JPH0667162A - Liquid crystal display element and its production - Google Patents
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えばプロジェクショ
ンテレビ、パソコン、ワードプロセッサ等の平面ディス
プレイ装置、シャッタ効果を利用した色調が変化する表
示板、窓、扉、壁等及び光コンピューティング等に利用
することが出来る液晶表示素子及びその製造方法に関す
る。更に詳しくは、電場による液晶の配向変化にともな
う複屈折の変化により色調が変化するＥＣＢ（Electric
ally Controlled Birefringence；電界複屈折制御型）
方式の液晶表示素子及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for, for example, a flat panel display device such as a projection television, a personal computer, a word processor, a display plate whose color tone changes by utilizing a shutter effect, a window, a door, a wall, etc. and optical computing. The present invention relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof. More specifically, ECB (Electric
ally Controlled Birefringence
Type liquid crystal display device and manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】上述したＥＣＢ方式は、液晶材料の複屈
折の電場による変化を直交ニコル下で検出する方式であ
り、従来から研究されて来た。この方式による場合は、
液晶の見かけ上の複屈折変化が起こるために、１画素お
いてカラーフィルターなしでカラー表示でき、また、通
常使われているＴＮモードやＳＴモードを用いたＴＦＴ
−カラーＬＣＤ、デューティカラーＬＣＤに比べて同じ
画素数でも３倍の解像度が達成される。2. Description of the Related Art The ECB method described above is a method for detecting a change in birefringence of a liquid crystal material due to an electric field under orthogonal Nicols, and has been conventionally studied. With this method,
Due to the apparent change in birefringence of the liquid crystal, color display can be performed without a color filter in one pixel, and the TFT using the TN mode or ST mode that is normally used
-Three times the resolution is achieved with the same number of pixels as in color LCDs and duty color LCDs.
【０００３】このＥＣＢ方式の液晶としては、△ε（誘
電率異方性）＜０の液晶材料が使用される。よって、電
圧無印加時の配向状態がホメオトロピック配向であるこ
とが一般的である。そのため、電圧印加時に液晶材料が
ホメオトロピック配向からホモジニアス配向に変化する
とき、同じ方向に倒れて色斑を起こさないように垂直配
向膜に若干のプレチルトを持たせなければならない。し
かし、通常の垂直配向膜では、均一かつ同一角度のプレ
チルトを再現性良く持たせることは困難である。そこ
で、液晶材料を挟むように設けられた電極の形状に工夫
を加えてチルト角を付けるなどの各種方法が提案されて
いる（ＳＩＤ ９１ ＤＩＧＥＳＴ ７５８頁）。A liquid crystal material of Δε (dielectric anisotropy) <0 is used as the ECB type liquid crystal. Therefore, the alignment state when no voltage is applied is generally homeotropic alignment. Therefore, when the liquid crystal material changes from homeotropic alignment to homogeneous alignment when a voltage is applied, the vertical alignment film must have a slight pretilt so as not to fall in the same direction and cause color spots. However, it is difficult for a normal vertical alignment film to have a uniform and uniform pretilt with good reproducibility. Therefore, various methods have been proposed, such as adding a tilt angle by devising the shape of electrodes provided so as to sandwich the liquid crystal material (SID 91 DIGEST page 758).
【０００４】一方、液晶材料を疑似的に固体化して、分
散した複数個の液晶を高分子材料からなる壁で各液晶毎
に包囲した構成、即ち高分子材料からなる壁で包囲され
た各液晶がドロップレットとなっている構成であるポリ
マー分散型の液晶表示素子が活発に研究されており、特
に液晶の複屈折性を利用し、透明または白濁状態をコン
トロールする方法が提案されている。On the other hand, a structure in which a liquid crystal material is pseudo-solidified and a plurality of dispersed liquid crystals are surrounded by a wall made of a polymer material, that is, each liquid crystal is surrounded by a wall made of a polymer material. A polymer-dispersed liquid crystal display device having a droplet structure has been actively studied, and a method for controlling a transparent or cloudy state by utilizing the birefringence of liquid crystal has been proposed.
【０００５】その一つの方法として、基本的には電圧印
加時に、液晶の配向が電場方向に揃うようにし、液晶分
子の常光屈折率と支持媒体の屈折率とを一致させて透明
状態を表示し、電圧無印加時には、液晶分子の配向の乱
れによる光散乱状態を利用して表示する方法がある（特
公平３−５２８４３）。しかし、この方法による場合に
は、液晶材料が高分子材料の中に分散された液晶ドロッ
プレット中の液晶分子を任意に配向させることが難しい
という難点があった。As one of the methods, basically, when a voltage is applied, the orientation of the liquid crystal is aligned in the direction of the electric field, and the ordinary refractive index of the liquid crystal molecules and the refractive index of the supporting medium are matched to display a transparent state. There is a method of displaying by utilizing the light scattering state due to the disorder of the alignment of liquid crystal molecules when no voltage is applied (Japanese Patent Publication No. 3-52843). However, this method has a drawback that it is difficult to arbitrarily align the liquid crystal molecules in the liquid crystal droplets in which the liquid crystal material is dispersed in the polymer material.
【０００６】そこで、ポリマー分散型の液晶表示素子に
おいて、液晶を配向させる技術としては、種々の方法が
提案されている。その一つに、配向膜を形成した基板を
用いてポリマー分散型の液晶表示素子を作製する方法が
ある（１７回 液晶討論会講演予稿集 ３２０頁）。更
には、電極に対して垂直または水平方向から電場、又は
磁場をかけた状態で液晶と高分子物質を相分離させるこ
とにより、高分子壁を液晶分子が相分離後外部電場に応
答した配列、即ち△ε＞０の場合に電極に対して液晶が
ホメオトロピック配列をとり、△ε＜０の場合に電極に
対して液晶がホモジニアス配列になり易い環境を形成
し、電圧ＯＦＦ時にダイレクター（長軸）を歪ませられ
ていた液晶分子が電圧ＯＮ時に電場方向にダイレクター
を再配列するように駆動電圧を低電圧化する方法がある
（リキッドクリスタル Vol.５、No.５、ｐ１４７７−
１４８９、１９８９や、特開平３−２１０５３６な
ど）。Therefore, various methods have been proposed as a technique for orienting liquid crystals in a polymer dispersion type liquid crystal display device. One of them is a method of producing a polymer-dispersed liquid crystal display device using a substrate having an alignment film formed thereon (Proceedings of the 17th Liquid Crystal Conference, p. 320). Furthermore, by causing the liquid crystal and the polymer substance to phase-separate in a state in which an electric field or a magnetic field is applied from the direction perpendicular or horizontal to the electrode, the polymer wall is aligned in response to an external electric field after the liquid crystal molecules are phase-separated, That is, when Δε> 0, the liquid crystal has a homeotropic arrangement with respect to the electrode, and when Δε <0, an environment is created in which the liquid crystal tends to have a homogeneous arrangement with respect to the electrode. There is a method of lowering the drive voltage so that the liquid crystal molecules whose axes are distorted rearrange the directors in the direction of the electric field when the voltage is turned on (Liquid Crystal Vol.5, No.5, p1477-).
1489, 1989 and JP-A-3-210536).
【０００７】しかし、前者の方法による場合は、厳密な
プレチルトが要求されるＥＣＢ方式の液晶表示素子には
不向きであった。一方、後者の方法による場合には、ポ
リマー分散型液晶表示素子の作製時と駆動時とで同じ極
性の△εを使用しているために、作製時に形成される液
晶の配向状態と、電場を印加して液晶材料が再配列され
る配向状態とが同一方向となるため、この方法で作成し
た液晶表示素子においては電圧ＯＮ−ＯＦＦ時の変化が
小さくなるという欠点を有する。However, the former method is not suitable for an ECB type liquid crystal display device which requires a strict pretilt. On the other hand, in the case of the latter method, since Δε having the same polarity is used during production and driving of the polymer dispersion type liquid crystal display element, the alignment state of the liquid crystal formed during production and the electric field are Since the alignment state in which the liquid crystal material is rearranged upon application of voltage is in the same direction, the liquid crystal display element produced by this method has a drawback that the change when the voltage is turned on and off is small.
