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JP5274182B2 - Liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display which is able to make various presentations. <P>SOLUTION: This liquid crystal display includes a first transparent panel having a first electrode, a second transparent panel having a second electrode and disposed facing the first transparent panel with the second electrode facing the first electrode, and a liquid crystal layer sandwiched between the first and second transparent panels and having a number of areas different in thickness with its thickest area thicker than twice the thinnest area, and made of liquid crystal materials changing its scattered and transparent states by the voltage matching the thickness. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、液晶表示素子(liquid crystal display; LCD)に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display (LCD) .

電極の有無等による基板表面の段差分をスペーサの径の差で補正し、表示領域のギャップを均一化した液晶表示装置の発明が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1記載の発明においては、表示領域内外に配置するスペーサの径を異ならせて、電極やカラーフィルタの段差を解消し、均一な表示を実現している。   An invention of a liquid crystal display device has been disclosed in which a step on the substrate surface due to the presence or absence of an electrode is corrected by a difference in spacer diameter, and a gap in a display region is made uniform (see, for example, Patent Document 1). In the invention described in Patent Document 1, the diameters of spacers arranged inside and outside the display area are made different to eliminate steps of electrodes and color filters, thereby realizing uniform display.

ポリマ分散型液晶(polymer dispersed liquid crystal; PDLC)を用いた表示素子が公知である。PDLC表示素子の製造においては、PDLC中に液晶性を有しないモノマと、光反応開始剤を添加したものを基板間に注入し、紫外線を均一に照射して液晶層を形成する。紫外線の照射によりモノマがポリマ化し、液晶層は液晶部分とポリマ部分とが相分離する(ミクロな相分離)。液晶部分とポリマ部分とは屈折率が異なるため、電圧無印加時に液晶層に入射した光は散乱(均一散乱)される。電圧が印加されると、液晶が電界方向に立ち上がり、液晶とポリマとの屈折率差が小さくなるため、液晶層は透明状態になる(たとえば、特許文献2参照)。   Display devices using polymer dispersed liquid crystal (PDLC) are known. In the production of a PDLC display element, a monomer having no liquid crystallinity in PDLC and a photoreaction initiator added are injected between the substrates, and ultraviolet rays are uniformly irradiated to form a liquid crystal layer. The monomer is polymerized by the irradiation of the ultraviolet rays, and the liquid crystal portion and the polymer portion of the liquid crystal layer are phase-separated (micro phase separation). Since the liquid crystal portion and the polymer portion have different refractive indexes, light incident on the liquid crystal layer when no voltage is applied is scattered (uniformly scattered). When a voltage is applied, the liquid crystal rises in the direction of the electric field, and the difference in refractive index between the liquid crystal and the polymer becomes small, so that the liquid crystal layer becomes transparent (see, for example, Patent Document 2).

通常のPDLC表示素子においては、液晶層全体にわたる均一散乱と透明状態との切り替えは可能であるが、表示領域内の場所により散乱状態を制御すること、たとえば表示領域内の一部だけを透明状態とし、その周囲を散乱状態とすることや、印加する電圧値によって散乱状態となる場所を変えることは困難である。   In a normal PDLC display element, it is possible to switch between uniform scattering and the transparent state over the entire liquid crystal layer, but controlling the scattering state depending on the location in the display region, for example, only a part of the display region is transparent It is difficult to make the surroundings in a scattering state and to change the place where the scattering state is caused by the applied voltage value.

パターニングされた複数の電極を設け、各電極に印加する電圧を変えることで、場所によってある程度異なる散乱状態を形成することは可能であるが、この方法では多くの電極が必要となる上、徐々に散乱状態が変化していくことで得られる表現、たとえばあたかもガラス表面が凍っていくような自然な変化を表示することは不可能であった。   By providing a plurality of patterned electrodes and changing the voltage applied to each electrode, it is possible to form scattering states that differ to some extent depending on the location, but this method requires many electrodes and gradually It was impossible to display the expression obtained by changing the scattering state, for example, a natural change as if the glass surface was frozen.

高抵抗ITOを用いて電位勾配を発生させ、実効的に液晶層にかかる電圧を変えて自然な変化を表現することは可能である。しかし電位勾配を起こすような高抵抗透明導電膜の形成は困難である。たとえば、ITOを500Ω□以上にしようとすると、膜厚を5nm以下にする必要がある。   It is possible to express a natural change by generating a potential gradient using high-resistance ITO and effectively changing the voltage applied to the liquid crystal layer. However, it is difficult to form a high-resistance transparent conductive film that causes a potential gradient. For example, in order to make ITO more than 500Ω □, the film thickness needs to be 5 nm or less.

もともと高抵抗の金属酸化膜で電極を形成した場合には、コストがかかることに加え、パターニングが困難であるという問題が生じる。   When an electrode is originally formed of a high-resistance metal oxide film, there is a problem that patterning is difficult in addition to cost.

メインシール剤に添加するギャップコントロール剤の粒径を場所により変えることで、たとえば右から左に徐々に氷が張っていく表示を実現することができる。また、メインシール剤に添加するギャップコントロール剤の粒径と、表示領域に散布するギャップコントロール剤の粒径とを違えて、周囲から凍っていくようなイメージを表現することが可能であろう。しかしその方法では、それ以上の複雑な表現は実現不可能である。   By changing the particle size of the gap control agent added to the main sealant depending on the location, it is possible to realize a display in which ice is gradually stretched from right to left, for example. In addition, it may be possible to express an image that freezes from the surroundings by changing the particle size of the gap control agent added to the main sealant and the particle size of the gap control agent dispersed in the display area. However, with that method, more complicated expressions cannot be realized.

更に、液晶セルのサイズが小さい表示素子にはメインシールの影響を与えやすいが、セルサイズが大きな液晶表示素子については、液晶セルの中央付近までメインシールの影響を与えることは難しいという問題もあった。   Furthermore, a display element having a small liquid crystal cell size is likely to be affected by the main seal, but a liquid crystal display element having a large cell size has a problem that it is difficult to influence the main seal to the vicinity of the center of the liquid crystal cell. It was.

特開平5−241165号公報JP-A-5-241165 特開2005−060703号公報JP 2005-060703 A

本発明の目的は、多様な表現が可能な液晶表示素子を提供することである。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of various expressions.

本発明の一観点によれば、第1の電極を備える第1の透明基板と、第2の電極を備え、前記第2の電極が前記第1の電極と向き合うように、前記第1の透明基板に対向配置された第2の透明基板と、前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間に挟持され、厚さの異なる複数の領域を備え、最も厚い領域は最も薄い領域の2倍以上の厚さを有し、厚さに応じた電圧で散乱状態と透明状態とが切り替わる液晶材料で形成された液晶層とを含み、前記液晶層は、ポリマ分散型液晶またはポリマネットワーク液晶を含んで構成され、前記液晶層は、前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間の、シール部に囲まれた領域に配置され、前記シール部の厚さは場所によって異なり、前記第1及び第2の電極がベタ電極であり、前記複数の領域は、異なるサイズのギャップコントロール剤によって、厚さが制御されている液晶表示素子が提供される。
According to an aspect of the present invention, the first transparent substrate including the first electrode and the second electrode are provided, and the first transparent substrate is provided so that the second electrode faces the first electrode. A second transparent substrate opposed to the substrate; a plurality of regions of different thickness sandwiched between the first transparent substrate and the second transparent substrate; the thickest region being the thinnest region has more than twice the thickness of saw including a liquid crystal layer formed of liquid crystal material and a transparent state and a scattering state at a voltage switched in accordance with the thickness, the liquid crystal layer, a polymer dispersion type liquid crystal or polymer The liquid crystal layer is configured to include a network liquid crystal, and the liquid crystal layer is disposed in a region surrounded by the seal portion between the first transparent substrate and the second transparent substrate. The first and second electrodes are solid electrodes, and the plurality of regions , The gap controller of a different size, a liquid crystal display device thickness is controlled is provided.

