JP2937684B2 - Liquid crystal display device and method of manufacturing the same - Google Patents

Liquid crystal display device and method of manufacturing the same

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JP2937684B2 JP7725393A JP7725393A JP2937684B2 JP 2937684 B2 JP2937684 B2 JP 2937684B2 JP 7725393 A JP7725393 A JP 7725393A JP 7725393 A JP7725393 A JP 7725393A JP 2937684 B2 JP2937684 B2 JP 2937684B2
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知明 倉立
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、TN、FLC、EC
B、STN、PDLCなどのモードに適用でき、高分子
壁で包囲された多数の液晶滴を有する構成とされた高分
子分散型の液晶表示素子及びその製造方法に関する。
The present invention relates to TN, FLC, EC
The present invention relates to a polymer-dispersed liquid crystal display element which can be applied to modes such as B, STN, and PDLC and has a large number of liquid crystal droplets surrounded by a polymer wall, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の液晶表示素子としては、電気光学
効果を利用したものが知られており、ネマティック液晶
を用いたTN型や、STN型のものが実用化されてい
る。また、表示媒体に強誘電性液晶を用いたものも提案
されている。これらは、偏光板を要するものであり、ま
た配向処理を必要とするものである。一方、偏光板を必
要としない液晶表示素子としては、動的散乱(DS)効
果を利用したもの、相転移(PC)効果を利用したもの
等がある。
2. Description of the Related Art As a conventional liquid crystal display device, a device utilizing an electro-optic effect is known, and a TN type or STN type using a nematic liquid crystal has been put to practical use. Further, a display medium using a ferroelectric liquid crystal has been proposed. These require a polarizing plate and require an alignment treatment. On the other hand, liquid crystal display elements that do not require a polarizing plate include those using a dynamic scattering (DS) effect and those using a phase transition (PC) effect.

【0003】最近、偏光板を必要とせず、しかも配向処
理も必要としない液晶表示素子として、支持媒体として
機能する高分子壁で多数の液晶滴を包囲した構成の高分
子分散型のものが提案されている。かかる高分子分散型
の液晶表示素子は、液晶の複屈折性を利用し、透明また
は白濁状態を電気的にコントロールして表示を行うもの
である。具体的には、液晶分子の常光屈折率と高分子壁
の屈折率とを一致させ、電圧を印加して液晶分子の配向
が揃うときには透明状態を表示し、電圧を印加しない時
には液晶分子の配向の乱れによる光散乱状態を表示する
ものである。
Recently, as a liquid crystal display element which does not require a polarizing plate and does not require an alignment treatment, a polymer dispersion type in which a large number of liquid crystal droplets are surrounded by a polymer wall functioning as a support medium has been proposed. Have been. Such a polymer-dispersed liquid crystal display element uses the birefringence of liquid crystal to electrically control a transparent or opaque state to perform display. Specifically, the ordinary light refractive index of the liquid crystal molecules is made to match the refractive index of the polymer wall, and a transparent state is displayed when the voltage is applied to align the liquid crystal molecules, and when no voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned. This indicates the state of light scattering due to the disturbance of light.

【0004】上述した液晶表示素子を製造する方法とし
ては、以下の方法が提案されている。液晶をポリマー
カプセルに包含する方法(特表昭58−501631) 液晶と光硬化性又は熱硬化性樹脂とを混合し、樹脂を
硬化することにより液晶を析出させ、樹脂中に液晶滴を
形成する方法(特表昭61−502128) ポリマー及び液晶の混合物と、この混合物を溶解させ
る溶剤とを混合した物から溶剤を除去することにより、
液晶とポリマーとの相分離状態を形成させる方法(特開
昭59−226322) しかしながら、上述した各提案方法による場合には、作
製された高分子分散型液晶表示素子の液晶滴中に未反応
のモノマー、オリゴマーが残存し、この残存物により液
晶の粘性が上がり応答速度が低下するものとなってい
た。また、これらの提案方法で用いられる液晶材料の大
部分は、液晶分子の末端に−CN基を有するシアノビフ
ェニル系やシアノピリミジン系などである。かかる液晶
材料としては、特開平2−272422〜27242
4、特開平2−75688、特開平2−28284、特
開平2−85822等に開示されている。
The following method has been proposed as a method of manufacturing the above-mentioned liquid crystal display element. Method of enclosing liquid crystal in polymer capsule (Japanese Patent Publication No. 58-501631) A liquid crystal is mixed with a photocurable or thermosetting resin, and the liquid crystal is precipitated by curing the resin to form liquid crystal droplets in the resin. Method (Japanese Patent Publication No. 61-502128) By removing a solvent from a mixture of a mixture of a polymer and a liquid crystal and a solvent that dissolves the mixture,
Method for Forming a Phase Separation State between Liquid Crystal and Polymer (Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 59-226322) However, in the case of each of the above-mentioned proposed methods, unreacted liquid crystal droplets of the polymer dispersion type liquid crystal display device produced are not included. Monomers and oligomers remained, and the residuals increased the viscosity of the liquid crystal and reduced the response speed. In addition, most of the liquid crystal materials used in these proposed methods are cyanobiphenyl-based or cyanopyrimidine-based having a -CN group at a terminal of a liquid crystal molecule. Such a liquid crystal material is disclosed in, for example, JP-A-2-272422-27242.
4, JP-A-2-75688, JP-A-2-28284, JP-A-2-85822 and the like.

【0005】一方、液晶滴を包囲する樹脂材料として
は、駆動電圧の低減と電気的保持率の改善とを目的とし
て、F(フッ素)系の樹脂材料を用いることが特開平4
−14015、特開平4−168422に開示されてい
る。しかしながら、F系の樹脂材料を用いて液晶表示素
子を作製した場合は、電圧印加時の応答速度τrは液晶
と樹脂との界面にF原子が存在するため高速化するが、
逆に電圧off時の応答速度τdは液晶を元の状態に戻
すためのドライビングフォース(液晶材料と樹脂材料と
の相互作用により生じる力)が弱くなるため遅くなると
いう問題点がある。
On the other hand, as a resin material surrounding liquid crystal droplets, an F (fluorine) resin material is used for the purpose of reducing the driving voltage and improving the electrical retention ratio.
-14015 and JP-A-4-168422. However, when a liquid crystal display element is manufactured using an F-based resin material, the response speed τ r when a voltage is applied is increased due to the presence of F atoms at the interface between the liquid crystal and the resin.
Conversely, there is a problem that the response speed τ d at the time of the voltage off becomes slow because the driving force (the force generated by the interaction between the liquid crystal material and the resin material) for returning the liquid crystal to the original state becomes weak.

【0006】また、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子
の耐ショック性を向上させるために液晶材料を高分子材
料中に分散させる方式が開示されている(特開昭63−
264721〜2647242)。しかしながら、開示
方式による場合には、高分子材料の表面で配向を維持す
ることが難しく、また、分散させるために延伸などの複
雑な操作を必要とする。
[0006] In order to improve the shock resistance of a liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal, a method of dispersing a liquid crystal material in a polymer material has been disclosed (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 63-163).
264721 to 2647242). However, in the case of the disclosed method, it is difficult to maintain the orientation on the surface of the polymer material, and a complicated operation such as stretching is required for dispersion.

【0007】更には、高分子分散型の液晶表示素子の高
分子壁に液晶材料を固定させる方法が開示されている
(特開平2−116824)。この方法は、液晶材料
と、液晶分子を側鎖にもつ液晶性高分子とを共通の溶媒
に溶解させたものを、基板表面に塗布した後、溶剤を除
去することにより、液晶と液晶性高分子とを相分離させ
る方法である。しかしながら、この方法による場合は、
相分離させる条件を確保するのが難しく、また完全に溶
媒を除去することが困難である。
Further, a method of fixing a liquid crystal material to a polymer wall of a polymer dispersion type liquid crystal display device has been disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 2-116824). In this method, a liquid crystal material and a liquid crystalline polymer having a liquid crystal molecule in a side chain dissolved in a common solvent are applied to the substrate surface, and then the solvent is removed. This is a method of separating phases from molecules. However, in this case,
It is difficult to ensure conditions for phase separation, and it is difficult to completely remove the solvent.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記高分子
分散型の液晶表示素子の製造方法(特表昭58−501
631、特表昭61−502128及び特開昭59−2
26322)による場合には、液晶材料と樹脂材料の間
での相分離を十分に行うことができず、液晶滴中に未反
応のモノマー、オリゴマーが残存し、高分子壁界面での
ポリマーの液晶による膨潤が起こり、応答速度を十分に
改善できなかった。また、前述の液晶分子の末端に−C
N基を有する液晶材料を一般的に使用するが、その液晶
材料が分子自身とCNとの分極が強くて反応性に富み、
かつ、系全体の不純物を液晶材料に取り込み易いため、
製造プロセスにおいて他の化合物と接触して90%以上
の高い保持率を維持することができなかった。更に、光
硬化性又は熱硬化性樹脂と液晶との混合物から硬化性樹
脂を硬化させて液晶と樹脂との相分離を起こさせる方法
(特表昭61−502128)においては、重合反応の
反応活性点と液晶とが共存するため、液晶がダメージを
受けて保持率が著しく低下する。更に、液晶に強誘電性
液晶を使用した液晶表示素子においては耐ショック性に
問題がある。
By the way, a method of manufacturing the above-mentioned polymer-dispersed liquid crystal display element (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-501).
631, JP-T-61-502128 and JP-A-59-2
26322), phase separation between the liquid crystal material and the resin material cannot be sufficiently performed, unreacted monomers and oligomers remain in the liquid crystal droplets, and the liquid crystal of the polymer at the polymer wall interface. Swelling, and the response speed could not be improved sufficiently. Further, -C is added to the terminal of the above-mentioned liquid crystal molecule.
Generally, a liquid crystal material having an N group is used, and the liquid crystal material has strong reactivity between the molecule itself and CN, and has high reactivity.
In addition, since it is easy to incorporate impurities in the entire system into the liquid crystal material,
In the manufacturing process, it was not possible to maintain a high retention of 90% or more in contact with other compounds. Further, in a method of curing a curable resin from a mixture of a photocurable or thermosetting resin and a liquid crystal to cause phase separation between the liquid crystal and the resin (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-502128), the reaction activity of the polymerization reaction is increased. Since the dots and the liquid crystal coexist, the liquid crystal is damaged and the retention rate is significantly reduced. Furthermore, a liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal as a liquid crystal has a problem in shock resistance.

【0009】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、応答速度を十分に改善で
き、高い保持率を維持できる液晶表示素子及びその製造
方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and has as its object to provide a liquid crystal display element capable of sufficiently improving a response speed and maintaining a high retention, and a method of manufacturing the same. Aim.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、対向配設した一対の基板の間に設けられた表示媒体
が、絵素領域に対応する大きさで各絵素毎に形成された
液晶滴が高分子壁にて包囲されると共に、液晶滴の
高分子壁との界面近傍に液晶性化合物が固定された構成
となっており、そのことにより上記目的が達成される。
According to the liquid crystal display device of the present invention, a display medium provided between a pair of substrates disposed opposite to each other is formed for each picture element in a size corresponding to the picture element area. Was
Together with a liquid crystal droplets are surrounded by polymer walls has a structure in which liquid crystal compound in the vicinity of the interface between the <br/> polymer wall of the liquid crystal droplets is fixed, the objective accomplished by the Is done.

【0011】本発明の液晶表示素子の製造方法は、対向
配設した一対の基板の間に表示媒体が設けられた液晶表
示素子の製造方法において、対向配設した一対の基板の
間に、液層材料と、少なくとも一種類の分子内に重合性
官能基を有する液晶性化合物を含んでなる重合性化合物
との混合物を注入する工程と、該混合物を重合反応させ
て、該反応に伴う相分離により液晶滴が絵素領域に対応
する大きさで各絵素毎に高分子壁にて包囲された表示媒
体を形成する工程とを含んでおり、そのことにより上記
目的が達成される。
According to the method of manufacturing a liquid crystal display element of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display element in which a display medium is provided between a pair of opposed substrates. A step of injecting a mixture of a layer material and a polymerizable compound comprising a liquid crystal compound having a polymerizable functional group in at least one kind of molecule, and causing the mixture to undergo a polymerization reaction and phase separation accompanying the reaction Allows liquid crystal droplets to correspond to pixel areas
And forming a display medium surrounded by a polymer wall for each picture element in a size as described above, whereby the object is achieved.

【0012】上記液晶性化合物としては、分子内に重合
性官能基とF原子及び/又はCl原子とを有するもの、
或は、分子内に重合性官能基と光学活性基とを有するも
のを使用することができる。前者の場合、液晶滴として
は、分子内にF及び/又はCl元素を有する液晶材料を
含んだ材料を用いることが好ましく、後者の場合には、
液晶滴に強誘電性液晶を用いるのが好ましい。
As the liquid crystalline compound, those having a polymerizable functional group and an F atom and / or a Cl atom in the molecule,
Alternatively, those having a polymerizable functional group and an optically active group in the molecule can be used. In the former case, it is preferable to use a material containing a liquid crystal material having an F and / or Cl element in a molecule as the liquid crystal droplet. In the latter case,
It is preferable to use a ferroelectric liquid crystal for the liquid crystal droplet.

