JPH07120726A

JPH07120726A - 液晶表示素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH07120726A
Application number: JP5269251A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Yamada; 信明山田; Yasuhiro Yamamoto; 靖浩山本; Shuichi Kanzaki; 修一神崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 1995-05-12

Abstract

(57)【要約】【目的】コントラストを向上して、表示品位を向上す
ることができる液晶表示素子を提供する。【構成】液晶表示素子１１に於て、それぞれ板厚ｚの
一対のガラス基板１６、１７の間に表示媒体層３３が挟
まれた構成である。一方のガラス基板１７上には、液晶
表示素子１１の各絵素に相当する位置に、絵素電極２４
がマトリクス状に形成されている。各絵素電極２４は、
相互に間隔ｄを隔てて配置される。本実施例の液晶表示
素子１１に於て、前記間隔ｄ、後述される紫外線による
パターンニングの際に用いられる紫外線の波長λ＝０．
２４μｍ、及びガラス基板１６、１７の板厚ｚに対し
て、光の回折現象に関する考察から、無次元数ａが定め
られ、この無次元数ａが定数１以上であるように、前記
間隔ｄ及び板厚ｚが選ばれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子及びその
製造方法に関し、更に詳しくは、絵素毎の液晶領域が高
分子材料に囲まれている構成を有する液晶表示素子であ
り、液晶領域内の液晶及び高分子材料が配向状態により
ＴＮ（Twisted Nematic）、ＳＴＮ（Super Twisted Nem
atic）、ＥＣＢ（Electrically Conrtoled Birefringen
ce）、ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal）などの
動作モード、又は、液晶領域或は液晶ドメインが絵素内
で軸対称に、即ち放射線状に配向している動作モードで
駆動される液晶表示素子に関する。さらに、本発明の液
晶表示素子は、絵素毎の前記高分子材料及び該液晶領域
内の液晶が共通な配置を有し、広視野角特性を有する液
晶表示素子に関する。具体的には、広視野角である特性
を利用して、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッ
サ、アミューズメント機器、テレビジョン受信機等に用
いられる平面型表示装置に応用することができ、或は光
を透過或は遮断するシャッタ作用を利用して、表示板、
窓、扉、壁等に応用することができる。さらに、一対の
ガラス基板の間に液晶層を挟んだ構成の液晶セル中に高
分子壁を有しているため、外力による液晶セル厚の変動
が少ないため、ペン入力装置にも適する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気光学効果を利用した表示素子
としてネマティック液晶を用いたＴＮ型や、ＳＴＮ型の
ものが実用化されている。また、強誘電性液晶を用いた
物も提案されている。これらは、偏光板を要する物であ
り、また対向処理を必要とするものである。一方、偏光
板を要さず液晶の散乱を利用したものとして、動的散乱
（ＤＳ）効果および相転移（ＰＣ）効果がある。最近、
偏光板を要さず、しかも対向処理を不要とするものとし
て、液晶の複屈折性を利用し、透明または白濁状態を電
気的に制御する方法が提案されている。この方法は、基
本的には液晶分子の常光屈折率と支持媒体の屈折率とを
一致させ、電圧を印加して液晶の配向が揃うときには、
透明状態を表示し、電圧無印加時には、液晶分子の配向
の乱れによる光散乱状態を表示するものである。

【０００３】提案されている方法として、特表昭６１−
５０２１２８に液晶と光又は熱硬化性樹脂とを混合し樹
脂を硬化させることにより、一対の基板間に液晶を析出
させ、樹脂中に液晶滴を形成させる方法が開示されてい
る。

【０００４】さらに、偏光板を用いる非散乱型動作モー
ドの液晶表示素子として、特開平５−２７２４２に、液
晶と光硬化性樹脂との混合物に紫外線を照射することに
より、液晶と高分子とを相分離させて、高分子材料中に
液晶領域がマトリックス状に配置された構成のランダム
マトリックスを有する液晶セルを開示している。しか
し、本従来技術の方法は、各液晶領域を絵素領域と一致
させるようにしていないために、絵素内に高分子材料が
入り込み、光透過率が低下し、コントラストが低下する
という不具合を発生している。

