JP2013088567A - Method for manufacturing cholesteric liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラー電子ペーパーなどに使用されるコレステリック液晶ディスプレイの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a cholesteric liquid crystal display used for color electronic paper and the like.
コレステリック液晶は、一般的に、ネマチック液晶にカイラル剤を添加することにより誘起されるものであり、一定周期の螺旋構造を有する。螺旋軸が基板と垂直方向になっている（プレーナ状態）コレステリック液晶は、螺旋軸に平行に入射した光のうち螺旋の捩れ方向と一致する円偏光成分を反射し、他方の円偏光成分を透過する（選択反射）。ここで、選択反射特性を示す反射光の中心波長λ及び波長バンド幅Δλは、それぞれλ＝ｎ・Ｐ及びΔλ＝Δｎ・Ｐで表される。式中、ｎは螺旋軸に直交する平面内の平均屈折率であり、Ｐは螺旋ピッチであり、Δｎは屈折率の異方性である。 A cholesteric liquid crystal is generally induced by adding a chiral agent to a nematic liquid crystal and has a helical structure with a constant period. The cholesteric liquid crystal with the helical axis perpendicular to the substrate (planar state) reflects the circularly polarized light component that coincides with the twisted direction of the helical light incident parallel to the helical axis and transmits the other circularly polarized light component. Yes (selective reflection). Here, the center wavelength λ and the wavelength bandwidth Δλ of the reflected light exhibiting selective reflection characteristics are represented by λ = n · P and Δλ = Δn · P, respectively. In the formula, n is an average refractive index in a plane perpendicular to the helical axis, P is a helical pitch, and Δn is an anisotropy of the refractive index.
一方、正の誘電率異方性を持つコレステリック液晶に電圧を印加することで、螺旋軸が基板に垂直なプレーナ状態、螺旋軸が基板と平行なフォカルコニック状態及び螺旋がほどけ液晶の長軸が電界方向に揃ったホメオトロピック状態の３つの状態に変化させることができる。プレーナ状態では選択反射が起こり、フォカルコニック状態では白濁し、ホメオトロピック状態では光が透過する。また、プレーナ状態及びフォカルコニック状態の２つの状態は電圧を切った後も、その状態を保つ双安定性（メモリー性）を示す。 On the other hand, by applying a voltage to a cholesteric liquid crystal having positive dielectric anisotropy, the planar state in which the spiral axis is perpendicular to the substrate, the focal conic state in which the spiral axis is parallel to the substrate, and the long axis of the liquid crystal are released. Can be changed into three states of homeotropic states aligned in the electric field direction. Selective reflection occurs in the planar state, white turbidity occurs in the focal conic state, and light transmits in the homeotropic state. Further, the two states, the planar state and the focal conic state, show bistability (memory property) that maintains the state even after the voltage is turned off.
このようなコレステリック液晶の波長選択反射性及び双安定性を活かし、ディスプレイとして用いることが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。特に、コレステリック液晶の波長選択反射性は、偏光板やカラーフィルターを不要にし、また、コレステリック液晶の双安定性は、パッシブマトリックス駆動による大画面化を可能にすると共に低消費電力化などをもたらす。そのため、コレステリック液晶ディスプレイは、カラー電子ペーパー用ディスプレイとして最適である。 It has been proposed to use the cholesteric liquid crystal as a display by utilizing the wavelength selective reflectivity and bistability (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In particular, the wavelength selective reflectivity of the cholesteric liquid crystal makes a polarizing plate and a color filter unnecessary, and the bistability of the cholesteric liquid crystal enables a large screen by passive matrix driving and lowers power consumption. Therefore, the cholesteric liquid crystal display is optimal as a display for color electronic paper.
