(57)【要約】【課題】明るく，視野角特性に優れた液晶表示素子（明るく，視野角依存を持たない液晶表示素子）を生産性高く作製する。【解決手段】調光層の製造工程は、液晶と液晶を物理ゲル化できる化合物とを含む組成物であって、該組成物に含まれる液晶を物理ゲル化できる化合物の濃度が最小ゲル化濃度に達していない組成物を上基板上および／または下基板上に塗布する第１の工程と、上基板と下基板との間に、液晶を物理ゲル化できる化合物を前記第１の工程とは別に存在させる第２の工程と、前記第１の工程で形成された塗布膜と前記第２の工程で形成された液晶を物理ゲル化できる化合物とを混和させる第３の工程とを少なくとも有している。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子の製造方法において、前記調光層の製造工程は、
液晶と液晶を物理ゲル化できる化合物とを含む組成物であって、該組成物に含まれる液晶を物理ゲル化できる化合物の濃度が最小ゲル化濃度に達していない組成物を上基板上および／または下基板上に塗布する第１の工程と、
上基板と下基板との間に、液晶を物理ゲル化できる化合物を前記第１の工程とは別に存在させる第２の工程と、
前記第１の工程で形成された塗布膜と前記第２の工程で形成された液晶を物理ゲル化できる化合物とを混和させる第３の工程とを少なくとも有していることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示素子の製造方法において、前記組成物は、物理ゲル化した液晶と物理ゲル化していない液晶との混合物からなることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の液晶表示素子の製造方法において、液晶を物理ゲル化できる化合物は、低分子化合物であることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法において、前記第２の工程で設置された液晶を物理ゲル化できる化合物は、前記第１の工程で設置した塗布膜と接触させる際、接触時の温度では塗布膜中の液晶と混和しないものであり、接触後に加熱処理を行い、上基板と下基板との間に存在する液晶を物理ゲル化できる化合物を塗布膜中の液晶に混和させた後、冷却することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法において、前記第２の工程で、液晶を物理ゲル化できる化合物は、上基板上および／または下基板上に付与されていることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法において、上基板上および／または下基板上に、ギャップ剤を配置するのと同時に、液晶を物理ゲル化できる化合物を配置することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子において、上基板および／または下基板は、厚さが２５０μｍ以下のプラスチック基板であることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項８】
請求項７記載の液晶表示素子において、前記プラスチック基板は、ポリカーボネイトまたはポリエーテルスルフォンであることを特徴とする液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶素子は、薄型，軽量でかつ省電力性に優れることから、数々の分野での利用が実現されている。現在では、特に表示素子としての用途が目立っており、ＣＲＴに取って代わる勢いで普及が進んできている。また、携帯用電子機器の表示素子としてはまさにその特徴を十分に活かせるものとして利用されている。
【０００３】
このような液晶表示素子の中で、ゲル化した液晶の散乱性を利用して表示するものが知られている。ゲル化した液晶の散乱性を利用する表示は、偏光板が必要なく、明るさ，視野角特性に優れている。
【０００４】
