JPH1036847A

JPH1036847A - 液晶表示素子およびその製造方法

Info

Publication number: JPH1036847A
Application number: JP19680196A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Kobayashi; 英和小林; Eiji Chino; 英治千野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】高分子分散型液晶表示素子において低駆動電
圧、明るさ、コントラスト、耐焼き付き性および耐スト
レス性を同時に充足する信頼性の高い液晶表示素子およ
びその製造方法を提供する。【解決手段】液晶及び高分子前駆体を特定し、重合時
における紫外線照度を限定し、そして／または重合温度
を限定した。【効果】スタティック駆動、デューティ駆動、または
アクティブ素子と組み合わせた場合に、駆動電圧の低
い、明るい、コントラストの良好な、表示焼き付きの無
い、機械的ストレスに強い液晶表示素子を実現できるよ
うになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子計算機やウォ
ッチを含む携帯型情報機器のディスプレイ、または広告
板等の表示装置に用いる表示素子の構成およびその製造
方法に関する。

【０００２】さらに詳しくは前記液晶表示素子を構成す
る液晶およびモノマー組成物に関し、またその製造方法
については、前記モノマーの重合条件に関する。

【０００３】

【従来の技術】近年情報機器に登載する表示装置の開発
が活発に行われており、そのひとつとして偏光板とネマ
チック液晶層を用いた液晶表示素子がある。しかし従来
の偏光板を使用したネマチック液晶層を用いた液晶表示
素子は、偏光板を用いるため明るさが十分とは言えな
い。そこで開発されつつあるものとして高分子分散型液
晶表示素子がある。米国特許第３、８８５、９８２号明
細書には液晶と高分子を互いに分散した高分子分散型液
晶表示素子が記載されている。この高分子分散型液晶表
示素子においては、電界印加で透明、電界無印加で散乱
状態をとることによって画像表示を可能としている。ま
た特開平４−２２７６８４号公報及び特開平５−１１９
３０２号公報には、液晶と高分子粒子を互いに配向分散
した高分子分散型液晶表示素子が記載されている。この
高分子分散型液晶表示素子においては電界無印加で透
明、電界印加で散乱状態をとることによって画像表示を
可能としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般的に言って、高分
子分散型の液晶表示素子には以下の特性が求められる。

【０００５】駆動電圧が低いこと表示が明るいことコントラスト特性が良好であること残像および表示状態の焼き付きが起こらないこと機械的ストレスに強いことところが、従来の高分子分散型液晶表示素子において
は、一般的に上記、及びを実現しようとすると
の特性が得られなくなる。また、を実現しようとす
ると、及びの特性が得られなくなる。これは以
下のように説明される。の特性を実現するには、高分
子の液晶に対するアンカリング力を弱める必要がある。
このためには高分子と液晶との界面を減らすのが効果的
である。すると電界印加時の散乱の基となる散乱界面が
減少し、散乱も減少する。すなわち表示が暗くなる。ま
た電界無印加時の液晶の配向と高分子の配向にズレが生
じ安くなり、結果としてヘイズが出やすくなり、コント
ラストの低下につながる。また隣合う高分子との連結が
少なくなり、電界印加により高分子の配向が変化し安
く、結果として残像及び表示状態の焼き付きを招くので
ある。、およびを実現しようとすると上記の逆
の説明ができる。すなわち、を実現しようとすると、
液晶や高分子の複屈折率を大きくすることのほか、液晶
と高分子の界面面積を増やすのが効果的である。すなわ
ち高分子の液晶に対するアンカリング力は増す。すると
駆動電圧は上昇するのである。

【０００６】高分子と液晶組成物とを互いに配向分散し
た高分子分散型液晶表示素子においては高分子前駆体と
して２官能モノマーを用い、その高分子前駆体を重合し
て高分子を得ることが多い。その場合においては、高分
子の構造は強固なネットワーク構造となることが多く、
そのため表示状態の焼き付きは減少し機械的ストレスに
も強くなるが、先に述べたように高分子界面の面積が大
きくなるため結果的に駆動電圧が上昇することが多かっ
た。

【０００７】本発明は掛かる課題を解決するものであ
り、上記、、、およびの特性を同時に充足す
る信頼性の高い液晶表示素子およびその製造方法を提供
するところにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、対向する基板内面に電極を有する一対の基板間に液
晶分子と高分子とを互いに配向し分散した液晶表示素子
において、前記液晶として化合物２３

