(57)【要約】【課題】高分子ネットワークが均一に形成された高分子分散型液晶表示素子の製造方法及びその素子を提供する。【解決手段】ポリマーネットワーク３１０中に液晶分子３２０が分散している液晶層３００は、配向膜１８０及び配向膜２５０に挟まれている。このため、液晶分子３２０は、配向膜１８０及び配向膜２５０の配向規制力によって束縛され、安定に位置する。液晶層３００は、ポリマーネットワーク３１０の材料である重合性モノマーと液晶分子３２０との混合物に、紫外線を照射し、前記重合性モノマーを重合させて形成する。この工程において、場所によって照射される紫外線強度が異なり、重合性モノマーの重合速度が異なっても、配向膜１８０及び配向膜２５０の配向規制力による拘束力の影響で、配線下及びその近傍の液晶分子３２０及び重合性モノマーは移動しにくい。その結果、ポリマーネットワーク３１０は、均一に形成される。【選択図】図２
2012027150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板上に、反射層と、色分離層と、第１の電極と、液晶分子を配向させるための第１の配向膜と、を形成して、該第１の配向膜を第１の方向に配向処理し、
第２の基板上に、第２の電極と、前記第２の電極に電圧を印加する電圧供給回路と、前記液晶分子を配向させるための第２の配向膜と、を形成して、該第２の配向膜を前記第１の方向と反対方向に配向処理し、
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とが一定距離の間隙を有して対向する様に貼り合わせ、
前記間隙に、前記液晶分子と、重合性モノマーとを封入し、
前記第２の基板側から前記重合性モノマーに紫外線を照射することで該重合性モノマーを重合させてポリマーネットワークを形成する、
ことを特徴とする高分子分散型液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記色分離層はストライプ形状であり、前記第１の方向は該ストライプ形状の延伸方向と平行であることを特徴とする請求項１に記載の高分子分散型液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
ポリマーネットワークと該ポリマーネットワークに分散された液晶分子とを含む液晶層を有する高分子分散型液晶表示素子であって、
前記液晶層と接するように形成され、前記液晶分子を配向させる一対の配向膜を具備し、
前記一対の配向膜の一方は、第１の電極が形成された第１の基板上に形成されて、第１の方向に配向処理されており、
前記一対の配向膜の他方は、
第２の電極と、
前記第２の電極に電圧を印加する電圧供給回路と、
が形成された第２の基板上に形成されて、前記第１の方向と反対方向に配向処理されている、
ことを特徴とする高分子分散型液晶表示素子。
【請求項４】
前記第１の基板上には、
反射層と、
色分離層と、
が更に形成されており、該色分離層はストライプ形状であり、前記第１の方向は該ストライプ形状の延伸方向と平行であることを特徴とする請求項３に記載の高分子分散型液晶表示素子。
【請求項５】
前記反射層は、前記第１の基板の前記液晶層と対峙する面に隙間なく形成されていることを特徴とする請求項４に記載の高分子分散型液晶表示素子。
【請求項６】
前記反射層は、前記第１の基板の前記液晶層と対峙する面に隙間なく形成されており、
前記色分離層は、前記反射層の前記液晶層と対峙する面に形成されており、
前記第１の電極は、前記色分離層の前記液晶層と対峙する面に隙間なく形成されており、
前記一方の配向膜は、前記第１の電極の前記液晶層と対峙する面に形成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の高分子分散型液晶表示素子。
【請求項７】
前記電圧供給回路は、
前記第２の電極にソース電極及びドレイン電極のうちいずれか一方が接続されている薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタのゲート電極に接続されている走査線と、
前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極のうち前記第２の電極が接続されていない方に接続されている信号線と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の高分子分散型液晶表示素子。
【請求項８】
前記第２の基板の前記液晶層側と反対側の面に形成された、紫外線遮断膜を更に具備することを特徴とする請求項３乃至７のうち何れか１項に記載の高分子分散型液晶表示素子。
【請求項９】
