JP3056642B2 - 液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents
液晶表示素子及びその製造方法Info
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
- G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133377—Cells with plural compartments or having plurality of liquid crystal microcells partitioned by walls, e.g. one microcell per pixel
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絵素の周囲を取り囲む
高分子壁を有する液晶表示素子とその製造方法に関す
る。
高分子壁を有する液晶表示素子とその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在の液晶表示素子には種々の表示モー
ドがある。例えば、電気光学効果を利用する液晶表示素
子には、ネマチック液晶を用いたＴＮ（ツイステッドネ
マチック）モードやＳＴＮ（スーパーツイステッドネマ
チック）モードのものが実用化されている。また、最近
では強誘電性液晶（ＦＬＣ）を用いた液晶表示素子も実
用化されるようになってきている。
ドがある。例えば、電気光学効果を利用する液晶表示素
子には、ネマチック液晶を用いたＴＮ（ツイステッドネ
マチック）モードやＳＴＮ（スーパーツイステッドネマ
チック）モードのものが実用化されている。また、最近
では強誘電性液晶（ＦＬＣ）を用いた液晶表示素子も実
用化されるようになってきている。
【０００３】また、液晶の複屈折率を利用し、透明状態
または白濁状態を電気的にコントロールする方式が提案
されている。この方式は、基本的には液晶分子の常光屈
折率と表示媒体である高分子の屈折率とを一致させ、電
圧を印加して液晶の配向方向が電場方向に揃うときには
透明状態を表示し、また、電圧無印加時、即ち液晶分子
の配向の乱れによる光散乱状態のときには白濁状態を表
示する方式である。
または白濁状態を電気的にコントロールする方式が提案
されている。この方式は、基本的には液晶分子の常光屈
折率と表示媒体である高分子の屈折率とを一致させ、電
圧を印加して液晶の配向方向が電場方向に揃うときには
透明状態を表示し、また、電圧無印加時、即ち液晶分子
の配向の乱れによる光散乱状態のときには白濁状態を表
示する方式である。
【０００４】この方式の液晶表示素子の製造方法として
は、以下のような各製造方法が提案されている。
は、以下のような各製造方法が提案されている。
【０００５】即ち、第１の方法（特表昭５８−５０１６
３１号公報）としては、ポリマーカプセルに液晶を含有
させて表示媒体を設ける方法がある。
３１号公報）としては、ポリマーカプセルに液晶を含有
させて表示媒体を設ける方法がある。
【０００６】また、第２の方法（特表昭６１−５０２１
２８号公報）としては、光硬化性樹脂または熱硬化性樹
脂と液晶とを混合し、光または熱で樹脂を硬化させるこ
とにより、液晶を析出させて樹脂中に液晶領域を形成さ
せる方法がある。
２８号公報）としては、光硬化性樹脂または熱硬化性樹
脂と液晶とを混合し、光または熱で樹脂を硬化させるこ
とにより、液晶を析出させて樹脂中に液晶領域を形成さ
せる方法がある。
【０００７】さらに、第３の方法（特開平３−７２３１
７号公報）としては、滴状の液晶領域の径を制御する方
法がある。
７号公報）としては、滴状の液晶領域の径を制御する方
法がある。
【０００８】さらに、第４の方法（特開平３−５９５１
５号公報）としては、高分子多孔膜に液晶を含浸させる
方法がある。
５号公報）としては、高分子多孔膜に液晶を含浸させる
方法がある。
【０００９】さらに、第５の方法（特開平３−４６６２
１号公報）としては、隔離配設した２枚の透明電極間に
設けられた液晶中に、光の散乱源となるポリマー製のビ
ーズを浮遊させた液晶構造が開示されている。
１号公報）としては、隔離配設した２枚の透明電極間に
設けられた液晶中に、光の散乱源となるポリマー製のビ
ーズを浮遊させた液晶構造が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の第
１の方法では、ポリマーカプセルに含有された液晶が独
立した液晶滴となっているため、液晶分子の配向に変化
を生じさせるための駆動電圧が各液晶滴毎に異なり、結
果として全液晶滴を同時に動作させるための駆動電圧が
高くなってしまい、液晶表示素子として利用できる範囲
が狭いものになっている。
１の方法では、ポリマーカプセルに含有された液晶が独
立した液晶滴となっているため、液晶分子の配向に変化
を生じさせるための駆動電圧が各液晶滴毎に異なり、結
果として全液晶滴を同時に動作させるための駆動電圧が
高くなってしまい、液晶表示素子として利用できる範囲
が狭いものになっている。
【００１１】また、上記従来の第２の方法および第３の
方法では、相分離法を利用しているために、前者の場合
では液晶滴を平面的に精密に配置することが困難であ
り、後者の場合では液晶滴の直径を精密に制御すること
が困難であった。
方法では、相分離法を利用しているために、前者の場合
では液晶滴を平面的に精密に配置することが困難であ
り、後者の場合では液晶滴の直径を精密に制御すること
が困難であった。
【００１２】さらに、上記従来の第４の方法では、液晶
滴を作成するときに相分離を利用しないため、適応でき
る樹脂材料や液晶の選択の自由度が非常に大きく、高分
子多孔膜の十分な精製が可能であるという利点を有する
が、一方において現状では、十分に液晶滴の直径を制御
すること、および基板表面に沿った方向における液晶滴
の位置を精密に配置することができないという欠点を有
していた。
滴を作成するときに相分離を利用しないため、適応でき
る樹脂材料や液晶の選択の自由度が非常に大きく、高分
子多孔膜の十分な精製が可能であるという利点を有する
が、一方において現状では、十分に液晶滴の直径を制御
すること、および基板表面に沿った方向における液晶滴
の位置を精密に配置することができないという欠点を有
していた。
【００１３】さらに、上記従来の第５の方法では、光の
散乱強度は大きいが、ビーズを均一に分散させることが
難しく、各絵素で同じ程度の散乱を発生させることが困
難であり、表示むらが発生しやすいという欠点があっ
た。
散乱強度は大きいが、ビーズを均一に分散させることが
難しく、各絵素で同じ程度の散乱を発生させることが困
難であり、表示むらが発生しやすいという欠点があっ
た。
【００１４】以上のように、液晶滴を分散した高分子型
液晶を使用する高分子分散型の液晶表示素子において
は、その製造法上、液晶滴の形状が均一ではなく、かつ
その基板表面に沿った方向における液晶滴の位置を正確
に規制することが難しいものとなっていた。また、液晶
滴の位置を精度よく配置できないために、液晶滴毎の駆
動電圧が異なり、そのため電気光学特性におけるしきい
値の急峻性に欠き、かつ相対的に駆動電圧が高くなって
いた。さらに、光の散乱能の低い液晶滴が多数存在する
ために、相対的にコントラストが低くなるという問題を
有していた。
液晶を使用する高分子分散型の液晶表示素子において
は、その製造法上、液晶滴の形状が均一ではなく、かつ
その基板表面に沿った方向における液晶滴の位置を正確
に規制することが難しいものとなっていた。また、液晶
滴の位置を精度よく配置できないために、液晶滴毎の駆
動電圧が異なり、そのため電気光学特性におけるしきい
値の急峻性に欠き、かつ相対的に駆動電圧が高くなって
いた。さらに、光の散乱能の低い液晶滴が多数存在する
ために、相対的にコントラストが低くなるという問題を
有していた。
【００１５】また、上述した如く液晶滴の形状が均一で
はなく、かつ基板表面に沿った方向における液晶滴の位
置配置を規制することが難しいため、高精細な状態で大
画面化することができず、これに加えて、液晶表示素子
を駆動させる方式が信号をオン、オフさせて平均化した
値により駆動させるデューティ駆動方式である場合にお
いて、そのデューティ比を大きくすることができなかっ
た。
はなく、かつ基板表面に沿った方向における液晶滴の位
置配置を規制することが難しいため、高精細な状態で大
画面化することができず、これに加えて、液晶表示素子
を駆動させる方式が信号をオン、オフさせて平均化した
値により駆動させるデューティ駆動方式である場合にお
いて、そのデューティ比を大きくすることができなかっ
た。
【００１６】このような上記従来の問題を有した高分子
分散型液晶表示素子から、本発明者等は新たに表示モー
ドを見いだしている。その１つは液晶と高分子をさらに
明確にし、絵素部に液晶を配置させ、非絵素部に高分子
を配置させ、また、この高分子を柱状に配置し、高分子
壁として一種のスペーサの役目を持たせて液晶表示パネ
ルの耐衝撃性を向上させることができる新規な液晶表示
素子である。この表示モードを形成する製造方法とし
て、本発明者等は今までに以下のような２つの製造方法
を提案している。
分散型液晶表示素子から、本発明者等は新たに表示モー
ドを見いだしている。その１つは液晶と高分子をさらに
明確にし、絵素部に液晶を配置させ、非絵素部に高分子
を配置させ、また、この高分子を柱状に配置し、高分子
壁として一種のスペーサの役目を持たせて液晶表示パネ
ルの耐衝撃性を向上させることができる新規な液晶表示
素子である。この表示モードを形成する製造方法とし
て、本発明者等は今までに以下のような２つの製造方法
を提案している。
【００１７】まず、本発明者等は、１つ目の製造方法と
