JP2003255353A - Liquid crystal display element and method for manufacturing the same - Google Patents

Liquid crystal display element and method for manufacturing the same

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JP2003255353A
JP2003255353A JP2002060845A JP2002060845A JP2003255353A JP 2003255353 A JP2003255353 A JP 2003255353A JP 2002060845 A JP2002060845 A JP 2002060845A JP 2002060845 A JP2002060845 A JP 2002060845A JP 2003255353 A JP2003255353 A JP 2003255353A
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liquid crystal
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gel
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浩 藤村
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興利 木村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element wherein contrast is improved and the occurrence of bubbles and alignment defects is suppressed. <P>SOLUTION: The liquid crystal display element is characterized in that a liquid crystal composition in a liquid crystal state is disposed in a display part between a pair of substrates provided with electrodes and a mixture in a liquid crystal gelling state consisting of the liquid crystal composition and a low molecular gelatinizer for physically gelatinizing the liquid crystal composition is disposed in a non-display part between the substrates. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の基板間の非
表示部に対応する部位に流動性が消失した液晶性を示す
ゲル状物質を配置した液晶表示素子及びその製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device in which a gel-like substance showing liquid crystallinity and having no fluidity is arranged in a portion corresponding to a non-display portion between a pair of substrates and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶性を示すゲル状物質を用いた液晶表
示素子は、特開平5−216015号、8−25468
8号、11−52341号、11−256164号、特
開2000−239663号の各公報に示されている。
液晶素子は、薄型、軽量でかつ省電力性に優れることか
ら、数々の機器のディスプレイとして広く利用されてい
る。現在では、特に、パソコンモニター、TVとして、
CRTに取って代わる勢いで普及が進んできている。ま
た、携帯用電子機器の表示素子としては、まさにその特
徴が十分に活かされている。液晶表示素子は一般的には
2枚の薄い基板の間に液晶組成物を挟みこんだ構成とな
っているが、何らかの外部刺激がきっかけとなって、液
晶素子内に気泡や配向不良が発生することがある。特に
携帯用電子機器において薄型であることが要求される液
晶表示素子の場合、基板として薄いガラス基板(約0.
4mm厚)やプラスチック基板(厚み100〜250μ
m)が用いられるため、気泡、配向不良の発生は重要な
品質課題である。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device using a gel-like substance having liquid crystallinity is disclosed in JP-A-5-216015 and 8-25468.
No. 8, 11-52341, 11-256164, and JP-A No. 2000-239663.
Liquid crystal devices are widely used as displays for various devices because they are thin, lightweight, and excellent in power saving. Nowadays, especially as personal computer monitors and TVs,
It is becoming more popular as it replaces CRTs. Moreover, as a display element of a portable electronic device, its characteristics are fully utilized. A liquid crystal display device is generally configured by sandwiching a liquid crystal composition between two thin substrates, but some kind of external stimulus may cause bubbles or misalignment in the liquid crystal device. Sometimes. In particular, in the case of a liquid crystal display element that is required to be thin in portable electronic devices, a thin glass substrate (about 0.
4mm thick) and plastic substrate (thickness 100-250μ)
Since m) is used, the occurrence of bubbles and poor orientation is an important quality issue.

【0003】本発明者らは、この様な不具合に対し、先
に、液晶をゲル化できる化合物を液晶に加える事により
液晶をゲル化し、気泡の発生等を抑えた液晶表示素子を
提供した。また、その中でコントラストを向上させるた
め、可視光領域で透明なゲルを用いることにより光学効
果が旋光性、複屈折性をしめすことを利用した、特にプ
ラスチック基板使用の液晶表示素子を提供している。し
かしながら、液晶にゲル化剤を加えた液晶ゲル層を調光
層として用いることは、そのゲル化剤濃度が高い場合、
気泡発生等が生じないようにその耐久性を高めることは
できるが、コントラストが悪化したり、駆動電圧が高く
なる等の不具合が存在した。
The inventors of the present invention have previously provided a liquid crystal display device in which generation of bubbles and the like is suppressed by gelling the liquid crystal by adding a compound capable of gelling the liquid crystal to the liquid crystal. Further, in order to improve the contrast among them, a liquid crystal display device using a plastic substrate, in particular, using a transparent gel in the visible light region to show optical rotatory power and birefringence, is provided. There is. However, when a liquid crystal gel layer obtained by adding a gelling agent to liquid crystal is used as a light control layer, when the gelling agent concentration is high,
Although it is possible to enhance the durability so as not to generate bubbles, there have been problems such as deterioration of contrast and increase of drive voltage.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は以下の
通りである。 (1)コントラストを向上させ、気泡、配向不良の発生
を抑えた液晶表示素子を提供すること。 (2)非表示部の液晶ゲル状態が安定に存在する液晶表
示素子を提供すること。 (3)表示特性が均一な液晶表示素子を提供すること。 (4)表示品質が高く、軽量性、可とう性に優れるプラ
スチック液晶表示素子を提供すること。 (5)コントラストが高く、気泡、配向不良の発生を抑
えた液晶表示素子の製造方法を提供すること。 (6)コントラストが高く、気泡、配向不良の発生を抑
えた液晶表示素子の製造方法を提供すること。 (7)生産性が高く、よりコントラストの高い液晶表示
素子の製造方法を提供すること。 (8)より生産性の高い液晶表示素子の製造方法を提供
すること。 (9)表示特性が均一な液晶表示素子の製造方法を提供
すること。
The problems to be solved by the present invention are as follows. (1) To provide a liquid crystal display device that improves contrast and suppresses the occurrence of bubbles and alignment defects. (2) To provide a liquid crystal display device in which the liquid crystal gel state of the non-display portion is stable. (3) To provide a liquid crystal display device having uniform display characteristics. (4) To provide a plastic liquid crystal display device having high display quality, light weight, and excellent flexibility. (5) To provide a method for manufacturing a liquid crystal display device having high contrast and suppressing the occurrence of bubbles and alignment defects. (6) To provide a method for manufacturing a liquid crystal display device, which has high contrast and suppresses the occurrence of bubbles and alignment defects. (7) To provide a method for manufacturing a liquid crystal display device having high productivity and higher contrast. (8) To provide a method for manufacturing a liquid crystal display device with higher productivity. (9) To provide a method for manufacturing a liquid crystal display device having uniform display characteristics.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、一対のガ
ラス基板もしくは250μm以下のプラスチック基板の
間に、液晶物質を含む調光層を形成した液晶表示素子に
おいて、気泡、配向不良等の不具合の発生を抑制するこ
とを検討した結果、両基板間に液晶を物理ゲル化できる
化合物を含ませることにより気泡の発生を抑制できるこ
とを見出した。この効果は、液晶を物理ゲル化したゲル
(以下、液晶ゲル)を非表示部にのみ配置することでも
十分に達成できることを見出した。この場合、表示部に
は従来の液晶組成物のみの調光層が形成されるので、コ
ントラストが高く、低電圧で駆動することができる液晶
表示素子を得ることができる。
Means for Solving the Problems In the liquid crystal display device in which a light control layer containing a liquid crystal substance is formed between a pair of glass substrates or a plastic substrate of 250 μm or less, the present inventors have found that bubbles, misalignment, etc. As a result of studying to suppress the occurrence of defects, it was found that inclusion of a compound capable of physically gelating a liquid crystal between both substrates can suppress the generation of bubbles. It has been found that this effect can be sufficiently achieved by disposing a gel in which a liquid crystal is physically gelled (hereinafter referred to as a liquid crystal gel) only in the non-display portion. In this case, since the light control layer containing only the conventional liquid crystal composition is formed in the display portion, a liquid crystal display device having high contrast and capable of being driven at a low voltage can be obtained.