本発明によれば、多様な表現が可能な液晶表示素子を提供することができる。   According to the present invention, a liquid crystal display element capable of various expressions can be provided.

本願に係る発明は、印加する電圧により素子の散乱状態を変化させる液晶表示素子であって、同じ電圧を液晶層に印加したとしても、場所によって異なる散乱状態が生じる液晶表示素子に関わる。この液晶表示素子においては、印加する電圧を時間的に変化させることで、液晶素子内の散乱状態を、場所、時間に応じて変化させ、たとえば徐々に凍っていくような表示を実現することが可能である。 The invention according to the present invention, there is provided a liquid crystal display device that changes the scattering state of the device by a voltage applied, also the same voltage as was applied to the liquid crystal layer, related to the liquid crystal display elements having different scattering state occurs depending on the location. In this liquid crystal display element, by changing the applied voltage with time, the scattering state in the liquid crystal element can be changed according to location and time, and for example, a display that gradually freezes can be realized. Is possible.

以下、実施例によって詳細に説明する。   Hereinafter, the embodiment will be described in detail.

図1(A)〜(D)は、第1の実施例による液晶表示素子の製造方法を示す概略図である。第1の実施例による液晶表示素子の製造方法は、ギャップコントロール剤散布法を利用した液晶表示素子の製造方法である。   1A to 1D are schematic views showing a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the first embodiment. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to the first embodiment is a method for manufacturing a liquid crystal display device using a gap control agent spraying method.

図1(A)を参照する。透明電極10aが形成された上側ガラス基板10、及び透明電極20aが形成された下側ガラス基板20を準備する。上側及び下側ガラス基板10、20は、たとえば厚さ0.7mmtの青板ガラスで形成された透明基板である。   Reference is made to FIG. An upper glass substrate 10 on which a transparent electrode 10a is formed and a lower glass substrate 20 on which a transparent electrode 20a is formed are prepared. The upper and lower glass substrates 10 and 20 are transparent substrates formed of, for example, blue plate glass having a thickness of 0.7 mm.

なお、上側及び下側ガラス基板10、20の厚さはこれに限られない。液晶セルの厚さに対するフレキシブル性を高めることができるため、より薄い方が好ましい。   The thicknesses of the upper and lower glass substrates 10 and 20 are not limited to this. Since the flexibility with respect to the thickness of a liquid crystal cell can be improved, the thinner one is preferable.

透明電極10a、20aは、100〜2000Å、たとえば2000Åの厚さを有するITO電極であり、その電極パターンはベタである。シール部に電極パターンが存在しないように、部分的なパターニングが施されているが、液晶表示素子の光制御部分(画素部分、表示エリア)にはベタ電極が用いられる。   The transparent electrodes 10a and 20a are ITO electrodes having a thickness of 100 to 2000 mm, for example, 2000 mm, and the electrode pattern is solid. Although partial patterning is performed so that no electrode pattern exists in the seal portion, a solid electrode is used for the light control portion (pixel portion, display area) of the liquid crystal display element.

準備された一対の基板10、20の透明電極10a、20aの表面に、水平配向膜材料、たとえば(株)日産化学製のSE−410を用いて配向膜を形成する。配向膜の厚さは、50〜100nm、たとえば80nmである。その後、ラビング等により配向処理を施す。配向処理は、たとえば上下基板間の配向方向がアンチパラレルになるように行う。ツイストネマチック配向となるように、配向処理を施してもよい。   An alignment film is formed on the surfaces of the prepared transparent electrodes 10a and 20a of the pair of substrates 10 and 20 using a horizontal alignment film material, for example, SE-410 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. The thickness of the alignment film is 50 to 100 nm, for example, 80 nm. Thereafter, alignment treatment is performed by rubbing or the like. The alignment process is performed, for example, so that the alignment direction between the upper and lower substrates is antiparallel. An alignment treatment may be performed so as to achieve twisted nematic alignment.

なお、上記の配向膜形成、及び配向処理工程は必須ではない。   Note that the alignment film formation and alignment treatment steps described above are not essential.

図1(B)を参照する。下側基板(下側ガラス基板20及び透明電極20a)上に、ギャップコントロール剤を2〜10wt%、たとえば4wt%含んだメインシール剤30を塗布形成する。メインシール剤30は、スクリーン印刷、またはディスペンサを用いて形成することができる。たとえばシール剤として(株)三井化学製のES−7500を用い、直径75μmのプラスチックボールをギャップコントロール剤に使用する。ギャップコントロール剤は3〜150μm径のものを利用することができるであろう。   Reference is made to FIG. On the lower substrate (the lower glass substrate 20 and the transparent electrode 20a), the main sealant 30 containing 2 to 10 wt%, for example, 4 wt% of the gap control agent is applied and formed. The main sealant 30 can be formed using screen printing or a dispenser. For example, ES-7500 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. is used as the sealing agent, and a plastic ball having a diameter of 75 μm is used as the gap control agent. A gap control agent having a diameter of 3 to 150 μm could be used.

また、上側基板(上側ガラス基板10及び透明電極10a)上にギャップコントロール剤を散布する。接着剤付きのギャップコントロール剤、たとえば(株)積水化学製のミクロパール(固着タイプ)を用いることが可能である。   Further, a gap control agent is sprayed on the upper substrate (upper glass substrate 10 and transparent electrode 10a). It is possible to use a gap control agent with an adhesive, such as Micropearl (fixed type) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.

まず、直径6μmのギャップコントロール剤を上側基板の全面(メインシール剤30の内側に対応する領域の全面)に散布する。次に、たとえばステンレス鋼(SUS)で形成されたマスクを通して、25μm、50μm、75μm、及び100μmのプラスチックボールを、径の小さいものから順に、乾式のギャップ散布機を用いて散布する。   First, a gap control agent having a diameter of 6 μm is sprayed on the entire upper substrate (the entire region corresponding to the inside of the main sealant 30). Next, plastic balls of 25 μm, 50 μm, 75 μm, and 100 μm are spread using a dry gap spreader in order from the smallest diameter through a mask formed of, for example, stainless steel (SUS).

図1(C)は、ギャップコントロール剤の散布に利用するマスク40〜43の概略的な平面図である。マスク40〜43は、相互に等しいサイズを有する。また、相互に異なる位置に、相互に異なる形状の開口部40a〜43aを備える。   FIG. 1C is a schematic plan view of the masks 40 to 43 used for spraying the gap control agent. The masks 40 to 43 have the same size. Moreover, the opening parts 40a-43a of a mutually different shape are provided in a mutually different position.

マスク40を上側基板上方に配置し、直径25μmのギャップコントロール剤を、開口部40aを通して上側基板上に散布する。上側基板上には、開口部40aの位置及び形状に対応した領域に、ギャップコントロール剤が散布される。   The mask 40 is disposed above the upper substrate, and a gap control agent having a diameter of 25 μm is spread on the upper substrate through the opening 40a. On the upper substrate, a gap control agent is dispersed in a region corresponding to the position and shape of the opening 40a.

なお、散布にあたって、マスク40は、図中の点線内領域が、メインシール剤の内側に画定される液晶表示素子の表示エリアとなるように位置合わせされて配置される。   When spraying, the mask 40 is positioned and aligned so that the dotted line area in the figure becomes the display area of the liquid crystal display element defined inside the main sealant.

25μm径のギャップコントロール剤の散布が完了したら、マスク41を上側基板上に配置し、開口部41aを通して、50μm径のギャップコントロール剤を散布する。これにより、開口部41aの位置及び形状に対応した上側基板上の領域に、ギャップコントロール剤が散布される。   When the spraying of the gap control agent having a diameter of 25 μm is completed, the mask 41 is placed on the upper substrate, and the gap control agent having a diameter of 50 μm is sprayed through the opening 41a. Thereby, a gap control agent is spread | dispersed in the area | region on the upper side board | substrate corresponding to the position and shape of the opening part 41a.

