JPH09258185A - 重合性組成物およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
重合性組成物およびそれを用いた液晶表示装置Info
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- JPH09258185A JPH09258185A JP6883296A JP6883296A JPH09258185A JP H09258185 A JPH09258185 A JP H09258185A JP 6883296 A JP6883296 A JP 6883296A JP 6883296 A JP6883296 A JP 6883296A JP H09258185 A JPH09258185 A JP H09258185A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高分子物質からなる壁とこの壁で包囲されて
閉じこめられた液晶領域とからなる液晶層が挟持された
構造を有する高分子分散型強誘電性液晶表示装置におい
て、強度の高い壁が得られ、そして液晶分子の配向性の
良好な高分子物質、ならびに液晶領域の径および形状を
均一に、そして液晶層中における位置を正確に制御し得
る高分子物質を提供すること。 【解決手段】 トリシクロデカン部分を有するアクリレ
ート化合物を少なくとも1種含む光重合性樹脂材料組成
物。
閉じこめられた液晶領域とからなる液晶層が挟持された
構造を有する高分子分散型強誘電性液晶表示装置におい
て、強度の高い壁が得られ、そして液晶分子の配向性の
良好な高分子物質、ならびに液晶領域の径および形状を
均一に、そして液晶層中における位置を正確に制御し得
る高分子物質を提供すること。 【解決手段】 トリシクロデカン部分を有するアクリレ
ート化合物を少なくとも1種含む光重合性樹脂材料組成
物。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、液晶表示装置を
構成する高分子物質を形成するための重合性組成物およ
びそれを用いた液晶表示装置に関する。さらに詳しく
は、高分子物質に囲まれたまたは区切られた液晶領域を
有する液晶層を備えた液晶表示装置において、高分子物
質を形成するための重合性組成物およびそれを用いた強
誘電性液晶表示装置に関する。
構成する高分子物質を形成するための重合性組成物およ
びそれを用いた液晶表示装置に関する。さらに詳しく
は、高分子物質に囲まれたまたは区切られた液晶領域を
有する液晶層を備えた液晶表示装置において、高分子物
質を形成するための重合性組成物およびそれを用いた強
誘電性液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】強誘電性液晶ディスプレイは、通常キラ
ルスメクティックC相という液晶相を利用する。この液
晶相では、液晶分子は層構造を形成し、そして液晶分子
はこの層に対して傾いて配列している。液晶分子は、バ
ルク状態では螺旋構造を有する分子配列をとるが、螺旋
ピッチよりも薄い液晶セル中では、この螺旋がほどけ
て、図1に示すような双安定な分子配列をとる。強誘電
性液晶は層に対して垂直な方向に自発分極(Ps)を有
しており、その方向に電界を印加すると液晶分子は電界
の方向に自発分極を揃えるように再配列する。これに一
対の偏光板(偏光子と検光子)を組み合わせることによ
り明暗の表示を行うことができる(N.A.Clarkおよび S.
T.Lagerwall、 Appl.Phys.Lett.、 36、 899(1980))。
ルスメクティックC相という液晶相を利用する。この液
晶相では、液晶分子は層構造を形成し、そして液晶分子
はこの層に対して傾いて配列している。液晶分子は、バ
ルク状態では螺旋構造を有する分子配列をとるが、螺旋
ピッチよりも薄い液晶セル中では、この螺旋がほどけ
て、図1に示すような双安定な分子配列をとる。強誘電
性液晶は層に対して垂直な方向に自発分極(Ps)を有
しており、その方向に電界を印加すると液晶分子は電界
の方向に自発分極を揃えるように再配列する。これに一
対の偏光板(偏光子と検光子)を組み合わせることによ
り明暗の表示を行うことができる(N.A.Clarkおよび S.
T.Lagerwall、 Appl.Phys.Lett.、 36、 899(1980))。
【0003】上記強誘電性液晶の再配列は、電界と液晶
分子の自発分極との直接相互作用によって起こるため、
液晶分子のマイクロ秒オーダーの高速応答が可能とな
る。また、液晶分子は、電界を切った後も、電界を切る
前の層に対して傾いた状態を保つ性質がある。これがい
わゆるメモリ性である。高速応答とメモリ性という特徴
を利用することにより、1走査線ごとに高速で情報を表
示できるため、単純マトリクス型の大表示容量のディス
プレイの作製が可能となる。
分子の自発分極との直接相互作用によって起こるため、
液晶分子のマイクロ秒オーダーの高速応答が可能とな
る。また、液晶分子は、電界を切った後も、電界を切る
前の層に対して傾いた状態を保つ性質がある。これがい
わゆるメモリ性である。高速応答とメモリ性という特徴
を利用することにより、1走査線ごとに高速で情報を表
示できるため、単純マトリクス型の大表示容量のディス
プレイの作製が可能となる。
【0004】図2に強誘電性液晶ディスプレイ11の基
本構造を示す。ITO(Indium Tin0xide)電極膜2a、
絶縁膜3aおよび配向膜4aを有するガラス基板1aと
偏光板12aとからなる基板9とITO(Indium Tin 0x
ide)電極膜2b、絶縁膜3bおよび配向膜4bを有する
ガラス基板1bと偏光板12bとからなる基板10と
が、l.5μm前後のセル厚で、シール部材6を介して
貼り合わされている。基板9および10間には液晶材料
7が封入されている。配向膜4aおよび4bには、通常
ポリイミドなどの高分子膜が用いられ、その表面はラビ
ングされている。電極膜2aおよび2bには駆動回路が
接続されている。
本構造を示す。ITO(Indium Tin0xide)電極膜2a、
絶縁膜3aおよび配向膜4aを有するガラス基板1aと
偏光板12aとからなる基板9とITO(Indium Tin 0x
ide)電極膜2b、絶縁膜3bおよび配向膜4bを有する
ガラス基板1bと偏光板12bとからなる基板10と
が、l.5μm前後のセル厚で、シール部材6を介して
貼り合わされている。基板9および10間には液晶材料
7が封入されている。配向膜4aおよび4bには、通常
ポリイミドなどの高分子膜が用いられ、その表面はラビ
ングされている。電極膜2aおよび2bには駆動回路が
接続されている。
【0005】セル厚が1.5μm程度と薄いことと、液
晶が強誘電性液晶であることを除けば、強誘電性液晶デ
ィスプレイは従来の単純マトリクス型液晶ディスプレイ
と同じ構造を有している。
晶が強誘電性液晶であることを除けば、強誘電性液晶デ
ィスプレイは従来の単純マトリクス型液晶ディスプレイ
と同じ構造を有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】強誘電性液晶表示装置
の大きな問題点は、ショックや圧力に弱いため、安定し
た表示装置が得られにくいということである(N.Wakita
ら, Abstr. 4th International Conference on Ferroel
ectric Liquid Crystals, 367(l993))。一般に、圧力や
ショックによって液晶セル内の液晶分子は流動しやす
い。この液晶分子の流動によって初期の液晶分子の分子
配列は乱される。上記強誘電性液晶表示装置がショック
や圧力に弱いのは、一度乱された強誘電性液晶分子の配
列が、再び自発的に元の配列に復帰しないことが原因で
ある。従って、強誘電性液晶素子の耐ショック性を高め
るためには、ショックによって液晶セル内で液晶分子の
流動が生じないようにすることが必要である。
の大きな問題点は、ショックや圧力に弱いため、安定し
た表示装置が得られにくいということである(N.Wakita
ら, Abstr. 4th International Conference on Ferroel
ectric Liquid Crystals, 367(l993))。一般に、圧力や
ショックによって液晶セル内の液晶分子は流動しやす
い。この液晶分子の流動によって初期の液晶分子の分子
配列は乱される。上記強誘電性液晶表示装置がショック
や圧力に弱いのは、一度乱された強誘電性液晶分子の配
列が、再び自発的に元の配列に復帰しないことが原因で
ある。従って、強誘電性液晶素子の耐ショック性を高め
るためには、ショックによって液晶セル内で液晶分子の
流動が生じないようにすることが必要である。
【0007】ショックによる液晶分子の流動を防止する
方法として、次のような方法が提案されている。1つの
方法は、高分子分散型強誘電性液晶材料を用いる方法で
ある(H.Molsen, R.Bardon, H.S.Kitzerow, The 13th in
ternational disp1ay reserch conference, Proc of Eu
ro Display '93, Strasbourg, 1993, p.113)。
方法として、次のような方法が提案されている。1つの
方法は、高分子分散型強誘電性液晶材料を用いる方法で
ある(H.Molsen, R.Bardon, H.S.Kitzerow, The 13th in
ternational disp1ay reserch conference, Proc of Eu
ro Display '93, Strasbourg, 1993, p.113)。
【0008】しかし、この方法を用いて、応答速度、コ
ントラスト、使用可能な温度範囲などの実用的ディスプ
レイに求められる要件を満足する材料あるいはデバイス
は、未だ、作製されていない。
ントラスト、使用可能な温度範囲などの実用的ディスプ
レイに求められる要件を満足する材料あるいはデバイス
は、未だ、作製されていない。
【0009】別な方法として、強誘電性液晶に高分子液
晶を添加する方法が提案されている(G.Lester, H.Cole
s, A.Murayama, Ferroelectrics, 148, 389(1993))。こ
の方法では、高分子液晶の添加により強誘電性液晶分子
の配向性が低下し、かつ液晶分子の応答速度が遅くなる
問題点がある。
晶を添加する方法が提案されている(G.Lester, H.Cole
s, A.Murayama, Ferroelectrics, 148, 389(1993))。こ
の方法では、高分子液晶の添加により強誘電性液晶分子
の配向性が低下し、かつ液晶分子の応答速度が遅くなる
問題点がある。
【0010】特開平6-301015号公報には、上下基板に到
達する高分子物質の壁とこの壁で包囲されて閉じこめら
れた液晶領域とからなる液晶層が挟持された構造を有す
る高分子分散型液晶表示装置が開示されている。液晶領
域は、マトリクス状に配されており、絵素の大きさとほ
ぼ同等の径を有する。こうした液晶領域は、光重合性化
合物を含む液晶組成物を一対の基板に挟持し、これに、
規則的でかつ絵素の径とほぼ同等の径を有する遮光パタ
ーンを有するフォトマスクを介してUV光を照射するこ
とで、フォトマスクの透光部で重合性化合物を重合して
高分子物質の壁を形成することによって行われる。この
高分子物質の壁により、ショックによる液晶分子の流動
が防止されるために、液晶表示装置は耐ショック性を示
す。また、高分子分散型でありながら通常の液晶相を有