【0006】非表示部に存在する液晶ゲルのゾル−ゲル
転移温度を、液晶の液晶−等方性液体相転移温度よりも
低くすることで、外部刺激等で液晶ゲル部位が破損した
場合に、加熱により一旦ゾル状態にしてから速やかに冷
却して再度ゲル化した液晶ゲル部位が表示部まで広がる
ことなく修復できることを見出した。ゲル化剤の量は、
その液晶ゲルが可視光に対して透明な範囲とすることが
望ましい。ゲル化剤の量が多い場合、液晶ゲルは光散乱
状態となるため表示部と非表示部の均一性が確保できな
いため表示品位が悪くなる。適正なゲル化剤量を用いる
ことにより、表示特性が均一な液晶表示素子を得ること
ができる。
By making the sol-gel transition temperature of the liquid crystal gel present in the non-display portion lower than the liquid crystal-isotropic liquid phase transition temperature of the liquid crystal, when the liquid crystal gel portion is damaged by external stimulus or the like, It has been found that the liquid crystal gel portion, which is once turned into a sol state by heating and then rapidly cooled, does not spread to the display portion and can be restored. The amount of gelling agent is
It is desirable that the liquid crystal gel has a range transparent to visible light. When the amount of the gelling agent is large, the liquid crystal gel is in a light-scattering state, so that it is not possible to secure the uniformity of the display portion and the non-display portion, and the display quality is deteriorated. By using an appropriate amount of gelling agent, a liquid crystal display device having uniform display characteristics can be obtained.

【0007】表示品質が高く、軽量性、可撓性に優れる
液晶表示素子を得るためには、液晶表示素子に使用する
プラスチック基板を、250μm以下のポリカーボネイ
トあるいは、ポリエーテルスルフォンで形成することが
有利であることを見出した。コントラストが高く、気
泡、配向不良の発生を抑えた液晶表示素子の生産性の高
い製造方法において、非表示部に液晶ゲル層を形成する
ためには、一方の基板の該部位にあらかじめゲル化剤を
フレキソ印刷、スクリーン印刷等の簡便な方法で印刷
し、ギャップ材を介して他の基板と貼り合わせてセルを
作製し、基板間に液晶注入後に加熱−冷却することが有
効であることを見出した。また、液晶とゲル化剤を混合
して液晶ゲル状態にした混合物を、一方の基板の非表示
部の一部に液晶注入の開口部を残して印刷した後、他の
基板とギャップ材を介して貼り合わせたセルに液晶注入
することでも、コントラストが高く、気泡の発生、配向
不良の発生が抑制された液晶表示素子を得ることができ
た。
In order to obtain a liquid crystal display device having high display quality, light weight and excellent flexibility, it is advantageous to form the plastic substrate used for the liquid crystal display device with a polycarbonate or a polyether sulfone of 250 μm or less. I found that. In order to form the liquid crystal gel layer in the non-display area in the manufacturing method with high contrast and high productivity of the liquid crystal display element in which the occurrence of bubbles and alignment defects is suppressed, the gelling agent is previously formed in the part of one substrate. It was found that it is effective to print cells by a simple method such as flexo printing or screen printing, and to bond them to another substrate via a gap material to make a cell, and to heat-cool after injecting liquid crystal between the substrates. It was In addition, after printing a mixture of liquid crystal and gelling agent in a liquid crystal gel state, leaving a liquid crystal injection opening on a part of the non-display portion of one substrate, the other material is intercalated with a gap material. By injecting liquid crystal into the bonded cells, a liquid crystal display device having high contrast and suppressing generation of bubbles and alignment failure could be obtained.

【0008】さらに、上記のゲル化剤もしくは液晶ゲル
混合物にあらかじめギャップ材を混合したものを印刷す
ることで、ギャップ材散布工程が不要になり、生産性の
高い製造方法を実現することができた。この場合、表示
部にギャップ材を存在させないため、ギャップ材部分の
黒表示での光漏れを防ぐことができるので、よりコント
ラストの高い表示素子が実現できた。ゲル化剤を付与し
たギャップ材を印刷等で非表示部に配置してセルを作製
し、液晶注入後の加熱−冷却により液晶ゲル層を注入で
き、液晶表示素子を効率よく生産することができる。表
示特性が均一な液晶表示素子の作製方法を提供すべく種
々検討した結果、両基板間にゲル化剤もしくは液晶ゲル
混合物を存在させた後に、液晶の注入を行う工程におい
てゲル化剤が常温では液晶と混和しない物であること
で、表示部の液晶層へのゲル化剤のにじみだしを防ぐこ
とができることを見出した。
Further, by printing a mixture of the above-mentioned gelling agent or liquid crystal gel mixture with the gap material in advance, the step of spraying the gap material becomes unnecessary, and a highly productive manufacturing method can be realized. . In this case, since the gap material is not present in the display portion, light leakage in black display in the gap material portion can be prevented, so that a display element with higher contrast can be realized. A gap material provided with a gelling agent is placed in a non-display part by printing or the like to form a cell, and a liquid crystal gel layer can be injected by heating-cooling after liquid crystal injection, and a liquid crystal display element can be efficiently produced. . As a result of various studies to provide a method for producing a liquid crystal display device having uniform display characteristics, the gelling agent is not at room temperature in the step of injecting liquid crystal after the gelling agent or the liquid crystal gel mixture is present between both substrates. It has been found that a substance that is immiscible with the liquid crystal can prevent the bleeding of the gelling agent into the liquid crystal layer of the display section.

【0009】本発明によれば、以下に示す液晶表示素子
および液晶表示素子の製造方法が提供される。 (1)電極を備えた一対の基板間の表示部に液晶状態の
液晶組成物が配置され、該基板間の非表示部には液晶組
成物と該液晶組成物を物理ゲル化する低分子ゲル化剤と
からなる液晶ゲル状態混合物が配置されていることを特
徴とする液晶表示素子。 (2)該液晶ゲル状態混合物のゾル−ゲル転移温度が、
液晶−等方性液体相転移温度よりも低いことを特徴とす
る前記(1)に記載の液晶表示素子。 (3)該低分子ゲル化剤の量が、可視光に対して透明な
液晶ゲル状態混合物を与える範囲の量であることを特徴
とする前記(1)又は(2)に記載の液晶表示素子。 (4)該基板が、ポリカーボネイト又はポリエーテルス
ルフォンからなることを特徴とする前記(1)〜(3)
のいずれかに記載の液晶表示素子。 (5)前記(1)〜(4)のいずれかに記載の液晶表示
素子を得るために、一対の基板間にギャップ材を有する
とともに、いずれか一方の基板上の非表示部に対応する
部位にあらかじめ低分子ゲル化剤が配置されている基板
間に液晶を封入することを特徴とする液晶表示素子の製
造方法。 (6)前記(1)〜(4)のいずれかに記載の液晶表示
素子を得るために、一対の基板間にギャップ材を有する
とともに、いずれか一方の基板上の非表示部に対応する
部位にあらかじめ液晶ゲル状態混合物が配置されている
基板間に液晶を封入することを特徴とする液晶表示素子
の製造方法。 (7)該低分子ゲル化剤もしくは該液晶ゲル状態混合物
に所定量のギャップ材を混合し、この混合物をいずれか
一方の基板上の非表示部に対応する部位にあらかじめ配
置することを特徴とする前記(5)又は(6)に記載の
液晶表示素子の製造方法。 (8)該低分子ゲル化剤を付与したギャップ材を、いず
れか一方の基板上の非表示部に対応する部位にあらかじ
め配置したことを特徴とする前記(5)又は(6)のい
ずれかにに記載の液晶表示素子の製造方法。 (9)該非表示部に配置された低分子ゲル化剤もしくは
液晶ゲル状態混合物が、表示部への液晶封入時に液晶と
混和しないことを特徴とする前記(5)〜(8)のいず
れかに記載の液晶表示素子の製造方法。
According to the present invention, there are provided the following liquid crystal display element and a method for manufacturing the liquid crystal display element. (1) A liquid crystal composition in a liquid crystal state is disposed in a display portion between a pair of substrates provided with electrodes, and a liquid crystal composition and a low-molecular gel that physically gelates the liquid crystal composition in a non-display portion between the substrates. A liquid crystal display device, in which a liquid crystal gel state mixture comprising an agent is disposed. (2) The sol-gel transition temperature of the liquid crystal gel state mixture is
The liquid crystal display device according to (1) above, which is lower than the liquid crystal-isotropic liquid phase transition temperature. (3) The liquid crystal display device as described in (1) or (2) above, wherein the amount of the low molecular weight gelling agent is in a range that provides a liquid crystal gel state mixture that is transparent to visible light. . (4) The substrate (1) to (3), wherein the substrate is made of polycarbonate or polyether sulfone.
5. The liquid crystal display device according to any one of 1. (5) In order to obtain the liquid crystal display element according to any one of (1) to (4), a portion having a gap material between a pair of substrates and corresponding to a non-display portion on any one of the substrates. A method for manufacturing a liquid crystal display device, characterized in that a liquid crystal is sealed between substrates on which a low molecular weight gelling agent is previously arranged. (6) In order to obtain the liquid crystal display element according to any one of (1) to (4), a portion having a gap material between a pair of substrates and corresponding to a non-display portion on one of the substrates. A method for manufacturing a liquid crystal display device, characterized in that a liquid crystal is sealed between the substrates on which the liquid crystal gel state mixture is previously arranged. (7) A predetermined amount of a gap material is mixed with the low molecular weight gelling agent or the liquid crystal gel state mixture, and the mixture is preliminarily arranged at a portion corresponding to a non-display portion on one of the substrates. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to (5) or (6) above. (8) One of the above (5) or (6), characterized in that the gap material provided with the low molecular weight gelling agent is previously arranged at a portion corresponding to the non-display portion on one of the substrates. A method for manufacturing the liquid crystal display element according to 1. (9) In any one of the above (5) to (8), wherein the low molecular weight gelling agent or the liquid crystal gel state mixture arranged in the non-display portion is immiscible with the liquid crystal when the liquid crystal is sealed in the display portion. A method for producing the liquid crystal display element described.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示素子は、電極を
備えた一対の基板間の表示部に、流動性ある液晶状態の
液晶組成物が配置され、そして、該基板間の非表示部に
は、該液晶組成物と、該液晶組成物を物理ゲル化する低
分子ゲル化剤とからなる液晶ゲル状態混合物が配置され
ている構造を有することを特徴とする。本発明によるこ
のような構造の液晶表示素子は、コントラストが向上し
た気泡の発生及び配向不良の発生の抑制された高品質の
ものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a liquid crystal display device of the present invention, a liquid crystal composition in a liquid crystal state is disposed in a display portion between a pair of substrates provided with electrodes, and a non-display portion between the substrates is provided. And a liquid crystal gel state mixture comprising the liquid crystal composition and a low molecular weight gelling agent which physically gelates the liquid crystal composition. The liquid crystal display device having such a structure according to the present invention is of high quality in which the occurrence of bubbles with improved contrast and the occurrence of alignment defects are suppressed.