して、対向配設した一対の基板間に液晶材料と光硬化性
樹脂と光開始剤との混合物を注入し、その後に絵素部分
が遮光部となるようにフォトマスクを一方の基板上に被
せ、フォトマスク側から紫外線を混合物に照射すること
により、光弱照射領域である絵素部分に液晶領域が集ま
り、光強照射領域である絵素以外の部分に高分子材料が
集まった表示媒体を有するようにした液晶表示素子の製
造方法（特願平５−３０９９６号）を提案している。こ
の液晶表示素子の製造方法において、フォトマスクを使
用して絵素部分を遮光部とするため、目的とする絵素部
分に液晶領域を凝集させることができる。
して、対向配設した一対の基板間に液晶材料と光硬化性
樹脂と光開始剤との混合物を注入し、その後に絵素部分
が遮光部となるようにフォトマスクを一方の基板上に被
せ、フォトマスク側から紫外線を混合物に照射すること
により、光弱照射領域である絵素部分に液晶領域が集ま
り、光強照射領域である絵素以外の部分に高分子材料が
集まった表示媒体を有するようにした液晶表示素子の製
造方法（特願平５−３０９９６号）を提案している。こ
の液晶表示素子の製造方法において、フォトマスクを使
用して絵素部分を遮光部とするため、目的とする絵素部
分に液晶領域を凝集させることができる。
【００１８】また、本発明者等は、２つ目の製造方法と
して、ＩＴＯ電極をホトマスクとするセルフアライメン
ト法を用いた製造方法（特願平６−２５４８５号）を提
案している。このＩＴＯ電極をホトマスクとする製造方
法は、ＩＴＯ電極が紫外光を吸収する性質を利用し、Ｉ
ＴＯ電極をホトマスクとし、ＩＴＯ部と非ＩＴＯ部の光
透過率差を利用して光の強領域と弱領域を形成し、絵素
部に液晶を凝集させる方法である。
して、ＩＴＯ電極をホトマスクとするセルフアライメン
ト法を用いた製造方法（特願平６−２５４８５号）を提
案している。このＩＴＯ電極をホトマスクとする製造方
法は、ＩＴＯ電極が紫外光を吸収する性質を利用し、Ｉ
ＴＯ電極をホトマスクとし、ＩＴＯ部と非ＩＴＯ部の光
透過率差を利用して光の強領域と弱領域を形成し、絵素
部に液晶を凝集させる方法である。
【００１９】本発明者等は、絵素部に高分子を残さない
ように完全に相分離を行うこと、つまり液晶領域と高分
子領域を完全に独立させることを目標としているが、液
晶と高分子を完全に相分離させることは非常に困難であ
る。
ように完全に相分離を行うこと、つまり液晶領域と高分
子領域を完全に独立させることを目標としているが、液
晶と高分子を完全に相分離させることは非常に困難であ
る。
【００２０】このように、本発明者等が既に提案してい
る上記２つの製造方法では、液晶内に高分子が取り残さ
れたり、高分子壁内に液晶が取り残されたりする場合が
多い。前者の、液晶内に高分子が取り残された場合は、
取り残された高分子はパネルの開口率を低下させ、ま
た、配向膜上に高分子が残ることで配向状態を悪化させ
たり、液晶の光学特性つまり応答速度やコントラストの
低下を招く。また、後者の、高分子壁内に液晶が取り残
された場合には、非絵素部で光散乱が生じ、また高分子
の壁としては、強度が弱くなり、耐衝撃性の効果も低下
することが懸念されている。このように、液晶と高分子
の分離性が悪いと上記のような様々な問題が生じる。つ
まり、液晶と重合性樹脂としての高分子とを如何に明確
に相分離させるかが大きな問題となっている。
る上記２つの製造方法では、液晶内に高分子が取り残さ
れたり、高分子壁内に液晶が取り残されたりする場合が
多い。前者の、液晶内に高分子が取り残された場合は、
取り残された高分子はパネルの開口率を低下させ、ま
た、配向膜上に高分子が残ることで配向状態を悪化させ
たり、液晶の光学特性つまり応答速度やコントラストの
低下を招く。また、後者の、高分子壁内に液晶が取り残
された場合には、非絵素部で光散乱が生じ、また高分子
の壁としては、強度が弱くなり、耐衝撃性の効果も低下
することが懸念されている。このように、液晶と高分子
の分離性が悪いと上記のような様々な問題が生じる。つ
まり、液晶と重合性樹脂としての高分子とを如何に明確
に相分離させるかが大きな問題となっている。
【００２１】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、液晶−モノマー混合材料の温度を制御することによ
り、より明確に液晶と重合性樹脂を相分離させた液晶表
示素子およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
で、液晶−モノマー混合材料の温度を制御することによ
り、より明確に液晶と重合性樹脂を相分離させた液晶表
示素子およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、ＩＴＯ電極が形成された少なくとも一方が透明な一
対の基板間に液晶と高分子が狭持された液晶表示素子に
おいて、ＩＴＯ電極をホトマスクとするセルフアライメ
ント法を用い、少なくとも液晶材料および光硬化性樹脂
を液晶材料の転移温度以上にすることにより液晶材料と
光硬化性樹脂を相分離させ、液晶と高分子とがそれぞれ
独立した領域を保持して存在しており、液晶領域内に含
まれる光硬化性樹脂の含有量が３重量％以下であり、そ
のことにより上記目的が達成される。さらに、好ましく
は、本発明の液晶表示素子における透明な基板上に形成
された透明電極は、ＩＴＯ電極が紫外線を吸収する性質
を利用して露光するため、ＩＴＯ電極などの光を通しに
くい構成とする。
は、ＩＴＯ電極が形成された少なくとも一方が透明な一
対の基板間に液晶と高分子が狭持された液晶表示素子に
おいて、ＩＴＯ電極をホトマスクとするセルフアライメ
ント法を用い、少なくとも液晶材料および光硬化性樹脂
を液晶材料の転移温度以上にすることにより液晶材料と
光硬化性樹脂を相分離させ、液晶と高分子とがそれぞれ
独立した領域を保持して存在しており、液晶領域内に含
まれる光硬化性樹脂の含有量が３重量％以下であり、そ
のことにより上記目的が達成される。さらに、好ましく
は、本発明の液晶表示素子における透明な基板上に形成
された透明電極は、ＩＴＯ電極が紫外線を吸収する性質
を利用して露光するため、ＩＴＯ電極などの光を通しに
くい構成とする。
【００２３】また、液晶表示素子の製造方法は、電極が
形成された少なくとも一方が透明な一対の基板間に、液
晶材料と光硬化性樹脂とを相分離させて液晶と高分子と
がそれぞれ独立した領域を保持して存在している液晶表
示素子の製造方法において、光硬化性樹脂を硬化する工
程の前に、少なくとも一方が透明な一対の基板間に液晶
材料と光硬化性樹脂とが狭持されたセルを、液晶材料の
転移温度以上に加熱する加熱工程と、加熱工程の後、セ
ルを液晶材料の転移温度以下に冷却する冷却工程と、を
複数回行う加熱−冷却工程を含むものであり、そのこと
により上記目的が達成される。本発明の液晶表示素子の
製造方法は、電極が形成された少なくとも一方が透明な
一対の基板間に、液晶材料と光硬化性樹脂とを相分離さ
せて液晶と高分子とがそれぞれ独立した領域を保持して
存在している液晶表示素子の製造方法において、少なく
とも一方が透明な一対の基板間に液晶材料と光硬化性樹
脂とが狭持されたセルを、液晶材料の転移温度以上に加
熱する加熱工程と、加熱工程の後、セルを液晶材料の転
移温度以下に冷却する冷却工程と、を少なくとも一回行
う加熱−冷却工程と、光硬化性樹脂を硬化する工程と、
加熱−冷却工程および光硬化性樹脂を硬化する工程の後
に、再度液晶が等方状態になるまで過熱し、過熱した温
度を保持した状態で、セルに紫外線光を照射する工程
と、を含み、そのことにより上記目的が達成される。 本
発明の液晶表示素子の製造方法は、電極が形成された少
なくとも一方が透明な一対の基板間に、液晶材料と光硬
化性樹脂とを相分離させて液晶と高分子とがそれぞれ独
立した領域を保持して存在している液晶表示素子の製造
方法において、少なくとも一方が透明な一対の基板間に
液晶材料と光硬化性樹脂とが狭持されたセルを、液晶材
料の転移温度以上に加熱する加熱工程と、加熱工程の
後、セルを液晶材料の転移温度以下に冷却する冷却工程
と、を少なくとも一回行う加熱−冷却工程と、光硬化性
樹脂を硬化する工程と、を含み、冷却する工程の冷却温
度が０℃以下であり、そのことにより上記目的が達成さ
れる。 さらに、好ましくは、液晶表示素子の製造方法に
おける光照射工程において、光を通しにくい透明電極が
形成された基板の少なくとも一方の側から紫外光を照射
する。さらに、好ましくは、本発明の液晶表示素子の製
造方法における光照射工程は、該セルの外部にホトマス
クを設置する工程と、該ホトマスク側から紫外光を照射
する工程とを含む。
形成された少なくとも一方が透明な一対の基板間に、液
晶材料と光硬化性樹脂とを相分離させて液晶と高分子と
がそれぞれ独立した領域を保持して存在している液晶表
示素子の製造方法において、光硬化性樹脂を硬化する工
程の前に、少なくとも一方が透明な一対の基板間に液晶
材料と光硬化性樹脂とが狭持されたセルを、液晶材料の
転移温度以上に加熱する加熱工程と、加熱工程の後、セ
ルを液晶材料の転移温度以下に冷却する冷却工程と、を
複数回行う加熱−冷却工程を含むものであり、そのこと
により上記目的が達成される。本発明の液晶表示素子の
製造方法は、電極が形成された少なくとも一方が透明な
一対の基板間に、液晶材料と光硬化性樹脂とを相分離さ
せて液晶と高分子とがそれぞれ独立した領域を保持して
存在している液晶表示素子の製造方法において、少なく
とも一方が透明な一対の基板間に液晶材料と光硬化性樹
脂とが狭持されたセルを、液晶材料の転移温度以上に加
熱する加熱工程と、加熱工程の後、セルを液晶材料の転
移温度以下に冷却する冷却工程と、を少なくとも一回行
う加熱−冷却工程と、光硬化性樹脂を硬化する工程と、
