JPH0713138A - 高分子分散型液晶表示素子 - Google Patents

高分子分散型液晶表示素子

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JPH0713138A
JPH0713138A JP5158437A JP15843793A JPH0713138A JP H0713138 A JPH0713138 A JP H0713138A JP 5158437 A JP5158437 A JP 5158437A JP 15843793 A JP15843793 A JP 15843793A JP H0713138 A JPH0713138 A JP H0713138A
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spacer
polymer
composite film
transparent
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Toshiro Takei
寿郎 武井
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Casio Computer Co Ltd
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    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Abstract

(57)【要約】 【目的】基板間隙をスペーサで規制したものでありなが
ら、表示画面中にスペーサによる輝点や黒点が生じるこ
とのない高コントラストで高品質の表示を得ることがで
きる高分子分散型液晶表示素子を提供する。 【構成】透明電極3,4を形成した一対の透明基板1,
2間に、高分子の層6中に液晶7を分散させた液晶/高
分子複合膜5を設けた高分子分散型液晶表示素子におい
て、その両基板1,2間の間隙を、透明なカプセル9内
に液晶10を充填したスペーサ8によって規制した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高分子分散型液晶表示素
子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高分子分散型液晶表示素子は、透明電極
を設けた一対の透明基板間に、高分子の層中に液晶を分
散させた液晶/高分子複合膜を設けたものであり、この
複合膜は、スポンジのような断面をもつようにポリマー
化した高分子層の各隙間部にそれぞれ液晶が閉じ込めら
れた構造をなしている。なお、前記液晶としては、一般
に、誘電異方性が正のネマティック液晶が用いられてい
る。
【0003】この高分子分散型液晶表示素子は、両基板
の電極間に電圧を印加して表示駆動されるもので、上記
複合膜の液晶の分子は、電圧が印加されていない状態で
は様々な方向を向いており、この状態では、複合膜を透
過する光が、前記液晶部の光散乱作用によって散乱され
る。
【0004】また、上記電極間に液晶のしきい値電圧以
上の電圧を印加すると、上記複合膜の液晶の分子が基板
面に対してほぼ垂直になるように一様に配列し、透過光
が光散乱作用をほとんど受けずに複合膜を透過する。
【0005】すなわち、上記高分子分散型液晶表示素子
は、光の透過と散乱とを利用して表示するもので、この
高分子分散型液晶表示素子は、一般に用いられているT
N型の液晶表示素子に比べて画面が明るいという長所を
もっている。
【0006】ところで、上記高分子分散型液晶表示素子
は、一般に、一対の透明基板を枠状のシール材を介して
接合し、この両基板間の前記シール材で囲まれた領域
に、液晶と、光によって重合反応する高分子との混合溶
液を封入した後、光(紫外線)照射により前記混合溶液
の高分子を光重合させて液晶/高分子複合膜を形成する
方法で製造されているが、この場合、両基板間の間隙が
不均一であると、形成される複合膜の膜厚が不均一なっ
て表示むらが発生する。
【0007】このため、上記高分子分散型液晶表示素子
においても、TN型等の液晶表示素子と同様に、一対の
透明基板を上記シール材を介して接合する際にこれら基
板間にスペーサを点在させて配置し、このスペーサによ
り基板間隙を規制して、両基板間の間隙を均一にするこ
とが行なわれている。
【0008】上記スペーサとしては、従来、ガラスまた
は硬質樹脂等からなる粒体または短繊維が用いられてお
り、これらスペーサには、透明スペーサと、不透明な黒
色スペーサとがある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記透
明スペーサで基板間隙を規制している従来の高分子分散
型液晶表示素子は、電圧が印加されていない状態、つま
り、液晶/高分子複合膜の液晶の分子が様々な方向を向
いている状態でも、スペーサ部分を通る光は散乱されず
にスペーサを透過するため、表示画面中に、スペーサ部
分を透過した光による輝点が点在して見えるという問題
をもっている。
【0010】また、上記黒色スペーサで基板間隙を規制
