(57)【要約】　　　（修正有）【課題】液晶表示素子に封入される液晶組成物中に、確実に所定量の高揮発成分を含有させることのできる液晶表示素子の製造方法を提供すること。【解決手段】一対の透明基板間の空間部に封入される液晶組成物を構成する液晶組成成分のうち、少なくとも１種類の高揮発性の液晶組成成分と、それ以外の液晶組成成分とを、異なる方法により封入させる。高揮発性の液晶組成成分を単一有機溶媒または２成分以上の混合溶媒に溶かして、少なくても一方の透明基板の内表面に付着させ、その後に、２枚の透明基板を張り合わせて、次いでそれ以外の液晶組成成分を、真空環境下において封入する方法が好ましい。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の透明基板間の空間部に液晶組成物を封入させた液晶表示素子の製造方法において、前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうち少なくとも１種類の高揮発性の液晶組成成分と、それ以外の液晶組成成分とを、異なる方法により前記空間部に封入することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうちの少なくとも１種類の前記高揮発性の液晶組成成分を、単一有機溶媒または２成分以上の混合有機溶媒に溶かして、少なくとも一方の透明基板の内表面に付着させ、その後に、２枚の透明基板を貼り合わせて前記空間部に封入することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうちの少なくとも１種類の前記高揮発性の液晶組成成分以外の液晶組成成分を、真空環境下において前記空間部に封入することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
前記液晶組成成分が、トランス体からシス体に変化する特性を示す液晶組成成分を含有し、前記高揮発性の液晶組成成分が、耐紫外線材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
液晶組成成分を前記空間部に封入して液晶表示素子を製造する工程において、少なくとも１回は、液晶組成物を封入した液晶表示素子をネマティック−アイソトロピック相転移温度以上の温度で加熱することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶組成物中に高揮発性の液晶組成成分を含有させた液晶表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子は、パソコンのディスプレイ、テレビ等の電化製品を始め、携帯電話、携帯情報端末、車載用テレビ、カーナビゲーション等に使用されている。これらの用途において、液晶表示素子に動画（アニメーション）を表示させる場合において、精細で滑らかな動画表示をするためには、液晶組成物の応答速度を高める必要があった。
【０００３】
従来より、液晶組成物の応答速度を高めるために、液晶組成物中にジフルオロスチルベン化合物（以下、ＤＦＳ化合物と略す）を含有させ、液晶組成物の粘性を下げる方法が知られている。
【０００４】
ＤＦＳ化合物は、下記の式１で示すジフルオロスチルベン骨格（フッ素とベンゼン環が結合した炭素同士が二重結合した構造）を有する化合物であり、前記ジフルオロスチルベン骨格は、トランス体（式１の左側の構造）およびシス体（式１の右側の構造）の２種類の異性体を有し、ジフルオロスチルベン骨格を有するＤＦＳ化合物はシス−トランス異性（幾何異性ともいう）を示す。
【０００５】
【化１】
2004029452.tif 000002
【０００６】
しかしながら、ＤＦＳ化合物は、光照射によって、光エネルギーによってトランス体がシス体にまたはシス体がトランス体に変化する異性化が起こる。通常、液晶組成物に含有されるＤＦＳ化合物はトランス体であるが、光照射によってシス体へと変化することで、液晶組成物の物性が変化してしまう。例えば、シス体のＤＦＳ化合物は液晶性を示さないため、ネマティック−アイソトロピック相転移温度（Ｔｎｉ）が低下する。また、液晶組成物の複屈折Δｎが低下するため、液晶表示素子のコントラスト等の表示特性も劣化する。
【０００７】
そして、このような光照射による液晶組成物の物性の変化は、ＤＦＳ化合物を含有させた液晶組成物（以下、含ＤＦＳ液晶という）中に、高揮発添加物として、少量のアズレンを含ませることで緩和されることがわかっている。
【０００８】
この、アズレン（Ｃ１０Ｈ８）は下記の式２で示す非ベンゼノイド芳香族化合物であり、常温では固体、有機溶媒に対して可溶性を示す。また、このアズレンの分子量は１２８、融点は９９℃、沸点は２４２℃であり、青色をしており、高い揮発性（昇華性）を示す化合物である。
