液晶表示素子及びこれを備える情報端末
【課題】液晶表示素子において、表示領域の外側の領域に液晶が入らないようにして、低コスト化を図り、品質や信頼性を向上させる。
【解決手段】液晶表示素子１を、第１基板６と、第１基板に対向する第２基板７と、第１基板と第２基板との間に設けられ、液晶が充填される表示領域２０を規定するシール材１０と、第１基板、第２基板及びシール材によって規定された液晶注入口２２とを備えるものとし、液晶注入口の両側方の第１基板、第２基板及びシール材を、同一平面上に位置させ、第１基板、第２基板及びシール材が同一平面上に位置する両側の領域２３の液晶注入口からの長さを、それぞれ、第１基板、第２基板及びシール材が同一平面上に位置する領域の表面粗さをＲａ（μｍ）として、０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さとする。
【解決手段】液晶表示素子１を、第１基板６と、第１基板に対向する第２基板７と、第１基板と第２基板との間に設けられ、液晶が充填される表示領域２０を規定するシール材１０と、第１基板、第２基板及びシール材によって規定された液晶注入口２２とを備えるものとし、液晶注入口の両側方の第１基板、第２基板及びシール材を、同一平面上に位置させ、第１基板、第２基板及びシール材が同一平面上に位置する両側の領域２３の液晶注入口からの長さを、それぞれ、第１基板、第２基板及びシール材が同一平面上に位置する領域の表面粗さをＲａ（μｍ）として、０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子及びこれを備える情報端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各企業及び各大学等において、電子ペーパーなどの液晶表示素子の開発が盛んに進められている。例えば、電子ペーパーは、電子ブックを筆頭に、モバイル端末のサブディスプレイやＩＣカードの表示部等、多様な情報端末への応用が提案されている。
液晶表示素子は、２枚の基板の間に挟まれた液晶の周囲をシール材で封止した構造を有する。このような構造を有する液晶表示素子を製造する場合、２枚の基板及びシール材によって規定される表示領域に液晶を充填する方法として、真空注入法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１５４８０号公報
【特許文献２】特開２００８−８９９０１号公報
【特許文献３】特開２００７−２２６２２７号公報
【特許文献４】特開２００６−２５１１８９号公報
【特許文献５】特開平４−２４３２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、真空注入法によって液晶注入口から表示領域に液晶を充填する液晶注入工程において、例えば図１１に示すように、液晶を充填する必要のない表示領域の外側の領域、即ち、シール材の外側の領域にも液晶が入ってしまう。そして、表示領域の外側の領域に液晶が入ってしまうと、液晶注入工程の後に、この不要な液晶を洗い流す洗浄工程が必要になり、コストが高くなる。また、液晶の洗浄が不十分であると、電極や端子等の腐食などが生じ、品質や信頼性を低下させることになる。
【０００５】
そこで、表示領域の外側の領域に液晶が入らないようにして、低コスト化を図り、品質や信頼性を向上させたい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本液晶表示素子及びこれを備える情報端末は、第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、第１基板と第２基板との間に設けられ、液晶が充填される表示領域を規定するシール材と、第１基板、第２基板及びシール材によって規定された液晶注入口とを備え、液晶注入口の両側方の第１基板、第２基板及びシール材は、同一平面上に位置し、第１基板、第２基板及びシール材が同一平面上に位置する両側の領域の液晶注入口からの長さが、それぞれ、第１基板、第２基板及びシール材が同一平面上に位置する領域の表面粗さをＲａ（μｍ）として、０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さである。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本液晶表示素子及びこれを備える情報端末によれば、表示領域の外側の領域に液晶が入らないようにすることができ、低コスト化を図り、品質や信頼性を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の液晶表示素子に含まれる表示部の構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態の液晶表示素子に含まれる表示部の構成を示す模式的断面図である。
【図３】本実施形態の液晶表示素子の構成を示す模式図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態のコレステリック液晶を用いた液晶表示素子の表示原理を説明するための模式図である。
【図５】本実施形態の液晶表示素子における表面粗さの定義を説明するための図である。
【図６】本実施形態の液晶表示素子における表面粗さの測定方法を説明するための図である。
【図７】液晶伝播距離の測定方法を説明するための図である。
【図８】表面粗さと液晶伝播距離との関係を示す図である。
【図９】本実施形態の情報端末の構成を示す模式図である。
【図１０】本実施形態の液晶表示素子に含まれる表示部の変形例の構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の課題を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる液晶表示素子及びこれを備える情報端末について、図１〜図９を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる液晶表示素子は、例えば、コレステリック液晶を用いた電子ペーパーである。なお、液晶表示素子を、液晶表示装置、又は、表示装置ともいう。
ここで、コレステリック液晶は、コレステリック相が形成される液晶組成物であって、例えば電子ペーパーの表示部に用いるのに適している。このコレステリック液晶は、半永久的な表示保持特性（メモリ性）、鮮やかなカラー表示特性、高コントラスト特性、及び、高解像度特性等の優れた特長を有している。なお、詳しくは後述する。
【００１０】
本液晶表示素子は、図２に示すように、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）用コレステリック液晶を用いたフルカラー表示が可能な液晶表示素子１であって、青（Ｂ）表示部２、緑（Ｇ）表示部３、赤（Ｒ）表示部４を、この順に光入射面（表示面）側から積層した構造になっている。また、本実施形態では、Ｒ表示部４の下側に可視光吸収層（光吸収層）５が設けられている。なお、図２中、上側が表示面であり、外光は、図２中、上側から表示面に向かって入射するようになっている。また、表示部をパネルともいう。
【００１１】
このうち、Ｂ表示部２は、対向配置された一対の上基板６及び下基板７と、プレーナ状態で青色の光を反射する青（Ｂ）用液晶層８と、液晶に電圧を加えるための電極９と、両基板間に充填された液晶を封止するシール材１０とを備える。
ここで、Ｂ用液晶層８は、青色を選択的に反射するように調整されたＢ用コレステリック液晶を、上基板６、下基板７及びシール材１０に囲まれた領域（表示領域）２０に封入することによって形成される（図１参照）。つまり、Ｂ用液晶層８は、上基板６と下基板７との間に挟まれており、その外周がシール材１０で封止されている。
【００１２】
Ｇ表示部３は、対向配置された一対の上基板６及び下基板７と、プレーナ状態で緑色の光を反射する緑（Ｇ）用液晶層１１と、液晶に電圧を加えるための電極９と、両基板間に充填された液晶を封止するシール材１０とを備える。
ここで、Ｇ用液晶層１１は、緑色を選択的に反射するように調整されたＧ用コレステリック液晶を、上基板６、下基板７及びシール材１０に囲まれた領域（表示領域）２０に封入することによって形成される（図１参照）。つまり、Ｇ用液晶層１１は、上基板６と下基板７との間に挟まれており、その外周がシール材１０で封止されている。
【００１３】
Ｒ表示部４は、対向配置された一対の上基板６及び下基板７と、プレーナ状態で赤色の光を反射する赤（Ｒ）用液晶層１２と、液晶に電圧を加えるための電極９と、両基板間に充填された液晶を封止するシール材１０とを備える。
ここで、Ｒ用液晶層１２は、赤色を選択的に反射するように調整されたＲ用コレステリック液晶を、上基板６、下基板７及びシール材１０に囲まれた領域（表示領域）２０に封入することによって形成される（図１参照）。つまり、Ｒ用液晶層１２は、上基板６と下基板７との間に挟まれており、その外周がシール材１０で封止されている。
【００１４】
これらの各表示部２〜４の上基板６及び下基板７は、透光性を有する基板である。本実施形態では、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板を用いている。なお、プラスチックフィルム基板としてのＰＣ基板に代えて、ガラス基板やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のプラスチックフィルム基板を使用することもできる。なお、本実施形態では、上基板６及び下基板７は、いずれも透光性を有する基板としているが、最下層に配置されるＲ表示部４の下基板７は不透光性であっても良い。
【００１５】
また、各表示部２〜４の電極９は、走査電極９Ａ及びデータ電極９Ｂである。本実施形態では、各表示部２〜４の上基板６の液晶層側に、図３中、左右方向に延びる複数の帯状の走査電極９Ａが並列に設けられている。また、各表示部２〜４の下基板７の液晶層側に、図３中、上下方向に延びる複数の帯状のデータ電極９Ｂが並列に設けられている。そして、各表示部２〜４の走査電極９Ａ及びデータ電極９Ｂは、上基板６及び下基板７の対向する面のそれぞれに、上基板６及び下基板７の電極形成面を法線方向から見た場合に互いに交差して対向配置されるように設けられている。このため、走査電極９Ａとデータ電極９Ｂとの各交差領域が画素となり、複数の画素がマトリクス状に配列された表示画面が構成される。なお、走査電極９Ａとデータ電極９Ｂの各交差領域に設けられた部分を、画素電極という。ここでは、３２０×２４０ドットのＱＶＧＡ表示ができるように、透明電極をパターニングして、複数の走査電極９Ａ及び複数のデータ電極９Ｂを設けている。これらの走査電極９Ａ及びデータ電極９Ｂの形成材料としては、例えばインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide；ＩＴＯ）が代表的であるが、その他インジウム亜鉛酸化物（Indium Zic Oxide；ＩＺＯ）、銀ナノワイヤ等の透明導電膜を用いることができる。
【００１６】
なお、図示していないが、これらの走査電極９Ａ及びデータ電極９Ｂの上には、それぞれ、液晶分子の配列を制御するために、例えばポリイミド樹脂などからなる配向膜を設けるのが好ましい。
また、各表示部２〜４の複数の走査電極９Ａには、これらを駆動する走査電極用ドライバＩＣが実装された走査電極駆動回路１３が接続されている。本実施形態では、走査電極駆動回路１３は、各表示部２〜４の走査電極９Ａを駆動する走査電極用ドライバＩＣとして、共通の走査電極用ドライバＩＣを備える。このように、各表示部２〜４の走査電極９Ａを駆動するために、それぞれ、走査電極用ドライバＩＣを設けることなく、走査電極駆動回路１３の構成を簡略化している。なお、走査電極用ドライバＩＣの共通化は必要に応じて行なえば良く、各表示部２〜４の走査電極９Ａを駆動するために、それぞれ、走査電極用ドライバＩＣを設けても良い。
【００１７】
また、各表示部２〜４の複数のデータ電極９Ｂには、これらを駆動するデータ電極用ドライバＩＣが実装されたデータ電極駆動回路１４が接続されている。本実施形態では、データ電極駆動回路１４は、各表示部２〜４のデータ電極９Ｂを駆動するために、それぞれ、データ電極用ドライバＩＣを備える。
そして、これらの走査電極駆動回路１３及びデータ電極駆動回路１４は、制御回路１５から出力された所定の信号に基づいて、走査信号やデータ信号を所定の走査電極９Ａ又はデータ電極９Ｂに出力するようになっている。これにより、各液晶層８、１１、１２に所定のパルス電圧が印加されるようになっている。
【００１８】
