JP3289819B2

JP3289819B2 - 液晶表示素子

Info

Publication number: JP3289819B2
Application number: JP23704796A
Authority: JP
Inventors: 憲治西口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 2002-06-10
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: US5978064A; JPH1082981A; KR100269679B1; KR19980024373A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばペン入力等
の機能を有する携帯情報端末装置等に利用可能な液晶表
示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示素子には種々の表示モー
ドのものが知られている。例えば、ツイスティッドネマ
ティック（ＴＮ）モード、スーパーツイスティッドネマ
ティック（ＳＴＮ）モードやＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ａｌｌｙＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＢｉｒｅｆｒｉｎｇ
ｅｎｃｙ）モードまたは強誘電性液晶（ＦＬＣ）モード
等の液晶表示素子が挙げられ、また、高分子分散型（Ｐ
ＤＬＣ）モードのような散乱モードの液晶表示素子も知
られている。

【０００３】これらの液晶表示素子は、一対の基板の間
に少なくとも液晶を含む表示媒体が挟持されており、こ
のような液晶表示素子をペン入力機能を有する携帯情報
端末装置等に利用する場合には、ペン入力時の押圧によ
って液晶の配向が乱れるるため、表示状態が乱れるとい
う問題があった。

【０００４】この問題を解決するために、液晶領域の周
囲に高分子壁や高分子の柱を配置して、耐衝撃性を向上
させた液晶表示素子が提案されている。このような液晶
表示素子としては、例えば、レジストを用いて高分子の
柱を画素外に選択的に配置し、これをスペーサーとして
用いた液晶表示素子（特開昭５６−９９３８４号公報）
や、感光性樹脂等を用いて高分子からなるストライプ状
の柱を画素外に選択的に配置した液晶表示素子（特開昭
５９−２０１０２１号公報）等が知られている。

【０００５】また、本願出願人は、特開平６−３０１０
１５号公報において、図３（ａ）に示すような液晶表示
素子１００を提案している。この液晶表示素子１００
は、一対の基板１０１ａ、１０１ｂの間に、高分子壁１
０７で囲まれた液晶領域１０６が画素部に配置された表
示媒体が挟持されている。この液晶表示素子１００の製
造においては、図３（ｂ）に示すように、一対の基板１
０１ａ、１０１ｂの間に液晶材料と光重合性樹脂と光重
合開始剤とを含む混合材料１１３を注入し、遮光部１１
０と透光部１１１とを有するフォトマスク１１４を、遮
光部１１０が画素部を覆うように一方の基板１０１ａ上
に被せて、フォトマスク１１４側から紫外線光１０８を
混合物１１３に照射する。このフォトマスク１１４によ
り遮光部１１０が光弱照射領域になって液晶材料が集ま
り、透光部１１１が光強照射領域になって高分子が集ま
るため、図３（ａ）に示すように、画素部に液晶領域１
０６が配置され、画素以外の部分に高分子壁１０７が配
置された表示媒体が形成される。この液晶表示素子によ
れば、画素以外の部分に配置した高分子壁１０７により
耐衝撃性を向上させることができると共に、高分子と液
晶との相互作用により画素内で液晶分子を軸対称状に配
向させて液晶表示パネルの広視野角化を図ることができ
る。以下、このように画素内で液晶分子を軸対称状に配
向させるモードを軸対称配向モードと称する。

【０００６】さらに、本願出願人は、特開平７−２８７
２４１号公報において、所定の波長域の光を透過しにく
い透明電極を用いることにより、フォトマスクを用いな
くても画素部に液晶領域を配置することができ、しかも
画素の輪郭と液晶領域の輪郭とを精度良く一致させるこ
とができる液晶表示素子を提案している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、レジス
トや感光性樹脂を用いて高分子壁や高分子の柱を形成し
た液晶表示素子においては、画素以外の部分にのみ高分
子の壁や高分子の柱を設けることができるが、画素以外
の部分に高分子の壁や高分子の柱を精度良く配置するた
めには新たなフォトリソグラフィ工程が増えるので、非
常に生産効率が悪化するという問題があった。

