JP3271025B2 - Polymer dispersed liquid crystal display device and method of manufacturing the same - Google Patents

Polymer dispersed liquid crystal display device and method of manufacturing the same

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JP3271025B2
JP3271025B2 JP05123393A JP5123393A JP3271025B2 JP 3271025 B2 JP3271025 B2 JP 3271025B2 JP 05123393 A JP05123393 A JP 05123393A JP 5123393 A JP5123393 A JP 5123393A JP 3271025 B2 JP3271025 B2 JP 3271025B2
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裕一 中易
伸 宮之脇
忠文 進藤
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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】本発明は高分子分散型液晶表示装
置(以下単に液晶表示装置という)に係り、更に詳しく
は高分子物質中に液晶を分散させた液晶/高分子複合膜
を使用した液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer-dispersed liquid crystal display (hereinafter simply referred to as "liquid crystal display"), and more particularly, to a liquid crystal / polymer composite film in which liquid crystal is dispersed in a polymer substance. The present invention relates to a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、液晶ディスプレイは、低消費電
力、軽量、薄型等の特徴を有している為、文字や画像の
表示媒体として、腕時計、電卓、パソコン、テレビ等に
幅広く用いられている。一般的なTN及びSTN型液晶
ディスプレイは、透明電極を有するガラス板間に所定の
シール等が施された液晶セル中に液晶を封入し、更に両
面から偏光板でサンドイッチされたものである。しかし
ながら、上記従来の液晶ディスプレイは、(1)二枚の
偏光板が必要な為視野角が狭く、又、輝度が不足してい
る為、高消費電力のバックライトが必要である、(2)
セル厚依存性が大きく大面積化が困難である、(3)配
向膜の形成、そのラビング処理及びセルへの液晶の封入
等、その製造工程が複雑な為に製造コストが高い等の問
題があり、液晶ディスプレイの軽量化、薄型化、大面積
化、低消費電力化、低コスト化に限界がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, liquid crystal displays have characteristics such as low power consumption, light weight, and thinness, and are widely used as wristwatches, calculators, personal computers, televisions, and the like as display media for characters and images. . In general TN and STN type liquid crystal displays, liquid crystal is sealed in a liquid crystal cell in which a predetermined seal or the like is provided between glass plates having transparent electrodes, and sandwiched by polarizing plates from both sides. However, the above-mentioned conventional liquid crystal display requires (1) a narrow viewing angle because two polarizing plates are required, and a backlight with high power consumption because of insufficient brightness. (2)
The cell thickness dependence is large and it is difficult to increase the area. (3) The production cost is high due to the complicated production process, such as formation of an alignment film, rubbing treatment and sealing of liquid crystal in the cell. Therefore, there is a limit in reducing the weight, thickness, area, power consumption, and cost of a liquid crystal display.

【0003】この様な問題点を解決する液晶表示媒体と
して、液晶を高分子マトリックス中に分散させた液晶/
高分子複合膜の応用が期待され、その研究開発が活発化
してきた。既に、次に示す様な技術が開示されている。
液晶/高分子複合膜の製造方法は主としてエマルジョン
法と相分離法に分類することが出来る。エマルジョン法
には、ポリビニルアルコール(PVA)を保護コロイド
として液晶を乳化した水溶液から作製する方法(特表昭
58−501631号公報)、液晶エマルジョンをラテ
ックスと混合して水溶液から作製する方法(特開昭60
−252687号公報)等が挙げられる。
As a liquid crystal display medium which solves such problems, a liquid crystal in which liquid crystal is dispersed in a polymer matrix is used.
The application of polymer composite membranes is expected, and research and development has been activated. The following technologies have already been disclosed.
The method for producing a liquid crystal / polymer composite film can be mainly classified into an emulsion method and a phase separation method. The emulsion method includes a method of preparing an aqueous solution in which liquid crystal is emulsified using polyvinyl alcohol (PVA) as a protective colloid (Japanese Patent Publication No. 58-501631), and a method of mixing a liquid crystal emulsion with latex to prepare an aqueous solution (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Showa 60
-252687) and the like.

【0004】一方、相分離法は、液晶とマトリックス樹
脂の相分離状態を固定する方法と膜形成時に、液晶をマ
トリックス樹脂から相分離させる方法に分類することが
出来る。相分離状態を固定する方法としてはエポキシ樹
脂中に液晶を分散した後、硬化する方法(特表昭61−
502128号公報)、紫外線硬化樹脂中に液晶を分散
した後硬化する方法(特表昭62−2231号公報)が
開示されている。膜形成時に液晶を相分離させる方法と
しては、硬化中に相分離させる方法、溶媒蒸発中に相分
離させる方法、及び熱可塑性樹脂の冷却過程で相分離さ
せる方法が、特表昭63−501512号公報において
開示されているが、更に改良を加えた技術が種々報告さ
れている。
On the other hand, the phase separation method can be classified into a method of fixing the phase separation state of the liquid crystal and the matrix resin, and a method of separating the liquid crystal from the matrix resin during film formation. As a method of fixing the phase separation state, a method of dispersing a liquid crystal in an epoxy resin and then curing the liquid crystal (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-1986)
No. 502128) and a method of dispersing a liquid crystal in an ultraviolet curable resin and then curing the liquid crystal (Japanese Patent Publication No. 62-2231). As a method of separating a liquid crystal during film formation, a method of separating phases during curing, a method of separating phases during evaporation of a solvent, and a method of separating phases during a cooling process of a thermoplastic resin are disclosed in JP-A-63-501512. Although disclosed in the gazette, various techniques with further improvements have been reported.