【０００９】

【化２３】

【００１０】および化合物２４

【００１１】

【化２４】

【００１２】の混合物を用い、前記高分子の前駆体とし
て化合物２５

【００１３】

【化２５】

【００１４】および化合物２６

【００１５】

【化２６】

【００１６】の混合物を用い、前記液晶の混合物と前記
高分子前駆体の混合物とからなる液晶層に紫外線を照射
し、前記高分子前駆体を重合して形成した液晶と高分子
との複合層を前記一対の基板間に挟持したことを特徴と
する。また、対向する基板内面に電極を有する一対の基
板間に液晶分子と高分子とを互いに配向し分散した液晶
表示素子において、前記液晶として化合物２７

【００１７】

【化２７】

【００１８】化合物２８

【００１９】

【化２８】

【００２０】および化合物２９

【００２１】

【化２９】

【００２２】の混合物を用い、前記高分子の前駆体とし
て化合物３０

【００２３】

【化３０】

【００２４】を用い、前記液晶の混合物と前記高分子前
駆体の混合物とからなる液晶層に紫外線を照射し、前記
高分子前駆体を重合して形成した液晶と高分子との複合
層を前記一対の基板間に挟持したことを特徴とする。ま
た、対向する基板内面に電極を有する一対の基板間に液
晶分子と高分子とを互いに配向し分散した液晶表示素子
において、前記液晶として化合物３１

【００２５】

【化３１】

【００２６】および化合物３２

【００２７】

【化３２】

【００２８】の混合物を用い、前記高分子の前駆体とし
て化合物３３

【００２９】

【化３３】

【００３０】を用い、前記液晶の混合物と前記高分子前
駆体の混合物とからなる液晶層に紫外線を照射し、前記
高分子前駆体を重合して形成した液晶と高分子との複合
層を前記一対の基板間に挟持したことを特徴とする。こ
の構成により、スタティックまたはデューティ駆動した
場合に、駆動電圧の低い、明るい、コントラストの良好
な、表示焼き付きの無い、機械的ストレスに強い液晶表
示素子を実現できるのである。

【００３１】また、本発明の液晶表示素子の製造方法
は、対向する基板内面に電極を有する一対の基板間に液
晶分子と高分子とを互いに配向し分散した液晶表示素子
の製造方法において、前記液晶として化合物３４

【００３２】

【化３４】

【００３３】および化合物３５

【００３４】

【化３５】

【００３５】の混合物を用い、前記高分子の前駆体とし
て化合物３６

【００３６】

【化３６】

【００３７】および化合物３７

【００３８】

【化３７】

【００３９】の混合物を用い、前記液晶の混合物と前記
高分子の前駆体の混合物を前記一対の基板間に封入し、
３００ｎｍ乃至４００ｎｍの波長領域で、ほぼ３５０ｎ
ｍにおける強度が４ｍＷ／ｃｍ２以下の紫外線を前記高
分子前駆体に照射し前記高分子を重合したことを特徴と
する。また、対向する基板内面に電極を有する一対の基
板間に液晶分子と高分子とを互いに配向し分散した液晶
表示素子の製造方法において、前記液晶として化合物３
８

【００４０】

【化３８】

【００４１】化合物３９

【００４２】

【化３９】

【００４３】および化合物４０

【００４４】

【化４０】

【００４５】の混合物を用い、前記高分子の前駆体とし
て化合物４１

【００４６】

【化４１】

【００４７】を用い、前記液晶の混合物と前記高分子の
前駆体の混合物を前記一対の基板間に封入し、３００ｎ
ｍ乃至４００ｎｍの波長領域で、ほぼ３５０ｎｍにおけ
る強度が４ｍＷ／ｃｍ２以下の紫外線を前記高分子前駆
体に照射し前記高分子を重合したことを特徴とする。ま
た、対向する基板内面に電極を有する一対の基板間に液
晶分子と高分子とを互いに配向し分散した液晶表示素子
の製造方法において、前記液晶として化合物４２

【００４８】

【化４２】

【００４９】および化合物４３

【００５０】

【化４３】

【００５１】の混合物を用い、前記高分子の前駆体とし
て化合物４４

【００５２】

【化４４】

【００５３】を用い、前記液晶の混合物と前記高分子の
前駆体の混合物を前記一対の基板間に封入し、３００ｎ
ｍ乃至４００ｎｍの波長領域で、ほぼ３５０ｎｍにおけ
る強度が４ｍＷ／ｃｍ２以下の紫外線を前記高分子前駆
体に照射し前記高分子を重合したことを特徴とする。こ
の構成によっても先のアクティブ素子向け組成と同等の
効果が得られる。

