JP2009229685A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】徐々に散乱状態が変化して行く状態を表示することができる液晶表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１は、対向配置された基板２ａ，２ｂ間に挟持された液晶層３と、シール剤層４とを備え、シール剤層４は、第１のスペーサ５を含み、液晶層３は、基板２ａ，２ｂ間の距離に応じて電気光学特性の閾値が変化する液晶からなると共に、第１のスペーサよりも小径の第２のスペーサ６を含み、基板２ａ，２ｂ間の距離が液晶表示装置１内の位置によって異なる。液晶表示装置１１は、対向配置された基板２ａ，２ｂ間に挟持された液晶層３と、シール剤層４とを備え、シール剤層４は、位置によって径の異なる複数のスペーサ５，６を含み、液晶層３は、基板２ａ，２ｂ間の距離に応じて電気光学特性の閾値が変化する液晶からなり、基板２ａ，２ｂ間の距離が液晶表示装置１内の位置によって異なる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、散乱型液晶を用いる液晶表示装置及びその製造方法に関する。

従来、散乱型液晶として、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）と呼ばれるものが知られている（例えば特許文献１参照）。

前記高分子分散型液晶を用いる液晶表示装置は、モノマーと重合開始剤（例えば、光重合開始剤）とが添加された液晶に紫外線を照射して、該モノマーをポリマー化させることにより、液晶部分とポリマー部分とに相分離することを利用したものである。前記高分子分散型液晶を用いる液晶表示装置は、電圧無印加時には液晶部分とポリマー部分との屈折率が異なるため、入射光が散乱することにより不透明な白色の表示状態となる。一方、電圧印加時にはり、液晶部分とポリマー部分との屈折率の差が小さくなるために透明な表示状態となる。

前記高分子分散型液晶を用いる液晶表示装置は、偏光板や配向膜を必要としないので、少ない電力でより明るい画面を実現することができる。

しかしながら、前記高分子分散型液晶を用いる液晶表示装置では、部分的に散乱状態を変えたり、電圧により散乱が生じる部分が変わるような表示を行うことが困難であり、恰もガラス表面が凍結していくかのような、徐々に散乱状態が変化して行く状態を表示することが難しいという不都合がある。
特開２００５−６０７０３号公報

本発明は、かかる不都合を解消して、恰もガラス表面が凍結していくかのような、徐々に散乱状態が変化して行く状態を表示することができる液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記高分子分散型液晶を用いる液晶表示装置における前記不都合を解消するために、例えば、多数の電極を設け、各電極に印加する電圧をそれぞれ変えることにより、部分的に散乱状態を変化させることが考えられる。しかし、このようにするためには、多くの電源が必要になるという問題がある。

また、前記不都合を解消するするために、高抵抗透明導電膜を用い、印加電圧に勾配をつけ、実効的に液晶層にかかる電圧を変えることにより、部分的に散乱状態を変化させることが考えられる。しかし、このようにするためには、例えば酸化インジウムスズの場合、５００Ω□の抵抗を得るためには膜厚を５ｎｍ以下にする必要があり、前記高抵抗透明導電膜自体の形成が困難であるという問題がある。酸化インジウムスズに代えて、抵抗の高い金属酸化膜を用いることも考えられるが、このような金属酸化膜は高価であり、しかもパターニングが困難であるという問題がある。

そこで、前記目的を達成するために、本発明の第１の態様の液晶表示装置は、互いに対向して配置された１対の基板と、該１対の基板の間に挟持された液晶層と、該１対の基板の間に形成されて該液晶層を封止するシール剤層とを備える液晶表示装置において、該シール剤層は、第１のスペーサを含み、該液晶層は、該１対の基板間の距離に応じて電気光学特性の閾値が変化する液晶からなると共に、第１のスペーサよりも小径の第２のスペーサを含み、該１対の基板間の距離が液晶表示装置内の位置によって異なることを特徴とする。

