JPH06160817A - Production of high polymer dispersion type liquid crystal display element - Google Patents
Production of high polymer dispersion type liquid crystal display elementInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液晶滴が高分子壁によ
り囲まれた高分子分散型液晶表示素子に関し、さらに詳
しくは、従来モードであるＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＦＬ
Ｃ等のモードに適応でき、これらモードをフィルム基板
化できる技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer-dispersed liquid crystal display device in which liquid crystal droplets are surrounded by polymer walls, and more specifically, conventional modes such as TN, STN, ECB and FL.
The present invention relates to a technique which can be applied to modes such as C and can be made into a film substrate in these modes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液晶表示素子としては、多くの表示モー
ドを利用したものが存在する。例えば、電気光学効果を
適用した液晶表示素子では、ネマティック液晶を用いた
ツイステッドネマティック（ＴＮ）型液晶表示素子やス
ーパーツイステッドネマティック（ＳＴＮ）型液晶表示
素子が実用化されており、また強誘電性液晶（ＦＬＣ）
を用いた液晶表示素子も提案されている。これらの液晶
表示素子は偏光板を必要とし、さらには液晶に配向処理
を要する。2. Description of the Related Art As liquid crystal display elements, there are those which utilize many display modes. For example, as a liquid crystal display element to which an electro-optical effect is applied, a twisted nematic (TN) type liquid crystal display element using a nematic liquid crystal or a super twisted nematic (STN) type liquid crystal display element has been put into practical use, and a ferroelectric liquid crystal is also used. (FLC)
A liquid crystal display device using is also proposed. These liquid crystal display elements require a polarizing plate, and the liquid crystal needs an alignment treatment.
【０００３】一方、偏光板を必要としない液晶表示素子
としては、動的散乱（ＤＳ）効果や相転移（ＰＣ）効果
を適用した液晶表示素子がある。さらに最近では、偏光
板を必要とせず、しかも液晶の配向処理が不要な液晶表
示素子も実現されている。これは、対向する２つの基板
の間に高分子中に分散された液晶を有する高分子分散型
液晶表示素子であり、液晶の複屈折性を利用して表示を
行うものである。基本的には、電圧が印加されると液晶
分子の配向が一様となるので、液晶材料の常光屈折率と
高分子の屈折率とが一致した透明状態を得、電圧が印加
されない時には液晶分子の配向が乱れた光散乱状態を作
り出して不透明状態を得ることにより表示を行ってい
る。On the other hand, as a liquid crystal display element which does not require a polarizing plate, there is a liquid crystal display element to which a dynamic scattering (DS) effect or a phase transition (PC) effect is applied. Furthermore, recently, a liquid crystal display element that does not require a polarizing plate and does not require liquid crystal alignment treatment has been realized. This is a polymer-dispersed liquid crystal display device having a liquid crystal dispersed in a polymer between two opposing substrates, and displays by utilizing the birefringence of the liquid crystal. Basically, the orientation of the liquid crystal molecules becomes uniform when a voltage is applied, so a transparent state where the ordinary refractive index of the liquid crystal material and the refractive index of the polymer match is obtained, and when no voltage is applied, the liquid crystal molecules are The display is performed by creating a light scattering state in which the orientation of is disturbed to obtain an opaque state.
【０００４】ところで、上述した高分子分散型液晶表示
素子の製造方法としては、従来では例えば、以下に示す
方法が提案されているが、それにはいくつかの問題点が
あった。By the way, as a method of manufacturing the above-mentioned polymer-dispersed liquid crystal display device, for example, the following method has been conventionally proposed, but it has some problems.
【０００５】まず、特開昭58−501631号公報には対向基
板の間隙にポリマーカプセルに包含された液晶滴を形成
する方法が開示されている。しかし、この液晶滴は独立
泡であるために、得られる液晶表示素子は液晶配向に変
化が生じる駆動電圧が高く、利用範囲が狭い。First, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-501631 discloses a method of forming liquid crystal droplets contained in a polymer capsule in a gap between opposed substrates. However, since the liquid crystal droplets are independent bubbles, the obtained liquid crystal display element has a high driving voltage that causes a change in the liquid crystal alignment, and its use range is narrow.
【０００６】特開昭61−502128号公報等には、液晶と光
硬化性樹脂または熱硬化性樹脂とを混合し、この混合物
中の樹脂を硬化させることにより液晶を析出させて樹脂
中に液晶滴を形成する方法が開示されており、また特開
平3−72317号公報にはこのような液晶滴の径を制御する
方法が開示されている。しかし、これらの方法は液晶滴
を形成する際に液晶と樹脂との相分離を利用しているた
めに、液晶滴の径を精密に制御することや液晶滴の平面
的な配置を精密に行ったりすることが困難であった。In Japanese Patent Laid-Open No. 61-502128, a liquid crystal is mixed with a photo-curing resin or a thermosetting resin, and the resin in the mixture is cured to precipitate the liquid crystal, thereby causing the liquid crystal in the resin. A method for forming droplets is disclosed, and JP-A-3-72317 discloses a method for controlling the diameter of such liquid crystal droplets. However, since these methods use phase separation between the liquid crystal and resin when forming the liquid crystal droplets, the diameter of the liquid crystal droplets can be precisely controlled and the planar arrangement of the liquid crystal droplets can be precisely performed. It was difficult to do.
【０００７】特開平3−59515号公報等には、高分子多孔
膜に液晶を含浸させる方法が開示されている。この方法
は液晶滴を形成する際に相分離を利用しないため、高分
子および液晶の選択の幅が広く、また高分子多孔膜が充
分に精製できるという利点を有するが、現状では液晶滴
の径を充分に制御し、かつ液晶滴の平面的な配置を精密
に行うことはできていない。JP-A-3-59515 discloses a method of impregnating a polymer porous film with liquid crystal. Since this method does not utilize phase separation when forming liquid crystal droplets, it has the advantage that the polymer and liquid crystal can be selected in a wide range and that the polymer porous membrane can be sufficiently purified. It has not been possible to sufficiently control the liquid crystal composition and precisely arrange the liquid crystal droplets in a plane.
【０００８】特開平3−46621号公報には、電極を有する
２枚の透明基板の間隙に光の散乱源となるポリマービー
ズを液晶中に浮遊させた混合物を形成する方法が開示さ
れている。この方法によると混合物における光の散乱強
度は大きくなり、また液晶中にビーズを均一に分散させ
ることが難しく、表示むらが発生し易い。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 3-46621 discloses a method of forming a mixture in which polymer beads, which are light scattering sources, are suspended in a liquid crystal in a gap between two transparent substrates having electrodes. According to this method, the light scattering intensity in the mixture becomes large, and it is difficult to uniformly disperse the beads in the liquid crystal, and display unevenness is likely to occur.
【０００９】このように従来の方法では、液晶滴の形状
を均一にすることや液晶の平面的な配置を制御すること
が難しいという問題があった。従って、得られる表示モ
ードを利用した液晶表示素子は電気光学特性の急峻性が
欠如しており、デューティ駆動におけるデューティ比を
大きくすることができず、高精細化および大画面化を行
い得なかった。As described above, the conventional method has a problem that it is difficult to make the shape of the liquid crystal droplet uniform and to control the planar arrangement of the liquid crystal. Therefore, the liquid crystal display element utilizing the obtained display mode lacks the steepness of the electro-optical characteristics, the duty ratio in duty driving cannot be increased, and high definition and large screen cannot be achieved. .
【００１０】上記問題を解決するために、高分子中に液
晶を分散させると同時に液晶の配向処理を行うことがい
くつか試みられている。例えば特開平3−52843号公報、
リキッドクリスタル Vol.5, No.5, pp1477-1989, (198
9)には、液晶セルを形成する際、高分子の重合を行うと
同時に磁場、電場を印加することにより液晶の配向処理
を行う方法が開示されており、また第１７回液晶討論会
講演予稿集320頁には、配向処理を行った基板を用
い、高分子壁を通して間接的に液晶の配向処理を行う方
法が開示されている。しかし、これらの方法は一方向だ
けに液晶分子を配向させる方法であり、液晶セル両面で
異なる方向に配向させることが必要な表示モードである
ＴＮモードおよびＳＴＮモードには応用できない。In order to solve the above problems, some attempts have been made to disperse liquid crystals in a polymer and at the same time perform alignment treatment of the liquid crystals. For example, JP-A-3-52843,
Liquid Crystal Vol.5, No.5, pp1477-1989, (198
In 9), there is disclosed a method of polymerizing a polymer and at the same time, applying a magnetic field and an electric field to align a liquid crystal when forming a liquid crystal cell. On page 320 of the collection, there is disclosed a method of indirectly aligning liquid crystal through a polymer wall using a substrate subjected to alignment treatment. However, these methods are methods of aligning liquid crystal molecules in only one direction, and cannot be applied to TN mode and STN mode, which are display modes that require alignment in different directions on both sides of a liquid crystal cell.