また、各表示部２〜４のシール材１０は、図１、図２に示すように、上基板６と下基板７との間に、上基板６及び下基板７の外周に沿って設けられている。このシール材１０によって、上基板６と下基板７との間に挟まれた液晶が封止される。つまり、シール材１０によって液晶が充填される表示領域（表示エリア）２０が規定される。なお、シール材１０は、上基板６及び下基板７の周縁部に設けられるため、周辺シールともいう。
【００１９】
なお、図示していないが、各表示部２〜４の各液晶層８、１１、１２の厚さ、即ち、セルギャップを均一に保持するために、各表示部２〜４の各液晶層８、１１、１２内にスペーサが設けられている。例えば、樹脂製又は無機酸化物製の球状スペーサを散布して形成したり、構造体による柱状スペーサを複数形成したりすれば良い。なお、各液晶層８、１１、１２のセルギャップｄは、約３μｍ≦ｄ≦約６μｍの範囲であることが好ましい。
【００２０】
ところで、上述のＢ、Ｇ、Ｒ用液晶層８、１１、１２を構成する液晶組成物は、ネマティック液晶混合物にキラル性の添加剤（カイラル材ともいう）を数十ｗｔ％の含有率で比較的大量に添加したコレステリック液晶である。本実施形態では、ネマティック液晶混合物にカイラル材を約１０〜約４０ｗｔ％添加したコレステリック液晶である。このカイラル材の添加量はネマティック液晶成分とカイラル材の合計量を１００ｗｔ％としたときの値である。このように、ネマティック液晶にカイラル材を比較的大量に含有させることで、ネマティック液晶分子を強く螺旋状に捻ったコレステリック相が形成されたコレステリック液晶とすることができる。このため、コレステリック液晶はカイラルネマティック液晶とも称される。なお、ネマティック液晶としては公知の各種のものを用いることができる。また、屈折率異方性（Δｎ）は、約０．１８〜約０．２４の範囲であることが好ましい。屈折率異方性（Δｎ）がこの範囲より小さいと、プレーナ状態の反射率が低くなり、屈折率異方性（Δｎ）がこの範囲より大きいと、フォーカルコニック状態での散乱反射が大きくなる他、粘度も高くなり、応答速度が低下する。さらに、この液晶の厚みは、約３〜約６μｍが好ましく、これより小さいとプレーナ状態の反射率が低くなり、これより大きいと駆動電圧が高くなりすぎる。
【００２１】
このようなコレステリック液晶は双安定性（メモリ性）を備えており、液晶に印加する電界強度の調節によって、プレーナ状態、フォーカルコニック状態、又は、これらの混合による中間的な状態のいずれかの状態をとることができる。そして、一旦、プレーナ状態、フォーカルコニック状態、又は、これらの中間的な状態になると、その後は無電界下においても安定してその状態を保持することができる。
【００２２】
ここで、プレーナ状態は、例えば、上下基板間に所定の高電圧を印加して液晶層に強電界を与え、液晶をホメオトロピック状態にした後、急激に電界をゼロにすることにより得られる。また、フォーカルコニック状態は、例えば、上記高電圧よりも低い所定電圧を上下基板間に印加して液晶層に電界を与えた後、急激に電界をゼロにすることにより得られる。なお、フォーカルコニック状態は、プレーナ状態から徐々に電圧を加えることによっても得られる。また、プレーナ状態とフォーカルコニック状態の中間的な状態は、例えば、フォーカルコニック状態が得られる電圧よりも低い電圧を上下基板間に印加して液晶層に電界を与えた後、急激に電界をゼロにすることにより得られる。
【００２３】
次に、このようなコレステリック液晶を用いた液晶表示素子１の表示原理を、Ｂ表示部２を例に挙げて説明する。
まず、図４（Ａ）は、Ｂ表示部２のＢ用液晶層８がプレーナ状態におけるコレステリック液晶の液晶分子の配向状態を示している。
図４（Ａ）に示すように、プレーナ状態での液晶分子は、基板厚さ方向に順次回転して螺旋構造を形成し、螺旋構造の螺旋軸は基板面にほぼ垂直になる。
【００２４】
プレーナ状態では、液晶分子の螺旋ピッチに応じた所定波長の光が選択的に液晶層８で反射される。液晶層８の平均屈折率をｎとし、螺旋ピッチをｐとすると、反射が最大となる波長λは、λ＝ｎ・ｐで示される。したがって、Ｂ表示部２のＢ用液晶層８でプレーナ状態時に青色の光を選択的に反射させるには、例えばλ＝４８０ｎｍとなるように平均屈折率ｎ及び螺旋ピッチｐを決める。平均屈折率ｎは、液晶材料及びカイラル材を選択することで調整可能であり、螺旋ピッチｐは、カイラル材の含有率を調整することにより調節することができる。
【００２５】
次に、図４（Ｂ）は、Ｂ表示部２のＢ用液晶層８がフォーカルコニック状態におけるコレステリック液晶の液晶分子の配向状態を示している。
図４（Ｂ）に示すように、フォーカルコニック状態での液晶分子は、基板面内方向に順次回転して螺旋構造を形成し、螺旋構造の螺旋軸は基板面にほぼ平行になる。フォーカルコニック状態では、Ｂ用液晶層８に反射波長の選択性は失われ、入射光のほとんどが透過する。なお、本実施形態では、透過光は、Ｒ表示部４の下基板７の裏面側（外面側）に配置された可視光吸収層５で吸収されるようになっている（図２参照）。
【００２６】
また、プレーナ状態とフォーカルコニック状態の中間の状態においては、その状態に応じて反射光と透過光の割合を調整できるので、反射光の強度を可変できる。
このように、コレステリック液晶では、螺旋状に捻られた液晶分子の配向状態で光の反射量を制御することができる。
このようなプレーナ状態時に青色の光を選択的に反射させるコレステリック液晶を、Ｂ表示部２のＢ用液晶層８に用いる。同様に、プレーナ状態時に緑色の光を選択的に反射させるコレステリック液晶を、Ｇ表示部３のＧ用液晶層１１に用い、また、プレーナ状態時に赤色の光を選択的に反射させるコレステリック液晶を、Ｒ表示部４のＲ用液晶層１２に用いる。そして、これらの青色、緑色、赤色の光を選択的に反射する各液晶層８、１１、１２を積層し（図２参照）、コレステリック液晶の選択反射特性を利用することで、画面書換時以外は消費電力ゼロで、メモリ性のあるフルカラー表示が可能な液晶表示素子１を実現することができる。
【００２７】
なお、Ｂ、Ｇ、Ｒの各表示部２〜４の積層構造において、プレーナ状態におけるＧ用液晶層１１での旋光性と、Ｂ用及びＲ用液晶層８、１２での旋光性とが異なるようにするのが好ましい。これにより、反射光の損失を低減して、液晶表示素子１の表示画面の明るさを向上させることができる。
また、本実施形態では、Ｒ表示部４の下基板７の裏面側に可視光吸収層５が設けられており、Ｂ、Ｇ、Ｒの各液晶層８、１１、１２の全てがフォーカルコニック状態の場合に、透過光が可視光吸収層５で吸収され、液晶表示素子１の表示画面には黒色が表示される。なお、可視光吸収層５は必要に応じて設ければ良い。
【００２８】
ところで、上述のように構成される液晶表示素子１の各表示部２〜４は、以下のようにして作製することができる。
まず、２枚の基板６、７の表面上に、それぞれ、複数の走査電極９Ａ、複数のデータ電極９Ｂを形成する（図２参照）。なお、この工程の後に、必要に応じて、それぞれの基板６、７上に配向膜を形成したり、スペーサを形成したりする。
【００２９】
次に、一方の基板６（７）上の周縁部に設けられたシール材１０によって、２枚の基板６、７を貼り合わせる（図２参照）。これにより、上基板６、下基板７及びシール材１０によって、液晶が充填される表示領域２０が規定される（図１参照）。
次に、真空注入法によって、上基板６、下基板７及びシール材１０によって規定される表示領域２０に液晶を充填する（図１参照）。例えば、Ｂ表示部２を作製する場合には、この液晶注入工程において、液晶注入口２２からＢ用液晶を注入して表示領域２０にＢ用液晶を充填する。また、Ｇ表示部３を作製する場合には、この液晶注入工程において、液晶注入口２２からＧ用液晶を注入して表示領域２０にＧ用液晶を充填する。また、Ｒ表示部４を作製する場合には、この液晶注入工程において、液晶注入口２２からＲ用液晶を注入して表示領域２０にＲ用液晶を充填する。
【００３０】
そして、液晶を充填した後、図示していないが、液晶注入口２２を封止材によって封止する。
このようにして、上述のように構成される液晶表示素子１の各表示部２〜４を作製することができる。
ところで、このようにして液晶表示素子１の各表示部２〜４を作製する場合に、液晶注入工程において、図１１に示すように表示領域２０の外側の液晶不要領域に液晶が入らないようにすべく、種々の検討を行なったところ、以下のことがわかった。
【００３１】
まず、図１に示すように、液晶注入工程において液晶注入口２２の両側に露出する上基板６、下基板７及びシール材１０を面一とすることで、液晶注入時の液晶の伝播を抑制できることがわかった。
次に、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａ（μｍ）と液晶伝播距離（ｍｍ）との関係を調べた。
【００３２】
ここでは、液晶材料としては、組成の異なる３種類の液晶材料、即ち、Ｒ用コレステリック液晶、Ｇ用コレステリック液晶、Ｂ用コレステリック液晶を用いた。
また、上基板６及び下基板７としてフィルム基板を用い、上基板６と下基板７とをシール材１０で貼り合わせた状態でこれらを同時に切断することで上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした。このため、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａは、上基板６、下基板７及びシール材１０の切断面の表面粗さである。そして、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａは、上基板６、下基板７及びシール材１０を同時切断する際の刃を、トムソン刃、リングカッター（両刃、片刃）、鋏などに変えて調整した。
【００３３】
ここで、表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に定義されている表面粗さ（算術平均粗さ）である。つまり、表面粗さＲａは、図５に示すように、粗さ曲線ｆ（ｘ）から、その平均線の方向に基準長さｌだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線の方向にＸ軸、縦倍率の方向にＹ軸をとってｙ＝ｆ（ｘ）で表したときに、図５中に示した式によって求められる値をいう。
【００３４】
ここでは、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａの測定は、レーザ顕微鏡（キーエンス社、ＶＫ−９７００）を用いて行なった。具体的には、図６に示すように、上基板６及び下基板７としてのフィルム基板の厚さを約１２５μｍとし、シール材１０の厚さを約５μｍとした。そして、これらの切断面を、測定エリアを約２００μｍ×約２００μｍとして、レーザ顕微鏡（キーエンス社、ＶＫ−９７００）を用いて同時に測定することによって、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａを測定した。
【００３５】
また、図７に示すように、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａが異なるサンプル３０を用意し、各サンプル３０の面一の領域の端に、液晶ボート３１上の液晶３２を接触させて、４８時間後の液晶伝播距離を調べた。なお、図７では、サンプル３０を構成する上基板６、シール材１０、下基板７が紙面に垂直な方向に積層された状態を示しているため、サンプル３０の左右両側に、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域がある。
【００３６】
この結果、図８に示すような関係、即ち、ｙ＝０．２６ｅ０．６４ｘ（ｅ：自然対数の底）で表される近似式が得られた。つまり、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａ（μｍ）と液晶伝播距離（ｍｍ）との間には強い相関があり、液晶伝播距離＝０．２６ｅ０．６４Ｒａで表せることがわかった。また、表面粗さＲａが約８μｍを超えると急激に液晶伝播距離が長くなることもわかった。
【００３７】
このため、本実施形態では、液晶表示素子１の各表示部２〜４を以下のように構成している。