しかしながら、従来の一般的なコレステリック液晶ディスプレイは、図３に示すように、青（Ｂ）の液晶パネル１０、緑（Ｇ）の液晶パネル１１、及び赤（Ｒ）の液晶パネル１２を積層させた構造であり、薄型化、軽量化及びコスト面で問題があった。また、一般的なコレステリック液晶で用いられているカイラル剤の螺旋誘起力はそれほど強くないため、可視光領域の選択反射を得るためにはカイラル剤濃度を数十％程度にしなければならず、材料コストが高くなるという問題もあった。そのため、ディスプレイの厚さ、重さ及びコストを低減すること、具体的には、１枚のパネル中にサブピクセルを形成してマルチカラー化することにより、上記の問題を解決することが望まれている。
However, in the conventional general cholesteric liquid crystal display, as shown in FIG. 3, a blue (B)
そこで、非特許文献１では、スリット状の小セルを作製し、対応するスリットにＲＧＢいずれかの液晶を注入した後、シール材で封止するという作業をＲＧＢの各液晶に対し１回ずつ合計３回行うことによってＲＧＢストライブを作製する方法が提案されている。また、非特許文献２では、光反応性カイラル剤を含む液晶組成物をカプセル化し、バインダを添加してインクを作製した後、このインクを基板上に塗布し、照射量が異なる紫外線を照射することによってＲＧＢサブピクセルをパターニングする方法が提案されている。
Therefore, in Non-Patent Document 1, a slit-shaped small cell is manufactured, and any RGB liquid crystal is injected into the corresponding slit and then sealed with a sealing material, once for each RGB liquid crystal. There has been proposed a method for producing an RGB stripe by performing three times. In
しかしながら、非特許文献１の方法では、ストライプ状のＲＧＢ配置にしか対応できないと共に、ＲＧＢそれぞれのコレステリック液晶を小セルに入れ分ける必要があるため、製造効率が十分でない。また、非特許文献２の方法では、光反応性カイラル剤の螺旋誘起力（HTP: Helical Twisting Power)が小さく、その結果、青色の選択反射波長を得るためには多量の光反応性カイラル剤を液晶組成物に添加しなければならないため、製造コストが上昇してしまう。加えて、紫外線照射によって選択反射波長を変化させる際に紫外線の照射量を多くする必要があるため、製造効率も十分ではない。
However, the method of Non-Patent Document 1 can deal only with the striped RGB arrangement, and the cholesteric liquid crystal for each of the RGB needs to be arranged in small cells, so that the manufacturing efficiency is not sufficient. Further, in the method of
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、製造コスト及び製造効率に優れ、且つ軽量化及び薄型化を可能にして電子ペーパーディスプレイに適合するコレステリック液晶ディスプレイの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a method for manufacturing a cholesteric liquid crystal display that is excellent in manufacturing cost and manufacturing efficiency, and that can be reduced in weight and thickness and is suitable for an electronic paper display. The purpose is to provide.
本発明者らは、液晶組成物に添加する光反応性カイラル剤の螺旋誘起力及び紫外線照射の際の温度条件が、コレステリック液晶ディスプレイの製造コスト及び製造効率に大きな影響を与えるという知見に基づき、螺旋誘起力が大きい所定の光反応性カイラル剤を選択して用いると共に常温よりも高い温度で紫外線照射することにより、上記問題を解決し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、次の一般式（１）：
Based on the knowledge that the helical induction force of the photoreactive chiral agent added to the liquid crystal composition and the temperature conditions during ultraviolet irradiation greatly influence the production cost and production efficiency of the cholesteric liquid crystal display, It has been found that the above problem can be solved by selecting and using a predetermined photoreactive chiral agent having a large helical induction force and irradiating with ultraviolet rays at a temperature higher than room temperature.
That is, the present invention provides the following general formula (1):
（式中、Ａｒは置換されていてもよい芳香族基であり、Ｒ1及びＲ2はＣ*が不斉炭素を形成するような置換基であり、Ｒ3は、−ＣＯＮＨ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ＝Ｎ−であり、Ｒ4は、Ｘ−Ｂ−Ａ−であり、Ａは置換されていてもよい芳香族基であり、Ｂは平面共役基であり、Ｘは置換されていてもよい芳香族基を含む残基である）で表される光反応性カイラル剤を液晶組成物に添加する工程と、
前記液晶組成物を液晶セルに注入した後、常温よりも高い温度でフォトマスクを介して紫外線照射することによりサブピクセルを形成する工程と
を含むことを特徴とするコレステリック液晶ディスプレイの製造方法である。
(In the formula, Ar is an optionally substituted aromatic group, R 1 and R 2 are substituents such that C * forms an asymmetric carbon, and R 3 is —CONH—, —COO. - or -C = a N-, R 4 is, X-B-A- is and, a is an aromatic group which may be substituted, B is a plane conjugate group, X is substituted And a step of adding a photoreactive chiral agent represented by formula (1) to a liquid crystal composition.
And a step of forming a subpixel by irradiating with ultraviolet rays through a photomask at a temperature higher than room temperature after injecting the liquid crystal composition into a liquid crystal cell. .
本発明によれば、製造コスト及び製造効率に優れ、且つ軽量化及び薄型化を可能にして電子ペーパーディスプレイに適合するコレステリック液晶ディスプレイの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a cholesteric liquid crystal display that is excellent in manufacturing cost and manufacturing efficiency, can be reduced in weight and thickness, and is suitable for an electronic paper display.
本発明のコレステリック液晶ディスプレイの製造方法は、特定の光反応性カイラル剤を液晶組成物に添加し、この液晶組成物を液晶セルに注入した後、常温よりも高い温度でフォトマスクを介して紫外線照射することによりサブピクセルを形成することを特徴とする。
以下、本発明のコレステリック液晶ディスプレイの製造方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
The method for producing a cholesteric liquid crystal display according to the present invention comprises adding a specific photoreactive chiral agent to a liquid crystal composition, injecting the liquid crystal composition into a liquid crystal cell, and then ultraviolet rays through a photomask at a temperature higher than room temperature. Sub-pixels are formed by irradiation.
