反射板、液晶裝置和電子設備的製作方法
2023-04-28 09:56:01 2
專利名稱：反射板、液晶裝置和電子設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及反射板及其製造方法以及液晶裝置和電子設備，特別是涉及具備膽甾醇液晶層的反射板及其製造方法以及具備該反射板的液晶裝置、和具備該液晶裝置的電子設備。
背景技術：
近些年來，人們提出了使用膽甾醇液晶的膽甾醇反射板的方案。膽甾醇液晶採用液晶分子以恆定的節距周期性的螺旋構造，具有對入射進來的光選擇性地反射與螺旋的節距和折射率對應的波長的光的性質。因此，採用使用具備這樣的膽甾醇液晶的反射板的辦法，可以提供對於入射進來的光可以選擇性地反射特定的波長的光的液晶裝置。
在使用這樣的膽甾醇液晶的反射板中，有的採用與紅、綠、藍的各色的波長對應地層疊螺旋節距不同的3個層的辦法，來實現接近於白色的反射顯示。在該情況下，由於要層疊多層，故層厚變大，反射板本身大型化的同時，例如，由於光達到最下層為止才被液晶分子吸收因而反射率降低，此外，由於在製造時歸因於層疊而增加工序數，故常常還牽涉到造價的增加。
發明內容
本發明就是為解決上述課題而發明的，目的在於提供在具備膽甾醇液晶的反射板中，以薄膜而且可以防止或抑制反射效率的降低的反射板及其製造方法，此外，目的還在於提供使用該反射板的液晶裝置以及具備該液晶裝置的電子設備。
為實現上述目的，本發明的反射板，是一種在基板上邊層疊膽甾醇液晶層構成的反射板，其特徵在於膽甾醇液晶層的膽甾醇液晶的螺旋軸方向至少在基板面內不同。
用具備膽甾醇液晶層的反射板，雖然可以反射與膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋節距對應的波長的光，但是，在上述本發明的情況下，膽甾醇液晶層被作成為該膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋軸方向至少在基板面內不同的構造，該螺旋軸方向不同的每一個區域，都變成為在基板面垂直方向上的視在的螺旋節距不同的區域。因此，從該反射板的基板面垂直方向看的反射光，在螺旋軸方向不同的每一個區域內就變成為不同的波長的色光，就是說，變成為可以反射不同的顏色的色光混合起來的光(例如，白色光)，例如，在把該反射板應用於反射顯示裝置等的情況下，適宜反射顯示白色光就成為可能。此外，在本發明的情況下，由於採用在面內具備螺旋軸方向不同的多個區域的辦法，使反射混色的光成為可能而不是藉助於膽甾醇液晶層的層疊使得反射混色的光成為可能的構成，故可以用薄膜形成該膽甾醇液晶層，進而形成該反射板，板厚的均一性也將提高。此外，在本發明中，膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋軸方向，由於在基板面內被作成為種種不同的方向，故折射率的分布變大，即便是不另外設置散射層也可以使反射光散射。
另外，上述膽甾醇液晶層，可以作成為包括螺旋軸方向對於基板面大體上垂直的膽甾醇液晶區、螺旋軸方向對於基板面大體上平行的膽甾醇液晶區、和螺旋軸方向對於基板面傾斜規定的角度的膽甾醇液晶區中的任何2個以上的區域。在該情況下，由於包括螺旋軸對於基板面垂直、傾斜、或平行的膽甾醇液晶區中的任何2個以上的區域，故在這些區域中，可以反射2個以上的波長的色光，因此，反射多種顏色的混色的光就成為可能。特別是在分別包括這3個膽甾醇液晶區的情況下，反射更為接近於白色的色光就成為可能，作為可以反射白色的反射板變成為適合於反射顯示裝置的構成。
具體地說，可以使之具備用來使膽甾醇液晶的螺旋軸方向在基板面內不同的螺旋軸方向限制裝置。在該情況下，可以作成為至少在基板面內膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋軸方向不同的構成。具體地說，可以作成為這樣的構成作為螺旋軸方向限制裝置，在基板和膽甾醇液晶層之間形成可以使膽甾醇液晶取向的取向層，在基板面內部分地形成該取向層。在該情況下，採用在基板面內部分地形成取向層的辦法，就變成為在已形成了取向層的區域和未形成取向層的區域中膽甾醇液晶的取向狀態不同的構成，因此，就可以至少形成膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋軸方向不同的區域。另外，作為取向層，例如，可以用已對聚醯亞胺膜進行了研磨處理的取向層構成。
