JP3899283B2

JP3899283B2 - Liquid crystal display element and manufacturing method thereof

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Publication number: JP3899283B2
Application number: JP2002114417A
Authority: JP
Inventors: 麻由佳荒海; 興利木村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2022-04-17
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、電極を備えた一対の基板間に、液晶物質とこれをゲル化するゲル化剤とを含む光散乱性の調光層を有す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】
液晶表示素子は、薄型、軽量であり、且つ、省電力性において優れているので、多くの数分野で利用されている。現在では、液晶表示素子は、陰極線管（ＣＲＴ）にとって代わる勢いで普及してきている。特に、液晶表示素子は、携帯用電子機器の表示素子として利用されて、その特徴が活かされている。液晶表示素子は、一般的には、電極を備えた対向する一対のガラス基板の間に液晶組成物からなる調光層を挟みこんだ構成となっているが、かかるガラス基板をポリマーフィルムにした場合には、軽量化や耐衝撃性が向上するために、携帯電子機器に更に向いたものとなる。
【０００３】
しかし、ポリマーフィルムを基板として作製された液晶表示素子は、何らかの外部刺激がきっかけとなって、液晶素子内に気泡が発生するという問題があった。液晶素子内における気泡の発生は、頻度においては少ないものの、ガラス基板を用いて作製された液晶表示素子においても見られることがある。このような液晶素子内において気泡が発生した部分は、液晶組成物が充填されていない状態になってしまうために、液晶表示素子として機能しなくなってしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、ネマチック液晶を使用して、高分子樹脂の網目構造もしくはカプセル構造中に液晶を配置したＴＮ型やＳＴＮ型の高分子分散型液晶デバイスが提案された。このような高分子分散型液晶デバイスは、（ａ）偏光板を使用しないので明るい画像表示ができること、（ｂ）視野角が広いこと、（ｃ）液晶の配向処理が必要でないので製造が容易であること、等の長所があるが、（イ）高分子樹脂を硬化させる際における温度や光強度に高い精度が要求されること、（ロ）高分子樹脂が硬化してしまうので欠陥の修復が不可能であること、（ハ）電圧印加時にヒステリシスを生じて中間調の表示が不可能であること、等の問題があった。
【０００５】
これらの問題を改善するために、パーフルオロアルキル基を有する低分子化合物と液晶物質とを含有するゲル状態の液晶組成物を構成要素とする液晶表示素子が提案された（特開平５−２１６０１５号公報及び特開平８−２５４６８８号公報参照）。このゲル状態の液晶組成物（以下、「液晶ゲル」という）を表示素子の製造に用いることにより、ヒステリシスを生じない表示が可能になり、かつ、ＴＮ型液晶セル並の高コントラストが実現された。しかも、液晶ゲルの網目の欠陥の修復をゾル／ゲル相転移温度以上まで加熱してその後冷却するだけの簡単な操作で行えることは、大きなメリットであった。
【０００６】
このような液晶ゲルで構成される液晶表示素子において、光散乱性が高く、しかも、明るさのムラが無い液晶ゲルを得るために、▲１▼液晶組成物をゲル化させる時の温度を精密に制御すること、▲２▼ゲル化したときに光散乱しやすい液晶物質とゲル化剤との組み合わせを選択すること、▲３▼基板に施す配向処理を工夫すること、等の解決策が考えられてきた。しかしながら、▲１▼については、効果があるが、温度条件の精密な制御が必要であるという問題があり、また、▲２▼及び▲３▼については、効果が十分でないという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
即ち、本発明は、液晶組成物をゲル化させる時の温度を精密に制御しなくても、光散乱性が高く、しかも、明るさのムラが少ない、液晶ゲルで構成される液晶表示素子を効率良く低コストで製造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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、電極を備えた一対の基板間に、液晶物質とこれをゲル化するゲル化剤とを含む光散乱性の調光層を有する液晶表示素子において、前記調光層のゾルゲル転移温度が、前記液晶物質の等方相／液晶相転移温度よりも低いものとすると共に、前記調光層を、加熱によりゲル化剤を液晶物質に溶解した液晶組成物を電界の印加条件下において室温まで冷却したもので構成したところ、液晶組成物をゲル化させる時の温度を精密に制御しなくても、散乱性が高く、しかも、明るさのムラが少ない、液晶ゲルで構成される液晶表示素子を効率良く低コストで製造することができることを見いだして本発明を完成するに至った。
【０００９】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、電極を備えた一対の基板間に、液晶物質とこれをゲル化するゲル化剤とを含む光散乱性の調光層を有する液晶表示素子において、前記調光層のゾルゲル転移温度が、前記液晶物質の等方相／液晶相転移温度よりも低いものとすると共に、前記調光層を、加熱によりゲル化剤を液晶物質に溶解した液晶組成物を電界の印加条件下において室温まで冷却したもので構成したことを特徴とする液晶表示素子である。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記ゲル化剤が、前記液晶物質に溶解し、かつ、分子間水素結合によって該液晶物質をゲル化する分子量２０００以下、好ましくは、１５０〜２０００の低分子化合物で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【００１１】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記電界が、周期電界であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかに記載された発明において、前記周期電界が、交流電界であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれかに記載された発明において、前記交流電界の４分の１周期が、ゲル化させる液晶物質の電界に対する応答時間よりも長いことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜５のいずれかに記載された発明において、前記基板の双方に配向膜が設けられ、そして、それらの配向処理の方向が平行方向からずれていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載された発明において、前記配向処理の方向を互いに垂直にすることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項８に記載された発明は、請求項１〜７のいずれかに記載された発明において、前記一対の基板のうちの表示側の基板が、ポリカーボネイト又はポリエーテルスルフォンで構成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項９に記載された発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法において、あらかじめ、少なくとも一方の基板の表面に室温では液晶物質と混和しない低分子化合物で構成されるゲル化剤を配置した対向する一対の基板の間に液晶物質を注入することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１０に記載された発明は、請求項９に記載された発明において、前記液晶物質を対向する一対の基板間に注入した後加熱してゲル化剤を液晶物質に溶解させ、続いて、冷却することを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を示す液晶表示素子の断面図である。図２は、本発明の一実施の形態を示す液晶表示素子の製造過程を示す説明図であって、（ａ）は、基板上にスペーサーを存在させた状態を示し、（ｂ）は、基板上にゲル化剤を存在させた状態を示す。図３は、本発明の一実施の形態を示す液晶表示素子の製造過程を示す説明図であって、張り合わせた一対の基板の間に液晶物質を注入した状態の断面を示す説明図である。図４は、本発明の一実施の形態を示す液晶表示素子の製造過程を示す説明図であって、加熱によりゲル化剤を液晶物質に溶解した液晶組成物を電界の印加条件下において室温まで冷却する状態を示す説明図である。図５は、液晶組成物に印加する周期電界の説明図である。図６は、液晶表示素子の光透過率を測定する個所を示す。
【００２０】
図１において、２０は、本発明の液晶表示素子である。本発明の液晶表示素子２０は、電極３，４をそれぞれ備えた一対の基板１，２の間に、液晶物質（図３における７参照）とこれをゲル化するゲル化剤（図３における１０参照）とを含む光散乱性の調光層９を有している。前記調光層９のゾルゲル転移温度は、前記液晶物質の等方相／液晶相転移温度よりも低いものとされており、そして、前記調光層９は、加熱によりゲル化剤を液晶物質に溶解した液晶組成物（図４における８参照）を電界の印加条件下において室温まで冷却したもので構成されている。本明細書においては、前記「光散乱性の調光層」は、電圧がｏｆｆの状態では光散乱性（明状態）を示し、そして、電圧がｏｎの状態では光透過性（暗明状態）を示して下地の色を表示する調光層であって、バックライトの不要な反射型液晶表示素子を構成する調光層を意味し、それ自体は、公知のものである。本明細書においては、かかる「調光層」を「光散乱性の調光層」という。図１において、５，６は、配向膜であり、１１は、スペーサーであり、そして、１２，１３は、シール部である。
【００２１】
本発明においては、このように、調光層９のゾルゲル転移温度が、前記液晶物質の等方相／液晶相転移温度よりも低いものとされ、そして、前記調光層９が、加熱によりゲル化剤を液晶物質に溶解した液晶組成物を電界の印加条件下において室温まで冷却したもので構成されているので、液晶組成物をゲル化させる時の温度を精密に制御しなくても、より散乱性が高く、しかも、明るさのムラが少ない、液晶ゲルで構成される液晶表示素子２０を効率良く低コストで製造することができる。特に、大画面の表示素子の作製においては、工業的に再現性良く散乱性が高くて均一な素子を製造することは困難であるが、前記調光層９が、加熱によりゲル化剤を液晶物質に溶解した液晶組成物を電界の印加条件下において室温まで冷却したもので構成されているので、より散乱性が高く、しかも、明るさのムラが少ない、液晶ゲルで構成される液晶表示素子２０を効率良く低コストで製造することができる。
【００２２】
本発明における「ゲル」は、三次元ネットワーク構造に溶剤が取り込まれた状態のものをさし、ゲル状態からゾル（溶液）状態へと可逆的に変化するものである。ゲル状態からゾル状態への変化が可能であれば、三次元ネットワーク構造の架橋部分の構造には限定を受けないが、その架橋構造は一般的に共有結合以外の二次的結合力によるものの場合が多い。本発明で用いるゲルのネットワーク構造は、分子間水素結合によるものであり、温度を上げることによりゲルのゾル化を引き起こすことができる。
【００２３】
本発明におけるゲル化剤は、低分子化合物で構成されている。このような低分子化合物をゲル化剤として用いると、ゲル化剤として高分子化合物を用いるものと比較して、液晶物質との相溶性が向上するので、短時間の内に低いエネルギーで液晶物質をゲル化することが可能となる。本発明でいう「低分子化合物」とは、分子量分布をもたない化合物をさす。このような低分子化合物は、好ましくは、前記液晶物質に溶解し、かつ、分子間水素結合によって該液晶物質をゲル化する分子量２０００以下、好ましくは、１５０〜２０００の低分子化合物で構成され、キラル構造を持つものが好ましい。
【００２４】
分子間水素結合が可能な分子構造上の条件は、一般的にはアミド基（−ＮＨＣＯ−）、アミノ基（−ＮＨ−）とカルボニル基（−ＣＯ−）の組み合わせを有するものが望ましい。これ以外に、カルバメート基、ウレア基、カルボキシル基、アルコキシ基、リン酸基及び水酸基などがあっても良く、これらの数、位置については限定しない。そのようなゲル化剤の中でも特に、分子間水素結合が可能な基およびアルキレン基を１分子中にそれぞれ２個以上有する化合物が望ましい。アルキレン基としては、炭素数４以上、好ましくは６〜２０の長鎖構造（分岐があっても良い）を持つ方が、液晶物質への溶解性が高い。また、ゲル化剤はキラル構造を有することが好ましい。具体的には、特開平５−２１６０１５号公報、特開平８−２５４６８８号公報、特開平１１−２１５５６号公報、及び、特開平１１−５２３４１号公報に開示されているものが使用できる。
【００２５】
本発明において用いられる液晶物質としては、従来から液晶表示素子に用いられている液晶分子、具体的にはネマティックあるいはスメクティック相を示すビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系などの各種液晶分子を用いることができる。
【００２６】
本発明における電界は、好ましくは、周期電界である。