前記液晶層の平面方向外部に設置され、該液晶層に光を照射する光源を更に具備することを特徴とする請求項３乃至８のうち何れか１項に記載の高分子分散型液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子分散型液晶表示の製造方法及びその素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、薄く、消費電力が少ない等の特長を有する。このため、液晶表示素子は、様々な用途の表示パネルに用いられている。液晶表示素子の一般的な表示モードとして、ツイストネマティックモード等が知られている。例えばツイストネマティックモードにおいて、液晶パネルは、液晶層を２枚の偏光板で挟んだ構成を有する。ツイストネマティックモードの液晶パネルは、光源であるバックライトから出射された光のうち、２枚の偏光板を透過する光の量を、液晶層で制御することで画像を表示する。然し乍、偏光板は、光の吸収率が高い。従って、偏光板を使用する場合、明るい表示を実現するためには、当該液晶表示素子は、多くのエネルギーを必要とする。
【０００３】
一方で、前記表示モードと異なる表示モードを用いる液晶表示素子として、高分子分散型の液晶表示素子が知られている。例えば特許文献１に開示された高分子分散型液晶表示素子は、ポリマーのネットワーク中に液晶分子を分散させた液晶層を、２枚の電極で挟む構成を有する。この高分子分散型液晶表示素子は、前記２枚の電極によって発生させた電場で、液晶層内の液晶分子の配向を制御して、当該液晶層を光透過状態と光散乱状態とに変化させ、表示を行う。この様な高分子分散型の表示方式では、偏光板が不要である。従って、偏光板の吸収による光損失がなく、光を有効に用いることができる。その結果、高分子分散型液晶表示素子は、少ないエネルギーで明るい表示が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２４１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の様な高分子分散型液晶表示素子の液晶層中のポリマーネットワークは、一般に、重合性モノマーに紫外線（ＵＶ）を照射し、当該モノマーを重合させることで形成する。然し乍、前記ポリマーネットワークの形成において、モノマーが表示素子の配線等の陰になるなどし、前記モノマーにＵＶが均一に照射されないと、ポリマーネットワークが不均一に形成される。その結果、当該表示素子の表示品質が悪化する。
【０００６】
そこで本発明は、ポリマーネットワークが均一に形成され、表示品質が良好な高分子分散型液晶表示素子の製造方法及びその素子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】
【０００７】
前記目的を果たすため、本発明の高分子分散型液晶表示素子の製造方法の一態様は、第１の基板上に、反射層と、色分離層と、第１の電極と、液晶分子を配向させるための第１の配向膜と、を形成して、該第１の配向膜を第１の方向に配向処理し、
第２の基板上に、第２の電極と、前記第２の電極に電圧を印加する電圧供給回路と、前記液晶分子を配向させるための第２の配向膜と、を形成して、該第２の配向膜を前記第１の方向と反対方向に配向処理し、
前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とが一定距離の間隙を有して対向する様に貼り合わせ、
前記間隙に、前記液晶分子と、重合性モノマーとを封入し、
前記第２の基板側から前記重合性モノマーに紫外線を照射することで該重合性モノマーを重合させてポリマーネットワークを形成する、
ことを特徴とする。
【０００８】
また、前記目的を果たすため、本発明の高分子分散型液晶表示素子の一態様は、ポリマーネットワークと該ポリマーネットワークに分散された液晶分子とを含む液晶層を有する高分子分散型液晶表示素子であって、
前記液晶層と接するように形成され、前記液晶分子を配向させる一対の配向膜を具備し、
前記一対の配向膜の一方は、第１の電極が形成された第１の基板上に形成されて、第１の方向に配向処理されており、
前記一対の配向膜の他方は、
第２の電極と、
前記第２の電極に電圧を印加する電圧供給回路と、
が形成された第２の基板上に形成されて、前記第１の方向と反対方向に配向処理されている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ポリマーネットワークが均一に形成され、表示品質が良好な高分子分散型液晶表示素子の製造方法及びその素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子を含む表示装置の構成例の概略を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子の構造例の概略を示す断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子の構造例の概略を示す分解平面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子の表示原理を説明する図であり画素電極に電圧が印加されていない場合を説明する図。
