JP2005321610A - 反射型双安定ネマティック液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 強弱２種類のアンカリングの配向膜が安定性良く設けられ、かつ製造工程の簡略化が可能な反射型双安定ネマティック液晶表示装置の提供。
【解決手段】 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１０、２０のうち基板１０の液晶層側に電極と強アンカリングの配向膜１６が設けられ、基板２０の液晶層側に電極と弱アンカリングの配向膜２６が設けられた液晶セル３５と、液晶セル３５の観察側と反対側に拡散反射面１１を有する反射体１１が粘着層１４を介して設けられ、強アンカリングの配向膜１６は所定のプレティルト角を有するように形成され、弱アンカリングの配向膜２６は、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強アンカリングの配向膜１６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た反射型双安定ネマティック液晶表示装置。
【選択図】 図１

Description

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反射型双安定ネマティック液晶表示装置に関する。

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ＳｉＯ_ｘ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）。

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。
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 特開平７−７２４８７号公報

しかしながら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）。透過型液晶表示は、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して安定性及び再現性良く設けることが困難であった。それは、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、狭ギャップ化する必要があるために製造工程が煩雑であるのに、上記のような反射体の凹凸面上に強又は弱アンカリングの配向膜を形成するのはさらに工程が煩雑になり、強弱２種類のアンカリングの配向膜を安定性及び再現性良く設けるのが難しかった。

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、強弱２種類のアンカリングの配向膜が安定性良く設けられ、かつ製造工程の簡略化が可能な反射型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とする。

上記の目的を達成するために本発明の反射型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電極と強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電極と弱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と、該液晶セルの観察側と反対側に光透過性粘着層を介して反射体が設けられ、
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、前記反射体の前記液晶セル側の表面は凹凸又は複数の凹部が形成された拡散反射面とされ、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。

かかる構成の反射型双安定ネマティック液晶表示装置によれば、上記液晶セルの観察側と反対側に光透過性粘着層を介して反射体を設けるようにしたものであるので、液晶セル内に強弱２種類のアンカリングの配向膜を形成する際に、反射体の表面形状の影響を受けることなく、強弱２種類のアンカリング制御の上で、狭ギャップ化できるので、強弱２種類のアンカリングの配向膜が安定性良く設けられ、かつ製造工程の簡略化が可能である。
また、一方の基板側の配向膜を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構成したことにより、一方の基板側の配向膜表面に方位を保ちながら方位角方向及び／または極角方向の配向力を弱く設定できる。このような表面に形状異方性が付与された弱アンカリングの配向膜は、例えば、転写すべき微細な凹凸模様が表面に形成された転写型を、基板上に電極層を介して形成された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ので、大がかりな真空装置等を使用しなくても配向処理が可能である。
また、高分子膜表面に付与する形状を変更することで、配向力を調整可能となる。さらに、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上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以下とされたことにより、安定した初期配向が可能であり、しかも印加電圧に応じて双安定状態のうち一方の安定状態から他方の安定状態に再現性良く切り替えることができる。

上記構成の本発明の双安定型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は、アンカリングエネルギーが６×１０^−５Ｊ／ｍ^２以上２×１０^−４Ｊ／ｍ^２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型ネマティック液晶表示装置において、前記反射体は、基材の表面に光反射性を有する複数の凹部が形成され、これらそれぞれの凹部の内面は曲面とされ、各々の凹部が凹部の最深点を通過する以下の特定縦断面を有し、前記特定縦断面は、その内面の形状が、凹部の一の周辺部から最深点に至る第１曲線と、この第１曲線に連続して、凹部の最深点から他の周辺部に至る第２曲線とからなり、第１曲線の基材表面に対する傾斜角の絶対値の平均値が、第２曲線の基材表面に対する傾斜角の絶対値の平均値より大きくされ、
前記第１曲線の基材表面に対する傾斜角の絶対値の最大値が、４°〜３５°の範囲内とされ、前記複数の凹部の深さが、０.１μｍ〜３μｍの範囲内で不規則に形成されるとともに、それぞれの凹部における第２曲線を観察者に近い側で下側に前記第１曲線を観察者から離れる側で上側にして前記基材を水平面に対して斜めに設置して観察されるようにされていることが好ましい。
かかる構成の反射体を非対称ディンプル反射体と呼ぶこともある。
この双安定型ネマティック液晶表示装置は、液晶セルの観察側と反対側に光透過性粘着層を介して上記構成の非対称ディンプル反射体が設けられたことにより、入射光を複数の凹部が形成された拡散反射面で乱反射し、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。