【0011】本発明者らは、基本的構成の液晶表示素子
において気泡の発生実験をおこなったところ、気泡発生
要因の一つとして押圧による気泡発生のあることが判っ
た。これは表示素子表面を何らかの形で押し、変形させ
ることを意味している。押すことで基板が変形し、その
変形部分の基板間が薄くなった状態で押す力を解除する
と、基板が急激に元の状態に復元するのに伴って液晶の
流れが生じ、この部分が周囲に比較して負圧となり、気
泡が発生するものと推測された。これは可とう性の基
板、特に250μm以下のフイルム基板を使用した場合
は顕著である。さらに、両基板が接するほどの大きい力
で押した場合には、互いの配向処理面がこすれ合って液
晶の配向状態が乱れて表示面が変色してしまうような不
具合が発生することがあった。
The inventors of the present invention have conducted an air bubble generation experiment in a liquid crystal display device having a basic structure, and have found that one of the factors causing the air bubble generation is air bubble generation due to pressing. This means pressing and deforming the surface of the display element in some form. When the substrate is deformed by pushing and the pushing force is released when the space between the deformed parts is thin, the flow of liquid crystal occurs as the substrate suddenly returns to its original state, and this part is surrounded by the surrounding area. It was presumed that a negative pressure was generated in comparison with the above, and bubbles were generated. This is remarkable when a flexible substrate, particularly a film substrate having a thickness of 250 μm or less is used. Furthermore, when the substrates are pressed with such a large force that they come into contact with each other, the alignment treated surfaces may rub against each other and the alignment state of the liquid crystal may be disturbed, resulting in discoloration of the display surface. .

【0012】本発明者らは、前記問題を解決するため
に、非表示部の基板間に流動性の小さい固体様の液晶ゲ
ル層を配置した。これにより、表示素子は、押圧に対す
る耐久性が増すことで配向不良が発生しにくくなり、ま
た、表示部の液晶層が非表示部の流動性のない液晶ゲル
の壁により囲まれているため、液晶の急激な流れが緩和
され、負圧になることが抑制されることで気泡発生が防
止される。
In order to solve the above problems, the inventors of the present invention arranged a solid-like liquid crystal gel layer having a small fluidity between the substrates in the non-display area. As a result, the display element is less likely to cause alignment failure due to increased durability against pressure, and since the liquid crystal layer of the display section is surrounded by the non-flowable liquid crystal gel wall of the non-display section, The sudden flow of the liquid crystal is alleviated and the negative pressure is suppressed so that the generation of bubbles is prevented.

【0013】本明細書において言う液晶ゲル状態混合物
とは、液晶組成物が低分子ゲル化剤によって物理ゲル化
された状態にある液晶組成物と低分子ゲル化剤との混合
物を意味する。この場合、液晶組成物は、低分子ゲル化
剤によって形成された三次元ネットワーク構造中に取り
込まれて、非流動性のゲル状態になっている。この液晶
ゲル状態混合物は、低分子ゲル化剤によって形成される
三次元ネットワーク構造がそのゲル化剤の分子間水素結
合により生じた物理ゲル化状態にあることから、加熱に
より、非流動性のゲル状態から流動性のゾル状態(液
状)に可逆的に変化(転移)する。
The liquid crystal gel state mixture as used herein means a mixture of a liquid crystal composition and a low molecular weight gelling agent in a state where the liquid crystal composition is physically gelled by the low molecular weight gelling agent. In this case, the liquid crystal composition is incorporated into the three-dimensional network structure formed by the low molecular weight gelling agent and is in a non-fluid gel state. This liquid crystalline gel state mixture has a three-dimensional network structure formed by the low molecular weight gelling agent in a physical gelation state caused by intermolecular hydrogen bonding of the gelling agent, so that the non-fluidic gel is formed by heating. The state changes reversibly (transition) to a fluid sol state (liquid state).

【0014】本発明で用いる低分子ゲル化剤は、分子間
水素結合により三次元ネットワーク構造を形成し、そし
て流動性物質(液状物質)をそのネットワーク構造中に
取り込んでゲル化させる性質を有するものであり、液晶
組成物に混和させたときに、その液晶組成物をゲル化さ
せる作用を示す。本発明で用いる前記特性を持つ低分子
ゲル化剤は、既に公知の物質である。
The low-molecular gelling agent used in the present invention has a property of forming a three-dimensional network structure by intermolecular hydrogen bonding and incorporating a fluid substance (liquid substance) into the network structure to cause gelation. And shows an action of gelling the liquid crystal composition when mixed with the liquid crystal composition. The low molecular weight gelling agent having the above-mentioned properties used in the present invention is a known substance.

