JP3520376B2 - 液晶表示素子およびその製造方法 - Google Patents
液晶表示素子およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は情報機器、テレビ、ある
いは各種電光掲示板などに用いられる液晶表示素子、及
びその製造方法に関する。
いは各種電光掲示板などに用いられる液晶表示素子、及
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から用いられているＴＮ（ツイスト
ネマチック）型液晶表示素子においては、液晶を予め配
向させるために液晶が接する面を布などでこする等の方
法が用いられている（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ ａｎｄ Ｗ．
Ｈｅｌｆｒｉｃｈ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，
１８（１９７１）１２７など）。
ネマチック）型液晶表示素子においては、液晶を予め配
向させるために液晶が接する面を布などでこする等の方
法が用いられている（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ ａｎｄ Ｗ．
Ｈｅｌｆｒｉｃｈ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，
１８（１９７１）１２７など）。
【０００３】ＳＴＮ（スーパーツイストネマチック）型
液晶表示素子については、ディスプレイの大容量化を図
るために液晶の配向に予めプレティルトを生じさせてい
る（Ｔ．Ｊ．Ｓｃｈｆｆｅｒ ａｎｄ Ｊ．Ｎｅｈｒｉ
ｎｇ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４５（１９８
４）１０２１など、図６参照）。
液晶表示素子については、ディスプレイの大容量化を図
るために液晶の配向に予めプレティルトを生じさせてい
る（Ｔ．Ｊ．Ｓｃｈｆｆｅｒ ａｎｄ Ｊ．Ｎｅｈｒｉ
ｎｇ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４５（１９８
４）１０２１など、図６参照）。
【０００４】また視角の広いＳＨ（スーパーホメオトロ
ピック）型液晶表示素子では、負の誘電異方性を有する
液晶を用いて、液晶を予めわずか傾いた垂直配向状態と
しておき、電界印加で液晶の配向状態を水平配向状態と
する（Ｈ．Ｓｃｈａｄｔ：ＳＩＤ ’８２ Ｄｉｇｅｓ
ｔ（１９８２）２４４）。以上は偏光板で素子を挟んで
素子の電界応答を可視化するのであるが、液晶に２色性
色素を含有することにより偏光板を用いず素子の電界応
答を認識することができるモードも開発されている
（Ｇ．Ｈ．Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ ａｎｄ Ｌ．Ａ．Ｚａ
ｎｏｎｉ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１３（１
９６８）９１）。このモードにおいては偏光板を用いな
いためにペーパーホワイト表示の可能性を持つ。
ピック）型液晶表示素子では、負の誘電異方性を有する
液晶を用いて、液晶を予めわずか傾いた垂直配向状態と
しておき、電界印加で液晶の配向状態を水平配向状態と
する（Ｈ．Ｓｃｈａｄｔ：ＳＩＤ ’８２ Ｄｉｇｅｓ
ｔ（１９８２）２４４）。以上は偏光板で素子を挟んで
素子の電界応答を可視化するのであるが、液晶に２色性
色素を含有することにより偏光板を用いず素子の電界応
答を認識することができるモードも開発されている
（Ｇ．Ｈ．Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ ａｎｄ Ｌ．Ａ．Ｚａ
ｎｏｎｉ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１３（１
９６８）９１）。このモードにおいては偏光板を用いな
いためにペーパーホワイト表示の可能性を持つ。
【０００５】大容量ディスプレイを可能とするメモリー
性を持つ強誘電性液晶を用いた表示素子も１時期極めて
勢力的に開発された。現在商品化されつつある物は、従
来からある水平配向処理を用いた物である。ところがこ
れは強誘電性液晶の持つ双安定状態間のいわゆる開き角
が極めて狭いために表示が暗い、コントラストがとれて
いない。そこで斜方蒸着法などを用いて液晶の配向を傾
けて開き角を大きくする試みがなされている（第１２回
液晶討論会予稿集１連Ｆ１２ ３２ページ、あるいはＪ
ａｐａｎ Ｄｉｓｐｌａｙ ’８６ 予稿集１２、３
４６４ページなど）。
性を持つ強誘電性液晶を用いた表示素子も１時期極めて
勢力的に開発された。現在商品化されつつある物は、従
来からある水平配向処理を用いた物である。ところがこ
れは強誘電性液晶の持つ双安定状態間のいわゆる開き角
が極めて狭いために表示が暗い、コントラストがとれて
いない。そこで斜方蒸着法などを用いて液晶の配向を傾
けて開き角を大きくする試みがなされている（第１２回
液晶討論会予稿集１連Ｆ１２ ３２ページ、あるいはＪ
ａｐａｎ Ｄｉｓｐｌａｙ ’８６ 予稿集１２、３
４６４ページなど）。
【０００６】またプレティルトをもたせる配向処理技術
については従来、斜方蒸着法（特公昭６３−３２１６
２）、配向膜を用いた方法（特開平０４−７０８１２）
などが考案されているが、高信頼性で正確な高いプレテ
ィルト角を実現できる方法はほとんどなかった。最近に
なって、低分子液晶と高分子液晶の複合体を配向膜とし
て用いることにより所望のプレティルトを実現できる方
法が考案された（特開平４−２３４０１８など）。
については従来、斜方蒸着法（特公昭６３−３２１６
２）、配向膜を用いた方法（特開平０４−７０８１２）
などが考案されているが、高信頼性で正確な高いプレテ
