JP2894905B2 - Liquid crystal device and method of manufacturing the same - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶素子およびその製
造方法に関し、更に詳しくはポリマーで仕切られた液晶
胞を有するＴＮ、ＥＣＢ、強誘電性液晶および光散乱を
用いた表示モードを利用した液晶表示装置或はキーボー
ド等の信号入力装置、音声発生装置、固定文字表示装
置、電子卓上計算機、電子手帳、ワードプロセッサ等の
各種の装置への応用が期待される液晶素子およびその製
造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a TN, an ECB, a ferroelectric liquid crystal having liquid crystal cells partitioned by a polymer, and a display mode using light scattering. The present invention relates to a liquid crystal element which is expected to be applied to various devices such as a signal input device such as a liquid crystal display device or a keyboard, a voice generating device, a fixed character display device, an electronic desk calculator, an electronic organizer, and a word processor, and a method of manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、表示装置として、液晶を表示媒体
として用いる液晶表示素子（液晶表示装置）が多用され
る傾向にある。そして、この種の液晶表示素子には多く
のモードが利用されている。例えば、電気光学効果を利
用した液晶表示素子としてネマティック液晶を用いたＴ
Ｎ型の液晶表示素子があり、他にＳＴＮ型の液晶表示素
子が実用化されている。また、強誘電性液晶（ＦＬＣ）
を用いた液晶表示素子も提案されている。この種の液晶
表示素子には、光学的検出手段としての偏光板が用いら
れる。2. Description of the Related Art In recent years, a liquid crystal display device (liquid crystal display device) using liquid crystal as a display medium has been frequently used as a display device. Many modes are used in this type of liquid crystal display device. For example, T using a nematic liquid crystal as a liquid crystal display element utilizing the electro-optic effect
There are N-type liquid crystal display elements, and STN-type liquid crystal display elements have been put to practical use. Also, ferroelectric liquid crystal (FLC)
A liquid crystal display device using the same has also been proposed. In this type of liquid crystal display device, a polarizing plate is used as optical detection means.

【０００３】一方、偏光板を設けず、液晶の散乱を利用
した液晶表示素子としては、動的散乱（ＤＳ）効果およ
び相転移（ＰＣ）効果を利用した液晶表示素子が従来よ
り用いられている。On the other hand, as a liquid crystal display element utilizing a scattering of liquid crystal without providing a polarizing plate, a liquid crystal display element utilizing a dynamic scattering (DS) effect and a phase transition (PC) effect has been conventionally used. .

【０００４】ところで、最近では、偏光板を設けず、し
かも配向処理を必要としない液晶表示素子として、液晶
の複屈折率を利用し、透明または白濁状態を電気的にコ
ントロールすることにより表示動作を行う液晶表示素子
が提案されて来ている。この液晶表示素子は、基本的に
は電圧を印加して液晶の配向が揃うときに、液晶分子の
常光屈折率と支持媒体（ポリマー）の屈折率とを一致さ
せ、これにより透明状態を表示する一方、電圧が印加さ
れない、液晶分子の配向に乱れが生じている場合の光散
乱状態を利用して非透明状態を表示する構成をとる。Recently, as a liquid crystal display element which does not require a polarizing plate and does not require an alignment treatment, a display operation is performed by electrically controlling a transparent or opaque state by utilizing a birefringence of liquid crystal. A liquid crystal display device for performing the above has been proposed. This liquid crystal display element basically matches the ordinary light refractive index of liquid crystal molecules with the refractive index of a support medium (polymer) when a voltage is applied to align the liquid crystal, thereby displaying a transparent state. On the other hand, a configuration is employed in which a non-transparent state is displayed by utilizing a light scattering state when no voltage is applied and the alignment of liquid crystal molecules is disturbed.

【０００５】この種の液晶表示素子の製造方法の一例と
して、特開昭６１−５０２１２８号等に開示された方法
がある。この製造方法では、液晶と光又は熱硬化性樹脂
とを混合し、続いて樹脂を硬化させることにより液晶を
析出させて樹脂中に液晶滴を形成する製造プロセスを採
用している。As an example of a method for manufacturing this type of liquid crystal display element, there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-502128. This manufacturing method employs a manufacturing process in which liquid crystal is mixed with a light or thermosetting resin, and then the resin is cured to deposit liquid crystal and form liquid crystal droplets in the resin.

【０００６】この製造方法において製造される液晶表示
素子の表示特性を向上するためには、液晶滴の直径、す
なわち液晶滴径を均一化する必要があり、この点に着目
した製造方法として、特開平３−７２３１７号に開示さ
れた液晶滴径の制御方法がある。但し、この制御方法で
は、液晶滴径の精密な制御は困難であった。In order to improve the display characteristics of the liquid crystal display device manufactured by this manufacturing method, it is necessary to make the diameter of the liquid crystal droplet, that is, the diameter of the liquid crystal droplet uniform. There is a method for controlling the liquid crystal droplet diameter disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-72317. However, with this control method, precise control of the liquid crystal droplet diameter was difficult.

【０００７】また、他の製造方法として、特開平２−１
５３３１８号に開示された方法がある。この製造方法で
は、フォトマスクを使用して液晶表示素子の表示エリア
を限定する製造プロセスを採用している。As another manufacturing method, Japanese Patent Laid-Open No.
There is a method disclosed in US Pat. This manufacturing method employs a manufacturing process in which a display area of a liquid crystal display element is limited using a photomask.

【０００８】但し、この製造方法では、フォトマスクで
各液晶ドロップレット（液晶滴）の形状を制御するもの
ではなく、電極間に電圧を印加しながら硬化させた透明
部と未硬化部を分離し、続いてフォトマスクを除去した
後に、未硬化部を硬化させて散乱部とし、透明部と散乱
部を作製した後に電場を加え、これによりフォトマスク
通りに散乱していた部分を透明にして全体が透明になる
ように表示する液晶表示素子であり、基本的に絵素をど
う作るかだけを意識した製造方法といえる。However, in this manufacturing method, the shape of each liquid crystal droplet (liquid crystal droplet) is not controlled by a photomask, and a transparent part and an uncured part which are cured while applying a voltage between the electrodes are separated. Then, after removing the photomask, the uncured part is cured to be a scattering part, an electric field is applied after the transparent part and the scattering part are produced, and thereby the part scattered according to the photomask is made transparent and the whole is made. Is a liquid crystal display element that displays so as to be transparent, and can be said to be a manufacturing method that is basically conscious of only how to make picture elements.

【０００９】更に、他の製造方法として、特開昭５９−
２０１０２１号、特開平３−１９２３３４号に開示され
た方法がある。これらの製造方法では、液晶としてＦＬ
Ｃを用い、ＦＬＣの耐衝撃性を付与する目的で、配向処
理した基板材料にフォトリソグラフィーを利用して高分
子壁を形成することによりセルを作製し、その後、貼り
合わされる一対の基板間に液晶材料を注入して液晶表示
素子を得るプロセスを採用している。Further, as another manufacturing method, Japanese Patent Laid-Open No.
201021 and JP-A-3-192334. In these manufacturing methods, FL is used as the liquid crystal.
Using C, a cell is produced by forming a polymer wall using photolithography on an oriented substrate material for the purpose of imparting the impact resistance of the FLC, and then between a pair of substrates to be bonded. A process of injecting a liquid crystal material to obtain a liquid crystal display element is employed.

【００１０】但し、これらの製造方法では、レジスト塗
布、パターニング、エッチングといった一連の時間的に
長いプロセスが必要になり、また液晶の注入に時間を要
するため、製造効率の低下するという難点がある。However, these manufacturing methods require a series of time-consuming processes such as resist coating, patterning, and etching, and the time required for injecting liquid crystal requires a reduction in manufacturing efficiency.

【００１１】また、強誘電性液晶を用いる液晶素子のア
プリケーションの提案として、特開昭６２−４７３００
には、強誘電性液晶が有する圧電性の特性を利用して該
液晶素子を表示装置としてではなく音響装置として利用
する方法が開示されている。また、他に特開平２−１８
９１号では、強誘電性液晶を用いた液晶素子を圧力感知
の入力装置等に応用する提案が開示されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-47300 discloses a proposal for an application of a liquid crystal device using a ferroelectric liquid crystal.
Discloses a method in which the liquid crystal element is utilized not as a display device but as an acoustic device by utilizing the piezoelectric properties of a ferroelectric liquid crystal. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-18 / 1990
No. 91 discloses a proposal in which a liquid crystal element using a ferroelectric liquid crystal is applied to a pressure sensing input device or the like.