本発明における電界の印加は、液晶分子を動かすために行われる。ここでいう「液晶分子が動く」とは、液晶分子が電界に応答して動き続ける、即ち、動的な状態となることを意味する。加熱によりゲル化剤を液晶物質に溶解した液晶組成物（図４における８参照）を電界の印加条件下において室温まで冷却すると、液晶組成物が冷却する過程で、液晶分子が動き、光散乱性・均一性に優れたゲルを得ることができると考えられる。したがって、液晶分子が動くという条件を満たすものであれば、印加する電界の波形は限定されないが、周期電界であるとより好ましい。ここで言う周期電界とは、一定時間毎に一定の電界がかかる波形を指す。このように、電界として周期電界を用いると、液晶物質を規則的に動かすことができるので、光散乱性がより高く、しかも、明るさのムラが少なく均一な液晶表示素子２０を効率良く低コストで製造することができる。
【００２７】
前記周期電界は、好ましくは、交流電界である。
交流電界を液晶組成物に印加すると、液晶物質には一定時間毎に絶対値の等しい正負の電界がかかるので、液晶物質を規則的かつより大きく動かすことができる。本発明においては、３０〜６０Ｖで印加する交流電界が好ましい。交流電界であれは、ｓｉｎ波、矩形波、三角波等いずれの波形であっても効果があるが、図５に示すようなパルス交流電界であることが好ましい。パルス交流電界を印加すると、周期的にパルス電界が印加される時以外は電界が０の状態となり、電界方向を向くように動いた液晶物質がもとに戻る時間が短縮され、より効果的に液晶物質を動かすことができる。このように、液晶組成物に、周期電界のなかでも特に交流電界を印加すると、光散乱性がいっそう高く、しかも、明るさのムラが少ない、液晶ゲルで構成される液晶表示素子２０をより効率良く低コストで製造することができる。
【００２８】
また、液晶に印加する電界（電圧）は、使用する液晶とゲル化剤が混和した状態において、液晶分子が応答して立ちあがりはじめる電圧よりも高いことが必要である。液晶分子が立ち上がり始める電圧よりも小さい電圧であれば、電界を印加しても液晶分子が動かないので本発明における目的を達成することができない。逆に、液晶分子が立ち上がりきる電圧よりも大きい場合は、液晶分子は大きく動くことができるが、高電圧の印加によってセルが劣化したり、発熱が生じて温度制御の妨げとなる可能性がある。したがって、液晶物質に印加する電圧は、液晶分子が立ち上がりはじめる電圧から立ち上がりきる電圧の間であることが望ましい。この範囲の中で、電圧は高い方が効果的に液晶分子を動かすことができるので、液晶分子が電界方向に対して立ち上がり切る電圧の２分の１以上であればより一層好ましい。
【００２９】
前記交流電界の４分の１周期は、ゲル化させる液晶物質の電界に対する応答時間よりも長い。
交流電界の４分の１周期、即ち、電界が０から極大値あるいは極小値まで変化する時間が液晶の応答時間よりも短いと、液晶分子が電界方向に完全に立ち上がらないうちに立ち下がり始めるので、液晶分子が十分に動けなくなる。しかし、本発明のように、交流電界の４分の１周期が応答時間よりも長ければ、液晶分子は、印加された電界に応じて充分に応答することが可能となる。ただし、ここでいう「応答時間」とは、立ち上がり、立ち下がりそれぞれの時間のことであり、これらのどちらか長い方の時間よりも電界の４分の１周期が長くなるように調整すればよい。このように、前記交流電界の４分の１周期が液晶物質の電界に対する応答時間よりも長いと、光散乱性がいっそう高く、しかも、明るさのムラが少ない、液晶ゲルで構成される液晶表示素子２０をより効率良く低コストで製造することができる。
【００３０】
本発明においては、基板の双方に配向膜が設けられ、そして、それらの配向処理の方向が平行方向からずれている。
従来のゲル状液晶組成物を用いた表示素子では、液晶物質が散乱体として用いられるために、基板への配向処理は施されていなかったが、本発明者らは、基板を各種の表面物質で処理してその効果を調べたところ、基板の表面に配向処理することによって、ゲル状の液晶組成物の明るさのムラが減り均一になることを見いだした。その理由については明らかでないが、基板表面に配向処理が施されると、液晶分子がある程度規則的になろうとする力が発生するためであると推測される。基板の表面に配向処理が施されない場合には、ゲル状の液晶組成物の作製時に液晶分子が基板に対してランダムな向きに配置するので、表示面が均一にならずムラができているものと考えられる。特に、大画面の表示素子の作製においては、工業的に再現性良く均一な素子を製造することは困難であるが、基板の表面に配向処理が施されると、明るさのムラのない均一な表示素子を提供できる。また、その際、その配向処理方向を互いに非平行にすることで、液晶組成物の散乱性を上げることができる。
このように、双方の基板上に配向処理が施され、かつ、その配向処理方向が互いに平行方向からずれているので、光散乱性に優れ、明るさのムラが無く均一な液晶表示素子を得ることができる。
【００３１】
本発明においては、好ましくは、配向処理の方向が互いに垂直にされる。
液晶組成物の上下の基板に対する配向方向が平行でないと、光の透過する割合が低くなり、その結果、散乱性を高くすることができるので、上下の基板の配向方向が互いに垂直になるようにすると、より一層散乱性を上げることができる。
【００３２】
本発明においては、少なくとも表示側基板に厚み２５０μｍ以下のプラスチック基板を用いると、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量、薄型の液晶表示素子を提供することができる。従来、プラスチック基板を用いた液晶表示素子には、気泡が発生しやすいという問題点があった。気泡が発生する原因の一つに基板が押されることが挙げられる。これは可とう性の基板を使用した場合には、基本的には避けられない現象であり、特に２５０μｍ以下のフイルム基板を使用した場合は顕著である。しかし、本発明においては、両基板間にゲル状の液晶組成物が存在するため、厚み２５０μｍ以下のプラスチック基板を用いていても気泡の発生する可能性が低いという効果がある。この効果の理由は明確には判明していないが、基板内部が他の部分に比較して負圧になる時に気泡が発生することから、液体状態の調光層からゲル化した固体様の調光層となることにより、基板の変形に対する回復に調光層が追随するため、負圧になることが抑制され、気泡発生が抑制されるものと予想される。また、同じ押圧であれば、固体様となった調光層の方が表示素子としても変形しにくいことも効果をあげる要因となっていると考えられる。
【００３３】
前記一対の基板のうち表側基板は、好ましくは、透明なプラスチック基板である。このような透明なプラスチック基板は、好ましくは、ポリカーボネイト又はポリエーテルスルフォンで構成されている。このような材質で構成される２５０μｍ以下のプラスチック基板は、リターデーション、可視光の透過性、耐熱性（〜１５０℃）、基板の軽量性、厚みの点で優れているので、かかるプラスチック基板を用いて形成した液晶表示素子は、表示品質が高く、また、軽量性、可とう性、生産性等の性質において優れている。
【００３４】
本発明においては、基板にラビング処理を施すと、明るさのムラが無い液晶表示素子とすることができる。具体的には、ポリイミド、ポリビニルアルコール等の高分子膜をフレキソ印刷、スピンコート、ロールコート、シルク印刷などの手法で成膜した基板面を機械的に一定の方向にこする。ラビングには、円筒状のロールに布を巻きつけるか、又は、植毛したものを用いて、それを回転させることによって行う。布の材質は、ポリエステル、ナイロン、アクリル、レーヨン等が適している。
【００３５】
また、本発明においては、レシチンよりなる両親媒性界面活性剤、有機シランカップリング剤等の薬剤で基板表面を処理して、液晶分子の基板表面への垂直な配向や平行な配向を誘起させることができる。さらに、ＳｉＯ基板に対して斜めから蒸着することにより、基板に耐熱性の高い配向膜を形成し、明るさのムラが無い液晶表示素子とすることができる。この場合、蒸着角、蒸着速度、真空度、基板温度、膜厚等の蒸着条件、或いは、液晶材料によって、液晶分子の配向形態が変化する。特に、蒸着角は重要なパラメーターであるので、使用する材料によって最適な条件で蒸着を行う。
【００３６】
本発明の液晶表示素子は、図２、３に示されているように、あらかじめ、少なくとも一方の基板１（２）の表面に室温では液晶物質７と混和しない低分子化合物で構成されるゲル化剤１０を配置した対向する一対の基板１，２の間に液晶物質７を注入することにより製造される。そして、前記液晶表示素子の製造においては、前記液晶物質を対向する一対の基板間に注入した後加熱してゲル化剤を液晶物質に溶解させ、続いて、冷却する。
【００３７】
具体的には、図２に示されているように、基板１に電極３を形成した基板及び基板２に電極４を形成した基板をそれぞれ準備し、これらの基板の電極３，４を形成した側の表面に配向膜５，６を形成する。そして、図２（ｂ）に示すように、前記電極３を形成した基板を下側の基板１とし、その基板１の表面、即ち、配向膜５の表面にゲル化剤１０を溶剤に溶かし、これを前記下側の基板の表面、即ち、配向膜５の表面に塗布する。この際、図３に示されているように、後で形成するシール部１２、１３にゲル化剤が接しないようにする。次に、図２（ａ）に示すように、この電極４を形成した基板２を上側の基板２とし、その基板２の表面、即ち、配向膜６の表面にスペーサー分散液をスピンコート機により散布し乾燥させて、スペーサー１１を配置する。
【００３８】
そして、図３に示されているように、上側の基板２及び下側の基板１を接着させるためのシール剤を下側の基板１の表面に塗布してシール部１２，１３を形成し、上側の基板２及び下側の基板１を互いの配向処理方向が垂直をなすように貼り合わせて固定・硬化してセルを形成し、このセルを液晶注入用真空装置に移し、例えば、０．００２Ｔｏｒｒまで減圧した後、液晶皿にセルの液晶物質の注入口を付けてセル外部を常圧に戻して、調光層における液晶物質７のゲル化剤１０によるゾルゲル転移温度（例えば、下記の実施例１では、４７℃）が、前記液晶物質７の等方相／液晶相転移温度（例えば、下記の実施例１では、８３℃）よりも低いものとする液晶物質７をセル中に導入し、注入部分を封止材で塞ぐ。
次に、図４に示すように、前記液晶物質７を、例えば、１２０℃まで加熱して前記ゲル化剤１０を液晶物質７に溶かして液晶組成物８とした後、セルの上側の基板２及び下側の基板１の間に、例えば、周波数が１Ｈｚの周期電界を印加しながら１２０℃から毎分０．１℃の冷却速度で室温まで冷却することにより、図１に示す、調光層９がゲル状の液晶組成物からなる液晶表示素子２０を得る。図４において、１４は電圧計である。
【００３９】
一般的に、基板面への液晶の導入は、両基板間への減圧注入が顕著に使用されている方式である。本発明においては、ゲル化剤が液晶組成物中に存在していることが前提であるため、液晶表示素子の使用温度範囲においては液晶組成物がゲル化していることが望ましい。したがって、本発明における液晶組成物を常温で基板間に減圧注入することはできない。ゲル化している液晶組成物をゾル温度以上まで熱して液体状態とすることによって減圧注入が可能となるが、この場合には注入が終了するまではゾル状態を保つ必要があるため、注入皿、基板などを加熱しておく必要がある。このような操作はエネルギー的に不利であり、加熱装置等が必要となる上に、その制御も複雑となり、生産性を下げる要因となる。したがって、液晶を注入するより先にあらかじめ基板上にゲル化剤を配置するという手順にすれば、減圧注入時の加熱を必要とせず、従来の装置がそのまま使用でき、煩雑な温度制御も不要となる。また、ゲル化剤が、液晶を基板間に注入する温度で液晶と混和するものであると、基板間に配置したゲル化剤によって液晶の注入と同時にゲル化が開始してしまい、注入の妨げとなったり、ゲル化剤が液晶の注入とともに移動して、ゲル化剤の濃度が基板上で不均一になる可能性がある。そのような場合に作製された表示素子では、均一な表示ができなくなる。この現象を防ぐために、液晶を注入する温度において混和が起こらない液晶とゲル化剤の組み合わせを選ぶことが必要である。
【００４０】
本発明においては、液晶注入が完了してから加熱処理をしてゲル化剤を液晶に混和させた後に冷却することにより、表示不良の少ない液晶表示素子を製造することができる。液晶物質にゲル化剤を溶解したものを加熱すると、均一な等方性溶液となる。これを冷却することにより、光学的に異方性のゲル状の液晶組成物を得ることができる。ネットワーク構造を持つことにより、液晶組成物は長期安定性により優れたものとなる。したがって、液晶の注入が完了した後は、ゲル化剤が液晶に溶解するように、温度を一旦ゾルゲル転移点以上になるまで加熱してからゲル化点以下まで冷却することにより、短時間で、表示不良の少ない液晶表示素子を提供することができる。作製したゲル状の液晶は、水素結合性のネットワーク構造を持つので、熱などの刺激に応じて結合が切れたりネットワークを形成したりするという構造変化を可逆的に起こさせることが可能である。即ち、ゲル状の液晶組成物を再度加熱することにより等方性溶液に戻り、再度冷却することで液晶ゲルが得られるので、表示欠陥を修復することが可能である。また、本発明で作製されるゲル状の液晶組成物は、電界の強度の変化に応じて配向が変化し、明確な電界応答性を示す。
【００４１】
【実施例】
以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００４２】
（実施例１）
（１）３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板にＩＴＯよりなる電極を形成した基板を２枚準備し、これらの基板の電極を形成した側の表面にポリイミド膜をフレキソ印刷法により形成した後、ナイロンを巻きつけた円筒状ロールを用いてラビング処理を施すことにより配向膜を形成した。そして、前記配向膜を形成した基板の一方を下側の基板とし、その基板の表面に、次の式、
【化１】

