JP3328444B2 - 液晶素子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
加して表示をするための液晶素子に係わり、更に詳しく
は、散乱モードを利用した、偏光板を用いない液晶素子
に関するものである。
モードとしては、複屈折モードを利用したもの、偏光モ
ードを利用したもの、散乱モードを利用したもの等が知
られている。これらの内で、散乱モードを利用したもの
は、構成が単純なため広く用いられようとしている。液
晶の散乱モードを利用した液晶素子としては、分散型、
強誘電液晶型、動的散乱型等が知られており、これらは
偏光板を用いる必要がなく安価で実現できるため、活発
に研究が行なわれている。
分散型を詳細に説明する。分散型の液晶素子では、下記
の三種類のタイプの構成が知られている。第一のタイプ
は、液晶物質をマイクロカプセル化し、このマイクロカ
プセルを高分子材料中に添加して液晶材料層を形成し、
この液晶材料層を対向する一組の基板の間に配置して液
晶素子とするものである。
晶物質を電圧印加方向に通過する光が感じる屈折率(n
0)と、分散媒である高分子材料中を通過する光が感じ
る高分子材料の固有の屈折率(np)とがほぼ等しくな
るように構成されている(n0=np)。このため、電圧
印加時に液晶材料層を電圧印加方向にそって通過する光
は、液晶材料層中でマイクロカプセル中の液晶物質中
と、分散媒である高分子材料中とで等しい屈折率を感じ
ることになり、液晶材料層は透明となり、光を透過す
る。電圧が印加されていない時には、マイクロカプセル
中の液晶物質は、マイクロカプセルの壁面からのわずか
な配向規制力だけを受けることになり、液晶分子はそれ
ぞれランダムな方向に向き、マイクロカプセル中を通過
する光は散乱され、液晶材料層は白濁状態となり、光を
透過しない状態となる。
に添加分散して液晶材料層を形成し、この液晶材料層を
対向する一組の基板の間に配置して液晶素子とするもの
である。このタイプでも、前記第一のタイプと同様、分
散された液晶物質を電圧印加方向に通過する光が感じる
屈折率(n0)と、分散媒である高分子材料中を通過す
る光が感じる屈折率(np)とが等しくなるように構成
されている(n0=np)。このため、電圧印加時に液晶
材料層を電圧印加方向にそって通過する光は、液晶材料
層中で液晶物質中と、高分子材料中とで等しい屈折率を
感じることになり、液晶材料層は透明になり、光を透過
する。電圧が印加されていない時には、液晶物質は、分
散媒である高分子材料との界面からのわずかな配向規則
力だけを受けることになり、液晶分子はそれぞれランダ
ムな方向に向き、液晶物質中を通過する光は散乱され、
液晶材料層は白濁状態となり、光を透過しない状態とな
る。
晶物質7を分散媒とし、この液晶物質7中に等方性材料
の微粒子13を分散添加して液晶材料層9を形成し、こ
の液晶材料層9を表面に透明電極2が形成された基材1
からなる対向する基板3,3の間に配置して液晶素子1
4とするものである。なお、上下の透明電極2間は、ス
イッチ12を介して電源11が接続されており、必要な
電位を液晶材料層9に印加することができる。また、透
明電極2,2の表面には、適宜保護膜4が形成される。
を電圧印加方向に通過する光が感じる屈折率(n0)
と、分散粒である等方性材料の微粒子13中を通過する
光が感じる屈折率(np)とが等しくなるように構成さ
れている(n0=np)。このため、液晶素子の下方から
照射される照射光は電圧印加時に液晶材料層を電圧印加
方向にそって通過する際に、液晶材料層9中に分散媒で
ある液晶物質7中と、分散粒である等方性材料の微粒子
13とで等しい屈折率を感じることになり、透過光とな
るため液晶材料層9は透明になる。これに対して、電圧
が印加されていない時には、分散媒である液晶物質7
は、両側にある基板3,3との界面や分散粒である等方
性材料の微粒子13との界面からのわずかな配向規制力
だけを受けることになり、それぞれランダムな方向に向
き、照射光は液晶材料層9中を通過する間に散乱光とな
り液晶材料層9は白濁状態となる。
ため、近年特に活発に実用化のため研究活動がなされて
いる。
第三のタイプの液晶素子14の構成にあっては、液晶材
料層9中に微細で密度が異なる微粒子13が分散してい
