JPH09244004A - 液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents
液晶表示素子及びその製造方法Info
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- JPH09244004A JPH09244004A JP8047827A JP4782796A JPH09244004A JP H09244004 A JPH09244004 A JP H09244004A JP 8047827 A JP8047827 A JP 8047827A JP 4782796 A JP4782796 A JP 4782796A JP H09244004 A JPH09244004 A JP H09244004A
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 均一な表示品質を有し信頼性に優れた液晶表
示素子およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 高分子壁と高分子壁によって包囲された
液晶領域を有する液晶層を備える液晶表示素子の製造に
おいて、該高分子壁を紫外線硬化樹脂用いて形成し、注
入孔の封止剤に可視光硬化型樹脂を用いることによっ
て、封止剤の硬化工程の影響無く、液晶層を均一に形成
する。
示素子およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 高分子壁と高分子壁によって包囲された
液晶領域を有する液晶層を備える液晶表示素子の製造に
おいて、該高分子壁を紫外線硬化樹脂用いて形成し、注
入孔の封止剤に可視光硬化型樹脂を用いることによっ
て、封止剤の硬化工程の影響無く、液晶層を均一に形成
する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば携帯用の情
報端末やパーソナルコンピュータ等に好適に用いること
ができる液晶表示素子に関するものである。
報端末やパーソナルコンピュータ等に好適に用いること
ができる液晶表示素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、液晶ディスプレイに利用されてい
る表示モードの1つに、液晶と高分子との複合膜を利用
した高分子分散型液晶モード(PDLCモード)があ
る。このPDLCモードの素子は、2枚の基板間に液晶
材料、光重合性組成物および光重合開始剤を含有する混
合物(PDLC前駆体混合物)を注入し、光を照射して
前記光重合性組成物を重合させることにより、液晶材料
の連続層中に透明性固体物質による3次元ネットワーク
構造を有する、調光層として機能するPDLC層を形成
することによって得られる。
る表示モードの1つに、液晶と高分子との複合膜を利用
した高分子分散型液晶モード(PDLCモード)があ
る。このPDLCモードの素子は、2枚の基板間に液晶
材料、光重合性組成物および光重合開始剤を含有する混
合物(PDLC前駆体混合物)を注入し、光を照射して
前記光重合性組成物を重合させることにより、液晶材料
の連続層中に透明性固体物質による3次元ネットワーク
構造を有する、調光層として機能するPDLC層を形成
することによって得られる。
【0003】このPDLC素子を作製するとき、基板間
にPDLC前駆体混合物を注入した後、注入孔を封止剤
にて封止する必要がある。従来は、PDLC前駆体混合
物を注入し、紫外光を照射して光重合性樹脂と液晶とを
相分離してPDLC層を形成した後に、光硬化性封止剤
を注入孔に塗布し、それに紫外光を照射することによっ
て封止する方法が用いられていた。
にPDLC前駆体混合物を注入した後、注入孔を封止剤
にて封止する必要がある。従来は、PDLC前駆体混合
物を注入し、紫外光を照射して光重合性樹脂と液晶とを
相分離してPDLC層を形成した後に、光硬化性封止剤
を注入孔に塗布し、それに紫外光を照射することによっ
て封止する方法が用いられていた。
【0004】また、特開平5−203928号公報は、
可視光に感光する光重合開始剤(可視光用開始剤)を含
むPDLC前駆体混合物材料を注入した後、注入孔に可
視光硬化型の封止剤を塗布し、可視光線を照射すること
によってPDLC層の形成と注入孔封止とを同時に行う
方法を開示している。
可視光に感光する光重合開始剤(可視光用開始剤)を含
むPDLC前駆体混合物材料を注入した後、注入孔に可
視光硬化型の封止剤を塗布し、可視光線を照射すること
によってPDLC層の形成と注入孔封止とを同時に行う
方法を開示している。
【0005】さらに、熱硬化型の封止剤や、アロンアロ
ファ(三井東圧化学社製)のような空気との反応を利用
した硬化樹脂などを利用した封止方法も検討されてい
る。
ファ(三井東圧化学社製)のような空気との反応を利用
した硬化樹脂などを利用した封止方法も検討されてい
る。
【0006】本願出願人は、特開平7−301015号
公報において、上記のPDLCモードとほぼ同様の前駆
体混合物、つまり液晶材料、光重合性樹脂及び光重合開
始剤の混合物を用いて、新しいポリマーマトリクス(Po
lymer Matrix:PM)モードや軸対称配向ミクロセル
(Axially Symmetric Aligned Micro-cell:ASM )
モードを提案している。これらの表示モードで用いられ
る液晶は、液晶と光重合性樹脂とを含む前駆体混合物に
光を照射して、光重合誘起相分離によって形成される。
これらの表示モードの素子を作製するときにも、基板間
に前駆体混合物を注入した後、注入孔を封止剤にて封止
する必要がある。これまで、本願発明者らは、前駆体混
合物を注入後、注入孔に紫外線硬化型の封止剤を塗布
し、前駆体混合物に極力光があたらないように遮光し
て、注入孔の封止剤にのみ紫外光を照射して硬化させる