ィルト角を実現できる方法はほとんどなかった。最近に
なって、低分子液晶と高分子液晶の複合体を配向膜とし
て用いることにより所望のプレティルトを実現できる方
法が考案された（特開平４−２３４０１８など）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来の技術で
は配向の長期信頼性が悪い、とくにＳＴＮ型液晶表示素
子に用いるような高プレティルト配向処理においては長
期信頼性あるいは表示素子内部における均一性に課題が
あった。また、低分子液晶と高分子液晶の複合体を配向
膜として用いる方法においても、予め液晶を含んだ配向
膜を基板に形成する必要があるため量産に向かない、正
確なプレティルトを表示画面全体にわたって均一に実現
することは極めて難しい、など課題があった。また強誘
電性液晶を用いたモードにおいても斜方蒸着法をもちい
るために正確なプレティルト、均一性、信頼性を実現す
ることが極めて難しいなどの課題を有していた。
は配向の長期信頼性が悪い、とくにＳＴＮ型液晶表示素
子に用いるような高プレティルト配向処理においては長
期信頼性あるいは表示素子内部における均一性に課題が
あった。また、低分子液晶と高分子液晶の複合体を配向
膜として用いる方法においても、予め液晶を含んだ配向
膜を基板に形成する必要があるため量産に向かない、正
確なプレティルトを表示画面全体にわたって均一に実現
することは極めて難しい、など課題があった。また強誘
電性液晶を用いたモードにおいても斜方蒸着法をもちい
るために正確なプレティルト、均一性、信頼性を実現す
ることが極めて難しいなどの課題を有していた。
【０００８】そこで本発明の目的とするところは、ＴＮ
型および水平配向ゲストホスト液晶表示素子においては
配向において十分な長期信頼性を、ＳＴＮ型、ＳＨ型、
垂直配向ゲストホスト型、および強誘電性液晶型液晶表
示素子においては正確で均一なプレティルトと十分な長
期信頼性を実現するところにある。また量産性の良好な
配向処理の方法を提供することも目的とする。
型および水平配向ゲストホスト液晶表示素子においては
配向において十分な長期信頼性を、ＳＴＮ型、ＳＨ型、
垂直配向ゲストホスト型、および強誘電性液晶型液晶表
示素子においては正確で均一なプレティルトと十分な長
期信頼性を実現するところにある。また量産性の良好な
配向処理の方法を提供することも目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の液晶表示素子は、一対の基板間に液晶が挟
持され前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板には
配向処理が施されてなる液晶表示素子において、前記一
方の基板は第１の配向層、及び第２の配向層を有してな
り、前記第２の配向層は液晶中に予め混合しておいた高
分子前駆体を重合することにより形成され、且つ凹凸を
有するものであり、前記液晶は前記一方の基板に対して
ティルト角を有するよう配向してなることを特徴とす
る。また、前記第１の配向層は垂直配向力、水平配向力
またはプレティルトを生じさせる配向力を有すると好ま
しい。本発明の液晶表示素子の製造方法は、一対の基板
間に液晶を挟持してなり、前記一対の基板のうち少なく
とも一方の基板には配向処理が施された液晶表示素子を
製造する方法において、前記一方の基板に第１の配向層
を形成する工程、前記一対の基板間に高分子前駆体を含
む液晶を封入する工程、及び前記液晶を前記一対の基板
間に封入した後、前記高分子前駆体を重合させて前記第
１の配向層上に第２の配向層を形成する工程を具備する
ことを特徴とする。また前記第２の配向層を形成する際
に、液晶層が所望のプレティルトを生じるように、液晶
層に電界又は磁界などの外場を印加しながら前記高分子
前駆体を重合することが好ましい。また前記高分子前駆
体を重合するために紫外線、電子線または可視光を用い
ることができる。更に、前記液晶中には紫外線、電子線
または可視光を吸収する物質を混合することが好まし
い。以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
に、本発明の液晶表示素子は、一対の基板間に液晶が挟
持され前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板には
配向処理が施されてなる液晶表示素子において、前記一
方の基板は第１の配向層、及び第２の配向層を有してな
り、前記第２の配向層は液晶中に予め混合しておいた高
分子前駆体を重合することにより形成され、且つ凹凸を
有するものであり、前記液晶は前記一方の基板に対して
ティルト角を有するよう配向してなることを特徴とす
る。また、前記第１の配向層は垂直配向力、水平配向力
またはプレティルトを生じさせる配向力を有すると好ま
しい。本発明の液晶表示素子の製造方法は、一対の基板
間に液晶を挟持してなり、前記一対の基板のうち少なく
とも一方の基板には配向処理が施された液晶表示素子を
製造する方法において、前記一方の基板に第１の配向層
を形成する工程、前記一対の基板間に高分子前駆体を含
む液晶を封入する工程、及び前記液晶を前記一対の基板
間に封入した後、前記高分子前駆体を重合させて前記第
１の配向層上に第２の配向層を形成する工程を具備する
ことを特徴とする。また前記第２の配向層を形成する際
に、液晶層が所望のプレティルトを生じるように、液晶
層に電界又は磁界などの外場を印加しながら前記高分子
前駆体を重合することが好ましい。また前記高分子前駆
体を重合するために紫外線、電子線または可視光を用い
ることができる。更に、前記液晶中には紫外線、電子線
または可視光を吸収する物質を混合することが好まし
い。以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【００１０】