【0015】本発明で用いる前記低分子ゲル化剤におい
て、低分子とは、そのゲル化剤が分子量分布を持たない
化合物であることを意味する。その分子量は、2000
以下、特に1000〜2000であることが好ましい。
分子間水素結合が可能な分子構造上の条件は、一般的に
は、アミド基(−NHCO−)、アミノ基(−NH−)
とカルボニル基(−CO−)の組み合わせを有するもの
が望ましい。これ以外に、カルバメート基、ウレア基、
カルボキシル基、アルコキシ基、リン酸基および水酸基
などがあっても良く、これらの数、位置については特に
限定されない。本発明では、そのようなゲル化剤の中で
も、特に、分子間水素結合が可能な基およびアルキレン
基を1分子中にそれぞれ2個以上有する化合物の使用が
望ましい。アルキレン基としては、炭素数4以上、好ま
しくは6〜20の長鎖構造(分岐があっても良い)を持
つ方が、液晶への溶解性が高く好ましい。また、ゲル化
剤はキラル構造を有することが好ましい。具体的には、
特開平5−216015号、8−254688号、11
−21556号、11−52341号公報、特開200
0−239663号公報等に開示されている低分子ゲル
化剤等が使用できる。本発明でいう液晶ゲルは物理ゲル
であり、ゲル状態からゾル状態への可逆的変化が可能な
ものをさす。ゲル状態からゾル状態への変化が可能であ
れば、三次元網目構造の架橋部分の構造には限定をうけ
ないが、その架橋構造は一般的に共有結合以外の二次的
結合力によるものの場合が多い。ここで言う二次的結合
力とは、分子間力結合(水素結合、分子配向、ヘリック
ス形成、ラメラ形成等)、イオン結合によるものであ
る。分子間力結合によるゲルのゾルへの変化は一般的に
温度を上げることによって引き起こすことができる。
In the low molecular weight gelling agent used in the present invention, the low molecular weight means that the gelling agent is a compound having no molecular weight distribution. Its molecular weight is 2000
In the following, it is particularly preferably 1000 to 2000.
The molecular structural conditions that allow intermolecular hydrogen bonding are generally amide group (-NHCO-) and amino group (-NH-).
And a carbonyl group (—CO—) in combination are desirable. In addition to this, carbamate group, urea group,
There may be a carboxyl group, an alkoxy group, a phosphoric acid group, a hydroxyl group, and the like, and the number and position of these are not particularly limited. In the present invention, among such gelling agents, it is particularly preferable to use a compound having two or more groups capable of intermolecular hydrogen bonding and two or more alkylene groups in each molecule. It is preferable that the alkylene group has a long chain structure having 4 or more carbon atoms, preferably 6 to 20 (may have a branch), since the solubility in the liquid crystal is high. The gelling agent preferably has a chiral structure. In particular,
JP-A-5-216015, 8-254688, 11
-21556, 11-52341, JP-A-200
A low molecular weight gelling agent disclosed in, for example, 0-239663 can be used. The liquid crystal gel referred to in the present invention is a physical gel and refers to one capable of reversibly changing from a gel state to a sol state. The structure of the cross-linking part of the three-dimensional network structure is not limited as long as it is possible to change from the gel state to the sol state, but the cross-linking structure is generally due to a secondary bonding force other than covalent bond. There are many. The secondary binding force mentioned here is based on intermolecular force bonding (hydrogen bond, molecular orientation, helix formation, lamella formation, etc.) and ionic bond. The transformation of the gel into a sol by intermolecular force bonding can generally be caused by raising the temperature.

【0016】本発明において用いられる液晶としては、
従来から液晶表示素子に用いられている液晶分子、具体
的にはネマティックあるいはスメクティック相を示すビ
フェニル系、フェニルシクロヘキサン系などの各種液晶
分子を用いることができる。
The liquid crystal used in the present invention includes
Liquid crystal molecules conventionally used for liquid crystal display devices, specifically, various liquid crystal molecules such as biphenyl-based or phenylcyclohexane-based liquid crystal molecules exhibiting a nematic or smectic phase can be used.

【0017】本発明の液晶表示素子においては、非表示
部の液晶ゲルのゾル−ゲル転移温度を液晶の液晶−等方
性液体相転移温度よりも低くすることが重要である。前
述のように、液晶ゲルは低分子ゲル化剤分子の三次元網
目構造に液晶が取り込まれた状態で流動性を失ってい
る。この三次元網目構造はゾル−ゲル転移温度以上に加
熱しないと壊れないため、それ以下の温度では安定に存
在する。外部刺激等で液晶ゲル部位が破損した場合に
は、ゾル−ゲル転移温度よりやや高い温度、望ましくは
+5℃以内までの加熱により一旦ゾル状態にしてから、
速やかに冷却することにより、再ゲル化した液晶ゲル部
位が表示部まで広がるのを抑制して、そのゲル状態を修
復することができる。ゾル−ゲル転移温度より高い(5
℃以上)温度や液晶の液晶−等方性液体相転移温度より
高い温度に長時間放置すると、ゲル化剤が液晶中で拡散
するため、室温にまで冷却された場合、表示部まで液晶
ゲル層が広がり、表示特性にばらつきを生じる。本発明
による液晶ゲル状態混合物の好ましいゾル−ゲル転移温
度は、液晶−等方性液体相転移温度よりも10℃以上、
好ましくは20℃以上低い温度である。
In the liquid crystal display device of the present invention, it is important that the sol-gel transition temperature of the liquid crystal gel in the non-display area is lower than the liquid crystal-isotropic liquid phase transition temperature of the liquid crystal. As described above, the liquid crystal gel loses fluidity when the liquid crystal is incorporated in the three-dimensional network structure of the low molecular weight gelling agent molecules. This three-dimensional network structure does not break unless heated above the sol-gel transition temperature, so it exists stably at temperatures below that. When the liquid crystal gel part is damaged due to external stimulus, etc., once it is brought into a sol state by heating to a temperature slightly higher than the sol-gel transition temperature, preferably within + 5 ° C.,
By rapidly cooling, it is possible to prevent the regelled liquid crystal gel portion from spreading to the display portion and restore the gel state. Higher than sol-gel transition temperature (5
When the temperature is higher than the liquid crystal-isotropic liquid phase transition temperature of the liquid crystal for a long time, the gelling agent diffuses in the liquid crystal, and when cooled to room temperature, the liquid crystal gel layer reaches the display unit. Spread, and display characteristics vary. The preferred sol-gel transition temperature of the liquid crystal gel state mixture according to the present invention is 10 ° C or higher than the liquid crystal-isotropic liquid phase transition temperature,
The temperature is preferably 20 ° C. or lower.

【0018】本発明で用いるゲル化剤の量は、調光層が
可視光に対して透明な範囲とすることが望ましい。液晶
をゲル化させるために必要な前記ゲル化剤の量は、液晶
に対して0.05〜10wt%である。ゲル化剤の量の
最適値は、液晶およびゲル化剤の種類によって異なる
が、液晶が可視光に対して散乱しない範囲、すなわち透
明な範囲の量であることが好ましい。換言すれば、透明
な範囲でゲル化できる化合物を選択できることが好まし
い。液晶が透明な範囲でゲル化できる具体的な添加量
は、0.4wt%以下、より好ましくは0.2wt%以
下である。
The amount of the gelling agent used in the present invention is preferably such that the light control layer is transparent to visible light. The amount of the gelling agent required to gel the liquid crystal is 0.05 to 10 wt% with respect to the liquid crystal. The optimum amount of the gelling agent varies depending on the types of the liquid crystal and the gelling agent, but is preferably in the range where the liquid crystal does not scatter visible light, that is, in the transparent range. In other words, it is preferable to select a compound capable of gelling in the transparent range. The specific amount of the liquid crystal that can be gelled in the transparent range is 0.4 wt% or less, and more preferably 0.2 wt% or less.