【００１１】さらに、例えば特開平2−153318号公報に
は、フォトマスクを用いて液晶表示素子の表示エリアを
高分子中で限定する方法が開示されている。この方法
は、まず、光照射することにより硬化した透明部とフォ
トマスクで覆われた未硬化部とを電極間に電圧を印加し
ながら分離し、次いで、フォトマスクを除去してから未
硬化部を硬化して散乱部とするものである。得られる表
示素子は、基本的には単独絵素を意識したものであり、
電場を加えると散乱部が透明になることで全体が透明に
なる。しかし、この方法はフォトマスクで液晶の形状を
制御するものではない。Further, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-153318 discloses a method of limiting a display area of a liquid crystal display element in a polymer by using a photomask. In this method, first, a transparent part cured by light irradiation and an uncured part covered with a photomask are separated while applying a voltage between electrodes, and then the photomask is removed, and then the uncured part is removed. Is cured to form a scattering portion. The obtained display element is basically conscious of a single picture element,
When an electric field is applied, the scattering part becomes transparent and the whole becomes transparent. However, this method does not control the shape of the liquid crystal with a photomask.
【００１２】一方、ＦＬＣを用いた表示素子において
は、自発分極を発現し得るスメクティックＣ相（ＳｍＣ
相）が利用されるが、液晶分子の規則性がネマティック
相よりも結晶に近いので衝撃に弱いことが問題となって
いる。この問題を解決するため、ＦＬＣを高分子中に分
散させ、かつ液晶の配向処理を行うことが提案されてい
るが、現状では高分子中で液晶の配向処理を行うことは
難しく、実用化には至っていない。例えば、特開昭63−
264721号公報および63−264722号公報には、ＦＬＣを高
分子中に分散させてフィルム状に加工してから一方向に
延伸処理を行うことにより液晶を配向させる方法が開示
されている。しかし、この方法では液晶と高分子との界
面が絵素内に数多く存在し、入射する直線偏光を散乱さ
せ一部の光を脱偏光させるため、液晶セルの黒レベルが
低下し、従ってコントラストも低下するという問題があ
る。この問題はＦＬＣを用いた表示素子だけでなく、偏
光板を用いた他の液晶表示素子においても同様に起こ
る。On the other hand, in a display device using FLC, a smectic C phase (SmC
However, the regularity of liquid crystal molecules is closer to that of a crystal than that of a nematic phase, so that it is vulnerable to impact. In order to solve this problem, it has been proposed to disperse FLC in a polymer and perform alignment treatment of the liquid crystal, but at present, it is difficult to perform alignment treatment of the liquid crystal in the polymer, and it is practically used. Has not arrived. For example, JP-A-63-
Japanese Patent Nos. 264721 and 63-264722 disclose a method in which FLC is dispersed in a polymer, processed into a film, and then stretched in one direction to orient the liquid crystal. However, in this method, there are many interfaces between the liquid crystal and the polymer in the pixel, and the incident linearly polarized light is scattered to depolarize a part of the light, so that the black level of the liquid crystal cell is lowered and therefore the contrast is also reduced. There is a problem of decrease. This problem occurs not only in the display element using the FLC but also in other liquid crystal display elements using the polarizing plate.
【００１３】また、特開昭59−201021号公報および特開
平3−192334号公報には、ＦＬＣの耐衝撃性を付与する
目的で、配向処理した基板材料にフォトリソグラフィー
を用いて高分子壁を形成することにより液晶セルを作製
してから液晶を注入する方法が開示されている。しか
し、この方法では独立した液晶エリアを形成することが
できず、またセル厚を厳密に維持することが困難であっ
た。Further, in JP-A-59-201021 and JP-A-3-192334, for the purpose of imparting the impact resistance of FLC, a polymer wall is formed on an oriented substrate material by photolithography. A method of injecting liquid crystal after forming a liquid crystal cell by forming the liquid crystal cell is disclosed. However, this method cannot form an independent liquid crystal area, and it is difficult to strictly maintain the cell thickness.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】このように、高分子中
に液晶材料を分散させると同時に液晶の配向処理を行う
ことは難しく、また配向処理ができたとしても、液晶と
高分子との界面で起こる散乱による脱偏光のためにコン
トラストが著しく低下するという問題があった。まず、
配向処理が難しいという理由については、高分子中に液
晶を分散させる際に基板と液晶との間に高分子が入り込
むために、基板での配向処理ができないからである。ま
た、液晶と高分子との界面で起こる散乱の問題について
は、絵素内における液晶と高分子との界面をできるだけ
少なくし、かつ１絵素に少なくとも１つの液晶滴が存在
すること、すなわち液晶滴の配置および大きさの制御を
可能にすることで一応解決できるものの、現状では成行
きで液晶滴を形成しているので液晶滴の配置および大き
さを制御するまでには至っていないからである。さら
に、これらの問題に加えてＦＬＣを用いた表示素子にお
いては、上述したように耐衝撃性が弱いという問題があ
る。As described above, it is difficult to disperse the liquid crystal material in the polymer and simultaneously perform the alignment treatment of the liquid crystal. Even if the alignment treatment can be performed, the interface between the liquid crystal and the polymer is difficult. There is a problem that the contrast is significantly lowered due to the depolarization due to the scattering that occurs in 1. First,
The reason why the alignment treatment is difficult is that the alignment treatment cannot be performed on the substrate because the polymer enters between the substrate and the liquid crystal when the liquid crystal is dispersed in the polymer. Regarding the problem of scattering occurring at the interface between the liquid crystal and the polymer, the interface between the liquid crystal and the polymer in the picture element should be as small as possible, and at least one liquid crystal droplet should exist in one picture element. Although it is possible to solve the problem by making it possible to control the arrangement and size of the droplets, it is not possible to control the arrangement and the size of the liquid crystal droplets because the liquid crystal droplets are currently being formed. . Further, in addition to these problems, a display element using FLC has a problem that the impact resistance is weak as described above.
【００１５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、高分子中における液晶の配向処理が可
能で、しかも液晶と高分子との間の散乱を抑制し得る高
分子分散型液晶表示素子およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to perform alignment treatment of liquid crystal in a polymer, and further, it is possible to suppress dispersion between the liquid crystal and the polymer. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の高分子分散型液
晶表示素子の製造方法は、一対の基板が対向配設される
と共に、両基板間に高分子壁で包囲された複数の液晶滴
の各々が１または隣接する複数の絵素に対して形成さ
れ、かつ少なくとも一方の基板の液晶滴側には配向膜が
形成された高分子分散型液晶表示素子の製造方法におい
て、２つの基板の少なくとも一方の片面に光または熱重
合開始剤を含む薄膜パターンを高分子壁形成部分に形成
する工程と、２つの基板を、該薄膜パターン形成面を内
側に配し、かつ間隙を設けて対向させる工程と、該間隙
に液晶と光または熱重合性化合物とからなる混合材料を
注入する工程と、該重合開始剤および混合材料に対し、
光を照射するかまたは熱を加えることにより該光または
熱重合性化合物を硬化させる工程とを含み、そのことに
より上記目的が達成される。A method of manufacturing a polymer-dispersed liquid crystal display device according to the present invention comprises a pair of substrates opposed to each other and a plurality of liquid crystal droplets surrounded by a polymer wall between the substrates. In a method for manufacturing a polymer dispersion type liquid crystal display element in which each of the two is formed for one or a plurality of adjacent picture elements, and an alignment film is formed on the liquid crystal droplet side of at least one of the two substrates. A step of forming a thin film pattern containing a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator on at least one surface in a polymer wall forming portion, and two substrates are opposed to each other with the thin film pattern forming surface provided inside and a gap. A step, a step of injecting a mixed material consisting of a liquid crystal and a photo- or heat-polymerizable compound into the gap, and the polymerization initiator and the mixed material,
Curing the light- or heat-polymerizable compound by irradiating with light or applying heat, whereby the above object is achieved.