同様に、マスク42を用い、開口部42aを通して75μm径のギャップコントロール剤を散布する。最後に、マスク43を用い、開口部43aを通して100μm径のギャップコントロール剤を散布する。   Similarly, using a mask 42, a gap control agent having a diameter of 75 μm is sprayed through the opening 42a. Finally, using a mask 43, a gap control agent having a diameter of 100 μm is sprayed through the opening 43a.

図1(D)に、ギャップコントロール剤の散布が終了した上側基板の平面図を示す。上側基板上には、マスク40〜43の開口部40a〜43aの位置及び形状に対応するギャップコントロール剤被散布領域40b〜43bが形成される。領域40b、41b、42b、43bには、それぞれ直径25μm、50μm、75μm、100μmのギャップコントロール剤が散布されている。   FIG. 1D shows a plan view of the upper substrate after the gap control agent has been dispersed. On the upper substrate, gap control agent application regions 40b to 43b corresponding to the positions and shapes of the openings 40a to 43a of the masks 40 to 43 are formed. Gap control agents having a diameter of 25 μm, 50 μm, 75 μm, and 100 μm are sprayed in the regions 40b, 41b, 42b, and 43b, respectively.

直径6μm〜100μmのギャップコントロール剤を散布し終えたら、上側基板に熱処理を施して、各大きさのギャップコントロール剤を基板に接着させる。熱処理は、たとえば120℃で10分間行う。熱処理による固着は、散布のたびに行うことも可能である。なお、紫外光を照射して接着させるギャップコントロール剤を使用してもよい。   When the gap control agent having a diameter of 6 μm to 100 μm has been sprayed, the upper substrate is subjected to heat treatment to adhere the gap control agent of each size to the substrate. The heat treatment is performed at 120 ° C. for 10 minutes, for example. Fixing by heat treatment can also be performed at each spraying. A gap control agent that is bonded by irradiation with ultraviolet light may be used.

なお、図1(B)の上側基板(上側ガラス基板10及び透明電極10a)の断面図は、本図中の1B−1B線に沿った断面図である。   In addition, sectional drawing of the upper side board | substrate (upper side glass substrate 10 and the transparent electrode 10a) of FIG. 1 (B) is sectional drawing along the 1B-1B line | wire in this figure.

上述の工程においては、すべてのサイズのギャップコントロール剤を固着タイプとしたが、特に径の大きいものについては、非固着タイプのギャップコントロール剤で構わない。また、6μm径のギャップコントロール剤を基板全面(メインシール剤30の内側に対応する領域の全面)に散布したが、部分的に散布してもよい。ただし、他径のギャップコントロール剤を含めて、基板全面(メインシール剤30の内側に対応する領域の全面)にギャップコントロール剤を散布する。   In the above-described steps, the gap control agents of all sizes are fixed types, but non-fixed type gap control agents may be used particularly for those having a large diameter. Further, although the gap control agent having a diameter of 6 μm is sprayed on the entire surface of the substrate (the entire surface corresponding to the inside of the main sealant 30), it may be partially sprayed. However, the gap control agent is sprayed on the entire surface of the substrate (the entire surface corresponding to the inside of the main sealant 30) including the gap control agent of other diameters.

メインシール剤の塗布形成された下側基板(下側ガラス基板20及び透明電極20a)と、ギャップコントロール剤の散布された上側基板(上側ガラス基板10及び透明電極10a)とを貼り合わせる。貼り合わせにおいては、上下両基板を重ね合わせ、プレス機などで一定の圧力を加えた状態で熱処理を施し、メインシール剤30を硬化させる。熱処理は、たとえば150℃で30分間行う。   The lower substrate (the lower glass substrate 20 and the transparent electrode 20a) on which the main sealant is applied is bonded to the upper substrate (the upper glass substrate 10 and the transparent electrode 10a) on which the gap control agent is dispersed. In bonding, the upper and lower substrates are overlapped, and heat treatment is performed in a state where a certain pressure is applied by a press machine or the like, and the main sealant 30 is cured. The heat treatment is performed at 150 ° C. for 30 minutes, for example.

こうして、外周(メインシール剤の塗布形成部分)の厚さは75μm、メインシール剤の内側は、場所により厚さの異なる空セルが作製される。   In this way, the thickness of the outer periphery (the main sealant coating formation portion) is 75 μm, and inside the main sealant, empty cells having different thicknesses are produced depending on the location.

なお、本願発明者の実機製作においては、固着タイプのギャップコントロール剤を全く使用しないとき、空セルを傾けた場合や、以下説明する液晶注入工程において、ギャップコントロール剤の移動が認められた。また、極端な場合には、上側基板と下側基板との接着も認められた。上下基板の接着が生じた場合、接着部分が液晶表示素子としての表示機能を果たさなくなるだけでなく、接着によって全面にショート不良が発生し、表示部全面が表示機能を実現できなくなることもあった。   In the actual production of the present inventor, the movement of the gap control agent was observed when no fixed type gap control agent was used, when the empty cell was tilted, or in the liquid crystal injection process described below. In extreme cases, adhesion between the upper substrate and the lower substrate was also observed. When bonding between the upper and lower substrates occurs, not only does the bonded portion not perform the display function as a liquid crystal display element, but also a short circuit failure occurs on the entire surface due to the bonding, and the entire display portion may not be able to realize the display function. .

このことから1種類以上のギャップコントロール剤を固着タイプとし、全面に散布することが好ましいと判断される。なお、全面に散布するギャップコントロール剤は、散布する複数の径のギャップコントロール剤の中で、少なくとも最小の粒径であることが望ましい。   From this, it is judged that it is preferable to use one or more types of gap control agents as the fixed type and to spread over the entire surface. In addition, it is desirable that the gap control agent sprayed on the entire surface has at least the smallest particle size among the plurality of gap control agents sprayed.

続いて、空セルに、液晶、感光性の重合性モノマ、たとえば液晶性を有しないアクリレートモノマ、及び光重合反応開始剤を混合したものを真空注入する。液晶材料としては、たとえば(株)大日本インキ化学工業製のPNM−170(屈折率異方性Δn=0.226、誘電率異方性Δε>0)を使用することができる。なお、液晶性を有するアクリレートモノマを用いてもよい。   Subsequently, a mixture of a liquid crystal, a photosensitive polymerizable monomer such as an acrylate monomer having no liquid crystallinity, and a photopolymerization initiator is vacuum-injected into the empty cell. As the liquid crystal material, for example, PNM-170 (refractive index anisotropy Δn = 0.226, dielectric anisotropy Δε> 0) manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. can be used. An acrylate monomer having liquid crystallinity may be used.

注入後、注入口にエンドシール剤、たとえばエポキシ系の2液性硬化剤を塗布して封止する。エンドシール剤はこれに限らないが、紫外線硬化型のエンドシール剤を用いる場合は、セル内に光が入らないように遮光を要する。   After the injection, an end sealant such as an epoxy two-component curing agent is applied to the injection port and sealed. The end sealant is not limited to this, but when an ultraviolet curable end sealant is used, light shielding is required so that light does not enter the cell.

最後に、真空注入後の液晶セルに、たとえば(株)目白プレシジョン製の光配向装置を用いて、強い紫外線を照射する。たとえば波長350nmの紫外光を83mW/cmの強度で、トータルの露光時間が30秒となるように照射する。この場合の照射量は2.5J/cmとなる。 Finally, the liquid crystal cell after the vacuum injection is irradiated with strong ultraviolet rays using, for example, a photo-alignment device manufactured by Mejiro Precision Co., Ltd. For example, ultraviolet light with a wavelength of 350 nm is irradiated at an intensity of 83 mW / cm 2 so that the total exposure time is 30 seconds. In this case, the irradiation amount is 2.5 J / cm 2 .

(株)目白プレシジョン製の光配向装置の光源は高圧水銀ランプであるが、キセノンランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ等を使用して紫外光の照射を行ってもよい。   The light source of the photo-alignment device manufactured by Mejiro Precision Co., Ltd. is a high-pressure mercury lamp, but ultraviolet light may be irradiated using a xenon lamp, a metal halide lamp, a low-pressure mercury lamp or the like.

