JP2000081627A

JP2000081627A - 液晶素子

Info

Publication number: JP2000081627A
Application number: JP10251175A
Authority: JP
Inventors: Takeki Koto; 武樹小藤; Takashi Sekiya; 隆司関谷
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な双安定性を確保できるとともに電極の
導通を防止できる液晶素子を提供する。【解決手段】互いに対向する一対の基板１１Ａ，１１
Ｂと、基板１１Ａ，１１Ｂの各対向面にそれぞれ設けら
れた電極１２Ａ，１２Ｂと、各電極１２Ａ，１２Ｂをそ
れぞれ被覆する絶縁膜１３Ａ，１３Ｂと、これらの絶縁
膜１３Ａ，１３Ｂ間に挟持された液晶１４とを備えた液
晶素子１において、電極１２Ａ，１２Ｂ間にスペーサー
材１６を配置するとともに、このスペーサー材１６の厚
さ方向の寸法ｓを規定する。これにより、電極１２Ａ，
１２Ｂ間の導通を防止でき、絶縁膜１３Ａ，１３Ｂを薄
く形成できるから良好な双安定性を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶素子に関し、
詳しくは、互いに対向する一対の基板と、これらの一対
の基板の各対向面にそれぞれ設けられた電極と、各基板
の電極をそれぞれ被覆する絶縁膜と、各基板の絶縁膜間
に挟持された液晶とを備えた液晶素子に関する。

【０００２】

【背景技術】液晶の電気光学効果を利用した液晶素子
は、液晶を一対の電極付基板で挟持した素子構成を備え
ている。電極は一対の基板の各対向面に形成され、導通
を防ぐためにそれぞれ絶縁膜によって被覆されている。
液晶をラビング処理により配向させる素子では、絶縁膜
の上に別途配向膜を設けたり、絶縁膜を配向膜に兼用し
たりしている。液晶中には、液晶の厚さを維持するため
の球状のギャップ材が分散され、このギャップ材の直径
が液晶の厚さとなっている。

【０００３】液晶素子としては各種の液晶を用いたもの
があるが、近年、メモリー性を有する強誘電性液晶を用
いた液晶素子が注目されている。強誘電性液晶のメモリ
ー性の発現は、界面の性質に大きく影響されるため、液
晶と接する絶縁膜や配向膜の材料は、メモリー性を妨げ
ず、双安定性が良好で焼付け性が良好なものに限定され
る。このような絶縁膜や配向膜の材料としては、例え
ば、ポリイミド・エポキシ等のような熱硬化性樹脂、Ｐ
ＶＡ（ポリビニルアルコール）等の熱可塑性樹脂、紫外
線硬化性樹脂等が用いられている。これらの材料は、特
に薄膜状に製膜したときに良好な性質を発揮する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、良好な
性質を得るために絶縁膜等の膜厚を薄くすると、絶縁性
が不十分になるため、特に、大面積（大画面）の素子
や、基板に可撓性をもたせたプレキシブル液晶素子にお
いては、各基板の電極が互いに導通しやすくなり、歩留
まりが低下するという問題があった。これに対し、絶縁
膜を厚くして絶縁性を高めようとすると、双安定性が失
われることが多く、良好なメモリー性が得られないとい
う問題が生じる。

【０００５】このような問題点を解決するために、液晶
の厚さを維持するギャップ材の数を増やすことで、液晶
を挟む膜同士の接触を防いで導通防止効果を高めること
が考えられる。しかし、ギャップ材の直径は液晶の厚さ
と略同寸法であるため、素子の面内でギャップ材が液晶
を分断するように配置される、つまり、液晶分子とギャ
ップ材とが並んで存在することになることから、ギャッ
プ材の数を増やすと、配向欠陥の基点となりやすく、表
示品位が低下するという不具合が生じる。

【０００６】本発明の目的は、良好な双安定性を確保で
きるとともに電極の導通を防止できる液晶素子を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに対向す
る一対の基板と、これらの一対の基板の各対向面にそれ
ぞれ設けられた電極と、各基板の電極をそれぞれ被覆す
る絶縁膜と、各基板の絶縁膜間に挟持された液晶とを備
えた液晶素子であって、互いに対向する電極の間には、
スペーサー材が配置され、絶縁膜の厚さをｔ、液晶の厚
さをｄとしたときに、当該厚さ方向におけるスペーサー
材の寸法ｓは、

