(57)【要約】【課題】フッ酸に起因する表示不良や、液晶中の粒子の凝集に起因する表示不良を防ぐことができ、長期に渡って優れた配向特性が得られる耐久性に優れた液晶装置を提供する。【解決手段】一対の基板の間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、前記液晶中に、塩基性酸化物からなる微粒子５５と、液晶性モノマーを重合してなる高分子ネットワークとが含まれている液晶装置とする。微粒子５５の粒径が５ｎｍ〜１００ｎｍであり、微粒子５５が前記液晶中に０．０１ｗｔ％〜５ｗｔ％含まれていることが望ましい。【選択図】図６
2007156054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板の間に液晶を挟持してなる液晶装置であって、
前記液晶中に、塩基性酸化物からなる微粒子と、液晶性モノマーを重合してなる高分子
ネットワークとが含まれていることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記微粒子に前記高分子ネットワークが吸着されていることを特徴とする請求項１に記
載の液晶装置。
【請求項３】
前記微粒子が、前記液晶中に０．０１ｗｔ％〜５ｗｔ％含まれていることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記高分子ネットワークが、前記液晶中に０．１ｗｔ％〜５ｗｔ％含まれていることを
特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項５】
前記一対の基板の少なくとも一方の基板における前記液晶側の面に、酸化ケイ素を主体
とし、前記液晶の配向を制御する配向膜が備えられていることを特徴とする請求項１〜請
求項４のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項６】
一対の基板の間に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
塩基性酸化物からなる微粒子と液晶性モノマーとを液晶中に分散させる分散工程と、
前記液晶性モノマーを重合させることによって高分子ネットワークを形成する重合工程
とを備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項７】
前記分散工程の前に、前記微粒子に前記液晶性モノマーを吸着させることを特徴とする
請求項６に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項８】
前記分散工程の前に、前記微粒子に重合開始剤を吸着させることを特徴とする請求項６
または請求項７に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法、並びに電子機器に関し、特に長期に渡って
優れた配向特性が得られる耐久性に優れた液晶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶プロジェクタ（投射型表示装置）のライトバルブや携帯電話等のディスプ
レイとして用いられる液晶装置には、一対の基板間に挟持された液晶の配向方向を制御す
る配向膜が設けられている。しかしながら、配向膜は、長期間の使用によって配向力が低
下してしまう。特に、高強度の光が照射される液晶プロジェクタでは、光源からの光や熱
によって配向膜に変性が生じやすいため、表示不良が生じやすく、耐久性が悪いことが問
題となっていた。
【０００３】
この問題を解決するために、例えば、無機配向膜を用いることにより、配向膜の耐光性
や耐熱性を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、この問
題を解決するため、表示欠陥が発生しないように、液晶中あるいは透明基板上に高吸水性
粒子を分散させて、液晶中の水分を高吸水性粒子に吸収させる技術が提案されている（例
えば、特許文献２参照）。また、液晶に対して所定量の粒子を含有させる技術として、特
許文献３には、水溶性ポリママトリックス中に液晶が分散されているポリマ分散型液晶フ
ィルムに、酸化マグネシウムの粒子を含有させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開平７−２０４６８号公報
【特許文献２】特開平６−１６７６９８号公報
【特許文献３】特開平８−２２７０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、液晶中にフッ素系置換基を導入した液晶
分子が含まれている場合、無機配向膜が、液晶の光分解物から生成されるフッ酸によって
浸食され、液晶装置の表示不良を起こすことが問題となっている。特に、ＳｉＯ２を主体
とする無機配向膜は、フッ酸に浸食されると液晶を配向させる能力が低下するため問題と
なっている。
また、特許文献２および特許文献３に記載の技術では、粒子が凝集しやすく、液晶中の
粒子が沈降して表示不良を生じさせるため、長期間使用することは困難であった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フッ酸に起因する表示不良や、液晶
中の粒子の凝集に起因する表示不良を防ぐことができ、長期に渡って優れた配向特性が得
られる耐久性に優れた液晶装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、長期に渡って優れた配向特性が得られる本発明の液晶装置を製造する