図2に、第1の実施例による製造方法で製造された液晶表示素子の概略を示す。当該液晶表示素子は、液晶セルが場所により異なる厚さを備える。6μmのギャップコントロール剤が散布された領域の液晶層50の厚さは約6μmである。また、25μmのギャップコントロール剤の散布位置の液晶層50は、約25μmの厚さを有する。径が50μm、75μm、100μmのギャップコントロール剤が散布された場所の液晶層50も、それぞれギャップコントロール剤の直径に応じた厚さを備える。   FIG. 2 shows an outline of the liquid crystal display device manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment. In the liquid crystal display element, the liquid crystal cell has a different thickness depending on the location. The thickness of the liquid crystal layer 50 in the region where the 6 μm gap control agent is dispersed is about 6 μm. Further, the liquid crystal layer 50 at the position where the 25 μm gap control agent is dispersed has a thickness of about 25 μm. The liquid crystal layer 50 where the gap control agent having a diameter of 50 μm, 75 μm, and 100 μm is dispersed also has a thickness corresponding to the diameter of the gap control agent.

上述のように、第1の実施例による製造方法で製造された液晶表示素子の液晶層50は、場所により6μm〜100μmの厚さを有する。また、セル厚に応じて電気光学特性の閾値が変化する特性を有するPDLCを用いて液晶層50を構成しているため、セル内の散乱度と電圧に対する閾値を、セル厚の異なる領域ごとに変えることができる。すなわち、透明電極10a、20aに印加する電圧を変化させることにより、液晶層50の散乱状態と透明状態とを場所ごと(液晶層50の厚さの異なる領域ごと)に切り替え、制御することができる。このため、表示パターンの制約が少なく、多様で表現性豊かな表示を実現することができる。   As described above, the liquid crystal layer 50 of the liquid crystal display device manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment has a thickness of 6 μm to 100 μm depending on the location. In addition, since the liquid crystal layer 50 is configured using a PDLC having a characteristic that the threshold value of the electro-optic characteristic changes according to the cell thickness, the threshold value for the scattering degree and voltage in the cell is set for each region having a different cell thickness. Can be changed. That is, by changing the voltage applied to the transparent electrodes 10a and 20a, the scattering state and the transparent state of the liquid crystal layer 50 can be switched and controlled for each place (for each region having a different thickness of the liquid crystal layer 50). . For this reason, there are few restrictions on a display pattern, and it is possible to realize various and expressive displays.

ギャップコントロール剤の径と基板上での散布領域とを様々に制御することによって、従来は困難であった、たとえば表示エリア内の一部だけを透明状態とし、その周囲を散乱状態とする表示や、徐々に散乱状態が変化していくような表示、あたかもガラス表面が凍っていくような自然な変化の表示を容易に実現することができる。   By controlling the gap control agent diameter and the spraying area on the substrate in various ways, it has been difficult in the past, for example, a display in which only a part of the display area is transparent and the surroundings are in a scattering state. It is possible to easily realize a display in which the scattering state gradually changes, and a natural change display in which the glass surface is frozen.

第1の実施例による製造方法によれば、高抵抗のITOや特殊な駆動回路を用いる必要がなく、また、駆動回路を1台とすることができるので、液晶表示素子を低コストで製造することができる。   According to the manufacturing method according to the first embodiment, it is not necessary to use high-resistance ITO or a special drive circuit, and since the drive circuit can be made one, a liquid crystal display element is manufactured at a low cost. be able to.

液晶セルの最大厚さ(ギャップコントロール剤の最大径)が最小厚さ(ギャップコントロール剤の最小径)の2倍以上、より好ましくは5倍以上、更に好ましくは10倍以上、一層好ましくは20倍以上であれば、表現性に優れた表示を実現することができるであろう。   The maximum thickness (maximum diameter of the gap control agent) of the liquid crystal cell is 2 times or more, more preferably 5 times or more, more preferably 10 times or more, more preferably 20 times the minimum thickness (minimum diameter of the gap control agent). If it is above, the display excellent in the expressiveness will be realizable.

また、液晶セルに厚さの異なる領域を、少なくとも2つ、より好ましくは3つ以上、更に好ましくは5つ以上、一層好ましくは10以上形成することにより、多様で豊かな表現を実現できるであろう。   In addition, by forming at least two, more preferably three or more, more preferably five or more, more preferably ten or more regions of different thicknesses in the liquid crystal cell, a variety of rich expressions can be realized. Let's go.

図3に、第1の実施例による製造方法と同様の製造方法で製造された液晶表示素子(液晶セル)の一例を外観写真で示す。   FIG. 3 shows an example of a liquid crystal display element (liquid crystal cell) manufactured by a manufacturing method similar to the manufacturing method according to the first embodiment.

製造された液晶表示素子は、一方向(図の左右方向)に長い矩形状で、長さ方向に沿って液晶セルの厚さ(ギャップコントロール剤の粒径)の異なる領域が形成されている。本図に示す液晶セルにおいては、図面の左側から順に、100μm、75μm、50μm、25μm、及び5μmのセル厚領域が形成されている。   The manufactured liquid crystal display element has a rectangular shape that is long in one direction (the left-right direction in the figure), and regions in which the thickness of the liquid crystal cell (the particle diameter of the gap control agent) varies along the length direction. In the liquid crystal cell shown in this figure, cell thickness regions of 100 μm, 75 μm, 50 μm, 25 μm, and 5 μm are formed in order from the left side of the drawing.

なお、図3には矩形状の液晶セルに異なる電圧を印加した場合の4枚の写真をまとめて示してある。上から順に、7V、12V、20V、及び30Vの電圧を印加した場合の写真である。   FIG. 3 collectively shows four photographs when different voltages are applied to the rectangular liquid crystal cell. It is a photograph at the time of applying the voltage of 7V, 12V, 20V, and 30V in order from the top.

各液晶セルの写真を参照すると、液晶セルが、場所により、セル厚に応じた散乱性の分布をもっていることが認められる。また、4枚の写真を俯瞰すると、印加電圧を大きくする(図の下方にいく)にしたがって、セル厚の薄い方(図の右側)から透明状態となる領域が拡大していくことが認められる。   Referring to the photograph of each liquid crystal cell, it can be seen that the liquid crystal cell has a scattering distribution according to the cell thickness depending on the location. In addition, when looking at the four photographs, it can be seen that as the applied voltage is increased (going downward in the figure), the transparent region increases from the thinner cell thickness (right side of the figure). .

本願発明者の目視によっても、液晶セルへの電圧の印加により、セルの薄い部分がまず透明になり、電圧を上げていくにつれ、徐々にセルの厚い部分も透明になっていく様子が観察された。30V程度の、非常に高い電圧を印加したときに、セル全面が完全に透明となった。更に、この状態から電圧を少しずつ小さくしていくと、セルの厚い部分から徐々に散乱をはじめ、散乱の状態がセルの薄い部分へ広がっていく様子が観察された。すなわち場所により、異なった状態で徐々に凍っていくような表示が確認された。   According to the inventor's visual observation, by applying a voltage to the liquid crystal cell, the thin part of the cell first becomes transparent, and as the voltage is increased, the thick part of the cell gradually becomes transparent. It was. When a very high voltage of about 30 V was applied, the entire cell surface became completely transparent. Furthermore, when the voltage was gradually decreased from this state, it was observed that the scattering gradually started from the thick part of the cell and the scattering state spread to the thin part of the cell. In other words, it was confirmed that the display gradually freezes in different states depending on the location.

図4(A)〜(F)を参照して、第1の実施例による製造方法と同様の製造方法で製造された液晶表示素子(液晶セル)の他の例について説明する。   With reference to FIGS. 4A to 4F, another example of a liquid crystal display element (liquid crystal cell) manufactured by a manufacturing method similar to the manufacturing method according to the first embodiment will be described.

