JPH0580303A - 液晶電気光学装置およびその作成方法 - Google Patents
液晶電気光学装置およびその作成方法Info
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
- C09K2323/05—Bonding or intermediate layer characterised by chemical composition, e.g. sealant or spacer
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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- C09K2323/05—Bonding or intermediate layer characterised by chemical composition, e.g. sealant or spacer
- C09K2323/053—Organic silicon compound, e.g. organosilicon
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は分散型液晶電気光学装置において、そ
の駆動電圧を低くした液晶電気光学装置を提案するもの
である。 【構成】分散型の液晶電気光学装置において、液晶材料
と透明樹脂との間にこの両者の相互規制力を緩和する機
能を持った緩和領域を設けることで、分散型液晶電気光
学装置の駆動電圧を低くする。
の駆動電圧を低くした液晶電気光学装置を提案するもの
である。 【構成】分散型の液晶電気光学装置において、液晶材料
と透明樹脂との間にこの両者の相互規制力を緩和する機
能を持った緩和領域を設けることで、分散型液晶電気光
学装置の駆動電圧を低くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高分子樹脂の中に液晶材
料を分散させた液晶樹脂複合体または液晶材料中に樹脂
を散在させた液晶樹脂複合体を有する分散型の液晶電気
光学装置に関するものである。
料を分散させた液晶樹脂複合体または液晶材料中に樹脂
を散在させた液晶樹脂複合体を有する分散型の液晶電気
光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の液晶電気光学装置はネマチック液
晶等を使用したＴＮ型やＳＴＮ型のものが広く知られ、
実用化されている。また、最近では強誘電性液晶を使用
したものも知られている。これらの液晶電気光学装置
は、基本的には基板上に電極及びリードを有する第１の
基板と基板上に電極とリードを有する第２の基板によっ
て、液晶組成物を挟持しており、前記基板上の電極によ
って、液晶組成物に電界を加え、液晶材料自身の誘電率
の異方性によって、または強誘電性液晶の場合は自発分
極によって、液晶分子の状態を変化させ、その結果液晶
分子の状態の変化に伴う電気光学効果を利用するもので
ある。
晶等を使用したＴＮ型やＳＴＮ型のものが広く知られ、
実用化されている。また、最近では強誘電性液晶を使用
したものも知られている。これらの液晶電気光学装置
は、基本的には基板上に電極及びリードを有する第１の
基板と基板上に電極とリードを有する第２の基板によっ
て、液晶組成物を挟持しており、前記基板上の電極によ
って、液晶組成物に電界を加え、液晶材料自身の誘電率
の異方性によって、または強誘電性液晶の場合は自発分
極によって、液晶分子の状態を変化させ、その結果液晶
分子の状態の変化に伴う電気光学効果を利用するもので
ある。
【０００３】ＴＮ、ＳＴＮ型の液晶電気光学装置におい
て、液晶分子は、液晶層の両基板接触面では配向処理の
ために行われるラビングによって規制力につられて、ラ
ビング方向に並ぶ。上下基板においては、このラビング
方向が９０゜または２００゜〜２９０゜に位置するよう
にずらせてある。液晶層の中間付近では、９０゜〜２９
０゜に位置する上下の分子の間をエネルギーが一番小さ
くなるように螺旋状に液晶分子が並ぶことになる。この
時、ＳＴＮ型の場合は必要に応じて液晶材料にカイラル
物質を混合している。
て、液晶分子は、液晶層の両基板接触面では配向処理の
ために行われるラビングによって規制力につられて、ラ
ビング方向に並ぶ。上下基板においては、このラビング
方向が９０゜または２００゜〜２９０゜に位置するよう
にずらせてある。液晶層の中間付近では、９０゜〜２９
０゜に位置する上下の分子の間をエネルギーが一番小さ
くなるように螺旋状に液晶分子が並ぶことになる。この
時、ＳＴＮ型の場合は必要に応じて液晶材料にカイラル
物質を混合している。
【０００４】これらの装置はいずれも偏光板を有しかつ
液晶分子を液晶電気光学装置内で一定の方向に規則正し
く配向させる必要があった。この配向処理は、配向膜
（通常は有機膜）を綿やベルベットの布で一定方向に擦
るというもので、この処理がなければ、一定方向に液晶
分子は配列せず、液晶の電気光学効果を利用することは
できない。そのため、装置の構造は、一対の基板によっ
て液晶材料を保持する容器を構成して、その容器内に液
晶を注入し、液晶を配向させてその光学的な効果を利用
していた。
液晶分子を液晶電気光学装置内で一定の方向に規則正し
く配向させる必要があった。この配向処理は、配向膜
（通常は有機膜）を綿やベルベットの布で一定方向に擦
るというもので、この処理がなければ、一定方向に液晶
分子は配列せず、液晶の電気光学効果を利用することは
できない。そのため、装置の構造は、一対の基板によっ
て液晶材料を保持する容器を構成して、その容器内に液
晶を注入し、液晶を配向させてその光学的な効果を利用
していた。
【０００５】一方、これらの偏光板や配向処理等を必要
とせず、画面の明るいコントラストのよい分散型液晶が
知られている。この分散型液晶とは透光性の固相ポリマ
ーが液晶材料を粒状または海面状に保持して調光層を構
成しているものである。またはこれとは逆に液晶材料中
に固相ポリマーを散在させ液晶材料を均一にランダム配
向させた構成を有しているものである。この液晶装置の
作製方法としては、カプセル化された液晶材料をポリマ
ー中に分散させ、そのポリマーをフィルムあるいは基板
上に薄膜として形成されたものが知られている。ここ
で、カプセル化材料してはアラビアゴム、ポリビニルア
ルコール、ゼラチン等が用いられている。
とせず、画面の明るいコントラストのよい分散型液晶が
知られている。この分散型液晶とは透光性の固相ポリマ
ーが液晶材料を粒状または海面状に保持して調光層を構
成しているものである。またはこれとは逆に液晶材料中
に固相ポリマーを散在させ液晶材料を均一にランダム配
向させた構成を有しているものである。この液晶装置の
作製方法としては、カプセル化された液晶材料をポリマ
ー中に分散させ、そのポリマーをフィルムあるいは基板
上に薄膜として形成されたものが知られている。ここ
で、カプセル化材料してはアラビアゴム、ポリビニルア
ルコール、ゼラチン等が用いられている。
【０００６】例えば、ポリビニルアルコールでカプセル
化された液晶分子は、それらが薄膜中で正の誘電異方性
を有するものであるならば電界の存在下でその液晶分子
が液晶分子の長軸を電界に平行になるように配列させ液
晶の屈折率と等しい場合には透明性が発現する。一方電
界がない場合には、液晶は特定の方向に配列せず様々な
方向を向いているので、液晶の屈折率がポリマーの屈折
率との差が大きいために光は散乱され光の透過を妨げ、
白濁状態になる。このような透明性と白濁状態との差を
利用して、各種情報を提供するものである。 分散型液
晶としてはこのようなカプセル化されたもの以外にも液
晶材料がエポキシ樹脂内に分散されたものや、液晶と光
硬化型の樹脂とを混合し、樹脂硬化の為の光を照射し
て、液晶と樹脂との相分離を利用したもの、３次元につ
ながったポリマーの中に液晶を含侵させたものなどが知
られている。本発明においてはこれらを総称して分散型
液晶と呼ぶ。
化された液晶分子は、それらが薄膜中で正の誘電異方性
を有するものであるならば電界の存在下でその液晶分子
が液晶分子の長軸を電界に平行になるように配列させ液
晶の屈折率と等しい場合には透明性が発現する。一方電
