JPH07287241A

JPH07287241A - 液晶表示素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH07287241A
Application number: JP7008468A
Authority: JP
Inventors: Koichi Fujimori; 孝一藤森; Tokihiko Shinomiya; 時彦四宮
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-02-23
Filing date: 1995-01-23
Publication date: 1995-10-31
Anticipated expiration: 2016-06-25
Also published as: GB9503666D0; GB2286896A; GB2286896B; KR950033620A; TW506539U; US5870162A; JP3178773B2; KR100203793B1; CN1120680A; US5784134A; CN1071028C

Abstract

(57)【要約】【目的】セル外にフォトマスクを被せることなく、し
かも絵素の輪郭と精度よく一致した液晶領域を有する表
示媒体を備えるようにする。【構成】一対の基板１に、ある波長域の光を通しにく
い透明電極部が形成されている。よって、その透明電極
部の外側から、上記波長域の光を照射すると、その光の
うち透明電極部を通る部分が減光または遮光されること
となる。つまり、本発明の液晶表示素子においては、透
明電極部が光を減光または遮光するフォトマスクの役割
を果している。

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、さらに詳細には、高分子壁で仕切られ
た液晶滴を有するＴＮモード、ＳＴＮモード、ＥＣＢモ
ード、強誘電性液晶表示モード、光散乱モードなどを利
用した液晶表示素子及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在の液晶表示素子には種々の表示モー
ドがある。例えば、電気光学効果を利用する液晶表示素
子には、ネマチック液晶を用いたＴＮ（ツイステッドネ
マチック）モードや、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネ
マチック）モードのものが実用化されている。また最近
では強誘電性液晶（ＦＬＣ）を用いた液晶表示素子も実
用化されるレベルになっている。

【０００３】また、液晶の複屈折率を利用し、透明また
は白濁状態を電気的にコントロールする方式のものが提
案されている。この方式は、基本的には表示媒体中の液
晶分子の常光屈折率と高分子の屈折率とを一致させ、電
圧を印加して液晶の配向方向が電場方向に揃うときに
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方式である。こ
の方式の液晶表示素子の製造方法としては、以下の５つ
が提案されている。

【０００４】第１の方法としては、ポリマーカプセルに
液晶を含有させて表示媒体を設ける方法がある（特表昭
５８−５０１６３１号）。

【０００５】第２の方法としては、光硬化性または熱硬
化性樹脂と液晶とを混合し、樹脂を硬化させることによ
り、液晶を析出させて樹脂中に液晶領域を形成させる方
法がある（特表昭６１−５０２１２８号）。

【０００６】第３の方法としては、滴状の液晶領域の径
を制御する方法がある（特開平３−７２３１７号）。

【０００７】第４の方法としては、高分子多孔膜の孔部
分に液晶を含浸させる方法がある（特開平３−５９５１
５号）。

【０００８】第５の方法としては、離隔配設した２枚の
透明電極間に設けた液晶中に、光の散乱源となるポリマ
ー製のビーズを浮遊させた液晶構造が開示されている
（特開平３−４６６２１号）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した第１
の方法による場合には、ポリマーカプセルに含有された
液晶が独立した液晶滴となっているため、液晶分子の配
向に変化を生じさせるための駆動電圧が各液晶滴毎に異
なり、液晶として全液晶滴を同時に動作させるための駆
動電圧が高くなり、液晶表示素子として利用できる範囲
が狭いものになっている。

【００１０】第２、第３の方法では、相分離法を利用し
ているために、前者の場合では液晶滴を平面的に精密に
配置することが困難であり、後者の場合では液晶滴の直
径を精密に制御することが困難であった。

【００１１】第４の方法による場合は、液晶滴を作製す
るときに相分離を利用しないため、適応できる樹脂材料
や液晶の選択の自由度が非常に大きく、高分子多孔膜の
十分な精製が可能という利点を有するが、一方において
現状では、十分に液晶滴の直径を制御すること、及び基
板表面に沿った方向における液晶滴の位置を精密に配置
することができないという欠点を有する。

【００１２】第５の方法による場合には、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、
各絵素で同じ程度の散乱を発生させることが困難であ
り、表示むらが発生しやすいという欠点がある。

【００１３】したがって、上述したように液晶滴を分散
した高分子分散型液晶を使用する各液晶表示素子は、そ
の製造法上、液晶滴の形状が均一でなく、かつその基板
表面に沿った方向における液晶滴の位置を正確に規制す
ることが難しいものとなっていた。また、液晶滴の位置
を精度よく配置できないために、液晶滴ごとの駆動電圧
が異なり、そのため電気光学特性におけるしきい値の急
峻性に欠き、かつ相対的に駆動電圧が高くなっていた。
さらに光の散乱能の低い液晶滴が多数存在するために、
相対的にコントラストが低くなるという問題点があっ
た。また、上述した如く液晶滴の形状が均一でなく、か
つ基板表面に沿った方向における液晶滴の位置配置を規
制することが難しいため、高精細な状態で大画面化する
ことができないでいた。加えて、液晶表示素子を駆動さ
せる方式が信号をオン、オフさせて平均化した値より駆
動させるデューティー駆動方式である場合において、そ
のデューティ比を大きくすることができないでいた。

【００１４】そこで、本願出願人はこれらの問題を解決
すべく、図１２に示すように対向配設した一対の基板１
０１ａ、１０１ｂ間に液晶材料と光硬化性樹脂と光開始
剤との混合物１１３を注入し、その後、遮光部１１０と
透光部１１１とを有するフォトマスク１１４を、遮光部
１１０が絵素を覆う状態として一方の基板１０１ａ上に
被せ、フォトマスク１１４側から紫外線光１０８を混合
物１１３に照射し、図１３に示すように、光弱照射領域
である絵素部分に液晶領域１０６が集まり、光強照射領
域である絵素以外の部分に高分子材料１０７が集まった
表示媒体層を有するようにした液晶表示素子４００を提
案している（特願平５−３０９９６）。この提案した液
晶表示素子において、フォトマスクを使用して絵素部分
を遮光部とするため、液晶領域を絵素部分に形成でき
る。

【００１５】しかしながら、絵素部分に液晶領域を有す
る上記提案の液晶表示素子４００において、光を照射す
る際、フォトマスクと高分子壁形成部は基板の厚みだけ
光路差が生じる。つまり、基板に入射する光が精密な平
行光でなければ、形成されるべき高分子壁の形状とは異
なる、いわゆる光の散乱によってフォトマスクより幅の
広い壁ができたり、高分子と液晶が明確に相分離されな
い可能性があり表示品位を低下させる可能性がある。

【００１６】本発明はこのような課題を解決すべくなさ
れたものであり、セル外にフォトマスクを被せることな
く、しかも絵素の輪郭と精度よく一致した液晶領域を有
する表示媒体を備えた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。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、高分子と液晶からなる表示媒体を挟持する一対の基
板の少なくとも一方に、ある波長域の光を通しにくい透
明電極部が形成されているので、そのことにより上記目
的が達成される。

【００１８】この液晶表示素子において、前記透明電極
部が、前記一対の基板の両方各々に帯状に形成されたも
のであり、一対の基板が各基板上の該帯状の透明電極部
を交差して設けられ、該透明電極部の交差する部分で絵
素が構成されているようにしてもよい。

【００１９】また、前記透明電極部が、前記一対の基板
の両方に形成され、一方の基板の透明電極部がマトリッ
クス状に配された絵素電極を構成し、他方の基板の透明
電極部が該絵素電極と対向する厚肉部と他の部分の薄肉
部とを有し、該絵素電極に対応する部分で絵素が構成さ
れているようにしてもよい。

【００２０】また、前記透明電極部が、波長が４００ｎ
ｍ以下の光において、前記基板が透明である場合におけ
る該基板を透過した光の透過率に対し、６０％以下であ
るようにしてもよい。