【０００８】

【数４】ｔ／２＜ｓ＜（ｄ＋ｔ）／２

【０００９】の範囲とされていることを特徴とする。

【００１０】本発明においては、対向する電極間にスペ
ーサー材が配置されているので、電極間の距離をスペー
サー材により所定距離以上に規制でき、電極同士の接触
を防止できるから、電極間の導通を防止できる。従っ
て、スペーサー材により導通防止効果が得られるので、
絶縁膜を薄く形成できる。そのため、液晶に強誘電性液
晶等を用いれば、良好な双安定性を確保でき、優れたメ
モリー性が得られる。そして、スペーサー材の液晶の厚
さ方向と同じ方向の寸法ｓは、数４の範囲とされている
ので、良好なメモリー性を確保できるとともに、短絡を
確実に防止できる。すなわち、スペーサー材の寸法ｓが
ｔ／２以下であると、絶縁膜が熱可塑性絶縁膜のような
比較的柔らかいものである場合や、絶縁膜にピンホール
のような欠陥があった場合に導通を確実に防止できな
い。また、スペーサー材の寸法が（ｄ＋ｔ）／２以上で
あると、液晶の厚さを維持するためのギャップ材と同様
に、液晶の配列が乱れる原因となったり、液晶が強誘電
性液晶である場合には双安定性が失われる原因となるた
め、良好な素子性能が得られない。

【００１１】さらに、スペーサー材は、前記厚さ方向の
寸法ｓの直径を有する球状のものとされ、かつ、基板平
面の法線方向から見て１μｍ²中の個数をＮとするとき

【００１２】

【数５】０．１＜Ｎ＜１／（２ｓ²）

【００１３】の範囲で配置されていることが望ましい。
すなわち、電極に挟まれた面内において、スペーサー材
の数Ｎが１μｍ²中に０．１以下であると、絶縁膜にピ
ンホール等の欠陥があった場合に十分な導通防止効果が
得られない場合がある。また、スペーサー材の数Ｎが１
μｍ²中に１／２ｓ²以上であると、液晶分子の配列が
乱れたり双安定性が低下したりするおそれが生じる。

【００１４】また、スペーサー材の寸法ｓは、

【００１５】

【数６】０．０５μｍ＜ｓ＜０．５μｍ

【００１６】の範囲とされていることが好ましい。この
ような寸法ｓのスペーサー材を用いると、スペーサー材
の寸法ｓが可視光の波長により小さくなり、光散乱等の
悪影響を最小限に抑えることができる。

【００１７】以上において、液晶は、強誘電性液晶組成
物からなることが好ましく、これによると、優れた双安
定性を有する素子が得られる。この場合、良好な配向性
を確保するために、強誘電性液晶組成物は、強誘電性高
分子液晶を含有することが望ましい。そして、液晶素子
は、表示にメモリー性を有する表示素子とすることが好
ましく、これによると、強誘電性液晶組成物により優れ
た双安定性を確保できるので、メモリー性に優れた表示
素子が得られる。

【００１８】さらに、基板は剛性を有するものであって
もよいが、可撓性を有することが好ましい。このように
すると、液晶素子を平面だけでなく、曲面や屈曲した面
等にも適用できる。また、基板が可撓性を有すると電極
間距離が変化しやすく短絡が発生しやすいが、本発明で
は、前記スペーサー材によって短絡を確実に防止でき
る。つまり、スペーサー材による導通防止効果が顕著に
得られる。

【００１９】この場合、強誘電性液晶組成物からなる液
晶は、ラビング処理等により配向させたものとしてもよ
いが、基板を含む全体に曲げ変形処理を行って配向させ
たものとすることが好ましい。すなわち、ラビング処理
を行う場合には絶縁膜上に配向膜を設けるが、スペーサ
ー材を絶縁膜中や配向膜中に配置した場合、配向膜の表
面には、スペーサー材による凹凸が形成されるので、ラ
ビング処理が均一にできなかったり、配向膜が剥がれた
りして、配向が乱れるおそれがある。本発明では、曲げ
変形処理により強誘電性液晶組成物からなる液晶を配向
させるので、スペーサー材による凹凸に拘わらず良好な
配向が得られる。また、曲げ変形処理を行うと、電極間
の距離が乱れて導通が生じやすいが、本発明では、スペ
ーサー材により確実に導通を防止できるので、簡易な曲
げ変形処理を採用できる。