るため、従来の真空注入法では液晶材料中の微粒子13
が邪魔でセル内に液晶材料が注入できない。従って、こ
のタイプの液晶素子14を組み立てる際には、スペーサ
6が配置された片側の基板3表面に微粒子13が分散さ
れた液晶物質7を滴下して、その上に他の基板3を配置
していた。しかしながら、この方法であると、気泡が混
入することを満足に防止することが困難で、歩留まりが
非常に悪かった。また、長期間の使用に対して、図19
に示すように、分散された微粒子13が重力の作用によ
り下方に片寄ってしまったり、図20に示すように、分
散された微粒子13同士が凝集してしまう。このため、
液晶素子の長期間に渡る信頼性が得られなかった。
者等は鋭意研究を重ね、当該問題を解決した発明をし、
先に特許出願(特願平5−341436号)している。
その発明の液晶素子は、図21に示すようなもので、対
向する主表面にそれぞれ電極2,2を有する一組の基板
3,3の間に液晶材料層9が挟持されており、前記液晶
材料層9には分子のねじれ状態が制御された液晶物質7
と、基板3,3の間隔を一定に保つためのスペーサ6と
が含まれている液晶素子において、基板3,3の表面に
は液晶物質7の常光あるいは異常光に対する屈折率とほ
ぼ等しい屈折率を持つ部材からなる凸部17が形成され
ていることを特徴とするものである。
(A)に示すように、照射光21は電圧印加時に液晶材
料層9を電圧印加方向にそって通過する際に、液晶材料
層9中に分散媒である液晶物質7中と、分散粒である等
方性材料の微粒子17とで等しい屈折率を感じることに
なり、透過光22となるため液晶材料層9は透明にな
る。これに対して、図22(B)に示すように、電圧が
印加されていない時には、分散媒である液晶物質7は、
両側にある基板3,3との界面や分散粒である等方性材
料の微粒子17との界面からのわずかな配向規制力だけ
を受けることになるので、それぞれランダムな方向に向
き、照射光21は液晶材料層9中を通過する間に散乱光
23となり液晶材料層9は白濁状態となる。
された凸部17を有しているため、従来の真空注入法を
用いてセル内に液晶物質を注入することが可能となり、
気泡が入ることを根絶でき、歩留まりが著しく向上す
る。また、長期間の使用に対しても、配置された凸部1
7が重力の作用により片寄ってしまったり、配置された
凸部17同士が凝集してしまうことが皆無となり、液晶
素子18の長期間に渡る使用が可能となる。したがっ
て、高価な偏光板を用いない簡単な構造で、液晶の分散
モードを利用した液晶素子を確実に実現することができ
る。
明であると、図16に示すように、液晶層9において、
凸部17の形成されている箇所での距離d'LCと、凸部
17の形成されていない箇所での距離dLCが異なること
と、液晶分子と凸部の材料の誘電率が異なる(一般に、
液晶材料の誘電率εLCは18程度、樹脂材料の誘電率ε
pは3〜5である)ことにより、箇所によって液晶層に
かかる電圧に不均等が生じることがある。例えば、凸部
の形成されていない箇所での電圧をE0、上下両基板に
凸部17が形成されている箇所での電圧をELC、凸部の
高さをHPとした場合、図10(図中、○参照)に示す
ように、凸部17の高さHPが高くなるにつれて、E0と
ELCの差が大きくなってしまう。尚、図10において
は、距離dLCを8μm、液晶の誘電率εLCを18、凸部
を構成する樹脂の誘電率εpを3としたものを表示し
た。
が生じると、V/T特性において急峻性が低下し、図1
7に示すように、双安定性駆動において実効的なヒステ
リシス幅ΔHが小さくなってしまい、双安定性駆動が実
質的に困難であった。また、液晶層にかかる電圧が不均
等であることから、液晶表示にムラが生じる場合があっ
た。
たもので、散乱モードを利用し、高価な偏光板を用いな
い液晶素子において、従来の真空注入法を用いてセル内
に液晶物質を注入することが可能で歩留まりが高く、ま
た長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつつも、液
晶層にかかる電圧の分布を均等にすることのできる液晶
素子を提供するものである。
は、電極を有する一対の基板間に、液晶が充填された液
晶層が介在し、両基板の液晶層側の表面に、液晶の常光