【００２１】また、前記透明電極部がＩＴＯ膜やアンチ
モンがドープされた酸化錫膜を有するようにしてもよ
い。前記ＩＴＯ膜が酸化スズの量を７ｗｔ％以上含有す
るようにしてもよい。前記アンチモンがドープされた酸
化錫膜が１００ｎｍ以上の厚みをもつようにしてもよ
い。また、前記透明電極部が、ＩＴＯ膜またはアンチモ
ンがドープされた酸化錫膜に加え酸化亜鉛膜を更に有す
るようにしてもよい。

【００２２】また、前記一対の基板の少なくとも一方の
前記表示媒体側に配向膜が形成されているようにしても
よい。

【００２３】また、前記表示媒体が、前記絵素に対応し
て形成された液晶領域と、該液晶領域を包囲する高分子
壁とからなるようにしてもよい。

【００２４】本発明の液晶表示素子の製造方法は、少な
くとも一方が透明な２つの基板上に、ある波長域の光を
通しにくい帯状の透明電極を形成する工程と、該２つの
基板上の透明電極が交差するように、該２つの基板を対
向させて貼り合わせる工程と、貼り合わされた該２つの
基板の間に、少なくとも液晶材料と光重合性樹脂との混
合物を注入する工程と、該混合物に、該２つの基板の少
なくとも一方側から光を照射する工程とを含むので、そ
のことにより上記目的が達成される。

【００２５】本発明の液晶表示素子の製造方法は、少な
くとも一方が透明な２つの基板のうち、他方の基板上に
絵素電極を構成する透明電極をマトリックス状に形成
し、かつ、該一方の基板上に、該絵素電極に対向したパ
ターンの厚肉部を有すると共に他の部分が薄肉部となっ
た、ある波長域の光を通しにくい透明電極を形成する工
程と、該２つの基板を、該絵素電極を構成する透明電極
と該厚肉部とが対向する状態に貼り合わせる工程と、貼
り合わされた該２つの基板の間に、少なくとも液晶材料
と光重合性樹脂との混合物を注入する工程と、該混合物
に、透明な該一方の基板側から光を照射する工程とを含
むので、そのことにより上記目的が達成される。

【００２６】本発明の液晶表示素子の製造方法におい
て、透明電極がＩＴＯ膜からなる場合に、その透明電極
に酸素を含有させるべく、反応装置内に２ｓｃｃｍ以下
の酸素を供給するようにしてもよい。

【００２７】また、前記透明電極の上部及び下部のうち
の少なくとも一方に酸化亜鉛膜を形成する工程を、更に
包含してもよい。

【００２８】

【作用】本発明にあっては、一対の基板の少なくとも一
方に、ある波長域の光を通しにくい透明電極部が形成さ
れている。よって、その透明電極部の外側から、上記波
長域の光を照射すると、その光のうち透明電極部を通る
部分が減光または遮光されることとなる。つまり、本発
明の液晶表示素子においては、透明電極部が光を減光ま
たは遮光するフォトマスクの役割を果している。

【００２９】よって、光照射により表示媒体となる、少
なくとも液晶材料と光硬化性材料とを含む混合物を一対
の基板間に挟持しておき、上記減光または遮光手段の形
成されている基板側から、例えば４００ｎｍ以下の光を
照射すると、その光は前記手段の形成されている部分以
外の領域部を透過する。そのため、混合物の光硬化性材
料が前記領域部において重合を開始し、その結果として
光照射部分を含む光強照射領域では高分子材料が主とし
て存在し、光弱照射領域である前記手段の形成されてい
る部分では液晶材料が存在することとなって、液晶領域
部と高分子部の領域を選択的に形成することができる。

【００３０】その結果、透明電極部に対応する部分に液
晶領域を有し、他の部分に高分子壁を有する表示媒体が
形成される。

【００３１】また、液晶領域が形成された絵素部分を覆
っている減光手段は、表示に寄与する４００ｎｍ以上の
光を容易に透過するので何の支障もなく表示を行なうこ
とができる。

【００３２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を具体的に説明す
る。なお本発明は、以下に述べる実施例に限定されるも
のではない。

【００３３】（実施例１）図１は本実施例１に係る液晶
表示素子１００を示す断面図である。この液晶表示素子
１００は、対向配設された一対の基板１ａ、１ｂの間に
表示媒体層９が挟持されており、この表示媒体層９は絵
素１２に対応する箇所に液晶領域６を有し、その液晶領
域６を包囲して高分子壁７が形成されている。

【００３４】上記一対の基板１ａ、１ｂの各々の表示媒
体層９側には、図２（ａ）に示すように、ＩＴＯからな
る帯状をした透明電極２ａ、２ｂが複数形成されてお
り、一方の基板１ａに形成された透明電極２ａと他方の
基板１ｂに形成された透明電極２ｂとは、相互に交差す
る状態、図示例では直交する状態になっている。

【００３５】透明電極２ａ、２ｂと表示媒体層９との間
には、電気絶縁膜と配向膜（共に図示せず）とが、配向
膜を表示媒体層９側に位置させた状態で形成されてい
る。

【００３６】次に、このように構成された単純マトリッ
クス型の液晶表示素子の製造方法を以下に説明する。

【００３７】２枚の基板１ａ、１ｂに対して、各々の片
面に、帯状をした透明電極２ａ、２ｂを複数形成する。
透明電極２ａ、２ｂは、例えばスパッタ法により、幅を
２８０μｍ、間隔を２０μｍ、厚みを２００ｎｍとして
形成される。この透明電極２ａ、２ｂ（以下、透明電極
部という。）の光透過率は、２５０ｎｍから４００ｎｍ
の波長域において、透明電極２ａ、２ｂよりも外側の基
板１ａ、１ｂ部分のみ（以下、非透明電極部という。）
を透過した光の透過率に比べて４０％である。

【００３８】次に、透明電極２ａ、２ｂを覆うように電
気絶縁膜を形成する。この電気絶縁膜は、例えばＳｉＯ
₂をスパッタ法により形成される。また、その厚みは、
例えば５０ｎｍ〜３００ｎｍ、好ましくは７０ｎｍから
１００ｎｍとした。

【００３９】次に、この電気絶縁膜上に、ポリイミド等
の有機材料からなる配向膜を形成する。配向膜の厚み
は、３０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍから１
００ｎｍとする。続いて、この配向膜をナイロン布など
でラビング処理を行う。

【００４０】次に、図２（ａ）に示すように、上述のよ
うにして作製された一対の基板１ａ、１ｂを、帯状の透
明電極２ａ、２ｂが互いに直交するように対向させると
共に、対向した基板１ａ、１ｂ間にスペーサを介して両
基板１ａ、１ｂの周囲を、例えばエポキシ系のシール剤
により貼り合わせる。このとき、周囲の一部を注入孔と
して残しておく。なお、各基板１ａ、１ｂの透明電極２
ａ、２ｂは、互いに厳密に直交していなくてもよく、交
差していればよい。

【００４１】次に、貼り合わされた一対の基板１ａ、１
ｂ間に、液晶材料と光硬化性樹脂と光重合開始剤との混
合物を注入する。本実施例の混合物は、カイラル剤（Ｓ
−８１１）を０．３％添加した、液晶材料としてのＺＬ
Ｉ−４７９２（メルク社）を４ｇと、光硬化性樹脂とし
てのＲ−６８４（日本化薬）を０．１ｇと、以下同様に
光硬化性樹脂としてのＰ−フェニルスチレンを０．０７
ｇと、イソボルニルメタクリレートを０．８ｇと、パー
フルオロメタクリレートを０．１ｇと、光重合開始剤と
してのＩｒｕｇａｃｕｒｅ６５１（チバガイギー）０．
００３ｇとを混合したものを用いた。また、注入に際し
て、約３０℃の温度雰囲気で混合物を注入した。なお、
本実施例では光重合開始剤を混入させたが、省略するこ
とができる。このことは以下同様である。