で示されるゲル化剤の溶液を塗布した。この時、ゲル化剤の溶液は、シール部を設ける部分に接しないように塗布した［図２（ｂ）参照］。次に、前記配向膜を形成した基板の他方を上側の基板とし、その基板の表面に、スペーサー分散液をスピンコート機により散布し乾燥させて、スペーサーを配置した［図２（ａ）参照］。
（２）上側の基板及び下側の基板を接着させるためのシール剤を下側の基板の両端近傍の表面に塗布してシール部を形成した。そして、上側の基板及び下側の基板を互いの配向処理方向が垂直になるように貼り合わせて固定・硬化してセルを形成し、このセルを液晶注入用真空装置に移して０．００２Ｔｏｒｒまで減圧した後、液晶皿にセルの液晶物質の注入口を付けてセル外部を常圧に戻し、続いて、等方相／液晶相転移点が８３℃であって、且つ、前記ゲル化剤によるゾルゲル転移温度がおおむね４７℃である液晶物質をセル中に導入し、注入部分を封止材で塞いだ［図３参照］。
（３）前記液晶物質を１２０℃まで加熱し、前記ゲル化剤を液晶物質に溶かして液晶組成物とした後、セルの上側の基板及び下側の間に周波数が１Ｈｚの周期電界を印加しながら１２０℃から毎分０．１℃の冷却速度で室温まで冷却して、調光層がゲル状の液晶組成物からなる液晶表示素子を得た［図４参照］。
このようにして得られた液晶表示素子は、可視光に対して散乱性を示し、その表面に肉眼で確認できる明るさのムラは無く均一であった。また、この液晶表示素子の表面のうち、図６に示す９点の光透過率を測定したところ、前記９点の透過率は平均３７．６％であり、標準偏差：σ＝１．１３であった。但し、前記数値は、液晶を注入していないセルの透過率を基準とした値である。そして、上記の手順で作製した液晶表示素子に、１ｋＨｚの交流電界を印加したところ、液晶が正常に作動することが確認できた。
【００４３】
（実施例２）
（１）３．５ｃｍ×３．５ｃｍのポリエーテルサルフォンシート（ＰＥＳ：住友ベークライト製、厚み１５０μｍ）にＩＴＯよりなる電極を形成した基板を２枚準備し、これらの基板の電極を形成した側の表面にポリイミド膜をフレキソ印刷法により形成した後、ナイロンを巻きつけた円筒状ロールを用いてラビング処理を施すことにより配向膜を形成した。そして、前記配向膜を形成した基板の一方を下側の基板とし、その基板の表面に、次の式、
【化２】