本発明の第１の態様の液晶表示装置は、前記シール剤層に含まれる第１のスペーサと、前記液晶層に含まれる第２のスペーサとの径が異なり、第２のスペーサの方が小径になっているので、前記基板間の距離は、表示領域の周縁部ほど大きく、中心部ほど小さくなっている。一方、前記液晶層は、前記基板間の距離に応じて電気光学特性の閾値が変化する液晶からなっている。

この結果、本発明の第１の態様の液晶表示装置によれば、表示領域の全体に同一の電圧を印加しても、該表示領域の部分によって前記基板間の距離が異なるので、入射光の散乱状態を変化させることができる。従って、本発明の第１の態様の液晶表示装置によれば、印加される電圧を経時的に変化させることにより、経時的にかつ前記表示領域の各部で入射光の散乱状態が変化し、恰もガラス表面が徐々に凍結していくかのような表示を行うことが可能になる。

また、本発明の液晶表示装置は、第２の態様として、前記シール剤層が、位置によって径の異なる複数のスペーサを含み、該液晶層は、該１対の基板間の距離に応じて電気光学特性の閾値が変化する液晶からなり、該１対の基板間の距離が液晶表示装置内の位置によって異なることを特徴とするものであってもよく、前記第１の態様の液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。

本発明の各態様の液晶表示装置において、基板間の距離に応じて電気光学特性の閾値が変化する前記液晶としては、ポリマー分散型液晶またはポリマーネットワーク型液晶を用いることができる。

本発明の第１の態様の液晶表示装置は、互いに対向して配置された１対の基板の一方の基板上に、第１のスペーサを含むシール剤層を形成する工程と、該１対の基板の他方の基板上に、第１のスペーサよりも小径の第２のスペーサを散布する工程と、両基板を重ね合わせ、両基板間に該１対の基板間の距離に応じて電気光学特性の閾値が変化する液晶を注入し、該シール剤層により封止された液晶層を形成する工程とを備える製造方法により、有利に製造することができる。

また、本発明の第２の態様の液晶表示装置は、互いに対向して配置された１対の基板の一方の基板上に、位置によって径の異なる複数のスペーサを含むシール剤層を形成する工程と、該基板を他方の基板と重ね合わせ、両基板間に該１対の基板間の距離に応じて電気光学特性の閾値が変化する液晶を注入し、該シール剤層により封止された液晶層を形成する工程とを備える製造方法により、有利に製造することができる。

本発明の各態様の液晶表示装置の製造方法において、前記液晶は、重合性モノマーと、光重合反応開始剤とを含み、紫外線照射により該重合性モノマーを重合させることを特徴とする。このようにすることにより、液晶部分とポリマー部分とが相分離した液晶層を得ることができる。該相分離した液晶層は、重合されたポリマー間に複数の液晶層が積層した状態として形成される。基板間距離と該積層の数とには相関があり、基板間距離が大きいほど層数が多く、基板上の電極により印加された電圧が分圧されることで実質的に１つの液晶層に印加される電圧が小さくなる。このことから液晶表示装置として見たとき、見かけ上の閾値の上昇として観察されることになる。

本発明の各態様の液晶表示装置の製造方法において、前記液晶層は徐々に散乱状態が変化して行く状態を表示するために、部分的に相分離の状態が異なっていることが好ましい。前記紫外線の照射条件が変わると、ポリマー中の液晶ドロップレットの形状だけでなく、大きさ、すなわち前記の液晶層の大きさも変化すると考えられる。このことから結果として基板間の液晶層の数が変わると考えられ、照射条件の違いで散乱性と共に閾値が変化し、さらに印加電圧によっても得られる散乱状態が変わると考えられる。そこで、このような液晶層を形成するために、前記紫外線照射は、前記液晶表示装置の位置によって照射条件が異なるように照射することが好ましい。

前記液晶表示装置の位置によって照射条件が異なるように照射するために、前記紫外線照射は、例えば、前記液晶表示装置の少なくとも１部を被覆して行うようにしてもよく、また、照射される紫外線に対して該液晶表示装置を傾けた状態で行うようにしてもよい。