加熱−冷却工程および光硬化性樹脂を硬化する工程の後
に、再度液晶が等方状態になるまで過熱し、過熱した温
度を保持した状態で、セルに紫外線光を照射する工程
と、を含み、そのことにより上記目的が達成される。 本
発明の液晶表示素子の製造方法は、電極が形成された少
なくとも一方が透明な一対の基板間に、液晶材料と光硬
化性樹脂とを相分離させて液晶と高分子とがそれぞれ独
立した領域を保持して存在している液晶表示素子の製造
方法において、少なくとも一方が透明な一対の基板間に
液晶材料と光硬化性樹脂とが狭持されたセルを、液晶材
料の転移温度以上に加熱する加熱工程と、加熱工程の
後、セルを液晶材料の転移温度以下に冷却する冷却工程
と、を少なくとも一回行う加熱−冷却工程と、光硬化性
樹脂を硬化する工程と、を含み、冷却する工程の冷却温
度が０℃以下であり、そのことにより上記目的が達成さ
れる。 さらに、好ましくは、液晶表示素子の製造方法に
おける光照射工程において、光を通しにくい透明電極が
形成された基板の少なくとも一方の側から紫外光を照射
する。さらに、好ましくは、本発明の液晶表示素子の製
造方法における光照射工程は、該セルの外部にホトマス
クを設置する工程と、該ホトマスク側から紫外光を照射
する工程とを含む。
【００２４】さらに、本発明の液晶表示素子の製造方法
は、電極を有する少なくとも一方が透明な一対の基板間
に液晶と高分子を狭持する工程と、該液晶と高分子が挟
持された基板部を液晶の転移温度以上に加熱し、さらに
該液晶の転移温度以下に冷却する該加熱と冷却を少なく
とも一回繰り返す加熱−冷却工程と、該加熱−冷却工程
において、該液晶の転移温度以上に加熱した状態で基板
に紫外光を照射する光照射工程とを含むものであり、そ
のことにより上記目的が達成される。
は、電極を有する少なくとも一方が透明な一対の基板間
に液晶と高分子を狭持する工程と、該液晶と高分子が挟
持された基板部を液晶の転移温度以上に加熱し、さらに
該液晶の転移温度以下に冷却する該加熱と冷却を少なく
とも一回繰り返す加熱−冷却工程と、該加熱−冷却工程
において、該液晶の転移温度以上に加熱した状態で基板
に紫外光を照射する光照射工程とを含むものであり、そ
のことにより上記目的が達成される。
【００２５】
【作用】本発明においては、液晶が等方性液体状態であ
る転移温度以上であると液晶と重合性樹脂の相溶性が向
上し、つまり液晶と光重合性樹脂との均一性が向上し、
またそれぞれの分子移動度が大きくなる。つまりこの
後、光を照射したとき、それぞれ選択的位置に光重合性
樹脂が凝集しやすくなり、液晶領域に高分子領域が残る
のをより少なくすることが可能となる。
る転移温度以上であると液晶と重合性樹脂の相溶性が向
上し、つまり液晶と光重合性樹脂との均一性が向上し、
またそれぞれの分子移動度が大きくなる。つまりこの
後、光を照射したとき、それぞれ選択的位置に光重合性
樹脂が凝集しやすくなり、液晶領域に高分子領域が残る
のをより少なくすることが可能となる。
【００２６】したがって、上記請求項１の構成により、
一対の基板間に挟持される少なくとも液晶および高分子
を液晶の転移温度以上にすることにより液晶と高分子の
移動度を制御して液晶と高分子を相分離させれば、液晶
と光硬化性樹脂のより明確な相分離状態が得られること
になる。
一対の基板間に挟持される少なくとも液晶および高分子
を液晶の転移温度以上にすることにより液晶と高分子の
移動度を制御して液晶と高分子を相分離させれば、液晶
と光硬化性樹脂のより明確な相分離状態が得られること
になる。
【００２７】上記請求項２の構成により、本発明の表示
モードを確立するには、液晶と高分子の分離性が液晶内
に取り込まれている高分子の量として３重量％以下にす
ることが望ましい。
モードを確立するには、液晶と高分子の分離性が液晶内
に取り込まれている高分子の量として３重量％以下にす
ることが望ましい。
【００２８】上記請求項３の構成により、液晶と高分子
の分離性において、相分離後の液晶の転移温度が、液晶
単体の転移温度の±１０℃以内であることが望ましい。
の分離性において、相分離後の液晶の転移温度が、液晶
単体の転移温度の±１０℃以内であることが望ましい。
【００２９】上記請求項４の構成により、液晶と光硬化
性樹脂を狭持したセルを、液晶の転移温度以上に加熱
し、さらに液晶の転移温度以下に冷却するような温度昇
降をすると、液晶内に溶け込んでいた光重合性樹脂が体
積変化による吐き出し効果によって液晶と光硬化性樹脂
が分離しやすい状態が作り出され、液晶と光硬化性樹脂
の分離が起こって、液晶と光硬化性樹脂の明確な相分離
状態が得られることになる。
性樹脂を狭持したセルを、液晶の転移温度以上に加熱
し、さらに液晶の転移温度以下に冷却するような温度昇
降をすると、液晶内に溶け込んでいた光重合性樹脂が体
積変化による吐き出し効果によって液晶と光硬化性樹脂
が分離しやすい状態が作り出され、液晶と光硬化性樹脂
の分離が起こって、液晶と光硬化性樹脂の明確な相分離
状態が得られることになる。
【００３０】上記請求項５の構成により、液晶の温度が
転移温度以上の状態で、少なくとも１回紫外光照射を行
うと、液晶と光重合性樹脂は移動度を増した状態で露光
がなされて、液晶領域から光硬化性樹脂がよりよく相分
離して樹脂壁を形成する。また、上記のような液晶の転
移温度以上に加熱したりする温度昇降後に、再度、液晶
の温度が転移温度以上に加熱し、その状態で紫外光照射
を行うと、液晶領域内に取り残されている樹脂成分を液
晶領域からより効果的に吐き出させることが可能とな
る。
転移温度以上の状態で、少なくとも１回紫外光照射を行
うと、液晶と光重合性樹脂は移動度を増した状態で露光
がなされて、液晶領域から光硬化性樹脂がよりよく相分
離して樹脂壁を形成する。また、上記のような液晶の転
移温度以上に加熱したりする温度昇降後に、再度、液晶
の温度が転移温度以上に加熱し、その状態で紫外光照射
を行うと、液晶領域内に取り残されている樹脂成分を液
晶領域からより効果的に吐き出させることが可能とな
る。
【００３１】上記請求項６の構成により、冷却温度が０
℃以下であると、樹脂が結晶化し、液晶領域内に取り残
されている樹脂を析出させ、液晶の純度が向上する。
℃以下であると、樹脂が結晶化し、液晶領域内に取り残
されている樹脂を析出させ、液晶の純度が向上する。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。な
お、本発明は以下に述べる各実施例に限定されるもので
はない。
お、本発明は以下に述べる各実施例に限定されるもので
はない。
【００３３】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
ける液晶表示素子の断面図である。
ける液晶表示素子の断面図である。
【００３４】図１において、液晶表示素子１は、透明な
一対の基板部６の間に、液晶部と高分子部が位置選択的
に形成された液晶−高分子の複合膜が狭持された構成と
なっている。
一対の基板部６の間に、液晶部と高分子部が位置選択的
に形成された液晶−高分子の複合膜が狭持された構成と
なっている。
【００３５】この液晶表示素子１の製造は、まず、基板
２上に例えば幅２８０μｍのＩＴＯ電極５が２０μｍ間
隔で帯状に形成されている。このＩＴＯ電極５の厚みは
２０００オングストロームである。この帯状電極である
ＩＴＯ電極５を覆うように電気絶縁膜さらに配向膜が形
成される。次に、この配向膜をナイロン布などでラビン
グ処理を行う。このようにして薄膜が形成された一対の
基板部６を、各基板部６のＩＴＯ電極５が互いに直交す
るように対向させ、各基板部６の間にスペーサを介在さ
せてシール剤によって一対の基板部６を貼り合わせる。
２上に例えば幅２８０μｍのＩＴＯ電極５が２０μｍ間
隔で帯状に形成されている。このＩＴＯ電極５の厚みは
２０００オングストロームである。この帯状電極である
ＩＴＯ電極５を覆うように電気絶縁膜さらに配向膜が形
成される。次に、この配向膜をナイロン布などでラビン
グ処理を行う。このようにして薄膜が形成された一対の
基板部６を、各基板部６のＩＴＯ電極５が互いに直交す
るように対向させ、各基板部６の間にスペーサを介在さ
せてシール剤によって一対の基板部６を貼り合わせる。
【００３６】さらに、各基板部６の間に液晶材料と光硬
化性樹脂と光重合開始剤の混合物を注入するが、具体的
には、本実施例では、液晶材料にカイラル剤（Ｓ−８１
１）を０．３％添加したＺＬＩ−４７９２（メルク社
製）４ｇ、光硬化性樹脂にアダマンチルアクリレートを
０．１ｇ、Ｐ−フェニルスチレンを０．０７ｇ、イソボ
ルニルメタクリレート０．８ｇ、パーフルオロメタクリ
レートを０．１ｇ、光重合開始剤にＩｒｕｇａｃｕｒｅ
６５１（チバガイギー製）０．００３ｇを用い、約３０
℃の温度雰囲気で注入する。なお、高分子壁４の形成に
は、他の硬化性樹脂を使用することもできる。また、注
入孔は基板の表示部に光があたらないように市販のＵＶ
硬化樹脂で封止する。
化性樹脂と光重合開始剤の混合物を注入するが、具体的
には、本実施例では、液晶材料にカイラル剤（Ｓ−８１
１）を０．３％添加したＺＬＩ−４７９２（メルク社
製）４ｇ、光硬化性樹脂にアダマンチルアクリレートを
０．１ｇ、Ｐ−フェニルスチレンを０．０７ｇ、イソボ
ルニルメタクリレート０．８ｇ、パーフルオロメタクリ
レートを０．１ｇ、光重合開始剤にＩｒｕｇａｃｕｒｅ
６５１（チバガイギー製）０．００３ｇを用い、約３０
℃の温度雰囲気で注入する。なお、高分子壁４の形成に
は、他の硬化性樹脂を使用することもできる。また、注
入孔は基板の表示部に光があたらないように市販のＵＶ
硬化樹脂で封止する。
【００３７】次に、このようにして得られた液晶セルを
液晶が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し（本実