また、本発明の双安定型ネマティック液晶表示装置において、前記反射体は、前記液晶セル側の表面にその内面が球面状の一部をなし、先端球面形状の圧子をランダムなピッチ、ランダムな深さで押圧することにより個々に形成され、前記圧子の形状にて定められた多数の凹部が、連続して相互に隣接する凹部の端部どうしを重なり合うようにして形成され、前記凹部の深さが０．１ないし３μｍの範囲でランダムに形成され、隣接する凹部のピッチがランダムに配置され、前記凹部内面の傾斜角が−１０度ないし＋１０度の範囲において一定の分布を示すものであってもよい。
かかる構成の反射体を第１の対称ディンプル反射体と呼ぶこともある。

この双安定型ネマティック液晶表示装置に備えらえた反射体は、内面を球面の一部をなす形状で、先端球面形状の圧子をランダムなピッチ、ランダムな深さで押圧することにより個々に形成され、前記圧子の形状にて定められた多数の凹部を表面に端部どうしを重なるように形成し、しかも凹部の深さを規定し、隣接する凹部のピッチをランダムにし、反射体の全方向に対して凹部内面の傾斜角分布がある角度範囲においてほぼ一定を示すようにしたため、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、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。
上記液晶セルの観察側と反対側に備えられる反射体は、拡散反射面に形成される凹部内面の傾斜角分布を−１０ないし＋１０度の範囲で一定の分布を示すように設定する点、隣接する凹部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、凹部の深さが３μｍを超えると、後工程で凹部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。
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、隣接する凹部のピッチを５ないし５０μｍとすることが望ましい。
上記構成の反射型双安定ネマティック液晶表示装置によれば、上記のような優れた特性を持つ反射体が上記液晶セルの観察側と反対側に備えられたことにより、広い視野角と明るい表示面を有する液晶表示装置を実現することができる。

また、本発明の双安定型ネマティック液晶表示装置において、前記反射体は、前記液晶セル側の表面にその内面が球面状の一部をなし、先端球面形状の圧子をランダムなピッチ、ランダムな深さで押圧することにより個々に形成され、前記圧子の形状にて定められた多数の凹部が、連続して相互に隣接する凹部の端部どうしを重なり合うようにして形成され、前記凹部の深さが０．１ないし３μｍの範囲でランダムに形成され、隣接する凹部のピッチがランダムに配置されたパターンが繰り返し配置されて反射体表面が構成され、前記凹部内面の傾斜角が−１０度ないし＋１０度の範囲において一定の分布を示し、かつ、反射体表面の全体で反射光の拡散角を所定角度内にするように設定されるとともに、前記反射体表面の全体で凹部がランダムに形成されるとは、複数の深さと複数の異なるピッチと複数の異なる半径の凹部を個々に縦横の列で規定される領域に形成したパターンが繰り返し連続形成されたものであってもよい。
かかる構成の反射体を第２の対称ディンプル反射体と呼ぶこともある。
上記構成の反射体によれば、反射体の全方向に対して凹部内面の傾斜角分布がある角度範囲でほぼ一定としたパターンを繰り返し配置することにより反射体表面の全体を構成できる。