本発明の各態様の液晶表示装置の製造方法において、前記液晶層は、例えば、液晶滴下工法（ＯＤＦ法）により形成することができる。また、前記液晶滴下工法により形成された前記液晶層に前記紫外線を照射して前記重合性モノマーを重合させる際に、同時に前記シール剤層を硬化させるようにしてもよい。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の第１の態様の液晶表示装置の構成を示す説明的断面図であり、図２は本実施形態の第２の態様の液晶表示装置の構成を示す説明的断面図である。

次に、本実施形態の第１の態様について説明する。

図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置１は、対向配置された１対のガラス基板２ａ，２ｂと、基板２ａ，２ｂ間に挟持された液晶層３と、基板２ａ，２ｂの周縁部に形成されて液晶層３を封止するシール剤層４とを備え、シール剤層４の内周部が表示領域となっている。

基板２ａ，２ｂは、互いに対向する面に、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等からなる透明電極（図示せず）を備え、該透明電極の上にはラビング処理等による配向処理が施された配向膜（図示せず）を備えている。液晶層３は、例えば、ポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ）またはポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）であり、基板２ａ，２ｂ間の距離応じて電気光学特性の閾値が変化する。前記ＰＤＬＣは、例えば、アクリレートモノマー等の液晶性を備えない重合性モノマーと、光重合開始剤とを含む液晶に紫外線を照射して、該重合性モノマーをポリマー化させたものであり、液晶部分とポリマー部分とに相分離している。

シール剤層４は、スペーサとして、３〜１５０μｍの範囲の直径を備えるギャップコントロール剤５を２〜１０重量％の範囲で含んでいる。ギャップコントロール剤５として、例えば、直径７５μｍのプラスチックボールを、シール剤層４に対して４重量％の割合で用いることができる。

また、液晶層３は、スペーサとして、２〜５０μｍの範囲の直径を備え、シール剤層４に含まれるギャップコントロール剤５よりも小径のギャップコントロール剤６を含んでいる。ギャップコントロール剤６として、例えば、直径１５μｍのプラスチックボールを用いることができる。

本実施形態の液晶表示装置１は、基板２ａ，２ｂ間の間隔が部分的に異なる構成となっている。具体的には、基板２ａ，２ｂ間の間隔は、前記表示領域の周縁部では、シール剤層４に含まれるギャップコントロール剤５に規制されて約７５μｍとなっているが、前記表示領域の中央部では液晶層３に含まれるギャップコントロール剤６に規制されて約１５μｍとなっている。そして、周縁部から中央部にかけて、なだらかな勾配が形成されている。

次に、本実施形態の液晶表示装置１の製造方法について説明する。

液晶表示装置１を製造する際には、まず、ガラス基板２ａ，２ｂを用意する。ガラス基板２ａ，２ｂとして、例えば、板厚０．７ｍｍの青板ガラスを用いることができる。ガラス基板２ａ，２ｂの板厚は、前記板厚に限らないが、薄い方が基板２ａ，２ｂ間の距離の変化に対応しやすくなるので有利である。

次に、ガラス基板２ａ，２ｂの対向する面に、ＩＴＯ等からなる透明電極（図示せず）を形成する。前記透明電極は、１００〜２０００オングストロームの範囲の厚さ、例えば２０００オングストロームの厚さを備え、シール剤層４が形成される部分を除いてガラス基板２ａ，２ｂの全面に形成される。

次に、前記透明電極上に配向膜（図示せず）を形成し、ラビング処理等の配向処理を施して、基板２ａ，２ｂ間の配向方向がアンチパラレルになるようにする。前記配向膜は、５０〜１００ｎｍの範囲の厚さ、例えば８０ｎｍの厚さを備えるものを用いることができ、このような配向膜として例えば日産化学工業株式会社製ＳＥ−４１０（商品名）を挙げることができる。基板２ａ，２ｂ間の配向方向は、ツイステッドネマティック（ＴＮ）配向であってもよい。