施例の場合、９５℃）、その後、その転移温度以下の室
温まで徐冷を行う。この加熱−徐冷工程を数回繰り返し
行うが、この回数は液晶と光硬化性樹脂の分離のしやす
さに関係しており、特に限定することができない。本実
施例においては５回繰り返し行う。また、加熱後の冷却
方法であるが、基本的には徐冷を行うことが好ましい
が、加熱−冷却工程を繰り返し行う場合は、初めの数回
に関しては特に精度のいる徐冷を行う必要はない。この
ように、加熱−徐冷工程を繰り返し行うことで光硬化性
樹脂を絵素３の領域であるＩＴＯ電極５が重なった電極
間に有効に凝集させることが可能になる。
液晶が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し（本実
施例の場合、９５℃）、その後、その転移温度以下の室
温まで徐冷を行う。この加熱−徐冷工程を数回繰り返し
行うが、この回数は液晶と光硬化性樹脂の分離のしやす
さに関係しており、特に限定することができない。本実
施例においては５回繰り返し行う。また、加熱後の冷却
方法であるが、基本的には徐冷を行うことが好ましい
が、加熱−冷却工程を繰り返し行う場合は、初めの数回
に関しては特に精度のいる徐冷を行う必要はない。この
ように、加熱−徐冷工程を繰り返し行うことで光硬化性
樹脂を絵素３の領域であるＩＴＯ電極５が重なった電極
間に有効に凝集させることが可能になる。
【００３８】このようにして作製した液晶セルの両側
に、２枚の偏光板を貼り合わせることによりＴＮ型液晶
表示素子１を製造することができる。
に、２枚の偏光板を貼り合わせることによりＴＮ型液晶
表示素子１を製造することができる。
【００３９】このように得られた液晶表示素子１を顕微
鏡で観察したところ、絵素３の領域に液晶７が集中し、
液晶７と配向膜の界面に高分子が残ることなく良好な配
向状態が得られていた。また、高分子壁４の部分はその
壁内に液晶７が取り込まれることなく、また、絵素３の
液晶７に壁部の樹脂が入り込まず、ほぼＩＴＯ電極５に
沿った高分子壁４が形成されていた。さらに、液晶の液
体相への転移温度を測定したところ、８３℃であったの
で、この領域はほぼ液晶が占めていることが分かる。
鏡で観察したところ、絵素３の領域に液晶７が集中し、
液晶７と配向膜の界面に高分子が残ることなく良好な配
向状態が得られていた。また、高分子壁４の部分はその
壁内に液晶７が取り込まれることなく、また、絵素３の
液晶７に壁部の樹脂が入り込まず、ほぼＩＴＯ電極５に
沿った高分子壁４が形成されていた。さらに、液晶の液
体相への転移温度を測定したところ、８３℃であったの
で、この領域はほぼ液晶が占めていることが分かる。
【００４０】また、作成したセル基板を剥がし、液晶７
のみをかき集め、ガスクロマトグラフィによって液晶７
内に含まれる光硬化性樹脂としてのアクリル樹脂成分の
含有量を測定したところ、約２．７ｗｔ％であった。
のみをかき集め、ガスクロマトグラフィによって液晶７
内に含まれる光硬化性樹脂としてのアクリル樹脂成分の
含有量を測定したところ、約２．７ｗｔ％であった。
【００４１】（実施例２）図２は本発明の実施例２にお
ける液晶表示素子の断面図であり、図３は図２の液晶表
示素子の製造方法を示す製造工程図で、（ａ）は光照射
工程図、（ｂ）は相分離した状態図である。
ける液晶表示素子の断面図であり、図３は図２の液晶表
示素子の製造方法を示す製造工程図で、（ａ）は光照射
工程図、（ｂ）は相分離した状態図である。
【００４２】図２および図３において、液晶表示素子１
１は、一対の透明な基板部１６の間に、絵素１３が高分
子壁１４で包囲された液晶−高分子の複合膜を狭持した
構成となっている。
１は、一対の透明な基板部１６の間に、絵素１３が高分
子壁１４で包囲された液晶−高分子の複合膜を狭持した
構成となっている。
【００４３】この液晶表示素子１１は、まず、基板１２
上に例えば幅２８０μｍのＩＴＯ電極１５が２０μｍ間
隔で帯状に形成されている。このＩＴＯ電極１５の厚み
は２０００オングストロームである。また、２５０ｎｍ
から４００ｎｍの波長域での光透過率は非電極部に比べ
て４０％である。この帯状電極であるＩＴＯ電極１５を
覆うように電気絶縁膜さらに配向膜が形成される。次
に、この配向膜をナイロン布などでラビング処理を行
う。このようにして薄膜が形成された一対の基板部１６
を帯状電極であるＩＴＯ電極１５が互いに直交するよう
に対向させ、各基板部１６の間にスペーサを介在させて
シール剤により一対の基板部１６を貼り合わせる。
上に例えば幅２８０μｍのＩＴＯ電極１５が２０μｍ間
隔で帯状に形成されている。このＩＴＯ電極１５の厚み
は２０００オングストロームである。また、２５０ｎｍ
から４００ｎｍの波長域での光透過率は非電極部に比べ
て４０％である。この帯状電極であるＩＴＯ電極１５を
覆うように電気絶縁膜さらに配向膜が形成される。次
に、この配向膜をナイロン布などでラビング処理を行
う。このようにして薄膜が形成された一対の基板部１６
を帯状電極であるＩＴＯ電極１５が互いに直交するよう
に対向させ、各基板部１６の間にスペーサを介在させて
シール剤により一対の基板部１６を貼り合わせる。
【００４４】さらに、各基板部１６の間に液晶材料と光
硬化性樹脂と光重合開始剤の混合物を注入するが、具体
的には、本実施例では、液晶材料にカイラル剤（Ｓ−８
１１）を０．３％添加したＺＬＩ−４７９２（メルク社
製）４ｇ、光硬化性樹脂にアダマンチルアクリレートを
０．１ｇ、Ｐ−フェニルスチレンを０．０７ｇ、イソボ
ルニルメタクリレート０．８ｇ、パーフルオロメタクリ
レートを０．１ｇ、光重合開始剤にＩｒｕｇａｃｕｒｅ
６５１（チバガイギー製）０．００３ｇを用い、約３０
℃の温度雰囲気で注入する。なお、高分子壁１４の形成
には、他の硬化性樹脂を使用することもできる。また、
注入孔は基板の表示部に光があたらないように市販のＵ
Ｖ硬化樹脂で封止する。
硬化性樹脂と光重合開始剤の混合物を注入するが、具体
的には、本実施例では、液晶材料にカイラル剤（Ｓ−８
１１）を０．３％添加したＺＬＩ−４７９２（メルク社
製）４ｇ、光硬化性樹脂にアダマンチルアクリレートを
０．１ｇ、Ｐ−フェニルスチレンを０．０７ｇ、イソボ
ルニルメタクリレート０．８ｇ、パーフルオロメタクリ
レートを０．１ｇ、光重合開始剤にＩｒｕｇａｃｕｒｅ
６５１（チバガイギー製）０．００３ｇを用い、約３０
℃の温度雰囲気で注入する。なお、高分子壁１４の形成
には、他の硬化性樹脂を使用することもできる。また、
注入孔は基板の表示部に光があたらないように市販のＵ
Ｖ硬化樹脂で封止する。
【００４５】次に、このようにして得られた液晶セルを
液晶が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し（本実
施例の場合、９５℃）、その後、その転移温度以下の室
温まで徐冷を行う。このとき、液晶と光硬化性樹脂はラ
ンダムに相分離を起こしている。次に、再度、液晶セル
を液晶が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し、Ｉ
ＴＯ電極１５をホトマスクとするセルフアライメント法
を用い、パターン化した相分離を行う。このときの諸条
件は、一対の基板１２に波長４００ｎｍ以下の紫外光１
７を照射するが、その一例として、光源に平行光が得ら
れる紫外線照射用の高圧水銀ランプを使用し、照射位置
は、高圧水銀ランプ下の１０ｍＷ／ｃｍ2（波長：３６
５ｎｍ）のところで行う。また照射は基板１２の一方向
から片側ずつ行ってもよいが、本実施例では、基板１２
の両側から同時に５分間紫外光１７を照射する。このよ
うに紫外光１７を照射して高分子壁１４をＩＴＯ電極１
５の重なる電極間に形成し、基板１２の両側から紫外光
１７を照射することで絵素１３を包囲するように高分子
壁１４を形成する。次に、照射後は、徐冷オーブン内で
室温まで徐冷を行う。徐冷のスピードは３℃／ｈ〜２０
℃／ｈ、好ましくは、５℃／ｈ〜１０℃／ｈでよい。ま
た、高分子壁１４の形成後、高分子の架橋を十分行うた
めに、基板１２に短時間、弱照度でＵＶ照射を行う。
液晶が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し（本実
施例の場合、９５℃）、その後、その転移温度以下の室
温まで徐冷を行う。このとき、液晶と光硬化性樹脂はラ
ンダムに相分離を起こしている。次に、再度、液晶セル
を液晶が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し、Ｉ
ＴＯ電極１５をホトマスクとするセルフアライメント法
を用い、パターン化した相分離を行う。このときの諸条
件は、一対の基板１２に波長４００ｎｍ以下の紫外光１
７を照射するが、その一例として、光源に平行光が得ら
れる紫外線照射用の高圧水銀ランプを使用し、照射位置
は、高圧水銀ランプ下の１０ｍＷ／ｃｍ2（波長：３６
５ｎｍ）のところで行う。また照射は基板１２の一方向
から片側ずつ行ってもよいが、本実施例では、基板１２
の両側から同時に５分間紫外光１７を照射する。このよ
うに紫外光１７を照射して高分子壁１４をＩＴＯ電極１
５の重なる電極間に形成し、基板１２の両側から紫外光
１７を照射することで絵素１３を包囲するように高分子
壁１４を形成する。次に、照射後は、徐冷オーブン内で
室温まで徐冷を行う。徐冷のスピードは３℃／ｈ〜２０
℃／ｈ、好ましくは、５℃／ｈ〜１０℃／ｈでよい。ま
た、高分子壁１４の形成後、高分子の架橋を十分行うた
めに、基板１２に短時間、弱照度でＵＶ照射を行う。
【００４６】このようにして作製した液晶セルの両側
に、２枚の偏光板を貼り合わせることによりＴＮ型液晶
表示素子１１を製造することができる。