【００５４】これにより、表示の明るさを損なうこと無
く、駆動電圧を低減することができ、また機械的ストレ
ス耐性を向上することができる。望ましくは、前記３５
０ｎｍにおける強度が０．１ｍＷ／ｃｍ２以上１ｍＷ／
ｃｍ２以下である。この条件で重合することにより表示
の明るさを保ったまま駆動電圧を低減できる。また０．
１ｍＷ／ｃｍ２以下で重合することにより、機械的スト
レス耐性を向上することができる。また前記光重合を行
う際に、前記液晶及び前記高分子の前駆体の混合物を封
入した層を２０℃乃至７０℃に加温することを特徴とす
る。加温する事により、重合速度を早めることができ
る。また前記加温時の温度が５０℃乃至６０℃であるこ
とを特徴とする。この温度範囲に加温する事により、表
示の明るさを保ちつつ、駆動電圧を低減し、機械的スト
レス耐性を高めることができるのである。ここに示した
液晶表示素子の製造方法は前記液晶渡航分子前駆体組成
物以外を用いる場合にも同様に応用できる。

【００５５】

【発明の実施の形態】

（実施例１）本実施例では、２枚の電極付き基板間に液
晶と高分子を互いに配向し分散した液晶表示素子におい
て、前記液晶としてシアノフェニル系化合物群１および
ピリミジン系化合物群２の混合物を用い、前記高分子の
前駆体として化合物群３および化合物群４の混合物を用
い、かつ前記液晶および前記高分子の前駆体の混合物を
２枚の電極付き基板間に封入して、基板温度を５０℃と
して、ブラックライトを用いて３５０ｎｍにおける強度
が４ｍＷ／ｃｍ２以下に調整して、しかも３００ｎｍ乃
至４００ｎｍの波長域の紫外線を用いて光重合したこ
と、または３００ｎｍ乃至４００ｎｍにおける紫外線の
積分強度が前記ブラックライトを用いた場合と同等であ
る光源を用いて光重合する場合について説明する。

【００５６】まず用いた液晶及び高分子前駆体を説明す
る。表１と表２に組成物の内容を示した。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】この液晶９４．７重量％にカイラル成分と
してＲ１０１１（メルク社製）を０．３重量％、モノマ
ーとして化合物群３を１．７重量％、化合物群４を３．
３３重量％添加した。この混合物を以下に示す空パネル
に封入した。化合物群３はＹ＝ＣＨ３、Ｘ＝Ｆで、化合
物群４はＹ＝ＣＨ３、Ｘ＝Ｈである。

【００６０】まず、ＩＴＯ透明電極付きガラス基板に配
向膜を製膜し、配向処理を施した。しかし１軸配向処理
を施さなくても良い。その後配向処理方向を合わせて電
極面を向き合わせて５μｍの間隙を保ってパネル周囲を
固定、モールドした。液晶層となる間隙は５μｍに限ら
ず、目的に応じて決めれば良い。間隙を薄くすれば、駆
動電圧は低下するが電界を印加した場合の散乱は弱くな
る。間隙を厚くすれば、電界を印加した場合の散乱は強
くなるが駆動電圧は上昇する。実用的な間隙は３〜１０
μｍ程度である。この間隙に先に調製した混合物を封入
し、さらに封入口を封止した後、５０℃にて紫外線３５
０ｎｍでの強度３．３ｍＷ／ｃｍ２のブラックライトを
１０分照射してモノマーを高分子化した。紫外線３５０
ｎｍでの強度１０ｍＷ／ｃｍ２程度のキセノンランプま
たは無電極紫外線ランプなどでも同様の重合効果が得ら
れる。

【００６１】こうして作製した表示素子の簡単な断面図
を図１に示した。この表示素子の電気光学特性を測定し
た。測定方法は図２に示した測定系で、背景にクロム反
射板を配置して素子への印加電圧を徐々に増加しながら
表示素子表面より７０度の方向から光を入射して表示素
子法線方向で表示の明るさを観察し、比較として硫酸バ
リウムの標準白色板の明るさに対して１００分率で表示
の明るさを表した。これによりしきい電圧、飽和電圧、
飽和電圧印加時の明るさ、電界無印加時の明るさに対す
るコントラストを求めた。具体的な特性については実施
例２以降に示した。

【００６２】重合条件はここに示した条件に限らない。
ただし液晶相にて重合することが重要であるので、重合
温度は液晶／モノマー混合物のＮＩ点以下の温度とする
のが望ましい。また重合照度については、あまり強い光
では生成する高分子の形状が変化して散乱度が低下し、
駆動電圧が高くなり、液晶の分解が加速されるため好ま
しくない。望ましくは３００〜４００ｎｍの波長領域の
発光を持ち、ブラックライトの場合３５０ｎｍで４ｍＷ
／ｃｍ²以下の強度がよい。紫外線照射時間では照射強
度とのかけ算で３３ｍＷ・分／ｃｍ²程度が最適であ
る。