【００１２】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記のように最近で
は、液晶素子をその特性を利用して液晶表示装置以外の
種々の装置に応用する提案がなされているが、パネル内
部に複数の機能・特性、例えば表示機能、音響発生機
能、信号発生機能等の機能・特性を得るためには、パタ
ーニング処理、液晶をその機能・特性が発揮できる目的
の方向に並べる配向処理等を機能・特性に応じて別々な
プロセスで行う必要がある。As described above, it has recently been proposed to apply a liquid crystal element to various devices other than a liquid crystal display device by utilizing its characteristics. In order to obtain the characteristics and characteristics such as display function, sound generation function and signal generation function, patterning process and alignment process to arrange the liquid crystal in the target direction where the functions and characteristics can be exhibited are performed according to the functions and characteristics. Must be done in separate processes.

【００１３】ましてや、一つのパネルに複数の機能・特
性を付与しようとすると、そのプロセスは機能・特性の
数だけ増えることになり、このような多種類の機能・特
性を同時に有する液晶素子を実現しようすれば、複数の
時間の長い製造プロセスを経なければならず、製造コス
ト等を考慮すれば、このような液晶素子を実現できなか
ったのが現状である。[0013] If a plurality of functions and characteristics are to be imparted to one panel, the process is increased by the number of functions and characteristics, and a liquid crystal element having such various functions and characteristics at the same time is realized. In this case, it is necessary to go through a plurality of long manufacturing processes. At present, such a liquid crystal element cannot be realized in consideration of manufacturing costs and the like.

【００１４】本発明はこのような従来技術の課題を解決
するものであり、簡単なプロセスで実現でき、コスト的
に十分に対処できる複数種類の機能・特性を有する液晶
素子を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a liquid crystal device having a plurality of functions and characteristics which can be realized by a simple process and can sufficiently cope with cost. And

【００１５】また、本発明は、そのような液晶表示素子
を実現できる製造方法を提供することを目的とする。Another object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of realizing such a liquid crystal display device.

【００１６】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶素子は、少
なくとも一方が透明である一対の基板間に、光硬化性高
分子前駆体、該光硬化性高分子前駆体の重合開始剤およ
び液晶の混合物を挟持し、基板外部からの光照射により
該光硬化型高分子前駆体を選択的に硬化させることによ
り、液晶部分と光硬化した樹脂部分の構成比が変化させ
られた液晶素子において、少なくとも、光の照射パター
ンを異にすることで、該液晶部分と光硬化した該樹脂部
分の構成比が変化させられた複数の領域を備え、該複数
の領域が、通常の表示機能、固定表示機能、信号電気発
生機能、音声発生機能等の各種の機能・特性の内の少な
くとも２以上の異なった機能・特性を有し、前記一対の
基板の内の、少なくとも一方の基板が厚みの異なる領域
を有しており、そのことにより上記目的が達成される。According to the liquid crystal device of the present invention, a photocurable polymer precursor, a polymerization initiator of the photocurable polymer precursor, and a liquid crystal are provided between a pair of substrates at least one of which is transparent. In the liquid crystal element in which the composition ratio between the liquid crystal portion and the photocured resin portion is changed by selectively curing the photocurable polymer precursor by irradiating light from outside the substrate, At least a plurality of regions in which the composition ratio between the liquid crystal portion and the photocured resin portion is changed by changing the light irradiation pattern is provided, and the plurality of regions have a normal display function and a fixed display. function, the signal electrical generating function, it has at least 2 or more different functions and characteristics of the various functions and characteristics of such sound generating function, the pair
A region in which at least one of the substrates has a different thickness
, Whereby the above object is achieved.

【００１７】[0017]

【００１８】[0018]

【００１９】また、本発明の液晶素子は、少なくとも一
方が透明である一対の基板間に、光硬化性高分子前駆
体、該光硬化性高分子前駆体の重合開始剤および液晶の
混合物を挟持し、基板外部からの光照射により該光硬化
型高分子前駆体を選択的に硬化させることにより、液晶
部分と光硬化した樹脂部分の構成比が変化させられた液
晶素子において、少なくとも、光の照射パターンを異に
することで、該液晶部分と光硬化した該樹脂部分の構成
比が変化させられた複数の領域を備え、該複数の領域
が、通常の表示機能、固定表示機能、信号電気発生機
能、音声発生機能等の各種の機能・特性の内の少なくと
も２以上の異なった機能・特性を有し、前記一対の基板
の内の、少なくとも一方の基板の一定領域に、前記液晶
を配向させるための一軸配向処理が施されており、その
ことにより上記目的が達成される。 The liquid crystal device of the present invention has at least one
Between a pair of transparent substrates
Body, polymerization initiator of the photocurable polymer precursor and liquid crystal
The mixture is sandwiched and cured by light irradiation from outside the substrate.
Liquid crystal by selectively curing the polymer precursor
Liquid in which the composition ratio between the resin part and the photocured resin part is changed
In the crystal element, at least the light irradiation pattern
The configuration of the liquid crystal portion and the photocured resin portion
A plurality of regions having different ratios;
But normal display function, fixed display function, signal electricity generator
Function and voice generation function, etc.
Also have two or more different functions and characteristics, and the pair of substrates
Of at least one of the substrates,
Has been subjected to a uniaxial orientation process to orient
Thereby, the above object is achieved.

【００２０】[0020]

【００２１】[0021]

【００２２】また、本発明の液晶素子は、少なくとも一
方が透明である一対の基板間に、光硬化性高分子前駆
体、該光硬化性高分子前駆体の重合開始剤および液晶の
混合物を挟持し、基板外部からの光照射により該光硬化
型高分子前駆体を選択的に硬化させることにより、液晶
部分と光硬化した樹脂部分の構成比が変化させられた液
晶素子において、少なくとも、光の照射パターンを異に
することで、該液晶部分と光硬化した該樹脂部分の構成
比が変化させられた複数の領域を備え、該複数の領域
が、通常の表示機能、固定表示機能、信号電気発生機
能、音声発生機能等の各種の機能・特性の内の少なくと
も２以上の異なった機能・特性を有し、前記一対の基板
の内の、少なくとも一方の基板に光学的検出手段として
の偏光板を配設してあり、そのことにより上記目的が達
成される。 The liquid crystal device of the present invention has at least one
Between a pair of transparent substrates
Body, polymerization initiator of the photocurable polymer precursor and liquid crystal
The mixture is sandwiched and cured by light irradiation from outside the substrate.
Liquid crystal by selectively curing the polymer precursor
Liquid in which the composition ratio between the resin part and the photocured resin part is changed
In the crystal element, at least the light irradiation pattern
The configuration of the liquid crystal portion and the photocured resin portion
A plurality of regions having different ratios;
But normal display function, fixed display function, signal electricity generator
Function and voice generation function, etc.
Also have two or more different functions and characteristics, and the pair of substrates
Optical detection means on at least one of the substrates
Polarizing plate, which achieves the above purpose.
Is done.

【００２３】[0023]

【００２４】[0024]

【００２５】[0025]

【作用】本発明者等の実験によれば、上記のように光硬
化性高分子前駆体（光硬化性高分子前駆体樹脂）、その
重合開始剤および液晶の混合物を少なくとも一方が透明
の一対の基板間に挟持し、基板外部から照射される光の
照射パターンを設定すると、光硬化性高分子前駆体を選
択的に、つまり領域によっては異ならせて硬化させる
と、液晶部分と光硬化した樹脂部分が相分離することで
ミクロ的に見た構成比率を自由に変化させることが可能
となった。すなわち、液晶部分と光硬化した樹脂部分の
構成比が異なった複数の領域を、一度の光照射（露光プ
ロセス）で得られることが可能となった。According to the experiments performed by the present inventors, as described above, a photocurable polymer precursor (photocurable polymer precursor resin), a polymerization initiator thereof, and a mixture of liquid crystals are used in at least one of a transparent pair. When sandwiched between the substrates and setting the irradiation pattern of light irradiated from the outside of the substrate, the photocurable polymer precursor was selectively cured, that is, differently cured depending on the region, and the liquid crystal portion and the photocured The phase separation of the resin portion makes it possible to freely change the microscopic composition ratio. That is, a plurality of regions having different composition ratios between the liquid crystal portion and the photocured resin portion can be obtained by a single light irradiation (exposure process).