また、本発明の双安定型ネマティック液晶表示装置において、前記反射体は、先端球面形状の圧子を母型基材表面に押し付けて形成された多数の凹部を有する母型基材であって、前記多数の凹部の深さが前記圧子の押し付け深さにより設定されて母型基材表面上でランダムに設定され、前記凹部のピッチが前記圧子の押し付け位置のピッチにより母型基材表面上でランダムに設定され、前記多数の凹部が相互に隣接する凹部の端部どうしを重なり合うようにして形成された母型基材から、転写により転写型が形成され、該転写型から樹脂による転写により形成されてなる反射体であって、前記反射体表面にその内面が前記圧子の球面状の一部をなし、１つ１つが個々に圧子の形状で定められた多数の凹部が連続して形成され、前記凹部の深さが０．１ないし３μｍの範囲でランダムに形成されるとともに、前記反射体表面の全体で凹部がランダムに形成されるとは、複数の深さと複数の異なるピッチと複数の異なる半径の凹部を個々に縦横の列で規定される領域に形成したパターンが繰り返し連続形成されたものであってもよい。
かかる構成の反射体を第３の対称ディンプル反射体と呼ぶこともある。
上記構成の反射体によれば、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、どの方向から見てもより明るく白い反射体を実現できる効果がある。

また、本発明の双安定型ネマティック液晶表示装置において、前記液晶セルの一対の基板のうち観察側と反対側に設けられる基板の反射体側の表面が光散乱性を有する光散乱面とされ、該光散乱面は凹凸を有するようにしたものであってもよい。
かかる構成の双安定型ネマティック液晶表示装置によれば、反射体が設けられる側の基板の外面に凹凸を形成することにより、この面に好適な光散乱性を付与することができ、この光散乱面は拡散反射面と液晶層との間に設けられているので、反射体の拡散反射面で反射された光は、拡散反射面の凹凸によって分光が生じたとしても、光散乱面を通過する際に散乱されるので、表示画面における虹の発生が防止される。

本発明によれば、強弱２種類のアンカリングの配向膜が安定性良く設けられ、かつ製造工程の簡略化が可能な反射型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反射型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、本発明の反射型双安定ネマティック液晶表示装置は、液晶セルの外面に設けられる反射体を上記非対称ディンプル反射体（又は対称ディンプル反射体）としたことにより、反射体の反射輝度−視角特性を液晶パネル法線に関して非対称（又は対称）に制御したものにすることにより、電子ブックや、電子手帳等の携帯情報端末等の製品の実使用状態に適した反射特性を付与できるので、必要な観察視角範囲で明るい表示が得られる。

以下、本発明の反射型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。
図１は本発明の実施形態である反射型双安定ネマティック液晶表示装置の端部を含む部分断面構造を模式的に示した図である。
図１において、本発明の半透過反射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。

第１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、液晶層３０を構成する液晶分子の配向を制御するための第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。

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。
また、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、光透過性粘着層１４を介して反射体１１が設けられている。

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の平面形状のものを基板１０上に多数整列形成したものであり、各第１の電極層１５は走査電極駆動回路（図示略）に接続されている。同様に第２の電極層２５もＩＴＯなどの透明導電膜からなる短冊状の平面形状のものを基板２０上に多数整列形成したものであり、各第２の電極層２５は信号電極駆動回路（図示略）２５ａに接続されている。
尚、第１の電極層１５と第２の電極層２５は互いに平面視直角に向く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。

第１の配向膜１６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配向膜にラビング処理したものが用いられる。この時のアンカリングエネルギーは、１０^−３Ｊ／ｍ^２のオーダーである。
又、第１の配向膜１６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２の配向膜２６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２の配向膜２６のアンカリングエネルギーは、第１の配向膜１６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。

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２の配向膜２６の表面形状は、図２及び図３に示すように、第１の方向に沿う微細な凹凸と、この第１の方向に交差する第２の方向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の方向に沿った凸条５４の断面を示すものである。
また、第１の方向に沿う微細な凹凸のピッチＰ１は第２の方向に沿うピッチ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。

また、第１の方向の凹部の深さｄ_１（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ｄ_２（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の方向に沿う微細な凹凸の緩斜面５５の基板２０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。

さらに図３に示すように、第２の方向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ｒ_２／ｒ_１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ｒ_２／ｒ_１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２の配向膜２６の膜厚としては、５０〜２００ｎｍ程度とされる。

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２の配向膜２６のアンカリングエネルギーを６×１０^−５Ｊ／ｍ^２以上２×１０^−４Ｊ／ｍ^２以下、好ましくは１×１０^−４Ｊ／ｍ^２程度に制御するのがよい。第２の配向膜２６のアンカリングエネルギーが６×１０^−５Ｊ／ｍ^２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／ｍ^２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。

