JP2005134504A - Liquid crystal display element and its manufacturing method - Google Patents
Liquid crystal display element and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005134504A JP2005134504A JP2003368396A JP2003368396A JP2005134504A JP 2005134504 A JP2005134504 A JP 2005134504A JP 2003368396 A JP2003368396 A JP 2003368396A JP 2003368396 A JP2003368396 A JP 2003368396A JP 2005134504 A JP2005134504 A JP 2005134504A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- substrate
- control layer
- light control
- display element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、液晶デバイスとして液晶材料と三次元網目状構造の透明樹脂との複合体であるポリマーネットワーク型液晶を用いた液晶表示素子及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display element using a polymer network type liquid crystal which is a composite of a liquid crystal material and a transparent resin having a three-dimensional network structure as a liquid crystal device, and a method for manufacturing the same.
近年、テレビジョンやコンピュータ等と接続可能な各種ディスプレイにおいて、より軽量で且つ低消費電力である画像装置(表示装置)が求められており、このような要求を満たすフラットディスプレイとして液晶表示素子(LCD:Liquid Crystal Display)の研究、開発が盛んに行われている。 In recent years, image displays (display devices) that are lighter and consume less power have been demanded for various displays that can be connected to televisions, computers, and the like, and liquid crystal display elements (LCDs) have been developed as flat displays that meet these requirements. : Liquid Crystal Display) is actively researched and developed.
一般的な液晶表示素子としては、対向する一対の電極基板の表面でネマチック液晶分子の配列方向を90°に捻った構造のツイストネマティックモード(NT:Twist Nematic)を利用した液晶表示素子や、対向する一対の電極基板の表面でネマチック液晶分子の配列方向を180°〜300°に捻った構造のスーパーツイストネマティックモード(SNT:Super Twist Nematic)を利用した液晶表示素子等がある。また、これらの液晶表示素子の他に、明るくコントラストの良い、大型で廉価な液晶表示素子として、例えば液晶分子のカプセル化により、ポリマー中に液晶滴を分散させ、そのポリマーをフィルム化させた調光層を有する高分子分散型液晶表示素子(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystal)等がある(特許文献1及び特許文献2を参照。)。
As a general liquid crystal display element, a liquid crystal display element using a twisted nematic mode (NT: Twist Nematic) in which the alignment direction of nematic liquid crystal molecules is twisted by 90 ° on the surface of a pair of opposing electrode substrates, For example, there is a liquid crystal display element using a super twist nematic (SNT: Super Twist Nematic) structure in which the alignment direction of nematic liquid crystal molecules is twisted between 180 ° and 300 ° on the surface of a pair of electrode substrates. In addition to these liquid crystal display elements, as a bright, high-contrast, inexpensive liquid crystal display element, for example, liquid crystal droplets are dispersed in a polymer by encapsulating liquid crystal molecules, and the polymer is converted into a film. Examples include a polymer dispersed liquid crystal display device (PDLC) having an optical layer (see
この高分子分散型液晶表示素子においては、例えばポリビニルアルコール等でカプセル化された液晶分子が薄層中で正の誘電率異方性を有する場合、電界の存在下で液晶分子が電界の方向に配列し、液晶の屈折率n0とポリマーの屈折率npが等しいときに、透明性を発現する。電界が除かれると、液晶分子はランダム配列に戻り、液晶滴の屈折率がn0よりずれるため、液晶滴は、その境界面で光を散乱し、光の透過を遮断するので、薄層体は白濁する。 In this polymer-dispersed liquid crystal display element, for example, when liquid crystal molecules encapsulated with polyvinyl alcohol or the like have a positive dielectric anisotropy in a thin layer, the liquid crystal molecules are aligned in the direction of the electric field in the presence of an electric field. When the liquid crystal has a refractive index n 0 equal to the refractive index n p of the polymer, transparency is exhibited. When the electric field is removed, the liquid crystal molecules return to a random arrangement, and the refractive index of the liquid crystal droplets deviates from n 0 , so that the liquid crystal droplets scatter light at the boundary surface and block light transmission. Becomes cloudy.
そして、このような高分子分散型液晶表示素子については、例えば特許文献3にエポキシ樹脂中に液晶滴が分散したもの、特許文献4に特殊な紫外線硬化ポリマー中に液晶滴が分散したもの、特許文献5に光硬化性ビニル系化合物と液晶との溶解物において、上記光硬化性ビニル系化合物の光硬化に伴う液晶物質の相分離を利用し調光層を形成させたもの等が提案されている。
As for such a polymer dispersion type liquid crystal display element, for example,
しかしながら、この高分子分散型液晶表示素子は、液晶分子がポリマー中に分散しているので電界を印加したときに、ポリマーを介して液晶滴に電界が及ぶことから液晶分子の配列に変化を与えるには高い駆動電圧が必要となり、実用上、例えば液晶分子の配列が変化するときの反応速度が遅い等、種々の障害となる欠点を有している。また、電界を印加したときに、十分な透明性を達成するには液晶の屈折率n0とポリマーの屈折率npとが近似したものとなるよう、それぞれを適切に選択しなければならないという煩わしさがある。さらに、大面積のデバイスの特徴を生かしてマルチプレックス駆動による大型表示を行うに当たって、それを可能とさせる上で必要な閾値電圧が存在しないので、その実施が困難である。さらにまた、マトリクス表示やセグメント表示方式等に於いても駆動条件の制約が多く用途が大きく制限されるといった不具合もある。 However, in this polymer dispersion type liquid crystal display element, since liquid crystal molecules are dispersed in the polymer, when an electric field is applied, an electric field is applied to the liquid crystal droplets through the polymer, thereby changing the arrangement of the liquid crystal molecules. Requires a high driving voltage, and has disadvantages that impede various problems such as a slow reaction rate when the alignment of liquid crystal molecules changes. In addition, in order to achieve sufficient transparency when an electric field is applied, it is necessary to select each appropriately so that the refractive index n 0 of the liquid crystal and the refractive index n p of the polymer are approximate. There is annoyance. Further, when performing a large display by multiplex driving utilizing the characteristics of a large-area device, there is no threshold voltage necessary to make it possible, and it is difficult to implement it. Furthermore, there are also problems such as matrix display, segment display method, and the like that have many restrictions on driving conditions and greatly restrict applications.