ところで、液晶をゲル化できる化合物として、従来では、高分子分散液晶の製造に用いられてきた重合可能なモノマーが知られている。このようなモノマーは、液晶をゲル化することが可能であるが、液晶をゲル化させる操作時に温度や光が必要なこと、また、精度も要求されること、さらに、一度重合させてしまえば、欠陥があっても修復が不可能であるといった問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本願の発明者らは、このような問題を解決するため、液晶を物理ゲル化できる化合物を用いた液晶表示素子を案出した。
【０００６】
本発明は、明るく，視野角特性に優れた液晶表示素子（明るく，視野角依存を持たない液晶表示素子）を生産性高く作製することの可能な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している。
【０００７】
本発明は、さらに、明るく，視野角特性に優れているとともに、生産性に優れ、軽量性，可撓性に優れ、気泡発生を抑制した液晶表示素子を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子の製造方法において、前記調光層の製造工程は、
液晶と液晶を物理ゲル化できる化合物とを含む組成物であって、該組成物に含まれる液晶を物理ゲル化できる化合物の濃度が最小ゲル化濃度に達していない組成物を上基板上および／または下基板上に塗布する第１の工程と、
上基板と下基板との間に、液晶を物理ゲル化できる化合物を前記第１の工程とは別に存在させる第２の工程と、
前記第１の工程で形成された塗布膜と前記第２の工程で形成された液晶を物理ゲル化できる化合物とを混和させる第３の工程とを少なくとも有していることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の液晶表示素子の製造方法において、前記組成物は、物理ゲル化した液晶と物理ゲル化していない液晶との混合物からなることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の液晶表示素子の製造方法において、液晶を物理ゲル化できる化合物は、低分子化合物であることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法において、前記第２の工程で設置された液晶を物理ゲル化できる化合物は、前記第１の工程で設置した塗布膜と接触させる際、接触時の温度では塗布膜中の液晶と混和しないものであり、接触後に加熱処理を行い、上基板と下基板との間に存在する液晶を物理ゲル化できる化合物を塗布膜中の液晶に混和させた後、冷却することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法において、前記第２の工程で、液晶を物理ゲル化できる化合物は、上基板上および／または下基板上に付与されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液晶表示素子の製造方法において、上基板上および／または下基板上に、ギャップ剤を配置するのと同時に、液晶を物理ゲル化できる化合物を配置することを特徴としている。
【００１４】
また、請求項７記載の発明は、上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子において、上基板および／または下基板は、厚さが２５０μｍ以下のプラスチック基板であることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項８記載の発明は、請求項７記載の液晶表示素子において、前記プラスチック基板は、ポリカーボネイトまたはポリエーテルスルフォンであることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
第１の実施形態
本発明は、上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子の製造方法において、前記調光層の製造工程は、
液晶と液晶を物理ゲル化できる化合物とを含む組成物であって、該組成物に含まれる液晶を物理ゲル化できる化合物の濃度が最小ゲル化濃度に達していない組成物を上基板上および／または下基板上に塗布する第１の工程と、