【００１７】好適な実施態様としては、上記重合開始剤
が光重合開始剤であり、上記重合性化合物が光重合性化
合物であり、上記薄膜パターンの５０％以上を露出する
フォトマスクを一方の基板の外側に被せ、該フォトマス
クを介して該光重合開始剤および前記混合材料に対し光
を照射することにより該光重合性化合物を硬化する。好
適な実施態様としては、上記２つの基板の液晶滴とは反
対側の面に偏光板を形成する。In a preferred embodiment, the polymerization initiator is a photopolymerization initiator, the polymerizable compound is a photopolymerizable compound, and a photomask exposing 50% or more of the thin film pattern is provided on one substrate. The photopolymerization initiator and the mixed material are irradiated with light through the photomask to cure the photopolymerizable compound. In a preferred embodiment, a polarizing plate is formed on the surfaces of the two substrates opposite to the liquid crystal droplets.
【００１８】[0018]
【作用】本発明の高分子分散型液晶表示素子の製造方法
においては、重合開始剤を含む薄膜パターンを２つの基
板の少なくとも一方の高分子壁形成部分に形成した後、
紫外線または熱により混合材料中の重合性化合物を硬化
する。混合材料に対し紫外線を照射するかまたは熱を加
えると、薄膜パターンに含まれる重合開始剤により重合
性化合物の硬化反応が開始し、薄膜パターンに接して高
分子壁が形成し始める。これにより、薄膜パターンの形
成部位には高分子壁が形成し、１または隣接する複数の
絵素に対しては配向処理が施された液晶滴が存在する。In the method for producing a polymer-dispersed liquid crystal display device of the present invention, after forming a thin film pattern containing a polymerization initiator on at least one polymer wall forming portion of two substrates,
The polymerizable compound in the mixed material is cured by ultraviolet rays or heat. When the mixed material is irradiated with ultraviolet rays or heated, the polymerization initiator contained in the thin film pattern starts the curing reaction of the polymerizable compound, and the polymer wall starts to form in contact with the thin film pattern. As a result, a polymer wall is formed at the portion where the thin film pattern is formed, and liquid crystal droplets that have been subjected to the alignment treatment exist for one or a plurality of adjacent picture elements.
【００１９】[0019]
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて説明する。EXAMPLES Next, the present invention will be explained based on examples.
【００２０】（実施例１）図１は、本実施例の高分子分
散型液晶表示素子の製造方法を示す断面図であり、図２
は、本実施例で得られる高分子分散型液晶表示素子の概
略断面図である。この液晶表示素子は図２に示すよう
に、基板１、２が間に高分子壁７に包囲された液晶滴８
を有して対向している。基板１の液晶滴側には電極線３
が設けられ、電極線３を覆うように配向膜５が形成さ
れ、配向膜５上の絵素１２以外の部分に光重合開始剤を
含む薄膜パターン９が形成されている。基板２の内側に
は電極線４が設けられ、電極線４を覆うように配向膜６
が形成され、配向膜６上の絵素１２を除いた部分に光重
合開始剤を含む薄膜パターン１０が形成されている。こ
のような構造を有する液晶表示素子は以下のように製造
される。(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing a method for manufacturing a polymer dispersion type liquid crystal display device of this embodiment.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a polymer-dispersed liquid crystal display device obtained in this example. As shown in FIG. 2, this liquid crystal display element has a liquid crystal droplet 8 in which substrates 1 and 2 are surrounded by a polymer wall 7.
Are facing each other. An electrode wire 3 is provided on the liquid crystal drop side of the substrate 1.
Is provided, an alignment film 5 is formed so as to cover the electrode lines 3, and a thin film pattern 9 containing a photopolymerization initiator is formed on a portion other than the pixel 12 on the alignment film 5. An electrode wire 4 is provided inside the substrate 2, and an alignment film 6 is formed so as to cover the electrode wire 4.
And a thin film pattern 10 containing a photopolymerization initiator is formed on the alignment film 6 except the pixels 12. The liquid crystal display device having such a structure is manufactured as follows.
【００２１】図１に示すように、まず、基板１、２上に
ＩＴＯ（酸化インジウムおよび酸化スズの混合物）から
なる電極線３、４を形成する。本実施例においては、基
板１、２としてフリントガラス（日本板ガラス製）を用
い、厚さ１．１ｍｍ、３０ｍｍ角とした。また電極線
３、４は厚さ５００オングストローム、幅２００μｍと
し、間隔５０μｍ、電極線数１００×１００とした。次
いで、電極線３、４を覆うようにポリイミド（ＳＥ１５
０、日産化学製）をスピンコート法により塗布し、熱硬
化することによって配向膜５、６を形成した後、一方向
にナイロン布を用いてラビング処理を行う。As shown in FIG. 1, first, electrode lines 3 and 4 made of ITO (a mixture of indium oxide and tin oxide) are formed on substrates 1 and 2. In this example, flint glass (made by Nippon Sheet Glass) was used as the substrates 1 and 2, and the thickness was 1.1 mm and 30 mm square. The electrode wires 3 and 4 had a thickness of 500 angstroms and a width of 200 μm, an interval of 50 μm, and the number of electrode wires of 100 × 100. Next, the polyimide (SE15
No. 0 (manufactured by Nissan Kagaku Co., Ltd.) is applied by a spin coating method and heat-cured to form the alignment films 5 and 6, and then a rubbing treatment is performed using a nylon cloth in one direction.
【００２２】次に、配向膜５、６の上に以下の方法によ
り薄膜パターン９、１０を形成する。まず、支持体とな
るポジ型レジスト材料（AZ1350、Shipley社）に光重合
開始剤（Irugacure 184）を５重量％の割合で加えた溶
液をスピンコート法により配向膜５、６の上に塗布して
ポジ型フォトレジストを形成する。次いで、図２に示す
ように、フォトマスクをポジ型フォトレジスト上の絵素
１２となる部分を除いた部分をフォトマスクで覆い、高
圧水銀ランプ下、１５ｍＷ／ｃｍ2（３６５ｎｍ）の照
射量で露光し、現像液で現像を行い、露光部のレジスト
を除去して同一パターンの薄膜パターン９、１０を得
る。なお、ここで絵素１２となる部分を除いた部分と
は、後の工程で基板１、基板２を対向させて液晶セルを
形成した際、基板１に形成された電極線３の各間および
基板２に形成された電極線４の各間に相当する部分のこ
とを言う。Next, thin film patterns 9 and 10 are formed on the alignment films 5 and 6 by the following method. First, a solution prepared by adding a photopolymerization initiator (Irugacure 184) at a ratio of 5% by weight to a positive resist material (AZ1350, Shipley) serving as a support is applied onto the alignment films 5 and 6 by spin coating. Forming a positive photoresist. Then, as shown in FIG. 2, the photomask is covered with a photomask except for the portion to be the picture element 12 on the positive type photoresist, and is irradiated with 15 mW / cm 2 (365 nm) under a high pressure mercury lamp. The film is exposed and developed with a developing solution, and the resist in the exposed area is removed to obtain thin film patterns 9 and 10 having the same pattern. Here, the portion excluding the portion that becomes the picture element 12 means between each of the electrode lines 3 formed on the substrate 1 and when the liquid crystal cell is formed by facing the substrate 1 and the substrate 2 in a later step. The portion corresponding to each of the electrode wires 4 formed on the substrate 2 is referred to.
【００２３】このような基板１、２を電極線３、４が互
いに向い合い、かつ電極線３、４が相互に交差するよう
に間隙を設けて対向させ、６μｍのスペーサーを用いて
液晶セルを形成する。Such substrates 1 and 2 are opposed to each other with a gap so that the electrode lines 3 and 4 face each other and the electrode lines 3 and 4 intersect each other, and a liquid crystal cell is formed by using a spacer of 6 μm. Form.
【００２４】次に、図１に示すように基板２上に絵素１
２となる部分が遮光されるように、フォトマスク１１を
配置し、さらに液晶セル中に光重合性化合物と液晶とを
均一に混合した混合材料１３を注入し、その後平行光線
が得られる高圧水銀ランプによって紫外線を１０ｍＷ／
ｃｍ2、５分間照射して光重合性化合物を硬化する。本
実施例においては、上記光重合性化合物として、トリメ
チロールプロパントリメタクリレート０．１ｇと2-エチ
ルヘキシルアクリレート０．４ｇとイソボルニルアクリ
レート０．５ｇとの混合物を使用した。また、液晶とし
てはZLI-3700-000（メルク社製）にＣＮ（コレステリッ
クノナネート）を０．３％添加した混合物４ｇを使用し
た。これにより、図２に示すように紫外線が照射された
薄膜パターン９、１０部分においては薄膜パターン９、
１０に接して物理的強度の高い高分子壁７が形成し、フ
ォトマスク１１で覆われた部分には配向膜５、６に接し
て配向処理が施された液晶滴８が形成する。Next, as shown in FIG. 1, the picture element 1 is formed on the substrate 2.
