【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶素子は、薄型，軽量でかつ省電力性に優れることから、数々の分野での利用が実現されている。現在では、特に表示素子としての用途が目立っており、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を十分に活かせるものとして利用されている。
【０００３】
このような液晶表示素子の中で、ゲル化した液晶の散乱性を利用して表示するものが知られている。ゲル化した液晶の散乱性を利用する表示は、偏光板が必要なく、明るさ，視野角特性に優れている。
【０００４】
ところで、液晶をゲル化できる化合物として、従来では、高分子分散液晶の製造に用いられてきた重合可能なモノマーが知られている。このようなモノマーは、液晶をゲル化することが可能であるが、液晶をゲル化させる操作時に温度や光が必要なこと、また、精度も要求されること、さらに、一度重合させてしまえば、欠陥があっても修復が不可能であるといった問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本願の発明者らは、このような問題を解決するため、液晶を物理ゲル化できる化合物を用いた液晶表示素子を案出した。
【０００６】
本発明は、明るく，視野角特性に優れた液晶表示素子（明るく，視野角依存を持たない液晶表示素子）を生産性高く作製することの可能な液晶表示素子およびその製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
本発明は、さらに、明るく，視野角特性に優れているとともに、生産性に優れ、軽量性，可撓性に優れ、気泡発生を抑制した液晶表示素子を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子の製造方法において、前記調光層の製造工程は、
液晶と液晶を物理ゲル化できる化合物とを含む組成物であって、該組成物に含まれる液晶を物理ゲル化できる化合物の濃度が最小ゲル化濃度に達していない組成物を上基板上および／または下基板上に塗布する第１の工程と、
上基板と下基板との間に、液晶を物理ゲル化できる化合物を前記第１の工程とは別に存在させる第２の工程と、
前記第１の工程で形成された塗布膜と前記第２の工程で形成された液晶を物理ゲル化できる化合物とを混和させる第３の工程とを少なくとも有していることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の液晶表示素子の製造方法において、前記組成物は、物理ゲル化した液晶と物理ゲル化していない液晶との混合物からなることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の液晶表示素子の製造方法において、液晶を物理ゲル化できる化合物は、低分子化合物であることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法において、前記第２の工程で設置された液晶を物理ゲル化できる化合物は、前記第１の工程で設置した塗布膜と接触させる際、接触時の温度では塗布膜中の液晶と混和しないものであり、接触後に加熱処理を行い、上基板と下基板との間に存在する液晶を物理ゲル化できる化合物を塗布膜中の液晶に混和させた後、冷却することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法において、前記第２の工程で、液晶を物理ゲル化できる化合物は、上基板上および／または下基板上に付与されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法において、上基板上および／または下基板上に、ギャップ剤を配置するのと同時に、液晶を物理ゲル化できる化合物を配置することを特徴としている。
【００１４】
また、請求項７記載の発明は、上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子において、上基板および／または下基板は、厚さが２５０μｍ以下のプラスチック基板であることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項８記載の発明は、請求項７記載の液晶表示素子において、前記プラスチック基板は、ポリカーボネイトまたはポリエーテルスルフォンであることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
第１の実施形態
本発明は、上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子の製造方法において、前記調光層の製造工程は、
液晶と液晶を物理ゲル化できる化合物とを含む組成物であって、該組成物に含まれる液晶を物理ゲル化できる化合物の濃度が最小ゲル化濃度に達していない組成物を上基板上および／または下基板上に塗布する第１の工程と、
上基板と下基板との間に、液晶を物理ゲル化できる化合物を前記第１の工程とは別に存在させる第２の工程と、
前記第１の工程で形成された塗布膜と前記第２の工程で形成された液晶を物理ゲル化できる化合物とを混和させる第３の工程とを少なくとも有していることを特徴としている。
【００１８】
ここで、上基板，下基板は、そのいずれかの一方を液晶表示素子の表示側基板にし、他方を非表示側基板にすることができる。
【００１９】
また、上記第１の工程は、液晶と液晶を物理ゲル化できる化合物（以下、物理ゲル化剤と呼ぶ）とを含む組成物を上基板上および／または下基板上に塗布することを意味しており、その際、液晶中に含まれる物理ゲル化剤の濃度を最小ゲル化濃度以下とした塗布液を塗布に使用することを表わしている。なお、最小ゲル化濃度とは、文献“高分子加工、４５巻１号 １９９６年、Ｐ２２”に詳細に示されており、ある温度において溶剤（本発明の場合は液晶）を物理ゲル化（見かけ上の固体化）させるのに必要な物理ゲル化剤の最小濃度である。
【００２０】
従来、物理ゲル化剤を用いた液晶表示素子では、物理ゲル化剤を上基板と下基板との間に含ませた後、液晶を減圧注入して素子を作製したり、あるいは、物理ゲル化剤をすでに含む液晶組成物を加熱してゾル状態（溶液状態）にした後、保温したまま、上基板と下基板との間に減圧注入して素子を作製することが考えられていた。いずれにしても減圧注入を用いるため、生産性が悪いものである。上基板上および／または下基板上に物理ゲル化剤を付与しておき、その上から液晶のみを塗布する方法や、組成物を加熱しゾル状態とした溶液を塗布する方法も考えられるが、いずれの方法も塗布液の粘度が低くなり、液晶素子に一般的に使用される数μｍから数十μｍの膜厚を均一に塗布することは困難であった。さらに、組成物を加熱しゾル状態とした溶液を塗布する方法では、塗布中は塗布液が物理ゲル化しないように保温しておく必要があった。
【００２１】
これに対し、本発明は、液晶と物理ゲル化剤との組成物（液晶に物理ゲル化剤を加えて加熱し、物理ゲル化剤を溶解させ、室温まで冷却したもの）が物理ゲル化前であり巨視的に増粘状態であることから、前述の厚膜を容易に塗布することが可能である。最小ゲル化濃度は温度の関数であるが、本発明においては、塗布する環境温度においての最小ゲル化濃度という意味であり、ある決まった温度に対する値ではない。塗布液の粘度は、５００〜１００００が好ましい。塗布液の粘度が５００以下であると、塗布後の塗布膜の流動性が大きく、ハンドリングがしずらくなる。また、塗布液の粘度が１００００以上である場合は、数十μｍ程度の膜厚以上になりやすく、薄膜を塗布しずらくなる傾向がある。塗布方法としては汎用的な塗布方法が使用できるが、生産性の面から、ブレードコート法，ワイヤーバーコート法が好ましい。最小ゲル化濃度以下の領域で適切な粘度が設定しにくい場合、物理ゲル化した液晶（擬似固体）と物理ゲル化していない液晶とを混合して使用することが好ましい。換言すれば、組成物としては、液晶を物理ゲル化した液晶と物理ゲル化していない液晶との混合物からなるのが好ましい。これら２種の液晶を混合することで、巨視的な粘度を調整することが可能となる。この混合物は、液晶中に物理ゲル化した液晶が分散している形となる。作製方法としては、使用する液晶に最小ゲル化濃度以上の物理ゲル化剤を加えて加熱し、液晶に物理ゲル化剤を混和した後、冷却して液晶のゲル（擬似固体状）を作製する。これと適量の液晶とを混合し、液晶のゲルを液晶に分散することで作製できる。分散法は公知の方法が使用でき、例えば、ホモジナイザー，ロールミル等の機器により行うことができる。この時、液晶のゲルがゾル化を起こさない範囲に温度を保つ必要がある。液晶中に分散される液晶のゲルの大きさは、塗布する膜厚以下であることが必要であるが、より細かいことが塗布液（ここでは、液晶と液晶のゲルとの混合物）の安定性の面から、また、膜厚の均一性の面から好ましい。なお、ここで、物理ゲル化した液晶とは、物理ゲル化剤濃度が最小ゲル化濃度を超え、擬似固体状となったものをさし、物理ゲル化していない液晶とは、液晶だけ、あるいは、物理ゲル化剤濃度が最小ゲル化濃度に達していない状態の液晶組成物をさす。