に、２枚の偏光板を貼り合わせることによりＴＮ型液晶
表示素子１１を製造することができる。
【００４７】このように得られた液晶表示素子１１を顕
微鏡で観察したところ、絵素１３の領域に液晶１８が集
中し、液晶１８と配向膜の界面に高分子が残ることなく
良好な配向状態が得られていた。また、高分子壁１４は
その壁内に液晶が取り込まれることなく、また、絵素１
３内に壁部が入り込まず、ほぼＩＴＯ電極１５に沿って
高分子壁１４が形成されていた。さらに、液晶１８の液
体相への転移温度を測定したところ、８７℃であったの
でほぼこの領域は液晶１８が占めていることが分かる。
微鏡で観察したところ、絵素１３の領域に液晶１８が集
中し、液晶１８と配向膜の界面に高分子が残ることなく
良好な配向状態が得られていた。また、高分子壁１４は
その壁内に液晶が取り込まれることなく、また、絵素１
３内に壁部が入り込まず、ほぼＩＴＯ電極１５に沿って
高分子壁１４が形成されていた。さらに、液晶１８の液
体相への転移温度を測定したところ、８７℃であったの
でほぼこの領域は液晶１８が占めていることが分かる。
【００４８】また、作成したセル基板を剥がし、液晶の
みをかき集め、ガスクロマトグラフィによって液晶内に
含まれるアクリル樹脂成分の含有量を測定したところ、
約２．４ｗｔ％であった。
みをかき集め、ガスクロマトグラフィによって液晶内に
含まれるアクリル樹脂成分の含有量を測定したところ、
約２．４ｗｔ％であった。
【００４９】したがって、少なくとも一方が透明な基板
１２にＩＴＯ電極１５を形成し、対向された基板部１６
に液晶１８と光硬化性樹脂を狭持してセル基板を得る。
図４（ａ）はこの状態を示しており、黒点１９はスペー
サである。紫外光をあるパターン状の減光手段としての
ＩＴＯ電極１５を介して選択的に照射する前に、セル基
板を液晶１８が等方性液体状態になる転移温度以上に加
熱することで一度相転移させて移動度を高め、さらに液
晶の転移温度以下の室温に戻す。図４（ｂ）はこの状態
を示しており、黒い線状物２０は相分離した光硬化性樹
脂（モノマー）である。この後に再度、液晶１８の温度
を転移温度以上に加熱し、その状態で、選択的に光硬化
性樹脂を硬化させるための減光手段を介して紫外光の照
射を行い、選択的位置に液晶１８と光硬化性樹脂をパタ
ーン相分離させて強光領域に高分子壁１４を形成させれ
ば、絵素部１３には液晶１８のみが存在することにな
る。図４（ｃ）は液晶１８を囲むパターン状の高分子壁
１４を形成したときの状態を示している。
１２にＩＴＯ電極１５を形成し、対向された基板部１６
に液晶１８と光硬化性樹脂を狭持してセル基板を得る。
図４（ａ）はこの状態を示しており、黒点１９はスペー
サである。紫外光をあるパターン状の減光手段としての
ＩＴＯ電極１５を介して選択的に照射する前に、セル基
板を液晶１８が等方性液体状態になる転移温度以上に加
熱することで一度相転移させて移動度を高め、さらに液
晶の転移温度以下の室温に戻す。図４（ｂ）はこの状態
を示しており、黒い線状物２０は相分離した光硬化性樹
脂（モノマー）である。この後に再度、液晶１８の温度
を転移温度以上に加熱し、その状態で、選択的に光硬化
性樹脂を硬化させるための減光手段を介して紫外光の照
射を行い、選択的位置に液晶１８と光硬化性樹脂をパタ
ーン相分離させて強光領域に高分子壁１４を形成させれ
ば、絵素部１３には液晶１８のみが存在することにな
る。図４（ｃ）は液晶１８を囲むパターン状の高分子壁
１４を形成したときの状態を示している。
【００５０】（実施例３）本実施例では、基板部は実施
例２で用いた仕様のものを用いる。
例２で用いた仕様のものを用いる。
【００５１】図５は本発明の実施例３における液晶表示
素子の断面図である。図５において、基板１２上にＩＴ
Ｏ電極１５が形成された少なくとも一方が透明な一対の
基板部１６の間に液晶材料と光硬化性樹脂と光重合開始
剤の混合物を注入するが、具体的には、本実施例では実
施例２と同様に、液晶材料にカイラル剤（Ｓ−８１１）
を０．３％添加したＺＬＩ−４７９２（メルク社製）４
ｇ、光硬化性樹脂にアダマンチルアクリレートを０．１
ｇ、Ｐ−フェニルスチレンを０．０７ｇ、イソボルニル
メタクリレート０．８ｇ、パーフルオロメタクリレート
を０．１ｇ、光重合開始剤にＩｒｕｇａｃｕｒｅ６５１
（チバガイギー製）０．００３ｇを用い、約３０℃の温
度雰囲気で注入する。なお、高分子壁２４の形成には、
他の硬化性樹脂を使用することもできる。また、注入孔
は基板の表示部に光があたらないように市販のＵＶ硬化
樹脂で封止する。
素子の断面図である。図５において、基板１２上にＩＴ
Ｏ電極１５が形成された少なくとも一方が透明な一対の
基板部１６の間に液晶材料と光硬化性樹脂と光重合開始
剤の混合物を注入するが、具体的には、本実施例では実
施例２と同様に、液晶材料にカイラル剤（Ｓ−８１１）
を０．３％添加したＺＬＩ−４７９２（メルク社製）４
ｇ、光硬化性樹脂にアダマンチルアクリレートを０．１
ｇ、Ｐ−フェニルスチレンを０．０７ｇ、イソボルニル
メタクリレート０．８ｇ、パーフルオロメタクリレート
を０．１ｇ、光重合開始剤にＩｒｕｇａｃｕｒｅ６５１
（チバガイギー製）０．００３ｇを用い、約３０℃の温
度雰囲気で注入する。なお、高分子壁２４の形成には、
他の硬化性樹脂を使用することもできる。また、注入孔
は基板の表示部に光があたらないように市販のＵＶ硬化
樹脂で封止する。
【００５２】このようにして得られた基板部１６を液晶
１８が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し、その
まま恒温にする。この場合の温度は９５℃である。この
温度を保持したまま、液晶−樹脂の相分離を行うための
紫外光照射を行うが、ここでは、相分離法としてＩＴＯ
電極１５をホトマスクとするセルフアライメント法を用
いる。ここで用いる４００ｎｍ以下の紫外光１７は、照
度均一度の優れたランプであればよく、ここでは、その
一例として、光源に平行光を得られる紫外線照射用の高
圧水銀ランプを使用し、照射位置は、高圧水銀ランプ下
の５〜１２ｍＷ／ｃｍ2、好ましくは６〜８ｍＷ／ｃｍ2
（波長：３６５ｎｍ）の照度を得ることができる位置で
よい。また、この光照射は基板１２の一方向から片側ず
つ行ってもよいが、ここでは、基板１２の両側から同時
に５分間紫外光１７を照射する。このように紫外光１７
を照射して高分子壁２４をＩＴＯ電極１５の重なる電極
間に形成し、基板１２の両側から照射することで絵素２
３を包囲するように高分子壁２４を形成する。次に、光
照射後は、徐冷オーブン内で室温まで徐冷を行う。徐冷
のスピードは３℃／ｈ〜２０℃／ｈ、好ましくは５℃／
ｈ〜１０℃／ｈでよい。液晶の転移温度以下の室温まで
徐冷後、セル基板を再度液晶が等方性液体状態になるま
で加熱しその温度で保持する。その温度で保持したま
ま、紫外光照射するが、ここでは照度が３ｍＷ／ｃｍ2
〜１０ｍＷ／ｃｍ2、好ましくは５〜８ｍＷ／ｃｍ2であ
ればよく、時間は５分〜１０分でよい。このように再度
液晶１８が液体状態となる高温で紫外光１７を照射する
ことで液晶１８内に取り残されている高分子を析出さ
せ、絵素２３での液晶の純度を高めることができる。こ
の光照射の後、セル基板を液晶の転移温度以下の室温ま
で徐冷するが、この徐冷スピードは前記したスピードと
同程度でよく、３℃／ｈ〜２０℃／ｈ、好ましくは５℃
／ｈ〜１０℃／ｈでよい。
１８が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し、その
まま恒温にする。この場合の温度は９５℃である。この
温度を保持したまま、液晶−樹脂の相分離を行うための
紫外光照射を行うが、ここでは、相分離法としてＩＴＯ
電極１５をホトマスクとするセルフアライメント法を用
いる。ここで用いる４００ｎｍ以下の紫外光１７は、照
度均一度の優れたランプであればよく、ここでは、その
一例として、光源に平行光を得られる紫外線照射用の高
圧水銀ランプを使用し、照射位置は、高圧水銀ランプ下
の５〜１２ｍＷ／ｃｍ2、好ましくは６〜８ｍＷ／ｃｍ2
（波長：３６５ｎｍ）の照度を得ることができる位置で
よい。また、この光照射は基板１２の一方向から片側ず
つ行ってもよいが、ここでは、基板１２の両側から同時
に５分間紫外光１７を照射する。このように紫外光１７
を照射して高分子壁２４をＩＴＯ電極１５の重なる電極
間に形成し、基板１２の両側から照射することで絵素２
３を包囲するように高分子壁２４を形成する。次に、光
照射後は、徐冷オーブン内で室温まで徐冷を行う。徐冷
のスピードは３℃／ｈ〜２０℃／ｈ、好ましくは５℃／
ｈ〜１０℃／ｈでよい。液晶の転移温度以下の室温まで
徐冷後、セル基板を再度液晶が等方性液体状態になるま
で加熱しその温度で保持する。その温度で保持したま
ま、紫外光照射するが、ここでは照度が３ｍＷ／ｃｍ2
〜１０ｍＷ／ｃｍ2、好ましくは５〜８ｍＷ／ｃｍ2であ
ればよく、時間は５分〜１０分でよい。このように再度
液晶１８が液体状態となる高温で紫外光１７を照射する
ことで液晶１８内に取り残されている高分子を析出さ
せ、絵素２３での液晶の純度を高めることができる。こ
の光照射の後、セル基板を液晶の転移温度以下の室温ま
で徐冷するが、この徐冷スピードは前記したスピードと
同程度でよく、３℃／ｈ〜２０℃／ｈ、好ましくは５℃
／ｈ〜１０℃／ｈでよい。
【００５３】このようにして作製した液晶セルの両側
に、２枚の偏光板を貼り合わせることによりＴＮ型液晶
表示素子２１を製造することができる。
に、２枚の偏光板を貼り合わせることによりＴＮ型液晶
表示素子２１を製造することができる。
【００５４】このようにして得られた液晶表示素子２１
を顕微鏡で観察したところ、絵素２３の領域に液晶１８
が集中し、液晶１８と配向膜の界面に高分子が残ること
なく良好な配向状態が得られていた。また、高分子壁２
