JPH04310920A

JPH04310920A - 液晶電気光学素子

Info

Publication number: JPH04310920A
Application number: JP7642191A
Authority: JP
Inventors: Eiji Chino; 英治千野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-04-09
Filing date: 1991-04-09
Publication date: 1992-11-02

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶テレビ、液晶プロ
ジェクター、液晶ディスプレイなどの液晶電気光学素子
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に示したように、高分子・液晶複合
膜（以下ＰＤＬＣと呼ぶ）９は、ネマチック液晶材料５
が網目状または格子状高分子６に分散した構造を持つ。ＰＤＬＣ９は、電圧印加にともなって光散乱状態から光
透過状態に変化する。

【０００３】このＰＤＬＣをディスプレイとして使用す
るには、従来図４のように、素子基板２に形成された回
路素子３、および画素電極７と対向基板４上に形成され
た透明電極（共通電極）６でＰＤＬＣ９を挟んで、印加
電圧で透過光量をコントロールすることによって、表示
が可能になる。ＰＤＬＣをディスプレイとして使用する
と、従来の液晶表示素子に不可欠だった偏光板が不必要
となるため、明るい表示素子を得ることが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＰＤＬＣの比抵抗は１０９Ω・ｃｍ台であり、通常のＴ
ＦＴ液晶素子に使用される液晶単体の値１０１２Ω・ｃ
ｍより低い。そのため、ＴＦＴ素子と組み合わせた場合
電圧保持率が低く、極端な場合には駆動が不可能であっ
た。また、透明電極から構成される単純マトリックスの
場合でも、表示の焼き付きに代表される表示品位の低下
が顕著であった。

【０００５】これらの原因は次の様に考えられる。ＰＤ
ＬＣを作成する際に、従来は液晶と光硬化型樹脂を適当
な比率で混合した物を液晶セル中に封入し、これに光を
照射する。光照射によって、光硬化型樹脂は硬化を開始
し高分子マトリックスを形成し、最終的に液晶部分と高
分子マトリックス部分に別れ、ＰＤＬＣが形成される。　　しかしながら、従来のように光硬化型樹脂と液晶の
混合物を使用した場合には、光照射により重合するがそ
の反応率が１００％ではない。その結果、未反応の光硬
化型樹脂が不純物として液晶中に存在し比抵抗が低下す
る。

【０００６】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、あらかじめ
光硬化型樹脂を硬化して空隙を有する高分子マトリック
スを形成し、このマトリックスに液晶をしみこませて複
合膜の比抵抗を液晶単体とほぼ同じ値にすることによっ
て、表示品質、及び信頼性の高い液晶・高分子複合体か
らなる液晶表示体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子は
、以下の点を特徴とする。

【０００８】（１）高分子マトリックス中に液晶が分散
・充填された高分子・液晶複合膜を有する液晶表示素子
において、該高分子マトリックスは空隙を有するように
基板上に形成され、かつ光硬化型樹脂を少なくとも１成
分として含むこと。

【０００９】（２）（１）の高分子マトリックスは、網
目状あるいは格子状などにあらかじめ光硬化型樹脂を１
層ないし多層積層したこと。

【００１０】（３）（２）の網目あるいは格子などによ
って形成される空隙の直径が０．５〜５０μｍであるこ
と。

【００１１】（４）（３）の空隙に液晶が充填されてい
ること。

【００１２】（５）　液晶がネマチック液晶であること
。

【００１３】（６）　光硬化型樹脂は紫外線硬化型樹脂
であること。

【００１４】

【作用】あらかじめ基板上に形成される高分子マトリッ
クスは光硬化型樹脂が使用されるが、これは紫外線硬化
型樹脂、可視光硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂などが使
用される。これらものを重合して高分子量化するために
は、重合開始剤が必要であるが、これは通常使用されて
いるものが使用される。その代表例としては、メチルエ
チルケトンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド
、キュメンハイドロパーオキサイド、ターシャリーブチ
ルパーオクトエート、ジクミルパーオキサイド、ベンゾ
インアルキルエーテル系、アセトフェノン系、ベンゾフ
ェノン系、キサントン系などがあげられる。重合開始剤
は重合される成分に対して、０．００１〜２０重量％が
添加される。０．００１重量％以下では重合速度が遅く
、２０重量％以上では重合開始剤自身が不純物として作
用するためと思われるが、比抵抗が著しく低下する。

【００１５】これら、光硬化型樹脂と重合開始剤の混合
物は適当な手段で基板上に成膜された後、フォトマスク
などを通して硬化することによって希望する格子状、あ
るいは網目状などのパターンが形成される。あらかじめ
硬化してあるので、液晶中に低分子樹脂、重合開始剤な
どが不純物としてとけ込むことが防止される。さらに必
要に応じて、洗浄するなどして硬化後の樹脂の不純物濃
度をさらに低下させることができる。そのため、未反応
の成分が液晶中に不純物として存在することがなくなり
、液晶・高分子複合膜の比抵抗が液晶単体並みに向上す
る。その結果、安定なＴＦＴ駆動が可能になり、表示品
位も向上する。

