JPH0895064A - Liquid crystal display element and manufacture thereof - Google Patents
Liquid crystal display element and manufacture thereofInfo
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- JPH0895064A JPH0895064A JP22994694A JP22994694A JPH0895064A JP H0895064 A JPH0895064 A JP H0895064A JP 22994694 A JP22994694 A JP 22994694A JP 22994694 A JP22994694 A JP 22994694A JP H0895064 A JPH0895064 A JP H0895064A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えばパーソナルコン
ピュータなどの平面ディスプレイ装置、液晶テレビジョ
ン、および携帯用ディスプレイ（含フィルム基板）など
に利用することができ、対向配設された一対の基板間
に、相分離により任意の位置に選択的に配置された液晶
領域と高分子領域とを含むＴＮ（ツイスティッドネマテ
ィック）モード、ＳＴＮ（スーパーツイスティッドネマ
ティック）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ
Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃ
ｅ）モード、強誘電性液晶（ＦＬＣ）表示モードおよび
光散乱モードなどの表示媒体が狭持された液晶表示素子
およびその製造方法に関する。特に、ペン入力で表示部
と入力部が一体化している携帯情報装置の端末機器や、
高視野角を必要とするテレビジョン、ディスプレイ装置
などのＯＡ機器などに利用される液晶表示素子およびそ
の製造方法に関する。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a flat display device such as a personal computer, a liquid crystal television, a portable display (including a film substrate), and the like between a pair of substrates arranged to face each other. In addition, TN (twisted nematic) mode, STN (super twisted nematic) mode, and ECB (Electrically) including a liquid crystal region and a polymer region selectively arranged at arbitrary positions by phase separation
Controlled Birefringenc
The present invention relates to a liquid crystal display device in which a display medium such as an e) mode, a ferroelectric liquid crystal (FLC) display mode, and a light scattering mode is sandwiched, and a manufacturing method thereof. Especially, the terminal device of the portable information device in which the display unit and the input unit are integrated by pen input,
The present invention relates to a liquid crystal display element used in OA equipment such as a television and a display device that requires a wide viewing angle, and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、上述した液晶表示素子には種
々の表示モードを利用したものが存在する。例えば、電
気光学効果を利用した液晶表示素子には、ネマティック
液晶分子を用いたＴＮ（ツィスティドネマティック）モ
ードや、ＳＴＮ（スーパーツィスティドネマチィック）
モードのものが実用化されている。また、最近では、強
誘電性液晶（ＦＬＣ）を用いたものやＥＣＢモードの液
晶表示素子も実用化レベルに達している。2. Description of the Related Art Conventionally, there are liquid crystal display devices which utilize various display modes. For example, a liquid crystal display element utilizing the electro-optic effect is used in a TN (twisted nematic) mode using nematic liquid crystal molecules, or an STN (super twisted nematic) mode.
The one in mode has been put to practical use. Further, recently, a liquid crystal display element using a ferroelectric liquid crystal (FLC) or an ECB mode liquid crystal display element has reached a practical level.
【０００３】一方、偏光板を必要とせず、液晶の光散乱
を利用する液晶表示素子には、動的散乱（ＤＳ）モード
や相転移（ＰＣ）モードを利用したものがある。On the other hand, there is a liquid crystal display element which utilizes a light scattering of liquid crystal without using a polarizing plate and which utilizes a dynamic scattering (DS) mode or a phase transition (PC) mode.
【０００４】また、最近、液晶の複屈折率を利用して、
透明状態または白濁状態を電気的にコントロールする方
式のものが提案されている。この方式の液晶表示素子
は、対向配設された一対の基板の間に、液晶滴が高分子
中に分散されてなる表示媒体が狭持されており、いわゆ
る高分子分散型液晶表示素子と称されている。この高分
子分散型液晶表示素子は、基本的には、電圧を印加する
と液晶分子の配向が電場方向に一様となって、液晶分子
の常光屈折率と支持媒体である高分子の屈折率とが一致
して透明状態を得、電圧を印加しないときには液晶分子
の配向の乱れにより光散乱が生じて不透明状態を得るこ
とにより、表示を行うものである。Recently, utilizing the birefringence of liquid crystal,
A method of electrically controlling a transparent state or a cloudy state has been proposed. In this type of liquid crystal display element, a display medium in which liquid crystal droplets are dispersed in a polymer is sandwiched between a pair of substrates which are arranged opposite to each other, and is called a so-called polymer dispersion type liquid crystal display element. Has been done. This polymer-dispersed liquid crystal display element is basically such that when a voltage is applied, the orientation of the liquid crystal molecules becomes uniform in the direction of the electric field, and the ordinary refractive index of the liquid crystal molecules and the refractive index of the polymer as a supporting medium are , And a transparent state is obtained, and when no voltage is applied, light scattering occurs due to disordered alignment of liquid crystal molecules, and an opaque state is obtained, thereby performing display.
【０００５】しかし、上記高分子分散型液晶表示素子の
製造は、例えば特開昭５８−５０１６３１号公報に示さ
れているように、その製法上、高分子と液晶との相分離
を利用して液晶滴を形成しているので、液晶滴の形状は
均一ではない。また、基板表面に沿った方向に対して、
液晶滴の配置を正確に制御することも困難である。この
ため、液晶滴毎の駆動電圧が異なって、電気光学特性に
おける閾値の急峻性が劣り、かつ相対的に駆動電圧が高
くなっていた。However, the above-mentioned polymer dispersed liquid crystal display device is manufactured by utilizing the phase separation between the polymer and the liquid crystal in the manufacturing method, as shown in, for example, JP-A-58-501631. Since the liquid crystal droplets are formed, the shape of the liquid crystal droplets is not uniform. Also, with respect to the direction along the substrate surface,
It is also difficult to accurately control the arrangement of liquid crystal drops. For this reason, the driving voltage differs for each liquid crystal droplet, the steepness of the threshold value in the electro-optical characteristics is poor, and the driving voltage is relatively high.
【０００６】このような従来の高分子分散型の問題点を
解決するために、本発明者らは特願平５−３０９９６号
に高分子分散型液晶表示素子を発展させた新たな表示モ
ードを提案している。この液晶表示素子は、液晶と光硬
化性樹脂との混合物に強弱領域を有する紫外光を照射し
て、光強領域に高分子を凝集させ、光弱領域に液晶を凝
集させたものである。この方法によれば、高分子と液晶
との相分離を位置選択的に行うことにより、絵素部に液
晶領域、非絵素部に高分子領域を形成することができ
る。さらに、非絵素部に形成された高分子領域を上下基
板に密着させることにより高分子領域にスペーサ（基板
ギャップ制御材）の役目を持たせることも可能となる。In order to solve the problems of the conventional polymer-dispersed type, the present inventors have developed a new display mode in which a polymer-dispersed liquid crystal display device is developed in Japanese Patent Application No. 5-30996. is suggesting. In this liquid crystal display element, a mixture of liquid crystal and a photocurable resin is irradiated with ultraviolet light having a strong and weak region to cause a polymer to aggregate in the light strong region and a liquid crystal to aggregate in the light weak region. According to this method, the liquid crystal region can be formed in the pixel portion and the polymer region can be formed in the non-pixel portion by performing the phase separation between the polymer and the liquid crystal in a position-selective manner. Further, by adhering the polymer region formed in the non-picture element portion to the upper and lower substrates, the polymer region can also serve as a spacer (substrate gap control material).
【０００７】従来の液晶表示素子において、基板間隙を
一定にするための基板ギャップ制御材は、通常用いられ
ているスペーサでも、上述の高分子領域にスペーサの役
目を持たせたものでもよく、球状または棒状、柱状であ
る。よって、外部から加えられる衝撃に対して耐衝撃性
が非常に低いものであった。よって、携帯用液晶表示パ
ネルやペン入力タイプの液晶表示パネルに用いると、外
部から加えられる圧力によって液晶の配向状態が変化し
て表示ムラが生じたり、または、パネルを反らせたり曲
げたりすることによりパネルが破壊されるなどの問題が
あった。In the conventional liquid crystal display device, the substrate gap control material for keeping the substrate gap constant may be a commonly used spacer or one in which the polymer region described above has a function of a spacer. Alternatively, it has a rod shape or a column shape. Therefore, the impact resistance against the impact applied from the outside was very low. Therefore, when it is used for a portable liquid crystal display panel or a pen input type liquid crystal display panel, the alignment state of the liquid crystal changes due to the pressure applied from the outside to cause display unevenness, or the panel is bent or bent. There was a problem such as the panel being destroyed.