【００２０】以上において、絶縁膜およびスペーサー材
は、絶縁膜材料とスペーサー材とを混合した混合物を電
極上に塗布することにより構成されていてもよい。絶縁
膜上に配向膜を設けてこの配向膜にスペーサー材を混入
させると、配向膜の表面にはスペーサー材による凹凸が
形成される上、配向膜のうちスペーサー材により突出し
た部分は他の部分よりも膜厚が薄くなりやすいので、ラ
ビング処理を行うと配向が乱れるおそれがある。本発明
では、スペーサー材を絶縁膜材料とともに電極上に塗布
して絶縁膜中に分散させるので、この絶縁膜上に配向膜
を設けた場合、配向膜にスペーサー材を分散させるより
もスペーサー材による凹凸の影響を低減できるから、ラ
ビング処理を行う場合もスペーサー材による配向の乱れ
を抑制できる。また、絶縁膜の形成と同時にスペーサー
材を塗布によって配置できるので、スペーサー材を平均
的かつ簡単に配置できる。

【００２１】或いは、液晶およびスペーサー材は、液晶
材料とスペーサー材とを混合した混合物を絶縁膜上に塗
布することにより構成されていてもよい。すなわち、液
晶層の形成と同時に塗布によってスペーサー材を配置で
きるので、スペーサー材を平均的かつ簡単に配置でき
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づいて説明する。図１には、本実施形態の液晶素
子１が示されている。この液晶素子１は、表示にメモリ
ー性を有する表示素子であり、互いに対向配置された透
明性を有する一対の基板１１Ａ，１１Ｂと、これらの一
対の基板１１Ａ，１１Ｂの各対向面にそれぞれ設けられ
た電極１２Ａ，１２Ｂと、各電極１２Ａ，１２Ｂをそれ
ぞれ被覆する絶縁膜１３Ａ，１３Ｂと、これらの絶縁膜
１３Ａ，１３Ｂ間に挟持された液晶１４とを備えてい
る。

【００２３】液晶１４を挟んで対向する電極１２Ａ，１
２Ｂ間には、ギャップ材１５とスペーサー材１６とが配
置されている。ギャップ材１５は、液晶１４の厚さを一
定に保つために液晶１４中に分散され、その厚さ方向の
寸法ｐは、液晶１４の厚さｄに応じた寸法とされてい
る。スペーサー材１６は、各絶縁膜１３Ａ，１３Ｂ中に
分散配置されている。なお、このスペーサー材１６は、
図２に示すように、液晶１４中に分散させてもよい。ま
た、各絶縁膜１３Ａ，１３Ｂ上には、必要に応じて配向
膜を設けてもよい。

【００２４】次に、本実施形態の液晶素子の各構成要素
および作製方法について具体的に説明する。（１）基板基板としては、光学的に等方で透明なものであれば、特
に制限されないが、可撓性を有するフィルム状のものが
好ましく、特に耐熱性を有するものが好ましい。また、
生産性や加工性等の点からは、一般の液晶表示素子等に
用いられているプラスチック基板が好ましい。基板の具
体的な材料としては、ポリエーテルスルホン（ＰＥ
Ｓ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリカーボネート
（ＰＣ）、ポリエステル等を採用できる。また、基板
は、ガスバリア層やハードコート層で覆ったものであっ
てもよい。

【００２５】（２）電極電極は導電性を有する材料からなるものであればよい
が、透光性を確保するために、酸化インジウムおよび酸
化錫からなるＩＴＯ、酸化インジウムおよび酸化亜鉛か
らなる非晶質材料、酸化錫等の電極材料を用いて透明導
電膜とすることが好ましい。電極は、スパッタリング法
やイオンビーム蒸着法等の公知の成膜法により基板上に
形成できる。