Hereinafter, preferred embodiments of a method for producing a cholesteric liquid crystal display of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明のコレステリック液晶ディスプレイの製造方法を説明するための図（断面図）である。
本発明において用いられる光反応性カイラル剤は、次の一般式により表される。
FIG. 1 is a view (cross-sectional view) for explaining a method for producing a cholesteric liquid crystal display of the present invention.
The photoreactive chiral agent used in the present invention is represented by the following general formula.
上記式中、Ａｒは置換されていてもよい芳香族基であり、Ｒ1及びＲ2はＣ*が不斉炭素を形成するような置換基であり、Ｒ3は、−ＣＯＮＨ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ＝Ｎ−であり、Ｒ4は、Ｘ−Ｂ−Ａ−であり、Ａは置換されていてもよい芳香族基であり、Ｂは平面共役基であり、Ｘは置換されていてもよい芳香族基を含む残基である。 In the above formula, Ar is an optionally substituted aromatic group, R 1 and R 2 are substituents such that C * forms an asymmetric carbon, and R 3 is —CONH—, —COO. - or -C = a N-, R 4 is, X-B-A- is and, a is an aromatic group which may be substituted, B is a plane conjugate group, X is substituted It is a residue containing an aromatic group.
Ａｒ、Ａ及びＸにおける置換されていてもよい芳香族基としては、特に限定されないが、フェニル基などのベンゼン環；ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基などの縮合環；複素芳香環の残基；及びこれらの置換体が挙げられる。置換基としては、特に限定されないが、メチル基などが挙げられる。 The aromatic group which may be substituted in Ar, A and X is not particularly limited, but is a benzene ring such as a phenyl group; a condensed ring such as a naphthyl group, an anthryl group or a phenanthryl group; a residue of a heteroaromatic ring; And substitution products thereof. Although it does not specifically limit as a substituent, A methyl group etc. are mentioned.
Ｒ1及びＲ2は、Ｃ*が不斉炭素を形成するような置換基であれば特に限定されないが、Ｒ1及びＲ2は互いに異なるアルキル基又は水素原子であることが好ましい。また、Ｒ1及びＲ2は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＣＦ3、ＣＣｌ3などのハロゲン含有基などであってもよい。アルキル基としては、特に限定されないが、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基などが挙げられる。 R 1 and R 2 are not particularly limited as long as C * is a substituent that forms an asymmetric carbon, but R 1 and R 2 are preferably different alkyl groups or hydrogen atoms. R 1 and R 2 may be halogen-containing groups such as F, Cl, Br, CF 3 , and CCl 3 . Although it does not specifically limit as an alkyl group, A methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group etc. are mentioned.
平面共役基であるＢとしては、特に限定されないが、−ＣＯＯ−、−Ｃ＝Ｃ−、−ＣＯＮＨ−、−Ｃ＝Ｎ−などが挙げられる。 Although it is not specifically limited as B which is a plane conjugated group, -COO-, -C = C-, -CONH-, -C = N-, etc. are mentioned.
また、Ｘにおける芳香族基を含む残基としては、その芳香族基のＢとの結合部位に対してパラ位がさらに芳香族を含む残基に結合されているものであってもよい。例えば、Ａｒ〜Ｂの部位を含む２量体構造を有していてもよい。 Moreover, as a residue containing the aromatic group in X, the para-position with respect to the coupling | bonding site | part with B of the aromatic group may be couple | bonded with the residue containing an aromatic further. For example, you may have a dimer structure containing the site | part of Ar-B.
上記のような構造を有する光反応性カイラル剤は、当該技術分野において公知の方法に準じて容易に合成することができる。 The photoreactive chiral agent having the structure as described above can be easily synthesized according to a method known in the art.