【０００９】
【化２】
2004029452.tif 000003
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そして、アズレンが高い揮発性を有するが故に、液晶組成物の一般的な注入方法であるところの真空注入方式を用いて作業を行なった場合に、アズレンを含有する含ＤＦＳ液晶の組成比が注入前と注入後で変わるといった問題があった。例えば、後述の比較例においては、含ＤＦＳ液晶中に含ませたアズレンの濃度が、注入前には１ｗｔ％であったものが注入後には０．２８ｗｔ％となっていた。そして、この液晶表示素子について、信頼性評価の１つである耐光性（サンシャイン）試験を行なうと、図５および図６に示すように、光照射時間の経過に伴って大幅なＴｎｉの低下、コントラストの低下を引き起こしていた。
【００１１】
このように、高揮発性の組成成分を液晶組成物中に所定量含有させることは、従来より多用されている真空注入法においては極めて困難であり、この高揮発性の組成成分の液晶組成物中における組成比が変わることによる弊害は避けられなかった。
【００１２】
本発明は前記した点に鑑みなされたもので、高揮発液晶や高揮発添加物などの高揮発成分が含有される液晶組成物を２枚の透明基板間の空間部に封入した液晶表示素子の製造方法において、液晶表示素子に封入される液晶組成物中に、確実に所定量の高揮発成分を含有させることのできる液晶表示素子の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため請求項１に記載の発明に係る液晶表示素子の製造方法は、２枚の透明基板間の空間部に液晶組成物を封入させた液晶表示素子の製造方法において、前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうち少なくとも１種類の高揮発性の液晶組成成分と、それ以外の液晶組成成分とを、異なる方法により前記空間部に封入することを特徴とする。
【００１４】
本発明の液晶表示素子の製造方法によれば、前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうち少なくとも１種類の高揮発性の液晶組成成分については、高揮発性の液晶組成成分が、その封入途中の揮発によって封入後の組成比を所望のものとは異ならせることのない封入方法により封入し、それ以外の液晶組成成分については、一般的で効率の良い封入方法により封入することが可能となり、その結果、液晶組成物内に所定量含有させた液晶表示素子を確実に製造することができる。
【００１５】
そして、請求項２に記載の液晶表示素子の製造方法は、請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法において、前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうちの少なくとも１種類の前記高揮発性の液晶組成成分を、単一有機溶媒または２成分以上の混合有機溶媒に溶かし、少なくとも一方の透明基板の内表面に付着させ、その後に、２枚の透明基板を貼り合わせて前記空間部に封入することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうちの少なくとも１種類の前記高揮発性の液晶組成成分が貼り合わせ時に揮発したとしても、貼り合わせ基板の空間部内に残留させることができ、その結果、液晶組成物内に所定量含有させた液晶表示素子を確実に製造することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の液晶表示素子の製造方法は、請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法において、前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうちの少なくとも１種類の前記高揮発性の液晶組成成分以外の液晶組成成分を、真空環境下において前記空間部に封入することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうちの少なくとも１種類の前記高揮発性の液晶組成成分以外の液晶組成成分について、一般的で、効率の良い封入方法により封入することが可能となる。
【００１９】