界がない場合には、液晶は特定の方向に配列せず様々な
方向を向いているので、液晶の屈折率がポリマーの屈折
率との差が大きいために光は散乱され光の透過を妨げ、
白濁状態になる。このような透明性と白濁状態との差を
利用して、各種情報を提供するものである。 分散型液
晶としてはこのようなカプセル化されたもの以外にも液
晶材料がエポキシ樹脂内に分散されたものや、液晶と光
硬化型の樹脂とを混合し、樹脂硬化の為の光を照射し
て、液晶と樹脂との相分離を利用したもの、３次元につ
ながったポリマーの中に液晶を含侵させたものなどが知
られている。本発明においてはこれらを総称して分散型
液晶と呼ぶ。
【０００７】これらの分散型液晶電気光学装置は、従来
のＴＮ、ＳＴＮ等の電気光学装置に比して偏光板を使用
しないために液晶電気光学装置の光の透過率は格段に高
い。具体的には偏光板一枚の透過率は約５０％であり、
それを組み合わせて使うアクティブマトリクスの場合１
％程度の光しか透過しない、ＳＴＮ系では２０％程度で
あり、そのためこれらの場合は後部照明の照度を高め画
面を明るくする努力をしている。一方、分散型液晶電気
光学装置の場合５０％以上の光が透過する。これは一重
に分散型液晶装置が偏光板を必要としないことによる、
優位性である。
のＴＮ、ＳＴＮ等の電気光学装置に比して偏光板を使用
しないために液晶電気光学装置の光の透過率は格段に高
い。具体的には偏光板一枚の透過率は約５０％であり、
それを組み合わせて使うアクティブマトリクスの場合１
％程度の光しか透過しない、ＳＴＮ系では２０％程度で
あり、そのためこれらの場合は後部照明の照度を高め画
面を明るくする努力をしている。一方、分散型液晶電気
光学装置の場合５０％以上の光が透過する。これは一重
に分散型液晶装置が偏光板を必要としないことによる、
優位性である。
【０００８】前述のように分散型液晶は透明状態と白濁
状態との間で使用し、液晶電気光学装置を透過する光の
量が多いので、通常は透過型の液晶電気光学装置として
研究開発がなされている。特に、透過型の中でも、投影
型の液晶電気光学装置として、開発されている。この投
影型の液晶電気光学装置とは液晶電気光学装置パネルを
光源から発せられる光の光路上に配置させ、パネルに通
過してきた光を一定の角度を有したスリットを通して壁
面上に投影するものである。このパネルの液晶は、印加
電圧に応答しない閾値以下の低電界領域では様々な方向
に向いており、白濁状態となっている。
状態との間で使用し、液晶電気光学装置を透過する光の
量が多いので、通常は透過型の液晶電気光学装置として
研究開発がなされている。特に、透過型の中でも、投影
型の液晶電気光学装置として、開発されている。この投
影型の液晶電気光学装置とは液晶電気光学装置パネルを
光源から発せられる光の光路上に配置させ、パネルに通
過してきた光を一定の角度を有したスリットを通して壁
面上に投影するものである。このパネルの液晶は、印加
電圧に応答しない閾値以下の低電界領域では様々な方向
に向いており、白濁状態となっている。
【０００９】この時に入射してきた光はパネル通過後に
散乱され、入射してきた光の光路を大きく広げることに
なる。そしてその次に配置されたスリットで散乱された
光をカットしてしまうために壁面上にはほとんど光が達
せずに黒状態が得られる。一方、電界印加時で液晶が応
答し電界方向に対して液晶分子が平行に配列するときに
は入射してきた光は散乱することなく直進し、壁面上に
は高輝度の明状態が得られる。
散乱され、入射してきた光の光路を大きく広げることに
なる。そしてその次に配置されたスリットで散乱された
光をカットしてしまうために壁面上にはほとんど光が達
せずに黒状態が得られる。一方、電界印加時で液晶が応
答し電界方向に対して液晶分子が平行に配列するときに
は入射してきた光は散乱することなく直進し、壁面上に
は高輝度の明状態が得られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このような分散型の液
晶電気光学装置においては、液晶材料の配向の状態の変
化に基づく光の散乱の程度によって、表示のコントラス
トが決定される為、装置内で液晶材料を微小な液滴にす
る必要がある。この液滴の寸法は最大で１０μｍ最小で
０．０５μｍ程度であり、通常は０．３〜３μｍ程度で
ある。このように微小な寸法に液晶材料を設定すると、
液晶材料がその周囲の透明樹脂材料より規制力を受ける
程度が大きくなり、液晶材料は通常外部より駆動の為に
加える電圧では動かせなくなるという問題がある。また
は、その規制力の為に通常の駆動電圧で動く液晶材料の
量が少なくなり、十分な電気光学効果を発生できなくな
り、十分なコントラストが得られないという問題があっ
た。
晶電気光学装置においては、液晶材料の配向の状態の変
化に基づく光の散乱の程度によって、表示のコントラス
トが決定される為、装置内で液晶材料を微小な液滴にす
る必要がある。この液滴の寸法は最大で１０μｍ最小で
０．０５μｍ程度であり、通常は０．３〜３μｍ程度で
ある。このように微小な寸法に液晶材料を設定すると、
液晶材料がその周囲の透明樹脂材料より規制力を受ける
程度が大きくなり、液晶材料は通常外部より駆動の為に
加える電圧では動かせなくなるという問題がある。また
は、その規制力の為に通常の駆動電圧で動く液晶材料の
量が少なくなり、十分な電気光学効果を発生できなくな
り、十分なコントラストが得られないという問題があっ
た。
【００１１】さらに、駆動電圧を高めれば、このような
状態でも液晶材料を動かすことができるが、液晶電気光
学装置としてこの駆動を半導体集積回路に担わせること
は駆電圧が高いと不可能となる。現在の最高の駆動電圧
が約３０Ｖであり、これ以上電圧をたかめることはでき
ない。一方コントラストを向上させるために液晶層の厚
みを増すことも考えられるが、半導体装置からの出力電
圧を高められないので液晶に加わる電界強度が小さくな
り、液晶が動かなくなり、コントラストがさらに低下す
るという状態におちいる。
状態でも液晶材料を動かすことができるが、液晶電気光
学装置としてこの駆動を半導体集積回路に担わせること
は駆電圧が高いと不可能となる。現在の最高の駆動電圧
が約３０Ｖであり、これ以上電圧をたかめることはでき
ない。一方コントラストを向上させるために液晶層の厚
みを増すことも考えられるが、半導体装置からの出力電
圧を高められないので液晶に加わる電界強度が小さくな
り、液晶が動かなくなり、コントラストがさらに低下す
るという状態におちいる。
【００１２】
【問題を解決するための手段】本発明は前述の如き問題
を解決するものであり、分散型液晶電気光学装置におい
て、液晶材料と透明樹脂材料とが接触する部分に透明樹
脂材料と液晶材料間に働く規制力を緩和またはなくする
働きを持つ部分を設けることにより、液晶材料と透明樹
脂材料との相互引力を弱め、液晶材料の駆動に自由度を
与えるものであります。この規制力緩和領域の存在によ
り、液晶駆動電圧は従来の緩和領域を持たない場合の液
晶駆動電圧に比べて、最大で約半分以下にまでさげるこ
とができ、最も一般的な駆動条件でも十分に液晶を動か
すことができ、十分な液晶電気光学効果を得ることがで
きるものであります。
を解決するものであり、分散型液晶電気光学装置におい
て、液晶材料と透明樹脂材料とが接触する部分に透明樹
脂材料と液晶材料間に働く規制力を緩和またはなくする
働きを持つ部分を設けることにより、液晶材料と透明樹
脂材料との相互引力を弱め、液晶材料の駆動に自由度を
与えるものであります。この規制力緩和領域の存在によ
り、液晶駆動電圧は従来の緩和領域を持たない場合の液
晶駆動電圧に比べて、最大で約半分以下にまでさげるこ
とができ、最も一般的な駆動条件でも十分に液晶を動か
すことができ、十分な液晶電気光学効果を得ることがで
きるものであります。
【００１３】この規制緩和領域を液晶材料と透明樹脂と
の間に設ける方法としては、複数の新規な形成方法が考
えられる。その一つは分散型液晶電気光学装置の作成の
際に利用される層分離法の際に液晶材料中に通常の液晶
電気光学装置作成の際に利用される液晶配向剤を液晶材
料および透明樹脂モノマー中に直接混合し、光重合によ
り透明樹脂ポリマーと液晶材料とを分離することで、こ