【００２２】
このように、本発明は、上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子の製造方法において、前記調光層の製造工程は、
液晶と液晶を物理ゲル化できる化合物とを含む組成物であって、該組成物に含まれる液晶を物理ゲル化できる化合物の濃度が最小ゲル化濃度に達していない組成物を上基板上および／または下基板上に塗布する第１の工程と、
上基板と下基板との間に、液晶を物理ゲル化できる化合物を前記第１の工程とは別に存在させる第２の工程と、
前記第１の工程で形成された塗布膜と前記第２の工程で形成された液晶を物理ゲル化できる化合物とを混和させる第３の工程とを少なくとも有しているので、明るく，視野角特性に優れる液晶表示素子を、塗布方式を用いることにより、生産性高く製造することが可能となる。
【００２３】
第２の実施形態
また、本発明の第２の実施形態は、上述した本発明の液晶表示素子の製造方法において、液晶を物理ゲル化できる化合物に低分子化合物を用いている。
【００２４】
液晶を物理ゲル化できる化合物に低分子化合物を用いることで、高分子化合物と比べて液晶との相溶性を向上でき、短時間かつ低いエネルギーで物理ゲル化を行うことが可能となる。
【００２５】
なお、本発明でいう低分子化合物とは、分子量分布をもたない化合物をさす。分子量としては２０００以下、特に２０００〜１０００のものが好ましく、キラル構造を持つものが好ましい。また、その化合物は液晶との相溶性を向上させる構造を有することが好ましく、具体的には、長鎖アルキル構造（分岐があっても良い）を持つものが好ましい。特に好ましくは炭素数２０〜４０の長鎖アルキル基を２個以上有しているのが良い。具体的には、特開平５−２１６０１５，特開平８−２５４６８８，特開平１１−２１５５６，特開平１１−５２３４１に開示されているものを使用できる。
【００２６】
このように、液晶を物理ゲル化できる化合物に低分子化合物を用いることで、液晶をより簡便なプロセスでゲル化できる化合物を有した液晶表示素子の製造方法を提供することができる。
【００２７】
第３の実施形態
また、本発明の第３の実施形態は、上述した本発明の液晶表示素子の製造方法において、前記第２の工程で設置された液晶を物理ゲル化できる化合物（物理ゲル化剤）は、前記第１の工程で設置した塗布膜と接触させる際、接触時の温度では塗布膜中の液晶と混和しないものであり、接触後に加熱処理を行い、上基板と下基板との間に存在する液晶を物理ゲル化できる化合物を塗布膜中の液晶に混和させた後、冷却することを特徴としている。すなわち、この第３の実施形態は、上述した第２の工程（両基板間に液晶を物理ゲル化できる化合物を存在させる工程）において、上基板と下基板との間に存在する物理ゲル化剤が塗布膜と接触する温度では液晶と混和しないようにし、接触後に加熱処理を行い、調光層中に基板間（基板上）に存在する物理ゲル化剤を塗布膜中の液晶に混和させた後、冷却することを特徴としている。上基板と下基板との間に存在する物理ゲル化剤が塗布膜と接触する温度で液晶と混和してしまうと、塗布面に物理ゲル化剤が存在する場合には、塗布中に物理ゲル化が起こり、膜厚の均一性が悪くなる（表示むらとなる）。また、塗布基板以外に物理ゲル化剤が付与されている場合においては両基板の貼り合わせ中に物理ゲル化が起こり、やはり膜厚（セル厚）が不均一になる。この現象は、第１の工程で形成された塗布膜とそれとは別に設置させた物理ゲル化剤とが接触する温度では、物理ゲル化剤が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。、物理ゲル化剤が液晶と混和しないという意味は、本来、その後のハンドリング時間のみ混和が避けられれば良いので、液晶に対する物理ゲル化剤の溶解性が小さい化合物、あるいは、長い溶解時間が必要な化合物という意味であって、その温度においてまったく混和しないというものである必要はない。さらに生産性を上げるためには、物理ゲル化剤を塗布膜と接触させたた後、混和を促進するため温度を一旦ゾル化点以上に加熱し、ゲル化点以下に冷却することにより、短時間で表示不良の少ない本発明の液晶表示素子を提供できる。また、本発明の表示素子は、高分子分散液晶と異なり、表示素子を作製した後もゾル化が可能であることから、表示欠陥が生じた場合、その原因にもよるが、再度ゾル化し安定状態とした後、ゲル化することにより、表示欠陥を修復することが可能である。
【００２８】
このように、本発明の液晶表示素子の製造方法において、前記第２の工程で設置された液晶を物理ゲル化できる化合物（物理ゲル化剤）は、前記第１の工程で設置した塗布膜と接触させる際、接触時の温度では塗布膜中の液晶と混和しないものであり、接触後に加熱処理を行い、上基板と下基板との間に存在する液晶を物理ゲル化できる化合物を塗布膜中の液晶に混和させた後、冷却することにより、さらに、生産性，表示むらを向上させた製造方法を提供することができる。
【００２９】
なお、生産性，表示むらを向上させた製造方法を提供することは、両基板上に液晶を物理ゲル化できる化合物を存在させることによっても達成できる。すなわち、上述した本発明の液晶表示素子の製造方法において、前記第２の工程で、液晶を物理ゲル化できる化合物を、上基板上および／または下基板上に付与することによっても達成できる。本発明においては、液晶を物理ゲル化させる化合物を液晶に含ませることが前提である。しかるに、液晶表示素子の使用温度範囲において液晶は物理ゲル化していることが好ましい。液晶表示素子の使用温度範囲に常温が含まれることはいうまでもなく、したがって、本発明における調光層も常温ではゲル化していることとなる。本発明の構成においては、両基板間（上基板と下基板との間）にあらかじめ、液晶を物理ゲル化できる化合物を存在させておくことが要件となる。両基板内に液晶を物理ゲル化できる化合物をあらかじめ存在させる方法としては、両基板を封止剤を用い接着させる以前の状態、すなわち基板１枚の状態で、液晶を物理ゲル化できる化合物の溶液（化合物が液体の場合そのままでも使用可能）を塗布することによって形成することができる。塗布方法は従来公知の方法（スピン塗布，デップ塗布，フレクソ印刷等）が使用できるが、液晶を物理ゲル化できる化合物が封止部に付着しないようにすることが好ましい。
【００３０】
また、生産性，表示むらを向上させた製造方法を提供することは、上述した本発明の液晶表示素子の製造方法において、上基板上および／または下基板上に、ギャップ剤を配置するのと同時に、液晶を物理ゲル化できる化合物を配置することによっても達成できる。このギャップ剤は、両基板（上基板と下基板）を貼り付ける前に基板上（上基板上および／または下基板上）に存在させておくものである。このギャップ剤配置方法の一つに湿式散布法がある。これは、基板上部よりギャップ剤を含む液体を噴霧し、基板上にギャップ剤をふらせる方法である。この時に使用する液体に液晶を物理ゲル化できる化合物を溶解あるいは分散させることにより、一段回で、ギャップ剤，物理ゲル化剤の両方を基板上に付与できるようになる。この方法は、この散布方法に限らず、液体を用いてギャップ剤を基板上に配置する方法であれば適用可能であるが、その場合、ギャップ剤をあらかじめ本発明で使用する塗布液に混入させておくことが好ましい。より好ましくは、液晶を物理ゲル化する化合物は、使用する液体に溶解させるのではなく、分散させてあるのが良い。さらに好ましくは、ギャップ剤表面にあらかじめ付与させてあることが均一散布の面から良い。化合物の分散あるいはギャップ剤表面への化合物の付与は、溶剤を使用する場合は液晶を物理ゲル化できる化合物を溶解しないような貧溶媒を使用する必要がある。適切な溶媒が使用できない場合は、乾式法により液晶を物理ゲル化できる化合物がギャップ剤表面にあらかじめ付与させてあるものを散布することが好ましい。
