JP3215696B2 - 液晶電気光学装置 - Google Patents
液晶電気光学装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、液晶材料と未硬化樹脂との混合
物中から未硬化樹脂を析出、硬化して形成したカラム状
樹脂を有する液晶電気光学装置の作製方法に関する。
物中から未硬化樹脂を析出、硬化して形成したカラム状
樹脂を有する液晶電気光学装置の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、大面積の液晶ディスプレイが注目
されている。しかしながら大面積化することで基板自身
にたわみが生じ、例えば液晶材料として強誘電性液晶を
用いた場合、強誘電性液晶は層構造を有しているため基
板が変形することによってこの層構造が崩れ、表示に支
障がでてしまい、大面積化できないという問題があっ
た。この問題は、強誘電性液晶に限ったことではなく、
他の液晶材料を用いた場合でも基本的にいえることであ
る。
されている。しかしながら大面積化することで基板自身
にたわみが生じ、例えば液晶材料として強誘電性液晶を
用いた場合、強誘電性液晶は層構造を有しているため基
板が変形することによってこの層構造が崩れ、表示に支
障がでてしまい、大面積化できないという問題があっ
た。この問題は、強誘電性液晶に限ったことではなく、
他の液晶材料を用いた場合でも基本的にいえることであ
る。
【０００３】また、従来においては、基板間隔を保つた
めに基板間に保持された酸化珪素のスペーサーを用い、
さらに基板のたわみや膨らみをなくすために、やはり基
板間に保持された有機樹脂性の内部接着材料を用いてい
た。スペーサーは文字通り、基板間隔を保持するための
もので、その直径によって、基板間隔が決まるものであ
る。また、基板同士を密着させるために用いられる有機
樹脂は、その直径が必要とする基板間隔よりも大きく、
基板間において潰れることによって、上下の基板同士を
密着せしめる作用を有するものである。
めに基板間に保持された酸化珪素のスペーサーを用い、
さらに基板のたわみや膨らみをなくすために、やはり基
板間に保持された有機樹脂性の内部接着材料を用いてい
た。スペーサーは文字通り、基板間隔を保持するための
もので、その直径によって、基板間隔が決まるものであ
る。また、基板同士を密着させるために用いられる有機
樹脂は、その直径が必要とする基板間隔よりも大きく、
基板間において潰れることによって、上下の基板同士を
密着せしめる作用を有するものである。
【０００４】上記のような従来の構成においては、まず
基板上に配向処理を施し、つぎに一方の基板上に上記ス
ペーサーと内部接着材料を散布し、しかる後に基板同士
を張り合わせることによって、基板間隔を決定すると共
に、基板同士を張り合わせ、しかる後に基板間に液晶を
注入することを基本的な作製方法としていた。
基板上に配向処理を施し、つぎに一方の基板上に上記ス
ペーサーと内部接着材料を散布し、しかる後に基板同士
を張り合わせることによって、基板間隔を決定すると共
に、基板同士を張り合わせ、しかる後に基板間に液晶を
注入することを基本的な作製方法としていた。
【０００５】しかしながら、上記従来の作製工程につい
て検討したところ、液晶が配向規制力に従って配向せん
とその状態が変化する際、上記基板同士を密着させるた
めの樹脂材料が、液晶の配向せんとする動きを規制して
いることが判明した。
て検討したところ、液晶が配向規制力に従って配向せん
とその状態が変化する際、上記基板同士を密着させるた
めの樹脂材料が、液晶の配向せんとする動きを規制して
いることが判明した。
【０００６】上記の２つの問題、即ち、 ・基板間隔を一定に保つ構成が必要である。 ・液晶を配向させる際に、基板同士を密着させる材料が
液晶の配向に悪影響を与えている。 といった問題を解決する方法として、本発明者らが、特
願平５−５５２３７に示した発明がある。
液晶の配向に悪影響を与えている。 といった問題を解決する方法として、本発明者らが、特
願平５−５５２３７に示した発明がある。
【０００７】この発明は、一対の基板間に液晶材料及び
未硬化樹脂の混合物と、前記一対の基板のうち少なくと