A photomask 11 is arranged so that a portion to be 2 is shielded, and further, a mixed material 13 in which a photopolymerizable compound and liquid crystal are uniformly mixed is injected into a liquid crystal cell, and thereafter, high-pressure mercury capable of obtaining parallel rays. UV light of 10 mW /
cm 2 is irradiated for 5 minutes to cure the photopolymerizable compound. In this example, as the photopolymerizable compound, a mixture of 0.1 g of trimethylolpropane trimethacrylate, 0.4 g of 2-ethylhexyl acrylate and 0.5 g of isobornyl acrylate was used. As the liquid crystal, 4 g of a mixture of ZLI-3700-000 (manufactured by Merck & Co.) in which 0.3% of CN (cholesteric nonanate) was added was used. As a result, as shown in FIG. 2, in the thin film patterns 9 and 10 irradiated with ultraviolet rays, the thin film patterns 9 and 10,
A polymer wall 7 having a high physical strength is formed in contact with 10, and liquid crystal droplets 8 subjected to an alignment process are formed in a portion covered with the photomask 11 in contact with the alignment films 5 and 6.
【００２５】得られた液晶パネルを液体窒素中で剥離
し、液晶をアセトンで洗い流した後、形成された高分子
壁の水平断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察した
ところ、フォトマスク１１のパターン（絵素１２の分布
に同じ）と同じ規則性を有し、かつ大きさが均一に揃っ
た液晶滴が形成されていることが確認された。The obtained liquid crystal panel was peeled off in liquid nitrogen, the liquid crystal was washed off with acetone, and the horizontal cross section of the formed polymer wall was observed by SEM (scanning electron microscope). It was confirmed that liquid crystal droplets having the same regularity as the pattern (the same as the distribution of the picture element 12) and having a uniform size were formed.
【００２６】上記液晶パネルはその後、配向方向に沿っ
た方向に偏光方向を合わせて２枚の偏光板で挟むことに
より本実施例の液晶表示素子を得る。After that, the liquid crystal panel is sandwiched between two polarizing plates with the polarization direction aligned with the alignment direction to obtain the liquid crystal display element of this embodiment.
【００２７】（実施例２）まず、実施例１と同様にして
基板１、２に電極線３、４、および配向膜５、６を形成
した後、実施例１と同様にしてラビング処理を行う。(Embodiment 2) First, the electrode lines 3 and 4 and the alignment films 5 and 6 are formed on the substrates 1 and 2 in the same manner as in Embodiment 1, and then the rubbing treatment is carried out in the same manner as in Embodiment 1. .
【００２８】次に、支持体（ポリスチレン）に実施例１
と同じ光重合開始剤を５重量％の割合で加えた後、トル
エンで希釈して３重量％溶液とする。続いて、配向膜
５、６の上の絵素１２となる部分を除いた部分に、上記
トルエン溶液を用いてシール印刷により印刷して乾燥後
の厚さが１μｍの同一パターンの薄膜パターン９、１０
を形成する。次いで、実施例１と同様にして液晶セルを
形成し、フォトマスク１１を配置し、実施例１と同じ混
合材料１３を液晶セル中に注入した後、実施例１と同様
にして紫外線を照射して光重合性化合物を硬化し、液晶
パネルを得る。この液晶パネルは実施例１と同様にして
偏光板で挟んで本実施例の液晶表示素子を得る。Next, Example 1 was applied to the support (polystyrene).
The same photopolymerization initiator as above was added at a ratio of 5% by weight and then diluted with toluene to obtain a 3% by weight solution. Subsequently, a thin film pattern 9 of the same pattern having a thickness of 1 μm after being printed by seal printing using the above-mentioned toluene solution on a portion of the alignment films 5 and 6 excluding the portion to be the picture element 12, 10
To form. Then, a liquid crystal cell is formed in the same manner as in Example 1, a photomask 11 is arranged, the same mixed material 13 as in Example 1 is injected into the liquid crystal cell, and then ultraviolet rays are irradiated in the same manner as in Example 1. Then, the photopolymerizable compound is cured to obtain a liquid crystal panel. This liquid crystal panel is sandwiched between polarizing plates in the same manner as in Example 1 to obtain the liquid crystal display element of this example.
【００２９】[0029]
【表１】 [Table 1]
【００３０】上記表１は、上記実施例１、２における液
晶パネルおよびこれと比較するために製造した液晶パネ
ル（比較例１および比較例２）について、コントラスト
を測定した結果を示したものである。比較例１は高分子
分散型でない従来のＴＮ型の液晶パネル、比較例２は上
記実施例１において薄膜パターン９、１０を形成しなか
ったものである。これらの液晶パネルについて、電圧が
無印加の場合および電極に１０Ｖの電圧を印加した場合
における、液晶表示素子を透過する光の透過率を測定
し、それらの比（電圧無印加時の光の透過率／電圧印加
時の光の透過率）を求めることによりコントラストを測
定した。それによると、薄膜パターン９、１０を形成し
た実施例１および２の高分子分散型液晶パネルは高いコ
ントラストを有していることがわかる。また、高分子分
散型でない比較例１の液晶パネルも高いコントラストを
有しているが、この液晶パネルを立てかけると表示むら
が上下で観測された。このことから、薄膜パターン９、
１０を形成することにより、液晶と高分子とが明確に分
離し、かつ絵素１２内における高分子と液晶との界面が
大幅に減少し、高分子と液晶との間の散乱が充分に低減
された高分子分散型液晶表示素子が得られることがわか
る。Table 1 shows the results of measuring the contrast of the liquid crystal panels in Examples 1 and 2 and the liquid crystal panels manufactured for comparison (Comparative Examples 1 and 2). . Comparative Example 1 is a conventional TN type liquid crystal panel which is not a polymer dispersion type, and Comparative Example 2 is the one in which the thin film patterns 9 and 10 were not formed in Example 1 above. With respect to these liquid crystal panels, the transmittance of light passing through the liquid crystal display element was measured when no voltage was applied and when a voltage of 10 V was applied to the electrodes, and their ratio (the transmission of light when no voltage was applied was measured). The contrast was measured by determining (rate / light transmittance when voltage is applied). According to this, it is understood that the polymer dispersed liquid crystal panels of Examples 1 and 2 in which the thin film patterns 9 and 10 are formed have high contrast. Further, the liquid crystal panel of Comparative Example 1 which is not a polymer dispersion type also has a high contrast, but when the liquid crystal panel is leaned, display unevenness is observed at the top and bottom. From this, the thin film pattern 9,
By forming 10, the liquid crystal and the polymer are clearly separated, and the interface between the polymer and the liquid crystal in the pixel 12 is significantly reduced, and the scattering between the polymer and the liquid crystal is sufficiently reduced. It can be seen that the polymer dispersion type liquid crystal display device thus obtained is obtained.
【００３１】なお、上述したように、本発明において薄
膜パターンは支持体に重合開始剤を加えた後、これを溶
媒に希釈したものを用いて、少なくとも一方の基板に対
し、該当する基板に形成された電極線側の面に形成す
る。好ましくは両方の基板に同一のパターンで形成す
る。上記実施例１、２においては基板１、２の両方に同
一のパターンで形成した。As described above, in the present invention, the thin film pattern is formed on at least one of the substrates by adding the polymerization initiator to the support and then diluting this with a solvent on the corresponding substrate. It is formed on the surface of the formed electrode line. Preferably, the same pattern is formed on both substrates. In the above Examples 1 and 2, the same pattern was formed on both the substrates 1 and 2.
【００３２】薄膜パターンを形成する方法としては、印
刷法や半導体産業で使用されているリソグラフィ等が挙
げられる。実施例１においてはフォトリソグラフィによ
り形成し、実施例２においてはシール印刷により形成し
た。Examples of the method for forming the thin film pattern include a printing method and lithography used in the semiconductor industry. It was formed by photolithography in Example 1, and was formed by seal printing in Example 2.