するため、配向性の低下や応答速度の低下も少ない。し
かし、液晶と高分子物質との相互混入により、コントラ
スト、応答速度およびざらつき等の点で未だ不十分であ
る。特に強誘電性液晶では、圧力やショックによる液晶
分子の流動によって乱された初期の液晶分子の分子配列
が、再び自発的に元の配列に復帰しない。従って、強誘
電性液晶を用いた表示素子は、より高い耐ショック性が
要求される。しかし、耐ショック性は未だ不十分であ
る。さらに前記の点に加えて、高分子物質と液晶との界
面における液晶分子の配向性の制御および強誘電性液晶
と相性の良好な高分子物質の探索が困難である等の問題
がある。
達する高分子物質の壁とこの壁で包囲されて閉じこめら
れた液晶領域とからなる液晶層が挟持された構造を有す
る高分子分散型液晶表示装置が開示されている。液晶領
域は、マトリクス状に配されており、絵素の大きさとほ
ぼ同等の径を有する。こうした液晶領域は、光重合性化
合物を含む液晶組成物を一対の基板に挟持し、これに、
規則的でかつ絵素の径とほぼ同等の径を有する遮光パタ
ーンを有するフォトマスクを介してUV光を照射するこ
とで、フォトマスクの透光部で重合性化合物を重合して
高分子物質の壁を形成することによって行われる。この
高分子物質の壁により、ショックによる液晶分子の流動
が防止されるために、液晶表示装置は耐ショック性を示
す。また、高分子分散型でありながら通常の液晶相を有
するため、配向性の低下や応答速度の低下も少ない。し
かし、液晶と高分子物質との相互混入により、コントラ
スト、応答速度およびざらつき等の点で未だ不十分であ
る。特に強誘電性液晶では、圧力やショックによる液晶
分子の流動によって乱された初期の液晶分子の分子配列
が、再び自発的に元の配列に復帰しない。従って、強誘
電性液晶を用いた表示素子は、より高い耐ショック性が
要求される。しかし、耐ショック性は未だ不十分であ
る。さらに前記の点に加えて、高分子物質と液晶との界
面における液晶分子の配向性の制御および強誘電性液晶
と相性の良好な高分子物質の探索が困難である等の問題
がある。
【0011】従って、上記のように、高分子物質からな
る壁とこの壁で包囲されて閉じこめられた液晶領域とか
らなる液晶層が挟持された構造を有する高分子分散型強
誘電性液晶表示装置において、強度の高い壁が得られ、
そして液晶分子の配向性の良好な高分子物質、ならびに
液晶領域の径および形状を均一に、そして液晶層中にお
ける位置を正確に制御し得る高分子物質が求められてい
る。
る壁とこの壁で包囲されて閉じこめられた液晶領域とか
らなる液晶層が挟持された構造を有する高分子分散型強
誘電性液晶表示装置において、強度の高い壁が得られ、
そして液晶分子の配向性の良好な高分子物質、ならびに
液晶領域の径および形状を均一に、そして液晶層中にお
ける位置を正確に制御し得る高分子物質が求められてい
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上下基板に到達する高分
子物質からなる壁とこの壁で包囲されて閉じこめられた
液晶領域とからなる液晶層が挟持された構造を有する高
分子分散型強誘電性液晶表示装置において、前記課題を
解決するために、本願発明者らは、目的とする液晶領域
の大きさを制御し得、そして液晶領域を規則的に配置し
得る高分子物質を鋭意検討した結果、ある特定の重合性
化合物を含む光重合性樹脂材料を用いることにより、前
記課題を効果的に解決し得ることを見いだした。
子物質からなる壁とこの壁で包囲されて閉じこめられた
液晶領域とからなる液晶層が挟持された構造を有する高
分子分散型強誘電性液晶表示装置において、前記課題を
解決するために、本願発明者らは、目的とする液晶領域
の大きさを制御し得、そして液晶領域を規則的に配置し
得る高分子物質を鋭意検討した結果、ある特定の重合性
化合物を含む光重合性樹脂材料を用いることにより、前
記課題を効果的に解決し得ることを見いだした。
【0013】すなわち、本願発明は、少なくとも液晶と
光重合性樹脂材料とを含む重合性組成物であって、該光
重合性樹脂材料がトリシクロデカン部分を有するアクリ
レート化合物を少なくとも1種含み、そのことにより上
記課題を達成する。
光重合性樹脂材料とを含む重合性組成物であって、該光
重合性樹脂材料がトリシクロデカン部分を有するアクリ
レート化合物を少なくとも1種含み、そのことにより上
記課題を達成する。
【0014】好ましい実施態様においては、上記トリシ
クロデカン部分を有するアクリレート化合物は下記一般
式(I)で表される:
クロデカン部分を有するアクリレート化合物は下記一般
式(I)で表される:
【0015】
【化2】
【0016】ここで、Aは水素またはアルキル基であ
り;そして、Bは−[O(CH2)m]nO−または−O−(C
H2)p−CO−[O(CH2)m]nO−であって、トリシクロ
デカン骨格と8位または9位で結合し、ここでmは1〜
4の整数であり、nは0〜6の数であり、そしてpは3
〜8の整数である。
り;そして、Bは−[O(CH2)m]nO−または−O−(C
H2)p−CO−[O(CH2)m]nO−であって、トリシクロ
デカン骨格と8位または9位で結合し、ここでmは1〜
4の整数であり、nは0〜6の数であり、そしてpは3
〜8の整数である。
【0017】好ましい実施態様においては、上記液晶は
強誘電性液晶である。
強誘電性液晶である。
【0018】本発明は、少なくとも配向膜を有し、少な
くとも一方が透明である一対の基板、ならびに高分子物
質および該高分子物質により囲まれたまたは区切られた
液晶領域を含む液晶層を該基板間に挟持して有する液晶
表示装置であって、該高分子物質および高分子物質によ
り囲まれたまたは区切られた液晶領域は、少なくとも液
晶とトリシクロデカン部分を有するアクリレート化合物
を少なくとも1種含む光重合性樹脂材料とを含む重合性
組成物から形成される。好ましい実施態様においては、
上記液晶領域中の液晶は強誘電性液晶である。
くとも一方が透明である一対の基板、ならびに高分子物
質および該高分子物質により囲まれたまたは区切られた
液晶領域を含む液晶層を該基板間に挟持して有する液晶
表示装置であって、該高分子物質および高分子物質によ
り囲まれたまたは区切られた液晶領域は、少なくとも液
晶とトリシクロデカン部分を有するアクリレート化合物
を少なくとも1種含む光重合性樹脂材料とを含む重合性
組成物から形成される。好ましい実施態様においては、
上記液晶領域中の液晶は強誘電性液晶である。
【0019】好ましい実施態様においては、上記基板と
前記強誘電性液晶との界面における強誘電性液晶分子の
プレティルトの方向は同一であり、該強誘電性液晶はシ
ェブロン層構造を有し、そして該シェブロン層構造の折
れ曲がりの方向と、該界面における強誘電性液晶分子の
プレティルトの方向とが同一である。
前記強誘電性液晶との界面における強誘電性液晶分子の
プレティルトの方向は同一であり、該強誘電性液晶はシ
ェブロン層構造を有し、そして該シェブロン層構造の折
れ曲がりの方向と、該界面における強誘電性液晶分子の
プレティルトの方向とが同一である。
【0020】好ましい実施態様においては、上記強誘電
性液晶は負の誘電異方性を有し、そして電圧−メモリパ
ルス幅曲線において極小値を示す。
性液晶は負の誘電異方性を有し、そして電圧−メモリパ
ルス幅曲線において極小値を示す。
【0021】好ましい実施態様においては、上記基板は
配向膜を有し、該配向膜が有機高分子膜であり、そして
ラビングによってプレティルト角が付与されている。
配向膜を有し、該配向膜が有機高分子膜であり、そして
ラビングによってプレティルト角が付与されている。
【0022】本発明はまた、液晶表示装置の製造方法で
あって、次の工程:少なくとも電極膜を有し、少なくと
も一方が透明である一対の基板を貼り合わせる工程;該
基板間に少なくとも液晶とトリシクロデカン部分を有す
るアクリレート化合物を少なくとも1種含む光重合性樹
脂材料とを含む重合性組成物を挟持する工程;該組成物
が等方性液体になる温度にまで該組成物を加熱する工
程;該組成物が等方性液体になる温度において、光強度
に強弱の分布を有する光を該組成物に照射することによ
り該組成物を光重合させて高分子物質を形成し、該高分
子物質および該高分子物質で囲まれたあるいは区切られ
た液晶領域を含みそして該一対の基板間に挟持された液
晶層を形成する工程;および該液晶層を冷却する工程;
を包含する。
あって、次の工程:少なくとも電極膜を有し、少なくと
も一方が透明である一対の基板を貼り合わせる工程;該
基板間に少なくとも液晶とトリシクロデカン部分を有す
るアクリレート化合物を少なくとも1種含む光重合性樹
脂材料とを含む重合性組成物を挟持する工程;該組成物
が等方性液体になる温度にまで該組成物を加熱する工
程;該組成物が等方性液体になる温度において、光強度
に強弱の分布を有する光を該組成物に照射することによ
り該組成物を光重合させて高分子物質を形成し、該高分
子物質および該高分子物質で囲まれたあるいは区切られ
た液晶領域を含みそして該一対の基板間に挟持された液
晶層を形成する工程;および該液晶層を冷却する工程;
を包含する。
【0023】好ましい実施態様においては、上記液晶層
を冷却する工程後、さらに光を該液晶層全面に照射する
工程を包含する。
を冷却する工程後、さらに光を該液晶層全面に照射する
工程を包含する。
【0024】好ましい実施態様においては、上記組成物
に含まれる液晶は強誘電性液晶である。
に含まれる液晶は強誘電性液晶である。
【0025】好ましい実施態様においては、上記液晶層
を冷却する温度は強誘電性液晶がキラルスメクティック
C相を示す温度であり、該温度において前記基板と該強
誘電性液晶との界面における強誘電性液晶分子のプレテ
ィルトの方向は同一であり、該強誘電性液晶がシェブロ
ン層構造を有し、そして該シェブロン層構造の折れ曲が
りの方向と該基板界面における強誘電性液晶分子のプレ
ティルトの方向とが同一である。
を冷却する温度は強誘電性液晶がキラルスメクティック
C相を示す温度であり、該温度において前記基板と該強
誘電性液晶との界面における強誘電性液晶分子のプレテ
ィルトの方向は同一であり、該強誘電性液晶がシェブロ
ン層構造を有し、そして該シェブロン層構造の折れ曲が
りの方向と該基板界面における強誘電性液晶分子のプレ
ティルトの方向とが同一である。
【0026】好ましい実施態様においては、上記強誘電
性液晶は負の誘電異方性を有し、そして電圧−メモリパ
ルス幅曲線において極小値を示す。
性液晶は負の誘電異方性を有し、そして電圧−メモリパ
ルス幅曲線において極小値を示す。
【0027】好ましい実施態様においては、上記基板は
配向膜を有し、該配向膜が有機高分子膜であり、そして
ラビングによってプレティルト角が付与されている。
配向膜を有し、該配向膜が有機高分子膜であり、そして
ラビングによってプレティルト角が付与されている。
【0028】好ましい実施態様においては、上記透明な
基板側に被せられた規則性パターンを有するフォトマス
クを通して光が照射される。
基板側に被せられた規則性パターンを有するフォトマス
クを通して光が照射される。
【0029】
【発明の実施の形態】本明細書において、用語「トリシ
クロデカン部分」は、トリシクロデカン骨格を有する1
価の基のことをいい、トリシクロデカン骨格が置換基を
有する場合を包含する。
クロデカン部分」は、トリシクロデカン骨格を有する1
価の基のことをいい、トリシクロデカン骨格が置換基を
有する場合を包含する。
【0030】本明細書において、用語「アクリレート化
合物」は、アルキル基、アリール基、アラルキル基また