も一方の基板の内側面上に前記液晶材料を一定の方向に
配列させる配向手段を設け、前記液晶材料中に混入させ
ていた未硬化樹脂が析出、硬化したことによって形成さ
れるカラム状の樹脂を有すること、を要旨とする液晶電
気光学装置である。
未硬化樹脂の混合物と、前記一対の基板のうち少なくと
も一方の基板の内側面上に前記液晶材料を一定の方向に
配列させる配向手段を設け、前記液晶材料中に混入させ
ていた未硬化樹脂が析出、硬化したことによって形成さ
れるカラム状の樹脂を有すること、を要旨とする液晶電
気光学装置である。
【０００８】上記液晶電気光学装置の作製方法は、配向
処理を施した一対の相対向する基板間に、液晶材料と、
反応開始剤を添加した樹脂材料とを混合して封入し、液
晶を配向させた後に、紫外線照射等によって析出した樹
脂成分を硬化させ、この樹脂成分をカラム状（柱状）に
硬化形成することによって行う。
処理を施した一対の相対向する基板間に、液晶材料と、
反応開始剤を添加した樹脂材料とを混合して封入し、液
晶を配向させた後に、紫外線照射等によって析出した樹
脂成分を硬化させ、この樹脂成分をカラム状（柱状）に
硬化形成することによって行う。
【０００９】上記のような液晶材料中から析出させたカ
ラム状の樹脂を、柱状の樹脂スペーサーという意味で重
合カラムスペーサー（Polymerized Column Spacer 、Ｐ
ＣＳと略す）という。
ラム状の樹脂を、柱状の樹脂スペーサーという意味で重
合カラムスペーサー（Polymerized Column Spacer 、Ｐ
ＣＳと略す）という。
【００１０】上記構成の概要を図１を用いて説明する。
図１に示されているのは、アクティブマトリックス型の
液晶表示装置である。図１において、１０１、１０２は
透光性基板１０３、１０６は画素電極、１０４はスイッ
チング素子、１０６は液晶材料を一定の方向に配列する
ための配向手段、１０９は液晶材料である。液晶材料１
０９は配向手段１０７に従って一軸配向している。一
方、液晶材料から分離析出した樹脂１１０がカラム状
（柱状）となって２枚の基板１０１、１０２上の配向手
段１０７に接着している。配向手段がどちらか一方の基
板側のみに形成されている場合、樹脂１１０は、例えば
配向手段１０７と、透光性基板１０２あるいは該基板と
電極１０３に接着している。
図１に示されているのは、アクティブマトリックス型の
液晶表示装置である。図１において、１０１、１０２は
透光性基板１０３、１０６は画素電極、１０４はスイッ
チング素子、１０６は液晶材料を一定の方向に配列する
ための配向手段、１０９は液晶材料である。液晶材料１
０９は配向手段１０７に従って一軸配向している。一
方、液晶材料から分離析出した樹脂１１０がカラム状
（柱状）となって２枚の基板１０１、１０２上の配向手
段１０７に接着している。配向手段がどちらか一方の基
板側のみに形成されている場合、樹脂１１０は、例えば
配向手段１０７と、透光性基板１０２あるいは該基板と
電極１０３に接着している。
【００１１】この液晶電気光学装置を作製するには、ス
ペーサー１０８によって基板間隔が決められた電極１０
３、１０６を有する一組の透光性基板１０１、１０２で
液晶材料と反応開始剤を添加した未硬化の樹脂との混合
物を挟持させ、前記透光性基板間において前記混合物中
から前記未硬化樹脂を析出させることによって、前記液
晶材料を配向手段に沿って配列させる。しかる後に前記
析出した未硬化樹脂を硬化するための手段を施すことに
より前記未硬化樹脂が硬化しカラム（１１０で示され
る）となって前記両基板を接着する。
ペーサー１０８によって基板間隔が決められた電極１０
３、１０６を有する一組の透光性基板１０１、１０２で
液晶材料と反応開始剤を添加した未硬化の樹脂との混合
物を挟持させ、前記透光性基板間において前記混合物中
から前記未硬化樹脂を析出させることによって、前記液
晶材料を配向手段に沿って配列させる。しかる後に前記
析出した未硬化樹脂を硬化するための手段を施すことに
より前記未硬化樹脂が硬化しカラム（１１０で示され
る）となって前記両基板を接着する。
【００１２】図１に示す構成を採用した場合、液晶材料
１０９が配向手段１０７に従って配列した後に樹脂を硬