４はその壁内に液晶１８が取り込まれることなく、ま
た、絵素２３内に壁部が入り込まず、ほぼＩＴＯ電極１
５に沿った高分子壁２４が形成されていた。さらに、液
晶１８の液体相への転移温度を測定したところ８６℃で
あったので、ほぼこの領域は液晶１８が占めていること
が分かる。
を顕微鏡で観察したところ、絵素２３の領域に液晶１８
が集中し、液晶１８と配向膜の界面に高分子が残ること
なく良好な配向状態が得られていた。また、高分子壁２
４はその壁内に液晶１８が取り込まれることなく、ま
た、絵素２３内に壁部が入り込まず、ほぼＩＴＯ電極１
５に沿った高分子壁２４が形成されていた。さらに、液
晶１８の液体相への転移温度を測定したところ８６℃で
あったので、ほぼこの領域は液晶１８が占めていること
が分かる。
【００５５】また、作成したセル基板を剥がし、液晶の
みをかき集め、ガスクロマトグラフィによって液晶内に
含まれるアクリル樹脂成分の含有量を測定したところ、
約２．７ｗｔ％であった。
みをかき集め、ガスクロマトグラフィによって液晶内に
含まれるアクリル樹脂成分の含有量を測定したところ、
約２．７ｗｔ％であった。
【００５６】（実施例４）本実施例では、基板部は実施
例２で用いた仕様のものを用いた。
例２で用いた仕様のものを用いた。
【００５７】図６は本発明の実施例４における液晶表示
素子の断面図である。図６において、基板１２上にＩＴ
Ｏ電極１５が形成された少なくとも一方が透明な一対の
基板部１６の間に、液晶材料と光硬化性樹脂と光重合開
始剤の混合物を注入するが、具体的には、本実施例では
実施例２と同様に、液晶材料にカイラル剤（Ｓ−８１
１）を０．３％添加したＺＬＩ−４７９２（メルク社
製）４ｇ、光硬化性樹脂にアダマンチルアクリレートを
０．１ｇ、Ｐ−フェニルスチレンを０．０７ｇ、イソボ
ルニルメタクリレートを０．８ｇ、パーフルオロメタク
リレート０．１ｇ、光重合開始剤にＩｒｕｇａｃｕｒｅ
６５１（チバガイギー製）０．００３ｇを用い、約３０
℃の温度雰囲気下で注入する。なお、高分子壁３４の形
成には、他の硬化性樹脂を使用することもできる。ま
た、注入孔は基板の表示部に光があたらないように市販
のＵＶ硬化樹脂で封止する。
素子の断面図である。図６において、基板１２上にＩＴ
Ｏ電極１５が形成された少なくとも一方が透明な一対の
基板部１６の間に、液晶材料と光硬化性樹脂と光重合開
始剤の混合物を注入するが、具体的には、本実施例では
実施例２と同様に、液晶材料にカイラル剤（Ｓ−８１
１）を０．３％添加したＺＬＩ−４７９２（メルク社
製）４ｇ、光硬化性樹脂にアダマンチルアクリレートを
０．１ｇ、Ｐ−フェニルスチレンを０．０７ｇ、イソボ
ルニルメタクリレートを０．８ｇ、パーフルオロメタク
リレート０．１ｇ、光重合開始剤にＩｒｕｇａｃｕｒｅ
６５１（チバガイギー製）０．００３ｇを用い、約３０
℃の温度雰囲気下で注入する。なお、高分子壁３４の形
成には、他の硬化性樹脂を使用することもできる。ま
た、注入孔は基板の表示部に光があたらないように市販
のＵＶ硬化樹脂で封止する。
【００５８】このようにして得られたセル基板を、ま
ず、液晶が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し
て、そのまま恒温にする。本実施例ではその温度は９５
℃である。ここでは、液晶−樹脂の相分離法としてＩＴ
Ｏ電極１５によるセルフアライメント法を用いる。この
温度を保ちながら波長４００ｎｍ以下の紫外光１７を照
射するが、その一例として、光源に平行光を得られる紫
外線照射用の高圧水銀ランプを使用し、照射位置は、高
圧水銀ランプ下の１０ｍＷ／ｃｍ2（波長：３６５ｎ
ｍ）のところで行う。また、この光照射は、この場合、
基板１２の両側から５分間行う。その後、セル基板をゆ
っくり徐冷するが、この徐冷のスピードは３℃／ｈ〜２
０℃／ｈ、好ましくは５℃／ｈ〜１０℃／ｈで行い、樹
脂が結晶化する温度である零度以下まで行う。基板部を
零度以下にまで冷却したとき、液晶内に取り残されてい
る樹脂が結晶化を起こす。その後、再度基板部を液晶が
等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し、その温度で
恒温にする。この場合の温度は９５℃である。この温度
を保持したまま、液晶パネルに、波長４００ｎｍ以下の
紫外光１７を照射するが、その一例として、光源に平行
光を得られる紫外線照射用の高圧水銀ランプを使用し、
照射位置は、高圧水銀ランプ下の５〜１０ｍＷ／ｃｍ2
（波長：３６５ｎｍ）、好ましくは６〜７ｍＷ／ｃｍ2
のところで行う。また、この光照射は、この場合、基板
１２の両側から５分間行う。その後、セル基板をゆっく
り徐冷するが、この徐冷のスピードは３℃／ｈ〜２０℃
／ｈ、好ましくは５℃／ｈ〜１０℃／ｈで行う。
ず、液晶が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し
て、そのまま恒温にする。本実施例ではその温度は９５
℃である。ここでは、液晶−樹脂の相分離法としてＩＴ
Ｏ電極１５によるセルフアライメント法を用いる。この
温度を保ちながら波長４００ｎｍ以下の紫外光１７を照
射するが、その一例として、光源に平行光を得られる紫
外線照射用の高圧水銀ランプを使用し、照射位置は、高
圧水銀ランプ下の１０ｍＷ／ｃｍ2（波長：３６５ｎ
ｍ）のところで行う。また、この光照射は、この場合、
基板１２の両側から５分間行う。その後、セル基板をゆ
っくり徐冷するが、この徐冷のスピードは３℃／ｈ〜２
０℃／ｈ、好ましくは５℃／ｈ〜１０℃／ｈで行い、樹
脂が結晶化する温度である零度以下まで行う。基板部を
零度以下にまで冷却したとき、液晶内に取り残されてい
る樹脂が結晶化を起こす。その後、再度基板部を液晶が
等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し、その温度で
恒温にする。この場合の温度は９５℃である。この温度
を保持したまま、液晶パネルに、波長４００ｎｍ以下の
紫外光１７を照射するが、その一例として、光源に平行
光を得られる紫外線照射用の高圧水銀ランプを使用し、
照射位置は、高圧水銀ランプ下の５〜１０ｍＷ／ｃｍ2
（波長：３６５ｎｍ）、好ましくは６〜７ｍＷ／ｃｍ2
のところで行う。また、この光照射は、この場合、基板
１２の両側から５分間行う。その後、セル基板をゆっく
り徐冷するが、この徐冷のスピードは３℃／ｈ〜２０℃
／ｈ、好ましくは５℃／ｈ〜１０℃／ｈで行う。
【００５９】このようにして作製した液晶セルの両側
に、２枚の偏光板を貼り合わせることにより液晶表示素
子３１を製造することができる。
に、２枚の偏光板を貼り合わせることにより液晶表示素
子３１を製造することができる。
【００６０】このようにして得られた液晶表示素子３１
を顕微鏡で観察したところ、絵素３３の領域に液晶１８
が集中し、液晶１８と配向膜の界面に高分子が残ること
なく良好な配向状態が得られていた。また、高分子壁部
３４はその壁内に液晶が取り込まれることなく、また、
絵素３３内に壁部が入り込まず、ほぼＩＴＯ電極１５に
沿った高分子壁３４が形成されていた。さらに、液晶１
８の液体相への転移温度を測定したところ、８３℃であ
ったのでほぼこの領域は液晶１８が占めていることが分
かる。
を顕微鏡で観察したところ、絵素３３の領域に液晶１８
が集中し、液晶１８と配向膜の界面に高分子が残ること
なく良好な配向状態が得られていた。また、高分子壁部
３４はその壁内に液晶が取り込まれることなく、また、
絵素３３内に壁部が入り込まず、ほぼＩＴＯ電極１５に
沿った高分子壁３４が形成されていた。さらに、液晶１
８の液体相への転移温度を測定したところ、８３℃であ
ったのでほぼこの領域は液晶１８が占めていることが分
かる。
【００６１】また、作成したセル基板を剥がし、液晶１
８のみをかき集め、ガスクロマトグラフィによって液晶
１８内に含まれるアクリル樹脂成分の含有量を測定した
ところ、約２．８ｗｔ％であった。
８のみをかき集め、ガスクロマトグラフィによって液晶
１８内に含まれるアクリル樹脂成分の含有量を測定した
ところ、約２．８ｗｔ％であった。
【００６２】（実施例５）本実施例では、実施例２と同
じ製造方法を用い、相分離法としてパネル外部にパター
ン化されたホトマスクを設置し、そのマスク側から紫外
光照射する方法について説明する。
じ製造方法を用い、相分離法としてパネル外部にパター
ン化されたホトマスクを設置し、そのマスク側から紫外
光照射する方法について説明する。
【００６３】基板部は実施例２で用いたものと同様のも
のを用いる。
のを用いる。
【００６４】図７は本発明の実施例５における液晶表示
素子の断面図である。図７において、基板１２上にＩＴ
Ｏ電極１５が形成された少なくとも一方が透明な一対の
透明な基板部１６の間に、液晶材料と光硬化性樹脂と光
重合開始剤の均一混合物を注入して狭持するが、具体的
には、本実施例では、カイラル剤にＳ−８１１を０．３
％含んだＺＬＩ−４７９２ ４ｇ、光硬化性樹脂にアダ
マンチルアクリレートを０．１ｇ、Ｐ−フェニルスチレ
ンを０．０７ｇ、イソボルニルメタクリレートを０．８
ｇ、パーフルオロメタクリレートを０．１ｇ、光重合開
始剤にＩｒｕｇａｃｕｒｅ６５１（チバガイギー製）
０．００３ｇ用いる。これらを真空注入法で注入する。
素子の断面図である。図７において、基板１２上にＩＴ
Ｏ電極１５が形成された少なくとも一方が透明な一対の
透明な基板部１６の間に、液晶材料と光硬化性樹脂と光
重合開始剤の均一混合物を注入して狭持するが、具体的
には、本実施例では、カイラル剤にＳ−８１１を０．３
％含んだＺＬＩ−４７９２ ４ｇ、光硬化性樹脂にアダ
マンチルアクリレートを０．１ｇ、Ｐ−フェニルスチレ
ンを０．０７ｇ、イソボルニルメタクリレートを０．８