上基板と下基板との間に、液晶を物理ゲル化できる化合物を前記第１の工程とは別に存在させる第２の工程と、
前記第１の工程で形成された塗布膜と前記第２の工程で形成された液晶を物理ゲル化できる化合物とを混和させる第３の工程とを少なくとも有していることを特徴としている。
【００１８】
ここで、上基板，下基板は、そのいずれかの一方を液晶表示素子の表示側基板にし、他方を非表示側基板にすることができる。
【００１９】
また、上記第１の工程は、液晶と液晶を物理ゲル化できる化合物（以下、物理ゲル化剤と呼ぶ）とを含む組成物を上基板上および／または下基板上に塗布することを意味しており、その際、液晶中に含まれる物理ゲル化剤の濃度を最小ゲル化濃度以下とした塗布液を塗布に使用することを表わしている。なお、最小ゲル化濃度とは、文献“高分子加工、４５巻１号　１９９６年、Ｐ２２”に詳細に示されており、ある温度において溶剤（本発明の場合は液晶）を物理ゲル化（見かけ上の固体化）させるのに必要な物理ゲル化剤の最小濃度である。
【００２０】
従来、物理ゲル化剤を用いた液晶表示素子では、物理ゲル化剤を上基板と下基板との間に含ませた後、液晶を減圧注入して素子を作製したり、あるいは、物理ゲル化剤をすでに含む液晶組成物を加熱してゾル状態（溶液状態）にした後、保温したまま、上基板と下基板との間に減圧注入して素子を作製することが考えられていた。いずれにしても減圧注入を用いるため、生産性が悪いものである。上基板上および／または下基板上に物理ゲル化剤を付与しておき、その上から液晶のみを塗布する方法や、組成物を加熱しゾル状態とした溶液を塗布する方法も考えられるが、いずれの方法も塗布液の粘度が低くなり、液晶素子に一般的に使用される数μｍから数十μｍの膜厚を均一に塗布することは困難であった。さらに、組成物を加熱しゾル状態とした溶液を塗布する方法では、塗布中は塗布液が物理ゲル化しないように保温しておく必要があった。
【００２１】
これに対し、本発明は、液晶と物理ゲル化剤との組成物（液晶に物理ゲル化剤を加えて加熱し、物理ゲル化剤を溶解させ、室温まで冷却したもの）が物理ゲル化前であり巨視的に増粘状態であることから、前述の厚膜を容易に塗布することが可能である。最小ゲル化濃度は温度の関数であるが、本発明においては、塗布する環境温度においての最小ゲル化濃度という意味であり、ある決まった温度に対する値ではない。塗布液の粘度は、５００〜１００００が好ましい。塗布液の粘度が５００以下であると、塗布後の塗布膜の流動性が大きく、ハンドリングがしずらくなる。また、塗布液の粘度が１００００以上である場合は、数十μｍ程度の膜厚以上になりやすく、薄膜を塗布しずらくなる傾向がある。塗布方法としては汎用的な塗布方法が使用できるが、生産性の面から、ブレードコート法，ワイヤーバーコート法が好ましい。最小ゲル化濃度以下の領域で適切な粘度が設定しにくい場合、物理ゲル化した液晶（擬似固体）と物理ゲル化していない液晶とを混合して使用することが好ましい。換言すれば、組成物としては、液晶を物理ゲル化した液晶と物理ゲル化していない液晶との混合物からなるのが好ましい。これら２種の液晶を混合することで、巨視的な粘度を調整することが可能となる。この混合物は、液晶中に物理ゲル化した液晶が分散している形となる。作製方法としては、使用する液晶に最小ゲル化濃度以上の物理ゲル化剤を加えて加熱し、液晶に物理ゲル化剤を混和した後、冷却して液晶のゲル（擬似固体状）を作製する。これと適量の液晶とを混合し、液晶のゲルを液晶に分散することで作製できる。分散法は公知の方法が使用でき、例えば、ホモジナイザー，ロールミル等の機器により行うことができる。この時、液晶のゲルがゾル化を起こさない範囲に温度を保つ必要がある。液晶中に分散される液晶のゲルの大きさは、塗布する膜厚以下であることが必要であるが、より細かいことが塗布液（ここでは、液晶と液晶のゲルとの混合物）の安定性の面から、また、膜厚の均一性の面から好ましい。なお、ここで、物理ゲル化した液晶とは、物理ゲル化剤濃度が最小ゲル化濃度を超え、擬似固体状となったものをさし、物理ゲル化していない液晶とは、液晶だけ、あるいは、物理ゲル化剤濃度が最小ゲル化濃度に達していない状態の液晶組成物をさす。