【００２６】ここで、光照射パターンの設定は、採用す
るマスクパターンの種類を適宜なものに設定し、かつ光
の照射強度をコントロールすることで、容易に達成でき
る。そして、このようにすることにより、基板上に付与
した液晶の配向機能を損なわずに液晶と樹脂部分とが相
分離された領域、基板に付与された配向能力が完全に消
去された領域および両者の中間の状態にある領域を、自
由に一つのパネル中（両基板間）に形成することが可能
となった。Here, the setting of the light irradiation pattern can be easily achieved by appropriately setting the type of the mask pattern to be adopted and controlling the light irradiation intensity. By doing so, the region where the liquid crystal and the resin portion are phase-separated without impairing the alignment function of the liquid crystal provided on the substrate, the region where the alignment capability given to the substrate is completely erased, and both Can be freely formed in one panel (between both substrates).

【００２７】すなわち、従来例では一つのパネル中に一
つの機能・特性しか付与できなかったのに対し、本発明
では複数種類の機能・特性を有する領域を一度の露光プ
ロセスで実現することが可能になった。That is, in the conventional example, only one function and characteristic can be provided in one panel, whereas in the present invention, a region having a plurality of types of functions and characteristics can be realized by one exposure process. Became.

【００２８】[0028]

【実施例】まず、本発明の液晶素子の製造方法の概略に
ついて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an outline of a method for manufacturing a liquid crystal element of the present invention will be described.

【００２９】（本発明方法の概略）本発明方法は、光硬
化性高分子前駆体、その重合開始剤および液晶の均一混
合物を貼り合わされる一対の基板間に挟持し、続いて基
板外部からの光照射によって液晶と光硬化性高分子前駆
体の相分離を起こさせ、その相分離の程度に伴い様々な
機能・特性を有効に発現できる複数の領域を同一パネル
中に一度の露光プロセスで形成することを基本構成とす
る。(Outline of the Method of the Present Invention) In the method of the present invention, a photocurable polymer precursor, a polymerization initiator thereof and a homogeneous mixture of liquid crystals are sandwiched between a pair of substrates to be bonded. Light irradiation causes a phase separation between the liquid crystal and the photocurable polymer precursor, and multiple areas where various functions and characteristics can be effectively exhibited according to the degree of the phase separation are formed in the same panel by a single exposure process. Is the basic configuration.

【００３０】ここで、相分離の程度は、光照射パターン
等により設定される。また、本発明方法が適用される基
板としては、基板内部に光を照射する必要がある関係
上、少なくとも一方が透明基板であればよい。このよう
に本発明方法およびそれによって製造される液晶素子
は、種々の変形が可能が可能であり、以下に本発明が適
用される範囲について説明する。Here, the degree of phase separation is set by a light irradiation pattern or the like. Further, as a substrate to which the method of the present invention is applied, at least one of the substrates may be a transparent substrate because it is necessary to irradiate light inside the substrate. As described above, the method of the present invention and the liquid crystal device manufactured by the method can be variously modified, and a range to which the present invention is applied will be described below.

【００３１】（本発明の適用範囲）本発明が適用される
範囲は以下の通り。まず、本発明の実施に使用される一
対の基板は、少なくとも一方が透明基板であればよく、
目的に応じて、電極や液晶を並べるための配向膜、或は
絶縁膜を形成したものを使用する。(Scope of application of the present invention) The range to which the present invention is applied is as follows. First, a pair of substrates used in the practice of the present invention, at least one of them may be a transparent substrate,
Depending on the purpose, an alignment film for arranging electrodes and liquid crystals, or a film on which an insulating film is formed is used.

【００３２】光硬化性高分子前駆体、その重合開始剤お
よび液晶の均一混合物を基板間に挟持する方法として
は、基板間に適当なギャップ材を介して液晶を注入して
液晶表示パネルを作製する時と同様に、真空注入法を用
いたり、基板へ印刷などで混合物を塗布した後、両基板
を貼り合わす方法を使用することができる。As a method of sandwiching a uniform mixture of the photocurable polymer precursor, its polymerization initiator and the liquid crystal between the substrates, a liquid crystal is injected through an appropriate gap material between the substrates to produce a liquid crystal display panel. In the same manner as the above, a method in which a vacuum injection method is used, or a method in which a mixture is applied to a substrate by printing or the like and then the two substrates are bonded to each other can be used.

【００３３】また、基板外部からの光照射の方法として
は、レーザー等の一本の光をラインスキャンさせる方
法、フォトマスクを用いて大面積を一度に露光する方法
等を用いることができる。更には、一対の基板を貼り合
わせて作製されるパネル表面に屈折率の異なるパターン
を形成し、斜め方向からパネルに光を当て、入射する光
と全反射する光により、目的とする光照射を得るセルフ
アライメント方法等も使用することができる。使用する
光源としては、可視光および紫外光領域の波長を有する
光源、具体的には水銀ランプ、ナトリウムランプ、メタ
ルハライドランプ等を使用することができる。As a method of irradiating light from the outside of the substrate, a method of performing a line scan with a single light such as a laser, a method of exposing a large area at once using a photomask, and the like can be used. Furthermore, a pattern having a different refractive index is formed on the surface of the panel manufactured by bonding a pair of substrates, and the panel is irradiated with light from an oblique direction, and the target light irradiation is performed by incident light and total reflected light. The resulting self-alignment method can also be used. As a light source to be used, a light source having a wavelength in a visible light region and an ultraviolet light region, specifically, a mercury lamp, a sodium lamp, a metal halide lamp and the like can be used.

【００３４】また、重合開始剤（又は触媒）としては、
光重合開始剤の場合、メルク社製の商品名「Ｉｒｕｇａ
ｃｕｒｅ１８４、６５１、９０７」、「Ｄａｒｏｃｕｒ
ｅ１１７３、１１１６、２９５９」等を使用できる。As the polymerization initiator (or catalyst),
In the case of a photopolymerization initiator, the product name “Iruga” manufactured by Merck
cure 184, 651, 907 "," Darocur
e1731, 1116, 2959 "and the like.

【００３５】本発明で使用する高分子前駆体（モノマ
ー、オリゴマー等）は、最終的に液晶滴を支える高分子
壁を形成する物質であり、その選定は重要である。使用
される高分子材料は、光硬化性樹脂又は高分子物質等で
ある。The polymer precursor (monomer, oligomer, etc.) used in the present invention is a substance that finally forms a polymer wall that supports liquid crystal droplets, and its selection is important. The polymer material used is a photocurable resin or a polymer substance.