ｇ、パーフルオロメタクリレートを０．１ｇ、光重合開
始剤にＩｒｕｇａｃｕｒｅ６５１（チバガイギー製）
０．００３ｇ用いる。これらを真空注入法で注入する。
【００６５】その後、図８に示すように、絵素４３と高
分子壁４４のパターンと一致した遮光部５１と透光部５
２のパターンを有するホトマスク５３を液晶パネルの一
方側にアライメントした後、これを固定する。次に、こ
のようにホトマスク５３を固定した液晶セルを液晶１８
が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し（本実施例
の場合は、９５℃）、その後、その転移温度以下の室温
まで徐冷を行う。このとき、液晶１８と光硬化性樹脂は
ランダムに相分離を起こしている。次に、再度、液晶セ
ルを液晶１８が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱
し、ホトマスク５３を介した紫外光４７によるパターン
化した相分離を行う。このときの諸条件は、一対の基板
部１６に波長４００ｎｍ以下の紫外光４７を照射する
が、その一例として、光源に平行光を得られる紫外線照
射用の高圧水銀ランプを使用し、照射位置は、高圧水銀
ランプ下の１０ｍＷ／ｃｍ2（波長：３６５ｎｍ）のと
ころで行う。また、この光照射はホトマスク５３を固定
した基板１２側から５分間行う。このように、高分子壁
４４をＩＴＯ電極１５間に形成し、ホトマスク５３を介
して光照射することで絵素４３を包囲するように高分子
壁４４を形成する。次に、光照射後は、徐冷オーブン内
で室温まで徐冷を行う。この徐冷のスピードは３℃／ｈ
〜２０℃／ｈ、好ましくは５℃／ｈ〜１０℃／ｈでよ
い。ついで基板１２からホトマスク５３を取り外し、基
板１２を再度、液晶が等方性液体状態を示す温度、この
場合は９５℃であるが、この温度まで加熱して保持す
る。さらに、紫外光４７の照射を行うが、ここでは一例
として、平行光を得られる紫外線照射用の高圧水銀ラン
プを使用し、照射位置は、高圧水銀ランプ下の５〜１２
ｍＷ／ｃｍ2、好ましくは６〜８ｍＷ／ｃｍ2の均一照度
の得られるところで行う。光照射方向は基板１２の両側
から５分間行った。その後、液晶の転移温度以下の室温
まで徐冷を行うが、そのスピードは緩やかであればより
良いが、好ましくは、３〜１０℃／ｈであれば良い。
分子壁４４のパターンと一致した遮光部５１と透光部５
２のパターンを有するホトマスク５３を液晶パネルの一
方側にアライメントした後、これを固定する。次に、こ
のようにホトマスク５３を固定した液晶セルを液晶１８
が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱し（本実施例
の場合は、９５℃）、その後、その転移温度以下の室温
まで徐冷を行う。このとき、液晶１８と光硬化性樹脂は
ランダムに相分離を起こしている。次に、再度、液晶セ
ルを液晶１８が等方性液体状態を示す転移温度まで加熱
し、ホトマスク５３を介した紫外光４７によるパターン
化した相分離を行う。このときの諸条件は、一対の基板
部１６に波長４００ｎｍ以下の紫外光４７を照射する
が、その一例として、光源に平行光を得られる紫外線照
射用の高圧水銀ランプを使用し、照射位置は、高圧水銀
ランプ下の１０ｍＷ／ｃｍ2（波長：３６５ｎｍ）のと
ころで行う。また、この光照射はホトマスク５３を固定
した基板１２側から５分間行う。このように、高分子壁
４４をＩＴＯ電極１５間に形成し、ホトマスク５３を介
して光照射することで絵素４３を包囲するように高分子
壁４４を形成する。次に、光照射後は、徐冷オーブン内
で室温まで徐冷を行う。この徐冷のスピードは３℃／ｈ
〜２０℃／ｈ、好ましくは５℃／ｈ〜１０℃／ｈでよ
い。ついで基板１２からホトマスク５３を取り外し、基
板１２を再度、液晶が等方性液体状態を示す温度、この
場合は９５℃であるが、この温度まで加熱して保持す
る。さらに、紫外光４７の照射を行うが、ここでは一例
として、平行光を得られる紫外線照射用の高圧水銀ラン
プを使用し、照射位置は、高圧水銀ランプ下の５〜１２
ｍＷ／ｃｍ2、好ましくは６〜８ｍＷ／ｃｍ2の均一照度
の得られるところで行う。光照射方向は基板１２の両側
から５分間行った。その後、液晶の転移温度以下の室温
まで徐冷を行うが、そのスピードは緩やかであればより
良いが、好ましくは、３〜１０℃／ｈであれば良い。
【００６６】このようにして作製した液晶セルの両側
に、２枚の偏光板を貼り合わせることにより液晶表示素
子４１を製造することができる。
に、２枚の偏光板を貼り合わせることにより液晶表示素
子４１を製造することができる。
【００６７】このようにして得られた液晶表示素子４１
を顕微鏡で観察したところ、絵素４３の領域に液晶１８
が集中し、液晶１８と配向膜の界面に高分子が残ること
なく良好な配向状態が得られていた。また、高分子壁４
４はその壁内に液晶１８が取り込まれることなく、ま
た、絵素４３内に壁部が入り込まず、ほぼＩＴＯ電極１
５に沿った高分子壁４４が形成されていた。さらに、液
晶１８の液体相への転移温度を測定したところ、８１℃
であったのでほぼこの領域は液晶１８が占めていること
が分かる。
を顕微鏡で観察したところ、絵素４３の領域に液晶１８
が集中し、液晶１８と配向膜の界面に高分子が残ること
なく良好な配向状態が得られていた。また、高分子壁４
４はその壁内に液晶１８が取り込まれることなく、ま
た、絵素４３内に壁部が入り込まず、ほぼＩＴＯ電極１
５に沿った高分子壁４４が形成されていた。さらに、液
晶１８の液体相への転移温度を測定したところ、８１℃
であったのでほぼこの領域は液晶１８が占めていること
が分かる。
【００６８】また、作成したセル基板を剥がし、液晶１
８のみをかき集め、ガスクロマトグラフィによって液晶
１８内に含まれるアクリル樹脂成分の含有量を測定した
ところ、約３．０ｗｔ％であった。
８のみをかき集め、ガスクロマトグラフィによって液晶
１８内に含まれるアクリル樹脂成分の含有量を測定した
ところ、約３．０ｗｔ％であった。
【００６９】以下の表１に上記各実施例１〜５における
相分離後の液晶の転移温度ＴN-1を一覧にしている。
相分離後の液晶の転移温度ＴN-1を一覧にしている。
【００７０】
【表１】
【００７１】ここで、本発明についてさらに詳しく説明
する。
する。
【００７２】本発明は液晶と高分子の複合膜による表示
媒体を有する液晶表示素子とその製造方法に関するもの
であり、さらに詳しくは、液晶と樹脂を相分離させ、特
定の領域に独立した形でそれぞれを配置した液晶表示素
子およびその製造方法である。つまり、本発明は、本発
明者等が、特願平５−３０９９６号と特願平６−２５４
８５号で提案した液晶と光重合性化合物の相分離法を必
要ならば用い、液晶と樹脂をさらに明確に相分離させる
方法に関するものである。この製造方法については上記
各実施例１〜５で説明した通りであるが、以下に各工程
におけるさらに詳しい条件を示す。
媒体を有する液晶表示素子とその製造方法に関するもの
であり、さらに詳しくは、液晶と樹脂を相分離させ、特
定の領域に独立した形でそれぞれを配置した液晶表示素
子およびその製造方法である。つまり、本発明は、本発
明者等が、特願平５−３０９９６号と特願平６−２５４
８５号で提案した液晶と光重合性化合物の相分離法を必
要ならば用い、液晶と樹脂をさらに明確に相分離させる
方法に関するものである。この製造方法については上記
各実施例１〜５で説明した通りであるが、以下に各工程
におけるさらに詳しい条件を示す。
【００７３】まず、実施例２〜５におけるパターン露光
時のセル基板の温度であるが、原則的には液晶の相状態
が等方性液体状態である転移温度であることが好まし
い。これは液晶が等方性液体状態であると液晶と重合性
樹脂の相溶性が向上し、つまり液晶と重合性樹脂の均一
性が向上し、またそれぞれの分子移動度が大きくなる。
つまりこの後、光を照射したとき、それぞれ特定の位置
に凝集しやすくなり、液晶領域と高分子領域をより容易
に形成することが可能となる。
時のセル基板の温度であるが、原則的には液晶の相状態
が等方性液体状態である転移温度であることが好まし
い。これは液晶が等方性液体状態であると液晶と重合性
樹脂の相溶性が向上し、つまり液晶と重合性樹脂の均一
性が向上し、またそれぞれの分子移動度が大きくなる。
つまりこの後、光を照射したとき、それぞれ特定の位置
に凝集しやすくなり、液晶領域と高分子領域をより容易
に形成することが可能となる。
【００７４】次に、パターン露光後の室温までの冷却速
度であるが、原則的には極力緩やかな徐冷であるほうが
よいが、好ましくは３℃〜２０℃／ｈ、さらに好ましく
は５℃〜１０℃／ｈであればよい。これは降温をゆっく
りすることで液晶と樹脂の移動にかかる時間を十分に維
持することができ、それぞれの移動度を大きくすること
ができる。
度であるが、原則的には極力緩やかな徐冷であるほうが
よいが、好ましくは３℃〜２０℃／ｈ、さらに好ましく
は５℃〜１０℃／ｈであればよい。これは降温をゆっく
りすることで液晶と樹脂の移動にかかる時間を十分に維
持することができ、それぞれの移動度を大きくすること
ができる。
【００７５】さらに、実施例１，２におけるパターン露
光前の温度昇降によるプレ相分離についてであるが、昇
温は液晶が等方性液体状態になる転移温度以上であれば
よい。また、降温はセル基板が液晶の転移温度以下の室
温になればよい。その昇降スピードはとくに限定はな
い。このように、一度、セル基板を温度昇降すること
で、これまで液晶内に溶け込んでいた重合性樹脂が体積
変化による吐き出し効果によって、ランダムに重合性樹
脂の集合体ができる。その大きさは断定できないが、急
冷するほうが小さくなる。このようにある程度樹脂の集
合体を形成することで、この後のパターン露光による相
