JP3344642B2 - 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
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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】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＡ（オフイスオ
ートメーション）用、ＡＶ（オーディオビジュアル）用
などの液晶パネルに幅広く利用される液晶表示素子及び
その製造方法に関する。
ートメーション）用、ＡＶ（オーディオビジュアル）用
などの液晶パネルに幅広く利用される液晶表示素子及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】上述した液晶表示素子としては、現在、
種々多様な液晶を使った表示モードが見い出され、ＴＮ
（ツイスティッドネマチック）、ＳＴＮ（スーパーツイ
スティッドネマチック）などの表示モードのものが量産
化されている。
種々多様な液晶を使った表示モードが見い出され、ＴＮ
（ツイスティッドネマチック）、ＳＴＮ（スーパーツイ
スティッドネマチック）などの表示モードのものが量産
化されている。
【０００３】これら表示モードに用いられている液晶材
料は、通常、液晶と、液晶の螺旋ピッチを調節するため
のカイラル剤とから構成され、そのカイラル剤によって
液晶の螺旋ピッチを制御し決定している。この液晶の螺
旋ピッチは、そのカイラル剤の種類によって、温度上昇
に伴って長くしたり、短くしたりすることが可能であ
る。
料は、通常、液晶と、液晶の螺旋ピッチを調節するため
のカイラル剤とから構成され、そのカイラル剤によって
液晶の螺旋ピッチを制御し決定している。この液晶の螺
旋ピッチは、そのカイラル剤の種類によって、温度上昇
に伴って長くしたり、短くしたりすることが可能であ
る。
【０００４】現在、一般的に用いられているカイラル剤
は、ＣＮ（コレステリックノナネート：チッソ社製）や
Ｓ−８１１（メルク社製）であり、これらは温度上昇に
よって液晶の螺旋ピッチを長くする性質をもっている。
温度上昇と伴に液晶の螺旋ピッチを長くしたり、短くす
るのは一般的にはどちらでもよく、使用温度範囲内、つ
まりおよそ０℃から４０℃において、ｄ／ｐ（ｄ：セル
厚、ｐ：液晶の自然ピッチ）の値が、安定した配向を得
られる範囲であればよい。前記自然ピッチとは、基板間
隔と液晶のツイスト角により規定されるものである。
は、ＣＮ（コレステリックノナネート：チッソ社製）や
Ｓ−８１１（メルク社製）であり、これらは温度上昇に
よって液晶の螺旋ピッチを長くする性質をもっている。
温度上昇と伴に液晶の螺旋ピッチを長くしたり、短くす
るのは一般的にはどちらでもよく、使用温度範囲内、つ
まりおよそ０℃から４０℃において、ｄ／ｐ（ｄ：セル
厚、ｐ：液晶の自然ピッチ）の値が、安定した配向を得
られる範囲であればよい。前記自然ピッチとは、基板間
隔と液晶のツイスト角により規定されるものである。
【０００５】ところで、特開平７−２５８６４１号公報
には液晶の自然ピッチが温度上昇に伴って長くなる光学
活性物質と、温度上昇に伴って短くなる光学活性物質と
を混合して用いることで、温度が上昇しても殆ど液晶の
螺旋ピッチを変化させないようにする技術が報告されて
いる。
には液晶の自然ピッチが温度上昇に伴って長くなる光学
活性物質と、温度上昇に伴って短くなる光学活性物質と
を混合して用いることで、温度が上昇しても殆ど液晶の
螺旋ピッチを変化させないようにする技術が報告されて
いる。
【０００６】液晶の配向に関しては、一般に、その基板
をラビング処理している場合の液晶分子の配向は、特開
平７−２１８９１５号公報に記載されているように、用
いたカイラル剤入り液晶のネマチック−アイソトロピッ
ク相転移温度（ＴN-1）（℃）での自然ピッチｐとセル
厚ｄとラビング規制力とにより決まるツイスト配向をす
る。このため、ＴN-1点付近の自然ピッチｐは使用温度
範囲内でのｄ／ｐの値から極端にずれていなければよい
とされている。
をラビング処理している場合の液晶分子の配向は、特開
平７−２１８９１５号公報に記載されているように、用
いたカイラル剤入り液晶のネマチック−アイソトロピッ
ク相転移温度（ＴN-1）（℃）での自然ピッチｐとセル
厚ｄとラビング規制力とにより決まるツイスト配向をす
る。このため、ＴN-1点付近の自然ピッチｐは使用温度
範囲内でのｄ／ｐの値から極端にずれていなければよい
とされている。
【０００７】更に、特開平６−２６５８９９号公報に
は、ラビング処理せずに液晶の自然ピッチを利用して基
板界面の配向を得るための製造方法が示されている。そ
の公報中には、液晶の自然ピッチの値が温度上昇に伴っ
て小さくなる傾向の特性を有する液晶材料を用いてスト
ライプドメインを発生しにくくし、表示のコントラスト
や応答速度の低下を防ぐ技術が報告されている。この場
合、液晶分子の配向状態は、用いたカイラル剤入り液晶
のＴN-1での自然ピッチｐとセル厚ｄとにより決まるツ
イスト配向となる。このため、例えば液晶分子が上下基
板で９０°捩れたＴＮ型液晶表示素子を作製する場合、
液晶セルのギャップｄと液晶のカイラルピッチｐとの関
係が、ＴN-1点付近においてｄ／ｐ＝０．２５になるよ
うに調整している。