はヘテロ環基が、炭素原子、酸素原子および窒素原子か
らなる群より選択される原子を少なくとも1個以上含む
原子団を介してアクリル酸またはα−アルキルアクリル
酸のカルボニル炭素に結合している化合物をいう。
合物」は、アルキル基、アリール基、アラルキル基また
はヘテロ環基が、炭素原子、酸素原子および窒素原子か
らなる群より選択される原子を少なくとも1個以上含む
原子団を介してアクリル酸またはα−アルキルアクリル
酸のカルボニル炭素に結合している化合物をいう。
【0031】本明細書において、用語「トリシクロデカ
ン部分を有するアクリレート化合物」は、連結基を介し
てアクリル酸またはα−アルキルアクリル酸のカルボニ
ル炭素に結合する基がトリシクロデカン部分である化合
物をいう。
ン部分を有するアクリレート化合物」は、連結基を介し
てアクリル酸またはα−アルキルアクリル酸のカルボニ
ル炭素に結合する基がトリシクロデカン部分である化合
物をいう。
【0032】本明細書において、用語「アルキル」は、
直鎖状、分岐状、環状または多環状の1価の飽和または
不飽和脂肪族炭化水素のことをいい、炭素原子の一部が
ヘテロ原子に置換されている場合も包含する。
直鎖状、分岐状、環状または多環状の1価の飽和または
不飽和脂肪族炭化水素のことをいい、炭素原子の一部が
ヘテロ原子に置換されている場合も包含する。
【0033】本明細書において、用語「液晶領域」は、
液晶が高分子物質によって囲まれたまたは区切られた空
間をいう。ここで、用語「囲まれた」は、1つの液晶領
域において、2枚の基板が空間の上面と底面を形成し、
そして高分子物質が少なくとも4面の互いに繋がった側
面を形成している場合をいう。用語「区切られた」は、
1つの液晶領域において、2枚の基板が空間の上面と底
面を形成し、そして高分子物質が互いに繋がっていない
2つの側面を形成している場合をいう。
液晶が高分子物質によって囲まれたまたは区切られた空
間をいう。ここで、用語「囲まれた」は、1つの液晶領
域において、2枚の基板が空間の上面と底面を形成し、
そして高分子物質が少なくとも4面の互いに繋がった側
面を形成している場合をいう。用語「区切られた」は、
1つの液晶領域において、2枚の基板が空間の上面と底
面を形成し、そして高分子物質が互いに繋がっていない
2つの側面を形成している場合をいう。
【0034】本明細書において、用語「高分子物質の
壁」は、隣接する液晶領域の間に存在する高分子物質の
層をいう。
壁」は、隣接する液晶領域の間に存在する高分子物質の
層をいう。
【0035】(重合性組成物)本発明の重合性組成物
は、トリシクロデカン部分を有するアクリレート化合物
を少なくとも1種含む光重合性樹脂材料と液晶を含む。
は、トリシクロデカン部分を有するアクリレート化合物
を少なくとも1種含む光重合性樹脂材料と液晶を含む。
【0036】トリシクロデカン部分を有するアクリレー
ト化合物のトリシクロデカン部分は、トリシクロデカン
骨格の3位、4位、5位、8位、9位または10位のい
ずれか1つの位置、好ましくは8位または9位で、炭素
原子、酸素原子および窒素原子からなる群より選択され
る原子を少なくとも1個以上含む原子団を介してアクリ
ル酸またはα−アルキルアクリル酸のカルボニル炭素に
結合し得る。
ト化合物のトリシクロデカン部分は、トリシクロデカン
骨格の3位、4位、5位、8位、9位または10位のい
ずれか1つの位置、好ましくは8位または9位で、炭素
原子、酸素原子および窒素原子からなる群より選択され
る原子を少なくとも1個以上含む原子団を介してアクリ
ル酸またはα−アルキルアクリル酸のカルボニル炭素に
結合し得る。
【0037】好ましくは、トリシクロデカン部分を有す
るアクリレート化合物は、下記一般式(I)で表され
る。
るアクリレート化合物は、下記一般式(I)で表され
る。
【0038】
【化3】
【0039】ここで、Aは水素またはアルキル基であ
り;そして、Bは−[O(CH2)m]nO−または−O−(C
H2)p−CO−[O(CH2)m]nO−であって、トリシクロ
デカン骨格と8位または9位で結合し、ここでmは1〜
4の整数、好ましくは2または3であり、nは0〜6の
数、好ましくは0〜3の数であり、そしてpは3〜8の
整数、好ましくは4〜6の整数である。
り;そして、Bは−[O(CH2)m]nO−または−O−(C
H2)p−CO−[O(CH2)m]nO−であって、トリシクロ
デカン骨格と8位または9位で結合し、ここでmは1〜
4の整数、好ましくは2または3であり、nは0〜6の
数、好ましくは0〜3の数であり、そしてpは3〜8の
整数、好ましくは4〜6の整数である。
【0040】より好ましくは、式(I)で表されるトリ
シクロデカン部分を有するアクリレート化合物は、nが
0の化合物またはnが0〜6の異なる整数の化合物の混
合物であり得る。混合物である場合、nは平均値として
表され、平均値[n]は0.1〜3の数が好ましく、より
好ましくは0.1〜2の数である。
シクロデカン部分を有するアクリレート化合物は、nが
0の化合物またはnが0〜6の異なる整数の化合物の混
合物であり得る。混合物である場合、nは平均値として
表され、平均値[n]は0.1〜3の数が好ましく、より
好ましくは0.1〜2の数である。
【0041】平均値[n]は、ガスクロマトグラフィおよ
び質量分析(GCMS)を用いて決定し得る。例えば、
ガスクロマトグラフィによりnの異なる成分(i成分、i
は0〜nの整数)の面積百分率を求め、下式により平均
値[n]を算出し得る。
び質量分析(GCMS)を用いて決定し得る。例えば、
ガスクロマトグラフィによりnの異なる成分(i成分、i
は0〜nの整数)の面積百分率を求め、下式により平均
値[n]を算出し得る。
【0042】
【数1】
【0043】好ましいトリシクロデカン部分を有するア
クリレート化合物の例としては、
クリレート化合物の例としては、
【0044】
【化4】
【0045】および上記化合物のα位の水素がメチルで
置換されたメタクリレート化合物などを挙げることがで
きる。
置換されたメタクリレート化合物などを挙げることがで
きる。
【0046】上記トリシクロデカン部分を有するアクリ
レート化合物は、2種以上混合して使用し得る。
レート化合物は、2種以上混合して使用し得る。
【0047】トリシクロデカン部分を有するアクリレー
ト化合物の重合性組成物における含有量は、特に限定さ
れないが、好ましくは重合性組成物の総重量の25重量
%〜95重量%、更に好ましくは30重量%〜85重量
%である。25重量%〜95重量%の範囲内であれば、
液晶領域内での液晶の垂直配向性、ホモジニアス性がが
良好であり、その結果、液晶の配向性が良好となる。さ
らに壁の強度が増し、良好な耐ショック性を示す。95
重量%より多いと液晶と光重合性樹脂材料から形成され
る高分子物質との相分離性が低下し、液晶の安定な配向
性が得られなくなるだけでなく液晶領域の大きさの制御
が困難となる。25重量%未満であると光重合性樹脂材
料から形成される高分子物質の壁の強度が低下し、十分
な耐ショック性が得られなくなる。
ト化合物の重合性組成物における含有量は、特に限定さ
れないが、好ましくは重合性組成物の総重量の25重量
%〜95重量%、更に好ましくは30重量%〜85重量
%である。25重量%〜95重量%の範囲内であれば、
液晶領域内での液晶の垂直配向性、ホモジニアス性がが
良好であり、その結果、液晶の配向性が良好となる。さ
らに壁の強度が増し、良好な耐ショック性を示す。95
重量%より多いと液晶と光重合性樹脂材料から形成され
る高分子物質との相分離性が低下し、液晶の安定な配向
性が得られなくなるだけでなく液晶領域の大きさの制御
が困難となる。25重量%未満であると光重合性樹脂材
料から形成される高分子物質の壁の強度が低下し、十分
な耐ショック性が得られなくなる。
【0048】上記トリシクロデカン部分を有するアクリ
レート化合物を用いる効果について以下に述べる。
レート化合物を用いる効果について以下に述べる。
【0049】液晶、特に強誘電性液晶と光重合性樹脂材
料とを含む重合性組成物を一対の基板に挟持し、これに
強度に強弱の分布を有する光を照射することで、重合性
化合物を重合して高分子物質と高分子物質に囲まれたま
たは区切られた液晶領域を形成する場合、光重合性樹脂
材料およびそれから形成される高分子物質には以下のよ
うな特性が求められる。
料とを含む重合性組成物を一対の基板に挟持し、これに
強度に強弱の分布を有する光を照射することで、重合性
化合物を重合して高分子物質と高分子物質に囲まれたま
たは区切られた液晶領域を形成する場合、光重合性樹脂
材料およびそれから形成される高分子物質には以下のよ
うな特性が求められる。
【0050】(1)液晶、特に強誘電性液晶と光重合性
樹脂材料との相溶性が良いこと。
樹脂材料との相溶性が良いこと。
【0051】(2)高分子物質が形成された段階におい
て、液晶、特に強誘電性液晶と高分子物質との相分離性
が良く、フォトマスクの遮光パターンに応じて液晶領域
の大きさの制御をし得ること。
て、液晶、特に強誘電性液晶と高分子物質との相分離性
が良く、フォトマスクの遮光パターンに応じて液晶領域
の大きさの制御をし得ること。
【0052】(3)高分子物質が高い機械的強度を有す
ること。
ること。
【0053】上記トリシクロデカン部分を有するアクリ
レート化合物を含む光重合性樹脂材料は、液晶、特に強
誘電性液晶と相溶性がよい。上記トリシクロデカン部分
を有するアクリレート化合物は、剛直な骨格を有してい
るため得られる高分子物質の機械的強度が高くなる。さ
らに、通常の強誘電性液晶と異なる構造を有するため、
得られる高分子物質と強誘電性液晶との相分離性がよ
い。
レート化合物を含む光重合性樹脂材料は、液晶、特に強
誘電性液晶と相溶性がよい。上記トリシクロデカン部分
を有するアクリレート化合物は、剛直な骨格を有してい
るため得られる高分子物質の機械的強度が高くなる。さ
らに、通常の強誘電性液晶と異なる構造を有するため、
得られる高分子物質と強誘電性液晶との相分離性がよ
い。
【0054】本願発明に用い得るトリシクロデカン部分
を有するアクリレート化合物は、例えば、水酸基を有す
るトリシクロデカン(例えば、8−ヒドロキシトリシク
ロデカン、9−ヒドロキシトリシクロデカンまたはこれ
らの混合物、8−(2−ヒドロキシエチル)オキシトリシ
クロデカン、9−(2−ヒドロキシエチル)オキシトリシ
クロデカンまたはこれらの混合物)などと、アクリル酸
またはメタクリル酸とを公知の方法によって反応させる
ことにより調製し得る。水酸基を有するトリシクロデカ
ンは、例えば特開昭64-45409号公報に記載の方法により
調製し得る。あるいは、水酸基を有するトリシクロデカ
ンと、水酸基を有するカルボン酸またはラクトン化合物
とを公知の方法で反応させ、次いで未反応の水酸基とア
クリル酸またはメタクリル酸とを公知の方法によって反
応させることにより調製し得る。
を有するアクリレート化合物は、例えば、水酸基を有す
るトリシクロデカン(例えば、8−ヒドロキシトリシク
ロデカン、9−ヒドロキシトリシクロデカンまたはこれ
らの混合物、8−(2−ヒドロキシエチル)オキシトリシ
クロデカン、9−(2−ヒドロキシエチル)オキシトリシ
クロデカンまたはこれらの混合物)などと、アクリル酸
またはメタクリル酸とを公知の方法によって反応させる
ことにより調製し得る。水酸基を有するトリシクロデカ
ンは、例えば特開昭64-45409号公報に記載の方法により
調製し得る。あるいは、水酸基を有するトリシクロデカ
ンと、水酸基を有するカルボン酸またはラクトン化合物