という方法を用いていた。
公報において、上記のPDLCモードとほぼ同様の前駆
体混合物、つまり液晶材料、光重合性樹脂及び光重合開
始剤の混合物を用いて、新しいポリマーマトリクス(Po
lymer Matrix:PM)モードや軸対称配向ミクロセル
(Axially Symmetric Aligned Micro-cell:ASM )
モードを提案している。これらの表示モードで用いられ
る液晶は、液晶と光重合性樹脂とを含む前駆体混合物に
光を照射して、光重合誘起相分離によって形成される。
これらの表示モードの素子を作製するときにも、基板間
に前駆体混合物を注入した後、注入孔を封止剤にて封止
する必要がある。これまで、本願発明者らは、前駆体混
合物を注入後、注入孔に紫外線硬化型の封止剤を塗布
し、前駆体混合物に極力光があたらないように遮光し
て、注入孔の封止剤にのみ紫外光を照射して硬化させる
という方法を用いていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】紫外線硬化型の前駆体
混合物を注入し硬化した後に、注入孔に紫外線硬化型樹
脂を塗布し硬化させる方法では、液晶層の注入孔付近の
領域に余分の紫外線が照射されるので、注入孔付近の液
晶層の特性がその他の領域と異なり、表示品質を低下さ
せるという問題があった。
混合物を注入し硬化した後に、注入孔に紫外線硬化型樹
脂を塗布し硬化させる方法では、液晶層の注入孔付近の
領域に余分の紫外線が照射されるので、注入孔付近の液
晶層の特性がその他の領域と異なり、表示品質を低下さ
せるという問題があった。
【0008】また、可視光硬化型の前駆体混合物と可視
光硬化型の封止剤を用いて、同時に光照射する方法で
は、未硬化の可視光硬化型樹脂が前駆体混合物と接触す
る。従って、前駆体混合物中に可視光硬化型樹脂が不純
物として混入し、所望の特性の液晶層が形成できず、表
示品質が低いという問題点があった。
光硬化型の封止剤を用いて、同時に光照射する方法で
は、未硬化の可視光硬化型樹脂が前駆体混合物と接触す
る。従って、前駆体混合物中に可視光硬化型樹脂が不純
物として混入し、所望の特性の液晶層が形成できず、表
示品質が低いという問題点があった。
【0009】さらに、熱による硬化や空気との反応によ
る硬化では、封止剤内部での反応が十分進行せず、結果
として信頼性が十分でなく、液晶層中の液晶分子の配向
不良などを起こす原因となっていた。
る硬化では、封止剤内部での反応が十分進行せず、結果
として信頼性が十分でなく、液晶層中の液晶分子の配向
不良などを起こす原因となっていた。
【0010】また、上述の液晶と光硬化性樹脂との混合
物の光重合誘起相分離を利用したPMやASMモードで
は、注入孔を封止するための紫外線硬化型樹脂に紫外線
を照射する際に、注入孔付近の前駆体混合物中の光硬化
性樹脂が重合するという問題があった。その結果、前駆
体混合物中の液晶と光硬化性樹脂との組成比が変わって
しまい、その後の光照射による光重合誘起相分離によっ
て所望の液晶層を形成できず、表示品質が低いという問
題があった。
物の光重合誘起相分離を利用したPMやASMモードで
は、注入孔を封止するための紫外線硬化型樹脂に紫外線
を照射する際に、注入孔付近の前駆体混合物中の光硬化
性樹脂が重合するという問題があった。その結果、前駆
体混合物中の液晶と光硬化性樹脂との組成比が変わって
しまい、その後の光照射による光重合誘起相分離によっ
て所望の液晶層を形成できず、表示品質が低いという問
題があった。
【0011】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、均一な表示品質を有
し信頼性に優れた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。
であり、その目的とするところは、均一な表示品質を有
し信頼性に優れた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。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該一対の基
板の間に狭持され、高分子壁に実質的に包囲された複数
の液晶領域を有する液晶層と、該液晶層の注入孔領域を
除く周辺領域を包囲し、該一対の基板を互いに接着する
シール剤と、該注入孔を封止する封止剤と、を有する液
晶表示素子であって、該高分子壁は紫外線硬化型樹脂を
含み、該封止剤は可視光硬化型樹脂を含み、そのことに
よって上記目的が達成される。
は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該一対の基
板の間に狭持され、高分子壁に実質的に包囲された複数
の液晶領域を有する液晶層と、該液晶層の注入孔領域を
除く周辺領域を包囲し、該一対の基板を互いに接着する
シール剤と、該注入孔を封止する封止剤と、を有する液
晶表示素子であって、該高分子壁は紫外線硬化型樹脂を
含み、該封止剤は可視光硬化型樹脂を含み、そのことに
よって上記目的が達成される。
【0013】前記複数の液晶領域のそれぞれは、前記高
分子壁と前記一対の基板とによって実質的に包囲されて
いてもよい。
分子壁と前記一対の基板とによって実質的に包囲されて
いてもよい。
【0014】前記液晶領域内の液晶分子は、ツイスト配
向していてもよく、前記液晶領域内の液晶分子は、軸対
称配向していてもよい。
向していてもよく、前記液晶領域内の液晶分子は、軸対
称配向していてもよい。
【0015】本発明の液晶表示素子の製造方法は、少な
くとも一方が透明な一対の基板と、該一対の基板の間に
狭持され、高分子壁に実質的に包囲された複数の液晶領
域を有する液晶層と、該液晶層の注入孔領域を除く周辺
領域を包囲し、該一対の基板を互いに接着するシール剤
と、該注入孔を封止する封止剤と、を有する液晶表示素
子の製造方法であって、該一対の基板間に、紫外線硬化