に対する屈折率と屈折率がほぼ等しい材料からなる凹凸
体が形成され、凹凸体の表面形状は、一方の基板に形成
された凹凸体と他方の基板の凹凸体とが嵌合するもの
で、凹凸体間の距離が一定とされていることを特徴とす
るものである。
電率と凹凸体を構成する材料の誘電率がほぼ等しいこと
を特徴とする請求項1記載の液晶素子である。
部材前駆体に、切削面が所定の型面をなす切削し、分割
することにより、互いの型面が組み合わされ得る第1型
部材と第2型部材を製造する工程と、電極を有する一対
の第1の基板と第2の基板の表面上に、熱可塑性樹脂材
料からなる凹凸体原膜を成膜する工程と、第1の基板に
成膜された凹凸体原膜に前記第1型部材を押圧し、凹凸
形状を転写する工程と、第2の基板に成膜された凹凸体
原膜に第2型部材を押圧し、凹凸形状を転写する工程と
を有することにより、第1の基板の表面に形成された凹
凸体に嵌合する形状の凹凸体を第2の基板の表面に形成
することを特徴とするものである。
部材前駆体に、切削面が所定の型面をなす切削し、分割
することにより、互いの型面が組み合わされ得る第1型
部材と第2型部材を製造する工程と、前記第1型部材お
よび第2型部材の型面の凹部に熱可塑性樹脂材料を充填
する工程と、電極を有する一対の第1の基板と第2の基
板の内、第1の基板の表面に前記第1型部材を当接して
凹部に充填された熱可塑性樹脂材料を転移させ、第2の
基板の表面に第2型部材を当接して凹部に充填された熱
可塑性樹脂材料を転移させる工程とを有することによ
り、第1の基板の表面に形成された凹凸体に嵌合する形
状の凹凸体を第2の基板の表面に形成することを特徴と
するものである。
記載の液晶素子の製造方法において、熱可塑性樹脂材料
に紫外線硬化性樹脂を用い、凹凸体を各基板上に形成し
た後に、紫外線を照射し、硬化させることを特徴とする
ものである。
印加されていないときには、光を散乱させる凹凸体が基
板の表面に形成されつつ、凹凸の有無に関係なく基板間
の距離が一定に保たれるので、液晶層に印加される電圧
が一定となる。
に形成される凹凸体の誘電率と液晶物質の誘電率が等し
いことから、凹凸体の形状に関係なく、液晶層に印加さ
れる電圧が一定となる。
の液晶素子を製造するにあたり、容易に製造することが
可能となる。
すような液晶素子18において、その液晶物質の平均誘
電率εLCと、凸部17を構成する材料の誘電率εpを等
しくしたものである。この構成とすることにより、図1
6に示すdLCとd'LCに差が生じても、凸部17の形成
の有無に関係なく、液晶層9には一定の電圧が印加され
ることになる。すなわち、液晶物質の誘電率εLCが18
のときに、凸部17を構成する樹脂材料に、その誘電率
εpが18のものを使用すれば、図10の●で示される
ように、凸部17の高さHpの影響を受けることなく、
E0/ELCが一定の値1.0を保つようになる。
ック液晶(ロディック(株)製PN−002)、ネマテ
ィック液晶に、コレステリック成分を添加したもの(チ
ッソ(株)製CM−33)、またはこれらの液晶物質
に、2色性色素を単独あるいは複数溶解させたものなど
が適用できる。
し、高価な偏光板を用いない液晶素子において、凸部は
基板に固定されているので従来の真空注入法を用いてセ
ル内に液晶物質を注入することが可能で、歩留まりが高
く、また長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつつ
も、液晶層にかかる電圧の分布を均等にすることがで
き、V/T特性において急峻性が向上し、双安定性駆動
において実効的なヒステリシス幅ΔHが大きくなり、実
質的な双安定性駆動が容易となり、また液晶表示のムラ
を低減できる。
材料を凸部の材料に用いることにより、液晶素子の所謂
立上がりが高められる。即ち、図9に印加電圧と透過率
のグラフを示すが、誘電率εpが3のものであると、印
加電圧の増加に対して徐々に透過率が大きくなるが、誘
電率εpの高いものであると、液晶素子の駆動のための
飽和電圧が低下し、誘電率εpが18のものであると、
印加電圧が約12V程度で透過率がほぼ十分な値をとる
ような急峻性を発揮できるようになる。したがって、液
晶素子を低い電圧で駆動できるようになるので、液晶表
示装置の低電圧駆動が可能となり、消費電力の低減を図