【０００５】これらの問題を解決するために、本願発明
者らは、液晶材料と光重合開始剤との混合物を、一対の
基板を所定の間隔を隔てた状態でシール材によって固着
して得られたセル中に注入後、セルの絵素部分が遮光部
によって遮光されるようにホトマスクを被せ、このホト
マスクを介して紫外線を照射することにより、絵素部分
に液晶領域が集まり、絵素外に高分子部分が集まった液
晶表示素子を出願している。該先願の液晶表示素子に於
て、実質的にネマティック液晶を用い、液晶ドメインが
絵素内で放射線状又はランダム状態になっている場合、
液晶表示素子の視野角特性がＴＮ液晶セルに比べ著しく
改善される。また、強誘電性液晶材料やＳＴＮを用いた
場合、高分子壁による液晶分子に対する補強効果で、液
晶表示素子の耐衝撃性が著しく改善され、かつ、絵素部
分に液晶領域が形成されるために、前述したようなコン
トラスト特性の低下も少ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記いずれの従来技術
或に於いても、紫外線の照射工程に於いて、ホトマスク
と液晶層との間に透光性基板の板厚だけの距離が存在す
るため、絵素間の距離が短い場合、或は絵素の幅が狭い
場合、照射光が回折を生じ、基板間の前記混合物に於い
て、絵素内に相当する部分に光が回り込み、絵素内で高
分子が硬化し、コントラストの低下を引き起こし、表示
品位を低下させるという不具合を生じている。

【０００７】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、コントラストを向上して、表示品位
を向上することができる液晶表示素子を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、少なくとも一方が透光性であり、複数の絵素がマト
リクス状に配列された一対の基板と、該一対の基板の間
に挟まれ、該一対の基板上に固着された高分子材料と、
該高分子材料中に各絵素毎に配置され、該高分子材料に
囲まれた複数の液晶領域を有する表示媒体層とを備え、
該複数の絵素の間の距離、又は、絵素の幅のいずれかの
最小長さｄと、該透光性を有する基板の板厚ｚとは、こ
れらの長さｄ、板厚ｚ及び予め定められる光の波長λに
基づいて、下式で定められる無次元数ａ

【０００９】

【数３】

【００１０】が１以上となるように選ばれ、そのことに
よって、上記目的が達成される。

【００１１】本発明において、前記透光性を有する基板
は、その表面に、前記各絵素毎に形成された複数の薄膜
トランジスタによって駆動される複数の絵素が形成さ
れ、該透光性を有する基板の板厚ｚに基づいて前記無次
元数ａが定められる場合がある。

【００１２】本発明において、前記光の波長λは、０．
２４μｍに選ばれる場合がある。

【００１３】本発明の液晶表示素子の製造方法は、少な
くとも一方が透光性を有し、複数の絵素がマトリクス状
に配置される一対の基板間に、液晶材料と光硬化性樹脂
材料とを含む混合物を注入する工程と、複数の遮光部と
透光部とを有する光透過部材を用いて、強強度部分と弱
強度部分とが交互に繰り返される光強度分布を有する光
を一対の基板に照射することにより、光硬化性樹脂材料
を硬化させて、液晶と光硬化性樹脂材料とを相分離させ
る工程とを含み、該光強度分布を有する波長λの光にお
ける該弱強度部分の間、又は、該弱強度部分の幅の最小
長さｄ及び該透光性を有する基板の板厚ｚとは、これら
の長さｄ及び板厚ｚとに基づいて、下式で定められる無
次元数ａ

【００１４】

【数４】

【００１５】が１以上であるように選ばれ、そのことに
よって、上記目的が達成される。

【００１６】本発明において、前記光透過部材として、
複数の遮光部が間隔を隔てて配置されているホトマスク
が選ばれ、前記波長λは、０．２４μｍに選ばれ、ホト
マスクの該遮光部間、又は、該遮光部の幅の最小値ｄ、
及び前記透光性を有する基板の板厚ｚに基づいて、前記
無次元数ａが定められる場合がある。