【００３６】光硬化性樹脂としては、アクリル系あるい
はメタクリル系の材料を用い、例えば、Ｃ３以上の長鎖
アルキル基またはベンゼン環を有するアクリル酸および
アクリル酸エステル、より具体的には、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、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−ステアリル
メタアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベ
ンジルメタクリレート、２−フェノキシエチルメタクリ
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、更にポリマーの物理的強度を高めるために
２官能以上の多官能性樹脂、例えば、ビスフェノールＡ
ジメタクリレート、ビスフェノールＡジアクリレート、
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、テトラメチロールメタンテトラアクリレ
ート、更により好ましくは、これらのモノマーをハロゲ
ン化、特に塩素系およびフッ素化した樹脂、例えば、
２．２．３．４．４．４−ヘキサフロロブチルメタクリ
レート、２．２．３．４．４．４−ヘキサクロロブチル
メタクリレート、２．２．３．３−テトラフロロプロピ
ルメタクリレート、２．２．３．３−テトラフロロプロ
ピルメタクリレート、パーフロロオクチルエチルメタク
リレート、パークロロオクチルエチルメタクリレート、
パーフリリオクチルエチルアクリレート、パークロロオ
クチルエチルアクリレートである。これらモノマーは、
単独で使用しても良いが２種以上混合しても良い。ま
た、これらのモノマーに、必要に応じて塩素化およびフ
ッ素化されたポリマーやオリゴマーを混合して使用して
もいい。As the photocurable resin, an acrylic or methacrylic material is used. For example, acrylic acid and acrylic acid ester having a long-chain alkyl group of C3 or more or a benzene ring, more specifically, isobutyl acrylate , Stearyl acrylate, lauryl acrylate,
Isoamyl acrylate, n-butyl methacrylate, n
-Lauryl methacrylate, tridecyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-phenoxyethyl methacrylate, isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate, and further to increase the physical strength of the polymer A polyfunctional resin having two or more functional groups, for example, bisphenol A
Dimethacrylate, bisphenol A diacrylate,
1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethanetetraacrylate, even more preferably these monomers are halogenated, especially chlorine System and fluorinated resins, for example,
2.2.3.4.4.4-Hexafluorobutyl methacrylate, 2.2.2.3.4.4-Hexachlorobutyl methacrylate, 2.2.2.3-Tetrafluoropropyl methacrylate, 2.2. 3.3-tetrafluoropropyl methacrylate, perfluorooctylethyl methacrylate, perchlorooctylethyl methacrylate,
Perfluorooctylethyl acrylate and perchlorooctylethyl acrylate. These monomers are
They may be used alone or as a mixture of two or more. Further, a chlorinated or fluorinated polymer or oligomer may be mixed with these monomers, if necessary.

【００３７】液晶については、常温付近で液晶状態を示
す有機物混合体であって、ネマチック液晶、コレステリ
ック液晶、若しくはスメクチック液晶、強誘電性液晶、
デスコチィック液晶等が含まれる。これらの液晶は、混
合しても良く、特にネマチック液晶若しくは、コレステ
リック液晶の添加されたネマチック液晶、強誘電性液晶
が特性上好ましい。更に好ましくは、加工時に光重合反
応を伴うため耐化学反応性に優れた液晶が好ましい。具
体的には、化合物中、フッ素原子等の官能基を有する液
晶であり、例えばメルク社製の商品名「ＺＬＩ−４８０
１−０００」、「ＺＬＩ−４８０１−００１」、「ＺＬ
Ｉ−４７９２」等が挙げられる。The liquid crystal is a mixture of organic substances which shows a liquid crystal state at around room temperature, and includes a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, a smectic liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal,
Discotic liquid crystals and the like are included. These liquid crystals may be mixed, and in particular, a nematic liquid crystal, a nematic liquid crystal to which a cholesteric liquid crystal is added, and a ferroelectric liquid crystal are preferable in terms of characteristics. More preferably, a liquid crystal having excellent chemical reaction resistance is preferred because a photopolymerization reaction occurs during processing. Specifically, the compound is a liquid crystal having a functional group such as a fluorine atom in the compound, for example, a product name “ZLI-480” manufactured by Merck Ltd.
1-000 "," ZLI-4801-001 "," ZL
I-4792 "and the like.

【００３８】上記液晶材料と光硬化型高分子前駆体の混
合比率や、光を照射する条件、光の遮光部と非遮光部と
の割合、ＵＶ光の強度、光硬化触媒の添加濃度、反応時
の温度等の諸条件により、高分子と液晶の分離の程度が
異なる。The mixing ratio between the liquid crystal material and the photocurable polymer precursor, the conditions for irradiating light, the ratio between the light-shielding part and the non-light-shielding part, the intensity of UV light, the addition concentration of the photocuring catalyst, the reaction The degree of separation between the polymer and the liquid crystal differs depending on various conditions such as the temperature at the time.

【００３９】本発明者は、樹脂と液晶の比率をおよそ
８：２程度の成分比において、３分から３０分程度かけ
て、ゆっくりと光反応させることで、液晶と高分子の相
分離を促進させてみたところ、従来基板に一軸配向処理
した場合には無秩序にしか並ばなかった液晶の配向が、
本発明では基板の配向処理に従ったものとなった。これ
は、比較的液晶成分が多い系の中で、高分子の重合反応
を局所的にゆっくり進めたため、周囲の高分子モノマー
を十分反応箇所に集められ、その分、残りの液晶成分の
純度が高くなったことに起因すると考えられる。The present inventor promoted the phase separation between the liquid crystal and the polymer by slowly performing a photoreaction over a period of about 3 to 30 minutes at a component ratio of about 8: 2 between the resin and the liquid crystal. As a result, the alignment of the liquid crystal, which had been aligned only randomly when the substrate was uniaxially aligned in the past,
In the present invention, the alignment is performed according to the substrate orientation treatment. This is because, in a system with a relatively large amount of liquid crystal components, the polymerization reaction of the polymer proceeded locally slowly, so that the surrounding polymer monomers were sufficiently collected at the reaction site, and the purity of the remaining liquid crystal components was reduced accordingly. It is thought to be due to the increase.

【００４０】従って、この条件で液晶と高分子を相分離
すると、各絵素を液晶成分で占有させ、残りの非表示部
に高分子成分を集中させることによって、従来の液晶素
子と同様の性能を高分子液晶混合系でも得ることが出来
るようになり、従来の液晶の種々のモードがこの系にお
いてそのまま使える。例えば、この製造方法を強誘電性
液晶で適用すれば、上下一対の基板に接続した高分子壁
を規則的に作製することができ、液晶成分は、絵素に集
中させ、ほぼ従来の特性を維持することができる。Therefore, when the liquid crystal and the polymer are phase-separated under this condition, each picture element is occupied by the liquid crystal component, and the polymer component is concentrated on the remaining non-display portion, thereby achieving the same performance as the conventional liquid crystal element. Can be obtained even in a polymer liquid crystal mixed system, and various modes of the conventional liquid crystal can be used in this system as they are. For example, if this manufacturing method is applied to a ferroelectric liquid crystal, a polymer wall connected to a pair of upper and lower substrates can be regularly formed, and the liquid crystal component is concentrated on a picture element, and almost the same characteristics as those of a conventional pixel are obtained. Can be maintained.

【００４１】また、セル内は高分子壁で仕切られること
になり、セル厚を大画面で維持できるとともに、液晶の
移動がなくなるので、強誘電性液晶の致命的欠陥であっ
た耐衝撃性を解消することがもできるようになった。ま
た、ネマチック液晶を用いた散乱型の液晶表示素子にお
いては、高分子−液晶の界面で起こる散乱が極端に低下
し、かつ液晶ドロップレットが絵素を占有するため、高
コントラスト比と低電圧駆動が可能になった。In addition, since the inside of the cell is partitioned by polymer walls, the cell thickness can be maintained on a large screen and the liquid crystal does not move, so that the impact resistance, which is a fatal defect of the ferroelectric liquid crystal, is reduced. You can also eliminate it. In addition, in a scattering type liquid crystal display device using a nematic liquid crystal, scattering occurring at a polymer-liquid crystal interface is extremely reduced, and a liquid crystal droplet occupies a picture element. Is now possible.

【００４２】次に、同一の液晶と高分子前駆体との混合
比が同一で照射強度・時間も同一で、光の照射を全面に
行った場合（照射部だけで非照射部がない場合）、液晶
と高分子の相分離はミクロな領域で全面に発生し、液晶
の秩序度は無秩序に形成される高分子成分のために、乱
れ、配向しなくなる。このような状態の配向を二枚の偏
光板を直交させて挟むと黒っぽいグレーの固定表示（静
的表示）を得ることができる。また、この表示状態は、
偏光板角度を設定したり、カラー偏光板を使用すること
により、様々な色を出すことができる。Next, when the same liquid crystal and polymer precursor are mixed at the same mixing ratio, the same irradiation intensity and the same time, and light irradiation is performed on the entire surface (when only the irradiated portion has no non-irradiated portion). The phase separation between the liquid crystal and the polymer occurs on the entire surface in a micro region, and the order of the liquid crystal is disordered and does not align due to the randomly formed polymer component. When two polarizers are perpendicularly interposed between the orientations in this state, a fixed display (static display) of dark gray can be obtained. Also, this display state
Various colors can be obtained by setting the angle of the polarizing plate or using a color polarizing plate.