つまり、本実施形態では、液晶表示素子１の各表示部２〜４は、図１に示すように、上基板６、下基板７及びシール材１０によって規定された液晶注入口２２を備える。つまり、液晶注入口２２は、上部が上基板６の端面によって規定され、下部が下基板７の端面によって規定され、両側部がシール材１０の端面によって規定される。そして、液晶表示素子１の各表示部２〜４の液晶注入口２２の両側方には、上基板６、下基板７及びシール材１０が露出しており、上基板６、下基板７及びこれらの基板６、７に挟まれたシール材１０は面一となっている。そして、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている両側の領域２３の液晶注入口２２からの長さが、それぞれ、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている領域２３の表面粗さをＲａ（μｍ）として、約０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さになっている。つまり、液晶注入口２２の両側方の上基板６、下基板７及びシール材１０は、同一平面上に位置し、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する両側の領域２３の液晶注入口２２からの長さが、それぞれ、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する領域２３の表面粗さをＲａ（μｍ）として、約０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さである。
【００３８】
具体的には、液晶表示素子１の各表示部２〜４は、上基板６、下基板７及びシール材１０によって規定され、先端に液晶注入口２２を有する突出部２４を備える。ここでは、各表示部２〜４の突出部２４は、上基板６の突出部と、これに対向する下基板７の突出部と、上基板６の突出部の両側部と下基板７の突出部の両側部との間に、上基板６及び下基板７の両側部に沿って設けられたシール材１０とによって構成される。そして、突出部２４の先端は、上部が上基板６の端面によって規定され、下部が下基板７の端面によって規定され、両側部がシール材１０の端面によって規定される液晶注入口２２になっている。この場合、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する両側の領域２３は、それぞれ、突出部２４の側面で上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する領域を含む。これにより、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する領域２３の長さを、より長くすることができる。例えば、各表示部２〜４のサイズが小さい場合に、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する領域２３の長さを長くするのに有効である。
【００３９】
これにより、液晶注入工程において表示領域２０の外側の領域（液晶不要領域）２１に液晶が入らないようにすることができる。つまり、液晶注入口２２の両側に露出する上基板６、下基板７及びシール材１０を面一とすることで、液晶注入時の液晶の伝播を抑制でき、毛細管現象によって液晶注入口２２の両側から表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを防ぐことができる。さらに、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている液晶注入口２２の両側の領域２３の液晶注入口２２からの長さを、上述の長さとすることで、液晶注入時の液晶伝播距離よりも長くすることができ、毛細管現象によって液晶注入口２２の両側から表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを確実に防ぐことができる。
【００４０】
特に、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている領域２３の表面粗さＲａは、約８μｍ以下であることが好ましい。これにより、液晶注入時の液晶伝播距離を短くすることができるため、毛細管現象によって液晶注入口２２の両側から表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを確実に防ぐことができる。
なお、上述の液晶表示素子１の各表示部２〜４、即ち、液晶注入口２２の両側方に、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている領域２３を持つ液晶表示素子１の各表示部２〜４は、上基板６と下基板７とをシール材１０によって貼り合わせた後に、上基板６、下基板７及びシール材１０を同時に切断することによって容易に作製することができる。特に、上基板６及び下基板７をプラスチックフィルム基板とすることで、同時に切断することが容易となる。
【００４１】
次に、上述のように構成される液晶表示素子１に備えられる各表示部２〜４の作製例について説明する。
まず、縦横の長さが約１２ｃｍ×約１２ｃｍの大きさに切断した２枚のポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板６、７上にＩＺＯ透明電極を形成してエッチングによりパターニングし、約０．２４ｍｍピッチのストライプ状の電極９を形成する。ここでは、ストライプ状の電極９として、３２０×２４０ドットのＱＶＧＡ表示ができるように、２枚のＰＣフィルム基板６、７上に、それぞれ、３２０本、２４０本のストライプ状の電極９Ａ、９Ｂを形成する（図２、図３参照）。
【００４２】
次に、電極９が形成された２枚のＰＣフィルム基板６、７を洗浄し、配向膜としてポリイミドを厚さ約５００Åで塗布し、約１５０℃で、約１時間焼成を行なう。
次に、一方のＰＣフィルム基板６（７）上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ工程を経てレジストをパターニングし、約１５０℃で、約１２０分焼成することで、高さ約５μｍの構造体（スペーサ）を形成する。
【００４３】
次に、他方のＰＣフィルム基板７（６）上の周縁部に、ディスペンサ装置を用いて、エポキシ系のシール材１０を塗布する。本実施形態では、後述するように突出部２４を形成するため、液晶注入口２２を形成する側では、図１に示すような形状になるようにシール材１０を塗布する。
次いで、２枚のＰＣフィルム基板６、７を貼り合わせ、約１ｋｇ／ｃｍ２の力で加圧しながら、約１６０℃で、約１時間加熱する。これにより、シール材１０が硬化し、両基板６、７がシール材１０を介して接着される。また、これと同時に、構造体も両基板６、７に接着されるため、液晶を注入するための均一な空隙ができる。
【００４４】
次に、液晶注入口２２を有する突出部２４及び液晶注入口２２の両側のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３を形成する。ここでは、図１に示すような形状になるように、トムソン刃を用いて、２枚のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０を同時に切断し、液晶注入口２２を有する突出部２４及び液晶注入口２２の両側のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３を形成する。本実施形態では、ＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３の表面粗さＲａは約４．８μｍであった。また、液晶注入口２２の両側のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３の長さ（距離）は、それぞれ、約２３ｍｍであった。
【００４５】
次に、真空注入法によって、ＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０によって規定される表示領域２０に液晶を充填する（図１参照）。ここでは、真空注入法によって、液晶注入口２２を液晶に浸漬して液晶を注入したところ、液晶の伝播が抑制され、表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを防ぐことができた。
そして、液晶を充填した後、図示していないが、液晶注入口２２を封止材によって封止する。
【００４６】
このようにして、上述のように構成される液晶表示素子１の各表示部２〜４を作製することができる。
したがって、本実施形態にかかる液晶表示素子によれば、表示領域２０の外側の領域２１に液晶が入らないようにすることができ、低コスト化を図り、品質や信頼性を向上させることができるという利点がある。
【００４７】
つまり、本液晶表示素子によれば、真空注入法によって表示領域２０に液晶を充填する液晶注入工程において、液晶を充填する必要のない表示領域２０の外側の領域２１、即ち、シール材１０の外側の領域への液晶の浸入を防ぐことができる。これにより、液晶注入工程の後に、この不要な液晶を洗い流す洗浄工程が不要となり、工数及びコストを低減し、低コスト化を図ることができる。また、表示領域２０の外側の領域２１には電極が設けられているため、この領域２１に液晶が浸入し、残留していると、経時変化によって電極や端子等の腐食などが生じることになるが、この領域２１への液晶の浸入を防ぐことができるため、経時変化による電極や端子等の腐食などを防止することができる。この結果、品質や信頼性を高めることができる。
【００４８】
ところで、上述の実施形態の液晶表示素子としての電子ペーパーは、電子ブック、モバイル端末のサブディスプレイ、ＩＣカードの表示部等の情報端末に用いることができる。この場合、例えば図９に示すように、情報端末４０は、所望の画像を表示する表示部として、上述の実施形態の電子ペーパー（液晶表示素子１）を備えるものとなる。これにより、低コストで信頼性の高い情報端末を実現することができる。なお、情報端末を、モバイル端末、携帯端末、携帯情報端末、端末機器、又は、携帯機器ともいう。
【００４９】
なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上述の実施形態では、液晶表示素子１の各表示部２〜４を、突出部２４を備えるものとして構成しているが、これに限られるものではなく、例えば図１０に示すように、突出部２４を備えないものとして構成しても良い。つまり、液晶注入口２２の両側方の上基板６、下基板７及びシール材１０は、同一平面上に位置し、液晶注入口２２と液晶注入口２２の両側方の上基板６、下基板７及びシール材１０とは、同一平面上に位置するようにしても良い。
【００５０】
この場合も、液晶注入口２２は、上部が上基板６の端面によって規定され、下部が下基板７の端面によって規定され、両側部がシール材１０の端面によって規定される。そして、液晶表示素子１の各表示部２〜４の液晶注入口２２の両側方には、上基板６、下基板７及びシール材１０が露出し、上基板６、下基板７及びこれらの基板６、７に挟まれたシール材１０は面一となる。そして、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている両側の領域２３の液晶注入口２２からの長さを、それぞれ、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている領域２３の表面粗さをＲａ（μｍ）として、約０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さとする。つまり、液晶注入口２２の両側方の上基板６、下基板７及びシール材１０が、同一平面上に位置するようにし、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する両側の領域２３の液晶注入口２２からの長さを、それぞれ、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する領域２３の表面粗さをＲａ（μｍ）として、約０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さとする。これにより、液晶注入工程において表示領域２０の外側の領域２１に液晶が入らないようにすることができる。つまり、液晶注入口２２の両側に露出する上基板６、下基板７及びシール材１０を面一とすることで、液晶注入時の液晶の伝播を抑制でき、毛細管現象によって液晶注入口２２の両側から表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを防ぐことができる。さらに、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている液晶注入口２２の両側の領域２３の液晶注入口２２からの長さを、上述の長さとすることで、液晶注入時の液晶伝播距離よりも長くすることができ、毛細管現象によって液晶注入口２２の両側から表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを確実に防ぐことができる。この場合も、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている領域２３の表面粗さＲａは、約８μｍ以下であることが好ましい。これにより、液晶注入時の液晶伝播距離を短くすることができるため、毛細管現象によって液晶注入口２２の両側から表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを確実に防ぐことができる。