【００２２】
このように、本発明は、上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子の製造方法において、前記調光層の製造工程は、
液晶と液晶を物理ゲル化できる化合物とを含む組成物であって、該組成物に含まれる液晶を物理ゲル化できる化合物の濃度が最小ゲル化濃度に達していない組成物を上基板上および／または下基板上に塗布する第１の工程と、
上基板と下基板との間に、液晶を物理ゲル化できる化合物を前記第１の工程とは別に存在させる第２の工程と、
前記第１の工程で形成された塗布膜と前記第２の工程で形成された液晶を物理ゲル化できる化合物とを混和させる第３の工程とを少なくとも有しているので、明るく，視野角特性に優れる液晶表示素子を、塗布方式を用いることにより、生産性高く製造することが可能となる。
【００２３】
第２の実施形態
また、本発明の第２の実施形態は、上述した本発明の液晶表示素子の製造方法において、液晶を物理ゲル化できる化合物に低分子化合物を用いている。
【００２４】
液晶を物理ゲル化できる化合物に低分子化合物を用いることで、高分子化合物と比べて液晶との相溶性を向上でき、短時間かつ低いエネルギーで物理ゲル化を行うことが可能となる。
【００２５】
なお、本発明でいう低分子化合物とは、分子量分布をもたない化合物をさす。分子量としては２０００以下、特に２０００〜１０００のものが好ましく、キラル構造を持つものが好ましい。また、その化合物は液晶との相溶性を向上させる構造を有することが好ましく、具体的には、長鎖アルキル構造（分岐があっても良い）を持つものが好ましい。特に好ましくは炭素数２０〜４０の長鎖アルキル基を２個以上有しているのが良い。具体的には、特開平５−２１６０１５，特開平８−２５４６８８，特開平１１−２１５５６，特開平１１−５２３４１に開示されているものを使用できる。
【００２６】
このように、液晶を物理ゲル化できる化合物に低分子化合物を用いることで、液晶をより簡便なプロセスでゲル化できる化合物を有した液晶表示素子の製造方法を提供することができる。
【００２７】
第３の実施形態
また、本発明の第３の実施形態は、上述した本発明の液晶表示素子の製造方法において、前記第２の工程で設置された液晶を物理ゲル化できる化合物（物理ゲル化剤）は、前記第１の工程で設置した塗布膜と接触させる際、接触時の温度では塗布膜中の液晶と混和しないものであり、接触後に加熱処理を行い、上基板と下基板との間に存在する液晶を物理ゲル化できる化合物を塗布膜中の液晶に混和させた後、冷却することを特徴としている。すなわち、この第３の実施形態は、上述した第２の工程（両基板間に液晶を物理ゲル化できる化合物を存在させる工程）において、上基板と下基板との間に存在する物理ゲル化剤が塗布膜と接触する温度では液晶と混和しないようにし、接触後に加熱処理を行い、調光層中に基板間（基板上）に存在する物理ゲル化剤を塗布膜中の液晶に混和させた後、冷却することを特徴としている。上基板と下基板との間に存在する物理ゲル化剤が塗布膜と接触する温度で液晶と混和してしまうと、塗布面に物理ゲル化剤が存在する場合には、塗布中に物理ゲル化が起こり、膜厚の均一性が悪くなる（表示むらとなる）。また、塗布基板以外に物理ゲル化剤が付与されている場合においては両基板の貼り合わせ中に物理ゲル化が起こり、やはり膜厚（セル厚）が不均一になる。この現象は、第１の工程で形成された塗布膜とそれとは別に設置させた物理ゲル化剤とが接触する温度では、物理ゲル化剤が液晶と混和しない化合物を選択することにより回避可能である。、物理ゲル化剤が液晶と混和しないという意味は、本来、その後のハンドリング時間のみ混和が避けられれば良いので、液晶に対する物理ゲル化剤の溶解性が小さい化合物、あるいは、長い溶解時間が必要な化合物という意味であって、その温度においてまったく混和しないというものである必要はない。さらに生産性を上げるためには、物理ゲル化剤を塗布膜と接触させたた後、混和を促進するため温度を一旦ゾル化点以上に加熱し、ゲル化点以下に冷却することにより、短時間で表示不良の少ない本発明の液晶表示素子を提供できる。また、本発明の表示素子は、高分子分散液晶と異なり、表示素子を作製した後もゾル化が可能であることから、表示欠陥が生じた場合、その原因にもよるが、再度ゾル化し安定状態とした後、ゲル化することにより、表示欠陥を修復することが可能である。