このような問題を解決する液晶表示素子としては、液晶分子の配列に変化を与える駆動電圧を低く抑えることが可能な図11に示すポリマーネットワーク型液晶(PNLC:Polymer Network Liquid Crystal)表示素子101が提案されている(特許文献6を参照。)。
As a liquid crystal display element that solves such a problem, there is a polymer network liquid crystal (PNLC)
このポリマーネットワーク型液晶表示素子101は、互いに対向する一対の透明電極102aがそれぞれ設けられた少なくとも一方が透明な一対の基板102間に、液晶材料と、重合可能且つ透明な有機樹脂とからなる調光層形成材料を介在させ、この調光層形成材料に活性光線等を照射して重合性組成物を重合させることにより、液晶材料の連続層中に三次元網目状構造の透明樹脂103bが形成された、すなわち三次元網目状構造の透明樹脂103bの網目中に液晶分子103aを介在させた状態の調光層103を配設させた構成になっている。
This polymer network type liquid
このような構成のポリマーネットワーク型液晶表示素子101は、液晶分子103aの配列に変化させるための駆動電圧を調光層103に印加していないときには、三次元網目状構造の透明樹脂103bの配向規制力により、調光層103の液晶分子103aが複数で一定の方向に配向したドメインを形成し、各ドメインの液晶の配向方向がランダムであるためにドメイン間の複屈折率が一致しなくなることから、透明な基板102側から入射された光を調光層103が散乱させて透明な基板102側から出射させる、すなわち反射させる。また、ポリマーネットワーク型液晶表示素子101は、図12に示すように、液晶分子103aの配列に変化させるための駆動電圧が一対の透明電極102aに印加されると、一対の透明電極102a間、すなわち一対の基板102間に介在されている調光層4の厚み方向に電界が生じ、調光層103の液晶分子103aの配向方向が電界方向になる。これにより、ポリマーネットワーク型液晶表示素子101では、電界方向に配向された液晶分子103a間の複屈折率がマッチングし、透明な基板102側から入射された光のうち、一対の透明電極102aに印加された電圧の大きさに応じた光量分だけ調光層103を透過する。
In the polymer network type liquid
このポリマーネットワーク型液晶表示素子では、上述した高分子分散型液晶表示素子等に比べ、液晶分子103aの配列に変化させるための駆動電圧が調光層103の液晶分子103aに直接印加されることから、液晶分子103aの配列に変化を与える駆動電圧を低く抑えることができ、且つ液晶分子103aの配列が変化するときの反応速度を早くできる。また、このポリマーネットワーク型液晶表示素子101では、調光層103における液晶分子103aの配列に変化を与える駆動電圧に明確な閾値電圧を存在させることが可能なことから、マルチプレックス駆動を有効に行える他、マトリクス表示方式やセグメント表示方式にも有効に用いることができる。
In this polymer network type liquid crystal display element, a driving voltage for changing to the arrangement of the liquid crystal molecules 103 a is directly applied to the liquid crystal molecules 103 a of the
しかしながら、ポリマーネットワーク型液晶表示素子101においては、調光層103を挟持する一対の基板102のうち光が入射される側の透明電極102aを光が通過するときに、透明電極102aの光透過率が85%〜90%であることから、透明電極102aに吸収されて劣化した光が調光層103に入射される。また、ポリマーネットワーク型液晶表示素子101においては、調光層103が入射された劣化した光を散乱させ、光が入射された側の基板102より出射するときに、すなわち調光層103に入射された光を反射するときに、出射される光が再び透明電極102aを通過することから、調光層103に入射される前の光に対して光量が72%〜81%程度にまで劣化した光を出射することになり、光の利用効率が悪くなる。
However, in the polymer network type liquid
さらに、ポリマーネットワーク型液晶表示素子101を製造する際には、一対の基板102それぞれに透明電極102aを形成する必要があることから、製造歩留まりの低下や製造コストが高くなるといった不具合も生じる。さらにまた、ポリマーネットワーク型液晶表示素子101では、光が入射される側の透明な基板102と調光層103との間に透明電極102aが介在されていることから、基板102と透明電極102aとの界面及び透明電極102aと調光層103との界面において、調光層103で反射した光の視認性が低下したり、表示品位が低下したりする。
Further, when the polymer network type liquid
本発明が解決しようとする問題点は、調光層に入射された光や調光層で反射した光が劣化する点である。また、液晶表示素子を製造する際に、歩留まりが悪くなったり、製造コストが高くなったりする点である。 The problem to be solved by the present invention is that light incident on the light control layer and light reflected by the light control layer deteriorate. Moreover, when manufacturing a liquid crystal display element, a yield falls and a manufacturing cost becomes high.
本発明に係る液晶表示素子は、第1の基板と、第1の基板に対向して配置され、光透過性を有する第2の基板と、第1の基板と第2の基板との間に設けられ、液晶材料と三次元網目状構造の透明樹脂とを有する調光層とを備え、第1の基板に、調光層に対して電界を印加する一対の電極が設けられていることを特徴としている。 A liquid crystal display element according to the present invention includes a first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate and having light transparency, and between the first substrate and the second substrate. Provided with a light control layer having a liquid crystal material and a transparent resin having a three-dimensional network structure, and a pair of electrodes for applying an electric field to the light control layer is provided on the first substrate. It is a feature.
この液晶表示素子では、第1の基板側に調光層に電界を印加する一対の電極が設けられていることから、光透過性を有する第2の基板側からの入射光が電極を通過することなく調光層に入射され、調光層に入射して散乱した反射光が電極を通過させることなく第2の基板側から外部に出射される。したがって、この液晶表示素子では、調光層に入射される入射光、及び入射光が調光層で反射した反射光が電極に吸収又は遮蔽されることなく、光の利用効率の低下を抑制できる。 In this liquid crystal display element, since a pair of electrodes for applying an electric field to the dimming layer is provided on the first substrate side, incident light from the second substrate side having optical transparency passes through the electrodes. The reflected light that is incident on the light control layer without being passed through and is scattered after entering the light control layer is emitted from the second substrate side to the outside without passing through the electrode. Therefore, in this liquid crystal display element, the incident light incident on the light control layer and the reflected light that is reflected by the light control layer are not absorbed or shielded by the electrode, so that a decrease in light utilization efficiency can be suppressed. .
また、本発明に係る液晶表示素子は、第1の基板と、第1の基板に対向して配置され、光透過性を有する第2の基板と、第1の基板と第2の基板との間に設けられ、液晶材料と三次元網目状構造の透明樹脂とを有する調光層とを備え、第1の基板及び第2の基板には調光層に対して電界を印加する電極がそれぞれ設けられ、調光層が、第2の基板と当接する領域を有していることを特徴としている。 In addition, a liquid crystal display element according to the present invention includes a first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate and having light transmission properties, and the first substrate and the second substrate. And a light control layer having a liquid crystal material and a transparent resin having a three-dimensional network structure, and electrodes for applying an electric field to the light control layer are provided on the first substrate and the second substrate, respectively. The light control layer is provided and has a region in contact with the second substrate.
この液晶表示素子では、調光層が第2の基板と当接する領域を有していることから、この領域に光透過性を有する第2の基板側から入射された光は電極を通過することなく調光層に入射され、調光層の第2の基板と当接する領域で反射された光は電極を通過することなく第2の基板側から出射される。したがって、この液晶表示素子では、調光層に入射される入射光、及び入射光が調光層で反射した反射光が電極に吸収又は遮蔽されることなく、光の利用効率の低下を抑制できる。 In this liquid crystal display element, since the light control layer has a region in contact with the second substrate, light incident from the side of the second substrate having light transparency to the region passes through the electrode. Instead, the light that is incident on the light control layer and reflected by the region of the light control layer that contacts the second substrate is emitted from the second substrate side without passing through the electrode. Therefore, in this liquid crystal display element, the incident light incident on the light control layer and the reflected light that is reflected by the light control layer are not absorbed or shielded by the electrode, so that a decrease in light utilization efficiency can be suppressed. .
本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、第1の基板と、この第1の基板に対向して配置され、光透過性を有する第2の基板との間に、液晶材料と三次元網目状構造の透明樹脂とを有する調光層が配設された液晶表示素子の製造方法であって、第1の基板に、調光層に対して電界を印加する一対の電極を形成することを特徴としている。 The method for manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention includes a liquid crystal material and a three-dimensional network between a first substrate and a second substrate disposed opposite to the first substrate and having light transmittance. A method of manufacturing a liquid crystal display element in which a light control layer having a transparent resin with a structure is disposed, wherein a pair of electrodes for applying an electric field to the light control layer is formed on a first substrate. It is a feature.