【００５１】
なお、このような変形例の液晶表示素子１の各表示部２〜４、即ち、液晶注入口２２の両側方に、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている領域２３を持つ液晶表示素子１の各表示部２〜４は、上基板６と下基板７とをシール材１０によって貼り合わせた後に、上基板６、下基板７及びシール材１０を同時に切断することによって容易に作製することができる。特に、上基板６及び下基板７をプラスチックフィルム基板とすることで、同時に切断することが容易となる。
【００５２】
次に、このような変形例の液晶表示素子１の各表示部２〜４の作製例について説明する。
まず、縦横の長さが約２４ｃｍ×約２４ｃｍの大きさに切断した２枚のポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板６、７上にＩＺＯ透明電極を形成してエッチングによりパターニングし、約０．４８ｍｍピッチのストライプ状の電極９を形成する。ここでは、ストライプ状の電極９として、３２０×２４０ドットのＱＶＧＡ表示ができるように、２枚のＰＣフィルム基板６、７上に、それぞれ、３２０本、２４０本のストライプ状の電極９Ａ、９Ｂを形成する（図２、図３参照）。
【００５３】
次に、電極９が形成された２枚のＰＣフィルム基板６、７を洗浄し、配向膜としてポリイミドを厚さ約５００Åで塗布し、約１５０℃で、約１時間焼成を行なう。
次に、一方のＰＣフィルム基板６（７）上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ工程を経てレジストをパターニングし、約１５０℃で、約１２０分焼成することで、高さ約５μｍの構造体（スペーサ）を形成する。
【００５４】
次に、他方のＰＣフィルム基板７（６）上の周縁部に、ディスペンサ装置を用いて、エポキシ系のシール材１０を塗布する。この変形例では、上述の実施形態の突出部２４を設けないため、図１０に示すような形状になるように、液晶注入口２２を形成する領域を除いて、シール材１０を塗布する。
次いで、２枚のＰＣフィルム基板６、７を貼り合わせ、約１ｋｇ／ｃｍ２の力で加圧しながら、約１６０℃で、約１時間加熱する。これにより、シール材１０が硬化し、両基板６、７がシール材１０を介して接着される。また、これと同時に、構造体も両基板６、７に接着されるため、液晶を注入するための均一な空隙ができる。
【００５５】
次に、液晶注入口２２及び液晶注入口２２の両側のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３を形成する。ここでは、図１０に示すような形状になるように、リングカッターを用いて、２枚のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０を同時に切断し、液晶注入口２２及び液晶注入口２２の両側のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３を形成する。この変形例では、ＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３の表面粗さＲａは約７．２μｍであった。また、液晶注入口２２の両側のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３の長さ（距離）は、それぞれ、約４８ｍｍであった。
【００５６】
次に、真空注入法によって、ＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０によって規定される表示領域２０に液晶を充填する（図１０参照）。ここでは、真空注入法によって、液晶注入口２２を液晶に浸漬して液晶を注入したところ、液晶の伝播が抑制され、表示領域の外側の領域へ液晶が浸入するのを防ぐことができた。
そして、液晶を充填した後、図示していないが、液晶注入口２２を封止材によって封止する。
【００５７】
このようにして、上述の変形例の液晶表示素子１の各表示部２〜４を作製することができる。
また、上述の実施形態及び変形例においては、コレステリック液晶を用いた液晶表示素子を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、ネマティック液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶など他の液晶材料を用いた液晶表示素子に本発明を適用することもでき、この場合も同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５８】
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、液晶が充填される表示領域を規定するシール材と、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定された液晶注入口とを備え、
前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材は、同一平面上に位置し、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域の前記液晶注入口からの長さが、それぞれ、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域の表面粗さをＲａ（μｍ）として、０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さであることを特徴とする液晶表示素子。
【００５９】
（付記２）
前記表面粗さＲａは、８μｍ以下であることを特徴とする、付記１に記載の液晶表示素子。
（付記３）
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定され、先端に前記液晶注入口を有する突出部を備え、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域は、それぞれ、前記突出部の側面で前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域を含むことを特徴とする、付記１又は２に記載の液晶表示素子。
【００６０】
（付記４）
前記液晶注入口と前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材とは、同一平面上に位置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。
（付記５）
前記第１及び第２基板は、プラスチックフィルム基板であることを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【００６１】
（付記６）
液晶表示素子を備え、
前記液晶表示素子は、
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、液晶が充填される表示領域を規定するシール材と、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定された液晶注入口とを備え、
前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材は、同一平面上に位置し、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域の前記液晶注入口からの長さが、それぞれ、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域の表面粗さをＲａ（μｍ）として、０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さであることを特徴とする情報端末。
【００６２】
（付記７）
前記表面粗さＲａは、８μｍ以下であることを特徴とする、付記６に記載の情報端末。
（付記８）
前記液晶表示素子は、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定され、先端に前記液晶注入口を有する突出部を備え、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域は、それぞれ、前記突出部の側面で前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域を含むことを特徴とする、付記６又は７に記載の情報端末。
【００６３】
（付記９）
前記液晶注入口と前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材とは、同一平面上に位置することを特徴とする、付記６又は７に記載の情報端末。
（付記１０）
前記第１及び第２基板は、プラスチックフィルム基板であることを特徴とする、付記６〜９のいずれか１項に記載の情報端末。
【符号の説明】
【００６４】
１ 液晶表示素子
２ 青（Ｂ）表示部
３ 緑（Ｇ）表示部
４ 赤（Ｒ）表示部
５ 可視光吸収層（光吸収層）
６ 上基板
７ 下基板
８ 青（Ｂ）用液晶層
９ 電極
９Ａ 走査電極
９Ｂ データ電極
１０ シール材
１１ 緑（Ｇ）用液晶層
１２ 赤（Ｒ）用液晶層
１３ 走査電極駆動回路
１４ データ電極駆動回路
１５ 制御回路
２０ 表示領域
２１ 表示領域の外側の領域（液晶不要領域）
２２ 液晶注入口
２３ 上基板、下基板及びシール材が面一となっている領域
２４ 突出部
３０ サンプル
３１ 液晶ボート
３２ 液晶
４０ 情報端末
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子及びこれを備える情報端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各企業及び各大学等において、電子ペーパーなどの液晶表示素子の開発が盛んに進められている。例えば、電子ペーパーは、電子ブックを筆頭に、モバイル端末のサブディスプレイやＩＣカードの表示部等、多様な情報端末への応用が提案されている。
液晶表示素子は、２枚の基板の間に挟まれた液晶の周囲をシール材で封止した構造を有する。このような構造を有する液晶表示素子を製造する場合、２枚の基板及びシール材によって規定される表示領域に液晶を充填する方法として、真空注入法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１５４８０号公報
【特許文献２】特開２００８−８９９０１号公報
【特許文献３】特開２００７−２２６２２７号公報
【特許文献４】特開２００６−２５１１８９号公報
【特許文献５】特開平４−２４３２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、真空注入法によって液晶注入口から表示領域に液晶を充填する液晶注入工程において、例えば図１１に示すように、液晶を充填する必要のない表示領域の外側の領域、即ち、シール材の外側の領域にも液晶が入ってしまう。そして、表示領域の外側の領域に液晶が入ってしまうと、液晶注入工程の後に、この不要な液晶を洗い流す洗浄工程が必要になり、コストが高くなる。また、液晶の洗浄が不十分であると、電極や端子等の腐食などが生じ、品質や信頼性を低下させることになる。
【０００５】
