JPH05119301A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動電圧の低減化及び電気光学特性に於ける
しきい値の俊敏化を計り、優れたコントラストを有して
いる液晶表示素子の製造方法を提供する。 【構成】 光又は熱硬化性樹脂、高分子物質及びこれら
の物質の混合物のいづれか１つの物質と、平均粒径が２
μｍ以上、８μｍ以下の範囲にあり平均粒径±２μｍ以
内の範囲にある粒子の個数が総粒子数に対して８０％以
上である粒径分布を有しかつアスペクト比が１〜３であ
る微粒子とを、該微粒子の全体積が光又は熱硬化性樹
脂、高分子物質及びこれらの物質の混合物のいづれか１
つの物質の全体積と微粒子の全体積との総和に対して占
める割合が５０％以上、９５％以下の範囲になる様に混
合し、該混合物を第１の基板上に塗布し、この塗布され
た混合物中の物質を固化し、微粒子のみを溶解する溶媒
を用いて微粒子を溶解して多孔体を生成し、該多孔体に
液晶を含浸し、第１の基板に第２の基板を対向させて液
晶を含浸させた多孔体を挟持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子の製造方
法、特に、連通した液晶小滴とポリマーとの屈折率の差
を外部電圧により変化させることによって連通した液晶
小滴とポリマーとの界面で起こる光の散乱を制御する液
晶の表示モードを利用した液晶表示素子の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、例えば、プロジェクシ
ョンテレビ、パソコン等の平面ディスプレイ装置、又
は、シャッタ効果を利用した表示板、窓、扉、壁等に利
用されている。

【０００３】従来、液晶表示素子の動作モードとして
は、電気光学効果を応用したネマティック液晶を使用し
たＴＮ（Twisted Nematic ：ねじれたネマティック）モ
ード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic ）モードが実用
化され、広く用いられている。また、強誘電性液晶を用
いたＦＬＣ（Ferroelectric Liqid Crystal ：強誘電性
結晶）モードも提案されている。これらの動作モードを
用いた液晶表示素子では、偏光板を必要とし、また、液
晶の配向処理を必要とする。これに対して、偏光板を必
要とせず、液晶における散乱を応用したＤＳ（Dynamic
Scattering：動的散乱）モード、ＰＣ（Phase Chbange
：相転移）モードもある。

【０００４】最近、偏光板を必要とせず、かつ液晶の配
向処理が不要であり、液晶の複屈折を応用して液晶が透
明状態であるか又は白濁状態であるかを電気的に制御す
るモードが提案されている。このモードは、支持媒体
（ポリマー）内に分散した液晶球状小滴中の液晶分子の
配向を電場によって変化させて、液晶分子の屈折率を支
持媒体の屈折率とマッチングさせることを基本としてい
る。即ち、電場が印加されていない状態では、液晶小滴
の光軸はランダムに配列し、常光屈折率がポリマーの屈
折率と一致せず、光散乱によって不透明白色を示す。電
場が印加された状態では、液晶小滴の光軸は電界方向に
配列し、常光屈折率はポリマーの屈折率と一致するの
で、散乱が減少し透明になる。

【０００５】このモードによって動作する液晶セル及び
液晶表示素子の方式として、以下に示すものが提案され
ている。

【０００６】（ａ） 特表昭５８−５０１６３１に開示
されており、液晶をポリマーカプセルに包含する方式。
液晶小滴が独立胞であるので、液晶配向に変化が生じる
駆動電圧が大きく、そのために利用範囲が狭い。

【０００７】（ｂ） 特表昭６１−５０２１２８等に開
示されており、光又は熱硬化性樹脂と液晶との混合物を
硬化することによって液晶を析出させ、樹脂中に液晶小
滴を形成させる方式。この方式に対して、特開平３−７
２３１７に液晶小滴径の制御方法が開示されているが、
相分離を利用した製造方法を用いるので、液晶小滴径の
精密な制御は難しい。

【０００８】（ｃ） 特開平３−５９５１５等に開示さ
れており、高分子多孔膜に液晶を含浸させる方式。この
方式では、液晶小滴を作成するときに相分離を利用しな
いので、適応できる樹脂及び液晶の選択の自由度は非常
に大きく、また、高分子多孔膜の十分な精製が可能であ
るという利点があるが、現状では十分に液晶小滴径を制
御することはできない。