化させるため、硬化前の良好な配向状態を保つことが出
来、硬化後の樹脂が配向に与える影響は極めて少ない。
このカラム状の硬化樹脂１１０は、基板間隔を保持せし
めると共に密着性を向上させるという効果と、液晶の配
向性を向上させるという効果を有する。
１０９が配向手段１０７に従って配列した後に樹脂を硬
化させるため、硬化前の良好な配向状態を保つことが出
来、硬化後の樹脂が配向に与える影響は極めて少ない。
このカラム状の硬化樹脂１１０は、基板間隔を保持せし
めると共に密着性を向上させるという効果と、液晶の配
向性を向上させるという効果を有する。
【００１３】
【従来技術の問題点】上記構成は優れたものであるが、
カラム状樹脂が析出する位置は全く制御できず、液晶材
料と樹脂のそれぞれの析出位置が偏りを生じていると表
示状態の均一性が失われてしまっていた。また薄膜トラ
ンジスタ等のスイッチング素子を有する液晶電気光学装
置においては、画素電極上に樹脂の析出が偏ると開口率
の低下を引き起こしてしまった。
カラム状樹脂が析出する位置は全く制御できず、液晶材
料と樹脂のそれぞれの析出位置が偏りを生じていると表
示状態の均一性が失われてしまっていた。また薄膜トラ
ンジスタ等のスイッチング素子を有する液晶電気光学装
置においては、画素電極上に樹脂の析出が偏ると開口率
の低下を引き起こしてしまった。
【００１４】また、液晶材料として強誘電性液晶を用い
た場合、樹脂の析出箇所の偏りにより層構造が崩れて配
向欠陥が発生することがあり、これによってコントラス
ト比の低下をまねいていた。
た場合、樹脂の析出箇所の偏りにより層構造が崩れて配
向欠陥が発生することがあり、これによってコントラス
ト比の低下をまねいていた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、液晶材料と
未硬化樹脂との混合物中から未硬化樹脂を析出、硬化し
て形成したカラム状樹脂を有する液晶電気光学装置を作
製するに際し、未硬化樹脂の析出位置を任意に制御する
ことを目的とする。
未硬化樹脂との混合物中から未硬化樹脂を析出、硬化し
て形成したカラム状樹脂を有する液晶電気光学装置を作
製するに際し、未硬化樹脂の析出位置を任意に制御する
ことを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、一対の基板間に、液晶材料と未硬化樹脂
との混合物を挟持させ、該混合物中から前記未硬化樹脂
をカラム状に析出させた後硬化させるに際し、前記一対
の基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶混合物に
接する面の表面に、疎水性を有する部分および／または
親水性を有する部分を選択的に設けることにより、前記
未硬化樹脂の析出位置を制御することを特徴とするもの
である。
に、本発明は、一対の基板間に、液晶材料と未硬化樹脂
との混合物を挟持させ、該混合物中から前記未硬化樹脂
をカラム状に析出させた後硬化させるに際し、前記一対
の基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶混合物に
接する面の表面に、疎水性を有する部分および／または
親水性を有する部分を選択的に設けることにより、前記
未硬化樹脂の析出位置を制御することを特徴とするもの
である。
【００１７】
【作用】本発明者らは、重合カラムスペーサ（ＰＣＳ）
を作製するに際し、液晶材料と未硬化樹脂との混合物
（以下液晶混合物という）中から未硬化樹脂がカラム状
に析出する位置が、液晶混合物と接する基板表面のうち
疎水性を有する部分であることを発見した。つまり、液
晶混合物と接する基板表面に、意図的に疎水性を有する
部分を形成することでその場所に樹脂を析出させ、カラ
ム状の樹脂スペーサとすることが可能となる。すなわ
ち、樹脂が析出する位置を任意に制御することが可能と
なった。
を作製するに際し、液晶材料と未硬化樹脂との混合物
（以下液晶混合物という）中から未硬化樹脂がカラム状
に析出する位置が、液晶混合物と接する基板表面のうち
疎水性を有する部分であることを発見した。つまり、液
晶混合物と接する基板表面に、意図的に疎水性を有する