この方法によれば、調光層に光透過性を有する第2の基板側から入射された入射光や、この入射光が調光層で散乱して反射した反射光が、電極に吸収又は遮蔽されることのない光の利用効率の低下が抑えられた液晶表示素子を製造できる。 According to this method, incident light that is incident on the light control layer from the second substrate side that is light transmissive, or reflected light that is scattered by the light control layer and reflected by the light control layer is absorbed or shielded by the electrode. Thus, a liquid crystal display element in which a decrease in light use efficiency that is not caused can be suppressed can be manufactured.
また、この方法によれば、第1の基板に一対の電極を一括形成できることから、製造工程が簡略かされて製造歩留まりを向上でき、製造コストを抑えることができる。 Further, according to this method, since the pair of electrodes can be collectively formed on the first substrate, the manufacturing process can be simplified, the manufacturing yield can be improved, and the manufacturing cost can be suppressed.
本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、第1の基板と、この第1の基板に対向して配置され、光透過性を有する第2の基板との間に、液晶材料と三次元網目状構造の透明樹脂とを有する調光層が配設された液晶表示素子の製造方法であって、第1の基板及び第2の基板に、調光層に対して電界を印加する電極をそれぞれ形成し、調光層に、第2の基板と当接する領域を設けることを特徴としている。 The method for manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention includes a liquid crystal material and a three-dimensional network between a first substrate and a second substrate disposed opposite to the first substrate and having light transmittance. A liquid crystal display element manufacturing method in which a light control layer having a transparent resin having a structure is disposed, and an electrode for applying an electric field to the light control layer is provided on each of the first substrate and the second substrate. It is characterized in that a region that contacts the second substrate is provided in the light control layer.
この方法では、調光層の第2の基板と当接する領域に光透過性を有する第2の基板側から入射された光や、調光層の第2の基板と当接する領域で反射した光が、電極に吸収又は遮蔽されることのない光の利用効率の低下が抑制された液晶表示素子を製造できる。 In this method, the light incident on the second substrate side of the light control layer in the region contacting the second substrate or the light reflected from the region of the light control layer contacting the second substrate is reflected. However, it is possible to manufacture a liquid crystal display element in which a decrease in use efficiency of light that is not absorbed or shielded by the electrode is suppressed.
本発明によれば、外部より調光層に入射される入射光や、この入射光が調光層で反射した反射光の利用効率の優れた液晶表示素子を得ることができる。すなわち、調光層で反射した反射光の視認性や、表示品位を向上できる。 According to the present invention, it is possible to obtain a liquid crystal display element having excellent utilization efficiency of incident light incident on the light control layer from the outside and reflected light obtained by reflecting the incident light on the light control layer. That is, the visibility of the reflected light reflected by the light control layer and the display quality can be improved.
また、本発明によれば、一つの基板の主面に、調光層に電界を印加するための一対の電極を一括して形成することで、製造工程が簡略化されることから、製造歩留まりを向上でき且つ製造コストを低減できる。 In addition, according to the present invention, the manufacturing process is simplified by collectively forming a pair of electrodes for applying an electric field to the dimming layer on the main surface of one substrate, so that the manufacturing yield is increased. The manufacturing cost can be reduced.
以下、本発明を適用した液晶表示素子及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、図1に示す本発明を適用したポリマーネットワーク型液晶表示素子(以下、PNLC[Polymer Network Liquid Crystal]表示素子と記す。)1について説明する。なお、以下では、PNLC表示素子1を画素毎に薄膜トランジスタ(以下、TFT[Thin Film Transistor]と記す。)等を備えるアクティブマトリクス型の液晶表示素子として説明する。
Hereinafter, a liquid crystal display element to which the present invention is applied and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings. First, a polymer network type liquid crystal display element (hereinafter referred to as PNLC [Polymer Network Liquid Crystal] display element) 1 to which the present invention shown in FIG. 1 is applied will be described. Hereinafter, the
このPNLC表示素子1は、互いに対向配置された透明基板2及び駆動回路基板3と、これら透明基板2と駆動回路基板3との間に液晶分子4a及び網目状透明樹脂4bを有する調光層4とを備えている。具体的に、このPNLC表示素子1は、液晶デバイスとなる調光層4に光散乱不透明状態と透明状態を利用するポリマーネットワーク型液晶を用いるものである。
The
透明基板2は、例えばガラス基板やプラスチック基板等、透明であればよく、プラスチックフィルム等、可撓性を有する材料であってもよい。透明基板2は、調光層4の主面に張り合わされるように密着され、調光層4を保護する保護膜としても機能する。
The