ることができる。
と、凸部17を構成する材料の誘電率εpを等しくしな
くとも、より近づけることによっても相応の効果を得ら
れることは勿論のことである。すなわち、εpを高めて
εLCに近似させることにより、電圧の不均等は低減さ
れ、また、低電圧駆動での液晶表示装置の実現を図るこ
とができる。
アノエチルセルロース、シアノエチルポバール(εp=
12〜13)、シアノエチルヒドロキシエチルセルロー
ス(εp=15〜17)、シアノエチルスターチ(εp=
15)、シアノエチルプルラン(ε=18〜20)等が
ある。
子10は、ガラス基板1に電極2及び保護膜4の設けら
れた第1基板3と、同様に、ガラス基板1に電極2及び
保護膜4の設けられた第2基板6と、これら一対の基板
3,6間に充填された液晶物質からなる液晶層8とから
概略構成されている。液晶層8の周部にはシール部5が
設けられ、充填された液晶が漏れないようになってい
る。また図示されていないが、液晶層の厚みを一定に保
つために、基板3,6の間には、一定の大きさの樹脂な
どからなる微粒子のスペーサが介在している。また、電
極2,2には電源11ならびにスイッチ12等が接続さ
れる。
基板3,6の液晶層8側の表面に、液晶物質と屈折率が
等しい材料からなる凹凸体15,16が形成されてい
る。凹凸体は、液晶物質の常光に対する屈折率と屈折率
がほぼ等しい各種の熱可塑性樹脂からなり、上記したも
のの他にも、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネー
ト、ポリエーテル、ポリスルホン、フッ素樹脂などが適
用され得る。この凹凸体15,16の表面形状は、両基
板3,6を近接すると第1基板3に形成された凹凸体1
5と第2基板6の凹凸体16とが嵌合する形状とされ
る。即ち、凹凸体15の突出しているところに対向する
凹凸体16の部分は凹んでおり、凹凸体15の凹んでい
るところに対向する凹凸体16の部分は突出し、図1に
示すものでは位相が半波長ずれた波状とされ、さらに各
凹凸体15,16間の距離は一定とされている。例え
ば、d1=d2=d3となる。
の高低差は、1〜50μm程度が好ましい。1μm以下で
あると、後述するように、凹凸による表面積の増加が望
めず、光を散乱させる度合いが小さく、50μm以上で
あると、電極間のギャップが大きくなり、駆動電圧が高
くなるからである。
通過する光に対して、液晶の常光に対する屈折率
(n0)と、凹凸体15,16の屈折率(np)とが等し
い(n0=np)ため、図2(A)に示されるように、光
線21は電圧印加時に液晶材料層8を電圧印加方向に沿
って透過する。しかし、電圧が印加されていない時に
は、図2(B)に示されるように、液晶は、両側にある
基板3,6の凹凸体15,16との界面からのわずかな
配向規制力だけを受けることになり、液晶分子はそれぞ
れランダムな方向に向き、光線21は液晶層8中を通過
する間に散乱されるので、液晶素子は白濁状態となり、
表示がされなくなる。
せば、種々のものが適用でき、図1に示した波状のもの
の他、例えば、図3に示すような、半球状に突起した凹
凸体19及びその反転した形状の凹凸体20の組合せ、
図4に示すような、円錐突起が複数形成された凹凸体2
4及び、その反転した形状の凹凸体26の組合せ、図5
に示すような波長の長い波状の凹凸体28及び、その反
転した形状の凹凸体30の組合せ、図6に示すような反
楕円状に突起した凹凸体32及び、その反転した形状の
凹凸体34の組合せ、図7に示すような台形状に突起し
た凹凸体36及び、その反転した形状の凹凸体38の組
合せ、図8に示すような八角形を半分にした形状に突起
した凹凸体40及び、その反転した形状の凹凸体42の
組合せ等が適用できる。
好ましいので、凹凸体の形状としてはなるべく平坦な部
分を有さず、曲面で構成されている部分の多いものが望
ましく、図1、3、5、6に示したものがより好まし
い。
表面積はできるだけ大きいものが望ましい。例えば、凹
凸体の表面形状が波状のものである場合、振幅が同じで
あれば、その波長は短い方がより好ましい。また、例え
ば、図3に示した形状のものの場合、その凸部の径は1
μm〜数十μmのものが好ましい。但しこの場合、1μm
よりも小さくなると、光線の波長に凹凸体の表面形状が