【図５】本発明の一実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子の表示原理を説明する図であり画素電極に電圧が印加されている場合を説明する図。
【図６】本発明の一実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子の配向膜の効果を説明する為の図であり、配向膜がない状態を説明する図。
【図７】本発明の一実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子の配向膜の効果を説明する為の図であり、配向膜がある状態を説明する図。
【図８】本発明の一実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子の変形例の概略とその表示原理を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子を含む表示装置の構成を示す図である。図１に示す様に、本表示装置は、本実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子である表示パネル４００と、走査ドライバ４２０と、信号ドライバ４４０と、制御部４６０とを有している。表示パネル４００は、表示装置の外部から供給される画像データＤに基づいて画像を表示する部分である。
【００１２】
表示パネル４００は、観察者側に配置された基板である前側基板１１０と、当該前側基板１１０と対向する後側基板２１０とを有する。前側基板１１０の、後側基板２１０と対向する面には、複数の走査線１４０（Ｇ（ｊ）（ｊ＝１、２、…、ｎ））と、複数の信号線１５０（Ｓ（ｉ）（ｉ＝１、２、…、ｍ））とが、それぞれ交差するように延伸配設されている。走査線１４０と信号線１５０との各交点に対応した位置には、画素電極１２０が配置されている。各画素電極１２０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１３０を介して、走査線１４０（Ｇ（ｊ））及び信号線１５０（Ｓ（ｉ））に電気的に接続されている。従って、各走査線には、ｍ個の画素電極１２０がＴＦＴ１３０を介して接続され、各信号線には、ｎ個の画素電極１２０がＴＦＴ１３０を介して接続されている。なお、図１には、簡単のためｎ＝３、ｍ＝７の範囲を模式的に表してある。
【００１３】
後側基板２１０上の、前側基板１１０と対向する面には、ストライプ形状のカラーフィルター２３０が形成されている。このカラーフィルター２３０は、各画素電極１２０に対向する位置に設けられ、各々が赤色、緑色又は青色の何れかの色を有している。１枚の画素電極１２０と、それと対向する１色（１区画）のカラーフィルターは、一組を成してサブ画素を構成している。そして、赤色、緑色及び青色の３色を含む３つのサブ画素で、１つの画素を構成している。即ち、１画素は３つのサブ画素を構成する３枚の画素電極を有する。
【００１４】
本実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子である表示パネル４００の１画素の構造の一例を、図２及び図３を参照して更に説明する。図２は断面図であり、図３は平面分解図である。図２及び図３に示す様に、例えばガラス基板等である後側基板２１０上には、例えばアルミニウム等からなる反射層２２０が形成されている。反射層２２０は、後側基板２１０上の画素を形成している部分の一面に、隙間なく均一にベタ形成されている。
【００１５】
更に反射層２２０の上に、赤色、緑色及び青色を含むカラーフィルター２３０が形成されている。カラーフィルター２３０上には、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜等の透明導電膜から成る対向電極２４０が形成されている。対向電極２４０は、カラーフィルター２３０上の一面に、隙間なく均一にベタ形成されている。対向電極２４０上には配向膜２５０が形成されている。配向膜２５０は、例えばポリイミド等の薄膜の表面に、例えばラビング処理、光照射処理等の配向処理を一方の方向に施して形成されている。
【００１６】