【０００８】また、図３（ａ）に示した液晶表示素子に
おいても、フォトマスク１１４の遮光部１１０と画素部
分とを精度良く一致させる必要があり、非常に生産効率
が低下する。

【０００９】さらに、上述の所定の波長域の光を透過し
にくい透明電極を用いた液晶表示素子においては、フォ
トマスクの位置合わせ等の必要が無いので生産性は向上
するが、画素部まで高分子壁がはみ出したり、画素部に
高分子片が取り残されることがあり、開口率が低下して
表示が暗くなったり、液晶分子の配向不良を引き起こし
て表示がざらついたりする。また、この液晶表示素子に
おいては、高分子壁が液晶領域の周囲を充分に取り囲む
ことができないこともあり、その場合には押圧に対する
耐衝撃性が確保できないという問題があった。

【００１０】このように高分子が画素部にはみ出して表
示品位に悪影響を及ぼすのを防いだり、液晶領域の周囲
に高分子壁を充分配置して液晶表示素子の耐衝撃性を向
上させるために、従来、液晶材料と高分子との分離度を
向上させて液晶領域を画素部分に配置し、高分子壁を画
素以外の部分に配置する方法が採用されてきた。しか
し、従来の方法では、液晶材料と高分子との分離度を向
上させるための特別な薄膜層や特別な工程等を増やす必
要があり、製造コストが増加するという問題があった。

【００１１】本発明はこのような従来技術の課題を解決
するためになされたものであり、表示品位が良好で耐衝
撃性に優れ、しかも生産性良く低コストで作製すること
ができる液晶表示素子を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、高分子壁で液晶領域が囲まれた表示媒体が一対の基
板の間に挟持された液晶表示素子であって、光重合性樹
脂を少なくとも含む樹脂材料を液晶材料に混合した混合
材料中における該樹脂材料の組成比ｙ（％）が画素開口
率ｘ（％）に対してｙ≧０．３×（１００−ｘ）の範囲
を満たす該混合材料を、該一対の基板の間に注入して光
照射することにより形成された該表示媒体を備えてお
り、そのことにより上記目的が達成される。

【００１３】本発明の液晶表示素子は、高分子壁で液晶
領域が囲まれた表示媒体が一対の基板の間に挟持された
液晶表示素子であって、光重合性樹脂を少なくとも含む
樹脂材料を液晶材料に混合した混合材料中における該樹
脂材料の組成比ｙ（％）が画素開口率ｘ（％）に対して
ｙ≦（１００−ｘ）の範囲を満たす該混合材料を、該一
対の基板の間に注入して光照射することにより形成され
た該表示媒体を備えており、そのことにより上記目的が
達成される。

【００１４】前記樹脂材料は、液晶類似骨格を有するア
クリレートおよび液晶類似骨格を有するメタクリレート
のうちの少なくとも１種類を含んでいてもよい。

【００１５】前記樹脂材料は、二官能以上のアクリレー
トおよび二官能以上のメタクリレートのうちの少なくと
も１種類を含んでいてもよい。

【００１６】前記樹脂材料は、光重合開始剤を含んでい
てもよい。

【００１７】なお、本発明において、液晶表示素子の画
素開口率ｘ（％）は、表示領域全体の面積に対する全て
の画素部の面積和の割合比率（％）を示す。例えば、表
示媒体を挟んで対向配置される一対の基板のうち、一方
の基板の画素ピッチをＡ、その一方の基板に形成される
電極幅をａとし、他方の基板の画素ピッチをＢ、その他
方の基板に形成される電極幅をｂとした場合、開口率ｘ
（％）は、ｘ＝｛（ａ×ｂ）／（Ａ×Ｂ）｝×１００で表される。

【００１８】また、本発明において、高分子壁で液晶領
域が囲まれるとは、高分子壁で液晶領域の周囲全体を取
り囲んだ状態以外に、部分的に液晶領域を囲んだ状態も
含んでいる。

【００１９】以下、本発明の作用について説明する。

【００２０】本発明にあっては、混合材料中における樹
脂材料の組成比ｙ（％）が画素開口率ｘ（％）に対して
ｙ≧０．３×（１００−ｘ）の範囲を満たす混合材料を
用いることにより、ペン入力の押圧に対する耐衝撃性を
充分確保できる程度に高分子壁で液晶領域が囲まれる。