【０００８】このため、液晶パネルの上部に透明なガラ
ス基板やプラスチックフィルムなどの保護板を載せて強
度を保つ方法が取られているが、ペン先と表示位置との
間に視差ができたり、特に反射型液晶表示素子の場合に
はパネル全体が暗くなるという問題があった。For this reason, a method has been adopted in which a protective plate such as a transparent glass substrate or a plastic film is placed on the upper part of the liquid crystal panel to maintain the strength, but there is a parallax between the pen tip and the display position, Particularly in the case of a reflective liquid crystal display element, there is a problem that the entire panel becomes dark.
【０００９】一方、特開昭５６−９９３８４号公報に
は、レジストなどの有機膜を利用して耐衝撃性を改善す
る技術が開示されている。これは、対向する一対の基板
を貼り合わせる前に、壁状にレジストなどの有機膜を形
成し、その壁に基板ギャップ制御材の役目をもたせると
いうものである。この技術は、壁となるレジストなどが
液晶注入前に形成されるので、原理的には壁強度をかな
り強くできると考えられる。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-99384 discloses a technique for improving impact resistance by using an organic film such as a resist. This is to form an organic film such as a resist in a wall shape before bonding a pair of opposed substrates, and to make the wall act as a substrate gap control material. In this technique, since the resist or the like to be the wall is formed before injecting the liquid crystal, it is considered that the wall strength can be considerably increased in principle.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記従来のペン入力タ
イプの液晶表示素子は、パネル単体では外部から加えら
れる圧力に対して十分な強度を有していないので、基板
上にプラスチックフィルムやガラス基板などの保護板を
設置する必要があった。そのため、ペン先と表示位置と
の間に視差が生じていた。The conventional pen-input type liquid crystal display device described above does not have sufficient strength against the pressure applied from the outside by the panel alone, so that a plastic film or a glass substrate is formed on the substrate. It was necessary to install a protective plate such as. Therefore, parallax occurs between the pen tip and the display position.
【００１１】また、レジストなどの有機膜を壁状に形成
して耐衝撃性を向上させる方法は、レジストを形成する
ことにより液晶の注入領域が狭められ、注入に非常に時
間を有する。また、製法上、レジストをパターン化する
必要があり、その際に配向膜などが浸食されやすく、プ
ロセス的にも複雑になるという問題があった。Further, in the method of forming an organic film such as a resist in a wall shape to improve the impact resistance, the injection region of the liquid crystal is narrowed by forming the resist, and the injection takes a very long time. In addition, in the manufacturing method, it is necessary to pattern the resist, and at that time, the alignment film and the like are easily corroded, and the process becomes complicated.
【００１２】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、対向配設された一対の基板間隙の任意の位置に選択
的に高分子領域と液晶領域とを形成して、耐衝撃性を向
上させると共に、ペン先と表示位置との視差が生じるこ
となく、簡単な製造工程により作製できる液晶表示素子
およびその製造方法を提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art by selectively forming a polymer region and a liquid crystal region at arbitrary positions in a gap between a pair of substrates arranged opposite to each other to improve impact resistance. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element which is improved and can be manufactured by a simple manufacturing process without causing a parallax between a pen tip and a display position, and a manufacturing method thereof.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、対向配設された一対の基板間に、任意の位置に選択
的に形成された液晶領域と高分子領域とを含む表示媒体
が狭持された液晶表示素子において、硬化したときの耐
圧力値が１０ｇ／ｍｍφ以上である高分子材料を用いて
該高分子領域を形成しており、そのことにより上記目的
が達成される。A liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device including a display medium including a liquid crystal region and a polymer region which are selectively formed at arbitrary positions between a pair of substrates arranged to face each other. In the sandwiched liquid crystal display element, the polymer region is formed by using a polymer material having a withstand pressure value of 10 g / mmφ or more when cured, thereby achieving the above object.
【００１４】また、本発明の液晶表示素子における高分
子領域内に微粒子が含まれているのが望ましい。この微
粒子は基板ギャップ制御剤からなるのが望ましい。Further, it is desirable that fine particles are included in the polymer region in the liquid crystal display device of the present invention. It is desirable that the fine particles include a substrate gap control agent.
【００１５】さらに、本発明の液晶表示素子における高
分子領域は、一対の電極基板の両方に密着しているのが
望ましい。Further, the polymer region in the liquid crystal display device of the present invention is preferably in close contact with both of the pair of electrode substrates.
【００１６】さらに、本発明の液晶表示素子の製造方法
は、対向配設された一対の基板間に、任意の位置に選択
的に形成された液晶領域と高分子領域とを含む表示媒体
が狭持される液晶表示素子の製造方法において、該一対
の基板間に、硬化した時に耐圧力値が１０ｇ／ｍｍφ以
上になる重合性化合物と液晶材料とを少なくとも含む混
合材料を注入する工程と、該混合材料に熱または光など
のエネルギーを与えて重合反応により該液晶材料と重合
性化合物を相分離させ、任意の位置に選択的に該液晶領
域と高分子領域とを形成する工程とを含み、そのことに
より上記目的が達成される。Further, according to the method of manufacturing a liquid crystal display element of the present invention, a display medium including a liquid crystal region and a polymer region selectively formed at an arbitrary position is narrowed between a pair of substrates arranged to face each other. In the method for manufacturing a liquid crystal display device, a step of injecting a mixed material containing at least a polymerizable compound and a liquid crystal material having a pressure resistance value of 10 g / mmφ or more when cured between the pair of substrates, A step of applying energy such as heat or light to the mixed material to cause phase separation of the liquid crystal material and the polymerizable compound by a polymerization reaction, and selectively forming the liquid crystal region and the polymer region at any position, Thereby, the above object is achieved.
【００１７】また、本発明の液晶表示素子の製造方法に
おいて、混合材料に熱または光などのエネルギーを与え
て液晶材料と重合性化合物とを相分離させる際に、少な
くとも混合材料に任意の振動を与えるか、または、混合
材料を挟持した両基板間に任意の電圧を印加するのが好
ましい。Further, in the method for producing a liquid crystal display device of the present invention, when the liquid crystal material and the polymerizable compound are phase-separated by applying energy such as heat or light to the mixed material, at least an arbitrary vibration is applied to the mixed material. It is preferable to apply or apply an arbitrary voltage between both substrates sandwiching the mixed material.
【００１８】[0018]
【作用】本発明においては、一対の基板間に、液晶材料
と重合性化合物とを少なくとも含む混合材料を注入し、
熱または光を与えて重合反応により液晶材料と重合性化
合物を相分離させている。これにより、任意の位置に選
択的に液晶領域と高分子領域とが形成された表示媒体が
得られる。この高分子領域は、主に、耐圧力値が１０ｇ
／ｍｍφ以上である高分子材料で構成されているので、
ペン入力などの基板外部から加えられる圧力や衝撃に対
しても問題なく、液晶表示素子の耐衝撃性が向上してい
る。In the present invention, a mixed material containing at least a liquid crystal material and a polymerizable compound is injected between a pair of substrates,
The liquid crystal material and the polymerizable compound are phase-separated by the polymerization reaction by applying heat or light. As a result, a display medium in which a liquid crystal region and a polymer region are selectively formed at arbitrary positions can be obtained. This polymer region mainly has a pressure resistance value of 10 g.
Since it is composed of a polymer material of / mmφ or more,
There is no problem with pressure or shock applied from the outside of the substrate such as pen input, and the shock resistance of the liquid crystal display element is improved.