【0005】硬化中に相分離させる方法としては、液晶
と紫外線硬化性樹脂混合系において硬化中に液晶を相分
離させる方法(特開昭63−271233号公報、特開
平1−252689号公報)、液晶と熱硬化型エポキシ
樹脂混合系において加熱硬化中に液晶を相分離させる方
法(特開昭63−287820号公報、特開平1−29
9022号公報)等がある。溶媒蒸発中に相分離させる
方法としては、活性水酸基を有するアクリル樹脂をマト
リックスとするもの(特開平1−230693号公
報)、セルロースアセテートをマトリックスとするもの
(特開昭63−124025号公報)、液晶と相溶性の
ない樹脂をマトリックスとするもの(特開昭63−43
993号公報)等がある。
As a method of phase separation during curing, a method of phase separation of liquid crystal during curing in a mixed system of liquid crystal and ultraviolet curable resin (JP-A-63-271233, JP-A-1-252689), A method in which a liquid crystal and a thermosetting epoxy resin mixed system are subjected to phase separation during heat curing (JP-A-63-287820, JP-A-1-29-29).
No. 9022). Methods for phase separation during solvent evaporation include a method using an acrylic resin having an active hydroxyl group as a matrix (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-230693), a method using a cellulose acetate as a matrix (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1224025), Using a matrix made of a resin that is incompatible with liquid crystal (Japanese Patent Laid-Open No. 63-43)
No. 993).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとしている問題点】液晶/高分子複
合膜を用いることにより光利用効率の高い明るい液晶表
示素子が得られ、製造も塗布法を用いることが出来、低
価格化の可能性もあって一見極めて有利な方法である様
に思えるが、実際の製造においては種々の問題が存在す
る。特に、塗布液自体の塗布適性が好ましくない為に、
塗布方法によっては特性の優れた液晶/高分子複合膜が
得られないという問題がある。水溶性高分子物質の水溶
液と液晶とを混合・撹拌して得られる液晶分散溶液は、
駆動電圧の低下等の電気光学特性を向上させる為に、液
晶成分を80〜90重量%とし高分子物質成分を出来る
限り少なくすることで行なわれているが、液晶分散液は
水溶性高分子物質の水溶液に特有のチキソトロピック性
を有する為に、混入した空気の気泡の除去が困難とな
る。表示装置の様な製品では気泡の存在は致命的な問題
であり、特に塗布時に混入した気泡は除去することが出
来ず、製品化が極めて困難である。従って、液晶表示装
置において要求される電圧特性の全面均一化を満足させ
ることも困難である。
Problems to be Solved by the Invention By using a liquid crystal / polymer composite film, a bright liquid crystal display element having high light use efficiency can be obtained, the production method can be used, and the cost can be reduced. Although it seems to be a very advantageous method at first glance, there are various problems in actual production. In particular, because the coating suitability of the coating liquid itself is not preferable,
There is a problem that a liquid crystal / polymer composite film having excellent characteristics cannot be obtained depending on the coating method. A liquid crystal dispersion obtained by mixing and stirring an aqueous solution of a water-soluble polymer substance and a liquid crystal,
In order to improve the electro-optical characteristics such as lowering of the driving voltage, the liquid crystal component is set to 80 to 90% by weight and the amount of the polymer material component is reduced as much as possible. Has a thixotropic property peculiar to the aqueous solution of water, making it difficult to remove air bubbles from the air. In a product such as a display device, the presence of air bubbles is a fatal problem. In particular, air bubbles mixed during application cannot be removed, and it is extremely difficult to commercialize the product. Therefore, it is also difficult to satisfy the uniformity of the entire voltage characteristics required in the liquid crystal display device.

【0007】又、相分離型においても高分子マトリック
ス成分を可能な限り少なくしなければならない為に、液
の基板に対する濡れ性が悪く、液のはじきが生じたりし
て均一な膜の形成が困難である。この様に塗布適性が悪
い為に各種の塗布方法が有効に適用出来ない状況であ
る。例えば、ブレードコーティング法では、塗膜エッ
ジ、塗り始め及び塗り終りの塗布ムラ等の問題点があ
り、更にパターンコートが不可能で、且つ高価な余分な
液晶エマルジョンを使用するという問題点がある。又、
スクリーン印刷法ではメッシュを通過する時点での気泡
の発生や版の裏面へのエマルジョンの裏回りという問題
点がある。従って本発明の目的は、上記従来技術の問題
点を解決し、パターンコートが極めて容易であり、液晶
エマルジョンの浪費がなく且つ液晶表示装置における液
晶/高分子複合膜中に気泡が全く含有していない表示特
性に優れた液晶表示装置を提供することである。
Further, even in the phase separation type, since the polymer matrix component must be reduced as much as possible, the wettability of the liquid to the substrate is poor, and the liquid is repelled, so that it is difficult to form a uniform film. It is. Thus, various coating methods cannot be applied effectively due to poor coating suitability. For example, the blade coating method has problems such as coating film edge, coating unevenness at the beginning and end of coating, and further has a problem that pattern coating is impossible and expensive extra liquid crystal emulsion is used. or,
In the screen printing method, there are problems such as generation of bubbles at the time of passing through the mesh and back-flow of the emulsion on the back surface of the plate. Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to make the pattern coating extremely easy, without wasting the liquid crystal emulsion, and without any bubbles in the liquid crystal / polymer composite film in the liquid crystal display device. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having excellent display characteristics.