【００３３】印刷法で薄膜パターンを形成するには、支
持体に重合開始剤を添加し溶媒に溶解したものを使用
し、例えばシール印刷、スクリーン印刷、オフセット印
刷等により行う。支持体としては高分子材料を使用する
ことができ、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭ
Ａ）、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、ポリ
カーボネート、酢酸ビニル、ポリイミド等を挙げること
ができる。実施例２においてはポリスチレンを使用し
た。また、溶媒は使用する支持体の材質に左右される
が、例えばトルエン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、
γ−ブチロラクトン等を使用し得る。実施例２において
はトルエンを使用した。上記溶媒は支持体および重合開
始剤の混合物を溶解して０．１〜５０重量％の溶液とす
る。実施例２においては３重量％溶液とした。In order to form a thin film pattern by a printing method, a support having a polymerization initiator added and dissolved in a solvent is used, for example, sticker printing, screen printing or offset printing. A polymer material can be used as the support, and for example, polymethyl methacrylate (PMM) can be used.
A), polyvinyl alcohol, nitrocellulose, polycarbonate, vinyl acetate, polyimide, etc. can be mentioned. In Example 2, polystyrene was used. Further, the solvent depends on the material of the support used, but for example, toluene, methyl ethyl ketone (MEK),
γ-butyrolactone or the like can be used. Toluene was used in Example 2. The solvent dissolves the mixture of the support and the polymerization initiator to form a 0.1 to 50% by weight solution. In Example 2, a 3 wt% solution was used.
【００３４】フォトリソグラフィで薄膜パターンを形成
するには、ポジ型レジスト材料に重合開始剤を添加し、
これを２つの基板の少なくとも一方に全面に塗布後、薄
膜パターンを形成したい部分をフォトマスクで覆い露光
し、露光部のレジストを除去する。ポジ型レジスト材料
としては例えばAZ1350（Shipley社）等を挙げることが
でき、実施例１においてもこれを使用した。To form a thin film pattern by photolithography, a polymerization initiator is added to a positive resist material,
After applying this on at least one of the two substrates over the entire surface, a portion where a thin film pattern is to be formed is covered with a photomask and exposed, and the resist in the exposed portion is removed. Examples of the positive type resist material include AZ1350 (Shipley Co.) and the like, which was also used in Example 1.
【００３５】重合開始剤としては、光重合開始剤および
熱重合開始剤を使用することができる。光重合開始剤と
しては、Irugacure 184、651および907、Darocure 117
3、1116および2959等を使用することができる。熱重合
開始剤としてはＢＰＯ、ｔ−ブチルパーオキサイド等の
過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）等
のラジカル発生剤、エチルアミン、ｎ−ブチルアミン、
ベンジルアミン、ジエチレントリアミン、テトラアメチ
レンペンタミン、メンセンジアミン、ジアミノジフェニ
ルメタン等のアミン化合物を使用することができる。実
施例１、２においては光重合開始剤であるIrugacure 18
4を使用した。上記重合開始剤は上記支持体に対し、１
〜２０重量％の割合で使用することができる。実施例１
においては５重量％の割合で使用し、実施例２において
は５重量％の割合で使用した。As the polymerization initiator, a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator can be used. As the photopolymerization initiator, Irugacure 184, 651 and 907, Darocure 117
3, 1116 and 2959 etc. can be used. As the thermal polymerization initiator, peroxides such as BPO and t-butyl peroxide, radical generators such as azobisisobutyronitrile (AIBN), ethylamine, n-butylamine,
Amine compounds such as benzylamine, diethylenetriamine, tetraamethylenepentamine, mensendiamine, diaminodiphenylmethane can be used. In Examples 1 and 2, the photopolymerization initiator Irugacure 18 was used.
4 was used. The polymerization initiator is added to the support in an amount of 1
It can be used in a proportion of up to 20% by weight. Example 1
In Example 2, 5% by weight was used, and in Example 2, 5% by weight was used.
【００３６】薄膜パターンは、絵素の面積の６０％以上
を覆わないように形成することが好ましい。薄膜パター
ンが絵素の面積の６０％以上を覆う場合には、この部分
に形成される高分子壁が散乱源となり、コントラストが
低下する。薄膜パターンを形成しない部分、すなわち液
晶滴が形成される部分の形状は特に限定されないが、好
ましい形状としては、円形、方形、台形、長方形、ひし
形、文字形、曲線および直線によって区切られた図形、
これら図形の一部をカットした図形、これら図形を組み
合わせた図形およびこれら小形図形の集合体等であり、
これらの図形の中から１種以上を選択して使用すればよ
いが、生産性を向上させるためにはできるだけ形状を１
種に揃えるのが好ましい。また、本実施例のように絵素
を除いた部分の全部に薄膜パターンを形成することが、
絵素内での散乱強度が低下して液晶表示素子のコントラ
ストが向上するので特に好ましい。あるいは絵素を除い
た部分の一部に形成してもよく、例えば図４に示すよう
に絵素を除いた部分に列状に形成したり、図５に示すよ
うに、上記形状を数絵素の組みとして形成してもよい。The thin film pattern is preferably formed so as not to cover 60% or more of the area of the picture element. When the thin film pattern covers 60% or more of the area of the picture element, the polymer wall formed in this portion serves as a scattering source and the contrast is lowered. The shape of the portion where the thin film pattern is not formed, that is, the shape where the liquid crystal droplets are formed is not particularly limited, but preferable shapes include circles, squares, trapezoids, rectangles, rhombuses, letters, figures delimited by curves and straight lines,
A figure obtained by cutting a part of these figures, a figure combining these figures, and an aggregate of these small figures,
One or more of these figures can be selected and used, but in order to improve productivity, the shape should be as small as possible.
It is preferable to align the seeds. Further, it is possible to form a thin film pattern on the entire portion excluding the picture elements as in this embodiment,
It is particularly preferable because the scattering intensity in the picture element is reduced and the contrast of the liquid crystal display element is improved. Alternatively, it may be formed in a part of the portion excluding the picture elements, for example, as shown in FIG. 4, it may be formed in a row in the portion excluding the picture elements, or as shown in FIG. It may be formed as a set of elements.
【００３７】２つの基板を対向させて液晶セルを形成す
る場合、液晶セルの厚さは表示モードごとに異なるが、
光硬化による場合には使用するフォトマスクのドット径
よりも大きくすることが好ましい。このようにすると、
形成される液晶滴が柱状のハニカム構造となり、絵素内
での散乱強度が低下して液晶表示素子のコントラストが
向上するからである。When a liquid crystal cell is formed by facing two substrates, the thickness of the liquid crystal cell varies depending on the display mode.
In the case of photo-curing, it is preferable to make it larger than the dot diameter of the photomask used. This way,
This is because the formed liquid crystal droplets have a columnar honeycomb structure, the scattering intensity in the picture element is reduced, and the contrast of the liquid crystal display element is improved.
【００３８】また、本発明で使用される混合材料は重合
性化合物と液晶とからなる。このうち、重合性化合物は
最終的に液晶滴を支持するポリマーマトリックスを形成
する物質であり、その選択は重要である。特に、ＴＦＴ
駆動を行う場合、液晶および高分子の電気絶縁性が要求
され、未硬化状態でも重合性化合物の比抵抗が１×１０
12オーム・ｃｍ以上必要である。使用される重合性化合
物としては、光硬化性および熱硬化性のモノマー、オリ
ゴマーまたはポリマーである。光硬化性のモノマーとし
ては、炭素原子数が３以上の長鎖アルキル基またはベン
ゼン環を有するアクリル酸およびアクリル酸エステルで
あり、例えば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等を挙げることが
できる。さらに、形成される高分子壁の物理的強度を高
めるために２以上の官能基を有する多官能性化合物、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、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
トラアクリレートを挙げることができ、より好ましくは
これらのモノマーをハロゲン化特に塩素化およびフッ素
化した化合物、例えば2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチ
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-テトラフルオロプロリルメタク
リレート、2,2,3,3-テトラクロロプロリルメタクリレー
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
アクリレートである。熱硬化性のモノマーとしては、ビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡジグ
リシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエー
テル、ヘキサヒドロビスフェノールＡジグリシジルエー
テル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネ
オペンチルグリコールジグリシジルエーテル、フタル酸
ジグリシジルエステル、トリグリシジルイソシアネー
ト、テトラグリシジルメタキシレンジアミン等である。
これらモノマーは、単独で使用してもよく、また２種以
上混合して使用してもよい。また、光硬化性および熱硬
化性のオリゴマーおよびポリマーとしては、例えば塩素
化およびフッ素化された上記モノマーの重合体を使用し
得る。これらモノマー、オリゴマーおよびポリマーは混
合して使用してもよい。実施例１、２においては重合性
化合物として光硬化性モノマーであるトリメチロールプ
ロパントリメタクリレートと2-エチルヘキシルアクリレ
ートとイソボルニルアクリレートとの混合物を使用し
た。The mixed material used in the present invention comprises a polymerizable compound and liquid crystal. Of these, the polymerizable compound is a substance that finally forms a polymer matrix that supports liquid crystal droplets, and its selection is important. Especially TFT
When driving, the liquid crystal and polymer are required to have electrical insulation, and the specific resistance of the polymerizable compound is 1 × 10 even in an uncured state.