【０００８】更に、これらの欠点を補うものとして、２
周波駆動用液晶を使用したリバースモードの高分子分散
型の液晶表示素子が提案されている（１７回 液晶討論
会講演予稿集 ３２８頁）。この液晶表示素子において
は、作製時に△ε＞０となる低周波の電圧を印加して液
晶分子をホメオトロピック配向となるようにし、駆動時
には、△ε＜０となる高周波の電圧で駆動させることに
よりホモジニアス配向とさせることを特徴としている。
しかし、対向する電極で挟まれた液晶分子がその電極に
対して垂直に配向しているため、プレチルトを付けるこ
とができないでいた。なお、この液晶表示素子は、基本
的に偏光板を必要としない散乱−透過を制御する方式の
ものである。Further, as a means for compensating for these drawbacks, 2
A reverse mode polymer-dispersed liquid crystal display device using a liquid crystal for frequency driving has been proposed (Proceedings of the 17th Liquid Crystal Conference, p. 328). In this liquid crystal display element, a low frequency voltage of Δε> 0 is applied during fabrication so that liquid crystal molecules are homeotropically aligned, and a high frequency voltage of Δε <0 is driven during driving. It is characterized in that it is made to have a homogeneous orientation.
However, since the liquid crystal molecules sandwiched between the electrodes facing each other are aligned perpendicularly to the electrodes, pretilt cannot be applied. This liquid crystal display element is basically of a system that controls scattering-transmission without requiring a polarizing plate.
【０００９】更には、電圧ＯＮ−ＯＦＦ時の応答速度を
早くして上記変化を大きくする目的で、印加する電圧の
周波数により△εの符号が変化する２周波駆動用の液晶
材料を用いる液晶表示素子が開発されている（Mol.Cris
t.Liq.Cryst.,Vol.89,pp77）。しかし、この液晶表示素
子においては、液晶材料の△εが０になる周波数ｆ0が
温度変化により大きく変動するため、液晶の配向状態を
変化させるために△ε＞０、△ε＜０となる２つの周波
数の電圧を使用した場合、温度変化により△ε＝０とな
る周波数が大きく変化し実用に耐えないという難点があ
った。Further, a liquid crystal display using a liquid crystal material for dual frequency driving in which the sign of Δε changes depending on the frequency of the applied voltage for the purpose of speeding up the response speed when the voltage is turned on and off and increasing the above change. Element is being developed (Mol.Cris
t.Liq.Cryst., Vol.89, pp77). However, in this liquid crystal display element, since the frequency f 0 at which Δε of the liquid crystal material becomes 0 fluctuates greatly due to temperature change, Δε> 0 and Δε <0 in order to change the alignment state of the liquid crystal. When voltage of two frequencies is used, there is a problem that the frequency at which Δε = 0 changes greatly due to temperature changes and it cannot be put to practical use.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の配向技術による場合には、ＥＣＢ方式の液晶表示素子
に要求される、均一で低チルト角の配向を実現するのが
困難であり、ＥＣＢ方式の液晶表示素子の実用化が阻ま
れてきた。As described above, according to the conventional alignment technique, it is difficult to realize the uniform and low tilt angle alignment required for the ECB type liquid crystal display element. Commercialization of ECB type liquid crystal display elements has been hampered.
【００１１】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、均一で低チルト角の配向
を実現することができるＥＣＢ方式の液晶表示素子及び
その製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and provides an ECB type liquid crystal display device capable of realizing uniform alignment with a low tilt angle, and a manufacturing method thereof. The purpose is to
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、対向配設された２枚の電極の少なくとも一方が透明
であり、両電極間に液晶ドロップレットが高分子からな
る壁で周囲を包囲されて連続的又は非連続的に分散して
存在し、該液晶ドロップレットが２周波駆動用液晶また
は誘電率異方性が正、かつ磁化率異方性が正である液晶
からなり、かつ、該液晶分子の分子軸が該電極から垂直
に下した線方向に対して７０〜９０°に配向した状態と
され、更に両電極の外側にそれぞれ偏光板が設けられて
いると共に、該液晶に誘電率異方性を正とする周波数の
電場が付与されて動作する構成となっており、そのこと
により上記目的が達成される。In the liquid crystal display device of the present invention, at least one of the two electrodes arranged to face each other is transparent, and the liquid crystal droplet is surrounded by a wall made of a polymer. The liquid crystal droplets are surrounded and dispersed continuously or discontinuously, and the liquid crystal droplets are composed of a liquid crystal for dual frequency driving or a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and a positive magnetic anisotropy, and , The molecular axes of the liquid crystal molecules are oriented at 70 to 90 ° with respect to the line direction perpendicular to the electrodes, and a polarizing plate is provided outside each of the electrodes. The configuration is such that an electric field having a frequency with positive dielectric constant anisotropy is applied to operate, and thereby the above object is achieved.
【００１３】本発明の液晶表示素子の製造方法は、対向
配設された２枚の電極の少なくとも一方が透明であり、
両電極の間に液晶ドロップレットが高分子からなる壁で
周囲を包囲されて連続的又は非連続的に分散して存在す
る状態に形成されたＥＣＢ方式の液晶表示素子の製造方
法であって、対向配設された両電極間に、２周波駆動用
液晶と、該液晶に溶解可能な重合性モノマー及び／又は
重合性オリゴマーとの混合物を注入する工程と、該液晶
の誘電率異方性を正とする周波数である電場、又は磁化
率異方性を正とする磁場を、該電極から垂直に下した線
方向に対して７０〜９０°の角度で該混合物に印加し、
該混合物中の重合性モノマー及び／又は重合性オリゴマ
ーを重合させて該液晶ドロップレットを形成する工程
と、該両電極のそれぞれの外側に偏光板を設ける工程
と、を含んでおり、そのことにより上記目的が達成され
る。According to the method of manufacturing a liquid crystal display element of the present invention, at least one of the two electrodes arranged facing each other is transparent,
A method of manufacturing an ECB type liquid crystal display device, wherein liquid crystal droplets are surrounded by a wall made of a polymer between both electrodes and are present in a state of being dispersed continuously or discontinuously, The step of injecting a liquid crystal for driving two frequencies and a mixture of a polymerizable monomer and / or a polymerizable oligomer soluble in the liquid crystal between both electrodes arranged facing each other, and the dielectric anisotropy of the liquid crystal are controlled. An electric field having a positive frequency or a magnetic field having a positive magnetic susceptibility anisotropy is applied to the mixture at an angle of 70 to 90 ° with respect to a line direction perpendicular to the electrode,
It includes a step of polymerizing a polymerizable monomer and / or a polymerizable oligomer in the mixture to form the liquid crystal droplets, and a step of providing a polarizing plate on each outer side of the both electrodes. The above object is achieved.
【００１４】また、本発明の液晶表示素子の製造方法
は、以下の方法によっても行うことができる。The liquid crystal display device manufacturing method of the present invention can also be carried out by the following method.
【００１５】即ち、その１つとして、対向配設された両
電極間に、２周波駆動用液晶と、該液晶に溶解可能な重
合性モノマー及び／又は重合性オリゴマーとの混合物を
注入する工程と、該液晶の誘電率異方性を負とする周波
数である電場を該混合物に印加し、該混合物中の重合性
モノマー及び／又は重合性オリゴマーを重合させて該液
晶ドロップレットを形成する工程と、該両電極のそれぞ
れの外側に偏光板を設ける工程と、を行う。That is, as one of them, a step of injecting a liquid crystal for driving two frequencies and a mixture of a polymerizable monomer and / or a polymerizable oligomer soluble in the liquid crystal between both electrodes arranged facing each other. A step of applying an electric field having a frequency having a negative dielectric constant anisotropy of the liquid crystal to the mixture to polymerize the polymerizable monomer and / or the polymerizable oligomer in the mixture to form the liquid crystal droplets; And a step of providing a polarizing plate on the outside of each of the electrodes.
【００１６】他の１つとして、対向配設された両電極間
に、誘電率異方性が正、かつ磁化率異方性が正である液
晶と、該液晶に溶解可能な重合性モノマー及び／又は重
合性オリゴマーとの混合物を注入する工程と、該電極か
ら垂直に下した線方向に対して７０〜９０°の角度で磁
場を該混合物に印加し、該混合物中の重合性モノマー及
び／又は重合性オリゴマーを重合させて該液晶ドロップ
レットを形成する工程と、該両電極のそれぞれの外側に
偏光板を設ける工程と、を行う。As another one, a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and a positive magnetic anisotropy, and a polymerizable monomer soluble in the liquid crystal are disposed between both electrodes arranged to face each other. And / or injecting a mixture with a polymerizable oligomer, and applying a magnetic field to the mixture at an angle of 70 to 90 ° with respect to a line direction perpendicular to the electrode, and the polymerizable monomer and / or Alternatively, a step of polymerizing a polymerizable oligomer to form the liquid crystal droplets and a step of providing a polarizing plate on the outside of each of the electrodes are performed.