そこで、表示領域の外側の領域に液晶が入らないようにして、低コスト化を図り、品質や信頼性を向上させたい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本液晶表示素子及びこれを備える情報端末は、第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、第１基板と第２基板との間に設けられ、液晶が充填される表示領域を規定するシール材と、第１基板、第２基板及びシール材によって規定された液晶注入口とを備え、液晶注入口の両側方の第１基板、第２基板及びシール材は、同一平面上に位置し、第１基板、第２基板及びシール材が同一平面上に位置する両側の領域の液晶注入口からの長さが、それぞれ、第１基板、第２基板及びシール材が同一平面上に位置する領域の表面粗さをＲａ（μｍ）として、０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さである。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本液晶表示素子及びこれを備える情報端末によれば、表示領域の外側の領域に液晶が入らないようにすることができ、低コスト化を図り、品質や信頼性を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の液晶表示素子に含まれる表示部の構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態の液晶表示素子に含まれる表示部の構成を示す模式的断面図である。
【図３】本実施形態の液晶表示素子の構成を示す模式図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態のコレステリック液晶を用いた液晶表示素子の表示原理を説明するための模式図である。
【図５】本実施形態の液晶表示素子における表面粗さの定義を説明するための図である。
【図６】本実施形態の液晶表示素子における表面粗さの測定方法を説明するための図である。
【図７】液晶伝播距離の測定方法を説明するための図である。
【図８】表面粗さと液晶伝播距離との関係を示す図である。
【図９】本実施形態の情報端末の構成を示す模式図である。
【図１０】本実施形態の液晶表示素子に含まれる表示部の変形例の構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の課題を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる液晶表示素子及びこれを備える情報端末について、図１〜図９を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる液晶表示素子は、例えば、コレステリック液晶を用いた電子ペーパーである。なお、液晶表示素子を、液晶表示装置、又は、表示装置ともいう。
ここで、コレステリック液晶は、コレステリック相が形成される液晶組成物であって、例えば電子ペーパーの表示部に用いるのに適している。このコレステリック液晶は、半永久的な表示保持特性（メモリ性）、鮮やかなカラー表示特性、高コントラスト特性、及び、高解像度特性等の優れた特長を有している。なお、詳しくは後述する。
【００１０】
本液晶表示素子は、図２に示すように、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）用コレステリック液晶を用いたフルカラー表示が可能な液晶表示素子１であって、青（Ｂ）表示部２、緑（Ｇ）表示部３、赤（Ｒ）表示部４を、この順に光入射面（表示面）側から積層した構造になっている。また、本実施形態では、Ｒ表示部４の下側に可視光吸収層（光吸収層）５が設けられている。なお、図２中、上側が表示面であり、外光は、図２中、上側から表示面に向かって入射するようになっている。また、表示部をパネルともいう。
【００１１】
このうち、Ｂ表示部２は、対向配置された一対の上基板６及び下基板７と、プレーナ状態で青色の光を反射する青（Ｂ）用液晶層８と、液晶に電圧を加えるための電極９と、両基板間に充填された液晶を封止するシール材１０とを備える。
ここで、Ｂ用液晶層８は、青色を選択的に反射するように調整されたＢ用コレステリック液晶を、上基板６、下基板７及びシール材１０に囲まれた領域（表示領域）２０に封入することによって形成される（図１参照）。つまり、Ｂ用液晶層８は、上基板６と下基板７との間に挟まれており、その外周がシール材１０で封止されている。
【００１２】
Ｇ表示部３は、対向配置された一対の上基板６及び下基板７と、プレーナ状態で緑色の光を反射する緑（Ｇ）用液晶層１１と、液晶に電圧を加えるための電極９と、両基板間に充填された液晶を封止するシール材１０とを備える。
ここで、Ｇ用液晶層１１は、緑色を選択的に反射するように調整されたＧ用コレステリック液晶を、上基板６、下基板７及びシール材１０に囲まれた領域（表示領域）２０に封入することによって形成される（図１参照）。つまり、Ｇ用液晶層１１は、上基板６と下基板７との間に挟まれており、その外周がシール材１０で封止されている。
【００１３】
Ｒ表示部４は、対向配置された一対の上基板６及び下基板７と、プレーナ状態で赤色の光を反射する赤（Ｒ）用液晶層１２と、液晶に電圧を加えるための電極９と、両基板間に充填された液晶を封止するシール材１０とを備える。
ここで、Ｒ用液晶層１２は、赤色を選択的に反射するように調整されたＲ用コレステリック液晶を、上基板６、下基板７及びシール材１０に囲まれた領域（表示領域）２０に封入することによって形成される（図１参照）。つまり、Ｒ用液晶層１２は、上基板６と下基板７との間に挟まれており、その外周がシール材１０で封止されている。
【００１４】
これらの各表示部２〜４の上基板６及び下基板７は、透光性を有する基板である。本実施形態では、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板を用いている。なお、プラスチックフィルム基板としてのＰＣ基板に代えて、ガラス基板やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のプラスチックフィルム基板を使用することもできる。なお、本実施形態では、上基板６及び下基板７は、いずれも透光性を有する基板としているが、最下層に配置されるＲ表示部４の下基板７は不透光性であっても良い。
【００１５】
また、各表示部２〜４の電極９は、走査電極９Ａ及びデータ電極９Ｂである。本実施形態では、各表示部２〜４の上基板６の液晶層側に、図３中、左右方向に延びる複数の帯状の走査電極９Ａが並列に設けられている。また、各表示部２〜４の下基板７の液晶層側に、図３中、上下方向に延びる複数の帯状のデータ電極９Ｂが並列に設けられている。そして、各表示部２〜４の走査電極９Ａ及びデータ電極９Ｂは、上基板６及び下基板７の対向する面のそれぞれに、上基板６及び下基板７の電極形成面を法線方向から見た場合に互いに交差して対向配置されるように設けられている。このため、走査電極９Ａとデータ電極９Ｂとの各交差領域が画素となり、複数の画素がマトリクス状に配列された表示画面が構成される。なお、走査電極９Ａとデータ電極９Ｂの各交差領域に設けられた部分を、画素電極という。ここでは、３２０×２４０ドットのＱＶＧＡ表示ができるように、透明電極をパターニングして、複数の走査電極９Ａ及び複数のデータ電極９Ｂを設けている。これらの走査電極９Ａ及びデータ電極９Ｂの形成材料としては、例えばインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide；ＩＴＯ）が代表的であるが、その他インジウム亜鉛酸化物（Indium Zic Oxide；ＩＺＯ）、銀ナノワイヤ等の透明導電膜を用いることができる。
【００１６】
なお、図示していないが、これらの走査電極９Ａ及びデータ電極９Ｂの上には、それぞれ、液晶分子の配列を制御するために、例えばポリイミド樹脂などからなる配向膜を設けるのが好ましい。
また、各表示部２〜４の複数の走査電極９Ａには、これらを駆動する走査電極用ドライバＩＣが実装された走査電極駆動回路１３が接続されている。本実施形態では、走査電極駆動回路１３は、各表示部２〜４の走査電極９Ａを駆動する走査電極用ドライバＩＣとして、共通の走査電極用ドライバＩＣを備える。このように、各表示部２〜４の走査電極９Ａを駆動するために、それぞれ、走査電極用ドライバＩＣを設けることなく、走査電極駆動回路１３の構成を簡略化している。なお、走査電極用ドライバＩＣの共通化は必要に応じて行なえば良く、各表示部２〜４の走査電極９Ａを駆動するために、それぞれ、走査電極用ドライバＩＣを設けても良い。
【００１７】
また、各表示部２〜４の複数のデータ電極９Ｂには、これらを駆動するデータ電極用ドライバＩＣが実装されたデータ電極駆動回路１４が接続されている。本実施形態では、データ電極駆動回路１４は、各表示部２〜４のデータ電極９Ｂを駆動するために、それぞれ、データ電極用ドライバＩＣを備える。
そして、これらの走査電極駆動回路１３及びデータ電極駆動回路１４は、制御回路１５から出力された所定の信号に基づいて、走査信号やデータ信号を所定の走査電極９Ａ又はデータ電極９Ｂに出力するようになっている。これにより、各液晶層８、１１、１２に所定のパルス電圧が印加されるようになっている。
【００１８】
また、各表示部２〜４のシール材１０は、図１、図２に示すように、上基板６と下基板７との間に、上基板６及び下基板７の外周に沿って設けられている。このシール材１０によって、上基板６と下基板７との間に挟まれた液晶が封止される。つまり、シール材１０によって液晶が充填される表示領域（表示エリア）２０が規定される。なお、シール材１０は、上基板６及び下基板７の周縁部に設けられるため、周辺シールともいう。
【００１９】
なお、図示していないが、各表示部２〜４の各液晶層８、１１、１２の厚さ、即ち、セルギャップを均一に保持するために、各表示部２〜４の各液晶層８、１１、１２内にスペーサが設けられている。例えば、樹脂製又は無機酸化物製の球状スペーサを散布して形成したり、構造体による柱状スペーサを複数形成したりすれば良い。なお、各液晶層８、１１、１２のセルギャップｄは、約３μｍ≦ｄ≦約６μｍの範囲であることが好ましい。
【００２０】
ところで、上述のＢ、Ｇ、Ｒ用液晶層８、１１、１２を構成する液晶組成物は、ネマティック液晶混合物にキラル性の添加剤（カイラル材ともいう）を数十ｗｔ％の含有率で比較的大量に添加したコレステリック液晶である。本実施形態では、ネマティック液晶混合物にカイラル材を約１０〜約４０ｗｔ％添加したコレステリック液晶である。このカイラル材の添加量はネマティック液晶成分とカイラル材の合計量を１００ｗｔ％としたときの値である。このように、ネマティック液晶にカイラル材を比較的大量に含有させることで、ネマティック液晶分子を強く螺旋状に捻ったコレステリック相が形成されたコレステリック液晶とすることができる。このため、コレステリック液晶はカイラルネマティック液晶とも称される。なお、ネマティック液晶としては公知の各種のものを用いることができる。また、屈折率異方性（Δｎ）は、約０．１８〜約０．２４の範囲であることが好ましい。屈折率異方性（Δｎ）がこの範囲より小さいと、プレーナ状態の反射率が低くなり、屈折率異方性（Δｎ）がこの範囲より大きいと、フォーカルコニック状態での散乱反射が大きくなる他、粘度も高くなり、応答速度が低下する。さらに、この液晶の厚みは、約３〜約６μｍが好ましく、これより小さいとプレーナ状態の反射率が低くなり、これより大きいと駆動電圧が高くなりすぎる。
【００２１】
このようなコレステリック液晶は双安定性（メモリ性）を備えており、液晶に印加する電界強度の調節によって、プレーナ状態、フォーカルコニック状態、又は、これらの混合による中間的な状態のいずれかの状態をとることができる。そして、一旦、プレーナ状態、フォーカルコニック状態、又は、これらの中間的な状態になると、その後は無電界下においても安定してその状態を保持することができる。
【００２２】
ここで、プレーナ状態は、例えば、上下基板間に所定の高電圧を印加して液晶層に強電界を与え、液晶をホメオトロピック状態にした後、急激に電界をゼロにすることにより得られる。また、フォーカルコニック状態は、例えば、上記高電圧よりも低い所定電圧を上下基板間に印加して液晶層に電界を与えた後、急激に電界をゼロにすることにより得られる。なお、フォーカルコニック状態は、プレーナ状態から徐々に電圧を加えることによっても得られる。また、プレーナ状態とフォーカルコニック状態の中間的な状態は、例えば、フォーカルコニック状態が得られる電圧よりも低い電圧を上下基板間に印加して液晶層に電界を与えた後、急激に電界をゼロにすることにより得られる。
【００２３】
次に、このようなコレステリック液晶を用いた液晶表示素子１の表示原理を、Ｂ表示部２を例に挙げて説明する。
まず、図４（Ａ）は、Ｂ表示部２のＢ用液晶層８がプレーナ状態におけるコレステリック液晶の液晶分子の配向状態を示している。
図４（Ａ）に示すように、プレーナ状態での液晶分子は、基板厚さ方向に順次回転して螺旋構造を形成し、螺旋構造の螺旋軸は基板面にほぼ垂直になる。
【００２４】