【００２８】
このように、本発明の液晶表示素子の製造方法において、前記第２の工程で設置された液晶を物理ゲル化できる化合物（物理ゲル化剤）は、前記第１の工程で設置した塗布膜と接触させる際、接触時の温度では塗布膜中の液晶と混和しないものであり、接触後に加熱処理を行い、上基板と下基板との間に存在する液晶を物理ゲル化できる化合物を塗布膜中の液晶に混和させた後、冷却することにより、さらに、生産性，表示むらを向上させた製造方法を提供することができる。
【００２９】
なお、生産性，表示むらを向上させた製造方法を提供することは、両基板上に液晶を物理ゲル化できる化合物を存在させることによっても達成できる。すなわち、上述した本発明の液晶表示素子の製造方法において、前記第２の工程で、液晶を物理ゲル化できる化合物を、上基板上および／または下基板上に付与することによっても達成できる。本発明においては、液晶を物理ゲル化させる化合物を液晶に含ませることが前提である。しかるに、液晶表示素子の使用温度範囲において液晶は物理ゲル化していることが好ましい。液晶表示素子の使用温度範囲に常温が含まれることはいうまでもなく、したがって、本発明における調光層も常温ではゲル化していることとなる。本発明の構成においては、両基板間（上基板と下基板との間）にあらかじめ、液晶を物理ゲル化できる化合物を存在させておくことが要件となる。両基板内に液晶を物理ゲル化できる化合物をあらかじめ存在させる方法としては、両基板を封止剤を用い接着させる以前の状態、すなわち基板１枚の状態で、液晶を物理ゲル化できる化合物の溶液（化合物が液体の場合そのままでも使用可能）を塗布することによって形成することができる。塗布方法は従来公知の方法（スピン塗布，デップ塗布，フレクソ印刷等）が使用できるが、液晶を物理ゲル化できる化合物が封止部に付着しないようにすることが好ましい。
【００３０】
また、生産性，表示むらを向上させた製造方法を提供することは、上述した本発明の液晶表示素子の製造方法において、上基板上および／または下基板上に、ギャップ剤を配置するのと同時に、液晶を物理ゲル化できる化合物を配置することによっても達成できる。このギャップ剤は、両基板（上基板と下基板）を貼り付ける前に基板上（上基板上および／または下基板上）に存在させておくものである。このギャップ剤配置方法の一つに湿式散布法がある。これは、基板上部よりギャップ剤を含む液体を噴霧し、基板上にギャップ剤をふらせる方法である。この時に使用する液体に液晶を物理ゲル化できる化合物を溶解あるいは分散させることにより、一段回で、ギャップ剤，物理ゲル化剤の両方を基板上に付与できるようになる。この方法は、この散布方法に限らず、液体を用いてギャップ剤を基板上に配置する方法であれば適用可能であるが、その場合、ギャップ剤をあらかじめ本発明で使用する塗布液に混入させておくことが好ましい。より好ましくは、液晶を物理ゲル化する化合物は、使用する液体に溶解させるのではなく、分散させてあるのが良い。さらに好ましくは、ギャップ剤表面にあらかじめ付与させてあることが均一散布の面から良い。化合物の分散あるいはギャップ剤表面への化合物の付与は、溶剤を使用する場合は液晶を物理ゲル化できる化合物を溶解しないような貧溶媒を使用する必要がある。適切な溶媒が使用できない場合は、乾式法により液晶を物理ゲル化できる化合物がギャップ剤表面にあらかじめ付与させてあるものを散布することが好ましい。
【００３１】
本発明でいうゲルとは、三次元網目構造に溶剤が取り込まれた状態をさす。
【００３２】
また、本発明でいう物理ゲルとは、ゲル状態から溶液状態（ゾル状態）への変化が可能なものをさす。ゲル状態から溶液状態への変化が可能であれば、三次元網目構造の架橋部分の構造には限定を受けないが、その架橋構造は一般的に共有結合以外の二次的結合力によるものの場合が多い、ここで言う二次的結合力とは、分子間力結合（水素結合，分子配向，ヘリックス形成，ラメラ形成等），イオン結合によるものである。分子間力結合によるゲルの溶液への変化（ゾル化）は、一般的に温度を上げることによって引き起こすことができる。また、イオン結合によるゲルの溶液への変化（ゾル化）は、一般的にｐＨやイオン強度を変化させることによって引き起こすことができる。どちかのタイプにしても使用できる材料としては、液晶と混和するものであれば使用可能である。