【００１７】

【作用】上記従来技術の有する課題を解決するために、
本願発明者は、複数の遮光部と透光部とを有する光透過
部材の形状と、該光透過部材と液晶層との距離との関係
に関して鋭意検討を行った。その結果、上記の発明を得
た。以下、本発明について更に詳細に説明する。

【００１８】光透過部材の複数の遮光部の間の距離が短
くなると、照射に用いられる光の回析現象が無視できな
くなる。この回析現象を考慮すれば、光透過部材の遮光
部の間の距離、あるいは遮光部の幅が小さい場合、光が
絵素内に相当する表示媒体層の部分に回り込み、絵素内
の前記重合性化合物を硬化させることとなる。このた
め、本発明において、前記光透過部材の形状又は、絵素
の形状に制限を設けている。これにより、前記照射に用
いられる光の回析現象の発生を防止することができ、液
晶材料と光重合性樹脂との均一混合物から重合性化合物
を局所的に硬化させ、液晶と高分子材料とを相分離させ
る時に、絵素内に紫外線照射されないようにできる。こ
れにより、絵素内に高分子材料が形成されることが防止
され、コントラストが向上され、表示品位を格段に向上
することができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例を示すが、本発明は、こ
れに限定されるものではない。

【００２０】（実施例１、２、３及び比較例１）図２は
本発明の一実施例の液晶表示素子１１の断面図である。
液晶表示素子１１は、表示に用いられる複数の絵素がマ
トリクス状に配列された構成を有する。液晶表示素子１
１に於て、それぞれ板厚ｚの一対のガラス基板１６、１
７の間に表示媒体層３３が挟まれた構成である。一方の
ガラス基板１７上には、液晶表示素子１１の各絵素に相
当する位置に、絵素電極２４がマトリクス状に形成され
ている。各絵素電極２４は、相互に間隔ｄを隔ててマト
リクス状に配置される。本実施例の液晶表示素子１１に
於て、前記間隔ｄ、後述される紫外線によるパターンニ
ングの際に用いられる紫外線の波長０．３６μｍに対す
る、ガラス基板１６、１７中の紫外線の波長λ（一例と
して０．２４μｍ＝紫外線の波長０．３６μｍ÷ガラス
の屈折率１．５）及び、前記紫外線によるパターンニン
の際に用いられるホトマスクと表示媒体層３との距離で
あるガラス基板１６、１７の板厚ｚに基づいて、以下の
（１）式によって無次元数ａ

【００２１】

【数５】

【００２２】が定められ、この無次元数ａが定数１以上
となるように、前記間隔ｄ及び板厚ｚが選ばれる。他方
のガラス基板１６上には、例として、複数の帯状の共通
電極２５が形成されている。

【００２３】前記絵素電極２４及び共通電極２５をそれ
ぞれ被覆し、各ガラス基板１６、１７上に配向膜２０、
２１が形成されている。本実施例の変形例として、配向
膜２０、２１は、形成されなくてもよい。ガラス基板１
６、１７は、その周縁部に於てシール材２３でシールさ
れている。各ガラス基板１６、１７の両側には、偏光板
１３、１４が装着されている。前記表示媒体層３３は、
絵素２６毎にガラス基板１６、１７の間に連なって形成
される高分子壁３２で囲まれた液晶領域２２を有してい
る。前記絵素電極２４、共通電極２５及び絵素電極２４
と共通電極２５とで挟まれた液晶領域２２を含んで各絵
素２６が構成される。前記偏光板１３、１４が装着され
て液晶表示素子１１が構成され、更に、液晶表示素子１
１の前記各絵素電極１９及び共通電極１８に駆動回路２
７が接続され、液晶表示装置１２が構成されている。各
電極２４、２５に対して駆動回路２７によって駆動電圧
が印加され、前記各絵素２６を単位として表示が行われ
る。