は、ラビング処理せずに液晶の自然ピッチを利用して基
板界面の配向を得るための製造方法が示されている。そ
の公報中には、液晶の自然ピッチの値が温度上昇に伴っ
て小さくなる傾向の特性を有する液晶材料を用いてスト
ライプドメインを発生しにくくし、表示のコントラスト
や応答速度の低下を防ぐ技術が報告されている。この場
合、液晶分子の配向状態は、用いたカイラル剤入り液晶
のＴN-1での自然ピッチｐとセル厚ｄとにより決まるツ
イスト配向となる。このため、例えば液晶分子が上下基
板で９０°捩れたＴＮ型液晶表示素子を作製する場合、
液晶セルのギャップｄと液晶のカイラルピッチｐとの関
係が、ＴN-1点付近においてｄ／ｐ＝０．２５になるよ
うに調整している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶表示素
子の構造として、本願発明者らは、一対の基板間に設け
られる表示媒体を、液晶領域を微細に高分子壁で仕切っ
た構造のものを提案している（特開平６−３０１０１５
号公報）。この提案の液晶表示素子の製造方法は、以下
に述べるようにして作製される。
子の構造として、本願発明者らは、一対の基板間に設け
られる表示媒体を、液晶領域を微細に高分子壁で仕切っ
た構造のものを提案している（特開平６−３０１０１５
号公報）。この提案の液晶表示素子の製造方法は、以下
に述べるようにして作製される。
【０００９】まず、液晶駆動用の透明電極を共に有する
一対の基板を、透明電極を内側にして対向配設する。続
いて、対向する一対の基板の間に、液晶材料と光重合性
樹脂と光重合開始剤とを少なくとも含む混合材料を配
し、この混合材料も含めて基板を加熱して、内部の混合
材料が等方性状態を示す温度まで加熱する。その後、温
度を保ったまま、混合材料に対して強弱を有する紫外光
を照射する。
一対の基板を、透明電極を内側にして対向配設する。続
いて、対向する一対の基板の間に、液晶材料と光重合性
樹脂と光重合開始剤とを少なくとも含む混合材料を配
し、この混合材料も含めて基板を加熱して、内部の混合
材料が等方性状態を示す温度まで加熱する。その後、温
度を保ったまま、混合材料に対して強弱を有する紫外光
を照射する。
【００１０】次に、室温までゆっくり徐冷することで、
液晶材料と光重合性樹脂とを相分離させ、光の強領域に
光重合性樹脂を、光の弱領域に液晶を配置して、上記液
晶素子を作製する。
液晶材料と光重合性樹脂とを相分離させ、光の強領域に
光重合性樹脂を、光の弱領域に液晶を配置して、上記液
晶素子を作製する。
【００１１】このように行う液晶表示素子の製造方法に
おいては、紫外光を照射した後、徐冷工程を行うことに
よって液晶材料と光重合性樹脂とを相分離させるが、液
晶の配向状態は、徐冷工程におけるＴN-1付近で液晶の
ドロップレットが発生し始める初期段階で殆ど決まって
しまう。よって、カイラル剤入り液晶の自然ピッチが温
度上昇と伴に長くなるような液晶材料を用いる場合、先
述の相分離し始めるＴN-1付近においては液晶材料に光
重合性樹脂が少なからず混ざっていて、その状態の液晶
の自然ピッチが、液晶単体での自然ピッチに比べて長く
なる傾向を示す。よって、先述したように液晶の配向は
ｄ／ｐで決まるため、自然ピッチｐが長くなるとｄ／ｐ
が小さくなってしまい、目的とするツイスト配向をせ
ず、ツイスト角が小さくなる配向を示す場合がある。つ
まり、ツイスト角が２４０°のスーパーツイステッドネ
マチック液晶表示素子を作製する場合においては、自然
ピッチｐが長くなるとｄ／ｐが小さくなるため、２４０
°ではなく６０°にツイストするという低ツイスト現象
が起こる場合がある。したがって、上記のような温度上
昇に伴って自然ピッチが長くなるような液晶材料を用い
ると、配向の安定性が悪くなって目的とするピッチにで
きないという課題を有している。
おいては、紫外光を照射した後、徐冷工程を行うことに
よって液晶材料と光重合性樹脂とを相分離させるが、液
晶の配向状態は、徐冷工程におけるＴN-1付近で液晶の
ドロップレットが発生し始める初期段階で殆ど決まって
しまう。よって、カイラル剤入り液晶の自然ピッチが温
度上昇と伴に長くなるような液晶材料を用いる場合、先
述の相分離し始めるＴN-1付近においては液晶材料に光
重合性樹脂が少なからず混ざっていて、その状態の液晶
の自然ピッチが、液晶単体での自然ピッチに比べて長く
なる傾向を示す。よって、先述したように液晶の配向は
ｄ／ｐで決まるため、自然ピッチｐが長くなるとｄ／ｐ
が小さくなってしまい、目的とするツイスト配向をせ
ず、ツイスト角が小さくなる配向を示す場合がある。つ
まり、ツイスト角が２４０°のスーパーツイステッドネ
マチック液晶表示素子を作製する場合においては、自然
ピッチｐが長くなるとｄ／ｐが小さくなるため、２４０
°ではなく６０°にツイストするという低ツイスト現象
が起こる場合がある。したがって、上記のような温度上
昇に伴って自然ピッチが長くなるような液晶材料を用い
ると、配向の安定性が悪くなって目的とするピッチにで
きないという課題を有している。
【００１２】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、液晶の螺旋ピッチを目的
のピッチにすることができる液晶表示素子及びその製造
方法を提供することを目的とする。
決すべくなされたものであり、液晶の螺旋ピッチを目的