している従来の高分子分散型液晶表示素子は、電圧印加
状態、つまり、液晶/高分子複合膜の液晶の分子が一様
に配列した状態でも、スペーサ部分を通る光がスペーサ
で吸収されるため、表示画面中に、スペーサの影が黒点
が点在して見えるという問題をもっている。
【0011】このため、上記従来の高分子分散型液晶表
示素子は、高いコントラストが得られないから表示品位
が悪く、特に、液晶表示素子の表示像をレンズにより拡
大してスクリーン面に投影する液晶プロジェクタに用い
た場合は、上記輝点または黒点が目立って、表示品位が
さらに低下する。
【0012】本発明は、基板間隙をスペーサで規制した
ものでありながら、表示画面中にスペーサによる輝点や
黒点が生じることのない高品質の表示を得ることができ
る高分子分散型液晶表示素子を提供することを目的とし
たものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の高分子分散型液
晶表示素子は、透明電極を形成した一対の透明基板間
に、高分子の層中に液晶を分散させた液晶/高分子複合
膜を設けてなり、かつ、前記一対の透明基板間に、透明
なカプセル内に液晶を充填したスペーサを点在させて配
置し、このスペーサにより両基板間の間隙を規制したこ
とを特徴とするものである。この高分子分散型液晶表示
素子において、前記スペーサ内の液晶は、前記液晶/高
分子複合膜の液晶と同じ液晶であるのが望ましい。
【0014】
【作用】本発明の高分子分散型液晶表示素子において
は、その両基板の電極間に電圧が印加されていない状
態、つまり液晶/高分子複合膜の液晶の分子が様々な方
向を向いている状態では、スペーサ内の液晶の分子も様
々な方向を向いており、また、電圧印加状態、つまり前
記複合膜の液晶の分子が一様に配列した状態では、スペ
ーサ内の液晶の分子も一様に配列する。
【0015】このため、この高分子分散型液晶表示素子
によれば、スペーサも液晶/高分子複合膜と同様に、電
圧無印加状態では光を散乱させ、電圧印加状態では光を
散乱させずに透過させるから、表示画面中にスペーサに
よる輝点や黒点が生じることはない。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図1は高分子分散型液晶表示素子の電圧無印加
状態断面図、図2は同じく電圧印加状態断面図である。
この高分子分散型液晶表示素子は、透明電極3,4を形
成した一対の透明基板(例えばガラス基板)1,2間に
液晶/高分子複合膜5を設けたもので、両基板1,2
は、その間に点在させて配置したスペーサ8により基板
間隙を規制され、基板周縁部において図示しない枠状の
シール材を介して接合されている。
【0017】なお、この実施例の液晶表示素子は単純マ
トリックス型のものであり、図において上基板1に形成
した透明電極3は走査電極、下基板2に形成した透明電
極4は信号電極である。
【0018】上記液晶/高分子複合膜5は、高分子の層
6中に液晶7を分散させたものであり、その高分子層6
は、スポンジのような断面をもつようにポリマー化した
構造をなしており、液晶7は、前記高分子層6の各隙間
部にそれぞれ閉じ込められている。なお、この実施例で
は、液晶7として、誘電異方性が正のネマティック液晶
を用いている。
【0019】また、上記スペーサ8は、図3に示すよう
に、ガラスまたは樹脂からなる透明な球状カプセル9内
に液晶10を充填したもので、このスペーサ8内の液晶
10も、上記液晶/高分子複合膜5に用いた液晶7と同
じ誘電異方性が正のネマティック液晶とされている。
【0020】上記高分子分散型液晶表示素子は次のよう
な製造方法で製造される。まず、透明電極3,4を形成
した一対の透明基板1,2のうち、一方の基板上に上記
スペーサ8を散布し、他方の基板上に上記シール材(例
えば熱硬化性樹脂)を印刷した後、これら基板1,2を
重ね合わせて、基板間隙が前記スペーサ8で規制される
間隙になるまで加圧し、その状態で前記シール材を硬化
させて両基板1,2を接合する。
【0021】このとき、基板1,2を加圧する力とスペ
ーサ8の反力とがつりあったところで基板間隙が決めら
れる。そして、カプセル9内には液晶10が充填されて
いるため、スペーサ8は上記加圧力に対して十分な強度
をもっている。
【0022】次に、両基板1,2間の前記シール材で囲
まれた領域に、液晶/高分子複合膜5の形成材料、つま
り、液晶7と本例では光によってラジカル重合反応する
高分子との混合溶液を封入する。なお、この混合溶液
は、シール材の一部に形成しておいた注入口から真空注
入法により注入し、その後前記注入口を封止する。
【0023】この後は、上記混合溶液の封入領域全体に
光(紫外線)を照射することにより、この混合溶液の高
分子を光重合させて液晶/高分子複合膜5を形成し、高
分子分散型液晶表示素子を完成する。
【0024】このように、基板1,2間に封入した混合
溶液に光を照射すると、モノマーあるいはオリゴマーの
状態にある高分子の二重結合が解けてラジカル化し、隣
り合う高分子のラジカルが互いに結合し合うラジカル重
合反応により高分子と液晶とが相分離するため、高分子
がスポンジのような断面をもつようにポリマー化し、高