尚、前記配向処理は行わなくてもよく、さらに前記配向膜自体、形成しなくてもよい。

次に、一方のガラス基板、例えば下基板２ａ上に、３〜１５０μｍの範囲の直径、例えば７５μｍの直径を備えるプラスチックボールからなるギャップコントロール剤５を、２〜１０重量％の範囲、例えば４重量％含むシール剤層４を形成する。シール剤層４の形成は、スクリーン印刷またはディスペンサーにより行うことができる。また、シール剤層４を形成するシール剤として、例えば三井化学株式会社製ＥＳ−７５００（商品名）を挙げることができる。

また、他方のガラス基板、例えば上基板２ｂ上には、２〜５０μｍの範囲の直径を備え、シール剤層４に含まれるギャップコントロール剤５よりも小径の、例えば１５μｍの直径を備えるプラスチックボールからなるギャップコントロール剤６を散布する。ギャップコントロール剤６は、例えば、乾式のギャップ散布機により散布することができる。

次に、基板２ａ，２ｂを重ね合わせ、プレス機等で一定の圧力を加えた状態で熱処理を行い、前記シール剤層４を硬化させる。前記熱処理は、例えば、１５０℃の温度で３時間行う。この結果、基板２ａ，２ｂ間の距離が周縁部で７５μｍ、中央部で１５μｍの空セルが得られる。

次に、前記空セルに、アクリレートモノマー等の液晶性を備えない重合性モノマーと、光重合開始剤とを含む液晶を真空注入した後、注入口にエンドシール剤を塗布して、前記液晶を前記セル中に封止する。前記液晶として、例えば大日本インキ化学工業株式会社製ＰＮＭ−１７０（商品名、Δｎ０．２２６、Δε正）を挙げることができる。前記エンドシール剤は、エポキシ系の２液性硬化剤であってもよく、紫外線硬化型のものであってもよい。但し、紫外線硬化型のエンドシール剤を用いる場合は、硬化の際に、セル内に紫外線が入らないように遮光する等の注意が必要である。

次に、前記液晶が注入されたセルに紫外線を照射して、前記重合性モノマーをポリマー化させることにより、図１に示す液晶表示装置１が得られる。前記紫外線照射は、例えば、株式会社目白プレシジョン製の光配向装置等を用いて行うことができる。前記紫外線の光源としては、高圧水銀ランプを用いることができるが、キセノンランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ等を用いてもよい。

前記紫外線の照射は、例えば、波長３５０ｎｍの紫外線を、８３ｍＷ／ｍ^２の照射強度で全露光時間が３０秒間となるようにして行うことができる。この場合、照射量は２．５ｍＷ／ｍ^２となる。

このとき、液晶表示装置１は、露光条件によっても、前記表示領域の位置や部分によって入射光の散乱状態が変化する。そこで、前記紫外線の照射は、前記セルの全面が均一に露光するように行ってもよいが、前記表示領域の位置や部分によって照射される状態が変わるようにしてもよい。

前記紫外線の照射される状態が変わるようにするために、例えば、露光機とセルとの間にクリーンルームに用いられるベンコットを、前記表示領域の位置や部分によって散乱状態が異なるように変形して配置し、該セルの少なくとも１部を被覆した状態で、１０秒間露光を行い、その後、前記セルの全面に均一に２０秒間露光を行うようにすることができる。前記ベンコットに代えて、フォトマスク、ハーフトーンマスク等を用いてもよい。前記フォトマスクとしては、２０μｍ／２０μｍのライン／スペースパターン（ストライプパターン）の他、格子状パターン、同心円状パターン、ランダムパターン等を用いることができる。

また、前記紫外線の照射される状態が変わるようにするために、例えば、セルを垂直近くまで立てて、照射される該紫外線に対して該セルを傾けた状態で行うようにしてもよい。このようにすると、光源近くの方がより強く散乱する状態となっている液晶表示装置１が得られる。これは、セル端面から入射する紫外線の影響と考えられる。

このようにして得られた本実施形態の液晶表示装置１は、前記表示領域の全体に同一の電圧を印加しても、該表示領域の周縁部と中央部とで基板２ａ，２ｂ間の距離が異なるので、入射光の散乱状態を変化させることができる。この結果、液晶表示装置１では、前記表示領域の周縁部では散乱性が強く、中央部では散乱性がやや弱くなる上、該表示領域の位置や部分によって散乱性の分布を備えている。