【0008】[0008]

【問題点を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、少なくとも一方
が透明な一対の電極基板間に液晶/高分子複合膜を挟持
してなる液晶表示装置において、上記液晶/高分子複合
膜が、電極基板面に形成された電気絶縁性材料からなる
隔壁によって区画された複数の区画室内に高分子分散液
晶エマルジョンから形成され且つ二色性色素によって着
色され、且つ該液晶/高分子複合膜面に導電層が形成さ
ていることを特徴とする液晶表示装置及びその製造方
法である。
The above object is achieved by the present invention described below. That is, according to the present invention, in a liquid crystal display device in which a liquid crystal / polymer composite film is sandwiched between a pair of transparent electrode substrates, at least one of the liquid crystal / polymer composite films is formed on a surface of the electrode substrate. Polymer dispersion liquid in a plurality of compartments divided by partition walls made of insulating material
And a conductive layer formed on the surface of the liquid crystal / polymer composite film.
Is a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, wherein being.

【0009】[0009]

【作用】本発明の液晶表示装置は、透明基板面に所定の
高さの隔壁を備えて、隔壁で区画された区画室内に液晶
エマルジョンをスキージ法で充填することが出来るの
で、任意の粘度の材料を利用することが出来、且つ極め
て容易に高精度の厚さで塗布し、区画室内に均一な厚み
の液晶/高分子複合膜を形成させることが出来る。更
に、非画素領域(必要な区画室外)の液晶エマルジョン
は隔壁によって排除されるので、表示部のみに高価な液
晶エマルジョンを利用することが出来ること等の利点が
あり、更に液晶エマルジョンの塗布の容易さから、従来
から可能性が論じられながら実現しなかった高分子材料
やフイルムからなる電極基板でも簡単に液晶表示装置の
作製が可能であり、液晶表示装置の大幅なコストダウン
が可能である。
In the liquid crystal display device of the present invention, a partition having a predetermined height is provided on the surface of the transparent substrate, and the liquid crystal emulsion can be filled in the compartment defined by the partition by the squeegee method. The material can be used, and the liquid crystal / polymer composite film having a uniform thickness can be formed very easily by applying a high-precision thickness in the compartment. Further, since the liquid crystal emulsion in the non-pixel region (outside the necessary compartment) is excluded by the partition, there is an advantage that an expensive liquid crystal emulsion can be used only in the display portion, and further, the liquid crystal emulsion can be easily applied. Therefore, a liquid crystal display device can be easily manufactured even with an electrode substrate made of a polymer material or a film, which has not been realized although the possibility has been conventionally discussed, and the cost of the liquid crystal display device can be greatly reduced.

【0010】又、各区画室毎に液晶/高分子複合膜を異
なる色相の二色性色素によって着色することが容易なこ
とから、パターン毎に任意の色表示や多色表示が簡単に
なり、従来のTN型やSTN型では表現することが出来
なかった反射型カラー表示パネルも安価に供給すること
が出来る。又、簡単な文字やパターン表示を行うスタテ
ィック型表示装置は勿論のこと、パソコンやワープロの
表示装置、カラーテレビ、その他の大容量の単色又はカ
ラーからなるアクティブマトリックス型の表示装置の様
な高精度表示装置に対しても同様に本発明を利用するこ
とが出来、且つ大面積表示装置の製造も可能となるの
で、従来の液晶表示装置の製造で最も大きな弱点であっ
た大面積化も容易に達成すること出来る等の広範囲な対
応が可能である。
In addition, since it is easy to color the liquid crystal / polymer composite film with a dichroic dye having a different hue in each compartment, an arbitrary color display or multicolor display can be easily performed for each pattern. A reflective type color display panel, which cannot be expressed by the TN type or STN type, can be supplied at low cost. In addition to high-precision display devices such as personal computers and word processors, color televisions, and other large-capacity single-color or active-matrix display devices, as well as static display devices that display simple characters and patterns. Similarly, the present invention can be applied to a display device, and a large-area display device can be manufactured. A wide range of responses, such as being achievable, is possible.

【0011】[0011]

【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を示す添付
図面を参照して本発明を更に詳しく説明する。図1は本
発明の好ましい1実施態様の液晶表示装置の構成とその
製造工程を図解的に説明する図である。先ず、図1
(1)に示す様に、透明基板1の表面にはITO膜等の
透明導電膜2が形成されており、透明導電膜2上には、
該膜面を任意の領域に区画する電気絶縁性の隔壁3が設
けられている。本発明で使用される上記透明基板1とし
ては、例えば、ガラス板、石英板、各種合成樹脂製板又
はフイルム等が用いられる。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, which show a preferred embodiment. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a preferred embodiment of the present invention and a manufacturing process thereof. First, FIG.
As shown in (1), a transparent conductive film 2 such as an ITO film is formed on the surface of the transparent substrate 1, and on the transparent conductive film 2,
An electrically insulating partition 3 for partitioning the film surface into an arbitrary region is provided. As the transparent substrate 1 used in the present invention, for example, a glass plate, a quartz plate, various synthetic resin plates, films or the like are used.