【００３１】
本発明でいうゲルとは、三次元網目構造に溶剤が取り込まれた状態をさす。
【００３２】
また、本発明でいう物理ゲルとは、ゲル状態から溶液状態（ゾル状態）への変化が可能なものをさす。ゲル状態から溶液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受けないが、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溶液への変化（ゾル化）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。また、イオン結合によるゲルの溶液への変化（ゾル化）は、一般的にｐＨやイオン強度を変化させることによって引き起こすことができる。どちかのタイプにしても使用できる材料としては、液晶と混和するものであれば使用可能である。
【００３３】
具体的には、アミド結合や水酸基を２個以上有する水素結合性の化合物｛アミド結合を有する化合物（アミノ酸系化合物、尿素系化合物），ソルビトール系化合物，ステロイド系化合物等｝、高分子電解質（高分子電解質に多価イオンをふくむもの、ポリイオンコンプレックス等）、非対称長鎖アルキルアンモニウム塩などのイオン成分をもつもの、あるいは、イオン部，水素結合部をもたない、材料の構造の起因するもの（たとえばファンデルワールス力，π−πスタッキング等によるもの（コレステロール誘導体，ポリフルオロアルキル化合物，長鎖アルコキシアントラセン））などがある。
【００３４】
第４の実施形態
本願の発明者は、基本的構成の液晶表示素子において気泡の発生実験を行なったところ、気泡発生要因の１つとして押圧による発生があることがわかった。これは表示側基板面を何らかの形で押し、変形させることを意味している。
【００３５】
同様なことをガラス基板の液晶表示素子において実施しても気泡は発生せず、また、プラスティク基板に厚みがあり剛性の高いものを使用した場合も発生しないことから、基板面の変形が寄与しているものと考えられた。さらに検討を重ねたところ、押す物体が基板面を押し、その物体が離れる際に気泡が発生していることがわかった。すなわち、基板がもとの形に修復する際、押圧部内部が他の部分に比較して負圧になり気泡が発生するものと推測された。
【００３６】
本発明の表示素子において表示側基板に使用される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ことができるが、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、線膨張係数の小さく、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，破砕しない点で好ましいが、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。検討した結果、このような液晶表示素子の気泡発生要因の１つとして、押圧による発生があることがわかった。これは、表示側基板面を何らかの形で押し、変形させることを意味している。同様なことをガラス基板の液晶表示素子において実施しても気泡は発生せず、また、プラスティク基板に厚みがあり剛性の高いものを使用した場合も発生しないことから、基板面の変形が寄与しているものと考えられた。さらに、押す物体が基板面を押し、その物体が離れる際に気泡が発生していることがわかった。すなわち、基板がもとの形に修復する際、押圧部内部が他の部分に比較して負圧になり、気泡が発生するものと推測された。これは可撓性の基板を使用した場合には、基本的には避けられない現象である。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。これに対しては、両基板間（上基板と下基板との間）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、液晶はゲル化し、気泡発生の抑制をすることが可能であることがわかった。この効果の理由は明確には判明していないが、基板内部が他の部分に比較して負圧になる時に気泡が発生することから、液体状態の調光層からゲル化した固体様の調光層となることにより、基板の変形に対する回復に調光層が追随するため、負圧になることが抑制され、気泡発生が抑制されるものと予想される。また、同じ押圧であれば、固体様となった調光層の方が表示素子としても変形しにくいことも効果を上げる要因となっていると考えられる。
【００３７】
従って、本発明の態様は、薄いプラスチックフィルムを用いたときに大きな効果を発揮する。
【００３８】
ここで、液晶表示素子の基板にプラスチック基板を使用することは従来から知られている。しかしながら、本発明のような目的解決の思想はなく、単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示しているにすぎなく、厚みに関する記述も、その変形に関する記述も一切見受けられない。
【００３９】
これに対し、本発明の第４の実施形態では、上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子において、上基板および／または下基板は、厚さが２５０μｍ以下のプラスチック基板であることにより、軽量性，可撓性に優れ、気泡の発生を抑えたプラススチック液晶表示素子を提供することができる。
【００４０】
さらに、使用するプラスチック基板は、ポリカーボネイト、あるいは、ポリエーテルスルフォンであるのが好ましい。このような材質の２５０μｍ以下の基板は、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，厚みの点に優れ、表示素子を形成した場合、表示品質が高く、軽量性，可撓性，生産性に優れる液晶表示素子を提供できる。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。なお、以下の実施例は、調光層が散乱性を有するものに関して示しているが、他の液晶表示モード（例えば、旋光性，複屈折性を利用するモード）にも応用できる。
【００４２】
実施例１
実施例１では、透過型の液晶表示素子を作製した。
【００４３】
すなわち、実施例１では、ＩＴＯを表面に持つガラス基板８．５＊５．５ｃｍの中心部に８．５ｃｍ＊４．５ｃｍのＩＴＯを残して端の部分をエッチングして取り除いた基板を２枚用意した（上基板と下基板）。
【００４４】
また、これとは別に、シアノビフェニル系液晶にゲル化剤（次の化１で示される化合物１）を１ｗｔ％加え、１１０℃まで加熱した後、室温まで冷却し、ゲル化した液晶を作製した。
【００４５】
【化１】
【００４６】
これに前記液晶を加え、ロールミルにてゲル化した液晶を液晶中に分散させた塗布液を用意した。これを上基板にブレードコート法により塗布した。
【００４７】
また、これとは別にゲル化剤粉末と貧溶媒との分散液を用意し、この分散液を下基板に塗布して乾燥し、しかる後、ゲル化剤を下基板に配置した。次いで、アルコール中にシリカスペーサを分散させたスペーサ散布液を用意し、このスペーサ散布液を下基板上に湿式散布し、５０度で２分乾燥した。
【００４８】
図１には、基板上にゲル化剤を存在させた状態が示されている。
【００４９】
次いで、図２に示すように、上基板と下基板とを貼り合わせた後、図３に示すように、周辺部を一部を除き紫外線硬化性樹脂で封止し、しかる後、全体を１００℃に加熱し、下基板に存在するゲル化剤を混和させ、室温まで冷却し、最後に一部残した部分を封止し、素子を完成させた。図４には、実施例１で作製された素子の外観が示されている。
【００５０】