型樹脂と液晶材料とを含む前駆体混合物を該注入孔から
注入する工程と、該注入孔に可視光硬化型樹脂を含む封
止剤を塗布する工程と、該封止剤に可視光を照射して、
封止剤を硬化する工程と、該前駆体混合物に紫外線を照
射し、光重合相分離によって前記液晶層を形成する工程
と、を包含し、そのことによって上記目的が達成され
る。
くとも一方が透明な一対の基板と、該一対の基板の間に
狭持され、高分子壁に実質的に包囲された複数の液晶領
域を有する液晶層と、該液晶層の注入孔領域を除く周辺
領域を包囲し、該一対の基板を互いに接着するシール剤
と、該注入孔を封止する封止剤と、を有する液晶表示素
子の製造方法であって、該一対の基板間に、紫外線硬化
型樹脂と液晶材料とを含む前駆体混合物を該注入孔から
注入する工程と、該注入孔に可視光硬化型樹脂を含む封
止剤を塗布する工程と、該封止剤に可視光を照射して、
封止剤を硬化する工程と、該前駆体混合物に紫外線を照
射し、光重合相分離によって前記液晶層を形成する工程
と、を包含し、そのことによって上記目的が達成され
る。
【0016】前記封止剤を硬化する工程の後に、前記液
晶層を形成する工程を有してもよい。
晶層を形成する工程を有してもよい。
【0017】前記可視光の波長が400nmから800
nmの範囲であってもよい。
nmの範囲であってもよい。
【0018】前記封止剤の室温における粘度は2500
mPas以上であることが好ましい。
mPas以上であることが好ましい。
【0019】前記可視光硬化型樹脂と前記液晶材料との
相溶性は、前記紫外線硬化型樹脂と該液晶材料との相溶
性よりも低いものが好ましい。
相溶性は、前記紫外線硬化型樹脂と該液晶材料との相溶
性よりも低いものが好ましい。
【0020】本発明によると紫外線硬性樹脂を含んだ前
駆体混合物を一対の基板間に注入後、注入孔に可視光硬
化性樹脂を含む封止剤を塗布し、前駆体混合物を相分離
する前に封止剤に可視光を照射し硬化させる。封止剤に
可視光線を照射する際に、封止剤に接触している前駆体
混合物に可視光が照射されても、前駆体混合物中の光硬
化性樹脂は紫外線硬化性樹脂であるので、紫外線よりも
エネルギーの低い可視光では重合反応は進行しない。従
って、前駆体混合物の液晶と紫外線硬化型樹脂との組成
比は変化せず、その後の紫外線照射によって、所望の液
晶層を形成することができる。本明細書の光硬化性樹脂
とは、光照射によって硬化する樹脂成物を広く含み、架
橋構造を形成するものや線状に重合するものや、それら
の混合物を含む。
駆体混合物を一対の基板間に注入後、注入孔に可視光硬
化性樹脂を含む封止剤を塗布し、前駆体混合物を相分離
する前に封止剤に可視光を照射し硬化させる。封止剤に
可視光線を照射する際に、封止剤に接触している前駆体
混合物に可視光が照射されても、前駆体混合物中の光硬
化性樹脂は紫外線硬化性樹脂であるので、紫外線よりも
エネルギーの低い可視光では重合反応は進行しない。従
って、前駆体混合物の液晶と紫外線硬化型樹脂との組成
比は変化せず、その後の紫外線照射によって、所望の液
晶層を形成することができる。本明細書の光硬化性樹脂
とは、光照射によって硬化する樹脂成物を広く含み、架
橋構造を形成するものや線状に重合するものや、それら
の混合物を含む。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を説明す
る。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
る。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
【0022】(実施例1)本実施例による液晶表示素子
10の上面を図1(a)に、断面を図1(b)に模式的
に示す。液晶表示素子10は、一対のガラス基板1、2
と、その間に狭持された液晶層とを有している。液晶層
の注入孔7を除く領域はシール剤5によって包囲されて
いる。シール剤5は、液晶層が形成される領域を規定す
るとともに、一対の基板1、2を接着固定する。注入孔
7は可視光硬化型の封止剤6によって、封止されてい
る。また、液晶層は、高分子壁4に実質的に包囲された
複数の液晶領域3とを有し、高分子壁3は、紫外線硬化
性樹脂によって形成される。本実施例では、液晶領域4
は高分子壁3と両基板1及び2によって実質的に包囲さ
れている。また、基板1及び2の液晶層側の表面には、
透明電極1a及び2a、配向膜1b及び2bがそれぞれ
形成されている。液晶領域3内の液晶分子は、ツイスト
配向している。ここでは、ツイスト角をSTN用に90
以上270゜以下に設定した。本実施例では、透過型の
液晶表示素子10を構成したが、反射型液晶表示素子を
構成する場合は、一方の基板に半導体基板等の不透明な
基板を用いることができる。
10の上面を図1(a)に、断面を図1(b)に模式的
に示す。液晶表示素子10は、一対のガラス基板1、2
と、その間に狭持された液晶層とを有している。液晶層
の注入孔7を除く領域はシール剤5によって包囲されて
いる。シール剤5は、液晶層が形成される領域を規定す
るとともに、一対の基板1、2を接着固定する。注入孔
7は可視光硬化型の封止剤6によって、封止されてい
る。また、液晶層は、高分子壁4に実質的に包囲された
複数の液晶領域3とを有し、高分子壁3は、紫外線硬化
性樹脂によって形成される。本実施例では、液晶領域4
は高分子壁3と両基板1及び2によって実質的に包囲さ
れている。また、基板1及び2の液晶層側の表面には、
透明電極1a及び2a、配向膜1b及び2bがそれぞれ
形成されている。液晶領域3内の液晶分子は、ツイスト
配向している。ここでは、ツイスト角をSTN用に90
以上270゜以下に設定した。本実施例では、透過型の
液晶表示素子10を構成したが、反射型液晶表示素子を
構成する場合は、一方の基板に半導体基板等の不透明な
基板を用いることができる。