【００１７】更に他の１つとして、対向配設された両電
極上に、重合性モノマー及び／又は重合性オリゴマーを
塗布する工程と、該重合性モノマー及び／又は重合性オ
リゴマーを挟む両電極間に２周波駆動用液晶を注入する
工程と、該液晶の誘電率異方性を正とする周波数である
電場又は磁化率異方性を正とする磁場を、該電極から垂
直に下した線方向に対し７０〜９０°の角度で該両電極
間に印加して、該重合性モノマー及び／又は重合性オリ
ゴマーを重合させる工程と、該両電極のそれぞれの外側
に偏光板を設ける工程と、を行う。As still another one, a step of applying a polymerizable monomer and / or a polymerizable oligomer on both electrodes arranged opposite to each other, and between both electrodes sandwiching the polymerizable monomer and / or the polymerizable oligomer. A step of injecting a liquid crystal for dual frequency driving into the electrode, and a line direction in which an electric field having a frequency that makes the dielectric anisotropy of the liquid crystal positive or a magnetic field having a positive magnetic susceptibility anisotropy is perpendicularly dropped from the electrode. A step of applying a voltage between the electrodes at an angle of 70 to 90 ° to polymerize the polymerizable monomer and / or the polymerizable oligomer, and a step of providing a polarizing plate outside each of the electrodes. To do.
【００１８】更に他の１つとして、対向配設された両電
極上に、重合性モノマー及び／又は重合性オリゴマーを
塗布する工程と、該重合性モノマー及び／又は重合性オ
リゴマーを挟む両電極間に２周波駆動用液晶を注入する
工程と、該電極間に該液晶の誘電率異方性を負とする周
波数である電場を印加し、該重合性モノマー及び／又は
重合性オリゴマー混合物を重合させる工程と、該両電極
のそれぞれの外側に偏光板を設ける工程と、を行う。[0018] As still another one, a step of applying a polymerizable monomer and / or a polymerizable oligomer on both electrodes disposed opposite to each other, and between both electrodes sandwiching the polymerizable monomer and / or the polymerizable oligomer. A step of injecting a dual-frequency driving liquid crystal into the glass, and applying an electric field between the electrodes, the electric field having a frequency that makes the dielectric anisotropy of the liquid crystal negative, and polymerizing the polymerizable monomer and / or the polymerizable oligomer mixture. The step and the step of providing a polarizing plate on the outside of each of the electrodes are performed.
【００１９】上述した各製造方法において、前記重合性
モノマー及び／又は重合性オリゴマーを重合させる際
に、規則性を持つドット状又は連続体の遮光部を有する
ホトマスクを一方の電極上に設置し、該ホトマスク側か
ら紫外線を照射するのが好ましい。In each of the above-mentioned production methods, when polymerizing the polymerizable monomer and / or the polymerizable oligomer, a photomask having a dot-shaped or continuous light-shielding portion having regularity is provided on one electrode, It is preferable to irradiate ultraviolet rays from the photomask side.
【００２０】[0020]
【作用】本願発明者は、高分子分散型の液晶において、
液晶ドロップレット中を高分子壁に沿ってランダムに配
向している液晶分子を適した配向状態になるように鋭意
検討した結果、磁場や電場を配向させたい方向に印加し
ながらプレポリマーの重合や溶媒除去などの処理を行う
ことによりＥＣＢ方式の液晶表示素子の作製を行うこと
により、望みの配向状態を達成できることを知見した。The inventor of the present invention, in the polymer dispersion type liquid crystal,
As a result of diligent studies to ensure that the liquid crystal molecules randomly aligned in the liquid crystal droplets along the polymer wall have an appropriate alignment state, the magnetic field or electric field is applied in the desired direction and polymerization of the prepolymer or It was found that a desired alignment state can be achieved by producing an ECB type liquid crystal display element by performing a treatment such as solvent removal.
【００２１】そこで、本願発明者は、周波数の違いによ
り△εの符号が変化する２周波駆動用の液晶と、△ε＞
０、△κ（磁化率異方性）＞０である液晶とに注目し
た。高分子分散型の液晶表示素子の作製にあたり、△ε
＜０となる周波数の電場、又は△κ＞０となる磁場を用
いることにより液晶が均一に配向し、駆動時に△ε＞０
となる周波数の電場を用いることにより駆動させること
ができるＥＣＢ方式の液晶表示素子を作製できることに
到達した。Therefore, the inventor of the present invention has a liquid crystal for two-frequency driving in which the sign of Δε changes depending on the frequency difference, and Δε>
Attention was paid to a liquid crystal in which 0 and Δκ (magnetic anisotropy)> 0. When manufacturing a polymer dispersion type liquid crystal display device,
By using an electric field with a frequency of <0 or a magnetic field with Δκ> 0, the liquid crystal is uniformly aligned and Δε> 0 during driving.
It has been reached that an ECB type liquid crystal display device that can be driven by using an electric field having a frequency of
【００２２】[0022]
【実施例】先ず、本発明の概略について説明する。First, the outline of the present invention will be described.
【００２３】本発明の特徴は、二周波駆動用液晶または
△ε＞０、△κ＞０である液晶をＥＣＢ素子に適した配
向状態を、外部から与える電場、磁場により制御するこ
とにある。即ち、高分子分散型の液晶（ドロップレッ
ト）を作製するにあたり高分子を相分離させるとき、又
は既に形成されているポリマー壁で包囲された液晶ドロ
ップレットを再配列させるにあたり、液晶を挟んで設け
られる電極に対して若干のチルト角をつけ得る方向を持
つ電場または磁場を、液晶部分に液晶ドロップレットが
形成されるときに加えるところにある。The feature of the present invention resides in that the liquid crystal for dual frequency driving or the liquid crystal having Δε> 0 and Δκ> 0 is controlled by an electric field or magnetic field externally applied to the alignment state suitable for the ECB element. That is, when a polymer-dispersed liquid crystal (droplet) is made to phase-separate a polymer, or when liquid crystal droplets surrounded by a polymer wall that has already been formed are rearranged, the liquid crystal is sandwiched between them. An electric field or magnetic field having a direction capable of giving a slight tilt angle to the electrode to be applied is applied when liquid crystal droplets are formed in the liquid crystal portion.
【００２４】このような処理により、液晶が、電極に対
して水平方向に近い方向に液晶の誘電率ε又は磁化率κ
の大きい分子軸を配向させ、それに伴い重合又は硬化を
起こしているポリマー壁の分子が上記電場、又は磁場に
より配列した液晶と最もエネルギー的に安定な配列をと
り、重合又は硬化後もこのポリマー壁の配列制御力が残
り、そのため、電極に水平な方向に液晶のε又はκの大
きい分子軸が配列する。この配向方向角はＥＣＢ方式の
液晶表示素子の色レベルを決定する重要な因子であり、
好ましくは７０〜９０°とする。より望ましくは、多色
表示を実現すべく△ｎ（屈折率異方性）・ｄ（セル厚）
を大きくするために８０〜９０°で、極力電極に対して
水平に近い角度とする。By such processing, the liquid crystal has a dielectric constant ε or a magnetic susceptibility κ of the liquid crystal in a direction close to the horizontal direction with respect to the electrodes.
Of the polymer wall, which is aligned with the large molecular axis of the polymer and undergoes polymerization or curing with it, has the most energy-stable alignment with the liquid crystal aligned by the above electric field or magnetic field, and this polymer wall is also polymerized or cured. The alignment control force of (1) remains, and therefore, the molecular axes having large ε or κ of the liquid crystal are aligned in the direction horizontal to the electrodes. This orientation angle is an important factor that determines the color level of the ECB type liquid crystal display element,
It is preferably 70 to 90 °. More desirably, Δn (refractive index anisotropy) · d (cell thickness) to realize multicolor display.
In order to increase the angle, the angle is set to 80 to 90 °, and as close as possible to the electrode with respect to the horizontal.
【００２５】電場、磁場の強度としては、液晶分子がそ
の電場、磁場方向に十分に配向できる程度でよい。電場
の場合には、最小ピーク値が１ｋＶ／ｃｍ以上、最大ピ
ーク値が１００ｋＶ／ｃｍ以下の電場が好ましく、磁場
の場合には500〜100000ガウスの磁場が好ましい。電場
ＯＮ時には、△ε＞０となる周波数の電場を印加するこ
とにより、電場（セル面）に垂直な方向に液晶の分子軸
が多く配列する。ＯＦＦ状態からＯＮ状態に至る間に△
ｎ・ｄが変化し、直交ニコル電極セルを観察すると色調
が連続的に変化する。The strength of the electric field or magnetic field may be such that the liquid crystal molecules can be sufficiently oriented in the direction of the electric field or magnetic field. In the case of an electric field, an electric field having a minimum peak value of 1 kV / cm or more and a maximum peak value of 100 kV / cm or less is preferable, and in the case of a magnetic field, a magnetic field of 500 to 100,000 gauss is preferable. When the electric field is ON, by applying an electric field having a frequency such that Δε> 0, many molecular axes of the liquid crystal are aligned in the direction perpendicular to the electric field (cell surface). From OFF state to ON state △
The color tone changes continuously when n · d changes and the crossed Nicol electrode cell is observed.