【００４２】次に、図２（ａ）に示すように基板１ａ、
１ｂの外側から上記混合物に波長が４００ｎｍ以下の光
８を照射する。光照射条件としては、一例として、光源
に平行光が得られる紫外線（ＵＶ）照射用の高圧水銀ラ
ンプを使用し、照射位置は高圧水銀ランプ下の１０ｍＷ
／ｃｍ²（波長は３６５ｎｍ）のところとした。また、
照射方法としては、基板の両側から同時に５分間照射し
た。なお、一方の基板側から照射した後に他方の基板側
から照射するようにしてもよく、或は片側からのみ光を
照射してもよい。後者の場合には、一列に並んだ複数の
絵素に対応して１つの長い液晶領域が形成され、液晶領
域がストライプ状に並んだ状態となる。温度としては、
基板１ａ、１ｂ間の液晶が液体状態となる温度域で行っ
てもよい。

【００４３】このように光を照射すると、図２（ｂ）に
示すように、各基板１ａ、１ｂ間で直交する透明電極２
ａ、２ｂの重なる部分の間、つまり絵素部分に液晶領域
６が形成され、その重なる部分以外の箇所に高分子壁７
が形成され、高分子壁７が液晶領域６を包囲する状態と
なる。これにより、セルが作製される。ここで、包囲と
は、液晶領域６の周囲全部を高分子壁７が取り囲んでい
ない、つまり一部が取り囲まれていない状態を含む。

【００４４】また、配向を安定させるために高温で行っ
た場合、照射後において徐冷オーブン内で室温まで徐冷
を行う。徐冷の速度は３℃／ｈ〜２０℃／ｈ、好ましく
は５℃／ｈ〜１０℃／ｈでよい。更に、高分子壁７を形
成した後に、必要に応じて、短時間かつ弱照度でのＵＶ
照射を行ってもよい。これにより、未反応物が残ってい
てもそれを硬化させることができ、また、高分子の架橋
を十分行うことができる。

【００４５】また、高分子壁７の形成には、他の光硬化
性樹脂を使用することができる。また、前記注入孔は、
基板の表示部に光が当たらない状態で、市販のＵＶ硬化
樹脂で封止する。

【００４６】このようにして作製したセルの両側の各々
に、偏光板を貼り合わせることによりＴＮ型液晶表示素
子を製造した。

【００４７】以上のようにして製造された液晶表示素子
を顕微鏡で観察したところ、絵素部分に液晶が集中した
液晶領域６が形成され、液晶領域６と配向膜との界面に
高分子が残ることなく良好な配向状態が得られていた。
また、高分子壁７は内部に液晶を取り込むことなく形成
されており、絵素部分に高分子壁７が入り込まず、透明
電極２ａ、２ｂの重なる部分とほぼ同一の形状、面積の
液晶領域６が形成されていた。

【００４８】表１は、この液晶表示素子に用いた基板の
光透過率の測定を行った結果を示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】上記表１より理解されるように、透明電極
部の光透過率は、非透明電極部の光透過率に対して４０
％程度であり、十分にフォトマスクとして機能すること
が分かる。

【００５１】図３（ａ）は、本発明による場合の製造方
法を示す工程図である。本発明による場合は、一対の基
板を貼り合わせ、その後、液晶材料および光硬化性樹脂
などを混合した混合物を注入してＵＶ露光することによ
り目的とする液晶表示素子を作製することができる。こ
れに対して、従来では図３（ｂ）に示すように、一対の
基板を貼りあわせた後、フォトマスクを被せて混合物を
注入し、或は混合物を注入してフォトマスクを被せ、そ
の後、ＵＶ露光していた。よって、本発明による場合に
は、フォトマスクを被せる工程を省略でき、生産時の工
程を大幅に簡略化することができるという利点がある。
また、本発明にあっては、液晶表示素子の内部に、紫外
線に対しフォトマスクとして機能する電極が組み込まれ
ているので位置合わせも不要となる利点がある。

【００５２】なお、本実施例におけるセルには、必要に
応じてカラーフィルターを配設してもよい。

【００５３】（実施例２）本実施例２は、アクティブマ
トリックス型の液晶表示素子に適用する場合を説明す
る。

【００５４】図４は、本実施例２に係る液晶表示素子２
００を示す斜視図である。この液晶表示素子２００は、
対向配設されたＴＦＴ基板３０と対向基板３１との間
に、液晶領域６を高分子壁７にて包囲した表示媒体層９
が挟持され、液晶領域６の形成部分がマトリックス状の
絵素１２を構成する。

【００５５】上記ＴＦＴ基板３０は、ベースとなるガラ
ス基板１ｂの表示媒体層９側にＩＴＯからなる複数の絵
素電極２２がマトリックス状に配設され、隣り合う絵素
電極２２の間を通って、可視光と紫外線光とを共に遮光
する遮光膜としても機能するバスライン２３が縦横に配
線されている。縦横のバスライン２３の一方がソースバ
スラインであり、他方がゲートバスラインである。縦横
の１組のバスライン２３、２３と上記絵素電極２２とは
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０を介して電気的に接続
状態または非接続状態とされる。上記絵素電極２２、バ
スライン２３及びＴＦＴ２０を覆ってガラス基板１ｂ上
には配向膜４ｂが形成されており、この配向膜４ｂはラ
ビング処理されている。

【００５６】一方、対向基板３１は、ベースとなるガラ
ス基板１ａの表示媒体層９側に対向電極２１が形成され
ている。この対向電極２１は、ある波長域の光を通し難
い透明電極であり、絵素１２においてのみ厚くなってい
る。本実施例では、厚くする部分は２層構造とした。更
に、対向電極２１の表示媒体層９側には配向膜４ａが形
成されており、この配向膜４ａはラビング処理されてい
る。

【００５７】次に、この構成の液晶表示素子の製造方法
について説明する。

【００５８】まず、ガラス基板１ｂ上に、絵素電極２
２、バスライン２３、ＴＦＴ２０および配向膜４ｂを所
定の状態に形成し、ＴＦＴ基板３０を作製する。これと
前後して、もう片方のガラス基板１ａ上に、対向電極２
１および配向膜４ａを形成し、対向基板３１を作製す
る。ここで、上述したように２層構造となっている対向
電極２１の製造方法について述べる。まず、１層目の対
向電極は、高周波スパッタリング法によって透過率の良
いＩＴＯ膜を、例えば１００ｎｍの膜厚で形成する。次
に、２層目のＩＴＯ膜を、例えば直流２極スパッタリン
グ法にて８０℃の形成温度で１００ｎｍの厚みで形成
し、この２層目のＩＴＯ膜をマトリックス状の絵素１２
と同一のパターンにフォトリソグラフィにより加工す
る。このように形成した対向電極２１においては、前述
した表１に示したように、２層目を有する部分（絵素
部）２１ａの光（紫外線）透過率は、１層目だけの部分
（非絵素部）のそれに対して約４２％となる。

【００５９】次に、ＴＦＴ基板３０および対向基板３１
の各配向膜４ａ、４ｂに対して、所定のラビング処理を
施す。

【００６０】次に、図５に示すように、ＴＦＴ基板３０
および対向基板３１を、絵素電極２２と対向電極２１の
２層目部分とが向かい合うように対向配設するととも
に、両基板３０、３１の間に６μｍのスペーサを介して
両基板３０、３１の間の隙間を一定に保たせ、両基板３
０、３１を貼り合わせた。なお、一部を注入孔として残
しておく。