第２の配向膜２６に用いる高分子膜の材料としては、硬化する前に弱い剪断力により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。

このような第２の配向膜２６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２０上（液晶層側の面上）に第２の電極層２５、トップコート膜２４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２の配向膜２６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。

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ものである。
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又は負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、１／４λとされていることが好ましい。

反射体１１の液晶セル側の表面は、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１１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。
光透過性粘着層１４は、粘着材としての信頼性、気泡などの発生のないことなどの特性以外に、隣接する第１の基板１０とは屈折率が異なる材料が用いられる。この光透過性粘着層１４を構成する材料としては、例えばフッ素含有エポキシ系樹脂などの透明樹脂接着材が用いられる。

この反射型双安定ネマティック液晶表示装置の液晶層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２の配向膜２６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。

本実施形態の双安定型ネマティック液晶表示装置によれば、液晶セル３５の観察側と反対側に粘着層１４を介して反射体１１を設けるようにしたものであるので、液晶セル内に強弱２種類のアンカリングの配向膜を形成する際に、反射体の表面形状の影響を受けることなく、強弱２種類のアンカリング制御の上で、狭ギャップ化できるので、強弱２種類のアンカリングの配向膜が安定性良く設けられ、かつ製造工程の簡略化が可能である。
また、弱アンカリングの第２の配向膜２６は、アンカリングエネルギーが上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以下とされたことにより、初期配向状態が安定しており、特に、第２の配向膜２６の初期配向状態が弱い配向規制力を安定して有することができ、しかも印加電圧に応じて液晶分子がツイスト角０度の均一平行配置とツイスト角１８０度のツイスト配置との間を再現性良く切り替えることができる。

（非対称ディンプル反射体の例）
図４は本実施形態の反射体１１に用いられる非対称ディンプル反射体６１を示す図である。図４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、例えばアルミニウムからなる平板状の基材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、斜視図を図５に、また断面図を図６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において共に基材表面Ｓに対する傾斜角がゼロとなり、互いにつながっている。

第１曲線Ａの基材表面Ｓに対する傾斜角は第２曲線Ｄ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の基材表面Ｓに対する傾斜角の絶対値の平均値は、第２曲線Ｂの基材表面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の基材表面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の基材表面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。

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の基材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。

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と基材の基材表面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５、図６に示すｘの方向が同一になるように形成されている。

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７に示すように、基材表面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７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Ｋ_０よりも、基材表面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８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反射型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（基材表面）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８では、比較例として、球面状凹部を有する反射体を用いた反射型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。

図８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、本実施形態の反射型双安定ネマティック液晶表示装置１では、基材表面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。

非対称ディンプル反射体６１の製造方法は、特に限定するものではないが、例えば以下のように製造することができる。
まず、前記凹部の形状を凸面に変換した先端形状を有するポンチ（目打ち具）を作製し、このポンチの先端をアルミニウム基材に対向させ、ポンチのアルミニウム基材に対する相対的な配向方向を一定に保ったまま、打刻ストロークを不規則に変化させ、かつ打刻間隔を不規則に変化させて、アルミニウム基材の所定領域全面を打刻する。打刻ストロークは凹部の深さが所定範囲に入るように調節する。打刻間隔や配列はモアレ模様が発生しないように調節する。

上記のような非対称反射体６１が液晶セル３５の観察側と反対側に備えられた反射型双安定ネマティック液晶表示装置１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。

図９は、非対称反射体６１が液晶セル３５の観察側と反対側に備えられた反射型双安定ネマティック液晶表示装置１の使用状態を示す説明図である。なお、図９においては、説明の便宜上、反射型双安定ネマティック液晶表示装置１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。
このような反射型双安定ネマティック液晶表示装置１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。この場合反射型双安定ネマティック液晶表示装置１は、通常、図９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、この反射型双安定ネマティック液晶表示装置１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８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。

（対称ディンプル反射体の例）
図１０は本実施形態の反射体１１に用いられる対称ディンプル反射体７１を示す図である。
図１０に示すように、本実施形態の対称ディンプル反射体７１は、例えばガラス等からなる基板７２上に設けられた感光性樹脂層等からなる平板状の樹脂基材７３（反射体用基材）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、その上に例えばアルミニウムや銀等の薄膜からなる反射膜７５が蒸着または印刷等により形成されたものである。この対称ディンプル反射体７１は、反射膜７５の表面が拡散反射面７１ａとされている。