【０００９】（ｄ） 特開平３−４６６２１に開示され
ており、２枚の透明電極間に光の散乱源となるポリマー
ビーズが液晶中に浮遊されている方式。この方式では、
光の散乱強度は大きいが、ビーズを均一に分散させるこ
とが難しく表示むらが発生しやすい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したごとき、従来
の分散モード（高分子中に液晶小滴を分散させたもの）
を利用した液晶表示素子では、液晶小滴径の大きさが十
分に均一になっておらず、種々の径の液晶小滴が存在
し、液晶小滴毎に駆動電圧が異なることになる。このた
め、電気光学特性に於けるしきい値が俊敏性に欠けてい
るという問題点があった。さらに、光の散乱能の低い小
粒径の液晶小滴が多数存在するので、相対的に表示のコ
ントラストが低いという問題がある。

【００１１】従って、本発明は、分散モードを利用した
液晶表示素子において連通液晶小滴径の分布を今までに
考えられなかった極限までに均一に揃え、従来の分散モ
ードを利用した液晶表示素子では不可能であった駆動電
圧の低電圧化及び電気光学特性に於けるしきい値の俊敏
化を計り、優れたコントラストを有している液晶表示素
子の製造方法を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明者らは、液晶小滴の粒径分布を極限まで均
一にする手法及び液晶小滴とポリマーとの界面での相互
作用の低減化の方法を鋭意検討してきた。その結果、粒
径が極限まで揃った微粒子を鋳型として用いて多孔体を
作成し、この多孔体に液晶を含浸させる方法に到達し
た。この方法により、液晶小滴の粒径分布が今までにな
い均一性を有することが可能となり、今までに達成し得
なかった低電圧駆動でありかつ電気光学特性が俊敏であ
り、さらにコントラストの優れている光の分散モードを
利用した液晶セル及び液晶表示素子を製作することがで
きることを見出だした。

【００１３】即ち、本発明によれば、光又は熱硬化性樹
脂、高分子物質及びこれらの物質の混合物のいづれか１
つの物質と、平均粒径が２μｍ以上、８μｍ以下の範囲
にあり平均粒径±２μｍ以内の範囲にある粒子の個数が
総粒子数に対して８０％以上である粒径分布を有しかつ
アスペクト比が１〜３である微粒子とを、該微粒子の全
体積が光又は熱硬化性樹脂、高分子物質及びこれらの物
質の混合物のいづれか１つの物質の全体積と微粒子の全
体積との総和に対して占める割合が５０％以上、９５％
以下の範囲になる様に混合し、該混合物を第１の基板上
に塗布し、前記塗布された混合物を固化し、微粒子のみ
を溶解する溶媒を用いて微粒子を溶解して多孔体を生成
し、該多孔体に液晶を含浸し、第１の基板に第２の基板
を対向させて液晶を含浸させた多孔体を挟持する液晶表
示素子の製造方法が提供される。

【００１４】以下、本発明について、具体的かつ詳細に
説明する。

【００１５】本発明の最も重要なポイントのひとつは、
鋳型として用いられ最終的に液晶小滴の形状を決める微
粒子の平均粒子径、粒径分布の均一性及びアスペクト比
の選定にある。本発明において、平均粒子径とは、１つ
の微粒子の最長径と最短径との平均値を粒子径とした際
の各微粒子の粒子径の平均値であり、アスペクト比と
は、微粒子の最長径と最短径との比である。例えば、最
長径２μｍ、最短径１μｍの微粒子の場合、粒子径は
１．５μｍであり、アスペクト比は２である。

【００１６】本発明者らの検討結果によれば、微粒子の
平均粒子径が２μｍより小さい微粒子を用いた場合、液
晶小滴の平均粒径も２μｍより小さくなり、可視光によ
り散乱されない液晶小滴の数は増大し、その結果電圧無
印加時の光散乱性は低下する。また、液晶に電圧が印加
された際、液晶が十分透明化しないという問題を生じ
る。逆に、微粒子の平均粒子径が８μｍより大きい微粒
子を用いた場合、液晶小滴の平均粒径が８μｍより大き
くなり、セルギャップの大部分を液晶小滴が占めること
になり、電圧無印加時の光散乱特性のうち遮蔽性が低下
するため好ましくない。従って、微粒子の平均粒径範囲
としては、２μｍ以上、８μｍ以下が好ましく、さらに
好ましくは、３μｍ以上、５μｍ以下である。