【００２６】（３）絶縁膜絶縁膜は、厚さｄを０．０１〜１μｍの範囲とすること
が好ましく、対向する電極間の電気抵抗、液晶層の配向
性や光学的特性、電気絶縁材料の誘電率や硬度等の条件
に応じて前記範囲内で適宜選定すればよい。このような
絶縁膜は、一般に用いられる各種の電気絶縁材料により
形成できる。電気絶縁材料としては、例えば、ポリビニ
ルアルコール、シアノエチル化プルラン、またはそれら
の混合物等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹
脂、シロキサン系樹脂、ポリイミド等の熱硬化性樹脂、
アクリル系或いはシリコン系等の紫外線硬化型樹脂等を
採用できる。このような電気絶縁材料を用いる場合、当
該電気絶縁材料を溶媒に溶解させて絶縁膜溶液を調製
し、この溶液を電極上に塗布すること等により絶縁膜を
成膜できる。

【００２７】（４）液晶液晶材料は、特に制限されないが、電圧の極性や大きさ
を変えることによって複数の動作モードを選択できると
ともに、所定の動作モードにおいて入射光に対して位相
差を与えて偏光状態を変えるものとすることが好まし
い。また、表示にメモリー性が得られる材料とすること
が好ましく、具体的な液晶材料としては、強誘電性を示
す強誘電性液晶組成物等を採用できる。強誘電性液晶組
成物は、カイラルスメクチックＣ相を示す強誘電性液晶
を用いて構成することができ、単一種類の液晶材料で構
成してもよく、或いは、複数種類の液晶材料を混合して
構成してもよい。例えば、強誘電性低分子液晶或いは強
誘電性高分子液晶単独で構成してもよく、もしくは、こ
れらの混合物としてもよい。

【００２８】強誘電性液晶組成物は、特に、強誘電性高
分子液晶を含有するものが好ましく、より好ましくは、
強誘電性高分子液晶と強誘電性を示さない低分子液晶と
の混合物とすることが好ましい。この場合、強誘電性液
晶全体における強誘電性高分子液晶材料の割合は、好ま
しくは、１０〜９９ｗｔ％であり、より好ましくは、１
０〜７０ｗｔ％である。このような強誘電性液晶組成物
には、液晶素子の応答速度を向上させるために、強誘電
性を示さない低分子液晶を配合してもよい。

【００２９】前述した強誘電性高分子液晶としては、例
えば、ポリアクリレート主鎖、ポリメタクリレート主
鎖、ポリクロロアクリレート主鎖、ポリオキシラン主
鎖、ポリエステル主鎖、ポリシロキサン−オレフィン主
鎖等の主鎖と、液晶性側鎖とからなる側鎖型強誘電性高
分子液晶等を採用できる。これらの強誘電性高分子液晶
は、通常、重量平均分子量が１０００〜１００万の範囲
であり、好ましくは、重量平均分子量が１０００〜１０
万の範囲のものである。このような側鎖型強誘電性高分
子液晶のうち、ポリアクリレート主鎖系強誘電性高分子
液晶としては、下記の繰返し単位を有するものが挙げら
れる。