部分を形成することでその場所に樹脂を析出させ、カラ
ム状の樹脂スペーサとすることが可能となる。すなわ
ち、樹脂が析出する位置を任意に制御することが可能と
なった。
【００１８】基板の表面の一部を疎水性するする方法と
しては、例えば、基板周辺部をスールするシール材を印
刷する際に使用するスクリーン印刷の版が基板に接触す
る際、版の縦糸及び横糸が接触する部分Ａとそれ以外の
部分Ｂが生じ、結果的にＡとＢという表面状態が異なる
２つの部分が発生する。
しては、例えば、基板周辺部をスールするシール材を印
刷する際に使用するスクリーン印刷の版が基板に接触す
る際、版の縦糸及び横糸が接触する部分Ａとそれ以外の
部分Ｂが生じ、結果的にＡとＢという表面状態が異なる
２つの部分が発生する。
【００１９】このとき基板の表面は、版により表面を押
圧されているＡ部とそれ以外の部分とでは表面張力の極
性が変化している。特に押圧された部分は疎水性になる
傾向にある。
圧されているＡ部とそれ以外の部分とでは表面張力の極
性が変化している。特に押圧された部分は疎水性になる
傾向にある。
【００２０】上記のような基板の表面状態の異なる２つ
の部分を有した液晶セルに、液晶材料と未硬化樹脂の混
合物を等方相を示す温度で注入し、室温まで徐冷する
と、徐冷中にまず前記混合物が等方相から液晶相に転移
するときに上記のＢ部に液晶材料が析出し、さらに冷却
すると未硬化樹脂が上記Ａ部に析出する。
の部分を有した液晶セルに、液晶材料と未硬化樹脂の混
合物を等方相を示す温度で注入し、室温まで徐冷する
と、徐冷中にまず前記混合物が等方相から液晶相に転移
するときに上記のＢ部に液晶材料が析出し、さらに冷却
すると未硬化樹脂が上記Ａ部に析出する。
【００２１】その他、カップリング剤等を塗布したり、
炭素や弗素等の膜を形成したり、レーザ照射等を行うな
どして、基板の液晶混合物に接する面に親水性または疎
水性の部分を任意に設けることで、カラム状樹脂の析出
位置を指定できる。
炭素や弗素等の膜を形成したり、レーザ照射等を行うな
どして、基板の液晶混合物に接する面に親水性または疎
水性の部分を任意に設けることで、カラム状樹脂の析出
位置を指定できる。
【００２２】このように本発明により、従来は全く制御
できなかったカラム状樹脂の形成される位置を、任意に
制御できるようになった。以下に実施例を示す。
できなかったカラム状樹脂の形成される位置を、任意に
制御できるようになった。以下に実施例を示す。
【００２３】
【００２４】図２に液晶セルの構成を示す。液晶セルの
片方の基板１１１は無アルカリガラスであり、該基板上
には画素電極１１３及び結晶性シリコンＴＦＴを使用し
たアクティブマトリクス１１４を作製した。画素電極の
大きさは１００μｍ□とした。ＴＦＴに接続している走
査電極と信号電極によって区切られるマトリクスの大き
さは１０８μｍ□であった。なお、該基板上には絶縁膜
１１５を形成した。他方の基板１１２には全面にＩＴＯ
膜１１６を形成した。電極のみが形成されている基板に
は配向膜１１７を形成した。基板の間隔は１．５μｍで
あった。
片方の基板１１１は無アルカリガラスであり、該基板上
には画素電極１１３及び結晶性シリコンＴＦＴを使用し
たアクティブマトリクス１１４を作製した。画素電極の
大きさは１００μｍ□とした。ＴＦＴに接続している走
査電極と信号電極によって区切られるマトリクスの大き
さは１０８μｍ□であった。なお、該基板上には絶縁膜
１１５を形成した。他方の基板１１２には全面にＩＴＯ
膜１１６を形成した。電極のみが形成されている基板に
は配向膜１１７を形成した。基板の間隔は１．５μｍで
あった。
【００２５】配向膜材料はポリイミド系の樹脂、例えば
ＬＱ−５２００（日立化成製）、ＬＰ−６４（東レ
製）、ＲＮ−３０５（日産化学製）等であり、ここでは
ＬＰ−６４を使用した。配向膜はｎ−メチル−２−ピロ
リドン等の溶媒により希釈しスピンコート法により塗布
した。塗布した基板は２５０〜３００℃、ここでは２８
０℃で２. ５時間加熱し溶媒を乾燥させ、塗膜をイミド
化し硬化させた。硬化後の膜厚は３００Åであった。
ＬＱ−５２００（日立化成製）、ＬＰ−６４（東レ
製）、ＲＮ−３０５（日産化学製）等であり、ここでは