【0013】また、高分子壁は液晶状態とするのが好ま
しい。この場合には、配向膜の存在により、高分子壁と
液晶滴とは、同一の配向状態とすることができる。更に
は、液晶滴及び高分子壁は、二色性色素を含んだ構成と
するのが好ましい。
The polymer wall is preferably in a liquid crystal state. In this case, due to the presence of the alignment film, the polymer wall and the liquid crystal droplet can be in the same alignment state. Further, it is preferable that the liquid crystal droplets and the polymer wall include a dichroic dye.

【0014】上記表示媒体の形成は、重合性化合物が光
硬化性を有する場合、混合物に規則的な強弱を有する状
態で光を照射するのが好ましい。
In the formation of the above-mentioned display medium, when the polymerizable compound has photocurability, it is preferable to irradiate the mixture with light having a regular intensity.

【0015】[0015]

【作用】本発明にあっては、液晶材料と、少なくとも一
種類の分子内に重合性官能基を有する液晶性化合物を含
んでなる重合性化合物との混合物を重合反応させる。こ
の反応に伴って相分離が起こり、液晶滴が絵素領域に対
応する大きさで各絵素毎に高分子壁にて包囲された表示
媒体が形成されるが、液晶滴の構造としては高分子壁と
の界面近傍に液晶性化合物が固定された状態となる。こ
のような状態となると、電圧印加時に液晶滴と高分子壁
との界面が駆動され、かつ、電圧OFF時には固定化さ
れた液晶分子が高分子壁と結合しているためにドライビ
ングフォースが強くなり、τr、τdがともに改善され、
応答速度が速くなる。また、高分子壁との界面に液晶性
化合物が固定されるため、相分離が明確に行われる。
には、表示媒体が、絵素領域に対応する大きさで各絵素
毎に形成された液晶滴が高分子壁にて包囲されているの
で、従来の高分子分散型液晶表示素子に比べて絵素内で
の散乱が少なく、液晶表示素子のコントラストを大幅に
向上させることが可能となる。
In the present invention, a mixture of a liquid crystal material and a polymerizable compound containing a liquid crystal compound having a polymerizable functional group in at least one kind of molecule is polymerized. Phase separation occurs with this reaction, and liquid crystal droplets
A display medium surrounded by a polymer wall is formed for each pixel with a corresponding size, but the liquid crystal droplet structure is such that a liquid crystalline compound is fixed near the interface with the polymer wall. . In such a state, the interface between the liquid crystal droplet and the polymer wall is driven when a voltage is applied, and the driving force is increased when the voltage is turned off because the fixed liquid crystal molecules are bonded to the polymer wall. , Τr and τd are both improved,
The response speed increases . Further, since the liquid crystalline compound is fixed at the interface with the polymer wall, phase separation is clearly performed. Change
The display medium has a size corresponding to the picture element area.
Liquid crystal droplets formed every time are surrounded by polymer walls
In the picture element compared with the conventional polymer dispersion type liquid crystal display element
Scattering of liquid crystal, greatly increasing the contrast of the liquid crystal display
It can be improved.

【0016】また、液晶材料に、化学的に安定であるF
系やCl系の液晶材料を用いた場合には、分子中にF原
子やCl原子を有する液晶性化合物を用いることによ
り、液晶分子が化学的安定性を持つようになる。
In addition, the liquid crystal material has a chemically stable F
In the case of using a liquid crystal material of a liquid crystal or Cl system, the liquid crystal molecules have chemical stability by using a liquid crystal compound having an F atom or a Cl atom in the molecule.

【0017】更に、液晶材料に強誘電性液晶を用いた場
合には、分子内に重合性官能基と光学活性基とを有する
液晶性化合物を用いることにより、高分子壁との界面に
光学的に活性な官能基を有する液晶分子を存在させるこ
とができる。この液晶分子の存在により、配向処理を施
した基板からの配向規制力だけでなく、基板表面と直交
する方向成分を持つ、高分子壁からの規制力が液晶滴に
作用する。
Further, when a ferroelectric liquid crystal is used as a liquid crystal material, a liquid crystal compound having a polymerizable functional group and an optically active group in a molecule is used, so that an optical interface is formed at the interface with the polymer wall. Liquid crystal molecules having an active functional group can be present. Due to the presence of the liquid crystal molecules, not only the alignment regulating force from the substrate subjected to the alignment treatment, but also the regulating force from the polymer wall having a component perpendicular to the substrate surface acts on the liquid crystal droplet.

【0018】更に、また、高分子壁を液晶状態で硬化さ
せた場合には、高分子部分も配向状態となり、液晶領域
が基板の配向方向に配向して基板の配向規制力を生か
し、人為的に配向方向を決定することができる。加え
て、液晶滴及び高分子壁を二色性色素を含んだ構成とし
た場合には、液晶滴と高分子壁とが同一の配向状態とな
っていると、液晶滴と高分子壁とを共に透光領域として
使用できることとなる。
Further, when the polymer wall is cured in a liquid crystal state, the polymer portion is also in an aligned state, and the liquid crystal region is aligned in the alignment direction of the substrate, thereby making use of the alignment regulating force of the substrate. The orientation direction can be determined. In addition, when the liquid crystal droplet and the polymer wall include a dichroic dye, if the liquid crystal droplet and the polymer wall are in the same alignment state, the liquid crystal droplet and the polymer wall may Both can be used as translucent regions.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on embodiments.

【0020】(実施例1)図1は、本実施例の液晶表示
素子を示す断面図である。この液晶表示素子は、2つの
対向する基板1、2の間に表示媒体が設けられ、その表
示媒体はマトリクス状に形成された高分子壁7にて液晶
滴8が包囲された構成となっている。上記基板1は、ベ
ース基板1aの基板2側に、複数の電極線3が平行に形
成され、更に電極線3を覆って配向膜5が形成されてい
る。もう一方の基板2は、ベース基板2aの基板1側
に、複数の電極線4が平行に形成され、更に電極線4を
覆って配向膜6が形成されている。この基板2に形成さ
れた電極線4は、図2に示すように基板1に形成された
電極線3に対し、例えば直交して交差するように配され
ており、電極線3と4とが交差する部分は、表示を行う
絵素10を構成する。なお、電極線3と4は、直交させ
る必要はなく、交差していればよい。更に、対極がTF
Tの場合は、一枚の対向電極でよい。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing a liquid crystal display device of this embodiment. This liquid crystal display element has a configuration in which a display medium is provided between two opposing substrates 1 and 2, and the display medium has a liquid crystal droplet 8 surrounded by a polymer wall 7 formed in a matrix. I have. In the substrate 1, a plurality of electrode lines 3 are formed in parallel on the substrate 2 side of the base substrate 1a, and an alignment film 5 is formed so as to cover the electrode lines 3. On the other substrate 2, a plurality of electrode lines 4 are formed in parallel on the substrate 1 side of the base substrate 2 a, and further, an alignment film 6 is formed so as to cover the electrode lines 4. The electrode lines 4 formed on the substrate 2 are arranged to intersect, for example, orthogonally to the electrode lines 3 formed on the substrate 1 as shown in FIG. The intersecting portions constitute picture elements 10 to be displayed. The electrode wires 3 and 4 do not need to be orthogonal to each other, but only need to intersect. Furthermore, the counter electrode is TF
In the case of T, one counter electrode may be used.

【0021】上記高分子壁7と液晶滴8とからなる表示
媒体は、液晶材料と、少なくとも一種類の分子内に重合
性官能基を有する液晶性化合物を含んでなる重合性化合
物との混合物を重合反応させ、この反応に伴う相分離に
より形成している。上記液晶滴8は、高分子壁7との界
面近傍部分に液晶性化合物9が存在する構造となってい
る。
The display medium comprising the polymer walls 7 and the liquid crystal droplets 8 is a mixture of a liquid crystal material and a polymerizable compound containing a liquid crystal compound having a polymerizable functional group in at least one kind of molecule. It is formed by polymerization reaction and phase separation accompanying this reaction. The liquid crystal droplet 8 has a structure in which a liquid crystalline compound 9 is present in the vicinity of the interface with the polymer wall 7.

【0022】次に、このように構成された液晶表示素子
の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the liquid crystal display device having such a configuration will be described.

【0023】先ず、分子中に重合性官能基を有する液晶
性化合物を合成することにより作製する。液晶性化合物
としては、例えば以下の化合物Xとした。
First, it is prepared by synthesizing a liquid crystalline compound having a polymerizable functional group in a molecule. As the liquid crystal compound, for example, the following compound X was used.

【0024】[0024]

【化1】 Embedded image

【0025】上記化合物Xは、以下のようにして作製さ
れる。4´−ハイドロオキシ−4−フロロビフェニルを
炭酸カルシウムの存在する条件下で、過剰の1,10−
ジブロモデカンを使用してエステル化を行う。次いで、
カラムクロマトグラフィーを用いて精製した後、精製物
を等モルのテトラメチレンアンモニウム−ハイドロオキ
シペンタハイドレートに混合し、アクリル酸でエステル
化することにより作製される。なお、液晶性化合物は、
予め作製しておいてもよい。
The above compound X is prepared as follows. 4'-Hydroxy-4-fluorobiphenyl is converted to an excess of 1,10-
Esterification is performed using dibromodecane. Then
After purification using column chromatography, the purified product is mixed with an equimolar amount of tetramethylene ammonium-hydroxypentahydrate and esterified with acrylic acid. Note that the liquid crystal compound is
It may be prepared in advance.

【0026】次に、セルを作製する。その作製は、例え
ば以下のように行う。即ち、厚みが0.25mmのPE
Tフィルム上に、図2に示す電極線3、4を形成した2
枚一組の基板を得る。電極線3、4としては、ITO
(酸化インジウム及び酸化スズの混合物)を使用して、
厚み500オングストロームに形成し、幅を200μ
m、間隔を50μm、線数を20本とした。得られた一
組の基板に、SE150(日産化学製)に反応開始剤
Irgacure184)を5%添加してなるポリイ
ミドをスピンコート法により塗布し、その塗膜にナイロ
ン布を用いてラビング処理を行った。続いて、上記処理
を行った2枚の基板を、電極線が互いに直交するように
組み合わせ、間に6μmのスペーサーを介在させること
によりセル厚が一定に保持されたセルを構成した。その
後、形成したセルの上に、図2にハッチングにて示すよ
うに遮光部11が各絵素10毎に形成され、つまり遮光
部11がドットパターン状に形成されたホトマスクを絵
素10部分が遮光されるように配置し、さらにセル中
に、予め用意していた均一な混合物を注入した。その混
合物は、0.1gのトリメチロールプロパントリメタク
リレートと、0.35gの2−エチルヘキシルアクリレ
ートと、0.45gのイソボルニルアクリレートと、C
N(コレステリック ノナネート)を0.3%添加し
た、前記化合物Xが0.2g、液晶材料ZLI−479
2(メルク社製)が3.8gである合計4gの化合物X
及びZLI−4792と、0.15gの反応開始剤Ir
gacure184とを、均一に混合したものである。
即ち、上記混合物は、ポリマー材料と、化合物Xである
液晶性化合物と、液晶材料と、反応開始剤とを含んだも
のからなる。続いて、平行光線を得られる高圧水銀ラン
プを使用し、10mW/cm2のところでホトマスク側
から5分間紫外線を照射して、前記混合物を硬化させ
た。なお、このようにして作製された別のセルに対し、
液体窒素中でセルを剥離し、アセトンで液晶材料を洗い
流した後の高分子壁の水平断面をSEM(走査型電子顕
微鏡)で観察したところ、ドットパターンと同じ規則性
(絵素10と同じ規則性)で、かつ、同程度の大きさで
均一に揃った液晶滴が作成されていることが確認され
た。上述したポリマーマトリックスの観察は、サンプル
作成時に構造が破壊されている部分があるため、サンプ
ル内で最も規則性の優れている20個の液晶滴領域を選
んで観察した。従って、ホトマスクについても同様の規
則性が要求される。
Next, a cell is manufactured. The fabrication is performed, for example, as follows. That is, PE having a thickness of 0.25 mm
The electrode wires 3 and 4 shown in FIG.
A set of substrates is obtained. The electrode wires 3 and 4 are ITO
(A mixture of indium oxide and tin oxide)
Formed to a thickness of 500 angstroms and have a width of 200μ
m, the interval was 50 μm, and the number of lines was 20 lines. A polyimide obtained by adding 5% of a reaction initiator ( Irgacure e184) to SE150 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) is applied to the obtained pair of substrates by spin coating, and the coating is rubbed using a nylon cloth. Was done. Subsequently, the two substrates subjected to the above treatment were combined so that the electrode wires were orthogonal to each other, and a cell having a constant cell thickness was formed by interposing a 6 μm spacer therebetween. Thereafter, as shown by hatching in FIG. 2, a light-shielding portion 11 is formed for each picture element 10 on the formed cell, that is, a photomask in which the light-shielding portion 11 is formed in a dot pattern is formed by It was arranged so as to be shielded from light, and a uniform mixture prepared in advance was injected into the cell. The mixture comprises 0.1 g of trimethylolpropane trimethacrylate, 0.35 g of 2-ethylhexyl acrylate, 0.45 g of isobornyl acrylate,
0.2 g of the compound X to which 0.3% of N (cholesteric nonanate) was added, and a liquid crystal material ZLI-479.
2 (manufactured by Merck), 3.8 g, total 4 g of compound X
And ZLI-4792, and 0.15 g of an initiator Ir
gacur e184 is uniformly mixed.
That is, the mixture includes a polymer material, a liquid crystal compound as compound X, a liquid crystal material, and a reaction initiator. Subsequently, using a high-pressure mercury lamp capable of obtaining parallel rays, the mixture was cured by irradiating ultraviolet rays at 10 mW / cm 2 from the photomask side for 5 minutes. In addition, for another cell manufactured in this way,
When the cell was peeled off in liquid nitrogen and the liquid crystal material was washed away with acetone, the horizontal section of the polymer wall was observed with an SEM (scanning electron microscope). ), And it was confirmed that liquid crystal droplets having the same size and uniformity were formed. In the observation of the polymer matrix described above, there were portions where the structure was destroyed at the time of preparing the sample. Therefore, 20 liquid crystal droplet regions having the best regularity in the sample were selected and observed. Therefore, the photomask is required to have the same regularity.