の配向剤を液晶材料と透明樹脂との間に集め、この配向
剤を規制力緩和剤として機能させる方法が本発明の液晶
電気光学装置を実現する新規な方法として、提案でき
る。
の間に設ける方法としては、複数の新規な形成方法が考
えられる。その一つは分散型液晶電気光学装置の作成の
際に利用される層分離法の際に液晶材料中に通常の液晶
電気光学装置作成の際に利用される液晶配向剤を液晶材
料および透明樹脂モノマー中に直接混合し、光重合によ
り透明樹脂ポリマーと液晶材料とを分離することで、こ
の配向剤を液晶材料と透明樹脂との間に集め、この配向
剤を規制力緩和剤として機能させる方法が本発明の液晶
電気光学装置を実現する新規な方法として、提案でき
る。
【００１４】この作成方法の場合、利用する配向剤は垂
直配向剤または水平配向剤などより実際に使用される液
晶材料および透明樹脂材料の特性と種類により、適当に
選択採用される。場合よっては垂直配向剤と水平配向剤
とを混合して、規制力緩和機能を制御することも可能で
ある。この配向剤の種類としては、例えばレシチン、ス
テアリン酸、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロ
マイド（ＣＴＡＢ）、オクタデシルマロン酸、二塩基性
脂肪酸（例えばＨＯＯＣ（ＣＨ2 ）n ＣＯＯＨ，ｎ＝３
〜１１）、クラウンエーテル、オクタデシルアミンハイ
ドロクロライドや有機シラン（例えばヘキサメチルジシ
ラザン）等をあげることができる。これらのうち、特に
垂直配向処理剤として通常利用されている配向剤を利用
したほうが、液晶材料と透明樹脂との間の規制力をよく
緩和する傾向が見られた。この理由は正確には判明しな
いが、液晶分子が透明樹脂に対して、垂直に配向するた
め、液晶と透明樹脂との接触面積が減少するので、規制
力がより緩和されることが予想できる。
直配向剤または水平配向剤などより実際に使用される液
晶材料および透明樹脂材料の特性と種類により、適当に
選択採用される。場合よっては垂直配向剤と水平配向剤
とを混合して、規制力緩和機能を制御することも可能で
ある。この配向剤の種類としては、例えばレシチン、ス
テアリン酸、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロ
マイド（ＣＴＡＢ）、オクタデシルマロン酸、二塩基性
脂肪酸（例えばＨＯＯＣ（ＣＨ2 ）n ＣＯＯＨ，ｎ＝３
〜１１）、クラウンエーテル、オクタデシルアミンハイ
ドロクロライドや有機シラン（例えばヘキサメチルジシ
ラザン）等をあげることができる。これらのうち、特に
垂直配向処理剤として通常利用されている配向剤を利用
したほうが、液晶材料と透明樹脂との間の規制力をよく
緩和する傾向が見られた。この理由は正確には判明しな
いが、液晶分子が透明樹脂に対して、垂直に配向するた
め、液晶と透明樹脂との接触面積が減少するので、規制
力がより緩和されることが予想できる。
【００１５】２番目の作成方法として、相分離法、含侵
法およびキャスティング法等の方法により、分散型の液
晶電気光学装置を作成する際に紫外光を分散した液晶材
料に照射することにより、分散した液晶の微小液滴の表
面部分を分解し、この液晶の液滴の外側に規制力緩和領
域を形成する方法である。液晶材料は有機物である為、
強力な紫外光で簡単に分解する、分解された液晶材料は
低分子の有機となり、透明樹脂と液晶材料との間に存在
し規制力緩和領域として機能するものである。
法およびキャスティング法等の方法により、分散型の液
晶電気光学装置を作成する際に紫外光を分散した液晶材
料に照射することにより、分散した液晶の微小液滴の表
面部分を分解し、この液晶の液滴の外側に規制力緩和領
域を形成する方法である。液晶材料は有機物である為、
強力な紫外光で簡単に分解する、分解された液晶材料は
低分子の有機となり、透明樹脂と液晶材料との間に存在
し規制力緩和領域として機能するものである。
【００１６】この紫外光の照射によって分解された有機
物は液晶材料と透明樹脂との界面に集まらず、液晶材料
中に存在する場合がある。この場合、液晶電気光学装置
に対して熱を加え、一度液晶材料を等方相に変化させた
後にゆっくりと冷却する。こうすると液晶材料が相転移
により析出する際に分解された有機物は液晶材料と透明
樹脂との界面に集まり、規制力緩和領域として機能す
る。
物は液晶材料と透明樹脂との界面に集まらず、液晶材料
中に存在する場合がある。この場合、液晶電気光学装置
に対して熱を加え、一度液晶材料を等方相に変化させた
後にゆっくりと冷却する。こうすると液晶材料が相転移
により析出する際に分解された有機物は液晶材料と透明
樹脂との界面に集まり、規制力緩和領域として機能す
る。
【００１７】３番目の形成方法として、相分離法により
分散型の液晶電気光学装置を作成する際に樹脂の完全硬
化条件より、８０％〜９８％、さらに好ましくは９０％
〜９８％程度の硬化条件で透明樹脂を硬化することによ
り、分散した液晶材料の周囲に未硬化の透明樹脂モノマ
ー層を形成し、この部分を規制力緩和領域として利用す
るものである。この樹脂の完全硬化条件の８０％〜９８
％、さらに好ましくは９０％〜９８％程度の未硬化条件
とは、例えば２５０℃、６０分の完全硬化条件を持つ樹
脂の場合、完全硬化条件を温度と時間の掛け算、すなわ
ち１５０００（℃分）の８０％〜９８％である１２００
０〜１４７００（℃分）のことを意味する。ここで、温
度の条件のかわりに紫外光照射条件が入ったり、その全
てが条件となる場合がある。
分散型の液晶電気光学装置を作成する際に樹脂の完全硬
化条件より、８０％〜９８％、さらに好ましくは９０％
〜９８％程度の硬化条件で透明樹脂を硬化することによ
り、分散した液晶材料の周囲に未硬化の透明樹脂モノマ
ー層を形成し、この部分を規制力緩和領域として利用す
るものである。この樹脂の完全硬化条件の８０％〜９８
％、さらに好ましくは９０％〜９８％程度の未硬化条件
とは、例えば２５０℃、６０分の完全硬化条件を持つ樹
脂の場合、完全硬化条件を温度と時間の掛け算、すなわ
ち１５０００（℃分）の８０％〜９８％である１２００
０〜１４７００（℃分）のことを意味する。ここで、温
度の条件のかわりに紫外光照射条件が入ったり、その全
てが条件となる場合がある。
【００１８】未硬化条件を達成する際に、熱や紫外光照
射をその未硬化条件を満たす最後の段階で若干弱く、即
ち、これまでの加熱温度より温度を下げたり、紫外光の
照射強度を弱くして、未硬化条件を充足する速度を遅く
することで、液晶材料と透明材料との間により効率よく
未硬化の樹脂モノマーを集めることができる。
射をその未硬化条件を満たす最後の段階で若干弱く、即
ち、これまでの加熱温度より温度を下げたり、紫外光の
照射強度を弱くして、未硬化条件を充足する速度を遅く
することで、液晶材料と透明材料との間により効率よく
未硬化の樹脂モノマーを集めることができる。
【００１９】第４番目の作成方法として、分散型液晶電
気光学装置において、液晶材料を微小液滴に分散するの
ではなく、透明樹脂を液晶材料中に分散させた形の分散
型液晶電気光学装置を作成する際に微小の透明樹脂の表
面を表面改質することで、液晶材料と透明樹脂との間の
規制力を緩和する方法である。この透明樹脂の表面解質
の方法としてはこの微小樹脂の表面に通常の液晶電気光
学装置で使用される配向膜や配向剤を塗布する方法やプ
ラズマ処理などで樹脂表面の特性を改質する方法等が考
えられる。特にこの樹脂表面上に極性の低い配向材料を
採用し塗布した場合、規制力緩和の程度が良好でかつ液
晶電気光学装置を実際に駆動した際の電圧保持率に優れ
ているという特徴を持っている。
気光学装置において、液晶材料を微小液滴に分散するの
ではなく、透明樹脂を液晶材料中に分散させた形の分散
型液晶電気光学装置を作成する際に微小の透明樹脂の表
面を表面改質することで、液晶材料と透明樹脂との間の
規制力を緩和する方法である。この透明樹脂の表面解質
の方法としてはこの微小樹脂の表面に通常の液晶電気光
学装置で使用される配向膜や配向剤を塗布する方法やプ
ラズマ処理などで樹脂表面の特性を改質する方法等が考
えられる。特にこの樹脂表面上に極性の低い配向材料を
採用し塗布した場合、規制力緩和の程度が良好でかつ液