駆動回路基板3は、図2及び図3に示すように、例えばスイッチング素子となるTFT11と、調光層4に電界を生じさせるための電力を供給する補助容量であるコンデンサ12とからなるスイッチング駆動回路13を、シリコン、ガラス、石英、プラスチック等からなる基板14上に画素17a毎にマトリクス状に複数配列して形成したものである。また、この基板14上には、各TFT11のデータ電極と電気的に接続された信号線15と、各TFT11のゲート電極と電気的に接続された走査線16とが互いに直交する方向に複数並んで形成されており、これら信号線15と走査線16とが交差した近傍が各画素17aに対応した表示領域17となっている。さらに、これら表示領域17の外側には、各信号線15に表示電圧を印加する信号ドライバ18と、各走査線11に選択パルスを印加する走査ドライバ19とがロジック部として形成されている。なお、スイッチング駆動回路13は、調光層4の駆動電圧に対応した耐圧がトランジスタに要求されるため、一般的にロジック部よりも高い耐圧プロセスで作製される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、基板14上には、図3に示すように、一対の電極20a,20bが、画素毎にマトリクス状に複数配列して形成されている。一対の電極20a,20bは、例えば酸化すず(SnO2)と酸化インジウム(In2O3)の固溶体物質であるITO(Indium-Tin Oxide)等の透明な導電材料によって基板14の面内方向に並設されている。一対の電極20a,20bのうち一方は、各TFT11を介して信号線15と電気的に接続される、他方は、コンデンサ12を介してグランド等に繋がるコモン電極21に接続される。なお、ここでは、便宜上、電極20aが信号線15に接続され、電極20bがコモン電極21に接続されるものとして説明する。
On the
そして、一対の電極20a,20bは、信号線15より供給される電力を液晶分子の配列を変化させるための駆動電圧として、電極20a,20bの間に位置する領域の調光層4に印加する。すなわち、一対の電極20a,20bは、図4に示すように、駆動電圧が供給されることで、調光層4に対して調光層4の厚み方向と略直交方向の電界を印加する。
The pair of
なお、基板14上に形成された一対の電極20a,20bの厚みは、50〜500nm程度である。また、ここでは、一対の電極20a,20bを透明電極として説明したが、このことに限定されることはなく、例えばアルミニウム(Al)、具体的には、LSIプロセスで配線に用いられる銅(Cu)やシリコン(Si)を数重量%以下だけ添加したアルミニウム(Al)を主成分とする金属膜等で形成し、調光層4側から入射した光を反射する機能と調光層4に対して駆動電圧を印加する機能とを併せ持たしてもよい。さらには、反射率を上げるため、誘電体ミラーのような多層膜をAl膜上に積層したものであってもよい。
The pair of
調光層4は、図1に示すように、液晶材料の連続層中に三次元網目状構造の網目状透明樹脂4bを形成させた光散乱不透明状態と透明状態を利用する液晶デバイスである。すなわち、調光層4は、網目状透明樹脂4bの網目の中に液晶分子4aを介在させた、いわゆるポリマーネットワーク型液晶である。具体的に、ポリマーネットワーク型液晶は、液晶層中の網目状透明樹脂4bにより液晶分子4aの配列が不規則な状態を誘起して光を散乱させ、紙等に類似した「白さ」を発現させるものであり、この状態に一対の電極20a,20bにより電界を印加すると電界方向に液晶分子4aが配列して透明になる。そして、ポリマーネットワーク型液晶は、「白さ」と「透明」との状態を表示に利用することで、例えばバックライト、偏光板、配向処理等が不要な液晶デバイスとなり、次世代の省エネルギータイプの携帯機器に適した直視反射型液晶素子である。
As shown in FIG. 1, the
ポリマーネットワーク型液晶からなる調光層4は、光散乱不透明状態と透明状態を利用する液晶デバイスを構成する液晶分子4aと網目状透明樹脂4bとが相溶性等の点で好ましい構成になっており、より低い電圧駆動性やより高い抵抗値或いはより高いコントラスト比等の表示特性を向上させ、且つメモリー現象を低減し、白濁性のより均一な表示を達成できる。すなわち、調光層4は、例えばマトリクス表示方式に要求される特性を満たす液晶デバイスである。また、調光層4は、ポリマーネットワーク型液晶として形成される際に、適切な光強度の紫外線等を後述する樹脂材料に照射することで略均一な大きさの網目を有する網目状透明樹脂4bが液晶相中に形成されて明確な閾値を有する駆動電圧と急峻性とを備える液晶デバイスとなり、時分割駆動が可能となる。
The
次に、以上のような構成のPNLC表示素子1の製造工程について説明する。なお、以下の製造工程の説明において、例えばコンデンサ12等、本発明に直接関係しない部分についての説明は省略する。PNLC表示素子1を製造する際は、先ず、駆動回路基板3の基体となる例えばシリコン、ガラス、石英、プラスチック等からなる基板14の主面上に例えばタンタル、アルミ、クロム等のうち一種又は複数種からなる導電性金属をスパッタリング法等で薄膜形成させ、この金属箔にフォトリソグラフの手法を施して走査線16やコモン電極21を形成する。なお、ここでは、基板14をリジッド基板として説明したが、このことに限定されることはなく、例えば基板14としてプラスチック等からなる可撓性基板を用いることもできる。
Next, a manufacturing process of the
次に、基板14の主面上には、走査線16やコモン電極21が信号線15と短絡することを防ぐ例えば窒化シリコン等からなる層間絶縁膜22が走査線16やコモン電極21を覆うようにプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法等により成膜される。
Next, on the main surface of the
次に、層間絶縁膜22上の所定の位置、具体的にはマトリクス状に複数配列される各画素17aのTFT11を配設する位置に、TFT11を構成する例えはプラズマCVD法により非ドープアモルファスシリコン膜及びn+アモルファスシリコン膜を順次積層させた半導体膜を形成する。
Next, an undoped amorphous silicon is formed by plasma CVD, for example, at a predetermined position on the
次に、層間絶縁膜22上には、例えばチタン等の導電性金属をスパッタリング法等で薄膜形成させ、この金属箔にフォトリソグラフの手法を施して走査線16と略直交する信号線15を形成する。このとき、TFT11が配設される位置に、すなわち半導体膜の直上には、信号線15を形成させる導電性金属にフォトリソグラフ法が施されることで、一端が信号線15と接続され且つ略中央部が分割され下方の半導体膜が露出する信号電極線が信号線15と同時に形成される。これにより、層間絶縁膜22上には、半導体膜及び信号電極線によって構成されるTFT11が形成される。
Next, a conductive metal such as titanium is thinly formed on the
次に、層間絶縁膜22上の各画素17aに対応する位置には、信号電極線の他端に接続される電極20a及びコンデンサ12を介してコモン電極21に接続される電極20bを、例えばスパッタリング法等で成膜したITO膜にフォトリソグラフの手法を施す等して一括して形成する。このようにして形成される一対の電極20a,20bは、画素17a内で基板14の面内方向に並設された透明電極となる。なお、電極20bは、例えばビアホール等の導電性金属等からなる層間絶縁膜22を貫通する層間接続体によりコンデンサ12に接続される。
Next, at a position corresponding to each pixel 17a on the
次に、層間絶縁膜22上には、TFT11や一対の電極20a,20bを覆うように例えばプラズマCVD法等で窒化シリコンや酸化シリコン等からなるパッシベーション膜を成膜する。このようにして、基板14上でマトリクス状に複数配列される画素17a毎にTFT11や一対の電極20a,20b等を備える駆動回路基板3が形成される。
Next, a passivation film made of silicon nitride, silicon oxide or the like is formed on the
次に、駆動回路基板3の一対の電極20a,20bが設けられた主面上には、直径が20μm程度のプラスチック製のビーズ等といったスペーサを介して透明基板2が、基板2,3の主面が対向するように配置する。そして、主面同士が対向する基板2,3の縁端を接着剤等といった封止剤で封止し、基板2,3の間に後の工程で調光層形成材料が注入される空間部を形成する。このとき、基板2,3の間の空間部を封止するで封止剤の一部に調光層形成材料が注入させるための注入口を形成する。なお、空間部は、基板2,3の間隔がスペーサとなるビーズの直径により決定される。そして、この間隔が調光層4の厚みとなる。
Next, on the main surface of the
次に、基板2,3の間に形成された空間部には、封止剤の一部に設けられた注入口より上述した液晶材料、上述した透明樹脂材料、及び任意成分として重合開始剤等を略均一に分散させた調光層形成材料を注入する。次に、注入口を封止剤と同じ材料で封止し、空間部に注入された調光層形成材料を基板2,3の間に形成された空間部に密封する。
Next, in the space formed between the
