高分子分散型液晶显示元件及其制造方法和使用该方法的装置制造方法及图纸

本发明专利技术的高分子分散型液晶显示元件是在一对基板之间保持高分子和液晶滴的复合体而构成。上述液晶滴在单元厚度方向变形成收缩的扁平结构，液晶滴的变形量，规定在起因子液晶的排除体积效果、液晶分子在上述单元厚度方向不产生立起的现象的范围。这样，液晶滴的变形量，如果在起因于液晶的排除体积效果、液晶分子在上述单元厚度方向不产生立起现象的范围地构成，则液晶分子平行于基板排列的倾向增强。其结果，能够实现临界值特性和散射特性优良、显示质量高的高分子分散型液晶显示元件。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光散射式高分子分散型液晶显示元件及其制造方法和使用该方法的装置，更详细地说，涉及在液晶电视、计算机末端机、液晶投影仪等中使用的液晶显示元件及其制造方法和使用该方法的装置。利用液晶显示元件的薄型、小型、低电压驱动、低消耗电力的特征，从手表、桌式电子计算机的显示到导航系统、笔记型电脑、液晶监视器、数据投影仪、投影液晶电视等都广泛利用液晶显示元件。在这样的液晶显示元件的显示形式中，有从过去就广泛使用的TN(Twisted Nematic-扭曲向列)模式，它是利用2枚偏振光板将液晶分子扭曲90度构造的液晶显示元件上下夹持在相对的2枚基板之间。另外，改善了TN模式的分时操作驱动特性的STN(Super TwistedNematic)模式的液晶显示元件也在日语文字处理机等中使用。而且，在最近，利用液晶分子的自发分极改变液晶分子的排列状态，利用显示地利用伴随该排列状态的变化的电光学效果的强介电性液晶的情报机也正在实用化。但是，这些液晶显示元件需要至少1枚偏振光板，因此必须进行暗的取向处理，存在不容易控制单元厚度的问题。另一方面，对于这样的液晶显示元件，已提出不要偏振光板，利用电场控制液晶分子的排列，制作白浊状态或者透明状态的形式。该形式是在2枚基板之间夹持液晶和透明高分子的复合体，液晶分子在具有正的介电率各向异性的场合，若使液晶分子的常光折射率和透明高分子的折射率一致，并外加电压，液晶分子的长轴就平行于电场地进行排列，若和透明高分子的折射率一致，就没有界面的光散射，因此变成透明状态。另一方面，在不外加电压时，因为液晶分子沿各种方向取向，所以与透明高分子的界面折射率不一致，发生光散射，因此是利用白浊不透明状态。这种方式的代表例子是用聚乙醇等将称为NCAP(Nematic CurvilinearAligned Phase)的向列模式液晶微胶囊化(粉体と工业，VOL.22，No.8(1990))。另外，除此之外，有叫做PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)的模式，是将液晶微滴分散高分子矩阵中的方法(平板显示91，日经BP社，p219)。易外，，有叫做PNLC(Polymer Network liquid Crystal)的、具有树脂在液晶的连续相中扩展成3维网状的结构(电气情报通信学会技术研究报告，EID89-89，p1)。这些液晶和透明高分子的复合体总称为高分子分散型液晶。以往，这些液晶和透明高分子的复合体的制造方法，是将溶解丙烯酸系和环氧系紫外线固化树脂等未固化树脂单体和液晶材料的混合组合物注入到2枚基板间，对其一照射紫外线，树脂单体就进行聚合，液晶和树脂相互分离。其结果，得到液晶分散在高分子中的结构，或者高分子在液晶中扩展成网状的结构(平板显示91，日经BP社，p219，电气情报通信学会技术研究报告，EID89-89，p1等)。可是，在这样的高分子分散型液晶中，为了提高光对液晶和高分于的复合体的散射性，使液晶滴的形状变形成平板状(液晶滴的断面形状是垂直于基板方向的长度小于平行于基板方向的长度)，使扁平化的例子在特开平5-80302和特开平7-181454中已公开。即，在特开平5-80302中，描述了在加热状态，挤压液晶滴，形成平板状的液晶滴的例子，也描述了希望扁平率(变形比)是1.2～5.0(换算成后述的变形率，相当于20～80)。另外，在特开平7-181454中，描述了一边照射紫外线，一边挤压，形成平板状的液晶滴的例子，希望液晶滴的断面的厚度是长度的1/2，实际上变形至1/2～1/4的程度(换算成后述的变形率，相当于50～75)。