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。

次に、上記構成の反射体の製造方法を図１１ないし図１４を用いて説明する。
まず、図１１のＡに示すように、例えば黄銅、ステンレス、工具鋼等からなる表面が平坦な平板状の母型基材７７を転造装置のテーブル上に固定する。そして、先端が所定の径Ｒを持つ球面形状のダイヤモンド圧子７８で母型基材７７の表面を押圧し、母型基材７７を水平方向に移動させてはダイヤモンド圧子７８を上下動させて押圧するという操作を多数回繰り返すことにより、深さや配列ピッチが異なる多数の凹部７７ａを母型基材７７の表面に転造し、図１１のＢに示すような反射体形成用母型７９とする。図１２に示すように、ここで用いる転造装置は、母型基材７７を固定するテーブルが０．１μｍの分解能で水平面内のＸ方向、Ｙ方向に移動し、ダイヤモンド圧子７８が１μｍの分解能で鉛直方向（Ｚ方向）に移動する機能を持つものである。なお、ダイヤモンド圧子７８の先端の径Ｒは、２０ないし１００μｍ程度であることが望ましい。例えば、凹部７７ａの深さを２μｍ程度とする場合、径Ｒが３０ないし５０μｍのもの、凹部７７ａの深さを１μｍ程度とする場合、径Ｒが５０ないし１００μｍのものを用いるとよい。

また、ダイヤモンド圧子による転造の手順は次の通りである。
図１３は転造のパターンを示す平面図であるが、この図に示すように、横一列において隣接する凹部のピッチは、左から順にｔ₁（＝１７μｍ）、ｔ₃（＝１５μｍ）、ｔ₂（＝１６μｍ）、ｔ₃ 、ｔ₄（＝１４μｍ）、ｔ₄、ｔ₅（＝１３μｍ）、ｔ₂、ｔ₃、ｔ₃ となっている。また、縦一列において隣接する凹部のピッチも上から順に同様のパターンとなっている。そして、深さを１．１ないし２．１μｍの範囲で４種類設定して（図中ｄ₁、ｄ₂、ｄ₃、ｄ₄ と示す ）押圧することにより、押圧後の圧痕である円形の凹部の半径もｒ1（＝１１μｍ）、ｒ2（＝１０μｍ）、ｒ3（＝９μｍ）、ｒ4（＝８μｍ）の４種類となる。例えば縦一列における凹部の半径は、上から順にｒ1、ｒ2、ｒ3、ｒ1、ｒ4、ｒ2、ｒ4、ｒ3、ｒ1、ｒ4、ｒ1 となる。

また、実際の転造の順番としては、例えば、最上段の横の列において深さｄ₁ の凹部を飛び飛びに全て形成した後、次に深さｄ₂ の凹部、深さｄ₃ の凹部、深さｄ₄ の凹部を形成するというように、４パターンの深さの転造操作を繰り返し、まず、最上段の横一列の凹部を全て形成する。その後、上から２番目の横の列に移動し、同様の操作を繰り返す。このようにして、パターン内の全ての凹部を形成していく。なお、図１３はｔ＝１５０μｍ四方の転造のパターンを示すものであり、このパターンの繰り返しにより反射体全体が構成されている。図１３に示したように、隣接する凹部の圧痕は一部重なるため、転造作業が全て終わった後の凹部全体の平面形状は図１４に示すようになる。

その後、図１１のＣに示すように、母型７９を箱形容器８０に収納、配置し、容器８０に例えばシリコーンなどの樹脂材料８１を流し込んで、常温にて放置、硬化させ、この硬化した樹脂製品を容器８０から取り出して不要な部分を切除し、図１１のＤに示すように、母型７９の型面をなす多数の凹部と逆の凹凸形状である多数の凸部を持つ型面８２ａを有する転写型８２を作成する。