【００６３】カイラル成分はここに示した量でなくても
良く、全く加えなくても良い。全く加えないと駆動電圧
は低くなるが、散乱度は低くなる。あまり加えるとコレ
ステリック液晶特有の可視光領域での反射が生じ、駆動
時にヒステリシスが生じ、駆動電圧も上昇する。カイラ
ル成分量を変える場合は、ツイスト角が変わるので配向
処理方向も変える必要がある。

【００６４】用いるモノマーとしては化合物群３の替わ
りにフッ素置換されていないもの、あるいは他の置換基
で置換されたものも同様に用いることができる。化合物
群４においてもベンゼン環に置換基を導入したものを用
いることができる。なお化合物群３、化合物群４は極め
て重合性がよい為に、１００℃程度の加熱により容易に
熱重合するため、この熱重合を防ぐ目的で重合禁止剤と
してヒドロキノンを液晶に対して０．００１〜０．０１
重量％添加して用いた。他にターシャリーブチルカテコ
ール、ジターシャリーブチルヒドロキノンなど、通常モ
ノマーの熱重合を禁止するために用いられる化合物であ
れば同様に用いることができる。また低温で混合封入す
れば重合禁止剤を用いなくても良い。

【００６５】用いる液晶としては、各化合物群の混合比
率はもちろんここに示した比率に限らない。化合物群１
を増やせば信頼性が増し、化合物群２を増やせば駆動電
圧を低減することができる。また、ここに示した化合物
群の他、減粘剤、ＮＩ点調整剤、凝固点調整剤などを添
加することができる。例えば、

【００６６】

【化４５】

【００６７】

【化４６】

【００６８】

【化４７】

【００６９】（Ｒはアルキル基またはアルコキシ基を示
し、ＸはＨ，ＣＨ３，ハロゲン，ＣＮ，フェニル基など
を示し、ｎは正数を示す）などである。これらの化合物
群を液晶全体量に対して２０重量％以下程度用いるので
あれば電気光学特性はほとんど変化しない。この他の通
常使われている液晶エレメントも添加することができ
る。

【００７０】（実施例２）本実施例では重合照度を４ｍ
Ｗ／ｃｍ²以下として、化合物群３と化合物群４の混合
比率を変化した場合の電気光学特性及び耐焼き付き耐ス
トレス性を調べた。

【００７１】用いた材料及び製造条件、測定条件は実施
例１と同様である。重合照度３．３ｍＷ／ｃｍ²で重合
した場合の特性を表３にまとめた。

【００７２】

【表３】

【００７３】従来例は日本特許公開公報５−１１９３０
２に基づいて、液晶はロディック社製ＰＮ００１、モノ
マーとしてビフェニルメタクリレートを用いてパネルを
作製し、実施例１に示した測定装置で測定したものであ
る。

【００７４】次に重合照度０．４ｍＷ／ｃｍ²で重合し
た場合の特性を表４にまとめた。

【００７５】

【表４】

【００７６】紫外線ランプについてはブラックライトの
他、紫外線３５０ｎｍでの強度１．２ｍＷ／ｃｍ²程度
のキセノンランプまたは無電極紫外線ランプなどでも同
様の重合効果が得られる。

【００７７】次に重合照度０．０７ｍＷ／ｃｍ²で重合
した場合の特性を表５にまとめた。

【００７８】

【表５】

【００７９】紫外線ランプについてはブラックライトの
他、紫外線３５０ｎｍでの強度０．２ｍＷ／ｃｍ²程度
のキセノンランプまたは無電極紫外線ランプなどでも同
様の重合効果が得られる。

【００８０】もちろん化合物群３と化合物群４の混合比
率はここに示した以外でもよく、その場合上記表より内
挿した特性を示すことになる。

【００８１】また重合照度をここに示した以外の照度に
した場合は、上記表より内挿または外挿することによ
り、特性を予測できる。

【００８２】（実施例３）本実施例では、光重合を行う
際に、液晶及び高分子の前駆体の混合物を封入した層を
６０℃および７０℃に加温する例を示した。用いた材料
及び製造条件は実施例１と同様である。