【００１９】この相分離の際に、基板に任意の振動を与
えるか、または、両基板間に任意の電圧を印加すると、
例えば基板ギャップ制御材（スペーサ）などの微粒子が
高分子領域内に取り込まれ、さらに高分子領域の耐衝撃
性を向上させることができる。さらに、絵素部から基板
ギャップ制御材を取り除くか、またはより減少させて表
示絵素の画質およびコントラストの向上をも図ることが
できる。At the time of this phase separation, if an arbitrary vibration is applied to the substrate or an arbitrary voltage is applied between both substrates,
For example, fine particles such as a substrate gap control material (spacer) are taken into the polymer region, and the impact resistance of the polymer region can be further improved. Further, it is possible to improve the image quality and contrast of the displayed picture element by removing or further reducing the substrate gap control material from the picture element part.
【００２０】また、高分子領域を構成する高分子材料が
熱または光硬化性樹脂よりなっているので、熱または光
などのエネルギーが強い高分子領域の部分では、光硬化
性樹脂が硬化して一対の基板の両方に密着するように形
成されて、さらに耐衝撃性が向上する。Further, since the polymer material forming the polymer region is made of heat or photocurable resin, the photocurable resin is cured in the polymer region where energy such as heat or light is strong. It is formed so as to be in close contact with both of the pair of substrates, and the impact resistance is further improved.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００２２】図１は本発明の一実施例である液晶表示素
子の構成を示す断面図である。図１において、ガラスな
どからなる一対の基板１ａ，１ｂが対向配設され、その
間に高分子領域７および液晶領域６が挟まれて表示媒体
とされている。基板１ａ，１ｂの表示媒体側に対応する
表面にはそれぞれ、帯状の透明電極２ａ，２ｂがそれぞ
れ形成され、その上を覆うように必要ならば電気絶縁膜
３ａ，３ｂがそれぞれ形成され、さらにその上に配向膜
４ａ，４ｂがそれぞれ形成されている。これら透明電極
２ａ，２ｂが対向する部分が絵素部１２となっており、
この絵素部１２は上記液晶領域６に含まれている。対向
配設された基板１ａ，１ｂの端部はシール剤５により貼
り合わされており、基板１ａ，１ｂの間隙には基板ギャ
ップ制御材としてスペーサ９が存在している。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a liquid crystal display element which is an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a pair of substrates 1a and 1b made of glass or the like are arranged so as to face each other, and a polymer region 7 and a liquid crystal region 6 are sandwiched therebetween to form a display medium. Strip-shaped transparent electrodes 2a and 2b are respectively formed on the surfaces of the substrates 1a and 1b corresponding to the display medium side, and if necessary, electric insulating films 3a and 3b are respectively formed so as to cover the transparent electrodes 2a and 2b. Alignment films 4a and 4b are respectively formed on the top. The portion where these transparent electrodes 2a and 2b face each other is the picture element portion 12,
The picture element portion 12 is included in the liquid crystal region 6. The ends of the substrates 1a and 1b arranged to face each other are bonded together with a sealant 5, and a spacer 9 is present as a substrate gap control material in the gap between the substrates 1a and 1b.
【００２３】この液晶表示素子は、例えば以下のように
して製造することができる。This liquid crystal display device can be manufactured, for example, as follows.
【００２４】まず、基板１ａ，１ｂ上にそれぞれ、スパ
ッタ法によりＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎ Ｏｘｉｄ
ｅ）膜を厚み２０００オングストロームに堆積し、帯状
の透明電極２ａ，２ｂをそれぞれ形成する。この透明電
極２ａ，２ｂを覆うように、スパッタ法により電気絶縁
膜３ａ，３ｂをそれぞれ形成する。さらに、その上に、
配向膜４ａ，４ｂをそれぞれ形成し、配向膜４ａ，４ｂ
に対してナイロン布などでラビング処理を行う。上記基
板材料としては、少なくとも一方の基板が光を透過する
透明材料であればいずれも用いることができ、例えば、
ガラス、プラスチックフィルムなどが挙げられる。ま
た、一方の基板が透明であれば、他方は金属膜などが設
けられた基板であっても良い。また、配向膜４ａ，４ｂ
は形成されていてもよく、必要が無い場合には形成しな
くてもよい。First, ITO (Indium Tin Oxid) is sputtered on each of the substrates 1a and 1b.
e) A film is deposited to a thickness of 2000 Å to form strip transparent electrodes 2a and 2b, respectively. Electrical insulating films 3a and 3b are formed by sputtering so as to cover the transparent electrodes 2a and 2b, respectively. Furthermore, on top of that,
Alignment films 4a and 4b are formed, and alignment films 4a and 4b are formed.
Rubbing with nylon cloth. As the substrate material, any substrate can be used as long as at least one substrate is a transparent material that transmits light, for example,
Examples include glass and plastic films. If one substrate is transparent, the other may be a substrate provided with a metal film or the like. In addition, the alignment films 4a and 4b
May be formed, or may not be formed if not necessary.
【００２５】この状態の両基板１ａ，１ｂを、透明電極
２ａ，２ｂが互いに直交するように対向させて、スペー
サ９を散布し、基板１ａ，１ｂの端部をシール材５によ
り貼り合わせて液晶セルを作製する。The substrates 1a and 1b in this state are made to face each other so that the transparent electrodes 2a and 2b are orthogonal to each other, spacers 9 are scattered, and the ends of the substrates 1a and 1b are bonded by a seal material 5 to form a liquid crystal. Make a cell.
【００２６】このようにして作製された液晶セルの間隙
（基板１ａ，１ｂの間隙）に、少なくとも液晶材料およ
び重合性化合物を含む混合材料を注入する。A mixed material containing at least a liquid crystal material and a polymerizable compound is injected into the gap (gap between the substrates 1a and 1b) of the liquid crystal cell thus manufactured.
【００２７】上記液晶材料としては、従来のＴＮモー
ド、ＳＴＮモード、ＥＣＢモード、強誘電性液晶表示モ
ード、光散乱モードなどの液晶表示素子に用いられる液
晶材料のいずれでも用いることができる。例えば、カイ
ラル剤（Ｓ−８１１）を０．３％添加したＺＬＩ−４７
９２（メルク社製）などが挙げられる。また、重合性化
合物としては、混合状態で硬化した場合に耐圧力値が１
０ｇ／ｍｍφ以上になるものであればいずれでも用いる
ことができる。例えば光重合性化合物としてはｐ−フェ
ニルスチレン、イソボルニルメタクリレート、パーフル
オロメタクリレートの混合物などを用いることができ
る。これらの重合性化合物は、単独で用いても数種類を
組み合わせて用いてもよい。混合材料には、さらに重合
開始剤を含んでもよい。光重合開始剤としてはＩｒｕｇ
ａｃｕｒｅ６５１（チバガイギー製）などを用いること
ができる。また、このときの注入孔は、後の紫外線照射
工程で基板の表示部に光が当たらないように紫外線（Ｕ
Ｖ）硬化樹脂で封止しておく。As the liquid crystal material, any of the conventional liquid crystal materials used for liquid crystal display elements such as TN mode, STN mode, ECB mode, ferroelectric liquid crystal display mode and light scattering mode can be used. For example, ZLI-47 containing 0.3% of a chiral agent (S-811).
92 (manufactured by Merck). Further, the polymerizable compound has a withstand pressure value of 1 when cured in a mixed state.
Any material can be used as long as it is 0 g / mmφ or more. For example, as the photopolymerizable compound, a mixture of p-phenylstyrene, isobornyl methacrylate, perfluoromethacrylate, etc. can be used. These polymerizable compounds may be used alone or in combination of several kinds. The mixed material may further contain a polymerization initiator. Irug as a photopolymerization initiator
acure651 (made by Ciba-Geigy) etc. can be used. In addition, the injection hole at this time is irradiated with ultraviolet rays (U) so that the display portion of the substrate is not exposed to light in the subsequent ultraviolet irradiation step.
V) Seal with a cured resin.