【0012】上記隔壁3は、一般には複数の平行線状、
四辺形状、多角形状、四角状、長楕円形状等、目的に応
じた形状に形成される。例えば、適当な大きさの文字や
パターン表示の場合には、その表示部個別単位で外周の
みに隔壁を形成させるだけでよいこともあり、又、隔壁
間隔が大きすぎる場合には、その領域内を更に任意に区
画したり、柱状或いは板状の独立柱を設けてもよく、隔
壁の形状は何ら限定されない。しかしながら、塗布作業
上は任意の独立した形の隔壁が連続しているものが好ま
しい。隔壁の形成材料としては、一般の液状フォトレジ
ストやドライフォトレジスト等を用いることが出来る。
例えば、25μm以下の高さの隔壁を作成する場合に
は、液状フォトレジストを使用されるが望ましく、例え
ば、スピンコート法やブレードコート法等を用いて液状
フォトレジストを基板上にパターン状に塗布、硬化及び
現像させて隔壁を作成することが出来る。一方、25μ
m以上の高さの隔壁を作成する場合には、ドライフイル
ムフォトレジストを使用することが望ましい。
The partition 3 generally has a plurality of parallel lines,
It is formed in a shape suitable for the purpose, such as a quadrilateral, a polygon, a quadrangle, and an ellipse. For example, in the case of displaying characters and patterns of an appropriate size, it is only necessary to form a partition only on the outer periphery in individual display units, or if the partition spacing is too large, the area within the region may be formed. May be further divided arbitrarily or a column-shaped or plate-shaped independent column may be provided, and the shape of the partition is not limited at all. However, it is preferable that any independent partition walls are continuous in the coating operation. As a material for forming the partition, a general liquid photoresist, a dry photoresist, or the like can be used.
For example, when forming a partition having a height of 25 μm or less, it is desirable to use a liquid photoresist. For example, a liquid photoresist is applied in a pattern on a substrate using a spin coating method or a blade coating method. , Curing and developing to form a partition. On the other hand, 25μ
When forming a partition having a height of m or more, it is desirable to use a dry film photoresist.

【0012】これらの隔壁は、着色しても着色しなくて
もよいが、色が異なり且つ隣接する区画室内の他の色と
色の混合が生じない様に、光不透過性に着色することが
好ましい。隔壁の着色は隔壁作成後に染料や塗料で等で
行ってもよいし、液状ホトレジストの場合には、該レジ
スト中に予め染料を溶解させておいたり顔料等を分散さ
せておいて、該着色レジストで隔壁を作成してもよい。
又、着色されたドライフイルムも市場から入手可能であ
り、これらを利用して着色した隔壁を容易に作成するこ
とも出来る。以上の如くして形成する隔壁の高さは、液
晶エマルジョンの塗布後の乾燥による体積減少を考慮し
て逐次設定することが好ましい。本発明の液晶表示装置
で使用する液晶/高分子複合膜の厚みは約3〜15μm
程度であり、又、使用する液晶エマルジョンの固形分は
約30〜50重量%であるので、隔壁の高さは一般的に
は約6〜50μm程度である。又、隔壁の幅は、表示部
の形状によって任意に変化させ得るが、表示部を形成す
る隔壁の間隔が大きく、表示部内部に隔壁を設ける時に
は、液晶エマルジョンの塗布時におけるスキージ圧力に
耐え得る幅である必要があるが、幅が広過ぎると隔壁が
目立ち外観が悪くなる為に、一般的には約10〜50μ
mである。
These partitions may or may not be colored, but should be colored light-opaque so that they are different in color and do not mix with other colors in adjacent compartments. Is preferred. The partition walls may be colored with a dye or paint after the partition walls are formed, or in the case of a liquid photoresist, the dye is previously dissolved in the resist or a pigment or the like is dispersed in the resist. May be used to form a partition wall.
In addition, colored dry films are also available on the market, and colored partition walls can be easily prepared by using them. It is preferable that the heights of the partition walls formed as described above are sequentially set in consideration of a decrease in volume due to drying after application of the liquid crystal emulsion. The thickness of the liquid crystal / polymer composite film used in the liquid crystal display device of the present invention is about 3 to 15 μm.
And the solid content of the liquid crystal emulsion used is about 30 to 50% by weight, so that the height of the partition walls is generally about 6 to 50 μm. Further, the width of the partition wall can be arbitrarily changed depending on the shape of the display unit, but the interval between the partition walls forming the display unit is large, and when the partition wall is provided inside the display unit, it can withstand the squeegee pressure during application of the liquid crystal emulsion. It is necessary to be a width, but if the width is too wide, the partition walls are conspicuous and the appearance is deteriorated.
m.