【００８３】表６に本実施例での６０℃で光重合した液
晶表示素子の電気光学特性及び耐焼き付き耐ストレス性
を示した。

【００８４】

【表６】

【００８５】表７に本実施例での７０℃で光重合した液
晶表示素子の電気光学特性及び耐焼き付き耐ストレス性
を示した。

【００８６】

【表７】

【００８７】加温する度合いにより耐ストレス性が改善
していることがわかる。ただしコントラスト、明るさ、
駆動電圧も影響を受けるので用途に応じて最適な条件を
選ぶと良い。中でも５０℃〜６０℃で加温し、化合物群
３と４の比率を最適化すると駆動電圧が低く、明るさも
あり、コントラスト、耐ストレス性の良好な条件が存在
する。

【００８８】もちろん化合物群３と化合物群４の混合比
率はここに示した以外でもよく、その場合上記表より内
挿した特性を示すことになる。また、重合温度について
も同様であり、２０℃〜７０℃までであれば実施例２の
表及び上記表より内挿あるいは外挿して特性を求められ
る。

【００８９】（実施例４）本実施例では、アクティブ素
子と組み合わせることのできる高信頼性組成を提供する
ものであり、用いる液晶として化合物群１、化合物群
５、および化合物群６の混合物を用い、前記高分子の前
駆体として化合物群７を用い、かつ前記液晶および前記
高分子の前駆体の混合物を２枚の電極付き基板間に封入
して、ブラックライトを用いて３５０ｎｍにおける強度
が４ｍＷ／ｃｍ²以下に調整して、しかも３００ｎｍ乃
至４００ｎｍの波長域の紫外線を用いて光重合したこ
と、または３００ｎｍ乃至４００ｎｍにおける紫外線の
積分強度が前記ブラックライトを用いた場合と同等であ
る光源を用いて光重合した例を示す。

【００９０】まず用いた液晶／高分子前駆体組成につい
ては表１と表８に示した。

【００９１】

【表８】

【００９２】この液晶９４．７重量％にカイラル成分と
してＲ１０１１（メルク社製）を０．３重量％、モノマ
ーとして化合物群７を５重量％添加した。化合物群７は
Ｙ＝ＣＨ３、Ｘ＝ＣＨ３である。この混合物を実施例１
に示した空パネルに封入した。さらに封入口を封止した
後、５０℃にて紫外線３５０ｎｍでの強度３．３、１．
２、０．８４、０．５５、０．４、０．０７ｍＷ／ｃｍ
²、以上６水準の強度のブラックライトを照射してモノ
マーを高分子化した。紫外線３５０ｎｍでの強度１０、
３．６、２．５、１．７、１．２、０．２ｍＷ／ｃｍ²
程度のキセノンランプまたは無電極紫外線ランプなどで
も同様の重合効果が得られる。

【００９３】こうして作製した液晶表示素子の特性を実
施例１の方法に従って測定し、この結果を表９に示し
た。

【００９４】

【表９】

【００９５】次に、上記組成を、アクティブ素子付きパ
ネルに封入して、動画表示を行った。図３にＭＩＭ素子
を用いた本実施例の液晶表示素子の簡単な断面図を示し
た。まずＩＴＯ透明電極付きガラス基板とアクティブ素
子としてＭＩＭ（メタル−インスレーター−メタル）素
子およびアルミニウム反射電極を形成した基板の電極表
面に配向膜を製膜し、配向処理を施した。その後電極面
を向き合わせて５μｍの間隙を保ってパネル周囲を固
定、モールドした。このパネルに上記組成物を封入し
て、上記の方法で重合して液晶表示パネルを作製した。
このパネルに駆動用ドライバーとコントローラ回路を実
装して、電源を接続してコンピュータ画像のデータを入
力したところ、極めて明るい表示を行うことができた。
これは低照度重合により駆動電圧が著しく低下したため
である。

【００９６】用いるアクティブ素子としてはＭＩＭ素子
に限らず、同様の２端子素子や、ＴＦＴ素子などの３端
子素子も用いることができる。

【００９７】またカラーフィルターを基板に形成してお
けば、カラー表示を行うことができる。ノングレア処理
や減反射処理を施すことにより、視認性を向上すること
ができる。このような構成を取り入れた液晶表示素子の
断面図を図４に示した。

【００９８】重合照度についてはここに示した照度以外
の照度の場合は、上記表より内挿または外挿して特性を
予測できる。

【００９９】また重合温度については５０℃としたが、
実施例５の結果と合わせると容易に２０℃〜８０℃まで
で重合照度を変化した場合の特性を予測できる。

【０１００】（実施例５）本実施例では実施例４の構成
において、重合照度の替わりに重合温度を変化した場合
の例を示す。重合照度を０．０７ｍＷ／ｃｍ²に固定し
て重合温度を２０〜８０℃まで変化した。この条件で作
製した液晶表示素子の特性を表１０に示した