本発明において使用するのに好ましい光反応性カイラル剤の例としては、Ｒ−（＋）−４−オクチルオキシ−安息香酸４−[（１−ナフタレン−１−イル−エチルイミノ）−メチル]−フェニルエステル、Ｒ−（＋）−４−オクチル−安息香酸４−[（１−ナフタレン−１−イル−エチルイミノ）−メチル]−フェニルエステル、Ｒ−（＋）−４’−オクチルオキシ−ビフェニル−４−カルボン酸４−[（１−ナフタレン−１−イル−エチルイミノ）−メチル]−フェニルエステル、Ｒ−（＋）−４−ドデシルオキシ−安息香酸４−[（１−ナフタレン−１−イル−エチルイミノ）−メチル]−フェニルエステル、Ｒ−（＋）−ビフェニル−４−カルボン酸４−[（１−ナフタレン−１−イル−エチルイミノ）−メチル]−フェニルエステル、Ｒ−（＋）−４−[（１−ナフタレン−１−イル−エチルイミノ）−メチル]−安息香酸４−[（１−ナフタレン−１−イル−エチルイミノ）−メチル]−フェニルエステル、Ｒ−（＋）−テレフタル酸ビス−｛４−[（１−ナフタレン−１−イル−エチルイミノ）−メチル]−フェニル｝エステル、Ｒ−（＋）−ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸ビス−｛４−[（１−ナフタレン−１−イル−エチルイミノ）−メチル]−フェニル｝エステルなどが挙げられる。また、光反応性カイラル剤は、上記の例に限定されず、さらに異性体であるＳ−（−）−体を用いることも可能である。 Examples of preferred photoreactive chiral agents for use in the present invention include R-(+)-4-octyloxy-benzoic acid 4-[(1-naphthalen-1-yl-ethylimino) -methyl] -phenyl Ester, R-(+)-4-octyl-benzoic acid 4-[(1-naphthalen-1-yl-ethylimino) -methyl] -phenyl ester, R-(+)-4'-octyloxy-biphenyl-4 -Carboxylic acid 4-[(1-naphthalen-1-yl-ethylimino) -methyl] -phenyl ester, R-(+)-4-dodecyloxy-benzoic acid 4-[(1-naphthalen-1-yl-ethylimino) ) -Methyl] -phenyl ester, R-(+)-biphenyl-4-carboxylic acid 4-[(1-naphthalen-1-yl-ethylimino) -methyl] -phenyl ester, R-(+)- 4-[(1-Naphthalen-1-yl-ethylimino) -methyl] -benzoic acid 4-[(1-Naphthalen-1-yl-ethylimino) -methyl] -phenyl ester, R-(+)-bis-terephthalic acid -{4-[(1-Naphthalen-1-yl-ethylimino) -methyl] -phenyl} ester, R-(+)-biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid bis- {4-[(1-naphthalene- 1-yl-ethylimino) -methyl] -phenyl} ester and the like. In addition, the photoreactive chiral agent is not limited to the above example, and an S-(−)-isomer that is an isomer can also be used.
上記の各種光反応性カイラル剤の中でも、製造コスト及び製造効率の観点から、最も大きな螺旋誘起力を有するＲ−（＋）−テレフタル酸ビス−｛４−[（１−ナフタレン−１−イル−エチルイミノ）−メチル]−フェニル｝エステルが好ましい。この化合物は、次の式によって表される。 Among the various photoreactive chiral agents, R-(+)-bis (terephthalate)-{4-[(1-naphthalen-1-yl-) having the largest helical induction force from the viewpoint of production cost and production efficiency Ethylimino) -methyl] -phenyl} ester is preferred. This compound is represented by the following formula:
光反応性カイラル剤の螺旋誘起力は、好ましくは６０／μｍ以上、より好ましくは８０／μｍ以上、最も好ましくは１００／μｍ以上である。ここで、「螺旋誘起力」は、液晶として４’−ヘキシルオキシ−４−シアノビフェニルを含む測定系における１／ｐｃ（ｐ＝ピッチ（μｍ）、ｃ＝光反応性カイラル剤のモル分率）で表されるねじれ力に相当する。 The helical induction force of the photoreactive chiral agent is preferably 60 / μm or more, more preferably 80 / μm or more, and most preferably 100 / μm or more. Here, “helical induction force” is 1 / pc (p = pitch (μm), c = molar fraction of photoreactive chiral agent) in a measurement system containing 4′-hexyloxy-4-cyanobiphenyl as a liquid crystal. It corresponds to the twisting force represented by.
光反応性カイラル剤の添加量は、液晶組成物の選択反射波長が青色領域以下の波長、好ましくは４７０ｎｍ未満の波長となるような量であれば特に限定されない。ここで、上記の「青色領域」とは、４５０〜４９５ｎｍの波長領域のことを意味する。
本発明で用いられる光反応性カイラル剤は、螺旋誘起力が大きいため、液晶組成物に対する添加量を低減することができる。液晶組成物における光反応性カイラル剤の具体的な添加量は、好ましくは０．１質量％以上８質量％未満であり、より好ましくは１〜５質量％である。
The addition amount of the photoreactive chiral agent is not particularly limited as long as the selective reflection wavelength of the liquid crystal composition is an amount such that the wavelength in the blue region or less, preferably less than 470 nm. Here, the “blue region” means a wavelength region of 450 to 495 nm.
Since the photoreactive chiral agent used in the present invention has a large helical induction force, the amount added to the liquid crystal composition can be reduced. The specific addition amount of the photoreactive chiral agent in the liquid crystal composition is preferably 0.1% by mass or more and less than 8% by mass, and more preferably 1 to 5% by mass.