とを公知の方法で反応させ、次いで未反応の水酸基とア
クリル酸またはメタクリル酸とを公知の方法によって反
応させることにより調製し得る。
【0055】光重合性樹脂材料は、上記トリシクロデカ
ン部分を有するアクリレート化合物に加えて、さらに他
の重合性化合物を含み得る。他の重合性化合物として
は、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル
酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸ヒドロキルプロピルなどのアクリル酸エ
ステル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メ
タクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メ
タクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチ
ル、メタクリル酸ヒドロキシルプロピルなどのメタクリ
ル酸エステル;アクリルアミド、N−メチロールアクリ
ルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどの単官能性ア
クリレート化合物;これらのアクリレートまたはメタク
リレートのハロゲン化物(特に塩素化、またはフッ素化
したモノマー)、例えば、2,2,3,4,4,4−へ
キサフルオロブチルメタクリレート、2,2,3,4,
4,4−へキサクロロブチルメタクリレート、2,2,
3,3−テトラフルオ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
ーフルオ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、パーフルオロオクチル
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;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの
ニトリル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香
酸ビニルなどのビニルエステル類;ビニルメチルエーテ
ル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル
などのビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニル
ヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビ
ニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバ
ゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン
などのN−ビニル化合物;塩化ビニル、塩化ビニルデ
ン、臭化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル
類;スチレン、α−メチルスチレン、t−ブチルスチレ
ン、ビニルトルエン、ビニルナフタリン類などの芳香族
ビニル化合物;を挙げることができる。さらに高分子物
質壁の物理的強度を高めるために2官能以上の多官能性
重合性化合物、例えば、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、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、KAYARAD R-128H(日本化薬製)を用い得る。
これらの重合性化合物は単独もしくは2つ以上組み合わ
せて用いられ得る。
ン部分を有するアクリレート化合物に加えて、さらに他
の重合性化合物を含み得る。他の重合性化合物として
は、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル
酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸ヒドロキルプロピルなどのアクリル酸エ
ステル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メ
タクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メ
タクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチ
ル、メタクリル酸ヒドロキシルプロピルなどのメタクリ
ル酸エステル;アクリルアミド、N−メチロールアクリ
ルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどの単官能性ア
クリレート化合物;これらのアクリレートまたはメタク
リレートのハロゲン化物(特に塩素化、またはフッ素化
したモノマー)、例えば、2,2,3,4,4,4−へ
キサフルオロブチルメタクリレート、2,2,3,4,
4,4−へキサクロロブチルメタクリレート、2,2,
3,3−テトラフルオ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
ーフルオ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、パーフルオロオクチル
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;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの
ニトリル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香
酸ビニルなどのビニルエステル類;ビニルメチルエーテ
ル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル
などのビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニル
ヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビ
ニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバ
ゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン
などのN−ビニル化合物;塩化ビニル、塩化ビニルデ
ン、臭化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル
類;スチレン、α−メチルスチレン、t−ブチルスチレ
ン、ビニルトルエン、ビニルナフタリン類などの芳香族
ビニル化合物;を挙げることができる。さらに高分子物
質壁の物理的強度を高めるために2官能以上の多官能性
重合性化合物、例えば、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、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、KAYARAD R-128H(日本化薬製)を用い得る。
これらの重合性化合物は単独もしくは2つ以上組み合わ
せて用いられ得る。
【0056】上記トリシクロデカン部分を有するアクリ
レート化合物以外の重合性化合物は、光重合性樹脂材料
の全重量の0重量%〜60重量%、好ましくは0重量%
〜30重量%使用し得る。
レート化合物以外の重合性化合物は、光重合性樹脂材料
の全重量の0重量%〜60重量%、好ましくは0重量%
〜30重量%使用し得る。
【0057】光重合性樹脂材料は、必要に応じて光重合
開始剤を含み得る。光重合開始剤としては、Irgacure 6
51、Irgacure184(チバガイギー社製)、Darcure 1137
(メルク社製)などを挙げることができる。光重合開始
剤は、光重合性樹脂材料組成物の全重量に対して、0.
01〜1重量%用い得る。1重量%より多いと、重合速
度が速くなり過ぎて、液晶のドロップレット径が十分に
大きくならない。0.01重量%以下では、十分な重合
反応が起こらないため、十分な強度を有する高分子物質
の壁を形成することができない。
開始剤を含み得る。光重合開始剤としては、Irgacure 6
51、Irgacure184(チバガイギー社製)、Darcure 1137
(メルク社製)などを挙げることができる。光重合開始
剤は、光重合性樹脂材料組成物の全重量に対して、0.
01〜1重量%用い得る。1重量%より多いと、重合速
度が速くなり過ぎて、液晶のドロップレット径が十分に
大きくならない。0.01重量%以下では、十分な重合
反応が起こらないため、十分な強度を有する高分子物質
の壁を形成することができない。
【0058】光重合性樹脂材料は、必要に応じて光重合
遅延樹脂材料を含み得る。光重合遅延樹脂材料とは、光
重合性樹脂材料に添加することにより、この重合性化合
物の重合反応速度を低下させる化合物のことである。光
重合遅延樹脂材料は、光重合反応を抑制して液晶と高分
子物質との相分離を明確にし、絵素形状を反映した液晶
領域が形成されるようにする効果を有する。
遅延樹脂材料を含み得る。光重合遅延樹脂材料とは、光
重合性樹脂材料に添加することにより、この重合性化合
物の重合反応速度を低下させる化合物のことである。光
重合遅延樹脂材料は、光重合反応を抑制して液晶と高分
子物質との相分離を明確にし、絵素形状を反映した液晶
領域が形成されるようにする効果を有する。
【0059】光重合遅延樹脂材料としては、4−ビニル
ビフェニル、4−ブトキシスチレン、4−オクチルオキ
シスチレン、4−ビニル−4’−エトキジフェニル、4
−イソプロペニル−4’−エトキジフェニル、ならびに
α−メチルスチレンダイマーなどのスチレン誘導体等を
挙げることができる。光重合遅延樹脂材料の使用量は、
遅延効果が光重合遅延樹脂材料の種類によって異なるた
め、特に限定されない。あまり少ないと液晶領域が十分
成長しないため、得られる液晶領域が絵素パターンを反
映しにくく、さらに絵素内に高分子物質が部分的に形成
されるためコントラストの低下や応答速度の低下の原因
となる。
ビフェニル、4−ブトキシスチレン、4−オクチルオキ
シスチレン、4−ビニル−4’−エトキジフェニル、4
−イソプロペニル−4’−エトキジフェニル、ならびに
α−メチルスチレンダイマーなどのスチレン誘導体等を
挙げることができる。光重合遅延樹脂材料の使用量は、
遅延効果が光重合遅延樹脂材料の種類によって異なるた
め、特に限定されない。あまり少ないと液晶領域が十分
成長しないため、得られる液晶領域が絵素パターンを反
映しにくく、さらに絵素内に高分子物質が部分的に形成
されるためコントラストの低下や応答速度の低下の原因
となる。
【0060】本発明の重合性組成物に用いられる液晶
は、常温付近で液晶状態を示す有機化合物またはそれら
の混合物であれば特に制限されない。好ましい液晶とし
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)、コレステリック液晶(特に、可視光に選択
反射特性を有する液晶)、もしくはスメクティック液
晶、強誘電性液晶、デスコティック液晶などを挙げるこ
とができる。これらのうち特に、強誘電性液晶が好まし
い。強誘電性液晶の例としては、ZLI-4237-000(メルク
社製)、SCE8(メルク社製)、CS-1014(チッソ社製)
などを挙げることができる。
は、常温付近で液晶状態を示す有機化合物またはそれら