【００２１】また、本発明にあっては、混合材料中にお
ける樹脂材料の組成比ｙ（％）が液晶表示素子の画素開
口率ｘ（％）に対してｙ≦（１００−ｘ）の範囲を満た
す混合材料を用いることにより、樹脂材料や高分子壁の
画素部へのはみ出しが少なくなり、液晶領域中に残留す
る樹脂材料や高分子片が少なくなる。

【００２２】樹脂材料中に液晶類似骨格を有するアクリ
レートおよび液晶類似骨格を有するメタクリレートのう
ちの少なくとも１種類を含む場合には、これらの樹脂の
液晶に対する相溶性が高いので、樹脂材料の組成比ｙ
（％）を大きく変化させても表示特性に悪影響が生じな
い。

【００２３】また、樹脂材料中に二官能以上のアクリレ
ートおよび二官能以上のメタクリレートのうちの少なく
とも１種類を樹脂材料に含む場合には、重合により高分
子架橋構造が得られ、重合前後で分子構造の変化が大き
くなって高分子が液晶中に溶解できなくなるため、液晶
材料と高分子とおよび液晶材料と光重合性樹脂との分離
度が高くなる。また、高分子が架橋されていると、高分
子壁の耐熱性が向上する。

【００２４】上記樹脂材料中には、必要に応じて光重合
開始剤を含ませてもよい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定さ
れるものではない。

【００２６】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
にかかる液晶表示素子を示す断面図である。この液晶表
示素子は、一対の基板１ａ、１ｂがスペーサー５により
一定の間隙を開けて対向配置されると共にその両端部が
シール材６により貼り合わせられ、その一対の基板１
ａ、１ｂの間に、高分子壁４で囲まれた液晶領域３が画
素部７に配置された表示媒体が挟持されている。

【００２７】一対の基板のうちの一方の基板１ａの表示
媒体側表面には、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘ
ｉｄｅ）等からなる複数の帯状の透明電極２ａが形成さ
れており、他方の基板１ｂの表示媒体側表面には、ＩＴ
Ｏ等からなる複数の帯状の透明電極２ｂが上記透明電極
２ａと互いに交差するように（この図１では互いに直交
するように）形成されている。

【００２８】上記透明電極２ａ、２ｂと表示媒体との間
には、電気絶縁膜および配向膜（共に図示せず）が配向
膜を表示媒体側に配置した状態で形成されている。

【００２９】この液晶表示素子は、以下のようにして作
製される。

【００３０】まず、基板１ａの片面に複数の帯状の透明
電極２ａを形成し、基板１ｂの片面に複数の帯状の透明
電極２ｂを形成する。この実施形態では透明電極２ａ、
２ｂとして、スパッタリング法により幅２８０μｍ、間
隔２０μｍ、厚み２００ｎｍのＩＴＯ膜を形成した。

【００３１】次に、必要に応じて、透明電極２ａ、２ｂ
を覆うように電気絶縁膜を形成する。この実施形態では
電気絶縁膜として、スパッタリング法によりＳｉＯ₂膜
を形成した。この電気絶縁膜の厚みは５０ｎｍ〜３００
ｎｍであるのが好ましく、さらに好ましくは７０ｎｍ〜
１００ｎｍである。

【００３２】続いて、必要に応じて、電気絶縁膜上に配
向膜を形成する。例えば、ＴＮモードやＳＴＮモード等
の液晶表示素子の場合には配向膜を形成し、軸対称配向
モード等の液晶表示素子の場合には配向膜を形成しな
い。この実施形態では配向膜として、有機材料であるポ
リイミドからなる配向膜を用い、ナイロン布を用いてラ
ビング処理を行った。この配向膜の厚みは３０ｎｍ〜２
００ｎｍであるのが好ましく、さらに好ましくは５０ｎ
ｍ〜１００ｎｍである。

【００３３】その後、透明電極２ａ、２ｂが互いに交差
するように（図１では互いに直交するように）、一対の
基板１ａ、１ｂをスペーサー５を介して対向配置し、両
基板１ａ、１ｂの端部をシール材６により貼り合わせ
る。この時、基板端部の一部を後述する混合材料の注入
口として残しておく。なお、透明電極２ａ、２ｂは厳密
に直交していなくても、交差している状態であればよ
い。