ＬＰ−６４を使用した。配向膜はｎ−メチル−２−ピロ
リドン等の溶媒により希釈しスピンコート法により塗布
した。塗布した基板は２５０〜３００℃、ここでは２８
０℃で２. ５時間加熱し溶媒を乾燥させ、塗膜をイミド
化し硬化させた。硬化後の膜厚は３００Åであった。
【００２６】次に配向膜をラビングする。ラビングはレ
ーヨン、綿等の布が巻いてあるローラーで４５０〜９０
０ｒｐｍ、ここでは４５０ｒｐｍの回転数で一方向に擦
った。
ーヨン、綿等の布が巻いてあるローラーで４５０〜９０
０ｒｐｍ、ここでは４５０ｒｐｍの回転数で一方向に擦
った。
【００２７】次に該セルの間隔を一定にするためスペー
サー１１９として、配向膜が塗布されている側の基板に
は直径１. ５μｍの真絲球（触媒化成製）を散布した。
また、他方の基板上には、該２枚の基板を固定するため
に、シール剤として基板の周辺に２液製のエポキシ系接
着剤をスクリーン印刷により印刷塗布し、その後２枚の
基板を接着固定した。このときスクリーン版の各縦糸お
よび横糸と、走査電極および信号電極がそれぞれ重なる
よう位置合わせを行った。本実施例におけるスクリーン
版のメッシュ（２５. ４mm当りの、縦横の糸によって囲
まれた空間の数）は２３０、従って糸と糸との距離は走
査電極と信号電極によって区切られる四角形空間の一辺
と同じ長さである１０８μｍ、また、スクリーンを構成
する糸の線径は３５μｍである。
サー１１９として、配向膜が塗布されている側の基板に
は直径１. ５μｍの真絲球（触媒化成製）を散布した。
また、他方の基板上には、該２枚の基板を固定するため
に、シール剤として基板の周辺に２液製のエポキシ系接
着剤をスクリーン印刷により印刷塗布し、その後２枚の
基板を接着固定した。このときスクリーン版の各縦糸お
よび横糸と、走査電極および信号電極がそれぞれ重なる
よう位置合わせを行った。本実施例におけるスクリーン
版のメッシュ（２５. ４mm当りの、縦横の糸によって囲
まれた空間の数）は２３０、従って糸と糸との距離は走
査電極と信号電極によって区切られる四角形空間の一辺
と同じ長さである１０８μｍ、また、スクリーンを構成
する糸の線径は３５μｍである。
【００２８】上記セルには液晶材料１１８及び未硬化の
高分子樹脂の混合物を注入する。液晶材料としてはビフ
ェニル系の強誘電性液晶を使用した。この液晶は相系列
がIso-SmA-SmC*-Cryを取る。構造式は Ｃ8 Ｈ17Ｏ−Ｃ6 Ｈ4 −Ｃ6 Ｈ4 −ＣＯＯ−Ｃ* ＨＣＨ
3 Ｃ2 Ｈ5 Ｃ10Ｈ21Ｏ−Ｃ6 Ｈ4 −Ｃ6 Ｈ4 −ＣＯＯ−Ｃ* ＨＣＨ
3 Ｃ2 Ｈ5 となっており、上記２種の材料が１：１で混合してい
る。高分子樹脂としては市販の紫外線硬化型の樹脂を使
用した。液晶材料と未硬化高分子樹脂は、重量比で８
５：１５の割合で混合する。該混合体は均一に混ざるよ
うにＩｓｏ（等方）相になる温度で攪拌した。該混合体
はＩｓｏ相からＳｍＡ相への転移点が液晶材料のみの場
合より、５〜２０℃低下した。
高分子樹脂の混合物を注入する。液晶材料としてはビフ
ェニル系の強誘電性液晶を使用した。この液晶は相系列
がIso-SmA-SmC*-Cryを取る。構造式は Ｃ8 Ｈ17Ｏ−Ｃ6 Ｈ4 −Ｃ6 Ｈ4 −ＣＯＯ−Ｃ* ＨＣＨ
3 Ｃ2 Ｈ5 Ｃ10Ｈ21Ｏ−Ｃ6 Ｈ4 −Ｃ6 Ｈ4 −ＣＯＯ−Ｃ* ＨＣＨ
3 Ｃ2 Ｈ5 となっており、上記２種の材料が１：１で混合してい
る。高分子樹脂としては市販の紫外線硬化型の樹脂を使
用した。液晶材料と未硬化高分子樹脂は、重量比で８
５：１５の割合で混合する。該混合体は均一に混ざるよ
うにＩｓｏ（等方）相になる温度で攪拌した。該混合体
はＩｓｏ相からＳｍＡ相への転移点が液晶材料のみの場
合より、５〜２０℃低下した。
【００２９】上記混合体の注入は、液晶セル及び混合体
を１００℃とし真空下で行った。注入後、液晶セルは２
〜２０℃／ｈｒ、ここでは３℃／ｈｒの割合で徐冷し
た。
を１００℃とし真空下で行った。注入後、液晶セルは２
〜２０℃／ｈｒ、ここでは３℃／ｈｒの割合で徐冷し
た。
【００３０】この液晶セルの配向状態を、偏光顕微鏡で
直交ニコル下で観察したところある回転角で消光位、即