方法、および、本発明の液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶装置は、一対の基板の間に液晶を挟持して
なる液晶装置であって、前記液晶中に、塩基性酸化物からなる微粒子と、液晶性モノマー
を重合してなる高分子ネットワークとが含まれていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の液晶装置によれば、液晶中に、高分子ネットワークが含まれているので、塩基
性酸化物からなる微粒子が液晶中で凝集したり沈降したりすることが防がれ、微粒子が液
晶中に安定して分散しているものとなる。
また、塩基性酸化物からなる微粒子は、フッ酸を中和して吸収することができるもので
ある。そして、本発明の液晶装置では、安定して分散している塩基性酸化物からなる微粒
子によって、フッ酸が効果的に中和され吸収されるので、フッ酸に起因する表示不良が生
じにくい。したがって、本発明の液晶装置は、長期に渡って優れた配向特性が得られる耐
久性に優れたものとなる。
よって、本発明の液晶装置では、例えば、液晶中にフッ素系置換基を導入した液晶分子
が含まれていて、液晶装置がＳｉＯ２を主体とする無機配向膜を備えたものである場合に
、液晶の光分解物からフッ酸が生成されたとしても、フッ酸による無機配向膜の浸食を防
ぐことができる。
【０００８】
また、上記の液晶装置においては、前記微粒子に前記高分子ネットワークが吸着されて
いるものとすることができる。
このような液晶装置とすることで、微粒子が液晶中で凝集したり沈降したりすることが
、より一層効果的に防がれ、微粒子が液晶中により一層安定して分散しているものとなる
。
【０００９】
また、上記の液晶装置においては、前記微粒子が、前記液晶中に０．０１ｗｔ％〜５ｗ
ｔ％含まれているものとすることができる。
このような液晶装置とすることで、微粒子が液晶中に含まれていることによる駆動電圧
の増大を十分に小さく抑えることができ、かつ、フッ酸を吸収する効果が十分に得られる
ものとなる。
【００１０】
また、上記の液晶装置においては、高分子ネットワークが、前記液晶中に０．１ｗｔ％
〜５ｗｔ％含まれているものとすることができる。
このような液晶装置とすることで、高分子ネットワークが液晶中に含まれていることに
よる可視光の不要散乱の増大や駆動電圧の増大を十分に小さく抑えることができ、かつ、
微粒子の分散安定性を向上させる効果が十分に得られ、フッ酸を吸収する効果が十分に得
られるものとなる。
【００１１】
また、上記の液晶装置においては、前記一対の基板の少なくとも一方の基板における前
記液晶側の面に、酸化ケイ素を主体とし、前記液晶の配向を制御する配向膜が備えられて
いるものとすることができる。
なお、本明細書において、「主体とする」とは、構成成分のうち最も含有量の多いこと
を言うものとする。このような液晶装置とすることで、耐光性や耐熱性に優れた配向膜を
備えたものとなる。
【００１２】
上記の目的を達成するために本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板の間に液晶を
挟持してなる液晶装置の製造方法であって、塩基性酸化物からなる微粒子と液晶性モノマ
ーとを液晶中に分散させる分散工程と、前記液晶性モノマーを重合させることによって高
分子ネットワークを形成する重合工程とを備えることを特徴とする。
本発明の液晶装置の製造方法によれば、安定して分散している塩基性酸化物からなる微
粒子によってフッ酸が効果的に中和され吸収され、長期に渡って優れた配向特性が得られ
る耐久性に優れた液晶装置を製造できる。
【００１３】
また、上記の液晶装置の製造方法においては、前記分散工程の前に、前記微粒子に前記
液晶性モノマーを吸着させる方法とすることができる。
このような液晶装置の製造方法によれば、前記微粒子に吸着される高分子ネットワーク
の数を増加させることができるので、液晶中での微粒子の凝集や沈降をより効果的に抑制
でき、微粒子が液晶中により一層安定して分散している液晶装置を製造できる。
【００１４】
また、上記の液晶装置の製造方法においては、前記分散工程の前に、前記微粒子に重合
開始剤を吸着させる方法とすることができる。
このような液晶装置の製造方法によれば、微粒子の近傍に配置される高分子ネットワー
クの高分子鎖の数が多くなるとともに、前記微粒子に吸着される高分子ネットワークの数
を増加させることができるので、液晶中での微粒子の凝集や沈降をより効果的に抑制でき
、微粒子が液晶中により一層安定して分散している液晶装置を製造できる。
【００１５】
上記の目的を達成するために本発明の電子機器は、上記いずれかの液晶装置を備えたこ
とを特徴とする。
このような電子機器によれば、長期に渡って良好な表示性能が得られる耐久性に優れ
た電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を例に挙げて説明する。なお、以降の説明では図面を用いて
各種の構造を例示するが、これらの図面に示される構造は特徴的な部分を分かり易く示す
ために実際の構造に対して寸法を異ならせて示す場合がある。
また、本実施の形態では、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を画
素スイッチング素子として備えたアクティブマトリクス型の液晶装置を例に挙げて説明す
る。この液晶装置は、例えば投射型表示装置のライトバルブ（光変調手段）として好適に
用いることができる。
【００１７】
（液晶表示装置）
先ず、液晶装置１００の構成について説明する。図１は、液晶装置１００を各構成要
素とともに対向基板の側から見た平面図であり、図２は、液晶装置１００の図１中に示す