液晶表示装置１に電圧を印加したところ、前記表示領域の中央部のセル厚が相対的に薄い部分がまず透明になり、次いで電圧を上げるに従って、中央部の周囲が徐々に透明になる様子が観察された。３０Ｖ程度の高い電圧を印加すると、前記表示領域の全面が透明になった。

次に、電圧を３０Ｖから徐々に落としていくと、まず、前記表示領域の周縁部が徐々に散乱し始め、散乱の状態が徐々に中央部に向かって広がっていく様子が観察された。即ち、前記表示領域が周縁部から徐々に凍結していくかのような表示を実現することができた。

液晶表示装置１において、電圧により散乱の状態と透明の状態との位置や部分が変わるのは、液晶層３がＰＤＬＣまたはＰＮＬＣからなり、基板間の距離（セル厚）に応じて電気光学特性の閾値が変化するためである。そこで、次にセル厚に対する閾値を調べたところ、透過率が１０％程度（散乱に近い状態）になる電圧（閾値Ｖ１０）は、セル厚５μｍで１Ｖ程度、１５μｍで３Ｖ程度、３０μｍで６Ｖ程度、７５μｍで２０Ｖ程度であった。また、透過率が９０％程度（透明に近い状態）になる電圧（閾値Ｖ９０）は、セル厚５μｍで１．５Ｖ程度、１５μｍで４．５Ｖ程度、３０μｍで１０Ｖ程度、７５μｍで３０Ｖ程度であった。

従って、液晶表示装置１によれば、各セル厚部分の散乱状態と透明状態とを印加電圧により制御することができる。表１に、印加電圧と各セル厚部分の散乱状態または透明状態との関係を示す。表１において、「○」は散乱状態を、「−」は透明状態を、それぞれ示す。各セル厚部分において、散乱状態となる電圧と、透明状態となる電圧との間の電圧では、中間調的に散乱状態が変化する。

尚、液晶表示装置１の散乱性（反射率）は、セル厚の対数にほぼ比例する。

尚、液晶表示装置１では、光源は、例えば、赤色、緑色、青色の各色のＬＥＤを８個所配置し、白色光及びカラー光を照射できるようにし、液晶層３の側面から光を入射できるようにしてもよい。前記光源が液晶層３の側面から光を入射できるようにするときには、背景（液晶層３の奥側）には、文字、絵等の反射物体を配置してもよい。また、別途バックライトを配置してもよい。

次に、本実施形態の第２の態様について説明する。

図２に示すように、本実施形態の液晶表示装置１１は、対向配置された１対のガラス基板２ａ，２ｂと、基板２ａ，２ｂ間に挟持された液晶層３と、基板２ａ，２ｂの周縁部に形成されて液晶層３を封止するシール剤層４ａ，４ｂとを備え、シール剤層４ａ，４ｂの内周部が表示領域となっている。

基板２ａ，２ｂは、互いに対向する面に、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等からなる透明電極（図示せず）を備え、該透明電極の上にはラビング処理等による配向処理が施された配向膜（図示せず）を備えている。液晶層３は、例えば、ポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ）またはポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）であり、基板２ａ，２ｂ間の距離応じて電気光学特性の閾値が変化する。前記ＰＤＬＣは、例えば、アクリレートモノマー等の液晶性を備えない重合性モノマーと、光重合開始剤とを含む液晶に紫外線を照射して、該重合性モノマーをポリマー化させたものであり、液晶部分とポリマー部分とに相分離している。

右半分のシール剤層４ａは、スペーサとして、３〜１５０μｍの範囲の直径を備えるギャップコントロール剤５を２〜１０重量％の範囲で含んでいる。ギャップコントロール剤５として、例えば、直径７５μｍのプラスチックボールを、シール剤層４ａに対して４重量％の割合で用いることができる。

また、左半分のシール剤層４ｂは、スペーサとして、２〜５０μｍの範囲の直径を備え、ギャップコントロール剤５よりも小径のギャップコントロール剤６を１〜５重量％の範囲で含んでいる。ギャップコントロール剤６として、例えば、直径１５μｍのプラスチックボールを、シール剤層４ｂに対して３重量％の割合で用いることができる。