【0023】次に、液晶表示素子10の製造方法を説明
する。
する。
【0024】2枚のガラス基板上にIT0(インジウム
錫酸化物:Indium Tin Oxide)からなる透明導電層をス
パッタ法等によって形成し、フォトリソグラフィ技術を
用いて透明導電層をパターニングし、帯状の透明電極を
形成する。この透明電極上に絶縁膜及び配向膜を形成す
る。本実施例では液晶分子をSTN(スーパーツイステ
ィッドネマティック)配向させるためにラビング処理を
施す。なお、絶縁膜や配向膜の材料や形成方法は公知の
ものを広く用いることができる。また、液晶表示素子の
構成によっては、絶縁膜や配向膜を省略することもでき
る。
錫酸化物:Indium Tin Oxide)からなる透明導電層をス
パッタ法等によって形成し、フォトリソグラフィ技術を
用いて透明導電層をパターニングし、帯状の透明電極を
形成する。この透明電極上に絶縁膜及び配向膜を形成す
る。本実施例では液晶分子をSTN(スーパーツイステ
ィッドネマティック)配向させるためにラビング処理を
施す。なお、絶縁膜や配向膜の材料や形成方法は公知の
ものを広く用いることができる。また、液晶表示素子の
構成によっては、絶縁膜や配向膜を省略することもでき
る。
【0025】得られた2枚の基板をスペーサを間に介し
て帯状の透明電極が互いに直交するように2枚の基板を
対向させ、シール剤を用いて貼り合わせる。シール剤の
一部に前駆体混合物を注入するための注入孔を設けてお
く。
て帯状の透明電極が互いに直交するように2枚の基板を
対向させ、シール剤を用いて貼り合わせる。シール剤の
一部に前駆体混合物を注入するための注入孔を設けてお
く。
【0026】前駆体混合物としては、液晶材料、光硬化
性樹脂と光重合開始剤とが均一に混合された混合物を広
く用いることができる。なお、光重合開始剤は、光硬化
樹脂の種類や光硬化用の光の波長や強度等によって省略
することもできる。
性樹脂と光重合開始剤とが均一に混合された混合物を広
く用いることができる。なお、光重合開始剤は、光硬化
樹脂の種類や光硬化用の光の波長や強度等によって省略
することもできる。
【0027】本実施例に用いられる材料の代表例とし
て、以下の材料を挙げることができる。液晶材料: カイ
ラル剤CNを適量含んだSTN用のZLI-4427(メルク社
製)、光重合性樹脂:ステアリルアクリレート及びR‐
684(日本化薬社製)、及び光重合開始剤:紫外光領
域の365nmに吸収波長を持つIrgacure651(チバ
ガイギー社製)を十分均一に混合し前駆体混合物を得
る。得られた前駆体混合物を一対の基板間の注入孔から
公知の真空注入法によって注入する。
て、以下の材料を挙げることができる。液晶材料: カイ
ラル剤CNを適量含んだSTN用のZLI-4427(メルク社
製)、光重合性樹脂:ステアリルアクリレート及びR‐
684(日本化薬社製)、及び光重合開始剤:紫外光領
域の365nmに吸収波長を持つIrgacure651(チバ
ガイギー社製)を十分均一に混合し前駆体混合物を得
る。得られた前駆体混合物を一対の基板間の注入孔から
公知の真空注入法によって注入する。
【0028】注入完了後、可視光硬化型の封止剤を注入
孔に塗布する。公知の可視硬化型の封止剤を広く利用す
ることができる。ここでは代表的な例として、ロックタ
イト3211(日本ロックタイト社製)を用いる。
孔に塗布する。公知の可視硬化型の封止剤を広く利用す
ることができる。ここでは代表的な例として、ロックタ
イト3211(日本ロックタイト社製)を用いる。
【0029】この封止剤に照射する可視光として、ここ
では波長約450nm付近の光を照射する。照射機とし
ては、例えばLUXPOT(ICI社製)を用い、40
0nm以下の紫外光をフィルターでカットして照射す
る。また、図2に示すように、可視光用光源11から光
ファイバ12で光を注入孔7に塗布された封止剤6に導
き、液晶セル20の表示部の前駆体混合物に光が当たら
ないように、必要に応じて遮光板9等を用いて、表示部
を覆うほうがよい。注入孔7を多数有する液晶セルを封
止する場合は、注入孔以外の領域を遮光するほうが好ま
しい。上述したように、前駆体混合物中に含まれる光硬
化性樹脂として紫外線硬化型樹脂を用い、封止剤として
可視光硬化型樹脂を用いることによって、表示部の前駆
体混合物にほとんど影響を与えることなく、注入孔を封
止することができる。
では波長約450nm付近の光を照射する。照射機とし
ては、例えばLUXPOT(ICI社製)を用い、40
0nm以下の紫外光をフィルターでカットして照射す
る。また、図2に示すように、可視光用光源11から光
ファイバ12で光を注入孔7に塗布された封止剤6に導
き、液晶セル20の表示部の前駆体混合物に光が当たら
ないように、必要に応じて遮光板9等を用いて、表示部
を覆うほうがよい。注入孔7を多数有する液晶セルを封
止する場合は、注入孔以外の領域を遮光するほうが好ま
しい。上述したように、前駆体混合物中に含まれる光硬
化性樹脂として紫外線硬化型樹脂を用い、封止剤として
可視光硬化型樹脂を用いることによって、表示部の前駆
体混合物にほとんど影響を与えることなく、注入孔を封
止することができる。
【0030】次に、絵素部に液晶領域を非絵素部に高分
子壁を形成するように、液晶と光硬化性樹脂とを相分離
させるるために、前駆体混合物に強度分布を有する光を
照射する。この代表的な方法として、例えば図3のよう
に基板1(または基板2)の外部に遮光部30aと透光
部30bとを有するホトマスク30を配置して、ホトマ
スク30側から光照射する方法がある。また、基板1ま
たは2に形成したカラーフィルタや透明電極をホトマス
クとして利用することもできる。紫外線14を照射する
ための光源13として超高圧水銀ランプを用いて、紫外
線波長領域の365nmで例えば7mW/cm2の照度
で照射する。なお、液晶と光硬化性樹脂との分離性が向