12 ohm-cm or more is required. The polymerizable compound used is a photocurable or thermosetting monomer, oligomer or polymer. Examples of the photocurable monomer include acrylic acid and acrylate having a long-chain alkyl group having 3 or more carbon atoms or a benzene ring, such as isobutyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, isoamyl acrylate, n
-Butyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, tridecyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-
Phenoxyethyl methacrylate, isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate and the like can be mentioned. Furthermore, a polyfunctional compound having two or more functional groups to enhance the physical strength of the polymer wall formed, for example, bisphenol A dimethacrylate, bisphenol A diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1, Mention may be made of 6-hexanediol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, more preferably halogenated, especially chlorinated and fluorinated compounds of these monomers, such as 2 , 2,3,4,4,4-hexafluorobutyl methacrylate, 2,2,3,4,4,4-hexachlorobutyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoroprolyl methacrylate, 2,2, 3,3-Tetrachloroprolyl methacrylate, Perfluorooctylethyl methacrylate DOO, perchloropentyl methacrylate, perfluorooctyl ethyl acrylate, perchloropentyl acrylate. Examples of the thermosetting monomer include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, hexahydrobisphenol A diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, and diphthalic acid phthalate. Examples thereof include glycidyl ester, triglycidyl isocyanate, tetraglycidyl metaxylenediamine and the like.
These monomers may be used alone or in combination of two or more. As the photocurable and thermosetting oligomers and polymers, for example, chlorinated and fluorinated polymers of the above monomers can be used. These monomers, oligomers and polymers may be used as a mixture. In Examples 1 and 2, a mixture of trimethylolpropane trimethacrylate, which is a photocurable monomer, 2-ethylhexyl acrylate, and isobornyl acrylate, was used as the polymerizable compound.
【００３９】さらに上記液晶は、常温付近で液晶状態を
示す有機物混合体であり、ネマチック液晶（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）、スメク
チック液晶、強誘電性液晶、デスコチック液晶等が含ま
れる。これらの液晶は混合して用いてもよい。特に、ネ
マチック液晶、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その特性上好ましい。また、上記混
合材料は加工時にプレポリマーの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。具体的な液晶の
例としては、ZLI-3700-000、ZLI-4801-000、ZLI-4801-0
01、ZLI-4792（メルク社製）等である。実施例１、２に
おいてはZLI-3700-000（メルク社製）にＣＮ（コレステ
リックノナネート）を０．３％添加した混合物を使用し
た。なお、液晶滴は、絵素の７０％以上が、絵素の面積
の３０％以上の大きさの液晶滴を、隣接絵素に含まず、
かつ１絵素内に少なくとも１つ保有する状態で形成する
のが好ましい。Further, the above-mentioned liquid crystal is an organic substance mixture which shows a liquid crystal state at around room temperature, and includes nematic liquid crystal (including liquid crystal for dual frequency drive and liquid crystal with Δε <0), cholesteric liquid crystal (especially selective reflection for visible light). Liquid crystals having characteristics), smectic liquid crystals, ferroelectric liquid crystals, and discotic liquid crystals. These liquid crystals may be mixed and used. In particular, nematic liquid crystal or nematic liquid crystal to which cholesteric liquid crystal is added is preferable in terms of its characteristics. Further, since the above mixed material is accompanied by the polymerization reaction of the prepolymer during processing,
A liquid crystal excellent in chemical reaction resistance is preferable. Specific examples of liquid crystal are ZLI-3700-000, ZLI-4801-000, ZLI-4801-0
01 and ZLI-4792 (manufactured by Merck). In Examples 1 and 2, a mixture obtained by adding 0.3% of CN (cholesteric nonanate) to ZLI-3700-000 (manufactured by Merck) was used. In the liquid crystal droplet, 70% or more of the picture element does not include a liquid crystal droplet having a size of 30% or more of the area of the picture element in the adjacent picture element,
In addition, it is preferable that at least one pixel is formed in one picture element.
【００４０】重合性化合物を硬化するには、光硬化また
は熱硬化することによる。光硬化する場合には、照射す
る紫外線は平行光線であることが好ましい。ただし、液
晶としてＦＬＣを用いる場合には、耐衝撃性を向上させ
るために絵素とほぼ同じ大きさの液晶滴の周囲に緩衝体
として小さな液晶滴を配置することが効果的であるの
で、故意にフォトマスクによる遮光部分をぼかしたり、
フォトマスクを基板から離したり、平行度の少し悪い紫
外光線を使用してもよい。重合性化合物と液晶とは、形
成される液晶滴の径が紫外線照射の工程で使用されるフ
ォトマスクのドット径よりも大きくなるような組合せで
選択することが好ましい。しかし、液晶滴の径がフォト
マスクのドット径よりも小さくなるような組合せでも、
ＵＶ強度を弱めたり、低温かつ長時間で反応させたり、
重合開始剤の添加量を抑えたりすることで使用すること
ができる。さらに、使用するフォトマスクの形状は、紫
外線を遮光するものであれば特に限定されないが、絵素
の３０％以上を覆うように、かつ薄膜パターンの５０％
以上が露光されるように設けることが好ましい。フォト
マスクにより遮光される部分が絵素の大きさの３０％以
下の大きさである場合には、得られる液晶滴も絵素の大
きさの３０％以下の大きさとなり、絵素内に液晶と高分
子との界面が多くなるので、絵素内での散乱度が大きく
コントラストの低下の度合が大きくなり、好ましくな
い。また、薄膜パターンが露光される部分が５０％以下
である場合には、形成される液晶滴が占有する面積が少
なくなり、全体としてコントラストが低下し、好ましく
ない。The polymerizable compound is cured by photocuring or heat curing. When photocuring, it is preferable that the ultraviolet rays to be irradiated are parallel rays. However, when FLC is used as the liquid crystal, it is effective to dispose a small liquid crystal drop as a buffer around the liquid crystal drop having almost the same size as the picture element in order to improve impact resistance. Blur the shaded area with a photomask,
The photomask may be separated from the substrate, or an ultraviolet ray having a slightly poor parallelism may be used. The polymerizable compound and the liquid crystal are preferably selected in a combination such that the diameter of the formed liquid crystal droplet is larger than the dot diameter of the photomask used in the step of ultraviolet irradiation. However, even in a combination where the diameter of the liquid crystal droplet is smaller than the dot diameter of the photomask,
Weaken UV intensity, react at low temperature for a long time,
It can be used by suppressing the addition amount of the polymerization initiator. Further, the shape of the photomask used is not particularly limited as long as it shields ultraviolet rays, but it should cover 30% or more of the picture elements and 50% of the thin film pattern.
It is preferable that the above is provided so as to be exposed. When the portion shielded by the photomask is 30% or less of the size of the picture element, the obtained liquid crystal droplets are also 30% or less of the size of the picture element, and the liquid crystal is included in the picture element. Since the number of interfaces between the polymer and the polymer is large, the degree of scattering in the picture element is large and the degree of decrease in contrast is large, which is not preferable. Further, when the exposed portion of the thin film pattern is 50% or less, the area occupied by the formed liquid crystal droplets is reduced, and the contrast is lowered as a whole, which is not preferable.