図4(A)は、液晶セルの面内厚さを示す、概略的な平面図である。他の例による液晶表示素子(液晶セル)は、略正方形の平面形状を有しており、図示するように、右上及び左上の角部に厚さ100μmの三角形状領域、中央部に厚さ25μmの円形領域、左下隅に厚さ50μmの三日月形状領域が形成され、その他の部分のセル厚は75μmとされている。   FIG. 4A is a schematic plan view showing the in-plane thickness of the liquid crystal cell. A liquid crystal display element (liquid crystal cell) according to another example has a substantially square planar shape, and as shown in the figure, a triangular region having a thickness of 100 μm at the upper right and upper left corners and a thickness of 25 μm at the center. A crescent-shaped region having a thickness of 50 μm is formed in the lower left corner, and the cell thickness of the other portions is 75 μm.

図4(B)〜(F)を参照する。図4(B)〜(F)の各図は、他の例による液晶セルに、それぞれ順に2V、7V、12V、20V、及び30Vの電圧を印加したときの外観写真を示す。   Reference is made to FIGS. 4B to 4F show appearance photographs when voltages of 2V, 7V, 12V, 20V, and 30V are sequentially applied to a liquid crystal cell according to another example, respectively.

図3に示した外観写真の場合と同様に、液晶セルが、場所により、セル厚に応じた散乱性の分布をもっていることが認められる。また、印加電圧を大きくするにしたがい、セル厚の薄い領域から透明状態となっていくことが認められる。   As in the case of the appearance photograph shown in FIG. 3, it is recognized that the liquid crystal cell has a scattering distribution according to the cell thickness depending on the location. In addition, it is recognized that as the applied voltage is increased, the transparent state starts from the region where the cell thickness is thin.

図5(A)〜(C)は、第1の実施例による製造方法と同様の製造方法で製造された液晶表示素子(液晶セル)の更に他の例に、演出照明部を付加した液晶表示装置の写真である。   5A to 5C show a liquid crystal display in which an effect illumination unit is added to still another example of the liquid crystal display element (liquid crystal cell) manufactured by the same manufacturing method as the manufacturing method according to the first embodiment. It is a photograph of an apparatus.

図示の液晶表示装置において、光源は、液晶セルの横方向から光を入射できる構成とした。赤、青、緑3色の発光ダイオードを一組にして6箇所に配置し、白色光及びカラー光を照射できるようにした。なお、背景(液晶セルの奥側)には文字や絵等の反射物体、または別途バックライトを配置してもよい。   In the illustrated liquid crystal display device, the light source is configured to allow light to enter from the lateral direction of the liquid crystal cell. A set of light emitting diodes of three colors, red, blue, and green, was arranged at six locations so that white light and color light could be irradiated. A reflective object such as a character or a picture, or a separate backlight may be arranged on the background (back side of the liquid crystal cell).

図5(A)、(B)、及び(C)は、それぞれ印加電圧を、2V、12V、及び30Vとした場合を示す。(A)から(B)、(B)から(C)へと移行するにしたがい、表示が明瞭となる。このように表示の明瞭性を徐々に変化させる表現を実現することも可能である。   FIGS. 5A, 5B, and 5C show cases where the applied voltages are 2V, 12V, and 30V, respectively. As the display moves from (A) to (B) and from (B) to (C), the display becomes clear. In this way, it is possible to realize an expression that gradually changes the clarity of display.

本願発明者は、実作した液晶表示素子(液晶セル)において、セル厚に応じて、液晶層の散乱状態と透明状態との切り替わる電圧の閾値を測定した。光透過率が10%程度(散乱に近い状態)になる電圧は、セル厚が5μmのとき約1V、15μmのとき約3V、30μmのとき約6V、そして75μmのとき約20Vであった。また、光透過率が90%程度(透明に近い状態)になる電圧は、セル厚が5μmのとき約1.5V、15μmのとき約4.5V、30μmのとき約10V、そして75μmのとき約30Vであった。   The inventor of the present application measured the threshold value of the voltage at which the liquid crystal layer switches between the scattering state and the transparent state according to the cell thickness in the actually manufactured liquid crystal display element (liquid crystal cell). The voltage at which the light transmittance was about 10% (a state close to scattering) was about 1 V when the cell thickness was 5 μm, about 3 V when the cell thickness was 15 μm, about 6 V when 30 μm, and about 20 V when 75 μm. The voltage at which the light transmittance is about 90% (nearly transparent) is about 1.5 V when the cell thickness is 5 μm, about 4.5 V when the cell thickness is 15 μm, about 10 V when 30 μm, and about 10 V when the cell thickness is 75 μm. 30V.

図6は、第1の実施例による製造方法で製造された液晶表示素子の液晶層の透明状態と散乱状態とを切り替える電圧を示す表である。   FIG. 6 is a table showing voltages for switching between the transparent state and the scattering state of the liquid crystal layer of the liquid crystal display device manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment.

たとえば液晶層に5Vの電圧を印加すると、6μm径のギャップコントロール剤が散布された領域の液晶層のみを透明状態とし、その他の領域(図1(D)における領域40b〜43b)の液晶層を散乱状態とすることができる。   For example, when a voltage of 5 V is applied to the liquid crystal layer, only the liquid crystal layer in the region where the gap control agent having a diameter of 6 μm is dispersed is made transparent, and the liquid crystal layers in the other regions (regions 40b to 43b in FIG. It can be in a scattering state.

また、10Vの電圧を印加することによって、6μm及び25μm径のギャップコントロール剤が散布された領域の液晶層のみを透明状態とし、その他の領域(図1(D)における領域41b〜43b)の液晶層を散乱状態とすることができる。   Further, by applying a voltage of 10 V, only the liquid crystal layer in the region where the gap control agent having a diameter of 6 μm and 25 μm is dispersed is made transparent, and the liquid crystal in the other regions (regions 41b to 43b in FIG. 1D). The layer can be in a scattering state.

更に、たとえば15Vの電圧を印加することで、50μm径以下のギャップコントロール剤が散布された領域の液晶層を透明状態とし、その他の領域(図1(D)における領域42b及び43b)の液晶層を散乱状態とすることが可能である。   Further, for example, by applying a voltage of 15 V, the liquid crystal layer in the region in which the gap control agent having a diameter of 50 μm or less is dispersed is made transparent, and the liquid crystal layer in the other regions (regions 42b and 43b in FIG. 1D). Can be in a scattering state.

そして、印加電圧を25Vとすれば、100μm径のギャップコントロール剤が散布された領域43bの液晶層のみを散乱状態とし、30V以上の電圧を印加すれば表示エリア全面の液晶層を透明状態とすることができる。   When the applied voltage is 25 V, only the liquid crystal layer in the region 43b in which the gap control agent having a diameter of 100 μm is dispersed is set in a scattering state, and when a voltage of 30 V or more is applied, the liquid crystal layer on the entire display area is set in a transparent state. be able to.

このように、印加電圧を変化させることで、各セル厚部分の透明状態と散乱状態とを切り替え、表示を制御することができる。   In this way, by changing the applied voltage, the display can be controlled by switching between the transparent state and the scattering state of each cell thickness portion.

なお、図6の表中に示した電圧値間の電圧においては、散乱状態が中間調的に変化する。また、散乱性(光反射率)は、ほぼセル厚の対数に比例する。   In addition, in the voltage between the voltage values shown in the table of FIG. 6, the scattering state changes in a halftone manner. Further, the scattering property (light reflectance) is substantially proportional to the logarithm of the cell thickness.

図7(A)〜(D)は、第2の実施例による液晶表示素子の製造方法を示す概略図である。第2の実施例による液晶表示素子の製造方法は、液晶滴下注入方式(one drop filling; ODF)を利用した液晶表示素子の製造方法である。   7A to 7D are schematic views showing a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the second embodiment. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to the second embodiment is a method for manufacturing a liquid crystal display device using a one drop filling (ODF) method.