【００２４】以下に、本実施例の液晶表示素子１１の製
造方法に付いて説明する。

【００２５】図１は本実施例の液晶表示装置１１の製造
に用いられるホトマスク２８の平面図であり、図３は実
施例１、２、３及び比較例１の相違を説明するグラフで
あり、無次元数ａの下限値１を含む複数の場合を示し、
図４は実施例１の絵素２６の平面図であり、図５は実施
例２の絵素２６の平面図であり、図６は実施例３の絵素
２６の平面図であり、図７は比較例１の絵素２６の平面
図である。

【００２６】以下に、本実施例の液晶表示素子１１の製
造工程に付いて説明する。ガラス基板１６、１７（ｚ＝
１．１ｍｍ）上にＩＴＯ（酸化インジュウムおよび酸化
スズの混合物、５０ｎｍ）からなる前記絵素電極２４及
び共通電極２５をそれぞれ形成する。この２枚のガラス
基板１６、１７の間に、球状、円筒状あるいは繊維状の
径５．５μｍのスペーサー（図示せず）を散布すること
により、絵素電極２４及び共通電極２５の間の距離であ
るセル厚を均一に保たせてセルを構成した。作成したセ
ルの上に図１に示すホトマススク２８を貼り合わせた。
使用したホトマスク２８は、例として、横Ｌ１×縦Ｌ２
（例として、１２５μｍ×１２５μｍ）の四角形状の複
数の遮光部２９が、マトリクス状に配列された構成であ
り、各遮光部２９の間には透光部３０が網目状に形成さ
れている。遮光部２９間のスリット幅ｄは、実施例１、
２、３及び比較例１に於て、それぞれ２５μｍ、２０μ
ｍ、１５μｍ、１０μｍに選ばれた。

【００２７】本実施例は、液晶表示素子及びその製造方
法において、液晶材料と光重合性樹脂との均一混合物か
ら重合性化合物を硬化させ、液晶と高分子材料を相分離
させて前記液晶領域２２と高分子壁３２とを形成する時
に、絵素２６内に紫外線照射されないようにしたもので
ある。本実施例において、後述されるホトマスクの複数
の遮光部の間の距離が短くなると、照射に用いられる光
の回析現象が無視できなくなる。この回析現象を考慮す
れば、ホトマスク２８の遮光部２９の間の距離ｄ、ある
いは遮光部２９の幅の少なくともいずれかが小さい場
合、光が絵素２６内に相当する表示媒体層３３の部分に
回り込み、絵素２６内の前記重合性化合物を硬化させる
こととなる。このため、本実施例に於て、後述されるよ
うに前記ホトマスク２８の形状又は、絵素２６の形状に
制限を設けている。

【００２８】図３のグラフに前記ホトマスク２８の遮光
部２９の間の透光部３０を回折スリットと等価とした場
合のスリット即ち透光部３０による光の回析を計算した
結果を示す。縦軸が液晶領域２２に照射される光の強度
であり、横軸が液晶領域２２に於ける基板１６、１７側
表面上の、該透光部３０に垂直な方向の距離である。中
央に引かれた２本の縦線は透光部３０の幅、即ちスリッ
ト幅ｄを示している。図中、横に描かれた線４０は、ホ
トマスク２８が無い場合に照射される光の強度を示して
いる。

【００２９】光の回析のパターンは、前記（１）式で定
義される無次元数ａで特徴付けられる。ここでガラス基
板１６、１７中の光の波長λを、一例として、０．２４
μｍ（＝紫外線の波長０．３６μｍ÷ガラスの屈折率
１．５）とすると、回析による光の回り込みを抑制し、
或は回避するためには、図３に示される前記液晶領域２
２に照射される光の強度分布について、図３に於ける前
記透光部３０の幅内に、入射光量の大部分が入ることが
望ましい。図３に於いて、無次元数ａが１未満であって
小さくなるほど、回折現象の程度が大きくなり、液晶領
域２２に照射される光の強度分布が均一化されている。
一方、無次元数ａが１以上であって、大きくなるほど、
光の強度分布が前記透光部３０の幅内に相当する部分に
集中して行くことが分かる。従って、回析による光の回
り込みを抑制し、或は回避するためには、図３から、前
記（１）式で定義される無次元数ａが１以上であること
が好ましいことが分かる。。