【0027】次に、作製したセルに、配向方向に沿った
方向に偏光方向を合わせて偏光板を貼り合わせ、TNモ
ードの高分子分散型液晶表示素子を作製した。
Next, a polarizing plate was adhered to the produced cell so that the polarization direction was adjusted in the direction along the alignment direction, thereby producing a TN mode polymer-dispersed liquid crystal display device.

【0028】表1は、作製した実施例1に係る液晶表示
素子の電気光学特性を、比較例1及び比較例2と併せて
示している。なお、比較例1は、実施例1中の基板に替
え、ITO付きガラス(日本板ガラス製のITO−50
0オングストローム付きフリントガラス)を用い、実施
例1と同様にしてセルを作製する。更に、作製したセル
に実施例1と同様の液晶材料のみを注入し、作成したセ
ルに配向方向に沿った方向に偏光方向を合わせて偏光板
を貼り合わせ、これにより作製された従来のTN液晶表
示素子である。また、比較例2は、実施例1と同様にT
N型セルを作製し、実施例1と同様の液晶材料と化合物
Xを除いた光硬化性樹脂との混合物を使用し、セルに該
混合物を注入後、ホトマスクをセルに被せずに、実施例
1と同様にUV照射を行って作製された高分子分散型液
晶表示素子である。
Table 1 shows the electro-optical characteristics of the liquid crystal display element according to the first embodiment, together with Comparative Examples 1 and 2. In Comparative Example 1, glass with ITO (ITO-50 manufactured by Nippon Sheet Glass) was used instead of the substrate in Example 1.
A cell is manufactured in the same manner as in Example 1 using (flint glass with 0 Å). Further, only the same liquid crystal material as in Example 1 was injected into the prepared cell, and a polarizing plate was attached to the prepared cell so that the polarization direction was aligned in the direction along the alignment direction. It is a display element. Further, in Comparative Example 2, as in Example 1, T
An N-type cell was prepared, and a mixture of the same liquid crystal material as in Example 1 and a photocurable resin excluding the compound X was used. After the mixture was injected into the cell, the photomask was not covered on the cell. This is a polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured by performing UV irradiation similarly to 1.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】上記表1より理解されるように、実施例1
は、従来使用されていた比較例1と電気光学特性的に遜
色なく、フィルム基板を使用することができる。また、
従来研究されてきた高分子分散型液晶表示素子(比較例
2)に比べて、絵素内での散乱が少ないためコントラス
トが著しく高くなっている。さらに、応答速度は、比較
例2に較べて5倍程度高速化しており、かつ、TN液晶
表示素子(比較例1)に較べて高分子壁上に固定された
液晶性化合物の効果により、早くなっている。本発明で
は、飽和電圧印加のON時の応答速度(τr)と、OF
F時の応答速度(τd)との和を応答速度とした。
As can be seen from Table 1 above, Example 1
Can use a film substrate without inferior in electro-optical characteristics to Comparative Example 1 which has been conventionally used. Also,
Compared with the polymer-dispersed liquid crystal display device (Comparative Example 2), which has been studied in the past, the contrast is significantly higher due to less scattering in the picture element. Furthermore, the response speed is about five times faster than that of Comparative Example 2, and is faster than that of the TN liquid crystal display element (Comparative Example 1) due to the effect of the liquid crystal compound fixed on the polymer wall. Has become. In the present invention, the response speed (τ r ) when the saturation voltage is applied and the OF
The sum of the response speed at time F (τ d ) was taken as the response speed.

【0031】また、実施例1においては、液晶材料にフ
ッ素を有するZLI−4792を使用しているため、上
記化1に示したように液晶性化合物Xにフッ素原子を含
有させている。これにより、液晶滴の高分子壁との界面
近傍部分に存在する液晶分子が化学的安定性を持つよう
になり、その結果として液晶表示素子全体の電気的保持
率を低下させることなく、TFTなどの電荷保持型の液
晶表示素子にも適用できる効果が得られる。この効果
は、液晶材料にClを有するときに、液晶性化合物にC
l原子を含有させる場合にも得られる。
Further, in Example 1, since ZLI-4792 having fluorine is used as the liquid crystal material, the liquid crystal compound X contains a fluorine atom as shown in the above chemical formula 1. As a result, the liquid crystal molecules existing in the vicinity of the interface between the liquid crystal droplet and the polymer wall have chemical stability, and as a result, the TFT or the like can be used without lowering the electrical retention of the entire liquid crystal display element. An effect that can be applied to the liquid crystal display element of the charge retention type is obtained. This effect is obtained when the liquid crystal material has Cl and the liquid crystal compound has C
It is also obtained when 1 atom is contained.

【0032】(実施例2)実施例2では、用いる液晶性
化合物の種類を変えて液晶表示素子を作製した。液晶性
化合物は、下記に示す強誘電性化合物Yをリキッドクリ
スタル、vol.9,No.5,pp635〜641,
1991で示された通りに作製したものを使用した。
Example 2 In Example 2, a liquid crystal display device was manufactured by changing the type of liquid crystal compound used. As the liquid crystal compound, a ferroelectric compound Y shown below was used as a liquid crystal, vol. 9, No. 5, pp 635-641,
Those prepared as shown in 1991 were used.

【0033】[0033]

【化2】 Embedded image

【0034】先ず、実施例1と同様に一軸配向処理を行
った2枚の基板を互いにラビング方向が同一になるよう
にし、かつ間に2μmのシリカビーズを介した状態で貼
り合わせ、セルを作成した。続いて、セル中に均一な混
合物を注入した。その混合物は、0.018gのトリメ
チロールプロパンメタクリレートと、0.060gのラ
ウリルアクリレートと、0.020gの化合物Yと、
0.002gの反応開始剤(Irgacure 65
1)と、0.400gの強誘電性液晶材料(ZLI−4
237−000)とを混合した物からなる。即ち、上記
混合物は、ポリマー材料と、化合物Yである液晶性化合
物と、反応開始剤と、強誘電性液晶材料とを含んだもの
からなる。
First, the two substrates subjected to the uniaxial orientation treatment in the same manner as in Example 1 are bonded together so that the rubbing directions are the same, and a 2 μm silica bead is interposed therebetween to form a cell. did. Subsequently, a homogeneous mixture was injected into the cell. The mixture comprises 0.018 g of trimethylolpropane methacrylate, 0.060 g of lauryl acrylate, 0.020 g of compound Y,
0.002 g of initiator ( Irgacure 65)
1) and 0.400 g of a ferroelectric liquid crystal material (ZLI-4)
237-000). That is, the mixture contains a polymer material, a liquid crystal compound as compound Y, a reaction initiator, and a ferroelectric liquid crystal material.

【0035】その後、実施例1と同様のホトマスクを使
用し、ホトマスク側から平行光線が得られる高圧水銀ラ
ンプ下10mW/cm2のところで20分間連続で紫外
線光(UV光)を照射して樹脂を硬化させた。
Thereafter, using the same photomask as in Example 1, the resin was irradiated with ultraviolet light (UV light) continuously for 20 minutes at 10 mW / cm 2 under a high-pressure mercury lamp capable of obtaining parallel rays from the photomask side. Cured.

【0036】表2は、作製した実施例2に係るセルの電
気光学特性及び耐ショック性に関する測定結果を、比較
例3及び比較例4と併せて示している。電気光学特性に
関する測定は、応答速度、メモリパルス幅、コントラス
ト及び圧力印加試験に対して行い、耐ショック性に関す
る測定は衝撃試験を行った。なお、比較例3は、実施例
2と同様の強誘電性液晶ZLI−4003と、化合物Y
を除いた光硬化性樹脂との混合物を使用し、この混合物
をセルに注入した後、ホトマスクをセルに被せずに、実
施例1と同様にUV照射を行い、高分子分散型液晶表示
素子を作製した。
Table 2 shows the measurement results of the electro-optical characteristics and the shock resistance of the manufactured cell according to Example 2, together with Comparative Examples 3 and 4. The measurement related to the electro-optical characteristics was performed for the response speed, the memory pulse width, the contrast, and the pressure application test, and the measurement related to the shock resistance was performed for the impact test. In Comparative Example 3, the same ferroelectric liquid crystal ZLI-4003 as in Example 2 and the compound Y
Using a mixture with a photocurable resin except for the above, and after injecting this mixture into the cell, UV irradiation was performed in the same manner as in Example 1 without covering the cell with a photomask, to obtain a polymer-dispersed liquid crystal display element. Produced.

【0037】また、比較例4は、実施例2と同様に作製
した基板間に、強誘電性液晶ZLI−4003のみを注
入し、セルを作製した。
In Comparative Example 4, a cell was produced by injecting only the ferroelectric liquid crystal ZLI-4003 between the substrates produced in the same manner as in Example 2.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】上述した電気光学特性は、以下の条件によ
り測定を行った。即ち、クロスニコル下にある光学特性
測定系の偏光板間にセルを置き、100Hz、±10V
の矩形波を印加した場合の、正負の電界に対する透過光
強度に対応するフォトディテクタの最大値がほぼ等しく
なる角度を0度として、電界の極性と、フォトディテク
タからの信号の極性とが一致する方向に22.5度傾け
た状態で測定を行った。また、各々の測定値は、以下の
ようにして求めた。
The above-mentioned electro-optical characteristics were measured under the following conditions. That is, the cell was placed between the polarizing plates of the optical property measurement system under the crossed Nicols, and 100 Hz, ± 10 V
When a rectangular wave is applied, the angle at which the maximum value of the photodetector corresponding to the transmitted light intensity with respect to the positive and negative electric fields is almost equal to 0 degree, and the direction of the polarity of the electric field matches the polarity of the signal from the photodetector. The measurement was performed in a state of being tilted at 22.5 degrees. Each measurement value was obtained as follows.

【0040】(応答速度)100Hz、±10Vの矩形
波を印加した場合のパルスの立ち上がり/立ち下がりに
対して、セルの光学的な光量の変化が10%から90%
に変化するのに要する時間の平均値を求めた。
(Response speed) The change in the optical light amount of the cell is 10% to 90% with respect to the rise / fall of the pulse when a rectangular wave of 100 Hz and ± 10 V is applied.
The average value of the time required to change to?

【0041】(メモリパルス幅)全絵素をメモリスイッ
チングさせることができる±10Vの双極性パルスのパ
ルス幅。
(Memory pulse width) The pulse width of a bipolar pulse of ± 10 V capable of memory switching of all picture elements.

【0042】(コントラスト)全絵素がメモリスイッチ
ングする状態での完全な暗状態のフォトディテクタ信号
を基準(VD)とし、暗状態でのフォトディテクタから
の信号(Voff)に対する明状態でのフォトディテクタ
信号(Von)の比、つまり(Von−VD)/(Vo ff−V
D)の値を用いた。
(Contrast) A photo detector signal in a completely dark state in a state where all the picture elements are subjected to memory switching is used as a reference (V D ), and a photo detector signal in a bright state with respect to a signal (V off ) from the photo detector in a dark state. the ratio of (V on), ie, (V on -V D) / ( V o ff -V
The value of D ) was used.

【0043】(圧力印加試験)圧力試験機としてAGS
−100A(島津製作所製)を用いた圧縮試験により行
った。セルを水平なテーブル上に置き、セル上面に対し
て水平に密着させた、径が8mm、断面積が0.670
cm2のステンレス製の棒を介してセルに荷重を掛けて
いき、配向が変化するときの荷重を調べた。
(Pressure test) AGS is used as a pressure tester.
This was performed by a compression test using -100A (manufactured by Shimadzu Corporation). The cell was placed on a horizontal table and closely contacted with the upper surface of the cell, having a diameter of 8 mm and a cross-sectional area of 0.670.
A load was applied to the cell through a stainless steel rod of cm 2 , and the load when the orientation changed was examined.

【0044】(衝撃試験)リノリューム張りの机面上
に、その50cm上からセルを水平に落下させたときの
配向状態の変化について調査した。表中、○は液晶と高
分子材料の境界領域で若干の配向の乱れが発生している
が実用上問題のないことを示し、×は絵素部での配向の
乱れが存在することを示している。
(Impact Test) A change in the orientation state when the cell was dropped horizontally from 50 cm above a linoleum-clad desk surface was examined. In the table, は indicates that some disturbance of the alignment occurred in the boundary region between the liquid crystal and the polymer material, but there was no practical problem, and × indicates that there was the disturbance of the alignment in the picture element part. ing.