Ｈ−Ｈ’線に沿う断面図である。図３は、液晶装置１００の画像表示領域においてマトリ
クス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路を示す図である。図
４は、液晶装置１００の断面構造を拡大して示す図である。
【００１８】
本実施形態の液晶表示装置１００は、図１および図２に示すように、ＴＦＴアレイ基
板１０と対向基板２０とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によっ
て区画された領域内に液晶５０が封入されている。シール材５２の形成領域の内側の領域
には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）５３が形成されている。シール材５２の
外側の領域には、データ線駆動回路２０１および外部回路実装端子２０２がＴＦＴアレイ
基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回
路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側
に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられて
いる。また、対向基板２０の角部においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との
間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。
【００１９】
なお、液晶表示装置１００においては、使用する液晶の種類、すなわち、ＴＮ（Twis
ted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の動作モードや、ノー
マリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定
の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
【００２０】
このような液晶表示装置１００の画像表示領域においては、図３に示すように、複数
のドット１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらのドット１００ａの
各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…
、Ｓｎを供給するデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。また、
ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走
査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍをこの順に線順次で印加するように
構成されている。画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイ
ッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａ
から供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。
このようにして画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２
、…、Ｓｎは、図２に示す対向基板２０の対向電極２１との間で一定期間保持される。ま
た、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極９
と対向電極２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されている。符
号３ｂは蓄積容量６０を構成する容量線である。
【００２１】
また、図４に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の内面には、マトリクス状に配置さ
れたそれぞれの画素１００ａに対して、ＴＦＴ３０及びＩＴＯ等の透明導電膜からなる画
素電極９が設けられている。実際には、データ線６ａ、走査線３ａ等の配線が形成されて
いるが、図４ではこれらの図示を省略している。また、ＴＦＴアレイ基板１０の内面には
、これらＴＦＴ３０や画素電極９を覆うように、液晶５０の配向を制御する配向膜１が画
像表示領域全体に亘って設けられている。
【００２２】
対向基板２０の内面には、遮光膜２３が設けられている。遮光膜２３は、ＴＦＴ３０
や配線等（データ線６ａ、走査線３ａ等）が形成される各画素１００ａの縁に沿って、格
子状に設けられている。遮光膜２３によって照明光が遮られる領域が非照明領域であり、
遮光膜２３の開口部を通して照明光が透過する領域が照明領域である。対向基板２０の内
面には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる対向電極２１が遮光膜２３を覆うように全面に設
けられており、さらに対向電極２１を覆うように、液晶５０の配向を制御する配向膜２が
画像表示領域全体に亘って設けられている。
【００２３】
配向膜１，２は、無機材料成分である酸化ケイ素（シリカ）を主体として構成されてい
る。配向膜１，２は、酸化ケイ素の斜方蒸着膜であって、所定方向に配向した柱状構造物
からなる表面１ａ，２ａを備えたものである。
【００２４】
また、配向膜１，２は、配向膜形成用液体（ゾル溶液）を用いて、ゾル・ゲル法によっ
て形成されたものとすることができる。この場合、配向膜１，２は、例えばイオンビーム