また、液晶層３は、スペーサとして、右半分にはギャップコントロール剤５を含み、左半部にはギャップコントロール剤６を含んでいる。

本実施形態の液晶表示装置１１は、基板２ａ，２ｂ間の間隔が部分的に異なる構成となっている。具体的には、基板２ａ，２ｂ間の間隔は、前記表示領域の右半部では、シール剤層４ａに含まれるギャップコントロール剤５に規制されて約７５μｍとなっているが、左半部ではシール剤層４ｂに含まれるギャップコントロール剤６に規制されて約１５μｍとなっている。

次に、本実施形態の液晶表示装置１１の製造方法について説明する。

液晶表示装置１１を製造する際には、まず、ガラス基板２ａ，２ｂを用意する。ガラス基板２ａ，２ｂとして、例えば、板厚０．７ｍｍの青板ガラスを用いることができる。ガラス基板２ａ，２ｂの板厚は、前記のものに限らないが、薄い方が基板２ａ，２ｂ間の距離の変化に対応しやすくなるので有利である。

次に、ガラス基板２ａ，２ｂの対向する面に、ＩＴＯ等からなる透明電極（図示せず）を形成する。前記透明電極は、１００〜２０００オングストロームの範囲の厚さ、例えば２０００オングストロームの厚さを備え、シール剤層４が形成される部分を除いてガラス基板２ａ，２ｂの全面に形成される。

次に、前記透明電極上に配向膜（図示せず）を形成し、ラビング処理等の配向処理を施して、基板２ａ，２ｂ間の配向方向がアンチパラレルになるようにする。前記配向膜は、５０〜１００ｎｍの範囲の厚さ、例えば８０ｎｍの厚さを備えるものを用いることができ、このような配向膜として例えば日産化学工業株式会社製ＳＥ−４１０（商品名）を挙げることができる。基板２ａ，２ｂ間の配向方向は、ツイステッドネマティック（ＴＮ）配向であってもよい。

尚、前記配向処理は行わなくてもよく、さらに前記配向膜自体、形成しなくてもよい。

次に、一方のガラス基板、例えば下基板２ａ上の右半分に、３〜１５０μｍの範囲の直径、例えば７５μｍの直径を備えるプラスチックボールからなるギャップコントロール剤５を、２〜１０重量％の範囲、例えば４重量％含むシール剤層４ａを形成する。また、下基板２ａ上の左半分に、２〜５０μｍの範囲の直径、例えば１５μｍの直径を備えるプラスチックボールからなるギャップコントロール剤６を、１〜５重量％の範囲、例えば３重量％含むシール剤層４ｂを形成する。

シール剤層４ａ，４ｂの形成は、ディスペンサーにより行うことができるが、スクリーン印刷により行ってもよい。スクリーン印刷によるときには、左右に分かれた２種類の版を用いる。また、シール剤層４ａ，４ｂを形成するシール剤として、例えば三井化学株式会社製ＥＳ−７５００（商品名）を挙げることができる。

また、他方のガラス基板、例えば上基板２ｂ上には、まず左半分に、ＳＵＳマスク、クリーンペーパー等の発塵の無い材料からなるマスクを配置して、右半分にギャップコントロール剤５を散布する。次に、右半分に前記マスクを配置して、右半分にギャップコントロール剤５を散布する。ギャップコントロール剤５，６は、例えば、乾式のギャップ散布機により散布することができる。

次に、基板２ａ，２ｂを重ね合わせ、プレス機等で一定の圧力を加えた状態で熱処理を行い、前記シール剤層４を硬化させる。前記熱処理は、例えば、１５０℃の温度で３時間行う。この結果、基板２ａ，２ｂ間の距離が右半部で７５μｍ、左半部で１５μｍの空セルが得られる。