上するので、前駆体混合物が等方性液体状態を示す温度
以上で紫外線を照射するほうが好ましい。
子壁を形成するように、液晶と光硬化性樹脂とを相分離
させるるために、前駆体混合物に強度分布を有する光を
照射する。この代表的な方法として、例えば図3のよう
に基板1(または基板2)の外部に遮光部30aと透光
部30bとを有するホトマスク30を配置して、ホトマ
スク30側から光照射する方法がある。また、基板1ま
たは2に形成したカラーフィルタや透明電極をホトマス
クとして利用することもできる。紫外線14を照射する
ための光源13として超高圧水銀ランプを用いて、紫外
線波長領域の365nmで例えば7mW/cm2の照度
で照射する。なお、液晶と光硬化性樹脂との分離性が向
上するので、前駆体混合物が等方性液体状態を示す温度
以上で紫外線を照射するほうが好ましい。
【0031】また、紫外線を照射後、液晶セルを室温付
近までゆっくり徐冷することによって、液晶と樹脂とを
純度よく相分離でき、目的とするSTN配向を有する液
晶領域と光硬化性樹脂からなる高分子壁とを形成するこ
とができる。また相分離後、光硬化性樹脂の重合度(架
橋度)をさらに上げるために、さらに、弱照度で短時
間、紫外線を照射してもよい。
近までゆっくり徐冷することによって、液晶と樹脂とを
純度よく相分離でき、目的とするSTN配向を有する液
晶領域と光硬化性樹脂からなる高分子壁とを形成するこ
とができる。また相分離後、光硬化性樹脂の重合度(架
橋度)をさらに上げるために、さらに、弱照度で短時
間、紫外線を照射してもよい。
【0032】このようにして得られた液晶セルの注入孔
付近の液晶分子の配向を顕微鏡で観察した結果、液晶分
子の配向の乱れはほとんど見られず、良好なSTN型の
配向を示していた。
付近の液晶分子の配向を顕微鏡で観察した結果、液晶分
子の配向の乱れはほとんど見られず、良好なSTN型の
配向を示していた。
【0033】(実施例2)本実施例による液晶表示素子
40を模式的に図4に示す。液晶表示素子40は、一対
の基板21、22と、その間に狭持された液晶層とを有
している。液晶層の注入孔7を除く領域はシール剤5に
よって包囲されている。シール剤5は、液晶層が形成さ
れる領域を規定するとともに、一対の基板1、2を接着
固定する。注入孔7は可視光硬化型の封止剤6によっ
て、封止されている。また、液晶層は、高分子壁4に実
質的に包囲された複数の液晶領域3を有し、高分子壁3
は、紫外線硬化性樹脂によって形成される。液晶領域3
内の液晶分子は、軸対称配向している。配向膜や液晶層
に電圧を印加するための電極等は、簡単のために省略す
る。
40を模式的に図4に示す。液晶表示素子40は、一対
の基板21、22と、その間に狭持された液晶層とを有
している。液晶層の注入孔7を除く領域はシール剤5に
よって包囲されている。シール剤5は、液晶層が形成さ
れる領域を規定するとともに、一対の基板1、2を接着
固定する。注入孔7は可視光硬化型の封止剤6によっ
て、封止されている。また、液晶層は、高分子壁4に実
質的に包囲された複数の液晶領域3を有し、高分子壁3
は、紫外線硬化性樹脂によって形成される。液晶領域3
内の液晶分子は、軸対称配向している。配向膜や液晶層
に電圧を印加するための電極等は、簡単のために省略す
る。
【0034】以下に、液晶表示素子40の製造方法を説
明する。
明する。
【0035】2枚のガラス基板1、2の一方の基板の表
面に薄膜トランジスタ(Thin FilmTransistor:TF
T)とITOからなる絵素電極を形成し、もう一方の基
板上にはITO膜からなる対向電極(共通電極)を形成
する。TFTや対向電極の形成は、公知の材料および方
法を広く用いることができる。
面に薄膜トランジスタ(Thin FilmTransistor:TF
T)とITOからなる絵素電極を形成し、もう一方の基
板上にはITO膜からなる対向電極(共通電極)を形成
する。TFTや対向電極の形成は、公知の材料および方
法を広く用いることができる。
【0036】得られた2枚の基板をスペーサを介して、
シール剤を用いて貼り合わせる。シール剤の一部に前駆
体混合物を注入するための注入孔を設けておく。
シール剤を用いて貼り合わせる。シール剤の一部に前駆
体混合物を注入するための注入孔を設けておく。
【0037】前駆体混合物としては、液晶材料、光硬化
性樹脂と光重合開始剤とが均一に混合された混合物を広
く用いることができる。なお、光重合開始剤は、光硬化
樹脂の種類や光硬化用の光の波長や強度等によって省略
することもできる。
性樹脂と光重合開始剤とが均一に混合された混合物を広
く用いることができる。なお、光重合開始剤は、光硬化
樹脂の種類や光硬化用の光の波長や強度等によって省略
することもできる。
【0038】本実施例に用いられる材料の代表例とし
て、以下の材料を挙げることができる。液晶材料: カイ
ラル剤CNを適量含んだTFT用のZLI-4792(メルク社
製)、光重合性樹脂:パーフルオロオクチルエチルアク
リレート、2−エチルヘキシルアクリレート、p−フェ
ニルスチレンとR‐684(日本化薬社製)、及び光重
合開始剤:紫外光領域の365nmに吸収波長を持つIr
gacure651(チバガイギー社製)を十分均一に混合し
前駆体混合物を得る。得られた前駆体混合物を一対の基
板間の注入孔から公知の真空注入法によって注入する。
て、以下の材料を挙げることができる。液晶材料: カイ
ラル剤CNを適量含んだTFT用のZLI-4792(メルク社
製)、光重合性樹脂:パーフルオロオクチルエチルアク
リレート、2−エチルヘキシルアクリレート、p−フェ
ニルスチレンとR‐684(日本化薬社製)、及び光重
合開始剤:紫外光領域の365nmに吸収波長を持つIr
gacure651(チバガイギー社製)を十分均一に混合し
前駆体混合物を得る。得られた前駆体混合物を一対の基
板間の注入孔から公知の真空注入法によって注入する。
【0039】注入完了後、可視光硬化型の封止剤を注入
孔に塗布する。可視硬化型の封止剤を広く利用すること
ができる。ここでは代表的な例として、ロックタイト3
211(日本ロックタイト社製)を用いる。この封止剤
に照射する可視光として、ここでは波長約450nm付
近の光を照射する。照射機としては、例えばLUXPO
T(ICI社製)を用い、400nm以下の紫外光をフ
ィルターでカットして照射する。また、図2に示すよう
に、可視光用光源11から光ファイバ12で光を注入孔
7に塗布された封止剤6に導き、液晶セル20の表示部
の前駆体混合物に光が当たらないように、必要に応じて
遮光板9等を用いて、表示部を覆うほうがよい。注入孔
7を多数有する液晶セルに広範囲に亘って光照射する場
合は、注入孔以外の領域を遮光するほうが好ましい。
孔に塗布する。可視硬化型の封止剤を広く利用すること
ができる。ここでは代表的な例として、ロックタイト3
211(日本ロックタイト社製)を用いる。この封止剤
に照射する可視光として、ここでは波長約450nm付
近の光を照射する。照射機としては、例えばLUXPO
T(ICI社製)を用い、400nm以下の紫外光をフ
ィルターでカットして照射する。また、図2に示すよう
に、可視光用光源11から光ファイバ12で光を注入孔
7に塗布された封止剤6に導き、液晶セル20の表示部
の前駆体混合物に光が当たらないように、必要に応じて
遮光板9等を用いて、表示部を覆うほうがよい。注入孔
7を多数有する液晶セルに広範囲に亘って光照射する場
合は、注入孔以外の領域を遮光するほうが好ましい。
【0040】上述したように、前駆体混合物中に含まれ
る光硬化性樹脂として紫外線硬化型樹脂を用い、封止剤
として可視光硬化型樹脂を用いることによって、表示部
の前駆体混合物にほとんど影響を与えることなく、注入
孔を封止することができる。
る光硬化性樹脂として紫外線硬化型樹脂を用い、封止剤
として可視光硬化型樹脂を用いることによって、表示部
の前駆体混合物にほとんど影響を与えることなく、注入
孔を封止することができる。
【0041】次に、絵素部に液晶領域を非絵素部に高分
子壁を形成するように、液晶と光重合性樹脂とを相分離
させるるために、前駆体混合物に強度分布を有する光を
照射する。この代表的な方法として、例えば図3のよう
に基板1(または基板2)の外部に遮光部30aと透光
部30bとを有するホトマスク30を配置して、ホトマ
スク30側から光照射する方法がある。また、基板1ま
たは2に形成したカラーフィルタや透明電極をホトマス
クとして利用することもできる。紫外線14を照射する
ための光源13として超高圧水銀ランプを用いて、紫外
線波長領域の365nmで例えば7mW/cm2の照度
で照射する。なお、前駆体混合物が等方性液体状態を示
す温度以上で、紫外線を照射するほうが好ましい。前駆
体混合物に紫外線を照射し、相分離が始まった直後の様
子を図5に示す。液晶領域の中心部を軸対称の軸とした
渦巻状に液晶分子が配向する。
子壁を形成するように、液晶と光重合性樹脂とを相分離
させるるために、前駆体混合物に強度分布を有する光を
照射する。この代表的な方法として、例えば図3のよう
に基板1(または基板2)の外部に遮光部30aと透光
部30bとを有するホトマスク30を配置して、ホトマ
スク30側から光照射する方法がある。また、基板1ま
たは2に形成したカラーフィルタや透明電極をホトマス
クとして利用することもできる。紫外線14を照射する
ための光源13として超高圧水銀ランプを用いて、紫外
線波長領域の365nmで例えば7mW/cm2の照度
で照射する。なお、前駆体混合物が等方性液体状態を示
す温度以上で、紫外線を照射するほうが好ましい。前駆
体混合物に紫外線を照射し、相分離が始まった直後の様
子を図5に示す。液晶領域の中心部を軸対称の軸とした
渦巻状に液晶分子が配向する。
【0042】また、紫外線を照射後、液晶セルを室温付
近までゆっくり徐冷することによって、液晶と樹脂とを
純度よく相分離でき、目的とする軸対称配向を有する液
晶領域と光硬化性樹脂からなる高分子壁とを形成するこ
とができる。冷却速度としては、3℃/hから10℃/
hの範囲が好ましく、4℃/hから5℃/hの範囲がさ
らに好ましい。また相分離後、光硬化性樹脂の重合度
(架橋度)をさらに上げるために、さらに、弱照度で短
時間、紫外線を照射してもよい。このようにして得られ
た液晶セルの注入孔付近の液晶の配向を顕微鏡で観察し
たところ、液晶分子の配向の乱れはほとんど見られず、
図4に示すような良好な軸対称性の配向を示していた。
本実施例で用いられる液晶層の配向は、軸対称配向であ
ればよく、渦巻状だけでなく同心円状や放射線状などの
配向であってもよい。軸対称に配向した液晶領域を形成
することによって、視角特性の優れた液晶表示素子を提
供できる。
近までゆっくり徐冷することによって、液晶と樹脂とを
純度よく相分離でき、目的とする軸対称配向を有する液
晶領域と光硬化性樹脂からなる高分子壁とを形成するこ
とができる。冷却速度としては、3℃/hから10℃/
hの範囲が好ましく、4℃/hから5℃/hの範囲がさ
らに好ましい。また相分離後、光硬化性樹脂の重合度
(架橋度)をさらに上げるために、さらに、弱照度で短
時間、紫外線を照射してもよい。このようにして得られ
た液晶セルの注入孔付近の液晶の配向を顕微鏡で観察し
たところ、液晶分子の配向の乱れはほとんど見られず、
図4に示すような良好な軸対称性の配向を示していた。
本実施例で用いられる液晶層の配向は、軸対称配向であ
ればよく、渦巻状だけでなく同心円状や放射線状などの
配向であってもよい。軸対称に配向した液晶領域を形成
することによって、視角特性の優れた液晶表示素子を提
供できる。
【0043】本発明で用いられる可視光硬化型封止剤
は、可視光硬化型樹脂を主成分として含み、必要に応じ
てその他の添加剤や充填材を更に含んでもよい。また、
未硬化の可視光硬化型樹脂が前駆体混合物中に不純物と
して混入しないように、前記封止剤の室温における粘度
は2500mPas以上であることが好ましい。本実施
例で用いたロックタイト3211の室温における粘度は
約10000mPasである。また、可視光硬化型樹脂
と液晶材料との相溶性は、前駆体混合物の紫外線硬化型
樹脂と液晶材料との相溶性よりも低い方が好ましい。こ
のような封止剤として、ロックタイト3211の他に、
ロックタイト350、ロックタイト3521及びロック
タイト363等を挙げることができ、これらの封止剤に
必要に応じて、可視光領域の光で活性化される光重合開
始剤を混合して用いることができる。また、これらの封
止剤に用いられる可視光に感光してラジカルを発生する
光重合開始剤としては、400nmから800nmの波
長領域に吸収波長を有するものであればよく、例えばジ
カルボニル化合物、チオキサンソン系化合物が有効であ
る。
は、可視光硬化型樹脂を主成分として含み、必要に応じ
てその他の添加剤や充填材を更に含んでもよい。また、
未硬化の可視光硬化型樹脂が前駆体混合物中に不純物と
して混入しないように、前記封止剤の室温における粘度
は2500mPas以上であることが好ましい。本実施
例で用いたロックタイト3211の室温における粘度は
約10000mPasである。また、可視光硬化型樹脂
と液晶材料との相溶性は、前駆体混合物の紫外線硬化型
樹脂と液晶材料との相溶性よりも低い方が好ましい。こ
のような封止剤として、ロックタイト3211の他に、
ロックタイト350、ロックタイト3521及びロック
タイト363等を挙げることができ、これらの封止剤に
必要に応じて、可視光領域の光で活性化される光重合開
始剤を混合して用いることができる。また、これらの封
止剤に用いられる可視光に感光してラジカルを発生する
光重合開始剤としては、400nmから800nmの波
長領域に吸収波長を有するものであればよく、例えばジ
カルボニル化合物、チオキサンソン系化合物が有効であ
る。
【0044】また、封止剤の硬化に用いる可視光として
は、キセノンランプやハロゲンランプの光の400nm
以下の波長の光をカットて用いるのが好ましい。なぜな
ら、表示材料の一部である紫外線硬化型樹脂に含まれる
光重合開始剤は、主に365nm付近に吸収を有する開
始剤を使用する場合が多く、封止剤を硬化する時の表示
部での重合を抑制するためである。
は、キセノンランプやハロゲンランプの光の400nm
以下の波長の光をカットて用いるのが好ましい。なぜな
ら、表示材料の一部である紫外線硬化型樹脂に含まれる
光重合開始剤は、主に365nm付近に吸収を有する開
始剤を使用する場合が多く、封止剤を硬化する時の表示
部での重合を抑制するためである。
【0045】(比較例)実施例1の封止剤を紫外光硬化
型のTB3054(スリーボンド社製)に変えた以外は
実施例1と同様にして、液晶と光硬化性樹脂との光重合
誘起相分離を行い、比較例の液晶表示素子50を作製し
た。
型のTB3054(スリーボンド社製)に変えた以外は
実施例1と同様にして、液晶と光硬化性樹脂との光重合
誘起相分離を行い、比較例の液晶表示素子50を作製し
た。
【0046】図6に示すように、得られた液晶表示素子
50の注入孔7付近にPDLC状の不良配向領域51が
見られた。また、液晶分子の配向が変化する電圧値(閾
値)が極端に低い領域が見られた。このことから、明ら
かに、表示部において表示材料(前駆体混合物)と封止
材料とが、封止材料の硬化前後に混合してしまい、液晶
と光硬化性樹脂との相分離を阻害し、結果として、相分
離が不完全であることが分かる。
50の注入孔7付近にPDLC状の不良配向領域51が
見られた。また、液晶分子の配向が変化する電圧値(閾
値)が極端に低い領域が見られた。このことから、明ら
かに、表示部において表示材料(前駆体混合物)と封止
材料とが、封止材料の硬化前後に混合してしまい、液晶
と光硬化性樹脂との相分離を阻害し、結果として、相分
離が不完全であることが分かる。
【0047】
【発明の効果】本発明によると、注入孔の封止剤に可視
光硬化型樹脂を用いることで、紫外線硬化樹脂と液晶と
を含む前駆体混合物の光硬化反応を起こすことなく、封
止剤を硬化することができる。従って、ポリマーマトリ
クスモードやASMモードの液晶層の液晶領域内の液晶
分子の配向や液晶領域を取り囲む高分子壁の形成が全体
に均一になるので、表示品質が均一で信頼性に優れた液
晶表示素子を提供することができる。また、前駆体混合
物を注入後、すぐに封止剤の塗布及び硬化工程を行うこ
とができるので、気泡の混入や、酸素の侵入による前駆
体混合物の相分離の阻害を防止することができる。
光硬化型樹脂を用いることで、紫外線硬化樹脂と液晶と
を含む前駆体混合物の光硬化反応を起こすことなく、封
止剤を硬化することができる。従って、ポリマーマトリ
クスモードやASMモードの液晶層の液晶領域内の液晶
分子の配向や液晶領域を取り囲む高分子壁の形成が全体
に均一になるので、表示品質が均一で信頼性に優れた液
晶表示素子を提供することができる。また、前駆体混合
物を注入後、すぐに封止剤の塗布及び硬化工程を行うこ
とができるので、気泡の混入や、酸素の侵入による前駆
体混合物の相分離の阻害を防止することができる。
【0048】上記の実施例では、高分子壁が液晶層の厚
み方向に貫通し、高分子壁と対向する基板とが液晶領域
を包囲するポリマーマトリクスモードやASMモードに
ついて説明したが、高分子壁に包囲された液晶領域が液
晶層内にランダムに分散したPDLCモードにも本発明
を適用し、均一な表示品質と信頼性に優れた液晶表示素
子を提供することができる。
み方向に貫通し、高分子壁と対向する基板とが液晶領域
を包囲するポリマーマトリクスモードやASMモードに
ついて説明したが、高分子壁に包囲された液晶領域が液
晶層内にランダムに分散したPDLCモードにも本発明
を適用し、均一な表示品質と信頼性に優れた液晶表示素
子を提供することができる。
【図1】本発明の実施例1による液晶表示素子を示す模
式図である。(a)は上面図、(b)は断面図である。
式図である。(a)は上面図、(b)は断面図である。
【図2】注入孔の封止剤への可視光を照射する工程を説
明する模式図である。
明する模式図である。
【図3】本発明に用いられる液晶領域と高分子壁とを有
する液晶層を形成する方法の例を説明する図である。
する液晶層を形成する方法の例を説明する図である。
【図4】本発明の実施例2による液晶表示素子の上面図
である。
である。
【図5】実施例2の液晶表示素子の液晶層の液晶領域の
軸対称配向の例を示す模式図である。
軸対称配向の例を示す模式図である。
【図6】比較例1の液晶表示素子の注入孔付近でみられ
るPDLC状の不良配向状態を示す図である。
るPDLC状の不良配向状態を示す図である。
1、2 基板 1a、2a 透明電極 1b、2b 配向膜 3 液晶領域 4 高分子壁 5 シール剤 6 封止剤 7 注入孔 9 光遮蔽板 10 液晶表示素子 11 可視光照射ランプ 12 光ファイバ 13 紫外線光源 14 紫外光 20 液晶パネル 30 ホトマスク 30a 遮光部 30b 透光部 51 配向不良(PDLC状)領域
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (9)
- 【請求項1】 少なくとも一方が透明な一対の基板と、 該一対の基板の間に狭持され、高分子壁に実質的に包囲
された複数の液晶領域を有する液晶層と、 該液晶層の注入孔領域を除く周辺領域を包囲し、該一対
の基板を互いに接着するシール剤と、 該注入孔を封止する封止剤と、を有する液晶表示素子で
あって、 該高分子壁は紫外線硬化型樹脂を含み、該封止剤は可視
光硬化型樹脂を含む液晶表示素子。 - 【請求項2】 前記複数の液晶領域のそれぞれは、前記
高分子壁と前記一対の基板とによって実質的に包囲され
ている請求項1に記載の液晶表示素子。 - 【請求項3】 前記液晶領域内の液晶分子は、ツイスト
配向している請求項2に記載の液晶表示素子。 - 【請求項4】 前記液晶領域内の液晶分子は、軸対称配
向している請求項2に記載の液晶表示素子。 - 【請求項5】 少なくとも一方が透明な一対の基板と、
該一対の基板の間に狭持され、高分子壁に実質的に包囲
された複数の液晶領域を有する液晶層と、該液晶層の注
入孔領域を除く周辺領域を包囲し、該一対の基板を互い
に接着するシール剤と、該注入孔を封止する封止剤と、
を有する液晶表示素子の製造方法であって、 該一対の基板間に、紫外線硬化型樹脂と液晶材料とを含
む前駆体混合物を該注入孔から注入する工程と、 該注入孔に、可視光硬化型樹脂を含む封止剤を塗布する
工程と、 該封止剤に可視光を照射して、封止剤を硬化する工程
と、 該前駆体混合物に紫外線を照射し、光重合相分離によっ
て前記液晶層を形成する工程と、を包含する液晶表示素
子の製造方法。 - 【請求項6】 前記封止剤を硬化する工程の後に、前記
液晶層を形成する工程を有する請求項5に記載の液晶表
素子の製造方法。 - 【請求項7】 前記可視光の波長が400nmから80
0nmの範囲にある請求項5または6に記載の液晶表示
素子の製造方法。 - 【請求項8】 前記封止剤の室温における粘度は250
0mPas以上である請求項5から7のいずれかに記載
の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項9】 前記可視光硬化型樹脂と前記液晶材料と
の相溶性は、前記紫外線硬化型樹脂と該液晶材料との相
溶性よりも低い請求項5から8のいずれかに記載の液晶
表示素子の製造方法。
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JP8047827A JPH09244004A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
TW086102378A TW375692B (en) | 1996-03-05 | 1997-02-27 | Liquid crystal display device and method for fabricating the same |
US08/810,383 US5771084A (en) | 1996-03-05 | 1997-03-03 | Liquid crystal display device and method for fabricating the same |
KR1019970007181A KR100248526B1 (ko) | 1996-03-05 | 1997-03-05 | 액정표시소자및그의제조방법 |
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JP8047827A JPH09244004A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09244004A true JPH09244004A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12786192
Family Applications (1)
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TW (1) | TW375692B (ja) |
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- 1997-03-05 KR KR1019970007181A patent/KR100248526B1/ko not_active IP Right Cessation
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