のピッチにすることができる液晶表示素子及びその製造
方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、一対の基板の間に、ＳＴＮモードの液晶領域が高分
子によって部分的または全体的に囲まれた表示媒体が配
置されるとともに、各基板の外側に偏光板がそれぞれ設
けられた液晶表示素子であって、該液晶領域が、基板間
隔と液晶のツイスト角により規定される自然ピッチの値
が温度上昇に伴って小さくなる傾向を有する液晶からな
り、そのことにより上記目的が達成される。
は、一対の基板の間に、ＳＴＮモードの液晶領域が高分
子によって部分的または全体的に囲まれた表示媒体が配
置されるとともに、各基板の外側に偏光板がそれぞれ設
けられた液晶表示素子であって、該液晶領域が、基板間
隔と液晶のツイスト角により規定される自然ピッチの値
が温度上昇に伴って小さくなる傾向を有する液晶からな
り、そのことにより上記目的が達成される。
【００１４】本発明の液晶表示素子の製造方法は、液晶
を駆動するための透明電極を有する一対の基板を、該透
明電極を内側にして一定間隔を保って対向配置する工程
と、基板間隔と液晶のツイスト角により規定される自然
ピッチの値が温度上昇に伴って小さくなる傾向を示すＳ
ＴＮモードの液晶材料と、光重合性樹脂と、光重合開始
剤とを少なくとも含む混合材料を、対向配置した基板間
に注入する工程と、該混合材料を、該混合材料が等方性
液体状態を示す温度まで加熱して、該混合材料に紫外光
を照射する工程と、徐冷を行って、該混合材料中の液晶
材料と光重合性樹脂とを任意の形状に相分離させる工程
と、各基板の外側に偏光板をそれぞれ配設する工程とを
含み、そのことにより上記目的が達成される。
を駆動するための透明電極を有する一対の基板を、該透
明電極を内側にして一定間隔を保って対向配置する工程
と、基板間隔と液晶のツイスト角により規定される自然
ピッチの値が温度上昇に伴って小さくなる傾向を示すＳ
ＴＮモードの液晶材料と、光重合性樹脂と、光重合開始
剤とを少なくとも含む混合材料を、対向配置した基板間
に注入する工程と、該混合材料を、該混合材料が等方性
液体状態を示す温度まで加熱して、該混合材料に紫外光
を照射する工程と、徐冷を行って、該混合材料中の液晶
材料と光重合性樹脂とを任意の形状に相分離させる工程
と、各基板の外側に偏光板をそれぞれ配設する工程とを
含み、そのことにより上記目的が達成される。
【００１５】本発明の液晶表示素子において、前記液晶
領域がツイスト配向している構成とすることができる。
領域がツイスト配向している構成とすることができる。
【００１６】本発明の液晶表示素子において、前記液晶
領域が軸対称配向している構成とすることができる。
領域が軸対称配向している構成とすることができる。
【００１７】以下に、本発明の作用につき説明する。
【００１８】本発明においては、一対の基板間に設ける
表示媒体が、液晶材料からなる液晶領域を高分子にて囲
んだ状態となるように、液晶材料と光重合性樹脂とを相
分離する際において、光照射後に室温付近までゆっくり
徐冷する。このとき、液晶材料として、自然ピッチｐが
温度上昇に伴って変化しないか、または、温度上昇に伴
って小さくなるような特性を示すカイラル剤を混合した
ものを用いる。この混合材料を使用する場合は、液晶の
ドロップレットが発生し始めるＴN-1付近でのｄ／ｐ
が、本来の目的のツイスト角を得る範囲内となり、よっ
て、ＴN-1付近で殆ど決まってしまうツイスト角を目的
通りに得ることができる。
表示媒体が、液晶材料からなる液晶領域を高分子にて囲
んだ状態となるように、液晶材料と光重合性樹脂とを相
分離する際において、光照射後に室温付近までゆっくり
徐冷する。このとき、液晶材料として、自然ピッチｐが
温度上昇に伴って変化しないか、または、温度上昇に伴
って小さくなるような特性を示すカイラル剤を混合した
ものを用いる。この混合材料を使用する場合は、液晶の
ドロップレットが発生し始めるＴN-1付近でのｄ／ｐ
が、本来の目的のツイスト角を得る範囲内となり、よっ
て、ＴN-1付近で殆ど決まってしまうツイスト角を目的
通りに得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につき
詳しく説明する。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。
詳しく説明する。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。
【００２０】（実施形態１）図１は、本実施形態に係る
液晶表示素子を示す顔面図である。この液晶表示素子
は、一対の基板１ａ、１ｂの間に、液晶領域４が高分子
壁７にて全体が囲まれた表示媒体が設けられている。な
お、液晶領域４は、高分子壁７にて部分的に囲まれてい
てもよい。
液晶表示素子を示す顔面図である。この液晶表示素子
は、一対の基板１ａ、１ｂの間に、液晶領域４が高分子
壁７にて全体が囲まれた表示媒体が設けられている。な
お、液晶領域４は、高分子壁７にて部分的に囲まれてい
てもよい。
【００２１】上記表示媒体を挟む一対の基板１ａ、１ｂ
の周囲には、シール樹脂８が設けられ、このシール樹脂
８にて表示媒体が外部へ漏れ出ることを防止している。
図中下側の基板１ａの表示媒体側には、ストライプ状の
透明電極２ａが形成され、この透明電極２ａを覆って配