【００３０】前記各実施例１、２、３及び比較例１に於
けるスリット幅ｄと前記無次元数ａとを、下記表１に示
した。

【００３１】

【表１】

【００３２】作成された前記セル中に、Ｒ−６８４（日
本化薬社製）０．１ｇとスチレン０．０５ｇとイソボル
ニルメタクリレート０．７５ｇ、パーフロロオクチルメ
タクリレート０．１０ｇさらに液晶材料ＺＬＩ−４７９
２（メルク社製：カイラル剤Ｓ−８１１を液晶中に０．
３％添加）４ｇと光重合開始剤Ｉｒｕｇａｃｕｒｅ６５
１（チバガイギー社製）０．００２５ｇを混合した混合
物を作成した。該混合物を４０℃で注入し、その後、ホ
トマスク２８のドットパターン側から平行光線を得られ
る高圧水銀ランプ下１０ｍＷ／ｃｍ²の位置に於て、
（１秒照射、３０秒照射無し）の照射サイクルを２０サ
イクル行い、その後、１０分間照射、さらに、ホトマス
ク２８を１０分間の間、取り除いて紫外線を照射して樹
脂を硬化させた。

【００３３】作成された液晶セルの前後に、相互に偏光
方向が直交する２枚の偏光板を貼り合わせて、高分子壁
３２に囲まれ、かつ、液晶ドメインが放射状に配置され
た液晶表示素子１１を作成した。作成した液晶表示素子
１１を顕微鏡で観察したところ、図４〜図７に示す通
り、実施例１〜３では、ホトマスク２８のドットパター
ンどうりに、絵素２６、即ち絵素電極２４の配置状態及
びサイズの通りに液晶領域２２が形成され、高分子壁３
２中に微少な液晶滴４１が形成されれていることが確認
された。図４〜図６に示すように、実施例１、２、３の
順に、絵素２６毎の液晶領域２２が次第に小さくなって
いることが理解される。

【００３４】一方、比較例１では、光の回折により遮光
領域である絵素２６中にも紫外線が入り込み、絵素２６
中にも高分子壁３２が形成されている。さらに、これら
の事により、液晶表示素子１１の電気光学特性は、下記
の表２に示すように、電圧ｏｆｆ時の光の透過率Ｖ_off
がスリット幅ｄにより異なり、特に、比較例１で高分子
の微細なネットワークが形成されるためにＶ_offが低下
することが分かる。

【００３５】

【表２】

【００３６】（実施例４、比較例２）図８に示すよう
に、長方形部分４２と、該長方形部分４２の短辺部に設
けられた突起４３とを有する形状の絵素２６ａがマトリ
クス状に形成され、各絵素を表示駆動するために、複数
のＴＦＴ（薄膜トランジスタ；図示せず）がマトリクス
状に形成されたＴＦＴ基板（基板板厚ｚ＝１．１ｍｍ）
を用い、該ＴＦＴ基板とブラックマトリクスを有する対
向ＢＭ基板とを、実施例１と同様な製造工程で貼り合わ
せ、ＴＦＴセルを作成した。作成されたＴＦＴセルに、
ＴＦＴ基板側から図９に示すホトマスク２８ａをかぶ
せ、実施例１と同様の材料を注入し、実施例１と同様に
液晶セルにホトマスク２８ａを位置合わせして、紫外線
照射を行った。作成された液晶表示素子を偏光顕微鏡で
観察したところ、図１０及び図１１のように、実施例４
では、高分子壁２１の絵素２６ａへの侵入がほとんど見
られず、比較例２では、絵素２６ａ内に高分子材料が侵
入しているのが観測された。さらに、電圧ＯＦＦ時の透
過率Ｖ_offを、ＴＦＴ液晶セルに、相互に偏光軸が直交
している一対の偏光板を貼り合わせ、それぞれの表示媒
体層３３が形成されていない空セルをブランクとして測
定した。その結果、下記表３に示すように、実施例４に
於て高い透過率を示すが、比較例２に於て、高分子が絵
素２６ａ内に多く存在するために透過率が低下してい
る。