この素子に６４Ｈｚの矩形波電圧を印加したところ、散乱していた調光層が透明となり、調光層が正常に機能していることが確認できた。
【００５１】
比較例
この比較例では、ＩＴＯを表面に持つガラス基板８．５＊５．５ｃｍの中心部に８．５ｃｍ＊４．５ｃｍのＩＴＯを残して端の部分をエッチングして取り除いた基板を２枚用意した（上基板と下基板）。そして、ゲル化剤粉末と貧溶媒との分散液を用意し、この分散液を下基板に塗布して乾燥し、しかる後、ゲル化剤を下基板に配置した。次いで、アルコール中にシリカスペーサを分散させたスペーサ散布液を用意し、下基板上に湿式散布によりスペーサを散布し、５０℃で２分間乾燥させた。次いで、スクリーン印刷により、上基板と下基板を接着させるためのシール剤を上基板上に印刷形成し、上基板と下基板を互いのストライプ状のＩＴＯが直交するように貼り合わせた（図５を参照）。次いで、加熱することによりシール剤を硬化させた。
【００５２】
次に、セルを液晶注入用真空装置に移し、０．００２Ｔｏｒｒまで減圧した後、実施例１の液晶と化合物１を０．５％加えた混合物を７０度に保温したもの（液晶ゾル）が入った容器に、セルの液晶注入口をつけた後、セル外部を常圧に戻し、液晶ゾルをセル中に導入した。この時、系の温度は７０度に加温しておいた。そして、セルを真空装置より取り出し注入口を封止した。この比較例では、素子の作製時間は、実施例１の倍以上を要した。
【００５３】
実施例２
実施例２では、実施例１において、ギャップ剤をあらかじめ塗布液に混合していた以外は、同様に素子を作製した。
【００５４】
この素子に６４Ｈｚの矩形波電圧を印加したところ、散乱していた調光層が透明となり、調光層が正常に機能していることが確認できた。
【００５５】
実施例２では、実施例１よりも短時間で素子を作製できた。
【００５６】
実施例３
実施例３では、実施例１において、基板をＩＴＯを表面に持つポリエーテルサルフォンシート（ＰＥＳ：住友ベークライト製、厚さ１５０ミクロン）とした以外は、同様に素子を作製した。
【００５７】
この素子に６４Ｈｚの矩形波電圧を印加したところ、散乱していた調光層が透明となり、調光層が正常に機能していることが確認できた。さらに８０度の恒温槽に保存したのち、半径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、気泡の発生は起っていなかった。
【００５８】
実施例４
実施例４では、基板にポリカーボネイト（厚さ１２０μｍ）を使用した以外は、実施例３と同様にセルを作製した。
【００５９】
この素子に６４Ｈｚの矩形波電圧を印加したところ、散乱していた調光層が透明となり、調光層が正常に機能していることが確認できた。さらに８０度の恒温層の保存したのち、半径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、気泡の発生は起っていなかった。
【００６０】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１乃至請求項６記載の発明によれば、上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子の製造方法において、前記調光層の製造工程は、
液晶と液晶を物理ゲル化できる化合物とを含む組成物であって、該組成物に含まれる液晶を物理ゲル化できる化合物の濃度が最小ゲル化濃度に達していない組成物を上基板上および／または下基板上に塗布する第１の工程と、
上基板と下基板との間に、液晶を物理ゲル化できる化合物を前記第１の工程とは別に存在させる第２の工程と、
前記第１の工程で形成された塗布膜と前記第２の工程で形成された液晶を物理ゲル化できる化合物とを混和させる第３の工程とを少なくとも有しているので、ゲル化した調光層を有する液晶表示素子（明るく，視野角特性に優れた液晶表示素子（明るく、視野角依存を持たない液晶表示素子））を生産性高く作製することができる。
【００６１】
特に、請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の液晶表示素子の製造方法において、液晶を物理ゲル化できる化合物は、低分子化合物であるので、液晶をより簡便なプロセルでゲル化できる化合物を有する液晶表示素子の製造方法を提供できる。
【００６２】
また、請求項８，請求項９記載の発明によれば、請求項７記載の液晶表示素子において、前記プラスチック基板は、ポリカーボネイトまたはポリエーテルスルフォンであるので、生産性に優れ、軽量性，可撓性に優れ、気泡発生を抑制した液晶表示素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の液晶表示素子の作製工程を説明するため図である。
【図２】実施例１の液晶表示素子の作製工程を説明するため図である。
【図３】実施例１の液晶表示素子の作製工程を説明するため図である。
【図４】実施例１により作製された液晶表示素子の外観を示す図である。
【図５】比較例により作製された液晶表示素子の外観を示す図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal elements have been realized in various fields because they are thin, lightweight, and excellent in power saving. At present, the use as a display element is particularly conspicuous, and the use of the CRT is becoming widespread. In addition, it is used as a display element of a portable electronic device that can make full use of its features.
[0003]
Among such liquid crystal display elements, there is known a liquid crystal display element utilizing a scattering property of gelled liquid crystal. The display utilizing the scattering property of the gelled liquid crystal does not require a polarizing plate and is excellent in brightness and viewing angle characteristics.
[0004]
By the way, polymerizable monomers that have been used in the production of polymer-dispersed liquid crystals are known as compounds capable of gelling liquid crystals. Such a monomer can gel a liquid crystal, but it requires temperature and light during the operation of gelling the liquid crystal, it also requires precision, and once polymerized, However, even if there is a defect, it cannot be repaired.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The inventors of the present application have devised a liquid crystal display element using a compound capable of physically gelling a liquid crystal in order to solve such a problem.