液晶組成物における液晶成分はネマチック液晶である。ネマチック液晶としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。ネマチック液晶の例としては、ビフェニル系、フェニルシクロヘキシル系、ターフェニル系、トラン系、ピリミジン系、スチルベン系などの公知のものを用いることができる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。ネマチック液晶は、光反応性カイラル剤と非反応性であることが好ましく、また、実用性の観点から、常温において液晶性を示すことが好ましい。ここで、上記の「常温」とは、２５℃のことを意味する。 The liquid crystal component in the liquid crystal composition is a nematic liquid crystal. The nematic liquid crystal is not particularly limited, and those known in the technical field can be used. Examples of the nematic liquid crystal include known ones such as biphenyl, phenylcyclohexyl, terphenyl, tolan, pyrimidine, and stilbene. These can be used alone or in combination of two or more. The nematic liquid crystal is preferably nonreactive with the photoreactive chiral agent, and preferably exhibits liquid crystallinity at room temperature from the viewpoint of practicality. Here, the above “normal temperature” means 25 ° C.
本発明で用いられる液晶組成物は、選択反射波長が赤色領域に到達するまで光反応性のないカイラル剤を光反応性カイラル剤と共に添加してもよい。ここで、上記の「赤色領域」とは、６３０〜７５０ｎｍの波長領域のことを意味する。選択反射波長が赤色領域に到達するまで光反応性のないカイラル剤としては特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。このようなカイラル剤の例としては、メルク社製ＭＬＣ−６２４７などが挙げられる。
光反応性のないカイラル剤の添加量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば特に限定されない。
In the liquid crystal composition used in the present invention, a chiral agent having no photoreactivity may be added together with the photoreactive chiral agent until the selective reflection wavelength reaches the red region. Here, the “red region” means a wavelength region of 630 to 750 nm. The chiral agent having no photoreactivity until the selective reflection wavelength reaches the red region is not particularly limited, and those known in the technical field can be used. Examples of such chiral agents include MLC-6247 manufactured by Merck.
The addition amount of the chiral agent having no photoreactivity is not particularly limited as long as it does not inhibit the effect of the present invention.
液晶組成物の調製方法としては、特に限定されず、公知の方法に準じて行えばよい。例えば、光反応性カイラル剤（及び任意に赤色領域以下の波長の光に対して光反応性のないカイラル剤）をネマチック液晶に添加した後、公知の混合装置を用いて混合することによって液晶組成物を調製することができる。 The method for preparing the liquid crystal composition is not particularly limited, and may be performed according to a known method. For example, a liquid crystal composition is prepared by adding a photoreactive chiral agent (and optionally a chiral agent that is not photoreactive with respect to light of wavelengths below the red region) to a nematic liquid crystal and then mixing the mixture using a known mixing device. Product can be prepared.
本発明のコレステリック液晶ディスプレイの製造方法では、まず、上記のようにして調製された液晶組成物３を、図１（Ａ）に示すように、２つの基板１と隔壁２とから構成される液晶セルに注入する。この液晶セルの内部は、壁状の隔壁２によって隔てられており、隔壁２と基板１とによって囲まれた幾つかのセル空間中に液晶組成物３が導入される。このような液晶セルの構成は、当該技術分野において知られており、公知の構成を採用することができる。また、液晶組成物３を液晶セルに注入する方法としては、特に限定されず、液晶滴下注入法（ＯＤＦ）や真空注入法を用いることができる。
In the method for producing a cholesteric liquid crystal display of the present invention, first, the
次に、液晶セルに注入した液晶組成物３に、図１（Ｂ）に示すように、常温よりも高い温度でフォトマスク４を介して紫外線照射を行う。このような温度条件下にて紫外線照射を行うことにより、サブピクセル化を短時間で行うことができる。その結果、製造効率を高めると共に製造コストを低減することが可能になる。
ここで、上記「常温」とは、２５℃のことを意味する。紫外線照射を行う際の温度は、好ましくは２５℃超過１５０℃以下、より好ましくは３０℃〜１００℃、最も好ましくは４０℃〜６０℃である。紫外線照射を行う際の温度が常温以下であると、サブピクセル化を短時間で行うことができず、製造効率を十分に高めることができない上、製造コストも上昇してしまう。一方、紫外線照射を行う際の温度が１５０℃を超えると、カイラル剤が分解してしまう場合がある。
Next, the
Here, the “room temperature” means 25 ° C. The temperature at the time of performing ultraviolet irradiation is preferably more than 25 ° C. and 150 ° C. or less, more preferably 30 ° C. to 100 ° C., and most preferably 40 ° C. to 60 ° C. If the temperature at the time of ultraviolet irradiation is not more than room temperature, subpixels cannot be formed in a short time, the manufacturing efficiency cannot be sufficiently increased, and the manufacturing cost also increases. On the other hand, when the temperature at the time of ultraviolet irradiation exceeds 150 ° C., the chiral agent may be decomposed.