【００３７】

【表３】

【００３８】このようにして、前記各実施例１〜４及び
比較例１、２から、各実施例１〜４の液晶表示素子は、
コントらストが向上され、表示品位が向上されているこ
とが確認された。

【００３９】以下に、本発明の変形例について説明す
る。

【００４０】（モード）本発明の方法は、ＴＮ、ＳＴ
Ｎ、ＦＬＣ、ＥＣＢ、液晶ドメインが放射線状に又はラ
ンダムに配向したモードなどの各種モードの液晶を高分
子壁で囲んだ液晶表示素子を作成するときに応用するこ
とができる。

【００４１】（光硬化性樹脂）光硬化性樹脂としては、
例えば、Ｃ３以上の長鎖アルカリ基またはベンゼン環を
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、２−エチルヘキシルアクリ
レート、ｎ−ステアリルメタアクリレート、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、イソボルニルアクリレ
ート、イソボルニルメタ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、Ｒ−６８４（日本化薬製）、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、
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、ネオペンチルジアクリレート、さらにより好まし
くは、ハロゲン化とくに塩素化、及びフッ素化した樹
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
フロプロピルメタクリレート、２．２．３．３−テトラ
フロロプロピルメタクリレート、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。

【００４２】（液晶材料）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、ネマティック液
晶（２周波駆動用液晶、△ε＜０の液晶を含む）もしく
は、コレステリック液晶の添加されたネマチック液晶が
特性上好ましい。更に好ましくは、加工時に光重合反応
を伴うため耐化学反応性に優れた液晶が好ましい。具体
的には、化合物中、フッ素原子などの官能基を有する液
晶である。具体的には、ＺＬＩ−４８０１−０００、Ｚ
ＬＩ−４８０１−００１、ＺＬＩ−４７９２、ＺＬＩ−
４４２７（メルク社製）などである。これらの液晶材料
と分子内に重合性官能基を有する液晶性化合物を選択す
るにあたり、それぞれの液晶性を発現する部分が類似し
ていることが、相溶性の観点から好ましい。特に、化学
的環境が特異なＦ、ＣＩ系液晶材料については、重合性
官能基を有する液晶化合物についてもＦ、ＣＩ系液晶材
料であることが好ましい。

【００４３】液晶材料の屈折率は、

【００４４】

【数６】｜ｎ_x−ｎ_p｜＜０．１ …（２）ｎ_x；ｎ_eまたはｎ₀ ｎ_p；ポリマーの屈折率であることが好ましい。上記範囲外では、屈折率のミス
マッチングがおこり表示にざらつきが多くなる。より好
ましくは、ｎ_pがｎ_eとｎ_oとの間の値である。この範囲
に入っていると液晶分子が電圧により駆動した場合でも
高分子の屈折率と液晶材料の屈折率との差が少なくな
り、液晶材料と高分子材料の界面で起こる散乱現象が極
端に少なくなる。

【００４５】液晶と重合性化合物（含、液晶性重合化合
物）を混合する重量比は、液晶：重合性化合物が５０：
５０〜９７：３が好ましく、さらに好ましくは、７０：
３０〜９０：１０である。液晶材料が５０％を下回ると
高分子壁の硬化が高まり液晶セルの駆動電圧が著しく上
昇し、さらに基板の配向規制力に沿って配向している液
晶領域が減少し実用性を失う、さらに、液晶材料が９７
％を上回ると高分子壁が十分に形成されず、また、物理
的強度が低下し安定した性能が得られない。

【００４６】（光重合開始剤）光重合開始剤としては、
Ｉｒｕｇａｃｕｒｅ１８４，６５１，９０７、Ｄａｒｏ
ｃｕｒｅ１１７３，１１１６，２９５９など通常使用す
る光開始剤が使用できる。