【００３０】

【化１】

【００３１】また、ポリメタクリレート主鎖系強誘電性
高分子液晶としては、下記の繰返し単位を有するものが
挙げられる。

【００３２】

【化２】

【００３３】ポリクロロアクリレート主鎖系強誘電性高
分子液晶としては、下記の繰返し単位を有するものが挙
げられる。

【００３４】

【化３】

【００３５】ポリオキシラン主鎖系強誘電性高分子液晶
としては、下記の繰返し単位を有するものが挙げられ
る。

【００３６】

【化４】

【００３７】ポリシロキサン主鎖系強誘電性高分子液晶
としては、下記の繰返し単位を有するものが挙げられ
る。

【００３８】

【化５】

【００３９】ポリエステル主鎖系強誘電性高分子液晶と
しては、下記の繰返し単位を有するものが挙げられる。

【００４０】

【化６】

【００４１】ポリシロキサン−オレフィン主鎖系強誘電
性高分子液晶としては、下記の繰返し単位を有するもの
が挙げられる。

【００４２】

【化７】

【００４３】ここで、上記式中のｘ，ｙは、ｘ：ｙ＝１
９：１〜７：３（モル比）である。

【００４４】以上に述べたような各種主鎖系強誘電性高
分子液晶の繰返し単位は、側鎖の骨格が、ビフェニル骨
格、フェニルベンゾエイト骨格、ビフェニルベンゾエイ
ト骨格、フェニル４−フェニルベンゾエイト骨格で置換
されたものであってもよい。また、これらの骨格中のベ
ンゼン環が、ピリミジン環、ピリジン環、ピリダジン
環、ピラジン環、テトラジン環、シクロヘキサン環、ジ
オキサン環、ジオキサポリナン環で置換されたものでも
よく、フッ素、塩素等のハロゲン基またはシアノ基で置
換されたものであってもよく、また、１−メチルアルキ
ル基、２−フルオロアルキル基、２−クロロアルキル
基、２−クロロ−３−メチルアルキル基、２−トリフル
オロメチルアルキル基、１−アルコキシカルボニルエチ
ル基、２−アルコキシ−１−メチルエチル基、２−アル
コキシプロピル基、２−クロロ−１−メチルアルキル
基、２−アルコキシアルボニル−１−トリフルオロメチ
ルプロピル基等の光学活性基で置換されたものであって
もよい。このような強誘電性高分子液晶は、一種単独で
用いてもよいし、二種以上混合して用いてもよい。

【００４５】一方、強誘電性低分子液晶化合物として
は、シッフ塩基系強誘電性低分子液晶化合物、アゾおよ
びアゾキシ系強誘電性低分子液晶化合物、ビフェニルお
よびアロマティックスエステル系強誘電性低分子液晶化
合物、ハロゲン基、シアノ基等の置換基を導入した強誘
電性低分子液晶化合物、複素環を有する強誘電性低分子
液晶化合物等が挙げられる。シッフ塩基系強誘電性低分
子液晶化合物としては、例えば、下記に示す化合物が好
適なものとして挙げられる。

【００４６】

【化８】

【００４７】また、アゾおよびアゾキシ系強誘電性低分
子液晶化合物としては、例えば、下記に示す化合物を採
用できる。

【００４８】

【化９】

【００４９】ビフェニルおよびアロマティックエステル
系強誘電性低分子液晶化合物としては、例えば、下記に
示す化合物を採用できる。

【００５０】

【化１０】

【００５１】ハロゲン、シアノ基等の置換基を導入した
強誘電性低分子液晶化合物としては、例えば、下記に示
す化合物を採用できる。

【００５２】

【化１１】

【００５３】さらに、複素環を有する強誘電性低分子液
晶化合物としては、例えば、下記に示す化合物を採用で
きる。

【００５４】

【化１２】

【００５５】これらの強誘電性低分子液晶化合物は、一
種類単独で用いてもよく、或いは、二種類以上を混合し
て用いてもよい。

【００５６】このような強誘電性液晶材料を用いて構成
される強誘電性液晶組成物は、液晶膜厚（液晶の厚さ
ｄ）をその螺旋ピッチ以下の厚さに設定する。これによ
り、印加電圧の極性によって変化する二つの動作モード
のいずれにおいても一軸水平配向性を有する液晶セルを
得ることができる。液晶の配向方法としては、素子全体
を曲げ変形させることにより液晶を配向させる曲げ変形
処理が好ましい。曲げ変形処理は、例えば、基板を含む
素子全体をロールに当接させること等により行うことが
でき、これによると、連続的に配向処理を行える。他の
配向方法としては、徐冷法やラビング処理等の絶縁膜上
に配向膜を設けて配向させる方法を採用できる。

【００５７】（５）ギャップ材ギャップ材の種類は特に制限されないが、ガラス、シリ
カ、プラスチック等からなる公知のものを採用でき、プ
ラスチックとしては、ジビニルベンゼン重合体、ポリス
チレン等の耐溶剤性に優れたものを用いることが好まし
い。ギャップ材の形状は、球状や円柱状が好ましい。ギ
ャップ材を球状とした場合、その粒径を、液晶の厚さｄ
と略同寸法とすればよく、特に、液晶が強誘電性液晶で
ある場合、その粒径は、好ましくは、１〜２０μｍ、よ
り好ましくは、１．５〜１０μｍである。このようなギ
ャップ材は、液晶に対して、例えば、０．０１〜５重量
％の範囲で添加すればよい。