【００４３】また、照射部と非照射部のパターンを変え
ると、その中間的な配向も得ることができる。この中間
的な配向は、上記と同様、偏光板で挟むと中間調の固定
表示を得ることができるし、別の用途例として、強誘電
性液晶を電極を形成した一軸配向した基板に挟み、均一
配向ではなく、やや秩序の乱れた一軸配向をさせて、電
極間に矩形波を印加してやると、均一配向をさせた時よ
り効率的に音響を発生させることができる。このように
液晶と高分子前駆体との混合系において、使用する液晶
の種類と光の照射パターンを変えるだけで、固定表示、
音響発生等の幾つもの機能・特性を一度の露光プロセス
で、付与することが可能になる。例えば上記の例では、
強誘電の表示素子、固定の文字表示、スピーカーの３つ
の機能を備えた液晶素子を異なったパターンの露光をす
ることにより、一回の露光プロセスで作製することがで
きる。By changing the pattern of the irradiated part and the non-irradiated part, an intermediate orientation can be obtained. This intermediate orientation, as described above, can obtain a fixed display of halftone when sandwiched by a polarizing plate, and as another application example, sandwiching a ferroelectric liquid crystal between uniaxially oriented substrates on which electrodes are formed, Applying a rectangular wave between the electrodes, instead of the uniform orientation, and applying a somewhat disordered uniaxial orientation, can generate sound more efficiently than in the case of the uniform orientation. In this way, in a mixed system of liquid crystal and polymer precursor, just changing the type of liquid crystal used and the irradiation pattern of light, fixed display,
Several functions and characteristics such as sound generation can be provided by a single exposure process. For example, in the above example,
A liquid crystal element having three functions of a ferroelectric display element, a fixed character display, and a speaker can be manufactured in a single exposure process by exposing different patterns.

【００４４】このように本発明では、照射条件を設定す
ることにより、種々の機能・特性を有する液晶素子を実
現できるが、以下の各実施例でその応用例を説明する。As described above, in the present invention, by setting the irradiation conditions, liquid crystal elements having various functions and characteristics can be realized.

【００４５】（実施例１）図１ないし図４は本発明液晶
素子の実施例１を示す。この実施例１では本発明液晶素
子を、表示状態がいわば動的な表示画面と、いわば静的
な固定画面を有する液晶表示パネルに適用している。以
下にその構成を製造プロセスと共に説明する。(Embodiment 1) FIGS. 1 to 4 show Embodiment 1 of the liquid crystal device of the present invention. In the first embodiment, the liquid crystal element of the present invention is applied to a liquid crystal display panel having a so-called dynamic display screen and a so-called static fixed screen. The configuration will be described below together with the manufacturing process.

【００４６】まず、後に貼り合わされる一対のガラス基
板１ａ、１ｂの表面に厚さ２００ｎｍのＩＴＯ電極２
ａ、２ｂ（酸化インジウムおよび酸化スズの混合物）を
直線状にパターン形成する。ＩＴＯ電極２ａ、２ｂの電
極幅は１０５μｍ、隣接する電極間の離隔寸法は１５μ
ｍ、電極数はそれぞれ１０００本に設定されている。な
お、本実施例１では、ガラス基板１ａ、１ｂとして、厚
さ１ｍｍのフリントガラス基板（日本板硝子（株）製）
のフリントガラス基板を使用した。First, a 200 nm-thick ITO electrode 2 was formed on the surfaces of a pair of glass substrates 1a and 1b to be bonded later.
a, 2b (a mixture of indium oxide and tin oxide) are linearly patterned. The electrode width of the ITO electrodes 2a and 2b is 105 μm, and the distance between adjacent electrodes is 15 μm.
m and the number of electrodes are each set to 1,000. In the first embodiment, as the glass substrates 1a and 1b, a flint glass substrate having a thickness of 1 mm (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.)
Was used.

【００４７】次に、ＩＴＯ電極２ａ、２ｂの上に絶縁膜
としてＳｉＯ膜３ａ、３ｂを厚み１００ｎｍで形成し、
続いてその上に配向膜塗料４であるポリイミド（日産化
学（株）の商品名「ＳＥ−１５０」）をスピンコートで
塗布し、熱硬化後、一方向にナイロン布を用いてラビン
グ処理を行った。Next, SiO films 3a and 3b are formed as insulating films on the ITO electrodes 2a and 2b with a thickness of 100 nm.
Subsequently, a polyimide as alignment film coating material 4 (trade name “SE-150” of Nissan Chemical Industries, Ltd.) is applied thereon by spin coating, heat-cured, and then rubbed in one direction using a nylon cloth. Was.

【００４８】次に、図１に示すように、上記処理を行っ
た２枚のガラス基板１ａ、１ｂをＩＴＯ電極２ａ、２ｂ
が互いに直交するように上下に組み合せ、また、ラビン
グ方向が平行になるように組み合わせる。続いて、ガラ
ス基板１ａ、１ｂ間に複数個のスペーサ５を介在させ
る。本実施例１では、スペーサ５として、球径が２μｍ
の真し球（触媒化成製）を用いた。次に、組み合わされ
た状態にある両ガラス基板１ａ、１ｂの周辺部をエポキ
シ樹脂６にて貼り合わせ、続いて、真空注入法を用い
て、液晶８と光硬化性高分子前駆体９の混合液７を温度
をかけながら注入し、注入後ＵＶ硬化製樹脂１０で注入
口を封止して液晶セルを構成した。Next, as shown in FIG. 1, the two glass substrates 1a and 1b which have been subjected to the above-described processing are replaced with ITO electrodes 2a and 2b.
Are combined vertically so that they are orthogonal to each other, and are combined so that the rubbing directions are parallel. Subsequently, a plurality of spacers 5 are interposed between the glass substrates 1a and 1b. In the first embodiment, the spacer 5 has a spherical diameter of 2 μm.
Was used (Catalyst Kasei Co., Ltd.). Next, the peripheries of the two glass substrates 1a and 1b in the combined state are bonded together with an epoxy resin 6, and then the liquid crystal 8 and the photocurable polymer precursor 9 are mixed using a vacuum injection method. The liquid 7 was injected while applying a temperature, and after the injection, the injection port was sealed with a UV-curable resin 10 to form a liquid crystal cell.

【００４９】本実施例１では液晶８（ＬＣ：Ｌｉｑｕｉ
ｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）として、メルク社製の商品名「Ｚ
ＬＩ−４２３７₀₀₀」の強誘電性液晶を用いた。この強
誘電性液晶はカイラルスメチックＣ相をもつ強誘電性液
晶である。また、この強誘電性液晶と混合される光硬化
性高分子前駆体９としては、ラウリルアクリレート（Ｌ
Ａ）とトリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭ
ＰＴＡ）を用いた。これらの混合比は、ＬＣ：ＬＡ：Ｔ
ＭＰＴＡ＝８０：１９：１とした。In the first embodiment, the liquid crystal 8 (LC: Liquid)
d Crystal), a product name “Z
LI-4237 ₀₀₀ "ferroelectric liquid crystal. This ferroelectric liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic C phase. As the photocurable polymer precursor 9 mixed with the ferroelectric liquid crystal, lauryl acrylate (L
A) and trimethylolpropane triacrylate (TM
PTA) was used. These mixing ratios are LC: LA: T
MPTA = 80: 19: 1.

【００５０】また、本実施例１では、重合開始材とし
て、メルク社製の商品名「Ｉｒｕｇａｃｕｒｅ６５１」
を０．４％添加した。In Example 1, as a polymerization initiator, a product name “Irugacure 651” manufactured by Merck & Co. was used.
Was added 0.4%.