で示されるゲル化剤の溶液を塗布した。この時、ゲル化剤の溶液は、シール部を設ける部分に接しないように塗布した［図２（ｂ）参照］。次に、前記配向膜を形成した基板の他方を上側の基板とし、その基板の表面に、スペーサー分散液をスピンコート機により散布し乾燥させて、スペーサーを配置した［図２（ａ）参照］。
（２）上側の基板及び下側の基板を接着させるためのシール剤を下側の基板の両端近傍の表面に塗布してシール部を形成した。そして、上側の基板及び下側の基板を互いの配向処理方向が垂直になるように貼り合わせて固定・硬化してセルを形成し、このセルを液晶注入用真空装置に移して０．００２Ｔｏｒｒまで減圧した後、液晶皿にセルの液晶物質の注入口を付けてセル外部を常圧に戻し、続いて、等方相／液晶相転移点が８３℃であって、且つ、前記ゲル化剤によるゾルゲル転移温度がおおむね５７℃である液晶物質をセル中に導入し、注入部分を封止材で塞いだ［図３参照］。
（３）前記液晶物質を１２０℃まで加熱し、前記ゲル化剤を液晶物質に溶かして液晶組成物とした後、セルの上側の基板及び下側の間に周波数が１Ｈｚの周期電界を印加しながら１２０℃から毎分０．１℃の冷却速度で室温まで冷却して、調光層がゲル状の液晶組成物からなる液晶表示素子を得た［図４参照］。
このようにして得られた液晶表示素子は、可視光に対して散乱性を示し、その表面に肉眼で確認できる明るさのムラは無く均一であった。また、この液晶表示素子の表面のうち、図６に示す９点の光透過率を測定したところ、前記９点の透過率は平均１９．８％であり、標準偏差：σ＝１．１３であった。但し、前記数値は、液晶を注入していないセルの透過率を基準とした値である。そして、上記の手順で作製した液晶表示素子に、１ｋＨｚの交流電界を印加したところ、液晶が正常に作動することが確認できた。
【００４４】
（比較例１）
セルの形成時に上下の基板の配向処理方向が互いに平行となるようにすること以外は、実施例１と同様の方法で液晶表示素子セルを作製した。
得られた液晶表示素子は、可視光に対して散乱性を示し、明るさのムラが無く均一であったものの、実施例１のセルと比較すると、散乱性が劣ることが肉眼で確認できた。また、得られた液晶表示素子の光透過率を実施例１と同様にして測定したところ、９点の平均透過率は４８．７％であり、標準偏差：σ＝１．０６であった。
【００４５】
（比較例２）
セルの形成時に上下の基板の配向処理方向が互いに平行となるようにすることと、及び、セルの冷却時には電界を印加せずに毎分０．１℃ずつ冷却すること、以外は実施例１と同様の方法で液晶表示素子セルを作製した。
得られた液晶表示素子は、その表面に明るさのムラが肉眼で確認されるものであり、また、散乱性も実施例１の素子よりも著しく劣るものであった。さらに、得られた液晶表示素子の透過率を実施例１と同様にして測定したところ、９点の平均透過率は７２．７％であり、標準偏差：σ＝６．５であった。
【００４６】
（比較例３）
セルの形成時に上下の基板の配向処理方向が互いに平行となるようにすること以外は、実施例２と同様の方法で液晶表示素子セルを作製した。
得られた素子は、その表面にはっきりとした明るさのムラが肉眼で確認できるものであったが、散乱性は実施例のセルと同様のものであった。また、得られた液晶表示素子の透過率を実施例１と同様にして測定したところ、９点の平均透過率は、４１．７％であり、標準偏差σ：＝６．２４であった。
【００４７】
【発明の効果】
（１）請求項１、２に記載された発明によれば、電極を備えた一対の基板間に、液晶物質とこれをゲル化するゲル化剤とを含む光散乱性の調光層を有する液晶表示素子において、前記調光層のゾルゲル転移温度が、前記液晶物質の等方相／液晶相転移温度よりも低いものとすると共に、前記調光層を、加熱によりゲル化剤を液晶物質に溶解した液晶組成物を電界の印加条件下において室温まで冷却したもので構成したので、液晶組成物をゲル化させる時の温度を精密に制御しなくても、より散乱性が高く、しかも、明るさのムラが少ない、液晶ゲルで構成される液晶表示素子を効率良く低コストで製造することができる。特に、大画面の表示素子の作製においては、工業的に再現性良く散乱性が高くて均一な素子を製造することは困難であるが、前記調光層が、加熱によりゲル化剤を液晶物質に溶解した液晶組成物を電界の印加条件下において室温まで冷却したもので構成されているので、より散乱性が高く、しかも、明るさのムラが少ない、液晶ゲルで構成される液晶表示素子を効率良く低コストで製造することができる。
【００４８】
（２）請求項３に記載された発明によれば、電界が周期電界であるので、液晶物質を規則的に動かすことができ、そのために、光散乱性がより高く、しかも、明るさのムラが少なく均一な液晶表示素子を効率良く低コストで製造することができる。
【００４９】
（３）請求項４に記載された発明によれば、周期電界が交流電界であるので、液晶物質を規則的にかつより大きく動かすことができ、そのために、光散乱性がいっそう高く、しかも、明るさのムラが少ない、液晶ゲルで構成される液晶表示素子をより効率良く低コストで製造することができる。
【００５０】
（４）請求項５に記載された発明によれば、交流電界の４分の１周期が液晶物質の電界に対する応答時間よりも長いと、光散乱性がいっそう高く、しかも、明るさのムラが少ない、液晶ゲルで構成される液晶表示素子をより効率良く低コストで製造することができる。
【００５１】
（５）請求項６に記載された発明によれば、基板の双方に配向処理が施され、かつ、それらの配向処理の方向が平行方向からずれているので、光散乱性に優れ、明るさのムラが無く均一な液晶表示素子を得ることができる。
【００５２】
（６）請求項７に記載された発明によれば、配向処理の方向を互いに垂直にするので、より一層散乱性を上げることができる。
【００５３】
（７）請求項８に記載された発明によれば、前記プラスチック基板が、ポリカーボネイト又はポリエーテルスルフォンで構成されているので、リターデーション、可視光の透過性、耐熱性（〜１５０℃）、基板の軽量性、厚みの点で優れており、そのために、かかるプラスチック基板を用いて形成した液晶表示素子は、表示品質が高く、また、軽量性、可とう性、生産性等の性質において優れている。
【００５４】
（８）請求項９，１０に記載された発明によれば、液晶組成物をゲル化させる時の温度を精密に制御しなくても、より散乱性が高く、しかも、明るさのムラが少ない、液晶ゲルで構成される液晶表示素子を効率良く低コストで製造することができる。特に、大画面の表示素子の製造においては、工業的に再現性良く散乱性が高くて均一な素子を製造することは困難であるが、前記調光層が、加熱によりゲル化剤を液晶物質に溶解した液晶組成物を電界の印加条件下において室温まで冷却したもので構成されているので、より散乱性が高く、しかも、明るさのムラが少ない、液晶ゲルで構成される液晶表示素子を効率良く低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す液晶表示素子の断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す液晶表示素子の製造過程を示す説明図であって、（ａ）は、基板上にスペーサーを存在させた状態を示し、（ｂ）は、基板上にゲル化剤を存在させた状態を示す。
【図３】本発明の一実施の形態を示す液晶表示素子の製造過程を示す説明図であって、張り合わせた一対の基板の間に液晶物質を注入した状態の断面を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態を示す液晶表示素子の製造過程を示す説明図であって、加熱によりゲル化剤を液晶物質に溶解した液晶組成物を電界の印加条件下において室温まで冷却する状態を示す説明図である。
【図５】液晶組成物に印加する周期電界の説明図である。
【図６】液晶表示素子の光透過率を測定する個所を示す。
【符号の説明】
１基板（下側）
２基板（上側）
３，４電極
５，６配向膜
７液晶物質
８液晶組成物
９調光層
１０ゲル化剤
１１スペーサー
１２，１３シール部
１４電圧計
２０液晶表示素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display element and a method for manufacturing the same, and more specifically, a light scattering light control layer including a liquid crystal substance and a gelling agent that gels the liquid crystal material between a pair of substrates provided with electrodes. The present invention relates to a liquid crystal display element and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display elements are thin and lightweight, and are excellent in power saving, and thus are used in many fields. At present, liquid crystal display elements are becoming popular as a substitute for cathode ray tubes (CRT). In particular, the liquid crystal display element is used as a display element of a portable electronic device, and its characteristics are utilized. In general, a liquid crystal display element has a structure in which a light control layer made of a liquid crystal composition is sandwiched between a pair of opposing glass substrates provided with electrodes, and the glass substrate is made into a polymer film. In some cases, it is more suitable for portable electronic devices because of light weight and improved impact resistance.
[0003]
However, a liquid crystal display element manufactured using a polymer film as a substrate has a problem that bubbles are generated in the liquid crystal element due to some external stimulus. The generation of bubbles in the liquid crystal element may be observed even in a liquid crystal display element manufactured using a glass substrate, although the frequency is small. Such a portion where bubbles are generated in the liquid crystal element is not filled with the liquid crystal composition, so that there is a problem that the liquid crystal display element does not function.
[0004]
Therefore, a TN type or STN type polymer dispersion type liquid crystal device has been proposed in which nematic liquid crystal is used and liquid crystal is arranged in a network structure or capsule structure of a polymer resin. Such polymer-dispersed liquid crystal devices can be easily manufactured because (a) a polarizing plate is not used and a bright image can be displayed, (b) a wide viewing angle, and (c) liquid crystal alignment treatment is not required. There are advantages such as (1) high accuracy is required for temperature and light intensity when curing the polymer resin, and (2) defect repair because the polymer resin is cured. There were problems such as being impossible, and (c) displaying halftones due to hysteresis when voltage was applied.
[0005]
In order to improve these problems, a liquid crystal display element comprising a gel-state liquid crystal composition containing a low-molecular compound having a perfluoroalkyl group and a liquid crystal substance has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 5-216015). Gazette and JP-A-8-254688). By using this liquid crystal composition in a gel state (hereinafter referred to as “liquid crystal gel”) for the production of a display element, it is possible to display without generating hysteresis and realize a high contrast comparable to that of a TN type liquid crystal cell. . In addition, it was a great merit to be able to repair the defects of the liquid crystal gel network by a simple operation of heating to the sol / gel phase transition temperature or higher and then cooling.
[0006]
In order to obtain a liquid crystal gel having a high light scattering property and no unevenness of brightness in a liquid crystal display device composed of such a liquid crystal gel, (1) the temperature at which the liquid crystal composition is gelled is precisely set (2) Select a combination of a liquid crystal substance that easily scatters light when gelled and a gelling agent, and (3) devise an alignment treatment applied to the substrate. Has been. However, although (1) is effective, there is a problem that precise control of the temperature condition is necessary, and (2) and (3) have a problem that the effect is not sufficient.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention aims to solve this problem.
That is, the present invention provides a liquid crystal display element composed of a liquid crystal gel that has high light scattering properties and little unevenness in brightness without precisely controlling the temperature at which the liquid crystal composition is gelled. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element that can be efficiently manufactured at low cost, and a manufacturing method thereof.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In a liquid crystal display element having a light-scattering light-modulating layer containing a liquid crystal substance and a gelling agent that gels the liquid crystal material between a pair of substrates provided with electrodes, the sol-gel of the light-control layer The transition temperature is lower than the isotropic phase / liquid crystal phase transition temperature of the liquid crystal material, and the liquid crystal composition in which the light control layer is dissolved in the liquid crystal material by heating is subjected to an electric field application condition. When the liquid crystal composition is cooled to room temperature, the liquid crystal composition is composed of a liquid crystal gel that has high scattering properties and little unevenness of brightness even if the temperature at which the liquid crystal composition is gelled is not precisely controlled. It has been found that a liquid crystal display element can be produced efficiently and at low cost, and the present invention has been completed.
[0009]
In order to achieve the above object, a light scattering light control layer including a liquid crystal substance and a gelling agent that gels the liquid crystal substance is provided between the pair of substrates provided with electrodes. In the liquid crystal display device, the sol-gel transition temperature of the light control layer is lower than the isotropic phase / liquid crystal phase transition temperature of the liquid crystal material, and the light control layer is heated with a gelling agent as a liquid crystal material. A liquid crystal display element comprising a liquid crystal composition dissolved in a solution cooled to room temperature under an electric field application condition.
[0010]
The invention described in claim 2 is the invention described in claim 1, wherein the gelling agent is dissolved in the liquid crystal material, and the liquid crystal material is gelled by intermolecular hydrogen bonding. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is preferably composed of 150 to 2000 low molecular weight compounds.
[0011]
The invention described in claim 3 is the invention described in