次に、ガラス基板の上面に、アクリル系レジスト、ポリスチレン系レジスト、アジドゴム系レジスト、イミド系レジスト等の感光性樹脂液をスピンコート法、スクリーン印刷法、吹き付け法等の塗布法により塗布する。そして、塗布終了後、加熱炉またはホットプレート等の加熱装置を用いて基板上の感光性樹脂液を例えば８０〜１００℃の温度範囲で１分以上加熱するプリベークを行って基板上に感光性樹脂層を形成する。ただし、用いる感光性樹脂の種類によってプリベーク条件は異なるため、上記範囲外の温度と時間で処理してもよいことは勿論である。なお、ここで形成する感光性樹脂層の膜厚は２〜５μｍの範囲とすることが好ましい。

その後、図１１のＥに示すように、図１１のＤに示した転写型８２を用い、この転写型８２の型面８２ａをガラス基板上の感光性樹脂層７３に一定時間押し付けた後、転写型１２を感光性樹脂層７３から外す。このようにして、図１１のＦに示すように、感光性樹脂層７３の表面に転写型型面８２ａの凸部を転写して多数の凹部７４を形成する。また、型押し時のプレス圧は用いる感光性樹脂の種類にあった値を選択することが好ましく、例えば３０〜５０ｋｇ／ｃｍ^２ 程度の圧力とするのがよい。プレス時間についても用いる感光性樹脂の種類にあった値を選択することが好ましく、例えば３０秒〜１０分程度の時間とする。

その後、透明なガラス基板の裏面側から感光性樹脂層７３を硬化させるための紫外線（ｇ、ｈ、ｉ線）等の光線を照射し、感光性樹脂層７３を硬化させる。ここで照射する紫外線等の光線は、上記種類の感光性樹脂層の場合、５０ｍＪ／ｃｍ^２ 以上の強度であれば感光性樹脂層を硬化させるのに充分であるが、感光性樹脂層の種類によってはこれ以外の強度で照射してもよいことは勿論である。そして、プリベークで用いたのと同様の加熱炉、ホットプレート等の加熱装置を用いてガラス基板上の感光性樹脂層７３を例えば２４０℃程度で１分以上加熱するポストベークを行ってガラス基板上の感光性樹脂層７３を焼成する。

最後に、感光性樹脂層７３の表面に例えばアルミニウムをエレクトロンビーム蒸着等によって成膜して凹部の表面に沿って反射膜７５を形成することにより、本実施の形態の対称ディンプル反射体７１が完成する。

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１５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。

また、反射体形成用の母型７９を製造する際には、ダイヤモンド圧子７８を上下動させて母型基材７７の表面を押圧するだけであるから、ダイヤモンド圧子７８と母型基材７７が擦れ合うようなことがない。その結果、ダイヤモンド圧子７８先端の表面状態が母型７９側に確実に転写され、圧子７８の先端を鏡面状態としておけば母型７９の凹部内面、ひいては反射体の凹部内面も容易に鏡面状態とすることができる。
さらに、ポリエステル等の樹脂フィルムを加熱することで凹凸面を形成していた従来の反射体と異なり、本実施の形態の対称ディンプル反射体７１における凹部の深さ、径、ピッチ等の寸法、凹部内面の表面状態等は全て制御されたものであり、高精度の転造装置の使用により反射板の凹部形状をほぼ設計通りに作成することができる。したがって、本方法によれば、作成する反射板の反射角度、反射効率等の反射特性が従来に比べてより制御しやすいものとなり、所望の反射体を得ることができる。
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１６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１６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や図１３に示した凹部の転造パターン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。また、反射体用基材、母型用基材等の各種基材の材料、転写型の構成材料等に関しても適宜変更が可能である。

尚、上記実施形態では、観察側と反対側の第１の基板１０の液晶層側に設けられる第１の配向膜１６を強アンカリングの配向膜から構成し、観察側の第２の基板２０の液晶層側に設けられる第２の配向膜２６を弱アンカリングの配向膜から構成した場合について説明したが、第１の配向膜１６を弱アンカリングの配向膜から構成し、第２の配向膜２６を強アンカリングの配向膜から構成するようにしてもよい。