【００５１】次に、図２に示すマスクパターンを有する
フォトマスク１２を介して光源より上記構成の液晶セル
に紫外光の平行光線１１を照射して露光プロセスを行っ
た（図３参照）。露光時の液晶セルの温度は６０℃に設
定し、液晶８と光硬化性高分子前駆体９が相分離せず、
均一に混合している状態で露光を行った。また、この時
の露光時間は２０分であった。Next, an exposure process was performed by irradiating the liquid crystal cell having the above structure with parallel rays of ultraviolet light 11 from a light source through a photomask 12 having a mask pattern shown in FIG. 2 (see FIG. 3). The temperature of the liquid crystal cell at the time of exposure was set to 60 ° C., and the liquid crystal 8 and the photocurable polymer precursor 9 did not undergo phase separation.
Exposure was carried out with uniform mixing. The exposure time at this time was 20 minutes.

【００５２】フォトマスク１２での露光プロセスを行っ
た後、液晶セルを冷却し、セル内の未反応物を無くすた
め、液晶セルの全面を更に１０分間露光し、これにより
本実施例１の液晶素子（強誘電性液晶パネル）を得た。After performing the exposure process using the photomask 12, the liquid crystal cell is cooled, and the entire surface of the liquid crystal cell is exposed for another 10 minutes in order to eliminate unreacted substances in the cell. An element (ferroelectric liquid crystal panel) was obtained.

【００５３】ここで本実施例１で使用したフォトマスク
１２は、図２に示すように横方向が縦方向よりも少し長
い長方形であって、中央部に表示部となるＡゾーンが形
成され、その周囲に非表示部であるＢゾーンが形成され
たマスクパターンになっている。Ａゾーンの表示部にお
いては、上下のＩＴＯ電極２ａ、２ｂの交差部分を遮光
し（図中の黒塗り部）、交差部分以外は透過するパター
ンになっている。また、Ｂゾーンの非表示部において
は、光をすべて透過させた。Here, as shown in FIG. 2, the photomask 12 used in the first embodiment has a rectangular shape in which the horizontal direction is slightly longer than the vertical direction, and an A zone serving as a display portion is formed at the center. A mask pattern having a B zone, which is a non-display portion, is formed therearound. In the display section in the A zone, the pattern is such that the intersection of the upper and lower ITO electrodes 2a and 2b is shielded from light (black portion in the figure) and the other parts are transparent. In the non-display portion of the B zone, all light was transmitted.

【００５４】このようにして作製された強誘電性液晶パ
ネルは、表示部においては絵素毎に高分子の壁に囲まれ
た構造となり非常に衝撃に対して強い構造となる。ま
た、図４に示すように、絵素内は液晶８がラビング方向
に並んだ表示可能な配向状態になっている。また、図３
に示すように、非表示部であるＢゾーンでは、液晶分子
（液晶）８の配向はランダムになっている。The ferroelectric liquid crystal panel manufactured in this manner has a structure in which the display unit is surrounded by polymer walls for each picture element, and has a structure that is extremely resistant to impact. As shown in FIG. 4 , the liquid crystal 8 is aligned in the rubbing direction in the picture element so as to be displayable. In addition, FIG. 3
As shown in (2), the orientation of liquid crystal molecules (liquid crystal) 8 is random in zone B, which is a non-display portion.

【００５５】この強誘電性液晶パネルに偏光板を配設し
てパネルを駆動させると、Ａゾーンでは、強誘電性液晶
として表示領域となり、Ｂゾーンでは非常にミクロの領
域でランダムな配向となり、均一な画面周辺部を形成で
きることが確認できた。When a polarizing plate is disposed on the ferroelectric liquid crystal panel and the panel is driven, in the zone A, a display region is formed as a ferroelectric liquid crystal, and in the zone B, a very microscopic region is randomly oriented. It was confirmed that a uniform peripheral portion of the screen could be formed.

【００５６】なお、従来では、液晶分子は双安定なスイ
ッチングするため、１つの状態と他のもう一つの状態の
配向が混ざり不均一な配向状態をとっていた。このた
め、従来ではこのような不具合の解決方法として、Ｂゾ
ーンに相当する表示周辺部に新たな電極を形成し、電界
で配向を均一にする等の方法が取られていた。Conventionally, since the liquid crystal molecules perform bistable switching, the alignment of one state and the alignment of the other state are mixed to form a non-uniform alignment state. Therefore, conventionally, as a method of solving such a problem, a method has been adopted in which a new electrode is formed in a peripheral portion of the display corresponding to the zone B and the orientation is made uniform by an electric field.

【００５７】このように本実施例１によれば、一度の露
光プロセスにより、表示画面と周辺の固定画面を形成す
ることが可能となった。すなわち、本実施例１によれ
ば、効率のよい製造プロセスで２種類の表示画面を有す
る高機能・高特性の液晶素子を安価に実現できる。As described above, according to the first embodiment, it is possible to form a display screen and a peripheral fixed screen by a single exposure process. That is, according to the first embodiment, a high-performance and high-characteristic liquid crystal element having two types of display screens can be realized at low cost by an efficient manufacturing process.

【００５８】（実施例２）図５および図６は本発明液晶
素子の実施例２を示す。この実施例２では本発明液晶素
子をキーボードに適用している。以下にその構成を説明
する。Example 2 FIGS. 5 and 6 show Example 2 of the liquid crystal device of the present invention. In the second embodiment, the liquid crystal element of the present invention is applied to a keyboard. The configuration will be described below.

【００５９】図５は、強誘電性液晶を使ったキーボード
の入力部分を示しており、透明プラスチック製の一対の
基板２１ａ、２１ｂに電極を形成し、そのうえに実施例
１同様の配向膜を形成し、一軸配向処理をした後、基板
２１ａ、２１ｂ間に強誘電性液晶と光硬化性高分子前駆
体を混合したものを挟持した構成になっている。FIG. 5 shows an input portion of a keyboard using ferroelectric liquid crystal, in which electrodes are formed on a pair of transparent plastic substrates 21a and 21b, and an alignment film similar to that of the first embodiment is formed thereon. After the uniaxial alignment treatment, a mixture of a ferroelectric liquid crystal and a photocurable polymer precursor is sandwiched between the substrates 21a and 21b.

【００６０】そして、本実施例２では、図６に示すマス
クパターンを有するフォトマスク２２を用いて露光プロ
セスを行って液晶素子を作製した。図６に示すように、
このフォトマスク２２は、紫外光が均一に透過するＣゾ
ーンと、透過部と遮光部とがマトリックス状に形成され
た網目状のＤゾーンとを有する。In the second embodiment, a liquid crystal element was manufactured by performing an exposure process using a photomask 22 having a mask pattern shown in FIG. As shown in FIG.
The photomask 22 has a C zone through which ultraviolet light is transmitted uniformly, and a mesh-shaped D zone in which a transmitting portion and a light shielding portion are formed in a matrix.

【００６１】ここで、Ｃゾーンは、入力ボタンの周辺部
分Ｃ１と入力ボタンの入力に対応した文字「Ａ」を示し
た部分Ｃ２とで形成されている。Ｃゾーンでは紫外光が
均一に透過するので、強誘電性液晶の配向はランダム配
向状態になる。一方、Ｄゾーンは、マトリックス状（遮
光部５００μ角、光の抜け部分の間隔５０μ）に形成さ
れているので、強誘電性液晶分子のダイポールが揃った
比較的均一な配向になり、この部分を押圧すると、圧力
が電気信号２５に変換されて出力されるようになってい
る。Here, the C zone is formed by a peripheral portion C1 of the input button and a portion C2 indicating the character "A" corresponding to the input of the input button. Since ultraviolet light is transmitted uniformly in the C zone, the ferroelectric liquid crystal is in a random alignment state. On the other hand, since the D zone is formed in a matrix shape (a light-shielding portion of 500 μ square and an interval of a light passing portion of 50 μ), a relatively uniform alignment in which dipoles of ferroelectric liquid crystal molecules are aligned is obtained. When pressed, the pressure is converted to an electric signal 25 and output.

【００６２】従って、このようなフォトマスク２２を用
い上記実施例１と同じ条件で露光プロセスを行うと、キ
ーボードの入力文字を固定表示する固定表示部２３、信
号電気発生部（感圧部）２４を有する焦電性を利用した
入力装置を作製することが可能になる。Therefore, when an exposure process is performed using the photomask 22 under the same conditions as in the first embodiment, a fixed display section 23 for fixedly displaying characters input from the keyboard and a signal electricity generating section (pressure-sensitive section) 24 are provided. It is possible to produce an input device utilizing pyroelectricity having the following.