此外，作為上述螺旋軸方向限制裝置，可以作成為其構成如下的裝置在基板和膽甾醇液晶層之間形成可以使膽甾醇液晶取向的取向層，該取向層具有垂直取向性取向層和平行取向性取向層，同時，這些垂直取向性取向層和平行取向性取向層，可分別與膽甾醇液晶層接連。在該情況下，就變成為在與垂直取向性取向層接連的膽甾醇液晶區、和與平行取向性取向層接連的膽甾醇液晶區中，各個膽甾醇液晶的取向狀態不同的構成，因此，就膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋軸方向來說，在各個液晶區域中也不同。
另外，作為垂直取向性取向層和平行取向性取向層，例如，可以使用對聚醯亞胺膜進行了研磨處理的取向膜，採用使所使用的聚醯亞胺的種類不同的辦法，就可以得到各自的取向層，具體地說，可以使用聚醯亞胺分子的側鏈不同的取向層。此外，也可以採用使上述研磨處理方向不同的辦法得到各自的取向層。在這裡，所謂垂直取向性取向層和平行取向性取向層，例如，可以把預傾角形成得相對地高的取向層定為垂直取向性，把預傾角形成得相對地低的取向層定為平行取向性。
此外，作為上述螺旋軸方向限制裝置，可以作成為這樣的裝置基板和膽甾醇液晶層之間形成可以使膽甾醇液晶取向的取向層，該取向層在與膽甾醇液晶層之間的邊界部分的表面上具備凹凸。在該情況下，就變成為膽甾醇液晶與在取向層上形成的凹凸面接連，膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋軸，與由該凹凸所形成的傾斜相對應對基板面在種種的方向上傾斜的構成，結果變成為在基板面內形成螺旋軸方向不同的多個區域。另外，採用在基板面上設置凹凸的辦法，就可以在配置在基板與膽甾醇液晶層之間的取向層上形成凹凸，例如，也可以作成為在基板上邊形成聚丙烯酸類層，在該聚丙烯酸類層上設置凹凸以在取向層上形成凹凸的構成。
再有，作為上述螺旋軸方向限制裝置，可以作成為這樣的裝置向膽甾醇液晶層內填充進填充構件。在該情況下，在填充構件的填充位置和未填充填充構件的非填充位置處，膽甾醇液晶的取向狀態不同，因此，對於膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋軸方向來說在上述填充位置和非填充位置處也就變成為不同。另外，作為填充構件，例如，可以使用樹脂制或玻璃制的微珠、纖維等。此外，對於填充構件的表面可以實施垂直取向性的表面處理，藉助於這樣的垂直取向性表面處理，在填充構件的表面上就可以使膽甾醇液晶在多個方向上取向。再有，如果把填充構件作成為大體上球狀的填充構件，就可以使膽甾醇液晶在該大體上的球狀面上在更為各種各樣的方向取向，同時，與之相伴，還可以使膽甾醇液晶的螺旋軸方向，在填充位置和非填充位置之間更為確實地不同。
其次，本發明的反射板的製造方法，其特徵在於包括在基板上邊形成膽甾醇液晶層的膽甾醇液晶層形成工序，膽甾醇液晶層形成工序，至少包括塗敷膽甾醇液晶性單體的單體塗敷工序，和使所塗敷的膽甾醇液晶性單體進行聚合的單體聚合工序，在單體塗敷工序中，在各向同性狀態下塗敷上膽甾醇液晶性單體之後，進行過冷卻處理。
藉助於這樣的製造方法，就可以得到在基板面內分別具備含有膽甾醇液晶層的螺旋軸方向不同的多個區域的膽甾醇液晶層的上述本發明的反射板。就是說，在已使各向同性狀態的膽甾醇液晶性單體進行了過冷卻處理的情況下，結果就變成為在膽甾醇液晶性單體中部分地殘留有各向同性狀態，在使之進行聚合的情況下，就可以形成在取向性上具有分布的膽甾醇液晶層，因此，結果就變成為可以在膽甾醇液晶層中形成螺旋軸方向不同的多個區域。在該情況下，在單體塗敷工序中，可以這樣做在使溫度變成為膽甾醇液晶性單體採取各向同性相的溫度T1以上，具體地說，在(T1+30℃)前後的溫度下，塗敷膽甾醇液晶性單體，然後，在T1以下，具體地說，在(T1-30℃)前後的溫度下，進行過冷卻。另外，在本說明書中所說的膽甾醇液晶層單體，意味著可以用聚合形成膽甾醇液晶相的單體。此外，在上述單體聚合工序中，可以用對所塗敷的膽甾醇液晶性單體的紫外線照射或加熱處理的辦法進行聚合。