例えばガラス基板等の透明基板である前側基板１１０上に、例えばＩＴＯ膜等で構成される、画素電極１２０が形成されている。この画素電極１２０は、カラーフィルター２３０と対応するようにサブ画素毎に形成されている。そして、それぞれの画素電極１２０は、スイッチング素子としてのＴＦＴ１３０のソース電極（又はドレイン電極）に接続されている。また、ＴＦＴ１３０のゲート電極には走査線１４０が接続されており、ドレイン電極（又はソース電極）には信号線１５０が接続されている。これら走査線１４０と信号線１５０とは、成す角を９０°とするねじれの位置に配置されている。また、前側基板１１０と各画素電極１２０との間には、補助容量電極１６０が形成されている。各補助容量電極１６０は、補助容量線１７０に接続されている。これらの構成物上には、配向膜１８０が形成されている。配向膜１８０は、配向膜２５０と同様に、例えばポリイミド等の薄膜の表面に、例えばラビング処理、光照射処理等の配向処理を施して後側基板２１０上の配向膜２５０の配向処理方向である一方の方向とは反対方向に形成されている。
【００１７】
これは、カイラル材を用いない液晶層３００にホモジニアス配向規制力を持たせるためである。配向処理の効率の観点から、後側基板２１０上の配向膜２５０の配向処理方向である一方の方向は、ストライプ状のカラーフィルター２３０の延伸方向と平行であることが望ましい。
【００１８】
これは、後側基板２１０上の配向膜２５０の配向処理方向をストライプ状のカラーフィルター２３０の延伸方向と平行にして、前側基板１１０上の配向膜１８０の配向処理方向をそれと反対方向にして、信号線１５０の延伸方向と平行として、走査線１４０と補助容量線１７０の延伸方向と垂直とした方が、液晶層３００が正常配向する領域が多く、液晶層３００のホモジニアス配向に有利であるためである。
【００１９】
後側基板２１０の配向膜２５０側と、前側基板１１０の配向膜１８０側とは、均一な間隙を形成するように、図示しないギャップ材を介して貼り合わされている。配向膜２５０と配向膜１８０との間隙には、液晶層３００が形成されている。液晶層３００は、均一な網目構造を有するポリマーネットワーク３１０中に、例えばネマティック液晶等の液晶分子３２０が分散している構成を有する。また、前側基板１１０の、液晶層３００側と反対側の面、即ち観察者側の面には、反射防止等のための光学フィルム１９０が貼り合わされている。
【００２０】
この様に、例えば配向膜１８０及び配向膜２５０は、液晶層と接するように形成された配向膜として機能し、例えばポリマーネットワーク３１０は、ポリマーネットワークとして機能し、例えば液晶分子３２０は、液晶分子として機能し、例えば液晶層３００は、液晶層として機能する。また、例えば後側基板２１０は、第１の基板として機能し、例えば反射層２２０は、反射層として機能し、例えばカラーフィルター２３０は、色分離層として機能し、例えば対向電極２４０は、第１の電極として機能する。また、例えば前側基板１１０は、第２の基板として機能し、例えば画素電極１２０は、第２の電極として機能し、例えばＴＦＴ１３０は、第２の電極に接続されている薄膜トランジスタとして機能し、例えば走査線１４０は、薄膜トランジスタのゲート電極に接続されている走査線として機能し、例えば信号線１５０は、薄膜トランジスタに接続されている信号線として機能する。また、例えばＴＦＴ１３０と、走査線１４０と、信号線１５０とは、電圧供給回路を形成する。
【００２１】
次に本実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子の動作を説明する。制御部４６０の制御の下、図１に示す走査ドライバ４２０は、表示パネル４００の走査線１４０（Ｇ（ｊ））に走査信号を順次印加する。走査線１４０に走査信号が印加されると該走査線１４０に接続されているＴＦＴ１３０がＯＮ状態となる。このとき、信号ドライバ４４０は、制御部４６０の制御の下、信号線１５０（Ｓ（ｉ））にデータ信号を印加する。走査信号によりＯＮ状態となっているＴＦＴ１３０を介して、信号線１５０（Ｓ（ｉ））に印加されているデータ信号は、対応する画素電極１２０に印加される。この様にして、各走査線１４０に順に走査信号を印加し、それと同時に画素電圧を印加したい信号線１５０にデータ信号を印加することによって、全画素電極のうち、望みの画素電極１２０に、画素電圧を印加することができる。一方で、対向電極２４０は、一定電位に維持されている。また、画素電極１２０の前側基板１１０側に配設された補助容量電極１６０も、対向電極２４０と等電位に維持されている。従って、画素電極１２０及び補助容量電極１６０によって蓄積容量が形成される。この蓄積容量は、画素電極１２０に供給されるデータ信号に基づく画素電圧を保持しておくためのものである。
【００２２】