【００６３】（実施例３）図７および図８は本発明液晶
素子の実施例３を示す。この実施例３では本発明液晶素
子を音声発生機能を備えた表示装置に適用している。(Embodiment 3) FIGS. 7 and 8 show Embodiment 3 of the liquid crystal device of the present invention. In the third embodiment, the liquid crystal element of the present invention is applied to a display device having a sound generating function.

【００６４】この表示装置は、上記実施例１同様の強誘
電性液晶と光硬化性高分子前駆体との混合液を電極を形
成した一対のプラスチック基板間に挟持した構成をと
り、図８に示すマスクパターンを有するフォトマスク３
０を使用した露光プロセスによって作製される。なお、
一対の基板を総称して以下基板３１という。This display device has a configuration in which a mixed liquid of a ferroelectric liquid crystal and a photocurable polymer precursor as in Example 1 is sandwiched between a pair of plastic substrates on which electrodes are formed. Photomask 3 having mask pattern shown
It is produced by an exposure process using 0. In addition,
Hereinafter, the pair of substrates will be collectively referred to as a substrate 31.

【００６５】このフォトマスク３２はＥゾーンおよびＦ
ゾーンを有する。Ｅゾーンは、実施例１で使用したフォ
トマスク１２のＡゾーンと同じパターンになっている。
Ｅゾーンは実施例１と同様に表示部としての機能を発現
させる。一方、Ｆゾーンは、Ｅゾーンに比べさらにピッ
チを粗くしたもので、５ｍｍピッチで露光部４．５ｍ
ｍ、遮光部０．５ｍｍがマトリックス状に形成されたパ
ターンになっている。This photomask 32 has an E zone and an F zone.
It has a zone. The E zone has the same pattern as the A zone of the photomask 12 used in the first embodiment.
The E zone exerts a function as a display unit as in the first embodiment. On the other hand, the F zone has a coarser pitch than that of the E zone, and has a pitch of 5 mm and an exposure portion of 4.5 m
m, a light-shielding portion of 0.5 mm is formed in a matrix.

【００６６】ＦゾーンはＥゾーンに比べてピッチがやや
粗いため、強誘電性液晶の相分離は、完全には進まない
が、ややディスクリネーションの多い一軸配向となり、
電圧を印加すると電圧に相応した音声を出力することが
確認できた。すなわち、この部分はスピーカー部３４と
なる。また、Ｅゾーンは表示部３５となり、その周囲部
は固定表示部３３となる。Since the pitch in the F zone is slightly coarser than that in the E zone, the phase separation of the ferroelectric liquid crystal does not proceed completely, but becomes uniaxial alignment with a little disclination.
It was confirmed that when the voltage was applied, a sound corresponding to the voltage was output. That is, this portion becomes the speaker unit 34. Further, the E zone becomes the display unit 35, and the periphery thereof becomes the fixed display unit 33.

【００６７】本実施例３において、基板３１のスピーカ
ー部３４に相当する部分の厚みを他の部分よりも薄くし
たり、混合する液晶材料として自発分極値の大きいもの
を使用すると、より大きな音を発生できる利点がある。
というのは、例えば基板３１の厚み薄くすると、その
分、振動特性を向上できるからである。In the third embodiment, if the thickness of the portion corresponding to the speaker portion 34 of the substrate 31 is made thinner than the other portions, or if a material having a large spontaneous polarization value is used as the liquid crystal material to be mixed, a larger sound is produced. There are advantages that can occur.
This is because, for example, when the thickness of the substrate 31 is reduced, the vibration characteristics can be improved accordingly.

【００６８】以上のように本実施例３では、一度の露光
プロセスで表示部と音声発生部を有する液晶素子を実現
できる。As described above, in the third embodiment, a liquid crystal element having a display section and a sound generating section can be realized by a single exposure process.

【００６９】以上幾つかの実施例を示したが、本発明は
上記した各実施例の機能・特性を有する液晶素子に限ら
れるものではなく、照射条件によって、液晶表示、信号
入力装置、音声発生装置および固定文字表示の４つの機
能・特性を実現できるので、これらの機能・特性を任意
に組み合わせた応用商品を実現することが可能である。
例えば、表示機能＋信号入力機能を有する装置として、
電子卓上計算機、電子手帳およびワードプロセッサ等へ
の応用が考えられる。Although several embodiments have been described above, the present invention is not limited to the liquid crystal element having the functions and characteristics of each of the above embodiments. Since the four functions and characteristics of the device and the fixed character display can be realized, it is possible to realize an application product in which these functions and characteristics are arbitrarily combined.
For example, as a device having a display function and a signal input function,
Applications to electronic desk calculators, electronic organizers, word processors, and the like are conceivable.

【００７０】また、音声発生機能＋信号入力機能を有す
る装置として、プッシュホン電話機等への応用が考えら
れる。As a device having a sound generation function and a signal input function, application to a touch-tone telephone or the like can be considered.

【００７１】また、上記各実施例では液晶の表示モード
を強誘電性の液晶表示に限定したが、ネマティック液晶
を用いた、ＴＮ、ＳＴＮ、ＧＨ、散乱モード等の表示モ
ードをとる液晶素子にも同様に適用でき、液晶の特性を
維持するパターンを用いて従来同様の表示を行い、配向
を乱して固定表示を行うことは、実施例１同様に可能で
ある。つまり、本発明は、液晶−光硬化性高分子前駆体
の混合物に対して複数種類の露光パターンにより一度に
形成される複数領域の複数の配向状態で異なる機能、特
性が発生する液晶素子のすべてを適用対象としている。In each of the above embodiments, the display mode of the liquid crystal is limited to the ferroelectric liquid crystal display. However, a liquid crystal element using a nematic liquid crystal and having a display mode such as TN, STN, GH, or scattering mode may be used. As in the first embodiment, the same display can be performed by using a pattern that maintains the characteristics of the liquid crystal, and the fixed display can be performed by disturbing the orientation. In other words, the present invention relates to all liquid crystal devices in which different functions and characteristics are generated in a plurality of alignment states of a plurality of regions formed at once by a plurality of types of exposure patterns with respect to a mixture of a liquid crystal-photocurable polymer precursor. Is applicable.

【００７２】また、本実施例において記載した、光照
度、温度、ポリマーと液晶の混合比等の条件は上記記載
のものに限定されるものではないが、材料によって硬化
条件を適性に設定する必要がある。アクリル系材料に比
べメタクリル系の材料は、硬化条件は一般に遅くなる傾
向があり、光の照射時間を長くする必要がある。また光
照射温度は相の分離が起こらない方がよく、本実施例の
強誘電性液晶を使ったものは、高温側のコレステリック
相で光照射を行った。Further, the conditions such as the light illuminance, the temperature, the mixing ratio of the polymer and the liquid crystal, etc. described in the present embodiment are not limited to those described above, but it is necessary to appropriately set the curing conditions depending on the material. is there. In general, the curing conditions of methacrylic materials tend to be slower than acrylic materials, and it is necessary to lengthen the light irradiation time. It is preferable that the light irradiation temperature does not cause phase separation. In the case of using the ferroelectric liquid crystal of this example, light irradiation was performed in the cholesteric phase on the high temperature side.

【００７３】[0073]

【発明の効果】以上の本発明によれば、一つの基板の平
面内に、通常の表示機能、固定表示機能、信号電気発生
機能、音声発生機能等の複数種類の機能・特性を任意の
組合せで備えた液晶素子を、光照射のパターンを変える
という簡単な露光プロセスだけで実現できるので、コス
ト面及び一体化による軽量化等のメリットを有する各種
の応用製品の開発が可能になる利点がある。According to the present invention described above, a plurality of functions and characteristics such as a normal display function, a fixed display function, a signal generation function, and a sound generation function can be arbitrarily combined in a plane of one substrate. Since the liquid crystal device provided in the above can be realized only by a simple exposure process of changing the pattern of light irradiation, there is an advantage that it is possible to develop various applied products having advantages such as cost and weight reduction by integration. .