claim

1 or 2, wherein the electric field is a periodic electric field.
[0012]
The invention described in claim 4 is the invention described in any one of claims 1 to 3, wherein the periodic electric field is an alternating electric field.
[0013]
The invention described in claim 5 is the invention described in any one of claims 1 to 4, wherein a quarter period of the AC electric field is longer than a response time to the electric field of the liquid crystal substance to be gelled. It is characterized by.
[0014]
The invention described in claim 6 is the invention described in any one of claims 1 to 5, wherein an alignment film is provided on both of the substrates, and the direction of the alignment treatment is shifted from the parallel direction. It is characterized by being.
[0015]
The invention described in claim 7 is characterized in that, in the invention described in claim 6, the directions of the alignment treatments are perpendicular to each other.
[0016]
The invention described in claim 8 is the invention described in any one of claims 1 to 7, wherein the display-side substrate of the pair of substrates is composed of polycarbonate or polyether sulfone. It is a feature.
[0017]
The invention described in claim 9 is the method of manufacturing a liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 8, and is previously composed of a low molecular compound that is immiscible with the liquid crystal substance at room temperature on the surface of at least one substrate. The liquid crystal substance is injected between a pair of opposing substrates on which a gelling agent is disposed.
[0018]
The invention described in claim 10 is the invention described in claim 9, wherein the liquid crystal material is injected between a pair of opposing substrates and then heated to dissolve the gelling agent in the liquid crystal material. It is characterized by cooling.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display element showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory view showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, where (a) shows a state in which a spacer is present on the substrate, and (b) shows a substrate. A state in which a gelling agent is present is shown above. FIG. 3 is an explanatory view showing a manufacturing process of a liquid crystal display element according to an embodiment of the present invention, and is an explanatory view showing a cross section in a state where a liquid crystal substance is injected between a pair of bonded substrates. FIG. 4 is an explanatory view showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, in which a liquid crystal composition in which a gelling agent is dissolved in a liquid crystal substance by heating is heated to room temperature under an electric field application condition. It is explanatory drawing which shows the state to cool. FIG. 5 is an explanatory diagram of a periodic electric field applied to the liquid crystal composition. FIG. 6 shows a part for measuring the light transmittance of the liquid crystal display element.
[0020]
In FIG. 1, 20 is a liquid crystal display element of the present invention. The liquid crystal display element 20 of the present invention includes a liquid crystal substance (see 7 in FIG. 3) and a gelling agent (10 in FIG. 3) between a pair of