ここで本実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子の表示原理を、図４及び図５を参照して説明する。尚、図４及び図５においては簡単のため、各構成要素の境界における屈折は、省略され表現されていない。画素電極１２０と対向電極２４０との間に電場が形成されていない状態では、図４に示す様に、ポリマーネットワーク３１０中に分散された液晶分子３２０は、任意の方向を向いている。この場合、光の入射方向に関する、ポリマーネットワーク３１０の平均屈折率と、液晶分子３２０の平均屈折率とは異なるようにしているので、前側基板１１０側から入射した光は、散乱しながら液晶層３００を透過する。そしてその散乱光は、後側基板２１０上のカラーフィルター２３０を透過して、反射層２２０で反射される。但し、カラーフィルター２３０を透過した光は、カラーフィルター２３０により減衰している。
【００２３】
このカラーフィルター２３０を透過し反射層２２０で反射された光は、特定の波長に偏った光となっている。即ち、反射層２２０で反射された光は、色を有している。この有色の光は、再び散乱しながら液晶層３００を透過して、前側基板１１０から散乱光として射出される。従って、画素電極１２０と対向電極２４０との間に電場が形成されていない状態では、液晶層３００に入射した光は、色を有して前側基板１１０側から散乱して射出される。これら射出された色を有する光は、前側基板１１０側の様々な角度から観察され得る。
【００２４】
一方、画素電極１２０と対向電極２４０との間に十分に大きな電場が形成されている状態では、発生した電場に従って、図５に示す様に、ポリマーネットワーク３１０中に分散した液晶分子３２０は、その長軸を画素電極１２０及び対向電極２４０の法線方向に向けて配向する。この場合、光の入射方向に関する、ポリマーネットワーク３１０の平均屈折率と、液晶分子３２０の平均屈折率とが同一となるようにしているので、前側基板１１０側から入射した光は、液晶層３００内を直進し、カラーフィルター２３０を透過し、反射層２２０で正反射される。
【００２５】
反射層２２０で正反射した光は、再びカラーフィルター２３０を透過し、液晶層３００内を直進して前側基板１１０から射出する。これらの光は、カラーフィルター２３０を透過するために減衰されている。以上の様に、画素電極１２０と対向電極２４０との間に十分に大きな電場が形成されている状態では、液晶層３００に入射した光は、色を有した状態で前側基板１１０側から直線状に射出される。このため、光路方向からは色を有する弱い光として観察されるが、それ以外の方向からは、この光は観察されず、当該表示素子は黒く見える。
【００２６】
以上の様にして、サブ画素毎に、当該表示素子は赤色、緑色或いは青色と、黒色との表示が可能である。尚、画素電極１２０と対向電極２４０との間に形成される電場を調節することによって、液晶分子３２０の配向を、画素電極１２０と対向電極２４０との間に十分に大きな電場が形成されている場合と形成されていない場合との中間状態にすることもできる。このため、画素毎に液晶層３００内を透過する光の散乱度合いを、様々に変える事もできる。従って、これらサブ画素をマトリクス状に配置することで、当該高分子分散型液晶表示素子を含む表示装置は、フルカラーの画像を表示することができる。
【００２７】
ここで、本実施形態に係る液晶層３００の形成について説明する。本実施形態では、ポリマーネットワーク３１０として、紫外線（ＵＶ（Ｉ線波長；波長：約３６５ｎｍ））の照射により硬化する高分子材料を用いている。当該表示素子の製造方法を説明する。まず、前側基板１１０上に、画素電極１２０、ＴＦＴ１３０、走査線１４０及び信号線１５０等を形成し、更にその上に配向膜１８０を形成する。そして、配向膜１８０にラビング処理、光照射処理等の配向処理を施す。また、後側基板２１０上に、反射層２２０、カラーフィルター２３０、対向電極２４０及び配向膜２５０をこの順に形成し、配向膜２５０にラビング処理、光照射処理等の配向処理を施す。次に、配向膜１８０及び配向膜２５０が、対向し、且つ一定距離の間隙を有する様に、ギャップ材を介して前側基板１１０及び後側基板２１０を貼り合せる。その後、配向膜１８０と配向膜２５０との間隙に、ポリマーネットワーク３１０の材料である重合性の単量体（モノマー）と、液晶分子３２０とを封入する。封入後、ＵＶ照射を行い、ポリマーネットワーク３１０を形成させる。このとき、反射層２２０は光を透過しないため、後側基板２１０側からは、液晶層３００にＵＶを照射できない。従って、本実施形態では、前側基板１１０側からＵＶ照射を行う。
【００２８】
尚、仮に前側基板１１０側にカラーフィルター２３０が存在すると、カラーフィルター２３０により照射光が吸収され、ポリマーネットワーク３１０の形成を十分に行うことができない。そのため、本実施形態では、反射層２２０の上にカラーフィルター２３０を形成し、前側基板１１０側にカラーフィルターを設けない構成としている。
【００２９】