【0014】次に、上記隔壁3を設けた基板面に、気泡
を十分に取り除いた液晶エマルジョン5を静かに注ぎ、
柔軟な金属や硬質ゴム等から作られたスキージ6で表面
を平坦化し且つ乾燥することによって、各区画室内に同
一の色相の液晶/高分子複合膜が形成される。各区画室
内に異なる色相の液晶/高分子複合膜を形成する場合に
は、図1(2)に示す様に、隔壁3を設けた基板面に、
隔壁と同調した複数の開口部を有するメタル製等のマス
ク4を重ね、気泡を十分に取り除いた液晶エマルジョン
5を静かに注ぎ、柔軟な金属や硬質ゴム等から作られた
スキージ6で表面を平坦化し、この操作を色相の異なる
液晶エマルジョン毎に行うことによって、各区画室内に
異なる色相の液晶/高分子複合膜が形成される。
Next, a liquid crystal emulsion 5 from which bubbles have been sufficiently removed is gently poured onto the substrate surface on which the partition walls 3 are provided.
By flattening and drying the surface with a squeegee 6 made of a soft metal, hard rubber or the like, a liquid crystal / polymer composite film having the same hue is formed in each compartment. When liquid crystal / polymer composite films having different hues are formed in each compartment, as shown in FIG.
A mask 4 made of metal or the like having a plurality of openings synchronized with the partition walls is overlapped, a liquid crystal emulsion 5 from which bubbles are sufficiently removed is gently poured, and the surface is flattened with a squeegee 6 made of a soft metal or hard rubber. By performing this operation for each liquid crystal emulsion having a different hue, a liquid crystal / polymer composite film having a different hue is formed in each compartment.

【0015】マスクとしては、いずれのマスクを用いて
もよいが、例えば、メタルマスクを使用する場合には、
メタルマスクの開口部の大きさは、エマルジョンを充填
する隔壁間の幅と同調しているのが望ましいが、隔壁の
性質によっては、形成される液晶/高分子複合膜のエッ
ジの隆起を生じさせたりするので、その場合には、マス
クの開口部は隔壁によって区画される区画室の大きさよ
りも若干小さくすることでエッジの隆起を無くすること
が出来る。本発明で使用する液晶エマルジョンは従来公
知の液晶エマルジョン法によるものでも、又、相分離法
によるものであってもよく、特に限定されないが、エマ
ルジョン法によるものが好ましい。エマルジョン法で使
用するマトリックス樹脂としては、PVAが好ましく用
いられるが、ゼラチン、アクリル酸共重合体、水溶性ア
ルキド樹脂等、水に分散若しくは溶解するものであれば
よい。
As the mask, any mask may be used. For example, when a metal mask is used,
The size of the opening of the metal mask is desirably synchronized with the width between the partition walls filled with the emulsion. However, depending on the properties of the partition walls, the edge of the formed liquid crystal / polymer composite film may be raised. In this case, the edge of the opening can be eliminated by making the opening of the mask slightly smaller than the size of the compartment defined by the partition. The liquid crystal emulsion used in the present invention may be a conventionally known liquid crystal emulsion method, or may be a phase separation method, and is not particularly limited, but an emulsion method is preferred. As a matrix resin used in the emulsion method, PVA is preferably used, but any material which can be dispersed or dissolved in water, such as gelatin, an acrylic acid copolymer, or a water-soluble alkyd resin, may be used.

【0016】本発明で云う液晶とは、常温付近で液晶状
態を示す有機混合物であって、ネマチック液晶、コレス
テリック液晶、スメクチック液晶が含まれる。このうち
ネマチック液晶若しくはコレステリック液晶を添加した
ネマチック液晶が特性上好ましい。これらの液晶はマイ
クロカプセル化されたものであってもよい。上記の液晶
を着色する理由としては、着色によるカラー表示という
目的もあるが、電圧印加時と無印加時の光の吸収の差を
利用して表示画像のコントラストを高めるという目的も
ある。着色に使用する二色性色素は、TN及びSTN型
液晶ディスプレイで一般的に使用されているゲスト・ホ
ストタイプのものを用いてもよいし、液晶/高分子複合
膜用の色素を用いてもよい。但し、液晶への溶解度が大
きくて高分子への溶解度が小さく、しかも2色比が大き
く、電圧印加時の吸収が少ないものが良いが、これらの
特性は、用いる液晶によって異なるので液晶毎に決定す
る必要がある。色素の添加量が多過ぎると高分子への溶
解が多くなり、電圧印加時の色残りが生じて好ましくな
い。又、色素の量が少な過ぎると十分な着色が出来な
い。その為に用いる液晶に対して0.1〜5重量%の範
囲で使用することが好ましい。更には1〜3重量%の濃
度に溶解させるのが好ましい。
The liquid crystal referred to in the present invention is an organic mixture showing a liquid crystal state at around normal temperature, and includes a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, and a smectic liquid crystal. Among them, a nematic liquid crystal or a nematic liquid crystal to which a cholesteric liquid crystal is added is preferable in terms of characteristics. These liquid crystals may be microencapsulated. As a reason for coloring the liquid crystal, there is also a purpose of color display by coloring, but also a purpose of enhancing a contrast of a displayed image by utilizing a difference in light absorption between when a voltage is applied and when no voltage is applied. As the dichroic dye used for coloring, a guest-host type generally used in TN and STN type liquid crystal displays may be used, or a dye for a liquid crystal / polymer composite film may be used. Good. However, it is preferable that the solubility in liquid crystal is large, the solubility in polymer is small, the dichroic ratio is large, and the absorption at the time of voltage application is small. However, these characteristics differ depending on the liquid crystal used. There is a need to. If the amount of the dye is too large, the dissolution in the polymer increases, which is not preferable because the color remains when a voltage is applied. On the other hand, if the amount of the dye is too small, sufficient coloring cannot be performed. It is preferable to use 0.1 to 5% by weight of the liquid crystal used for that purpose. More preferably, it is dissolved in a concentration of 1 to 3% by weight.