向膜３ａが設けられている。一方、図中上側の基板１ｂ
の表示媒体側には、ストライプ状の透明電極２ｂが、前
記透明電極２ａのストライプ方向とは交差するように形
成され、この透明電極２ｂを覆って配向膜３ｂが設けら
れている。更に、両基板１ａ、１ｂの各々の外側には、
位相差板や偏光板が設けられて、本実施形態の液晶表示
素子が構成されている。
の周囲には、シール樹脂８が設けられ、このシール樹脂
８にて表示媒体が外部へ漏れ出ることを防止している。
図中下側の基板１ａの表示媒体側には、ストライプ状の
透明電極２ａが形成され、この透明電極２ａを覆って配
向膜３ａが設けられている。一方、図中上側の基板１ｂ
の表示媒体側には、ストライプ状の透明電極２ｂが、前
記透明電極２ａのストライプ方向とは交差するように形
成され、この透明電極２ｂを覆って配向膜３ｂが設けら
れている。更に、両基板１ａ、１ｂの各々の外側には、
位相差板や偏光板が設けられて、本実施形態の液晶表示
素子が構成されている。
【００２２】次に、かかる構成の液晶表示素子の製造方
法につき説明する。
法につき説明する。
【００２３】液晶材料にＳＴＮ用であるＳＰ４８６２
（チッソ社製）を用い、これにカイラル剤を液晶１００
に対し、ＣＮ（コレステリックノナネート）（チッソ社
製）を１．７３部、ＣＭ−２１（チッソ社製）を１．７
３部加える。かかる液晶材料に、更に光重合性樹脂と光
重合開始剤とを加えて混合材料を得る。ここでは、光重
合性樹脂にステアリルアクリレートを７．０％、同じく
Ｒ−６８４（日本化薬製）を４．５％加え、光重合開始
剤としてＩｒｇａｃｕｒｅ６５１（チバガイギー社製）
を０．５％加えた。
（チッソ社製）を用い、これにカイラル剤を液晶１００
に対し、ＣＮ（コレステリックノナネート）（チッソ社
製）を１．７３部、ＣＭ−２１（チッソ社製）を１．７
３部加える。かかる液晶材料に、更に光重合性樹脂と光
重合開始剤とを加えて混合材料を得る。ここでは、光重
合性樹脂にステアリルアクリレートを７．０％、同じく
Ｒ−６８４（日本化薬製）を４．５％加え、光重合開始
剤としてＩｒｇａｃｕｒｅ６５１（チバガイギー社製）
を０．５％加えた。
【００２４】図２は、横軸に温度（℃）を、縦軸に自然
ピッチ（μｍ）をとって、上記混合材料における液晶の
自然ピッチの温度依存性を実線にて示す図である。この
図より理解されるように、温度が上昇するにつれて自然
ピッチが短く（小さく）なっている。また、液晶の使用
温度範囲である０℃から４０℃においては本液晶のピッ
チによる急峻性の低下は問題のない範囲である。
ピッチ（μｍ）をとって、上記混合材料における液晶の
自然ピッチの温度依存性を実線にて示す図である。この
図より理解されるように、温度が上昇するにつれて自然
ピッチが短く（小さく）なっている。また、液晶の使用
温度範囲である０℃から４０℃においては本液晶のピッ
チによる急峻性の低下は問題のない範囲である。
【００２５】以上の準備が終了すると、２枚の基板１
ａ、１ｂの片面に透明電極２ａ、２ｂを形成する。続い
て、両基板１ａ、１ｂを、透明電極２ａ、２ｂを内側に
して対向配置し、周囲にシール樹脂８を設ける。このと
き、基板間の間隔を、たとえば６μｍとなるようにする
場合には、６μｍのプラスチックビースを介して貼り合
わせればよい。この間隔の保持を確実にするには、高分
子壁７が設けられる位置にスペーサ（図示せず）を設け
るようにするのがよい。
ａ、１ｂの片面に透明電極２ａ、２ｂを形成する。続い
て、両基板１ａ、１ｂを、透明電極２ａ、２ｂを内側に
して対向配置し、周囲にシール樹脂８を設ける。このと
き、基板間の間隔を、たとえば６μｍとなるようにする
場合には、６μｍのプラスチックビースを介して貼り合
わせればよい。この間隔の保持を確実にするには、高分
子壁７が設けられる位置にスペーサ（図示せず）を設け
るようにするのがよい。
【００２６】次に、配向配置した基板１ａ、１ｂの間
に、準備した混合材料を注入などにより設ける。注入
は、シール樹脂８の設けられていない注入口より行う。
に、準備した混合材料を注入などにより設ける。注入
は、シール樹脂８の設けられていない注入口より行う。
【００２７】次に、これら基板１ａ、１ｂで挟まれた内
部の混合材料が等方性液体状態を示す温度まで十分加熱
する。ここでは、およそ１００℃に加熱した。
部の混合材料が等方性液体状態を示す温度まで十分加熱
する。ここでは、およそ１００℃に加熱した。
【００２８】次に、この温度を保ったまま混合材料に対
し、紫外光露光を行う。ここでは、高圧水銀ランプの
下、約７ｍＷ／ｃｍ２の照度でおよそ５分間照射した。
また、液晶材料と光重合性樹脂とを相分離させることに
よって、所定の位置に高分子壁７と液晶領域４とを形成
すべく、光の強弱を付けて紫外光を照射した。このよう
な光の強弱を付ける方法として、例えば基板外部に金属
などのホトマスクを設置して照射する方法、ＩＴＯ電極
やカラーフィルタ、反射板などをホトマスクとして利用
する方法などがあるが、本実施形態では特に限定しな
い。
し、紫外光露光を行う。ここでは、高圧水銀ランプの
下、約７ｍＷ／ｃｍ２の照度でおよそ５分間照射した。
また、液晶材料と光重合性樹脂とを相分離させることに
よって、所定の位置に高分子壁７と液晶領域４とを形成
すべく、光の強弱を付けて紫外光を照射した。このよう
な光の強弱を付ける方法として、例えば基板外部に金属
などのホトマスクを設置して照射する方法、ＩＴＯ電極