【００３４】次に、一対の基板１ａ、１ｂの端部に設け
られた注入口から、光重合性樹脂を少なくとも含む樹脂
材料を液晶材料に混合した混合材料を両基板１ａ、１ｂ
の間に注入する。

【００３５】上記液晶材料としては、従来から知られて
いるＴＮモード、ＳＴＮモード、ＥＣＢモード、強誘電
性液晶モード、光散乱モード、軸対称配向モード等の液
晶表示素子に用いられる液晶材料のいずれでも用いるこ
とができる。本実施形態では、カイラル剤（Ｓ−８１
１）を０．３％添加したＺＬＩ−４４２７（メルク社
製）等を用いた。

【００３６】上記光重合性樹脂としては、例えば、スチ
レン系の光重合性樹脂であるｐ−フェニルスチレン、単
官能アクリレートであるアダマンチルアクリレート、イ
ソボルニルアクリレート、Ｒ−６９４（いずれも日本化
薬社製）、ステアリルアクリレート（日本油脂社製）、
単官能メタクリレートであるパーフルオロメタクリレー
ト（日本化薬社製）、ｔ−ブチルメタクリレート（日本
油脂社製）等を用いることができる。

【００３７】また、光重合性樹脂として、二官能以上の
アクリレートや二官能以上のメタクリレートを用いても
よく、例えば、二官能アクリレートであるＳＲ−２００
０、Ｒ−６８４（共に日本化薬社製）、二官能メタクリ
レートであるヘキサンジオールジメタクリレート（ＨＤ
ＤＭＡ）（日本化薬社製）、三官能メタクリレートであ
るトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰ
ＴＭＡ）（日本油脂社製）等を用いることができる。こ
のような二官能以上のアクリレートや二官能以上のメタ
クリレートを用いた場合には、重合により高分子架橋構
造が得られるため、重合前の樹脂材料（モノマーやダイ
マー、オリゴマー等）と重合後に得られる高分子とで分
子構造の変化が大きくなって、高分子が液晶中に溶解す
ることができなくなる。このため、液晶材料と高分子お
よび液晶材料と光重合性樹脂の分離度を高くすることが
できる。また、二官能以上のアクリレートや二官能以上
のメタクリレートを用いた場合には、得られる高分子が
架橋していることにより、高分子壁の耐熱性を向上する
ことができる。これらの光重合性樹脂は、単独で用いて
も良く、これらのうちのいくつかを混合して用いても良
い。

【００３８】さらに、上記樹脂材料には、液晶類似骨格
を有するアクリレートや液晶類似骨格を有するメタクリ
レートを混合してもよく、例えば下記化学式（１）に示
すようなアクリレートや下記化学式（２）に示すような
メタクリレートを用いることができる。

【００３９】

【化１】

【００４０】このような液晶類似骨格を有するアクリレ
ートやメタクリレートは、液晶に対する相溶性が高く、
これらの混合材料中における組成比を大きく変化させて
も液晶材料と混合させることができるため、これらを用
いた場合には以下のような利点がある。即ち、従来の液
晶表示素子において、混合材料中における樹脂材料の組
成比を大きく変化させるためには、上述のような光重合
性樹脂の組成比を大きく変化させる必要があり、液晶と
の相用性が悪くなって表示特性等に問題が生じる。これ
に対して、液晶類似骨格を有するアクリレートやメタク
リレートを用いた場合には、これらの混合材料中におけ
る組成比を大きく変化させても液晶材料と混合させるこ
とができるので、表示特性等に影響を与えることなく混
合材料中における樹脂材料の組成比ｙ（％）を調整する
ことができる。このような液晶類似骨格を有するアクリ
レートやメタクリレートは、単独で用いても良く、これ
らのうちのいくつかを混合して用いても良い。

【００４１】また、上記樹脂材料には、必要に応じて光
重合開始剤を混合してもよく、例えばＩｒｇａｃｕｒｅ
６５１（チバガイギー社製）等を用いることができる。
この光重合開始剤は、必要が無い場合には樹脂材料中に
混合しなくてもよい。