【００２８】次に、液晶セルの外部から、上記混合材料
に熱または紫外線などの光（本実施例の場合は光）を与
える。このとき、熱または光などのエネルギーが与えら
れる側の基板は、液晶領域６を生じさせたい任意の部分
の透過光量などのエネルギー強度が小さくなるような処
理を施す。Next, light such as heat or ultraviolet rays (light in the case of this embodiment) is applied to the above-mentioned mixed material from the outside of the liquid crystal cell. At this time, the substrate on the side to which energy such as heat or light is applied is subjected to a treatment such that the energy intensity such as the amount of transmitted light of an arbitrary portion where the liquid crystal region 6 is desired to be reduced becomes small.
【００２９】この紫外線を照射する場合にはフォトマス
クで遮光したり、ＩＴＯなどの金属膜や有機膜、または
無機膜などにより紫外線を吸収させて、選択的に透過光
量分布を発生させる。光源としては、平行光が得られる
紫外線照射用の高圧水銀ランプなどを使用することがで
き、その照射位置は、例えば高圧水銀ランプ下の照射強
度１０ｍＷ／ｃｍ2の位置で行う。この紫外線照射時の
基板温度は、常温で行っても良く、基板間において液晶
が等方性液晶状態となる温度域としてもよい。その場合
には、液晶の配向を安定化させることができる。In the case of irradiating with this ultraviolet ray, it is shielded by a photomask, or the ultraviolet ray is absorbed by a metal film such as ITO, an organic film, or an inorganic film to selectively generate a transmitted light amount distribution. As the light source, a high-pressure mercury lamp for irradiating ultraviolet rays capable of obtaining parallel light can be used, and the irradiation position is, for example, a position with an irradiation intensity of 10 mW / cm 2 under a high-pressure mercury lamp. The substrate temperature at the time of this ultraviolet irradiation may be room temperature, or may be a temperature range in which the liquid crystal is in an isotropic liquid crystal state between the substrates. In that case, the alignment of the liquid crystal can be stabilized.
【００３０】このようにエネルギー強度分布を選択的に
発生させることにより、エネルギー強度が強い部分では
弱い部分に比べて光重合性樹脂の重合速度が速くなるの
で高分子が集まり、逆に弱い部分には液晶が集まって、
液晶と高分子とが相分離する。その結果、液晶領域６と
高分子領域とが任意の位置に選択的に形成された表示媒
体が両基板１ａ，１ｂの間に形成されることになる。By selectively generating the energy intensity distribution in this way, the polymerization rate of the photopolymerizable resin becomes faster in a portion having a high energy intensity as compared with that in a weak portion, so that the polymer gathers and, conversely, in a weak portion. Liquid crystal gathers,
The liquid crystal and the polymer are phase separated. As a result, the display medium in which the liquid crystal region 6 and the polymer region are selectively formed at arbitrary positions is formed between the substrates 1a and 1b.
【００３１】液晶の配向を安定させるために基板温度を
高温にして紫外線照射を行った場合には、徐冷オーブン
内で室温まで徐冷するのが望ましい。徐冷のスピード
は、３℃／ｈ〜２０℃／ｈが好ましく、さらに好ましく
は５℃／ｈ〜１０℃／ｈである。When ultraviolet rays are irradiated at a high substrate temperature in order to stabilize the alignment of the liquid crystal, it is desirable to gradually cool to room temperature in a slow cooling oven. The speed of slow cooling is preferably 3 ° C / h to 20 ° C / h, more preferably 5 ° C / h to 10 ° C / h.
【００３２】この徐冷時に、例えば図２（ａ）に示すよ
うに、振動発生装置２１や超音波発生装置２２などを用
いて基板および混合材料などよりなるパネルに対して１
０Ｈｚ〜１０ｋＨｚ程度の振動を与える。この場合、振
動発生装置２１上にパネル２３を保持した振動板２４が
載置され、パネル２３に振動が与えられる。または、超
音波発生装置２２を用いる場合は、超音波発生装置２２
の水などの液体内にパネル２３を入れてパネル２３に超
音波を与える。このことにより、基板ギャップが変化し
たりして液晶の分子運動が大きくなり、スペーサ９の移
動度が大きくなる。At the time of this slow cooling, as shown in FIG. 2A, for example, as shown in FIG.
Vibration of about 0 Hz to 10 kHz is applied. In this case, the diaphragm 24 holding the panel 23 is placed on the vibration generator 21, and the panel 23 is vibrated. Alternatively, when using the ultrasonic wave generator 22, the ultrasonic wave generator 22 is used.
The panel 23 is placed in a liquid such as water, and ultrasonic waves are applied to the panel 23. As a result, the substrate gap is changed and the molecular motion of the liquid crystal is increased, and the mobility of the spacer 9 is increased.
【００３３】また、徐冷時に、図２（ｂ）に示すよう
に、両基板１ａ，１ｂの透明電極２ａ，２ｂ間に駆動電
圧程度の電圧、例えばＳＴＮモードでは２〜２．５Ｖ程
度の電圧を駆動電圧源２５により印加させて混合材料２
６の液晶分子に分子運動を与えてもよい。このことによ
り、液晶分子の分子運動が大きくなって、スペーサ９の
移動度が大きくなり、高分子領域７内にスペーサ９など
の微粒子の取り込み量を多くすることができる。その結
果、高分子領域７の強度を高めて、基板の耐衝撃性をさ
らに向上させることができる。この微粒子としては、シ
リカスペーサなどの基板ギャップ制御材、鉄粉や樹脂の
粉末など、硬くて細かい粒子であれば用いることができ
る。高分子領域７に含まれるスペーサ９の散布量は任意
であるが、１ｍｍ2当り５〜２００個程度が望ましい。Further, at the time of slow cooling, as shown in FIG. 2B, a voltage of about a driving voltage between the transparent electrodes 2a and 2b of both substrates 1a and 1b, for example, a voltage of about 2 to 2.5 V in the STN mode. Is applied by the driving voltage source 25 to the mixed material 2
Molecular motion may be given to the liquid crystal molecules of No. 6. As a result, the molecular motion of the liquid crystal molecules is increased, the mobility of the spacer 9 is increased, and the amount of fine particles such as the spacer 9 taken into the polymer region 7 can be increased. As a result, the strength of the polymer region 7 can be increased and the impact resistance of the substrate can be further improved. As the fine particles, hard and fine particles such as a substrate gap control material such as silica spacers, iron powder or resin powder can be used. The amount of spacers 9 contained in the polymer region 7 is arbitrary, but is preferably about 5 to 200 per 1 mm 2 .
【００３４】また、高分子領域７の形成後、未反応物を
硬化させてスペーサ９を高分子領域７内に封じ込めた
り、高分子の架橋を充分行うために、さらに、紫外線照
射を短時間・弱照度で行っても良い。After the formation of the polymer region 7, the unreacted material is hardened to seal the spacers 9 in the polymer region 7 or the polymer is sufficiently crosslinked. You may go in low illuminance.
【００３５】以下に、スペーサー９が高分子領域７に取
り込まれる現象について、図３（ａ）〜図３（ｅ）を用
いて説明する。なお、以下の説明においては、混合材料
に紫外線を与えて相分離を行わせ、任意の位置に選択的
に照射光量分布を生じさせるためにフォトマスクを用
い、照射時の基板温度を液晶が等方性液晶状態になる温
度にした場合について示す。The phenomenon in which the spacer 9 is incorporated into the polymer region 7 will be described below with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (e). In the following description, a photomask is used to apply ultraviolet rays to the mixed material to cause phase separation, and to selectively generate an irradiation light amount distribution at an arbitrary position. The case where the temperature is set to a liquid crystal state is shown.
【００３６】まず、図３（ａ）に示すように、このパネ
ルは、基板１ａ，１ｂの間隙に混合材料１３が注入され
た露光前のパネルである。このとき、スペーサ９は、基
板ギャップ制御材として基板の一面に一様に散布されて
いる。First, as shown in FIG. 3A, this panel is a panel before exposure in which the mixed material 13 is injected into the gap between the substrates 1a and 1b. At this time, the spacers 9 are uniformly dispersed on one surface of the substrate as a substrate gap control material.