また、液晶セル３５を構成する一対の基板のうち観察側と反対側に設けられる第１の基板１０の反射体側の表面が図１７に示すように光散乱性を有する光散乱面１０ａとされ、該光散乱面１０ａは凹凸を有するようにしたものであってもよい。この場合に反射体１１と光散乱面１０ａの間に設けられる光透過性粘着層１４は、粘着材としての信頼性、気泡などの発生のないことなどの特性以外に、隣接する第１の基板１０とは屈折率が異なる材料が用いられる。
粘着層１４の屈折率と第１の基板１０の屈折率とが等しいと、第１の基板１０と粘着層１４との界面である、第１の基板１０の外面１０ａ（光散乱面）で光が散乱されなくなる。したがって、この第１の基板１０の外面１０ａ（光散乱面）で光を散乱させることにより、所期の目的である表示画面における虹を消す効果を好ましく得るためには、粘着層１４の屈折率と第１の基板１０の屈折率との差を０．０１以上とすることが好ましい。また両者の屈折率の差が大きすぎると反射特性が設計値から大きく外れてしまうので、この屈折率の差は０．２以下とすることが好ましい。
例えば第１の基板１０がガラスからなる場合、その屈折率は約１．５２であるので、粘着層１４を構成する材料としては屈折率が１．３２〜１．７２程度の樹脂材料、例えばアクリル樹脂（屈折率：１．４６）、フッ素樹脂（屈折率：１．３４）、エポキシ樹脂（屈折率：１．６１）などを好適に用いることができる。
例えばフッ素含有エポキシ系樹脂などの透明樹脂接着材からなる。

また、上記実施形態では、本発明の反射型双安定ネマティック液晶表示装置をパッシブマトリクス型の反射型液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射体に複数の透過孔が形成された半透過反射型液晶表示装置あるいは液晶セル３５の観察側にフロントライトを設けた反射型液晶表示装置にも適用可能である。半透過反射型液晶表示装置に適用する場合は、液晶セル３５の観察側と反対側に偏光板やバックライトが設けられる。また、上記実施形態では、モノクロ表示タイプの液晶表示装置について説明したが、カラー表示タイプの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、液晶セルと反射体の間又は第１の基板１０の内面側（液晶層側）又は第２の基板１０の内面側（液晶層側）にカラーフィルタが設けられる。

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。 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４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４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４の非対称ディンプル反射体の反射特性の説明図。 受光角と反射率との関係を示すグラフ。 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。 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１０の対称ディンプル反射体の製造過程を順を追って示したプロセスフロー図。 図１０の対称ディンプル反射体の形成に用いる母型の製造過程を示す図であって、ダイヤモンド圧子で母型基材を押圧している状態を示す図。 同、母型の製造過程においてダイヤモンド圧子による転造のパターンを示す平面図。 同、転造後の凹部全体の形状を示す平面図。 図１０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１０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。 観察側と反対側の基板の反射体側の面に光散乱面を形成した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。

符号の説明

１・・・反射型双安定ネマティック液晶表示装置、１０・・・第１の基板、１１・・・反射体、１１ａ，６１ａ，７１ａ・・・拡散反射面、１５・・・第１の電極層（電極）、１６・・・第１の配向膜（強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）、２６・・・第２の配向膜（弱アンカリングの配向膜）、２７・・・位相差板、２８・・・偏光板、３０・・・液晶層、３５・・・液晶セル、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・・・基材、６３・・・凹部、６３ａ、６３ｂ、６３ｃ・・・凹部、７１・・・非対称ディンプル反射体（反射体）、７２・・・基板、７３・・・基材、７４・・・凹部、７５・・・反射膜、７７・・・母型基材、７７ａ・・・凹部、７８・・・ダイヤモンド圧子、７９・・・反射体形成用母型、８０・・・箱形容器、８１・・・樹脂材料、８２ａ・・・型面、８２・・・転写型、Ａ・・・第１曲線、Ｂ・・・第２曲線、Ｘ・・・特定縦断面、Ｓ１，Ｓ２・・・周辺部、Ｒ・・・ダイヤモンド圧子の先端の径

Claims (7)