【００４２】上記混合材料中における樹脂材料の組成比
ｙ（％）は、液晶表示素子の画素開口率ｘ（％）に対し
てｙ≧０．３×（１００−ｘ）の範囲を満たすように調
整する。混合材料中における樹脂材料の組成比ｙ（％）
が、表示領域全体の面積に対する非画素部の面積（１０
０−ｘ）の０．３倍以上であれば、液晶領域を高分子壁
で囲むことができ、ペン入力等の押圧に対して必要充分
な耐衝撃性を液晶表示素子に確保することができる。ま
た、上記混合材料中における樹脂材料の組成比ｙ（％）
は、液晶表示素子の画素開口率ｘ（％）に対してｙ≦
（１００−ｘ）の範囲を満たすように調整する。混合材
料中における樹脂材料の組成比ｙ（％）が、表示領域全
体の面積に対する非画素部の面積（１００−ｘ）の１倍
以下であれば、高分子壁の画素部へのはみ出しや高分子
片の液晶領域への残留が生じず、開口率の低下や表示特
性の低下を防ぐことができる。さらに好ましくは、上記
混合材料中における樹脂材料の組成比ｙ（％）を、液晶
表示素子の画素開口率ｘ（％）に対して０．５（１００
−ｘ）≦ｙ≦０．７（１００−ｘ）の範囲を満たすよう
に調整する。ｙをこの範囲内にすることにより、高分子
壁でほぼ１画素分の液晶領域を取り囲むように液晶領域
と高分子壁とを配置することができ、高分子壁の断線を
減少させると共に高分子の画素へのはみ出しも少なくし
て、明るく良好な表示特性を有する液晶表示素子を得る
ことができる。この実施形態においては、下記表１に示
す組成比で混合材料を調整し、液晶表示素子の画素開口
率ｘ（％）と混合材料中における樹脂材料の組成比ｙ
（％）とは下記表２に示すように設定した。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】上記表２に示すように、混合材料中におけ
る樹脂材料の組成比ｙ（％）は液晶表示素子の画素開口
率ｘ（％）に対して、０．３（１００−８７）＝３．９
≦７≦１．０（１００−８７）＝１３の範囲を満たして
いる。

【００４６】上記混合材料を両基板１ａ、１ｂの間に注
入する際には、公知の真空注入法を用いることができ
る。この実施形態では、約３０℃の温度雰囲気において
上記混合材料を両基板の間に注入した。

【００４７】上記混合材料の注入後、注入口を封止す
る。この注入口の封止は、例えば、紫外線硬化樹脂を用
いて紫外線が注入孔以外の部分に当たらないようにして
封止する方法、二液混合系接着剤や瞬間接着剤あるいは
可視光硬化樹脂等を用いて封止する方法等により行うこ
とができる。

【００４８】続いて、上記混合材料に基板１ａ、１ｂの
外側から紫外線を照射する。この実施形態では、光源と
して平行光が得られる紫外線（ＵＶ）照射用の高圧水銀
ランプを使用し、１０ｍＷ／ｃｍ²（波長３６５ｎｍ）
の照射強度が得られる位置で、画素部が遮光部となるよ
うにフォトマスクを配置して基板の外側から３分間照射
を行った。このようにして光を照射することにより、フ
ォトマスクの遮光部である画素部に液晶領域３が形成さ
れ、それ以外の部分に高分子壁４が形成されて、高分子
壁４で液晶領域３が囲まれた表示媒体が得られる。な
お、紫外線波長領域の光を吸収する無機膜（例えばＩＴ
Ｏ膜）やその他の有機膜等を画素部と一致するように設
けている場合には、上記フォトマスクを用いずに光照射
を行ってもよい。例えば、本実施形態の液晶表示素子で
は、基板１ａ上の透明電極２ａと基板１ｂ上の透明電極
２ｂの重なる部分に画素が形成されるが、この画素部は
透明電極２ａ、２ｂにより遮光されるので、フォトマス
クを用いなくても画素部と遮光部とを一致させることが
でき、画素部に配置された液晶領域３が高分子壁４で囲
まれた表示媒体を得ることができる。