【００６１】次に、貼り合わせたＴＦＴ基板３０および
対向基板３１の間に、液晶材料と光硬化性樹脂と光重合
開始剤の混合物を注入孔より注入する。混合物として
は、本実施例では実施例１と同様に、カイラル剤（Ｓ−
８１１）を０．３％添加した、液晶材料としてのＺＬＩ
−４７９２（メルク社）４ｇと、光硬化性樹脂としての
Ｒ−６８４（日本化薬）０．１ｇと、以下同様に光硬化
性樹脂としてのＰ−フェニルスチレンを０．０７ｇと、
イソボルニルメタクリレートを０．８ｇと、パーフルオ
ロメタクリレートを０．１ｇと、光重合開始剤としての
Ｉｒｕｇａｃｕｒｅ６５１（チバガイギー）０．００３
ｇとを混合したものを用いた。また、約３０℃の温度雰
囲気下で両基板３０、３１の間に真空注入した。

【００６２】次に、一対の基板３０、３１の間に注入し
た混合物に対し、波長４００ｎｍ以下の光（紫外線）８
を照射する（図５参照）。本実施例は、光源に平行光を
得られる紫外線照射用の高圧水銀ランプを使用し、照射
位置は高圧水銀ランプ下の１０ｍＷ／ｃｍ²（波長は３
６５ｎｍ）の箇所で行った。また、照射は、この場合、
２層構造となっている対向電極２１側から５分間行う。
このときの基板温度は、基板間の液晶状態が液体状態と
なる温度域であってもよい。

【００６３】このように光を照射することにより、絵素
１２と対応する対向電極２１の２層構造部分では遮光さ
れ、その遮光部分に液晶領域６が形成される。また、光
の照射された部分では高分子壁７が形成され、高分子壁
７が液晶領域６を包囲する状態となる。なお、高温で行
った場合は、配向を安定させるために、照射後に徐冷オ
ーブン内で室温まで徐冷を行う。また、必要に応じて、
高分子壁７の形成後さらに短時間かつ弱照度でＵＶ照射
を行って、未反応物を硬化させたり、また高分子の架橋
を十分行うようにしてもよい。

【００６４】このようにして作製したセルの両側に、２
枚の偏光板を貼り合わせることにより液晶表示素子２０
０を製造した。なお、高分子壁７の形成には、他の硬化
性樹脂を使用することができる。また、上記注入孔は、
基板の表示部に光が当たらない状態で、市販のＵＶ硬化
樹脂で封止する。

【００６５】以上のようにして得られた液晶表示素子２
００を顕微鏡で観察したところ、絵素１２に液晶が集中
し、液晶と配向膜４との界面に高分子が残ることなく、
良好な配向状態が得られていた。また、高分子壁７の内
部に液晶を取り込むことなく、しかも絵素１２の内側に
高分子壁７が入り込まず、対向電極２１の２層目のＩＴ
Ｏ膜とほぼ同一の形状、面積を持った液晶領域６が形成
されていた。

【００６６】なお、本実施例２においても、セルには、
必要に応じてカラーフィルターを配設してもよい。

【００６７】（実施例３）本実施例３は、実施例１や実
施例２で用いたＩＴＯ膜の代替としてアンチモンがドー
プされた酸化錫膜（ＡＴＯ膜と略す）を用いる場合であ
る。本明細書における「アンチモンがドープされた酸化
錫膜」は、いわゆるＮＥＳＡ膜と同様の組成及び性質を
有する膜である。「ＮＥＳＡ」は米国ＰＰＧ社の商品名
である。

【００６８】本実施例３では、ＩＴＯ膜の代わりにＡＴ
Ｏ膜を用いて透明電極を形成し、図１の液晶表示素子１
００を製造した。この製造において、ＡＴＯ膜の形成は
以下のように行った。透明電極として機能するＡＴＯ膜
は、ガラス基板１を約４５０℃に加熱しておいて、脱イ
オン水、塩酸、４塩化スズ、３塩化アンチモンからなる
溶液をガラス基板１に吹き付け、約１５０ｎｍの厚で実
施例１と同様に帯状に形成した。

【００６９】得られた透明電極部の紫外光透過率は３３
％であり、ガラス基板１ａまたは１ｂのみを透過した場
合の紫外光透過率である９３％に比べて約３６％であっ
た。なお、波長は３６５ｎｍであった。

【００７０】したがって、ＡＴＯ膜からなる帯状の透明
電極の重なる部分においては、実施例１と同様に液晶領
域が形成され、その液晶領域を包囲して高分子壁が形成
されることとなる。なお、ＡＴＯ膜を用いて、実施例２
に説明したアクティブマトリックス型液晶表示素子にも
適用できることはもちろんである。

【００７１】次に、本発明の要部である透明電極の光透
過率に関して説明する。

【００７２】本発明においては、フォトマスク法を用い
る従来技術のようにセルの外側にフォトマスクを配設さ
せるのではなく、透明電極自身がフォトマスクとして機
能させることを特徴としている。このフォトマスクとな
り得る透明電極は、紫外領域（〜４００ｎｍ）において
は光透過率が非透明電極部に比べて６０％以下、好まし
くは５０％以下であるのが要求される。この理由を以下
に説明する。

【００７３】図６（ａ）は、透明電極部の紫外光透過率
が非透明電極部のそれに比べて７０％の場合に、高分子
壁の出来具合、及び液晶と高分子との相分離性を表す。
図６（ｂ）は、透明電極部の紫外光透過率が非透明電極
部のそれに比べて４８％の場合に、高分子壁の出来具
合、及び液晶と高分子との相分離性を表す。

【００７４】図６（ａ）から理解されるように、透明電
極部の紫外光透過率が十分に低くない場合には、明らか
に絵素部（透明電極部）に主として存在する液晶に高分
子の残りがあり、また非絵素部（非透明電極部）に形成
されるべき高分子壁内にも液晶の取り込みが観察され、
高分子壁は絵素の輪郭パターンに沿って形成されていな
い。一方、図６（ｂ）から理解されるように、液晶と高
分子のお互いの取り込みは見られず、絵素の輪郭と一致
した状態で液晶領域と高分子壁との境界が形成されてい
る。また、前述の透明電極部の光透過率につき、非透
明電極部の光透過率に比べた割合の許容範囲を調べた。
その結果、６５％前後から分離性は向上し、液晶領域に
高分子の残りや高分子壁内での液晶の取り込みが若干あ
るものの、ほぼ分離は行われている様子であった。更に
透過率比を下げていくと、約５０％前後において相分離
は完全に行われて、絵素部を覆う減光手段のパターンに
一致して高分子壁が形成されていた。

【００７５】次に、上記のような条件を満たす透明電極
を形成する手法を、透明電極の種類別に詳しく以下に説
明する。

【００７６】まず、ＩＴＯ（酸化インジウム及び酸化ス
ズの混合物）の場合について述べる。ＩＴＯは、インジ
ウム金属を出発原料に選ぶ場合と、酸化インジウムを出
発原料に選ぶ場合がある。前者の場合は反応性蒸着、反
応性スパッタリング、反応性イオンプレーティングなど
の方法が選択できる。後者の場合は、真空蒸着、高周波
スパッタリング、プラズマＣＶＤなどの方法を選択的に
選ぶことができる。いずれの場合も若干の酸素を含んだ
減圧雰囲気中において処理し、その後、焼成する。実際
にＩＴＯ膜は、膜を生成する過程で酸素の含有量が多い
と光透過率が向上し、反対に酸素含有量が少ないと電気
伝導度が向上する。この点よりＩＴＯ膜の製作工程で
は、酸化スズの添加量と膜生成過程における酸素の含有
量を適当に設定することで、紫外光の透過率を容易に変
えることができる。

【００７７】表２は、膜生成における酸素含有量と波長
が４００ｎｍ以下の光の透過率との関係を示す。図７
は、酸化スズの添加量と波長と光透過率との関係を示
す。

【００７８】

【表２】

【００７９】表２より理解されるように、透過率が６０
％以下とするには、反応装置内に酸素を約２ｓｃｃｍ以
下で供給し、透明電極に酸素を含有させるのが好まし
い。また、図７より理解されるように、波長が４００ｎ
ｍ以下の光において、光透過率が６０％とするには、Ｓ
ｎＯ₂の量を約７ｗｔ％以上とするのがよい。