【００１６】

【実施例】（実施例１）図１は、本発明による液晶電気
光学素子の電圧無印加時の断面図である。図中、１はあ
らかじめ形成された高分子マトリックス、２は素子基板
、３は回路素子、４は対向基板、５はネマチック液晶分
子、６は対向電極、７は画素電極、８はシール剤である
。電圧無印加状態では、液晶分子は高分子マトリックス
の壁面あるいは基板の壁面に沿って配列するため、素子
に入射した光は散乱される。

【００１７】図２は、本発明による液晶電気光学素子の
電圧印加時の断面図である。液晶分子は電界方向に向く
ため、光は散乱されることなく直進する。このように、
電圧の有無によって光の透過、散乱をコントロールする
ことが可能となる。

【００１８】この液晶電気光学素子は次の様にして作成
した。

【００１９】対向基板上に紫外線硬化型樹脂（ウレタン
アクリレート）を成膜後の膜厚が１０μｍになるように
スピンコートによりコートした。その後図３で示される
パターンになるように、１５００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線
を照射し、硬化を行なった。その後、未硬化の部分を剥
離、洗浄した。次に、この対向基板と素子基板を液晶注
入口を残してシールした。ネマチック液晶（Ｂ７，ＢＤ
Ｈ社製）を液晶注入口から真空封入した後注入口を封止
した。

【００２０】得られた液晶セルの比抵抗は、２．１×１
０１１Ω・ｃｍ、コントラストは１：１３０であった。このセルを６０度乾熱の条件下に放置したところ２００
０時間経過しても表示不良は発生しなかった。

【００２１】（実施例２）実施例１におけるウレタンア
クリレートの代わりに、ビスフェノール型エポキシアク
リレート：フェノールノボラック型エポキシアクリレー
ト＝８５：１５の割合で混合した混合物を紫外線硬化型
樹脂として使用した。紫外線硬化後、１８０度×３０分
の熱硬化を施した。それ以外は、実施例１と同様にして
液晶セルを組み立てた。得られた液晶セルの比抵抗は、
１．３×１０１０　Ω・ｃｍ、コントラストは１：１０
５であった。このセルを６０度乾熱の条件下に放置した
ところ２０００時間経過しても表示不良は発生しなかっ
た。

【００２２】（実施例３）実施例１における紫外線硬化
型樹脂の代わりに、電子線硬化型樹脂を使用した。それ
以外は、実施例１と同様にして液晶セルを組み立てた。得られた液晶セルの比抵抗は、５．３×１０９Ω・ｃｍ
、コントラストは１：９６であった。このセルを６０度
乾熱の条件下に放置したところ１４００時間経過後、１
０枚中３枚のパネルで表示不良１が発生した。

【００２３】（比較例）実施例１における紫外線硬化樹
脂の代わりに、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂：硬化
剤＝１００：１の割合で混合した混合物１を、混合物１
：液晶（Ｂ７）＝２５：７５の割合で混合した。この混
合物を、あらかじめ対向基板と素子基板を張り合わせた
パネルに封入した。その後、２０００ｍの紫外線を照射
してＰＤＬＣを作成した。得られた液晶セルの比抵抗は
、６．５×１０７Ω・ｃｍ、コントラストは１：１０６
であったこのセルを６０度乾熱の条件下に放置したとこ
ろ５００時間経過後、１０枚中８枚のパネルで表示不良
が発生した。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、比
抵抗が高くその結果信頼性の良好な液晶ディスプレイを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶電気光学素子の電圧無印加時
の断面図を示す図。

【図２】本発明による液晶電気光学素子の電圧印加時の
断面図を示す図。

【図３】本発明に使用する高分子マトリックス作成する
の必要なフォトマスクパターン代表例を示す図。

【図４】従来のＰＤＬＣを使用した液晶電気光学素子を
示す図。

【符号の説明】

１　　高分子マトリックス２　　素子基板３　　回路素子４　　対向基板５　　ネマチック液晶６　　対向電極７　　画素電極８　　シール剤９　　ＰＤＬＣ１０　　紫外線硬化樹脂１１　　光透過部分１２　　光未透過部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　高分子マトリックス中に液晶が分散・
充填された高分子・液晶複合膜を有する液晶表示素子に
おいて、該高分子マトリックスは空隙を有するように基
板上に形成され、かつ光硬化型樹脂を少なくとも１成分
として含むことを特徴とする液晶電気光学素子。
【請求項２】　　請求項１の高分子マトリックスは、網
目状あるいは格子状などにあらかじめ光硬化型樹脂を１
層ないし多層積層したことを特徴とする液晶電気光学素
子。
【請求項３】　　請求項２の網目あるいは格子などによ
って形成される空隙の直径が０．５〜５０μｍであるこ
とを特徴とする液晶電気光学素子。
【請求項４】　　請求項３の空隙に液晶が充填されてい
ることを特徴とする液晶電気光学素子。
【請求項５】　　液晶がネマチック液晶であることを特
徴とする液晶電気光学素子。
【請求項６】　　光硬化型樹脂は紫外線硬化型樹脂であ
ることを特徴とする液晶電気光学素子。