【００３３】
具体的には、アミド結合や水酸基を２個以上有する水素結合性の化合物｛アミド結合を有する化合物（アミノ酸系化合物、尿素系化合物），ソルビトール系化合物，ステロイド系化合物等｝、高分子電解質（高分子電解質に多価イオンをふくむもの、ポリイオンコンプレックス等）、非対称長鎖アルキルアンモニウム塩などのイオン成分をもつもの、あるいは、イオン部，水素結合部をもたない、材料の構造の起因するもの（たとえばファンデルワールス力，π−πスタッキング等によるもの（コレステロール誘導体，ポリフルオロアルキル化合物，長鎖アルコキシアントラセン））などがある。
【００３４】
第４の実施形態
本願の発明者は、基本的構成の液晶表示素子において気泡の発生実験を行なったところ、気泡発生要因の１つとして押圧による発生があることがわかった。これは表示側基板面を何らかの形で押し、変形させることを意味している。
【００３５】
同様なことをガラス基板の液晶表示素子において実施しても気泡は発生せず、また、プラスティク基板に厚みがあり剛性の高いものを使用した場合も発生しないことから、基板面の変形が寄与しているものと考えられた。さらに検討を重ねたところ、押す物体が基板面を押し、その物体が離れる際に気泡が発生していることがわかった。すなわち、基板がもとの形に修復する際、押圧部内部が他の部分に比較して負圧になり気泡が発生するものと推測された。
【００３６】
本発明の表示素子において表示側基板に使用されるプラスチック基板は表示素子の性格上、可視光に対して透明なものが好ましく、ポリオレフィン系，ポリエステル系，ポリアクリレート系，ポリエーテル系等汎用の高分子材料を用いることができるが、リターデーションが小さく、ガス透過性（水分、酸素、窒素）が少なく、可視光の透過性が高く、線膨張係数の小さく、耐熱性の高い材料が好ましい。特に、厚み２５０μｍ以下のものを使用することが、軽量性，厚み，破砕しない点で好ましいが、基板の厚みが薄くなるに従い、外部圧力に対する変形もし易くなるため、気泡の発生の危険性も上昇することとなる。検討した結果、このような液晶表示素子の気泡発生要因の１つとして、押圧による発生があることがわかった。これは、表示側基板面を何らかの形で押し、変形させることを意味している。同様なことをガラス基板の液晶表示素子において実施しても気泡は発生せず、また、プラスティク基板に厚みがあり剛性の高いものを使用した場合も発生しないことから、基板面の変形が寄与しているものと考えられた。さらに、押す物体が基板面を押し、その物体が離れる際に気泡が発生していることがわかった。すなわち、基板がもとの形に修復する際、押圧部内部が他の部分に比較して負圧になり、気泡が発生するものと推測された。これは可撓性の基板を使用した場合には、基本的には避けられない現象である。特に２５０μｍ以下のフイルム基板を使用した場合は顕著である。これに対しては、両基板間（上基板と下基板との間）に液晶を物理ゲル化できる化合物を含ませることにより、液晶はゲル化し、気泡発生の抑制をすることが可能であることがわかった。この効果の理由は明確には判明していないが、基板内部が他の部分に比較して負圧になる時に気泡が発生することから、液体状態の調光層からゲル化した固体様の調光層となることにより、基板の変形に対する回復に調光層が追随するため、負圧になることが抑制され、気泡発生が抑制されるものと予想される。また、同じ押圧であれば、固体様となった調光層の方が表示素子としても変形しにくいことも効果を上げる要因となっていると考えられる。
【００３７】
従って、本発明の態様は、薄いプラスチックフィルムを用いたときに大きな効果を発揮する。
【００３８】