【００４１】熱硬化する場合には、反応速度が低いと、
重合末端が液晶滴中に出て来るので液晶滴中に高分子壁
が形成され、コントラストを低下させる。従って重合反
応が１０分以内に終了する反応系および反応条件を設定
するのが好ましい。液晶滴の形状を測定するには、本実
施例で説明したように液晶セルを２枚に剥し、液晶を溶
剤で除去して残った高分子壁をＳＥＭ（走査電子顕微
鏡）で観察することにより行う。高分子壁は、サンプル
作製時に構造が破壊される部分があるので、サンプル内
で最も規則性の優れている２０個の高分子壁を選んで観
察する。When thermosetting, if the reaction rate is low,
Since the polymerized ends come out in the liquid crystal droplets, polymer walls are formed in the liquid crystal droplets, which lowers the contrast. Therefore, it is preferable to set a reaction system and reaction conditions in which the polymerization reaction is completed within 10 minutes. To measure the shape of the liquid crystal droplets, the liquid crystal cell was peeled into two pieces as described in this example, the liquid crystal was removed with a solvent, and the remaining polymer wall was observed by SEM (scanning electron microscope). To do. Since the polymer wall has a portion where the structure is destroyed during sample preparation, 20 polymer walls having the most excellent regularity in the sample are selected and observed.
【００４２】本発明の液晶表示素子は２枚の偏光板で挟
むことによって、ハイコントラストで駆動電圧の急峻な
液晶表示素子に応用することができる。また、本発明の
液晶表示素子は、単純マトリクス駆動、ＴＦＴ、ＭＩＭ
等のアクティブ駆動等の駆動法で駆動できるが特に限定
されない。By sandwiching the liquid crystal display device of the present invention between two polarizing plates, it can be applied to a liquid crystal display device having a high contrast and a steep driving voltage. Further, the liquid crystal display element of the present invention is a simple matrix drive, TFT, MIM.
It can be driven by a driving method such as active driving, but is not particularly limited.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、高分子と液晶との間の散乱強度の大幅な抑制
と、高分子中での液晶の配向処理とが可能となり、コン
トラストの高い高分子分散型液晶表示素子が得られる。
本発明の製造方法は混合材料中に重合開始剤を混合しな
いものであり、硬化反応後、重合開始剤が不純物として
液晶内に残存する量が減少するので、高分子分散型でな
い従来の液晶表示素子における応答速度および電気的保
持率等の性能も維持することができる。本発明で得られ
る液晶表示素子の応用範囲はきわめて広く、例えばプロ
ジェクションテレビ、パソコン等の平面ディスプレイ装
置、シャッター効果を利用した表示板、窓、扉、壁等に
利用することができ、特に薄型基板、フィルム基板を利
用したセルに適用できる。また、大画面の表示素子への
利用も可能である。As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to significantly suppress the scattering intensity between the polymer and the liquid crystal, and to perform the alignment treatment of the liquid crystal in the polymer, thereby improving the contrast. A high-polymer dispersion type liquid crystal display device can be obtained.
In the production method of the present invention, a polymerization initiator is not mixed in the mixed material, and the amount of the polymerization initiator remaining as an impurity in the liquid crystal after the curing reaction is reduced, so that a conventional liquid crystal display that is not a polymer dispersion type Performance such as response speed and electric retention of the device can be maintained. The application range of the liquid crystal display device obtained by the present invention is extremely wide, and it can be used for, for example, a projection television, a flat display device such as a personal computer, a display plate utilizing a shutter effect, a window, a door, a wall, etc., and particularly a thin substrate. It can be applied to a cell using a film substrate. It can also be used for a large-screen display element.
【図１】本発明の実施例に係る高分子分散型液晶表示素
子の製造方法における一工程を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing one step in a method for manufacturing a polymer-dispersed liquid crystal display device according to an example of the present invention.
【図２】本発明の実施例に係る高分子分散型液晶表示素
子の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a polymer dispersed liquid crystal display device according to an example of the present invention.
【図３】薄膜パターンの形状の一例を示す概略図であ
る。FIG. 3 is a schematic view showing an example of the shape of a thin film pattern.
【図４】薄膜パターンの形状の一例を示す概略図であ
る。FIG. 4 is a schematic view showing an example of the shape of a thin film pattern.
【図５】本発明の実施例１に係る薄膜パターンの形状の
一例を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing an example of the shape of a thin film pattern according to the first embodiment of the present invention.
１、２ 基板 ３、４ 電極線 ５、６ 配向膜 ７ 高分子壁 ８ 液晶滴 ９、１０ 薄膜パターン １１ フォトマスク １２ 絵素 １３ 混合材料 1, 2 Substrate 3, 4 Electrode line 5, 6 Alignment film 7 Polymer wall 8 Liquid crystal drop 9, 10 Thin film pattern 11 Photomask 12 Picture element 13 Mixed material
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年７月８日[Submission date] July 8, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１２[Correction target item name] 0012
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１２】一方、ＦＬＣを用いた表示素子において
は、自発分極を発現し得るスメクティックＣ* 相（Ｓｍ
Ｃ* 相）が利用されるが、液晶分子の規則性がネマティ
ック相よりも結晶に近いので衝撃に弱いことが問題とな
っている。この問題を解決するため、ＦＬＣを高分子中
に分散させ、かつ液晶の配向処理を行うことが提案され
ているが、現状では高分子中で液晶の配向処理を行うこ
とは難しく、実用化には至っていない。例えば、特開昭
63−264721号公報および63−264722号公報には、ＦＬＣ
を高分子中に分散させてフィルム状に加工してから一方
向に延伸処理を行うことにより液晶を配向させる方法が
開示されている。しかし、この方法では液晶と高分子と
の界面が絵素内に数多く存在し、入射する直線偏光を散
乱させ一部の光を脱偏光させるため、液晶セルの黒レベ
ルが低下し、従ってコントラストも低下するという問題
がある。この問題はＦＬＣを用いた表示素子だけでな
く、偏光板を用いた他の液晶表示素子においても同様に
起こる。On the other hand, in a display device using FLC, smectic C * phase ( Sm
Although the C * phase is used, the regularity of liquid crystal molecules is closer to that of a crystal than that of a nematic phase, so that it is vulnerable to impact. In order to solve this problem, it has been proposed to disperse FLC in a polymer and perform alignment treatment of the liquid crystal, but at present, it is difficult to perform alignment treatment of the liquid crystal in the polymer, and it is practically used. Has not arrived. For example,
63-264721 and 63-264722 disclose FLC.
There is disclosed a method of orienting a liquid crystal by dispersing the compound in a polymer, processing it into a film, and then performing a stretching treatment in one direction. However, in this method, there are many interfaces between the liquid crystal and the polymer in the pixel, and the incident linearly polarized light is scattered to depolarize a part of the light, so that the black level of the liquid crystal cell is lowered and therefore the contrast is also reduced. There is a problem of decrease. This problem occurs not only in the display element using the FLC but also in other liquid crystal display elements using the polarizing plate.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２２[Name of item to be corrected] 0022
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００２２】次に、配向膜５、６の上に以下の方法によ
り薄膜パターン９、１０を形成する。まず、支持体とな
るポジ型レジスト材料（AZ1350、Shipley社）に光重合
開始剤（Irgacure 184）を５重量％の割合で加えた溶液
をスピンコート法により配向膜５、６の上に塗布してポ
ジ型フォトレジストを形成する。次いで、図２に示すよ
うに、フォトマスクをポジ型フォトレジスト上の絵素１
２となる部分を除いた部分をフォトマスクで覆い、高圧
水銀ランプ下、１５ｍＷ／ｃｍ2（３６５ｎｍ）の照射
量で露光し、現像液で現像を行い、露光部のレジストを
除去して同一パターンの薄膜パターン９、１０を得る。
なお、ここで絵素１２となる部分を除いた部分とは、後
の工程で基板１、基板２を対向させて液晶セルを形成し
た際、基板１に形成された電極線３の各間および基板２
に形成された電極線４の各間に相当する部分のことを言
う。Next, thin film patterns 9 and 10 are formed on the alignment films 5 and 6 by the following method. First, a solution prepared by adding a photopolymerization initiator ( Irgacure 184) at a ratio of 5% by weight to a positive resist material (AZ1350, Shipley) serving as a support was applied on the alignment films 5 and 6 by a spin coating method. Forming a positive photoresist. Then, as shown in FIG. 2, a photomask is used to add pixels 1 on the positive photoresist.
The part except the part to be 2 is covered with a photomask, exposed under a high pressure mercury lamp at an irradiation dose of 15 mW / cm 2 (365 nm), developed with a developing solution, and the resist in the exposed part is removed to form the same pattern. To obtain thin film patterns 9 and 10.