液晶組成物３に紫外線を照射すると、その照射量に応じて、液晶組成物３中に含有される光反応性カイラル剤が感応し、コレステリック液晶の螺旋構造を変化させる。そして、この構造変化によって液晶組成物３が様々な選択反射波長を有するようになる。従って、所望の領域ごとに照射量を変化させるようにフォトマスク４を介して紫外線照射すれば、複数の選択反射波長を有するサブピクセルを形成することが可能になる。特に、ハーフトーンフォトマスクを用いれば、一回の照射で複数の選択反射波長を有するサブピクセルを形成することも可能になる。例えば、図１（Ｃ）に示すように、紫外線の照射が完全に妨げられていれば、初期の液晶組成物の青色の選択反射波長が保持されたＢ領域５、紫外線の照射が半分程度妨げられていれば緑色の選択反射波長を与えるＧ領域６、紫外線の照射が妨げられていなければ赤色の選択反射波長を与えるＲ領域７を有するサブピクセルを形成することができる。
When the
紫外線照射に用いる光源としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。当該光源として、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、Ｈｇ−Ｘｅランプなどを用いることができる。
また、照射する紫外線は、特に限定されないが、実用性などの観点から２５０〜３００ｎｍにピーク波長を有することが好ましい。
紫外線照射時の加熱方法としては、特に限定されず、公知の加熱手段を用いることができる。当該加熱手段として、例えば、オーブンやホットプレートなどを用いることができる。
It does not specifically limit as a light source used for ultraviolet irradiation, A well-known thing can be used. As the light source, for example, a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, an Hg—Xe lamp, or the like can be used.
Moreover, although the ultraviolet-ray to irradiate is not specifically limited, It is preferable to have a peak wavelength in 250-300 nm from viewpoints, such as practicality.
It does not specifically limit as a heating method at the time of ultraviolet irradiation, A well-known heating means can be used. As the heating means, for example, an oven or a hot plate can be used.
本発明では、螺旋誘起力が大きい光反応性カイラル剤を用いているため、一般的な光カイラル剤に比べて少ない紫外線照射量で所望の選択反射波長を得ることができる。その結果、コレステリック液晶ディスプレイの生産性を向上させることが可能になる。
紫外線の照射強度は、紫外線のピーク波長などに応じて適宜調整する必要があるが、一般に１〜２００ｍＷ／ｃｍ2である。紫外線の照射量もまた、目標とする選択反射波長や紫外線のピーク波長などに応じて適宜調整する必要があるが、一般に１〜１０００ｍＪ／ｃｍ2である。
In the present invention, since a photoreactive chiral agent having a large helical induction force is used, a desired selective reflection wavelength can be obtained with a smaller UV irradiation amount than a general photochiral agent. As a result, the productivity of the cholesteric liquid crystal display can be improved.
The irradiation intensity of ultraviolet rays needs to be appropriately adjusted according to the peak wavelength of ultraviolet rays, but is generally 1 to 200 mW / cm 2 . The irradiation amount of ultraviolet rays also needs to be appropriately adjusted according to the target selective reflection wavelength, the peak wavelength of ultraviolet rays, and the like, but is generally 1 to 1000 mJ / cm 2 .
上記のようにして行われる本発明のコレステリック液晶ディスプレイの製造方法は、既存の露光プロセスを転用することができるため、ＲＧＢのサブピクセルを高精度且つ安価に形成できる。また、この製造方法では、螺旋誘起力が大きい光反応性カイラル剤を用いると共に常温よりも高い温度で紫外線照射しているため、光反応性カイラル剤の添加量や紫外線の照射量を少なくすることができ、生産キャパシティの増加及び製造コストの低減を実現することができる。さらに、この製造方法で得られるコレステリック液晶ディスプレイは、従来のＲＧＢの積層構造とは異なり、ＲＧＢのサブピクセルからなる単層構造を有するため、ディスプレイの薄型化及び軽量化も可能になる。
なお、この方法は、湯本眞敏、外１名、「液晶ディスプレー用カラーフィルターのためのコレステリック液晶用光反応性キラル剤の開発」、富士フィルム研究報告、富士写真フィルム株式会社、平成１７年３月２２日、第５０号、第６０−６３頁に記載されているような露光法によるカラーフィルター作製に応用することも可能である。
Since the manufacturing method of the cholesteric liquid crystal display of the present invention performed as described above can use an existing exposure process, RGB subpixels can be formed with high accuracy and at low cost. In addition, in this production method, a photoreactive chiral agent having a large helical induction force is used and ultraviolet irradiation is performed at a temperature higher than room temperature, so that the amount of photoreactive chiral agent added and the amount of ultraviolet irradiation are reduced. Thus, an increase in production capacity and a reduction in manufacturing cost can be realized. Further, the cholesteric liquid crystal display obtained by this manufacturing method has a single-layer structure composed of RGB sub-pixels, unlike the conventional RGB stacked structure, so that the display can be made thinner and lighter.