ここで、液晶表示素子の基板にプラスチック基板を使用することは従来から知られている。しかしながら、本発明のような目的解決の思想はなく、単にゲル化した液晶を保持させる基板として使用可能であるということを示しているにすぎなく、厚みに関する記述も、その変形に関する記述も一切見受けられない。
【００３９】
これに対し、本発明の第４の実施形態では、上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子において、上基板および／または下基板は、厚さが２５０μｍ以下のプラスチック基板であることにより、軽量性，可撓性に優れ、気泡の発生を抑えたプラススチック液晶表示素子を提供することができる。
【００４０】
さらに、使用するプラスチック基板は、ポリカーボネイト、あるいは、ポリエーテルスルフォンであるのが好ましい。このような材質の２５０μｍ以下の基板は、リターデーション，可視光の透過性，耐熱性（〜１５０度），基板の軽量性，厚みの点に優れ、表示素子を形成した場合、表示品質が高く、軽量性，可撓性，生産性に優れる液晶表示素子を提供できる。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。なお、以下の実施例は、調光層が散乱性を有するものに関して示しているが、他の液晶表示モード（例えば、旋光性，複屈折性を利用するモード）にも応用できる。
【００４２】
実施例１
実施例１では、透過型の液晶表示素子を作製した。
【００４３】
すなわち、実施例１では、ＩＴＯを表面に持つガラス基板８．５＊５．５ｃｍの中心部に８．５ｃｍ＊４．５ｃｍのＩＴＯを残して端の部分をエッチングして取り除いた基板を２枚用意した（上基板と下基板）。
【００４４】
また、これとは別に、シアノビフェニル系液晶にゲル化剤（次の化１で示される化合物１）を１ｗｔ％加え、１１０℃まで加熱した後、室温まで冷却し、ゲル化した液晶を作製した。
【００４５】
【化１】
2004013062.tif 000003
【００４６】
これに前記液晶を加え、ロールミルにてゲル化した液晶を液晶中に分散させた塗布液を用意した。これを上基板にブレードコート法により塗布した。
【００４７】
また、これとは別にゲル化剤粉末と貧溶媒との分散液を用意し、この分散液を下基板に塗布して乾燥し、しかる後、ゲル化剤を下基板に配置した。次いで、アルコール中にシリカスペーサを分散させたスペーサ散布液を用意し、このスペーサ散布液を下基板上に湿式散布し、５０度で２分乾燥した。
【００４８】
図１には、基板上にゲル化剤を存在させた状態が示されている。
【００４９】
次いで、図２に示すように、上基板と下基板とを貼り合わせた後、図３に示すように、周辺部を一部を除き紫外線硬化性樹脂で封止し、しかる後、全体を１００℃に加熱し、下基板に存在するゲル化剤を混和させ、室温まで冷却し、最後に一部残した部分を封止し、素子を完成させた。図４には、実施例１で作製された素子の外観が示されている。
【００５０】
この素子に６４Ｈｚの矩形波電圧を印加したところ、散乱していた調光層が透明となり、調光層が正常に機能していることが確認できた。
【００５１】
比較例
この比較例では、ＩＴＯを表面に持つガラス基板８．５＊５．５ｃｍの中心部に８．５ｃｍ＊４．５ｃｍのＩＴＯを残して端の部分をエッチングして取り除いた基板を２枚用意した（上基板と下基板）。そして、ゲル化剤粉末と貧溶媒との分散液を用意し、この分散液を下基板に塗布して乾燥し、しかる後、ゲル化剤を下基板に配置した。次いで、アルコール中にシリカスペーサを分散させたスペーサ散布液を用意し、下基板上に湿式散布によりスペーサを散布し、５０℃で２分間乾燥させた。次いで、スクリーン印刷により、上基板と下基板を接着させるためのシール剤を上基板上に印刷形成し、上基板と下基板を互いのストライプ状のＩＴＯが直交するように貼り合わせた（図５を参照）。次いで、加熱することによりシール剤を硬化させた。
【００５２】
次に、セルを液晶注入用真空装置に移し、０．００２Ｔｏｒｒまで減圧した後、実施例１の液晶と化合物１を０．５％加えた混合物を７０度に保温したもの（液晶ゾル）が入った容器に、セルの液晶注入口をつけた後、セル外部を常圧に戻し、液晶ゾルをセル中に導入した。この時、系の温度は７０度に加温しておいた。そして、セルを真空装置より取り出し注入口を封止した。この比較例では、素子の作製時間は、実施例１の倍以上を要した。