の混合物であれば特に制限されない。好ましい液晶とし
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)、コレステリック液晶(特に、可視光に選択
反射特性を有する液晶)、もしくはスメクティック液
晶、強誘電性液晶、デスコティック液晶などを挙げるこ
とができる。これらのうち特に、強誘電性液晶が好まし
い。強誘電性液晶の例としては、ZLI-4237-000(メルク
社製)、SCE8(メルク社製)、CS-1014(チッソ社製)
などを挙げることができる。
【0061】液晶の使用量は、特に制限はされないが、
重合性組成物の全重量に対して60〜90重量%が好ま
しい。60重量%未満であると、形成される液晶表示装
置の電極電圧に対して変化する液晶領域が減少し、コン
トラストが低下する。90重量%より液晶が多くなる
と、十分な強度を有しかつ微細なパターンの高分子物質
の壁の形成が困難になる。
重合性組成物の全重量に対して60〜90重量%が好ま
しい。60重量%未満であると、形成される液晶表示装
置の電極電圧に対して変化する液晶領域が減少し、コン
トラストが低下する。90重量%より液晶が多くなる
と、十分な強度を有しかつ微細なパターンの高分子物質
の壁の形成が困難になる。
【0062】(液晶表示装置)本発明の液晶表示装置
は、一対の基板とこの基板に挟持された液晶層とを有す
る。各基板は、少なくとも電極膜と配向膜とを有し、少
なくとも一方が透明であり得る。各基板は電極側を内側
にして配設されている。液晶層は、上記重合性組成物か
ら形成された高分子物質およびこの高分子物質により囲
まれたまたは区切られた液晶領域を含む。液晶領域は、
規則正しく配列されて表示素子の絵素を形成する。
は、一対の基板とこの基板に挟持された液晶層とを有す
る。各基板は、少なくとも電極膜と配向膜とを有し、少
なくとも一方が透明であり得る。各基板は電極側を内側
にして配設されている。液晶層は、上記重合性組成物か
ら形成された高分子物質およびこの高分子物質により囲
まれたまたは区切られた液晶領域を含む。液晶領域は、
規則正しく配列されて表示素子の絵素を形成する。
【0063】基板の間隔としては、1μm〜30μm、
好ましくは1μm〜5μmである。
好ましくは1μm〜5μmである。
【0064】液晶分子の配向を制御するために、基板に
プレティルト角を付与することが好ましい。基板にプレ
ティルト角を付与する方法としては、液晶セルを形成す
る基板に高分子物質や無機材料を塗布後、これを繊維で
こするラビング法、表面張力の低い化合物を塗布する垂
直配向法、Si02などの斜め蒸着による斜め配向法、
また、ラビング処理を行わない水平配向膜または、無処
理基板(基板に透明電極を設置した基板)などを使用し
得る。本願発明においては、配向膜を用いたラビング法
が好ましい。配向膜としては、有機高分子膜が好まし
い。膜を形成するための高分子として、ポリイミド、ポ
リビニルアルコールなどが使用され得る。
プレティルト角を付与することが好ましい。基板にプレ
ティルト角を付与する方法としては、液晶セルを形成す
る基板に高分子物質や無機材料を塗布後、これを繊維で
こするラビング法、表面張力の低い化合物を塗布する垂
直配向法、Si02などの斜め蒸着による斜め配向法、
また、ラビング処理を行わない水平配向膜または、無処
理基板(基板に透明電極を設置した基板)などを使用し
得る。本願発明においては、配向膜を用いたラビング法
が好ましい。配向膜としては、有機高分子膜が好まし
い。膜を形成するための高分子として、ポリイミド、ポ
リビニルアルコールなどが使用され得る。
【0065】液晶領域の形状は特に限定されない。好ま
しくは高分子物質によって囲まれた形状または高分子物
質によって区切られた形状を有し得る。
しくは高分子物質によって囲まれた形状または高分子物
質によって区切られた形状を有し得る。
【0066】液晶領域が高分子物質によって囲まれた形
状を有する場合、基板の法線方向からみた液晶領域の面
の最大対角長は、80μm〜1500μm、好ましくは
120μm〜1000μmである。
状を有する場合、基板の法線方向からみた液晶領域の面
の最大対角長は、80μm〜1500μm、好ましくは
120μm〜1000μmである。
【0067】液晶領域が高分子物質によって区切られた
形状を有する場合、高分子物質の壁の厚さは5μm〜80
μm、好ましくは10μm〜50μmであり、隣接する高分
子壁表面間の幅は55μm〜300μm、好ましくは8
5μm〜250μmである。
形状を有する場合、高分子物質の壁の厚さは5μm〜80
μm、好ましくは10μm〜50μmであり、隣接する高分
子壁表面間の幅は55μm〜300μm、好ましくは8
5μm〜250μmである。
【0068】液晶領域は、基板に平行な方向に規則正し
く配列されている。隣接する液晶領域間の基板に沿った
方向での距離aは、該方向における絵素寸法内であり、
かつ、となる全液晶領域間距離aの80%以上が、距離
aの平均値bに対して3b/2>a>b/2の関係を満
たす。
く配列されている。隣接する液晶領域間の基板に沿った
方向での距離aは、該方向における絵素寸法内であり、
かつ、となる全液晶領域間距離aの80%以上が、距離
aの平均値bに対して3b/2>a>b/2の関係を満
たす。
【0069】絵素は、少なくとも1以上のn個の液晶領
域からなり得、マトリクス状またはストライプ状に配列
され得る。絵素は、その短辺寸法が50μm〜1000
μmであることが好ましい。絵素を構成する液晶領域
は、絵素の面積の1/nの面積に対して80%〜110
%であることが好ましい。
域からなり得、マトリクス状またはストライプ状に配列
され得る。絵素は、その短辺寸法が50μm〜1000
μmであることが好ましい。絵素を構成する液晶領域
は、絵素の面積の1/nの面積に対して80%〜110
%であることが好ましい。
【0070】液晶領域に含まれる液晶としては、上記の
ように常温付近で液晶状態を示す有機化合物またはそれ
らの混合物であれば特に制限されない。
ように常温付近で液晶状態を示す有機化合物またはそれ
らの混合物であれば特に制限されない。
【0071】液晶として強誘電性液晶を用いる場合、高
分子物質に囲まれたまたは区切られた液晶領域におい
て、基板と強誘電性液晶との界面における強誘電性液晶
分子のプレティルトの方向が同一であり、強誘電性液晶
はシェブロン層構造を有し、そしてシェブロン層構造の
折れ曲がりの方向と、上記界面における強誘電性液晶分
子のプレティルトの方向とが同一、すなわち下記に示す
C2U配向であることが好ましい。さらに好ましくは、
強誘電性液晶がC2U配向および負の誘電異方性を有
し、そして電圧−メモリパルス幅曲線において極小値を
示す。
分子物質に囲まれたまたは区切られた液晶領域におい
て、基板と強誘電性液晶との界面における強誘電性液晶
分子のプレティルトの方向が同一であり、強誘電性液晶
はシェブロン層構造を有し、そしてシェブロン層構造の
折れ曲がりの方向と、上記界面における強誘電性液晶分
子のプレティルトの方向とが同一、すなわち下記に示す
C2U配向であることが好ましい。さらに好ましくは、
強誘電性液晶がC2U配向および負の誘電異方性を有
し、そして電圧−メモリパルス幅曲線において極小値を
示す。
【0072】強誘電性液晶を用いた表示素子が提案され
た当初、強誘電性液晶相は基板に垂直な方向に「ブック
シェルフ層構造」(図3(a))をとっていると考えら
れていた。しかし、その後の研究により、通常の強誘電
性液晶相は、図3(b)に示すような「シェブロン層構
造」をとることがわかってきた。
た当初、強誘電性液晶相は基板に垂直な方向に「ブック
シェルフ層構造」(図3(a))をとっていると考えら
れていた。しかし、その後の研究により、通常の強誘電
性液晶相は、図3(b)に示すような「シェブロン層構
造」をとることがわかってきた。
【0073】本願発明者らは、上下基板に同一方向にプ
レティルト角を付与した強誘電性液晶表示装置において
は、シェブロン層構造内の液晶分子の分子配列の違いに
より、液晶分子は4つの配向状態(C1U,C1T,C
2U,C2T)をとり得ることを見いだした。C1およ
びC2は、それぞれ、強誘電性液晶分子のプレティルト
の方向とシェブロン層構造の折れ曲がりの方向に基づい
て定義される。C1は強誘電性液晶分子のプレティルト
の方向とシェブロン層構造の折れ曲がりの方向が反対の
場合である。C2は強誘電性液晶分子のプレティルトの
方向とシェブロン層構造の折れ曲がりの方向が同一の場
合である。この4つの配向状態のうち、実用的に重要な
C1U(C1−ユニフォーム)配向とC2U(C2−ユ
ニフォーム)配向の分子配向モデルを図4に示す。
レティルト角を付与した強誘電性液晶表示装置において
は、シェブロン層構造内の液晶分子の分子配列の違いに
より、液晶分子は4つの配向状態(C1U,C1T,C
2U,C2T)をとり得ることを見いだした。C1およ
びC2は、それぞれ、強誘電性液晶分子のプレティルト
の方向とシェブロン層構造の折れ曲がりの方向に基づい
て定義される。C1は強誘電性液晶分子のプレティルト
の方向とシェブロン層構造の折れ曲がりの方向が反対の
場合である。C2は強誘電性液晶分子のプレティルトの
方向とシェブロン層構造の折れ曲がりの方向が同一の場
合である。この4つの配向状態のうち、実用的に重要な
C1U(C1−ユニフォーム)配向とC2U(C2−ユ
ニフォーム)配向の分子配向モデルを図4に示す。
【0074】強誘電性液晶の誘電異方性が正か、0付近
の場合、C2U配向ではバイアス電圧によって液晶分子
に大きな揺らぎが生じる。従って、この場合、高コント
ラストを示す液晶表示装置が得られない。しかし、強誘
電性液晶が負の誘電異方性(△ε<0)を有する場合に
は、この液晶は特異なτ−Vmin特性(ここでは、τは
応答速度、Vは印加電圧)を示す。そして、この特性を
利用すると、ACスタビライズ効果によって、C2U配
向でも液晶表示装置を高コントラストとすることが可能
となる。ACスタビライズ効果とは、通常の強誘電性液
晶では、電圧(V)を高くしていくと液晶の応答速度
(τ)が単調に速くなっていくのに対して、強誘電性液
晶の誘電異方性が負で、自発分極があまり大きくない場
合には、ある電圧(V)に対して応答速度(τ)が極小
値(τ−Vmin)を示す現象をいう。これは、電圧の実
効値が大きくなると誘電異方性の効果が大きくなるため
である。
の場合、C2U配向ではバイアス電圧によって液晶分子
に大きな揺らぎが生じる。従って、この場合、高コント
ラストを示す液晶表示装置が得られない。しかし、強誘
電性液晶が負の誘電異方性(△ε<0)を有する場合に
は、この液晶は特異なτ−Vmin特性(ここでは、τは
応答速度、Vは印加電圧)を示す。そして、この特性を
利用すると、ACスタビライズ効果によって、C2U配
向でも液晶表示装置を高コントラストとすることが可能
となる。ACスタビライズ効果とは、通常の強誘電性液
晶では、電圧(V)を高くしていくと液晶の応答速度
(τ)が単調に速くなっていくのに対して、強誘電性液
晶の誘電異方性が負で、自発分極があまり大きくない場
合には、ある電圧(V)に対して応答速度(τ)が極小
値(τ−Vmin)を示す現象をいう。これは、電圧の実
効値が大きくなると誘電異方性の効果が大きくなるため
である。
【0075】通常、C1配向が高温側で現れ、温度の低
下と共にC2配向の方が安定になる。また、C1U配向
は温度変化や液晶表示装置の駆動によってC2配向やC
1T配向に変化しやすい。従って、C1配向は温度に対
して不安定なため、C2U配向の方が、液晶表示装置の