分子層6の各隙間部にそれぞれ液晶7が閉じ込められ
て、上記複合膜5が形成される。なお、この複合膜5の
形成方法は、光重合相分離法と呼ばれている。
【0025】上記高分子分散型液晶表示素子において
は、両基板1、2間に点在させて配置するスぺーサ8
を、透明なカプセル9内に液晶10を充填したものとし
ているため、図1に示した両基板1,2の電極3,4間
に電圧が印加されていない状態、つまり液晶/高分子複
合膜5の液晶7の分子7aが様々な方向を向いている状
態では、スペーサ8内の液晶10の分子10aも様々な
方向を向いている。
【0026】また、図2に示した電圧印加状態、つまり
上記複合膜5の液晶7の分子7aが一様に配列した状態
では、スペーサ8内の液晶10の分子10aも一様に配
列する。
【0027】このため、この高分子分散型液晶表示素子
によれば、スペーサ8も液晶/高分子複合膜5と同様
に、電圧無印加状態では光を散乱させ、電圧印加状態で
は光を散乱させずに透過させるから、表示画面中にスペ
ーサ8による輝点や黒点が生じることはなく、したがっ
て高品質の表示を得ることができる。
【0028】しかも、上記実施例では、上記スペーサ8
内の液晶10を、液晶/高分子複合膜5の液晶7と同じ
誘電異方性が正のネマティック液晶としているため、電
圧印加時における液晶分子7a,10aの配列状態はほ
とんど同じ(基板1,2面に対してほぼ垂直になる配列
状態)であり、したがって、電圧印加時における複合膜
5とスペーサ8部分との光透過率はほぼ等しいし、また
電圧無印加状態における複合膜5とスペーサ8部分との
光の散乱作用もほぼ同じである。
【0029】このため、上記実施例の高分子分散型液晶
表示素子によれば、スペーサ8部分も液晶/高分子複合
膜5の一部として利用して、スペーサがない高分子分散
型液晶表示素子と同様な表示を行なうことができる。
【0030】なお、上記実施例では、スペーサ8とし
て、球状カプセル9内に液晶10を充填したものを用い
たが、このスペーサ8は、例えば図4に示すような、短
く切断した中空ガラスファイバ等からなる透明カプセル
9a内に液晶10を充填し、前記カプセル9aの両端を
透明樹脂9b等で閉塞したもの等であってもよい。
【0031】また、上記実施例では、スペーサ8内の液
晶10を、液晶/高分子複合膜5の液晶7と同じ誘電異
方性が正のネマティック液晶としているが、このスペー
サ8内の液晶10の液晶は、液晶/高分子複合膜5の液
晶7と種類が異なっていてもよい。
【0032】さらに、上記実施例では、液晶/高分子複
合膜5の液晶7と、スペーサ8内の液晶10とに、ネマ
ティック液晶を用いているが、これら液晶7,10は、
電圧無印加状態または低電圧印加状態では液晶分子が様
々な方向を向いており、しきい値電圧以上の電圧を印加
したときに液晶分子が一様に配列する特性のものであれ
ば、ネマティック液晶以外の液晶であってもよい。
【0033】加えて、スペーサとして通常の剛体粒子の
ものと本発明の液晶を内包するカプセルスペーサとを混
ぜて使用してもよく、この場合は混合比を調整すること
により所望のコントラストを得ることができる。
【0034】
【発明の効果】本発明の高分子分散型液晶表示素子は、
透明電極を形成した一対の透明基板間に、高分子の層中
に液晶を分散させた液晶/高分子複合膜を設けてなり、
かつ、前記一対の透明基板間に、透明なカプセル内に液
晶を充填したスペーサを点在させて配置し、このスペー
サにより両基板間の間隙を規制したものであるから、基
板間隙をスペーサで規制したものでありながら、表示画
面中にスペーサによる輝点や黒点を生じさぜずにコント
ラストの高い高品質の表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す、高分子分散型液晶表
示素子の電圧無印加状態の断面図。
【図2】同じく高分子分散型液晶表示素子の電圧印加状
態の断面図。
【図3】スペーサの一部切開斜視図。
【図4】スペーサの変形例を示す一部切開斜視図。
【符号の説明】
1,2…基板 3,4…透明電極 5…液晶/高分子複合膜 6…高分子層 7…液晶 7a…液晶分子 8…スペーサ 9,9a…透明カプセル 10…液晶 10a…液晶分子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明電極を形成した一対の透明基板間に、
    高分子の層中に液晶を分散させた液晶/高分子複合膜を
    設けてなり、かつ、前記一対の透明基板間に、透明なカ
    プセル内に液晶を充填したスペーサを点在させて配置
    し、このスペーサにより両基板間の間隙を規制したこと
    を特徴とする高分子分散型液晶表示素子。
  2. 【請求項2】前記スペーサ内の液晶は、前記液晶/高分
    子複合膜の液晶と同じ液晶であることを特徴とする請求
    項1に記載の高分子分散型液晶表示素子。
JP5158437A 1993-06-29 1993-06-29 高分子分散型液晶表示素子 Pending JPH0713138A (ja)

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