【００１７】本発明の最大の特徴は、液晶小滴の粒径分
布の均一性を達成することにあり、鋳型として使用する
微粒子の粒径分布の均一性が必要となってくる。液晶小
滴の分布の均一性は、液晶表示素子の駆動電圧の低電圧
化と電気光学特性に於けるしきい値の峻敏性とに影響を
与える。即ち、分布が広いと駆動電圧が大きなものから
小さなものまで種々の駆動電圧で動作する液晶小滴が存
在することとなり、その結果、液晶表示素子が高駆動電
圧化し、さらに、動作挙動の俊敏性を低下させることと
なる。従って、微粒子の粒径分布の均一性は、液晶表示
素子を製造する上で非常に重要な因子である。微粒子の
粒径分布は、微粒子の粒径が平均粒径±２μｍ以内の範
囲にある微粒子の個数がその総数に対して８０％以上で
あることが好ましい。さらに、微粒子の粒径が平均粒径
±２μｍ以内の範囲にある微粒子の個数がその総数に対
して９０％以上であることが好ましい。

【００１８】微粒子のアスペクト比は、最終的な液晶小
滴のアスペクト比を決定し、ポリマーと接した液晶の配
向状態を規定してしまう。即ち、アスペクト比が３より
大きいとポリマー壁に沿って配向できる液晶が多くなる
ためポリマー壁付近での液晶の配向の乱れによる光の散
乱が小さくなり全体のコントラストを低下させてしま
い、また、壁と液晶との相互作用が強くなり駆動電圧を
高電圧化してしまう。従って、アスペクト比が１の場合
が最も好ましい。微粒子の材料としては、ポリマーラテ
ックス等のポリマービーズ、シリカ、石英、又は、亜硫
酸カルシウム等の無機微粒子を使用することができる
が、粒径分布の均一性が要求される本発明の方法では、
ポリマー粒子としてアドバンス イン コロイド アン
ドインターフェイス サイエンス（Advances in Colloi
d and Interface Science ） １３（１９８０年）１０
１〜１４０頁に記載された方法等を用いて作成されたラ
テックス微粒子を使用するのが、最も良く粒径分布を制
御できるので最も好ましい。ポリマー微粒子の材質とし
ては、多孔体を作成するときに微粒子を溶剤で溶出させ
るため可溶な溶剤が存在しており、かつ、容易に溶解す
るものが好ましい。

【００１９】具体的には、ポリスチレン、ポリビニルア
ルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレングリ
コール、ポリブタジエン等の合成高分子が使用できる。
より好ましくは、これら化合物の低分子量体であり、更
に澱粉、ゼラチン、ポリペプチド等の天然高分子も使用
できる。

【００２０】本発明で使用するプレポリマーは、最終的
に液晶小滴を支えるポリマーマトリックスを形成する物
質でありその選定は重要である。第１に、製造工程中、
微粒子との混合、固化後、微粒子が溶解する溶剤で微粒
子を溶出させるため耐溶剤性に優れていなければなら
ず、３次元網目構造をとるものや、化学的に安定な化合
物でなければならない。第２に、多孔体作成後、液晶を
含浸させて液晶と接触させて使用するために、液晶とポ
リマーとの相互作用を軽減して駆動電圧を低電圧化させ
る観点から、臨界表面張力の小さいものが好ましい。本
発明者等は、ポリマー材料の臨界表面張力が大きくなる
と液晶とポリマーとの相互作用が大きくなり、その結果
駆動電圧が増大してしまい、たとえ液晶小滴の粒径分布
の均一性を有していても、本発明の目的を達成できない
ことを見い出した。固体表面に接触した液晶は、通常、
固体表面の臨界表面張力γ_c と液晶の表面張力γ₁ とが
等しくなる点で液晶とポリマーとの相互作用の強さがク
リティカルに変化し、液晶の固体表面付近での配向がホ
モジニアス配向（γ₁ −γ_c 〈０）からホメオトロピッ
ク（γ₁ −γ_c 〉０）へと変化することが、モレキュラ
クリスタル アンドリキッド クリスタル（Molecula
r Crystals and Liquid Crystals）、第２４巻、５９〜
６８頁（１９７３年）に報告されている。さらに、シア
ノ基などの極性の強い官能基等を分子中に有する液晶の
表面張力は３５dynes/cm以上であることが多く、表面張
力が小さいフッ素系液晶の表面張力でも３０dynes/cm程
度である。従って、本発明で使用されるポリマーの臨界
表面張力は、３５dynes/cm以下であることが好ましく、
さらに好ましくは、３０dynes/cm以下である。