【００２６】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２７】（実施例１）図１（ａ）は、本実施例の液
晶表示素子における駆動前の状態を示す概略断面図であ
る。この液晶表示素子は、２つの基板１１、１１が対向
配設され、両基板１１、１１の内面側に透明電極１１
ａ、１１ｂが形成されている。図下側の透明電極１１ａ
は絵素電極であり、図上側の透明電極１１ｂは対向電極
である。これら透明電極１１ａ、１１ｂにより挟まれた
箇所には、高分子からなる壁１２で周囲を包囲された液
晶ドロップレット１３が分散状態で設けられ、その液晶
ドロップレット１３の配向は透明電極１１ａ、１１ｂに
対して水平方向となっている。また、両基板１１、１１
の外側には、偏光板１０、１０が設けられている。(Embodiment 1) FIG. 1A is a schematic sectional view showing a state before driving in the liquid crystal display element of this embodiment. In this liquid crystal display element, two substrates 11 and 11 are disposed so as to face each other, and a transparent electrode 11 is provided on the inner surface side of both substrates 11 and 11.
a and 11b are formed. Transparent electrode 11a at the bottom of the figure
Is a pixel electrode, and the transparent electrode 11b on the upper side of the figure is a counter electrode. A liquid crystal droplet 13 surrounded by a polymer wall 12 is provided in a dispersed state at a position sandwiched between these transparent electrodes 11a and 11b, and the orientation of the liquid crystal droplet 13 is transparent electrodes 11a and 11b. It is horizontal with respect to. In addition, both substrates 11, 11
Polarizing plates 10 and 10 are provided outside the.
【００２８】図１（ｂ）は上記液晶表示素子における駆
動時の状態を示す概略断面図である。つまり、上記液晶
表示素子の透明電極１１ａと１１ｂとの間に△ε＞０と
なる周波数の電場を印加して駆動した場合は、液晶ドロ
ップレット１３の配向方向が変化している。FIG. 1 (b) is a schematic sectional view showing a driving state of the liquid crystal display device. That is, when the liquid crystal display element is driven by applying an electric field having a frequency of Δε> 0 between the transparent electrodes 11a and 11b, the alignment direction of the liquid crystal droplets 13 is changed.
【００２９】次に、このように構成された液晶表示素子
の製造方法について説明する。Next, a method of manufacturing the liquid crystal display device having the above structure will be described.
【００３０】先ず、液晶として２周波駆動用のＮＲ−１
０１２ＸＸ（チッソ石油化学製）を使用し、重合性ポリ
マーとしてＴＭＰＴ（トリメチロールプロパントリアク
リレート：新中村化学製）と２−エチルヘキシルアクリ
レート（日本化薬製）とを使用して混合した。混合は、
例えばＮＲ−１０１２ＸＸを４．３ｇ、ＴＭＰＴを０．
２ｇ、２−エチルヘキシルアクリレートを０．５ｇとし
て行った。First, the liquid crystal NR-1 for dual-frequency driving is used.
012XX (manufactured by Chisso Petrochemical) was used, and TMPT (trimethylolpropane triacrylate: manufactured by Shin Nakamura Chemical) and 2-ethylhexyl acrylate (manufactured by Nippon Kayaku) were mixed as the polymerizable polymer. Mixing
For example, 4.3 g of NR-1012XX and 0.
2 g, 0.5 g of 2-ethylhexyl acrylate was used.
【００３１】次に、その混合した物に、０．０５ｇのＵ
Ｖ硬化剤（チバガイギー製のIrgacure １８４）を８０
℃で均一混合する。Next, 0.05 g of U was added to the mixture.
80% V-curing agent (Irgacure 184 manufactured by Ciba-Geigy)
Mix evenly at ℃.
【００３２】次に、ＩＴＯ（酸化インジュウム及び酸化
スズの混合物）からなる透明電極１１ａ、１１ｂが付い
た２枚のガラス基板１１、１１（日本板ガラス製フリン
トガラス）を使用し、セル厚が５μｍとなるように両基
板１１、１１の間にスペーサーを挟んでセルを作製し、
２枚の透明電極１１ａ、１１ｂの間に、上述のようにし
て最終的に混合された物を注入する。Next, two glass substrates 11 and 11 (flint glass made by Nippon Sheet Glass) having transparent electrodes 11a and 11b made of ITO (a mixture of indium oxide and tin oxide) were used, and the cell thickness was 5 μm. A spacer is sandwiched between the two substrates 11 and 11 to form a cell,
The finally mixed material as described above is injected between the two transparent electrodes 11a and 11b.
【００３３】次に、この状態のセルに、電極１１ａ又は
１１ｂから垂直に下した線方向に対して９０°の角度
で、つまり電極１１ａ又は１１ｂに対して水平な方向か
ら２００００ガウスの静磁場をかけ、その状態のまま電
極１１ａ又は１１ｂに対して垂直な方向から、セル面上
で２０ｍＷ／ｃｍ2（３６５ｎｍの波長で）になるよう
に高圧水銀灯によりＵＶ照射した。これにより、上記重
合性ポリマーが重合し、液晶ドロップレット１３が高分
子からなる壁１２で周囲を包囲されて非連続的に分散し
て存在する状態になる。また、各液晶ドロップレット１
３の配向方向としては、上記静磁場をかけてＵＶ照射し
ているので、電極１１ａ又は１１ｂに対して平行な状態
となる。Next, a static magnetic field of 20000 gauss is applied to the cell in this state at an angle of 90 ° with respect to the line direction perpendicular to the electrode 11a or 11b, that is, from the direction horizontal to the electrode 11a or 11b. Then, in that state, UV irradiation was performed from a direction perpendicular to the electrode 11a or 11b with a high pressure mercury lamp so that the cell surface had 20 mW / cm 2 (at a wavelength of 365 nm). As a result, the above-mentioned polymerizable polymer is polymerized, and the liquid crystal droplets 13 are surrounded by the wall 12 made of a polymer and are present in a state of being discontinuously dispersed. Also, each liquid crystal droplet 1
As for the orientation direction of 3, since the UV irradiation is performed by applying the static magnetic field, it is parallel to the electrode 11a or 11b.
【００３４】次に、セルの両外側に２枚の偏光板１０、
１０を直交ニコル状態に、例えば貼着により設置した。Next, two polarizing plates 10 are provided on both outer sides of the cell.
10 was installed in the crossed Nicols state, for example, by sticking.
【００３５】このようにして作製された液晶表示素子
は、図２に示すように２つの電極１１ａと１１ｂとの間
に、例えば５０ｋＨｚの電圧を印加しながら、絵素電極
である下側の透明電極１１ａ側から、つまり背面側から
図示しない光源により光をあてると、表示状態としては
色むらのない良好な表示が得られた。なお、２つの電極
１１ａ、１１ｂのうちの一方は、表示が行えるように透
明なものを使用する。このことは、以下に説明する各実
施例においても同様である。As shown in FIG. 2, the liquid crystal display element thus manufactured has a lower transparent electrode which is a pixel electrode while applying a voltage of, for example, 50 kHz between the two electrodes 11a and 11b. When light was applied from the electrode 11a side, that is, from the back side by a light source (not shown), good display with no color unevenness was obtained as a display state. Note that one of the two electrodes 11a and 11b is transparent so that display can be performed. This also applies to each of the embodiments described below.
【００３６】ところで、高分子分散型液晶の光散乱強度
は、液晶と高分子材料との混合比に因っても変化し、液
晶比率が６０〜７０％の範囲で強くなる。よって、本発
明のＥＣＢ方式の液晶表示素子にあっては、散乱強度を
弱くするのが望ましく、液晶比率が６０％以下では液晶
分率が少なく駆動電圧が高くなり実用に耐えないことか
ら８０％以上、特に好ましくは９０〜９５％とするのが
よい。By the way, the light scattering intensity of the polymer-dispersed liquid crystal changes depending on the mixing ratio of the liquid crystal and the polymer material, and becomes stronger in the liquid crystal ratio of 60 to 70%. Therefore, in the ECB type liquid crystal display device of the present invention, it is desirable to weaken the scattering intensity, and when the liquid crystal ratio is 60% or less, the liquid crystal fraction is small and the driving voltage becomes high, so that it cannot be used practically. As described above, it is particularly preferable to set it to 90 to 95%.