次に、基板2,3の間に形成された空間部に密封された調光層形成材料に例えば紫外線を照射する等、調光層形成材料中の透明樹脂材料を重合させるための重合用エネルギーを供給し、調光層形成材料中の透明樹脂が三次元網目状構造の網目状透明樹脂4bになるように重合し、調光層4を形成する。すなわち、基板2,3の間に、液晶デバイスとなる調光層4として液晶材料の連続層中に網目状透明樹脂4bが形成された構造のポリマーネットワーク型液晶を形成する。このようにして、マトリクス状に複数配列された画素17aを表示領域17とするPNLC表示素子1が製造される。
Next, polymerization energy for polymerizing the transparent resin material in the light control layer forming material, such as irradiating ultraviolet light to the light control layer forming material sealed in the space formed between the
このように製造されるPNLC表示素子1では、画素17a内に配置された一対の電極20a,20b間に液晶分子4aの配列を変化させるための駆動電圧が印加されていないとき、三次元網目状構造の網目状透明樹脂4bによる配向規制力により、調光層4の液晶分子4aが複数で一定の方向に配向したドメインを形成し、各ドメインの液晶の配向方向がランダムであるためにドメイン間の複屈折率が一致しなくなることから、透明基板2側からの入射光を調光層4が散乱させて透明基板2側から出射する、すなわち反射する。一方、PNLC表示素子1では、一対の電極20a,20b間に液晶分子4aの配列を変化するための駆動電圧を印加したとき、一対の電極20a,20bが駆動回路基板3の基板14の面内方向に並設されていることから、一対の電極20a,20bの間で調光層4の厚み方向と略直交方向の電界が生じる。これにより、PNLC表示素子1では、一対の電極20a,20b間に所定の駆動電圧が印加されたときに、調光層4内の液晶分子4aが形成するドメイン内の液晶の配向方向が電界と同様、調光層4の厚み方向に対して略直交な方向になり、液晶分子4aが形成するドメイン間の複屈折率の差が小さくなることから、透明基板2側からの入射光が一対の電極20a,20bに印加された電圧値に応じて調光層4を透過する。すなわち、PNLC表示素子1においては、一対の電極20a,20bに印加される駆動電圧が大きいほど、調光層4の光透過性が増すことになる。
In the
このPNLC表示素子1では、一対の電極20a,20bにより生じる調光層4の厚み方向と略直交方向の電界で液晶デバイスが駆動されることから、従来のように光が入射される側の基板に透明電極等を形成する必要が無く、透明基板2だけを通過した光が調光層4に入射され、且つ調光層4で反射された光が透明基板2だけを通過して外部に出射される。これにより、PNLC表示素子1では、透明基板2側からの入射光や、この入射光が調光層4で散乱した反射光の利用効率の低下が抑制され、反射光の視認性及び表示品位を向上できる。
In this
このPNLC表示素子1では、調光層4に電界を生じさせる一対の電極20a,20bを駆動回路基板3に同じ工程で一括形成できることから、従来のように電界を生じさせるための電極を駆動基板や対向基板等に別々に形成させることなく、製造工程が簡略かされて製造歩留まりを向上でき、製造コストを抑えることができる。
In this
また、PNLC表示素子1では、透明基板2及び駆動回路基板3の基板14に例えばプラスチック製の可撓性基板を用いることで、素子全体に可撓性を持たせることができる。
In the
ここで、PNLC表示素子1の表示領域17に透明基板2の主面に対して斜め45°傾いた方向から白色光を入射させ、調光層4で反射した反射光の光量を透明基板2の主面に対して略平行に受光素子を配置したディテクタで読み取り、入射光の光量に対する反射光の光量、いわゆる反射率の測定した。なお、ここでは、図5(A)及び図5(B)に示すように、基板14の主面上に並設された一対の電極20a,20bに印加された駆動電圧によって効率よく電界を生じさせるために、一対の電極20a,20bが互いに向き合う方向に基端より複数突出する突起電極を形成させた一対の電極20a,20bを用い、一対の電極20a,20bのうち、一方の突起電極の間に他方の突起電極が配置されるようにした。具体的には、櫛歯状に形成された一対の電極20a,20bを用い、一対の電極20a,20bの櫛歯の部分を並設、すなわち一方の櫛歯の間に他方の櫛歯が配置されるようにし、一対の電極20a,20bの間の距離を近くした。これにより、一対の電極19a,19bには、図5(B)に示すように、隣り合う櫛歯の間に調光層4の厚み方向と略直交する方向の電界が生じることになり調光層4に効率よく電界を印加できる。
Here, white light is incident on the
そして、反射率を測定するサンプル1〜サンプル3として、櫛歯の基端より先端までの距離及び櫛歯の幅Lを一定にし、隣り合う櫛歯の間隔Dを表1に示すように変え、調光層4の厚みを20μmとし、一対の電極20a,20bの抵抗を10Ω/cm2とし、一対の電極20a,20bの厚みを200nmとするPNLC表示素子1を上述した製造方法と同様の方法で製造した。
And as the
また、サンプル1〜サンプル3と比較するサンプル4として、基板14の主面上に並設された一対の電極20a,20bの代わりに、従来のように駆動回路基板及び透明基板の対向する主面に画素とほぼ同じ大きさの透明基板を形成させたこと以外はサンプル1〜サンプル3と同様にしたPNLC表示素子を製造した。
Moreover, as a
以下に、サンプル1〜サンプル4の反射率の測定結果を図6、図7及び表2に示す。なお、今回の測定では、一対の電極20a,20bに対して駆動電圧を印加しない場合と、一対の電極20a,20bに対して60Hz、10Vのパルス交流を駆動電圧として印加した場合について測定した。また、表2には、外光波長550nmの反射率を示している。
The measurement results of the reflectance of
図6、図7及び表2に示す評価結果より、駆動回路基板3における基板14の主面上に一対の電極20a,20bが設けられたサンプル1〜サンプル3では、従来のように駆動回路基板及び透明基板の対向する主面に画素とほぼ同じ大きさの透明基板を形成させたサンプル4に比べ、反射率が大きくなっていることがわかる。
From the evaluation results shown in FIGS. 6 and 7 and Table 2, in the
サンプル4では、調光層に入射される光が透明電極を通過するときに吸収されて劣化し、さらに調光層で反射された光が透明電極を通過して出射されることから、反射光も透明電極に吸収されて劣化する。これにより、サンプル4では、入射光及び反射光の利用効率が悪くなり、反射率が小さくなってしまう。
In
これに対し、サンプル1〜サンプル3では、透明電極2側に調光層4に電界を印加させる電極が設けられていないことから、調光層4に入射される光が例えば透明電極等で吸収されて劣化することがなく、さらには調光層4より反射された光も透明電極を通過することなる出射されることから、入射光及び反射光の利用効率の低下が抑制され、反射率を大きくできる。また、サンプル1〜サンプル3では、隣り合う櫛歯の間隔Dが広くなるにつれて反射率が大きくなっている。これは、隣り合う櫛歯の間隔Dが広くなるほど一対の電極20a,20bの下層の基板14の主面が露出する程度が大きくなり、調光層4以外、具体的には基板14の主面の反射が寄与しているからである。このため、一対の電極20a,20bとして例えば誘電体ミラーのような多層膜をAl膜上に積層させたものを用いることで、さらに反射率を大きくすることができる。
On the other hand, in
なお、ここでは、サンプル1〜サンプル3に用いた一対の電極20a,20bが櫛歯を基端より相対する電極に向かって略直角に突出している場合について説明したが、このような電極形状に限定されることはなく、図8に示すように、例えば一対の電極20a,20bが櫛歯を基端より相対する電極に向かって斜め方向に突出するような形状であっても同様の作用効果を得ることができる。
In addition, although the case where the pair of
以上では、駆動回路基板3において、略平坦な基板14の主面前面に設けられた層間絶縁膜22上に一対の電極20a,20bを形成したが、このような形状に限定されることはなく、図9に示すように、例えば一対の電極20a,20bの間に層間絶縁膜22を形成させない形状にすることで、上述した作用効果の他に、駆動電圧をさらに小さくできる効果が得られる。具体的には、一対の電極20a,20bの間に層間絶縁層22を形成しないことで一対の電極20a,20bの間に駆動回路基板3側に凹む凹部23が形成され、この凹部23にも調光層4が形成されることになる。これにより、PNLC表示素子1では、一対の電極20a,20bを基準に透明基板2側に生じる電界だけでなく、凹部23内、具体的には一対の電極20a,20bを基準に駆動回路基板3側にも電界を生じさせることができる。したがって、一対の電極20a,20bを基準に透明基板2側及び駆動回路基板3側に生じた調光層4の厚み方向と略直交する電界を調光層4に印加できることから電界の利用効率が向上し、一対の電極20a,20bに印加される駆動電圧を抑えることができる。
In the above, in the