此外，本發明的反射板的製造方法，其特徵在於包括在基板上邊形成膽甾醇液晶層的膽甾醇液晶層形成工序，膽甾醇液晶層形成工序，包括至少塗敷膽甾醇液晶性單體的單體塗敷工序，和藉助於對所塗敷的膽甾醇液晶性單體的紫外線照射使該單體聚合的單體聚合工序，在單體聚合工序中，在進行紫外線照射的情況下，在基板面內，使照射量具有分布。倘採用這樣的製造方法，就可以在基板面內形成具備分別含有膽甾醇液晶螺旋軸方向不同的多個區域的膽甾醇液晶層的上述本發明的反射板。就是說，在單體聚合工序中，採用使紫外線照射量在基板面內具有分布的辦法，在膽甾醇液晶層內產生基於紫外線照射量分布的取向性的分布，因此，結果就變成為在膽甾醇液晶層中可以形成螺旋軸方向不同的多個區域。另外，象這樣地在基板面內使照射量具有分布，例如，可以使用光掩模，使得僅僅向掩模非形成區照射紫外線成為可能。或者，可以使得在掩模形成區中紫外線照射比非形成區相對地少成為可能。此外，在單體聚合工序中，也可以不進行紫外線照射而代之以進行加熱處理，使得在基板面內具有分布那樣地進行該加熱。
再有，本發明的反射板製造方法，其特徵在於包括在基板上邊形成膽甾醇液晶層的膽甾醇液晶層形成工序，同時，還包括在膽甾醇液晶層形成工序之前在基板上邊形成取向層的取向層形成工序，在該取向層形成工序中，在基板上邊部分地形成取向層。倘採用這樣的製造方法，則可以在基板面內形成具備分別含有膽甾醇液晶螺旋軸方向不同的多個區域的膽甾醇液晶層的上述本發明的反射板。就是說，由於在已形成了取向層的區域和未形成取向層的區域中，變成為膽甾醇液晶的取向性不同的區域，故結果變成為在膽甾醇液晶層中可以形成多個螺旋軸方向不同的區域。
再有，本發明的反射板製造方法，其特徵在於包括在基板上邊形成膽甾醇液晶層的膽甾醇液晶層形成工序，同時，還包括在膽甾醇液晶層形成工序之前在基板上邊形成取向層的取向層形成工序，在該取向層廠形成工序中，層疊起來形成垂直取向性取向層和平行取向性取向層，同時，在這些垂直取向性取向層和平行取向性取向層之內，部分地掩模除去在表層一側形成的取向層。倘採用這樣的製造方法，則可以在基板面內形成具備分別含有膽甾醇液晶螺旋軸方向不同的多個區域的膽甾醇液晶層的上述本發明的反射板。就是說，由於在取向層形成工序中，在已形成了取向層的區域和未形成取向層的區域中，變成為膽甾醇液晶的取向性不同的區域，故結果變成為在膽甾醇液晶層中可以形成多個螺旋軸方向不同的區域。
再有，本發明的反射板的製造方法，包括在基板上邊形成膽甾醇液晶層的膽甾醇液晶層形成工序，同時，還包括在膽甾醇液晶層形成工序之前在基板上邊形成取向層的取向層形成工序，其特徵在於在該取向層形成工序中，層疊地形成垂直取向性取向層和平行取向性取向層，同時，部分地掩模除去在這些垂直取向性取向層和平行取向性取向層之內在表層一側形成的取向層。倘採用這樣的製造方法，則可以形成具備在基板面內分別含有膽甾醇液晶螺旋軸方向不同的多個區域的膽甾醇液晶層的上述本發明的反射板。就是說，在取向層形成工序中，由於要部分地掩模除去垂直取向性取向層和平行取向性取向層之內在表層一側形成的取向層，故結果就變成為每一個垂直取向性取向層和平行取向性取向層都與膽甾醇液晶層接連，在每一個與各個取向層接連的區域上膽甾醇液晶層的取向性就可以不同，同時，結果變成為在膽甾醇液晶層中可以形成螺旋軸方向不同的多個區域。另外，垂直取向性取向層和平行取向性取向層，可以分別形成為使得所使用的聚醯亞胺的種類不同，具體地，可以使用聚醯亞胺分子側鏈不同者。
其次，本發明的液晶裝置，其特徵在於具備上述反射板。在這樣的液晶裝置中，可以發現上邊所說的反射板的效果，可以用薄膜形成可進行更為接近白色的反射顯示的反射層。具體地說，可以例示出具有在由彼此相向配置的上基板和下基板之間挾持有液晶層的液晶單元的液晶裝置，可以作成為構成如下的液晶裝置在該下基板的內面一側，設置至少可以反射具有規定的旋轉方向的圓偏振光的反射層，該反射層具備上述反射板。
在該情況下，由於可以用薄膜構成其構成為具備反射板的反射層，故可以使液晶單元的單元厚度更為均一化，因而將提高該液晶裝置的觀看性。此外，倘採用這樣的液晶裝置，由於在含於反射層內的膽甾醇液晶層中，在基板面內使膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋軸方向，被構成為朝向各種各樣的方向，故折射率的分布展寬，使得可以散射用該膽甾醇液晶層反射的光，對與反射有關的顯示來說可以展寬視場角，沒有必要另外設置散射層。
再有，本發明的電子設備，其特徵在於具備上述構成的液晶裝置。倘採用該構成，則可以提供可進行觀看性優良的反射顯示的電子設備。
圖1模式性地示出了作為本發明的一個實施方案的反射板的局部剖面構造。