【0017】これらの液晶の使用量としては、マトリッ
クス樹脂/液晶の混合比(重量比)が5/95〜50/
50であり、液晶の使用量が少なすぎると、電圧オン時
の透明性が不足するだけでなく、膜を透明状態にする為
に多大の電圧を必要とする等の点で不十分であり、一
方、液晶の使用量が多すぎると、電圧オフ時の散乱(濁
度)が不足するだけでなく、膜の強度が低下したりする
ので好ましくない。例えば、ポリビニルアルコール水溶
液に上記液晶を分散させる方法としては、超音波分散機
等の各種の撹拌装置による混合方法や、膜乳化法(中島
忠夫・清水政高、PHARMTECH JAPAN 4巻、10号(19
88)参照)等の分散方法が有効である。液晶エマルジ
ョン粒子の大きさは、用いる分散方法に依存するが、一
般的には平均粒径が0.5〜7μmの範囲にあることが
好ましく、1〜5μmの範囲であることが更に好まし
い。
The amount of the liquid crystal used is such that the mixing ratio (weight ratio) of matrix resin / liquid crystal is 5/95 to 50/50.
If the amount of the liquid crystal is too small, the transparency at the time of turning on the voltage is not only insufficient, but also it is insufficient in that a large voltage is required to make the film transparent. On the other hand, if the amount of the liquid crystal used is too large, not only is the scattering (turbidity) when the voltage is turned off insufficient, but also the strength of the film is undesirably reduced. For example, as a method of dispersing the liquid crystal in an aqueous polyvinyl alcohol solution, a mixing method using various stirring devices such as an ultrasonic disperser, a film emulsification method (Tadao Nakajima and Masataka Shimizu, PHARMTECH JAPAN Vol. 4, No. 10 (19)
88) is effective. The size of the liquid crystal emulsion particles depends on the dispersion method used, but generally, the average particle size is preferably in the range of 0.5 to 7 μm, and more preferably in the range of 1 to 5 μm.

【0018】図1(3)に示す様に、区画室内に充填さ
れた液晶エマルジョンは、室温又はエマルジョンに影響
を与えない程度の温度で乾燥させると、体積が減少した
液晶/高分子複合膜7が得られる。次に図1の矢印
(4)で示す様に、前記工程(3)で充填されなかった
区画室に整合した開口部を有する別のパターンのマスク
と、二色性色素によって異なる色に着色された液晶エマ
ルジョンを用いて上記及びの操作を繰り返すことに
よって、複数色の二色性色素によって着色された液晶/
高分子複合膜が透明導電膜面に区画室毎に形成される。
As shown in FIG. 1 (3), when the liquid crystal emulsion filled in the compartment is dried at room temperature or at a temperature that does not affect the emulsion, the liquid crystal / polymer composite film 7 having a reduced volume is obtained. Is obtained. Next, as shown by the arrow (4) in FIG. 1, another pattern of a mask having openings aligned with the compartments not filled in the step (3) and a different color by a dichroic dye. The above operation and the above operation are repeated using the liquid crystal emulsion thus obtained to obtain a liquid crystal colored with a dichroic dye of a plurality of colors.
A polymer composite film is formed on the transparent conductive film surface for each compartment.

【0019】必要な区画室に全て液晶エマルジョンが充
填された状態で、液晶エマルジョンを乾燥することによ
り、図1(5)に示す様に、液晶/高分子複合膜7が形
成されるが、液晶/高分子複合膜7は乾燥によって体積
が減少しており、液晶/高分子複合膜の面は隔壁3の頂
部より低くなる。この部分に図1(5)に示す様にペー
スト状導電剤8をスキージ9によって充填する。このペ
ースト状導電剤としては、一般に市販されている銀ペー
スト等を用いてもよいが、有機溶剤の含有率が高いもの
や、熱硬化タイプでは、その乾燥或は硬化時に液晶/高
分子複合膜が破壊される虞がある。そこで無溶剤タイプ
や常温硬化タイプのペースト状導電剤が望ましい。次に
図1(6)に示す様に、透明導電膜10を形成した対向
基板11の透明導電膜面を上記導電剤面に密着させ、そ
のまま密着硬化させることによって本発明の液晶表示装
置が完成する。
By drying the liquid crystal emulsion in a state where the necessary compartments are all filled with the liquid crystal emulsion, a liquid crystal / polymer composite film 7 is formed as shown in FIG. The volume of the polymer / polymer composite film 7 is reduced by drying, and the surface of the liquid crystal / polymer composite film is lower than the top of the partition 3. This portion is filled with a paste-like conductive agent 8 by a squeegee 9 as shown in FIG. As the paste-like conductive agent, a commercially available silver paste or the like may be used, but a paste containing a high content of an organic solvent or a thermosetting type liquid crystal / polymer composite film at the time of drying or curing is used. May be destroyed. Therefore, a paste-type conductive agent of a solventless type or a room temperature curing type is desirable. Next, as shown in FIG. 1 (6), the transparent conductive film surface of the opposing substrate 11 on which the transparent conductive film 10 is formed is brought into close contact with the above-mentioned conductive agent surface, and the liquid crystal display device of the present invention is completed. I do.