また、以上では、駆動回路基板3側に電界を生じさせるための一対の電極20a,20bを形成したが、このことに限定されることはなく、図10に示すように、例えば一対の電極20a,20bのうち、一方を透明基板2の調光層4と対向する主面に形成させることも可能である。ここでは、便宜上、一対の電極20a,20bのうち駆動回路基板3側に形成されるものを信号線15に接続される電極20aとし、透明基板2側に形成されるものをコモン電極21に接続される電極20bとして説明する。
In the above description, the pair of
この場合、透明基板2側に形成される電極20bは、少なくともITO膜等からなる透明電極として形成され、調光層4に入射する光が透明電極によって吸収されることを抑えるために可能な限り小さく、薄く形成することが好ましい。すなわち、このPNLC表示素子1では、調光層4に、図10中破線で囲んだ透明基板2と当接する領域、換言すると透明電極4側に形成された電極20bと対向しない領域Aを設ける。これにより、PNLC表示素子1では、少なくとも領域Aに透明基板2側から入射される光は電極20bを通過することなく入射され、領域Aで反射した光は電極20bを通過することなく外部に出射されることから、領域Aでは電極20bによる入射光及び反射光の劣化がなく光の利用効率の低下を抑制できる。したがって、PNLC表示素子1においては、透明基板2側にも透明電極を形成した場合、調光層4の透明基板2と当接する領域Aを画素17aに対して極力大きくすることで、入射光や反射光の利用効率の低下が抑えられ、反射光の視認性及び表示品位を向上できる。
In this case, the
次に、以上で説明したPNLC表示素子1の調光層4に用いたポリマーネットワーク型液晶を構成する材料やその形成方法等についてさらに詳しく説明する。
Next, the material constituting the polymer network type liquid crystal used for the
ポリマーネットワーク型液晶からなう調光層4において、液晶材料は、単一の液晶性化合物であることを要しないのは勿論で、2種以上の液晶化合物や液晶化合物以外の物質も含んだ混合物であってもよく、通常この技術分野で液晶材料として認識されるものを用い、そのうちの正の誘電率異方性を有するものが好ましい。
In the
液晶分子4aの状態で調光層4中に介在される液晶材料としては、例えばネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶が挙げられ、これらのうち一種以上を用いるが、特にネマチック液晶を用いることが好ましい。ネマチック液晶としては、当の誘電率異方性をもち誘電率異方性(以下、Δεと記す。)が8以上であり、複屈折率(以下、Δnと記す。)の大きさが0.1以上であればよく、好ましくはΔεが10以上で、Δnは0.2以上のネマチック液晶である。Δnは白濁性を高めコントラストを大きくし、急峻性を高めるためにはできるだけ大きい方が好ましい。また、液晶分子4bの性能を改善するために、上述した液晶材料に、例えばコレステリック液晶、カイラルネマチック液晶、カイラルスメクチック液晶等やカイラル化合物等を一種以上含有させることも可能である。
Examples of the liquid crystal material interposed in the
具体的に、液晶材料は、以下に示した化合物群から選ばれる1種以上の化合物からなる配合組成物が好ましく、液晶材料の特性、すなわち、液晶の相転移温度、融点、粘度、Δn、Δεを考慮し更に重合性組成物等との溶解性等を改善することを目的として適宜選択、配合して用いることができる。液晶材料としては、安息香酸エステル系、シクロヘキシルカルボン酸エステル系、ビフェニル系、ターフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、ビフェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系、ピリジン系、ジオキサン系、シクロヘキサンシクロヘキサンエステル系、シクロヘキシルエタン系、トラン系、アルケニル系等の各種液晶化合物が使用される。具体的には、例えば4−置換安息香酸4’−置換フェニルエステル、4−置換シクロヘキサンカルボン酸4’−置換フェニルエステル、4−置換シクロヘキサンカルボン酸4’−置換ビフェニルエステル、4−(4−置換シクロヘキサンカルボニルオキシ)安息香酸4’−置換フェニルエステル、4−(4−置換シクロヘキシル)安息香酸4’−置換フェニルエステル、4−(4−置換シクロヘキシル)安息香酸4’−置換シクロヘキシルエステル、4−置換4’−置換ビフェニル、4−置換フェニル4’−置換シクロヘキサン、4−置換4”−置換ターフェニル、4−置換ビフェニル4’−置換シクロヘキサン、2−(4−置換フェニル)5−置換ピリミジン等を挙げることができる。
Specifically, the liquid crystal material is preferably a blended composition comprising one or more compounds selected from the following compound group, and the characteristics of the liquid crystal material, that is, the phase transition temperature, melting point, viscosity, Δn, Δε of the liquid crystal material. Can be appropriately selected, blended and used for the purpose of further improving solubility with the polymerizable composition and the like. Liquid crystal materials include benzoate, cyclohexyl carboxylate, biphenyl, terphenyl, phenylcyclohexane, biphenylcyclohexane, pyrimidine, pyridine, dioxane, cyclohexanecyclohexane ester, cyclohexylethane, Various liquid crystal compounds such as alkenyl and alkenyl are used. Specifically, for example, 4-substituted
網目状透明樹脂4bを形成させる透明樹脂材料としては、例えば重合体形成性モノマー若しくはオリゴマー等、液晶材料の連続層中で三次元網目状構造を形成し、光透過性を示すものを用いる。また、透明樹脂材料には、必要に応じて重合開始剤を含有させる。 As the transparent resin material for forming the network-like transparent resin 4b, a material that forms a three-dimensional network structure in a continuous layer of a liquid crystal material, such as a polymer-forming monomer or oligomer, and exhibits light transmittance is used. The transparent resin material contains a polymerization initiator as necessary.
重合体形成性モノマーとしては、例えばスチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられ、これらモノマーをメチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、2−エチルヘキシル、オクチル、ノニル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロヘキシル、ベンジル、メトキシエチル、ブトキシエチル、フェノキシエチル、アルリル、メタリル、グリシジル、2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル等のごとき基を有するアクリレート、メタクリレート又はフマレート等といった置換基で置換したもの用いる。 Examples of the polymer-forming monomer include styrene, chlorostyrene, α-methylstyrene, divinylbenzene, and the like. These monomers are methyl, ethyl, propyl, butyl, amyl, 2-ethylhexyl, octyl, nonyl, dodecyl, hexadecyl. , Octadecyl, cyclohexyl, benzyl, methoxyethyl, butoxyethyl, phenoxyethyl, allyl, methallyl, glycidyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 3-chloro-2-hydroxypropyl, dimethylaminoethyl, diethylaminoethyl, etc. A group substituted with a substituent such as acrylate, methacrylate or fumarate having a group is used.