【００３７】次に、図３（ｂ）に示すように、上記パネ
ルに対して紫外線照射を行う。この工程では、基板１ａ
の光照射側に、絵素部を覆うようにフォトマスク１４を
形成して紫外線８を照射する。ここで、フォトマスク１
４が形成された遮光部１０は光弱照射領域になり、フォ
トマスク１４が形成されていない透光部１１は光強照射
領域になる。この光強照射領域は、光弱照射領域に比べ
て重合速度が速く、斜線部分で示されるように基板に密
着した状態で高分子領域７が形成されることになる。こ
のときの基板温度は、液晶が等方性液晶状態になる温度
とする。Next, as shown in FIG. 3B, the panel is irradiated with ultraviolet rays. In this step, the substrate 1a
A photomask 14 is formed so as to cover the picture element portion on the light irradiation side of and the ultraviolet rays 8 are irradiated. Here, photo mask 1
The light-shielding portion 10 on which 4 is formed becomes a weak light irradiation area, and the light transmitting portion 11 on which the photomask 14 is not formed becomes a strong light irradiation area. The high light irradiation region has a higher polymerization rate than the weak light irradiation region, and the polymer region 7 is formed in a state of being in close contact with the substrate as shown by the shaded portion. The substrate temperature at this time is a temperature at which the liquid crystal becomes an isotropic liquid crystal state.
【００３８】続いて、図３（ｃ）に示すように、紫外線
（ＵＶ）照射後のパネルに対して徐冷を行う。この段階
では、液晶と高分子との相分離が進み、液晶領域６が成
長してくる。それと共に、液晶の表面張力により、スペ
ーサ９が液晶領域６の外側に押し出されてくる。Subsequently, as shown in FIG. 3C, the panel after being irradiated with ultraviolet rays (UV) is gradually cooled. At this stage, the phase separation between the liquid crystal and the polymer proceeds, and the liquid crystal region 6 grows. At the same time, the spacer 9 is pushed out of the liquid crystal region 6 by the surface tension of the liquid crystal.
【００３９】さらに徐冷が進むと、図３（ｄ）に示すよ
うに、液晶領域６が広がり、それと共にスペーサ９がさ
らに外に押し出されて高分子領域７の部分に集まってく
る。この時点では、高分子領域７は完全に硬化しておら
ず柔らかいので、高分子領域７内に取り込まれる。As the gradual cooling progresses further, as shown in FIG. 3 (d), the liquid crystal region 6 expands, and together with this, the spacers 9 are further pushed out and gather in the polymer region 7. At this point, the polymer region 7 is not completely hardened and is soft, so that it is taken into the polymer region 7.
【００４０】この徐冷工程において、図２（ａ）または
図２（ｂ）に示すような方法を用いて基板や混合材料に
振動を与え、または両基板間に電圧を印加することによ
りスペーサ９の移動度を高めると、スペーサ９が高分子
領域７に取り込まれるのを促進することができる。この
ため、高分子領域７に取り込まれるスペーサ９の量が多
くなる。このことは、絵素部分に残るスペーサがより少
なくなることである。最後に、図３（ｅ）に示すように
パネルに対して紫外線（ＵＶ）照射を行う。この工程に
おいては、未反応物の硬化や高分子の架橋を充分行う。
このように、全面に紫外線（ＵＶ）照射を行うことによ
り、スペーサ９が斜線部分で示される高分子領域７内に
閉じ込められる。In this gradual cooling step, the spacer 9 is applied by vibrating the substrate or the mixed material using the method shown in FIG. 2A or 2B or by applying a voltage between both substrates. It is possible to promote the incorporation of the spacer 9 in the polymer region 7 by increasing the mobility. Therefore, the amount of spacers 9 taken into the polymer region 7 increases. This means that fewer spacers remain in the pixel area. Finally, as shown in FIG. 3E, the panel is irradiated with ultraviolet rays (UV). In this step, the unreacted material is cured and the polymer is sufficiently crosslinked.
In this way, by irradiating the entire surface with ultraviolet rays (UV), the spacer 9 is confined in the polymer region 7 shown by the shaded portion.
【００４１】このようにして得られる液晶表示素子は、
図４に示すようにスペーサ９が高分子領域７内に多く偏
在しているので、高分子領域７の硬度を高めることがで
きる。また、任意の領域に選択的に液晶領域６および高
分子領域７を形成することができるので、絵素１２に液
晶領域６を形成し、絵素１２以外に高分子領域７を形成
することができる。よって、絵素１２内のスペーサ９を
無くすことができるか、またはより減少させることがで
き、高画質・高コントラストの液晶表示素子とすること
ができる。The liquid crystal display device thus obtained is
As shown in FIG. 4, since the spacers 9 are unevenly distributed in the polymer region 7, the hardness of the polymer region 7 can be increased. Further, since the liquid crystal region 6 and the polymer region 7 can be selectively formed in any region, the liquid crystal region 6 can be formed in the picture element 12 and the polymer region 7 can be formed in addition to the picture element 12. it can. Therefore, the spacer 9 in the picture element 12 can be eliminated or further reduced, and a liquid crystal display device with high image quality and high contrast can be obtained.
【００４２】この液晶表示素子は、セルに注入する液晶
の種類および配向膜の種類などを変えることにより、Ｔ
Ｎモード、ＳＴＮモード、ＦＬＣモードまたはＥＣＢモ
ードなどの液晶表示素子とすることができる。また、光
散乱モードを利用した液晶表示素子とすることもでき、
また、セルの両側に偏光板や反射板を設けることによ
り、透過型または反射型の液晶表示素子とすることもで
きる。In this liquid crystal display element, by changing the kind of liquid crystal to be injected into the cell and the kind of alignment film, the T
A liquid crystal display element of N mode, STN mode, FLC mode, ECB mode, or the like can be used. In addition, a liquid crystal display device using a light scattering mode can also be used,
Further, a transmission type or reflection type liquid crystal display device can be obtained by providing a polarizing plate and a reflection plate on both sides of the cell.
【００４３】また、上記実施例においては単純マトリッ
クス駆動により表示が行われる液晶表示素子について説
明したが、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＭＩＭ（Ｍｅ
ｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）などを用いた
アクティブ駆動などにより表示が行われる液晶表示素子
にも適用することができ、駆動方法については限定され
ない。また、カラーフィルタやブラックマスクを形成し
て、カラー表示を行うこともできる。以下、上記実施例
について具体的な例を挙げて説明する。Further, although the liquid crystal display element in which display is performed by the simple matrix drive has been described in the above embodiment, TFT (thin film transistor) or MIM (Me).
The present invention can also be applied to a liquid crystal display element in which display is performed by active driving using a Tal Insulator Metal) or the like, and the driving method is not limited. Further, color display can be performed by forming a color filter or a black mask. The above embodiment will be described below with reference to specific examples.
【００４４】（具体例１）基板１ａ，１ｂの上に、ＩＴ
Ｏからなる厚み２０００オングストロームの透明電極２
ａ，２ｂをスパッタ法により形成した。この透明電極２
ａ，２ｂを覆うように電気絶縁膜３をスパッタ法により
形成した。その上に配向膜４を形成し、この配向膜４を
ナイロン布でラビングした。この状態の基板１ａ，１ｂ
を、透明電極２ａ，２ｂが互いに直交するように対向さ
せ、その間にスペーサ９としてシリカスペーサなどを約
５０個／ｍｍ2で散布する。この基板の端部をシール剤
５により貼り合わせて液晶セルを作成した。(Specific Example 1) IT is provided on the substrates 1a and 1b.
Transparent electrode 2 made of O and having a thickness of 2000 angstroms
A and 2b were formed by the sputtering method. This transparent electrode 2
An electric insulating film 3 was formed by sputtering so as to cover a and 2b. An alignment film 4 was formed thereon, and this alignment film 4 was rubbed with a nylon cloth. Substrates 1a and 1b in this state
Are made to face each other so that the transparent electrodes 2a and 2b are orthogonal to each other, and silica spacers or the like are scattered as spacers 9 at a rate of about 50 pieces / mm 2 . A liquid crystal cell was prepared by bonding the ends of this substrate with a sealant 5.