分離を明確に行いやすくすることができる。さらに、実
施例３における徐冷後の高温での紫外光露光の工程であ
るが、この工程は、一度目の露光と条件的には同じであ
るが、高温つまり液晶が等方性液体状態で行うことで、
液晶と樹脂の移動度が増し、液晶内に取り残されている
樹脂成分を液晶から効果的に吐き出させることができ
る。
光前の温度昇降によるプレ相分離についてであるが、昇
温は液晶が等方性液体状態になる転移温度以上であれば
よい。また、降温はセル基板が液晶の転移温度以下の室
温になればよい。その昇降スピードはとくに限定はな
い。このように、一度、セル基板を温度昇降すること
で、これまで液晶内に溶け込んでいた重合性樹脂が体積
変化による吐き出し効果によって、ランダムに重合性樹
脂の集合体ができる。その大きさは断定できないが、急
冷するほうが小さくなる。このようにある程度樹脂の集
合体を形成することで、この後のパターン露光による相
分離を明確に行いやすくすることができる。さらに、実
施例３における徐冷後の高温での紫外光露光の工程であ
るが、この工程は、一度目の露光と条件的には同じであ
るが、高温つまり液晶が等方性液体状態で行うことで、
液晶と樹脂の移動度が増し、液晶内に取り残されている
樹脂成分を液晶から効果的に吐き出させることができ
る。
【００７６】さらに、実施例４におけるパターン露光後
の徐冷を零度以下まで行う工程であるが、これは、樹脂
が結晶化する温度まで冷却することで、液晶内に取り残
されている樹脂を析出させ、液晶の純度を向上させるこ
とができる。
の徐冷を零度以下まで行う工程であるが、これは、樹脂
が結晶化する温度まで冷却することで、液晶内に取り残
されている樹脂を析出させ、液晶の純度を向上させるこ
とができる。
【００７７】このように、各工程での温度制御について
主に説明し、相分離をさらに明確に行う方法を提案して
きたが、液晶と重合性樹脂を選べば、パターン露光時に
液晶が等方性液体状態となる転移温度に加熱し、その温
度を保持したままパターン露光を行い、その後、液晶の
転移温度以下の室温まで徐冷を行うことで相分離を十分
行うことができる場合がある。しかしこのような場合
は、例えば、液晶パネルにこれら表示媒体を注入する場
合、その注入過程において相分離を起こし、液晶パネル
全体で樹脂の濃度むらが発生し表示品位を乱す可能性が
ある。
主に説明し、相分離をさらに明確に行う方法を提案して
きたが、液晶と重合性樹脂を選べば、パターン露光時に
液晶が等方性液体状態となる転移温度に加熱し、その温
度を保持したままパターン露光を行い、その後、液晶の
転移温度以下の室温まで徐冷を行うことで相分離を十分
行うことができる場合がある。しかしこのような場合
は、例えば、液晶パネルにこれら表示媒体を注入する場
合、その注入過程において相分離を起こし、液晶パネル
全体で樹脂の濃度むらが発生し表示品位を乱す可能性が
ある。
【００７８】さらに、ここで、液晶モードおよび基板材
料について説明する。
料について説明する。
【００７９】本発明の方法はアクティブ駆動できるほと
んどの液晶モード（ＴＮ，ＳＴＮ，ＦＬＣ，ＥＣＢな
ど）を高分子壁で囲んだ液晶表示素子に応用することが
できる。また、透過型液晶表示素子および反射型液晶表
示素子にも適用できる。
んどの液晶モード（ＴＮ，ＳＴＮ，ＦＬＣ，ＥＣＢな
ど）を高分子壁で囲んだ液晶表示素子に応用することが
できる。また、透過型液晶表示素子および反射型液晶表
示素子にも適用できる。
【００８０】また、本発明の素子では、基板材料は特に
は限定しないが、光を透過する透明固体、例えば、ガラ
ス、プラスチックフィルムなどであり、一方の基板が金
属などを有する基板も使用できる。
は限定しないが、光を透過する透明固体、例えば、ガラ
ス、プラスチックフィルムなどであり、一方の基板が金
属などを有する基板も使用できる。
【００８１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶と光
重合性樹脂の分子移動度を大きくして、液晶領域内に取
り残されていた樹脂をさらに析出させることができるた
め、相分離をより明確に行うことができ、また、液晶領
域に樹脂が残ることで液晶の配向状態を悪化させたり、
光学特性つまり応答速度、コントラストの低下を引き起
こすなどの従来の問題を解決することができる。しか
も、従来のホトマスク法やＩＴＯ電極をホトマスクとす
るセルフライメント法による相分離をさらに効率良くま
た効果的に行うことができる。
重合性樹脂の分子移動度を大きくして、液晶領域内に取
り残されていた樹脂をさらに析出させることができるた
め、相分離をより明確に行うことができ、また、液晶領
域に樹脂が残ることで液晶の配向状態を悪化させたり、
光学特性つまり応答速度、コントラストの低下を引き起
こすなどの従来の問題を解決することができる。しか
も、従来のホトマスク法やＩＴＯ電極をホトマスクとす
るセルフライメント法による相分離をさらに効率良くま
た効果的に行うことができる。
【図１】本発明の実施例１における液晶表示素子の断面
図である。
図である。
【図２】本発明の実施例２における液晶表示素子の断面
図である。
図である。
【図３】図２の液晶表示素子の製造工程を説明するため
の図で、（ａ）は光照射工程図、（ｂ）は相分離した状
態図である。
の図で、（ａ）は光照射工程図、（ｂ）は相分離した状
態図である。
【図４】実施例２における、（ａ）は液晶−光硬化性樹
脂を狭持したときの状態を示すモデル図、（ｂ）はセル
を一度液晶のＴN-1温度以上に加熱し、液晶のＴN-1温度
以下に冷却したときの状態を示すモデル図、（ｃ）は高
分子壁を形成したときの状態を示すモデル図である。
脂を狭持したときの状態を示すモデル図、（ｂ）はセル
を一度液晶のＴN-1温度以上に加熱し、液晶のＴN-1温度
以下に冷却したときの状態を示すモデル図、（ｃ）は高
分子壁を形成したときの状態を示すモデル図である。
【図５】本発明の実施例３における液晶表示素子の断面
図である。
図である。
【図６】本発明の実施例４における液晶表示素子の断面
図である。
図である。
【図７】本発明の実施例５における液晶表示素子の断面
図である。
図である。
【図８】図７の液晶表示素子の製造工程を説明するため
の図である。
の図である。
１，１１，２１，３１，４１ 液晶表示素子 ２，１２ 基板 ３，１３，２３，３３，４３ 絵素 ４，１４，２４，３４，４４ 高分子壁 ５，１５ ＩＴＯ電極 ６，１６ 基板部 ７，１８ 液晶 １７，４７ 紫外線 ５１ 遮光部 ５２ 透光部 ５３ フォトマスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−281519（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−43695（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1339 500
Claims (4)
- 【請求項１】 ＩＴＯ電極が形成された少なくとも一方
が透明な一対の基板間に液晶と高分子が狭持された液晶
表示素子において、ＩＴＯ電極をホトマスクとするセルフアライメント法を
用い、 少なくとも液晶材料および光硬化性樹脂を該液晶
材料の転移温度以上にすることにより該液晶材料と該光
硬化性樹脂を相分離させ、該液晶と該高分子とがそれぞ
れ独立した領域を保持して存在しており、該液晶領域内
に含まれる該光硬化性樹脂の含有量が３重量％以下であ
る液晶表示素子。 - 【請求項２】 電極が形成された少なくとも一方が透明
な一対の基板間に、液晶材料と光硬化性樹脂とを相分離
させて液晶と高分子とがそれぞれ独立した領域を保持し
て存在している液晶表示素子の製造方法において、該光硬化性樹脂を硬化する工程の前に、 少なくとも一方
が透明な一対の基板間に該液晶材料と該光硬化性樹脂と
が狭持されたセルを、該液晶材料の転移温度以上に加熱
する加熱工程と、該加熱工程の後、該セルを該液晶材料
の転移温度以下に冷却する冷却工程と、を複数回行う加
熱−冷却工程を含む液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項３】 電極が形成された少なくとも一方が透明
な一対の基板間に、液晶材料と光硬化性樹脂とを相分離
させて液晶と高分子とがそれぞれ独立した領域を保持し
て存在している液晶表示素子の製造方法において、 少なくとも一方が透明な一対の基板間に該液晶材料と該
光硬化性樹脂とが狭持されたセルを、該液晶材料の転移
温度以上に加熱する加熱工程と、該加熱工程の後、該セ
ルを該液晶材料の転移温度以下に冷却する冷却工程と、
を少なくとも一回行う加熱−冷却工程と、 該光硬化性樹脂を硬化する工程と、 該加熱−冷却工程および該光硬化性樹脂を硬化する工程
の後に、再度該液晶が等方状態になるまで過熱し、該過
熱した温度を保持した状態で、該セルに紫外線光を照射
する工程と、 を含む、液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項４】 電極が形成された少なくとも一方が透明
な一対の基板間に、 液晶材料と光硬化性樹脂とを相分離
させて液晶と高分子とがそれぞれ独立した領域を保持し
て存在している液晶表示素子の製造方法において、 少なくとも一方が透明な一対の基板間に該液晶材料と該
光硬化性樹脂とが狭持されたセルを、該液晶材料の転移
温度以上に加熱する加熱工程と、該加熱工程の後、該セ
ルを該液晶材料の転移温度以下に冷却する冷却工程と、
を少なくとも一回行う加熱−冷却工程と、 該光硬化性樹脂を硬化する工程と、 を含み、該冷却する工程の 冷却温度が０℃以下である液
晶表示素子の製造方法。
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