【0045】上記表2より理解されるように、実施例2
は、同じ強誘電性液晶を使用する比較例3に比べて、圧
力印加試験と衝撃試験とが優れたものとなっている。ま
た、従来構成の比較例4と比較すると、比較例4では液
晶の配向が十分に揃わず、低いコントラストであり、更
に衝撃試験については、最初から配向が不十分であるた
めに評価不能であるのに対し、実施例2では良好な結果
が得られている。
As understood from Table 2 above, Example 2
Is superior in the pressure application test and the impact test as compared with Comparative Example 3 using the same ferroelectric liquid crystal. In addition, when compared with Comparative Example 4 having the conventional configuration, Comparative Example 4 did not have a sufficient alignment of the liquid crystals, had low contrast, and could not be evaluated in the impact test because the alignment was insufficient from the beginning. On the other hand, in Example 2, good results were obtained.

【0046】以上詳述したように、本発明にあっては、
液晶材料と、少なくとも一種類の分子内に重合性官能基
を有する液晶性化合物を含んでなる重合性化合物との混
合物を重合反応させる。この反応に伴って相分離が起こ
り、高分子壁にて液晶滴が包囲された表示媒体が形成さ
れるが、液晶滴の構造としては高分子壁との界面近傍に
液晶性化合物が固定された状態となる。このような状態
となると、電圧印加時に液晶滴と高分子壁との界面が駆
動され、かつ、電圧OFF時には固定化された液晶分子
が高分子壁と結合しているためにドライビングフォース
が強くなり、τr、τdがともに改善される。また、高分
子壁との界面に液晶性化合物が固定されるため、相分離
が明確に行われる。
As described in detail above, in the present invention,
A mixture of a liquid crystal material and a polymerizable compound containing a liquid crystal compound having a polymerizable functional group in at least one molecule is polymerized. A phase separation occurs due to this reaction, and a display medium in which liquid crystal droplets are surrounded by the polymer wall is formed. As a structure of the liquid crystal droplet, a liquid crystalline compound is fixed near an interface with the polymer wall. State. In such a state, the interface between the liquid crystal droplet and the polymer wall is driven when a voltage is applied, and the driving force is increased when the voltage is turned off because the fixed liquid crystal molecules are bonded to the polymer wall. , Τ r , τ d are both improved. Further, since the liquid crystalline compound is fixed at the interface with the polymer wall, phase separation is clearly performed.

【0047】また、液晶材料に強誘電性液晶を用いた場
合には、分子内に重合性官能基と光学活性基とを有する
液晶性化合物を用いることにより、高分子壁との界面に
光学的に活性な官能基を有する液晶分子が存在する。こ
の液晶分子の存在により、配向処理を施した基板からの
配向規制力だけでなく、基板表面と直交する方向成分を
持つ、高分子壁からの規制力が液晶滴に作用する。よっ
て、配向状態が安定化し耐ショック性も向上する。
When a ferroelectric liquid crystal is used as the liquid crystal material, the liquid crystal compound having a polymerizable functional group and an optically active group in a molecule is used, so that an optical interface is formed at the interface with the polymer wall. There is a liquid crystal molecule having an active functional group. Due to the presence of the liquid crystal molecules, not only the alignment regulating force from the substrate subjected to the alignment treatment, but also the regulating force from the polymer wall having a component perpendicular to the substrate surface acts on the liquid crystal droplet. Therefore, the orientation state is stabilized and the shock resistance is improved.

【0048】更に、本発明にあっては、液晶材料に、化
学的に安定であるF系やCl系の液晶材料を用いた場
合、分子中にF原子やCl原子を有する液晶性化合物を
用いることにより、液晶分子が化学的安定性を持つよう
になる。この化学的安定性のため表示素子全体の電気的
保持率を低下させることなく、TFTなどの電荷保持型
の素子に適用できるようになる。
Further, in the present invention, when a chemically stable F-based or Cl-based liquid crystal material is used as the liquid crystal material, a liquid crystal compound having an F atom or a Cl atom in the molecule is used. Thereby, the liquid crystal molecules have chemical stability. Due to this chemical stability, the present invention can be applied to a charge retention type device such as a TFT without lowering the electrical retention of the entire display device.

【0049】(実施例3)本実施例3は、液晶に対する
樹脂材料の配向規制力を高める場合である。この場合、
液晶性官能基を有する重合性材料を添加することによ
り、液晶相で硬化性樹脂、液晶の混合物を相分離するこ
とができ、全体を配向状態にする。
(Embodiment 3) Embodiment 3 is directed to a case where the alignment regulating force of the resin material with respect to the liquid crystal is increased. in this case,
By adding a polymerizable material having a liquid crystalline functional group, a mixture of a curable resin and a liquid crystal can be phase-separated in a liquid crystal phase, and the whole is brought into an alignment state.

【0050】以下に、本実施例3に係る液晶表示素子の
製造方法を説明する。まず、実施例1において用いた化
合物Xを合成する。次に、硝子基板(1.1mm厚)に
ITO(酸化インジュウムおよび酸化スズの混合物、5
00オングストローム)を透明電極として有する基板上
に垂直配向膜JALS−203−R6(日本合成ゴム社
製)をスピンコートで塗布し、その後、焼成を行った。
上記処理を行った2枚の基板を対向配設し、両基板の間
にスペーサーを介在させてセル厚を6μmに保たせるこ
とによりセルを構成した。
Hereinafter, a method for manufacturing the liquid crystal display element according to the third embodiment will be described. First, the compound X used in Example 1 is synthesized. Next, ITO (a mixture of indium oxide and tin oxide, 5
A vertical alignment film JALS-203-R6 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied by spin coating on a substrate having a transparent electrode (00 angstrom) as a transparent electrode, followed by firing.
A cell was formed by disposing two substrates subjected to the above-described processing in opposition, and maintaining a cell thickness of 6 μm by interposing a spacer between the two substrates.

【0051】作製したセルの上に、ピッチを250μm
で、離隔間隔を50μmとした方形の遮光部が配置され
ているホトマスクを絵素部分が遮光されるように配置
し、さらにセル中に、0.1gの2官能アクリレートで
るR−684(日本化薬社製)と、0.05gのスチ
レンと、0.85gの化合物Xと、4gの液晶材料ZL
I−2806(Δε<0:メルク社製)と、0.002
5gの光開始剤Irgacure651とを混合した混合物を作
製した。作製した混合物を偏光顕微鏡下で温度を変化さ
せながら観察したところ、結晶−ネマティック転移温度
が45℃で、ネマティック−均一液体転移温度が78℃
であった。該混合物を48℃(ネマティック状態)で注
入し、その後、同じ温度を保ってホトマスクのドットパ
ターン側から平行光線を得られる高圧水銀ランプ下10
mW/cm2のところで(1秒照射、30秒照射無し)
のサイクルを20サイクル行い、その後10分間連続照
射し、さらに、ホトマスクを取り除いて紫外線を10分
間照射して樹脂材料を硬化させた。
A pitch of 250 μm was formed on the prepared cell.
Then, a photomask in which a rectangular light-shielding portion with a separation interval of 50 μm is arranged is arranged so that the pixel portion is shielded from light, and 0.1 g of bifunctional acrylate is further placed in the cell.
And Oh Ru R-684 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and styrene 0.05 g, and Compound X 0.85 g, 4g crystal material ZL of
I-2806 (Δε <0: manufactured by Merck) and 0.002
A mixture was prepared by mixing 5 g of the photoinitiator Irgacure 651. When the prepared mixture was observed while changing the temperature under a polarizing microscope, the crystal-nematic transition temperature was 45 ° C and the nematic-homogeneous liquid transition temperature was 78 ° C.
Met. The mixture was injected at 48 ° C. (nematic state), and then maintained under the same temperature under a high-pressure mercury lamp capable of obtaining parallel light from the dot pattern side of the photomask.
At mW / cm 2 (irradiation for 1 second, no irradiation for 30 seconds)
Was repeated 20 times, followed by continuous irradiation for 10 minutes, followed by removing the photomask and irradiating with ultraviolet rays for 10 minutes to cure the resin material .

【0052】作製したセルを液体窒素中で剥離して、ア
セトンで液晶材料を洗い流した後の高分子壁の水平断面
をSEM(走査型電子顕微鏡)で観察したところ、ドッ
トパターンと同じ規則性(絵素と同じ規則性)で、か
つ、同程度の大きさで均一に揃った液晶滴が作製されて
いることが確認された。
After the fabricated cell was peeled off in liquid nitrogen and the liquid crystal material was washed away with acetone, the horizontal section of the polymer wall was observed by SEM (scanning electron microscope). It was confirmed that liquid crystal droplets having the same regularity as those of the picture elements) and having substantially the same size and being uniformly arranged were produced.

【0053】作製したセルの前後に、互いに直交するよ
うに2枚の偏光板を貼り合わせて高分子壁に囲まれたE
CB表示素子を作製した。
Before and after the manufactured cell, two polarizing plates were attached so as to be orthogonal to each other, and E was surrounded by a polymer wall.
A CB display element was manufactured.

【0054】表3は作製したセルの電気光学特性を示し
ている。表3中、中間調における反転現象の項目では、
○印は反転現象が起こらない状態、×印は容易に反転現
象を観察できる状態、△印は辛うじて反転現象が観察さ
れる状態を示している。
Table 3 shows the electro-optical characteristics of the manufactured cells. In Table 3, in the item of the reversal phenomenon in the halftone,
The mark “○” indicates a state where the reversal phenomenon does not occur, the mark “X” indicates a state where the reversal phenomenon can be easily observed, and the mark “△” indicates a state where the reversal phenomenon is barely observed.

【0055】[0055]

【表3】 [Table 3]

【0056】比較例5は、実施例3と同様の基板の上
に、同様の配向膜を成膜した後、ナイロン布によりラビ
ング処理を行い、アンチパラレル状態になるように実施
例3と同様に基板を貼り合わせ、基板間に実施例3と同
様の液晶材料ZLI−2806を注入し、このようにし
て作製されたセルに、2枚の偏光板を互いに直交するよ
うにセルの前後に貼り合わせて従来のECB表示素子を
作製した場合である。比較例6は、実施例3と同様にセ
ルを作製し、実施例3と同様の混合物を使用して、セル
に該混合物を注入した後、ホトマスクをセルに被せず
に、実施例3と同様にUV照射して偏光板を貼り合わせ
高分子分散型液晶素子を作製した場合である。実施例A
は、前述の実施例1又は2の範囲内に含まれるものであ
り、実施例3と同様にセルを作製し、実施例3と同様の
混合物を使用して、セルに該混合物を注入した後、均一
状態となる100℃に混合物の温度を保持し、実施例3
と同様にホトマスクを被せて紫外線照射を行った。セル
作製後、実施例3と同様に偏光板を貼り合わせた。
In Comparative Example 5, a similar alignment film was formed on the same substrate as in Example 3, and then rubbed with a nylon cloth to obtain an antiparallel state. The substrates were bonded together, and the same liquid crystal material ZLI-2806 as in Example 3 was injected between the substrates, and two polarizing plates were bonded to the cell thus manufactured before and after the cell so as to be orthogonal to each other. In this case, a conventional ECB display element is manufactured. In Comparative Example 6, a cell was prepared in the same manner as in Example 3, and the mixture was injected into the cell using the same mixture as in Example 3, and then the same as in Example 3 without covering the cell with a photomask. In this case, a UV-irradiation is performed to attach a polarizing plate to produce a polymer dispersed liquid crystal element. Example A
Is included in the range of the above-mentioned Example 1 or 2. After preparing a cell in the same manner as in Example 3, using the same mixture as in Example 3, and injecting the mixture into the cell Example 3 while maintaining the temperature of the mixture at 100 ° C.
In the same manner as described above, ultraviolet irradiation was performed with a photomask covered. After producing the cell, a polarizing plate was bonded in the same manner as in Example 3.

【0057】表3から理解されるように、本発明の実施
例3は、高分子部分も垂直配向しているために電圧of
f時の遮光状態が優れ、従来使用されていた比較例5と
比較して電気光学特性的に遜色なく、またフィルム基板
を使用することができる。一方、高分子分散型液晶表示
素子(比較例6)に比べて、絵素内での散乱が少ないた
めにコントラストが高くなっている。
As can be seen from Table 3, the voltage of of Example 3 of the present invention was high because the polymer portion was also vertically oriented.
The light-shielding state at f is excellent, the electro-optical characteristics are comparable to those of Comparative Example 5 conventionally used, and a film substrate can be used. On the other hand, compared with the polymer-dispersed liquid crystal display device (Comparative Example 6), the contrast is higher due to less scattering in the picture element.

【0058】更に、実施例3では、液晶分子が倒れると
きに高分子との相互作用により液晶分子がいろいろな方
向に倒れるために、どの方向から見ても屈折率が均一に
なり視角特性が改善されている。一方、比較例5では、
一方向にラビング処理を行っているために電圧印加時に
液晶分子が一方向に倒れ、液晶分子を見る方向によって
は屈折率が異なるために、見る方向によって反転現象が
起こったり、コントラストの変化が起こったりして、視
角特性が非常に悪い。また、比較例6では、粒状の液晶
領域が形成され、全体に表示がざらざらした表示であっ
た。
Further, in the third embodiment, since the liquid crystal molecules fall in various directions due to the interaction with the polymer when the liquid crystal molecules fall, the refractive index becomes uniform from any direction and the viewing angle characteristics are improved. Have been. On the other hand, in Comparative Example 5,
The rubbing process in one direction causes the liquid crystal molecules to fall in one direction when a voltage is applied, and the refractive index differs depending on the direction in which the liquid crystal molecules are viewed. And the viewing angle characteristics are very poor. In Comparative Example 6, a granular liquid crystal region was formed, and the display was entirely rough.