晶電気光学装置を実際に駆動した際の電圧保持率に優れ
ているという特徴を持っている。
【００２０】またはこの方法と同様に樹脂の表面を改質
することで液晶と透明樹脂との規制力を緩和する方法と
して、含侵型の分散型液晶電気光学装置の場合、３次元
網目状に透明樹脂を形成後、通常の液晶電気光学装置で
使用される配向膜や配向剤を塗布する方法やプラズマ処
理などで網目状の樹脂表面の特性を改質することができ
る。この場合、網目の寸法を若干大きくすることで、液
晶電気光学装置全面にわたって３次元樹脂の表面を改質
することができる。
することで液晶と透明樹脂との規制力を緩和する方法と
して、含侵型の分散型液晶電気光学装置の場合、３次元
網目状に透明樹脂を形成後、通常の液晶電気光学装置で
使用される配向膜や配向剤を塗布する方法やプラズマ処
理などで網目状の樹脂表面の特性を改質することができ
る。この場合、網目の寸法を若干大きくすることで、液
晶電気光学装置全面にわたって３次元樹脂の表面を改質
することができる。
【００２１】本発明の液晶電気光学装置の代表滴な一例
を図１に概略断面図として記載する。図１においては分
散しているのは液晶材料（４）である。この液晶材料
（４）は透明樹脂（５）によってガラス基板（１）間に
分散支持されている。また（２）はＩＴＯ等の透明導電
膜である。このような、分散液晶（４）と透明樹脂
（５）との間の規制力を緩和する機能を持つ領域として
緩和領域（３）が全ての分散している液晶（４）の周囲
に形成されている。図１では断面しか記載されていない
が、緩和領域（３）は液晶材料（４）の周囲のほぼ全て
を覆っている。
を図１に概略断面図として記載する。図１においては分
散しているのは液晶材料（４）である。この液晶材料
（４）は透明樹脂（５）によってガラス基板（１）間に
分散支持されている。また（２）はＩＴＯ等の透明導電
膜である。このような、分散液晶（４）と透明樹脂
（５）との間の規制力を緩和する機能を持つ領域として
緩和領域（３）が全ての分散している液晶（４）の周囲
に形成されている。図１では断面しか記載されていない
が、緩和領域（３）は液晶材料（４）の周囲のほぼ全て
を覆っている。
【００２２】図１においては説明の為に概略図を用いた
ものであり、当然ながらこの図面の記載の形状寸法が実
物と同じわけではない。いずれにしろ、本発明の液晶電
気光学装置のように分散型液晶電気光学装置の分散して
いる液晶材料と透明樹脂の間あるいは散在している透明
樹脂と液晶材料との間に双方の相互引力を緩和する領域
を設けることにより、より微小な液晶液滴により液晶材
料を駆動でき、より高い表示コントラストを適度な駆動
電圧で実現することが可能となる。
ものであり、当然ながらこの図面の記載の形状寸法が実
物と同じわけではない。いずれにしろ、本発明の液晶電
気光学装置のように分散型液晶電気光学装置の分散して
いる液晶材料と透明樹脂の間あるいは散在している透明
樹脂と液晶材料との間に双方の相互引力を緩和する領域
を設けることにより、より微小な液晶液滴により液晶材
料を駆動でき、より高い表示コントラストを適度な駆動
電圧で実現することが可能となる。
【００２３】また、図１では透明導電膜（２）のみ基板
上に設けた液晶電気光学装置の概略図を示したが、一方
の基板上に透明導電膜を形成すると同時に、金属と絶縁
膜と金属層を積層したＭ−Ｉ−Ｍ型の非線形素子を形成
することができたり、薄膜トランジスタを形成すること
もできる。通常、分散型液晶の電界印加時の透過強度特
性の急峻性は、良くなく、多数の電極を有したマトリク
ス駆動を分散型液晶に直接行うことは難しい。従って、
非線形素子や薄膜トランジスタを設けて駆動を助けてや
る方がよい。その結果液晶側の急峻性が不足するところ
を補うことが出来る。つまりマトリクス駆動をしながら
各画素を独立に散乱状態と透過状態を作り出すことが出
来る。
上に設けた液晶電気光学装置の概略図を示したが、一方
の基板上に透明導電膜を形成すると同時に、金属と絶縁
膜と金属層を積層したＭ−Ｉ−Ｍ型の非線形素子を形成
することができたり、薄膜トランジスタを形成すること
もできる。通常、分散型液晶の電界印加時の透過強度特
性の急峻性は、良くなく、多数の電極を有したマトリク
ス駆動を分散型液晶に直接行うことは難しい。従って、
非線形素子や薄膜トランジスタを設けて駆動を助けてや
る方がよい。その結果液晶側の急峻性が不足するところ
を補うことが出来る。つまりマトリクス駆動をしながら
各画素を独立に散乱状態と透過状態を作り出すことが出
来る。
【００２４】本発明の液晶電気光学装置において、使用
する液晶材料として、ネマチック、スメクチック、コレ
ステリック等の一般によく使用される液晶を使用でき
る。ただし、採用さた液晶材料の特性の違いにより、本
発明の規制力緩和領域に使用するに好ましい材料は変化
することもある。
する液晶材料として、ネマチック、スメクチック、コレ
ステリック等の一般によく使用される液晶を使用でき
る。ただし、採用さた液晶材料の特性の違いにより、本
発明の規制力緩和領域に使用するに好ましい材料は変化
することもある。
【００２５】また、前述の説明においては、液晶支持体
を透明樹脂と表現しているが、これは全ての波長の光に
対して透明である必要はなく、液晶電気光学装置が使用
する波長の光に対して少なくとも５０％以上の透過率を
持つ材料であれば、当然使用することができる。さらに
この支持体は樹脂である必要はなく、無機物またはその
他の有機物あるいは天然物でも、液晶を支持できるもの
であれば使用可能である。くわえて、本明細書中あるい
は図１において、分散している液晶材料を液滴都表現し
たりその形状を単純に円形状に記載しているが、これは
説明を簡単にするための一例に過ぎず実際には他の形状
を取ってい場合もあり得る。以下に実施例を示し、本発
明を説明する。
を透明樹脂と表現しているが、これは全ての波長の光に
対して透明である必要はなく、液晶電気光学装置が使用
する波長の光に対して少なくとも５０％以上の透過率を
持つ材料であれば、当然使用することができる。さらに
この支持体は樹脂である必要はなく、無機物またはその
他の有機物あるいは天然物でも、液晶を支持できるもの
であれば使用可能である。くわえて、本明細書中あるい
は図１において、分散している液晶材料を液滴都表現し
たりその形状を単純に円形状に記載しているが、これは
説明を簡単にするための一例に過ぎず実際には他の形状
を取ってい場合もあり得る。以下に実施例を示し、本発
明を説明する。
【００２６】
『実施例１』図１のように、第１の基板（１）上に公知
の蒸着法やスパッタ法にて、透光性の導電膜であるイン
ジウムと錫の酸化物（２）（ＩｎｄｉｕｍｅーＴｉｎー
Ｏｘｙｄｅ：ＩＴＯ）を５００から２０００Åの厚さに
形成した。この時のシート抵抗は２０から２００Ω／ｃ
ｍ2 であった。これを通常のフォトリソグラフィ技術に
よりパターニングし、第１の基板（１）とした。次に同
様の構成を持つ第２の透光性の電極を有する第２の基板
上とを使用し、第１の基板と基板間隔５〜５０μｍ、望
ましくは７〜２０μｍ、でスペーサを間に挟んで貼合わ
せた。 使用した液晶としては、屈折率が１．５８２、
Δｎが０．２４０のシアノビフェニルネマチック液晶、
光硬化性樹脂として、屈折率が１．５７３のウレタン系
オリゴマーとアクリル系モノマーの混合系をさらに液晶
配向材として、有機シランのヘキサメチルジシラザンを
使用し、これらを混合物として前記液晶基板間に注入し
た。この時の混合割合は本実施例では液晶：モノマーの
重量比は６５：３５の割合で混合し、この混合比の場合
のネマチック−等方相（Ｎ−Ｉ）転移点は約４０℃であ
った。本実施例で使用した液晶材料と樹脂との混合比率
とＮ−Ｉ転移温度との関係を図３に示す。さらにこの液
晶材料に対して重量％で１％の液晶配向材を液晶材料中
に同時に混合した。
の蒸着法やスパッタ法にて、透光性の導電膜であるイン
ジウムと錫の酸化物（２）（ＩｎｄｉｕｍｅーＴｉｎー
Ｏｘｙｄｅ：ＩＴＯ）を５００から２０００Åの厚さに
形成した。この時のシート抵抗は２０から２００Ω／ｃ
ｍ2 であった。これを通常のフォトリソグラフィ技術に
よりパターニングし、第１の基板（１）とした。次に同
様の構成を持つ第２の透光性の電極を有する第２の基板