【００７４】また、特に請求項２記載の液晶素子によれ
ば、音声発生能力のすぐれたスピーカー付の液晶表示装
置を実現できる利点がある。Further, according to the liquid crystal element of the second aspect, there is an advantage that a liquid crystal display device with a speaker having excellent sound generation ability can be realized.

【００７５】また、特に請求項５記載の液晶素子によれ
ば、耐衝撃性が優れた強誘電性液晶表示装置およびその
応用製品を実現できる利点がある。According to the liquid crystal element of the present invention, there is an advantage that a ferroelectric liquid crystal display device having excellent impact resistance and an application product thereof can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明液晶素子の実施例１を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing Example 1 of a liquid crystal element of the present invention.

【図２】実施例１の液晶素子の露光プロセスで使用され
るフォトマスクを示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing a photomask used in the exposure process of the liquid crystal element according to the first embodiment.

【図３】フォトマスクのＢゾーンに対応する領域の液晶
分子の配向状態を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing an alignment state of liquid crystal molecules in a region corresponding to a zone B of a photomask.

【図４】フォトマスクのＡゾーンに対応する領域の液晶
分子の配向状態を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing an alignment state of liquid crystal molecules in a region corresponding to an A zone of a photomask.

【図５】本発明液晶素子の実施例２を示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing Example 2 of the liquid crystal element of the present invention.

【図６】実施例２の液晶素子の露光プロセスで使用され
るフォトマスクを示す平面図。FIG. 6 is a plan view illustrating a photomask used in the exposure process of the liquid crystal element according to the second embodiment.

【図７】本発明液晶素子の実施例３を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing Embodiment 3 of the liquid crystal element of the present invention.

【図８】実施例３の液晶素子の露光プロセスで使用され
るフォトマスクを示す平面図。FIG. 8 is a plan view showing a photomask used in the exposure process of the liquid crystal element according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ａ、１ｂ ガラス基板 ２ａ、２ｂ ＩＴＯ電極 ３ 絶縁膜 ４ 配向膜 ５ スペーサー ６ シール樹脂 ７ 液晶と光硬化性高分子前駆体の混合液 ８ 液晶 ９ 光硬化性高分子前駆体 １０ 封止樹脂 １１ 紫外光 １２、２２、３２ フォトマスク ２３、３３ 固定表示部 ２４ 感圧部 ３４ スピーカー部 ３５ 表示部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b Glass substrate 2a, 2b ITO electrode 3 Insulating film 4 Alignment film 5 Spacer 6 Seal resin 7 Mixed liquid of liquid crystal and photocurable polymer precursor 8 Liquid crystal 9 Photocurable polymer precursor 10 Sealing resin 11 Ultraviolet Light 12, 22, 32 Photomask 23, 33 Fixed display unit 24 Pressure sensitive unit 34 Speaker unit 35 Display unit

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 (72)発明者 山田 信明 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 (72)発明者 船田 文明 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 (56)参考文献 特開 平４−27915（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−40415（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−278024（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−73919（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1333 Continued on the front page (72) Inventor Shuichi Kanzaki 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Inside Sharp Corporation (72) Inventor Nobuaki Yamada 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Sharp Corporation (72 ) Inventor, Fumiaki Funada 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (56) References JP-A-4-27915 (JP, A) JP-A-4-40415 (JP, A) 3-278024 (JP, A) JP-A-3-73919 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁶ , DB name) G02F 1/1333

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 少なくとも一方が透明である一対の基板
間に、光硬化性高分子前駆体、該光硬化性高分子前駆体
の重合開始剤および液晶の混合物を挟持し、基板外部か
らの光照射により該光硬化型高分子前駆体を選択的に硬
化させることにより、液晶部分と光硬化した樹脂部分の
構成比が変化させられた液晶素子において、 少なくとも、光の照射パターンを異にすることで、該液
晶部分と光硬化した該樹脂部分の構成比が変化させられ
た複数の領域を備え、該複数の領域が、通常の表示機
能、固定表示機能、信号電気発生機能、音声発生機能等
の各種の機能・特性の内の少なくとも２以上の異なった
機能・特性を有し、 前記一対の基板の内の、少なくとも一方の基板が厚みの
異なる領域を有する、液晶素子。1. A photocurable polymer precursor, a polymerization initiator of the photocurable polymer precursor, and a mixture of liquid crystal are sandwiched between a pair of substrates at least one of which is transparent, and light from the outside of the substrate is interposed. In the liquid crystal element in which the composition ratio between the liquid crystal portion and the photocured resin portion is changed by selectively curing the photocurable polymer precursor by irradiation, at least the light irradiation pattern is made different. A plurality of regions in which the composition ratio of the liquid crystal portion and the photo-cured resin portion is changed, and the plurality of regions have a normal display function, a fixed display function, a signal generation function, a sound generation function, and the like. A liquid crystal element having at least two or more different functions / characteristics among the various functions / characteristics, and wherein at least one of the pair of substrates has a region having a different thickness. 【請求項２】 少なくとも一方が透明である一対の基板
間に、光硬化性高分子前駆体、該光硬化性高分子前駆体
の重合開始剤および液晶の混合物を挟持し、基板外部か
らの光照射により該光硬化型高分子前駆体を選択的に硬
化させることにより、液晶部分と光硬化した樹脂部分の
構成比が変化させられた液晶素子において、 少なくとも、光の照射パターンを異にすることで、該液
晶部分と光硬化した該樹脂部分の構成比が変化させられ
た複数の領域を備え、該複数の領域が、通常の表示機
能、固定表示機能、信号電気発生機能、音声発生機能等
の各種の機能・特性の内の少なくとも２以上の異なった
機能・特性を有し、 前記一対の基板の内の、少なくとも一方の基板の一定領
域に、前記液晶を配向させるための一軸配向処理が施さ
れている、液晶素子。2. A photocurable polymer precursor, a polymerization initiator of the photocurable polymer precursor, and a liquid crystal mixture are sandwiched between a pair of substrates at least one of which is transparent, and light from the outside of the substrate is provided. In the liquid crystal element in which the composition ratio between the liquid crystal portion and the photocured resin portion is changed by selectively curing the photocurable polymer precursor by irradiation, at least the light irradiation pattern is made different. A plurality of regions in which the composition ratio of the liquid crystal portion and the photo-cured resin portion is changed, and the plurality of regions have a normal display function, a fixed display function, a signal generation function, a sound generation function, and the like. Having at least two or more different functions / characteristics among the various functions / characteristics, a uniaxial alignment treatment for aligning the liquid crystal in a certain region of at least one of the pair of substrates is performed. It has been subjected, Crystal element. 【請求項３】 少なくとも一方が透明である一対の基板
間に、光硬化性高分子前駆体、該光硬化性高分子前駆体
の重合開始剤および液晶の混合物を挟持し、基板外部か
らの光照射により該光硬化型高分子前駆体を選択的に硬
化させることにより、液晶部分と光硬化した樹脂部分の
構成比が変化させられた液晶素子において、 少なくとも、光の照射パターンを異にすることで、該液
晶部分と光硬化した該樹脂部分の構成比が変化させられ
た複数の領域を備え、該複数の領域が、通常の表示機
能、固定表示機能、信号電気発生機能、音声発生機能等
の各種の機能・特性の内の少なくとも２以上の異なった
機能・特性を有し、 前記一対の基板の内の、少なくとも一方の基板に光学的
検出手段としての偏光板を配設してある、液晶素子。3. A photocurable polymer precursor, a polymerization initiator of the photocurable polymer precursor, and a mixture of liquid crystal are sandwiched between a pair of substrates at least one of which is transparent. In the liquid crystal element in which the composition ratio between the liquid crystal portion and the photocured resin portion is changed by selectively curing the photocurable polymer precursor by irradiation, at least the light irradiation pattern is made different. A plurality of regions in which the composition ratio of the liquid crystal portion and the photo-cured resin portion is changed, and the plurality of regions have a normal display function, a fixed display function, a signal generation function, a sound generation function, and the like. Having at least two or more different functions / characteristics among the various functions / characteristics, a polarizing plate as an optical detection means is disposed on at least one of the pair of substrates, Liquid crystal element.