【0059】また、実施例Aのセルを、偏光顕微鏡で観
察したところ液晶領域はほぼ垂直配向しているが、高分
子部分に直交ニコル下で光の漏れ部が見られ、実施例3
に比較してコントラストが少し低下している。
When the cell of Example A was observed with a polarizing microscope, the liquid crystal region was almost vertically aligned, but light leakage was observed in the polymer portion under crossed Nicols.
The contrast is slightly reduced as compared with.

【0060】次に、本実施例3による場合に視野角特性
が向上する理由について説明する。即ち、従来の偏光板
を利用した液晶表示素子では、視野角特性が悪く、広角
で見る液晶表示素子には向かなかった。例えば、ECB
型(電界複屈折型)液晶表示素子の内、初期配向がホメ
オトロピック配向の場合、電圧印加時に同一方向に倒れ
るように配向膜に配向処理が行われている。そのため中
間調において液晶分子が倒れた場合、同一方向に液晶分
子が傾くため、図4(a)に示すようにA方向とB方向
から液晶分子aを見た場合には、見かけの屈折率が異な
るので、それぞれの方向から見たコントラストが大きく
異なり、極端な場合には反転現象などの表示異常が発現
する。このように、従来の表示モードでは、視野角特性
が悪いことが問題となっている。一方、ホトマスクを利
用して液晶と高分子材料の相分離を規則的に行った液晶
表示素子(偏光板付き)は、図4(b)に示すように電
圧印加時に液晶分子aと高分子壁fとの相互作用により
液晶分子aが各高分子壁f方向に倒れて行くために、見
かけ上の屈折率がC方向とD方向でほぼ同じ状態になり
視角特性の改善に大きな効果がある。しかし、配向規制
力に優れた垂直配向膜においても、液晶領域内の液晶分
子と基板間に極めて薄い高分子材料層が入り込み、基板
上の垂直配向効果を弱めていた。このことにより、液晶
分子の垂直配向性に若干のゆらぎが生じ、直交ニコル下
で光の漏れが発生し、コントラストを若干低下させてい
た。さらに、垂直配向膜を利用したモードの場合、高分
子壁内にこまかい液晶滴が形成され、基板上の配向状態
が液晶分子の配向に反映されずランダム状態になるため
に、直交ニコル下で光線透過が起こってしまい、見かけ
上のコントラストを著しく低下させてしまう。強誘電性
液晶素子においては、耐ショック性に問題があり、高分
子に液晶滴を分散させることにより改善されるが、相分
離が明確に行われず配向制御するのが難しい。
Next, the reason why the viewing angle characteristics are improved in the third embodiment will be described. That is, the conventional liquid crystal display device using a polarizing plate has poor viewing angle characteristics and is not suitable for a liquid crystal display device viewed at a wide angle. For example, ECB
When the initial alignment is a homeotropic alignment in a liquid crystal display device of the type (electric field birefringence type), an alignment treatment is performed on the alignment film so that the alignment film falls in the same direction when a voltage is applied. Therefore, when the liquid crystal molecules are tilted in the halftone, the liquid crystal molecules tilt in the same direction. Therefore, when the liquid crystal molecules a are viewed from the A direction and the B direction as shown in FIG. Since they are different, the contrast viewed from each direction is greatly different, and in extreme cases, display abnormalities such as inversion phenomenon appear. Thus, in the conventional display mode, there is a problem that the viewing angle characteristics are poor. On the other hand, a liquid crystal display device (with a polarizing plate) in which a liquid crystal and a polymer material are regularly phase-separated using a photomask, as shown in FIG. Since the liquid crystal molecule a falls down in the direction of each polymer wall f due to the interaction with f, the apparent refractive index becomes almost the same in the C direction and the D direction, which has a great effect on improving the viewing angle characteristics. However, even in a vertical alignment film having an excellent alignment regulating force, an extremely thin polymer material layer enters between liquid crystal molecules in a liquid crystal region and a substrate, thereby weakening the vertical alignment effect on the substrate. As a result, a slight fluctuation occurs in the vertical alignment of the liquid crystal molecules, light leakage occurs under crossed Nicols, and the contrast is slightly reduced. Furthermore, in the mode using the vertical alignment film, fine liquid crystal droplets are formed in the polymer wall, and the alignment state on the substrate is not reflected by the alignment of the liquid crystal molecules, and is in a random state. Transmission occurs, and the apparent contrast is significantly reduced. A ferroelectric liquid crystal element has a problem in shock resistance, and is improved by dispersing liquid crystal droplets in a polymer. However, phase separation is not clearly performed and it is difficult to control alignment.

【0061】これに対し、実施例3は、液晶材料と重合
性化合物(液晶性を有する重合性化合物)との均一混合
物から重合性化合物を液晶状態で硬化させ、液晶と高分
子材料を相分離させる方法であり、液晶と高分子材料と
を同一の配向状態にすることができる。液晶状態で硬化
を行うと、液晶領域のみならず高分子材料領域も配向状
態が維持されるために、液晶領域の配向性がより強固な
状態になる。特に、通常のECB素子の場合、高分子壁
中に閉じ込められた微小の液晶分子がランダム配向して
いるために、直交ニコル下で光が透過してコントラスト
が低下してしまうのに対し、実施例による場合は、高分
子材料中に液晶性化合物が含まれており、しかも液晶材
料と同様な配向状態にあるため、光線の透過が起こりに
くい。さらに、実施例を適用したECB素子(偏光板付
き)の場合、液晶分子の電場により倒れる方向が高分子
壁と液晶分子の相互作用のためにランダム状態となり、
どの方向から見ても同じ状態となるために、中間調にお
いても視野角特性が優れたものとなる。
On the other hand, in Example 3, a polymerizable compound was cured in a liquid crystal state from a homogeneous mixture of a liquid crystal material and a polymerizable compound (polymerizable compound having liquid crystallinity), and the liquid crystal and the polymer material were subjected to phase separation. In this method, the liquid crystal and the polymer material can be in the same alignment state. When the curing is performed in the liquid crystal state, the alignment state of the polymer material region as well as the liquid crystal region is maintained, so that the liquid crystal region has a stronger orientation. In particular, in the case of a normal ECB element, light is transmitted under crossed Nicols to reduce contrast because small liquid crystal molecules confined in a polymer wall are randomly aligned. In the case of the example, the liquid crystal compound is contained in the polymer material and the liquid crystal material is in the same alignment state as the liquid crystal material, so that light does not easily transmit. Furthermore, in the case of the ECB element (with a polarizing plate) to which the embodiment is applied, the direction in which the liquid crystal molecules fall due to the electric field becomes random due to the interaction between the polymer wall and the liquid crystal molecules.
Since the state is the same in any direction, the viewing angle characteristics are excellent even in the halftone.

【0062】(実施例4)本実施例4は、実施例3と同
様に全体を配向状態にすることに加えて、コントラスト
の向上を図る場合であり、二色性色素を用いている。以
下に、本実施例4に係る液晶表示素子の製造方法を説明
する。
(Embodiment 4) In Embodiment 4, as in Embodiment 3, in addition to bringing the whole into an alignment state, the contrast is improved, and a dichroic dye is used. Hereinafter, a method for manufacturing the liquid crystal display element according to the fourth embodiment will be described.

【0063】実施例3と同様にセル厚を9μmとなるよ
うにセルを作製し、実施例3とは液晶材料を異ならせ、
具体的にはZLI−2806に二色性色素S−301
(三井東圧染料社製)を4%添加した液晶材料を用い、
実施例3と同様に液晶セルを作製した。混合した混合物
をDSC(示差熱天秤)により転移温度を調べたとこ
ろ、実施例3とほとんど同じ結果になったため、該混合
物を48℃で注入し、ホトマスク越しに光を照射して硬
化した。
A cell was manufactured so as to have a cell thickness of 9 μm in the same manner as in Example 3, and the liquid crystal material was different from that of Example 3,
Specifically, dichroic dye S-301 is added to ZLI-2806.
Using a liquid crystal material containing 4% (manufactured by Mitsui Toatsu Dye),
A liquid crystal cell was manufactured in the same manner as in Example 3. When the transition temperature of the mixed mixture was examined by DSC (differential thermal balance), the result was almost the same as that of Example 3. Therefore, the mixture was injected at 48 ° C. and irradiated with light through a photomask to be cured.

【0064】作製したセルの後方にAlを蒸着した基板
を設置し、セルの垂直方向から互いに30°になるよう
に光源と観測部を置き、反射型液晶表示素子として電気
光学特性を測定した。
A substrate on which Al was vapor-deposited was placed behind the fabricated cell, and a light source and an observation unit were placed at an angle of 30 ° from the vertical direction of the cell, and electro-optical characteristics were measured as a reflection type liquid crystal display device.

【0065】作製した実施例4に係るセルは、図5
(a)に示すように電圧off時に、液晶滴g中の液晶
分子a及び二色性色素b、並びに高分子壁f中の高分子
及び二色性色素bがすべて同一方向に向くため、全体が
消色状態になっており、図5(b)に示すように電極C
間に電圧を印加することにより液晶滴gだけが方向を変
化させて着色状態になった。なお、図5中のdは基板で
あり、hは配向膜である。実施例4の液晶表示素子のコ
ントラストは7で、駆動飽和電圧は7V付近であった。
また、全方向にわたって、電圧印加時に、分子が倒れて
行くために、全方向からのコントラストが均一であっ
た。
The fabricated cell according to the fourth embodiment is shown in FIG.
As shown in (a), when the voltage is turned off, the liquid crystal molecules a and the dichroic dye b in the liquid crystal droplet g and the polymer and the dichroic dye b in the polymer wall f are all oriented in the same direction. Is in a decolored state, and as shown in FIG.
By applying a voltage in between, only the liquid crystal droplet g changed its direction and became colored. In FIG. 5, d is a substrate, and h is an alignment film. The contrast of the liquid crystal display device of Example 4 was 7, and the driving saturation voltage was around 7 V.
In addition, the contrast from all directions was uniform because the molecules fell down when a voltage was applied in all directions.

【0066】一方、比較のために、次の液晶表示素子を
作製した。即ち、実施例4と同様に、基板をナイロン布
で一方向にラビング処理し、処理方向がアンチパラレル
になるように2枚の基板を貼り合わせてセルを作製し、
セル内に、ZLI−2806(二色製色素S−301を
4%含有)を注入し、従来のGHモードの液晶表示素子
を作製した。本素子は、電圧印加時に一方向に分子が倒
れているために、視角方向により、コントラストが変化
し、表示特性が悪かった。
On the other hand, the following liquid crystal display device was manufactured for comparison. That is, as in Example 4, the substrate was rubbed in one direction with a nylon cloth, and the two substrates were bonded together so that the processing directions were antiparallel, thereby producing a cell.
ZLI-2806 (containing 4% of a two-color dye S-301) was injected into the cell to produce a conventional GH mode liquid crystal display device. In this device, the contrast was changed depending on the viewing angle direction because the molecules were tilted in one direction when a voltage was applied, and the display characteristics were poor.

【0067】以上詳述したように、実施例3、4による
場合は、液晶状態で硬化反応が行われるために、高分子
部分も配向状態となり、液晶領域が基板の配向方向に配
向して基板の配向規制力を生かし、人為的に配向方向を
決定することができるので、以下のような利点がある。
即ち、実施例1、2のように液晶状態でない状態で硬化
反応を行うと、基板と液晶層の間にごく薄い樹脂が入り
込むことがあるため基板の配向規制力を弱めており、液
晶層の人為的な配向を困難にしていた。また、高分子が
配向することがなかったので、高分子中に入り込んだ微
小の液晶滴内の液晶は、高分子壁に沿って配向するため
ランダム状態となるために不都合が生じていた。例え
ば、垂直配向膜を用い、直交ニコル下で使用する場合、
微小の液晶滴内がランダム配向をとる為に光の漏れが発
生しコントラストが低下してしまっていた。これに対
し、実施例3、4による場合には、そのような欠点を解
消できるという利点がある。
As described in detail above, in the case of Examples 3 and 4, since the curing reaction is performed in the liquid crystal state, the polymer portion is also in the alignment state, and the liquid crystal region is aligned in the alignment direction of the substrate. Since the alignment direction can be artificially determined by utilizing the alignment regulating force, the following advantages can be obtained.
That is, when a curing reaction is performed in a state that is not in a liquid crystal state as in Examples 1 and 2, a very thin resin may enter between the substrate and the liquid crystal layer, so that the alignment regulating force of the substrate is weakened. Artificial orientation was difficult. In addition, since the polymer did not align, the liquid crystal in the minute liquid crystal droplets that entered the polymer was oriented along the polymer wall and was in a random state, which caused inconvenience. For example, when using a vertical alignment film and using it under crossed Nicols,
Since the inside of the minute liquid crystal droplets is randomly oriented, light leakage occurs and the contrast is reduced. On the other hand, the third and fourth embodiments have an advantage that such a disadvantage can be solved.