【０１０１】

【表１０】

【０１０２】重合温度は駆動電圧と耐ストレス性に影響
を及ぼすことがわかる。

【０１０３】本実施例の重合方法を用いて、実施例４と
同様にアクティブ素子と組み合わせて画像表示を行うこ
とが可能であった。重合温度についてはここに示した温
度以外の温度の場合は、上記表より内挿または外挿する
ことにより特性を予測することができる。

【０１０４】また重合照度については０．０７ｍＷ／ｃ
ｍ²としたが、実施例４の結果と合わせると容易に０．
０７〜３．３ｍＷ／ｃｍ²までで重合照度を変化した場
合の特性を予測できる。

【０１０５】（実施例６）本実施例では、アクティブ素
子と組み合わせることのできる高信頼性組成を提供する
ものであり、用いる液晶として化合物群５、および化合
物群８の混合物を用い、前記高分子の前駆体として化合
物群７を用い、かつ前記液晶および前記高分子の前駆体
の混合物を２枚の電極付き基板間に封入して、ブラック
ライトを用いて３５０ｎｍにおける強度が４ｍＷ／ｃｍ
２以下に調整して、しかも３００ｎｍ乃至４００ｎｍの
波長域の紫外線を用いて光重合したこと、または３００
ｎｍ乃至４００ｎｍにおける紫外線の積分強度が前記ブ
ラックライトを用いた場合と同等である光源を用いて光
重合した例を示す。

【０１０６】まず用いた液晶／高分子前駆体組成につい
ては表１と表１１に示した。

【０１０７】

【表１１】

【０１０８】この液晶９４．７重量％にカイラル成分と
してＲ１０１１（メルク社製）を０．３重量％、モノマ
ーとして化合物群７を５重量％添加した。化合物群７は
Ｙ＝ＣＨ３、Ｘ＝ＣＨ３である。この混合物を実施例１
に示した空パネルに封入した。さらに封入口を封止した
後、５０℃にて紫外線３５０ｎｍでの強度３．３、１．
２、０．８４、０．５５、０．４、０．０７ｍＷ／ｃｍ
２、以上６水準の強度のブラックライトを照射してモノ
マーを高分子化した。紫外線３５０ｎｍでの強度１０、
３．６、２．５、１．７、１．２、０．２ｍＷ／ｃｍ２
程度のキセノンランプまたは無電極紫外線ランプなどで
も同様の重合効果が得られる。

【０１０９】こうして作製した液晶表示素子の特性を実
施例１の方法に従って測定し、この結果を表１２に示し
た。

【０１１０】

【表１２】

【０１１１】次に、上記組成を、アクティブ素子付きパ
ネルに封入して、動画表示を行った。図５にＴＦＴ素子
を用いた本実施例の液晶表示素子の簡単な断面図を示し
た。まずＩＴＯ透明電極付きガラス基板とアクティブ素
子としてＴＦＴ素子およびアルミニウム反射電極を形成
した基板の電極表面に配向膜を製膜し、配向処理を施し
た。その後電極面を向き合わせて５μｍの間隙を保って
パネル周囲を固定、モールドした。このパネルに上記組
成物を封入して、上記の方法で重合して液晶表示パネル
を作製した。このパネルに駆動用ドライバーとコントロ
ーラ回路を実装して、電源を接続してコンピュータ画像
のデータを入力したところ、極めて明るい表示を行うこ
とができた。これは低照度重合により駆動電圧が著しく
低下したためである。

【０１１２】用いるアクティブ素子としてはＴＦＴ素子
に限らず、同様の３端子素子や、ＭＩＭ素子などの２端
子素子も用いることができる。

【０１１３】またカラーフィルターを基板に形成してお
けば、カラー表示を行うことができる。ノングレア処理
や減反射処理を施すことにより、視認性を向上すること
ができる。このような構成を取り入れた液晶表示素子の
断面図を図６に示した。

【０１１４】重合照度についてはここに示した照度以外
の照度の場合は、上記表より内挿または外挿して特性を
予測できる。

【０１１５】また重合温度については５０℃としたが、
実施例７の結果と合わせると容易に２０℃〜８０℃まで
で重合照度を変化した場合の特性を予測できる。

【０１１６】（実施例７）本実施例では実施例６の構成
において、重合照度の替わりに重合温度を変化した場合
の例を示す。重合照度を０．０７ｍＷ／ｃｍ２に固定し
て重合温度を２０〜８０℃まで変化した。この条件で作
製した液晶表示素子の特性を表１３に示した。