【００４５】この液晶セルの基板１ａ，１ｂの間隙に、
液晶材料としてカイラル剤（Ｓ−８１１）を０．３％添
加したＺＬＩ−４７９２（メルク社製）４ｇ、光重合性
化合物としてｐ−フェニルスチレンとイソボルニルメタ
クリレートとパーフルオロメタクリレートとを１：６．
５：２．５の割合で混合したもの、また、光重合開始剤
としてＩｒｕｇａｃｕｒｅ６５１（チバガイギー製）を
混合した混合材料を注入した。In the gap between the substrates 1a and 1b of this liquid crystal cell,
ZLI-4792 (manufactured by Merck & Co., Inc.) containing 0.3% of a chiral agent (S-811) as a liquid crystal material, and p-phenylstyrene, isobornyl methacrylate and perfluoromethacrylate as photopolymerizable compounds 1: 6. ．
A mixture of 5: 2.5 and a mixture of Irugacure 651 (manufactured by Ciba Geigy) as a photopolymerization initiator were injected.
【００４６】次に、一方の基板上を、液晶領域６の形成
部分が遮光部となるようにフォトマスクで覆い、平行光
線が得られる高圧水銀ランプを用いて照射強度が１０ｍ
Ｗ／ｃｍ2のランプ下の位置で、フォトマスク側から紫
外線を照射した。この照射後、徐冷オーブン内で徐冷
し、さらに、未反応物を硬化させて高分子の架橋を充分
行わせるために、短時間、弱照度で紫外線（ＵＶ）照射
を行った。Next, one substrate is covered with a photomask so that the portion where the liquid crystal region 6 is formed becomes a light-shielding portion, and the irradiation intensity is 10 m by using a high pressure mercury lamp capable of obtaining parallel rays.
Ultraviolet rays were irradiated from the photomask side at a position under the W / cm 2 lamp. After this irradiation, it was gradually cooled in a slow cooling oven, and then ultraviolet (UV) irradiation was performed for a short time at low illuminance in order to cure the unreacted material and sufficiently crosslink the polymer.
【００４７】素子内に形成された高分子領域の硬度を、
図５に示すようなヘッド部に先端５１が１ｍｍφのＡｌ
製治具を取り付けた鉛筆状の簡易試験器を用いて測定し
たところ、約１０ｇ／ｍｍφであった。また、高分子領
域７に取り込まれたスペーサ９の散布量は約５０個／ｍ
ｍ2であった。この簡易試験器は、図５に示すように、
アルミニウム（Ａｌ）製のステージ５２上に厚み５〜１
０μｍに薄膜加工したポリマ板５３を設置し、圧力メー
タ５４が設けられた圧力検知器で実測圧力を測定する。The hardness of the polymer region formed in the device is
As shown in FIG. 5, the head portion is made of Al having a tip 51 of 1 mmφ.
It was about 10 g / mmφ when measured using a pencil-shaped simple tester equipped with a jig. The amount of spacers 9 taken into the polymer region 7 is about 50 pieces / m.
It was m 2 . This simple tester, as shown in FIG.
Thickness 5 to 1 on the stage 52 made of aluminum (Al)
A thin polymer film 53 having a thickness of 0 μm is installed, and an actual pressure is measured by a pressure detector provided with a pressure meter 54.
【００４８】上記基板として厚み０．５ｍｍの７０５９
ガラスを用いて液晶表示素子を作製した場合、図５に示
すような試験器を用いてガラス基板上から圧力試験を行
うと、１０００ｇ／ｍｍφの圧力強度であった。また、
上記基板として厚み０．４ｍｍのアクリル系プラスチッ
クを用いた場合、約７５０ｇ／ｍｍφであった。7059 having a thickness of 0.5 mm is used as the substrate.
When a liquid crystal display element was manufactured using glass, when a pressure test was performed on the glass substrate using a tester as shown in FIG. 5, the pressure strength was 1000 g / mmφ. Also,
When an acrylic plastic having a thickness of 0.4 mm was used as the substrate, the weight was about 750 g / mmφ.
【００４９】（比較例）上記具体例１と同様に電極配向
膜を備えた基板（基板は０．４ｍｍのプラスチック）を
スペーサを介してシール剤にて貼り合わせる。この基板
間隙に液晶と光硬化性樹脂を挟持するが、本比較例では
液晶にＺＬＩ−４７９２（メルク社製：カイラル剤とし
てＳ−８１１を含む）、光硬化性樹脂として、ステアリ
ルアクリレートのみを、液晶：樹脂＝８．２：１．８の
比で混合し、従来の真空注入法にて注入する。次いでホ
トマスクを介してホトマスク側から１０ｍｗ／ｃｍ2の
照度で紫外線を照射し、ホトマスクのパターンどおりに
液晶と光硬化性樹脂を相分離させる。さらに相分離後に
再度紫外線を照射し、高分子の架橋度を向上させる。こ
のようにして作成した液晶セルを具体例１で実施した圧
力試験を行うと、１２０ｇ／ｍｍφで高分子壁が壊れ
る。また、上記の光硬化性樹脂のみを用いて紫外線を照
射して高分子化し、この高分子化した塊に図５の方法で
同様にアルミニウム製の先端が１ｍｍφのペンで耐衝撃
度を測定したところ、硬化したときの耐圧力値が約９ｇ
／ｍｍφであった。(Comparative Example) A substrate having an electrode alignment film (a substrate is 0.4 mm of plastic) is bonded with a sealant via a spacer as in the case of the first specific example. The liquid crystal and the photocurable resin are sandwiched between the substrates, but in this comparative example, ZLI-4792 (manufactured by Merck & Co., Inc .: contains S-811 as a chiral agent), and the photocurable resin contains only stearyl acrylate, Liquid crystals: resin = 8.2: 1.8 are mixed at a ratio and injected by a conventional vacuum injection method. Then, ultraviolet rays are irradiated from the photomask side through the photomask with an illuminance of 10 mw / cm 2 , and the liquid crystal and the photocurable resin are phase-separated according to the pattern of the photomask. Further, after phase separation, ultraviolet rays are irradiated again to improve the degree of crosslinking of the polymer. When the liquid crystal cell thus produced is subjected to the pressure test carried out in Example 1, the polymer wall is broken at 120 g / mmφ. Further, only the above photocurable resin was irradiated with ultraviolet rays to be polymerized, and the polymerized lump was similarly subjected to the impact resistance measurement by a pen having a tip of 1 mmφ made of aluminum by the method of FIG. However, the pressure resistance when cured is about 9g
/ Mmφ.
【００５０】（具体例２）この具体例２では、液晶と高
分子との相分離の際にギャップ制御用スペーサ９などの
微粒子を移動させ、高分子領域７に多く取り込ませて高
分子領域７の硬度を向上させた。基板の仕様、液晶材料
や重合性化合物などの混合材料は、具体例１のものと同
様のものを用いた。また、液晶と高分子とを相分離する
ための光照射工程までは具体例１と同様に行った。その
後、徐冷を行う際に、図２（ａ）に示すような振動発生
装置２１により基板に対して１ｋＨｚの振動を与えた。
これにより基板ギャップが変化してスペーサ９の移動度
が大きくなり、高分子領域７へのスペーサ９の取り込み
量が具体例１に比べて多くなった。(Specific Example 2) In this specific example 2, fine particles such as the gap control spacers 9 are moved during the phase separation of the liquid crystal and the polymer, and a large amount of the fine particles are taken into the polymer region 7 to be included in the polymer region 7. Improved hardness. As the substrate specifications and the mixed material such as the liquid crystal material and the polymerizable compound, the same materials as those in Example 1 were used. The same procedure as in Example 1 was performed up to the light irradiation step for phase separation of the liquid crystal and the polymer. After that, when performing slow cooling, vibration of 1 kHz was applied to the substrate by a vibration generator 21 as shown in FIG.
As a result, the substrate gap is changed and the mobility of the spacer 9 is increased, and the amount of the spacer 9 taken into the polymer region 7 is larger than that in the first specific example.
【００５１】その後、未反応物を硬化させて高分子の架
橋を充分行わせるために、短時間、弱照度で紫外線（Ｕ
Ｖ）照射を行った。After that, in order to cure the unreacted material and sufficiently crosslink the polymer, ultraviolet rays (U
V) Irradiation was performed.