プレーナ状態では、液晶分子の螺旋ピッチに応じた所定波長の光が選択的に液晶層８で反射される。液晶層８の平均屈折率をｎとし、螺旋ピッチをｐとすると、反射が最大となる波長λは、λ＝ｎ・ｐで示される。したがって、Ｂ表示部２のＢ用液晶層８でプレーナ状態時に青色の光を選択的に反射させるには、例えばλ＝４８０ｎｍとなるように平均屈折率ｎ及び螺旋ピッチｐを決める。平均屈折率ｎは、液晶材料及びカイラル材を選択することで調整可能であり、螺旋ピッチｐは、カイラル材の含有率を調整することにより調節することができる。
【００２５】
次に、図４（Ｂ）は、Ｂ表示部２のＢ用液晶層８がフォーカルコニック状態におけるコレステリック液晶の液晶分子の配向状態を示している。
図４（Ｂ）に示すように、フォーカルコニック状態での液晶分子は、基板面内方向に順次回転して螺旋構造を形成し、螺旋構造の螺旋軸は基板面にほぼ平行になる。フォーカルコニック状態では、Ｂ用液晶層８に反射波長の選択性は失われ、入射光のほとんどが透過する。なお、本実施形態では、透過光は、Ｒ表示部４の下基板７の裏面側（外面側）に配置された可視光吸収層５で吸収されるようになっている（図２参照）。
【００２６】
また、プレーナ状態とフォーカルコニック状態の中間の状態においては、その状態に応じて反射光と透過光の割合を調整できるので、反射光の強度を可変できる。
このように、コレステリック液晶では、螺旋状に捻られた液晶分子の配向状態で光の反射量を制御することができる。
このようなプレーナ状態時に青色の光を選択的に反射させるコレステリック液晶を、Ｂ表示部２のＢ用液晶層８に用いる。同様に、プレーナ状態時に緑色の光を選択的に反射させるコレステリック液晶を、Ｇ表示部３のＧ用液晶層１１に用い、また、プレーナ状態時に赤色の光を選択的に反射させるコレステリック液晶を、Ｒ表示部４のＲ用液晶層１２に用いる。そして、これらの青色、緑色、赤色の光を選択的に反射する各液晶層８、１１、１２を積層し（図２参照）、コレステリック液晶の選択反射特性を利用することで、画面書換時以外は消費電力ゼロで、メモリ性のあるフルカラー表示が可能な液晶表示素子１を実現することができる。
【００２７】
なお、Ｂ、Ｇ、Ｒの各表示部２〜４の積層構造において、プレーナ状態におけるＧ用液晶層１１での旋光性と、Ｂ用及びＲ用液晶層８、１２での旋光性とが異なるようにするのが好ましい。これにより、反射光の損失を低減して、液晶表示素子１の表示画面の明るさを向上させることができる。
また、本実施形態では、Ｒ表示部４の下基板７の裏面側に可視光吸収層５が設けられており、Ｂ、Ｇ、Ｒの各液晶層８、１１、１２の全てがフォーカルコニック状態の場合に、透過光が可視光吸収層５で吸収され、液晶表示素子１の表示画面には黒色が表示される。なお、可視光吸収層５は必要に応じて設ければ良い。
【００２８】
ところで、上述のように構成される液晶表示素子１の各表示部２〜４は、以下のようにして作製することができる。
まず、２枚の基板６、７の表面上に、それぞれ、複数の走査電極９Ａ、複数のデータ電極９Ｂを形成する（図２参照）。なお、この工程の後に、必要に応じて、それぞれの基板６、７上に配向膜を形成したり、スペーサを形成したりする。
【００２９】
次に、一方の基板６（７）上の周縁部に設けられたシール材１０によって、２枚の基板６、７を貼り合わせる（図２参照）。これにより、上基板６、下基板７及びシール材１０によって、液晶が充填される表示領域２０が規定される（図１参照）。
次に、真空注入法によって、上基板６、下基板７及びシール材１０によって規定される表示領域２０に液晶を充填する（図１参照）。例えば、Ｂ表示部２を作製する場合には、この液晶注入工程において、液晶注入口２２からＢ用液晶を注入して表示領域２０にＢ用液晶を充填する。また、Ｇ表示部３を作製する場合には、この液晶注入工程において、液晶注入口２２からＧ用液晶を注入して表示領域２０にＧ用液晶を充填する。また、Ｒ表示部４を作製する場合には、この液晶注入工程において、液晶注入口２２からＲ用液晶を注入して表示領域２０にＲ用液晶を充填する。
【００３０】
そして、液晶を充填した後、図示していないが、液晶注入口２２を封止材によって封止する。
このようにして、上述のように構成される液晶表示素子１の各表示部２〜４を作製することができる。
ところで、このようにして液晶表示素子１の各表示部２〜４を作製する場合に、液晶注入工程において、図１１に示すように表示領域２０の外側の液晶不要領域に液晶が入らないようにすべく、種々の検討を行なったところ、以下のことがわかった。
【００３１】
まず、図１に示すように、液晶注入工程において液晶注入口２２の両側に露出する上基板６、下基板７及びシール材１０を面一とすることで、液晶注入時の液晶の伝播を抑制できることがわかった。
次に、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａ（μｍ）と液晶伝播距離（ｍｍ）との関係を調べた。
【００３２】
ここでは、液晶材料としては、組成の異なる３種類の液晶材料、即ち、Ｒ用コレステリック液晶、Ｇ用コレステリック液晶、Ｂ用コレステリック液晶を用いた。
また、上基板６及び下基板７としてフィルム基板を用い、上基板６と下基板７とをシール材１０で貼り合わせた状態でこれらを同時に切断することで上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした。このため、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａは、上基板６、下基板７及びシール材１０の切断面の表面粗さである。そして、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａは、上基板６、下基板７及びシール材１０を同時切断する際の刃を、トムソン刃、リングカッター（両刃、片刃）、鋏などに変えて調整した。
【００３３】
ここで、表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に定義されている表面粗さ（算術平均粗さ）である。つまり、表面粗さＲａは、図５に示すように、粗さ曲線ｆ（ｘ）から、その平均線の方向に基準長さｌだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線の方向にＸ軸、縦倍率の方向にＹ軸をとってｙ＝ｆ（ｘ）で表したときに、図５中に示した式によって求められる値をいう。
【００３４】
ここでは、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａの測定は、レーザ顕微鏡（キーエンス社、ＶＫ−９７００）を用いて行なった。具体的には、図６に示すように、上基板６及び下基板７としてのフィルム基板の厚さを約１２５μｍとし、シール材１０の厚さを約５μｍとした。そして、これらの切断面を、測定エリアを約２００μｍ×約２００μｍとして、レーザ顕微鏡（キーエンス社、ＶＫ−９７００）を用いて同時に測定することによって、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａを測定した。
【００３５】
また、図７に示すように、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａが異なるサンプル３０を用意し、各サンプル３０の面一の領域の端に、液晶ボート３１上の液晶３２を接触させて、４８時間後の液晶伝播距離を調べた。なお、図７では、サンプル３０を構成する上基板６、シール材１０、下基板７が紙面に垂直な方向に積層された状態を示しているため、サンプル３０の左右両側に、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域がある。
【００３６】
この結果、図８に示すような関係、即ち、ｙ＝０．２６ｅ０．６４ｘ（ｅ：自然対数の底）で表される近似式が得られた。つまり、上基板６、下基板７及びシール材１０を面一にした領域の表面粗さＲａ（μｍ）と液晶伝播距離（ｍｍ）との間には強い相関があり、液晶伝播距離＝０．２６ｅ０．６４Ｒａで表せることがわかった。また、表面粗さＲａが約８μｍを超えると急激に液晶伝播距離が長くなることもわかった。
【００３７】
このため、本実施形態では、液晶表示素子１の各表示部２〜４を以下のように構成している。
つまり、本実施形態では、液晶表示素子１の各表示部２〜４は、図１に示すように、上基板６、下基板７及びシール材１０によって規定された液晶注入口２２を備える。つまり、液晶注入口２２は、上部が上基板６の端面によって規定され、下部が下基板７の端面によって規定され、両側部がシール材１０の端面によって規定される。そして、液晶表示素子１の各表示部２〜４の液晶注入口２２の両側方には、上基板６、下基板７及びシール材１０が露出しており、上基板６、下基板７及びこれらの基板６、７に挟まれたシール材１０は面一となっている。そして、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている両側の領域２３の液晶注入口２２からの長さが、それぞれ、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている領域２３の表面粗さをＲａ（μｍ）として、約０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さになっている。つまり、液晶注入口２２の両側方の上基板６、下基板７及びシール材１０は、同一平面上に位置し、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する両側の領域２３の液晶注入口２２からの長さが、それぞれ、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する領域２３の表面粗さをＲａ（μｍ）として、約０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さである。
【００３８】
具体的には、液晶表示素子１の各表示部２〜４は、上基板６、下基板７及びシール材１０によって規定され、先端に液晶注入口２２を有する突出部２４を備える。ここでは、各表示部２〜４の突出部２４は、上基板６の突出部と、これに対向する下基板７の突出部と、上基板６の突出部の両側部と下基板７の突出部の両側部との間に、上基板６及び下基板７の両側部に沿って設けられたシール材１０とによって構成される。そして、突出部２４の先端は、上部が上基板６の端面によって規定され、下部が下基板７の端面によって規定され、両側部がシール材１０の端面によって規定される液晶注入口２２になっている。この場合、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する両側の領域２３は、それぞれ、突出部２４の側面で上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する領域を含む。これにより、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する領域２３の長さを、より長くすることができる。例えば、各表示部２〜４のサイズが小さい場合に、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する領域２３の長さを長くするのに有効である。
【００３９】
これにより、液晶注入工程において表示領域２０の外側の領域（液晶不要領域）２１に液晶が入らないようにすることができる。つまり、液晶注入口２２の両側に露出する上基板６、下基板７及びシール材１０を面一とすることで、液晶注入時の液晶の伝播を抑制でき、毛細管現象によって液晶注入口２２の両側から表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを防ぐことができる。さらに、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている液晶注入口２２の両側の領域２３の液晶注入口２２からの長さを、上述の長さとすることで、液晶注入時の液晶伝播距離よりも長くすることができ、毛細管現象によって液晶注入口２２の両側から表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを確実に防ぐことができる。
【００４０】
特に、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている領域２３の表面粗さＲａは、約８μｍ以下であることが好ましい。これにより、液晶注入時の液晶伝播距離を短くすることができるため、毛細管現象によって液晶注入口２２の両側から表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを確実に防ぐことができる。