（実施例１） 本実施例では通常のＳＴＮ型液晶表示素
子において本発明を応用した例を示す。図１は本実施例
のＳＴＮ型液晶表示素子の断面の１部を示す簡単な図で
ある。まず液晶を封入するための空パネルの製造方法を
示す。２枚の電極付き基板１および８の電極２および７
の表面に第１の配向層３および６として水平配向処理を
施し、処理方向が２７０度ツイストとなるように２枚の
基板を組み合わせて間隙が５μｍ程度になるように固定
した。次にこの間隙に液晶９を封入するのであるが、こ
の液晶について説明する。液晶はＳＳ５００４（チッソ
社製）にカイラル成分としてＣＢ１５を、液晶の螺旋ピ
ッチが液晶層の厚さの４／３倍になるように混合した。
さらにこの液晶に第２の配向層４および５を形成するた
めの高分子前駆体としてビフェニルメタクリレートを
０．５％混合した。この混合物を先の空パネルに封入し
て、液晶相にて液晶のティルト角が２０度程度になるよ
うに電界を印加しつつ紫外線を照射した。これにより図
１に示したような凹凸を持つ第２の配向層４および５が
基板表面に形成された。この表示素子の裏表に偏光板を
張り付けて完成とした。こうして作製した液晶表示素子
を７０℃５００時間放置したが、配向の乱れは全く生じ
なかった。また液晶の無電界時でのプレティルトを測定
しても経時変化は見られなかった。第１の配向層よりも
表面形状が大きく粒子形状をも含むため、配向力が強
く、経時変化が生じにくいと考えられる。
子において本発明を応用した例を示す。図１は本実施例
のＳＴＮ型液晶表示素子の断面の１部を示す簡単な図で
ある。まず液晶を封入するための空パネルの製造方法を
示す。２枚の電極付き基板１および８の電極２および７
の表面に第１の配向層３および６として水平配向処理を
施し、処理方向が２７０度ツイストとなるように２枚の
基板を組み合わせて間隙が５μｍ程度になるように固定
した。次にこの間隙に液晶９を封入するのであるが、こ
の液晶について説明する。液晶はＳＳ５００４（チッソ
社製）にカイラル成分としてＣＢ１５を、液晶の螺旋ピ
ッチが液晶層の厚さの４／３倍になるように混合した。
さらにこの液晶に第２の配向層４および５を形成するた
めの高分子前駆体としてビフェニルメタクリレートを
０．５％混合した。この混合物を先の空パネルに封入し
て、液晶相にて液晶のティルト角が２０度程度になるよ
うに電界を印加しつつ紫外線を照射した。これにより図
１に示したような凹凸を持つ第２の配向層４および５が
基板表面に形成された。この表示素子の裏表に偏光板を
張り付けて完成とした。こうして作製した液晶表示素子
を７０℃５００時間放置したが、配向の乱れは全く生じ
なかった。また液晶の無電界時でのプレティルトを測定
しても経時変化は見られなかった。第１の配向層よりも
表面形状が大きく粒子形状をも含むため、配向力が強
く、経時変化が生じにくいと考えられる。
【００１１】重合に用いる光は紫外線の場合、強度は強
くても弱くても用いることができるが、１０ｍＷ／ｃｍ
２以下で十分高分子前駆体は重合する。波長については
３００ｎｍ〜４００ｎｍ程度の波長がよい。３００ｎｍ
より波長が短い場合は電子線と同様の扱いとなる。４０
０ｎｍより波長が長い場合は可視光と同様の扱いとな
る。電子線を用いる場合には、十分基板の厚さを薄くし
て電子線が内部まで届くようにする必要がある。強度に
ついては紫外線と同様で十分重合した。また高分子前駆
体によっては、あるいは増感剤を用いると可視光で重合
することもできる。
くても弱くても用いることができるが、１０ｍＷ／ｃｍ
２以下で十分高分子前駆体は重合する。波長については
３００ｎｍ〜４００ｎｍ程度の波長がよい。３００ｎｍ
より波長が短い場合は電子線と同様の扱いとなる。４０
０ｎｍより波長が長い場合は可視光と同様の扱いとな
る。電子線を用いる場合には、十分基板の厚さを薄くし
て電子線が内部まで届くようにする必要がある。強度に
ついては紫外線と同様で十分重合した。また高分子前駆
体によっては、あるいは増感剤を用いると可視光で重合
することもできる。
【００１２】重合に用いる光を表示素子の両面から照射
すると、高分子が基板表面に付着する量が多くなり液晶
中に残る高分子がその分少なくなるので、電界を印加し
た際のヘイズが少なくなり、コントラストが向上する。
もちろん片面からの照射でも十分高分子前駆体は重合す
る。
すると、高分子が基板表面に付着する量が多くなり液晶
中に残る高分子がその分少なくなるので、電界を印加し
た際のヘイズが少なくなり、コントラストが向上する。
もちろん片面からの照射でも十分高分子前駆体は重合す
る。
【００１３】液晶中に紫外線吸収剤を入れておくと、電
極表面近傍だけで重合が生じるために、さらに液晶中に
残留する高分子が減少して、ヘイズが少なくなりコント
ラストが向上した。紫外線吸収剤としては例えばアント
ラセン、コロネンなど、増感作用の小さい紫外線吸収剤
が好ましい。
極表面近傍だけで重合が生じるために、さらに液晶中に
残留する高分子が減少して、ヘイズが少なくなりコント
ラストが向上した。紫外線吸収剤としては例えばアント
ラセン、コロネンなど、増感作用の小さい紫外線吸収剤
が好ましい。
【００１４】用いる高分子前駆体には、ここに示したよ
うなメタクリレート系のほか、アクリレート系、エポキ
シ系なども同様に用いることができる。化合物の形とし
ては、余り細長いと剛直性に欠ける高分子が生成するた
め配向層として役に立たない。できれば芳香環などをつ
ないだ形で剛直な分子形状がよい。また高分子前駆体の
もつ複屈折性は小さい方がよい。光硬化性樹脂の他熱硬
化性樹脂も用いることができる。その際、重合するため
には加熱するだけでよい。高分子前駆体の液晶に対する
含有量は４％以下が望ましい。これ以上であると電界を
印加した時に、内部に存在する高分子と液晶の間でヘイ
ズが発生して光散乱が生じる。
うなメタクリレート系のほか、アクリレート系、エポキ