やカラーフィルタ、反射板などをホトマスクとして利用
する方法などがあるが、本実施形態では特に限定しな
い。
【００２９】次に、徐冷を行う。この徐冷は、０．０５
℃〜０．２℃／分、好ましくは０．１℃〜０．１５℃／
分で下げるのがよい。ここでは、０．１℃／分で下げ
た。この徐冷工程において、温度が下がるにつれ、混合
材料が相分離を始め、光弱照射領域に、図３（ａ）に示
すように、最終的に液晶領域４となる液晶のドロップレ
ットが発生し始める。このとき、液晶は２４０°ツイス
トのドロップレットが発生していて、６０°ツイストの
ドロップレッ卜の発生は起こっていない。
℃〜０．２℃／分、好ましくは０．１℃〜０．１５℃／
分で下げるのがよい。ここでは、０．１℃／分で下げ
た。この徐冷工程において、温度が下がるにつれ、混合
材料が相分離を始め、光弱照射領域に、図３（ａ）に示
すように、最終的に液晶領域４となる液晶のドロップレ
ットが発生し始める。このとき、液晶は２４０°ツイス
トのドロップレットが発生していて、６０°ツイストの
ドロップレッ卜の発生は起こっていない。
【００３０】更に、徐々に温度を下げていくと、図３
（ｂ）に示すように、ドロップレットの数が増え、それ
らドロッップレットが結合し、紫外光弱照射領域に液晶
領域が増えていく。この過程においても２４０°ツイス
トを保った状態であった。そして、この徐冷工程を、約
２０℃の室温まで行った。
（ｂ）に示すように、ドロップレットの数が増え、それ
らドロッップレットが結合し、紫外光弱照射領域に液晶
領域が増えていく。この過程においても２４０°ツイス
トを保った状態であった。そして、この徐冷工程を、約
２０℃の室温まで行った。
【００３１】得られた表示媒体を観察すると、図４に示
すように、液晶材料と光重合性樹脂とは相分離し、液晶
領域において１００％の割合で２４０°ツイストのＳＴ
Ｎ配向をしていた。さらに、相分離した高分子壁の架橋
座を上げるために室温（２０℃）において弱照度の紫外
線を照射してもよい。
すように、液晶材料と光重合性樹脂とは相分離し、液晶
領域において１００％の割合で２４０°ツイストのＳＴ
Ｎ配向をしていた。さらに、相分離した高分子壁の架橋
座を上げるために室温（２０℃）において弱照度の紫外
線を照射してもよい。
【００３２】次に、一対の基板１ａ、１ｂの各々の外側
に、共に図示しない位相差板や偏光板を所望の状態に配
設し、本実施形態に係る液晶表示素子を完成させた。
に、共に図示しない位相差板や偏光板を所望の状態に配
設し、本実施形態に係る液晶表示素子を完成させた。
【００３３】（比較例）比較例の液晶表示素子を以下の
ように作製した。
ように作製した。
【００３４】図２に破線にて示すような温度−ピッチ依
存性の液晶材料、詳しくは液晶ＳＰ４８６２を１００に
対して２．３部のカイラル剤（ＣＮ）を加えた液晶材料
と、実施形態と同様の光重合性樹脂および光重合開始剤
とからなる混合材料を用い、実施形態と同様の工程を経
て、液晶材料と光重合性樹脂とを相分離した。
存性の液晶材料、詳しくは液晶ＳＰ４８６２を１００に
対して２．３部のカイラル剤（ＣＮ）を加えた液晶材料
と、実施形態と同様の光重合性樹脂および光重合開始剤
とからなる混合材料を用い、実施形態と同様の工程を経
て、液晶材料と光重合性樹脂とを相分離した。
【００３５】この相分離のとき、ＴN-1付近において６
０°ドメインが面積割合で約５％発生し、さらに室温ま
で実施形態と同様の速度で温度を下げたところ、配向不
良である６０°ドメインが面積割合で約３％発生した。
０°ドメインが面積割合で約５％発生し、さらに室温ま
で実施形態と同様の速度で温度を下げたところ、配向不
良である６０°ドメインが面積割合で約３％発生した。
【００３６】（実施形態２）硝子基板（１．１ｍｍ厚）
として、基板上にＩＴＯ（酸化インジュウムおよび酸化
スズの化合物、５０ｎｍ厚）からなる透明電極を有する
基板を２枚使用した。その一方の基板上に黒色顔料を分
散したネガ型黒色レジストＣＦＰＲ−ＢＫ５１０Ｓ（東
京応化社製）をスピンコート法で均一に塗布し、焼成す
る。その後、画素遮光部幅よりも開口部の狭い第１のホ
トマスクを用いて所定の露光（光強度２００ｍＪ／ｃｍ
2）を行った後、現像およびリンスを行う。続いて、後
焼成を経て第一の黒色樹脂層を形成した後、ネガ型フォ
トレジスト材料ＯＭＲ８３（東京応化社製）中に平均粒
径４．５μｍのプラスティックビーズ（ミクロパール；
積水ファインケミカル社製）を０．１ｗｔ％混入した絶
縁材料を均一分散した状態でスピンコート法で均一に塗
布し、焼成した。その後、第２のホトマスク（第１のホ
トマスクよりも開口部の大きなホトマスク）を用いて所
定の露光（光強度２４０ｍＪ／ｃｍ2）を行った後、現
像およびリンスを行う。続いて、後焼成を経てパターニ
ングした第二の“柱状”絶縁層から成るＬＣＤスペーサ
ーを形成した。もう一方の基板にはシール材（ストラク
トボンドＸＮ−２１Ｓ，焼成温度１７０℃／２ｈ）を印
刷法でパターニングし、該両基板を貼り合わせて液晶セ
ルを作製した。
として、基板上にＩＴＯ（酸化インジュウムおよび酸化
スズの化合物、５０ｎｍ厚）からなる透明電極を有する
基板を２枚使用した。その一方の基板上に黒色顔料を分
散したネガ型黒色レジストＣＦＰＲ−ＢＫ５１０Ｓ（東
京応化社製）をスピンコート法で均一に塗布し、焼成す
る。その後、画素遮光部幅よりも開口部の狭い第１のホ