影響し、色彩が付与される可能性が生じてくる。
測定した。測定結果を図11に示す。図11において、
横軸は、平坦な基板表面の表面積に対して、凹凸体が形
成されることによる表面積の増加の割合を示したもの
で、凹凸が形成されず、平坦な基板表面に対して表面積
の増加がない場合が0.0となり、凹凸体が形成される
ことによる表面積の増加分が平坦な表面積と等しい(平
坦な基板表面に対して2倍になる)ものが1.0で表わ
される。尚、使用に供した凹凸体は、図3に示されるも
ので、その平均厚さが3μmのものである。図11か
ら、凹凸体を形成することによる表面積の増加分が大き
くなるにつれて、光透過率が減少し、より光を散乱させ
る機能が高まっていることがわかる。したがって、凹凸
体を形成し、その表面積を増加させることにより、電圧
が印加されていない時の、光線の散乱が高まり、液晶素
子が駆動しているときとのコントランストが高められる
ことがわかる。
し、高価な偏光板を用いない液晶素子において、凹凸体
は基板に固定されているので従来の真空注入法を用いて
セル内に液晶物質を注入することが可能で、歩留まりが
高く、また長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつ
つも、液晶層にかかる電圧の分布を均等にすることがで
き、V/T特性において急峻性が向上し、双安定性駆動
において実効的なヒステリシス幅ΔHが大きくなり、実
質的な双安定性駆動が容易となり、また液晶表示のムラ
を低減できる。
れることが望ましい。まず、耐熱性樹脂、セラミック、
金属などからなる矩形状の型部材前駆体を用意する。そ
して、形成する凹凸体の表面形状が波状のものであれ
ば、図12に示すように、切削面がその波状に合致する
ように、その型部材前駆体42の央部を切削、分割し、
所定の大きさ、密度の凹凸を有する型面の2つの型部材
44,46を製造する。
に示すように、基材1表面に透明電極2と保護膜(図示
略)とが形成されたガラス製の2枚の基板、第1の基板
と第2の基板を準備する(一枚のみ図示)。そして、基
板の表面に例えば、屈折率が1.520であるポリアミ
ドからなる凹凸体原膜48を形成する。次いで、基板温
度および型温度を170℃としておいて、凹凸体原膜4
8の表面に上記型部材44を押圧し(図13(B))、
第1型部材44の型面45の形状を凹凸体原膜48に転
写する。その後、基板温度、型温度とも90℃まで冷却
した後、型部材44を基板面から剥離し、基板表面に凹
凸体15の形成された第1の基板3を製造する(図13
(C))。同様にしてもう1つの基板にも凹凸体16を
形成して第2の基板を製造する。この際には、もう一方
の型部材46を使用する。その他の工程、すなわち両基
板の組立工程や液晶の充填工程等は従来一般に用いられ
ている手段を適用することができる。
材44と46を用いて形成することにより、第1の基板
3に形成された凹凸体15と第2の基板6に形成された
凹凸体16の表面形状は互いに嵌合する形状のものとさ
れる。また、この製造方法であると、1つの型部材前駆
体42から2つの型部材44,46を、それらの型面が
嵌合するように調製することが容易となる。
に、オフセット転写によっても凹凸体を形成することが
できる。まず、上記製造例1と同様に、基材1表面に透
明電極2と保護膜とが形成されたガラス製の基板を2枚
準備する(一枚のみ図示)。そして、基板の表面に屈折
率が1.520であるポリアミドからなる凹凸体原膜5
0を形成するとともに、型面に所定の大きさ、密度で形
成された凹凸を有する上記型部材44の凹部51に、屈
折率が1.520であるポリアミドからなる熱可塑性樹
脂材料52を充填し、基板に対向配置する(図14
(A))。次いで型部材44を基板表面に押しつける
(図14(B))。このとき、基板温度は170℃、型
温度は200℃とした。その後、基板温度、型温度とも
90℃まで冷却した後、型部材44を基板面から剥離
し、型部材44の凹部51に充填されていた熱可塑性樹
脂材料をその凹部51の形状を保ったまま、基板に転移
させて基板表面に凹凸体15を形成する(図14
(C))。この方法による製造方法であると、凹凸形状
の均一性、加工の再現性が良好であり、任意形状に加工
することができる。