ち片方の偏光板に入射した光が、他方の偏光板を透過せ
ず、あたかも光が遮断された状態が得られた。このこと
は液晶材料が、ユニフォーム配向（液晶分子が基板間で
一方向に配向している）となっていることを示してい
る。
直交ニコル下で観察したところある回転角で消光位、即
ち片方の偏光板に入射した光が、他方の偏光板を透過せ
ず、あたかも光が遮断された状態が得られた。このこと
は液晶材料が、ユニフォーム配向（液晶分子が基板間で
一方向に配向している）となっていることを示してい
る。
【００３１】また、未硬化樹脂は画素と画素の間即ちＴ
ＦＴ及び電極配線部分にのみ析出し画素電極部分にはほ
とんど樹脂が析出していないのが分かった。未硬化樹脂
は複屈折性を示さないので偏光顕微鏡下では光は透過せ
ず黒色に見えた。この状態で液晶材料と未硬化樹脂を分
離できている。
ＦＴ及び電極配線部分にのみ析出し画素電極部分にはほ
とんど樹脂が析出していないのが分かった。未硬化樹脂
は複屈折性を示さないので偏光顕微鏡下では光は透過せ
ず黒色に見えた。この状態で液晶材料と未硬化樹脂を分
離できている。
【００３２】上記のように押圧されていない部分は液晶
材料が析出しやすくなっており、表面極性が押圧されて
いる部分とそれ以外の部分とで異なっていることが予想
された。このため、押圧による表面極性の変化を模擬的
に実験した。実験では、配向膜上を円筒形の棒により押
圧し、そのあとの表面張力を測定した。配向膜は上記と
同じ配向膜で、また配向膜形成条件及びラビング条件を
同じくしてガラス基板上に塗膜を形成した。次に配向膜
上を直径１ｃｍの円筒形の棒で押圧した。この時の圧力
及び押圧された部分の表面張力の極性項成分、また押圧
されていない部分の表面張力の極性項成分を表１に示
す。
材料が析出しやすくなっており、表面極性が押圧されて
いる部分とそれ以外の部分とで異なっていることが予想
された。このため、押圧による表面極性の変化を模擬的
に実験した。実験では、配向膜上を円筒形の棒により押
圧し、そのあとの表面張力を測定した。配向膜は上記と
同じ配向膜で、また配向膜形成条件及びラビング条件を
同じくしてガラス基板上に塗膜を形成した。次に配向膜
上を直径１ｃｍの円筒形の棒で押圧した。この時の圧力
及び押圧された部分の表面張力の極性項成分、また押圧
されていない部分の表面張力の極性項成分を表１に示
す。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１に示すように、押圧された部分はそれ
以外の部分に比べ極性項成分の値が小さくなった。これ
は押圧された部分が疎水性になっていることを示してい
る。また、ある圧力を持って、特に本実験では６ｋｇｆ
／ｃｍ2 以上となると表面張力の大きさに変化が無くな
る傾向となった。
以外の部分に比べ極性項成分の値が小さくなった。これ
は押圧された部分が疎水性になっていることを示してい
る。また、ある圧力を持って、特に本実験では６ｋｇｆ
／ｃｍ2 以上となると表面張力の大きさに変化が無くな
る傾向となった。
【００３５】ＰＣＳの形成過程は上述したように液晶混
合物中の液晶材料が先ず配向し、徐冷が進むに従い樹脂
材料が析出するものである。したがって樹脂が押圧され
た部分に析出する過程としては、表面の押圧されていな
い親水性を保持した部分にまず液晶材料が析出、配向
し、次に押圧され疎水性となった部分に樹脂が析出する
ことが説明される。
合物中の液晶材料が先ず配向し、徐冷が進むに従い樹脂
材料が析出するものである。したがって樹脂が押圧され
た部分に析出する過程としては、表面の押圧されていな
い親水性を保持した部分にまず液晶材料が析出、配向
し、次に押圧され疎水性となった部分に樹脂が析出する
ことが説明される。
【００３６】また、この時液晶材料中にはジグザグ欠陥
等の配向欠陥はほとんど見られなかった。
等の配向欠陥はほとんど見られなかった。
【００３７】次に上記セルの高分子樹脂を硬化させるた
め紫外線を照射した。照射強度は３〜３０ｍＷ／ｃ
ｍ2 、ここでは１０ｍＷ／ｃｍ2 とし、照射時間は０.
５〜５ｍｉｎ、ここでは１ｍｉｎとした。
め紫外線を照射した。照射強度は３〜３０ｍＷ／ｃ
ｍ2 、ここでは１０ｍＷ／ｃｍ2 とし、照射時間は０.