トマスクを用いて所定の露光（光強度２００ｍＪ／ｃｍ
2）を行った後、現像およびリンスを行う。続いて、後
焼成を経て第一の黒色樹脂層を形成した後、ネガ型フォ
トレジスト材料ＯＭＲ８３（東京応化社製）中に平均粒
径４．５μｍのプラスティックビーズ（ミクロパール；
積水ファインケミカル社製）を０．１ｗｔ％混入した絶
縁材料を均一分散した状態でスピンコート法で均一に塗
布し、焼成した。その後、第２のホトマスク（第１のホ
トマスクよりも開口部の大きなホトマスク）を用いて所
定の露光（光強度２４０ｍＪ／ｃｍ2）を行った後、現
像およびリンスを行う。続いて、後焼成を経てパターニ
ングした第二の“柱状”絶縁層から成るＬＣＤスペーサ
ーを形成した。もう一方の基板にはシール材（ストラク
トボンドＸＮ−２１Ｓ，焼成温度１７０℃／２ｈ）を印
刷法でパターニングし、該両基板を貼り合わせて液晶セ
ルを作製した。
【００３７】次に、液晶セル中に、以下の混合物を減圧
下で真空注入を行った。その混合物は、重合性樹脂材料
として、単官能性材料のパーフルオロオクチルエチルア
クリレート０．１５ｇ，イソボルニルアクリレート０．
２６ｇ，ｐ−フェニルスチレン０．１９ｇ，２官能性材
料Ｒ−６８４（日本化薬社製）０．１５ｇとの混合物
（単官能：多官能比８０：２０）と、液晶材料として液
晶組成物ＺＬＩ−４７９２（メルク社製）に２０℃、４
０℃、６０℃でのＨＴＰ（Ｈｅｌｉｃａｌ Ｔｗｉｓｔ
ｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ）値が各々−１２．０μｍ-1，−１
１．８μｍ-1，−１１．６μｍ-1という温度分散特性を
有する光学活性物質を４０℃においてｄ／ｐ＝０．２５
となる条件で調合した材料４．２５ｇと、光重合開始剤
Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を０．０２５ｇ混合したもので
ある。その後、１１０℃に温度を保って、かつ、透明電
極間に実効電圧２．５Ｖ：６０Ｈｚの電圧を印加しなが
ら、高圧水銀ランプ下１０ｍＷ／ｃｍ2のところで５分
間紫外線を照射して樹脂を硬化させた。その後、５時間
かけて４０℃まで冷却し、さらに、室温（２５℃）に戻
してからさらに同じ紫外線照射装置を用いた後露光処理
により、重合を完結させた。
下で真空注入を行った。その混合物は、重合性樹脂材料
として、単官能性材料のパーフルオロオクチルエチルア
クリレート０．１５ｇ，イソボルニルアクリレート０．
２６ｇ，ｐ−フェニルスチレン０．１９ｇ，２官能性材
料Ｒ−６８４（日本化薬社製）０．１５ｇとの混合物
（単官能：多官能比８０：２０）と、液晶材料として液
晶組成物ＺＬＩ−４７９２（メルク社製）に２０℃、４
０℃、６０℃でのＨＴＰ（Ｈｅｌｉｃａｌ Ｔｗｉｓｔ
ｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ）値が各々−１２．０μｍ-1，−１
１．８μｍ-1，−１１．６μｍ-1という温度分散特性を
有する光学活性物質を４０℃においてｄ／ｐ＝０．２５
となる条件で調合した材料４．２５ｇと、光重合開始剤
Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１を０．０２５ｇ混合したもので
ある。その後、１１０℃に温度を保って、かつ、透明電
極間に実効電圧２．５Ｖ：６０Ｈｚの電圧を印加しなが
ら、高圧水銀ランプ下１０ｍＷ／ｃｍ2のところで５分
間紫外線を照射して樹脂を硬化させた。その後、５時間
かけて４０℃まで冷却し、さらに、室温（２５℃）に戻
してからさらに同じ紫外線照射装置を用いた後露光処理
により、重合を完結させた。
【００３８】作製したセルを、偏光顕微鏡で観察したと
ころ、液晶領域が一区画ごとに、モノドメイン状態で比
較的均一な軸対称状に配向していた。また、以下の理由
により、ほとんどの液晶領域において軸対称状配向をし
ていた。その理由は、互いに直交する２枚の偏光板を固
定し、液晶セルを回転させたところ、液晶領域のシュリ
ーレン模様の位置が一定で、周りの高分子壁だけが回転
しているように観察されたからである。前記軸対称状配
向とは、液晶分子が同心円状、うず巻き状または放射状
に配向している状態が含まれる。
ころ、液晶領域が一区画ごとに、モノドメイン状態で比
較的均一な軸対称状に配向していた。また、以下の理由
により、ほとんどの液晶領域において軸対称状配向をし
ていた。その理由は、互いに直交する２枚の偏光板を固
定し、液晶セルを回転させたところ、液晶領域のシュリ
ーレン模様の位置が一定で、周りの高分子壁だけが回転
しているように観察されたからである。前記軸対称状配
向とは、液晶分子が同心円状、うず巻き状または放射状
に配向している状態が含まれる。
【００３９】次に、セルの両側に互いに直交する２枚の
偏光板を貼り合わせて高分子壁に囲まれた液晶表示素子
を得た。
偏光板を貼り合わせて高分子壁に囲まれた液晶表示素子
を得た。
【００４０】また、作製した液晶セルに電圧印加しなが
ら、偏光顕微鏡で観察したところ、光学活性物質の温度
分散特性の小さな材料を選択することにより、液晶セル
作製時の温度変化等による軸対称状配向や光学特性への
影響を抑制した液晶パネルが作製可能であることが確認
できた。
ら、偏光顕微鏡で観察したところ、光学活性物質の温度
分散特性の小さな材料を選択することにより、液晶セル