【００８０】また、別の手法として、ＩＴＯ電極の膜厚
によって光透過率の加減をすることができる。図８は、
直流２極スパッタリング法により成膜温度８０℃で形成
したＩＴＯ電極の分光特性である。分光特性としては、
非ＩＴＯの場合（基板のみの場合）、ＩＴＯ電極であっ
て厚みが７０ｎｍと１００ｎｍと２００ｎｍの場合の４
つを示している。

【００８１】この図８より理解されるように、厚み７０
ｎｍでは３６５ｎｍで光透過率が約５０％なのに対し、
厚み２００ｎｍでは２５％である。よって、基板のみの
光透過率が７８％なのでＩＴＯ膜の形成条件によっても
異なるが、１００ｎｍ以上、好ましくは１５０ｎｍ以上
の膜厚が必要となる。

【００８２】また、別の手法として、スパッタ温度によ
っても光透過率を加減することができる。図９は、直流
２極スパッタリング法を用いた成膜温度と光透過率との
関係を調査した結果を示す。調査方法としては、膜厚を
２００ｎｍに固定し、温度を８０℃、１００℃、１３０
℃、２００℃、３００℃の５段階で変化させた場合の光
透過率（波長は３６５ｎｍ）を調べた。

【００８３】この図９より理解されるように、２００℃
では透過率比は６８％であるが、１３０℃では５３％で
ある。よって、成膜温度は、基板のみの光透過率が９２
％なので、装置や手法によっても異なるが、１５０℃以
下とするのがよく、さらには１３０℃以下であるのが好
ましい。

【００８４】以上のように個々のパラメータにおいての
紫外光の透過率について説明してきたが、電極の透過率
を制御するには、これらのパラメータの相乗効果を利用
する場合が多い。つまり、例えばＩＴＯ薄膜が７０ｎｍ
であってもスパッタ温度が８０℃、ＳｎＯ₂の含有量が
５ｗｔ％であれば、これらの相乗効果により透過率比を
６０％以下に抑制することができる。また、以上のパラ
メータは作製する素子によっても左右される。つまり、
例えば小型の液晶表示素子の場合、電極の膜厚はあまり
重要とはならない。よって、スパッタの形成温度を低く
したり、ＳｎＯ₂の含有量を多くしたりする工夫が必要
となる。

【００８５】次に、ＡＴＯ膜について述べる。

【００８６】このＡＴＯ膜を形成する手法の１つとして
は、ガラス板を約４５０℃〜５００℃に加熱しておい
て、脱イオン水、塩酸、４塩化スズ、３塩化アンチモン
からなる溶液を吹き付ける手法がある。また、蒸着法に
よっても形成できる。この場合、蒸着してから５００〜
５５０℃の熱処理が必要である。一般的に前述のＩＴＯ
膜に比べれば固有抵抗値が若干高く、光透過率も若干低
い。

【００８７】よって、ＡＴＯ膜の光透過率（〜４００ｎ
ｍ）を低下させる方法としては、膜厚を厚くするのがよ
い。図１０は、その関係を示したものであり、横軸に波
長（ｎｍ）をとり、縦軸に透過率（％）をとっている。
対象としては、ガラス板のみと、そのガラス板に形成す
るＡＴＯ膜の厚みを５０ｎｍ、１００ｎｍ、１２０ｎｍ
と変化させた４種類である。

【００８８】この図１０より理解されるように、ガラス
板のみでは９３％、５０ｎｍでは７０％、１００ｎｍで
は４８％なので、膜厚が１００ｎｍ以上、好ましくは１
２０ｎｍ以上必要である。

【００８９】以上のように液晶表示素子の電極に用いる
ＩＴＯ膜、ＡＴＯ膜について述べたが、形成温度、膜
厚、形成条件（ＩＴＯについては酸素量）によって紫外
光領域の光透過率が変化することが分かった。また、そ
れらに伴って高分子と液晶との分離性も左右されている
ことが図６（ａ）、（ｂ）を参照すればわかる。これら
をまとめれば、透明電極部の非透明電極部に対する光透
過率（〜４００ｎｍ）は６０％以下であることが好まし
く、更には５０％以下であることが望ましい。

【００９０】なお、以上の説明では、配向膜を対向する
一対の基板の両側に形成しているが、本発明はこれに限
らず、一対の基板の片側にのみ形成するようにしてもよ
い。

【００９１】（実施例４）本実施例４は、透明電極上に
酸化亜鉛膜を形成して、透過率の調整を行った場合につ
いての実施例である。ここでは、一例として、ＳＴＮモ
ードの液晶表示素子について説明する。

【００９２】本実施例による液晶表示素子３００の断面
図を図１１に示す。液晶表示素子３００は、対向する２
枚の基板１ａ及び１ｂを有し、表示媒体層９をその間に
狭持している。各々の基板１ａ及び１ｂの表示媒体層９
側の表面には、複数のストライプ状の透明電極２ａ及び
２ｂが設けられている。透明電極２ａ及び２ｂは、互い
に直交するように配されている。透明電極２ａ及び２ｂ
は必ずしも直交する必要はなく、交差するよう配置すれ
ばよい。透明電極２ａ及び２ｂが交差する部分が、絵素
１２を構成する。透明電極２ａ及び２ｂ上には、酸化亜
鉛膜３２ａ及び３２ｂがそれぞれ形成されている。酸化
亜鉛膜３２ａ及び３２ｂは、２５０ｎｍから４００ｎｍ
の波長を有する光の透過率を低下させる。酸化亜鉛膜３
２ａ及び３２ｂ上には、それぞれ、電気絶縁膜及び配向
膜（ともに不図示）が形成されている。表示媒体層９
は、高分子壁と高分子壁に包囲された液晶領域とを有し
ている。液晶領域の液晶分子の配向状態は、配向膜によ
って制御される。本実施例では、液晶領域の液晶分子
は、２４０°のツイスト配向を有している。

【００９３】液晶表示素子３００の製造方法を説明す
る。まず、基板１ａ及び１ｂに、スッパタ法を用いて、
幅２８０μｍ、膜厚２００ｎｍのＩＴＯ膜を間隔２０μ
ｍで形成することによって、ストライプ状の透明電極２
ａ及び２ｂを形成する。この透明電極２ａ及び２ｂ上に
膜厚５０ｎｍの酸化亜鉛膜３２ａ及び３２ｂを形成す
る。酸化亜鉛膜３２ａ及び３２ｂの膜厚は、１０ｎｍか
ら１００ｎｍが好ましく、３０ｎｍから５０ｎｍがさら
に好ましい。酸化亜鉛膜３２ａ及び３２ｂの膜厚が薄す
ぎると抵抗が高くなり、液晶表示素子３００を駆動する
ための電圧が高くなり好ましくない。また、酸化亜鉛膜
３２ａ及び３２ｂの膜厚が厚すぎると、可視光の透過率
が低下し、液晶表示素子３００の表示品質が低下するの
で、好ましくない。本実施例では、酸化亜鉛膜３２ａ及
び３２ｂの膜厚を３０ｎｍとした。透明電極２ａ及び２
ｂとこれらの上に形成された酸化亜鉛膜３２ａ及び３２
ｂを透明電極部と呼ぶ。本明細書における「透明電極
部」とは、透明電極と、その上または下に形成されたあ
る波長領域の光を透過しにくい透明な膜とを含む。透明
電極上または下に形成される透明な膜は、導電性を有さ
なくてもよい。本実施例の透明電極部の透過率は、２５
０ｎｍ〜４００ｎｍの波長領域の光に対して、基板１ａ
及び１ｂの透明電極部以外の（透明電極部の外側の）部
分の透過率の３０％である。本実施例においては、酸化
亜鉛膜３２ａ及び３２ｂを透明電極２ａ及び２ｂの上部
に形成したが、透明電極２ａ及び２ｂの下部に形成して
もよい。