圖2模式性地示出了作為本發明的一個實施方案的液晶顯示裝置的局部剖面構造。
圖3的模式圖示出了作為變形例1的反射板的構成。
圖4的模式圖示出了作為變形例2的反射板的構成。
圖5的模式圖示出了作為變形例3的反射板的構成。
圖6的模式圖示出了作為變形例4的反射板的構成。
圖7的模式圖示出了作為變形例5的反射板的構成。
圖8的模式圖示出了作為變形例6的反射板的構成。
圖9的說明圖示出了圖1的反射板的製造方法。
圖10的斜視圖示出了本發明的電子設備的一個例子。
圖11的斜視圖示出了本發明的電子設備的另外一個例子。
圖12的斜視圖示出了本發明的電子設備的再一個例子。
符號說明1反射板，18膽甾醇液晶層，18A垂直膽甾醇液晶區，18B傾斜膽甾醇液晶區，18C平行膽甾醇液晶區，40取向層，41平行取向性取向層，42垂直取向性取向層，46填充微珠(填充構件)，110液晶顯示裝置(液晶裝置)具體實施方式
反射板以下，參看附圖對本發明的實施方案進行說明。另外，在以下的所有的附圖中，為了便於看圖，使得各個構成要素的膜厚或尺寸的比率等適宜地不相同。
圖1的局部剖面圖模式性地示出了本發明的反射板的一個實施方案。該反射板1的構成為在透光性基板13上邊形成有取向層40，在該取向層40的上層上層疊上作為反射主體層的膽甾醇液晶層18。在該情況下，例如，在板厚方向上從與透光性基板13不同的一側入射可以在反射中利用的光。膽甾醇液晶層18，以螺旋取向狀態已被固定的膽甾醇液晶為主體構成，具備僅僅反射具有規定的旋轉方向的圓偏振光的選擇反射特性，使得能夠反射與該液晶分子的螺旋節距對應的波長的光。此外，還可以把膽甾醇液晶層18夾在之間，在與透光性基板13相反的一側，也設置透光性基板，作成為用這一對基板把作為反射主體層的膽甾醇液晶層18挾持起來的構成。
在本實施方案的反射板1中，作為反射主體層的膽甾醇液晶層18，被構成為使得使該膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋軸方向，在基板13面內朝向各種各樣的方向。就是說，作為反射主體層的膽甾醇液晶層18被構成為在基板面內含有膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋軸方向不同的多個區域，例如具備垂直膽甾醇液晶區18A、傾斜膽甾醇液晶區18B、平行膽甾醇液晶區18C。具體地說，在垂直膽甾醇液晶區18A中，螺旋軸方向朝向對於基板面大體上垂直的方向，在傾斜膽甾醇液晶區18B中，螺旋軸方向則對於基板面傾斜規定角度，在平行膽甾醇液晶區18C中，螺旋軸方向朝向對於基板面大體上平行的方向。另外，在圖面上邊，各個區域的每一個區域的螺旋軸方向都被作成為明確的不同，各個區域中的螺旋軸方向雖然示出了同一方向，但是，實際上各每個區域有時候螺旋軸方向並不是非要明確地不同不可，有時候，各個區域中的螺旋軸方向也不是同一方向。但是，如後所述，在本實施方案中，採用有意識地形成螺旋軸方向限制裝置，或者在製造上使得在基板面內螺旋軸方向不同的辦法，形成至少螺旋軸方向對於基板面大體上垂直、大體上平行，大體上傾斜的膽甾醇液晶區。此外，如果定義各個區域的螺旋軸方向，則垂直膽甾醇液晶區18A，指的是在基板面內含有螺旋軸與基板面之間的角度為80度到90度的膽甾醇液晶的區域，平行膽甾醇液晶區18C指的是在基板面內含有螺旋軸與基板面之間的角度為0度到10度的膽甾醇液晶的區域，除此之外的區域則定義為傾斜膽甾醇液晶區18B。
在這樣的螺旋軸方向不同的各個區域18A、18B、18C中，基板面垂直方向上的視在螺旋節距將分別變成為不同的節距。因此，從該反射板1的基板面垂直方向看的反射光。在每一個區域18A、18B、18C中都變成為不同的波長的色光，即，可以反射使不同的顏色的色光混合起來的光(例如白色光)。此外，與使螺旋軸方向單一的膽甾醇液晶層進行層疊以變成為可以反射混色的光(例如白色光)的情況比較，可以用薄層形成該膽甾醇液晶層，因而可以用薄板形成該反射板1，此外，還將提高板厚的均一性。另外，採用形成以基板面垂直方向上的視在螺旋節距例如為大約450nm、550nm、600nm的區域為主體的各個膽甾醇液晶區的辦法，就可分別反射藍色光、綠色光、紅色光，可以反射更為接近白色的色光。