This method is described by Toshitoshi Yumoto and one other person, “Development of photoreactive chiral agent for cholesteric liquid crystal for color filter for liquid crystal display”, Fuji Film Research Report, Fuji Photo Film Co., Ltd., March 2005. The present invention can also be applied to the production of a color filter by an exposure method such as described on May 22, No. 50, pages 60-63.
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
＜光反応性カイラル剤：Ｒ−（＋）−テレフタル酸ビス−｛４−[（１−ナフタレン−１−イル−エチルイミノ）−メチル]−フェニル｝エステルの合成＞
テレフタル酸１０．０ｍｍｏｌ及び４−ヒドロキシベンズアルデヒド２０ｍｍｏｌをクロロホルム８０ｍＬに溶解し、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣＩ）（東京化成製）１１．０ｍｍｏｌ及び触媒量のＮ，Ｎ’−ジメチルアミノピリジンを添加した。室温で一晩、攪拌した後、エタノールを添加したところ固体が析出した。析出した固体をエタノールから再結晶し、中間体であるエステル化合物を得た。
次に、このエステル化合物１１．０ｍｍｏｌ及びＲ−（＋）−１−（１−ナフチル）エチルアミン２０．０ｍｍｏｌを、クロロホルム１００ｍＬ及びエタノール５０ｍＬの混合溶媒中に溶解し、６０℃で５時間還流した。室温に冷却した後、エタノール８０ｍＬを添加したところ固体が析出した。析出した固体をエタノールから再結晶して目的化合物を得た。得られた目的化合物の螺旋誘起力は１４１／μｍであった。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to the following Example.
<Synthesis of photoreactive chiral agent: R-(+)-terephthalic acid bis- {4-[(1-naphthalen-1-yl-ethylimino) -methyl] -phenyl} ester>
Dissolve 10.0 mmol of terephthalic acid and 20 mmol of 4-hydroxybenzaldehyde in 80 mL of chloroform, 11.0 mmol of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide hydrochloride (EDCI) (manufactured by Tokyo Chemical Industry) and a catalytic amount of N, N′-dimethylaminopyridine was added. After stirring overnight at room temperature, ethanol was added to precipitate a solid. The precipitated solid was recrystallized from ethanol to obtain an ester compound as an intermediate.
Next, 11.0 mmol of this ester compound and 20.0 mmol of R-(+)-1- (1-naphthyl) ethylamine were dissolved in a mixed solvent of 100 mL of chloroform and 50 mL of ethanol and refluxed at 60 ° C. for 5 hours. After cooling to room temperature, 80 mL of ethanol was added to precipitate a solid. The precipitated solid was recrystallized from ethanol to obtain the target compound. The helical induction force of the obtained target compound was 141 / μm.
＜液晶組成物の調製＞
ネマチック液晶として、ＭＬＣ−２１４０及びＭＬＣ−２１４８の混合液晶（質量比５１．３：４８．７、メルク株式会社製）を用い、この混合液晶に上記の光反応性カイラル剤を添加して混合することによって液晶組成物を調製した。ここで、液晶組成物における光反応性カイラル剤の添加量は４．０４質量％とした。
<Preparation of liquid crystal composition>
As a nematic liquid crystal, a mixed liquid crystal of MLC-2140 and MLC-2148 (mass ratio 51.3: 48.7, manufactured by Merck & Co., Inc.) is used, and the above-described photoreactive chiral agent is added to and mixed with the mixed liquid crystal. Thus, a liquid crystal composition was prepared. Here, the addition amount of the photoreactive chiral agent in the liquid crystal composition was 4.04% by mass.
＜コレステリック液晶ディスプレイの作製及び評価＞
ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）及びラビングされた配向膜が表面に形成された基板と、ＩＴＯ、高さ６μｍのフォトスペーサー及びラビングされた配向膜が表面に形成された基板とを貼り合せ、液晶セルを作製した後、上記で調製した液晶組成物を液晶セルに注入した。
<Production and evaluation of cholesteric liquid crystal display>
A substrate on which ITO (Indium Tin Oxide) and a rubbed alignment film are formed is bonded to a substrate on which ITO, a photo spacer having a height of 6 μm and a rubbed alignment film are formed, and a liquid crystal cell is bonded. After production, the liquid crystal composition prepared above was injected into a liquid crystal cell.