シ系なども同様に用いることができる。化合物の形とし
ては、余り細長いと剛直性に欠ける高分子が生成するた
め配向層として役に立たない。できれば芳香環などをつ
ないだ形で剛直な分子形状がよい。また高分子前駆体の
もつ複屈折性は小さい方がよい。光硬化性樹脂の他熱硬
化性樹脂も用いることができる。その際、重合するため
には加熱するだけでよい。高分子前駆体の液晶に対する
含有量は４％以下が望ましい。これ以上であると電界を
印加した時に、内部に存在する高分子と液晶の間でヘイ
ズが発生して光散乱が生じる。
【００１５】第２の配向層にプレティルト配向力を付与
するために電界を用いずに磁界を印加しても同様の効果
が得られた。また電界あるいは磁界などの外場を用いず
とも、従来のプレティルト配向力を有する配向処理を施
して、液晶を封入した後にプレティルト配向している時
に紫外線などの光を照射して高分子前駆体を重合して第
２の配向層を形成しても同様の効果が得られた。
するために電界を用いずに磁界を印加しても同様の効果
が得られた。また電界あるいは磁界などの外場を用いず
とも、従来のプレティルト配向力を有する配向処理を施
して、液晶を封入した後にプレティルト配向している時
に紫外線などの光を照射して高分子前駆体を重合して第
２の配向層を形成しても同様の効果が得られた。
【００１６】液晶、カイラル成分、第１の配向層におけ
る配向処理、液晶層の厚さ、基板、電極、偏光板などＳ
ＴＮ（あるいはＳＢＥ、ＯＭＩなど）モードを構成する
要素については従来技術をそのまま応用できる。
る配向処理、液晶層の厚さ、基板、電極、偏光板などＳ
ＴＮ（あるいはＳＢＥ、ＯＭＩなど）モードを構成する
要素については従来技術をそのまま応用できる。
【００１７】（実施例２） 本実施例では誘電異方性が
負の液晶を垂直配向処理したパネルと組み合わせた場合
について本発明を応用した例を示す。図２は本実施例の
液晶表示素子の１部断面を簡単に示す図である。まず液
晶を封入するための空パネルの製造方法を示す。２枚の
電極２および７付き基板１および８の電極表面に第１の
配向層３および６として垂直配向処理を施し、さらにそ
の表面を軽く１方向にラビングした（この処理は必ずし
も必要ではない）。この２枚の基板を組み合わせて間隙
が５μｍ程度になるように固定した。次にこの電極間に
液晶９を封入するのであるが、この液晶について説明す
る。液晶はＲＤＰ００７７５（ロディック社製）に第２
の配向層を形成するための高分子前駆体としてノニルビ
フェニルメタクリレートを１％混合した。この混合物を
先の空パネルに封入して、液晶相にてわずか傾いて垂直
配向している状態で紫外線を照射した。これにより図２
に示したような凹凸を持つ第２の配向層４および５が基
板表面に形成された。第１の配向層として垂直配向処理
した後に、１方向にラビングを行わなければ、第２の配
向層の凹凸は基板に対して垂直方向を向く。この表示素
子の裏表に偏光板を張り付けて完成とした。こうして作
製した液晶表示素子を７０℃５００時間放置したが、配
向の乱れは全く生じなかった。また液晶の無電界時での
ティルト角を測定しても経時変化は見られなかった。第
１の配向層よりも表面形状が大きく粒子形状をも含むた
め、配向力が強く、経時変化が生じにくいと考えられ
る。
負の液晶を垂直配向処理したパネルと組み合わせた場合
について本発明を応用した例を示す。図２は本実施例の
液晶表示素子の１部断面を簡単に示す図である。まず液
晶を封入するための空パネルの製造方法を示す。２枚の
電極２および７付き基板１および８の電極表面に第１の
配向層３および６として垂直配向処理を施し、さらにそ
の表面を軽く１方向にラビングした（この処理は必ずし
も必要ではない）。この２枚の基板を組み合わせて間隙
が５μｍ程度になるように固定した。次にこの電極間に
液晶９を封入するのであるが、この液晶について説明す
る。液晶はＲＤＰ００７７５（ロディック社製）に第２
の配向層を形成するための高分子前駆体としてノニルビ
フェニルメタクリレートを１％混合した。この混合物を
先の空パネルに封入して、液晶相にてわずか傾いて垂直
配向している状態で紫外線を照射した。これにより図２
に示したような凹凸を持つ第２の配向層４および５が基
板表面に形成された。第１の配向層として垂直配向処理
した後に、１方向にラビングを行わなければ、第２の配
向層の凹凸は基板に対して垂直方向を向く。この表示素
子の裏表に偏光板を張り付けて完成とした。こうして作
製した液晶表示素子を７０℃５００時間放置したが、配
向の乱れは全く生じなかった。また液晶の無電界時での
ティルト角を測定しても経時変化は見られなかった。第
１の配向層よりも表面形状が大きく粒子形状をも含むた
め、配向力が強く、経時変化が生じにくいと考えられ
る。
【００１８】重合に用いる光は紫外線の場合、強度は強
くても弱くても用いることができるが、１０ｍＷ／ｃｍ
２以下で十分高分子前駆体は重合する。波長については
３００ｎｍ〜４００ｎｍ程度の波長がよい。３００ｎｍ
より波長が短い場合は電子線と同様の扱いとなる。４０
０ｎｍより波長が長い場合は可視光と同様の扱いとな
る。電子線を用いる場合には、十分基板の厚さを薄くし
て電子線が内部まで届くようにする必要がある。強度に
ついては紫外線と同様で十分重合した。また高分子前駆
体によっては、あるいは増感剤を用いると可視光で重合
することもできる。
くても弱くても用いることができるが、１０ｍＷ／ｃｍ
２以下で十分高分子前駆体は重合する。波長については
３００ｎｍ〜４００ｎｍ程度の波長がよい。３００ｎｍ
より波長が短い場合は電子線と同様の扱いとなる。４０
０ｎｍより波長が長い場合は可視光と同様の扱いとな
る。電子線を用いる場合には、十分基板の厚さを薄くし
て電子線が内部まで届くようにする必要がある。強度に
ついては紫外線と同様で十分重合した。また高分子前駆
体によっては、あるいは増感剤を用いると可視光で重合