如本實施方案所示，在基板面內含有膽甾醇液晶的螺旋軸方向不同的構成的膽甾醇液晶層18的反射板1，可以用下述方法製造。首先，在透光性基板13上邊形成規定的取向膜，在該情況下，形成聚醯亞胺的研磨處理膜以得到取向層40。其次，對所形成的取向層40塗敷膽甾醇液晶性單體，然後，對所塗敷的膽甾醇液晶性單體，進行圖9所示的那種紫外線照射，使該膽甾醇液晶性單體進行聚合。另外，在該情況下的取向層，例如，可以用平行取向性的取向層41構成。此外，所謂膽甾醇液晶性單體，意味著要用聚合形成膽甾醇液晶的單體。
在圖9所示的單體聚合工序中，採用部分地施加上掩模48的辦法，使之在紫外線照射量上具有分布，在該情況下，把已形成了掩模48的區域定為紫外線照射量少的區域。因此，在掩模非形成區域中，紫外線照射量就相對地多，膽甾醇液晶得以充分地取向，可以形成螺旋軸方向朝向對於基板面垂直方向的垂直膽甾醇液晶區18A。
此外，在掩模形成區域中，紫外線照射量相對地少，可以形成膽甾醇液晶層的取向與掩模非形成區域比較起來小，螺旋軸方向朝向各種各樣的方向的傾斜膽甾醇液晶區18B(平行膽甾醇液晶區18C)。
另一方面，含有上述膽甾醇液晶層18的反射板1，也可以用以下那樣的方法製造。首先，在透光性基板13上邊，形成規定的取向膜，在該情況下，形成聚醯亞胺的研磨處理膜以得到取向層40。其次，在各向同性的溫度下，向所形成的取向層40塗敷膽甾醇液晶性單體，然後，採用對所塗敷的膽甾醇液晶性單體施行過冷卻處理，然後，對膽甾醇液晶性單體進行紫外線照射，使該膽甾醇液晶性單體進行聚合的辦法，得到本實施方案的反射板1。另外，上述所謂各向同性溫度，意味著在各向同性狀態下存在膽甾醇液晶性的溫度，所謂過冷卻處理，指的是在將變成為非各向同性狀態的溫度下對處於各向同性溫度的膽甾醇液晶單體急劇地進行冷卻的處理。
在該情況下，在對各向同性狀態的膽甾醇液晶性單體進行了過冷卻處理的情況下，結果就變成為在膽甾醇液晶性單體中，會部分地殘留有各向同性狀態，在使之進行聚合的情況下，就可以形成取向性上具有分布的膽甾醇液晶層。因此，在膽甾醇液晶層中，就可以形成螺旋軸方向不同的多個區域。另外，單體塗敷，要在比各向同性溫度高30℃的溫度下進行，然後，在比各向同性溫度低30℃的溫度下進行過冷卻。
液晶裝置其次，參看附圖對使用上述反射板的液晶裝置的實施方案進行說明。圖2示出了本實施方案的液晶裝置的局部剖面圖。在該情況下，是無源矩陣方式的反射式液晶顯示裝置110的例子。
本實施方案的液晶顯示裝置110，如圖2所示，通過密封劑(未畫出來)相向地配置下基板13和上基板14，向由該下基板13、上基板14和密封劑圍起來的空間內封入由STN(超扭曲向列)液晶構成的液晶層16(相位調製用液晶層)16。另外，在該情況下，下基板13由於相當於上述反射板1中的透光性基板13，故賦予同一標號。
下基板13和上基板14，以玻璃或塑料等的透光性材料為主體地構成，在下基板13的外面一側(與已形成了液晶層16的一側相反的一側)，從下基板13開始按照順序設置相位差板(1/4波長板)27、下偏振光板28。另一方面，在上基板14的外面一側(與已形成了液晶層16的一側相反的一側)，也從上基板14開始按照順序設置相位差板(1/4波長板)35、下偏振光板36。
在下基板13的內面一側(液晶層16一側)通過取向層40設置作為反射主體層的膽甾醇液晶層18，這些膽甾醇液晶層18、取向層40和下基板13，用上述反射板1構成。在膽甾醇液晶層18的上層上，設置具備R(紅)、G(綠)、B(藍)的各個色素層30R、30G、30B的濾色片層30。各個色素層30R、30G、30B分別用黑色矩陣BM分區形成，並用分區後的各個色素層形成點，用由這3個色素層30R、30G、30B構成的3個點形成1個象素。此外，在濾色片層30的上邊，層疊有用來使由濾色片層30(色素層)或黑色矩陣BM形成的臺階平坦化的平坦化膜(塗層)31。
然後，在平坦化膜31上邊，由ITO等的透明導電膜構成的條帶狀的信號電極25，在與紙面垂直的方向上延伸。另一方面，在上基板14內面一側(液晶層16一側)，由ITO等的透明導電膜構成的的條帶狀的掃描電極32在圖示的橫方向上延伸。這些電極25、32進行交叉的區域成為顯示區域，不進行交叉的區域就成為已形成了黑色矩陣BM的非顯示區域。