上記で得られた液晶セルに紫外線（ピーク波長２５４ｎｍ）を１００℃の温度にて各照射量で照射した後、液晶組成物の選択反射波長を測定した。ここで、加熱方法としてはホットプレートを用いた。また、比較として、同じ液晶組成物を注入した液晶セルに紫外線（ピーク波長２５４ｎｍ）を２３℃の温度にて各照射量で照射したものについても、選択反射波長を測定した。ここで、選択反射波長は、日本分光（株）製円二色性分散計Ｊ−７２０型によって測定した。その結果を図２に示す。
図２の結果からわかるように、液晶セルは、紫外線の照射量によって選択反射波長が直線的に変化することがわかった。また、１００℃の温度にて紫外線照射したものは、２３℃の温度にて紫外線照射したものに比べて、少ない照射量で所望の選択反射波長を得ることができた。すなわち、１００℃の温度にて紫外線照射する場合は、２３℃の温度にて紫外線照射する場合に比べて、より短時間でサブピクセル化を行うことができ、製造コスト及び製造効率に優れていると考えられる。
The liquid crystal cell obtained above was irradiated with ultraviolet rays (peak wavelength: 254 nm) at a temperature of 100 ° C. at various doses, and then the selective reflection wavelength of the liquid crystal composition was measured. Here, a hot plate was used as a heating method. For comparison, the selective reflection wavelength was also measured for a liquid crystal cell injected with the same liquid crystal composition and irradiated with ultraviolet rays (peak wavelength: 254 nm) at a dose of 23 ° C. at each dose. Here, the selective reflection wavelength was measured with a circular dichroism dispersometer J-720 manufactured by JASCO Corporation. The result is shown in FIG.
As can be seen from the results of FIG. 2, it was found that the selective reflection wavelength of the liquid crystal cell linearly changes depending on the irradiation amount of ultraviolet rays. In addition, the sample irradiated with ultraviolet rays at a temperature of 100 ° C. was able to obtain a desired selective reflection wavelength with a smaller amount of irradiation than that irradiated with ultraviolet rays at a temperature of 23 ° C. That is, when UV irradiation is performed at a temperature of 100 ° C., subpixels can be formed in a shorter time than when UV irradiation is performed at a temperature of 23 ° C., and the manufacturing cost and manufacturing efficiency are excellent. it is conceivable that.
＜コレステリック液晶ディスプレイの作製＞
ＩＴＯ及びラビングされた配向膜が表面に形成された基板と、ＩＴＯ、高さ６μｍの隔壁及びラビングされた配向膜が表面に形成された基板とを貼り合せ、液晶セルを作製した後、上記で調製した液晶組成物を液晶セルに注入した。次に、図２の紫外線照射量と液晶組成物の選択反射波長との関係に基づき、ハーフトーンフォトマスクを介して紫外線（ピーク波長２５４ｎｍ）を所定の照射量となるように照射したところ、ＲＧＢのサブピクセルを有するコレステリック液晶ディスプレイを製造することができた。
<Production of cholesteric liquid crystal display>
A substrate having ITO and a rubbed alignment film formed on the surface thereof, and a substrate having ITO, a partition wall having a height of 6 μm and a rubbed alignment film formed on the surface were bonded together to prepare a liquid crystal cell. The prepared liquid crystal composition was injected into a liquid crystal cell. Next, on the basis of the relationship between the ultraviolet irradiation amount of FIG. 2 and the selective reflection wavelength of the liquid crystal composition, ultraviolet rays (peak wavelength 254 nm) were irradiated through the halftone photomask so as to have a predetermined irradiation amount. A cholesteric liquid crystal display having a number of subpixels could be manufactured.
以上の結果からわかるように、本発明によれば、製造コスト及び製造効率に優れ、且つ軽量化及び薄型化を可能にして電子ペーパーディスプレイに適合するコレステリック液晶ディスプレイの製造方法を提供することができる。 As can be seen from the above results, according to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a cholesteric liquid crystal display that is excellent in manufacturing cost and manufacturing efficiency, and that can be reduced in weight and thickness and is suitable for an electronic paper display. .
１ 基板、２ 隔壁、３ 液晶組成物、４ フォトマスク、５ Ｂ領域、６ Ｇ領域、７ Ｒ領域、１０ 青（Ｂ）の液晶パネル、１１ 緑（Ｇ）の液晶パネル、１２ 赤（Ｒ）の液晶パネル。 1 substrate, 2 partition walls, 3 liquid crystal composition, 4 photomask, 5 B region, 6 G region, 7 R region, 10 blue (B) liquid crystal panel, 11 green (G) liquid crystal panel, 12 red (R) LCD panel.
Claims (5)
前記液晶組成物を液晶セルに注入した後、常温よりも高い温度でフォトマスクを介して紫外線照射することによりサブピクセルを形成する工程と
を含むことを特徴とするコレステリック液晶ディスプレイの製造方法。 The following general formula (1):
A method of manufacturing a cholesteric liquid crystal display, comprising: injecting the liquid crystal composition into a liquid crystal cell, and then irradiating with ultraviolet rays through a photomask at a temperature higher than room temperature to form subpixels.
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