【００３７】液晶ドロップレットについては、光散乱強
度の点で、電極間で円柱、角柱などの柱状に分布してい
ることが好ましく、特に、絵素部分の大部分が液晶だけ
であり、絵素以外の部分にポリマー材料が存在するとい
う状態が最もよい。この状態の場合は、液晶とポリマー
との間での光散乱を低下させることができる利点があ
る。Regarding the liquid crystal droplets, in view of light scattering intensity, it is preferable that the liquid crystal droplets are distributed in a columnar shape such as a columnar shape or a prismatic shape between the electrodes. The best condition is that the polymer material is present in other parts. In this state, there is an advantage that the light scattering between the liquid crystal and the polymer can be reduced.
【００３８】なお、上記状態を実現するためには、液晶
とプレポリマーの混合物を重合させるにあたり、規則性
を持つドット状又は連続体の遮光部を有するホトマスク
を使用すると共に、そのホトマスクを一方の電極上に設
置し、電場や磁場を液晶分子を配向させたい方向に印加
した状態で該ホトマスク側からＵＶ光を照射するとよ
い。このように光照射を行うと、ホトマスクで覆われた
部分に光が当たらず、覆われていない遮光部分で重合反
応が起こるため、相分離した液晶が遮光部分に集中し
て、結果的に遮光部分にのみ液晶の柱状構造が形成され
る。この場合、相分離速度は低速であるほどホトマスク
に忠実な液晶ドロップレット形状となって好ましく、そ
の達成条件としては、例えば周波数が３６５ｎｍのとき
に光照射部分で２０ｍＷ／ｃｍ2以下となる強度で低Ｕ
Ｖ照射を行うこと、或は相分離速度が遅いメタアクリレ
ートをポリマーとして使用すること、若しくは低温のＵ
Ｖ照射を行うことなどが挙げられる。In order to realize the above state, when polymerizing a mixture of liquid crystal and prepolymer, a photomask having a regular dot-shaped or continuous light-shielding portion is used, and the photomask is used for one of them. UV light may be irradiated from the photomask side in a state of being installed on the electrode and applying an electric field or a magnetic field in the direction in which the liquid crystal molecules are oriented. When light is irradiated in this way, the light is not applied to the area covered with the photomask, and the polymerization reaction occurs in the light-shielded area that is not covered, so the phase-separated liquid crystal concentrates in the light-shielded area, resulting in light-shielding. A liquid crystal columnar structure is formed only in the portion. In this case, the slower the phase separation speed, the more preferable the liquid crystal droplet shape becomes more faithful to the photomask. The condition for achieving this is, for example, that the intensity is 20 mW / cm 2 or less at the light irradiation portion when the frequency is 365 nm. Low U
V irradiation, or use of methacrylate having a slow phase separation rate as a polymer, or low temperature U
V irradiation etc. are mentioned.
【００３９】（実施例２）本発明の他の実施例について
説明する。本実施例２では、液晶の材料を実施例１とは
異ならせて作製している。具体的には、以下の通りであ
る。(Embodiment 2) Another embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the liquid crystal material is made different from that of the first embodiment. Specifically, it is as follows.
【００４０】液晶としてはＺＬＩ−４７９２を使用し、
重合性モノマーとしては同様のＴＭＰＴと２−エチルヘ
キシルアクリレートとを使用している。これらの混合
は、ＺＬＩ−４７９２を４．３ｇ、ＴＭＰＴを０．２
ｇ、２−エチルヘキシルアクリレートを０．５ｇして行
い、更にこの混合物に、ＵＶ硬化剤（チバガイギー製Ir
agacure １８４）を０．０５ｇ加えて、８０℃で均一
混合した。ZLI-4792 was used as the liquid crystal,
The same TMPT and 2-ethylhexyl acrylate are used as the polymerizable monomer. The mixture of these was 4.3 g of ZLI-4792 and 0.2 g of TMPT.
0.5 g of 2-ethylhexyl acrylate, and a UV curing agent (Ciba Geigy Ir.
0.05 g of agacure 184) was added and homogeneously mixed at 80 ° C.
【００４１】その後、かかる混合物を、実施例１と同様
なセルに注入した。それ以降も、実施例１と同様にし
て、静磁場を加えた状態でＵＶ照射してセルを作製し、
そのセルの両側に偏光板を直交ニコル状態に設けてＥＣ
Ｂ方式の液晶表示素子を作製した。Then, the mixture was injected into the same cell as in Example 1. After that, in the same manner as in Example 1, UV irradiation was performed in a state where a static magnetic field was applied to prepare a cell,
Polarizers are placed on both sides of the cell in a crossed Nicol state and EC
A B type liquid crystal display device was produced.
【００４２】本実施例２の液晶表示素子においても、両
電極間に５０ｋＨｚの電圧を印加しながら背面側から光
を当てると、良好な色むらのない表示が得られた。Also in the liquid crystal display device of Example 2, when light was applied from the back side while applying a voltage of 50 kHz between both electrodes, good display without color unevenness was obtained.
【００４３】（実施例３）本実施例３では、対向配設さ
れた両電極間に、液晶や重合性モノマーを注入する状態
を変えている。以下に具体的に説明する。(Embodiment 3) In the present embodiment 3, the state of injecting the liquid crystal or the polymerizable monomer between the electrodes arranged opposite to each other is changed. This will be specifically described below.
【００４４】先ず、重合性モノマーとしてのＴＭＰＴ
と、重合性オリゴマーとしてのＮＫオリゴＵ−１２２Ａ
（新中村化学工業製）とを、７：３の比率で混合する。First, TMPT as a polymerizable monomer
And NK oligo U-122A as a polymerizable oligomer
(Manufactured by Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.) are mixed in a ratio of 7: 3.
【００４５】次に、その混合物を溶媒であるｎ-ヘキサ
ンの５％溶液となし、スピンコート法により２枚の透明
電極付きガラス基板上に塗布し、溶媒を蒸発させること
により薄膜を形成する。Next, the mixture is made into a 5% solution of n-hexane as a solvent and applied onto two glass substrates with transparent electrodes by spin coating, and the solvent is evaporated to form a thin film.
【００４６】次に、透明電極を内側にして両基板を対向
させて、両基板の間に、例えば直径が１０μｍの球状を
したスペーサーを介装し、２枚の基板を貼り合わせてセ
ル化する。Next, both substrates are made to face each other with the transparent electrode inside, and a spherical spacer having a diameter of 10 μm, for example, is interposed between the two substrates, and the two substrates are bonded together to form a cell. .
【００４７】次に、セルの両基板間に、実施例１と同じ
液晶を注入し、電極に対して平行な方向から２００００
ガウスの静磁場をかけ、その状態のまま、電極（液晶表
示素子面）に対して垂直な方向から、２０ｍＷ／ｃｍ2
になるように高圧水銀灯でＵＶ照射した。Next, the same liquid crystal as in Example 1 was injected between the two substrates of the cell, and 20000 from the direction parallel to the electrodes.
A static magnetic field of Gauss is applied, and in that state, 20 mW / cm 2 from the direction perpendicular to the electrodes (liquid crystal display element surface)
UV irradiation was performed with a high pressure mercury lamp.
【００４８】次に、セルの両側に偏光板を、実施例１と
同様に設けた。Next, polarizing plates were provided on both sides of the cell in the same manner as in Example 1.
【００４９】以上のようにして作製された液晶表示素子
は、実施例１と同様に電圧を印加した結果、良好な色む
らのない表示が得られた。As a result of applying a voltage to the liquid crystal display element manufactured as described above, as in Example 1, good display without color unevenness was obtained.
【００５０】（実施例４）本実施例４は、以上の各実施
例ではＵＶ照射の際に静磁場を加えているのに代えて、
電場を加えている。以下に具体的に説明する。(Embodiment 4) In Embodiment 4, instead of applying a static magnetic field at the time of UV irradiation in each of the above embodiments,
Adding an electric field. This will be specifically described below.
【００５１】先ず、実施例１と同様の液晶等の材料や基
板などを使用してセルを作製する。次に、両電極間に６
０ｋＨｚ、実効値５０Ｖの電場を印加した状態を保持
し、電極の垂直方向からセル上で２０ｍＷ／ｃｍ2にな
るように電圧水銀灯でＵＶ照射した。次に、セルの両側
に偏光板を設けて液晶表示素子を作製した。First, a cell is manufactured using the same material as liquid crystal or the like as in Example 1 and the substrate. Next, 6 between both electrodes
The state of applying an electric field of 0 kHz and an effective value of 50 V was maintained, and UV irradiation was performed with a voltage mercury lamp so that the electric field was 20 mW / cm 2 on the cell in the vertical direction of the electrode. Next, polarizing plates were provided on both sides of the cell to produce a liquid crystal display element.
【００５２】このように作製された液晶表示素子を、実
施例１と同様に電圧を印加した結果、良好な色むらのな
い表示が得られた。As a result of applying a voltage to the liquid crystal display element thus manufactured in the same manner as in Example 1, good display without color unevenness was obtained.