なお、上述の液晶表示素子１の各表示部２〜４、即ち、液晶注入口２２の両側方に、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている領域２３を持つ液晶表示素子１の各表示部２〜４は、上基板６と下基板７とをシール材１０によって貼り合わせた後に、上基板６、下基板７及びシール材１０を同時に切断することによって容易に作製することができる。特に、上基板６及び下基板７をプラスチックフィルム基板とすることで、同時に切断することが容易となる。
【００４１】
次に、上述のように構成される液晶表示素子１に備えられる各表示部２〜４の作製例について説明する。
まず、縦横の長さが約１２ｃｍ×約１２ｃｍの大きさに切断した２枚のポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板６、７上にＩＺＯ透明電極を形成してエッチングによりパターニングし、約０．２４ｍｍピッチのストライプ状の電極９を形成する。ここでは、ストライプ状の電極９として、３２０×２４０ドットのＱＶＧＡ表示ができるように、２枚のＰＣフィルム基板６、７上に、それぞれ、３２０本、２４０本のストライプ状の電極９Ａ、９Ｂを形成する（図２、図３参照）。
【００４２】
次に、電極９が形成された２枚のＰＣフィルム基板６、７を洗浄し、配向膜としてポリイミドを厚さ約５００Åで塗布し、約１５０℃で、約１時間焼成を行なう。
次に、一方のＰＣフィルム基板６（７）上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ工程を経てレジストをパターニングし、約１５０℃で、約１２０分焼成することで、高さ約５μｍの構造体（スペーサ）を形成する。
【００４３】
次に、他方のＰＣフィルム基板７（６）上の周縁部に、ディスペンサ装置を用いて、エポキシ系のシール材１０を塗布する。本実施形態では、後述するように突出部２４を形成するため、液晶注入口２２を形成する側では、図１に示すような形状になるようにシール材１０を塗布する。
次いで、２枚のＰＣフィルム基板６、７を貼り合わせ、約１ｋｇ／ｃｍ２の力で加圧しながら、約１６０℃で、約１時間加熱する。これにより、シール材１０が硬化し、両基板６、７がシール材１０を介して接着される。また、これと同時に、構造体も両基板６、７に接着されるため、液晶を注入するための均一な空隙ができる。
【００４４】
次に、液晶注入口２２を有する突出部２４及び液晶注入口２２の両側のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３を形成する。ここでは、図１に示すような形状になるように、トムソン刃を用いて、２枚のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０を同時に切断し、液晶注入口２２を有する突出部２４及び液晶注入口２２の両側のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３を形成する。本実施形態では、ＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３の表面粗さＲａは約４．８μｍであった。また、液晶注入口２２の両側のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３の長さ（距離）は、それぞれ、約２３ｍｍであった。
【００４５】
次に、真空注入法によって、ＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０によって規定される表示領域２０に液晶を充填する（図１参照）。ここでは、真空注入法によって、液晶注入口２２を液晶に浸漬して液晶を注入したところ、液晶の伝播が抑制され、表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを防ぐことができた。
そして、液晶を充填した後、図示していないが、液晶注入口２２を封止材によって封止する。
【００４６】
このようにして、上述のように構成される液晶表示素子１の各表示部２〜４を作製することができる。
したがって、本実施形態にかかる液晶表示素子によれば、表示領域２０の外側の領域２１に液晶が入らないようにすることができ、低コスト化を図り、品質や信頼性を向上させることができるという利点がある。
【００４７】
つまり、本液晶表示素子によれば、真空注入法によって表示領域２０に液晶を充填する液晶注入工程において、液晶を充填する必要のない表示領域２０の外側の領域２１、即ち、シール材１０の外側の領域への液晶の浸入を防ぐことができる。これにより、液晶注入工程の後に、この不要な液晶を洗い流す洗浄工程が不要となり、工数及びコストを低減し、低コスト化を図ることができる。また、表示領域２０の外側の領域２１には電極が設けられているため、この領域２１に液晶が浸入し、残留していると、経時変化によって電極や端子等の腐食などが生じることになるが、この領域２１への液晶の浸入を防ぐことができるため、経時変化による電極や端子等の腐食などを防止することができる。この結果、品質や信頼性を高めることができる。
【００４８】
ところで、上述の実施形態の液晶表示素子としての電子ペーパーは、電子ブック、モバイル端末のサブディスプレイ、ＩＣカードの表示部等の情報端末に用いることができる。この場合、例えば図９に示すように、情報端末４０は、所望の画像を表示する表示部として、上述の実施形態の電子ペーパー（液晶表示素子１）を備えるものとなる。これにより、低コストで信頼性の高い情報端末を実現することができる。なお、情報端末を、モバイル端末、携帯端末、携帯情報端末、端末機器、又は、携帯機器ともいう。
【００４９】
なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上述の実施形態では、液晶表示素子１の各表示部２〜４を、突出部２４を備えるものとして構成しているが、これに限られるものではなく、例えば図１０に示すように、突出部２４を備えないものとして構成しても良い。つまり、液晶注入口２２の両側方の上基板６、下基板７及びシール材１０は、同一平面上に位置し、液晶注入口２２と液晶注入口２２の両側方の上基板６、下基板７及びシール材１０とは、同一平面上に位置するようにしても良い。
【００５０】
この場合も、液晶注入口２２は、上部が上基板６の端面によって規定され、下部が下基板７の端面によって規定され、両側部がシール材１０の端面によって規定される。そして、液晶表示素子１の各表示部２〜４の液晶注入口２２の両側方には、上基板６、下基板７及びシール材１０が露出し、上基板６、下基板７及びこれらの基板６、７に挟まれたシール材１０は面一となる。そして、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている両側の領域２３の液晶注入口２２からの長さを、それぞれ、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている領域２３の表面粗さをＲａ（μｍ）として、約０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さとする。つまり、液晶注入口２２の両側方の上基板６、下基板７及びシール材１０が、同一平面上に位置するようにし、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する両側の領域２３の液晶注入口２２からの長さを、それぞれ、上基板６、下基板７及びシール材１０が同一平面上に位置する領域２３の表面粗さをＲａ（μｍ）として、約０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さとする。これにより、液晶注入工程において表示領域２０の外側の領域２１に液晶が入らないようにすることができる。つまり、液晶注入口２２の両側に露出する上基板６、下基板７及びシール材１０を面一とすることで、液晶注入時の液晶の伝播を抑制でき、毛細管現象によって液晶注入口２２の両側から表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを防ぐことができる。さらに、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている液晶注入口２２の両側の領域２３の液晶注入口２２からの長さを、上述の長さとすることで、液晶注入時の液晶伝播距離よりも長くすることができ、毛細管現象によって液晶注入口２２の両側から表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを確実に防ぐことができる。この場合も、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている領域２３の表面粗さＲａは、約８μｍ以下であることが好ましい。これにより、液晶注入時の液晶伝播距離を短くすることができるため、毛細管現象によって液晶注入口２２の両側から表示領域２０の外側の領域２１へ液晶が浸入するのを確実に防ぐことができる。
【００５１】
なお、このような変形例の液晶表示素子１の各表示部２〜４、即ち、液晶注入口２２の両側方に、上基板６、下基板７及びシール材１０が面一となっている領域２３を持つ液晶表示素子１の各表示部２〜４は、上基板６と下基板７とをシール材１０によって貼り合わせた後に、上基板６、下基板７及びシール材１０を同時に切断することによって容易に作製することができる。特に、上基板６及び下基板７をプラスチックフィルム基板とすることで、同時に切断することが容易となる。
【００５２】
次に、このような変形例の液晶表示素子１の各表示部２〜４の作製例について説明する。
まず、縦横の長さが約２４ｃｍ×約２４ｃｍの大きさに切断した２枚のポリカーボネート（ＰＣ）フィルム基板６、７上にＩＺＯ透明電極を形成してエッチングによりパターニングし、約０．４８ｍｍピッチのストライプ状の電極９を形成する。ここでは、ストライプ状の電極９として、３２０×２４０ドットのＱＶＧＡ表示ができるように、２枚のＰＣフィルム基板６、７上に、それぞれ、３２０本、２４０本のストライプ状の電極９Ａ、９Ｂを形成する（図２、図３参照）。
【００５３】
次に、電極９が形成された２枚のＰＣフィルム基板６、７を洗浄し、配向膜としてポリイミドを厚さ約５００Åで塗布し、約１５０℃で、約１時間焼成を行なう。
次に、一方のＰＣフィルム基板６（７）上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ工程を経てレジストをパターニングし、約１５０℃で、約１２０分焼成することで、高さ約５μｍの構造体（スペーサ）を形成する。
【００５４】
次に、他方のＰＣフィルム基板７（６）上の周縁部に、ディスペンサ装置を用いて、エポキシ系のシール材１０を塗布する。この変形例では、上述の実施形態の突出部２４を設けないため、図１０に示すような形状になるように、液晶注入口２２を形成する領域を除いて、シール材１０を塗布する。
次いで、２枚のＰＣフィルム基板６、７を貼り合わせ、約１ｋｇ／ｃｍ２の力で加圧しながら、約１６０℃で、約１時間加熱する。これにより、シール材１０が硬化し、両基板６、７がシール材１０を介して接着される。また、これと同時に、構造体も両基板６、７に接着されるため、液晶を注入するための均一な空隙ができる。
【００５５】
次に、液晶注入口２２及び液晶注入口２２の両側のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３を形成する。ここでは、図１０に示すような形状になるように、リングカッターを用いて、２枚のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０を同時に切断し、液晶注入口２２及び液晶注入口２２の両側のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３を形成する。この変形例では、ＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３の表面粗さＲａは約７．２μｍであった。また、液晶注入口２２の両側のＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０が面一になっている領域２３の長さ（距離）は、それぞれ、約４８ｍｍであった。
【００５６】