また、重合体形成性モノマーとしては、上述したモノマーを例えばエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン及びペンタエリスリトール等のモノ(メタ)アクリレート又はポリ(メタ)アクリレート等といった置換基で置換したものを用いることができる。さらには、上述したモノマーを例えば酢酸ビニル、酪酸ビニル又は安息香酸ビニル、アクリロニトレル、セチルビニルエーテル、リモネン、シクロヘキセン、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、2−、3−又は4−ビニルピリジン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−ヒドロキシメチルアクリルアミド又はN−ヒドロキシエチルメタクリルアミド及びそれらのアルキルエーテル化合物、ネオペンチルグリコール1モルに2モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン1モルに3モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得たトリオールのジ又はトリ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA1モルに2モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート1モルとフェニルイソシアネート若しくはn−ブチルイソシアネート1モルとの反応生成物、ジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート、トリス−(ヒドロキシエチル)−イソシアヌル酸のポリ(メタ)アクリレート、トリス−(ヒドロキシエチル)−りん酸のポリ(メタ)アクリレート、ジ−(ヒドロキシエチル)−ジシクロペンタジエンのモノ(メタ)アクリレート又はジ(メタ)アクリレート等といった置換基で置換したものを用いることができる。 Examples of the polymer-forming monomer include the above-described monomers such as ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, 1,3-butylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, Those substituted with a substituent such as mono (meth) acrylate or poly (meth) acrylate such as glycerin and pentaerythritol can be used. Furthermore, the above-mentioned monomers are, for example, vinyl acetate, vinyl butyrate or vinyl benzoate, acrylonitrile, cetyl vinyl ether, limonene, cyclohexene, diallyl phthalate, diallyl isophthalate, 2-, 3- or 4-vinyl pyridine, acrylic acid, methacrylic acid. Diol of diol obtained by adding 2 mol or more of ethylene oxide or propylene oxide to 1 mol of neopentyl glycol, acrylamide, methacrylamide, N-hydroxymethyl acrylamide or N-hydroxyethyl methacrylamide and their alkyl ether compounds Di or tri (meth) acrylate of triol obtained by adding 3 mol or more of ethylene oxide or propylene oxide to 1 mol of meth) acrylate and trimethylolpropane Di- (meth) acrylate of diol obtained by adding 2 mol or more of ethylene oxide or propylene oxide to 1 mol of bisphenol A, 1 mol of phenyl isocyanate or 1-mol of n-butyl isocyanate Reaction products of poly (meth) acrylate of dipentaerythritol, poly (meth) acrylate of tris- (hydroxyethyl) -isocyanuric acid, poly (meth) acrylate of tris- (hydroxyethyl) -phosphoric acid, di- ( Hydroxyethyl) -dicyclopentadiene substituted with a substituent such as mono (meth) acrylate or di (meth) acrylate can be used.
重合体形成性オリゴマーとしては、例えばカプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸、エステルネオペンチルグリコールジアクリレート等を挙げることができる。 Examples of the polymer-forming oligomer include caprolactone-modified hydroxypivalic acid and ester neopentyl glycol diacrylate.
必要に応じて含有される重合開始剤としては、例えば2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(メルク社製「ダロキュア1173」)、1−ヒドロキシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・ガイギー社製「イルガキュア184」)、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン(メルク社製「ダロキュア1116」)、ベンジルジメチルケタール(チバ・ガイギー社製「イルガキュア651」)、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパノン−1(チバ・ガイギー社製「イルガキュア907」)、2,4−ジエチルチオキサントン(日本化薬社製「カヤキュアDEXT」)とp−ジメチルアミノ安息香酸エチル(日本化薬社製「カイキュア−EPA」)との混合物、イソプロピルチオキサントン(ワードプレキンソップ社製「カンタキュアITX」)とp−ジメチルアミノ安息香酸エチルとの混合物等が挙げられるが、液状である2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンが液晶材料、高分子形成性モノマー若しくはオリゴマーとの相溶性の面で特に好ましい。 Examples of the polymerization initiator contained as necessary include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one ("Darocur 1173" manufactured by Merck & Co.), 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Ciba-Geigy). “Irgacure 184”), 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one (“Darocur 1116” manufactured by Merck), benzyldimethyl ketal (“Irgacure” manufactured by Ciba Geigy) 651 "), 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone-1 (" Irgacure 907 "manufactured by Ciba-Geigy), 2,4-diethylthioxanthone (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) “Kayacure DEXT”) and ethyl p-dimethylaminobenzoate (“KAICURE” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) PA "), a mixture of isopropylthioxanthone (" Kantacure ITX "manufactured by Ward Prekinsop) and ethyl p-dimethylaminobenzoate, and the like, which are liquid 2-hydroxy-2-methyl-1 -Phenylpropan-1-one is particularly preferred in terms of compatibility with liquid crystal materials, polymer-forming monomers or oligomers.
以上のような構成の調光層4は、次のようにして形成される。調光層4を形成する際は、透明基板2の主面と駆動回路基板3の一対の電極20a,20bが形成された主面とを対向させた状態の両基板2,3の間に、上述した液晶材料、上述した透明樹脂材料、及び任意成分として重合開始剤等を略均一に分散させた調光層形成材料を介在させ、この調光層形成材料に重合用エネルギーを供給し、透明樹脂材料を重合し、硬化させることで液晶材料の連続層中に三次元網目状構造の網目状透明樹脂4bを形成させた調光層4が形成される。なお、調光層形成材料中の液晶材料の含有量は、60〜95重量%の範囲が好ましく、70〜90重量%の範囲が特に好ましい。また、調光層形成材料中には、必要に応じて、架橋剤、連鎖移動剤、酸化防止剤、染料、配向材、光安定材等を添加することができる。
The
調光層形成材料を基板2,3間に介在させるには、この調光層形成材料を基板2,3間に注入しても良いが、透明基板2の主面と駆動回路基板3の一対の電極20a,20bが形成された主面のうち一方の主面に、適当な溶液塗布機やスピンコーター等を用いて調光層形成材料を略均一に塗布し、次いで調光層形成材料が塗布されていない方の基板の主面を塗布面に重ね合せて密着させてもよい。また、一方の基板の主面に調光層形成材料を塗布後、調光層形成材料中の透明樹脂材料を重合し、硬化させて調光層4を形成し、この調光層4に他方の基板を貼り合せる用にしてもよい。この方法の場合、窒素雰囲気下で重合工程を行う等、嫌気性条件下で透明樹脂材料を重合することが好ましい。
In order to interpose the light control layer forming material between the
透明樹脂材料を重合させる重合用エネルギーとしては、調光層形成材料中の透明樹脂材料を適切に重合させて三次元網目状構造に形成させるものであればよく、例えば紫外線、電子線等の放射線、熱等が挙げられる。 The polymerization energy for polymerizing the transparent resin material is not particularly limited as long as the transparent resin material in the light control layer forming material is appropriately polymerized to form a three-dimensional network structure, for example, radiation such as ultraviolet rays and electron beams. , Heat and the like.
特に、紫外線を基板2,3間に介在している調光層形成材料に透明基板2側から照射させて透明樹脂材料を重合する方法は好適である。紫外線照射による透明樹脂材料の液晶材料中での重合において光照射強度及び照射量も一定の強さ以上を必要とするが、それは透明樹脂材料の反応性及び重合開始剤の種類、濃度によって左右され、適切な光強度の選択により三次元網目状構造の形成及び網目の大きさの略均一化を図ることができる。さらに、紫外線の照射方法として、平面的に略均一な光強度の紫外線を照射することは、基板2,3間に介在する透明樹脂材料に略均一な光強度の紫外線が照射されることから、透明樹脂材料の重合が略均一に進行し、網目の大きさが略均一化にされた網目状透明樹脂4bを形成する上で有効である。具体的には、基板2,3の隙間の距離、すなわち形成される調光層4の厚みが5μm〜30μmの場合、透明基板2側から少なくとも3mW/cm2以上の光強度で10mJ/cm2以上の照射量の紫外線を5秒〜10秒程度照射する必要がある。
In particular, a method of polymerizing the transparent resin material by irradiating the light control layer forming material interposed between the
また、透明樹脂材料を重合する際の温度は、できるだけ低温域の方が好ましい。重合する際の温度が高い場合には、重合する速度が速すぎるため重合度があがらず、調光層4の白濁度が悪く、無電圧状態においても透明となったり、駆動電圧も高くなったりしてしまう。このような不具合を生じる温度とは、例えば液晶材料の相転移点の温度以上である。
Further, the temperature at the time of polymerizing the transparent resin material is preferably as low as possible. When the temperature at the time of polymerization is high, the polymerization rate is too high so that the degree of polymerization does not increase, the white turbidity of the
本発明によれば、以上で説明したアクティブマトリクス型の液晶表示素子の他に、例えば液晶デバイスとしてポリマーネットワーク型液晶を用いたパッシブマトリクス型の液晶表示素子やセグメント型の液晶表示素子等にも利用可能である。また、液晶表示素子を備える装置として例えば広告や時刻等を表示する表示装置、プロジェクション表示装置等にも利用可能である。さらには、例えば薄い、軽い、折り曲げ可能な表示装置、いわゆる電子ペーパー等にも利用可能である。 According to the present invention, in addition to the active matrix type liquid crystal display element described above, the present invention is also used for a passive matrix type liquid crystal display element using a polymer network type liquid crystal as a liquid crystal device, a segment type liquid crystal display element, or the like. Is possible. Further, as a device provided with a liquid crystal display element, for example, it can be used for a display device for displaying advertisements, time, etc., a projection display device, and the like. Further, it can be used for a thin, light, foldable display device, so-called electronic paper, and the like.