【００２１】使用されるポリマー材料は、光又は熱硬化
性樹脂を光又は熱で硬化して作成される樹脂等である。
光又は熱硬化性樹脂としては、例えば、Ｃ３以上の長鎖
アルキル基又はベンゼン環を有するアクリル酸及びアク
リル酸エステル、さらに具体的には、アクリル酸イソブ
チル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、ア
クリル酸イソアミル、ｎ−ブチルメタクリレート、ｎ−
ラウリルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、
ｎ−ステアリルメタクリレート、シクロヘキシルメタク
リレート、ベンジルメタクリレート、２−フェノキシエ
チルメタクリレート、ビスフェノールＡジメタクリレー
ト、ビスフェノールＡジアクリレート、さらに、ポリマ
ーの物理的強度を高めるために２官能以上の多官能性樹
脂、例えば、１、４−ブタンジオールジメタクリレー
ト、１、６−ヘキサンジオールジメタクリレート、トリ
メチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロー
ルプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタン
テトラアクリレート、さらに好ましくは、これらのモノ
マーをハロゲン化、特に塩素化又はフッ素化した樹脂、
例えば、２．２．３．４．４．４−ヘキサフロロブチル
メタクリレート、２．２．３．４．４．４−ヘキサクロ
ロブチルメタクリレート、２．２．３．３−テトラフロ
ロプロピルメタクリレート、２．２．３．３−テトラク
ロロプロピルメタクリレート、パーフロロオクチルエチ
ルメタクリレート、パークロロオクチルエチルメタクリ
レート、パーフロロオクチルエチルアクリレート、パー
クロロオクチルエチルアクリレートである。また、熱硬
化性樹脂としては、エチレングリコールジグリシジルエ
ーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテ
ル、１．６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルな
どのグリシジルエーテル類を代表とするエポキシ樹脂、
イソシアネート基を有するポリウレタン樹脂、又はＳｉ
を含む２重結合を有するシリコーン樹脂等が使用でき
る。これらのモノマーは、単独で使用してもよいが２種
以上混合してもよい。また、これらのモノマーに必要に
応じて塩素化又はフッ素化されたポリマーやオリゴマー
を混合して使用してもよい。さらに、光又は熱反応をよ
り完璧にし物理的強度を確実にするために、あらかじめ
第一段階の光又は熱反応では反応しないパーオキサイド
を上記モノマーに添加して第一段階の硬化終了後にさら
に加熱して反応を進めてもよい。

【００２２】高分子溶液として使用する高分子物質とし
ては、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩
化ビニル、フッ素化ポリエチレン等であり、溶剤に溶か
して使用し、溶剤を蒸発させて固化物を得る。さらに、
これらの高分子固化物を得てから、あらかじめ高分子物
質に過酸化物を加えておき過酸化物の分解温度まで加
熱、又は、高分子固化物に電子線又はγ線等の放射線に
よって３次元網目構造を作成しポリマ−マトリックスを
強固にすることが好ましい。

【００２３】微粒子とプレポリマーとの混合比は、混合
物に対する微粒子の体積割合が５０％以下である際、入
射した光が液晶小滴で散乱される回数が減少するために
十分な光の散乱強度が得られない。また、液晶の体積分
率が、９５％より大きい場合、ポリマーの体積分率の低
下によりポリマー壁の物理的強度が低下してポリマーネ
ットワ−クが形成維持されなくなる。従って、微粒子の
体積割合は、５０％以上、９５％以下であることが好ま
しく、さらに、７０％以上、８５％以下であることが好
ましい。

【００２４】微粒子とプレポリマーとの混合において、
微粒子の混合割合が極めて多いために基板に塗布する
際、均一に塗布することが難しい。そこで、微粒子が溶
解せず、プレポリマーを溶解する溶剤で混合物を希釈し
塗布しやすい状態にする必要がある。取扱い性の観点か
ら、溶剤による希釈率は、重量で混合物の２倍以上、１
００倍以下であることが好ましい。