次に、真空注入法によって、ＰＣフィルム基板６、７及びシール材１０によって規定される表示領域２０に液晶を充填する（図１０参照）。ここでは、真空注入法によって、液晶注入口２２を液晶に浸漬して液晶を注入したところ、液晶の伝播が抑制され、表示領域の外側の領域へ液晶が浸入するのを防ぐことができた。
そして、液晶を充填した後、図示していないが、液晶注入口２２を封止材によって封止する。
【００５７】
このようにして、上述の変形例の液晶表示素子１の各表示部２〜４を作製することができる。
また、上述の実施形態及び変形例においては、コレステリック液晶を用いた液晶表示素子を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、ネマティック液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶など他の液晶材料を用いた液晶表示素子に本発明を適用することもでき、この場合も同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５８】
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、液晶が充填される表示領域を規定するシール材と、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定された液晶注入口とを備え、
前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材は、同一平面上に位置し、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域の前記液晶注入口からの長さが、それぞれ、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域の表面粗さをＲａ（μｍ）として、０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さであることを特徴とする液晶表示素子。
【００５９】
（付記２）
前記表面粗さＲａは、８μｍ以下であることを特徴とする、付記１に記載の液晶表示素子。
（付記３）
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定され、先端に前記液晶注入口を有する突出部を備え、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域は、それぞれ、前記突出部の側面で前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域を含むことを特徴とする、付記１又は２に記載の液晶表示素子。
【００６０】
（付記４）
前記液晶注入口と前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材とは、同一平面上に位置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。
（付記５）
前記第１及び第２基板は、プラスチックフィルム基板であることを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【００６１】
（付記６）
液晶表示素子を備え、
前記液晶表示素子は、
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、液晶が充填される表示領域を規定するシール材と、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定された液晶注入口とを備え、
前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材は、同一平面上に位置し、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域の前記液晶注入口からの長さが、それぞれ、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域の表面粗さをＲａ（μｍ）として、０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さであることを特徴とする情報端末。
【００６２】
（付記７）
前記表面粗さＲａは、８μｍ以下であることを特徴とする、付記６に記載の情報端末。
（付記８）
前記液晶表示素子は、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定され、先端に前記液晶注入口を有する突出部を備え、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域は、それぞれ、前記突出部の側面で前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域を含むことを特徴とする、付記６又は７に記載の情報端末。
【００６３】
（付記９）
前記液晶注入口と前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材とは、同一平面上に位置することを特徴とする、付記６又は７に記載の情報端末。
（付記１０）
前記第１及び第２基板は、プラスチックフィルム基板であることを特徴とする、付記６〜９のいずれか１項に記載の情報端末。
【符号の説明】
【００６４】
１ 液晶表示素子
２ 青（Ｂ）表示部
３ 緑（Ｇ）表示部
４ 赤（Ｒ）表示部
５ 可視光吸収層（光吸収層）
６ 上基板
７ 下基板
８ 青（Ｂ）用液晶層
９ 電極
９Ａ 走査電極
９Ｂ データ電極
１０ シール材
１１ 緑（Ｇ）用液晶層
１２ 赤（Ｒ）用液晶層
１３ 走査電極駆動回路
１４ データ電極駆動回路
１５ 制御回路
２０ 表示領域
２１ 表示領域の外側の領域（液晶不要領域）
２２ 液晶注入口
２３ 上基板、下基板及びシール材が面一となっている領域
２４ 突出部
３０ サンプル
３１ 液晶ボート
３２ 液晶
４０ 情報端末
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、液晶が充填される表示領域を規定するシール材と、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定された液晶注入口とを備え、
前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材は、同一平面上に位置し、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域の前記液晶注入口からの長さが、それぞれ、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域の表面粗さをＲａ（μｍ）として、０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さであることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記表面粗さＲａは、８μｍ以下であ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】
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定され、先端に前記液晶注入口を有する突出部を備え、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域は、それぞれ、前記突出部の側面で前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記液晶注入口と前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材とは、同一平面上に位置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５】
前記第１及び第２基板は、プラスチックフィルム基板であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
液晶表示素子を備え、
前記液晶表示素子は、
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、液晶が充填される表示領域を規定するシール材と、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定された液晶注入口とを備え、
前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材は、同一平面上に位置し、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域の前記液晶注入口からの長さが、それぞれ、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域の表面粗さをＲａ（μｍ）として、０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さであることを特徴とする情報端末。
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、液晶が充填される表示領域を規定するシール材と、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定された液晶注入口とを備え、
前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材は、同一平面上に位置し、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域の前記液晶注入口からの長さが、それぞれ、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域の表面粗さをＲａ（μｍ）として、０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さであることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記表面粗さＲａは、８μｍ以下であ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】
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定され、先端に前記液晶注入口を有する突出部を備え、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域は、それぞれ、前記突出部の側面で前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記液晶注入口と前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材とは、同一平面上に位置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５】
前記第１及び第２基板は、プラスチックフィルム基板であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
液晶表示素子を備え、
前記液晶表示素子は、
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、液晶が充填される表示領域を規定するシール材と、
前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材によって規定された液晶注入口とを備え、
前記液晶注入口の両側方の前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材は、同一平面上に位置し、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する両側の領域の前記液晶注入口からの長さが、それぞれ、前記第１基板、前記第２基板及び前記シール材が同一平面上に位置する領域の表面粗さをＲａ（μｍ）として、０．２６ｅ０．６４Ｒａ（ｍｍ）以上の長さであることを特徴とする情報端末。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−７６８２６（Ｐ２０１３−７６８２６Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６３９２（Ｐ２０１１−２１６３９２）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]