[0006]
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of producing a liquid crystal display element which is bright and has excellent viewing angle characteristics (a liquid crystal display element which is bright and has no viewing angle dependence) with high productivity, and a method of manufacturing the same. The purpose is.
[0007]
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device which is bright, has excellent viewing angle characteristics, is excellent in productivity, is excellent in lightness and flexibility, and suppresses generation of bubbles.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 has an upper substrate and a lower substrate facing the upper substrate, and has at least a liquid crystal material between the upper substrate and the lower substrate. In the method for manufacturing a liquid crystal display element having a layer, the step of manufacturing the light control layer includes:
A composition comprising a liquid crystal and a compound capable of physically gelling the liquid crystal, wherein the concentration of the compound capable of physically gelling the liquid crystal contained in the composition does not reach the minimum gelling concentration. Or a first step of coating on a lower substrate;
A second step in which a compound capable of physically gelling the liquid crystal is present separately from the first step between the upper substrate and the lower substrate;
The method is characterized by including at least a third step of mixing the coating film formed in the first step and a compound capable of physically gelling the liquid crystal formed in the second step.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid crystal display element according to the first aspect, the composition comprises a mixture of a physically gelled liquid crystal and a non-physical gelled liquid crystal. .
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the first or second aspect, the compound capable of physically gelling the liquid crystal is a low molecular compound.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid crystal display element according to any one of the first to third aspects, the compound capable of physically gelating the liquid crystal provided in the second step is: When the film is brought into contact with the coating film set in the first step, it is immiscible with the liquid crystal in the coating film at the temperature at the time of contact. The method is characterized in that a compound capable of forming a physical gel of the liquid crystal to be mixed is mixed with the liquid crystal in the coating film and then cooled.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of the first to third aspects, in the second step, the compound capable of causing the liquid crystal to physically gel is formed by: It is provided on the substrate and / or on the lower substrate.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of the first to third aspects, the gap agent is disposed on the upper substrate and / or the lower substrate. At the same time, a compound capable of physically gelling the liquid crystal is provided.
[0014]
The invention according to claim 7 has an upper substrate and a lower substrate facing the upper substrate, and has a light control layer containing at least a liquid crystal substance between the upper substrate and the lower substrate. In the liquid crystal display device, the upper substrate and / or the lower substrate is a plastic substrate having a thickness of 250 μm or less.
[0015]
The invention according to claim 8 is the liquid crystal display device according to claim 7, wherein the plastic substrate is made of polycarbonate or polyether sulfone.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
First embodiment
The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display element having an upper substrate and a lower substrate facing the upper substrate, and having a light control layer containing at least a liquid crystal substance between the upper substrate and the lower substrate. In the manufacturing process of the light control layer,
A composition comprising a liquid crystal and a compound capable of physically gelling the liquid crystal, wherein the concentration of the compound capable of physically gelling the liquid crystal contained in the composition does not reach the minimum gelling concentration. Or a first step of coating on a lower substrate;
A second step in which a compound capable of physically gelling the liquid crystal is present separately from the first step between the upper substrate and the lower substrate;
The method is characterized by including at least a third step of mixing the coating film formed in the first step and a compound capable of physically gelling the liquid crystal formed in the second step.
[0018]
Here, one of the upper substrate and the lower substrate can be a display-side substrate of the liquid crystal display element, and the other can be a non-display-side substrate.
[0019]
Further, the first step means that a composition containing a liquid crystal and a compound capable of physically gelling the liquid crystal (hereinafter, referred to as a physical gelling agent) is applied on the upper substrate and / or the lower substrate. In that case, it indicates that a coating solution in which the concentration of the physical gelling agent contained in the liquid crystal is equal to or less than the minimum gelling concentration is used for coating. The minimum gelling concentration is described in detail in the document "Polymer Processing, Vol. 45, No. 1, 1996, P22". At a certain temperature, a solvent (liquid crystal in the present invention) is physically gelled (apparent). The above is the minimum concentration of the physical gelling agent required for solidification).
[0020]
Conventionally, in a liquid crystal display device using a physical gelling agent, after the physical gelling agent is included between the upper substrate and the lower substrate, the liquid crystal is injected under reduced pressure to produce the device, or the physical gelation is performed. It has been considered that a liquid crystal composition already containing an agent is heated to be in a sol state (solution state), and then, while maintaining the temperature, the liquid crystal composition is injected under reduced pressure between an upper substrate and a lower substrate to produce an element. In any case, productivity is poor because reduced pressure injection is used. A method of applying a physical gelling agent on the upper substrate and / or the lower substrate and applying only a liquid crystal thereon, or a method of applying a solution in a sol state by heating the composition may be considered. In any of the methods, the viscosity of the coating liquid is low, and it has been difficult to uniformly apply a film thickness of several μm to several tens μm generally used for a liquid crystal element. Furthermore, in the method of applying a solution in a sol state by heating the composition, it was necessary to keep the temperature of the coating solution during the coating so that the coating solution did not gel.
[0021]
On the other hand, in the present invention, the composition of the liquid crystal and the physical gelling agent (the one in which the physical gelling agent is added to the liquid crystal, heated to dissolve the physical gelling agent, and cooled to room temperature) is used. And the macroscopically thickened state, the above-mentioned thick film can be easily applied. Although the minimum gelling concentration is a function of the temperature, in the present invention, it means the minimum gelling concentration at the environment temperature of the application, and is not a value for a fixed temperature. The viscosity of the coating liquid is preferably from 500 to 10,000. When the viscosity of the coating liquid is 500 or less, the flowability of the coated film after coating is large, and handling becomes difficult. When the viscosity of the coating liquid is 10,000 or more, the thickness tends to be about several tens μm or more, and it tends to be difficult to apply a thin film. As a coating method, a general-purpose coating method can be used, but from the viewpoint of productivity, a blade coating method and a wire bar coating method are preferable. When it is difficult to set an appropriate viscosity in the region below the minimum gelling concentration, it is preferable to use a mixture of a physically gelled liquid crystal (pseudo solid) and a non-physical gelled liquid crystal. In other words, the composition is preferably composed of a mixture of a liquid crystal in which the liquid crystal is physically gelled and a liquid crystal in which the liquid crystal is not physically gelled. By mixing these two types of liquid crystals, macroscopic viscosity can be adjusted. This mixture has a form in which liquid crystal that has been physically gelled is dispersed in the liquid crystal. As a manufacturing method, a physical gelling agent having a minimum gelling concentration or more is added to the liquid crystal to be used, heated, mixed with the physical gelling agent, and then cooled to form a liquid crystal gel (pseudo solid). . This can be prepared by mixing this with an appropriate amount of liquid crystal and dispersing the gel of the liquid crystal in the liquid crystal. A known method can be used for the dispersion method, and for example, the dispersion method can be performed by using an apparatus such as a homogenizer and a roll mill. At this time, it is necessary to maintain the temperature within a range in which the gel of the liquid crystal does not turn into sol. The size of the liquid crystal gel dispersed in the liquid crystal must be smaller than the thickness of the coating, but the finer the stability of the coating liquid (here, a mixture of liquid crystal and liquid crystal gel) This is preferred from the viewpoint of the above-mentioned aspect and the uniformity of the film thickness. Here, the physically gelled liquid crystal refers to a liquid in which the physical gelling agent concentration exceeds the minimum gelling concentration and becomes a quasi-solid state, and the liquid crystal that is not physically gelled means only the liquid crystal or Liquid crystal composition in which the concentration of the physical gelling agent has not reached the minimum gelling concentration.