さらに、請求項４に記載の液晶表示素子の製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示素子の製造方法において、前記液晶組成物が、トランス体からシス体に変化する特性を示す液晶組成成分を含有し、前記高揮発性の液晶組成成分が、耐紫外線材料であることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、耐紫外線材料の高揮発性の液晶組成成分を所定量、前記液晶中に含有させることができ、トランス体からシス体に変化する特性を示す液晶組成成分の光照射による物性の変化を確実に緩和させることができる。
【００２１】
またさらに、請求項５に記載の液晶表示素子の製造方法は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示素子の製造方法において、液晶組成成分を前記空間部に封入して液晶表示素子を製造する工程において、少なくとも１回は、液晶組成物を封入した液晶表示素子をネマティック−アイソトロピック相転移温度以上の温度で加熱することを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、ネマティック−アイソトロピック相転移温度以上の温度で加熱し、液晶組成物が等方相に相転移したとき、貼り合わせ基板の空間部内に封入された前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうち少なくとも１種類の高揮発性の液晶組成成分と、それ以外の液晶組成成分とを混合させ、結果的に、所定の組成比を有する液晶組成物が封入された液晶表示素子を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本実施形態においては、一対の透明基板間の空間部にトランス体からシス体に変化する特性を示す液晶組成成分と、前記トランス体からシス体に変化する特性を示す液晶組成成分のシス体への変化を抑制する性質を有する高揮発性の液晶組成成分（液晶添加物を含む）とを封入させた液晶表示素子の製造方法について説明する。また、以下の液晶表示素子の製造方法においては、前記トランス体からシス体に変化する特性を示す液晶組成成分のシス体への変化を抑制する性質を有する、１種類の高揮発性の液晶組成成分のみを有機溶媒に溶解させる場合を以て説明する。
【００２４】
まず、ガラス等の絶縁性材料からなり平面ほぼ矩形に形成された一対の透明基板に絶縁膜および配向膜を塗布、焼成した後、ラビング処理を施して配向処理を行なう。
【００２５】
続いて、このような配向処理が施された２枚の透明基板のうち、一方の透明基板には、その周辺部にシール材を塗布あるいは印刷により形成する。
【００２６】
他方の透明基板には、２枚の透明基板間に形成される空間部の間隙を調整するためのスペーサを均一に散布する。また、本実施形態においては、例えばヘキサン、トルエン、エタノール、ＩＰＡ、ヘキサン＋エタノール混合溶液などの有機溶媒に、高揮発性を有する液晶組成成分としてのアズレンを溶解した溶液を用いてこの透明基板の内側表面にアズレンを均一に付着させる。このとき、アズレンは固体の状態で透明基板の表面に付着することとなる。
【００２７】
アズレンの付着方法としては、前記スペーサの散布時に、スペーサと共に散布して基板の内側表面に付着させてもよいし、前記ラビング処理後の洗浄液（有機溶媒）に溶解させてピンコートさせてもよい。また、印刷により付着させることも可能である。
【００２８】
前記アズレンを溶かす前記有機溶媒は、前述のように、単一有機溶媒であっても、２成分以上の混合有機溶媒であってもよい。しかし、その溶解度パラメータは５０以下、好ましくは２０以下とする。この有機溶媒に溶解させるアズレンの量は、当該液晶表示素子に封入される液晶組成物中のアズレンの濃度が所望の濃度となるように調整する。例えば、アズレンの付着を散布法により行なう場合には、飛散によって失う量を見積もって、予め、散布濃度を上げておくようにするとよい。
【００２９】
なお、前記アズレンの濃度は、本実施形態においては１ｗｔ％を目標とする。アズレンの濃度は高ければいいというものではなく、液晶組成物中に１．５ｗｔ％以上含有されると液晶がゲル化してしまうことがわかっている。また、アズレン以外に高揮発性を有する液晶組成成分（液晶添加物）としては、１，２，３−ベンゾトリアゾールやシアノ−アクリレート系の紫外線吸収剤などを例示することができる。
【００３０】
その後、２枚の透明基板を貼り合わせて、貼り合わせ基板を形成する処理を行う。このように、アズレンを基板の内側表面に付着させた後、すぐに基板の貼り合わせ作業を行うことで、高揮発性のアズレンが揮発したとしても貼り合わせ基板の空間部内（配向膜部分）に残留させることができる。
【００３１】
次に、前記貼り合わせ基板の空間部に、真空注入法の手段により注入口を介して、含ＤＦＳ液晶を注入し、前記注入口を封止する。
【００３２】
そして、この状態で、貼り合わせ基板に対しネマティック−アイソトロピック相転移温度以上の温度で加熱するエージング処理を行う。