上とを使用し、第１の基板と基板間隔５〜５０μｍ、望
ましくは７〜２０μｍ、でスペーサを間に挟んで貼合わ
せた。 使用した液晶としては、屈折率が１．５８２、
Δｎが０．２４０のシアノビフェニルネマチック液晶、
光硬化性樹脂として、屈折率が１．５７３のウレタン系
オリゴマーとアクリル系モノマーの混合系をさらに液晶
配向材として、有機シランのヘキサメチルジシラザンを
使用し、これらを混合物として前記液晶基板間に注入し
た。この時の混合割合は本実施例では液晶：モノマーの
重量比は６５：３５の割合で混合し、この混合比の場合
のネマチック−等方相（Ｎ−Ｉ）転移点は約４０℃であ
った。本実施例で使用した液晶材料と樹脂との混合比率
とＮ−Ｉ転移温度との関係を図３に示す。さらにこの液
晶材料に対して重量％で１％の液晶配向材を液晶材料中
に同時に混合した。
【００２７】次に液晶混合系のＮ−Ｉ相転移点よりも高
温で前述の第１の基板と第２の基板により形成された液
晶セルに注入し、約１０から１００ｍＷ／ｃｍ2 のＵＶ
照射強度で約３０〜３００秒間紫外光照射し、液晶と樹
脂の相分離を起こさせながら樹脂を硬化させた。この効
果の際に液晶材料と樹脂との相分離がおこると同時に液
晶材料と樹脂との間に液晶配向材（３）が集まり液晶
（４）の周囲を覆う。このようにして分散型液晶層
（４）の周囲を規制力緩和領域（３）で覆った液晶電気
光学装置を作成した。また、この時の液晶層（４）の寸
法の平均をとると約１．５μｍであり、ほぼ均一に液晶
電気光学装置全体に分布していた。また、配向材の混入
量を増してゆくと規制力緩和の能力が低下する傾向が見
られ、その範囲は液晶材料に対して０．３〜２重量％の
範囲内であれば、十分な能力が期待できた、さらに好ま
しくは、０．５〜１．５重量％の範囲が良かった。
温で前述の第１の基板と第２の基板により形成された液
晶セルに注入し、約１０から１００ｍＷ／ｃｍ2 のＵＶ
照射強度で約３０〜３００秒間紫外光照射し、液晶と樹
脂の相分離を起こさせながら樹脂を硬化させた。この効
果の際に液晶材料と樹脂との相分離がおこると同時に液
晶材料と樹脂との間に液晶配向材（３）が集まり液晶
（４）の周囲を覆う。このようにして分散型液晶層
（４）の周囲を規制力緩和領域（３）で覆った液晶電気
光学装置を作成した。また、この時の液晶層（４）の寸
法の平均をとると約１．５μｍであり、ほぼ均一に液晶
電気光学装置全体に分布していた。また、配向材の混入
量を増してゆくと規制力緩和の能力が低下する傾向が見
られ、その範囲は液晶材料に対して０．３〜２重量％の
範囲内であれば、十分な能力が期待できた、さらに好ま
しくは、０．５〜１．５重量％の範囲が良かった。
【００２８】この液晶電気光学装置の駆動電圧は通常の
液晶駆動電圧である１５〜２５Ｖにて十分なコントラス
トを得ることができていた。比較の為にこれらの配向材
を加えない場合の液晶電気光学装置について駆動電圧と
液晶電気光学装置の透過率の値との関係を図４に示す。
液晶駆動電圧である１５〜２５Ｖにて十分なコントラス
トを得ることができていた。比較の為にこれらの配向材
を加えない場合の液晶電気光学装置について駆動電圧と
液晶電気光学装置の透過率の値との関係を図４に示す。
【００２９】図４において、曲線（６）は本実施例の配
向材としてヘキサメチルジシラザンを使用した緩和領域
を持つ液晶電気光学装置の特性曲線であり、（７）は緩
和領域を持たない液晶電気光学装置の特性曲線を示して
いる。図４の縦軸は液晶電気光学装置の透過率を横軸は
駆動電圧を示している。なお、各々の液晶電気光学装置
の厚みはほぼ均一としたので、横軸の駆動電圧を比較す
ることで直接液晶の駆動電圧を議論できる。
向材としてヘキサメチルジシラザンを使用した緩和領域
を持つ液晶電気光学装置の特性曲線であり、（７）は緩
和領域を持たない液晶電気光学装置の特性曲線を示して
いる。図４の縦軸は液晶電気光学装置の透過率を横軸は
駆動電圧を示している。なお、各々の液晶電気光学装置
の厚みはほぼ均一としたので、横軸の駆動電圧を比較す
ることで直接液晶の駆動電圧を議論できる。
【００３０】図より明らかなように本発明の緩和領域を
持つ液晶電気光学装置の方が高い透過率の値をより低い
駆動電圧で達成できる。さらに電圧を印加しない状態で
の透過率が本発明の方が若干高いことより、樹脂からの
規制力が緩和されているためより多くの液晶分子がラン
ダムに配向していることが予測できる。さらに曲線
（７）に比べて曲線（６）は電圧があがるとすぐに透過
率が向上する一方曲線（７）は最初の透過率の向上の程
度が少なくその後一定の電圧以上になってから透過率が
上昇している。この事実からも本発明の緩和領域の存在
のために樹脂からの規制力が弱められていることがよく
わかる。
持つ液晶電気光学装置の方が高い透過率の値をより低い
駆動電圧で達成できる。さらに電圧を印加しない状態で
の透過率が本発明の方が若干高いことより、樹脂からの
規制力が緩和されているためより多くの液晶分子がラン
ダムに配向していることが予測できる。さらに曲線
（７）に比べて曲線（６）は電圧があがるとすぐに透過
率が向上する一方曲線（７）は最初の透過率の向上の程
度が少なくその後一定の電圧以上になってから透過率が
上昇している。この事実からも本発明の緩和領域の存在
のために樹脂からの規制力が弱められていることがよく
わかる。
【００３１】『実施例２』 本実施例においては実施例
１と同様の液晶材料と樹脂モノマーを使用した。また作
製方法は実施例１と同じように液晶材料をほぼ均一に分
散させた。ただし液晶材料中には配向材は混合されてい
ないが液晶材料と同時に２色性の染料を混合し、ゲスト
ホストモードの液晶電気光学装置としている。この様な
液晶電気光学装置に対して波長３１０〜４００ｎｍで光
照射密度１０ｍＷ／ｃｍ2 を持つ紫外光を基板上面より
均一に照射して、分散している液晶材料の一部を分解し
た。この分解の程度を知る為に予備実験として、光照射
時間と液晶材料の抵抗値の変化を測定し抵抗値が初期の
状態に比べて約５〜１５％程度劣化した時間を紫外光照
射時間と設定した。
１と同様の液晶材料と樹脂モノマーを使用した。また作
製方法は実施例１と同じように液晶材料をほぼ均一に分
散させた。ただし液晶材料中には配向材は混合されてい
ないが液晶材料と同時に２色性の染料を混合し、ゲスト
ホストモードの液晶電気光学装置としている。この様な
液晶電気光学装置に対して波長３１０〜４００ｎｍで光
照射密度１０ｍＷ／ｃｍ2 を持つ紫外光を基板上面より
均一に照射して、分散している液晶材料の一部を分解し
た。この分解の程度を知る為に予備実験として、光照射
時間と液晶材料の抵抗値の変化を測定し抵抗値が初期の
状態に比べて約５〜１５％程度劣化した時間を紫外光照
射時間と設定した。
【００３２】本実施例で使用したビフェニル系の液晶材
料の場合には光照射後２０分で抵抗値の初期値に比べ５
％劣化し１５％劣化した際には照射開始後６０分が経過
していた。その為本実施例では４０分の光照射を実施し
た。この光照射により、液晶材料の一部は分解され、こ
の分解された有機物は液晶材料と透明樹脂との間に存在
し、液晶への規制力緩和領域として機能する。この液晶
電気光学装置の駆動電圧は光照射しなかった場合に比較
して、約３０％も低い駆動電圧で動作させることができ
た。しかし光照射の時間を１００分以上にした場合、駆
動電圧はこれより低下しなくなり、加えて表示コントラ
ストが低下しはじめる。これは、液晶材料の分解が進行
しすぎた為に電気光学効果を発現する液晶の量が減少し
た為である。
料の場合には光照射後２０分で抵抗値の初期値に比べ５
％劣化し１５％劣化した際には照射開始後６０分が経過
していた。その為本実施例では４０分の光照射を実施し
た。この光照射により、液晶材料の一部は分解され、こ
の分解された有機物は液晶材料と透明樹脂との間に存在
し、液晶への規制力緩和領域として機能する。この液晶
電気光学装置の駆動電圧は光照射しなかった場合に比較
して、約３０％も低い駆動電圧で動作させることができ
た。しかし光照射の時間を１００分以上にした場合、駆
動電圧はこれより低下しなくなり、加えて表示コントラ
ストが低下しはじめる。これは、液晶材料の分解が進行
しすぎた為に電気光学効果を発現する液晶の量が減少し
た為である。