【００２５】混合物の塗布方法は、一般に塗料を塗布す
るときに使用される方法を使用することができ、例え
ば、バーコート法、スピンコート法、スプレー法、スク
リーン印刷法等を使用することができる。基板への塗布
厚は、微粒子とプレポリマーとの混合物の希釈率により
異なるため、乾燥、固化後の厚みが重要である。即ち、
乾燥、固化後のポリマー層の厚みが５μｍ未満の場合に
は、電圧無印加時の光散乱性が不足しており、逆に１８
μｍより大きい場合には、液晶素子の電圧駆動のための
電界強度が不足し、電圧印加時の十分な透明性が得られ
ないか、若しくは、駆動電圧が大きくなる。駆動電圧が
大きいことは、消費電力が大きく、また、ＴＦＴ（Thin
Film Transistor：薄膜トランジスタ）等の駆動回路の
改良が必要となることを意味している。従って、乾燥、
固化後のポリマー層の厚みは、５μｍ以上、１８μｍ以
下がよく、さらに好ましくは、１０μｍ以上、１５μｍ
以下である。

【００２６】液晶については、常温付近で液晶状態を示
す有機物混合体であって、正の誘電異方性を有するもの
であり、ネマティック液晶、コレステリック液晶、又は
スメクチック液晶等が含まれる。これらの液晶は、混合
してもよく、特にネマティック液晶又はコレステリック
液晶の添加されたネマティック液晶が特性上好ましい。
さらに好ましくは、臨界表面張力の小さい多孔体に含浸
させて使用するための表面張力の小さい液晶であり、フ
ッ素原子等の表面張力を低下させる官能基を化合物中に
有する液晶等である。具体的には、市販されている液晶
材料（混合組成分）として、ＺＬＩ−４８０１−００
０、ＺＬＩ−４８０１−０01、ＺＬＩ−４７９２（メル
ク社製）等のフッ素系液晶がある。

【００２７】液晶を多孔体に含浸させるに当たり、一般
に使用されている真空注入法を用いるか、又は、多孔体
上に直接液晶を乗せその上に透明電極をかぶせ、セルを
作成してもよい。

【００２８】

【実施例】以下に、表及び図面を用いて本発明の実施例
及び比較例を詳細に説明する。

【００２９】図１に、本発明に係わる液晶表示素子の製
造方法によって製造された液晶セルの一実施例の断面図
を示す。また、図２に、本発明に係わる液晶表示素子の
製造方法によって製造された液晶表示素子の一実施例の
断面図を示す。

【００３０】図１に示すように、ポリマー層10内に連通
した液晶小滴11が分散されており、ポリマー層10は２枚
の透明な導電性基板15で挟持されている。ポリマー層10
に使用されるポリマー、液晶、及び導電性基板15の詳細
は以下で説明する。

【００３１】尚、本実施例は２枚の透明な導電性基板に
よってポリマー層10を挟持したが、２枚以上の透明な導
電性基板を用いてもよく、また、２枚又は２枚以上の透
明な導電性基板の内１枚は、不透明又は反射的であって
もよい。

【００３２】図２に示す液晶表示素子では、２枚の導電
性基板16、17を対向させ、その間隙に上記の液晶セルを
挟持した構成となっている。導電性基板16は透明絶縁層
12と配向電極13とから成り、導電性基板17は透明絶縁層
12と絵素電極14とから成る。図２に示すように、導電性
基板17には、マトリックス状に配置された信号線及び走
査線（図示せず）とそれらの交点に配置されたＴＦＴ
（図示せず）及び絵素電極14が配置されている。また、
もう一方の導電性基板16には絵素電極14に対向して対向
電極13が配置されている。この構成はＴＦＴ方式と呼ば
れ、周知のものである。

【００３３】実施例１ トリメチロールプロパントリメタクリレート０．３ｇ、
パーフロロオクチルエチルメタクリレート１．７ｇ及び
チバガイギー製irgacure184 ０．０６ｇの混合物と、平
均粒径が４．２μｍであり、かつ、粒径が平均粒径±２
μｍ以内の範囲にある粒子の個数が総粒子数に対して９
５％である粒径分布を有するポリスチレン粒子８ｇと
を、エチルアルコール２０ｍｌ中で十分に混合した。そ
して、バーコート法により風乾後、層の厚さが１０μｍ
になるようにＩＴＯ（酸化インジウム及び酸化すずの混
合物）付きガラス（日本板ガラス製ＩＴＯ−５００オン
グストローム付きフリントガラス）に混合物を添付し窒
素中でさらに風乾させた。その後、メタルハライドラン
プＵＶ照射強度が３０ｍＷ／ｃｍ² （ａｔ３６６ｍｍ）
の場所で２分間紫外線を照射して樹脂を硬化させた。硬
化をより完璧にするために１００℃で１時間窒素中で放
置した。