【００５８】（６）スペーサー材本発明では、スペーサー材の厚さ方向の寸法ｓ、すなわ
ち、液晶の厚さ方向と同じ方向におけるスペーサー材の
寸法ｓを、絶縁膜の厚さをｔ、液晶の厚さをｄとしたと
きに、

【００５９】

【数７】ｔ／２＜ｓ＜（ｄ＋ｔ）／２

【００６０】の範囲とする。具体的には、

【００６１】

【数８】０．０５μｍ＜ｓ＜０．５μｍ

【００６２】の範囲とすることが好ましい。スペーサー
材の形状は特に制限されないが、例えば、球状のものや
繊維状のものを採用でき、具体的には、シリカビーズ、
樹脂ビーズ、アルミナビーズ、ガラスビーズ、ガラスフ
ァイバー等を用いることができる。このうち、スペーサ
ー材としては、方向性を考慮する必要のない球状のもの
を用いることが好ましく、この場合、スペーサー材の直
径を、前述した厚さ方向の寸法ｓとすればよい。また、
スペーサー材は、単独の種類のものを用いてもよく、寸
法の異なる複数種類を混合して用いてもよく、さらに
は、寸法ｓが異なるものを混合して用いてもよい。

【００６３】電極間におけるスペーサー材の密度は、特
に制限されないが、基板平面の法線方向から見て１μｍ
²中の個数をＮとするとき

【００６４】

【数９】０．１＜Ｎ＜１／（２ｓ²）

【００６５】の範囲でスペーサー材が存在するように当
該スペーサー材を配置することが好ましい。このような
スペーサー材を配置する場所は、電極に挟まれた部分で
あればよく、前述したように絶縁膜中に配置してもよ
く、或いは、液晶中に配置してもよく、これらの絶縁膜
および液晶に跨るように配置してもよい。また、絶縁膜
上に配向膜を設ける場合には、配向膜中に分散させても
よい。

【００６６】（７）液晶素子の作製液晶素子は、公知の方法により作製できるが、例えば、
スペーサー材を絶縁膜中に分散させる場合には、次の工
程により作製できる。スペーサー材を分散した絶縁膜の形成工程電気絶縁材料を溶媒に溶解させて絶縁膜溶液を作製する
とともに、スペーサー材を溶媒に分散させてスペーサー
材分散液を作製し、これらの絶縁膜溶液およびスペーサ
ー材分散液を所定の比率で混合して混合液とする。そし
て、２枚の電極付基板を用意し、これらの各電極上に前
述した混合液を塗布し、溶媒を蒸発させて乾燥硬化さ
せ、これにより、スペーサー材が分散された絶縁膜を得
る。

【００６７】液晶層の形成工程液晶層を形成する方法は、特に制限されないが、可撓性
を有する基板を用いた場合、液晶素子を効率的に製造す
るためには、強誘電性液晶組成物等の液晶材料を溶媒に
溶解させ、これにギャップ材を混入して液晶溶液を調製
し、この液晶溶液を一方の基板の絶縁膜上に塗布した
後、溶媒を蒸発させ、必要に応じて熱処理を行う。

【００６８】なお、液晶素子として、ゲストホスト型の
液晶表示素子を作製する場合には、前述した液晶材料に
２色性色素を配合してもよい。この２色性色素として
は、アントラキノン系やアゾ系、アゾメチン系、メロシ
アニン系、スチリル系、テトラジン系等の色素が好適に
用いられる。液晶および絶縁膜の製膜方法としては、ス
ピンコート法、ロールコート法、キスコート法、ダイコ
ート法、バーコート法、ディップ法、スプレー法、刷毛
塗り法、電着法等を採用できる。特に、複数の基板に対
して連続塗工を行う場合には、ロールコート法、キスコ
ート法、バーコート法が好ましい。また、スペーサー材
を液晶中に分散させる場合には、前述した液晶溶液にス
ペーサー材分散液を混入して、この混合液を用いて電極
上に液晶層を成膜すればよい。

【００６９】基板積層工程一方の基板に液晶を成膜したら、この液晶の上に他方の
基板をその絶縁膜が液晶と接するように重ね合わせて積
層体とする。この積層処理は、加圧ローラ等を用いてラ
ミネート法により行うことが好ましい。