広い動作温度範囲を確保するのに有利な配向状態であ
る。また、C2U配向とC1U配向での液晶材料の応答
速度を比べると、C2U配向の方が液晶材料の応答速度
が速く、そしてメモリ効果が大きい。従って、負の誘電
異方性を有する強誘電性液晶のC2U配向を用いたτ−
Vminモードは、液晶表示装置において高速で書き込み
を行える点、高コントラストの点、広い動作温度範囲が
得られる点で好ましい。
下と共にC2配向の方が安定になる。また、C1U配向
は温度変化や液晶表示装置の駆動によってC2配向やC
1T配向に変化しやすい。従って、C1配向は温度に対
して不安定なため、C2U配向の方が、液晶表示装置の
広い動作温度範囲を確保するのに有利な配向状態であ
る。また、C2U配向とC1U配向での液晶材料の応答
速度を比べると、C2U配向の方が液晶材料の応答速度
が速く、そしてメモリ効果が大きい。従って、負の誘電
異方性を有する強誘電性液晶のC2U配向を用いたτ−
Vminモードは、液晶表示装置において高速で書き込み
を行える点、高コントラストの点、広い動作温度範囲が
得られる点で好ましい。
【0076】均一なC2U配向を得るためには、基板に
プレティルト角を付与することが必要である。プレティ
ルト角としては、通常、0〜20°、好ましくは3〜8
°の中程度のプレティルトが角が好適である。例えば、
配向膜として、ポリイミドAL1054、AL3356、AL5357(こ
れらはすべて日本合成ゴム製)などを用いて、これをラ
ビングすることにより中程度のプレティルト角を実現し
得る。
プレティルト角を付与することが必要である。プレティ
ルト角としては、通常、0〜20°、好ましくは3〜8
°の中程度のプレティルトが角が好適である。例えば、
配向膜として、ポリイミドAL1054、AL3356、AL5357(こ
れらはすべて日本合成ゴム製)などを用いて、これをラ
ビングすることにより中程度のプレティルト角を実現し
得る。
【0077】特に、中程度のプレティルト角を実現する
ようにラビングした配向膜をパラレルラビングし(ラビ
ング方向が略平行となるように貼り合わせてセルを作製
する方法)することが、液晶材料のC2配向が生じやす
い点で好ましい。
ようにラビングした配向膜をパラレルラビングし(ラビ
ング方向が略平行となるように貼り合わせてセルを作製
する方法)することが、液晶材料のC2配向が生じやす
い点で好ましい。
【0078】C2U配向性が低い強誘電性液晶を用いた
場合は、液晶のC2U配向性をより向上させるために、
液晶領域の形状を高分子物質により区切られた形状とす
ることが好ましい。さらに高分子物質の壁により絵素を
区切る場合、壁の伸長方向とラビング方向を略平行とす
ることが好ましい。これは、囲む構造の場合、図5に示
すように、高分子物質の壁51によって液晶53のC2
配向の成長が妨げられ、ジグザグ欠陥52が発生するた
めに、コントラストの低下や開口率の低下の原因となる
ためである。しかしながら、区切る構造の場合、ラビン
グによる配向規制力が働く方向とC2配向の成長方向が
一致するため、絵素全面欠陥のないC2配向に制御する
ことが容易である。一方で、液晶領域を囲む形状は、一
般に区切られた形状よりも液晶領域に対する高分子物質
の壁の割合が大きくなる。従って、液晶の配向性が良好
でかつ得られる壁の強度が弱めである場合などには、囲
む形状が有効である。
場合は、液晶のC2U配向性をより向上させるために、
液晶領域の形状を高分子物質により区切られた形状とす
ることが好ましい。さらに高分子物質の壁により絵素を
区切る場合、壁の伸長方向とラビング方向を略平行とす
ることが好ましい。これは、囲む構造の場合、図5に示
すように、高分子物質の壁51によって液晶53のC2
配向の成長が妨げられ、ジグザグ欠陥52が発生するた
めに、コントラストの低下や開口率の低下の原因となる
ためである。しかしながら、区切る構造の場合、ラビン
グによる配向規制力が働く方向とC2配向の成長方向が
一致するため、絵素全面欠陥のないC2配向に制御する
ことが容易である。一方で、液晶領域を囲む形状は、一
般に区切られた形状よりも液晶領域に対する高分子物質
の壁の割合が大きくなる。従って、液晶の配向性が良好
でかつ得られる壁の強度が弱めである場合などには、囲
む形状が有効である。
【0079】必要に応じて、上記2つの基板の少なくと
も一方の基板の外側に偏光板を設置し得る。
も一方の基板の外側に偏光板を設置し得る。
【0080】(液晶表示装置の製造方法)本発明の液晶
表示装置の好適な製造方法としては、まず、少なくとも
電極膜および配向膜を有する基板をスペーサーを介して
設置し、セルを構成する。次に、液晶と光重合性樹脂材
料とを含む重合性組成物をセルに注入する。次いで、組
成物が等方性液体になる温度にまで加熱した後、この温
度を保ったまま組成物に、光強度に強弱の分布を有する
光を透明な基板側から照射する。光の照射により組成物
を光重合し、重合性組成物から高分子物質と液晶を相分
離によって分離させ、高分子物質と高分子物質で囲まれ
たあるいは区切られた液晶領域とを含む液晶層を形成す
るために、液晶層を冷却する。
表示装置の好適な製造方法としては、まず、少なくとも
電極膜および配向膜を有する基板をスペーサーを介して
設置し、セルを構成する。次に、液晶と光重合性樹脂材
料とを含む重合性組成物をセルに注入する。次いで、組
成物が等方性液体になる温度にまで加熱した後、この温
度を保ったまま組成物に、光強度に強弱の分布を有する
光を透明な基板側から照射する。光の照射により組成物
を光重合し、重合性組成物から高分子物質と液晶を相分
離によって分離させ、高分子物質と高分子物質で囲まれ
たあるいは区切られた液晶領域とを含む液晶層を形成す
るために、液晶層を冷却する。
【0081】液晶が強誘電性液晶である場合、液晶層を
冷却する温度は強誘電性液晶がキラルスメクティックC
相を示す温度であることが好ましい。そして、強誘電性
液晶がキラルスメクティックC相を示す温度において基
板と強誘電性液晶との界面における強誘電性液晶分子の
プレティルトの方向が同一であり、該強誘電性液晶がシ
ェブロン層構造を有し、そしてシェブロン層構造の折れ
曲がりの方向と基板界面における強誘電性液晶分子のプ
レティルトの方向とが同一、すなわちC2配向を有する
ことことが好ましい。より好ましくは、強誘電性液晶が
C2配向および負の誘電異方性を有し、そして電圧−メ
モリパルス幅曲線において極小値を示す。
冷却する温度は強誘電性液晶がキラルスメクティックC
相を示す温度であることが好ましい。そして、強誘電性
液晶がキラルスメクティックC相を示す温度において基
板と強誘電性液晶との界面における強誘電性液晶分子の
プレティルトの方向が同一であり、該強誘電性液晶がシ
ェブロン層構造を有し、そしてシェブロン層構造の折れ
曲がりの方向と基板界面における強誘電性液晶分子のプ
レティルトの方向とが同一、すなわちC2配向を有する
ことことが好ましい。より好ましくは、強誘電性液晶が
C2配向および負の誘電異方性を有し、そして電圧−メ
モリパルス幅曲線において極小値を示す。
【0082】露光照度と露光時間は、重合性組成物中の
液晶と光重合性樹脂材料との割合によって異なるため、
特に限定されない。機械的強度の優れた液晶層を形成す
るためには、強い露光照度で短時間露光するよりも弱い
露光照度で長時間露光する方が好ましい。強い露光照度
で短時間露光すると分子量の小さい高分子物質が多量に
生成する。高分子物質の分子量が小さいと充分な機械的
強度を有する液晶層が得られない。
液晶と光重合性樹脂材料との割合によって異なるため、
特に限定されない。機械的強度の優れた液晶層を形成す
るためには、強い露光照度で短時間露光するよりも弱い
露光照度で長時間露光する方が好ましい。強い露光照度
で短時間露光すると分子量の小さい高分子物質が多量に
生成する。高分子物質の分子量が小さいと充分な機械的
強度を有する液晶層が得られない。
【0083】強度に強弱の分布を有する光を照射する方
法としては、例えば、フォトマスクを介してUV光を照
射する方法、レーザービームなどを走査して部分的に光
照射する方法などを挙げることができる。
法としては、例えば、フォトマスクを介してUV光を照
射する方法、レーザービームなどを走査して部分的に光
照射する方法などを挙げることができる。
【0084】光は、1つの絵素内に少なくとも一箇所が
この絵素を中心とした絵素面積の10倍の円内の最高照
度に対し70%以下となる強度分布で照射され得る。
この絵素を中心とした絵素面積の10倍の円内の最高照
度に対し70%以下となる強度分布で照射され得る。
【0085】フォトマスクを用いる場合、フォトマスク
は連続または独立した規則性パターンを有し、マトリク
ス状あるいはストライプ状であり得る。規則性パターン
は、必要とする絵素面積の30%以上を覆うように構成
され得る。規則性パターンの最小繰り返し単位部分の大
きさは、1μm〜50μmの直径の円内に収まる大きさ
であり得る。隣接する最小繰り返し単位部分の中心間距
離は、1μm〜50μmであり得る。
は連続または独立した規則性パターンを有し、マトリク
ス状あるいはストライプ状であり得る。規則性パターン
は、必要とする絵素面積の30%以上を覆うように構成
され得る。規則性パターンの最小繰り返し単位部分の大
きさは、1μm〜50μmの直径の円内に収まる大きさ
であり得る。隣接する最小繰り返し単位部分の中心間距
離は、1μm〜50μmであり得る。
【0086】上記液晶領域形成後、さらに液晶層全面に
光を照射することによって、光重合性材料の重合を完全
なものとし得る。
光を照射することによって、光重合性材料の重合を完全
なものとし得る。
【0087】
【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。
れに限定されるものではない。
【0088】(合成例1)トリシクロデカンアクリレー
トMPL‐209Sの合成。 撹拌器、水分離器、温度計のついた反応器に下記構造
式:
トMPL‐209Sの合成。 撹拌器、水分離器、温度計のついた反応器に下記構造
式:
【0089】
【化5】
【0090】で表されるトリシクロデカノール(ただ
し、8-トリシクロデカノールと9-トリシクロデカノール
との混合物)152部、アクリル酸86.5部、ハイド
ロキノン0.7部、トルエン60部、シクロヘキサン6
0部、硫酸2部を加え昇温して、共沸により水を系外に
追い出しながら8時間反応を行った。反応温度は90〜
98℃、生成水は18部であった。得られた反応液をト
ルエン500部に溶解し、10%水酸化ナトリウム水溶
液で3回、20%食塩水で3回洗浄した後トルエンとシ
クロヘキサンを減圧留去して微黄色液体を122部得
た。得られた液体をトルエン500部に溶解し、カラム
クロマトグラフィー用シリカゲル120部中を通し、さ
らにトルエン2000部で溶出した。溶出液に減圧下で
微量の空気を吹き込みながらトルエンを留去し、精製品
を得た。精製品の粘度は13cps(25℃)、屈折率
は1.498(25℃)であった。精製品は下記の構造
式を有している。
し、8-トリシクロデカノールと9-トリシクロデカノール
との混合物)152部、アクリル酸86.5部、ハイド
ロキノン0.7部、トルエン60部、シクロヘキサン6
0部、硫酸2部を加え昇温して、共沸により水を系外に
追い出しながら8時間反応を行った。反応温度は90〜
98℃、生成水は18部であった。得られた反応液をト
ルエン500部に溶解し、10%水酸化ナトリウム水溶
液で3回、20%食塩水で3回洗浄した後トルエンとシ
クロヘキサンを減圧留去して微黄色液体を122部得