【００３３】本実施例では光照射する光の波長を紫外光
としたが特に紫外光に限定されることはなく、使用する
液晶材料中の分子間の結合をきるに必要なエネルギーを
持つ光であれば特に限定される必要はない。加えて特定
の結合のみを分解する場合にはその結合が吸収する波長
の光を照射すれば他の部分の結合に影響をあたえること
なく液晶材料を分解して、規制力緩和領域を液晶電気光
学装置中に設けることができる。
としたが特に紫外光に限定されることはなく、使用する
液晶材料中の分子間の結合をきるに必要なエネルギーを
持つ光であれば特に限定される必要はない。加えて特定
の結合のみを分解する場合にはその結合が吸収する波長
の光を照射すれば他の部分の結合に影響をあたえること
なく液晶材料を分解して、規制力緩和領域を液晶電気光
学装置中に設けることができる。
【００３４】さらに分解された有機物を液晶材料と透明
樹脂との間に効率良くあつめる為に光照射後に一度液晶
電気光学装置を等方相の温度にまで加熱したのち、ゆっ
くりと液晶電気光学装置を冷し、液晶を析出させるこの
ようにする事で分解された有機物は液晶材料と透明樹脂
との間により効率良く集められる。加えて、本実施例に
おいては液晶材料に染料を添加している。このため、協
力な紫外光照射で液晶材料の大半が分解されることはな
く、適度なエネルギーの光が液晶材料に照射され、分解
の進行を制御できるという特徴をあわせもつ。
樹脂との間に効率良くあつめる為に光照射後に一度液晶
電気光学装置を等方相の温度にまで加熱したのち、ゆっ
くりと液晶電気光学装置を冷し、液晶を析出させるこの
ようにする事で分解された有機物は液晶材料と透明樹脂
との間により効率良く集められる。加えて、本実施例に
おいては液晶材料に染料を添加している。このため、協
力な紫外光照射で液晶材料の大半が分解されることはな
く、適度なエネルギーの光が液晶材料に照射され、分解
の進行を制御できるという特徴をあわせもつ。
【００３５】『実施例３』 本実施例では、図１のよう
に、第１の基板（１）上に公知の蒸着法やスパッタ法に
て、透光性の導電膜であるインジウムと錫の酸化物
（２）（ＩｎｄｉｕｍｅーＴｉｎーＯｘｙｄｅ：ＩＴ
Ｏ）を５００から２０００Åの厚さに形成した。この時
のシート抵抗は２０から２００Ω／ｃｍ2 であった。こ
れを通常のフォトリソグラフィ技術によりパターニング
し、第１の基板（１）とした。次に同様の構成を持つ第
２の透光性の電極を有する第２の基板上とを使用し、第
１の基板と基板間隔５〜５０μｍ、望ましくは７〜２０
μｍ、でスペーサを間に挟んで貼合わせた。
に、第１の基板（１）上に公知の蒸着法やスパッタ法に
て、透光性の導電膜であるインジウムと錫の酸化物
（２）（ＩｎｄｉｕｍｅーＴｉｎーＯｘｙｄｅ：ＩＴ
Ｏ）を５００から２０００Åの厚さに形成した。この時
のシート抵抗は２０から２００Ω／ｃｍ2 であった。こ
れを通常のフォトリソグラフィ技術によりパターニング
し、第１の基板（１）とした。次に同様の構成を持つ第
２の透光性の電極を有する第２の基板上とを使用し、第
１の基板と基板間隔５〜５０μｍ、望ましくは７〜２０
μｍ、でスペーサを間に挟んで貼合わせた。
【００３６】使用した液晶としては、強誘電性を発現す
るスメクチック液晶を光硬化性樹脂として、屈折率が
１．５７３のウレタン系オリゴマーとアクリル系モノマ
ーの混合系使用し、これらを混合物として前記液晶基板
間に注入した。この時の混合割合は本実施例では液晶：
モノマーの重量比は７０：３０の割合で混合し、この混
合の場合のスメクチック−等方相（Ｓｍ−Ｉ）転移点は
約７０℃であった。
るスメクチック液晶を光硬化性樹脂として、屈折率が
１．５７３のウレタン系オリゴマーとアクリル系モノマ
ーの混合系使用し、これらを混合物として前記液晶基板
間に注入した。この時の混合割合は本実施例では液晶：
モノマーの重量比は７０：３０の割合で混合し、この混
合の場合のスメクチック−等方相（Ｓｍ−Ｉ）転移点は
約７０℃であった。
【００３７】次に液晶混合系のＳｍ−Ｉ相転移点よりも
高温で前述の第１の基板と第２の基板により形成された
液晶セルに注入し、約１０から１００ｍＷ／ｃｍ2 のＵ
Ｖ照射強度で約３０〜３００秒間紫外光照射し、液晶と
樹脂の相分離を起こさせながら樹脂を硬化させた。この
樹脂の完全効果条件は３０００ｍＷ秒／ｃｍ2 であった
ので、本実施例では２８００ｍＷ秒／ｃｍ2 を硬化条件
と設定し２段階硬化を行った。即ち、２５００ｍＷ秒／
ｃｍ2 分のエネルギーを第１段階で樹脂に与えて前硬化
をおこなった後に照射する光の強さを第１段階の１／１
０として第２段階硬化を行ない合計２８００ｍＷ秒／ｃ
ｍ2 の硬化条件を満たした。
高温で前述の第１の基板と第２の基板により形成された
液晶セルに注入し、約１０から１００ｍＷ／ｃｍ2 のＵ
Ｖ照射強度で約３０〜３００秒間紫外光照射し、液晶と
樹脂の相分離を起こさせながら樹脂を硬化させた。この
樹脂の完全効果条件は３０００ｍＷ秒／ｃｍ2 であった
ので、本実施例では２８００ｍＷ秒／ｃｍ2 を硬化条件
と設定し２段階硬化を行った。即ち、２５００ｍＷ秒／
ｃｍ2 分のエネルギーを第１段階で樹脂に与えて前硬化
をおこなった後に照射する光の強さを第１段階の１／１
０として第２段階硬化を行ない合計２８００ｍＷ秒／ｃ
ｍ2 の硬化条件を満たした。
【００３８】このようにすることにより、未硬化の樹脂
のモノマーやオリゴマーが液晶材料と透明樹脂との間に
集められ液晶に対する規制力緩和領域とすることができ
た。
のモノマーやオリゴマーが液晶材料と透明樹脂との間に
集められ液晶に対する規制力緩和領域とすることができ
た。
【００３９】『実施例４』 本実施例は図２にその断面
構造が示されている。図２にあるように前述の実施例の
場合とは異なり基板（１）間の部分に液晶材料（４）が
設けられこの液晶材料（４）中に透明樹脂（５）が均一
に散在している。この散在している透明樹脂（５）は液
晶材料（４）を同一方向に配向させないように適当な大
きさで適当な位置に存在し液晶に対して均一な壁面を与
えないようにしている。このような液晶電気光学装置で
も散乱による電気光学効果を実現でき、分散型液晶とい
われる。
構造が示されている。図２にあるように前述の実施例の
場合とは異なり基板（１）間の部分に液晶材料（４）が
設けられこの液晶材料（４）中に透明樹脂（５）が均一
に散在している。この散在している透明樹脂（５）は液
晶材料（４）を同一方向に配向させないように適当な大
きさで適当な位置に存在し液晶に対して均一な壁面を与
えないようにしている。このような液晶電気光学装置で
も散乱による電気光学効果を実現でき、分散型液晶とい
われる。
【００４０】本実施例では、図２にあるように透明樹脂
（５）の表面に規制力緩和領域（３）を形成して、分散
型の液晶の駆動電圧を低くするものである。本実施例に
おける規制力緩和領域（３）として、この透明樹脂
（５）の表面上に液晶配向材を塗布し、溶媒を除去して
緩和領域とした。この配向材として前述のように幅広い
選択を行えるが、本実施例ではヘキサデシルトリメチル
アンモニウムブロマイド（ＣＴＡＢ）を使用した。
（５）の表面に規制力緩和領域（３）を形成して、分散
型の液晶の駆動電圧を低くするものである。本実施例に
おける規制力緩和領域（３）として、この透明樹脂
（５）の表面上に液晶配向材を塗布し、溶媒を除去して
緩和領域とした。この配向材として前述のように幅広い
選択を行えるが、本実施例ではヘキサデシルトリメチル
アンモニウムブロマイド（ＣＴＡＢ）を使用した。
【００４１】本実施例では、図２のように、第１の基板
（１）上に公知の蒸着法やスパッタ法にて、透光性の導
電膜であるインジウムと錫の酸化物（２）（Ｉｎｄｉｕ
ｍｅーＴｉｎーＯｘｙｄｅ：ＩＴＯ）を５００から２０
００Åの厚さに形成した。この時のシート抵抗は２０か
ら２００Ω／ｃｍ2 であった。これを通常のフォトリソ
グラフィ技術によりパターニングし、第１の基板（１）
とした。次に同様の構成を持つ第２の透光性の電極を有
する第２の基板上とを使用し、第１の基板と基板間隔５
〜５０μｍ、望ましくは７〜２０μｍ、でスペーサを間
に挟んで貼合わせた。
（１）上に公知の蒸着法やスパッタ法にて、透光性の導
電膜であるインジウムと錫の酸化物（２）（Ｉｎｄｉｕ