うに、凹凸体を構成する材料として紫外線硬化樹脂を用
いることよっても凹凸体を製造することができる。上記
製造例1,2と同様に、図15(A)に示すように、基
材1表面に透明電極2と保護膜とが形成されたガラス製
の基板を2枚準備する(一枚のみ図示)。そして、型面
に所定の大きさ、密度で形成された凹凸を有する上記型
部材44の凹部51に、屈折率が1.523である紫外
線硬化樹脂56を充填し、基板に対向配置した。紫外線
硬化樹脂としては、光硬化ビニル系樹脂の使用が望まし
い。具体的には、光硬化性アクリル系樹脂、特に光照射
によって重合硬化するアクリルオリゴマーを有するも
の、エステルアクリレート、エーテルアクリレート、エ
ステルウレタンアクリレート、エーテルウレタンアクリ
レート、ブタジエンウレタンアクリレート、エポキシア
クリレート、アミノ樹脂アクリレート、アクリル樹脂ア
クリレート等が使用できる。次いで型部材44を基板表
面に押しつけた(図15(B))。このとき、基板温度
および型温度は室温とすると同時に、基板裏面より紫外
線58を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させ基板表面に
接着固定した。その後、型部材44を基板面から剥離
し、基板表面に凹凸体15を形成した(図15
(C))。この紫外線硬化樹脂を使用するものである
と、基板や凹凸体を構成する樹脂等を加熱する必要がな
いので、耐熱性が十分でない基板に対しても適用するこ
とができる。
脂としては、紫外線硬化樹脂ばかりでなく、可視光や電
子線の照射等により硬化する樹脂も適用され得るのは勿
論である。
も、凹凸体の材料の誘電率εpは、より高く、可能なか
ぎり、液晶材料と近似したものが好ましい。液晶材料の
誘電率εLCと、凹凸体の誘電率εpが近似しているもの
ほど、実施例1で説明したように、より液晶層に印加さ
れる電圧が均一化し、また、凹凸体の誘電率εpが高い
ものほど、液晶素子の駆動のための飽和電圧が低下し、
液晶素子を低い電圧で駆動できるようになるので、液晶
表示装置の低電圧駆動が可能となり、消費電力の低減を
図ることができる。
る一対の基板間に、液晶が充填された液晶層が介在し、
両基板の液晶層側の表面に、液晶の常光に対する屈折率
と屈折率がほぼ等しい材料からなる凹凸体が形成され、
凹凸体の表面形状は、一方の基板に形成された凹凸体と
他方の基板の凹凸体とが嵌合するもので、凹凸体間の距
離が一定とされていることを特徴とするもので、液晶層
に電圧が印加されていないときには、光を散乱させる凹
凸体が基板の表面に形成された構造で、散乱モードを利
用し、高価な偏光板を用いることなく、凹凸体が液晶物
質の注入を阻害することなく従来の真空注入法を用いて
セル内に液晶物質を注入することが可能で、歩留まりが
高く、また長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつ
つも、さらに、凹凸の有無に関係なく基板間の距離が一
定に保たれるので、液晶層に印加される電圧が一定とな
る。従って、V/T特性において急峻性が向上し、双安
定性駆動において実効的なヒステリシス幅ΔHが大きく
なり、実質的な双安定性駆動が容易となり、また液晶表
示のムラを低減できる。
電率と凹凸体を構成する材料の誘電率がほぼ等しいこと
を特徴とする請求項1記載の液晶素子で、散乱モードを
利用し、高価な偏光板を用いることなく、凸部が液晶の
注入を阻害することなく従来の真空注入法を用いてセル
内に液晶物質を注入することが可能で、歩留まりが高
く、また長期間の使用に耐用でき、簡単な構造としつつ
も、基板の表面に形成される凹凸体の誘電率と液晶物質
の誘電率が等しいことから、凹凸体の形状に関係なく、
液晶層に印加される電圧が一定となる。したがって、V
/T特性において急峻性が向上し、双安定性駆動におい
て実効的なヒステリシス幅ΔHが大きくなり、実質的な
双安定性駆動が容易となり、また、液晶表示のムラを低
減できる。
部材前駆体に、切削面が所定の型面をなす切削し、分割
することにより、互いの型面が組み合わされ得る第1型
部材と第2型部材を製造する工程と、電極を有する一対
の第1の基板と第2の基板の表面上に、熱可塑性樹脂材
料からなる凹凸体原膜を成膜する工程と、第1の基板に