【００３４】その後、酢酸ブチルによって徐々にポリス
チレン微粒子を溶解させ、乾燥アセトンで酢酸ブチルを
除去し乾燥させて多孔体を得た。生成した多孔体の断面
をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察したところ、孔の
平均孔径が４．３μｍであり、孔径が平均孔径±２μｍ
以内の範囲にある孔の個数が総孔数に対して９３％であ
る孔径分布を有していることが明らかになった（平均孔
径の測定に際して、図１に示す液晶11が含浸している連
通した孔の各球体部分の径Ｒを、液晶11を含浸させる前
にそれぞれ測定した）。

【００３５】液晶セル厚をスペーサで１２μｍに保ち、
メルク社製液晶ＺＬＩ−３２１９を含浸させ液晶セルを
作成した。

【００３６】液晶の多孔体中での体積分率は、液晶セル
中の液晶をアセトンで抽出し、その分量から定量した。
その結果、この場合の液晶の体積分率は７６％であっ
た。

【００３７】用いた樹脂の臨界表面張力は、用いたモノ
マーを東レ製ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フ
ィルム・ルミラに挟んで紫外線照射した後、一連の標準
ぬれ指数液により接触角を測定し接触角が０になる表面
張力を外挿することによって求め、その外挿値を臨界表
面張力γ_c とした。その結果、この場合の臨界表面張力
γ_c は、２５dynes/cmであった。

【００３８】図２の様に作成した液晶表示素子を用いて
電気光学特性を測定した。

【００３９】作成した液晶セルの電気光学特性は、しき
い値電圧Ｖ_th及び飽和電圧Ｖ_s から判断される。しきい
値電圧Ｖ_thは、光透過率が、光透過率の飽和値Ｔ_s （高
電圧を印加した時）から電圧無印加時の光透過率Ｔ₀ を
引いた値の１０％の透過率に達した際の印加電圧であ
る。また、飽和電圧Ｖ_s は光透過率の飽和値Ｔ_s から電
圧無印加時の光透過率Ｔ₀ を引いた値の９０％の透過率
に達した際の印加電圧である。実施例１のしきい値Ｖ_th
は２．６Ｖ、飽和電圧Ｖ_s は５．１Ｖであり、従来の液
晶セルに比較して駆動電圧が極端に低く、かつ、素晴ら
しい俊敏性を有した特性であった。

【００４０】作成した液晶セルの直進光透過率は、電圧
無印加時に０．９％であり、５０Ｖ交流電圧印加時に８
２．１％であり、良好なコントラストが得られた。

【００４１】液晶材料としては、本実施例で使用した液
晶材料以外にＥ−８，Ｅ−４４（ＢＤＨ社製），ＺＬＩ
−１２８９（メルク社製）等が使用できる。

【００４２】実施例２、３及び比較例１、２ 平均粒径が１．３μｍ（比較例１）、２．１μｍ（実施
例２），７．８μｍ（実施例３），１０．２μｍ（比較
例２）であり、かつ粒径が平均粒径±２μｍ以内の範囲
にある粒子の個数が総粒子数に対してほぼ９５％である
粒径分布を有するポリスチレン微粒子を用い実施例１同
様に液晶セルを作成し、実施例１と同様に電気光学特性
（しきい値電圧Ｖ_th、飽和電圧Ｖ_s ）、光透過特性（電
圧無印加時の直進光透過率Ｔ₀ 、５０Ｖ交流電圧印加時
の直進光透過率Ｔ₅₀）を測定した。その結果を表１に示
す。この表から、比較例１は実施例２、３と比較してし
きい値電圧Ｖ_thは大きく、比較例２は実施例２、３に比
較してコントラストが劣ることが分かる。

【００４３】

【表１】

【００４４】実施例４及び比較例３、４ 平均粒径がほぼ４μｍであり、かつ粒径が平均粒径±２
μｍ以内の範囲にある粒子の個数が総粒子数に対して、
８２％（実施例４）、７０％（比較例３）、５０％（比
較例４）である粒径分布を有するポリスチレン微粒子を
用い実施例１と同様に液晶セルを作成し、実施例１と同
様に電気光学特性（しきい値電圧Ｖ_th、飽和電圧
Ｖ_s ）、光透過特性（電圧無印加時の直進光透過率
Ｔ₀ 、５０Ｖ交流電圧印加時の直進光透過率Ｔ₅₀）を測
定した。その結果を表２に示す。この表から、比較例
３、４は実施例４と比較してしきい値電圧Ｖ_thは大き
く、コントラストが劣ることが分かる。