【００４９】上記混合材料に対する光照射は、液晶材料
が等方性液晶状態となる温度域にして行ってもよい。液
晶の配向状態を安定させるために高温で光照射を行った
場合には、光照射後に徐冷オーブン内で室温まで徐冷を
行う。このときの徐冷温度は、−３℃／ｈ〜−２０℃／
ｈで行うのが好ましく、さらに好ましくは−５℃／ｈ〜
−１０℃／ｈである。この徐冷後、高分子壁４が形成さ
れた後の表示媒体に対して、必要に応じてさらに紫外線
照射を行ってもよい。この紫外線照射により、樹脂材料
が未反応状態で残っていてもそれを重合させることがで
き、また、高分子の架橋も充分に行うことができる。

【００５０】その後、基板１ａの表示媒体と反対側およ
び基板１ｂの表示媒体と反対側に各々偏光板（共に図示
せず）を設けると共に、いずれか一方の基板とその基板
側に設けられた偏光板との間に位相差板（図示せず）を
設けることによりＳＴＮモードの液晶表示素子が得られ
る。

【００５１】このようにして得られた本実施形態の液晶
表示素子を顕微鏡で観察したところ、画素部に液晶が集
中して液晶領域３が形成され、液晶領域３と配向膜との
界面には高分子が残っておらず、液晶の配向状態を良好
にすることができた。また、画素部以外の部分に高分子
壁４が内部に液晶が取り込まれていない状態で形成さ
れ、画素部には高分子壁４が入り込んでおらず、透明電
極２ａおよび透明電極２ｂが重なる部分である画素部
に、画素とほぼ同一形状で同一面積の液晶領域３が形成
されていた。

【００５２】（実施形態２）本実施形態では、液晶表示
素子の画素開口率ｘ（％）と混合材料中における樹脂材
料の組成比ｙ（％）とを上記表２に示すように設定し、
それ以外は実施形態１と同様にして液晶表示素子を作製
した。

【００５３】上記表２に示すように、混合材料中におけ
る樹脂材料の組成比ｙ（％）は液晶表示素子の画素開口
率ｘ（％）に対して、０．３（１００−７５）＝７．５
≦１６≦１．０（１００−７５）＝２５の範囲を満たし
ている。

【００５４】本実施形態の液晶表示素子においては、ほ
ぼ１画素に一致した形状および面積を有する液晶領域が
１液晶領域毎に高分子壁で囲まれており、高分子壁は画
素部以外の部分に配置されて画素部に殆どはみ出してい
なかった。

【００５５】（実施形態３）本実施形態では、液晶表示
素子の画素開口率ｘ（％）と混合材料中における樹脂材
料の組成比ｙ（％）とを上記表２に示すように設定し、
それ以外は実施形態１と同様にして液晶表示素子を作製
した。

【００５６】上記表２に示すように、混合材料中におけ
る樹脂材料の組成比ｙ（％）は液晶表示素子の画素開口
率ｘ（％）に対して、０．３（１００−８０）＝６．０
≦１０≦１．０（１００−８０）＝２０の範囲を満たし
ている。

【００５７】本実施形態の液晶表示素子においては、ほ
ぼ１画素に一致した形状および面積を有する液晶領域が
１液晶領域毎に高分子壁で囲まれており、高分子壁は画
素部以外の部分に配置されて画素部に殆どはみ出してい
なかった。

【００５８】（実施形態４〜９および比較例１〜４）実
施形態４〜９および比較例１〜４では、液晶表示素子の
画素開口率ｘ（％）を８０（％）とし、混合材料中の組
成比を下記表３に示すように設定して、それ以外は実施
形態１と同様にして液晶表示素子を作製した。