【0019】本発明の表示素子用基板としては、プラス
チック基板やガラス基板を用いることができるが、プラ
スチック基板の使用が好ましい。プラスチック基板は表
示素子の性格上、可視光に対して透明なものが好まし
く、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアクリレ
ート系、ポリエーテル系等汎用の高分子材料を用いる事
ができるが、リターデーションが小さく、ガス透過性
(水分、酸素、窒素)が少なく、可視光の透過性が高
く、線膨張係数が小さく、耐熱性の高い材料が好まし
い。特に厚み250μm以下のものを使用することが軽
量性、厚み、破断しない等で好ましいが、基板の厚みが
薄くなるに従い、外部圧力に対する変形もし易くなるた
め、気泡の発生の危険性も上昇することとなる。本発明
の態様はこのような薄いプラスチックフィルムを用いた
ときに特に大きな効果を発揮する。基板にプラスチック
基板を使用することは従来から公知であり、前述の低分
子ゲル化剤によって液晶をゲル化する技術を用いている
特許群にも、プラスチック基板を使用できることが開示
されている。しかしながら本発明のような目的解決の思
想はなく、たんにゲル化した液晶を保持させる基板とし
て使用可能であるということを開示しているにすぎな
い。本発明で用いるプラスチック基板において、その厚
さは80〜250μm、好ましくは100〜200μm
である。
As the display element substrate of the present invention, a plastic substrate or a glass substrate can be used, but the use of a plastic substrate is preferable. The plastic substrate is preferably transparent to visible light due to the nature of the display device, and general-purpose polymer materials such as polyolefin-based, polyester-based, polyacrylate-based, and polyether-based can be used, but the retardation is small. Materials having low gas permeability (moisture, oxygen, nitrogen), high visible light permeability, low linear expansion coefficient, and high heat resistance are preferable. In particular, it is preferable to use one having a thickness of 250 μm or less because of its lightness, thickness, and non-breakage. However, as the thickness of the substrate becomes thinner, the substrate is more likely to be deformed due to external pressure, so that the risk of bubble generation increases. Becomes The embodiment of the present invention exerts a particularly great effect when such a thin plastic film is used. It is conventionally known to use a plastic substrate as a substrate, and it has been disclosed that a plastic substrate can be used in a group of patents that use the technique of gelating a liquid crystal with a low molecular weight gelling agent described above. However, it does not have the idea of solving the object like the present invention, and merely discloses that it can be used as a substrate for holding a gelled liquid crystal. The plastic substrate used in the present invention has a thickness of 80 to 250 μm, preferably 100 to 200 μm.
Is.

【0020】本発明に好ましく使用するプラスチック基
板としては、ポリカーボネイトやポリエーテルスルフォ
ンが最適である。このような材質の250μm程度の基
板は、リターデーション、可視光の透過性、耐熱性(〜
150度)、基板の軽量性、厚みの点で優れており、表
示素子を形成した場合、表示品質が高く、軽量性、可と
う性、生産性に優れる液晶表示素子を提供できる。
Polycarbonate and polyether sulfone are most suitable as the plastic substrate preferably used in the present invention. A substrate of about 250 μm made of such a material has retardation, visible light transmission, and heat resistance (~
150 ° C.), the substrate is excellent in lightness and thickness, and when a display element is formed, it is possible to provide a liquid crystal display element having high display quality and excellent in lightness, flexibility and productivity.

【0021】次に、非表示部の基板間に液晶ゲル層を有
する液晶表示素子を生産性良く形成するための製造方法
について詳述する。本発明による液晶表示素子を製造す
るための好ましい方法の1つについて、その基本工程を
図1に示す。所定の電極パターンを形成し配向処理が施
された2枚の第1及び第2基板を用意し、その一方の基
板に(図1では第1基板)、所定濃度のゲル化剤を溶解
させた塗布溶液を非表示部にフレキソ印刷等により塗布
した。塗布後の基板を加熱乾燥し溶媒を除去する。表示
部へのしみだしを考慮し、非表示部幅より狭い範囲に塗
布することが望ましい。第2基板にはギャップ材を散布
し、この両基板をシール剤(接着剤)を介して貼り合わ
せ空セルを形成する。この空セルに液晶を注入した後、
塗布したゲル化剤と液晶が混和する温度(あらかじめ測
定したゾル−ゲル転移温度よりやや高い温度)に加熱
し、それらが混和したら速やかに室温まで冷却する。こ
のようにして、非表示部の基板間に液晶ゲル層を有す
る、コントラストが高く、気泡、配向不良等の発生のな
い液晶表示素子の生産性の高い製造方法を実現できる。
Next, a manufacturing method for forming a liquid crystal display element having a liquid crystal gel layer between the non-display area substrates with high productivity will be described in detail. FIG. 1 shows the basic steps of one of the preferable methods for manufacturing the liquid crystal display device according to the present invention. Two first and second substrates on which a predetermined electrode pattern was formed and subjected to orientation treatment were prepared, and one of the substrates (the first substrate in FIG. 1) was dissolved with a gelling agent of a predetermined concentration. The coating solution was applied to the non-display area by flexographic printing or the like. The substrate after coating is heated and dried to remove the solvent. In consideration of seepage to the display area, it is desirable to apply the solution in a range narrower than the width of the non-display area. A gap material is sprinkled on the second substrate, and the two substrates are bonded together via a sealant (adhesive) to form an empty cell. After injecting liquid crystal into this empty cell,
The mixture is heated to a temperature at which the applied gelling agent and the liquid crystal are mixed (a temperature slightly higher than the sol-gel transition temperature measured in advance), and when they are mixed, the mixture is immediately cooled to room temperature. In this way, it is possible to realize a highly productive manufacturing method of a liquid crystal display device having a liquid crystal gel layer between the substrates of the non-display portion, having high contrast and free from bubbles, alignment defects and the like.

【0022】本発明による液晶表示素子を製造するため
の他の好ましい方法について、その基本工程を図2に示
す。図1と同様に、2枚の基板の一方に、あらかじめ液
晶とゲル化剤を混和し、液晶ゲル状態の混合物としたも
のをスクリーン印刷等で塗布し、他の一方の基板にはギ
ャップ材を散布し、この両基板をシール剤を介して貼り
合わせ、空セルを作製した。液晶ゲル状態の混合物の塗
布量は、貼り合わせた基板間で液晶ゲル壁が非表示部内
で形成されるべき量とする。また、塗布パターンは液晶
注入のための開口部をあけておく必要がある(図2を参
照)。このようにして、前記の製造方法と同様に、非表
示部の基板間に液晶ゲル層を有する、コントラストが高
く、気泡、配向不良等の発生のない液晶表示素子の生産
性のが高い製造方法を実現できる。
FIG. 2 shows the basic steps of another preferable method for manufacturing the liquid crystal display device according to the present invention. Similar to FIG. 1, one of the two substrates was mixed with a liquid crystal and a gelling agent in advance, and a mixture in a liquid crystal gel state was applied by screen printing or the like, and a gap material was applied to the other substrate. After spraying, the two substrates were attached to each other via a sealant to prepare an empty cell. The amount of the mixture in the liquid crystal gel state applied is such that the liquid crystal gel wall is to be formed in the non-display portion between the bonded substrates. Further, the coating pattern needs to have an opening for liquid crystal injection (see FIG. 2). Thus, similar to the above-mentioned manufacturing method, a liquid crystal display device having a liquid crystal gel layer between the non-display substrate, high contrast, high productivity of a liquid crystal display element free from bubbles, misalignment, etc. Can be realized.

【0023】前記の製造方法は、第1の基板にゲル化剤
もしくは液晶ゲル状態の混合物を塗布し、第2の基板に
ギャップ材を散布するという製造方法であるが、第1の
基板への塗布物にギャップ材を混合し、塗布すること
で、より簡便な製造方法が提供できる。
The above-mentioned manufacturing method is a manufacturing method in which the gelling agent or the mixture in the liquid crystal gel state is applied to the first substrate and the gap material is sprinkled on the second substrate. A simpler manufacturing method can be provided by mixing the gap material with the coating material and applying the gap material.