【０１１７】

【表１３】

【０１１８】重合温度は駆動電圧と耐ストレス性に影響
を及ぼすことがわかる。

【０１１９】本実施例の重合方法を用いて、実施例６と
同様にアクティブ素子と組み合わせて画像表示を行うこ
とが可能であった。重合温度についてはここに示した温
度以外の温度の場合は、上記表より内挿することにより
特性を予測することができる。

【０１２０】また重合照度については０．０７ｍＷ／ｃ
ｍ２としたが、実施例６の結果と合わせると容易に０．
０７〜３．３ｍＷ／ｃｍ２までで重合照度を変化した場
合の特性を予測できる。

【０１２１】以上実施例を述べてきたが、コントラスト
を向上するために２色性色素を液晶中に混合することが
できる。その場合、重合するために用いる紫外線が２色
性色素にも１部吸収されるため、色素濃度に合わせて重
合照度を最適化する必要がある。

【０１２２】以上実施例に挙げた製造方法においては、
液晶として頻繁に用いられる構造の組成物を用い、また
用いる高分子前駆体としても異なる構造のものを用い
て、表示素子として同様の特性の傾向を示したことか
ら、本発明に示した構造以外の液晶及び高分子前駆体を
用いても同様の効果が得られることが期待される。

【０１２３】

【発明の効果】以上本発明に因れば、液晶及び高分子前
駆体を特定し、重合時における紫外線照度を限定し、そ
して／または重合温度を限定することにより、スタティ
ック駆動、デューティ駆動、またはアクティブ素子と組
み合わせた場合に、駆動電圧の低い、明るい、コントラ
ストの良好な、表示焼き付きの無い、機械的ストレスに
強い液晶表示素子を実現できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における液晶表示素子の簡単
な断面図である。

【図２】本発明の実施例で用いた液晶表示素子の電気光
学特性を測定する光学系を示す図である。

【図３】本発明の実施例４における液晶表示素子の簡単
な断面図である。

【図４】本発明の実施例４における液晶表示素子の簡単
な断面図である。

【図５】本発明の実施例６における液晶表示素子の簡単
な断面図である。

【図６】本発明の実施例６における液晶表示素子の簡単
な断面図である。

【符号の説明】

１基板２電極３配向層４液晶５高分子６配向層７電極８基板１０カラーフィルター１１ノングレア／減反射層１２絶縁層１３信号電極１４ソース電極１５ゲート電極１６半導体層１７ドレイン電極１８ゲート絶縁層１９光電子増倍管２０レンズ２１平行光光源２２表示素子２３反射板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ 1/1333 1/1333