【００５９】

【表３】

【００６０】なお、上記表３において、ｚは、ｚ＝ｙ／（１００−ｘ）（但しｘは液晶表示素子の画
素開口率）で求められる値である。

【００６１】また、化合物Ａは、下記化学式（３）で示
される液晶類似骨格を有するアクリレートである。

【００６２】

【化２】

【００６３】上記表３に示すように、実施形態４〜９の
液晶表示素子においては、混合材料中における樹脂材料
の組成比ｙ（％）は液晶表示素子の画素開口率ｘ（％）
に対して、０．３（１００−ｘ）≦ｙ≦１．０（１００
−ｘ）の範囲を満たしている。これに対して、比較例１
および比較例２の液晶表示素子においては、混合材料中
における樹脂材料の組成比ｙ（％）は液晶表示素子の画
素開口率ｘ（％）に対して０．３（１００−ｘ）≦ｙの
範囲を満たしておらず、比較例３および比較例４の液晶
表示素子においては、混合材料中における樹脂材料の組
成比ｙ（％）は液晶表示素子の画素開口率ｘ（％）に対
してｙ≦（１００−ｘ）の範囲を満たしていない。

【００６４】実施形態４〜９および比較例１〜４の液晶
表示素子について評価を行ったところ、上記表３に示す
ような評価結果であった。

【００６５】なお、上記表３において、断線量は、画素
を取り囲む高分子壁の辺数の合計に対して断線している
高分子壁の辺数の割合（断線率）であり、下記表４に示
すようにして評価したものである。

【００６６】

【表４】

【００６７】また、上記表３において、高分子残存量
は、画素部に取り残された高分子片や画素部にはみ出し
た高分子壁の量であり、画素部の面積に対してはみ出し
ている高分子壁の面積が占める割合が１％未満の場合を
◎、１％〜３％の場合を○、３％〜１０％の場合を△、
１０％以上の場合を×として評価したものである。

【００６８】また、上記表３において、配向状態は、画
素部の面積に対して配向不良領域の面積の占める割合が
１％未満の場合を◎、１％〜３％の場合を○、３％〜１
０％の場合を△、１０％以上の場合を×として評価した
ものである。

【００６９】さらに、上記表３において、評価は、上記
断線量、高分子残存量および配向状態の結果が全て◎で
あるものを◎とし、１つでも×であれば×、１つでも△
であれば△、１つでも○であれば○とした。

【００７０】また、図２は、上記表３における評価
（×、△、○、◎）を用いて液晶表示素子の画素開口率
ｘ（％）と混合材料中における樹脂材料の組成比ｙ
（％）との関係を示したグラフである。

【００７１】上記表３および図２から明らかなように、
０．３×（１００−ｘ）≦ｙ≦（１００−ｘ）の範囲を
満たす液晶表示素子においては、高分子壁の断線が少な
く、かつ、高分子の画素部へのはみ出しや高分子片の液
晶領域への残留が少なく、評価結果が◎や○になってい
る。また、０．５（１００−ｘ）≦ｙ≦０．７（１００
−ｘ）の範囲を満たす液晶表示素子においては、高分子
壁の断線が殆ど生じず、かつ、高分子の画素部へのはみ
出しや高分子片の液晶領域への残留も殆ど生じず、評価
結果が◎になっている。さらに、液晶類似骨格を有する
アクリレート（（化合物Ａ）を用いてｙを変化させた場
合、液晶の配向状態が良好であることから、液晶と樹脂
とを充分に相分離して未反応の光重合性樹脂の残留を少
なくできることがわかる。

【００７２】なお、上記実施形態および比較例において
は、単純マトリクス駆動により表示が行われ、ＳＴＮモ
ードの液晶を高分子壁で囲んだ表示媒体を有する液晶表
示素子について説明したが、それ以外の駆動方法や表示
モードを用いた液晶表示素子についても本発明は適用可
能である。例えば、ＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒ
ａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＩＭ（ＭｅｔａｌＩｎｓｕｌ
ａｔｏｒＭｅｔａｌ）等を用いたアクティブ駆動等に
より表示が行われる液晶表示素子についても本発明は適
用可能であり、また、ＴＮモード、ＦＬＣモード、ＥＣ
Ｂモードや光散乱モード等に用いられる液晶を高分子壁
で囲んだ表示媒体を有する液晶表示素子についても本発
明は適用可能である。また、カラーフィルタやブラック
マトリクスを形成してカラー表示を行う液晶表示素子に
ついても本発明は適用可能であり、さらに、透過型液晶
表示素子および反射型液晶表示素子のいずれについても
本発明は適用可能である。