本実施形態における、配向膜１８０及び配向膜２５０によって付与される、液晶分子３２０の配向性の効果を説明する。液晶分子３２０と重合性モノマーとが特定の配合比であり、各重合成モノマーに対して同一光量のＵＶ照射が為されれば、均一なサイズのネットワークドメインが形成され、均一な網目構造と成る。然し乍、前側基板１１０には、ＴＦＴ１３０、走査線１４０、信号線１５０等が形成されている。従って、前側基板１１０側からＵＶを照射する場合、重合成モノマーが走査線１４０及び信号線１５０等の陰になること、及び回折及び干渉が発生すること等の理由によって、各サブ画素の中心部に比べて、各サブ画素の周縁部である走査線１４０及び信号線１５０の近傍では、照射されるＵＶの光量は低下する。その結果、重合性モノマーは、照射されるＵＶが比較的強い各サブ画素の中心部において、重合速度が速く、照射されるＵＶが比較的弱い各サブ画素の周縁部において、重合速度が遅い。
【００３０】
仮に、配向膜１８０及び配向膜２５０が存在しない、又はポリイミド膜が成膜されていてもラビング処理、光照射処理等の配向処理が施されていない場合、以下の様になる。即ち、ＵＶ照射前においては、図６（ａ）に模式図を示す様に、液晶分子３２０は、ランダムな方向を向いている。この場合、液晶分子３２０と重合性モノマーとは、拘束力が働いていない。
【００３１】
ここでＵＶを照射すると、以下のことが起こる。各サブ画素の周縁部では、ＴＦＴ１３０、走査線１４０、信号線１５０等の金属配線等を総称する遮光部１２５のため、液晶層３００にＵＶが十分に照射されない。従って、各サブ画素の周縁部では、重合性モノマーの重合速度は遅い。これに対して、照射されるＵＶが比較的強い各サブ画素の中心部において、重合性モノマーの重合は、早く進行する。このため、早く形成されたポリマーのネットワークに液晶分子３２０が束縛される。従って、液晶分子３２０は、各サブ画素の中心部に集中しやすくなる。更に、液晶分子３２０の移動に伴って、重合性モノマーも、サブ画素の中心部に集中しやすくなる。この様に、配向膜１８０及び配向膜２５０が存在しないとき、図６（ｂ）に模式図を示す様に、サブ画素の中心部において、ポリマーネットワークも液晶分子３２０も、密になる。つまり、ポリマーネットワーク３１０内に形成される網目構造の空間、即ちネットワークドメインの大きさが不均一となる。
【００３２】
このドメインの大きさ及び密度の差は、ポリマーネットワーク３１０の光の散乱特性を不均一なものにする。従って、図６（ｂ）において一本線矢印で示される、遮光部１２５間の距離に係る各画素の開口部のうち、図６（ｂ）において白抜き矢印で示される、画素として機能する部分の割合が減少する。即ち、開口率が減少する。また、ドメインの大きさの違いは、サブ画素中における場所によって表示駆動電圧を異ならせることになり、当該表示素子の表示品質を低下させる。
【００３３】
更に、ドメインの大きさが大きいことは、液晶分子３２０の割合が高いことを意味する。この様な液晶分子３２０の割合が高い部分のポリマーネットワーク３１０は、時間経過とともに破壊されやすい。この様なポリマーネットワーク３１０の破壊は、時間経過とともに当該表示素子全体に波及し、最終的に当該表示素子は、機能しない状態に陥る。
【００３４】
上記の様な配向膜１８０及び配向膜２５０が存在しない場合に対して、本実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子は、ラビング処理、光照射処理等の配向処理された配向膜１８０及び配向膜２５０を有している。このため、ＵＶ照射前においては、図７（ａ）に模式図を示す様に、配向膜１８０及び配向膜２５０の付近の液晶分子３２０は、配向膜１８０及び配向膜２５０の表面に、配向させられ束縛される。また、配向膜１８０及び配向膜２５０の間の液晶分子３２０も、液晶分子３２０間の分子間力で束縛され、安定に位置する。即ち、ＵＶ照射前において、液晶分子３２０は、重合性モノマー３１４中で配向規制力による拘束力を受けている。
【００３５】
ＵＶを照射すると、照射されるＵＶ強度が強い各サブ画素の中心部から重合性モノマー３１４の重合が進行する。然し乍、前記した配向膜１８０及び配向膜２５０がない場合と異なり、液晶分子３２０は、前記配向膜１８０及び配向膜２５０に依る配向規制力を受けているため移動しない。また、液晶分子３２０の移動がないため、液晶分子３２０間に介在している未重合の重合性モノマー３１４も該中心部に移動しない。従って、液晶分子３２０及び重合性モノマー３１４が、サブ画素の中心部に集中することがない。その結果、ＵＶが照射される部分においてポリマーネットワーク３１０が均一に形成される。この様に本実施形態に依れば、当該表示素子全体にわたって、均一な大きさのドメインを有するポリマーネットワーク３１０が形成される。尚、ポリマーネットワーク３１０が形成されると、前記配向膜１８０及び配向膜２５０から受ける配向規制力が、形成されたポリマーネットワーク３１０から受ける力によって打ち消される。従って、配向膜１８０及び配向膜２５０と接する部分と、遮光部１２５の陰になりポリマーネットワーク３１０が形成されにくい部分とを除いて、液晶分子３２０は、任意の方向を向く。