することもできる。
【００１９】重合に用いる光を表示素子の両面から照射
すると、高分子が基板表面に付着する量が多くなり液晶
中に残る高分子がその分少なくなるので、電界を印加し
た際のヘイズが少なくなり、コントラストが向上する。
もちろん片面からの照射でも十分高分子前駆体は重合す
る。
すると、高分子が基板表面に付着する量が多くなり液晶
中に残る高分子がその分少なくなるので、電界を印加し
た際のヘイズが少なくなり、コントラストが向上する。
もちろん片面からの照射でも十分高分子前駆体は重合す
る。
【００２０】液晶中に紫外線吸収剤を入れておくと、電
極表面近傍だけで重合が生じるために、さらに液晶中に
残留する高分子が減少して、ヘイズが少なくなりコント
ラストが向上した。紫外線吸収剤としては例えばアント
ラセン、コロネンなど、増感作用の小さい紫外線吸収剤
が好ましい。
極表面近傍だけで重合が生じるために、さらに液晶中に
残留する高分子が減少して、ヘイズが少なくなりコント
ラストが向上した。紫外線吸収剤としては例えばアント
ラセン、コロネンなど、増感作用の小さい紫外線吸収剤
が好ましい。
【００２１】用いる高分子前駆体には、ここに示したよ
うなメタクリレート系のほか、アクリレート系、エポキ
シ系なども同様に用いることができる。光硬化性樹脂の
他熱硬化性樹脂も用いることができる。その際、重合す
るためには加熱するだけでよい。
うなメタクリレート系のほか、アクリレート系、エポキ
シ系なども同様に用いることができる。光硬化性樹脂の
他熱硬化性樹脂も用いることができる。その際、重合す
るためには加熱するだけでよい。
【００２２】液晶、カイラル成分、第１の配向層におけ
る配向処理、基板、電極、偏光板などＳＨモードを構成
する要素については従来技術をそのまま応用できる。
る配向処理、基板、電極、偏光板などＳＨモードを構成
する要素については従来技術をそのまま応用できる。
【００２３】（実施例３） 本実施例では実施例２にお
いて偏光板を用いず、そのかわりに２色性色素１０を混
合した場合について示す。図３は本実施例の液晶表示素
子の１部断面を簡単に示す図である。基本的な素子の製
造方法は実施例２に同じである。液晶に２色性色素Ｓ−
３４４（三井東圧染料社製）を２％混合した点が異な
る。これにより電界印加で色素色、電界除去で透明とな
る表示素子を製造できた。この表示素子は配向の信頼性
においては、７０℃５００時間放置したが、配向の乱れ
は全く生じなかった。また液晶の無電界時でのティルト
角を測定しても経時変化は見られなかった。
いて偏光板を用いず、そのかわりに２色性色素１０を混
合した場合について示す。図３は本実施例の液晶表示素
子の１部断面を簡単に示す図である。基本的な素子の製
造方法は実施例２に同じである。液晶に２色性色素Ｓ−
３４４（三井東圧染料社製）を２％混合した点が異な
る。これにより電界印加で色素色、電界除去で透明とな
る表示素子を製造できた。この表示素子は配向の信頼性
においては、７０℃５００時間放置したが、配向の乱れ
は全く生じなかった。また液晶の無電界時でのティルト
角を測定しても経時変化は見られなかった。
【００２４】液晶、２色性色素、第１の配向層における
配向処理、基板、電極などゲストホスト型垂直配向モー
ドを構成する要素については従来技術をそのまま応用で
きる。
配向処理、基板、電極などゲストホスト型垂直配向モー
ドを構成する要素については従来技術をそのまま応用で
きる。
【００２５】（実施例４） 本実施例では通常のＴＮモ
ードに本発明を応用した例を示した。図４は本実施例の
液晶表示素子の１部断面を示す簡単な図である。まず液
晶９を封入するための空パネルの製造方法を示す。２枚
の電極２および７付き基板１および８の電極表面に第１
の配向層３および６として水平配向処理を施し、処理方
向が９０度ツイストとなるように２枚の基板を組み合わ
せて間隙が７μｍ程度になるように固定した。次にこの
電極間に液晶９を封入するのであるが、この液晶につい
て説明する。液晶はＳＳ５００４（チッソ社製）にカイ
ラル成分としてＣＢ１５を、液晶の螺旋ピッチが液晶層
の厚さの４倍以上になるように混合した。さらにこの液
晶に第２の配向層を形成するための高分子前駆体として
ベンゾイロキシフェニルアクリレートを１．５％混合し
た。この混合物を先の空パネルに封入して、液晶相にて
紫外線を照射した。これにより図４に示したような凹凸
を持つ第２の配向層４および５が基板表面に形成され
た。この表示素子の裏表に偏光板を張り付けて完成とし
た。こうして作製した液晶表示素子を７０℃５００時間
放置したが、配向の乱れは全く生じなかった。第１の配
向層よりも表面形状が大きく粒子形状をも含むため、配
向力が強く、経時変化が生じにくいと考えられる。
ードに本発明を応用した例を示した。図４は本実施例の
液晶表示素子の１部断面を示す簡単な図である。まず液
晶９を封入するための空パネルの製造方法を示す。２枚
の電極２および７付き基板１および８の電極表面に第１
の配向層３および６として水平配向処理を施し、処理方
向が９０度ツイストとなるように２枚の基板を組み合わ
せて間隙が７μｍ程度になるように固定した。次にこの
電極間に液晶９を封入するのであるが、この液晶につい
て説明する。液晶はＳＳ５００４（チッソ社製）にカイ
ラル成分としてＣＢ１５を、液晶の螺旋ピッチが液晶層
の厚さの４倍以上になるように混合した。さらにこの液
晶に第２の配向層を形成するための高分子前駆体として
ベンゾイロキシフェニルアクリレートを１．５％混合し
た。この混合物を先の空パネルに封入して、液晶相にて
紫外線を照射した。これにより図４に示したような凹凸
を持つ第２の配向層４および５が基板表面に形成され
た。この表示素子の裏表に偏光板を張り付けて完成とし
た。こうして作製した液晶表示素子を７０℃５００時間
放置したが、配向の乱れは全く生じなかった。第１の配