[0022]
As described above, the present invention provides a liquid crystal display having an upper substrate and a lower substrate facing the upper substrate, and having a dimming layer containing at least a liquid crystal substance between the upper substrate and the lower substrate. In the method for manufacturing an element, the step of manufacturing the light control layer includes:
A composition comprising a liquid crystal and a compound capable of physically gelling the liquid crystal, wherein the concentration of the compound capable of physically gelling the liquid crystal contained in the composition does not reach the minimum gelling concentration. Or a first step of coating on a lower substrate;
A second step in which a compound capable of physically gelling the liquid crystal is present separately from the first step between the upper substrate and the lower substrate;
Since the method includes at least the third step of mixing the coating film formed in the first step and the compound capable of physically gelling the liquid crystal formed in the second step, it is bright and has a wide viewing angle characteristic. By using a coating method, it is possible to manufacture a liquid crystal display element having excellent productivity with high productivity.
[0023]
Second embodiment
In the second embodiment of the present invention, a low-molecular compound is used as a compound capable of causing a liquid crystal to physically gel in the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention.
[0024]
By using a low molecular compound as a compound capable of physically gelling a liquid crystal, compatibility with a liquid crystal can be improved as compared with a polymer compound, and physical gelation can be performed in a short time and with low energy.
[0025]
In addition, the low molecular weight compound referred to in the present invention refers to a compound having no molecular weight distribution. The molecular weight is preferably 2000 or less, more preferably 2000 to 1000, and preferably has a chiral structure. Further, the compound preferably has a structure for improving compatibility with liquid crystal, and specifically, a compound having a long-chain alkyl structure (which may have a branch). Particularly preferably, it has two or more long-chain alkyl groups having 20 to 40 carbon atoms. Specifically, those disclosed in JP-A-5-216015, JP-A-8-254688, JP-A-11-21556, and JP-A-11-52341 can be used.
[0026]
As described above, by using a low-molecular compound as a compound that can physically gel a liquid crystal, a method for manufacturing a liquid crystal display element having a compound that can gel a liquid crystal by a simpler process can be provided.
[0027]
Third embodiment
In a third embodiment of the present invention, in the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, the compound (physical gelling agent) capable of physically gelling the liquid crystal set in the second step is the same as the above. When it is brought into contact with the coating film set in the first step, it is immiscible with the liquid crystal in the coating film at the temperature at the time of the contact. Is characterized in that a compound capable of forming a physical gel is mixed with the liquid crystal in the coating film and then cooled. That is, in the third embodiment, the physical gelling agent present between the upper substrate and the lower substrate in the second step (the step of causing a compound capable of physically gelling the liquid crystal between the two substrates) Was not mixed with the liquid crystal at the temperature at which it contacts the coating film, and heat treatment was performed after the contact to mix the physical gelling agent present between the substrates (on the substrate) in the light control layer with the liquid crystal in the coating film. It is characterized by cooling afterwards. If the physical gelling agent present between the upper substrate and the lower substrate mixes with the liquid crystal at the temperature at which it comes into contact with the coating film, if the physical gelling agent is present on the coated surface, the physical And the uniformity of the film thickness deteriorates (display unevenness). In addition, when a physical gelling agent is applied to a substrate other than the coated substrate, physical gelation occurs during bonding of the two substrates, and the film thickness (cell thickness) is also non-uniform. This phenomenon can be avoided by selecting a compound in which the physical gelling agent is immiscible with the liquid crystal at a temperature at which the coating film formed in the first step comes into contact with the physical gelling agent separately provided. is there. The meaning that the physical gelling agent is not miscible with the liquid crystal means that the compounding of the physical gelling agent with low solubility in the liquid crystal or a long dissolving time is necessary because the mixing only needs to be avoided during the subsequent handling time. In the sense of a compound, it need not be completely immiscible at that temperature. In order to further increase the productivity, after the physical gelling agent is brought into contact with the coating film, the temperature is once heated to the sol point or higher to promote the mixing, and then cooled to the gel point or lower. The liquid crystal display element of the present invention with less display failure in time can be provided. Also, unlike the polymer-dispersed liquid crystal, the display element of the present invention can be converted into a sol even after the display element is manufactured. After the state is turned into a gel, the display defect can be repaired by gelation.
[0028]
As described above, in the method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention, the compound (physical gelling agent) capable of physically gelling the liquid crystal provided in the second step is different from the coating film provided in the first step. At the time of contact, it is immiscible with the liquid crystal in the coating film at the temperature at the time of contact, and after the contact, heat treatment is performed, and a compound capable of physically gelating the liquid crystal existing between the upper substrate and the lower substrate is formed in the coating film. After being mixed with the liquid crystal of the above, cooling is performed, thereby providing a manufacturing method with further improved productivity and display unevenness.
[0029]
Providing a manufacturing method with improved productivity and display unevenness can also be achieved by providing a compound capable of causing a liquid crystal to physically gel on both substrates. That is, in the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, it can also be achieved by providing a compound capable of physically gelling a liquid crystal on the upper substrate and / or the lower substrate in the second step. In the present invention, it is premised that a compound causing physical gelation of the liquid crystal is included in the liquid crystal. However, it is preferable that the liquid crystal be physically gelled in the operating temperature range of the liquid crystal display element. Needless to say, the normal temperature is included in the operating temperature range of the liquid crystal display element, and therefore, the light control layer in the present invention is also gelled at normal temperature. In the configuration of the present invention, it is necessary that a compound capable of causing a liquid crystal to physically gel exist in advance between the two substrates (between the upper substrate and the lower substrate). As a method of pre-existing a compound capable of physically gelling the liquid crystal in both substrates, a solution of the compound capable of physically gelling the liquid crystal in a state before the two substrates are bonded using a sealing agent, that is, in a state of one substrate. (When the compound is a liquid, it can be used as it is). As a coating method, a conventionally known method (spin coating, dip coating, flexo printing, or the like) can be used, but it is preferable to prevent a compound capable of physically gelling the liquid crystal from adhering to the sealing portion.