【0024】本発明により液晶表示素子を製造する場
合、ゲル化剤が付与されたギャップ材を溶媒に分散さ
せ、この分散液を印刷塗布することで、ギャップ材とゲ
ル化剤を所定のパターンに同時に配置する製造方法が提
供できる。この場合も塗布後の加熱乾燥による溶媒の除
去及び液晶注入後の加熱−冷却による液晶ゲル層の形成
工程が必要となるが、生産性の高い製造方法である。た
だし、前記の製造方法では非表示部にのみギャップ材を
配置することになるので、非表示部に比較して表示部の
面積が広い場合には、表示部のセル厚均一性が保たれな
くなる可能性があるため、作製する素子の表示パターン
に留意する必要がある。なお、ゲル化剤が付与されたギ
ャップ材とは、真球状の高分子樹脂ビーズや無機シリカ
粒子等からなるギャップ材の表面に、ゲル化剤を付着も
しくは塗布したものを意味する。
When manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the gap material to which the gelling agent is applied is dispersed in a solvent, and this dispersion liquid is applied by printing to form the gap material and the gelling agent in a predetermined pattern. A manufacturing method of simultaneously arranging can be provided. Also in this case, the steps of removing the solvent by heating and drying after coating and forming the liquid crystal gel layer by heating and cooling after injecting the liquid crystal are required, but this is a highly productive manufacturing method. However, in the above manufacturing method, since the gap material is arranged only in the non-display part, when the area of the display part is larger than that of the non-display part, the cell thickness uniformity of the display part cannot be maintained. Therefore, it is necessary to pay attention to the display pattern of the element to be manufactured. The gap material to which the gelling agent is applied means that the gelling agent is adhered to or coated on the surface of the gap material composed of spherical polymer resin beads, inorganic silica particles and the like.

【0025】本発明により表示特性が均一な液晶表示素
子を製造する場合、両基板間にゲル化剤もしくは液晶ゲ
ル混合物を存在させた後に、液晶の注入を行う工程にお
いてゲル化剤が常温では液晶と混和しない物であること
で、表示部の液晶層へのゲル化剤のにじみだしを防ぐこ
とができる。
When a liquid crystal display device having uniform display characteristics is manufactured according to the present invention, the gelling agent is used at room temperature in the step of injecting the liquid crystal after the gelling agent or the liquid crystal gel mixture is present between both substrates. By being a substance immiscible with, it is possible to prevent the gelling agent from oozing into the liquid crystal layer of the display section.

【0026】前記のように、本発明の表示素子の製造に
おいては、その空セルへの液晶注入時に印刷したゲル化
剤もしくは液晶ゲル混合物と液晶が混和しないようにす
ることが重要である。混和してしまうと液晶の注入に従
ってゲル化おこり、それ以上の注入ができなくなった
り、ゲル化剤がセル内の表示部にまで拡散して液晶ゲル
を生成させてしまう現象が発生し、表示部の均一な表示
性能が確保できなくなってしまう。この現象は、液晶を
注入する温度では液晶と混和しない化合物を選択するこ
とにより回避可能である。液晶をゲル化する化合物が液
晶と混和しないという意味は、表示素子として使用され
る動作環境温度域で、液晶に対するゲル化剤の溶解性が
十分に小さい、あるいは十分に長い溶解時間が必要な化
合物という意味であって、まったく混和しないという物
である必要はない。液晶の注入後は、混和を促進するた
め温度を一旦ゾル−ゲル転移点以上に加熱し、その後、
室温に冷却することにより本発明の液晶表示素子を提供
できる。
As described above, in the manufacture of the display element of the present invention, it is important that the gelling agent or the liquid crystal gel mixture printed at the time of injecting the liquid crystal into the empty cell does not mix the liquid crystal. If mixed, gelation will occur according to the injection of liquid crystal, and further injection will not be possible, or a phenomenon will occur in which the gelling agent diffuses to the display part in the cell to form liquid crystal gel. The uniform display performance of can not be secured. This phenomenon can be avoided by selecting a compound that is immiscible with the liquid crystal at the temperature at which the liquid crystal is injected. The fact that the compound that gels the liquid crystal does not mix with the liquid crystal means that the solubility of the gelling agent in the liquid crystal is sufficiently low or a sufficiently long dissolution time is required in the operating environment temperature range used as a display element. It doesn't have to be immiscible at all. After injecting the liquid crystal, the temperature is once heated to a temperature higher than the sol-gel transition point in order to promote mixing, and then,
The liquid crystal display device of the present invention can be provided by cooling to room temperature.

【0027】[0027]

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳述する。EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.

【0028】実施例1 基板として、寸法が30mm×40mm(0.4mm
厚)のガラス基板を2枚用意し、図3に示すような表示
になるようにITO電極層を形成し、配向処理膜として
ポリイミドを積層し、その表面をラビング処理した。二
枚のうち一方の基板に、低分子ゲル化剤(ZI18)を
溶剤に溶かしたものを、図3に示すゲル化剤塗布パター
ンにスクリーン印刷し、加熱乾燥した。次に、ゲル化剤
を塗布した部分の外側に、シール剤としてアミン硬化エ
ポキシ樹脂中をディスペンサー塗布した。他の一方の基
板には5μm粒径のシリカビーズ(ギャップ材)をイソ
プロピルアルコールを溶媒として、約100個/mm2
の密度で散布した。
Example 1 A substrate having dimensions of 30 mm × 40 mm (0.4 mm)
Two glass substrates (thickness) were prepared, an ITO electrode layer was formed so as to obtain a display as shown in FIG. 3, polyimide was laminated as an alignment treatment film, and the surface thereof was rubbed. On one of the two substrates, a low-molecular gelling agent (ZI18) dissolved in a solvent was screen-printed on the gelling agent coating pattern shown in FIG. 3 and dried by heating. Next, an amine-cured epoxy resin as a sealant was dispenser coated on the outside of the portion coated with the gelling agent. On the other substrate, silica beads (gap material) having a particle size of 5 μm were used with isopropyl alcohol as a solvent, and the number was about 100 / mm 2.
Sprayed at a density of.

【0029】この2枚の基板は、互いのラビング方向が
直交しTN素子となるように貼り合わせて固定・硬化し
て、空セルを作製した。次に空セルを液晶注入用真空装
置に移し、0.002Torrまで減圧した後に、液晶
皿にセルの液晶注入口を付けてセル外部を常圧に戻し、
液晶をセル中に導入し、注入後、注入口部を封止剤で塞
ぎ硬化して液晶セルを得ることができた。注入した液晶
は、ネマチック−等方液体相転移温度が106℃のTN
用の液晶を用いた。あらかじめゲル化剤塗布部に形成さ
れる液晶ゲル層のゲル化剤濃度が約0.4wt%になる
ようにゲル化剤塗布量を調整した。このゲル化剤濃度で
のゾル−ゲル転移温度は約67℃であるので、上記液晶
セルを約70℃に加熱し、ゲル化剤と液晶を混和させ速
やかに室温まで冷却した。このセルを顕微鏡で観察した
ら、ゲル化剤塗布部にゲルの三次元網目構造が確認さ
れ、また透明な液晶ゲル層が形成できていることが確認
された。上記の手順で作製したセルの上下に偏光板を配
しTN液晶表示素子を得た。このようにして得た本素子
の表示特性は、同様の材料及びセルパラメータで作製し
た非表示部に液晶ゲル層がないTN液晶表示素子の表示
特性(コントラスト25:1)と全く同じであった。
The two substrates were bonded, fixed and cured so that the rubbing directions were orthogonal to each other to form a TN device, and an empty cell was produced. Next, the empty cell was moved to a vacuum device for liquid crystal injection, the pressure was reduced to 0.002 Torr, the liquid crystal injection port of the cell was attached to the liquid crystal dish, and the outside of the cell was returned to normal pressure.
After introducing the liquid crystal into the cell and injecting it, the injection port was closed with a sealant and cured to obtain a liquid crystal cell. The injected liquid crystal was TN with a nematic-isotropic liquid phase transition temperature of 106 ° C.
Liquid crystal was used. The application amount of the gelling agent was adjusted so that the concentration of the gelling agent in the liquid crystal gel layer formed in advance in the gelling agent application portion was about 0.4 wt%. Since the sol-gel transition temperature at this gelling agent concentration is about 67 ° C., the liquid crystal cell was heated to about 70 ° C., the gelling agent and the liquid crystal were mixed, and the mixture was quickly cooled to room temperature. When this cell was observed with a microscope, it was confirmed that a three-dimensional network structure of the gel was formed in the gelling agent-coated portion, and that a transparent liquid crystal gel layer was formed. Polarizing plates were arranged above and below the cell prepared by the above procedure to obtain a TN liquid crystal display element. The display characteristics of the device thus obtained were exactly the same as the display properties (contrast 25: 1) of the TN liquid crystal display device having the liquid crystal gel layer in the non-display portion, which was manufactured using the same material and cell parameters. .