【0068】また、実施例3、4の場合は、配向処理の
必要な従来の液晶表示素子(TN、GH、STN、EC
B、FLCなど)に応用できるが、ECB、GH、FL
Cに対し特に有効である。例えば、ECB素子に応用し
た場合は、ECBモードが初期状態で垂直配向であり
(直交ニコル下で黒状態)、電圧印加により分子が倒れ
(複屈折のため白状態)となるモードであるため、液晶
分子が倒れるときに高分子との相互作用により液晶分子
がいろいろな方向に倒れるために、どの方向から見ても
屈折率が均一になり視角特性が改善される。
Further, in the case of Examples 3 and 4, the conventional liquid crystal display elements (TN, GH, STN, EC
B, FLC, etc.), but ECB, GH, FL
Particularly effective for C. For example, when applied to an ECB element, the ECB mode is a vertical orientation in an initial state (a black state under orthogonal Nicols), and a molecule is collapsed (white state due to birefringence) by applying a voltage. When the liquid crystal molecules fall, interaction with the polymer causes the liquid crystal molecules to fall in various directions, so that the refractive index becomes uniform from any direction and the viewing angle characteristics are improved.

【0069】但し、2色性色素を添加したECB素子
(偏光板無し)であっても、高分子壁が配向状態にない
場合、高分子壁中に含まれた色素材料がランダム配向状
態で着色状態となり電場に対して応答しないために、全
体のコントラストを落としてしまう。しかし、実施例
3、4のように高分子材料も配向状態にすることができ
るようにした場合は、高分子壁中の二色性色素もホメオ
トロピック配向状態となり全体に透明に近い状態から液
晶部分だけが着色状態となり、二色性色素の二色性比を
最大限に生かすことができる。更に、ホトマスクを利用
して硬化させる場合において、混合物中に色素が含有さ
れているためにホトマスクの遮光部に光が漏れることが
少なく、高分子壁の作製できる箇所を明確に限定でき、
さらに、液晶分子が垂直状態から電場と、高分子壁及び
液晶の配向力とにより、セルに対して水平方向に、か
つ、面内でランダムに配向するために、視角特性の優れ
た反射型液晶素子を作製することができる。
However, even in an ECB element (without a polarizing plate) to which a dichroic dye is added, if the polymer wall is not in the alignment state, the dye material contained in the polymer wall is colored in a random alignment state. Since the state is not responded to the electric field, the overall contrast is reduced. However, when the polymer material can be made to be in the alignment state as in Examples 3 and 4, the dichroic dye in the polymer wall is also in the homeotropic alignment state, and the liquid crystal is changed from a state almost entirely transparent to the liquid crystal. Only the portion becomes colored, and the dichroic ratio of the dichroic dye can be maximized. Furthermore, in the case of curing using a photomask, light is less likely to leak to the light-shielding portion of the photomask because the mixture contains a dye, and the location where the polymer wall can be produced can be clearly limited,
Furthermore, since the liquid crystal molecules are oriented in a horizontal direction and randomly in a plane with respect to the cell by the electric field from the vertical state and the alignment force of the polymer wall and the liquid crystal, the reflection type liquid crystal having excellent viewing angle characteristics. An element can be manufactured.

【0070】また、GH(ホストゲスト)モードに応用
した場合は、GHモードが、例えば、素子中に二色性色
素を添加したモードであり、分子の垂直方向と水平方向
とを電気的に利用できるために二色性色素の二色性比を
最大限に利用できる。さらに、高分子壁内の二色性色素
は垂直配向しているために消色方向に分子が向いてお
り、全体が消色となる状態から液晶滴部分のみが有色と
なる状態に電気的に制御できるようになる。更に、FL
C(強誘電性液晶)素子に応用した場合は、一軸配向で
配向している高分子により、より強固に配向させること
ができる。これにより、FLCの最大の欠点である耐衝
撃性を高分子壁で改善できる。さらに、光硬化性樹脂
にFLCポリマーになる材料を用いた場合、この部分
も電圧に応答し、またFLCとFLCポリマーで駆動電
圧が異なるために階調表示を実現することができる。
When applied to a GH (host guest) mode, the GH mode is, for example, a mode in which a dichroic dye is added to the device, and the vertical and horizontal directions of molecules are electrically used. The dichroic dye's dichroic ratio can be used to the maximum extent possible. Furthermore, since the dichroic dye in the polymer wall is oriented vertically, the molecules are oriented in the color erasing direction, and the state is changed from a state where the entire color is erased to a state where only the liquid crystal droplet portion is colored. Be able to control. Furthermore, FL
When applied to a C (ferroelectric liquid crystal) element, the polymer can be more strongly aligned by uniaxially oriented polymer. This makes it possible to improve the impact resistance, which is the greatest drawback of FLC, with the polymer wall. In addition, photocurable resin materials
When a material that becomes an FLC polymer is used as a material, this portion also responds to a voltage, and since a driving voltage is different between the FLC and the FLC polymer, gradation display can be realized.

【0071】なお、本実施例3及び4では、混合物を液
晶状態で硬化させているが、その液晶状態としては、ネ
マティック相、スメティック相又コレステリック相が相
当する。
In Examples 3 and 4, the mixture is cured in a liquid crystal state, which corresponds to a nematic phase, a smectic phase or a cholesteric phase.

【0072】上記実施例1、3及び4では液晶性化合物
に化合物Xを、実施例2では化合物Yを使用している
が、本発明はこれに限らず、下記化3で示される化合物
一般を使用することができる。
In Examples 1, 3 and 4, the compound X is used as the liquid crystal compound, and in Example 2, the compound Y is used. However, the present invention is not limited to this. Can be used.

【0073】[0073]

【化3】 Embedded image

【0074】化3中のAは重合性官能基を示し、CH2
=CH−、CH2=CH−COO−、下記化4で示され
る構造などの不飽和結合、又は歪みをもったヘテロ環構
造をもった官能基が該当する。LCは液晶性化合物を示
し、下記化5で示される化合物又はコレステロール環及
びその誘導体などが該当する。Bは重合性官能基と液晶
性化合物を結ぶ連結基であり、具体的にはアルキル鎖
(−(CH2)−)、エステル結合(−COO−)、エ
ーテル結合(−O−)、ポリエチレングリコール鎖(−
CH2CH2O−)、及びこれらの結合基を組み合わせた
結合基などが該当し、特に、高分子壁上で電場に応答し
て容易に動くようにすべく、重合性官能基から液晶分子
の剛直部まで6箇所以上の結合を有する長さを持つ連結
基が好ましい。また、高分子壁をも配向状態とさせる場
合には、液晶材料と混合したときに液晶性を示すことが
好ましい。
A in Chemical Formula 3 represents a polymerizable functional group, and CH 2
= CH—, CH 2 CHCH—COO—, an unsaturated bond such as a structure represented by the following formula 4, or a functional group having a strained heterocyclic structure. LC represents a liquid crystal compound, and corresponds to a compound represented by the following formula 5, a cholesterol ring and a derivative thereof, and the like. B is a linking group that connects the polymerizable functional group and the liquid crystal compound, and specifically includes an alkyl chain (— (CH 2 ) —), an ester bond (—COO—), an ether bond (—O—), and polyethylene glycol. Chain (-
CH 2 CH 2 O—) and a bonding group obtained by combining these bonding groups, and the like. In particular, in order to easily move in response to an electric field on a polymer wall, a liquid crystal molecule is converted from a polymerizable functional group. Is preferably a connecting group having a length having 6 or more bonds up to the rigid portion. In the case where the polymer wall is also in the alignment state, it is preferable to exhibit liquid crystallinity when mixed with a liquid crystal material.

【0075】[0075]

【化4】 Embedded image

【0076】[0076]

【化5】 Embedded image

【0077】上記化5中のDは、化3中のBと結合する
官能基であり、液晶分子の誘電率異方性、屈折率異方性
の大きさを左右する機能を有し、具体的にはパラフェニ
ル環、1,10−ジフェニル環、1,4−シクロヘキサ
ン環、1,10−フェニルシクロヘキサン環、ナフタレ
ン環、ターフェニル環等が該当する。Gは液晶の誘電率
異方性などを発現させる極性基であり、−CN、−OC
3、−F、−Cl、−OCF3、−OCCl3、−H、
−R(R:アルキル基)等の官能基を有するベンゼン
環、シクロヘキサン環、パラジフェニル環、フェニルシ
クロヘキサン環等が該当する。Eは、D,Gを連結する
官能基であり、単結合、−CH2−、−CH2CH2−、
−O−、炭素−炭素の三重結合、−CH=CH−等が該
当する。
D in Chemical Formula 5 is a functional group that binds to B in Chemical Formula 3, and has a function of determining the magnitude of the dielectric anisotropy and the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules. Specifically, a paraphenyl ring, a 1,10-diphenyl ring, a 1,4-cyclohexane ring, a 1,10-phenylcyclohexane ring, a naphthalene ring, a terphenyl ring and the like are applicable. G is a polar group that expresses the dielectric anisotropy of the liquid crystal, etc., -CN, -OC
H 3, -F, -Cl, -OCF 3, -OCCl 3, -H,
A benzene ring, a cyclohexane ring, a paradiphenyl ring, a phenylcyclohexane ring and the like having a functional group such as —R (R: alkyl group) are applicable. E is a functional group for connecting D, and G, a single bond, -CH 2 -, - CH 2 CH 2 -,
—O—, a carbon-carbon triple bond, —CH = CH— and the like correspond.

【0078】また、本発明に使用できるポリマー材料と
しては、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等が相当する。光
硬化性樹脂材料としては、例えばC3以上の長鎖アルキ
ル基またはベンゼン環を有するアクリル酸及びアクリル
酸エステル、具体的にはアクリル酸イソブチル、アクリ
ル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸イソ
アミル、n−ブチルメタクリレート、n−ラウリルメタ
クリレート、トリデシルメタクリレート、2−エチルヘ
キシルアクリレート、n−ステアリルメタアクリレー
ト、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリ
レート、2−フェノキシエチルメタクリレート、イソボ
ルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレートなど
が該当する。更には、ポリマーの物理的強度を高めるた
めに2官能以上を有する多官能性化合物、例えばビスフ
ェノールAジメタクリレート、ビスフェノールAジアク
リレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、
1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、トリメチ
ロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプ
ロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテト
ラアクリレート、ネオペンチルジアクリレートなどを使
用できる。更には、より好ましくは、これらのモノマー
をハロゲン化、特に塩素化やフッ素化した化合物、例え
ば2,2,3,4,4,4−ヘキサフロロブチルメタク
リレート、2,2,3,4,4,4−ヘキサクロロブチ
ルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフロロプロ
ピルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフロロプ
ロピルメタクリレート、パーフロロオクチルエチルメタ
クリレート、パークロロオクチルエチルメタクリレー
ト、パーフロロオクチルエチルアクリレート、パークロ
ロオクチルエチルアクリレートなどを使用できる。
Further, as the polymer material which can be used in the present invention, a photocurable resin, a thermosetting resin, or the like corresponds. As the photocurable resin material , for example, acrylic acid and acrylate having a long-chain alkyl group or a benzene ring of C3 or more, specifically, isobutyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, isoamyl acrylate, n- Butyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, tridecyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-phenoxyethyl methacrylate, isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate and the like are applicable. Further, polyfunctional compounds having two or more functionalities to increase the physical strength of the polymer, for example, bisphenol A dimethacrylate, bisphenol A diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate,
1,6-hexanediol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethanetetraacrylate, neopentyl diacrylate and the like can be used. More preferably, these monomers are halogenated, especially chlorinated or fluorinated compounds , for example, 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl methacrylate, 2,2,3,4,4 2,4-hexachlorobutyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, perfluorooctylethyl methacrylate, perchlorooctylethyl methacrylate, perfluorooctylethyl acrylate And perchlorooctylethyl acrylate.

【0079】上記熱硬化性化合物としては、上記光硬化
性樹脂材料を使用することもでき、また分子中にエポキ
シ基を有する化合物を使用することができる。具体的に
は、例えばビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフ
ェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジ
グリシジルエーテル、ヘキサヒドロビスフェノールAジ
グリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジ
ルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエー
テル、フタル酸ジグリシルエステル、トリグリシジルイ
ソシアネート、テトグリシジルメタキシレンジアミン
等であり、これらモノマーは、単独で使用しても良いが
2種以上混合しても良い。
As the thermosetting compound, the photocurable resin material described above can be used, and a compound having an epoxy group in the molecule can be used. Specifically, for example, bisphenol A type epoxy compound, bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, hexahydrobisphenol A diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, diglycyl phthalate , triglycidyl isocyanate, a tetra- glycidyl meta-xylene diamine and the like, these monomers may be used alone or may be a mixture of two or more.

【0080】また、本発明に使用できる2色性色素とし
ては、N型、P型どちらの染料も用いることができる。
具体的には、例えばメロシアニン系、アントラキノン
系、スチリル系、アゾベンゼン系などを適宜選択して用
いることができる。二色性色素の添加量としては、液晶
に対し、重量比で0.5%〜10%の範囲がよく、好ま
しくは1%〜5%程度である。また、光吸収効果による
コントラスト向上を目的とする以外は、カラー化を目指
した色素効果の併用も差し支えない。
As the dichroic dye which can be used in the present invention, both N-type and P-type dyes can be used.
Specifically, for example, a merocyanine-based, anthraquinone-based, styryl-based, azobenzene-based, or the like can be appropriately selected and used. The amount of the dichroic dye added is preferably in the range of 0.5% to 10% by weight relative to the liquid crystal, and is preferably about 1% to 5%. In addition to the purpose of improving the contrast by the light absorption effect, a combined use of a dye effect for colorization may be used.