【００３６】
上記の通り、本実施形態に依れば、配向膜１８０及び配向膜２５０の存在によって、均一な大きさのドメインを有するポリマーネットワークが形成される。その結果、遮光部１２５間の距離に係る、図７（ｂ）において一本線矢印で示される各画素の開口部のうち、図７（ｂ）において白抜き矢印で示される画素として機能する部分の割合は、前記図６（ｂ）に示す場合に比べて増加する。即ち、開口率が向上する。従って、当該表示素子の表示品質は向上する。また、ドメインの大きさが均一であることは、駆動電圧と液晶分子３２０の挙動との関係を、サブ画素中における場所に依らずに一定にするため、当該表示素子の表示品質を良好なものにする。また、ドメインの大きさが均一であることは、前記したドメインの大きさが不均一な場合と比較して、当該表示素子の耐久性をも向上させる。
【００３７】
尚、紫外線で硬化する高分子材料を用いて作製する場合、高分子材料の重合が不十分であると、当該表示素子の製造からの経時に伴って、重合せずに残ったモノマーが徐々に重合し、当該高分子分散型液晶表示素子の性能を劣化させることがある。これを防ぐために、光学フィルム１９０に紫外線遮断フィルターを備えることが好ましい。
【００３８】
本実施形態に依る高分子分散型液晶表示素子は、高い反射率とコントラストが得られる目にやさしい表示が可能な反射型表示素子を実現できる。例えば偏光板を使用しているツイストネマティック型の液晶表示素子等と比較して、偏光板を使用していない本実施形態に係る高分子分散型液晶表示素子は、明るい表示が可能である。
【００３９】
次に、本実施形態の変形例を図面を参照して説明する。ここでは前記実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。前記実施形態の表示素子は、外光を利用した反射型の高分子分散型液晶表示素子である。これに対して本変形例の高分子分散型液晶表示素子は、図７に示す様に、表示素子の液晶層３００の側面に例えばＬＥＤを光源とするサイドライト３５０を設けている。この様な表示素子において、画素電極１２０と対向電極２４０との間に電場が印加されていない場合には、液晶層３００中の液晶分子３２０は、任意の方向を向いている。ここで、光の入射方向に関する、ポリマーネットワーク３１０の平均屈折率と液晶分子３２０の平均屈折率が異なっているようにしているので、側面のサイドライト３５０から入射した光は、散乱し、当該画素のカラーフィルター２３０により反射された光が観察者に届く（図８（ａ））。これに対して画素電極１２０と対向電極２４０との間に充分に大きな電場が印加されている場合には、液晶層３００中の液晶分子３２０は、その長軸を画素電極１２０及び対向電極２４０の法線方向に向けて配向する。このとき、光の入射方向に関する、ポリマーネットワーク３１０の平均屈折率と、画素電極１２０及び対向電極２４０の法線方向に配向した液晶分子３２０の平均屈折率とが同一であるようにしているので、入射した光は直進し、液晶層３００を通過する。従って、液晶層３００中を通過した光は観察者には届かない（図８（ｂ））。以上の様な原理で、本変形例に係る高分子分散型液晶表示素子は画像表示が可能となる。
【００４０】
本変形例に依れば、当該高分子分散型液晶表示素子は、外部からの入射光がない暗所においても観察可能な表示を実現できる。また、光源を表示素子の表示面に対して側面に配置するため、バックライトを用いる場合と比較して、表示素子全体を薄く設計することができる。
【００４１】
本変形例における高分子分散型液晶表示素子においても、光の吸収が大きい偏光板を用いていないので、光の損失が少ない。従って、省エネルギーで高いコントラストの表示を実現できる。また、その他前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００４３】
１１０…前側基板、１２０…画素電極、１２５…遮光部、１３０…薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、１４０…走査線、１５０…信号線、１６０…補助容量電極、１７０…補助容量線、１８０…配向膜、１９０…光学フィルム、２１０…後側基板、２２０…反射層、２３０…カラーフィルター、２４０…対向電極、２５０…配向膜、３００…液晶層、３１０…ポリマーネットワーク、３１４…重合性モノマー、３２０…液晶分子、３５０…サイドライト、４００…表示パネル、４２０…走査ドライバ、４４０…信号ドライバ、４６０…制御部。
【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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