substrates

1 and 2 each having

electrodes

3 and 4, respectively. A light-scattering light control layer 9 including The sol-gel transition temperature of the light control layer 9 is lower than the isotropic phase / liquid crystal phase transition temperature of the liquid crystal material, and the light control layer 9 converts the gelling agent into a liquid crystal material by heating. It is composed of a dissolved liquid crystal composition (see 8 in FIG. 4) cooled to room temperature under an electric field application condition. In the present specification, the “light scattering light control layer” exhibits light scattering (bright state) when the voltage is off, and light transmission (dark state) when the voltage is on. Means a light control layer for displaying a background color, and means a light control layer that constitutes a reflective liquid crystal display element that does not require a backlight, and is itself known. In the present specification, such a “light control layer” is referred to as a “light scattering light control layer”. In FIG. 1, 5 and 6 are alignment films, 11 is a spacer, and 12 and 13 are seal portions.
[0021]
Thus, in the present invention, the sol-gel transition temperature of the light control layer 9 is lower than the isotropic phase / liquid crystal phase transition temperature of the liquid crystal substance, and the light control layer 9 is gelled by heating. Because it is composed of a liquid crystal composition in which a liquid crystal composition is dissolved in a liquid crystal substance and cooled to room temperature under an electric field application condition, it is possible to control the temperature at which the liquid crystal composition is gelled more accurately without controlling it. The liquid crystal display element 20 composed of a liquid crystal gel having high scattering properties and less uneven brightness can be manufactured efficiently and at low cost. In particular, in the production of a display device with a large screen, it is difficult to produce a uniform device with high reproducibility and high scattering properties industrially. A liquid crystal display device composed of a liquid crystal gel, which is made of a liquid crystal composition dissolved in a substance and cooled to room temperature under an applied electric field condition, and has a higher scattering property and less uneven brightness. 20 can be manufactured efficiently and at low cost.
[0022]
The “gel” in the present invention refers to a state in which a solvent is incorporated into a three-dimensional network structure, and reversibly changes from a gel state to a sol (solution) state. If the change from the gel state to the sol state is possible, the structure of the cross-linked portion of the three-dimensional network structure is not limited, but the cross-linked structure is generally due to a secondary bonding force other than a covalent bond There are many. The network structure of the gel used in the present invention is due to intermolecular hydrogen bonding, and the gelation can be caused by raising the temperature.
[0023]
The gelling agent in the present invention is composed of a low molecular compound. When such a low molecular weight compound is used as a gelling agent, the compatibility with the liquid crystal material is improved as compared with those using a polymer compound as the gelling agent. Can be gelled. In the present invention, the “low molecular weight compound” refers to a compound having no molecular weight distribution. Such a low molecular weight compound is preferably composed of a low molecular weight compound having a molecular weight of 2000 or less, preferably 150 to 2000, which dissolves in the liquid crystal material and gels the liquid crystal material by intermolecular hydrogen bonding. Those having a chiral structure are preferred.
[0024]
In general, the molecular structural conditions capable of intermolecular hydrogen bonding are preferably those having a combination of an amide group (—NHCO—), an amino group (—NH—), and a carbonyl group (—CO—). In addition, there may be a carbamate group, a urea group, a carboxyl group, an alkoxy group, a phosphate group, a hydroxyl group, and the like, and the number and position thereof are not limited. Among such gelling agents, a compound having at least two groups capable of intermolecular hydrogen bonding and two or more alkylene groups in each molecule is desirable. The alkylene group having a long chain structure (may be branched) having 4 or more carbon atoms, preferably 6 to 20 carbon atoms has higher solubility in a liquid crystal substance. The gelling agent preferably has a chiral structure. Specifically, those disclosed in JP-A Nos. 5-216015, 8-254688, 11-21556, and 11-52341 can be used.
[0025]
As the liquid crystal substance used in the present invention, liquid crystal molecules conventionally used in liquid crystal display elements, specifically, various liquid crystal molecules such as biphenyl series and phenylcyclohexane series showing a nematic or smectic phase can be used.
[0026]
The electric field in the present invention is preferably a periodic electric field.
The application of an electric field in the present invention is performed to move liquid crystal molecules. Here, “liquid crystal molecules move” means that the liquid crystal molecules continue to move in response to an electric field, that is, become a dynamic state. When a liquid crystal composition in which a gelling agent is dissolved in a liquid crystal substance by heating (see 8 in FIG. 4) is cooled to room temperature under an applied electric field, liquid crystal molecules move and light scattering properties in the process of cooling the liquid crystal composition. -It is thought that the gel excellent in uniformity can be obtained. Therefore, as long as the condition that the liquid crystal molecules move is satisfied, the waveform of the applied electric field is not limited, but a periodic electric field is more preferable. Here, the periodic electric field refers to a waveform in which a constant electric field is applied every predetermined time. In this way, when a periodic electric field is used as the electric field, the liquid crystal substance can be moved regularly, so that the light scattering property is higher, and the uniform liquid crystal display element 20 with less unevenness in brightness is efficiently and cost-effective. Can be manufactured.
[0027]
The periodic electric field is preferably an alternating electric field.
When an alternating electric field is applied to the liquid crystal composition, positive and negative electric fields having the same absolute value are applied to the liquid crystal material every certain time, so that the liquid crystal material can be moved regularly and largely. In the present invention, an AC electric field applied at 30 to 60 V is preferable. The AC electric field is effective with any waveform such as a sin wave, a rectangular wave, and a triangular wave, but a pulse AC electric field as shown in FIG. 5 is preferable. When a pulsed alternating electric field is applied, the electric field becomes zero except when the pulsed electric field is periodically applied, and the time for the liquid crystal substance that has moved to face the electric field direction to be restored is shortened, and more effectively. The liquid crystal substance can be moved. As described above, when an alternating electric field is applied to the liquid crystal composition, in particular, the liquid crystal display element 20 composed of the liquid crystal gel having higher light scattering properties and less uneven brightness is more efficient. Good and can be manufactured at low cost.
[0028]
In addition, the electric field (voltage) applied to the liquid crystal needs to be higher than the voltage at which the liquid crystal molecules start to rise in response when the liquid crystal to be used and the gelling agent are mixed. If the voltage is lower than the voltage at which the liquid crystal molecules start to rise, the liquid crystal molecules do not move even when an electric field is applied, and thus the object of the present invention cannot be achieved. On the other hand, when the voltage is higher than the voltage at which the liquid crystal molecules rise, the liquid crystal molecules can move greatly, but there is a possibility that the cell may be deteriorated by applying a high voltage, or heat generation may occur and hinder temperature control. . Therefore, it is desirable that the voltage applied to the liquid crystal material is between the voltage at which the liquid crystal molecules start to rise and the voltage at which the liquid crystal molecules start to rise. Within this range, the higher the voltage, the more effectively the liquid crystal molecules can be moved. Therefore, it is even more preferable that the voltage is one half or more of the voltage at which the liquid crystal molecules rise with respect to the electric field direction.
[0029]
The quarter period of the AC electric field is longer than the response time of the liquid crystal substance to be gelled to the electric field.
If the period of the quarter of the AC electric field, that is, the time when the electric field changes from 0 to the maximum value or the minimum value, is shorter than the response time of the liquid crystal, the liquid crystal molecules begin to fall before completely rising in the direction of the electric field. Liquid crystal molecules can not move sufficiently. However, as in the present invention, if the quarter period of the AC electric field is longer than the response time, the liquid crystal molecules can respond sufficiently in accordance with the applied electric field. However, the “response time” here refers to the rise time and fall time, respectively, and may be adjusted so that the quarter period of the electric field is longer than the longer time. . Thus, when the quarter period of the AC electric field is longer than the response time of the liquid crystal substance to the electric field, the liquid crystal display composed of the liquid crystal gel has higher light scattering properties and less uneven brightness. The element 20 can be manufactured more efficiently and at low cost.
[0030]
In the present invention, alignment films are provided on both of the substrates, and the direction of the alignment treatment is deviated from the parallel direction.
In a display element using a conventional gel-like liquid crystal composition, since the liquid crystal material is used as a scatterer, the alignment treatment to the substrate has not been performed. As a result, the effect of the alignment treatment on the surface of the substrate was found to reduce the unevenness in brightness of the gel liquid crystal composition and make it uniform. Although the reason for this is not clear, it is presumed that when alignment treatment is performed on the substrate surface, a force is generated to make liquid crystal molecules regular to some extent. When the surface of the substrate is not subjected to alignment treatment, the liquid crystal molecules are arranged in a random orientation with respect to the substrate during the preparation of the gel-like liquid crystal composition, so that the display surface is not uniform and uneven. it is conceivable that. In particular, in the production of a large-screen display element, it is difficult to produce a uniform element with good industrial reproducibility. However, when an alignment process is performed on the surface of the substrate, there is no unevenness in brightness. Display elements can be provided. At that time, by making the alignment treatment directions non-parallel to each other, the scattering property of the liquid crystal composition can be increased.
As described above, since the alignment treatment is performed on both the substrates and the alignment treatment directions are deviated from the parallel directions, a uniform liquid crystal display element having excellent light scattering properties and no uneven brightness is obtained. be able to.
[0031]
In the present invention, preferably, the directions of the alignment treatment are made perpendicular to each other.
If the alignment direction of the liquid crystal composition with respect to the upper and lower substrates is not parallel, the light transmission rate is reduced, and as a result, the scattering property can be increased, so that the alignment directions of the upper and lower substrates are perpendicular to each other. Then, the scattering property can be further increased.
[0032]
In the present invention, when a plastic substrate having a thickness of 250 μm or less is used as at least the display side substrate, a lighter and thinner liquid crystal display element can be provided as compared with the case where a glass substrate is used. Conventionally, a liquid crystal display element using a plastic substrate has a problem that bubbles are easily generated. One reason for the generation of bubbles is that the substrate is pushed. This is basically a phenomenon that cannot be avoided when a flexible substrate is used, and is particularly noticeable when a film substrate of 250 μm or less is used. However, in the present invention, since a gel-like liquid crystal composition exists between both the substrates, there is an effect that the possibility of bubbles being generated is low even if a plastic substrate having a thickness of 250 μm or less is used. The reason for this effect is not clearly understood, but bubbles are generated when the inside of the substrate is at a negative pressure compared to other parts. By becoming an optical layer, the light control layer follows the recovery from deformation of the substrate, so that it is expected that negative pressure is suppressed and bubble generation is suppressed. In addition, if the pressure is the same, it is considered that the solid light control layer is less likely to be deformed as a display element, which is an effective factor.
[0033]
Of the pair of substrates, the front substrate is preferably a transparent plastic substrate. Such a transparent plastic substrate is preferably made of polycarbonate or polyether sulfone. A plastic substrate of 250 μm or less made of such a material is excellent in terms of retardation, visible light transmittance, heat resistance (up to 150 ° C.), substrate lightness, and thickness. The liquid crystal display element formed by using it has high display quality and is excellent in properties such as lightness, flexibility and productivity.
[0034]
In the present invention, when the substrate is rubbed, a liquid crystal display element free from uneven brightness can be obtained. Specifically, a substrate surface on which a polymer film such as polyimide or polyvinyl alcohol is formed by a technique such as flexographic printing, spin coating, roll coating, or silk printing is mechanically rubbed in a certain direction. The rubbing is performed by winding a cloth around a cylindrical roll or rotating it using a planted one. Polyester, nylon, acrylic, rayon, etc. are suitable for the material of the cloth.
[0035]
In the present invention, the substrate surface is treated with a drug such as an amphiphilic surfactant made of lecithin, an organic silane coupling agent, etc., to induce vertical or parallel alignment of liquid crystal molecules on the substrate surface. be able to. Furthermore, by vapor-depositing with respect to the SiO substrate, an alignment film having high heat resistance can be formed on the substrate, and a liquid crystal display element free from uneven brightness can be obtained. In this case, the alignment form of the liquid crystal molecules varies depending on the deposition conditions such as the deposition angle, the deposition rate, the degree of vacuum, the substrate temperature, the film thickness, or the liquid crystal material. In particular, since the deposition angle is an important parameter, the deposition is performed under optimum conditions depending on the material used.
[0036]
As shown in FIGS. 2 and 3, the liquid crystal display device of the present invention is previously formed on a surface of at least one substrate 1 (2) with a low molecular compound that is immiscible with the liquid crystal substance 7 at room temperature. It is manufactured by injecting a liquid crystal substance 7 between a pair of opposing

substrates

1 and 2 on which the agent 10 is disposed. In manufacturing the liquid crystal display element, the liquid crystal material is injected between a pair of opposing substrates and then heated to dissolve the gelling agent in the liquid crystal material, followed by cooling.
[0037]
Specifically, as shown in FIG. 2, a substrate having an electrode 3 formed on the substrate 1 and a substrate having an electrode 4 formed on the substrate 2 were prepared, and

electrodes

3 and 4 of these substrates were formed.