【００５３】（実施例５）本実施例５は、相分離速度を
低速としてホトマスクに忠実な形状の液晶ドロップレッ
トを形成させる場合の一例を示している。具体的には、
以下のように行った。(Embodiment 5) This embodiment 5 shows an example in which the phase separation speed is set to a low speed to form liquid crystal droplets having a shape faithful to the photomask. In particular,
The procedure was as follows.
【００５４】先ず、実施例１と同様の液晶等の材料や基
板などを使用してセルを作製する。次に、セル上に、１
ドットが直径３０μｍであり、各ドット間の距離が１０
μｍで格子状にドットが配列されたホトマスクを被せ、
光線平行度の優れたＵＶ光源を用い、セル上で５ｍＷ／
ｃｍ2になるようにＵＶ照射した。First, a cell is manufactured using the same material as liquid crystal or the like as in Example 1 and the substrate. Then on the cell,
The dots are 30 μm in diameter and the distance between each dot is 10
Cover with a photomask in which dots are arranged in a grid pattern in μm,
Using a UV light source with excellent light parallelism, 5 mW / on the cell
UV irradiation was performed so as to be cm 2 .
【００５５】次に、得られたセルの両側に偏光板を設け
て液晶表示素子を作製した。Next, polarizing plates were provided on both sides of the obtained cell to prepare a liquid crystal display element.
【００５６】このように作製された液晶表示素子を実施
例１と同様に電圧を印加した結果、良好な色むらのない
表示が得られ、特に、液晶とポリマー材料間での散乱が
少なく、ＯＮ時の黒レベルが優れていた。As a result of applying a voltage to the liquid crystal display device thus produced in the same manner as in Example 1, good display without color unevenness was obtained, and particularly, the scattering between the liquid crystal and the polymer material was small, and the display was ON. The black level at that time was excellent.
【００５７】また、作製された液晶表示素子を液体窒素
中で剥離し、アセトンで液晶ドロップレットを洗い流
し、ＳＥＭにより観察した。その結果、直径約２５μｍ
の液晶ドロップレットが規則的に形成されているのが確
認された。Further, the produced liquid crystal display element was peeled off in liquid nitrogen, the liquid crystal droplets were washed off with acetone, and observed by SEM. As a result, the diameter is about 25 μm
It was confirmed that the liquid crystal droplets of 1 were regularly formed.
【００５８】上記各実施例では液晶として２周波駆動用
の液晶であるＮＲ−１０１２ＸＸや△ε＞０、△κ＞０
であるネマティック液晶ＺＬＩ−４７９２を使用してい
るが、本発明はこれらに限らず、他の２周波駆動用の液
晶や、△ε＞０、△κ＞０である液晶を使用することが
可能である。なお、２周波駆動用の液晶を使用する場合
は、上述した実施例の静磁場に代えて、液晶の誘電率異
方性を正とするような周波数である電場を加えるように
してもよい。一方、△ε＞０、△κ＞０である液晶を使
用する場合は、電場では本発明に示す水平配向をとらせ
ることが困難であるという理由により、電場ではなく磁
場を加えるようにするのが好ましい。In each of the above embodiments, NR-1012XX, which is a liquid crystal for driving two frequencies, or Δε> 0, Δκ> 0 is used as the liquid crystal.
However, the present invention is not limited to these, and other two-frequency driving liquid crystals and liquid crystals having Δε> 0 and Δκ> 0 can be used. Is. When a liquid crystal for dual frequency driving is used, an electric field having a frequency that makes the dielectric constant anisotropy of the liquid crystal positive may be applied instead of the static magnetic field of the above-described embodiment. On the other hand, when a liquid crystal with Δε> 0 and Δκ> 0 is used, a magnetic field is applied instead of an electric field because it is difficult to achieve the horizontal alignment shown in the present invention in an electric field. Is preferred.
【００５９】上述したように本発明で用い得る液晶は、
２周波駆動用の液晶と△ε＞０、△κ＞０である液晶と
である。具体的には、２周波駆動用の液晶としてはＮＲ
−１０１２ＸＸ等であり、△ε＞０、△κ＞０である液
晶としてはＥ８、Ｅ７（メルク社製）である。さらに液
晶中に化学的に安定な分子中にＦ、Ｃｌを含むビフェニ
ル系、ターフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、ジ
フェニルシクロヘキサン系、トラン系ネマティック液晶
等のうち、△ｎの大きな液晶が適している。さらに、液
晶の△ε、△ｎの符号が正負いずれの組み合わせも用途
に合わせて使用することができる。As described above, the liquid crystal usable in the present invention is
A liquid crystal for driving two frequencies and a liquid crystal for which Δε> 0 and Δκ> 0. Specifically, NR is used as a liquid crystal for driving two frequencies.
The liquid crystal having -1012XX or the like and having Δε> 0 and Δκ> 0 are E8 and E7 (manufactured by Merck Ltd.). Further, among the biphenyl-based, terphenyl-based, phenylcyclohexane-based, diphenylcyclohexane-based, and tolan-based nematic liquid crystals that contain F and Cl in the chemically stable liquid crystal, a liquid crystal having a large Δn is suitable. Further, any combination of positive and negative signs of Δε and Δn of the liquid crystal can be used according to the application.
【００６０】また、本発明で用い得る重合性モノマー及
び重合性オリゴマーとしては、光重合性、放射線重合
性、熱重合性のものが該当し、使用する液晶に合わせた
親和性、例えば液晶のＳＰ値に対して±２以内の親和性
を有する反応性有機物がよい。具体的には、重合性オリ
ゴマーとしては、上述した実施例で使用したＮＫオリゴ
Ｕ−１２２Ａの他に、ウレタンアクリルレートやポリオ
キシエチレンアクリレートなどが利用できる。The polymerizable monomers and polymerizable oligomers that can be used in the present invention include those which are photopolymerizable, radiation-polymerizable and heat-polymerizable, and have an affinity suitable for the liquid crystal used, for example, SP of liquid crystal. A reactive organic substance having an affinity within ± 2 with respect to the value is preferable. Specifically, as the polymerizable oligomer, urethane acrylate, polyoxyethylene acrylate, and the like can be used in addition to the NK oligo U-122A used in the above-described examples.
【００６１】一方、重合性モノマーとしては、アクリル
酸及びアクリル酸エステルの誘導体である、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、ｎ−ステアリルメタクリレート、シクロヘキシ
ンメタクリレート、ベンジルメタクリレート、２−エチ
ルヘキシルアクリレート（実施例で使用）、２−フェノ
キシエチルメタクリレート、ビスフェノールＡジメタク
リレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメ
タクリレートおよびビスフェノールＡジアクリレートな
どが挙げられる。更に、ポリマーの物理的強度を高め得
る２官能以上の多官能性樹脂、例えば、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
（実施例で使用）、テトラメチロールメタンテトラアク
リレート等が利用できる。熱硬化性モノマーとしては、
エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロ
ールプロパントリグリシジルエーテル、１、６−ヘキサ
ンジオールジグリシジルエーテルなどのグリシジルエー
テル類を代表とするエポキシ樹脂およびイソシアネート
基を有するウレタン樹脂、例えばキシリレンジイソシア
ナート、Ｓｉを含む２重結合を有するシリコーン樹脂な
どが使用できる。これらの樹脂のうち硬化後のＴｇ（ガ
ラス転移温度）が６０℃以上であることが好ましい。On the other hand, as the polymerizable monomer, acrylic acid and acrylic acid ester derivatives such as isobutyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, isoamyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-lauryl methacrylate and tridecyl are used. Methacrylate, n-stearyl methacrylate, cyclohexyne methacrylate, benzyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate (used in the examples), 2-phenoxyethyl methacrylate, bisphenol A dimethacrylate, isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate and bisphenol A diacrylate. And so on. Further, a polyfunctional resin having two or more functional groups capable of increasing the physical strength of the polymer, for example, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate. (Used in the examples), tetramethylolmethane tetraacrylate, etc. can be used. As the thermosetting monomer,
Epoxy resins represented by glycidyl ethers such as ethylene glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, and 1,6-hexanediol diglycidyl ether, and urethane resins having an isocyanate group, such as xylylene diisocyanate and Si. A silicone resin having a double bond can be used. Of these resins, the Tg (glass transition temperature) after curing is preferably 60 ° C. or higher.