【００９４】酸化亜鉛膜３２ａ及び３２ｂは以下の方法
で形成することができる。有機酸亜鉛の溶液を基板上に
塗布し、焼成することによって、酸化亜鉛膜を形成す
る。その後、ホトリソグラフィ技術、例えば、リフト−
オフ法を用いて、得られた酸化亜鉛膜のパターニングを
行うことによって、透明電極２ａ及び２ｂ上にのみ酸化
亜鉛膜を形成することができる。

【００９５】次に、透明電極２ａ及び２ｂと酸化亜鉛膜
３２ａ及び３２ｂとを覆うように、電気絶縁膜を形成す
る。例えば、ＳｉＯ₂からなる電気絶縁膜をスパッタ法
を用いて形成する。電気絶縁層の膜厚は、５０ｎｍ〜１
００ｎｍであることが好ましく、７０ｎｍ〜１００ｎｍ
がさらに好ましい。本実施例では、電気絶縁層の膜厚を
７０ｎｍ〜１００ｎｍとした。

【００９６】基板１ａ及び１ｂ上に形成された電気絶縁
膜上に、ポリイミド等の有機材料からなる配向膜を形成
する。配向膜の材料としては、ＳＥ−１５０（日産化学
製）を用いることができる。配向膜の厚さは、３０ｎｍ
〜２００ｎｍが好ましく、５０ｎｍ〜１００ｎｍが更に
好ましい。得られた配向膜にナイロン布などを用いてラ
ビング処理を施す。本実施例では、液晶領域の液晶が、
基板１ａ及び１ｂの間において２４０度のツイスト配向
を有するように、ラビング処理を施した。

【００９７】次に図２（ａ）に示すように、上述のよう
に作製された一対の基板１ａ及び１ｂを、帯状の透明電
極２ａと２ｂとが対向し、直交するように配置する。基
板１ａと１ｂとの間にスペーサを介し、両基板の周囲を
シール剤を用いてシールすることによって、基板１ａと
１ｂとを接着する。このとき、周囲の一部に開口部を設
け、注入孔とする。シール剤としては、エポキシ樹脂系
シール剤を用いた。また、セルギャップを制御するため
のスペーサとしては、直径６．３μｍのプラスチックビ
ーズを用いた。

【００９８】次に、液晶材料、光硬化性樹脂及び光重合
開始剤の混合物を注入孔から注入する。本実施例におい
ては、液晶材料として、カイラル剤（Ｓ−８１１）を
０．５％添加したＺＬＩ−４４２７（メルク社製）を４
ｇ、光硬化性樹脂として、アダマンチルアクリレートを
０．４ｇ、ステアリルアクリレートを０．３ｇ及びｐ−
フェニルスチレンを０．５ｇ、光開始剤として、Ｉｒｇ
ａｃｕｒｅ６５１（チバガイギー社製）０．０５ｇとを
混合したものを用いた。なお、光開始剤を用いなくても
よい。注入は、約３０℃の雰囲気下で行った。注入終了
後、市販の紫外線硬化樹脂を用いて、注入孔を封止し
た。なお、注入孔を封止するための紫外線硬化樹脂に紫
外線を照射する際、注入した混合物に（絵素に）紫外線
があたらないようにした。

【００９９】次に、図２（ａ）に示すように基板１ａ及
び１ｂの外側から、注入された混合物に４００ｎｍ以下
の波長の光８を照射する。光源としては、平行光線が得
られる紫外線照射用の高圧水銀ランプを用いた。照射強
度は１０ｍＷ／ｃｍ²（波長３６５ｎｍの光についての
照射強度）で、基板１ａ及び１ｂの両側から、同時に４
分間照射した。

【０１００】光照射の条件は、上述の条件に限られな
い。また、基板１ａ及び１ｂの内の一方の基板側から照
射したのちに、他方の基板側から照射してもよい。さら
に、一方の基板側のみから照射することもできる。一方
の基板側のみから光照射を行うと、一列に並んだ複数の
絵素に対して１つの長い液晶領域が形成され、複数の液
晶領域がストライプ状に並んだ状態となる。光照射を行
うときの温度は、基板１ａ及び１ｂの間の液晶が等方性
液体となる温度以上の温度で行ってもよい。このよう
に、光照射を高温で行った場合には、光照射後、室温以
下の温度まで０．１〜０．５℃／分の速度で徐冷するこ
とが望ましい。

【０１０１】上述したように、基板１ａ及び１ｂの両側
から光照射を行うと、図２（ｂ）に示すように、透明電
極２ａと２ｂとが交差する部分、すなわち絵素１２に、
液晶領域６が形成され、絵素１２以外の領域には高分子
壁７が形成される。その結果、表示媒体層９は、高分子
壁７が液晶領域６を包囲した構造を有する。このように
して、液晶セルが得られる。

【０１０２】なお、本明細書において、「包囲した構
造」とは、高分子壁７が液晶領域６の周囲全体を完全に
包囲するした構造に限らず、一部が包囲されていない構
造をも含む。また、上述の光照射によって高分子壁７が
形成された後に、必要に応じて、更に光照射を行っても
よい。光硬化性樹脂の未硬化成分が液晶領域内に残存し
ている場合、この光照射によって、未硬化成分を硬化す
ることができる。また、光硬化性樹脂の硬化反応が更に
進行するので、高分子壁７の機械的強度が向上する。こ
の光照射の条件は、弱照度の光を短時間照射することが
好ましい。高分子壁７を形成する材料としては、本実施
例で用いた材料に限られず他の光硬化性樹脂を用いるこ
とができる。本明細書において、光硬化性樹脂とは、線
状に重合するタイプ（単官能）及び架橋反応を行うタイ
プ（多官能）のいずれをも包む。また、その硬化反応が
光だけで反応するタイプに限らず、熱による反応を伴う
タイプであってもよい。

【０１０３】上述のようにして得られた液晶セルの一対
の基板１ａ及び１ｂの両側に偏光板を設け、また、一方
の基板と偏光板の間に位相差板（いずれも不図示）を設
けることによって、ＳＴＮモードの液晶表示素子３００
を製造した。また、液晶表示素子３００の一方の基板に
反射板を設けることによって反射型液晶表示装置を得る
こともできる。

【０１０４】このようにして製造された液晶表示装置３
００を顕微鏡を用いて観察した結果、以下のことが明ら
かとなった。液晶領域６は、透明電極部が交差する絵素
１２に形成されていた。これは、液晶と光硬化性樹脂と
を含む混合物が重合誘起相分離する過程で、光硬化性樹
脂の硬化反応の進行が遅い絵素１２に液晶相が形成され
たためである。液晶領域６においては、液晶と配向膜と
の界面に、光硬化性樹脂の硬化物は形成されておらず、
液晶領域６内の液晶分子の配向は、配向膜によって制御
されており、良好なＳＴＮ配向を示した。また、高分子
壁７が絵素１２に侵入した構造や、液晶領域６が絵素１
２以外に侵入した構造は、見られなかった。すなわち、
液晶領域６は、透明電極部が交差する絵素部と実質的に
同一の形状、面積を有していた。

【０１０５】本発明の液晶表示素子の表示媒体層は、対
向する一対の基板に密着した高分子壁を有しているの
で、外部からの力や衝撃に対して、セルギャップ（表示
媒体層の厚さ）の変化が少ない。従って、本発明の液晶
表示素子は携帯情報端末機器のような外部から力や衝撃
を受けやすい機器や、ペン入力型の機器に利用すること
ができる。