成膜された凹凸体原膜に前記第1型部材を押圧し、凹凸
形状を転写する工程と、第2の基板に成膜された凹凸体
原膜に第2型部材を押圧し、凹凸形状を転写する工程と
を有することにより、第1の基板の表面に形成された凹
凸体に嵌合する形状の凹凸体を第2の基板の表面に形成
することを特徴とするものであり、請求項4記載の液晶
素子の製造方法は、同様の型部材を利用し、前記第1型
部材および第2型部材の型面の凹部に熱可塑性樹脂材料
を充填する工程と、電極を有する一対の第1の基板と第
2の基板の内、第1の基板の表面に前記第1型部材を当
接して凹部に充填された熱可塑性樹脂材料を転移させ、
第2の基板の表面に第2型部材を当接して凹部に充填さ
れた熱可塑性樹脂材料を転移させる工程とを有すること
により、第1の基板の表面に形成された凹凸体に嵌合す
る形状の凹凸体を第2の基板の表面に形成することを特
徴とするものであり、請求項5記載の発明は、請求項3
または4記載の液晶素子の製造方法において、熱可塑性
樹脂材料に紫外線硬化性樹脂を用い、凹凸体を各基板上
に形成した後に、紫外線を照射し、硬化させることを特
徴とするもので、いずれも、請求項1にかかる液晶素子
を容易に製造することが可能となる。
断面図で、図2(A)は電圧を印加したときの、図2
(B)は電圧を印加していないときのものである。
る。
示すグラフである。
を示すグラフである。
型部材の説明図である。
(A)は型部材を押圧する前、図13(B)は型部材を
押圧したところ、図13(C)は型部材を取り外したと
ころを示すものである。
(A)は型部材を押圧する前、図14(B)は型部材を
押圧したところ、図14(C)は型部材を取り外したと
ころを示すものである。
(A)は型部材を押圧する前、図15(B)は型部材を
押圧したところ、図15(C)は型部材を取り外したと
ころを示すものである。
を示す側断面図である。
面図で、図22(A)は駆動したところ、図22(B)
は駆動していないところ示すものである。
Claims (5)
- 【請求項1】 電極を有する一対の基板間に、液晶が充
填された液晶層が介在し、両基板の液晶層側の表面に、
液晶の常光に対する屈折率と屈折率がほぼ等しい材料か
らなる凹凸体が形成され、 凹凸体の表面形状は、一方の基板に形成された凹凸体と
他方の基板の凹凸体とが嵌合するもので、凹凸体間の距
離が一定とされていることを特徴とする液晶素子。 - 【請求項2】 液晶の平均誘電率と凹凸体を構成する材
料の誘電率がほぼ等しいことを特徴とする請求項1記載
の液晶素子。 - 【請求項3】 型部材前駆体に、切削面が所定の型面を
なす切削し、分割することにより、互いの型面が組み合
わされ得る第1型部材と第2型部材を製造する工程と、 電極を有する一対の第1の基板と第2の基板の表面上
に、熱可塑性樹脂材料からなる凹凸体原膜を成膜する工
程と、 第1の基板に成膜された凹凸体原膜に前記第1型部材を
押圧し、凹凸形状を転写する工程と、第2の基板に成膜
された凹凸体原膜に第2型部材を押圧し、凹凸形状を転
写する工程とを有することにより、 第1の基板の表面に形成された凹凸体に嵌合する形状の
凹凸体を第2の基板の表面に形成することを特徴とする
液晶素子の製造方法。 - 【請求項4】 型部材前駆体に、切削面が所定の型面を
なす切削し、分割することにより、互いの型面が組み合
わされ得る第1型部材と第2型部材を製造する工程と、 前記第1型部材および第2型部材の型面の凹部に熱可塑
性樹脂材料を充填する工程と、 電極を有する一対の第1の基板と第2の基板の内、第1
の基板の表面に前記第1型部材を当接して凹部に充填さ
れた熱可塑性樹脂材料を転移させ、第2の基板の表面に
第2型部材を当接して凹部に充填された熱可塑性樹脂材
料を転移させる工程とを有することにより、 第1の基板の表面に形成された凹凸体に嵌合する形状の
凹凸体を第2の基板の表面に形成することを特徴とする
液晶素子の製造方法。 - 【請求項5】 請求項3または4記載の液晶素子の製造
方法において、熱可塑性樹脂材料に紫外線硬化性樹脂を
用い、凹凸体を各基板上に形成した後に、紫外線を照射
し、硬化させることを特徴とする液晶素子の製造方法。
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