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。 実施例1 100mm×100mm×1.1mmのITO付きガラ
スのITO側に、ドライフイルムフォトレジスト(サン
ノプコ(株)製、F−1025、25μm厚)をラミネ
ート機を用いてラミネートし、マスクパターンを重ねて
紫外線照射し、現像して隔壁を作製した。得られた隔壁
間の凹部に二色性色素(G−264、(株)日本感光色
素研究所製)を溶解させたネマチック液晶(E−44、
メルク社製)をPVA水溶液に分散させたエマルジョン
を注ぎ、スクリーン印刷用のスキージを用いて表面を平
坦化した。室温で1昼夜乾燥させた後、体積減少で生じ
た凹部に酸化チタンで白く着色した導電剤をスキージに
よって充填させた後風乾し、本発明の液晶表示装置を得
た。得られた表示装置は、電圧を印加しなければ青色不
透明であるが、電圧を印加すると、液晶/高分子膜が無
色透明になり、白の下地に青のパターンが反射型で鮮明
に表示された。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Example 1 Drift film photoresist (manufactured by San Nopco Co., Ltd., F-1025, 25 μm thickness) is laminated on a 100 mm × 100 mm × 1.1 mm glass with ITO using a laminating machine, and a mask pattern is superimposed. Irradiation with ultraviolet rays and development were performed to produce partition walls. Nematic liquid crystals (E-44, E-44) in which dichroic dyes (G-264, manufactured by Japan Photographic Dye Laboratories) are dissolved in the recesses between the obtained partition walls.
An emulsion prepared by dispersing (available from Merck) in an aqueous PVA solution was poured, and the surface was flattened using a squeegee for screen printing. After drying at room temperature for 24 hours, a conductive agent colored white with titanium oxide was filled with a squeegee into a concave portion generated by volume reduction and air-dried to obtain a liquid crystal display device of the present invention. The resulting display device is opaque blue unless a voltage is applied. However, when a voltage is applied, the liquid crystal / polymer film becomes colorless and transparent, and a blue pattern is clearly displayed on a white base in a reflective type. Was.

【0022】[0022]

【0023】実施例 100mm×100mm×1.1mmのITO付きガラ
スのITO側に、ドライフイルムフォトレジスト(サン
ノプコ(株)製、F−1025、25μm厚)をラミネ
ート機を用いてラミネートし、マスクパターンを重ねて
紫外線照射し、現像して隔壁を作製した。得られた隔壁
間の凹部に二色性色素(M−137、三井東圧染料
(株)製)を溶解させたネマチック液晶(BL−90、
メルク社製)をPVA水溶液に分散させたエマルジョン
をメタルマスクを重ねた上から注ぎ、スクリーン印刷用
のスキージを用いて表面を平坦化した。室温で数時間乾
燥させた後、同様にして2色性色素(S−421、三井
東圧染料(株)製)で着色したエマルジョンを別のメタ
ルマスクの上から同様にコーティングした。乾燥後更に
2色性色素(S−426、三井東圧染料(株)製)で着
色したエマルジョンを別のメタルマスクの上から同様に
コーティングし、室温で1昼夜乾燥させた後、体積減少
で生じた凹部に導電剤をスキージによって充填させた後
風乾し、本発明の液晶表示装置を得た。得られた表示装
置は、電圧を印加しなければ赤、青及び緑に着色された
不透明なものであるが、全体に電圧を印加すると、全体
が無色透明になり、又、パターン毎に電圧の印加及び無
印加を選択すると様々な色模様のパターンを表示するこ
とが出来た。
Example 2 A dry life photoresist (F-1025, 25 μm thick, manufactured by San Nopco Co., Ltd.) was laminated on the ITO side of a glass with ITO of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm using a laminating machine, and a mask was used. The pattern was superposed and irradiated with ultraviolet rays, and developed to form a partition. A nematic liquid crystal (BL-90, BL-90, in which a dichroic dye (M-137, manufactured by Mitsui Toatsu Dye Co., Ltd.) is dissolved in the recesses between the obtained partition walls.
An emulsion prepared by dispersing (available from Merck) in an aqueous PVA solution was poured over a metal mask, and the surface was flattened using a squeegee for screen printing. After drying at room temperature for several hours, an emulsion colored with a dichroic dye (S-421, manufactured by Mitsui Toatsu Dye Co., Ltd.) was similarly coated on another metal mask. After drying, an emulsion colored with a dichroic dye (S-426, manufactured by Mitsui Toatsu Dye Co., Ltd.) was similarly coated on another metal mask, dried at room temperature for 24 hours, and then reduced in volume. The resulting recess was filled with a conductive agent using a squeegee and then air-dried to obtain a liquid crystal display device of the present invention. The obtained display device is opaque colored red, blue and green unless a voltage is applied, but when a voltage is applied to the entire display, the entire display becomes colorless and transparent, and the voltage is changed for each pattern. When application and non-application were selected, various color patterns could be displayed.