作製時の温度変化等による軸対称状配向や光学特性への
影響を抑制した液晶パネルが作製可能であることが確認
できた。
【００４１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明による場合に
は、液晶材料と光重合性樹脂とを相分離するときに、液
晶の自然ピッチがＴN-1付近で短くなるように調整され
ているために、ピッチが長くなるときに生じる低ツイス
ト現象は起こり難くなるため、目的とするツイスト角の
配向を安定して得ることができる。また、ＴN-1付近で
液晶材料と光重合性樹脂との相分離性が多少悪くても、
ＴN-1付近でのｄ／ｐが目的とするマージン内に入って
いるために目的とするツイスト角の配向を得ることがで
きる。
は、液晶材料と光重合性樹脂とを相分離するときに、液
晶の自然ピッチがＴN-1付近で短くなるように調整され
ているために、ピッチが長くなるときに生じる低ツイス
ト現象は起こり難くなるため、目的とするツイスト角の
配向を安定して得ることができる。また、ＴN-1付近で
液晶材料と光重合性樹脂との相分離性が多少悪くても、
ＴN-1付近でのｄ／ｐが目的とするマージン内に入って
いるために目的とするツイスト角の配向を得ることがで
きる。
【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。
面図である。
【図２】本発明で用いた液晶のピッチの温度依存性（実
線）と、比較例の液晶のピッチの温度依存性（破線）を
示すグラフである。
線）と、比較例の液晶のピッチの温度依存性（破線）を
示すグラフである。
【図３】（ａ）はＴN-1付近での液晶のドロップレット
が発生し始めている状態を示す図であり、（ｂ）は更に
冷却した場合の状態を示す図である。
が発生し始めている状態を示す図であり、（ｂ）は更に
冷却した場合の状態を示す図である。
【図４】本発明の液晶表示素子の製造方法において、徐
冷後の液晶と光重合性樹脂の相分離状態を示す図であ
る。
冷後の液晶と光重合性樹脂の相分離状態を示す図であ
る。
１ａ、１ｂ 基板 ２ａ、２ｂ 透明電極 ３ａ、３ｂ 配向膜 ４ 液晶領域 ７ 高分子壁 ８ シール樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神崎 修一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−301015（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−289064（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−34950（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−89483（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 一対の基板の間に、ＳＴＮモードの液晶
領域が高分子によって部分的または全体的に囲まれた表
示媒体が配置されるとともに、各基板の外側に偏光板が
それぞれ設けられた液晶表示素子であって、 該液晶領域が、基板間隔と液晶のツイスト角により規定
される自然ピッチの値が温度上昇に伴って小さくなる傾
向を有する液晶からなっている液晶表示素子。 - 【請求項２】 液晶を駆動するための透明電極を有する
一対の基板を、該透明電極を内側にして一定間隔を保っ
て対向配置する工程と、 基板間隔と液晶のツイスト角により規定される自然ピッ
チの値が温度上昇に伴って小さくなる傾向を示すＳＴＮ
モードの液晶材料と、光重合性樹脂と、光重合開始剤と
を少なくとも含む混合材料を、対向配置した基板間に注
入する工程と、 該混合材料を、該混合材料が等方性液体状態を示す温度
まで加熱して、該混合材料に紫外光を照射する工程と、 徐冷を行って、該混合材料中の液晶材料と光重合性樹脂
とを任意の形状に相分離させる工程と、 各基板の外側に偏光板をそれぞれ配設する工程とを含む
液晶表示素子の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07078096A JP3344642B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
| KR1019970010546A KR100220537B1 (ko) | 1996-03-26 | 1997-03-26 | 액정 디스플레이 장치와 그 제조 방법 |
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| US09/591,776 US6400429B1 (en) | 1996-03-26 | 2000-06-12 | Method for producing a liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07078096A JP3344642B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09258188A JPH09258188A (ja) | 1997-10-03 |