【００６２】特に、上述した重合性モノマー及び重合性
オリゴマーのうちでも、作製後における液晶の配向効果
を出すためには、製造工程における加工温度付近または
室温で、電場または磁場により分子が、電場または磁場
方向に配列する特性である液晶性を示す光重合性、放射
線重合性、熱重合性のものを利用することが好ましい。
具体的には、ビフェニル基、ターフェニル基、フェニル
シクロヘキサン基、ジフェニルシクロヘキサン基、トラ
ン骨格などのメソーゲン基にアクリレート、メタクリレ
ート、エポキシなどの重合性基が分子末端に結合した化
合物が該当する。また、このような化合物を用いる場合
は、製造後において、電場ＯＦＦ時の液晶の配列をより
強固にすることができる。In particular, among the above-mentioned polymerizable monomers and polymerizable oligomers, in order to exert the alignment effect of the liquid crystal after the production, the molecules are converted into an electric field or an electric field near the processing temperature or room temperature in the manufacturing process. It is preferable to use a photopolymerizable, radiation-polymerizable, or heat-polymerizable material that exhibits liquid crystallinity, which is a characteristic of being aligned in the magnetic field direction.
Specifically, a compound having a biphenyl group, a terphenyl group, a phenylcyclohexane group, a diphenylcyclohexane group, a mesogen group such as a tolan skeleton, and a polymerizable group such as acrylate, methacrylate, or epoxy bonded to the molecular end corresponds to the compound. In addition, when such a compound is used, the alignment of the liquid crystal when the electric field is OFF can be further strengthened after the production.
【００６３】上記実施例３のように、ポリマーと溶剤と
の混合物から溶剤を除去する場合に使用されるポリマー
としては、溶剤に溶解可能なポリマーであればよく、具
体的にはアラビアゴム、合成ゴム、ゼラチン、ポリビニ
ルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリ酢酸ビニルなどである。The polymer used when removing the solvent from the mixture of the polymer and the solvent as in Example 3 may be any polymer which can be dissolved in the solvent, and specifically, gum arabic, synthetic Examples include rubber, gelatin, polyvinyl alcohol, polystyrene, polymethylmethacrylate, and polyvinyl acetate.
【００６４】上記説明では明言していないが、本発明の
液晶表示素子のセル厚は、散乱強度を低下させるために
２０μｍ以下であることが好ましく、更には１〜１２μ
ｍの範囲であることが望ましい。その理由は、セル厚が
厚い場合に、２枚の直交ニコル偏光板間に光散乱体をお
くと、一方の偏光板で直線偏光に変換され、その直線偏
光が光散乱体に当たることにより自然光に変換され、も
う一方の偏光板を一部通過して、結果的に黒レベルが悪
化するからである。Although not explicitly stated in the above description, the cell thickness of the liquid crystal display element of the present invention is preferably 20 μm or less in order to reduce the scattering intensity, and more preferably 1 to 12 μm.
The range of m is desirable. The reason is that if the cell thickness is large and a light scatterer is placed between the two crossed Nicols polarizers, one of the polarizers converts it into linearly polarized light, and the linearly polarized light impinges on the light scatterer to produce natural light. This is because the black level is converted and partially passes through the other polarizing plate, resulting in deterioration of the black level.
【００６５】また、上記説明では明言していないが、液
晶ドロップレットの形状としては、光散乱を低く設定す
べく、長軸方向の長さが可視光の波長より十分長いか、
又は逆に短くなる状態が好ましい。即ち、長軸方向の長
さが可視光の波長より短い液晶ドロップレットでは、駆
動させるための電圧が高くなり、駆動回路に使用するＩ
Ｃの耐電圧が高くなり実用的ではない。液晶ドロップレ
ットの長軸方向の平均直径としては５μｍ以上、更には
１２μｍ以上が好ましい。この場合の液晶ドロップレッ
トの立体的な形状としては、“わらじ”状の形状とな
る。Although not clearly stated in the above description, the shape of the liquid crystal droplets is such that the length in the major axis direction is sufficiently longer than the wavelength of visible light in order to set light scattering low.
Or, on the contrary, it is preferably in a short state. That is, in a liquid crystal droplet having a length in the major axis direction shorter than the wavelength of visible light, the voltage for driving becomes high, and I used in the drive circuit.
The withstand voltage of C is high and not practical. The average diameter of the liquid crystal droplets in the major axis direction is preferably 5 μm or more, more preferably 12 μm or more. In this case, the three-dimensional shape of the liquid crystal droplets is a “straw” shape.
【００６６】[0066]
【発明の効果】本発明のＥＣＢ方式の液晶表示素子は、
セル内の液晶ドロップレットが均一で低チルト角の配向
を持ったものとなり、これにより表示むらの少ない良好
な表示が得られる。また、低チルト角の厳密な配向を制
御することを必要としない場合は、電極に対して平行な
水平方向に近い配向状態から電圧印加による垂直方向へ
の配向状態への制御が可能なモードとなるように、液晶
ドロップレットを高分子からなる壁の中に閉じ込めて液
晶を疑似的な固体状にすればよく、このため大きな基板
中に広い面積で液晶ドロップレットを配することが可能
となり、これによりＥＣＢ方式の液晶表示素子の大面積
化が図れる。The ECB type liquid crystal display device of the present invention is
The liquid crystal droplets in the cell are uniform and have a low tilt angle orientation, and thus good display with little display unevenness can be obtained. In addition, when it is not necessary to control the precise alignment with a low tilt angle, it is possible to control from an alignment state that is close to the horizontal direction parallel to the electrodes to a vertical alignment state by applying a voltage. Therefore, it is only necessary to confine the liquid crystal droplets in a wall made of a polymer to make the liquid crystal into a pseudo solid state, which makes it possible to arrange the liquid crystal droplets in a large area in a large substrate. As a result, the area of the ECB type liquid crystal display element can be increased.
【００６７】なお、本発明にかかる液晶表示素子は、例
えばプロジェクションテレビ、パソコン、ワードプロセ
ッサ等の平面ディスプレイ装置、シャッタ効果を利用し
た色調が変化する表示板、窓、扉、壁等及び光コンピュ
ーティング等に利用することができ、特に、平面ディス
プレーにおいては、単独絵素ごとにカラー表示が可能と
なりカラーフィルターを必要とせず実質的に３倍の解像
度を得られるディスプレーに利用できる。The liquid crystal display device according to the present invention is, for example, a flat panel display device such as a projection television, a personal computer, a word processor, a display plate having a color tone utilizing the shutter effect, a window, a door, a wall, etc. and optical computing. In particular, in the case of a flat panel display, it is possible to display a color for each individual picture element, and it can be used for a display which can obtain substantially three times the resolution without requiring a color filter.
【図１】（ａ）は、本発明の液晶ドロップレット中の液
晶の電場ＯＦＦ時の配向状態の断面模式図、（ｂ）は、
本発明の液晶ドロップレット中の液晶の電場ＯＮ時の配
向状態の水面断面模式図である。1A is a schematic cross-sectional view of an alignment state of liquid crystal in a liquid crystal droplet of the present invention when an electric field is OFF, and FIG.
It is a water surface cross-sectional schematic diagram of the alignment state at the time of electric field ON of the liquid crystal in the liquid crystal droplet of this invention.
１０ 偏光板 １１ 基板 １１ａ 透明電極 １１ｂ 透明電極 １２ 高分子からなる壁 １３ 液晶ドロップレット 10 Polarizing Plate 11 Substrate 11a Transparent Electrode 11b Transparent Electrode 12 Polymer Wall 13 Liquid Crystal Droplet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神崎 修一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shuichi Kanzaki 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture
Claims (7)
一方が透明であり、両電極間に液晶ドロップレットが高
分子からなる壁で周囲を包囲されて連続的又は非連続的
に分散して存在し、該液晶ドロップレットが２周波駆動
用液晶または誘電率異方性が正、かつ磁化率異方性が正
である液晶からなり、かつ、該液晶分子の分子軸が該電
極から垂直に下した線方向に対して７０〜９０°に配向
した状態とされ、更に両電極の外側にそれぞれ偏光板が
設けられていると共に、該液晶に誘電率異方性を正とす
る周波数の電場が付与されて動作する構成となっている
ＥＣＢ方式の液晶表示素子。1. At least one of two electrodes arranged opposite to each other is transparent, and liquid crystal droplets are continuously or discontinuously dispersed between both electrodes by being surrounded by a wall made of a polymer. Exist, the liquid crystal droplets are composed of a liquid crystal for driving two frequencies or a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and a positive magnetic anisotropy, and the molecular axes of the liquid crystal molecules are perpendicular to the electrodes. Is oriented at 70 to 90 ° with respect to the line direction, and polarizing plates are respectively provided outside both electrodes, and an electric field having a frequency with a positive dielectric anisotropy is applied to the liquid crystal. An ECB type liquid crystal display device configured to operate by being provided with.