1 ポリマーネットワーク型液晶表示素子、2 透明基板、 3 駆動回路基板、4 調光層、4a 液晶分子、4b 網目状透明樹脂、11 薄膜トランジスタ、12 コンデンサ、13 スイッチング駆動回路、14 基板、15 信号線、16 走査線、17 表示領域、17a 画素、18 信号ドライバ、19 走査ドライバ、20a,20b 電極、21 コモン電極、22 層間絶縁膜、23 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (14)
上記第1の基板に対向して配置され、光透過性を有する第2の基板と、
上記第1の基板と上記第2の基板との間に設けられ、液晶材料と三次元網目状構造の透明樹脂とを有する調光層とを備え、
上記第1の基板には、上記調光層に対して電界を印加する一対の電極が設けられていることを特徴とする液晶表示素子。 A first substrate;
A second substrate disposed opposite the first substrate and having optical transparency;
A light control layer provided between the first substrate and the second substrate and having a liquid crystal material and a transparent resin having a three-dimensional network structure;
The liquid crystal display element, wherein the first substrate is provided with a pair of electrodes for applying an electric field to the light control layer.
上記第1の基板に対向して配置され、光透過性を有する第2の基板と、
上記第1の基板と上記第2の基板との間に設けられ、液晶材料と三次元網目状構造の透明樹脂とを有する調光層とを備え、
上記第1の基板及び上記第2の基板には、上記調光層に対して電界を印加する電極がそれぞれ設けられ、
上記調光層は、上記第2の基板と当接する領域を有していることを特徴とする液晶表示素子。 A first substrate;
A second substrate disposed opposite the first substrate and having optical transparency;
A light control layer provided between the first substrate and the second substrate and having a liquid crystal material and a transparent resin having a three-dimensional network structure;
The first substrate and the second substrate are each provided with an electrode for applying an electric field to the light control layer,
The liquid crystal display element, wherein the light control layer has a region in contact with the second substrate.
上記調光層に対して電界を印加する一対の電極を、上記第1の基板に形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 A light control layer having a liquid crystal material and a transparent resin having a three-dimensional network structure is disposed between the first substrate and the second substrate that is disposed opposite to the first substrate and has light transmittance. A method of manufacturing a disposed liquid crystal display element,
A method of manufacturing a liquid crystal display element, wherein a pair of electrodes for applying an electric field to the light control layer is formed on the first substrate.
上記第1の基板及び上記第2の基板に、上記調光層に対して電界を印加する電極をそれぞれ形成し、
上記調光層に、上記第2の基板が当接する領域を設けることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 A light control layer having a liquid crystal material and a transparent resin having a three-dimensional network structure is disposed between the first substrate and the second substrate that is disposed opposite to the first substrate and has light transmittance. A method of manufacturing a disposed liquid crystal display element,
An electrode for applying an electric field to the light control layer is formed on each of the first substrate and the second substrate,
A method of manufacturing a liquid crystal display element, wherein the light control layer is provided with a region in contact with the second substrate.
14. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 13, wherein a driving element for driving the electrode is formed on the first substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003368396A JP2005134504A (en) | 2003-10-29 | 2003-10-29 | Liquid crystal display element and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003368396A JP2005134504A (en) | 2003-10-29 | 2003-10-29 | Liquid crystal display element and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005134504A true JP2005134504A (en) | 2005-05-26 |
Family
ID=34646072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003368396A Withdrawn JP2005134504A (en) | 2003-10-29 | 2003-10-29 | Liquid crystal display element and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005134504A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010092682A (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Sony Corp | Illuminating device, display device, and manufacturing method of light modulation element |
US7855405B2 (en) | 2007-06-14 | 2010-12-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor and display panel having the same |
WO2012165384A1 (en) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | シャープ株式会社 | Display device |
CN107340625A (en) * | 2017-09-01 | 2017-11-10 | 东莞通华液晶有限公司 | A kind of polymer network liquid crystal shows structure and preparation method thereof |
CN111240073A (en) * | 2020-02-13 | 2020-06-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | Display panel, manufacturing method thereof and display device |
-
2003
- 2003-10-29 JP JP2003368396A patent/JP2005134504A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7855405B2 (en) | 2007-06-14 | 2010-12-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor and display panel having the same |
JP2010092682A (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Sony Corp | Illuminating device, display device, and manufacturing method of light modulation element |
WO2012165384A1 (en) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | シャープ株式会社 | Display device |
CN107340625A (en) * | 2017-09-01 | 2017-11-10 | 东莞通华液晶有限公司 | A kind of polymer network liquid crystal shows structure and preparation method thereof |
CN111240073A (en) * | 2020-02-13 | 2020-06-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | Display panel, manufacturing method thereof and display device |
CN111240073B (en) * | 2020-02-13 | 2023-01-17 | 京东方科技集团股份有限公司 | Display panel, manufacturing method thereof and display device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5583673A (en) | Polymer dispersed liquid crystal display device, and a method for producing the same | |
US5296952A (en) | Double-layer liquid crystal device having a three dimensional network structure | |
KR0173803B1 (en) | Lcd element and its manufacture | |
JP4138759B2 (en) | Liquid crystal display device and electronic device | |
US5729319A (en) | Liquid crystal display device and method for fabricating the same | |
KR100397908B1 (en) | Polymer dispersion type liquid crystal display panel and its manufacturing method | |
WO2010023851A1 (en) | Reflection type liquid crystal display device | |
JP2005134504A (en) | Liquid crystal display element and its manufacturing method | |
JPH06160814A (en) | Twisted nematic liquid crystal display element | |
KR0162271B1 (en) | Lcd device and its production | |
JP3226845B2 (en) | Method for manufacturing polymer dispersed liquid crystal display element | |
JP3401681B2 (en) | Liquid crystal device | |
JPH08190086A (en) | Liquid crystal display element and display device using the element | |
JP3864429B2 (en) | LCD device | |
JP3401680B2 (en) | Liquid crystal device | |
JP3680332B2 (en) | Liquid crystal display element and display device using the same | |
US20230205010A1 (en) | Liquid crystal display element | |
US11829021B2 (en) | Polymer dispersed liquid crystal display device comprising a polymer network having a helical structure and method for manufacturing the same | |
JPH05273576A (en) | Light scattering type liquid crystal two-layered panel | |
JP3383921B2 (en) | Liquid crystal device | |
KR100257027B1 (en) | Lcd device | |
JP2003202554A (en) | Liquid crystal display element | |
KR100355280B1 (en) | Liquid crystal display device | |
JPH05281526A (en) | Liquid crystal display element | |
JP2500566B2 (en) | Liquid crystal optical element and liquid crystal display element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070109 |