【００５３】
実施例２
実施例２では、実施例１において、ギャップ剤をあらかじめ塗布液に混合していた以外は、同様に素子を作製した。
【００５４】
この素子に６４Ｈｚの矩形波電圧を印加したところ、散乱していた調光層が透明となり、調光層が正常に機能していることが確認できた。
【００５５】
実施例２では、実施例１よりも短時間で素子を作製できた。
【００５６】
実施例３
実施例３では、実施例１において、基板をＩＴＯを表面に持つポリエーテルサルフォンシート（ＰＥＳ：住友ベークライト製、厚さ１５０ミクロン）とした以外は、同様に素子を作製した。
【００５７】
この素子に６４Ｈｚの矩形波電圧を印加したところ、散乱していた調光層が透明となり、調光層が正常に機能していることが確認できた。さらに８０度の恒温槽に保存したのち、半径４ｍｍの先端形状を有するステンレスにより、作製した液晶セルの表面を押す試験（押圧試験）を実施した。押圧試験を実施した場所はシール剤内側で桝目状等間隔にて１６個所（縦４×横４）で行なった。試験後、気泡の発生は起っていなかった。
【００５８】
実施例４
実施例４では、基板にポリカーボネイト（厚さ１２０μｍ）を使用した以外は、実施例３と同様にセルを作製した。
【００５９】
この素子に６４Ｈｚの矩形波電圧を印加したところ、散乱していた調光層が透明となり、調光層が正常に機能していることが確認できた。さらに８０度の恒温層の保存したのち、半径４ｍｍの先端形状を有するステンレスにより、作製した液晶セルの表面を押す試験（押圧試験）を実施した。押圧試験を実施した場所はシール剤内側で桝目状等間隔にて１６個所（縦４×横４）で行なった。試験後、気泡の発生は起っていなかった。
【００６０】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１乃至請求項６記載の発明によれば、上基板と、該上基板に対向する下基板とを有し、上基板と下基板との間に、少なくとも液晶物質を含む調光層を有している液晶表示素子の製造方法において、前記調光層の製造工程は、
液晶と液晶を物理ゲル化できる化合物とを含む組成物であって、該組成物に含まれる液晶を物理ゲル化できる化合物の濃度が最小ゲル化濃度に達していない組成物を上基板上および／または下基板上に塗布する第１の工程と、
上基板と下基板との間に、液晶を物理ゲル化できる化合物を前記第１の工程とは別に存在させる第２の工程と、
前記第１の工程で形成された塗布膜と前記第２の工程で形成された液晶を物理ゲル化できる化合物とを混和させる第３の工程とを少なくとも有しているので、ゲル化した調光層を有する液晶表示素子（明るく，視野角特性に優れた液晶表示素子（明るく、視野角依存を持たない液晶表示素子））を生産性高く作製することができる。
【００６１】
特に、請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の液晶表示素子の製造方法において、液晶を物理ゲル化できる化合物は、低分子化合物であるので、液晶をより簡便なプロセルでゲル化できる化合物を有する液晶表示素子の製造方法を提供できる。
【００６２】
また、請求項８，請求項９記載の発明によれば、請求項７記載の液晶表示素子において、前記プラスチック基板は、ポリカーボネイトまたはポリエーテルスルフォンであるので、生産性に優れ、軽量性，可撓性に優れ、気泡発生を抑制した液晶表示素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の液晶表示素子の作製工程を説明するため図である。
【図２】実施例１の液晶表示素子の作製工程を説明するため図である。
【図３】実施例１の液晶表示素子の作製工程を説明するため図である。
【図４】実施例１により作製された液晶表示素子の外観を示す図である。
【図５】比較例により作製された液晶表示素子の外観を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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