【０１０６】（実施例５）本実施例は、ＳＴＮモードの
単純マトリクス液晶表示素子に適用する場合について説
明する。本実施例は、透明電極上に酸化亜鉛膜を形成し
ない点において、実施例４と異なる。本実施例の液晶表
示素子の構造は、図１の液晶表示素子１００と同様であ
り、液晶表示素子１００の液晶領域６の液晶分子の配向
がＳＴＮ配向である点において異なっている。本実施例
の液晶表示素子の製造方法を図１を参照しながら説明す
る。

【０１０７】まず、基板１ａ及び１ｂに、スッパタ法を
用いて、幅２８０μｍ、膜厚２００ｎｍのＩＴＯ膜を間
隔２０μｍで形成することによって、ストライプ状の透
明電極２ａ及び２ｂを形成する。本実施例の透明電極部
の透過率は、２５０ｎｍ〜４００ｎｍの波長領域の光に
対して、基板１ａ及び１ｂの透明電極部以外の（透明電
極部の外側の）部分の透過率の４０％である。

【０１０８】次に、透明電極２ａ及び２ｂを覆うよう
に、電気絶縁膜を形成する。例えば、ＳｉＯ₂からなる
電気絶縁膜をスパッタ法を用いて形成する。電気絶縁層
の膜厚は、５０ｎｍ〜１００ｎｍであることが好まし
く、７０ｎｍ〜１００ｎｍがさらに好ましい。本実施例
では、電気絶縁層の膜厚を７０ｎｍ〜１００ｎｍとし
た。

【０１０９】基板１ａ及び１ｂ上に形成された電気絶縁
膜上に、ポリイミド等の有機材料からなる配向膜を形成
する。配向膜の材料としては、ＳＥ−１５０（日産化学
製）を用いることができる。配向膜の厚さは、３０ｎｍ
〜２００ｎｍが好ましく、５０ｎｍ〜１００ｎｍが更に
好ましい。得られた配向膜にナイロン布などを用いてラ
ビング処理を施す。本実施例では、液晶領域の液晶分子
が、基板１ａ及び１ｂの間において２４０度のツイスト
配向を有するように、ラビング処理を施した。

【０１１０】次に図２（ａ）に示すように、上述のよう
に作製された一対の基板１ａ及び１ｂを、帯状の透明電
極２ａと２ｂとが対向し、互いに直交するように配置す
る。基板１ａと１ｂとの間にスペーサを介し、両基板の
周囲をシール剤を用いてシールすることによって、基板
１ａと１ｂとを接着する。このとき、周囲の一部に開口
部を設け、注入孔とする。シール剤としては、エポキシ
樹脂系シール剤を用いた。また、セルギャップを制御す
るためのスペーサとしては、直径６．３μｍのプラスチ
ックビーズを用いた。

【０１１１】次に、液晶材料、光硬化性樹脂及び光重合
開始剤の混合物を注入孔から注入する。本実施例におい
ては、液晶材料として、カイラル剤（Ｓ−８１１）を
０．５％添加したＺＬＩ−４４２７（メルク社製）を４
ｇ、光硬化性樹脂として、アダマンチルアクリレートを
０．４ｇ、ステアリルアクリレートを０．３ｇ及びｐ−
フェニルスチレンを０．５ｇ、光開始剤として、Ｉｒｇ
ａｃｕｒｅ６５１（チバガイギー社製）０．０５ｇとを
混合したものを用いた。なお、光開始剤を用いなくても
よい。注入は、約３０℃の雰囲気下で行った。注入終了
後、市販の紫外線硬化樹脂を用いて、注入孔を封止し
た。なお、注入孔を封止するための紫外線硬化樹脂に紫
外線を照射する際、注入した混合物に（絵素に）紫外線
があたらないようにした。

【０１１２】次に、図２（ａ）に示すように基板１ａ及
び１ｂの外側から、注入された混合物に４００ｎｍ以下
の波長の光８を照射する。光源としては、平行光線が得
られる紫外線照射用の高圧水銀ランプを用いた。照射強
度は１０ｍＷ／ｃｍ²（波長３６５ｎｍの光についての
照射強度）で、基板１ａ及び１ｂの両側から、同時に４
分間照射した。

【０１１３】光照射の条件は、上述の条件に限られな
い。また、基板１ａ及び１ｂの内の一方の基板側から照
射したのちに、他方の基板側から照射してもよい。さら
に、一方の基板側のみから照射することもできる。一方
の基板側のみから光照射を行うと、一列に並んだ複数の
絵素に対して１つの長い液晶領域が形成され、複数の液
晶領域がストライプ状に並んだ状態となる。光照射を行
うときの温度は、基板１ａ及び１ｂの間の液晶が等方性
液体となる温度以上の温度で行ってもよい。このよう
に、光照射を高温で行った場合には、光照射後、室温以
下の温度まで０．１〜０．５℃／分の速度で徐冷するこ
とが望ましい。

【０１１４】上述したように、基板１ａ及び１ｂの両側
から光照射を行うと、図２（ｂ）に示すように、透明電
極２ａと２ｂとが交差する部分、すなわち絵素１２に、
液晶領域６が形成され、絵素１２以外の領域には高分子
壁７が形成される。その結果、表示媒体層９は、高分子
壁７が液晶領域６を包囲した構造を有する。このように
して、液晶セルが得られる。なお、高分子壁７は液晶領
域６を完全に包囲しなくてもよい。

【０１１５】上述の光照射によって高分子壁７が形成さ
れた後に、必要に応じて、更に光照射を行ってもよい。
光硬化性樹脂の未硬化成分が液晶領域内に残存している
場合、この光照射によって、未硬化成分を硬化すること
ができる。また、光硬化性樹脂の硬化反応が更に進行す
るので、高分子壁７の機械的強度が向上する。この光照
射の条件は、弱照度の光を短時間照射することが好まし
い。高分子壁７を形成する材料としては、本実施例で用
いた材料に限られず他の光硬化性樹脂を用いることがで
きる。

【０１１６】上述のようにして得られた液晶セルの一対
の基板１ａ及び１ｂの両側に偏光板を設け、また、一方
の基板と偏光板の間に位相差板（いずれも不図示）を設
けることによって、ＳＴＮモードの液晶表示素子を製造
した。また、液晶表示素子の一方の基板に反射板を設け
ることによって反射型液晶表示素子を得ることもでき
る。

【０１１７】このようにして製造された液晶表示装置を
顕微鏡を用いて観察した結果、以下のことが明らかとな
った。液晶領域６は、透明電極部が交差する絵素１２に
形成されていた。これは、液晶と光硬化性樹脂とを含む
混合物が重合誘起相分離する過程で、光硬化性樹脂の硬
化反応の進行が遅い絵素１２に液晶相が形成されたため
である。液晶領域６においては、液晶と配向膜との界面
に、光硬化性樹脂の硬化物は形成されておらず、液晶領
域６内の液晶分子の配向は、配向膜によって制御されて
おり、良好なＳＴＮ配向を示した。また、高分子壁７が
絵素１２に侵入した構造や、液晶領域６が絵素１２以外
に侵入した構造は、見られなかった。すなわち、液晶領
域６は、透明電極部が交差する絵素１２と実質的に同一
の形状、面積を有していた。

【０１１８】本実施例の液晶表示素子の表示媒体層９
は、対向する一対の基板に密着した高分子壁７を有して
おり、高分子壁７は一種のスペーサとして役割を果た
す。また、高分子壁７は絵素を取り囲むような格子状に
形成されているので、外部からの力や衝撃に対して、セ
ルギャップ（表示媒体層の厚さ）の変化を効果的に防止
することができる。なお、高分子壁７が絵素を取り囲む
構造でなくても、この効果は得られる。