エッチングなどの指向性を有するビームの照射によってエッチング処理されることにより
、一軸配向性に優れた微細な配向構造（凹凸構造）の表面１ａ，２ａを備えたものとする
ことができる。
なお、イオンビームエッチングの用いるイオン源としては、例えばＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ
、Ｘｅ等の不活性ガスや、ＣＨＦ３、ＣＦ４等のフロン系のガス、塩素系のガス等を用い
ることができる。このうち、一般的には安価で効率の良いＡｒを用いるのが好ましい。Ａ
ｒは、不活性ガスであるのでイオン源が簡単で腐食対策なしで使用可能である。また、フ
ロン系のガスは、ＦラジカルでＳｉＯ２を選択的にエッチングできる上に、コンタミの発
生が少ない。
【００２５】
これらの基板１０，２０の間には、液晶５０が保持されている。本実施形態の液晶表
示装置１００においては、液晶５０中に、塩基性酸化物からなる微粒子と、高分子ネット
ワークとが含まれている。
図５は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶中の高分子ネットワークを説明する
ための模式図である。図５において符号５１は、液晶分子を示している。液晶５０中の高
分子ネットワークは、液晶性モノマーを重合してなる高分子鎖５４からなる。高分子鎖５
４は、液晶に配向している配向部分５４ａと、高分子ネットワークの結合を形成している
結合部分５４ｂとから構成されている。
【００２６】
また、図６は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶中の微粒子と高分子ネットワ
ークとの関係を説明するための模式図である。なお、図６においては、図面を見やすくす
るため、液晶分子の記載を省略して示している。図６において符号５４ｃは、高分子ネッ
トワークを構成する高分子鎖５４のうち、高分子鎖５４の末端に配置された配向部分５４
ａが、液晶５０中の微粒子５５の表面５５ａに吸着されている吸着高分子鎖を示している
。吸着高分子鎖５４ｃは、微粒子５５が液晶中で凝集したり沈降したりすることを効果的
に防ぎ、液晶５０中における微粒子５５の分散安定性を向上させるものである。したがっ
て、液晶５０中における微粒子５５の分散安定性を向上させるためには、吸着高分子鎖５
４ｃの数が多いほど望ましい。
【００２７】
高分子ネットワークは、液晶５０中に０．１ｗｔ％〜５ｗｔ％含まれていることが望ま
しく、０．１ｗｔ％〜３ｗｔ％含まれていることがより望ましい。液晶５０中に含まれる
高分子ネットワークが０．１ｗｔ％未満であると、液晶５０中における微粒子５５の分散
安定性を向上させる効果が十分に得られない恐れが生じる。また、３ｗｔ％を越える高分
子ネットワークが液晶５０中に含まれていると、高分子ネットワークが液晶中に含まれて
いることによる可視光の不要散乱の増大が顕著となり、透過率が低いものとなるため望ま
しくない。さらに、５ｗｔ％を越える高分子ネットワークが液晶５０中に含まれていると
、高分子ネットワークが液晶中に含まれていることによる駆動電圧の増大が顕著となるた
め望ましくない。
なお、液晶５０中の高分子ネットワークの含有量は、高分子ネットワークの原料である
液晶性モノマーの重合前の液晶５０中の含有量（濃度）と同じである。
【００２８】
高分子鎖５４としては、下記一般式（１）（２）（３）に示される液晶性モノマーのい
ずれか１種もしくは複数種を重合してなるものを用いることができる。
【００２９】
【化１】
2007156054.tif 000003
【００３０】
【化２】
2007156054.tif 000004
【００３１】
【化３】
2007156054.tif 000005
【００３２】
なお、上記化１に示した一般式（１）で表される化合物としては、具体的には、表１又
は表２に示す化合物Ｍ１〜Ｍ２５（ロディック株式会社のＵＶキュアラブル液晶）等を例
示することができる。また、上記化２に示した一般式（２）で表される化合物としては、
具体的には、表３又は表５に示す化合物Ｍ２６〜Ｍ３３、Ｍ３８〜Ｍ４５等を例示するこ
とができる。上記化３に示した一般式（３）で表される化合物としては、具体的には、表
４又は表６に示す化合物Ｍ３４〜Ｍ３７、Ｍ４６〜Ｍ５１等を例示することができる。
【００３３】
【表１】
2007156054.tif 000006
【００３４】
【表２】
2007156054.tif 000007
【００３５】
【表３】
2007156054.tif 000008
【００３６】
【表４】
2007156054.tif 000009
【００３７】
【表５】
2007156054.tif 000010
【００３８】
【表６】
2007156054.tif 000011
【００３９】
また、上記表１および表２以外にも例えば下記化４の一般式（Ａ）で表される液晶性モ
ノマーを１種もしくは複数種組み合わせて使用することもできる。
【００４０】
【化４】
2007156054.tif 000012
【００４１】
なお上記一般式（Ａ）において、Ｙ１ およびＹ２ は、メタクリレート基、アクリレー
ト基、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、フッ素原子、シアノ基のいずれかを示すが
、Ｙ１ およびＹ２ の少なくとも一方はメタクリレート基またはアクリレート基のいずれ
かを示し、Ａ１ は存在せずその両側のベンゼン環同士が単結合で直結しているか、また
はＡ１ は下記化５の一般式（Ｂ）乃至（Ｅ）のいずれかの基または酸素原子、あるいは