５〜５ｍｉｎ、ここでは１ｍｉｎとした。
【００３８】紫外線照射後、液晶セルの配向状態を上記
と同様に偏光顕微鏡下で観察したが配向状態はほとんど
変化しなかった。紫外線照射の配向状態に対する影響は
見られなかった。
と同様に偏光顕微鏡下で観察したが配向状態はほとんど
変化しなかった。紫外線照射の配向状態に対する影響は
見られなかった。
【００３９】上記液晶セルの光学特性を測定した。測定
方法は、ハロゲンランプを光源とする偏光顕微鏡によ
り、直交ニコル下で液晶セルの透過光強度をフォトマル
チプライヤーで検出するものである。その結果を表２に
示す。表２の結果によれば、硬化した高分子樹脂（以下
ＰＣＳ：Polymerized Column spacer 、重合カラムスペ
ーサーと記述する）１２０が電極部分にほとんど存在し
ないので開口率が高くなり高コントラスト比を有する。
方法は、ハロゲンランプを光源とする偏光顕微鏡によ
り、直交ニコル下で液晶セルの透過光強度をフォトマル
チプライヤーで検出するものである。その結果を表２に
示す。表２の結果によれば、硬化した高分子樹脂（以下
ＰＣＳ：Polymerized Column spacer 、重合カラムスペ
ーサーと記述する）１２０が電極部分にほとんど存在し
ないので開口率が高くなり高コントラスト比を有する。
【００４０】
【表２】
【００４１】また、各画素の周りはブラックマトリクス
の様に黒く表示されていた。
の様に黒く表示されていた。
【００４２】作製したセルは、セルを垂直にしても表示
状態には何等変化がなかった。これは液晶材料中に点在
するＰＣＳが２枚の基板を内部接着し、基板間隔が一定
に保たれセルが瓢箪状に膨れてしまうことを防いでいる
ためである。
状態には何等変化がなかった。これは液晶材料中に点在
するＰＣＳが２枚の基板を内部接着し、基板間隔が一定
に保たれセルが瓢箪状に膨れてしまうことを防いでいる
ためである。
【００４３】次に液晶セルの断面を走査型電子顕微鏡で
観察した。液晶材料はアルコールにより抽出した。観察
結果によればＰＣＳが２枚の基板間で画素電極上を除き
壁状形成されていた。
観察した。液晶材料はアルコールにより抽出した。観察
結果によればＰＣＳが２枚の基板間で画素電極上を除き
壁状形成されていた。
【００４４】ＰＣＳの壁は、スイッチング素子及び画素
を接続する信号線及び走査線のほぼ直上にあり、画素の
周りを囲っていた。
を接続する信号線及び走査線のほぼ直上にあり、画素の
周りを囲っていた。
【００４５】なお、本実施例では強誘電性液晶を使用し
た場合について記述したが、本発明の構成は強誘電性液
晶のみに限定されるものではなく、ネマチック液晶等他
の液晶材料を使用した場合にも有効である。またアクテ
ィブマトリクス型のみでなく単純マトリクス型において
も有効である。
た場合について記述したが、本発明の構成は強誘電性液
晶のみに限定されるものではなく、ネマチック液晶等他
の液晶材料を使用した場合にも有効である。またアクテ
ィブマトリクス型のみでなく単純マトリクス型において
も有効である。
【００４６】
【発明の効果】本発明により、セル内にて液晶材料と未
硬化樹脂との混合物中から未硬化樹脂を析出しカラム状
に硬化させた樹脂スペーサ（重合カラムスペーサ＝ＰＣ
Ｓ）を有する液晶電気光学装置において、任意の場所に
ＰＣＳを析出することが可能となり、液晶材料およびＰ
ＣＳの位置関係が液晶表示装置全体に渡って均一になり
表示状態が均一化した。
硬化樹脂との混合物中から未硬化樹脂を析出しカラム状
に硬化させた樹脂スペーサ（重合カラムスペーサ＝ＰＣ
Ｓ）を有する液晶電気光学装置において、任意の場所に
ＰＣＳを析出することが可能となり、液晶材料およびＰ
ＣＳの位置関係が液晶表示装置全体に渡って均一になり
表示状態が均一化した。
【００４７】また、ジグザグ欠陥等の配向欠陥の発生を
防止でき、コントラスト比が向上した。
防止でき、コントラスト比が向上した。
【００４８】また、特に画素電極以外の部分のみに樹脂
を析出させることが可能となり、特に薄膜トランジスタ
等のスイッチング素子を各画素に接続したアクティブマ
トリクス型液晶電気光学装置では、画素電極以外の、ス
イッチング素子、走査電極、信号電極の上にのみＰＣＳ
を形成させることで、開口率を向上させ、装置としての
コントラスト比を向上させることができた。
を析出させることが可能となり、特に薄膜トランジスタ
等のスイッチング素子を各画素に接続したアクティブマ
トリクス型液晶電気光学装置では、画素電極以外の、ス
イッチング素子、走査電極、信号電極の上にのみＰＣＳ
を形成させることで、開口率を向上させ、装置としての
コントラスト比を向上させることができた。
【００４９】また、スイッチング素子の上部にＰＣＳが
形成された場合、ＰＣＳは光学的に等方性であるため、
液晶電気光学装置においては偏光板によりＰＣＳの部分
は光が透過せず黒色状態となる。これにより、スイッチ
ング素子への光による伝導度の変動を押さえるために通
常対向電極側の基板に形成される遮光膜と同等の役割を
はたし、遮光膜の形成を不要とする。
形成された場合、ＰＣＳは光学的に等方性であるため、
液晶電気光学装置においては偏光板によりＰＣＳの部分
は光が透過せず黒色状態となる。これにより、スイッチ
ング素子への光による伝導度の変動を押さえるために通
常対向電極側の基板に形成される遮光膜と同等の役割を
はたし、遮光膜の形成を不要とする。