【００４７】混合比は、液晶と光硬化性樹脂の混合物全
体量に対して０．３〜５％が好ましい。０．３％以下で
は、光重合反のが十分に起こらず、５％以上では、液晶
と高分子材料の相分離速度が速すぎて制御が困難とな
り、液晶ドロップレットが小さくなり駆動電圧が高くな
る。

【００４８】さらに、可視光で重合することができる光
重合開始剤も使用することができる。具体的には、Ｌｕ
ｃｉｒｉｎＴＰＯ（ＢＡＳＦ社製）、ＫＡＹＡＣＵＲ
ＥＤＥＴＸ−Ｓ（日本化薬社製）、ＣＧＩ３６９（チバ
ガイギー社製）などである。この場合、上記ａの値中の
λの値を光開始剤の吸収波長に会わせて考える必要があ
る。これらの光開始剤は、プラスチック基板を用いると
きに、基板材料に紫外線付近の波長の光を吸収する為に
特に有効である。

【００４９】（配向膜）配向膜の材料として、ポリイミ
ド（具体的には、ＳＥ１５０（日産化学社製）、サイト
ップ（旭硝子社製））をはじめとする有機膜、ＳｉＯな
どの無機膜などが使用でき、必要に応じてラビングなど
の配向処理を行っても良い。さらに、液晶ドメインをラ
ンダムに配向させる素子において、作成時に自動的に配
向膜と同じ効果を有する薄膜が、ガラス基板と液晶領域
間に生成されて配向膜の機能を達成するため、独立の配
向膜はなくてもよい。

【００５０】（駆動法）本発明は、ＴＦＴ、ＭＩＭ（金
属ー絶縁膜ー金属の積層構造のスイッチング素子）など
のスイッチング素子を用いるアクティブ駆動またデュー
ティー駆動などの液晶表示素子の駆動法に応用できる
が、本発明では、特に限定しない。

【００５１】（高分子壁の形状）前記各実施例に於て、
高分子壁３２は、ガラス基板１６、１７の間を連結した
形状に形成されているが、本発明は、このような形状の
高分子壁３２を有する液晶表示素子１１及びその製造方
法に限定されるものではない。本発明の変形例として、
ガラス基板１６、１７の上に高分子壁３２の機能を有す
る配向膜２０、２１となる高分子膜４５を、図２に破線
で示すようにそれぞれ形成し、この高分子膜４５の、図
２の高分子壁３２が形成されている範囲に於ける膜厚
が、液晶領域２２に相当する範囲における該高分子膜４
５の膜厚よりも大きく、隆起している形状に形成される
ようにしてもよい。

【００５２】この場合、高分子膜４５を形成する材料
は、ポリマーアロイ（高分子多成分系）の有機膜を用い
るようにしてもよい。このようなポリマーアロイをつく
るには、ポリマーブレンドがあり、異種ポリマー成分を
物理的方法で混合、分散し、マクロ相分離構造を制御す
る方法がある。また、化学的方法として、グラフト共重
合法、ブロック共重合法、ＩＰＮ（相互貫入高分子網
目：interpenetrating polymer network）法があり、分
子構造の形成とミクロ相分離構造を制御する。

【００５３】ポリマーアロイを用いる場合、ポリスチレ
ンとポリイソプレンのブロック共重合体を用いることが
でき、このブロック共重合体の成分比を変化させること
により、液晶の配向を絵素毎に、放射状、２軸性、また
は多軸性に配向させることができる。

【００５４】また、前記高分子膜４５として、スチレン
−テトラヒドロフランブロック共重合体等のブロック共
重合体や、ナイロンとポリプロピレンやポリエチレンと
ナイロン等のグラフト共重合体や、ポリメタクリル酸メ
チル／ポリエチレンブレンドやポリスチレン／ポリプロ
ピレンブレンド等のＩＰＮや、ポリスチレンとポリスチ
レン−ポリイソプレン共重合体等のポリマ−ブレンドを
用いることができる。また、前記セル中に注入される混
合物中の液晶材料として、カイラルド−バントを加えて
いないネマティック液晶、或はカイラルド−バントを加
えたネマティック液晶材料を用いることができる。ま
た、液晶材料として、２色性色素を添加した液晶材料を
用いることができる。