【００７３】また、本発明の液晶表示素子に用いられる
基板材料としては、特に限定されず、光を透過する透明
固体であればいずれも用いることができ、例えば、ガラ
ス板やプラスティックフィルム等が挙げられる。また、
一対の基板のうちの一方の基板が透明であれば、他方の
基板に金属膜等を形成してもよい。

【００７４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、混合材料中における樹脂材料の組成比ｙ
（％）が液晶表示素子の画素開口率ｘ（％）に対してｙ
≧０．３×（１００−ｘ）の範囲を満たすように混合材
料を調整することにより、各画素部に配置された液晶領
域を高分子壁で囲むことができる。従って、液晶表示素
子の耐衝撃性を向上させてペン入力等の押圧に対する液
晶の配向乱れを減少し、表示ムラの少ない表示品位の良
好な液晶表示素子を得ることができる。

【００７５】また、本発明によれば、混合材料中におけ
る樹脂材料の組成比ｙ（％）が液晶表示素子の画素開口
率ｘ（％）に対してｙ≦（１００−ｘ）の範囲を満たす
ように混合材料を調整することにより、高分子壁の画素
部へのはみ出しを少なくし、また、画素部に高分子片が
残留するのを少なくして、明るく表示が良好な液晶表示
素子を得ることができる。また、高分子壁の形成後、液
晶領域中に残留する光重合開始剤や光重合性樹脂を少な
くして、液晶の応答速度の低下を抑制することができ
る。

【００７６】また、樹脂材料中に、液晶類似骨格を有す
るアクリレートおよび液晶類似骨格を有するメタクリレ
ートのうちの少なくとも１種類を含む場合には、混合材
料中における樹脂材料の組成比ｙ（％）を大きく変化さ
せても液晶と高分子または液晶と樹脂材料との相分離性
が大きく変化せず、液晶表示素子の電気光学特性や高分
子壁の耐熱性および耐衝撃性等の特性に影響が生じな
い。従って、これらの液晶類似骨格を有するアクリレー
トやメタクリレートを用いれば、混合材料中における樹
脂材料の組成比ｙ（％）を液晶表示素子の画素開口率ｘ
（％）に合わせて変化させて、画素部にほぼ一致するよ
うに液晶領域を配置し、画素以外の部分にほぼ一致する
ように高分子壁を配置することができる。

【００７７】さらに、樹脂材料中に、二官能以上のアク
リレートおよび二官能以上のメタクリレートのうちの少
なくとも１種類を含む場合には、液晶材料と高分子およ
び液晶材料と光重合性樹脂との分離度を高めて、液晶の
配向不良等の発生を減少させて表示品位の低下を抑制す
ることができる。また、高分子壁を構成する高分子を架
橋構造にして高分子壁の耐熱性を向上させることができ
るので、信頼性の高い液晶表示素子を作製することがで
きる。

【００７８】このように優れた特性を有する本発明の液
晶表示素子は、混合材料中における樹脂材料の組成比を
調整することにより得ることができ、特別な薄膜層や製
造工程が不要であるため、生産性良く低コストで作製す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示素子を示す断
面図である。

【図２】液晶表示素子の画素開口率ｘ（％）と混合材料
中における樹脂材料の組成比ｙ（％）との関係を示した
グラフである。

【図３】（ａ）は従来の液晶表示素子を示す斜視図であ
り、（ｂ）はその液晶表示素子の製造工程を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ基板２ａ、２ｂ透明電極３液晶領域４高分子壁５スペーサー６シール材７画素

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子壁で液晶領域が囲まれた表示媒体
が一対の基板の間に挟持された液晶表示素子であって、光重合性樹脂を少なくとも含む樹脂材料を液晶材料に混
合した混合材料中における該樹脂材料の組成比ｙ（％）
が画素開口率ｘ（％）に対して０．３×（１００−ｘ）
≦ｙ＜（１００−ｘ）の範囲を満たす該混合材料を、該
一対の基板の間に注入して光照射することにより形成さ
れた該表示媒体を備えている液晶表示素子。
【請求項２】前記混合材料中における前記樹脂材料の
組成比ｙ（％）が、０．５×（１００−ｘ）≦ｙ≦０．
７（１００−ｘ）の範囲を満たす請求項１に記載の液晶
表示素子。