【0081】本発明に使用できる液晶については、常温
付近で液晶状態を示す有機物混合体である液晶が該当す
る。つまり、2周波駆動用液晶やΔε<0の液晶を含む
ネマチック液晶、コレステリック液晶(特に、可視光に
選択反射特性を有する液晶)、もしくはスメクチック液
晶(強誘電性液晶を含む)およびデスコチィック液晶等
であるもの、或はこれらの液晶を2種以上混合したもの
が該当する。特に、ネマチック液晶、コレステリック液
晶やカイラル剤の添加されたネマチック液晶、又は強誘
電性液晶が特性上好ましい。更には、加工時に光重合反
応を伴うため耐化学反応性に優れ、化合物中にフッ素原
子等の官能基を有する液晶が好ましい。具体的には、Z
LI−4801−000、ZLI−4801−001、
ZLI−4792(メルク社製)等である。なお、これ
らの液晶材料と、分子内に重合性官能基を有する液晶性
化合物を選択するにあたり、それぞれの液晶性を発現す
る部分が類似していることが、相溶性の観点から好まし
い。特に、化学的環境が特異なF、Cl系液晶材料につ
いては、重合性官能基を有する液晶性化合物についても
F、Cl系液晶材料であることが好ましい。また、強誘
電性液晶を使用する場合についても、安定したスメクチ
ック相を作成するためにも強誘電性液晶を分子内に有す
る重合性化合物を使用するのが好ましい。
The liquid crystal which can be used in the present invention corresponds to a liquid crystal which is an organic mixture showing a liquid crystal state at around normal temperature. That is, a nematic liquid crystal including a two-frequency driving liquid crystal or a liquid crystal with Δε <0, a cholesteric liquid crystal (in particular, a liquid crystal having a selective reflection characteristic for visible light), a smectic liquid crystal (including a ferroelectric liquid crystal), and a discotic liquid crystal. A liquid crystal or a mixture of two or more of these liquid crystals is applicable. In particular, a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, a nematic liquid crystal to which a chiral agent is added, or a ferroelectric liquid crystal is preferable in terms of characteristics. Furthermore, a liquid crystal having a functional group such as a fluorine atom in a compound is preferable because the compound is accompanied by a photopolymerization reaction during processing and has excellent chemical reaction resistance. Specifically, Z
LI-4801-000, ZLI-4801-001,
ZLI-4792 (manufactured by Merck) and the like. In selecting a liquid crystal material and a liquid crystal compound having a polymerizable functional group in a molecule, it is preferable that the portions exhibiting liquid crystal properties are similar from the viewpoint of compatibility. In particular, for an F or Cl liquid crystal material having a specific chemical environment, a liquid crystal compound having a polymerizable functional group is preferably an F or Cl liquid crystal material. Also, when a ferroelectric liquid crystal is used, it is preferable to use a polymerizable compound having a ferroelectric liquid crystal in a molecule in order to form a stable smectic phase.

【0082】液晶と重合性化合物とを混合する重量比に
ついては、液晶:重合性化合物が50:50〜97:3
が好ましく、更には70:30〜90:10であること
が望ましい。液晶材料が50%を下回ると、高分子壁の
効果が高まりセルの駆動電圧が著しく上昇し実用性を失
う。逆に、液晶材料が97%を上回ると高分子壁の物理
的強度が低下し安定した性能が得られない。
The weight ratio of mixing the liquid crystal and the polymerizable compound is such that the ratio of the liquid crystal to the polymerizable compound is 50:50 to 97: 3.
And more preferably 70:30 to 90:10. When the content of the liquid crystal material is less than 50%, the effect of the polymer wall is enhanced, the driving voltage of the cell is significantly increased, and practicality is lost. Conversely, if the content of the liquid crystal material exceeds 97 %, the physical strength of the polymer wall decreases and stable performance cannot be obtained.

【0083】更に、液晶性を有する化合物と非液晶性の
重合性化合物とを混合した場合の重合比は、上記重量比
の範囲内で、かつ液晶性を有する化合物が0.5%以上
であればよい。特に、強誘電性液晶を用いる場合には、
液晶性を有する化合物を70%以上にすることにより、
低分子液晶と高分子液晶の2つの領域を生成させ、電圧
をそれぞれの化合物が駆動する電圧値にすることで、階
調表示が可能な強誘電性液晶表示素子を作製することが
できる。
Further, when the compound having liquid crystallinity and the polymerizable compound having non-liquid crystallinity are mixed, the polymerization ratio is within the above-mentioned weight ratio and the compound having liquid crystallinity is 0.5% or more. I just need. In particular, when using a ferroelectric liquid crystal,
By making the compound having liquid crystallinity 70% or more,
By generating two regions of a low-molecular liquid crystal and a high-molecular liquid crystal and setting the voltage to a voltage value driven by each compound, a ferroelectric liquid crystal display element capable of gradation display can be manufactured.

【0084】また、前記反応開始剤(または触媒)とし
ては光開始剤や熱開始剤等を含み、光開始剤の場合、
rgacure184、651、907、Darocu
re1173、1116、2959等が使用できる。熱
開始剤としては、ビフェニルパーオキサイド、t−ブチ
ルパーオキサイドなどのパーオキサイド、ABINなど
のラジカル発生剤を使用することができる。さらに、こ
れらの重合開始剤の添加量は個々の化合物の反応性によ
り異なり、本発明では特に限定しないが、光開始剤の場
合、液晶と光硬化性樹脂(液晶性光硬化樹脂を含む)の
混合物に対して0.01%〜5%であることが好まし
い。5%以上では、液晶と高分子の相分離速度が早すぎ
て制御が困難となり、液晶滴が小さくなり駆動電圧が高
く、また、基板上の配向膜の配向制御力が弱くなり、か
つ、絵素内に液晶領域が少なくなり(ホトマスクを使用
した場合、遮光部に液晶滴が形成され)コントラストが
低下する。一方、0.01%以下では、十分に高分子を
硬化することができない。本発明に使用できる配向膜の
材料としては、ポリイミド{具体的には、SE150
(日産化学製)、サイトップ(旭硝子製)}をはじめと
する有機膜、SiOなどの無機膜などが使用でき、必要
に応じてラビングなどの配向処理を行っても良い。
[0084] Also, the includes a photoinitiator and a thermal initiator such as a reaction initiator (or catalyst), if the photoinitiator, I
rgacure 184, 651, 907, Darocu
re 1173, 1116, 2959, etc. can be used. As the thermal initiator, peroxides such as biphenyl peroxide and t-butyl peroxide, and radical generators such as ABIN can be used. Furthermore, the addition amount of these polymerization initiators depends on the reactivity of each compound and is not particularly limited in the present invention. In the case of a photoinitiator, the amount of the liquid crystal and the photocurable resin (including the liquid crystalline photocurable resin) It is preferably 0.01% to 5% based on the mixture. If it is 5% or more, the phase separation speed of the liquid crystal and the polymer is too fast to control, the liquid crystal droplet becomes small, the driving voltage becomes high, and the alignment control force of the alignment film on the substrate becomes weak. The liquid crystal region is reduced in the element (when a photomask is used, liquid crystal droplets are formed in the light shielding portion), and the contrast is reduced. On the other hand, if it is less than 0.01%, the polymer cannot be cured sufficiently. The material of the alignment film that can be used in the present invention is polyimide (specifically, SE150).
(Nissan Chemical Co., Ltd.), Cytop (produced by Asahi Glass Co., Ltd.), or other organic films, inorganic films such as SiO, and the like, and if necessary, alignment treatment such as rubbing may be performed.

【0085】上記実施例1及び2では、各絵素毎に遮光
部が形成されたホトマスクを使用しているが、本発明は
これに限らず、図3(a)に示すように1列分の絵素に
わたって遮光部が形成されたホトマスクを使用してもよ
く、或は図3(b)に示すように数絵素の組み毎に遮光
部が形成されたホトマスクを使用してもよい。
In the first and second embodiments, a photomask in which a light-shielding portion is formed for each picture element is used. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. A photomask in which a light-shielding portion is formed over the picture elements may be used, or a photomask in which a light-shielding portion is formed for each set of several picture elements as shown in FIG.

【0086】また、本発明は、ホトマスクに限らず、マ
イクロレンズ、干渉板などを用いてUV光に照度分布を
付けるようにしてもよい。このようにしてUV光に照度
分布を付ける場合において、必要な液晶滴の径(絵素)
とほぼ同程度の規則的な強弱を付けると、規則的に光重
合を起こさせ、均一な液晶滴を規則的に平面状に配置す
ることができる。即ち、UV照度の高い部分では、重合
速度が早く、液晶とポリマーとの相分離速度も早くな
り、そのためポリマーが早く析出して液晶を照度の低い
部分へと押し出すので、結果としてUV照度の低い部分
に液晶滴を形成できる。この時、液晶状態で硬化反応を
行うと、生成してくる高分子も液晶層も液晶状態である
ために、配向によって規制された配向状態を維持しなが
ら硬化、相分離が行える。液晶相としては、ネマティッ
ク、スメチック相を利用することができるが、光照射時
間における光硬化性樹脂などの物質移動を考えると流動
性に富んだネマティック相がより好ましい。
The present invention is not limited to the photomask, and the illuminance distribution may be given to the UV light by using a micro lens, an interference plate or the like. In the case where the illuminance distribution is given to the UV light in this way, the diameter of the necessary liquid crystal droplet (picture element)
When regular strengths of the same degree are provided, photopolymerization occurs regularly and uniform liquid crystal droplets can be regularly arranged in a plane. In other words, in the portion where the UV illuminance is high, the polymerization speed is high, and the phase separation speed between the liquid crystal and the polymer is also fast, so that the polymer is quickly precipitated and the liquid crystal is extruded to the low illuminance portion, and as a result, the UV illuminance is low. Liquid crystal droplets can be formed in portions. At this time, if a curing reaction is performed in a liquid crystal state, the polymer and the liquid crystal layer generated are in a liquid crystal state, so that curing and phase separation can be performed while maintaining the alignment state regulated by the alignment. As the liquid crystal phase, a nematic phase or a smectic phase can be used, but a nematic phase rich in fluidity is more preferable in consideration of mass transfer of a photocurable resin or the like during light irradiation time.

【0087】また、本発明においてホトマスクを設置す
る位置は、セルの内部又は外部のどちらでもよく、UV
光に規則的にむらを作成できればよい。セルからホトマ
スクを離すと、ホトマスク上の像がぼけて本発明の効果
が減少するため、ホトマスクはできるだけ液晶−光硬化
性樹脂の混合物に近いのが望ましい。また、UV光源も
できるだけ平行光線であることが望ましい。但し、強誘
電性液晶素子の耐衝撃性を向上させるために、絵素と同
程度の液晶滴の周りに、緩衝用として小さな液晶滴を配
置することが効果的である。そのためには、故意にホト
マスクなどの遮光部のエッヂ部分をぼかしたり、ホトマ
スクを故意にセル本体から離したり、UV光源として平
行度の少し悪い光源を使用したりしてもいい。本発明者
らの検討結果によれば、照度むらの大きさ(弱照度領
域)が絵素の大きさの30%より大きくするのがよい。
30%以下の大きさのものを使用すると、生成する液晶
滴も絵素の大きさ30%以下の大きさとなり、絵素内に
液晶と高分子の界面が多くなり散乱によるコントラスト
の低下が大きくなる。更には、絵素内に液晶と高分子の
界面が極端に少なくなるように、絵素の大きさより大き
い弱照度領域を出せるものがよく、絵素以外の部分のみ
UV光が照射されるようなホトマスクなどを使用するの
が好ましい。
In the present invention, the position where the photomask is installed may be either inside or outside the cell.
It suffices if irregularities can be created in the light regularly. When the photomask is separated from the cell, the image on the photomask is blurred and the effect of the present invention is reduced. Therefore, it is desirable that the photomask be as close as possible to a mixture of a liquid crystal-photocurable resin. Also, it is desirable that the UV light source be as parallel as possible. However, in order to improve the shock resistance of the ferroelectric liquid crystal element, it is effective to arrange small liquid crystal droplets for buffering around liquid crystal droplets of the same size as a picture element. For this purpose, the edge of the light-shielding portion such as a photomask may be intentionally blurred, the photomask may be intentionally separated from the cell body, or a light source having a slightly poor parallelism may be used as a UV light source. According to the study results of the present inventors, it is preferable that the size of the uneven illuminance (low illuminance region) is larger than 30% of the size of the picture element.
When a liquid crystal droplet having a size of 30% or less is used, the size of the liquid crystal droplets generated is also 30% or less of the size of the pixel, and the number of interfaces between the liquid crystal and the polymer increases in the pixel and the contrast is greatly reduced due to scattering. Become. Further, it is preferable that a weak illuminance region larger than the size of the picture element is provided so that the interface between the liquid crystal and the polymer is extremely reduced in the picture element. It is preferable to use a photomask or the like.