図7(A)を参照する。透明電極10aが形成された上側ガラス基板10、及び透明電極20aが形成された下側ガラス基板20を準備する。上側及び下側ガラス基板10、20は、たとえば厚さ0.7mmtの青板ガラスで形成された透明基板である。   Reference is made to FIG. An upper glass substrate 10 on which a transparent electrode 10a is formed and a lower glass substrate 20 on which a transparent electrode 20a is formed are prepared. The upper and lower glass substrates 10 and 20 are transparent substrates formed of, for example, blue plate glass having a thickness of 0.7 mm.

なお、上側及び下側ガラス基板10、20の厚さはこれに限られない。液晶セルの厚さに対するフレキシブル性を高めることができるため、より薄い方が好ましい。   The thicknesses of the upper and lower glass substrates 10 and 20 are not limited to this. Since the flexibility with respect to the thickness of a liquid crystal cell can be improved, the thinner one is preferable.

透明電極10a、20aは、100〜2000Å、たとえば2000Åの厚さを有するITO電極である。上側及び下側ガラス基板10、20上の透明電極10a、20aの電極パターンはベタである。シール部に電極パターンが存在しないように、部分的なパターニングが施されているが、液晶表示素子の光制御部分(画素部分、表示エリア)にはベタ電極が用いられる。   The transparent electrodes 10a and 20a are ITO electrodes having a thickness of 100 to 2000 mm, for example 2000 mm. The electrode patterns of the transparent electrodes 10a and 20a on the upper and lower glass substrates 10 and 20 are solid. Although partial patterning is performed so that no electrode pattern exists in the seal portion, a solid electrode is used for the light control portion (pixel portion, display area) of the liquid crystal display element.

準備された一対の基板10、20の透明電極10a、20aの表面に、水平配向膜材料、たとえば(株)日産化学製のSE−610を用いて配向膜を形成する。配向膜は、たとえばフレキソ印刷法で形成する。なお、使用する水平配向膜材料の表面エネルギは低い、すなわち接触角が高い方が好ましい。   An alignment film is formed on the surface of the transparent electrodes 10a and 20a of the prepared pair of substrates 10 and 20 using a horizontal alignment film material, for example, SE-610 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. The alignment film is formed by, for example, a flexographic printing method. In addition, it is preferable that the surface energy of the horizontal alignment film material to be used is low, that is, the contact angle is high.

配向膜の厚さは、50〜100nm、たとえば80nmである。その後、ラビング等により配向処理を施す。配向処理は、たとえば上下基板間の配向方向がアンチパラレルになるように行う。配向処理における熱処理は、たとえば230℃で1時間実施する。ツイストネマチック配向となるように、配向処理を施してもよい。   The thickness of the alignment film is 50 to 100 nm, for example, 80 nm. Thereafter, alignment treatment is performed by rubbing or the like. The alignment process is performed, for example, so that the alignment direction between the upper and lower substrates is antiparallel. The heat treatment in the alignment treatment is performed at 230 ° C. for 1 hour, for example. An alignment treatment may be performed so as to achieve twisted nematic alignment.

なお、上記の配向膜形成、及び配向処理工程は必須ではない。   Note that the alignment film formation and alignment treatment steps described above are not essential.

図7(B)を参照する。下側基板(下側ガラス基板20及び透明電極20a)上に、ギャップコントロール剤を2〜10wt%、たとえば4wt%含んだメインシール剤30を塗布形成する。   Reference is made to FIG. On the lower substrate (the lower glass substrate 20 and the transparent electrode 20a), the main sealant 30 containing 2 to 10 wt%, for example, 4 wt% of the gap control agent is applied and formed.

たとえばシール剤として、光熱併用硬化型シール剤である(株)積水化学製のフォトレックSを用い、直径75μmのプラスチックボールをギャップコントロール剤として、シール剤の中に添加する。ギャップコントロール剤は3〜150μm径のものを利用することができるであろう。   For example, Photorec S manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., which is a curable sealant with photothermal heat, is used as a sealant, and a plastic ball having a diameter of 75 μm is added to the sealant as a gap control agent. A gap control agent having a diameter of 3 to 150 μm could be used.

シール剤の粘度は、たとえば約40万mPa・sと高いため、メインシール剤30は、ディスペンサを用いて塗布形成することが適当である。メインシール剤30は、注入口をもたない、閉じた形状のパターンに形成する。なお、メインシール剤30の外側に、更に外周シールパターンを形成してもよい。   Since the sealant has a high viscosity of, for example, about 400,000 mPa · s, it is appropriate to apply and form the main sealant 30 using a dispenser. The main sealant 30 is formed in a closed pattern having no inlet. Note that an outer peripheral seal pattern may be further formed outside the main sealant 30.

次に、下側基板のメインシール剤30のシールパターンの内側に、ギャップコントロール剤を添加した液晶、感光性の重合性モノマ、たとえば液晶性を有しないアクリレートモノマ、及び光重合反応開始剤を混合したものを滴下する。液晶には、たとえば(株)大日本インキ化学工業製のPNM−170(屈折率異方性Δn=0.226、誘電率異方性Δε>0)が使用される。液晶に添加するギャップコントロール剤として、たとえば直径が6μm、25μm、50μm、75μm、及び100μmのプラスチックボールを用いる。各粒径のギャップコントロール剤を添加した各液晶が、下側基板上の相互に異なる所定の位置に滴下される。なお、アクリレートモノマは、液晶性を有するものを用いてもよい。   Next, inside the seal pattern of the main sealant 30 on the lower substrate, a liquid crystal added with a gap control agent, a photosensitive polymerizable monomer, for example, an acrylate monomer having no liquid crystallinity, and a photopolymerization reaction initiator are mixed. Drop what you did. As the liquid crystal, for example, PNM-170 (refractive index anisotropy Δn = 0.226, dielectric anisotropy Δε> 0) manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. is used. As a gap control agent added to the liquid crystal, for example, plastic balls having diameters of 6 μm, 25 μm, 50 μm, 75 μm, and 100 μm are used. Each liquid crystal to which the gap control agent of each particle size is added is dropped at different predetermined positions on the lower substrate. As the acrylate monomer, one having liquid crystallinity may be used.

ギャップコントロール剤の添加濃度は、ギャップコントロール剤の径によって異ならせる。たとえば6μm径のギャップコントロール剤であれば、液晶中に0.11wt%(液晶1g当たり約1000万個、セル内分散量100個/mm)の割合で混入する。ギャップコントロール剤が添加された液晶は、攪拌脱泡の後、滴下される。また、100μm径のギャップコントロール剤の場合、液晶中に5.2wt%(液晶1g当たり約10万個、セル内分散量10個/mm)の割合で添加し、攪拌脱泡後、滴下を行う。 The added concentration of the gap control agent varies depending on the diameter of the gap control agent. For example, if the gap controller of 6μm diameter, mixed at a ratio of 0.11 wt% in the liquid crystal (about 10 million per crystal 1g, cell dispersion amount 100 / mm 2). The liquid crystal to which the gap control agent is added is dropped after stirring and defoaming. Further, in the case of a gap control agent having a diameter of 100 μm, 5.2 wt% (about 100,000 per 1 g of liquid crystal, dispersion amount in cell 10 / mm 2 ) is added to the liquid crystal, and after stirring and defoaming, dropwise addition is performed. Do.

なお、たとえば100μm径のギャップコントロール剤は比重が大きいため、長時間攪拌しても、時間の経過とともに液晶の底に沈殿する傾向がある。そのため、たとえば攪拌機能付きのシリンジを使って液晶を滴下することが望ましい。攪拌機能付きのシリンジは、粒径がおおむね10μm以上のギャップコントロール剤の添加された液晶の滴下に、好ましく使用される。   For example, since the gap control agent having a diameter of 100 μm has a large specific gravity, even if it is stirred for a long time, it tends to precipitate at the bottom of the liquid crystal as time passes. Therefore, it is desirable to drop the liquid crystal using a syringe with a stirring function, for example. A syringe with a stirring function is preferably used for dropping liquid crystal to which a gap control agent having a particle size of about 10 μm or more is added.