硫黄原子のいずれかを示し、Ａ１ の両側のベンゼン環の水素原子はすべて水素原子であ
るか、または少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子によって置換されているものであ
ってもよい。
【００４２】
【化５】
2007156054.tif 000013
【００４３】
本発明に用いられる液晶性モノマーとしては、上記以外にもそれ自身が液晶相を持つも
のであるか、またはそれ自身は液晶相を持たないが、液晶と混合してもその液晶相を崩さ
ないものを用いることができる。
【００４４】
ここで、図７および図８を用いて、本実施形態の液晶表示装置を構成する高分子鎖の配
向部分と結合部分について、液晶性モノマーを重合してなる高分子鎖の一例を示して説明
する。
図７（ａ）に示すｎ個の液晶性モノマーは、図７（ｃ）に示す模式図においては符号５
４ｄで示されるものである。ｎ個の液晶性モノマー５４ｄを重合すると、図７（ｂ）に示
す高分子鎖が得られる。図７（ｂ）に示す高分子鎖は、図７（ｃ）において符号５４で示
され、図７（ｂ）および図７（ｃ）において高分子鎖５４の配向部分は、符号５４ａで示
され、図７（ｂ）および図７（ｃ）において高分子鎖５４の結合部分は、符号５４ｂで示
される。
図７に示す高分子鎖５４では、配向部分５４ａの数と結合部分５４ｂの数は、同じとな
っている。
【００４５】
また、図８（ａ）に示すｎ個の液晶性モノマーは、図８（ｃ）に示す模式図においては
符号５４ｄで示されるものである。ｎ個の液晶性モノマー５４ｄを重合すると、図８（ｂ
）に示す高分子鎖が得られる。図８（ｂ）に示す高分子鎖は、図８（ｃ）において符号５
４で示され、図８（ｂ）および図８（ｃ）において高分子鎖５４の配向部分は、符号５４
ａで示され、図８（ｂ）および図８（ｃ）において高分子鎖５４の結合部分は、符号５４
ｂで示される。
図８に示す高分子鎖５４では、配向部分５４ａの数１つに対して結合部分５４ｂの数は
２つとなっている。したがって、図８（ｃ）に示す例では、図７（ｃ）に示した例よりも
、結合部分５４ｂの密度が高くなり、液晶５０中における微粒子５５の分散安定性を効果
的に向上させることができる。
【００４６】
また、塩基性酸化物からなる微粒子５５としては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カ
ルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウムの中から選ばれるアルカリ土類金属のうち
の少なくとも１つを主体として用いることができる。特に、微粒子５５が、酸化マグネシ
ウムおよび／または酸化カルシウムである場合、フッ酸を効率良く中和・吸収することが
でき、配向膜１，２の液晶５０を配向させる能力が低下するのを効果的に防ぐことができ
る。また、微粒子５５としては、高分子鎖５４が吸着しやすく、吸着高分子鎖５４ｃの形
成を促進できるとともに、フッ酸の吸収を促進できるものとするために、表面が多孔質で
表面積の大きいものとすることが望ましい。
【００４７】
塩基性酸化物からなる微粒子５５の粒径は、５ｎｍ〜１００ｎｍとすることが望ましく
、平均粒径が３０〜５０ｎｍ程度であることがより好ましい。微粒子５５の粒径が５ｎｍ
未満であると、微粒子５５がフッ酸を吸収する効果が十分に得られない恐れが生じる。ま
た、微粒子５５の粒径が１００ｎｍを越えると、微粒子５５およびその周囲の高分子ネッ
トワークが液晶中に含まれていることによる可視光の不要散乱の増大が顕著となるため望
ましくない。
【００４８】
微粒子５５は、液晶５０中に０．０１ｗｔ％〜５ｗｔ％含まれていることが望ましい。
液晶５０中に含まれる微粒子５５が０．０１ｗｔ％未満であると、微粒子５５がフッ酸を
吸収する効果が十分に得られない恐れが生じる。また、５ｗｔ％を越える微粒子５５が液
晶５０中に含まれていると、微粒子５５が液晶中に含まれていることによる駆動電圧の増
大が顕著となるため望ましくない。
【００４９】
液晶５０を構成する液晶材料としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など配向し
得るものであればいかなる液晶材料を用いても構わないが、ＴＮ型液晶パネルの場合、ネ
マチック液晶を形成させるものが好ましい。ネマチック液晶としては、例えば、フェニル
シクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液
晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液
晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミ
ジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等が挙げられる。さらに、
これらネマチック液晶の分子にモノフルオロ基、ジフルオロ基、トリフルオロ基、トリフ
ルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基
を導入した液晶分子も含まれる。液晶材料がフッ素系置換基を導入した液晶分子を含む場
合、アクティブマトリクスに適切な高い電圧保持特性と、低駆動電圧を実現する高い誘電
率異方性が得られるため好ましい。
【００５０】
本実施形態の液晶装置１００では、フッ素系置換基を導入した液晶分子の光分解物から
フッ酸が生成されたとしても、液晶５０中に含まれる塩基性酸化物からなる微粒子５５が
フッ酸を中和して吸収するので、フッ酸によって配向膜１，２が浸食されることが防がれ
る。したがって、本発明によれば、良好な配向特性と高い信頼性とを兼ね備えた液晶装置