[0030]
Further, to provide a manufacturing method with improved productivity and display unevenness is to provide a method of manufacturing a liquid crystal display element of the present invention described above, in which a gap agent is disposed on an upper substrate and / or a lower substrate. At the same time, this can be achieved by arranging a compound capable of physically gelling the liquid crystal. The gap agent is present on the substrates (on the upper substrate and / or on the lower substrate) before the two substrates (the upper substrate and the lower substrate) are attached. One of the methods of disposing the gap agent is a wet spraying method. In this method, a liquid containing a gap agent is sprayed from above the substrate, and the gap agent is sprinkled on the substrate. By dissolving or dispersing the compound capable of physically gelling the liquid crystal in the liquid used at this time, both the gap agent and the physical gelling agent can be applied to the substrate in one step. This method is not limited to this spraying method, and is applicable as long as the gap agent is disposed on the substrate using a liquid.In that case, the gap agent is mixed in advance with the coating liquid used in the present invention. It is preferable to keep it. More preferably, the compound that physically gels the liquid crystal is dispersed, not dissolved, in the liquid used. More preferably, it is preferable to apply it in advance to the surface of the gap agent from the viewpoint of uniform dispersion. When a solvent is used for dispersing the compound or applying the compound to the surface of the gap agent, it is necessary to use a poor solvent that does not dissolve the compound that can physically gel the liquid crystal. When a suitable solvent cannot be used, it is preferable to spray a compound in which a compound capable of physically gelling the liquid crystal is previously applied to the surface of the gap agent by a dry method.
[0031]
The gel in the present invention refers to a state in which a solvent is taken into a three-dimensional network structure.
[0032]
Further, the physical gel referred to in the present invention refers to a physical gel capable of changing from a gel state to a solution state (sol state). The structure of the crosslinked portion of the three-dimensional network structure is not limited as long as it can be changed from the gel state to the solution state, but the crosslinked structure is generally caused by a secondary bonding force other than a covalent bond. The secondary bonding force referred to here is due to intermolecular force bonding (hydrogen bonding, molecular orientation, helix formation, lamellar formation, etc.) and ionic bonding. The change of the gel into a solution (sol formation) due to intermolecular force bonding can generally be caused by increasing the temperature. In addition, the change of the gel into a solution (solation) due to ionic bonding can generally be caused by changing the pH or the ionic strength. As a material that can be used for either type, any material that is miscible with the liquid crystal can be used.
[0033]
Specifically, hydrogen-bonding compounds having two or more amide bonds or hydroxyl groups {compounds having amide bonds (amino acid compounds, urea compounds), sorbitol compounds, steroid compounds, etc.}, polymer electrolytes (high Polyelectrolyte containing polyvalent ions in polyelectrolyte, polyion complex, etc.), those having ionic components such as asymmetric long-chain alkylammonium salts, or those originating from the structure of the material without ionic or hydrogen bonding parts ( For example, those based on van der Waals force, π-π stacking, etc. (cholesterol derivatives, polyfluoroalkyl compounds, long-chain alkoxyanthracene) and the like are available.
[0034]
Fourth embodiment
The inventor of the present application conducted an experiment of generating bubbles in a liquid crystal display element having a basic configuration, and found that one of the causes of the generation of bubbles was generation due to pressure. This means that the display-side substrate surface is pushed and deformed in some way.
[0035]
Even if the same operation is performed on a liquid crystal display element on a glass substrate, no air bubbles are generated, and when a plastic substrate having a high thickness and rigidity is not used, the deformation of the substrate surface contributes. Was thought to be doing. Further examination revealed that the object to be pressed pressed the substrate surface and bubbles were generated when the object was separated. That is, when the substrate was restored to its original shape, it was presumed that the inside of the pressing portion became a negative pressure compared to other portions, and bubbles were generated.
[0036]
In the display device of the present invention, the plastic substrate used for the display side substrate is preferably transparent to visible light in view of the characteristics of the display device, and is a general-purpose high-molecular material such as polyolefin, polyester, polyacrylate, and polyether. Although a molecular material can be used, a material having low retardation, low gas permeability (moisture, oxygen, nitrogen), high transmittance of visible light, low linear expansion coefficient, and high heat resistance is preferable. In particular, it is preferable to use one having a thickness of 250 μm or less in terms of lightness, thickness, and crushing. However, as the thickness of the substrate becomes thinner, the substrate is easily deformed by an external pressure, and thus the risk of generation of bubbles increases. Will be done. As a result of the study, it has been found that one of the factors of the generation of bubbles in such a liquid crystal display element is generation due to pressure. This means that the display-side substrate surface is pushed and deformed in some way. Even if the same operation is performed on a liquid crystal display element on a glass substrate, no air bubbles are generated, and when a plastic substrate having a high thickness and rigidity is not used, the deformation of the substrate surface contributes. Was thought to be doing. Further, it was found that bubbles were generated when the object to be pressed pressed the substrate surface and the object was separated. That is, when the substrate was restored to its original shape, it was presumed that the inside of the pressing portion became a negative pressure compared to other portions, and bubbles were generated. This is basically an unavoidable phenomenon when a flexible substrate is used. In particular, this is remarkable when a film substrate of 250 μm or less is used. On the other hand, by including a compound capable of physically gelling the liquid crystal between the two substrates (between the upper substrate and the lower substrate), the liquid crystal gels, and it is possible to suppress generation of bubbles. I understood. Although the reason for this effect is not clearly understood, bubbles are generated when the inside of the substrate is at a negative pressure compared to other parts, so that the solid-state control gelled from the liquid-state light control layer. By forming the light layer, the light control layer follows the recovery from the deformation of the substrate, so that it is expected that the negative pressure is suppressed and the generation of bubbles is suppressed. In addition, if the pressure is the same, it is considered that the solid-state light control layer is less likely to be deformed even as a display element, which is also a factor for improving the effect.
[0037]
Therefore, the embodiment of the present invention exerts a great effect when a thin plastic film is used.
[0038]
Here, the use of a plastic substrate as the substrate of a liquid crystal display element has been conventionally known. However, there is no idea of solving the object as in the present invention, and it merely shows that the liquid crystal can be used as a substrate for holding gelled liquid crystal. I can't.
[0039]
In contrast, the fourth embodiment of the present invention has an upper substrate and a lower substrate facing the upper substrate, and a light control layer containing at least a liquid crystal substance is provided between the upper substrate and the lower substrate. In the liquid crystal display device, the upper substrate and / or the lower substrate is a plastic substrate having a thickness of 250 μm or less, so that the plastic substrate has excellent lightness and flexibility and suppresses generation of bubbles. An element can be provided.
[0040]
Further, the plastic substrate used is preferably polycarbonate or polyethersulfone. A substrate having a thickness of 250 μm or less made of such a material is excellent in terms of retardation, transparency of visible light, heat resistance (up to 150 °), light weight of the substrate, and thickness, and has a high display quality when a display element is formed. In addition, a liquid crystal display device having excellent lightness, flexibility, and productivity can be provided.
[0041]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described. Although the following embodiment is described with respect to a light control layer having a scattering property, the present invention can be applied to other liquid crystal display modes (for example, a mode using optical rotation and birefringence).
[0042]
Example 1
In Example 1, a transmission type liquid crystal display element was manufactured.