上偏振光板36僅僅使一個方向(在本實施方案中為圖示橫方向)的線性偏振光透過，相位差板35把透過上偏振光板36後的線性偏振光變換成圓偏振光。因此，上偏振光板36和相位差板35就起著上基板一側圓偏振光入射裝置的作用。此外，下偏振光板28僅僅使一個方向(在本實施方案中為圖示橫方向)的線性偏振光透過，相位差板27把透過上偏振光板28後的線性偏振光變換成圓偏振光。因此，下偏振光板28和相位差板27就起著下基板一側圓偏振光入射裝置的作用。另外，在本實施方案中，可以在顯示中使用的光，雖然說明的是太陽光、照明光等的外光，但是，也可以是從下側偏振光板28一側使背光源光入射的半透射反射式的液晶裝置。
液晶層16被作成為在給掃描電極25和信號電極32間加上閾值以上的電壓的狀態(選擇電場施加時)下，就取向為紙面縱方向(對基板面垂直的方向)，在加上閾值以下的電壓的狀態(非選擇電場施加時)，就在紙面橫方向上取向。另外，『選擇電場施加時』、『非選擇電場施加時』，意味著『加到液晶層上的電壓大於液晶的閾值電壓』、『加到液晶層上的電壓小於閾值電壓』。在這樣的液晶層16中，可以根據選擇電場施加來調製入射光的相位。就是說，在本實施方案中可以作成為在選擇電場施加時，就使入射進來的圓偏振光以與入射時同樣旋轉的圓偏振光的狀態通過而無須進行其相位調製，使非選擇電場施加時的入射進來的圓偏振光，進行相位調製，變換成與入射時旋轉相反的圓偏振光後通過。
其次，膽甾醇液晶層18，是採用圖1所示的反射板1所示的構成的液晶層，其構成為在基板面內，膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋軸方向朝向各種各樣的方向。因此，結果就變成為可以反射更為接近白色的色光，而且，膽甾醇液晶層18本身由於是可以用薄層形成的構成，故可以使用基板13、14把液晶層16挾持起來構成的液晶單元的層厚進一步均一化因而將提高該液晶裝置的可靠性。此外，在膽甾醇液晶層18中，由於折射率的分布變大，使用該膽甾醇液晶層18反射的光進行散射就成為可能，對與反射有關的顯示來說可以展寬視場角，沒有必要另外設置散射層。
其次，對本實施方案的液晶顯示裝置110中的與顯示有關的機構進行說明。通過上偏振光板36和相位差板35後入射到液晶顯示裝置110的內部的外光，變成為右旋圓偏振光，該右旋圓偏振光向液晶層16入射。在這裡，在給掃描電極25和信號電極32之間加上電壓的情況下(選擇電場施加時)，液晶層16就變成為ON狀態，使右旋圓偏振光保持原狀不變地作為圓偏振光通過。此外，在未給掃描電極25和信號電極32之間加上電壓的情況下(非選擇電場施加時)，液晶層16就變成為OFF狀態，在使右旋圓偏振光變換成左旋圓偏振光後通過。
通過了ON狀態的液晶層16之後的右旋圓偏振光，規定的波長被濾色片層30吸收，例如，在與R(紅)對應的色素層30R處，作為R(紅)的互補色的色光的波長被吸收，在與G(綠)對應的色素層30G處，作為G(綠)的互補色的色光的波長被吸收，在與B(藍)對應的色素層30B處，作為B(藍)的互補色的色光的波長被吸收。因此，例如透過了與R(紅)對應的色素層30R的右旋圓偏振光的波長就變成為大約600到650nm。
通過濾色片層30後變成為特定波段的色光的右旋圓偏振光，被膽甾醇液晶層18反射。在該情況下，在反射前後，旋轉方向相同，被反射後的右旋圓偏振光，再次經由濾色片層30、液晶層16、上基板14、相位差板35、上偏振光板36後參與顯示。另外，液晶層16的非選擇電場施加的情況下，結果變成為左旋圓偏振光向反射層18入射，在反射層18中，由於左旋圓偏振光不進行反射，向下基板13一側透過，在下偏振光板18處被吸收，故變成為不參與顯示。
反射板的變形例以下，對本實施方案的反射板的變形例進行說明。在各個變形例中，主要對用來使膽甾醇液晶的螺旋軸方向在基板面內每一個區域中都不同的螺旋軸方向限制裝置進行說明，對於那些與圖1的反射板構成相同的部分賦予同一標號而省略說明。另外，對於以下所示的各個反射板來說，也可以用做圖2所示的液晶顯示裝置1的含有膽甾醇液晶層18的反射主體層。
圖3的剖面模式圖示出了作為變形例1的反射板121的構成。在該反射板121中，在透光性基板13上邊，在基板面內部分地形成有取向層40，具體地說，矩陣狀地形成平行取向性取向層41，該取向層40起著螺旋軸方向限制裝置的作用。
在該情況下，在已形成了平行取向性取向層41的區域(取向層形成區域)中，膽甾醇液晶的螺旋軸朝向對基板面大體上垂直的方向，在該區域中形成垂直膽甾醇液晶區18A。另一方面，在未形成平行取向性取向層41的區域(取向層非形成區域)中，膽甾醇液晶的螺旋軸對於基板面傾斜規定的角度，或者朝向對於基板面大體上平行的方向，在該區域中，形成傾斜膽甾醇液晶區18B和/或平行膽甾醇液晶區18C。採用象這樣地在基板面內部分地形成取向層的辦法，在膽甾醇液晶層18中，就可以形成多個螺旋軸方向不同的區域。