【００５２】素子内に形成された高分子領域の硬度を、
図５に示すようなヘッド部に１ｍｍφのＡｌ製治具を取
り付けた鉛筆状の簡易試験器を用いて測定したところ、
約２１ｇ／ｍｍφであった。また、高分子領域７に取り
込まれたスペーサ９の量は具体例１の場合よりも多かっ
た。The hardness of the polymer region formed in the device is
When measured using a pencil-shaped simple tester in which a 1 mmφ Al jig is attached to the head portion as shown in FIG.
It was about 21 g / mmφ. Further, the amount of the spacer 9 taken into the polymer region 7 was larger than that in the specific example 1.
【００５３】上記基板として厚み０．５ｍｍの７０５９
ガラスを用いて液晶表示素子を作製した場合、図５に示
すような試験器を用いてガラス基板上から圧力試験を行
うと、１２５０ｇ／ｍｍφの圧力強度であった。また、
上記基板として厚み０．４ｍｍのアクリル系プラスチッ
クを用いた場合、約９２０ｇ／ｍｍφであった。7059 having a thickness of 0.5 mm as the above substrate
When a liquid crystal display element was manufactured using glass, a pressure test of a glass substrate using a tester as shown in FIG. 5 revealed a pressure strength of 1250 g / mmφ. Also,
When an acrylic plastic having a thickness of 0.4 mm was used as the substrate, the amount was about 920 g / mmφ.
【００５４】以上の具体例１，２から、高分子領域７に
スペーサ９などの微粒子が多く含まれている方が高分子
の硬度が上昇し、また、高分子領域７の硬度が高い方が
液晶表示素子の耐衝撃性を向上させることができること
が解る。From the above specific examples 1 and 2, the hardness of the polymer increases when the polymer region 7 contains a large amount of fine particles such as the spacers 9, and the polymer region 7 has a higher hardness. It is understood that the impact resistance of the liquid crystal display element can be improved.
【００５５】下記の（表１）に、ペン入力タイプの液晶
表示素子を用いてペン入力時にかかる圧力を測定した結
果を示す。なお、この実験は、図６に示すような装置を
用い、男性１０人、女性１０人に対してそれぞれ
「あ」、「お」、「８」、「４」の４文字を基板面に描
いてもらってその際の圧力値を測定した。図６に示すよ
うに、ガラス基板３１上の透明電極３２と、ＰＥＴ３３
上の透明電極３４との間にスペーサ３５が設けられてお
り、ＰＥＴ３３上をペン３６で押圧する。The following (Table 1) shows the results of measuring the pressure applied during pen input using a pen input type liquid crystal display device. In this experiment, using a device as shown in FIG. 6, four characters “A”, “O”, “8”, and “4” were drawn on the substrate surface for 10 men and 10 women, respectively. The pressure value at that time was measured. As shown in FIG. 6, the transparent electrode 32 on the glass substrate 31 and the PET 33
A spacer 35 is provided between the transparent electrode 34 and the upper transparent electrode 34, and a pen 36 presses the PET 33.
【００５６】[0056]
【表１】 [Table 1]
【００５７】この結果によれば、液晶表示素子にかかる
圧力の最高値は男性で７４０ｇ／ｍｍφ、女性で４２０
ｇ／ｍｍφであった。また、全体（２０人）の平均値は
３８５ｇ／ｍｍφであった。したがって、ペン入力タイ
プの液晶表示素子には７５０ｇ／ｍｍφの強度を持たせ
れば十分であると考えられる。したがって、具体例１，
２の液晶表示素子は、ペン入力タイプとして用いるのに
適している。According to these results, the maximum pressure applied to the liquid crystal display element is 740 g / mmφ for men and 420 for women.
It was g / mmφ. Moreover, the average value of the whole (20 persons) was 385 g / mmφ. Therefore, it is considered sufficient for the pen input type liquid crystal display device to have a strength of 750 g / mmφ. Therefore, the specific example 1,
The liquid crystal display device of No. 2 is suitable for use as a pen input type.
【００５８】一方、液晶表示素子の耐圧力値を向上させ
るためには、以下のような方法も考えられる： １．液晶表示素子の入力面にプラスチックやガラスなど
の保護基板を別に設置する方法； ２．液晶表示素子の入力側基板として、ペン入力で反り
などが発生しないような十分な厚みを有するものを用い
る方法； ３．スペーサを多量に散布する方法； ４．レジストなどの有機膜を壁状に形成してスペーサの
役目を持たせる方法；これらの方法には各々問題点があ
る。例えば１および２の方法では表示位置とペン先とで
視差が生じ、１〜３の方法では素子が重くなったり大き
くなって、コストも高くなる。４の方法では液晶を注入
する領域が狭められて注入に時間を要し、プロセス的に
も複雑になる。On the other hand, in order to improve the withstand pressure value of the liquid crystal display element, the following methods are also considered: Method of separately installing a protective substrate such as plastic or glass on the input surface of the liquid crystal display element; 2. A method of using, as an input side substrate of a liquid crystal display device, a substrate having a sufficient thickness so that warp or the like does not occur in pen input. 3. A method of spraying a large amount of spacers; A method of forming an organic film such as a resist in the shape of a wall so as to function as a spacer; each of these methods has problems. For example, in the methods 1 and 2, parallax occurs between the display position and the pen tip, and in the methods 1 to 3, the element becomes heavy or large, and the cost also increases. In the method of No. 4, the region for injecting the liquid crystal is narrowed and it takes time to inject, and the process becomes complicated.
【００５９】これらを考慮すると、本発明の液晶表示素
子は高分子分散型液晶表示素子の製造プロセスを多少変
化させることで容易に形成することができ、視差が生じ
ることもなく、素子が重くなったり大きくなることもな
い。また、コストを高くすることもなく、非常に有効な
発明である。Considering these points, the liquid crystal display device of the present invention can be easily formed by slightly changing the manufacturing process of the polymer dispersion type liquid crystal display device, the parallax does not occur, and the device becomes heavy. It doesn't grow big. Further, it is a very effective invention without increasing the cost.
【００６０】したがって、対向配向された一対の基板間
隙に任意の位置に形成された高分子領域が、外部から加
えられる圧力に対し、耐圧力値が１０ｇ／ｍｍφ以上の
強度を有することができ、またこの数値は通常のペン入
力時にかかる圧力値を十分にクリアするものである。ま
た、外部から加えられる圧力に対し、基板を補強するた
めに基板上にガラス基板やプラスティックフィルムを載
せる必要がなくなり、そのためペン先と表示位置との視
差がなくなり、さらに軽量化できる。さらに、本発明の
製造方法により、基板ギャップ制御材を高分子領域内に
取り込ませることができ、さらに高分子領域の硬度を高
めることができ、基板全体の強度を向上させることがで
きる。さらに、本製造方法によって基板ギャップ制御材
を液晶領域から無くすか減少させることができるので、
表示絵素の画質及びコントラストを向上させることがで
きる。Therefore, the polymer region formed at an arbitrary position in the gap between the pair of opposed substrates can have a withstand pressure value of 10 g / mmφ or more against the pressure applied from the outside. Moreover, this numerical value sufficiently clears the pressure value applied during normal pen input. Further, it is not necessary to put a glass substrate or a plastic film on the substrate to reinforce the substrate against the pressure applied from the outside, so that there is no parallax between the pen tip and the display position, and the weight can be further reduced. Further, according to the manufacturing method of the present invention, the substrate gap control material can be incorporated into the polymer region, the hardness of the polymer region can be further increased, and the strength of the entire substrate can be improved. Furthermore, since the substrate gap control material can be eliminated or reduced from the liquid crystal region by this manufacturing method,
It is possible to improve the image quality and contrast of display picture elements.