た。得られた液体をトルエン500部に溶解し、カラム
クロマトグラフィー用シリカゲル120部中を通し、さ
らにトルエン2000部で溶出した。溶出液に減圧下で
微量の空気を吹き込みながらトルエンを留去し、精製品
を得た。精製品の粘度は13cps(25℃)、屈折率
は1.498(25℃)であった。精製品は下記の構造
式を有している。
【0091】
【化6】
【0092】(合成例2)トリシクロデカンアクリレー
ト化合物MPL‐321Sの合成。 撹拌器、水分離器、温度計のついた反応器に下記構造
式:
ト化合物MPL‐321Sの合成。 撹拌器、水分離器、温度計のついた反応器に下記構造
式:
【0093】
【化7】
【0094】で表される置換トリシクロデカン化合物
(ただし、8-置換トリシクロデカンと9-置換トリシクロ
デカンとの混合物)192部、アクリル酸86.5部、
ハイドロキノン0.7部、トルエン60部、シクロヘキ
サン60部、硫酸2部を加え昇温して、共沸により水を
系外に追い出しながら8時間反応を行った。反応温度は
90〜98℃、生成水は18部であった。得られた反応
液をトルエン500部に溶解し、10%水酸化ナトリウ
ム水溶液で3回、20%食塩水で3回洗浄した後トルエ
ンとシクロヘキサンを減圧留去して微黄色液体を160
部得た。得られた液体をトルエン500部に溶解し、カ
ラムクロマトグラフィー用シリカゲル160部中を通
し、更にトルエン2000部で溶出した。溶出液に減圧
下で微量の空気を吹き込みながらトルエンを留去し、精
製品を得た。精製品の物の粘度は23cps(25
℃)、屈折率は1.492(25℃)、比重は1.06
4(25℃)であった。精製品は下記の構造式を有して
いる。ただし、mが0〜6の化合物の混合物であって、
mの平均値は約1であり、8-置換トリシクロデカンと9-
置換トリシクロデカンとの混合物である。
(ただし、8-置換トリシクロデカンと9-置換トリシクロ
デカンとの混合物)192部、アクリル酸86.5部、
ハイドロキノン0.7部、トルエン60部、シクロヘキ
サン60部、硫酸2部を加え昇温して、共沸により水を
系外に追い出しながら8時間反応を行った。反応温度は
90〜98℃、生成水は18部であった。得られた反応
液をトルエン500部に溶解し、10%水酸化ナトリウ
ム水溶液で3回、20%食塩水で3回洗浄した後トルエ
ンとシクロヘキサンを減圧留去して微黄色液体を160
部得た。得られた液体をトルエン500部に溶解し、カ
ラムクロマトグラフィー用シリカゲル160部中を通
し、更にトルエン2000部で溶出した。溶出液に減圧
下で微量の空気を吹き込みながらトルエンを留去し、精
製品を得た。精製品の物の粘度は23cps(25
℃)、屈折率は1.492(25℃)、比重は1.06
4(25℃)であった。精製品は下記の構造式を有して
いる。ただし、mが0〜6の化合物の混合物であって、
mの平均値は約1であり、8-置換トリシクロデカンと9-
置換トリシクロデカンとの混合物である。
【0095】
【化8】
【0096】(実施例1)ガラスなどの基板1aおよび
1b上に、それぞれ、ITO膜2aおよび2bを作製
し、フォトリソグラフィーなどの手法でストライプ状に
パターニングした。これらの上に、それぞれ、Si02
絶縁膜3aおよび3bを積層し、ついで、ポリイミド配
向膜4aおよび4b(プレティルト角=5°)を塗布
し、ラビングした。次に、基板1aともう一方の基板1
bとをラビング方向が平行となるように、セル厚1.5
μmで貼り合わせ、この基板間に、強誘電性液晶FLC1
(チッソ社製;負の誘電異方性を示す)を80重量%、
重合性化合物MPL‐209S(日本化薬社製)を15重量
%、光重合開始剤Irugacure 651(チバガイギー社製)
を1重量%、および光重合遅延樹脂材料P‐フェニルス
チレンを4重量%を混合した均一組成物Aを、常圧で、
115℃で注入してセルを作製した。この温度で組成物
Aは等方性液体状態であった。このセルを115℃に保
ち、平行光線を得られる高圧水銀灯を用い、規則性パタ
ーンを有するフォトマスクを介して、7mW/cm2の紫外線
を10分間照射した(この状態で、紫外線は、セルに対
して空間的に規則性を有したパターンとして照射されて
いる)。その後、室温(強誘電性液晶はスメクティック
C相状態)までセルを徐々に徐冷して液晶表示素子を得
た。
1b上に、それぞれ、ITO膜2aおよび2bを作製
し、フォトリソグラフィーなどの手法でストライプ状に
パターニングした。これらの上に、それぞれ、Si02
絶縁膜3aおよび3bを積層し、ついで、ポリイミド配
向膜4aおよび4b(プレティルト角=5°)を塗布
し、ラビングした。次に、基板1aともう一方の基板1
bとをラビング方向が平行となるように、セル厚1.5
μmで貼り合わせ、この基板間に、強誘電性液晶FLC1
(チッソ社製;負の誘電異方性を示す)を80重量%、
重合性化合物MPL‐209S(日本化薬社製)を15重量
%、光重合開始剤Irugacure 651(チバガイギー社製)
を1重量%、および光重合遅延樹脂材料P‐フェニルス
チレンを4重量%を混合した均一組成物Aを、常圧で、
115℃で注入してセルを作製した。この温度で組成物
Aは等方性液体状態であった。このセルを115℃に保
ち、平行光線を得られる高圧水銀灯を用い、規則性パタ
ーンを有するフォトマスクを介して、7mW/cm2の紫外線
を10分間照射した(この状態で、紫外線は、セルに対
して空間的に規則性を有したパターンとして照射されて
いる)。その後、室温(強誘電性液晶はスメクティック
C相状態)までセルを徐々に徐冷して液晶表示素子を得
た。
【0097】得られたセルを偏光顕微鏡で観察したとこ
ろ、ほぼフォトマスクの形状を反映した液晶領域13が
形成され、液晶は良好なC2配向であった。
ろ、ほぼフォトマスクの形状を反映した液晶領域13が
形成され、液晶は良好なC2配向であった。
【0098】次に、今田製作所社製PSMを用いて、金
属台上に置かれた液晶表示素子に直径0.5cmの円柱体
で圧力を印加する方法により、液晶表示素子の耐圧性を
評価したところ、液晶表示素子は12kgf/cm2の良好な
耐ショック性を示した。
属台上に置かれた液晶表示素子に直径0.5cmの円柱体
で圧力を印加する方法により、液晶表示素子の耐圧性を
評価したところ、液晶表示素子は12kgf/cm2の良好な
耐ショック性を示した。
【0099】(比較例1)強誘電性液晶FLC1を80重量
%、重合性化合物SK‐1(関東化学社製)を15重量
%、光重合開始剤Irugacure 651を1重量%、および光
重合遅延樹脂材料p‐フェニルスチレンを4重量%を混
合した均一組成物Bを用いたことの他は実施例1と同様
にして液晶表示素子を作製した。
%、重合性化合物SK‐1(関東化学社製)を15重量
%、光重合開始剤Irugacure 651を1重量%、および光
重合遅延樹脂材料p‐フェニルスチレンを4重量%を混
合した均一組成物Bを用いたことの他は実施例1と同様
にして液晶表示素子を作製した。
【0100】得られた液晶表示素子を偏光顕微鏡で観察
したところ、フォトマスクの形状を反映した液晶領域は
形成されていなかった。さらに、液晶はスメクティック
C相を室温で示さなかった。
したところ、フォトマスクの形状を反映した液晶領域は
形成されていなかった。さらに、液晶はスメクティック
C相を室温で示さなかった。
【0101】(実施例2)強誘電性液晶FLC1を90.0
重量%、重合性化合物MPL‐209S(日本化薬社製)を
7.5重量%、光重合開始剤Irugacure 651を0.5重
量%、および光重合遅延樹脂材料p‐フェニルスチレン
を2.0重量%を混合した均一組成物Cを実施例1と同
じ基板間に、常圧で、110℃で注入してセルを作製し
た。この温度で組成物Cは等方性液体状態であった。セ
ルを110℃に保ち、規則性パターンを有するフォトマ
スクを介して、7mW/cm2の紫外線を12分間照射した
(この状態で、紫外線は、セルに対して空間的に規則性
を有したパターンとして照射されている)。その後、室
温(強誘電性液晶がスメクティックC相状態になる温
度)までセルを徐々に徐冷して液晶表示素子を得た。
重量%、重合性化合物MPL‐209S(日本化薬社製)を
7.5重量%、光重合開始剤Irugacure 651を0.5重
量%、および光重合遅延樹脂材料p‐フェニルスチレン
を2.0重量%を混合した均一組成物Cを実施例1と同
じ基板間に、常圧で、110℃で注入してセルを作製し
た。この温度で組成物Cは等方性液体状態であった。セ
ルを110℃に保ち、規則性パターンを有するフォトマ
スクを介して、7mW/cm2の紫外線を12分間照射した
(この状態で、紫外線は、セルに対して空間的に規則性
を有したパターンとして照射されている)。その後、室
温(強誘電性液晶がスメクティックC相状態になる温
度)までセルを徐々に徐冷して液晶表示素子を得た。
【0102】得られた液晶表示素子を偏光顕微鏡で観察
したところ、ほぼフォトマスクの形状を反映した液晶領
域13が形成され、かつ液晶は良好なC2配向であっ
た。
したところ、ほぼフォトマスクの形状を反映した液晶領
域13が形成され、かつ液晶は良好なC2配向であっ
た。
【0103】次に、今田製作所社製PSMを用いて、金
属台上に置かれた液晶表示素子に直径0.5cmの円柱体
で圧力を印加する方法により、液晶表示素子の耐ショッ
ク性を評価したところ、液晶表示素子は10kgf/cm2の
良好な耐ショック性を示した。
属台上に置かれた液晶表示素子に直径0.5cmの円柱体
で圧力を印加する方法により、液晶表示素子の耐ショッ
ク性を評価したところ、液晶表示素子は10kgf/cm2の
良好な耐ショック性を示した。
【0104】(実施例3)強誘電性液晶FLC2(チッソ社
製;負の誘電異方性を示す)を80重量%、重合性化合
物MPL‐321S(日本化薬社製)を17重量%、光重合開
始剤Irugacure 651を1重量%、および光重合遅延樹脂
材料p‐フェニルスチレンを2重量%を混合した均一組
成物Dを実施例1と同じ基板間に、常圧で、110℃で
注入してセルを作製した。この温度で組成物Dは等方性
液体状態であった。規則性パターンを有するフォトマス
クを介して、7mW/cm2の紫外線を12分間照射した(こ
の状態で、紫外線は、セルに対して空間的に規則性を有
したパターンとして照射されている)。その後、室温
(強誘電性液晶がスメクティックC相状態になる温度)
までセルを徐々に徐冷して液晶表示素子を得た。
製;負の誘電異方性を示す)を80重量%、重合性化合
物MPL‐321S(日本化薬社製)を17重量%、光重合開
始剤Irugacure 651を1重量%、および光重合遅延樹脂
材料p‐フェニルスチレンを2重量%を混合した均一組
成物Dを実施例1と同じ基板間に、常圧で、110℃で
注入してセルを作製した。この温度で組成物Dは等方性
液体状態であった。規則性パターンを有するフォトマス
クを介して、7mW/cm2の紫外線を12分間照射した(こ
の状態で、紫外線は、セルに対して空間的に規則性を有
したパターンとして照射されている)。その後、室温
(強誘電性液晶がスメクティックC相状態になる温度)
までセルを徐々に徐冷して液晶表示素子を得た。
【0105】得られた液晶表示素子を偏光顕微鏡で観察
したところ、ほぼフォトマスクの形状を反映した液晶領
域13が形成され、かつ液晶は良好なC2配向であっ
た。
したところ、ほぼフォトマスクの形状を反映した液晶領
域13が形成され、かつ液晶は良好なC2配向であっ
た。
【0106】次に、液晶表示素子に図6に示す駆動波形
を印加して駆動実験を行った。Vd=5Vに設定し、V