次に、前記空セルに、アクリレートモノマー等の液晶性を備えない重合性モノマーと、光重合開始剤とを含む液晶を真空注入した後、注入口にエンドシール剤を塗布して、前記液晶を前記セル中に封止する。前記液晶として、例えば大日本インキ化学工業株式会社製ＰＮＭ−１７０（商品名、Δｎ０．２２６、Δε正）を挙げることができる。前記エンドシール剤は、エポキシ系の２液性硬化剤であってもよく、紫外線硬化型のものであってもよい。但し、紫外線硬化型のエンドシール剤を用いる場合は、硬化の際に、セル内に紫外線が入らないように遮光する等の注意が必要である。

次に、前記液晶が注入されたセルに紫外線を照射して、前記重合性モノマーをポリマー化させることにより、図２に示す液晶表示装置１１が得られる。前記紫外線照射は、例えば、株式会社目白プレシジョン製の光配向装置等を用いて行うことができる。前記紫外線の光源としては、高圧水銀ランプを用いることができるが、キセノンランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ等を用いてもよい。

前記紫外線の照射は、例えば、波長３５０ｎｍの紫外線を、８３ｍＷ／ｍ^２の照射強度で全露光時間が３０秒間となるようにして行うことができる。この場合、照射量は２．５ｍＷ／ｍ^２となる。

このとき、液晶表示装置１１は、露光条件によっても、前記表示領域の位置や部分によって入射光の散乱状態が変化する。そこで、前記紫外線の照射は、前記セルの全面が均一に露光するように行ってもよいが、前記表示領域の位置や部分によって照射される状態が変わるようにしてもよい。

前記紫外線の照射される状態が変わるようにするために、例えば、セルを垂直に立てて、照射される該紫外線に対して該セルを傾けた状態で行うようにしてもよい。この場合、例えば、セルを垂直に立てて、セル下側の端面側を前記紫外線の光源に向けた状態で、１０秒間露光を行い、その後、前記セルの全面に均一に２０秒間露光を行うようにすることができる。

このようにして得られた本実施形態の液晶表示装置１１は、前記表示領域の全体に同一の電圧を印加しても、該表示領域の右半部と左半部とで基板２ａ，２ｂ間の距離が異なり、さらに右半部及び左半部のそれぞれ上半部と下半部とで、前記重合性ポリマーの紫外線に対する露光条件が異なっているので、入射光の散乱状態を変化させることができる。この結果、液晶表示装置１１では、前記表示領域の右下部、右上部、左下部、左上部の順に散乱状態が変化する。

液晶表示装置１１に電圧を印加したところ、前記表示領域の左半部のセル厚が相対的に薄い部分がまず透明になり、次いで電圧を上げるに従って、右半部が徐々に透明になる様子が観察された。３０Ｖ程度の高い電圧を印加すると、前記表示領域の全面が透明になった。

次に、電圧を３０Ｖから徐々に落としていくと、まず、前記表示領域の右半部が徐々に散乱し始め、散乱の状態が徐々に左半部に向かって広がっていく様子が観察された。即ち、前記表示領域が右側から左側に向かって徐々に凍結していくかのような表示を実現することができた。また、前記表示領域の下側ほど散乱度が強くなる状態を実現することができた。尚、前記表示領域の下側は、前記紫外線照射における紫外線の入射側である。

前記各態様では、前記セルに対する前記液晶の注入を真空注入により行う場合について説明しているが、前記セルに対する前記液晶の注入は、液晶滴下工法（ＯＤＦ法）により行ってもよい。

前記セルに対する前記液晶の注入をＯＤＦ法により行う場合は、上基板２ａのシール剤層４（４ａ，４ｂ）の内周側に、前記重合性モノマーと、光重合開始剤とを含む液晶をディスペンサ等により所定量滴下する。液晶表示装置１，１１のセル厚は、前記液晶の滴下量にも影響されるため、前記液晶は所望のセル厚分布を考慮して滴下量を定めることが好ましい。