【0088】更に、弱照度領域(ホトマスクなど)の形
状については、高分子と液晶材料間の散乱を使用しない
モードにおいて、絵素の30%以上を覆いUV強度を局
部的に低下させるものであればよい。本発明では特に限
定しないが、円形、方形、台形、長方形、ひし形、文字
形、六角形、曲線および直線によって区切られた図形、
及び、これら図形の一部カットしたもの、及び、これら
図形を組み合わせた図形、さらに、これらの小形図形の
集合体等である。さらに好ましくは、絵素部分が弱照度
領域となるホトマスクなどが絵素内での散乱強度を低下
させ、素子のコントラストを向上させ好ましい。本発明
は、実施に際して、これら図形から1種類以上選択して
使用すればよい。但し、液晶滴の均一性を上げるために
は、できるだけ形状を1種に限定し揃えるのが好まし
い。
Further, the shape of the weak illuminance region (such as a photomask) may be one that covers more than 30% of the picture elements and locally reduces the UV intensity in a mode that does not use scattering between the polymer and the liquid crystal material. I just need. Although not particularly limited in the present invention, a circle, a square, a trapezoid, a rectangle, a diamond, a character, a hexagon, a figure delimited by a curve and a straight line,
These figures are obtained by partially cutting these figures, figures combining these figures, and aggregations of these small figures. More preferably, a photomask or the like in which the picture element portion is in a low illuminance region is preferable because it reduces the scattering intensity in the picture element and improves the contrast of the element. In the present invention, at least one type may be selected from these figures and used. However, in order to increase the uniformity of the liquid crystal droplets, it is preferable to limit the shapes to one type as much as possible.

【0089】また、弱照度領域は、それぞれの領域が独
立である必要はなく、末端部でつながっていても差し支
えなく、最もUV光を効果的にカットする領域が上記形
状、配列をもっているものであればよい。
The low-illuminance areas do not need to be independent from each other, and may be connected at the end, and the area where UV light is most effectively cut has the above-described shape and arrangement. I just need.

【0090】本発明方法による場合は、作製されたセル
に偏光板等と組み合わせることにより、従来の表示方式
であるTN、STN、FLC(SSF)、ECB等の各
方式の液晶滴が高分子の壁の中に閉じ込められた、又
は、部分的につながった液晶表示素子を作製することが
でき、大画面化、フィルム化等が可能となる。また、作
成されたセルは、単純マトリクス駆動、TFT、MIM
等のアクティブ駆動などの駆動法で駆動でき、本発明で
は特に限定しない。
In the case of the method of the present invention, by combining the fabricated cell with a polarizing plate or the like, liquid crystal droplets of each of the conventional display methods such as TN, STN, FLC (SSF), ECB and the like can be polymerized. A liquid crystal display element which is confined in a wall or partially connected can be manufactured, and a large screen, a film, and the like can be formed. In addition, the created cells are simple matrix drive, TFT, MIM
, Etc., and is not particularly limited in the present invention.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上詳述したごとく本発明による場合
は、表示媒体が、絵素領域に対応する大きさで各絵素毎
に形成された液晶滴が高分子壁にて包囲されているの
で、従来の高分子分散型液晶表示素子に比べて絵素内で
の散乱が少なく、液晶表示素子のコントラストを大幅に
向上させることができる。更には、この液晶滴の高分子
壁との界面近傍に液晶性化合物が固定された構成からな
るので、電圧印加時に液晶滴と高分子壁との界面が駆動
され、かつ、電圧OFF時には固定化された液晶分子が
高分子壁と結合しているためにドライビングフォースが
強くなり、τr、τdをともに改善でき応答速度を高める
ことができ、相分離を明確に行うことができる。
As described above in detail, according to the present invention, the display medium has a size corresponding to the picture element area,
The liquid crystal droplets formed on the surface are surrounded by polymer walls
In the picture element compared with the conventional polymer dispersion type liquid crystal display element
Scattering of liquid crystal, greatly increasing the contrast of the liquid crystal display
Can be improved. Furthermore, the polymer of this liquid crystal droplet
The liquid crystal compound is fixed near the interface with the wall.
Therefore, when a voltage is applied, the interface between the liquid crystal droplet and the polymer wall is driven, and when the voltage is turned off, the driving force increases because the fixed liquid crystal molecules are bonded to the polymer wall, and τr and τd And improve response speed
It is possible, it can be clearly performed phase separation.

【0092】また、液晶材料に、化学的に安定であるF
系やCl系の液晶材料を用いた場合には、分子中にF原
子やCl原子を有する液晶性化合物を用いることによ
り、液晶分子に化学的安定性を持たせることが可能とな
り、これにより液晶表示素子全体の電気的保持率を低下
させることなく、TFTなどの電荷保持型の液晶表示素
子にも適用できるようなる。
The liquid crystal material has a chemically stable F
When a liquid crystal material of a liquid crystal system or Cl system is used, it is possible to provide liquid crystal molecules with chemical stability by using a liquid crystal compound having an F atom or a Cl atom in a molecule. The present invention can be applied to a charge holding type liquid crystal display device such as a TFT without lowering the electrical holding ratio of the entire display device.

【0093】更に、液晶材料に強誘電性液晶を用いた場
合には、分子内に重合性官能基と光学活性基とを有する
液晶性化合物を用いることにより、高分子壁との界面に
光学的に活性な官能基を有する液晶分子を存在させるこ
とができる。これにより、配向処理を施した基板からの
配向規制力だけでなく、基板表面と直交する方向成分を
持つ、高分子壁からの規制力を液晶滴に作用させ得、配
向状態を安定化させることが可能となり、また耐ショッ
ク性も向上できる。
Further, when a ferroelectric liquid crystal is used as a liquid crystal material, a liquid crystal compound having a polymerizable functional group and an optically active group in a molecule is used, so that an optical interface is formed at the interface with the polymer wall. Liquid crystal molecules having an active functional group can be present. As a result, not only the alignment control force from the alignment-treated substrate but also the control force from the polymer wall having a direction component orthogonal to the substrate surface can be applied to the liquid crystal droplets to stabilize the alignment state. And shock resistance can be improved.

【0094】また、高分子壁も液晶状態で硬化させた場
合には、高分子壁部分の内の分子も配向状態で固化し、
セルに垂直になるようにでき、コントラストの向上を図
れる。加えて、二色性色素を液晶滴や高分子壁に存在さ
せておくと、電圧off時に表示面全体を光透過状態に
できるので、よりコントラストの向上を図れる。
When the polymer wall is also cured in a liquid crystal state, the molecules in the polymer wall are also solidified in an oriented state,
It can be made perpendicular to the cell, and the contrast can be improved. In addition, if a dichroic dye is present in the liquid crystal droplets or polymer walls, the entire display surface can be in a light transmitting state when the voltage is off, so that the contrast can be further improved.

【0095】また、本発明の液晶表示素子は、プロジェ
クションテレビ、パソコン等の平面ディスプレイ装置、
シャッタ効果を利用した表示板、窓、扉、壁等に利用す
ることができる。
Further, the liquid crystal display device of the present invention can be used for flat display devices such as projection televisions and personal computers,
It can be used for a display plate, a window, a door, a wall, and the like using a shutter effect.

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

【図1】実施例1の液晶表示素子を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device of Example 1.

【図2】実施例1の液晶表示素子における交差する電極
線3、4の状態を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a state of intersecting electrode lines 3 and 4 in the liquid crystal display element of Example 1.

【図3】(a)及び(b)は、各々本発明に適用できる
ホトマスク例を示す平面図である。
FIGS. 3A and 3B are plan views each showing an example of a photomask applicable to the present invention.

【図4】(a)は従来のECB素子が中間調を表示して
いる状態を示す図であり、(b)は、本実施例3のEC
B素子が中間調を表示している状態を示す図である。
FIG. 4A is a diagram illustrating a state in which a conventional ECB element displays a halftone, and FIG. 4B is a diagram illustrating the EC of the third embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which a B element displays a halftone.

【図5】(a)は本実施例4にかかるGHモードの液晶
表示素子の電圧off時の分子配向状態を示す図であ
り、(b)は同素子の電圧印加時の分子配向状態を示す
図である。
5A is a diagram illustrating a molecular orientation state of the GH mode liquid crystal display device according to Example 4 when a voltage is off, and FIG. 5B is a diagram illustrating a molecular orientation state of the GH mode liquid crystal display device when a voltage is applied. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 基板 1a、2a 基板 3、4 電極線 5、6 配向膜 7 高分子壁 8 液晶滴 9 液晶性化合物 10 絵素 11 遮光部 a 液晶分子 b 二色性色素 c 電極 d 基板 f 高分子壁 g 液晶滴 h 配向膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Substrate 1a, 2a Substrate 3, 4 Electrode wire 5, 6 Alignment film 7 Polymer wall 8 Liquid crystal drop 9 Liquid crystalline compound 10 Picture element 11 Shielding part a Liquid crystal molecule b Dichroic dye c Electrode d Substrate f Polymer Wall g liquid crystal droplet h alignment film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−257134(JP,A) 特開 平4−218024(JP,A) 特開 平4−338923(JP,A) 特開 平3−278024(JP,A) 特開 平4−84121(JP,A) 特開 平5−313142(JP,A) 特表 昭61−502128(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1333 610 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-5-257134 (JP, A) JP-A-4-218024 (JP, A) JP-A-4-338923 (JP, A) JP-A-3-338 278024 (JP, A) JP-A-4-84121 (JP, A) JP-A-5-313142 (JP, A) JP-T-61-502128 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G02F 1/1333 610

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 対向配設した一対の基板の間に設けられ
た表示媒体が、絵素領域に対応する大きさで各絵素毎に
形成された液晶滴が高分子壁にて包囲されると共に、
液晶滴の高分子壁との界面近傍に液晶性化合物が固定
された構成である液晶表示素子。
A display medium provided between a pair of substrates disposed opposite to each other has a size corresponding to a pixel region and is provided for each pixel.
A liquid crystal display device liquid crystal droplets formed together with the surrounding by the polymer walls, a structure in which liquid crystalline compound is fixed in the vicinity of the interface between the polymer wall of the <br/> liquid crystal droplets.
【請求項2】 前記液晶性化合物が分子内にF原子及び
/又はCl原子を有し、前記液晶滴が分子内にF及び/
又はCl元素を有する液晶材料からなる請求項1記載の
液晶表示素子。
2. The liquid crystalline compound has an F atom and / or a Cl atom in a molecule, and the liquid crystal droplet has an F atom and / or a Cl atom in the molecule.
2. The liquid crystal display device according to claim 1, comprising a liquid crystal material containing a Cl element.
【請求項3】 前記液晶性化合物が分子内に光学活性基
を有し、前記液晶滴が強誘電性液晶からなる請求項1記
載の液晶表示素子。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal compound has an optically active group in a molecule, and the liquid crystal droplet is made of a ferroelectric liquid crystal.
【請求項4】 前記高分子壁が液晶を有する化合物で形
成されている請求項1記載の液晶表示素子。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polymer wall is formed of a compound having a liquid crystal.
【請求項5】 前記高分子壁が液晶を有する化合物で形
成され、表示媒体を電圧無印加状態とした場合におい
て、該高分子壁と前記液晶滴とが、前記一対の基板の表
示媒体側に設けられた配向膜に基づき、同一の配向状態
となっている請求項1記載の液晶表示素子。
5. When the polymer wall is formed of a compound having a liquid crystal and the display medium is in a state where no voltage is applied, the polymer wall and the liquid crystal droplet are placed on the display medium side of the pair of substrates. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the same alignment state is provided based on the provided alignment film.
【請求項6】 前記液晶滴及び前記高分子壁が二色性色
素を含んで形成されている請求項4又は5記載の液晶表
示素子。
6. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the liquid crystal droplet and the polymer wall are formed to contain a dichroic dye.
【請求項7】 対向配設した一対の基板の間に表示媒体
が設けられた液晶表示素子の製造方法において、 対向配設した一対の基板の間に、液層材料と、少なくと
も一種類の分子内に重合性官能基を有する液晶性化合物
を含んでなる重合性化合物との混合物を注入する工程
と、 該混合物を重合反応させて、該反応に伴う相分離により
液晶滴が絵素領域に対応する大きさで各絵素毎に高分子
壁にて包囲された表示媒体を形成する工程とを含む液晶
表示素子の製造方法。
7. A method for manufacturing a liquid crystal display device in which a display medium is provided between a pair of opposed substrates, wherein a liquid layer material and at least one kind of molecule are interposed between the pair of opposed substrates. Injecting a mixture with a polymerizable compound comprising a liquid crystalline compound having a polymerizable functional group therein, and causing the mixture to undergo a polymerization reaction, and by phase separation accompanying the reaction
Forming a display medium in which liquid crystal droplets are sized to correspond to the picture element regions and surrounded by a polymer wall for each picture element.
【請求項8】 前記液晶性化合物に、分子内に重合性官
能基とF原子及び/又はCl原子とを有するものを使用
し、前記液晶滴に分子内にF及び/又はCl元素を有す
る液晶材料を含んだ材料を使用する請求項7記載の液晶
表示素子の製造方法。
8. A liquid crystal having a polymerizable functional group and an F atom and / or a Cl atom in the molecule as the liquid crystal compound, wherein the liquid crystal droplet has an F and / or Cl element in the molecule. The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 7, wherein a material containing the material is used.
【請求項9】 前記液晶性化合物に、分子内に重合性官
能基と光学活性基とを有するものを使用し、前記液晶滴
に強誘電性液晶を用いる請求項7記載の液晶表示素子の
製造方法。
9. The production of a liquid crystal display device according to claim 7, wherein the liquid crystal compound has a polymerizable functional group and an optically active group in a molecule, and a ferroelectric liquid crystal is used as the liquid crystal droplet. Method.
【請求項10】 前記重合性化合物が光硬化性を有する
場合、前記混合物に規則的な強弱を有する状態で光を照
射して前記表示媒体を形成する請求項7、8及び9のい
ずれか1つに記載の液晶表示素子の製造方法。
10. The display medium according to claim 7, wherein, when the polymerizable compound has photocurability, the mixture is irradiated with light in a state of having regular intensity to form the display medium. 5. A method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of the above.
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