圖4的剖面模式圖示出了作為變形例2的反射板122的構成。在該反射板122中，在透光性基板13上邊作為取向層40使平行取向性取向層41和垂直取向性取向層42共存。具體地說，平行取向性取向層41和垂直取向性取向層42在同一平面內交互地形成，含有該平行取向性取向層41和垂直取向性取向層42的取向層40起著螺旋軸方向限制裝置的作用。
在該情況下，在已形成了平行取向性取向層41的區域中，膽甾醇液晶的螺旋軸朝向對於基板面大體上垂直的方向，在該區域中，形成垂直膽甾醇液晶區18A。另一方面，在已形成了垂直取向性取向層42的區域中，膽甾醇液晶的螺旋軸對於基板面朝向平行的方向，在該區域中形成平行膽甾醇液晶區18C。此外，在已形成了垂直取向性取向層42的區域中，或者，在各個取向層41、42的邊界區域附近，膽甾醇液晶的螺旋軸對於基板面傾斜規定的角度，在該區域中，形成傾斜膽甾醇液晶區18B。採用象這樣地作為取向層在同一基板面內形成平行取向性取向層41和垂直取向性取向層42的辦法，在膽甾醇液晶層18中，就可以形成多個螺旋軸方向不同的區域。
圖5的剖面模式圖示出了作為變形例3的反射板123的構成。在該反射板123中，在基板面內，在透光性基板13上邊形成平行取向性取向層41，再在該平行取向性取向層41的上層上部分地形成垂直取向性取向層42。因此，在變形例3的反射板123中，取向層40作為平行取向性取向層41與部分地形成的垂直取向性取向層42之間的層疊體構成。在該情況下，至少取向層41、42的一部分應當與膽甾醇液晶層18接連，在作為層疊體的取向層40中，構成有各層41、42的層疊部分和非層疊部分，該取向層40起著螺旋軸方向限制裝置的作用。另外，作為這樣的層疊體的取向層40，使平行取向性取向層41和垂直取向性取向層42進行層疊地形成，同時，還可以採用部分地掩模除去在表層一側形成的垂直取向性取向層42的辦法形成。
在該情況下，在膽甾醇液晶層18中，在與平行取向性取向層41接連的區域，就是說，在部分地未形成垂直取向性取向層42的區域中，膽甾醇液晶螺旋軸朝向對於基板面大體上垂直的方向，在該區域中形成垂直膽甾醇液晶區18A。另一方面，在與部分地形成的垂直取向性取向層42接連的區域中，膽甾醇液晶的螺旋軸朝向對基板面大體上平行的方向，在該區域中形成平行膽甾醇液晶區18C。此外，在與垂直取向性取向層42接連的區域或與各個取向層41、42接連的區域的邊界附近，膽甾醇液晶的螺旋軸朝向對於基板面傾斜規定的角度，在該區域中形成傾斜膽甾醇液晶區18B。採用象這樣地把取向層構成為平行取向性取向層41和垂直取向性取向層42的層疊體，已部分地掩模除去垂直取向性取向層42的形式，作成為使各個取向層41、42都與膽甾醇液晶層18接連的構成的辦法，在膽甾醇液晶層18中，就可以形成多個螺旋軸方向不同的區域。
圖6的剖面模式圖示出了變形例4的反射板124的構成。在該反射板124中，在透光性基板13的表面上形成由壓紋加工形成的凹凸，在該透光性基板13上邊形成取向層40，具體地說，使用平行取向性取向層41。在該情況下根據透光性基板13的凹凸在取向層40(平行取向性取向層41)上也形成凹凸，具備該凹凸的取向層40(平行取向性取向層41)起著螺旋軸方向限制裝置的作用。在這樣的反射板124的膽甾醇液晶層18中，對於位於取向層40(平行取向性取向層41)的凹凸面上邊的膽甾醇液晶來說，其螺旋軸根據其凹凸變成為對於基板面在種種方向上傾斜的構成，結果變成為在基板面內可以形成多個螺旋軸方向不同的區域。就是說，採用在基板面上設置凹凸的辦法，就可以在膽甾醇液晶層18中，形成垂直膽甾醇液晶區18A、傾斜膽甾醇液晶區18B、平行膽甾醇液晶區18C中的任何2個以上的區域。
此外，圖7是變形例5的反射板125，其構成為在透光性基板13上邊形成聚丙烯酸類層45，在該聚丙烯酸類層45上設置作為螺旋軸方向限制裝置的凹凸，在取向層40(平行取向性取向層41)上形成凹凸。
其次，圖8的剖面模式圖示出了作為變形例6的反射板126的構成。在該反射板126中，在透光性基板13上邊作為取向層40形成平行取向性取向層41，在該平行取向性取向層41的上層上，形成膽甾醇液晶層18。在該情況下，作為螺旋軸方向限制裝置已向膽甾醇液晶層18內填充進填充微珠46，例如，作成為使得填充微珠46不進行接觸那種程度的填充率。