【００７０】配向工程配向法は、公知の方法を適宜採用できるが、可撓性を有
する基板を用いて曲げ変形処理により配向させる場合に
は、電極間に電圧を印加しながら積層体に曲げ変形を加
えると、特に良好な配向が得られる。配向処理は、積層
体を加熱処理して室温に戻してから行ってもよい。

【００７１】

【実施例】次に、本発明の効果を、具体的な実施例に基
づいて説明する。〔実施例１〕実施例１では、前記実施形態に基づき、以
下の具体的な材料および手順等を採用して液晶素子を作
製した。

【００７２】（１）材料基板ＩＴＯ膜付きＰＥＳフィルム基板（住友ベークライト株
式会社製ＦＳＴ）を採用した。絶縁膜溶液アセトンとシクロヘキサノンとを１：１の割合で混合し
た溶媒に、シアノエチル化プルラン（信越化学株式会社
製ＣＲ−Ｓ）を溶解させて、３．５ｗｔ％のシアノエチ
ル化プルランを含有する絶縁膜溶液を得た。スペーサー材分散液スペーサー材としてのシリカスペーサ（直径０．２μ
ｍ，宇部日東化成社製）をアセトンに分散させたアセト
ン分散液（宇部日東化成社製）を用いた。このアセトン
分散液中のスペーサー材の割合は２５ｗｔ％である。

【００７３】液晶溶液下記に示す強誘電性高分子液晶Ａ（出光興産株式会社
製）と、低分子液晶Ｂ（出光興産株式会社製）と、低分
子液晶Ｃ（みどり化学社製）と、低分子液晶Ｄ（みどり
化学社製）とを、５：３：１：１の重量比で混合した組
成物をＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）に分散し
て、前記組成物を２５ｗｔ％含有するＭＩＢＫ溶液を得
た。このＭＩＢＫ溶液に、ギャップ材としてシリカスペ
ーサ（直径２μｍ，宇部日東化成社製）を０．２ｗｔ％
分散させて液晶溶液とした。

【００７４】

【化１３】

【００７５】（２）液晶素子の作製絶縁膜溶液とスペーサー材分散液とを１００：１の割合
で混合して混合液を調製し、この混合液をロールコータ
ーを用いて各フィルム基板のＩＴＯ膜上に塗布し、この
後、１５０℃で３分間乾燥させて溶媒を除去し、スペー
サー材が分散された絶縁膜を形成した。乾燥後の絶縁膜
の厚さｔは、０．１μｍであった。また、基板平面の法
線方向から見て、素子１μｍ²におけるスペーサー材の
数Ｎは、電子顕微鏡により観察したところ、０．５２個
であった。

【００７６】このようにして絶縁膜を形成した基板（１
５ｃｍ×６０ｃｍ）を二枚用意し、一方の基板の絶縁膜
上に、液晶溶液をロールコーターを用いて塗布し、乾燥
させて溶媒を除去することにより液晶層を形成した。こ
の製膜は、液晶の膜厚が２．１μｍとなるように行っ
た。次いで、この基板の液晶に他方のフィルム基板を重
ねて貼り合わせて積層体とした。この積層体を一旦９０
℃に加熱した後、室温に戻してから、各基板の電極に±
６０Ｖの矩形波電圧を印加しながら積層体に曲げ変形を
加えて液晶を配向させ、本実施例１の液晶素子を得た。

【００７７】このようにして得られた液晶素子につい
て、±３０Ｖ，２ｍｓの正負対になったパルスを印加し
たところ、明暗を正常にスイッチングできた。この明暗
表示は、一ヶ月放置した後も安定であった。これによ
り、実施例１の液晶素子は、双安定性、つまり、メモリ
ー性に優れていることがわかる。

【００７８】〔実施例２〕前記実施例１において、絶縁
膜溶液とスペーサー材分散液との混合比を１００：２と
した以外は、前記実施例１と同様にして本実施例２の液
晶素子を得た。実施例２では、素子１μｍ²におけるス
ペーサー材の数Ｎは、１.１３個であった。また、配向
時にも導通が生じることはなく、双安定性も良好であっ
た。

【００７９】〔実施例３〕前記実施例１において、スペ
ーサー材として直径０．５μｍのものを用いた以外は、
前記実施例１と同様にして本実施例３の液晶素子を得
た。実施例３では、素子１μｍ²におけるスペーサー材
の数Ｎは、０．２３個であった。また、配向時に電極間
が導通することはなく、双安定性も良好であった。