一方が透明であり、両電極の間に液晶ドロップレットが
高分子からなる壁で周囲を包囲されて連続的又は非連続
的に分散して存在する状態に形成されたＥＣＢ方式の液
晶表示素子の製造方法であって、 対向配設された両電極間に、２周波駆動用液晶と、該液
晶に溶解可能な重合性モノマー及び／又は重合性オリゴ
マーとの混合物を注入する工程と、 該液晶の誘電率異方性を正とする周波数である電場、又
は磁化率異方性を正とする磁場を、該電極から垂直に下
した線方向に対して７０〜９０°の角度で該混合物に印
加し、該混合物中の重合性モノマー及び／又は重合性オ
リゴマーを重合させて該液晶ドロップレットを形成する
工程と、 該両電極のそれぞれの外側に偏光板を設ける工程と、 を含むＥＣＢ方式の液晶表示素子の製造方法。2. At least one of two electrodes arranged opposite to each other is transparent, and liquid crystal droplets are continuously or discontinuously dispersed between both electrodes by being surrounded by a wall made of a polymer. A method of manufacturing an ECB type liquid crystal display device formed in a state in which the liquid crystal for dual frequency driving, a polymerizable monomer soluble in the liquid crystal, and / Alternatively, a step of injecting a mixture with a polymerizable oligomer, and an electric field having a frequency that makes the dielectric constant anisotropy of the liquid crystal positive, or a magnetic field having a positive magnetic susceptibility anisotropy were applied vertically from the electrode. Applying to the mixture at an angle of 70 to 90 ° with respect to the line direction to polymerize the polymerizable monomer and / or the polymerizable oligomer in the mixture to form the liquid crystal droplets; And the step of providing a polarizing plate outside the Method of manufacturing a liquid crystal display device of ECB mode including.
一方が透明であり、両電極の間に液晶ドロップレットが
高分子からなる壁で周囲を包囲されて連続的又は非連続
的に分散して存在する状態に形成されたＥＣＢ方式の液
晶表示素子の製造方法であって、 対向配設された両電極間に、２周波駆動用液晶と、該液
晶に溶解可能な重合性モノマー及び／又は重合性オリゴ
マーとの混合物を注入する工程と、 該液晶の誘電率異方性を負とする周波数である電場を該
混合物に印加し、該混合物中の重合性モノマー及び／又
は重合性オリゴマーを重合させて該液晶ドロップレット
を形成する工程と、 該両電極のそれぞれの外側に偏光板を設ける工程と、 を含むＥＣＢ方式の液晶表示素子の製造方法。3. At least one of the two electrodes facing each other is transparent, and liquid crystal droplets are continuously or discontinuously dispersed between the electrodes by being surrounded by a wall made of a polymer. A method of manufacturing an ECB type liquid crystal display device formed in a state in which the liquid crystal for dual frequency driving, a polymerizable monomer soluble in the liquid crystal, and / Alternatively, a step of injecting a mixture with a polymerizable oligomer, and an electric field having a frequency that makes the dielectric anisotropy of the liquid crystal negative are applied to the mixture to remove the polymerizable monomer and / or the polymerizable oligomer in the mixture. A method of manufacturing an ECB type liquid crystal display device, comprising: a step of polymerizing to form the liquid crystal droplet; and a step of providing a polarizing plate on each outer side of the both electrodes.
一方が透明であり、両電極の間に液晶ドロップレットが
高分子からなる壁で周囲を包囲されて連続的又は非連続
的に分散して存在する状態に形成されたＥＣＢ方式の液
晶表示素子の製造方法であって、 対向配設された両電極間に、誘電率異方性が正、かつ磁
化率異方性が正である液晶と、該液晶に溶解可能な重合
性モノマー及び／又は重合性オリゴマーとの混合物を注
入する工程と、 該電極から垂直に下した線方向に対して７０〜９０°の
角度で磁場を該混合物に印加し、該混合物中の重合性モ
ノマー及び／又は重合性オリゴマーを重合させて該液晶
ドロップレットを形成する工程と、 該両電極のそれぞれの外側に偏光板を設ける工程と、 を含むＥＣＢ方式の液晶表示素子の製造方法。4. At least one of two electrodes arranged opposite to each other is transparent, and liquid crystal droplets are continuously or discontinuously dispersed between both electrodes by being surrounded by a wall made of a polymer. A method for manufacturing an ECB type liquid crystal display element formed in a state in which the dielectric constant anisotropy is positive and the magnetic susceptibility anisotropy is positive between both electrodes arranged facing each other. Injecting a mixture of a liquid crystal and a polymerizable monomer and / or a polymerizable oligomer soluble in the liquid crystal, and applying a magnetic field at an angle of 70 to 90 ° to a line direction perpendicular to the electrode To form a liquid crystal droplet by polymerizing a polymerizable monomer and / or a polymerizable oligomer in the mixture, and a step of providing a polarizing plate on the outside of each of the two electrodes. Manufacturing method of the liquid crystal display element of.
一方が透明であるＥＣＢ方式の液晶表示素子の製造方法
であって、 対向配設された両電極上に、重合性モノマー及び／又は
重合性オリゴマーを塗布する工程と、 該重合性モノマー及び／又は重合性オリゴマーを挟む両
電極間に２周波駆動用液晶を注入する工程と、 該液晶の誘電率異方性を正とする周波数である電場又は
磁化率異方性を正とする磁場を、該電極から垂直に下し
た線方向に対し７０〜９０°の角度で該両電極間に印加
して、該重合性モノマー及び／又は重合性オリゴマーを
重合させる工程と、 該両電極のそれぞれの外側に偏光板を設ける工程と、 を含むＥＣＢ方式の液晶表示素子の製造方法。5. A method of manufacturing an ECB type liquid crystal display device, wherein at least one of two electrodes arranged opposite to each other is transparent, wherein a polymerizable monomer and / or a polymerizable monomer is provided on both electrodes arranged opposite to each other. A step of applying a polymerizable oligomer, a step of injecting a dual-frequency driving liquid crystal between both electrodes sandwiching the polymerizable monomer and / or the polymerizable oligomer, and a frequency at which the dielectric constant anisotropy of the liquid crystal is positive. A certain electric field or a magnetic field having a positive magnetic susceptibility anisotropy is applied between the electrodes at an angle of 70 to 90 ° with respect to a line direction perpendicular to the electrode, to thereby polymerize the polymerizable monomer and / or the polymer. A method of manufacturing an ECB type liquid crystal display device, comprising: a step of polymerizing a polar oligomer; and a step of providing a polarizing plate on each outer side of the both electrodes.
一方が透明であるＥＣＢ方式の液晶表示素子の製造方法
であって、 対向配設された両電極上に、重合性モノマー及び／又は
重合性オリゴマーを塗布する工程と、 該重合性モノマー及び／又は重合性オリゴマーを挟む両
電極間に２周波駆動用液晶を注入する工程と、 該電極間に該液晶の誘電率異方性を負とする周波数であ
る電場を印加し、該重合性モノマー及び／又は重合性オ
リゴマー混合物を重合させる工程と、 該両電極のそれぞれの外側に偏光板を設ける工程と、 を含むＥＣＢ方式の液晶表示素子の製造方法。6. A method of manufacturing an ECB type liquid crystal display device, wherein at least one of two electrodes arranged opposite to each other is transparent, and a polymerizable monomer and / or A step of applying a polymerizable oligomer, a step of injecting a liquid crystal for dual frequency driving between both electrodes sandwiching the polymerizable monomer and / or the polymerizable oligomer, and a negative dielectric constant anisotropy of the liquid crystal between the electrodes. And a step of polymerizing the mixture of the polymerizable monomer and / or the polymerizable oligomer, and a step of providing a polarizing plate on the outside of each of the electrodes, an ECB liquid crystal display device including: Manufacturing method.
リゴマーを重合させる際に、規則性を持つドット状又は
連続体の遮光部を有するホトマスクを一方の電極上に設
置し、該ホトマスク側から紫外線を照射する請求項２、
３、４、５又は６に記載のＥＣＢ方式の液晶表示素子の
製造方法。7. When polymerizing the polymerizable monomer and / or the polymerizable oligomer, a photomask having a regular dot-shaped or continuous light-shielding portion is provided on one electrode, and ultraviolet rays are applied from the photomask side. Irradiating
7. A method for manufacturing an ECB type liquid crystal display element according to 3, 4, 5 or 6.
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| JP22047092A JP2880354B2 (en) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | Liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5636043A (en) * | 1993-08-25 | 1997-06-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device having partitioned unit liquid crystal cells |
| JP3490096B2 (en) * | 1997-08-01 | 2004-01-26 | シチズン時計株式会社 | LCD panel |
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| WO2019035464A1 (en) * | 2017-08-15 | 2019-02-21 | 凸版印刷株式会社 | Dimming device |
-
1992
- 1992-08-19 JP JP22047092A patent/JP2880354B2/en not_active Expired - Lifetime
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