【００５５】このような高分子膜４５によっても、絵素
２６毎に液晶領域２２を形成することができ、各液晶領
域２２の界面に於てディスクリネーションラインが形成
されていることが確認された。従って、前記高分子膜４
５を用いる実施例に於いても、前記各実施例に於いて説
明された効果と同様な効果を達成することができる。

【００５６】

【発明の効果】本発明は、少なくとも一方が透光性を有
する一対の基板間に於て、高分子中に液晶材料が実質的
に囲まれた液晶素子を形成する方法であり、特に、液晶
材料と光重合性樹脂（光開始剤を含む）との混合物か
ら、紫外線照射による方法において、光のホトマスクに
よる回析を抑え意図的に液晶領域を作成することがで
き、液晶表示素子の明るさ、コントラストの低下を防ぐ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の液晶表示素子１１の製造工程に用い
られるホトマスク２８の平面図である。

【図２】本発明の実施例１の液晶表示素子１１の断面図
である。

【図３】実施例１、２、３及び比較例１の相違を説明す
るグラフである。

【図４】実施例１の絵素２６の平面図である。

【図５】実施例２の絵素２６の平面図である。

【図６】実施例３の絵素２６の平面図である。

【図７】比較例１の絵素２６の平面図である。

【図８】実施例４の絵素２６ａの平面図である。

【図９】実施例４のホトマスク２８ａの平面図である。

【図１０】実施例４の絵素２６ａの平面図である。

【図１１】比較例２の絵素２６ａの平面図である。

【符号の説明】

１１液晶表示素子１３、１４偏光板１６、１７ガラス基板２２液晶領域２４絵素電極２５共通電極２６、２６ａ絵素２８、２８ａホトマスク３２高分子壁３３表示媒体層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透光性であり、複数の
絵素がマトリクス状に配列された一対の基板と、該一対の基板の間に挟まれ、該一対の基板上に固着され
た高分子材料と、該高分子材料中に各絵素毎に配置さ
れ、該高分子材料に囲まれた複数の液晶領域を有する表
示媒体層とを備え、該複数の絵素の間の距離、又は、絵素の幅のいずれかの
最小長さｄと、該透光性を有する基板の板厚ｚとは、こ
れらの長さｄ、板厚ｚ及び予め定められる光の波長λに
基づいて、下式で定められる無次元数ａ【数１】が１以上となるように選ばれる液晶表示素子。
【請求項２】前記透光性を有する基板は、その表面
に、前記各絵素毎に形成された複数の薄膜トランジスタ
によって駆動される複数の絵素が形成され、該透光性を
有する基板の板厚ｚに基づいて前記無次元数ａが定めら
れる請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】前記光の波長λは、０．２４μｍに選ば
れる請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項４】少なくとも一方が透光性を有し、複数の
絵素がマトリクス状に配置される一対の基板間に、液晶
材料と光硬化性樹脂材料とを含む混合物を注入する工程
と、複数の遮光部と透光部とを有する光透過部材を用いて、
強強度部分と弱強度部分とが交互に繰り返される光強度
分布を有する光を一対の基板に照射することにより、光
硬化性樹脂材料を硬化させて、液晶と光硬化性樹脂材料
とを相分離させる工程とを含み、該光強度分布を有する波長λの光における該弱強度部分
の間、又は、該弱強度部分の幅の最小長さｄ及び該透光
性を有する基板の板厚ｚとは、これらの長さｄ及び板厚
ｚとに基づいて下式で定められる無次元数ａ【数２】が１以上であるように選ばれる液晶表示素子の製造方
法。
【請求項５】前記光透過部材として、複数の遮光部が
間隔を隔てて配置されているホトマスクが選ばれ、前記
波長λは、０．２４μｍに選ばれ、ホトマスクの該遮光
部間、又は、該遮光部の幅の最小値ｄ、及び前記透光性
を有する基板の板厚ｚに基づいて、前記無次元数ａが定
められる請求項４に記載の液晶表示素子の製造方法。