在該情況下，平行取向性取向層41上邊的膽甾醇液晶，被作成為使得其螺旋軸朝向與基板面垂直的方向，在未填充填充微珠46的區域中，保持該螺旋軸方向，形成垂直膽甾醇液晶區18A。另一方面，在已填充上填充微珠46的區域，就是說，在填充微珠46的表層附近，膽甾醇液晶的螺旋軸方向，對於基板面不保持垂直方向，變成為與基板面平行或進行傾斜的狀態。因此，採用向膽甾醇液晶層18內填充填充微珠46的辦法就可以在膽甾醇液晶層18中，形成多個螺旋軸方向不同的區域。
另外，在反射板126中，作為填充微珠46雖然使用的是玻璃制的微珠，但是也可以採用樹脂制的填充微珠46。此外，還可以對填充微珠46的表面施行垂直取向性的表面處理，具體地說，可以施行表面張力大的氟類的塗層處理。歸因於這樣的塗層，在填充微珠46的表面上就可以使膽甾醇液晶在更為各種各樣的方向上取向，因此，可以更為確實地形成多個膽甾醇液晶的螺旋軸方向不同的區域。在本實施方案中，填充材料雖然是微珠，但是也可以是圓柱狀的纖維。
電子設備對具備上述實施方案的液晶顯示裝置的電子設備的例子進行說明。
圖10的斜視圖示出了行動電話的一個例子。在圖10中，標號1000表示行動電話主體，標號1001表示使用上述的液晶顯示裝置110的液晶顯示部分。
圖11的斜視圖示出了手錶式電子設備的一個例子。在圖11中標號1100表示手錶主體，標號1101表示使用上述的液晶顯示裝置110的液晶顯示部分。
圖12的斜視圖示出了文字處理機、個人計算機等的可攜式信息處理裝置的一個例子。在圖12中，標號1200是信息處理裝置，標號1202是鍵盤等的輸入部分，標號1204是信息處理裝置主體，標號1206是使用上述的液晶顯示裝置110的液晶顯示部分。
圖10到圖12所示的電子設備，由於使用了上述實施方案的液晶顯示裝置110，故可以進行觀看性優良的液晶顯示部分。
另外，本發明的技術範圍並不限定於上述實施方案，在不脫離本發明的宗旨的範圍內，可以加上種種的變更。例如，在上述的實施方案中雖然示出的是無源矩陣方式的反射式液晶顯示裝置，但不限於此，也可以在有源矩陣方式的液晶顯示裝置中使用本發明。此外，在上述實施方案中，雖然濾色片層設置在下基板的內面一側，但是也可以設置在上基板的內面上。
就如在以上詳細地說明的那樣，倘採用本發明，由於在含有膽甾醇液晶層的反射板中，膽甾醇液晶層在基板面內含有膽甾醇液晶的螺旋軸方向分別不同的多個區域，故每一個區域可以反射不同的波長的色光。因此，作為膽甾醇液晶層全體，可以反射不同的顏色的色光混合起來的光(例如，白色光)，例如在把該反射板應用於反射式液晶顯示裝置中去的情況下，就可以適宜反射白色光。
此外，由於用單層構成把膽甾醇液晶層用做反射主體層，故可以用薄膜形成該反射板，在把反射板用做反射式液晶顯示裝置的反射層的情況下，將提高該液晶單元厚度的均一性。再有，在本發明中，膽甾醇液晶所形成的螺旋構造的螺旋軸方向，由於在基板面內被作成為種種不同的方向，故折射率的分布變大，因此，可以使反射光散射得大。
權利要求
1.一種反射板，其在一片基板上，具有對光進行反射的膽淄醇液晶層；其特徵在於，在前述基板和前述膽甾醇液晶層之間，平面地交替地形成用於使前述膽淄醇液晶具有的螺旋軸方向對於前述基板面基本垂直地指向的平行取向性取向層，和用於使前述螺旋軸方向對於前述基板面基本平行地指向的垂直取向性取向層；並且這些垂直取向性取向層和平行取向性取向層分別與前述膽甾醇液晶層相接。
2.一種液晶裝置，其特徵在於具備在權利要求1中所述的反射板。
3.一種電子設備，其特徵在於具備在權利要求2中所述的液晶裝置。
全文摘要
提供具備膽甾醇液晶，薄膜且可以防止或抑制反射效率的降低的反射板。反射板1含有膽甾醇液晶層18，膽甾醇液晶層18由於在基板13面內含有膽甾醇液晶的螺旋軸方向分別不同的多個區域18A、18B、18C，故每一個區域18A、18B、18C都可以反射不同的波長的色光。因此，作為膽甾醇液晶層18全體，可以反射不同的顏色的色光混合起來的光(例如白色光)，在把反射板應用於反射式液晶顯示裝置中的情況下，就可以適宜反射顯示白色光。
文檔編號G02F1/139GK101067692SQ20071011250
公開日2007年11月7日 申請日期2003年1月27日 優先權日2002年1月28日
發明者前田強, 上條公高, 小澤欣也, 土屋仁 申請人:精工愛普生株式會社