【００４５】

【表２】

【００４６】実施例５及び比較例５、６ 実施例１で使用したポリスチレン微粒子と硬化性樹脂と
を混合する際、トリメチロールプロパントリメタクリレ
ート０．３ｇとパーフロロオクチルエチルメタクリレー
ト１．７ｇと、チバガイギー製irgacure184 ０．０６ｇ
との混合物に対して、ポリスチレン微粒子の添加量を
１．３ｇ（比較例５），３．０ｇ（実施例５），４８ｇ
（比較例６、混合物を希釈するエチルアルコールを１０
０ｍｌとして液晶セルを作成する）として添加して、実
施例１と同様な方法で、いろいろな液晶の体積分率をも
つ液晶セルを作成し、実施例１同様に電気光学特性（し
きい値電圧Ｖ_th、飽和電圧Ｖ_s ）、光透過特性（電圧無
印加時の直進光透過率 Ｔ₀ 、５０Ｖ交流電圧印加時の
直進光透過率Ｔ₅₀）を測定した。その結果を表３に示
す。この表から、比較例５は実施例５と比較してしきい
値電圧Ｖ_thは大きく、コントラストが劣ることが分か
る。

【００４７】比較例６において、作成したポリマーマト
リックスの強度が弱く安定した表示特性を測定すること
ができなかった。

【００４８】

【表３】

【００４９】実施例６、比較例７、８ 実施例１で使用したポリスチレン微粒子を用い、ｎ−ス
テアリルメタアクリレート１．７ｇとトリメチロールプ
ロパントリメタクリレート０．３ｇとチバガイギー製ir
gacure184 ０．０６ｇとの混合物（実施例６）、又は、
２−ヒドロキシエチルアクリレート１．７ｇとトリメチ
ロールプロパントリメタクリレート０．３ｇとチバガイ
ギー製irgacure184 ０．０６ｇとの混合物（実施例
７）、又は、２−アクリロイルオキシエチルコハク酸
１．７ｇとトリメチロールプロパントリメタクリレート
０．３ｇとチバガイギー製irgacure184 ０．０６ｇとの
混合物（実施例８）を用い多孔体の内壁の化学的親和力
の異なった液晶セルを作成し、実施例１と同様に電気光
学特性（しきい値電圧Ｖ_th、飽和電圧Ｖ_s ）、光透過特
性（電圧無印加時の直進光透過率Ｔ₀ 、５０Ｖ交流電圧
印加時の直進光透過率Ｔ₅₀）及び臨界表面張力γ_c を測
定した。その結果を表４に示す。この表から、比較例
７、８は臨界表面張力が大きく、その結果、実施例６と
比較してしきい値電圧Ｖ_thが大きいことが分かる。

【００５０】

【表４】

【００５１】実施例７、比較例９ 実施例１で使用したポリスチレン粒子の代わりに平均粒
径が約３μｍで、かつ平均粒径±２μｍ以内の範囲内の
粒子の個数が総粒子数に対して約８０％であり、それぞ
れのアスペクト比がそれぞれ２．７（実施例７）、３．
２（比較例９）である粒径分布を有するポリスチレンフ
ァイバーを用いて実施例１と同様に液晶セルを作成し、
実施例１と同様に電気光学特性（しきい値電圧Ｖ_th、飽
和電圧Ｖ_s ）、光透過特性（電圧無印加時の直進光透過
率Ｔ₀ 、５０Ｖ交流電圧印加時の直進光透過率Ｔ₅₀）を
測定した。その結果を表５に示す。

【００５２】

【表５】

【００５３】実施例８ スーパークロンＮ５００（山陽国策パルプ社製）１０ｇ
に、単分散シリカ微粒子（平均粒径５μｍで、平均粒径
±２μｍ以内の範囲内の粒子の個数が総粒子数に対して
９９％である粒径分布）１６ｇとトルエン３０ｍｌを混
合し、バーコート法により風乾後１０μｍ厚になるよう
にＩＴＯ（酸化インジウム及び酸化すずの混合物）付き
ガラス（日本板ガラス製ＩＴＯ−５００Ａ付きフリント
ガラス）に混合物を添付し窒素中でさらに風乾させた。
さらに、硬化をより完璧にするために１００℃で１時間
窒素中で放置した。