１００を実現できる。
【００５１】
（液晶装置の製造方法）
次に、上述した液晶装置１００の製造方法について説明する。
上述した液晶装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に配向膜１を形成したものと
、対向基板２０の表面に配向膜２を形成したものとを枠状に設けたシール材５２を介して
貼り合わせ、そのシール材５２の枠内に液晶を充填した後、基板１０，２０の外面側に必
要に応じて偏光板等を貼着することによって作製することができる。
【００５２】
以下に、上述した液晶装置１００を構成する液晶５０を形成する工程について詳細に説
明する。液晶装置１００を構成する液晶５０を形成するには、まず、微粒子５５と液晶性
モノマーとを液晶中に分散させる（分散工程）。
そして、得られた微粒子５５と液晶性モノマーとが分散された液晶を、シール材５２の
枠内に充填し、液晶性モノマーを重合させることによって高分子ネットワークを形成する
（重合工程）。
【００５３】
液晶性モノマーの重合方法は、液晶性モノマーの種類などによって決定することができ
、特に限定されないが、例えば、紫外線（ＵＶ）を照射する方法などによって行なうこと
ができる。
なお、高分子ネットワークを構成する配向部分５４ａは、配向膜１、２に施された配向
規制処理により液晶分子５１とともに配向する。
【００５４】
このようにして得られた液晶装置１００は、図６に示すように、液晶５０中に、塩基性
酸化物からなる微粒子５５と、液晶性モノマーを重合してなる高分子ネットワークとが含
まれ、液晶５０中の微粒子５５の表面５５ａに配向部分５４ａが吸着されている吸着高分
子鎖５４ｃが形成されているので、液晶５０中において微粒子５５に高分子ネットワーク
が吸着されたものとなる。
なお、吸着高分子鎖５４ｃは、液晶５０中に微粒子５５と高分子鎖５４とが含まれてい
ることにより形成されるものであるが、例えば、以下に示す方法により数を多くすること
ができる。
【００５５】
図９〜図１１は、液晶中の微粒子と高分子ネットワークとの関係を説明するための模式
図である。なお、図９〜図１１においては、図面を見やすくするため、液晶分子の記載を
省略して示している。
図９は、上述した分散工程の前に、微粒子５５に液晶性モノマーを吸着させた場合の模
式図である。この場合、微粒子５５に予め吸着された液晶性モノマーを起点として開始さ
れる液晶性モノマーの重合が生じやすくなり、微粒子５５に高分子ネットワークが吸着さ
れやすくなるので、図６に示す例と比較して、微粒子５５に吸着される高分子ネットワー
クの数を増加させることができる。すなわち、図９に示す例では、図６に示す例と比較し
て、吸着高分子鎖５４ｃの数が多くなる。
【００５６】
また、図１０は、上述した分散工程の前に、微粒子５５に重合開始剤を吸着させた場合
の模式図である。この場合、図１０に示すように、微粒子５５に吸着された重合開始剤５
７を起点として開始される液晶性モノマーの重合が生じやすくなり、微粒子５５に高分子
ネットワークが吸着されやすくなるので、図６に示す例と比較して、微粒子５５に吸着さ
れる高分子ネットワークの数を増加させることができる。すなわち、図１０に示す例にお
いても、図６に示す例と比較して、吸着高分子鎖５４ｃの数が多くなる。また、図１０に
示す例では、微粒子５５に吸着された重合開始剤５７によって、図６に示す例と比較して
、微粒子５５の近傍に配置される高分子鎖５４の数が多くなるため、液晶５０中における
微粒子５５の分散安定性をより一層効果的に向上させることができる。
【００５７】
ここで用いられる重合開始剤としては、例えばベンゾフェノンおよびその誘導体、有機
過酸化物などを用いることができる。
また、分散工程の前に微粒子５５に吸着させる重合開始剤の使用量としては、微粒子５
５の粒径や表面形状などによって異なるが、微粒子５５の表面積のうち１０％以上９０％
以下を被覆できる量が好ましい。この範囲より少ないと分散安定化効果が現れにくく、多
いとフッ酸吸着可能量が不足し信頼性向上効果が薄くなる。
【００５８】
また、図１１は、上述した分散工程の前に、微粒子５５に液晶性モノマーおよび重合開
始剤を吸着させた場合の模式図である。この場合、予め微粒子５５に吸着された液晶性モ
ノマーと重合開始剤５７の相乗効果によって、微粒子５５に高分子ネットワークが吸着さ
れやすくなるので、図６に示す例と比較して、微粒子５５に吸着される高分子ネットワー
クの数を増加させることができる。また、図１１に示す例においても、微粒子５５に吸着
された重合開始剤５７によって、図６に示す例と比較して、微粒子５５の近傍に配置され
る高分子鎖５４の数が多くなるため、液晶５０中における微粒子５５の分散安定性をより
一層効果的に向上させることができる。
【００５９】
本実施形態の液晶装置の製造方法によれば、安定して分散している微粒子５５によって
フッ酸が効果的に中和され吸収され、長期に渡って優れた配向特性が得られる耐久性に優
れた液晶装置１００を製造できる。
【００６０】
［投射型表示装置］
次に、本発明の電子機器の具体例として図１２に示す投射型表示装置について説明する
。
図１２は、投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。この投射型表示装置は、上述
した各実施形態に係る液晶装置を、光変調手段として備えたものである。
【００６１】
この投射型液晶表示装置は、図１２に示すように、光源８１０と、ダイクロイックミラ
ー８１３、８１４と、反射ミラー８１５、８１６、８１７と、入射レンズ８１８と、リレ
ーレンズ８１９と、出射レンズ８２０と、本発明の液晶装置からなる光変調手段８２２、