[0043]
That is, in the first embodiment, two glass substrates having an 8.5 mm * 4.5 cm glass substrate having an ITO surface on the surface and having an edge portion etched away while leaving an 8.5 cm * 4.5 cm ITO portion are provided. Prepared (upper substrate and lower substrate).
[0044]
Separately, 1 wt% of a gelling agent (compound 1 shown in the following chemical formula 1) was added to a cyanobiphenyl-based liquid crystal, heated to 110 ° C., and then cooled to room temperature to prepare a gelled liquid crystal. .
[0045]
Embedded image
[0046]
The liquid crystal was added thereto, and a coating liquid in which the liquid crystal gelled by a roll mill was dispersed in the liquid crystal was prepared. This was applied to the upper substrate by a blade coating method.
[0047]
Separately, a dispersion of the gelling agent powder and the poor solvent was prepared, and this dispersion was applied to the lower substrate and dried. Thereafter, the gelling agent was disposed on the lower substrate. Next, a spacer spray liquid in which a silica spacer was dispersed in alcohol was prepared, and this spacer spray liquid was wet-sprayed on a lower substrate and dried at 50 ° C. for 2 minutes.
[0048]
FIG. 1 shows a state in which a gelling agent is present on a substrate.
[0049]
Next, as shown in FIG. 2, after bonding the upper substrate and the lower substrate, as shown in FIG. 3, except for a part of the peripheral portion, sealing is performed with an ultraviolet curable resin. The mixture was heated to ° C., mixed with a gelling agent present on the lower substrate, cooled to room temperature, and finally, the remaining part was sealed to complete the device. FIG. 4 shows the appearance of the device manufactured in Example 1.
[0050]
When a rectangular wave voltage of 64 Hz was applied to this device, the scattered light control layer became transparent, and it was confirmed that the light control layer was functioning normally.
[0051]
Comparative example
In this comparative example, two substrates were prepared by etching and removing the edges of the glass substrate having 8.5 cm * 4.5 cm in the center, leaving 8.5 cm * 4.5 cm of ITO at the center. (Upper substrate and lower substrate). Then, a dispersion of the gelling agent powder and the poor solvent was prepared, and this dispersion was applied to the lower substrate and dried. Thereafter, the gelling agent was disposed on the lower substrate. Next, a spacer spray liquid in which a silica spacer was dispersed in alcohol was prepared, and the spacer was sprayed on the lower substrate by wet spraying, and dried at 50 ° C. for 2 minutes. Next, a sealant for bonding the upper substrate and the lower substrate was formed by printing on the upper substrate by screen printing, and the upper substrate and the lower substrate were bonded together so that the stripe-shaped ITO was perpendicular to each other (FIG. 5). See). Next, the sealant was cured by heating.
[0052]
Next, the cell was transferred to a vacuum device for injecting liquid crystal, and after reducing the pressure to 0.002 Torr, a mixture (liquid crystal sol) in which a mixture of the liquid crystal of Example 1 and 0.5% of compound 1 was added and kept at 70 ° C. was added. After attaching the liquid crystal injection port of the cell to the container, the outside of the cell was returned to normal pressure, and the liquid crystal sol was introduced into the cell. At this time, the temperature of the system was heated to 70 degrees. Then, the cell was taken out of the vacuum device and the inlet was sealed. In this comparative example, the manufacturing time of the device was required to be twice as long as that in Example 1.
[0053]
Example 2
In Example 2, a device was produced in the same manner as in Example 1, except that the gap agent was previously mixed with the coating solution.
[0054]
When a rectangular wave voltage of 64 Hz was applied to this device, the scattered light control layer became transparent, and it was confirmed that the light control layer was functioning normally.
[0055]
In Example 2, the device could be manufactured in a shorter time than in Example 1.
[0056]
Example 3
In Example 3, an element was produced in the same manner as in Example 1, except that the substrate was a polyethersulfone sheet (PES: manufactured by Sumitomo Bakelite, 150 μm in thickness) having ITO on the surface.
[0057]
When a rectangular wave voltage of 64 Hz was applied to this device, the scattered light control layer became transparent, and it was confirmed that the light control layer was functioning normally. Furthermore, after storing in an 80 ° C. constant temperature bath, a test (pressing test) of pressing the surface of the manufactured liquid crystal cell with stainless steel having a tip shape with a radius of 4 mm was performed. The pressing test was performed at 16 locations (4 × 4) at regular intervals in a grid pattern inside the sealant. After the test, no bubbles were generated.
[0058]
Example 4
In Example 4, a cell was produced in the same manner as in Example 3, except that polycarbonate (120 μm in thickness) was used for the substrate.
[0059]
When a rectangular wave voltage of 64 Hz was applied to this device, the scattered light control layer became transparent, and it was confirmed that the light control layer was functioning normally. Further, after storing the constant temperature layer at 80 ° C., a test (pressing test) of pressing the surface of the manufactured liquid crystal cell with stainless steel having a tip shape with a radius of 4 mm was performed. The pressing test was performed at 16 locations (4 × 4) at regular intervals in a grid pattern inside the sealant. After the test, no bubbles were generated.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to sixth aspects of the present invention, there are provided an upper substrate and a lower substrate facing the upper substrate, and at least a liquid crystal is provided between the upper substrate and the lower substrate. In the method for manufacturing a liquid crystal display element having a light control layer containing a substance, the manufacturing process of the light control layer,
A composition comprising a liquid crystal and a compound capable of physically gelling the liquid crystal, wherein the concentration of the compound capable of physically gelling the liquid crystal contained in the composition does not reach the minimum gelling concentration. Or a first step of coating on a lower substrate;
A second step in which a compound capable of physically gelling the liquid crystal is present separately from the first step between the upper substrate and the lower substrate;
Since at least the third step of mixing the coating film formed in the first step and the compound capable of physically gelling the liquid crystal formed in the second step is included, the gelled light control is performed. A liquid crystal display device having a layer (a liquid crystal display device that is bright and has excellent viewing angle characteristics (a liquid crystal display device that is bright and has no viewing angle dependence)) can be manufactured with high productivity.
[0061]
In particular, according to the third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the first or second aspect, since the compound capable of physically gelling the liquid crystal is a low molecular compound, the liquid crystal can be more easily formed. A method for manufacturing a liquid crystal display device having a compound that can be gelled by a process can be provided.
[0062]
According to the eighth and ninth aspects of the invention, in the liquid crystal display element according to the seventh aspect, since the plastic substrate is made of polycarbonate or polyether sulfone, it is excellent in productivity, lightweight, and flexible. It is possible to provide a liquid crystal display element having excellent properties and suppressing generation of bubbles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a manufacturing process of a liquid crystal display element of Example 1.
FIG. 2 is a diagram for explaining a manufacturing process of the liquid crystal display element of Example 1.
FIG. 3 is a diagram for explaining a manufacturing process of the liquid crystal display element of Example 1.
FIG. 4 is a diagram showing an appearance of a liquid crystal display device manufactured according to Example 1.
FIG. 5 is a diagram illustrating an appearance of a liquid crystal display element manufactured according to a comparative example.