前記液晶が滴下された上基板２ａは、真空中で下基板２ｂと重ね合わされる。尚、下基板２ｂには、前記各態様と同一にしてギャップコントロール剤が散布されている。

前記のようにして重ね合わされた上下基板２ａ，２ｂは、大気解放後、紫外線が照射されることにより、前記重合性モノマーがポリマー化される。このとき、シール剤層４（４ａ，４ｂ）を形成するシール剤として、紫外線硬化型シール剤または紫外線熱併用型シール剤を用いることにより、前記重合性モノマーのポリマー化と同時にシール剤層４（４ａ，４ｂ）を硬化させることができるので好ましい。このようなシール剤として、例えば協立化学産業株式会社製のシール剤を挙げることができる。尚、紫外線熱併用型シール剤を用いるときには、前記紫外線照射後、さらに所定条件で熱処理を行う。

前記ＯＤＦ法は、工程を削減でき、エンドシール剤を必要としないので、液晶表示装置１，１１の製造に適している。

本発明の第１の態様の液晶表示装置の構成を示す説明的断面図。 本発明の第１の態様の液晶表示装置の構成を示す説明的断面図。

符号の説明

１、１１…液晶表示装置、 ２ａ，２ｂ…ガラス基板、 ３…液晶層、 ４，４ａ，４ｂ…シール剤層、 ５，６…ギャップコントロール剤。

Claims (11)

1. 互いに対向して配置された１対の基板と、該１対の基板の間に挟持された液晶層と、該１対の基板の間に形成されて該液晶層を封止するシール剤層とを備える液晶表示装置において、
   該シール剤層は、第１のスペーサを含み、該液晶層は、該１対の基板間の距離に応じて電気光学特性の閾値が変化する液晶からなると共に、第１のスペーサよりも小径の第２のスペーサを含み、該１対の基板間の距離が液晶表示装置内の位置によって異なることを特徴とする液晶表示装置。
2. 互いに対向して配置された１対の基板と、該１対の基板の間に挟持された液晶層と、該１対の基板の間に形成されて該液晶層を封止するシール剤層とを備える液晶表示装置において、
   該シール剤層は、位置によって径の異なる複数のスペーサを含み、該液晶層は、該１対の基板間の距離に応じて電気光学特性の閾値が変化する液晶からなり、該１対の基板間の距離が液晶表示装置内の位置によって異なることを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記液晶は、ポリマー分散型液晶またはポリマーネットワーク型液晶であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の液晶表示装置。
4. 互いに対向して配置された１対の基板の一方の基板上に、第１のスペーサを含むシール剤層を形成する工程と、
   該１対の基板の他方の基板上に、第１のスペーサよりも小径の第２のスペーサを散布する工程と、
   両基板を重ね合わせ、両基板間に該１対の基板間の距離に応じて電気光学特性の閾値が変化する液晶を注入し、該シール剤層により封止された液晶層を形成する工程とを備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
5. 互いに対向して配置された１対の基板の一方の基板上に、位置によって径の異なる複数のスペーサを含むシール剤層を形成する工程と、
   該基板を他方の基板と重ね合わせ、両基板間に該１対の基板間の距離に応じて電気光学特性の閾値が変化する液晶を注入し、該シール剤層により封止された液晶層を形成する工程とを備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
6. 前記液晶は、重合性モノマーと、光重合反応開始剤とを含み、紫外線照射により該重合性モノマーを重合させることを特徴とする請求項４または請求項５記載の液晶表示装置の製造方法。
7. 前記紫外線照射は、前記液晶表示装置の位置によって照射条件が異なるように照射することを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置の製造方法。
8. 前記紫外線照射は、前記液晶表示装置の少なくとも１部を被覆して行うことにより、該液晶表示装置の位置によって照射条件が異なるように照射することを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置の製造方法。
9. 前記紫外線照射は、照射される紫外線に対して前記液晶表示装置を傾けた状態で行うことにより、該液晶表示装置の位置によって照射条件が異なるように照射することを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置の製造方法。
10. 前記液晶層は、液晶滴下工法により形成することを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれか１項記載の液晶表示装置の製造方法。
11. 前記液晶滴下工法により形成された前記液晶層に前記紫外線を照射して前記重合性モノマーを重合させる際に、同時に前記シール剤層を硬化させることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置の製造方法。

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