【0030】また、偏光板を設置する前のセルにおい
て、曲率(r)が4mmの先端形状を有するステンレス
により、作製した液晶セルの表面を押す試験(押圧試
験)を実施した。押圧試験を実施した場所はシール剤内
側で桝目状等間隔にて16個所(縦4×横4)で行なっ
た。試験後、気泡、及び配向不良等の不具合は発生して
いなかった。
A test (pressing test) of pressing the surface of the prepared liquid crystal cell with stainless steel having a tip shape with a curvature (r) of 4 mm was carried out in the cell before installing the polarizing plate. The pressure test was conducted at 16 locations (4 vertical × 4 horizontal) inside the sealant at regular intervals. After the test, defects such as air bubbles and poor orientation did not occur.

【0031】前記ゲル化剤(Z118)は、下記構造式
(1)を有するものである。
The gelling agent (Z118) has the following structural formula (1).

【化1】 [Chemical 1]

【0032】実施例2 実施例1と同様に、基板として、寸法が30mm×40
mm(0.4mm厚)のガラス基板を2枚用意し、図4
に示すような表示になるようにITO電極層を形成し、
配向処理膜としてポリイミドを積層し、その表面をラビ
ング処理した。実施例1と同様のTN用液晶に低分子ゲ
ル化剤(ZI18)を0.4wt%を混合し、加熱によ
り混和させ、その後、冷却して液晶ゲル状態の混合物に
したものを、二枚のうち一方の基板に、図4に示す液晶
ゲル層塗布パターンにスクリーン印刷した。次に、液晶
ゲル層を塗布した部分の外側に、シール剤としてアミン
硬化エポキシ樹脂中をディスペンサー塗布した。他の一
方の基板には5μm粒径のシリカビーズ(ギャップ材)
をイソプロピルアルコールを溶媒として、約100個/
mm2の密度で散布した。この2枚の基板は、互いのラ
ビング方向が直交しTN素子となるように貼り合わせて
固定・硬化して、空セルを作製した。次に空セルを液晶
注入用真空装置に移し、0.002Torrまで減圧し
た後に、液晶皿にセルの液晶注入口を付けてセル外部を
常圧に戻し、液晶をセル中に導入し、注入後、注入口部
を封止剤で塞ぎ硬化して、液晶セルを得ることができ
た。このセルを顕微鏡で観察したら、液晶ゲル層塗布部
にゲルの三次元網目構造が確認され、また透明な液晶ゲ
ル層が形成できていることが確認された。上記の手順で
作製したセルの上下に偏光板を配しTN液晶表示素子を
得た。この素子の表示特性は、同様の材料及びセルパラ
メータで作製した非表示部に液晶ゲル層がないTN液晶
表示素子の表示特性と全く同じであった。また、偏光板
を設置する前のセルにおいて、曲率(r)が4mmの先
端形状を有するステンレスにより、作製した液晶セルの
表面を押す試験(押圧試験)を実施した。押圧試験を実
施した場所はシール剤内側で桝目状等間隔にて16個所
(縦4×横4)で行なった。試験後、気泡、及び配向不
良等の不具合は発生していなかった。
Example 2 Similar to Example 1, the substrate had a size of 30 mm × 40.
Prepare 2 mm (0.4 mm thick) glass substrates and
Form the ITO electrode layer so that the display as shown in
Polyimide was laminated as an alignment treatment film, and the surface was rubbed. The same TN liquid crystal as in Example 1 was mixed with 0.4 wt% of a low molecular weight gelling agent (ZI18) and mixed by heating, and then cooled to obtain a liquid crystal gel state mixture. One of the substrates was screen-printed with the liquid crystal gel layer coating pattern shown in FIG. Next, an amine-cured epoxy resin as a sealant was dispenser coated on the outside of the portion coated with the liquid crystal gel layer. Silica beads with a particle size of 5 μm (gap material) on the other substrate
With isopropyl alcohol as a solvent, about 100 /
Sprayed at a density of mm 2 . The two substrates were bonded and fixed and cured so that the rubbing directions were orthogonal to each other to form a TN device, and an empty cell was produced. Next, the empty cell was moved to a vacuum device for liquid crystal injection, the pressure was reduced to 0.002 Torr, the liquid crystal injection port of the cell was attached to the liquid crystal dish, the outside of the cell was returned to normal pressure, and the liquid crystal was introduced into the cell. The liquid crystal cell could be obtained by closing the injection port with a sealant and curing. When this cell was observed with a microscope, it was confirmed that a three-dimensional network structure of gel was formed in the liquid crystal gel layer-coated portion and that a transparent liquid crystal gel layer was formed. Polarizing plates were arranged above and below the cell prepared by the above procedure to obtain a TN liquid crystal display element. The display characteristics of this element were exactly the same as the display characteristics of the TN liquid crystal display element, which was made of the same material and cell parameters and had no liquid crystal gel layer in the non-display part. In addition, a test (pressing test) of pressing the surface of the produced liquid crystal cell with stainless steel having a tip shape with a curvature (r) of 4 mm was performed in the cell before the polarizing plate was installed. The pressure test was conducted at 16 locations (4 vertical × 4 horizontal) inside the sealant at regular intervals. After the test, defects such as air bubbles and poor orientation did not occur.

【0033】実施例3 実施例1において、低分子ゲル化剤(ZI18)を溶剤
に溶かしたものに、5μm粒径のシリカビーズ(ギャッ
プ材)を混合したものを一方の基板に、図3に示すゲル
化剤塗布パターンにスクリーン印刷し、加熱乾燥した。
もう一方の基板に、シール剤としてアミン硬化エポキシ
樹脂中をディスペンサー塗布した。この2枚の基板を、
互いのラビング方向が直交しTN素子となるように貼り
合わせて固定・硬化して、空セルを作製した。この空セ
ルに、実施例1と同様に液晶を注入、液晶ゲル層形成の
処理を行うことで、液晶セルを作製した。表示部面内に
ギャップ材がなく、黒表示状態の光漏れが少ないため2
8:1以上の高いコントラストの液晶表示素子が得られ
た。同様の押圧試験でも不具合は発生しなかった。ま
た、ギャップ材散布工程がない生産性の高いプロセスで
あった。
Example 3 In Example 1, a low-molecular gelling agent (ZI18) dissolved in a solvent was mixed with silica beads (gap material) having a particle diameter of 5 μm on one substrate. The gelling agent coating pattern shown was screen-printed and dried by heating.
The other substrate was dispenser coated with an amine-cured epoxy resin as a sealant. These two substrates,
Then, the rubbing directions were orthogonal to each other, and the TN elements were bonded to each other and fixed and cured to prepare an empty cell. Liquid crystal was injected into this empty cell in the same manner as in Example 1, and a liquid crystal gel layer formation treatment was performed to manufacture a liquid crystal cell. Since there is no gap material in the surface of the display and there is little light leakage in the black display state, 2
A liquid crystal display device having a high contrast of 8: 1 or more was obtained. The same pressing test did not cause any problems. In addition, the process was highly productive with no gap material spraying process.

【0034】実施例4 実施例2の液晶ゲル混和物に5μm粒径のシリカビーズ
(ギャップ材)を混合したものを一方の基板に、図4に
示す液晶ゲル層剤塗布パターンにスクリーン印刷して、
ギャップ材の含まれた液晶ゲル層を形成した。もう一方
の基板にはシール剤を塗布し、この2枚の基板をTN素
子となるように貼り合わせ空セルを作製した。この空セ
ルに、同様の液晶を注入し、その表示特性を測定した
ら、実施例3の素子と同様の高いコントラストが得られ
た。
Example 4 The liquid crystal gel mixture of Example 2 mixed with silica beads (gap material) having a particle size of 5 μm was screen-printed on one substrate in a liquid crystal gel layer coating pattern shown in FIG. ,
A liquid crystal gel layer containing a gap material was formed. A sealant was applied to the other substrate, and these two substrates were bonded to each other to form a TN device, thus producing an empty cell. When the same liquid crystal was injected into this empty cell and its display characteristics were measured, the same high contrast as that of the device of Example 3 was obtained.