【００５０】また、画素以外の部分に壁状に連続したＰ
ＣＳを形成できるため、上述の遮光膜作用と同様、画素
電極の周りを黒く表示させうる。したがってカラーの液
晶電気光学装置で特に必要とされるブラックマトリクス
の如き作用をも有する。単純マトリクス型の装置にて電
極間に樹脂を形成した場合においても同様の効果を有す
る。
ＣＳを形成できるため、上述の遮光膜作用と同様、画素
電極の周りを黒く表示させうる。したがってカラーの液
晶電気光学装置で特に必要とされるブラックマトリクス
の如き作用をも有する。単純マトリクス型の装置にて電
極間に樹脂を形成した場合においても同様の効果を有す
る。
【図１】 重合カラムスペーサーを含有した液晶電気光
学装置の概略図を示す。
学装置の概略図を示す。
【図２】 実施例による液晶電気光学装置の概略図を示
す。
す。
１０１、１１１・・・基板 １０２、１１２・・・基板 １０３、１１３・・・電極 １０４、１１４・・・薄膜トランジスタ １０５、１１５・・・絶縁膜 １０６、１１６・・・電極 １０７、１１７・・・配向膜 １０８、１１８・・・スペーサー １０９、１１９・・・液晶材料 １１０、１２０・・・重合カラムスペーサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−94320（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−134336（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−196221（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−186533（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−160824（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−78924（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1339 500 G02F 1/1334
Claims (3)
- 【請求項１】疎水性の部分および親水性の部分を有した
面のうち、前記疎水性の部分に樹脂が設けられ、前記親
水性の部分に液晶が設けられていることを特徴とする液
晶電気光学装置。 - 【請求項２】疎水性の部分および親水性の部分を有した
面のうち、前記疎水性の部分に樹脂が設けられ、前記親
水性の部分に液晶が設けられ、前記樹脂は画素を囲んで
設けられていることを特徴とする液晶電気光学装置。 - 【請求項３】疎水性の部分および親水性の部分を有した
面のうち、前記疎水性の部分に樹脂が設けられ、前記親
水性の部分に液晶が設けられ、前記樹脂はスイッチング
素子、信号線もしくは走査線の上に設けられていること
を特徴とする液晶電気光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000216622A JP3215696B2 (ja) | 1993-05-27 | 2000-07-17 | 液晶電気光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000216622A JP3215696B2 (ja) | 1993-05-27 | 2000-07-17 | 液晶電気光学装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14854493A Division JP3105379B2 (ja) | 1991-11-18 | 1993-05-27 | 液晶電気光学装置の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001059969A JP2001059969A (ja) | 2001-03-06 |
| JP3215696B2 true JP3215696B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=18711859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000216622A Expired - Fee Related JP3215696B2 (ja) | 1993-05-27 | 2000-07-17 | 液晶電気光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3215696B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003001184A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-07 | Bando Chem Ind Ltd | ブレードシートのコーティング方法及び電子写真装置用ブレード |
-
2000
- 2000-07-17 JP JP2000216622A patent/JP3215696B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001059969A (ja) | 2001-03-06 |
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