Alignment films

5 and 6 are formed on the surface on the side. Then, as shown in FIG. 2B, the substrate on which the electrode 3 is formed is the lower substrate 1, and the gelling agent 10 is dissolved in a solvent on the surface of the substrate 1, that is, the surface of the alignment film 5, This is applied to the surface of the lower substrate, that is, the surface of the alignment film 5. At this time, as shown in FIG. 3, the gelling agent is prevented from coming into contact with the

seal portions

12 and 13 to be formed later. Next, as shown in FIG. 2A, the substrate 2 on which the electrode 4 is formed is the upper substrate 2, and a spacer dispersion liquid is applied to the surface of the substrate 2, that is, the surface of the alignment film 6 by a spin coater. After spraying and drying, the spacer 11 is arranged.
[0038]
Then, as shown in FIG. 3, a sealing agent for bonding the upper substrate 2 and the lower substrate 1 is applied to the surface of the lower substrate 1 to form the

seal portions

12 and 13. The upper substrate 2 and the lower substrate 1 are bonded and fixed and cured so that the alignment processing directions are perpendicular to each other, and a cell is formed. The cell is transferred to a liquid crystal injection vacuum device. After depressurizing to 002 Torr, the liquid crystal material inlet of the cell is attached to the liquid crystal dish, the outside of the cell is returned to normal pressure, and the sol-gel transition temperature by the gelling agent 10 of the liquid crystal material 7 in the light control layer (eg In Example 1, the liquid crystal material 7 having 47 ° C.) lower than the isotropic phase / liquid crystal phase transition temperature of the liquid crystal material 7 (for example, 83 ° C. in Example 1 below) is introduced into the cell. The injection part is closed with a sealing material.
Next, as shown in FIG. 4, the liquid crystal material 7 is heated to 120 ° C., for example, and the gelling agent 10 is dissolved in the liquid crystal material 7 to form the liquid crystal composition 8, and then the substrate 2 on the upper side of the cell. And, for example, by applying a periodic electric field having a frequency of 1 Hz between the lower substrate 1 and cooling from 120 ° C. to room temperature at a cooling rate of 0.1 ° C. per minute, the light control layer shown in FIG. The liquid crystal display element 20 in which 9 is made of a gel-like liquid crystal composition is obtained. In FIG. 4, 14 is a voltmeter.
[0039]
In general, the introduction of liquid crystal to the substrate surface is a method in which decompression injection between both substrates is remarkably used. In the present invention, since it is premised that the gelling agent is present in the liquid crystal composition, it is desirable that the liquid crystal composition is gelated in the operating temperature range of the liquid crystal display element. Therefore, the liquid crystal composition of the present invention cannot be injected under reduced pressure between the substrates at room temperature. The liquid crystal composition that is gelled is heated to a temperature equal to or higher than the sol temperature to be in a liquid state, so that reduced pressure injection is possible.In this case, it is necessary to maintain the sol state until the injection is completed. It is necessary to heat the substrate. Such an operation is disadvantageous in terms of energy, requires a heating device and the like, and also complicates the control, thereby reducing productivity. Therefore, if the procedure of placing the gelling agent on the substrate in advance before injecting the liquid crystal, heating at the time of injecting under reduced pressure is not required, the conventional apparatus can be used as it is, and complicated temperature control is not required. Become. In addition, if the gelling agent is miscible with the liquid crystal at a temperature at which the liquid crystal is injected between the substrates, gelation starts simultaneously with the injection of the liquid crystal by the gelling agent disposed between the substrates, preventing the injection. Or the gelling agent may move as the liquid crystal is injected, and the concentration of the gelling agent may become non-uniform on the substrate. A display element manufactured in such a case cannot perform uniform display. In order to prevent this phenomenon, it is necessary to select a combination of liquid crystal and a gelling agent that does not mix at the temperature at which the liquid crystal is injected.
[0040]
In the present invention, a liquid crystal display element with few display defects can be manufactured by performing heat treatment after liquid crystal injection is completed and mixing the gelling agent with the liquid crystal and then cooling. When a solution obtained by dissolving a gelling agent in a liquid crystal substance is heated, a uniform isotropic solution is obtained. By cooling this, an optically anisotropic gel-like liquid crystal composition can be obtained. By having a network structure, the liquid crystal composition becomes more excellent in long-term stability. Therefore, after the injection of the liquid crystal is completed, in order to dissolve the gelling agent in the liquid crystal, the temperature is once heated to the sol-gel transition point or higher and then cooled to the gel point or lower, in a short time, A liquid crystal display element with few display defects can be provided. The produced gel-like liquid crystal has a hydrogen-bonding network structure, so that it is possible to reversibly cause a structural change in which bonds are broken or a network is formed in response to a stimulus such as heat. That is, the gel-like liquid crystal composition is heated again to return to the isotropic solution, and cooled again to obtain a liquid crystal gel, so that display defects can be repaired. In addition, the gel-like liquid crystal composition produced in the present invention changes its orientation according to the change in electric field strength, and exhibits a clear electric field response.
[0041]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[0042]
Example 1
(1) Prepare two substrates on which electrodes made of ITO are formed on a 30 mm × 30 mm glass plate, and after forming a polyimide film on the surface of these substrates on which the electrodes are formed by flexographic printing, wind nylon An alignment film was formed by performing a rubbing treatment using the attached cylindrical roll. Then, one of the substrates on which the alignment film is formed is a lower substrate, and the surface of the substrate has the following formula:
[Chemical 1]

The solution of the gelling agent shown by was applied. At this time, the solution of the gelling agent was applied so as not to contact the portion where the seal portion was provided [see FIG. 2 (b)]. Next, the other substrate on which the alignment film was formed was used as an upper substrate, and a spacer dispersion liquid was sprayed and dried on the surface of the substrate by a spin coater [see FIG. 2 (a)]. .
(2) A sealing agent for adhering the upper substrate and the lower substrate was applied to the surfaces in the vicinity of both ends of the lower substrate to form a seal portion. Then, the upper substrate and the lower substrate are bonded to each other so that their alignment processing directions are perpendicular to each other, and fixed and cured to form a cell. The cell is transferred to a vacuum device for liquid crystal injection up to 0.002 Torr. After depressurizing, the liquid crystal material inlet of the cell is attached to the liquid crystal dish and the outside of the cell is returned to normal pressure. Subsequently, the isotropic phase / liquid crystal phase transition point is 83 ° C., and the gelling agent is used. A liquid crystal substance having a sol-gel transition temperature of about 47 ° C. was introduced into the cell, and the injection portion was closed with a sealing material [see FIG. 3].
(3) The liquid crystal material is heated to 120 ° C., the gelling agent is dissolved in the liquid crystal material to obtain a liquid crystal composition, and then a periodic electric field having a frequency of 1 Hz is applied between the upper substrate and the lower side of the cell. While cooling from 120 ° C. to room temperature at a cooling rate of 0.1 ° C. per minute, a liquid crystal display element having a light control layer made of a gel-like liquid crystal composition was obtained [see FIG. 4].
The liquid crystal display device thus obtained was diffusible with respect to visible light, and the surface thereof was uniform with no brightness unevenness visible to the naked eye. Further, when the light transmittance at nine points shown in FIG. 6 on the surface of the liquid crystal display element was measured, the transmittance at the nine points was an average of 37.6%, and the standard deviation was σ = 1.13. there were. However, the numerical value is a value based on the transmittance of a cell into which liquid crystal is not injected. And when an alternating electric field of 1 kHz was applied to the liquid crystal display element produced by the above procedure, it was confirmed that the liquid crystal operated normally.
[0043]
(Example 2)
(1) Two substrates on which electrodes made of ITO are formed on a 3.5 cm × 3.5 cm polyethersulfone sheet (PES: manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., thickness: 150 μm) are prepared. After forming a polyimide film on the surface of the film by flexographic printing, an alignment film was formed by performing a rubbing treatment using a cylindrical roll wound with nylon. Then, one of the substrates on which the alignment film is formed is a lower substrate, and the surface of the substrate has the following formula:
[Chemical 2]