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する基板内面に電極を有する一対の
基板間に液晶分子と高分子とを互いに配向し分散した液
晶表示素子において、前記液晶として化合物１【化１】および化合物２【化２】の混合物を用い、前記高分子の前駆体として化合物３【化３】および化合物４【化４】の混合物を用い、前記液晶の混合物と前記高分子前駆体
の混合物とからなる液晶層に紫外線を照射し、前記高分
子前駆体を重合して形成した液晶と高分子との複合層を
前記一対の基板間に挟持したことを特徴とする液晶表示
素子。
【請求項２】対向する基板内面に電極を有する一対の
基板間に液晶分子と高分子とを互いに配向し分散した液
晶表示素子の製造方法において、前記液晶として化合物
５【化５】および化合物６【化６】の混合物を用い、前記高分子の前駆体として化合物７【化７】および化合物８【化８】の混合物を用い、前記液晶の混合物と前記高分子の前駆
体の混合物を前記一対の基板間に封入し、３００ｎｍ乃
至４００ｎｍの波長領域で、ほぼ３５０ｎｍにおける強
度が４ｍＷ／ｃｍ２以下の紫外線を前記高分子前駆体に
照射し前記高分子を重合したことを特徴とする液晶表示
素子の製造方法。
【請求項３】請求項２に記載の液晶表示素子におい
て、ブラックライトを用いて前記高分子前駆体の光重合
を行うことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】請求項２記載の液晶表示素子の製造方法
であって、前記３５０ｎｍにおける強度が０．１ｍＷ以
上１ｍＷ／ｃｍ２以下であることを特徴とする液晶表示
素子の製造方法。
【請求項５】請求項２記載の液晶表示素子の製造方法
であって、前記３５０ｎｍにおける強度が０．１ｍＷ／
ｃｍ２以下であることを特徴とする液晶表示素子の製造
方法。
【請求項６】請求項２記載の液晶表示素子の製造方法
であって、前記光重合を行う際に、前記液晶及び前記高
分子の前駆体の混合物を封入した層を２０℃乃至７０℃
に加温することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】請求項６記載の液晶表示素子の製造方法
であって、前記加温時の温度が５０℃乃至６０℃である
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項８】対向する基板内面に電極を有する一対の
基板間に液晶分子と高分子とを互いに配向し分散した液
晶表示素子において、前記液晶として化合物９【化９】化合物１０【化１０】および化合物１１【化１１】の混合物を用い、前記高分子の前駆体として化合物１２【化１２】を用い、前記液晶の混合物と前記高分子前駆体の混合物
とからなる液晶層に紫外線を照射し、前記高分子前駆体
を重合して形成した液晶と高分子との複合層を前記一対
の基板間に挟持したことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項９】対向する基板内面に電極を有する一対の
基板間に液晶分子と高分子とを互いに配向し分散した液
晶表示素子の製造方法において、前記液晶として化合物
１３【化１３】化合物１４【化１４】および化合物１５【化１５】の混合物を用い、前記高分子の前駆体として化合物１６【化１６】を用い、前記液晶の混合物と前記高分子の前駆体の混合
物を前記一対の基板間に封入し、３００ｎｍ乃至４００
ｎｍの波長領域で、ほぼ３５０ｎｍにおける強度が４ｍ
Ｗ／ｃｍ２以下の紫外線を前記高分子前駆体に照射し前
記高分子を重合したことを特徴とする液晶表示素子の製
造方法。
【請求項１０】請求項９に記載の液晶表示素子におい
て、ブラックライトを用いて前記高分子前駆体の光重合
を行うことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項１１】請求項９記載の液晶表示素子の製造方
法であって、前記３５０ｎｍにおける強度が０．１ｍＷ
以上１ｍＷ／ｃｍ２以下であることを特徴とする液晶表
示素子の製造方法。
【請求項１２】請求項９記載の液晶表示素子の製造方
法であって、前記３５０ｎｍにおける強度が０．１ｍＷ
／ｃｍ２以下であることを特徴とする液晶表示素子の製
造方法。
【請求項１３】請求項９記載の液晶表示素子の製造方
法であって、前記光重合を行う際に、前記液晶及び前記
高分子の前駆体の混合物を封入した層を２０℃乃至７０
℃に加温することを特徴とする液晶表示素子の製造方
法。
【請求項１４】請求項１３記載の液晶表示素子の製造
方法であって、前記加温時の温度が５０℃乃至６０℃で
あることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項１５】対向する基板内面に電極を有する一対
の基板間に液晶分子と高分子とを互いに配向し分散した
液晶表示素子において、前記液晶として化合物１７【化１７】および化合物１８【化１８】の混合物を用い、前記高分子の前駆体として化合物１９【化１９】を用い、前記液晶の混合物と前記高分子前駆体の混合物
とからなる液晶層に紫外線を照射し、前記高分子前駆体
を重合して形成した液晶と高分子との複合層を前記一対
の基板間に挟持したことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１６】対向する基板内面に電極を有する一対
の基板間に液晶分子と高分子とを互いに配向し分散した
液晶表示素子の製造方法において、前記液晶として化合
物２０【化２０】および化合物２１【化２１】の混合物を用い、前記高分子の前駆体として化合物２２【化２２】を用い、前記液晶の混合物と前記高分子の前駆体の混合
物を前記一対の基板間に封入し、３００ｎｍ乃至４００
ｎｍの波長領域で、ほぼ３５０ｎｍにおける強度が４ｍ
Ｗ／ｃｍ２以下の紫外線を前記高分子前駆体に照射し前
記高分子を重合したことを特徴とする液晶表示素子の製
造方法。
【請求項１７】請求項１６に記載の液晶表示素子にお
いて、ブラックライトを用いて前記高分子前駆体の光重
合を行うことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項１８】請求項１６記載の液晶表示素子の製造
方法であって、前記３５０ｎｍにおける強度が０．１ｍ
Ｗ以上１ｍＷ／ｃｍ２以下であることを特徴とする液晶
表示素子の製造方法。
【請求項１９】請求項１６記載の液晶表示素子の製造
方法であって、前記３５０ｎｍにおける強度が０．１ｍ
Ｗ／ｃｍ２以下であることを特徴とする液晶表示素子の
製造方法。
【請求項２０】請求項１６記載の液晶表示素子の製造
方法であって、前記光重合を行う際に、前記液晶及び前
記高分子の前駆体の混合物を封入した層を２０℃乃至７
０℃に加温することを特徴とする液晶表示素子の製造方
法。
【請求項２１】請求項２０記載の液晶表示素子の製造
方法であって、前記加温時の温度が５０℃乃至６０℃で
あることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。