向層よりも表面形状が大きく粒子形状をも含むため、配
向力が強く、経時変化が生じにくいと考えられる。
【００２６】重合条件、重合時の添加剤、高分子前駆体
については実施例１の条件を用いることができる。
については実施例１の条件を用いることができる。
【００２７】液晶、カイラル成分、第１の配向層におけ
る配向処理、液晶層の厚さ、基板、電極、偏光板などＴ
Ｎモードを構成する要素については従来技術をそのまま
応用できる。
る配向処理、液晶層の厚さ、基板、電極、偏光板などＴ
Ｎモードを構成する要素については従来技術をそのまま
応用できる。
【００２８】また本実施例において液晶中に２色性色素
を混合することにより、電界印加で透明、電界無印加で
色素色の着色となる表示素子を作製できる。この場合も
配向における長期信頼性が向上した。
を混合することにより、電界印加で透明、電界無印加で
色素色の着色となる表示素子を作製できる。この場合も
配向における長期信頼性が向上した。
【００２９】（実施例５） 本実施例では強誘電性液晶
を用いた液晶表示素子において本発明を応用した例を示
す。図５は本実施例の液晶表示素子の一部断面を示す簡
単な図である。２枚の電極２および７付き基板１および
８の表面に第１の配向層として水平配向処理を施し、間
隙２．２μｍ、ラビング方向が重なるように互いに張り
合わせた。この間隙に、液晶としてメルク社製のＺＬＩ
３４８８に第２の配向層を形成するための高分子前駆体
ビフェニルアクリレートを０．２％混合した物を封入し
た。次にこのパネルを１００℃に昇温して、次に８０℃
まで徐冷して、コレステリック相にてプレティルトが２
０度になるように電界を印加して、この状態でパネルの
両面から紫外線を照射して、その後室温に徐冷して図５
に示すような第２の配向層を形成した。こうして得られ
た液晶表示素子においては、液晶の双安定状態間の開き
角は４５度近くあり、偏光板で挟んで電気光学特性を測
定したところ、ほぼ偏光板の透過率に等しい明るさが得
られ、コントラストは５０：１以上であった。また、配
向状態の信頼性も高く、５０℃２００時間放置しても配
向の変化はみられなかった。第１の配向層よりも表面形
状が大きく粒子形状をも含むため、配向力が強く、経時
変化が生じにくいと考えられる。
を用いた液晶表示素子において本発明を応用した例を示
す。図５は本実施例の液晶表示素子の一部断面を示す簡
単な図である。２枚の電極２および７付き基板１および
８の表面に第１の配向層として水平配向処理を施し、間
隙２．２μｍ、ラビング方向が重なるように互いに張り
合わせた。この間隙に、液晶としてメルク社製のＺＬＩ
３４８８に第２の配向層を形成するための高分子前駆体
ビフェニルアクリレートを０．２％混合した物を封入し
た。次にこのパネルを１００℃に昇温して、次に８０℃
まで徐冷して、コレステリック相にてプレティルトが２
０度になるように電界を印加して、この状態でパネルの
両面から紫外線を照射して、その後室温に徐冷して図５
に示すような第２の配向層を形成した。こうして得られ
た液晶表示素子においては、液晶の双安定状態間の開き
角は４５度近くあり、偏光板で挟んで電気光学特性を測
定したところ、ほぼ偏光板の透過率に等しい明るさが得
られ、コントラストは５０：１以上であった。また、配
向状態の信頼性も高く、５０℃２００時間放置しても配
向の変化はみられなかった。第１の配向層よりも表面形
状が大きく粒子形状をも含むため、配向力が強く、経時
変化が生じにくいと考えられる。
【００３０】プレティルトを設定する際には、液晶がコ
レステリック相或いはネマチック相にて所望のプレティ
ルトになるように電界を任意に調整すれば良い。
レステリック相或いはネマチック相にて所望のプレティ
ルトになるように電界を任意に調整すれば良い。
【００３１】本実施例で用いる液晶は動作温度領域で強
誘電性液晶であり、かつ第２の配向層を形成する温度領
域でコレステリック相あるいはネマチック相を持つ必要
がある。ただしスメクチックＡ相など、強力な外場を印
加すると応答する相にて第２の配向相を形成できるの
で、これに類似する相を持てば良い。
誘電性液晶であり、かつ第２の配向層を形成する温度領
域でコレステリック相あるいはネマチック相を持つ必要
がある。ただしスメクチックＡ相など、強力な外場を印
加すると応答する相にて第２の配向相を形成できるの
で、これに類似する相を持てば良い。
【００３２】液晶層の厚さについては、プレティルトの
大きさ及び双安定性との兼ね合いで決められる物であ
り、一概に決められない。ただし大抵１．５〜２．５μ
ｍの間であれば実用に共せる。
大きさ及び双安定性との兼ね合いで決められる物であ
り、一概に決められない。ただし大抵１．５〜２．５μ
ｍの間であれば実用に共せる。
【００３３】第２の配向層を形成する高分子前駆体につ
いては先の実施例で示した物であれば用いることができ
る。
いては先の実施例で示した物であれば用いることができ
る。
【００３４】第１の配向層における配向処理、基板、電
極、偏光板など強誘電性液晶を用いたモードを構成する
要素については従来技術をそのまま応用できる。
極、偏光板など強誘電性液晶を用いたモードを構成する
要素については従来技術をそのまま応用できる。
【００３５】
【発明の効果】以上本発明によれば、従来から開発され
てきたほとんど全ての液晶表示素子において非常に簡単
な方法で第２の配向層を形成することにより、液晶配向
状態の長期信頼性、プレティルト角の長期安定性、配向
状態の均一性を改善することができた。本発明を用いる
と、従来配向信頼性が悪いために実用化されていなかっ
たＳＢＥ型表示素子を実現でき、表示性能を一段と向上
させることが可能となった。また強誘電性液晶を用いた
表示素子においても、斜方配向を非常に安価な方法で実
現できるために、極めて明るくコントラストの良好な大
容量のディスプレイを安価に供給することができるよう
になった。