ギャップコントロール剤を含んだ液晶の滴下量は、そのセル厚(ギャップコントロール剤の径等で定まる液晶滴下位置のセル厚)にしたい領域の面積に、当該セル厚を乗じて求まる体積か、それより数%小さい体積とする。   The amount of liquid crystal containing the gap control agent is the volume obtained by multiplying the area of the area to be the cell thickness (the cell thickness at the liquid crystal dropping position determined by the diameter of the gap control agent, etc.) by the cell thickness. The volume is several percent smaller.

液晶の滴下は、添加されたギャップコントロール剤の径が小さい方から順に行われることが望ましい。これは、含むギャップコントロール剤の径が大きい液晶ほど、広がりやすいという理由による。   The liquid crystal is preferably dropped in order from the smaller diameter of the added gap control agent. This is because the liquid crystal having a larger diameter of the gap control agent is more easily spread.

図7(C)に、メインシール剤30の塗布形成と、ギャップコントロール剤を添加した液晶の滴下が終了した下側基板の平面図を示す。領域40b、41b、42b、43bには、それぞれ直径25μm、50μm、75μm、100μmのギャップコントロール剤が添加された液晶が滴下されている。メインシール剤30の内側のその他の領域には、6μm径のギャップコントロール剤を含む液晶が滴下されている。   FIG. 7C shows a plan view of the lower substrate after the application and formation of the main sealant 30 and the dropping of the liquid crystal added with the gap control agent are completed. Liquid crystal to which a gap control agent having a diameter of 25 μm, 50 μm, 75 μm, and 100 μm is added is dropped in the regions 40b, 41b, 42b, and 43b, respectively. Liquid crystal containing a 6 μm-diameter gap control agent is dropped on other regions inside the main sealant 30.

なお、図7(B)の下側基板(下側ガラス基板20及び透明電極20a)の断面図は、本図中の7B−7B線に沿った断面図である。   Note that the cross-sectional view of the lower substrate (the lower glass substrate 20 and the transparent electrode 20a) in FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line 7B-7B in this drawing.

図7(D)を参照する。真空重ね合わせ装置を用いて、上下基板を貼り合わせる。上側ガラス基板10と下側ガラス基板20とを、透明電極10a、20a形成面が向き合うように保持し、真空引きを行う。下側ガラス基板20は下に載置し、上側ガラス基板10は、落下防止のため、機械的なピンまたは静電吸着を利用して上に配置する。   Reference is made to FIG. The upper and lower substrates are bonded together using a vacuum overlay apparatus. The upper glass substrate 10 and the lower glass substrate 20 are held such that the surfaces on which the transparent electrodes 10a and 20a are formed face each other, and evacuation is performed. The lower glass substrate 20 is placed below, and the upper glass substrate 10 is placed on top using mechanical pins or electrostatic attraction to prevent dropping.

所定の真空度に達したところで、一定距離を保って、上下基板を所定位置に位置合わせをし、その後徐々に両基板間の距離を近づけて重ね合わせを行う。両基板の距離が、メインシールの高さ以下、またはメインシールの外側に外周シールを形成した場合には、その高さ以下に近づいたところで大気圧に開放すると、両基板が密着する。   When a predetermined degree of vacuum is reached, the upper and lower substrates are aligned at a predetermined position while maintaining a certain distance, and thereafter, the distance between the two substrates is gradually brought closer to perform superposition. When the distance between the two substrates is equal to or less than the height of the main seal or an outer peripheral seal is formed on the outside of the main seal, the substrates are brought into close contact with each other when released to atmospheric pressure when approaching the height or less.

なお、重ね合わせ時に、合わせた位置からずれないように、シール部の一部、または外周シール部を形成した場合にはその一部に紫外光を照射してもよい。ただ、シール剤の粘度が高いためずれることは少ない。このため必須の工程ではない。   In addition, when a part of the seal part or the outer peripheral seal part is formed so as not to deviate from the aligned position at the time of superposition, the part may be irradiated with ultraviolet light. However, there is little slippage due to the high viscosity of the sealant. For this reason, it is not an essential process.

また、液晶の滴下後は、すみやかに基板の貼り合わせを行うことが望ましい。時間の経過とともに液晶が広がり、硬化前のシール剤と接触して、欠陥を形成する場合があるためである。   In addition, it is desirable that the substrates be bonded immediately after the liquid crystal is dropped. This is because the liquid crystal spreads over time and may contact with the sealant before curing to form defects.

第2の実施例による液晶表示素子の製造方法においては、表面エネルギの低い(接触角の高い)水平配向膜材料である(株)日産化学製のSE−610を用いて配向膜を形成しているため、滴下された液晶は急速には拡散しない。それでも所望のセル厚分布が得られなかったり、表示欠陥を生じさせたりする可能性があるため、滴下後、たとえば30分以内に貼り合わせることが望ましい。貼り合わせ時間等の観点から、表面エネルギが42dyn/cm以下の水平配向膜材料を用いて配向膜を形成することが好ましいであろう。   In the method of manufacturing the liquid crystal display element according to the second embodiment, an alignment film is formed using SE-610 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., which is a horizontal alignment film material having a low surface energy (high contact angle). Therefore, the dropped liquid crystal does not diffuse rapidly. Nevertheless, since a desired cell thickness distribution may not be obtained or display defects may occur, it is desirable to bond within 30 minutes after dropping. From the viewpoint of bonding time and the like, it is preferable to form the alignment film using a horizontal alignment film material having a surface energy of 42 dyn / cm or less.

貼り合わせ後の基板間の距離は、場所により異なるサイズで分布しているギャップコントロール剤の径、メインシール剤に混入されているギャップコントロール剤の径、及び、液晶の滴下量によって定まる。特に、場所により異なるサイズで分布しているギャップコントロール剤の径が強く影響し、それにより、場所によりセル厚の異なる複数の領域が形成される。   The distance between the substrates after bonding is determined by the diameter of the gap control agent distributed in different sizes depending on the location, the diameter of the gap control agent mixed in the main sealant, and the amount of liquid crystal dropped. In particular, the diameter of the gap control agent distributed in different sizes depending on the location has a strong influence, thereby forming a plurality of regions having different cell thicknesses depending on the location.

それらの領域の各々においては、領域の中央部の厚さは、含んでいるギャップコントロール剤の径とほぼ等しくなる。また、相互に隣り合う二つの領域の境界の厚さは、境界線を挟むそれら領域の中央部の厚さの中間の厚さとなる。   In each of these regions, the thickness of the central portion of the region is approximately equal to the diameter of the gap control agent contained. Further, the thickness of the boundary between two regions adjacent to each other is an intermediate thickness between the thicknesses of the central portions of the regions sandwiching the boundary line.

続いて、紫外光を上下基板全面に照射し、メインシール剤30の仮硬化と、液晶中のモノマのポリマ化を同時に行う。照射においては、たとえば(株)ウシオ電機製の紫外線照射機を用い、トータル露光量を3J/cmとする。 Subsequently, ultraviolet light is irradiated to the entire upper and lower substrates to simultaneously perform temporary curing of the main sealant 30 and polymerization of monomers in the liquid crystal. In the irradiation, for example, an ultraviolet irradiator manufactured by USHIO INC. Is used, and the total exposure is set to 3 J / cm 2 .

最後に、オーブンにて、120℃、60分の熱処理を行い、メインシール剤を本硬化する。   Finally, heat treatment is performed in an oven at 120 ° C. for 60 minutes to fully cure the main sealant.

第2の実施例による製造方法で製造された液晶表示素子も、第1の実施例による製造方法で製造された液晶表示素子と同様の構造、機能を備え、同様の効果を奏する。   The liquid crystal display element manufactured by the manufacturing method according to the second embodiment also has the same structure and function as the liquid crystal display element manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment, and has the same effects.