Here, the portion excluding the portion that becomes the picture element 12 means between each of the electrode lines 3 formed on the substrate 1 and when the liquid crystal cell is formed by facing the substrate 1 and the substrate 2 in a later step. Board 2
The portion corresponding to each of the electrode wires 4 formed in the above.
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３５[Correction target item name] 0035
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００３５】重合開始剤としては、光重合開始剤および
熱重合開始剤を使用することができる。光重合開始剤と
しては、Irgacure 184、651および907、Darocure 117
3、1116および2959等を使用することができる。熱重合
開始剤としてはＢＰＯ、ｔ−ブチルパーオキサイド等の
過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）等
のラジカル発生剤、エチルアミン、ｎ−ブチルアミン、
ベンジルアミン、ジエチレントリアミン、テトラアメチ
レンペンタミン、ジアミノジフェニルメタン等のアミン
化合物を使用することができる。実施例１、２において
は光重合開始剤であるIrgacure 184を使用した。上記重
合開始剤は上記支持体に対し、１〜２０重量％の割合で
使用することができる。実施例１においては５重量％の
割合で使用し、実施例２においては５重量％の割合で使
用した。As the polymerization initiator, a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator can be used. As the photopolymerization initiator, Irgacure 184, 651 and 907, Darocure 117
3, 1116 and 2959 etc. can be used. As the thermal polymerization initiator, peroxides such as BPO and t-butyl peroxide, radical generators such as azobisisobutyronitrile (AIBN), ethylamine, n-butylamine,
Amine compounds such as benzylamine, diethylenetriamine, tetraamethylenepentamine and diaminodiphenylmethane can be used. In Examples 1 and 2, Irgacure 184 which is a photopolymerization initiator was used. The polymerization initiator can be used in a proportion of 1 to 20% by weight with respect to the support. In Example 1, it was used in a ratio of 5% by weight, and in Example 2, it was used in a ratio of 5% by weight.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３６[Correction target item name] 0036
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００３６】薄膜パターンは、絵素の面積の６０％以上
を覆わないように形成することが好ましい。薄膜パター
ンが絵素の面積の６０％以上を覆う場合には、この部分
に形成される高分子壁が散乱源となり、コントラストが
低下する。薄膜パターンを形成しない部分、すなわち液
晶滴が形成される部分の形状は特に限定されないが、好
ましい形状としては、円形、方形、台形、長方形、ひし
形、六角形、文字形、曲線および直線によって区切られ
た図形、これら図形の一部をカットした図形、これら図
形を組み合わせた図形およびこれら小形図形の集合体等
であり、これらの図形の中から１種以上を選択して使用
すればよいが、生産性を向上させるためにはできるだけ
形状を１種に揃えるのが好ましい。また、本実施例のよ
うに絵素を除いた部分の全部に薄膜パターンを形成する
ことが、絵素内での散乱強度が低下して液晶表示素子の
コントラストが向上するので特に好ましい。あるいは絵
素を除いた部分の一部に形成してもよく、例えば図４に
示すように絵素を除いた部分に列状に形成したり、図５
に示すように、上記形状を数絵素の組みとして形成して
もよい。The thin film pattern is preferably formed so as not to cover 60% or more of the area of the picture element. When the thin film pattern covers 60% or more of the area of the picture element, the polymer wall formed in this portion serves as a scattering source and the contrast is lowered. The shape of the portion where the thin film pattern is not formed, that is, the portion where the liquid crystal droplets are formed is not particularly limited, but preferable shapes are separated by circles, squares, trapezoids, rectangles, rhombuses, hexagons, letters, curves and straight lines. Figure, a figure obtained by cutting a part of these figures, a figure that combines these figures, and a collection of these small figures, etc. One or more of these figures can be selected and used. In order to improve the property, it is preferable to make the shapes uniform as much as possible. Further, it is particularly preferable to form a thin film pattern on the entire portion excluding the picture element as in the present embodiment because the scattering intensity in the picture element is reduced and the contrast of the liquid crystal display element is improved. Alternatively, it may be formed in a part of the portion excluding the picture element, for example, as shown in FIG.
The shape may be formed as a set of several picture elements, as shown in FIG.
【手続補正５】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図１[Name of item to be corrected] Figure 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図１】 [Figure 1]
【手続補正６】[Procedure correction 6]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図２[Name of item to be corrected] Figure 2
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図２】 [Fig. 2]
Claims (3)
基板間に高分子壁で包囲された複数の液晶滴の各々が１
または隣接する複数の絵素に対して形成され、かつ少な
くとも一方の基板の液晶滴側には配向膜が形成された高
分子分散型液晶表示素子の製造方法において、 ２つの基板の少なくとも一方の片面に光または熱重合開
始剤を含む薄膜パターンを高分子壁形成部分に形成する
工程と、 ２つの基板を、該薄膜パターン形成面を内側に配し、か
つ間隙を設けて対向させる工程と、 該間隙に液晶と光または熱重合性化合物とからなる混合
材料を注入する工程と、 該重合開始剤および混合材料に対し、光を照射するかま
たは熱を加えることにより光または熱重合性化合物を硬
化させる工程とを含む高分子分散型液晶表示素子の製造
方法。1. A pair of substrates are arranged so as to face each other, and each of a plurality of liquid crystal droplets surrounded by a polymer wall is provided between the substrates.
Alternatively, in a method of manufacturing a polymer dispersion type liquid crystal display element, which is formed for a plurality of adjacent picture elements and has an alignment film formed on at least one substrate on the liquid crystal droplet side, one surface of at least one of the two substrates A step of forming a thin film pattern containing a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator on a polymer wall forming portion, and a step of arranging the two substrates so that the thin film pattern forming surface is inside and a gap is provided between them. A step of injecting a mixed material composed of a liquid crystal and a photo- or thermo-polymerizable compound into the gap, and curing the photo- or thermo-polymerizable compound by irradiating light or applying heat to the polymerization initiator and the mixed material. A method of manufacturing a polymer-dispersed liquid crystal display device, the method including:
前記重合性化合物が光重合性化合物であり、前記薄膜パ
ターンの５０％以上を露出するフォトマスクを一方の基
板の外側に被せ、該フォトマスクを介して該光重合開始
剤および前記混合材料に対し光を照射することにより該
光重合性化合物を硬化する請求項１に記載の高分子分散
型液晶表示素子の製造方法。2. The polymerization initiator is a photopolymerization initiator,
The polymerizable compound is a photopolymerizable compound, a photomask that exposes 50% or more of the thin film pattern is covered on the outside of one substrate, and the photopolymerization initiator and the mixed material are exposed through the photomask. The method for producing a polymer-dispersed liquid crystal display device according to claim 1, wherein the photopolymerizable compound is cured by irradiating with light.
に偏光板を形成する請求項１に記載の高分子分散型液晶
表示素子の製造方法。3. The method for producing a polymer dispersed liquid crystal display device according to claim 1, wherein a polarizing plate is formed on the surfaces of the two substrates opposite to the liquid crystal droplets.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31541992A JPH06160817A (en) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | Production of high polymer dispersion type liquid crystal display element |
| US08/054,454 US5473450A (en) | 1992-04-28 | 1993-04-27 | Liquid crystal display device with a polymer between liquid crystal regions |
| EP93303337A EP0568355B1 (en) | 1992-04-28 | 1993-04-28 | A liquid crystal display device and a method for manufacturing the same |
| DE1993628887 DE69328887T2 (en) | 1992-04-28 | 1993-04-28 | Liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31541992A JPH06160817A (en) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | Production of high polymer dispersion type liquid crystal display element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160817A true JPH06160817A (en) | 1994-06-07 |
Family
ID=18065158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31541992A Withdrawn JPH06160817A (en) | 1992-04-28 | 1992-11-25 | Production of high polymer dispersion type liquid crystal display element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160817A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7465480B2 (en) | 2004-04-30 | 2008-12-16 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Polymer/cholesteric liquid crystal dispersion, method of producing the same liquid crystal display element using the same |
| JP2013109224A (en) * | 2011-11-22 | 2013-06-06 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Liquid crystal element |
-
1992
- 1992-11-25 JP JP31541992A patent/JPH06160817A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7465480B2 (en) | 2004-04-30 | 2008-12-16 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Polymer/cholesteric liquid crystal dispersion, method of producing the same liquid crystal display element using the same |
| JP2013109224A (en) * | 2011-11-22 | 2013-06-06 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Liquid crystal element |
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