てきたほとんど全ての液晶表示素子において非常に簡単
な方法で第２の配向層を形成することにより、液晶配向
状態の長期信頼性、プレティルト角の長期安定性、配向
状態の均一性を改善することができた。本発明を用いる
と、従来配向信頼性が悪いために実用化されていなかっ
たＳＢＥ型表示素子を実現でき、表示性能を一段と向上
させることが可能となった。また強誘電性液晶を用いた
表示素子においても、斜方配向を非常に安価な方法で実
現できるために、極めて明るくコントラストの良好な大
容量のディスプレイを安価に供給することができるよう
になった。
【図１】 実施例１の液晶表示素子の１部断面を簡単に
示す図である。
示す図である。
【図２】 実施例２の液晶表示素子の１部断面を簡単に
示す図である。
示す図である。
【図３】 実施例３の液晶表示素子の１部断面を簡単に
示す図である。
示す図である。
【図４】 実施例４の液晶表示素子の１部断面を簡単に
示す図である。
示す図である。
【図５】 実施例５の液晶表示素子の１部断面を簡単に
示す図である。
示す図である。
【図６】 従来のＳＴＮ型液晶表示素子の１部断面を簡
単に示す図である。
単に示す図である。
１ 基板
２ 電極
３ 第１の配向層
４ 第２の配向層
５ 第２の配向層
６ 第１の配向層
７ 電極
８ 基板
９ 液晶
１０ ２色性色素
１１ 強誘電性液晶
１２ 層構造
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 飯坂 英仁
長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ
コーエプソン株式会社内
(56)参考文献 特開 平２−29624（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−353827（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−119302（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−97130（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−161213（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−235928（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/13 - 1/141
Claims (6)
- 【請求項１】 一対の基板間に液晶が挟持され前記一対
の基板のうち少なくとも一方の基板には配向処理が施さ
れてなる液晶表示素子において、 前記一方の基板は第１の配向層、及び第２の配向層を有
してなり、 前記第２の配向層は液晶中に予め混合しておいた高分子
前駆体を重合することにより形成され、且つ凹凸を有す
るものであり、 前記液晶は前記一方の基板に対してティルト角を有する
よう配向してなる ことを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項２】 請求項１に記載の液晶表示素子におい
て、 前記第１の配向層は垂直配向力、水平配向力またはプレ
ティルトを生じさせる配向力を有することを特徴とする
液晶表示素子。 - 【請求項３】 一対の基板間に液晶を挟持してなり、前
記一対の基板のうち少なくとも一方の基板には配向処理
が施された液晶表示素子を製造する方法において、 前記一方の基板に第１の配向層を形成する工程、 前記一対の基板間に高分子前駆体を含む液晶を封入する
工程、及び前記液晶を前記一対の基板間に封入した後、
前記高分子前駆体を重合させて前記第１の配向層上に第
２の配向層を形成する工程を具備することを特徴とする
液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記第２の配向層を形成する際に、液晶
層が所望のプレティルトを生じるように、液晶層に電界
又は磁界などの外場を印加しながら前記高分子前駆体を
重合することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示素
子の製造方法。 - 【請求項５】 前記高分子前駆体を重合するために紫外
線、電子線または可視光を用いたことを特徴とする請求
項３に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項６】 前記液晶中に紫外線、電子線または可視
光を吸収する物質を混合することを特徴とする請求項５
に記載の液晶表示素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14094893A JP3520376B2 (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14094893A JP3520376B2 (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347795A JPH06347795A (ja) | 1994-12-22 |
| JP3520376B2 true JP3520376B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=15280539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14094893A Expired - Lifetime JP3520376B2 (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3520376B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2008018213A1 (fr) | 2006-08-10 | 2008-02-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Dispositif d'affichage à cristaux liquides |