【００５４】その後、ＮａＯＨ１０％水溶液によって徐
々に単分散シリカ微粒子を溶解させ、精製水でＮａＯＨ
１０％水溶液を流し、乾燥アセトンで水分を除去し乾燥
させて多孔体を得た。生成した多孔体の断面をＳＥＭ
（走査型電子顕微鏡）で観察したところ、孔の平均孔径
が５．０μｍであり、孔径が平均孔径±２μｍ以内の範
囲にある孔の個数が総孔数に対して９９％である孔径分
布を有していることが明らかになった。

【００５５】液晶セル厚をスペーサで１２μｍに保ち、
メルク社製液晶ＺＬＩ−３２１９を含浸させ液晶セルを
作成した。

【００５６】液晶の多孔体中での体積分率は、実施例１
と同様に測定し、その結果、液晶の体積分率は７６％で
あった。

【００５７】用いた樹脂の臨界表面張力は、実施例１と
同様の方法で測定し、その結果、臨界表面張力γ_c は、
３１dynes/cmであった。

【００５８】実施例１と同様に電気光学特性（しきい値
電圧Ｖ_th、飽和電圧Ｖ_s ）、光透過特性（電圧無印加時
の直進光透過率Ｔ₀ 、５０Ｖ交流電圧印加時の直進光透
過率Ｔ₅₀）を測定した。その結果、Ｖ_thが２．９Ｖ、飽
和電圧Ｖ_s が４．５Ｖであり、従来の液晶セルと比較し
て駆動電圧が極端に低く、かつ、素晴らしい峻敏性を有
した特性であった。さらに、Ｔ₀ は１．２％であり、Ｔ
₅₀は８３．２％であり、良好なコントラストが得られ
た。

【００５９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明による
製造方法によれば、光又は熱硬化性樹脂、高分子物質及
びこれらの物質の混合物のいづれか１つの物質と、平均
粒径が２μｍ以上、８μｍ以下の範囲にあり平均粒径±
２μｍ以内の範囲にある粒子の個数が総粒子数に対して
８０％以上である粒径分布を有しかつアスペクト比が１
〜３である微粒子とを、該微粒子の全体積が光又は熱硬
化性樹脂、高分子物質及びこれらの物質の混合物のいづ
れか１つの物質の全体積と微粒子の全体積との総和に対
して占める割合が５０％以上、９５％以下の範囲になる
様に混合し、該混合物を第１の基板上に塗布し固化させ
たので、高分子分散型の液晶セル及び液晶表示素子の製
造方法において最も障害となっていた液晶小滴径の分布
の制御をほぼ完璧に行うことができ、これによって駆動
電圧の低電圧化及びコントラストの向上を一挙に達成し
得る。この様に、本発明は高分子分散型液晶セルの工業
的製造において極めて重要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる液晶セルの一実施例の断面図で
ある。

【図２】本発明に係わるマトリックス液晶表示素子の一
実施例の断面図である。

【符号の説明】

10 ポリマー 11 液晶 12 透明絶縁層 13 対向電極 14 絵素電極 15,16,17 導電性基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船田 文明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ヤープ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光又は熱硬化性樹脂、高分子物質及びこ
   れらの物質の混合物のいづれか１つの物質と、平均粒径
   が２μｍ以上、８μｍ以下の範囲にあり平均粒径±２μ
   ｍ以内の範囲にある粒子の個数が総粒子数に対して８０
   ％以上である粒径分布を有しかつアスペクト比が１〜３
   である微粒子とを、該微粒子の全体積が光又は熱硬化性
   樹脂、高分子物質及びこれらの物質の混合物のいづれか
   １つの前記物質の全体積と前記微粒子の全体積との総和
   に対して占める割合が５０％以上、９５％以下の範囲に
   なる様に混合し、該混合物を第１の基板上に塗布し、前
   記塗布された混合物を固化し、前記微粒子のみを溶解す
   る溶媒を用いて前記微粒子を溶解して多孔体を生成し、
   該多孔体に液晶を含浸し、前記第１の基板に第２の基板
   を対向させて前記液晶を含浸させた前記多孔体を挟持す
   ることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。