ｍｅーＴｉｎーＯｘｙｄｅ：ＩＴＯ）を５００から２０
００Åの厚さに形成した。この時のシート抵抗は２０か
ら２００Ω／ｃｍ2 であった。これを通常のフォトリソ
グラフィ技術によりパターニングし、第１の基板（１）
とした。次に同様の構成を持つ第２の透光性の電極を有
する第２の基板上とを使用し、第１の基板と基板間隔５
〜５０μｍ、望ましくは７〜２０μｍ、でスペーサを間
に挟んで貼合わせた。
【００４２】使用した液晶としては、強誘電性を発現す
るスメクチック液晶と透明樹脂として、平均の粒径が５
μｍ程度でほぼ球形のアクリル樹脂上に前述の緩和領域
（３）としてＣＴＡＢが形成されたものを使用した。こ
の時の混合割合は本実施例では液晶：透明樹脂の重量比
は７０：３０の割合で混合し、この混合比の場合のスメ
クチック−等方相（Ｓｍ−Ｉ）転移点は約７０℃であっ
た。次に液晶混合系のＳｍ−Ｉ相転移点よりも高温で前
述の基板により形成された液晶セルに注入し、本実施例
の液晶電気光学装置を作成した。実施例１〜実施例３と
同様に駆動電圧を低くする事ができ、一般に使用される
液晶駆動用の半導体集積回路でも十分な駆動をすること
ができた。
るスメクチック液晶と透明樹脂として、平均の粒径が５
μｍ程度でほぼ球形のアクリル樹脂上に前述の緩和領域
（３）としてＣＴＡＢが形成されたものを使用した。こ
の時の混合割合は本実施例では液晶：透明樹脂の重量比
は７０：３０の割合で混合し、この混合比の場合のスメ
クチック−等方相（Ｓｍ−Ｉ）転移点は約７０℃であっ
た。次に液晶混合系のＳｍ−Ｉ相転移点よりも高温で前
述の基板により形成された液晶セルに注入し、本実施例
の液晶電気光学装置を作成した。実施例１〜実施例３と
同様に駆動電圧を低くする事ができ、一般に使用される
液晶駆動用の半導体集積回路でも十分な駆動をすること
ができた。
【００４３】本実施例においては、緩和領域として液晶
配向材を樹脂表面上に塗布して形成したが、この樹脂表
面の改質を行うことでも緩和領域を形成することができ
る。例えば、透明樹脂を酸素、水素、窒素、炭化水素、
ハロゲン化炭素、弗化水素またはアルゴン等の気体また
はこれらの混合気体中でプラズマ処理することにより透
明樹脂の表面に新たな被膜を形成したり、表面に存在す
る官能基の種類を変更する等によりこの緩和領域を形成
することができる。
配向材を樹脂表面上に塗布して形成したが、この樹脂表
面の改質を行うことでも緩和領域を形成することができ
る。例えば、透明樹脂を酸素、水素、窒素、炭化水素、
ハロゲン化炭素、弗化水素またはアルゴン等の気体また
はこれらの混合気体中でプラズマ処理することにより透
明樹脂の表面に新たな被膜を形成したり、表面に存在す
る官能基の種類を変更する等によりこの緩和領域を形成
することができる。
【００４４】また、透明樹脂を基板感に３次元網目状に
形成した後にこれらのプラズマ処理を施したり、液晶配
向材をこの樹脂表面上に形成した後に液晶材料を含侵さ
せて液晶電気光学装置を形成することも可能である。
形成した後にこれらのプラズマ処理を施したり、液晶配
向材をこの樹脂表面上に形成した後に液晶材料を含侵さ
せて液晶電気光学装置を形成することも可能である。
【００４５】以上の実施例に示したように、本発明の液
晶電気光学装置のように分散型液晶電気光学装置の分散
している液晶材料と透明樹脂の間あるいは散在している
透明樹脂と液晶材料との間に双方の相互引力を緩和する
領域を設けることにより、より微小な液晶液滴により液
晶材料を駆動でき、より高い表示コントラストを適度な
駆動電圧で実現することが可能となる。
晶電気光学装置のように分散型液晶電気光学装置の分散
している液晶材料と透明樹脂の間あるいは散在している
透明樹脂と液晶材料との間に双方の相互引力を緩和する
領域を設けることにより、より微小な液晶液滴により液
晶材料を駆動でき、より高い表示コントラストを適度な
駆動電圧で実現することが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】本発明の構成をとることにより、分散型
液晶電気光学装置において駆動電圧を低くすることがで
きた。そのため、液晶材料の分散滴のサイズをより理想
に近い寸法に設定することができ非常に高い表示コント
ラストを実現することができた。さらに、偏光板を用い
ないために、光の損失の少ない、表示コントラストの非
常によい液晶ディスプレイを実現できた。
液晶電気光学装置において駆動電圧を低くすることがで
きた。そのため、液晶材料の分散滴のサイズをより理想
に近い寸法に設定することができ非常に高い表示コント
ラストを実現することができた。さらに、偏光板を用い
ないために、光の損失の少ない、表示コントラストの非
常によい液晶ディスプレイを実現できた。
【００４７】本発明の液晶電気光学装置を形成する方法
は材料の持つ相分離性と界面における接触角等の特性を
利用して、液晶材料と透明樹脂との間に均一な緩和領域
を用意に形成することができた。
は材料の持つ相分離性と界面における接触角等の特性を
利用して、液晶材料と透明樹脂との間に均一な緩和領域
を用意に形成することができた。
【図１】本発明の液晶電気光学装置の一例の概略断面図
を示す。
を示す。
【図２】本発明の液晶電気光学装置の他の例の概略断面
図を示す。
図を示す。
【図３】本発明の液晶電気光学装置に使用可能な液晶材
料の転移温度の一例を示す。
料の転移温度の一例を示す。
【図４】本発明の液晶電気光学装置の駆動電圧と透過率
との関係を示す。
との関係を示す。
１・・・基板 ２・・・透明導電膜 ３・・・規制力緩和領域 ４・・・液晶材料 ５・・・透明樹脂
Claims (15)
- 【請求項１】 液晶材料と透明支持体とを含む調光層を
持つ分散型液晶電気光学装置であって、前記液晶材料と
透明支持体との間に両者の相互引力を緩和する緩和領域
が設けられたことを特徴とする液晶電気光学装置。 - 【請求項２】 液晶材料と透明支持体とを含む調光層を
持つ分散型液晶電気光学装置であって、前記液晶材料は
支持体内で分散されており、前記液晶材料と透明支持体
との間に両者の相互引力を緩和する緩和領域が設けられ
たことを特徴とする液晶電気光学装置。 - 【請求項３】 液晶材料と透明支持体とを含む調光層を
持つ分散型液晶電気光学装置であって、前記透明支持体
は液晶材料内で散在されており、前記液晶材料と透明支
持体との間に両者の相互引力を緩和する緩和領域が設け
られたことを特徴とする液晶電気光学装置。 - 【請求項４】 前記緩和領域として液晶配向材料が採用
されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の液晶電
気光学装置。 - 【請求項５】 前記緩和領域として液晶分子を分解した
有機物が採用されたことを特徴とする請求項１乃至請求
項２の液晶電気光学装置。 - 【請求項６】 前記緩和領域として未硬化の透明支持体
が採用されたことを特徴とする請求項１乃至請求項２の
液晶電気光学装置。 - 【請求項７】 前記緩和領域として透明支持体の表面を
改質した採用されたことを特徴とする請求項３の液晶電
気光学装置。 - 【請求項８】 液晶材料と透明支持体とを含む調光層を
持つ分散型液晶電気光学装置の作成方法であって、前記
液晶材料と前記透明支持体材料と液晶配向材料とを混合
した後に前記透明支持体を固相化することにより、前記
液晶材料と前記透明支持体の間に緩和領域を形成するこ
とを特徴とする液晶電気光学装置の作成方法。 - 【請求項９】 請求項８記載の液晶電気光学装置作成方
法において、前記透明支持体を固相化する手段として、
光または熱あるいはその両方のエネルギーが利用された
ことを特徴とする液晶電気光学装置の作成方法。 - 【請求項１０】 液晶材料と透明支持体とを含む調光層
を持つ分散型液晶電気光学装置の作成方法であって、前
記液晶材料と前記透明支持体材料とを混合した後に前記
透明支持体を固相化するさいに、前記透明支持体の完全
硬化条件を満たさない未硬化条件で前記透明支持体を固
相化することにより、前記液晶材料と前記透明支持体の
間に緩和領域を形成することを特徴とする液晶電気光学
装置の作成方法。 - 【請求項１１】 液晶材料と透明支持体とを含む調光層
を持つ分散型液晶電気光学装置の作成方法であって、前