８２３、８２４と、クロスダイクロイックプリズム８２５と、投射レンズ８２６とを備え
ている。
【００６２】
光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８
１２とからなる。ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤
色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー
８１７で反射されて、赤色光用光変調手段８２２に入射される。また、ダイクロイックミ
ラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色
光用光変調手段８２３に入射される。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された
青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による
光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９および出射レンズ８２０を含
むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介し
て、青色光が青色光用光変調手段８２４に入射される。なお、上記各光変調手段８２２，
８２３，８２４には、上記各実施形態の液晶装置が採用されている。
【００６３】
各光変調手段により変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム８２５に
入射する。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせ
たものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜
とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カ
ラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６に
よってスクリーン８２７上に投影され、画像が拡大されて表示される。
【００６４】
この投射型表示装置には、上記各実施形態の液晶装置が採用されているので、高強度の
光照射を行なっても、長期に渡って良好な表示性能が得られる。
【００６５】
以上、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの
例に限定されないことは言うまでもない。すなわち、上述した例において示した各構成部
材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設
計要求等に基づき種々の変更が可能である。
また、本発明の液晶装置は、投射型表示装置の光変調手段に限らず、電子ブック、パー
ソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるい
はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳
、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネ
ルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれにおいても信
頼性が高く長期に渡って良好な表示性能が得られる電子機器を提供することができる。
【００６６】
次に、本発明による液晶装置およびその製造方法ならびに該液晶装置を電子機器に適用
した具体的な実施例について説明する。
〔実験例１〕
電極やＴＦＴなど配向膜１以外の必要な要素が形成された高温ポリシリコンＴＦＴアレ
イ基板と、配向膜以外の必要な要素が形成された対向基板とを用意し、ＴＦＴアレイ基板
および対向基板の表面に、酸化ケイ素（シリカ）を主体とする斜方蒸着膜からなる配向膜
を形成した。
次いで、配向膜の形成されたＴＦＴアレイ基板と、配向膜の形成された対向基板とを、
配向膜の形成された面同士を対向させて３ミクロンのギャップでシール材を介して張り合
わせて空パネルを作製した。このようにして作成した空パネルを複数用意し、空パネル内
に以下に示す（液晶１）の液晶を充填し、ブラックライトを用いて紫外線（ＵＶ）を照射
して液晶性モノマーを重合させることによって高分子ネットワークを形成して、複数の垂
直配向ＥＣＢモードの液晶パネルを得た。
【００６７】
（液晶１）
液晶：ＭＸ００１１９０（メルク社製）
液晶性モノマー：図７（ａ）に記載の液晶性モノマー
微粒子：平均粒径５０ｎｍの高純度マグネシア（宇部興産社製）
微粒子に液晶性モノマーを吸着させた後、微粒子および液晶性モノマーを液晶中に分散
させて使用した。
液晶中の液晶性モノマーの含有量（濃度）：０．５ｗｔ％
液晶中の微粒子の含有量（濃度）：０ｗｔ％〜７ｗｔ％
【００６８】
このようにして得られた液晶パネルにおける飽和電圧を以下に示すようにして調べた。
光源にハロゲン照明を用い、クロスニコルに配置した２枚の偏光板でパネルを挟持しノ
ーマリブラックモードになるよう配置し、検出器には照度計を用いた測定系を準備した。
次に上下基板間に所定の電位差（パネルの駆動電圧に相当）が生じる様にＴＦＴ素子を駆
動し、その電位差（パネルの駆動電圧に相当）におけるパネルの透過照度を測定し、０Ｖ
を印加したときの照度を０％、６Ｖを印加したときの照度を１００％として、その９０％
の照度のときの上下基板間の電位差（パネルの駆動電圧に相当）を飽和電圧とした。