【０１１９】本実施例の液晶表示素子に、５００ｇ／ｍ
ｍφのペン圧を加える圧力試験を行った。その結果、上
記のペン圧を加えた場合において、セル厚の変化に起因
する表示の乱れは発生しなかった。このことから、本実
施例の液晶表示素子はペン入力素子に適用できることが
わかる。本実施例の液晶表示素子は、ペン圧だけでな
く、外部から加えられる力や衝撃に対して、優れた信頼
性を有する。外部からの力や衝撃に対して信頼性が高い
という特徴は、本実施例のＳＴＮモードの液晶表示装置
に限って得られる特徴ではない。ＴＮモード、ＦＬＣ
（強誘電性液晶）モードなど他のモードの液晶表示素子
や、単純マトリクス型やアクティブマトリクス型の液晶
表示素子についても、この特徴が得られる。

【０１２０】本発明は、実施例で示した液晶表示素子に
限らず、種々の液晶表示素子に適用することができる。
高分子壁で囲まれた液晶領域内の液晶材料及びその配向
状態を制御することによって、ＴＮ（Twisted Nemati
c），ＳＴＮ（Super-Twisted Nematic），ＦＬＣ（Ferr
oelectric Liquid Crystal），ＥＣＢ（ElectrilcallyC
ontrolled Birefringence）モードなどの液晶表示素子
に応用することができる。また、これらの液晶表示素子
は、アクティブマトリクス型または単純マトリクス型の
素子とすることができる。さらに、透過型および反射型
の液晶表示素子にも適用できる。

【０１２１】本発明の液晶表示素子に用いられる基板材
料は、特に限定されない。光を透過する透明固体、例え
ばガラス、プラスチックフィルムなどを使用できる。ま
た、一方の基板に、金属などを有する基板も使用するこ
とができる。

【０１２２】

【発明の効果】上述したように、本発明にあっては、透
明電極そのものがフォトマスクの役目を果たし、光強照
射領域と光弱照射領域とを選択的に形成できる。従っ
て、従来の方法では必要としていたフォトマスクを別途
設ける必要が無くなり、製造工程を大幅に簡略化するこ
とができ、また製造時におけるスループットを格段に向
上できる。また、紫外線の透過率が低い透明薄膜である
酸化亜鉛膜を透明電極の上部または下部に設けること
で、透明電極部の紫外線透過率を効果的に低下させるこ
とができるので、液晶領域と高分子領域とを明確に分離
することができる。また、フォトマスクとして機能する
透明電極部は液晶セルの内部に形成されているので、光
照射の際にフォトマスクの位置合わせを行う必要がな
い。従って、液晶表示素子の基板外部にフォトマスクを
配設する方法に比べて、光照射の際の位置合わせ精度が
格段によくなり、生産性も大幅に向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る液晶表示素子の断面図である。

【図２】図１の液晶表示素子の製造工程を示す斜視図で
あり、（ａ）は光照射を行っている状態を示し、（ｂ）
は光照射後の状態を示す。

【図３】（ａ）は本発明による液晶表示素子の製造工程
を示し、（ｂ）は従来のフォトマスクを用いる液晶表示
素子の製造工程を示す図である。

【図４】実施例２に係る液晶表示素子の斜視図である。

【図５】図４に示す液晶表示素子の製造途中の状態を示
す斜視図である。

【図６】（ａ）は透明電極部の紫外光透過率が非透明電
極部の紫外線透過率の７０％の場合の、高分子壁の状態
および液晶と高分子との相分離状態を示す図であり、
（ｂ）は透明電極部の紫外光透過率が非透明電極部の紫
外線透過率の４８％の場合の、高分子壁の状態および液
晶と高分子との相分離状態を示す図である。

【図７】酸化スズの添加量と波長と光透過率との関係を
示す図である。

【図８】直流２極スパッタリング法により成膜温度８０
℃で形成したＩＴＯ電極の分光特性を示す図である。

【図９】直流２極スパッタリング法を用いた成膜温度と
光透過率との関係を示す図である。

【図１０】波長（ｎｍ）と透過率（％）との関係を示す
図である。

【図１１】実施例４による液晶表示素子の断面図であ
る。

【図１２】従来のフォトマスクを使用して光照射する場
合を示す斜視図である。

【図１３】従来の方法により製造された液晶表示素子の
斜視図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ基板２ａ，２ｂ透明電極４ａ，４ｂ配向膜６液晶領域７高分子壁８紫外線（光）９表示媒体１２絵素２０ＴＦＴ２１対向電極２１ａ２層目を有する部分２２絵素電極２３バスライン３０ＴＦＴ基板３１対向基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子と液晶からなる表示媒体を挟持す
る一対の基板の少なくとも一方に、ある波長域の光を通
しにくい透明電極部が形成されている液晶表示素子。
【請求項２】前記透明電極部が、前記一対の基板の両
方各々に帯状に形成されたものであり、一対の基板が各
基板上の該帯状の透明電極部を交差して設けられ、該透
明電極部の交差する部分で絵素が構成されている請求項
１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】前記透明電極部が、前記一対の基板の両
方に形成され、一方の基板の透明電極部がマトリックス
状に配された絵素電極を構成し、他方の基板の透明電極
部が該絵素電極と対向する厚肉部と他の部分の薄肉部と
を有し、該絵素電極に対応する部分で絵素が構成されて
いる請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項４】前記透明電極部が、波長が４００ｎｍ以
下の光において、前記基板が透明である場合における該
基板を透過した光の透過率に対し、６０％以下である請
求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項５】前記透明電極部がＩＴＯ膜を有する請求
項１に記載の液晶表示素子。
【請求項６】前記ＩＴＯ膜が酸化スズの量を７ｗｔ％
以上含有している請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項７】前記透明電極部がアンチモンがドープさ
れた酸化錫膜を有する請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項８】前記アンチモンがドープされた酸化錫膜
が１００ｎｍ以上の厚みをもつ請求項７に記載の液晶表
示素子。
【請求項９】前記一対の基板の少なくとも一方の前記
表示媒体側に配向膜が形成されている請求項１に記載の
液晶表示素子。
【請求項１０】前記透明電極部が、酸化亜鉛膜を有す
る請求項１、５又は７に記載の液晶表示素子。
【請求項１１】前記表示媒体が、前記絵素に対応して
形成された液晶領域と、該液晶領域を包囲する高分子壁
とからなる請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】前記表示媒体が、前記絵素に対応して
形成された液晶領域と、該液晶領域を包囲する高分子壁
とからなる請求項３に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】少なくとも一方が透明な２つの基板上
に、ある波長域の光を通しにくい帯状の透明電極を形成
する工程と、該２つの基板上の透明電極が交差するように、該２つの
基板を対向させて貼り合わせる工程と、貼り合わされた該２つの基板の間に、少なくとも液晶材
料と光重合性樹脂との混合物を注入する工程と、該混合物に、該２つの基板の少なくとも一方側から光を
照射する工程と、を含む液晶表示素子の製造方法。
【請求項１４】少なくとも一方が透明な２つの基板の
うち、他方の基板上に絵素電極を構成する透明電極をマ
トリックス状に形成し、かつ、該一方の基板上に、該絵
素電極に対向したパターンの厚肉部を有すると共に他の
部分が薄肉部となった、ある波長域の光を通しにくい透
明電極を形成する工程と、該２つの基板を、該絵素電極を構成する透明電極と該厚
肉部とが対向する状態に貼り合わせる工程と、貼り合わされた該２つの基板の間に、少なくとも液晶材
料と光重合性樹脂との混合物を注入する工程と、該混合物に、透明な該一方の基板側から光を照射する工
程と、を含む液晶表示素子の製造方法。
【請求項１５】前記透明電極がＩＴＯ膜からなる場合
に、その透明電極に酸素を含有させるべく、反応装置内
に２ｓｃｃｍ以下の酸素を供給する請求項１３又は１４
に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１６】前記透明電極の上部及び下部のうちの
少なくとも一方に酸化亜鉛膜を形成する工程を、更に包
含する請求項１３又は１４に記載の液晶表示素子の製造
方法。