sとパルス幅τの異なるパルス幅を印加し、双安定スイ
ッチングする最小パルス幅を図7にプロットした。図7
は、実施例3の液晶表示装置が、電圧−メモリパルス幅
曲線に置いて極小値を示し、そして良好な双安定スイッ
チングすることを示している。
を印加して駆動実験を行った。Vd=5Vに設定し、V
sとパルス幅τの異なるパルス幅を印加し、双安定スイ
ッチングする最小パルス幅を図7にプロットした。図7
は、実施例3の液晶表示装置が、電圧−メモリパルス幅
曲線に置いて極小値を示し、そして良好な双安定スイッ
チングすることを示している。
【0107】また、今田製作所社製PSMを用いて、金
属台上に置かれた液晶表示素子に直径0.5cmの円柱体
で圧力を印加する方法により耐圧性を評価したところ、
セルは10kgf/cm2の良好な耐ショック性を示した。
属台上に置かれた液晶表示素子に直径0.5cmの円柱体
で圧力を印加する方法により耐圧性を評価したところ、
セルは10kgf/cm2の良好な耐ショック性を示した。
【0108】
【表1】
【0109】(比較例)重合性化合物MPL-209Sを用いな
いことの他は実施例1と同様にして液晶表示素子を作製
し、次いで耐ショック性を評価した。耐圧性が0.6kg
f/cm2と低かった。
いことの他は実施例1と同様にして液晶表示素子を作製
し、次いで耐ショック性を評価した。耐圧性が0.6kg
f/cm2と低かった。
【0110】
【発明の効果】本願発明によれば、高分子物質で囲まれ
たあるいは区切られた液晶領域を含む液晶層を有する液
晶表示装置において、トリシクロデカン部分を有するア
クリレート化合物を少なくとも1種含む光重合性樹脂材
料組成物を用いて高分子物質壁を形成することにより、
耐ショック性が良好で、電圧−メモリパルス幅曲線にお
いて極小値を示し、そして良好な双安定スイッチングを
示す強誘電性液晶表示装置が得られる。
たあるいは区切られた液晶領域を含む液晶層を有する液
晶表示装置において、トリシクロデカン部分を有するア
クリレート化合物を少なくとも1種含む光重合性樹脂材
料組成物を用いて高分子物質壁を形成することにより、
耐ショック性が良好で、電圧−メモリパルス幅曲線にお
いて極小値を示し、そして良好な双安定スイッチングを
示す強誘電性液晶表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、強誘電性液晶の動作原理を示すスイッ
チング模式図である。
チング模式図である。
【図2】図2は、強誘電性液晶表示装置の構造(断面
図)である。
図)である。
【図3】図3(a)および(b)は、液晶の層構造の模
式図である。
式図である。
【図4】図4(a)および(b)は、分子配向の模式図
である。
である。
【図5】図5は、ジグザグ欠陥を示す模式図である。
【図6】図6は、本願発明の実施例に用いた駆動波形の
説明図である。
説明図である。
【図7】図7は、本願発明の実施例3の液晶表示装置の
電圧−メモリパルス幅曲線である。
電圧−メモリパルス幅曲線である。
フロントページの続き (72)発明者 尾崎 徹 埼玉県北葛飾郡鷲宮町桜田3−8 (72)発明者 松永 代作 東京都港区芝浦4−4−27
Claims (15)
- 【請求項1】 少なくとも液晶と光重合性樹脂材料とを
含む重合性組成物であって、 該光重合性樹脂材料がトリシクロデカン部分を有するア
クリレート化合物を少なくとも1種含む、重合性組成
物。 - 【請求項2】 前記トリシクロデカン部分を有するアク
リレート化合物が下記一般式(I)で表される、請求項
1に記載の重合性組成物: 【化1】 ここで、Aは水素またはアルキル基であり;そして、B
は−[O(CH2)m]nO−または−O−(CH2)p−CO−
[O(CH2)m]nO−であって、トリシクロデカン骨格と
8位または9位で結合し、ここでmは1〜4の整数であ
り、nは0〜6の数であり、そしてpは3〜8の整数で
ある。 - 【請求項3】 前記液晶が強誘電性液晶である、請求項
1に記載の重合性組成物。 - 【請求項4】 少なくとも電極膜を有し、少なくとも一
方が透明である一対の基板、ならびに高分子物質および
該高分子物質により囲まれたまたは区切られた液晶領域
を含む液晶層を該基板間に挟持して有する液晶表示装置
であって、 該高分子物質および高分子物質により囲まれたまたは区
切られた液晶領域が、少なくとも液晶とトリシクロデカ
ン部分を有するアクリレート化合物を少なくとも1種含
む光重合性樹脂材料とを含む重合性組成物から形成され
る、液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記液晶領域中の液晶が強誘電性液晶で
ある、請求項4に記載の液晶表示装置。 - 【請求項6】 前記基板と前記強誘電性液晶との界面に
おける強誘電性液晶分子のプレティルトの方向が同一で
あり、該強誘電性液晶はシェブロン層構造を有し、そし
て該シェブロン層構造の折れ曲がりの方向と、該界面に
おける強誘電性液晶分子のプレティルトの方向とが同一
である、請求項5に記載の液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記強誘電性液晶が負の誘電異方性を有
し、そして電圧−メモリパルス幅曲線において極小値を
示す、請求項5または6に記載の液晶表示装置。 - 【請求項8】 前記基板が配向膜を有し、該配向膜が有
機高分子膜であり、そしてラビングによってプレティル
ト角が付与されている、請求項4、5、6または7に記
載の液晶表示装置。 - 【請求項9】 液晶表示装置の製造方法であって、以下
の工程:少なくとも電極膜を有し、少なくとも一方が透
明である一対の基板を貼り合わせる工程;該基板間に少
なくとも液晶とトリシクロデカン部分を有するアクリレ
ート化合物を少なくとも1種含む光重合性樹脂材料とを
含む重合性組成物を挟持する工程;該組成物が等方性液
体になる温度にまで該組成物を加熱する工程;該組成物
が等方性液体になる温度において、光強度に強弱の分布
を有する光を該組成物に照射することにより該組成物を
光重合させて高分子物質を形成し、該高分子物質および
該高分子物質で囲まれたあるいは区切られた液晶領域を
含みそして該一対の基板間に挟持された液晶層を形成す
る工程;および該液晶層を冷却する工程;を包含する、
製造方法。 - 【請求項10】 前記液晶層を冷却する工程後、さらに
光を該液晶層全面に照射する工程を包含する、請求項9
に記載の製造方法。 - 【請求項11】 前記組成物に含まれる液晶が強誘電性
液晶である、請求項9または10に記載の製造方法。 - 【請求項12】 前記液晶層を冷却する温度が強誘電性
液晶がキラルスメクティックC相を示す温度であり、該
温度において前記基板と該強誘電性液晶との界面におけ
る強誘電性液晶分子のプレティルトの方向が同一であ
り、該強誘電性液晶がシェブロン層構造を有し、そして
該シェブロン層構造の折れ曲がりの方向と該基板界面に
おける強誘電性液晶分子のプレティルトの方向とが同一
である、請求項11に記載の製造方法。 - 【請求項13】 前記強誘電性液晶が負の誘電異方性を
有し、そして電圧−メモリパルス幅曲線において極小値
を示す、請求項11または12に記載の製造方法。 - 【請求項14】 前記基板が配向膜を有し、該配向膜が
有機高分子膜であり、そしてラビングによってプレティ
ルト角が付与されている、請求項9、10、11、12
または13に記載の製造方法。 - 【請求項15】 前記透明な基板側に被せられた規則性
パターンを有するフォトマスクを通して光が照射され
る、請求項9、10、11、12、13または14に記
載の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6883296A JPH09258185A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 重合性組成物およびそれを用いた液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6883296A JPH09258185A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 重合性組成物およびそれを用いた液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09258185A true JPH09258185A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13385075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6883296A Withdrawn JPH09258185A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 重合性組成物およびそれを用いた液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09258185A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011178997A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Ndis Corp | 液晶混合物、液晶表示装置およびその製造方法 |
JP2015011350A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | 液晶高分子組成物、液晶表示装置、及びその製造方法 |
CN113862823A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-12-31 | 江南大学 | 一种“仿竹节”液晶纤维及其制备方法 |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP6883296A patent/JPH09258185A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011178997A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Ndis Corp | 液晶混合物、液晶表示装置およびその製造方法 |
US8641923B2 (en) | 2010-02-26 | 2014-02-04 | Ndis Corporation | Liquid crystal composition, liquid crystal display using the liquid crystal composition, and method of manufacturing the liquid crystal display |
JP2015011350A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | 液晶高分子組成物、液晶表示装置、及びその製造方法 |
CN113862823A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-12-31 | 江南大学 | 一种“仿竹节”液晶纤维及其制备方法 |
CN113862823B (zh) * | 2021-09-09 | 2022-08-09 | 江南大学 | 一种“仿竹节”液晶纤维及其制备方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |