JPH01120530A - 液晶素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、液晶素子とその製造方法に関ずろ。

「従来技術とその問題点」 第９図は、従来の液晶素子の要部を示すものである。こ
の液晶素子は、液晶層１が透明’Ｆｉｔ　［！２と配向
膜３を備える２枚のガラス基板４．４でサンドイッチさ
れ、その外周部かシール（第５で封着されてなるもので
、　ガラス基板４．４間のギャップはスペーサ６によっ
て規制されている。

ところで液晶素子にあっては、屈折率異方性とギャップ
との関係から生じる表示部の着色を緩和すること、視角
を拡大すること、透過率を向上すること、及び液晶素子
の表示面に蛍光灯などが映るのを防止すること即ち外乱
光を低減することが重要な課題となっている。

従来このような課題に対処するために、ガラス基板４の
表面をフッ酸などで化学的にエツチングしたり、機械的
に研削して、微細な凹凸７を形成することが提案されて
いた。

ところが、このように基板４内面にエツチング等により
凹凸７が形成された液晶素子にあっては、凹凸７か、高
低差や周期が不規則で、しかも立ち上がりが急で角が鋭
角なものとなるため、表示部の着色を十分緩和できず、
また視角を十分拡大できず、透過率もさほど改善されず
、さらには外乱光も低減できない不満があった。

また、基板表面をフッ酸エツチングあるいは機械研削し
て凹凸を形成する上記従来の製造方法にあっては、基板
の表面処理に多くの工程が必要となり、製造工程の管理
が繁雑である問題があった。

「問題点を解決するための手段」 第１発明の液晶素子は、基板の内面側かつまたは外面側
に、透明性を有する微粒子が多数混入分散されてなる、
透明性を有する膜が設けられたものである。

透明性を存する膜は、配向膜であることが望ましいが、
これに限られることはなく、配向膜と基板との間に透明
性を有する下地層を設けこれを透明性を有する膜として
用いることらできる。下地層を設ける場合、下地層は耐
熱性を有する＋オ料、例えばシーリカと熱硬化性樹脂か
らなるＧＣＭ（商品名；日本合成ゴム製）やポリイミド
によって形成することが望ましい。

この膜に混入分散される微粒子は、その外面が滑らかに
湾曲するものであることが望ましく、特に略球状のもの
や端部が半球に形成された円柱体状のものなどが好適に
用いられる。

この微粒子の粒径は、液晶素子のセルギャップよりも小
でなければならない。

この微粒子に粒径が！μｌを越えるものを用いると、表
示部の着色を低減する効果および視角を改善する効果が
著しい。また、粒径Ｉμｌ以下の微粒子は、透過率を改
善する効果が大きい。これは、微粒子の粒径が可視光の
波長に近付き、入射光を散乱させる作用が大になるため
と思イつれる。

用いろ微粒子は、１種類のみであってもよいが、２種以
上を混合して用いても良い。２種以上の微粒子を混合し
て用いる場合、粒径１μｍを越えるものと１μ肩以下の
ものとを合わせて用いれば、表示の着色、視角および透
過率を同時に改善することが可能となる。

この微粒子を形成する材料は、この微粒子が混−合され
る透明膜を成膜する際に加えられろ熱により大きく変形
しない程度の耐熱性を有するものであることが望ましく
、ガラス等が好適に用いられる。

第１発明の液晶素子では、混入された微粒子によって基
板の内面側かつまたは外面側に滑らかに変化する凹凸が
形成されるので、１μｍ以下の粒径の微粒子を用いるこ
とにより、入射光を散乱させあるいは入射光を各方向に
反射せしめることができる。その結果、液晶素子の透過
率あるいは視角を改善できる。

また、１μｍ以上の微粒子を用いることにより、液晶素
子のセルギャップを微視的に変化せしめ、液晶の屈折率
異方性とセルギャップの関係から生じる着色を緩和する
ことができる。

また、第１発明の液晶素子では、透明性を有する膜中に
分散された微粒子によって凹凸が形成されているので、
微粒子は膜によって覆われ、その結果、凹凸は滑らかに
変化するものとなる。従って、第１発明の液晶素子は視
角や着色あるいは透過率が大幅に改善され得る。

しかも、第１発明の液晶素子では、微粒子か透明性を有
する物質によって覆われているので、微粒子の固定状態
が強固である。従って、第１発明の液晶素子はラビング
処理時や衝撃を受けた際にら微粒子が脱落することがな
い堅牢なものとなる。

第２発明の製造方法は、上記第１発明の液晶素子を製造
するのに好適な方法である。この製造方法によれば、流
動状態の透明性物質に透明性を有する微粒子を混合し、
このものを基板の内面側かつまたは外面側に塗布し、そ
の後透明性物質を固化させることによって基板の内面側
かつまたは外面側に凹凸を形成する。

微粒子の混合は、微粒子か十分均一に分散するまで行う
ことが望ましい。微粒子が均一に分散混合された透明性
物質を塗布すると、基板面に対して略均−に微粒子が分
布される。

この第２発明の製造方法では、微粒子を透明性物質に混
合した後これを塗布するので、微粒子は確実に透明性物
質に覆われた状態となる。従って、第２発明の製造方法
によれば、凹凸が滑らかでかつ微粒子の固定状態が強固
な第１発明の液晶素子を製造できる。

「実施例」 以下、実施例に沿って第１発明のゝ液晶素子および第２
発明の製造方法を詳しく説明する。

（実施例１） 第１図は、第１発明の液晶素子の一実施例を示すもので
ある。この液晶素子は、ＴＮ型のもので、図中符号１１
．１２はそれぞれガラス製の基板である。

これら基板１１．１２には、それぞれＩＴＯ（インジウ
ム・スズ酸化物）製の透明電極１３．１４が設けられて
いる。また、透明電極１３．１４の上には、配向剤ＪＲ
−１００（商品名：日東電工製）からなる厚さ約１００
０人の配向膜１５，１６が設けられている。

一方の配向膜１５中には、多数の微粒子１７・・・が混
入分散されている。この微粒子１７は融点の高いガラス
からなる球状もので、粒径は２μＩである。

また、分散された微粒子Ｉ７・・・の間隔は平均的１０
０μｌであった。

２枚の基板１１．１２間の間隙はシール材５によって密
閉されている。基板１１．１２間のギャップはソール材
５に混合された粒径１０μｍのスペーサ６・・・と、　
散布された粒径９μ肩のスペーサ８によって規制されて
いる。″そして基板１１．１２間の空ｆｆｎにはＮｐ液
晶が封入されている。また基板１１．１２の外面側には
偏光板１９．２０が設けられている。

次に、この液晶素子の製造方法を説明する。

まず、通常の方法で基板１１上にＩＴＯをスパッタして
透明電極１３を形成した。次に、この透明電極１３上に
微粒子１７・・・が混合された配向剤ＪＲ−１００をオ
フセット印刷し、その後ラビング処理して配向膜■５を
形成した。

他方、通常の方法で基板１２上に透明電極１４、配向膜
１６を形成した。

次に、一方の基板１１上にスペーサ８・・・をふりまき
、他方の基板１２の周辺部にシール材としての熱硬化性
樹脂をスクリーン印刷し、ついで基板１１．１２を重ね
合わせた。その後、このものに１５０６Ｃ×１時間の熱
処理を施して熱硬化性樹脂を硬化させた。

ついで、基板１１．１２間の間隙に液晶を封入し、液晶
セルとし、このセルを偏光板１９．２０で挟んで液晶素
子を完成した。

（実施例２） 第２図は、第１発明の液晶素子の第２実施例を示すもの
である。

この液晶素子か第１実施例のものと異なる点は、配向膜
１５中に、粒径２μ肩の微粒子１７・・・に代えて、粒
径０．５μｍの球状微粒子１８・・・が１０μｍ周期で
混入分散されている点、および偏光板１９の外面側に反
射板２５が設けられた点にある。

（実施例３） 第３図は、第１発明の液晶素子の第３実施例を示すもの
である。

この液晶素子が第１実施例のものと異なる点は、配向膜
１５中に、粒径２μ肩の微粒子１７・・・と粒径０．５
μｍの球状微粒子１８・・・とが同時に混入分散されて
いる点にある。

（実施例４） 第４図は、第１発明の液晶素子の第４実施例を示すもの
である。

この液晶素子は相転移型のもので、基板１２の外面（表
示面）に粒径０．５μｍの球状微粒子１８・・・が１０
μｍ周期で混入分散された透明性膜２６が積層されてな
るものである。

上記、第！ないし第４実施例の液晶素子および前記従来
の液晶素子について、表面粗さ、視角依存性、表示色お
よび透過特性、外乱光の反射率を調べた。

（表面粗さ） 実施例の液晶素子については配向膜１５の表面、従来の
液晶素子については基板４の表面の粗さを表面粗汁によ
って測定した。結果を第５図に示す。

第５図の結果から、本発明の液晶素子に設けられた凹凸
は、滑らかに変化しかつ周期や高低差が略均−であるこ
とが確認された。

（視角依存性） 第１実施例と第３実施例と従来の液晶素子に付いて調べ
た。

まず液晶素子を水平にセットし、ついで法線方向から順
次視角を変えて表示色の変化、コントラストなど表示品
位を観察した。

結果を第１表に示す。

第１表 注　○：表示品位が視角０°と同じ △：表示品位が視角０°より低下 ×：表示が全く視認できない 第１表の結果から、本発明の液晶素子は、従来のものに
比較して視角依存性が更に改善されていることが判明し
た。

（表示色） 第１実施例、第３実施例および従来例の液晶素子に付い
て調べた。

まず国際照明委員会（ＣＩＥ）によって規定された標準
光源Ｃを液晶素子に照射し、ついで液晶素子の表示色を
測定し、（ｘｙ）−色度図にプロットした。結果を第６
図に示す。

第６図の結果から、本発明の液晶素子は従来のものに比
較して表示色がより光源色に近く、着色が少ないことが
判明した。

（透過特性） スペクトロフォトメータ　３３０（機種名；日立製）を
用いて、凹凸の設けられていない従来の液晶素子と第２
実施例の液晶素子について透過特性を調べた。

透過特性は、第２図に示すように、観測角度を基板法線
から６０度の位置に固定し、入射光の角度（θ）を観測
方向とは逆の方向に０度〜８０度まで振って反射されて
戻って来る光量を測定し、入射光に対する割合を算出す
ることによって比較した。

結果を第７図に示す。

この結果から、粒径１μｍ以下の微粒子を用いて基板１
１内面に凹凸を形成することによって、液晶層１を挟む
基板１１．１２の内面での入射光の全反射を防止するこ
とができるので、液晶素子に入射して反射されて戻って
くる光量が従来ないほど多い、すなわち高透過率の液晶
素子が得られることが判明した。

（外乱光の反射率） 外乱光の反射率、すなわち液晶素子の表示面における外
部光の反射を、第４実施例の液晶素子と第４実施例のも
のとは透明性膜２６が設けられていない点のみ異なる従
来の液晶素子について調べた。

反射率は、第４図に示すように、観測角度を基板法線か
ら６０度の位置に固定し、入射光の角度（θ）を観測方
向とは逆の方向に０度〜８０度まで振って表示面から反
射されて戻って来る光量を測定し、入射光に対する割合
を算出することによって比較した。

結果を第８図に示す。

この結果から、基板の外面とくに表示面側に透明性を有
する微粒子を用いて凹凸を形成すると表示面での外部光
の反射のピークが解消され、表示の見易さが向上される
ことが確認された。

なお、本発明の液晶素子は上記実施例に限られるもので
はない。

例えば、基板の内面側あるいは外面側に透明性を有する
微粒子が多数混入されてなる透明性膜を設ける場合、こ
の透明性膜は２枚の基板のいずれに設けても良く、両方
に設けても良い。

また、透明性膜を、基板の内面側と外面側に同時に設け
ても良いことは勿論である。

「発明の効果Ｊ 以上説明したように、第１発明の液晶素子は、基板の内
面側かつまたは外面側に透明性を有する微粒子が多数混
入分散された透明膜を設けたものなので、基板の内面に
滑らかに変化しかつ高低差および周期の略均−な凹凸を
形成することが可能となる。

従って、第１発明によれば、混入分散せしめる微粒子や
凹凸を形成する位置を適宜選択することによって、表示
部の着色が少なく、かつ視角が広い液晶素子、透過率や
外乱光の反射の少ない液晶素子を提供することができる
。

また、第２発明の製造方法は、流動状態の透明性物質に
透明性を有する微粒子を混合し、このものを基板の内面
側かつまたは外面側に塗布し、その後透明性物質を固化
させて液晶素子を製造する方法なので、第１発明の液晶
素子を効率良く製造することができろ。

また、第２発明の製造方法によれば、微粒子を透明性物
質に混合して塗布するといった極めて前略な工程で基板
の内面側かつまたは外面側に凹凸を形成することができ
るので、液晶素子の製造工程は簡略で管理の容易なもの
となる利点かある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はそれぞれ第１発明の液晶素子の第
１ないし第４実施例の要部を示す断面図、第５図は第１
ないし第３実施例および従来の液晶素子の凹凸の設けら
れた面の粗さをｄ（１１定した結果を示すグラフ、第６
図は表示色を調べた結果を示す（ｘｙ）−色度図、第７
図は透過特性を調べた結果を示すグラフ、第８図は外乱
光の反射率を調べた結果を示すグラフ、第９図は従来の
液晶素子の要部を示す断面図である。 １１・・・基板、１５・・・配向膜、１７・・・微粒子
、１８・・・微粒子。 代表者　片開勝太部 第１図 第７図 入Ｊｌｔｊｌ（１ 第８図 入を角　（０）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板の内面側かつまたは外面側に、透明性を有す
   る微粒子が多数混入分散されてなる透明性を有する膜が
   設けられたことを特徴とする液晶素子。
2. （２）前記透明性を有する膜が、配向膜であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶素子。
3. （３）前記微粒子が略球状であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の液晶素子。
4. （４）前記微粒子の径が略均一であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
   液晶素子。
5. （５）前記微粒子として径の異なる複数種類の微粒子を
   用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかに記載の液晶素子。
6. （６）前記複数種類の微粒子として、セルギャップより
   小で１μｍを越える粒径を有する微粒子と、１μｍ以下
   の粒径を有する微粒子がそれぞれ用いられたことを特徴
   とする特許請求の範囲第５項記載の液晶素子。
7. （７）流動状態の透明性物質に透明性を有する微粒子を
   混合し、このものを基板の内面側かつまたは外面側に塗
   布し、その後透明性物質を固化させることを特徴とする
   液晶素子の製造方法。