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【効果】以上の如き本発明によれば、パターンコートが
極めて容易であり、液晶エマルジョンの浪費がなく且つ
液晶表示装置における液晶/高分子複合膜中に気泡が全
く含有していない表示特性に優れた液晶表示装置を提供
することが出来る。
According to the present invention as described above, pattern coating is extremely easy, liquid crystal emulsion is not wasted, and the liquid crystal / polymer composite film of the liquid crystal display device has excellent display characteristics in which no bubbles are contained in the liquid crystal / polymer composite film. Liquid crystal display device can be provided.

【0026】[0026]

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

【図1】 本発明の好ましい1実施態様の液晶表示装置
の構成とその製造工程を図解的に説明する図。
FIG. 1 is a view schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a preferred embodiment of the present invention and manufacturing steps thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:透明基板 2,10:透明導電膜 3:隔壁 4:マスク 5:液晶エマルジョン 6,9:スキージ 7:液晶/高分子複合膜 8:導電剤ペースト 11:対向基板 1: Transparent substrate 2, 10: Transparent conductive film 3: Partition wall 4: Mask 5: Liquid crystal emulsion 6, 9: Squeegee 7: Liquid crystal / polymer composite film 8: Conductive agent paste 11: Counter substrate

フロントページの続き (72)発明者 安藤 雅之 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−84121(JP,A) 特開 平4−284418(JP,A) 特開 昭59−15223(JP,A) 特開 平4−328523(JP,A) 特開 昭62−231930(JP,A) 特開 平2−90128(JP,A) 特開 平1−308679(JP,A) 特開 平5−297382(JP,A) 特開 平5−289069(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1334 G02F 1/13 101 B41M 1/12 Continuation of the front page (72) Inventor Masayuki Ando 1-1-1, Ichigaya-Kaga-cho, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Dai Nippon Printing Co., Ltd. (56) References JP-A-4-84121 (JP, A) JP-A-4 JP-A-284418 (JP, A) JP-A-59-15223 (JP, A) JP-A-4-328523 (JP, A) JP-A-62-231930 (JP, A) JP-A-2-90128 (JP, A) JP-A-1-308679 (JP, A) JP-A-5-297382 (JP, A) JP-A-5-289069 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1334 G02F 1/13 101 B41M 1/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも一方が透明な一対の電極基板
間に液晶/高分子複合膜を挟持してなる高分子分散型液
晶表示装置において、上記液晶/高分子複合膜が、電極
基板面に形成された電気絶縁性材料からなる隔壁によっ
て区画された複数の区画室内に高分子分散液晶エマルジ
ョンから形成され且つ二色性色素によって着色され、且
つ該液晶/高分子複合膜面に導電層が形成されているこ
とを特徴とする高分子分散型液晶表示装置。
1. A polymer dispersed liquid crystal display device comprising a liquid crystal / polymer composite film sandwiched between a pair of transparent electrode substrates, at least one of which is formed on a surface of the electrode substrate. Polymer-dispersed liquid crystal emulsion in a plurality of compartments partitioned by a partition made of isolated electrical insulating material
Formed from tio emissions are and colored by dichroic dye,且
A polymer dispersed liquid crystal display device, wherein a conductive layer is formed on the surface of the liquid crystal / polymer composite film .
【請求項2】 液晶/高分子複合膜が各区画室毎に色相
の異なる二色性色素によって着色されている請求項1に
記載の高分子分散型液晶表示装置。
2. The polymer-dispersed liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal / polymer composite film is colored with a dichroic dye having a different hue for each compartment.
【請求項3】 隔壁が光不透過性である請求項1又は2
に記載の高分子分散型液晶表示装置。
3. The partition according to claim 1, wherein the partition is light-impermeable.
4. The polymer-dispersed liquid crystal display device according to 1.
【請求項4】 少なくとも一方が透明な一対の電極基板
間に液晶/高分子複合膜を挟持させてなる高分子分散型
液晶表示装置の製造方法において、電極基板面に電気絶
縁性材料からなる隔壁によって複数の区画室を形成し、
該複数の区画室に整合したマスクを重ね、マスクの開口
部を通して二色性色素で着色された高分子分散液晶エマ
ルジョンを上記選択された区画室内に充填及び乾燥して
区画室内に液晶/高分子複合膜を形成する工程、及び該
液晶/高分子複合膜に導電性ペーストから導電層を形成
する工程を含むことを特徴とする液晶/高分子複合膜の
製造方法。
4. A method of manufacturing a polymer-dispersed liquid crystal display device comprising a liquid crystal / polymer composite film sandwiched between a pair of transparent electrode substrates, at least one of which is made of an electrically insulating material. To form multiple compartments,
A mask aligned with the plurality of compartments is overlapped, and a polymer-dispersed liquid crystal emulsion colored with a dichroic dye is filled into the selected compartment through an opening of the mask and dried, and a liquid crystal / polymer is filled in the compartments. Forming a composite membrane; and
Conductive layer formed from conductive paste on liquid crystal / polymer composite film
A method for producing a liquid crystal / polymer composite film, comprising:
【請求項5】 マスクの開口部の大きさが区画室の大き
さよりも小さい請求項に記載の高分子分散型液晶表示
装置の製造方法。
5. The method according to claim 4 , wherein the size of the opening of the mask is smaller than the size of the compartment.
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