記液晶材料と前記透明支持体材料とを混合した後に前記
透明支持体を完全に固相化したのちに、前記液晶電気光
学装置に光を照射することにより、前記液晶材料の一部
を分解し、前記液晶材料と前記透明支持体の間に緩和領
域を形成することを特徴とする液晶電気光学装置の作成
方法。 - 【請求項１２】 液晶材料と透明支持体とを含む調光層
を持つ分散型液晶電気光学装置の作成方法であって、前
記液晶材料と染料と前記透明支持体材料とを混合した後
に前記透明支持体を完全に固相化したのちに、前記液晶
電気光学装置に光を照射することにより、照射される光
の強度を制限して前記液晶材料の一部を分解し、前記液
晶材料と前記透明支持体の間に緩和領域を形成すること
を特徴とする液晶電気光学装置の作成方法。 - 【請求項１３】 請求項８及び請求項１１乃至請求項１
２に記載の液晶電気光学装置の作成方法であって、緩和
領域を形成した後に液晶材料の等方相温度以上に液晶電
気光学装置を保持した後に前記液晶電気光学装置を冷却
する工程を有することにより、効率良く液晶材料と透明
支持体の間に緩和領域を形成することを特徴とする液晶
電気光学装置の作成方法。 - 【請求項１４】 液晶材料と透明支持体とを含む調光層
を持つ分散型液晶電気光学装置の作成方法であって、前
記透明支持体材料の表面上に被膜を形成することによ
り、前記液晶材料と前記透明支持体の間に緩和領域を形
成することを特徴とする液晶電気光学装置の作成方法。 - 【請求項１５】 液晶材料と透明支持体とを含む調光層
を持つ分散型液晶電気光学装置の作成方法であって、前
記透明支持体材料の表面上にプラズマ処理を施すことに
より、前記液晶材料と前記透明支持体の間に緩和領域を
形成することを特徴とする液晶電気光学装置の作成方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03270361A JP3078623B2 (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 液晶電気光学装置およびその作製方法 |
| KR1019920016911A KR970004879B1 (ko) | 1991-02-21 | 1992-09-17 | 전기광학장치 |
| US08/264,247 US5410424A (en) | 1991-09-21 | 1994-06-22 | Polymer dispersed liquid crystal with surfactant for alleviating the mutual attraction between the liquid crystal and the polymer |
| US08/346,923 US5858284A (en) | 1991-09-21 | 1994-11-23 | Electro-optical device and method for forming the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03270361A JP3078623B2 (ja) | 1991-09-21 | 1991-09-21 | 液晶電気光学装置およびその作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0580303A true JPH0580303A (ja) | 1993-04-02 |
| JP3078623B2 JP3078623B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=17485202
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03270361A Expired - Fee Related JP3078623B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-09-21 | 液晶電気光学装置およびその作製方法 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3078623B2 (ja) |
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| US7597820B2 (en) | 2007-02-05 | 2009-10-06 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Liquid crystal-containing composition, method of producing the same, the liquid crystal display device including the same |
| US7686977B2 (en) | 2006-09-19 | 2010-03-30 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Liquid crystal-containing composition, method of producing the same and liquid crystal display device |
| US7833589B2 (en) | 2007-12-21 | 2010-11-16 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Liquid crystal-containing composition, and liquid crystal display device including the same |
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| US7939143B2 (en) | 2008-12-26 | 2011-05-10 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Liquid crystal-containing composition and liquid crystal display device using the same |
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| EP0659866A3 (en) * | 1993-12-27 | 1995-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Liquid crystal panel, its manufacture and crystal display device. |
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| JPH08104874A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-04-23 | Fujitsu Ltd | 液晶材料、液晶表示装置及びその製造方法 |
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- 1992-09-17 KR KR1019920016911A patent/KR970004879B1/ko not_active IP Right Cessation
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1994
- 1994-06-22 US US08/264,247 patent/US5410424A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-23 US US08/346,923 patent/US5858284A/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH0961797A (ja) | 液晶光学素子及びその製造方法 |
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