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電極と強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電極と弱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と、該液晶セルの観察側と反対側に光透過性粘着層を介して反射体が設けられ、
   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、前記反射体の前記液晶セル側の表面は凹凸又は複数の凹部が形成された拡散反射面とされ、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反射型双安定ネマティック液晶表示装置。
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／ｍ^２以上２×１０^−４Ｊ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項１記載の反射型双安定ネマティック液晶表示装置。
3. 前記反射体は、基材の表面に光反射性を有する複数の凹部が形成され、これらそれぞれの凹部の内面は曲面とされ、各々の凹部が凹部の最深点を通過する以下の特定縦断面を有し、前記特定縦断面は、その内面の形状が、凹部の一の周辺部から最深点に至る第１曲線と、この第１曲線に連続して、凹部の最深点から他の周辺部に至る第２曲線とからなり、第１曲線の基材表面に対する傾斜角の絶対値の平均値が、第２曲線の基材表面に対する傾斜角の絶対値の平均値より大きくされ、
   前記第１曲線の基材表面に対する傾斜角の絶対値の最大値が、４°〜３５°の範囲内とされ、前記複数の凹部の深さが、０.１μｍ〜３μｍの範囲内で不規則に形成されるとともに、それぞれの凹部における第２曲線を観察者に近い側で下側に前記第１曲線を観察者から離れる側で上側にして前記基材を水平面に対して斜めに設置して観察されるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型双安定ネマティック液晶表示装置。
4. 前記反射体は、前記液晶セル側の表面にその内面が球面状の一部をなし、先端球面形状の圧子をランダムなピッチ、ランダムな深さで押圧することにより個々に形成され、前記圧子の形状にて定められた多数の凹部が、連続して相互に隣接する凹部の端部どうしを重なり合うようにして形成され、前記凹部の深さが０．１ないし３μｍの範囲でランダムに形成され、隣接する凹部のピッチがランダムに配置され、前記凹部内面の傾斜角が−１０度ないし＋１０度の範囲において一定の分布を示すことを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型双安定ネマティック液晶表示装置。
5. 前記反射体は、前記液晶セル側の表面にその内面が球面状の一部をなし、先端球面形状の圧子をランダムなピッチ、ランダムな深さで押圧することにより個々に形成され、前記圧子の形状にて定められた多数の凹部が、連続して相互に隣接する凹部の端部どうしを重なり合うようにして形成され、前記凹部の深さが０．１ないし３μｍの範囲でランダムに形成され、隣接する凹部のピッチがランダムに配置されたパターンが繰り返し配置されて反射体表面が構成され、前記凹部内面の傾斜角が−１０度ないし＋１０度の範囲において一定の分布を示し、かつ、反射体表面の全体で反射光の拡散角を所定角度内にするように設定されるとともに、前記反射体表面の全体で凹部がランダムに形成されるとは、複数の深さと複数の異なるピッチと複数の異なる半径の凹部を個々に縦横の列で規定される領域に形成したパターンが繰り返し連続形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型双安定ネマティック液晶表示装置。
6. 前記反射体は、先端球面形状の圧子を母型基材表面に押し付けて形成された多数の凹部を有する母型基材であって、前記多数の凹部の深さが前記圧子の押し付け深さにより設定されて母型基材表面上でランダムに設定され、前記凹部のピッチが前記圧子の押し付け位置のピッチにより母型基材表面上でランダムに設定され、前記多数の凹部が相互に隣接する凹部の端部どうしを重なり合うようにして形成された母型基材から、転写により転写型が形成され、該転写型から樹脂による転写により形成されてなる反射体であって、前記反射体表面にその内面が前記圧子の球面状の一部をなし、１つ１つが個々に圧子の形状で定められた多数の凹部が連続して形成され、前記凹部の深さが０．１ないし３μｍの範囲でランダムに形成されるとともに、前記反射体表面の全体で凹部がランダムに形成されるとは、複数の深さと複数の異なるピッチと複数の異なる半径の凹部を個々に縦横の列で規定される領域に形成したパターンが繰り返し連続形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型双安定ネマティック液晶表示装置。
7. 前記液晶セルの一対の基板のうち観察側と反対側に設けられる基板の反射体側の表面が光散乱性を有する光散乱面とされ、該光散乱面は凹凸を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型双安定ネマティック液晶表示装置。

Images