| JP3344642B2 true JP3344642B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=13441388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07078096A Expired - Fee Related JP3344642B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
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| JP (1) | JP3344642B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4069991B2 (ja) * | 1998-08-10 | 2008-04-02 | 株式会社 日立ディスプレイズ | 液晶表示装置 |
| JP2008076514A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Fuji Xerox Co Ltd | 液晶含有組成物、及び液晶表示素子 |
| TWI810685B (zh) * | 2017-11-24 | 2023-08-01 | 南韓商Ｌｇ化學股份有限公司 | 用於製備基板的方法 |
| CN114447586A (zh) * | 2020-10-30 | 2022-05-06 | 京东方科技集团股份有限公司 | 可重构天线及其制备方法 |
| US20220302601A1 (en) * | 2021-03-18 | 2022-09-22 | Seoul National University R&Db Foundation | Array Antenna System Capable of Beam Steering and Impedance Control Using Active Radiation Layer |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2930496B2 (ja) * | 1992-04-28 | 1999-08-03 | シャープ株式会社 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
| JP2933805B2 (ja) * | 1992-09-30 | 1999-08-16 | シャープ株式会社 | 高分子分散型液晶複合膜および液晶表示素子並びにその製造方法 |
| JP2809965B2 (ja) * | 1993-03-16 | 1998-10-15 | スタンレー電気株式会社 | 液晶表示装置の製造方法 |
| JP2933816B2 (ja) * | 1993-07-15 | 1999-08-16 | シャープ株式会社 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
| US5739889A (en) * | 1993-04-27 | 1998-04-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device and a production method for the same |
| US5625473A (en) * | 1993-05-06 | 1997-04-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device with polymer walls and method for producing the same |
| GB2280681B (en) * | 1993-08-06 | 1998-03-11 | Merck Patent Gmbh | Thermochromic media |
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| US5668651A (en) * | 1994-03-18 | 1997-09-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Polymer-wall LCD having liquid crystal molecules having a plane-symmetrical bend orientation |
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-
1996
- 1996-03-26 JP JP07078096A patent/JP3344642B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-26 KR KR1019970010546A patent/KR100220537B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-03-26 US US08/825,004 patent/US6133972A/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-06-12 US US09/591,776 patent/US6400429B1/en not_active Expired - Lifetime
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