【0035】実施例5 5μm粒径のシリカビーズ(ギャップ材)とゲル化剤
(ZI18)をメチレンクロライド溶媒中で混合し、溶
媒を揮発させてゲル化剤をその表面に付与したギャップ
材を得た。このギャップ材をイソプロピルアルコールと
混合したものを塗布溶液として、実施例1のように一方
の基板に印刷し、もう一方の基板にはシール剤を塗布
し、この2枚の基板をTN素子となるように貼り合わせ
空セルを作製した。この空セルに、実施例1と同様に液
晶を注入、液晶ゲル層形成の処理を行うことで、液晶セ
ルを作製した。表示特性は実施例3と同じであった。
Example 5 Silica beads having a particle diameter of 5 μm (gap material) and a gelling agent (ZI18) were mixed in a methylene chloride solvent, and the solvent was volatilized to obtain a gap material having the gelling agent applied to the surface thereof. It was A coating solution prepared by mixing the gap material with isopropyl alcohol is printed on one substrate as in Example 1, and a sealing agent is coated on the other substrate, and these two substrates are used as a TN device. Thus, a bonded empty cell was produced. Liquid crystal was injected into this empty cell in the same manner as in Example 1, and a liquid crystal gel layer formation treatment was performed to manufacture a liquid crystal cell. The display characteristics were the same as in Example 3.

【0036】実施例6 ITO付きのポリエーテルサルホン(PES基板:住友
ベークライト製、厚み150μm)基板を用いて実施例
1〜5と同様の液晶表示素子を作製した。その表示特性
は、非表示部に液晶ゲル層がない素子と同等であった
が、気泡発生が大幅に抑制されたものであった。
Example 6 Liquid crystal display elements similar to those in Examples 1 to 5 were produced using a polyether sulfone (PES substrate: Sumitomo Bakelite, thickness: 150 μm) substrate with ITO. The display characteristics were similar to those of the device having no liquid crystal gel layer in the non-display area, but the generation of bubbles was significantly suppressed.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、コントラストを向上さ
せ、気泡発生及び配向不良の発生を抑えた液晶表示素子
及びこの液晶表示素子を生産性よく製造する方法が提供
される。
According to the present invention, there are provided a liquid crystal display device having improved contrast and suppressing the generation of bubbles and misalignment, and a method for producing the liquid crystal display device with high productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の液晶表示素子を製造する方法の1つの
実施態様についての基本工程図を示す。
FIG. 1 shows a basic process diagram for one embodiment of a method for producing a liquid crystal display device of the present invention.

【図2】本発明の液晶表示素子を製造する方法の他の実
施態様についての基本工程図を示す。
FIG. 2 is a basic process chart showing another embodiment of the method for producing a liquid crystal display element of the present invention.

【図3】基板に対して形成するゲル化剤塗布パターンの
1例を示す。
FIG. 3 shows an example of a gelling agent coating pattern formed on a substrate.

【図4】基板に対して形成するゲル化剤塗布パターンの
他の例を示す。
FIG. 4 shows another example of a gelling agent coating pattern formed on a substrate.

フロントページの続き (72)発明者 長田 麻由佳 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H089 HA10 HA40 JA10 KA11 KA17 LA07 LA14 QA03 QA04 QA05 QA11 QA12 QA13 QA14 QA15 TA01 TA05 TA06 Continued front page    (72) Inventor Mayuka Nagata             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh F term (reference) 2H089 HA10 HA40 JA10 KA11 KA17                       LA07 LA14 QA03 QA04 QA05                       QA11 QA12 QA13 QA14 QA15                       TA01 TA05 TA06

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電極を備えた一対の基板間の表示部に液
晶状態の液晶組成物が配置され、該基板間の非表示部に
は液晶組成物と該液晶組成物を物理ゲル化する低分子ゲ
ル化剤とからなる液晶ゲル状態混合物が配置されている
ことを特徴とする液晶表示素子。
1. A liquid crystal composition in a liquid crystal state is disposed in a display portion between a pair of substrates provided with electrodes, and a liquid crystal composition and a low-gel which physically gelates the liquid crystal composition in a non-display portion between the substrates. A liquid crystal display device, wherein a liquid crystal gel state mixture comprising a molecular gelling agent is arranged.
【請求項2】 該液晶ゲル状態混合物のゾル−ゲル転移
温度が、液晶−等方性液体相転移温度よりも低いことを
特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the sol-gel transition temperature of the liquid crystal gel state mixture is lower than the liquid crystal-isotropic liquid phase transition temperature.
【請求項3】 該低分子ゲル化剤の量が、可視光に対し
て透明な液晶ゲル状態混合物を与える範囲の量であるこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示素子。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the amount of the low molecular weight gelling agent is in a range that provides a liquid crystal gel state mixture that is transparent to visible light.
【請求項4】 該基板が、ポリカーボネイト又はポリエ
ーテルスルフォンからなることを特徴とする請求項1〜
3のいずれかに記載の液晶表示素子。
4. The substrate according to claim 1, wherein the substrate is made of polycarbonate or polyether sulfone.
3. The liquid crystal display element according to any one of 3 above.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の液晶表
示素子を得るために、一対の基板間にギャップ材を有す
るとともに、いずれか一方の基板上の非表示部に対応す
る部位にあらかじめ低分子ゲル化剤が配置されている基
板間に液晶を封入することを特徴とする液晶表示素子の
製造方法。
5. In order to obtain the liquid crystal display element according to claim 1, a gap material is provided between a pair of substrates, and a portion corresponding to a non-display portion on one of the substrates is provided. A method for manufacturing a liquid crystal display device, which comprises enclosing a liquid crystal between substrates on which a low molecular weight gelling agent is arranged in advance.
【請求項6】 請求項1〜4のいずれかに記載の液晶表
示素子を得るために、一対の基板間にギャップ材を有す
るとともに、いずれか一方の基板上の非表示部に対応す
る部位にあらかじめ液晶ゲル状態混合物が配置されてい
る基板間に液晶を封入することを特徴とする液晶表示素
子の製造方法。
6. A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4, wherein a gap material is provided between a pair of substrates and a portion corresponding to a non-display portion on one of the substrates is provided. A method for manufacturing a liquid crystal display device, characterized in that liquid crystal is sealed between substrates on which a liquid crystal gel state mixture is arranged in advance.
【請求項7】 該低分子ゲル化剤もしくは該液晶ゲル状
態混合物に所定量のギャップ材を混合し、この混合物を
いずれか一方の基板上の非表示部に対応する部位にあら
かじめ配置することを特徴とする請求項5又は6に記載
の液晶表示素子の製造方法。
7. A predetermined amount of a gap material is mixed with the low molecular weight gelling agent or the liquid crystal gel state mixture, and the mixture is pre-disposed on a portion corresponding to a non-display portion on one of the substrates. 7. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 5, which is characterized in that.
【請求項8】 該低分子ゲル化剤を付与したギャップ材
を、いずれか一方の基板上の非表示部に対応する部位に
あらかじめ配置したことを特徴とする請求項5又は6に
記載の液晶表示素子の製造方法。
8. The liquid crystal according to claim 5, wherein the gap material provided with the low molecular weight gelling agent is previously arranged at a portion corresponding to the non-display portion on either one of the substrates. Display element manufacturing method.
【請求項9】 該非表示部に配置された低分子ゲル化剤
もしくは液晶ゲル状態混合物が、表示部への液晶封入時
に液晶と混和しないことを特徴とする請求項5〜8のい
ずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
9. The low molecular weight gelling agent or the liquid crystal gel state mixture disposed in the non-display portion is immiscible with the liquid crystal when the liquid crystal is sealed in the display portion. Manufacturing method of the liquid crystal display element of.
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