【００３３】
ネマティック−アイソトロピック相転移温度以上の温度で加熱するエージング処理を行なうことにより、液晶組成物を等方相に相転移させることができる。この加熱温度は液晶組成物の種類等に応じて任意に設定することができるものであるが、基本的には、ネマティック−アイソトロピック相転移温度より１５℃以上の温度に設定することが望ましい。このエージング処理の工程で等方相に相転移したとき、透明基板の内側表面に付着するアズレンと真空注入された含ＤＦＳ液晶とが混合されて、結果的に、所定の組成比分のアズレンを含む含ＤＦＳ液晶が封入された液晶表示素子を得ることができる。
【００３４】
ＵＶ吸着剤、耐紫外線材料であるアズレンは、光エネルギーによって含ＤＦＳ液晶がトランス体からシス体へ変化することを抑止するように作用する。そして、本実施形態のようにして製造された液晶表示素子は、耐光性試験の結果においても、図１および図２に示すように、光照射時間の経過に伴なうＴｎｉの低下、コントラストの低下を抑制するものとなった。
【００３５】
以上の液晶表示素子の製造方法においては、前記トランス体からシス体に変化する特性を示す液晶組成成分のシス体への変化を抑制する性質を有する、１種類の高揮発性の液晶組成成分のみを透明基板に塗布することとしたが、複数の高揮発性の液晶組成成分について、透明基板に塗布してもよい。その場合においても、液晶組成物中に含有される高揮発性の組成成分の組成比を、所望の通りにすることができる。
【００３６】
なお、本発明における高揮発性の液晶組成成分であるか否かの判断は、その液晶組成成分の分子量を参照することで可能であり、例えば、分子量は３３０を境界値とすることができる。その根拠について、以下に、簡単に説明する。
【００３７】
図３は、様々な分子量の液晶組成成分（アズレンを含む）を混入させた含ＤＦＳ液晶について、時間の経過に伴って段階的に試験温度を上昇させる環境下におけるガスクロマトグラムであり、図４は、その組成成分の分子量を示す表である。この図３および図４からわかるように、アズレン等の様々な液晶組成物を含有する含ＤＦＳ液晶の組成成分は、ガスクロマトグラフィの結果として、速めに検出される組成成分と、遅れて検出される組成成分との２つに大別することができる。この検出の速遅は、組成成分の分子量と関係があることは、一般に、分子量の小さな組成成分ほど揮発性が高いことからも予想されることではあったが、このことは、図４に示す表からも再確認することができた。そして、揮発性の高低を２つに大別した、速めに検出される組成成分と遅れて検出される組成成分との間、つまり、図３のグラフにおけるＮｏ．７の組成成分の分子量とＮｏ．８の組成成分の分子量の中間にあたる分子量３３０で大別した。よって、分子量３３０以下の組成成分については、高揮発性を有するものであると判断して真空環境下における注入方法によらず、固体の状態で基板に付着させる方法を採用し、分子量３３０より大きい液晶組成成分についてのみ、真空注入法を用いて注入することとなる。なお、下記の式３に、前記図４のＮｏ．３およびＮｏ．７のＤＦＳ系液晶の構造式を示す。
【００３８】
【化３】
2004029452.tif 000004
【００３９】
次に、本発明の液晶表示素子の製造方法について、１ｗｔ％のアズレンを含んだ含ＤＦＳ液晶を封入する液晶表示素子を作製する場合を、実施例と比較例とを以て説明する。
＜実施例＞
前記実施形態のように、一方の透明基板には、液晶の注入口を有するシールを印刷により形成した。また、他方の透明基板にはスペーサを散布し、その後、１０ｃｍ３のエタノールに０．０１ｇのアズレンを溶解させた溶液を用意し、散布機を用いて前記アズレンを溶解させた溶液を散布した。その後直ぐに、この２枚の透明基板を貼り合わせた。真空環境下で含ＤＦＳ液晶を前記シールの注入口から注入し、注入口を封止した。そして、１１０℃で３０分間のエージング処理を行い、液晶表示素子を得た。
【００４０】
このようにして製造された液晶表示素子について、封止された液晶組成物内の含有量をガスクロマトグラフで測定したところ、アズレン濃度は０．９１ｗｔ％であった。
＜比較例＞
実施例で用いた透明基板と同様の透明基板を使い、一方の透明基板には、液晶の注入口を有するシールを印刷により形成し、他方の透明基板にはスペーサを散布し、この２枚の透明基板を貼り合わせた。続いて、真空環境下で、１ｗｔ％のアズレンを含む含ＤＦＳ液晶を準備し、それを前記シールの注入口から注入し、注入口を封止した。そして、１１０℃で３０分間のエージング処理を行い、液晶表示素子を得た。
【００４１】
このようにして製造された液晶表示素子について、封止された液晶組成物内のガスクロマトグラフ−マススペクトル測定を行ったところ、アズレン濃度は０．２８ｗｔ％であった。