The solution of the gelling agent shown by was applied. At this time, the solution of the gelling agent was applied so as not to contact the portion where the seal portion was provided [see FIG. 2 (b)]. Next, the other substrate on which the alignment film was formed was used as an upper substrate, and a spacer dispersion liquid was sprayed and dried on the surface of the substrate by a spin coater [see FIG. 2 (a)]. .
(2) A sealing agent for adhering the upper substrate and the lower substrate was applied to the surfaces in the vicinity of both ends of the lower substrate to form a seal portion. Then, the upper substrate and the lower substrate are bonded to each other so that their alignment processing directions are perpendicular to each other, and fixed and cured to form a cell. The cell is transferred to a vacuum device for liquid crystal injection up to 0.002 Torr. After depressurizing, the liquid crystal material inlet of the cell is attached to the liquid crystal dish and the outside of the cell is returned to normal pressure. Subsequently, the isotropic phase / liquid crystal phase transition point is 83 ° C., and the gelling agent is used. A liquid crystal substance having a sol-gel transition temperature of about 57 ° C. was introduced into the cell, and the injection portion was closed with a sealing material [see FIG. 3].
(3) The liquid crystal material is heated to 120 ° C., the gelling agent is dissolved in the liquid crystal material to obtain a liquid crystal composition, and then a periodic electric field having a frequency of 1 Hz is applied between the upper substrate and the lower side of the cell. While cooling from 120 ° C. to room temperature at a cooling rate of 0.1 ° C. per minute, a liquid crystal display element having a light control layer made of a gel-like liquid crystal composition was obtained [see FIG. 4].
The liquid crystal display device thus obtained was diffusible with respect to visible light, and the surface thereof was uniform with no brightness unevenness visible to the naked eye. Further, when the light transmittance at nine points shown in FIG. 6 on the surface of the liquid crystal display element was measured, the transmittance at the nine points was 19.8% on average, and the standard deviation was σ = 1.13. there were. However, the numerical value is a value based on the transmittance of a cell into which liquid crystal is not injected. And when an alternating electric field of 1 kHz was applied to the liquid crystal display element produced by the above procedure, it was confirmed that the liquid crystal operated normally.
[0044]
(Comparative Example 1)
A liquid crystal display element cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the alignment treatment directions of the upper and lower substrates were parallel to each other when the cell was formed.
Although the obtained liquid crystal display element showed a scattering property with respect to visible light and was uniform without unevenness in brightness, it was confirmed with the naked eye that the scattering property was inferior as compared with the cell of Example 1. . Further, when the light transmittance of the obtained liquid crystal display element was measured in the same manner as in Example 1, the average transmittance at 9 points was 48.7%, and the standard deviation: σ = 1.06.
[0045]
(Comparative Example 2)
Example 1 except that the alignment processing directions of the upper and lower substrates are parallel to each other when the cell is formed, and that the cell is cooled by 0.1 ° C. per minute without applying an electric field when the cell is cooled. A liquid crystal display element cell was produced in the same manner as described above.
The obtained liquid crystal display element was confirmed to have uneven brightness on its surface, and the scattering property was significantly inferior to that of the element of Example 1. Furthermore, when the transmittance of the obtained liquid crystal display element was measured in the same manner as in Example 1, the average transmittance at 9 points was 72.7%, and the standard deviation was σ = 6.5.
[0046]
(Comparative Example 3)
A liquid crystal display element cell was produced in the same manner as in Example 2 except that the alignment treatment directions of the upper and lower substrates were parallel to each other when the cell was formed.
The obtained device had a clear brightness irregularity on its surface, but the scattering property was the same as that of the cell of the example. Further, when the transmittance of the obtained liquid crystal display element was measured in the same manner as in Example 1, the nine-point average transmittance was 41.7%, and the standard deviation σ: = 6.24.
[0047]
【The invention's effect】
(1) According to the first and second aspects of the present invention, the light scattering light control layer including the liquid crystal substance and the gelling agent that gels the liquid crystal substance is provided between the pair of substrates provided with the electrodes. In the liquid crystal display element, the sol-gel transition temperature of the light control layer is lower than the isotropic phase / liquid crystal phase transition temperature of the liquid crystal material, and the light control layer is heated to form a gelling agent into the liquid crystal material. Since the dissolved liquid crystal composition is cooled to room temperature under electric field application conditions, it is more scattering and brighter even if the temperature at which the liquid crystal composition is gelled is not precisely controlled. A liquid crystal display element composed of a liquid crystal gel with little unevenness can be manufactured efficiently and at low cost. In particular, in the production of a large-screen display element, it is difficult to manufacture a uniform element with high reproducibility and high scattering properties industrially. A liquid crystal display element composed of a liquid crystal gel having a higher scattering property and less unevenness in brightness. It can be manufactured efficiently and at low cost.
[0048]
(2) According to the invention described in claim 3, since the electric field is a periodic electric field, the liquid crystal material can be moved regularly, and therefore, the light scattering property is higher, and the brightness unevenness is also increased. And a uniform liquid crystal display element can be manufactured efficiently and at low cost.
[0049]
(3) According to the invention described in claim 4, since the periodic electric field is an alternating electric field, the liquid crystal substance can be moved regularly and more greatly, and therefore, the light scattering property is higher, A liquid crystal display element composed of a liquid crystal gel with little unevenness in brightness can be manufactured more efficiently and at low cost.
[0050]
(4) According to the invention described in claim 5, when the quarter period of the alternating electric field is longer than the response time of the liquid crystal substance to the electric field, the light scattering property is further increased, and the unevenness in brightness is caused. A liquid crystal display element composed of a small amount of liquid crystal gel can be manufactured more efficiently and at low cost.
[0051]
(5) According to the invention described in claim 6, since both of the substrates are subjected to the alignment treatment and the direction of the alignment treatment is deviated from the parallel direction, the light scattering property is excellent and the brightness is high. A uniform liquid crystal display element without unevenness can be obtained.
[0052]
(6) According to the invention described in claim 7, since the directions of the alignment treatment are made perpendicular to each other, the scattering property can be further improved.
[0053]
(7) According to the invention described in claim 8, since the plastic substrate is composed of polycarbonate or polyether sulfone, retardation, visible light permeability, heat resistance (˜150 ° C.), substrate The liquid crystal display element formed using such a plastic substrate has high display quality and is excellent in properties such as lightness, flexibility, and productivity. Yes.
[0054]
(8) According to the invention described in claims 9 and 10, even if the temperature at which the liquid crystal composition is gelled is not precisely controlled, the scattering property is higher and the brightness unevenness is less. The liquid crystal display element comprised with a liquid crystal gel can be manufactured efficiently and at low cost. In particular, in the production of large-screen display elements, it is difficult to produce a uniform element that is industrially reproducible and highly scatterable. A liquid crystal display element composed of a liquid crystal gel having a higher scattering property and less unevenness in brightness. It can be manufactured efficiently and at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display element showing an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A shows a state in which a spacer is present on the substrate, and FIG. A state in which a gelling agent is present is shown above.
FIG. 3 is an explanatory view showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and is an explanatory view showing a cross section in a state in which a liquid crystal material is injected between a pair of bonded substrates.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, in which a liquid crystal composition in which a gelling agent is dissolved in a liquid crystal substance by heating is heated to room temperature under an electric field application condition. It is explanatory drawing which shows the state to cool.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a periodic electric field applied to a liquid crystal composition.
FIG. 6 shows a part where the light transmittance of a liquid crystal display element is measured.
[Explanation of symbols]
1 Substrate (lower side)
2 Substrate (upper side)
3, 4 electrodes
5,6 Alignment film
7 Liquid crystal substances
8 Liquid crystal composition
9 Light control layer
10 Gelling agent
11 Spacer
12, 13 Seal part
14 Voltmeter
20 Liquid crystal display elements

Claims

In a liquid crystal display element having a light-scattering light-modulating layer containing a liquid crystal substance and a gelling agent that gels the liquid crystal material between a pair of substrates provided with electrodes, the sol-gel transition temperature of the light-modulating layer is the liquid crystal A liquid crystal composition in which a gelling agent is dissolved in a liquid crystal substance by heating and the liquid crystal composition is cooled to room temperature under application of an electric field, and lower than the isotropic phase / liquid crystal phase transition temperature of the substance A liquid crystal display element comprising:

The gelling agent is composed of a low molecular weight compound having a molecular weight of 2000 or less, preferably 150 to 2000, which dissolves in the liquid crystal material and gels the liquid crystal material by intermolecular hydrogen bonding. The liquid crystal display element according to claim 1.

The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the electric field is a periodic electric field.

The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the periodic electric field is an alternating electric field.

The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a quarter period of the AC electric field is longer than a response time of the liquid crystal substance to be gelled with respect to the electric field.

6. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein an alignment film is provided on both of the substrates, and the direction of the alignment treatment is deviated from the parallel direction.

The liquid crystal display element according to claim 6, wherein directions of the alignment treatment are perpendicular to each other.

The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a display-side substrate of the pair of substrates is made of polycarbonate or polyether sulfone.

In the manufacturing method of the liquid crystal display element in any one of Claims 1-8, the gelling agent comprised by the low molecular compound which is not miscible with a liquid-crystal substance at room temperature in advance on the surface of at least one board | substrate previously arrange | positioned. A method of manufacturing a liquid crystal display element, wherein a liquid crystal material is injected between a pair of substrates.

10. The method of manufacturing a liquid crystal display element according to claim 9, wherein the liquid crystal material is injected between a pair of opposing substrates and then heated to dissolve the gelling agent in the liquid crystal material, followed by cooling.