如上所述，通过将液晶滴形成平板状，具有陡峭性高，滞后性变小的优点。但是，我们的研究已查明，像上述的例子，如果使液晶滴的扁平率变形到1.2(换算成后述的变形率，相当于20)以上，反而产生对比度低等显示特性恶化的问题。另外，特开平5-80302中记载的已有技术，在液晶的扁平化过程后不进行对混合物的聚合处理，因此扁平化后的液晶显示元件是原样维持即将进行扁平化之前的树脂单体聚合反应未完全结束的状态，树脂没有完全固化。因此，存在液晶滴即使一旦扁平化，随着时间的推移扁平效果缓和，慢慢地回到原来的状态的问题。另一方面，在像这样的扁平化过程后不进行混合物的聚合处理的场合，在扁平化后，如果要想防止扁平效果缓和，必须在树脂单体的聚合反应完全结束，或者接近完全结束的状态进行液晶滴的扁平化。但是，这就产生扁平化所需要的时间变得极长的问题。关于这一点，在特开平7-181454记载的已有技术中，在液晶的扁平化过程后完成混合物的聚合处理，因而消除了随着时间的推移液晶滴慢慢地回到原来的扁平前的状态的问题，并且解决了扁平化所需要的时间变长的问题。但是，在该已有技术中，2阶段的聚合过程都利用紫外线进行光聚合，或者都利用加热进行热聚合，因此产生以下的新问题。即，在2阶段聚合都利用紫外线进行聚合的场合，在扁平化过程前的聚合过程中，考虑液晶的扁平化过程，树脂单体的聚合反应的进行，即使例如希望达到全体的80％完成的状态，实现此状态也是困难的，也有在每个液晶单元中产生扁差的危险。因为聚合反应的进行具有受紫外线照射的影响，而且在极短时间进行聚合反应的特征。因此，起因于上述聚合反应的进行度的扁差，扁平化过程后的液晶的变形比产生扁差。尤其，在该已有技术中，变形比(扁平率)极大，因此聚合反应的进行度对扁平化的影响也大。因此，起因于聚合反应进行度的扁差的变形比扁差超过允许范围，产生液晶显示元件的可靠性低劣的问题。另一方面，如果要想提高液晶显示元件的可靠性，就必须减小制造余量，这使作业麻烦，导致制造成本增大的问题。另外，在2阶段聚合过程都进行热聚合的场合，因为聚合反应进行迟缓，所以不产生在上述光聚合时的聚合反应进行度的扁差，但是，即使如此，如果考虑变形比极大，也能产生与上述光聚合的场合相同的问题。另外，高分子分散型液晶显示元件因为不需要偏振光板，所以是暗的，具有不需要取向处理、能够解决单元厚度不容易控制等问题的优良特性，但是，另一方面，对比度低下成为问题，因而要求是高对比度。关于对比度的提高，在对夹入液晶的电极不外加电压时，如何引起光的散射已成为关键。在目前，作为用于完全进行光散射的手段，正在研究或加大单元厚度，或使液晶的介电系数各向异性Δn变大。但是，现状是，关于使Δn变大，虽然进行了各种探讨，但因为液晶材料的极限等，没有取得太大的效果。另外，关于使单元厚度变大的问题，若单元厚度变大，则仅该部分增加光能够散射的次数，能够可靠地进行散射。但是，若厚度变大，在外加与单元厚度不变大的通常液晶单元外加电压相等的电压的场合，则有关液晶层的电场变小。因此，在单元厚度变大的场合，为了使液晶充分取向，必须外加更大的电压，这就产生导致电压增大的新问题。因此，在特开平8-248398中记载了不增大单元厚度，得到必要的对比度、能减低驱动电压的高分子分散型液晶显示元件。该已有技术，将高分子液晶复合体层叠作为层叠体，各高分子液晶复合体层中的液晶分子，分别在略平行于电极面的平面内沿一定方向取向，在各高分子液晶复合体层间的液晶分子的取向方向，以摩擦等取向处理设定成相互成为90度。但是，上述特开平8-本文档来自技高网...

【技术保护点】
高分子分散型液晶显示元件，它包含：一对基板，在各基板的相对面上形成的电极，高分子，液晶滴，保持在一对基板之间的高分子液晶复合体，上述高分子液晶复合体由高分子和液晶滴组成，在高分子中分散液晶滴而构成，液晶内的液晶分 子略平行于基板取向，而且在平行于基板的面内无规则地取向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中尾健次，古佐小慎也，上村强，久保田浩史，山本雅夫，井上一生，西山诚司，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]