【００８０】〔実施例４〕前記実施例１において、絶縁
膜溶液とスペーサー材分散液との混合比を１０００：１
とした以外は、前記実施例１と同様にして本実施例４の
液晶素子を得た。本実施例４の液晶素子では、絶縁膜１
μｍ²におけるスペーサー材の数Ｎは、０．０５個であ
り、双安定性は良好であった。

【００８１】〔実施例５〕前記実施例１において、絶縁
膜溶液に対してスペーサー材が５ｗｔ％となるように絶
縁膜溶液に直接スペーサー材を分散させて混合液を調製
した以外は、前記実施例１と同様にして本実施例５の液
晶素子を得た。本実施例５の液晶素子では、絶縁膜１μ
ｍ²におけるスペーサー材の数Ｎは、１５．３個であ
り、配向時の導通は発生しなかった。

【００８２】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
互いに対向する一対の基板と、基板の各対向面にそれぞ
れ設けられた電極と、各電極をそれぞれ被覆する絶縁膜
と、これらの絶縁膜間に挟持された液晶とを備えた液晶
素子において、電極間にスペーサー材を配置するととも
に、このスペーサー材の厚さ方向の寸法を規定すること
で、電極間の導通を防止でき、絶縁膜を薄く形成できる
から良好な双安定性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す断面図。

【図２】本発明の他の実施形態を示す断面図。

【符号の説明】

１液晶素子１１Ａ，１１Ｂ基板１２Ａ，１２Ｂ電極１３Ａ，１３Ｂ絶縁膜１４液晶１５ギャップ材１６スペーサー材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する一対の基板と、これらの
一対の基板の各対向面にそれぞれ設けられた電極と、各
基板の電極をそれぞれ被覆する絶縁膜と、各基板の絶縁
膜間に挟持された液晶とを備えた液晶素子であって、互いに対向する前記電極の間には、スペーサー材が配置
され、前記絶縁膜の厚さをｔ、前記液晶の厚さをｄとしたとき
に、当該厚さ方向における前記スペーサー材の寸法ｓ
は、【数１】ｔ／２＜ｓ＜（ｄ＋ｔ）／２の範囲とされていることを特徴とする液晶素子。
【請求項２】請求項１に記載した液晶素子において、前記スペーサー材は、前記厚さ方向の寸法ｓの直径を有
する球状のものとされ、かつ、基板平面の法線方向から
見て１μｍ²中の個数をＮとするとき【数２】０．１＜Ｎ＜１／（２ｓ²）の範囲で配置されていることを特徴とする液晶素子。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載した液晶
素子において、前記スペーサー材の寸法ｓは、【数３】０．０５μｍ＜ｓ＜０．５μｍの範囲とされていることを特徴とする液晶素子。
【請求項４】請求項１から請求項３までのいずれかに
記載した液晶素子において、前記液晶は、強誘電性液晶組成物からなることを特徴と
する液晶素子。
【請求項５】請求項４に記載した液晶素子において、前記強誘電性液晶組成物は、強誘電性高分子液晶を含有
することを特徴とする液晶素子。
【請求項６】請求項４または請求項５に記載した液晶
素子において、表示にメモリー性を有する表示素子であることを特徴と
する液晶素子。
【請求項７】請求項４から請求項６までのいずれかに
記載した液晶素子において、前記基板は、可撓性を有することを特徴とする液晶素
子。
【請求項８】請求項７に記載した液晶素子において、前記液晶は、前記基板を含む全体に曲げ変形処理を行っ
て配向させたものであることを特徴とする液晶素子。
【請求項９】請求項１から請求項８までのいずれかに
記載した液晶素子において、前記絶縁膜およびスペーサー材は、絶縁膜材料とスペー
サー材とを混合した混合物を前記電極上に塗布すること
により構成されていることを特徴とする液晶素子。
【請求項１０】請求項１から請求項８までのいずれか
に記載した液晶素子において、前記液晶およびスペーサー材は、液晶材料とスペーサー
材とを混合した混合物を前記絶縁膜上に塗布することに
より構成されていることを特徴とする液晶素子。