また、第2の実施例による液晶表示素子の製造方法はODFを用いるため、低コスト化を実現することができる。更に、エンドシールを不要とするため、高信頼性の液晶表示素子を製造することができる。   In addition, since the method of manufacturing the liquid crystal display element according to the second embodiment uses ODF, the cost can be reduced. Furthermore, since an end seal is unnecessary, a highly reliable liquid crystal display element can be manufactured.

第2の実施例による製造方法で製造された液晶表示素子についても、液晶セルの最大厚さ(ギャップコントロール剤の最大径)が最小厚さ(ギャップコントロール剤の最小径)の2倍以上、より好ましくは5倍以上、更に好ましくは10倍以上、一層好ましくは20倍以上であれば、表現性に優れた表示を実現することができるであろう。   Also for the liquid crystal display device manufactured by the manufacturing method according to the second embodiment, the maximum thickness (maximum diameter of the gap control agent) of the liquid crystal cell is more than twice the minimum thickness (minimum diameter of the gap control agent). If it is preferably 5 times or more, more preferably 10 times or more, and even more preferably 20 times or more, a display with excellent expression can be realized.

また、液晶セルに厚さの異なる領域を、少なくとも2つ、より好ましくは3つ以上、更に好ましくは5つ以上、一層好ましくは10以上形成することにより、多様で豊かな表現を実現できるであろう。   In addition, by forming at least two, more preferably three or more, more preferably five or more, more preferably ten or more regions of different thicknesses in the liquid crystal cell, a variety of rich expressions can be realized. Let's go.

以上、実施例、及び変形例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example and the modification, this invention is not limited to these.

たとえば第1の実施例による製造方法においては、ギャップコントロール剤を上側基板に散布し、メインシール剤を下側基板に塗布形成したが、ギャップコントロール剤を散布する基板と、メインシール剤を形成する基板を同一基板とすることもできる。   For example, in the manufacturing method according to the first embodiment, the gap control agent is sprayed on the upper substrate and the main sealant is applied and formed on the lower substrate, but the substrate on which the gap control agent is sprayed and the main sealant are formed. The substrates can be the same substrate.

また、実施例においては、PDLCを用いて液晶層を構成したが、たとえばポリマネットワーク液晶(polymer network liquid crystal; PNLC)を使用することも可能である。PNLCもPDLC同様、セル厚に応じて電気光学特性の閾値が変化する特性を有する液晶材料である。   In the embodiment, the liquid crystal layer is formed by using PDLC. However, for example, polymer network liquid crystal (PNLC) can be used. PNLC, like PDLC, is a liquid crystal material having a characteristic that the threshold value of electro-optical characteristics changes according to the cell thickness.

更に、実施例においては、メインシール剤に添加するギャップコントロール剤の径を単一(75μm)としたが、メインシール剤に混入するギャップコントロール剤の粒径を場所により変えてもよい。   Further, in the examples, the diameter of the gap control agent added to the main sealant is single (75 μm), but the particle size of the gap control agent mixed into the main sealant may be changed depending on the location.

また、紫外線の照射条件(最初に露光される部分)を変えることもできる。これにより、セル内の散乱状態を場所により変えることが可能である。   Further, the ultraviolet irradiation conditions (first exposed portion) can be changed. Thereby, it is possible to change the scattering state in a cell according to a place.

紫外線照射時にマスクを用いたり、セルを傾けて配置してもよい。   A mask may be used at the time of ultraviolet irradiation, or the cell may be inclined.

その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。   It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like are possible.

たとえば、パチンコ、パチスロ等遊技機器の演出用表示装置、自動車搭載用の表示装置、一般照明、自動販売機等の各種照明用表示装置に好適に利用可能である。   For example, it can be suitably used for various lighting display devices such as display devices for presentation of gaming machines such as pachinko and pachislot machines, display devices mounted on automobiles, general lighting, and vending machines.

(A)〜(D)は、第1の実施例による液晶表示素子の製造方法を示す概略図である。(A)-(D) are schematic which shows the manufacturing method of the liquid crystal display element by a 1st Example. 第1の実施例による製造方法で製造された液晶表示素子の概略図である。It is the schematic of the liquid crystal display element manufactured with the manufacturing method by a 1st Example. 第1の実施例による製造方法と同様の製造方法で製造された液晶表示素子(液晶セル)の一例の外観写真である。It is an external appearance photograph of an example of the liquid crystal display element (liquid crystal cell) manufactured with the manufacturing method similar to the manufacturing method by a 1st Example. (A)〜(F)は、第1の実施例による製造方法と同様の製造方法で製造された液晶表示素子(液晶セル)の他の例について説明する概略図及び写真である。(A)-(F) are the schematic and the photograph explaining the other example of the liquid crystal display element (liquid crystal cell) manufactured with the manufacturing method similar to the manufacturing method by a 1st Example. (A)〜(C)は、第1の実施例による製造方法と同様の製造方法で製造された液晶表示素子(液晶セル)の更に他の例に、演出照明部を付加した液晶表示装置の写真である。(A)-(C) is a liquid crystal display device in which an effect illumination unit is added to still another example of a liquid crystal display element (liquid crystal cell) manufactured by the same manufacturing method as the manufacturing method according to the first embodiment. It is a photograph. 第1の実施例による製造方法で製造された液晶表示素子の液晶層の透明状態と散乱状態とを切り替える電圧を示す表である。It is a table | surface which shows the voltage which switches the transparent state of a liquid crystal layer of the liquid crystal display element manufactured with the manufacturing method by a 1st Example, and a scattering state. (A)〜(D)は、第2の実施例による液晶表示素子の製造方法を示す概略図である。(A)-(D) are schematic which shows the manufacturing method of the liquid crystal display element by a 2nd Example.

符号の説明Explanation of symbols

10 上側ガラス基板
20 下側ガラス基板
10a、20a 透明電極
30 メインシール剤
40〜43 マスク
40a〜43a 開口部
40b〜43b 領域
50 液晶層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Upper glass substrate 20 Lower glass substrate 10a, 20a Transparent electrode 30 Main sealant 40-43 Mask 40a-43a Opening 40b-43b Area | region 50 Liquid crystal layer

Claims (1)

第1の電極を備える第1の透明基板と、
第2の電極を備え、前記第2の電極が前記第1の電極と向き合うように、前記第1の透明基板に対向配置された第2の透明基板と、
前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間に挟持され、厚さの異なる複数の領域を備え、最も厚い領域は最も薄い領域の2倍以上の厚さを有し、厚さに応じた電圧で散乱状態と透明状態とが切り替わる液晶材料で形成された液晶層と
を含み、
前記液晶層は、ポリマ分散型液晶またはポリマネットワーク液晶を含んで構成され、
前記液晶層は、前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間の、シール部に囲まれた領域に配置され、前記シール部の厚さは場所によって異なり、
前記第1及び第2の電極がベタ電極であり、
前記複数の領域は、異なるサイズのギャップコントロール剤によって、厚さが制御されている液晶表示素子。
A first transparent substrate comprising a first electrode;
A second transparent substrate including a second electrode, the second transparent substrate disposed opposite to the first transparent substrate so that the second electrode faces the first electrode;
A plurality of regions having different thicknesses are sandwiched between the first transparent substrate and the second transparent substrate, and the thickest region has a thickness more than twice that of the thinnest region. voltage seen including a liquid crystal layer formed of liquid crystal material and the scattering state and the transparent state is switched in accordance with,
The liquid crystal layer includes a polymer dispersed liquid crystal or a polymer network liquid crystal,
The liquid crystal layer is disposed in a region surrounded by a seal portion between the first transparent substrate and the second transparent substrate, and the thickness of the seal portion varies depending on the location,
The first and second electrodes are solid electrodes;
The plurality of regions are liquid crystal display elements in which thicknesses are controlled by gap control agents having different sizes .
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