【００６１】[0061]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、対向配設
された一対の基板間隙の任意の位置に形成された高分子
領域の耐圧力値が１０ｇ／ｍｍφ以上であるので、液晶
表示素子の外部からの衝撃に対する強度を向上させるこ
とができ、通常のペン入力時にかかる圧力に対して十分
に耐えることができる。基板を補強するために保護基板
などを用いる必要がないので、表示位置とペン先とに視
差が生じるのを防ぐことができ、素子が重くなったり大
きくなることもない。As described above, according to the present invention, the withstand pressure value of the polymer region formed at an arbitrary position in the gap between a pair of substrates arranged to face each other is 10 g / mmφ or more. The strength of the element against external impact can be improved, and the element can sufficiently withstand the pressure applied during normal pen input. Since it is not necessary to use a protective substrate or the like to reinforce the substrate, it is possible to prevent parallax between the display position and the pen tip, and the element does not become heavy or large.
【００６２】また、液晶と高分子との相分離の際に、ス
ペーサなどの基板ギャップ制御材を高分子壁内に多く取
り込ませることにより、液晶表示素子の強度をさらに向
上させることができる。また、このように基板ギャップ
制御材を高分子壁内に多く取り込ませることにより、絵
素内のスペーサを無くすか、またはより減少させて、表
示絵素の画質およびコントラストを向上させることがで
きる。Further, when the liquid crystal and the polymer are phase-separated, a large amount of a substrate gap control material such as a spacer is incorporated into the polymer wall, whereby the strength of the liquid crystal display device can be further improved. Further, by incorporating a large amount of the substrate gap control material into the polymer wall in this way, it is possible to eliminate or further reduce the spacers in the picture element and improve the image quality and contrast of the display picture element.
【００６３】さらに、両基板に高分子領域を密着させる
ことにより、液晶表示素子の強度をさらに向上させるこ
とができる。Further, the strength of the liquid crystal display device can be further improved by bringing the polymer region into close contact with both substrates.
【００６４】本発明の液晶表示素子は高分子分散型液晶
表示素子の製造プロセスを多少変化させることで容易に
形成することができるので、プロセスを複雑にしたりコ
ストを高くすることもない。Since the liquid crystal display device of the present invention can be easily formed by slightly changing the manufacturing process of the polymer dispersion type liquid crystal display device, the process is not complicated and the cost is not increased.
【００６５】このような特性を生かすことにより、携帯
用情報端末装置などのペン入力タイプの液晶表示素子
や、高視野角を必要とするテレビジョンやディスプレイ
などのＯＡ機器に利用することができる。By utilizing such characteristics, it can be used for a pen input type liquid crystal display device such as a portable information terminal device and an OA device such as a television or a display which requires a wide viewing angle.
【図１】本発明の一実施例である液晶表示素子を示す断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display element that is an embodiment of the present invention.
【図２】（ａ）はスペーサなどの微粒子を移動させるた
めの振動発生装置２１および超音波発生装置２２を示す
概略図であり、（ｂ）は電圧印加法を示す概略図であ
る。2A is a schematic diagram showing a vibration generator 21 and an ultrasonic generator 22 for moving fine particles such as spacers, and FIG. 2B is a schematic diagram showing a voltage application method.
【図３】（ａ）〜（ｅ）は高分子領域にスペーサが取り
込まれる現象を説明するための液晶表示素子の各製造工
程における断面図である。3A to 3E are cross-sectional views in each manufacturing process of a liquid crystal display device for explaining a phenomenon in which a spacer is incorporated in a polymer region.
【図４】本発明の一実施例である液晶表示素子の水平断
面図である。FIG. 4 is a horizontal sectional view of a liquid crystal display element that is an embodiment of the present invention.
【図５】高分子領域の硬度（耐圧力値）を測定するため
の装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of an apparatus for measuring hardness (proof pressure value) in a polymer region.
【図６】ペン入力時に液晶表示素子にかかる押圧を測定
するための装置の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of an apparatus for measuring a pressure applied to a liquid crystal display element when inputting with a pen.
１ａ，１ｂ 基板 ２ａ，２ｂ 透明電極 ３ａ，３ｂ 電気絶縁膜 ４ａ，４ｂ 配向膜 ５ シール剤 ６ 液晶領域 ７ 高分子領域 ８ 紫外線 ９，３５ スペーサ １０ 遮光部 １１ 透光部 １２ 絵素 １３ 混合材料 １４ フォトマスク ２１ 振動発生装置 ２２ 超音波発生装置 ２５ 駆動電圧源 ２６ 混合材料 ３１ ガラス基板 ３２，３４ 透明電極 ３３ ＰＥＴ ３６ ペン 1a, 1b Substrate 2a, 2b Transparent electrode 3a, 3b Electric insulating film 4a, 4b Alignment film 5 Sealing agent 6 Liquid crystal region 7 Polymer region 8 Ultraviolet light 9,35 Spacer 10 Light shielding part 11 Light transmitting part 12 Picture element 13 Mixed material 14 Photomask 21 Vibration generator 22 Ultrasonic wave generator 25 Driving voltage source 26 Mixed material 31 Glass substrate 32, 34 Transparent electrode 33 PET 36 Pen
Claims (6)
位置に選択的に形成された液晶領域と高分子領域とを含
む表示媒体が狭持された液晶表示素子において、 硬化したときの耐圧力値が１０ｇ／ｍｍφ以上である高
分子材料を用いて該高分子領域を形成している液晶表示
素子。1. A liquid crystal display device in which a display medium including a liquid crystal region and a polymer region selectively formed at an arbitrary position is sandwiched between a pair of substrates arranged to face each other, and when cured. A liquid crystal display element in which the polymer region is formed using a polymer material having a withstand pressure value of 10 g / mmφ or more.
る請求項１に記載の液晶表示素子。2. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein fine particles are contained in the polymer region.
よりなり、前記高分子領域が前記一対の電極基板の両方
に密着している請求項１〜３のうちいずれかに記載の液
晶表示素子。3. The liquid crystal display according to claim 1, wherein the polymer material is a thermosetting or photocurable resin, and the polymer region is in close contact with both of the pair of electrode substrates. element.
位置に選択的に形成された液晶領域と高分子領域とを含
む表示媒体が狭持される液晶表示素子の製造方法におい
て、 該一対の基板間に、硬化した時に耐圧力値が１０ｇ／ｍ
ｍφ以上になる重合性化合物と液晶材料とを少なくとも
含む混合材料を注入する工程と、 該混合材料に熱または光などのエネルギーを与えて重合
反応により該液晶材料と重合性化合物を相分離させ、任
意の位置に選択的に該液晶領域と高分子領域とを形成す
る工程とを含む液晶表示素子の製造方法。4. A method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein a display medium including a liquid crystal region and a polymer region selectively formed at an arbitrary position is sandwiched between a pair of substrates arranged to face each other, A pressure resistance value of 10 g / m 2 when cured between the pair of substrates.
a step of injecting a mixed material containing at least mφ or more of a polymerizable compound and a liquid crystal material, and applying energy such as heat or light to the mixed material to cause a phase separation of the liquid crystal material and the polymerizable compound by a polymerization reaction, A method of manufacturing a liquid crystal display device, comprising the step of selectively forming the liquid crystal region and the polymer region at arbitrary positions.
ギーを与えて前記液晶材料と重合性化合物とを相分離さ
せる際に、少なくとも混合材料に任意の振動を与える請
求項５記載の液晶表示素子の製造方法。5. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein when the liquid crystal material and the polymerizable compound are phase-separated by giving energy such as heat or light to the mixed material, at least the mixed material is subjected to arbitrary vibration. Manufacturing method.
ギーを与えて前記液晶材料と重合性化合物とを相分離さ
せる際に、該混合材料を挟持した両基板間に任意の電圧
を印加する請求項４記載の液晶表示素子の製造方法。6. An arbitrary voltage is applied between both substrates sandwiching the mixed material when the liquid crystal material and the polymerizable compound are phase-separated by applying energy such as heat or light to the mixed material. Item 5. A method for manufacturing a liquid crystal display element according to item 4.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005274599A (en) * | 2004-03-22 | 2005-10-06 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal display element |
| JP2008134668A (en) * | 2001-10-02 | 2008-06-12 | Sharp Corp | Liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
-
1994
- 1994-09-26 JP JP06229946A patent/JP3085629B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2005274599A (en) * | 2004-03-22 | 2005-10-06 | Asahi Glass Co Ltd | Liquid crystal display element |
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