| US7508468B2 (en) | 2005-03-24 | 2009-03-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing liquid crystal display device and the liquid crystal display device |
| WO2009047932A1 (ja) | 2007-10-11 | 2009-04-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | 液晶表示パネル及び液晶表示装置 |
| CN100501509C (zh) * | 2004-11-12 | 2009-06-17 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置及其制造方法 |
| WO2009157207A1 (ja) | 2008-06-27 | 2009-12-30 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
| US8597739B2 (en) | 2008-11-27 | 2013-12-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Orientation film, liquid crystal display having orientation film, and method for forming orientation film |
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|---|---|---|---|---|
| JPH10213794A (ja) * | 1996-04-30 | 1998-08-11 | Nec Corp | 液晶表示装置 |
| KR20020040992A (ko) * | 2000-11-25 | 2002-05-31 | 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지 | 응답속도가 개선된 박막 트랜지스터-액정표시장치 |
| US6952252B2 (en) | 2001-10-02 | 2005-10-04 | Fujitsu Display Technologies Corporation | Substrate for liquid crystal display and liquid crystal display utilizing the same |
| JP4197404B2 (ja) | 2001-10-02 | 2008-12-17 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
| CN1327279C (zh) | 2002-02-04 | 2007-07-18 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置及其制造方法 |
| GB0209917D0 (en) * | 2002-04-30 | 2002-06-05 | Hewlett Packard Co | Bistable nematic liquid crystal device |
| JP4234473B2 (ja) | 2003-03-26 | 2009-03-04 | シャープ株式会社 | 液晶パネルおよびその製造方法 |
| KR101133479B1 (ko) * | 2003-10-23 | 2012-04-10 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | 액정 배향 처리제 및 액정 표시 소자 |
| WO2007032292A1 (en) * | 2005-09-15 | 2007-03-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing method of liquid crystal display device |
| JP5229766B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2013-07-03 | Ｄｉｃ株式会社 | 垂直配向型超ねじれ液晶表示素子及びその製造方法 |
| JP4669887B2 (ja) * | 2008-01-17 | 2011-04-13 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置の製造方法 |
| JP5028452B2 (ja) * | 2009-07-06 | 2012-09-19 | 株式会社ジャパンディスプレイイースト | 液晶表示装置 |
| US9217897B2 (en) | 2011-07-14 | 2015-12-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device and method for manufacturing liquid crystal display device |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP14094893A patent/JP3520376B2/ja not_active Expired - Lifetime
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