【００４２】
この比較実験の結果からも明らかなように、本実施例の液晶表示素子の製造方法によれば、アズレンのような高揮発成分を液晶組成物内に所定量含有させた液晶表示素子を確実に製造することができる。
【００４３】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００４４】
透明基板に塗布する高揮発性の液晶組成成分は１種でなく、複数種であってもよい。また、透明基板に塗布する高揮発性の液晶組成成分は耐紫外線材料に限られず、例えば、帯電防止用ドーパント材（Ｔｒｉｓ［２−（２−ｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈｏｘｙ）ｅｔｈｙｌ］ａｍｉｎｅ：分子量３２３）等を用いてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の液晶表示素子の製造方法によれば、前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうち少なくとも１種類の高揮発性の液晶組成成分と、それ以外の液晶組成成分について、それぞれ異なる方法で貼り合わせ基板の空間部内に封入させるようにすることで、高揮発性の液晶組成成分に相応しい注入法を採用して液晶組成物の封止作業を行うことができ、これにより、液晶組成物内に所定量含有させた液晶表示素子を確実に製造することができる。
【００４６】
また、前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうちの少なくとも１種類の前記高揮発性の液晶組成成分は、単一有機溶媒または２成分以上の混合有機溶媒に溶かし、少なくとも一方の透明基板の内表面に固体状態で付着させた後に、２枚の透明基板を貼り合わせて前記空間部に封入することで、前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうちの少なくとも１種類の前記高揮発性の液晶組成成分を貼り合わせ基板の空間部内に残留させることができ、その後、前記空間部にその他の液晶組成成分を真空注入法を用いて注入し、前記空間部において、両液晶組成成分を混合させることで、液晶組成物内に、所定の高揮発性の組成成分を含有させた液晶表示素子を確実かつ簡単に製造することができる。
【００４７】
さらに、前記液晶組成物として、トランス体からシス体に変化する特性を示す液晶組成成分を含有するものを用い、前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうちの少なくとも１種類の前記高揮発性の液晶組成成分として、アズレンのような耐紫外線材料を用いることで、耐紫外線材料の高揮発性の液晶組成成分を所定量、前記液晶組成物中に含有させることができ、トランス体からシス体に変化する特性を示す液晶組成成分の光照射による物性の変化を確実に緩和させ、液晶組成物の応答速度を高めるとともに、長期間の安定した表示特性を示す液晶表示素子を得ることができる。
【００４８】
またさらに、液晶組成成分を前記空間部に封入して液晶表示素子を製造する工程において、少なくとも１回は、液晶組成物を封入した液晶表示素子をネマティック−アイソトロピック相転移温度以上の温度で加熱することにより、液晶組成物が等方相に相転移したとき、貼り合わせ基板の空間部内に封入された前記液晶組成物を構成する液晶組成成分のうち少なくとも１種類の高揮発性の液晶組成成分と、それ以外の液晶組成成分とを十分に混合させることができ、結果的に、所定の組成比を有する液晶組成物が封入された液晶表示素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法により製造された液晶表示素子の耐光性試験における、光照射時間の経過に伴なうＴｎｉの変化を示すグラフ
【図２】本発明の製造方法により製造された液晶表示素子の耐光性試験における、光照射時間の経過に伴なうコントラストの変化を示すグラフ
【図３】様々な分子量の液晶組成物を混入させた含ＤＦＳ液晶についてのガスクロマトグラム
【図４】図３の含ＤＦＳ液晶の組成成分の分子量を示す表
【図５】従来の製造方法により製造された液晶表示素子の耐光性試験における、光照射時間の経過に伴なうＴｎｉの変化を示すグラフ
【図６】従来の製造方法により製造された液晶表示素子の耐光性試験における、光照射時間の経過に伴なうコントラストの変化を示すグラフ
【図１】
2004029452.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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