その結果を図１３（ａ）に示す。なお図１３（ａ）において６Ｖ以上の飽和電圧につい
ては外挿して示してある。
【００６９】
図１３（ａ）は、液晶パネルの飽和電圧と液晶中の微粒子の含有量との関係を示したグ
ラフである。図１３（ａ）に示すように、液晶中の微粒子の含有量が５ｗｔ％を越えると
、液晶パネルの飽和電圧が６Ｖを越え、微粒子が液晶中に含まれていることによる駆動電
圧の増大が顕著となり、ＴＦＴ素子での駆動が困難になることが確認できた。
【００７０】
〔実験例２〕
実験例１と同様にして得られた液晶パネルにおける相対耐久性を以下に示すようにして
調べた。
なおこの場合の相対耐久性とは、モノマー濃度０％で粒子濃度が０％のパネルの光熱表
示不良の発生までの時間を基準にしてパーセンテージ表示した。光熱表示不良試験は、１
２０Ｗ ＵＨＰランプの４２０ｎｍから５００ｎｍの波長域の光を用いて、照度３０００m
W/cm2、６０℃で行った。
その結果を図１３（ｂ）に示す。
【００７１】
図１３（ｂ）は、液晶パネルの相対耐久性と液晶中の微粒子の含有量との関係を示した
グラフである。図１３（ｂ）に示すように、液晶中の微粒子の含有量が０．０１ｗｔ％未
満であると、液晶中に微粒子を含有させたことによる耐久性向上の効果が十分に得られな
いことが確認できた。
【００７２】
〔実験例３〕
実験例１と同様にして作成した空パネルを複数用意し、空パネル内に以下に示す（液晶
２）の液晶を充填し、複数の液晶パネルを得た。
（液晶２）
液晶：ＭＸ００１１９０（メルク社製）
液晶性モノマー：図７（ａ）に記載の液晶性モノマー
微粒子：平均粒径５０ｎｍの高純度マグネシア（宇部興産社製）
微粒子に液晶性モノマーを吸着させた後、微粒子および液晶性モノマーを液晶中に分散
させて使用した。
液晶中の液晶性モノマーの含有量（濃度）：０ｗｔ％〜７ｗｔ％
液晶中の微粒子の含有量（濃度）：０．５ｗｔ％
【００７３】
このようにして得られた液晶パネルにおける飽和電圧を実験例１と同様にして調べた。
その結果を図１４に示す。なお図１４において６Ｖ以上の飽和電圧については外挿して
示してある。
【００７４】
図１４は、液晶パネルの飽和電圧と液晶中の液晶性モノマーの含有量との関係を示した
グラフである。図１４に示すように、液晶中の液晶性モノマーの含有量が５ｗｔ％を越え
ると、液晶パネルの飽和電圧が６Ｖを越え、液晶性モノマーが液晶中に含まれていること
による駆動電圧の増大が顕著となり、ＴＦＴ素子での駆動が困難になることが確認できた
。
【００７５】
〔実験例４〕
実験例３と同様にして得られた液晶パネルにおける相対透過率を以下に示すようにして
調べた。
ここでの相対透過率とは、液晶中に液晶性モノマーが含まれないときの透過照度を１０
０％とした場合の透過率を意味する。
光源にハロゲン照明を用い、クロスニコルに配置した２枚の偏光板でパネルを挟持しノ
ーマリブラックモードになるよう配置し、検出器には照度計を用いた測定系を準備した。
次に上下基板間に所定の６Ｖを印加した際のパネルの透過照度を測定した。
その結果を図１５に示す。
【００７６】
図１５は、液晶パネルの相対透過率と液晶中の液晶性モノマーの含有量との関係を示し
たグラフである。図１５に示すように、液晶中の液晶性モノマーの含有量が３ｗｔ％を越
えると、液晶パネルの相対透過率が９０％未満となり、液晶性モノマーが液晶中に含まれ
ていることによる透過率の低下が顕著となることが確認できた。
【００７７】
〔実験例５〕
実験例３と同様にして得られた液晶パネルにおける相対安定性を以下に示すようにして
調べた。
パネルを６０℃の恒温層に放置して目視観察を行い、凝集・沈降による表示不良の発生
間での時間を測定した。ここではモノマー濃度０％のときの凝集・沈降による表示不良の
発生間での時間を基準とした。
その結果を図１６に示す。
【００７８】
図１６は、液晶パネルの相対安定性と液晶中の液晶性モノマーの含有量との関係を示し
たグラフである。図１６に示すように、液晶中の液晶性モノマーの含有量が０．１ｗｔ％
未満であると、液晶中に液晶性モノマーを含有させたことによる安定性向上の効果が十分
に得られないことが確認できた。
【００７９】
〔実験例６〕
実験例１と同様にして作成した空パネルを複数用意し、空パネル内に以下に示す（液晶
３〜液晶５）の液晶を充填し、複数の液晶パネルを得た。
【００８０】
（液晶３）
液晶：ＭＸ００１１９０（メルク社製）
液晶性モノマー：図７（ａ）に記載の液晶性モノマー
微粒子：平均粒径５０ｎｍの高純度マグネシア（宇部興産社製）
微粒子に重合開始剤および液晶性モノマーを吸着させずに、微粒子と液晶性モノマーと
を液晶中に分散させて使用した。
液晶中の液晶性モノマーの含有量（濃度）：０．５ｗｔ％
液晶中の微粒子の含有量（濃度）：０ｗｔ％〜７ｗｔ％
【００８１】
（液晶４）
液晶：ＭＸ００１１９０（メルク社製）
液晶性モノマー：図７（ａ）に記載の液晶性モノマー
微粒子：平均粒径５０ｎｍの高純度マグネシア（宇部興産社製）
重合開始剤：ベンゾフェノン
微粒子に重合開始剤を真空蒸着法によって吸着させた後、微粒子に液晶性モノマーを吸
着させずに、同微粒子および重合開始剤と、液晶性モノマーとを液晶中に分散させて使用
した。
液晶中の液晶性モノマーの含有量（濃度）：０．５ｗｔ％
液晶中の微粒子の含有量（濃度）：０ｗｔ％〜７ｗｔ％
【００８２】
（液晶５）
液晶：ＭＸ００１１９０（メルク社製）
液晶性モノマー：図７（ａ）に記載の液晶性モノマー
微粒子：平均粒径５０ｎｍの高純度マグネシア（宇部興産社製）
微粒子に重合開始剤を真空蒸着法によって吸着させた後、同微粒子に液晶性モノマーを
真空蒸着法によって吸着させ、その後、同微粒子と重合開始剤とを液晶中に分散させて使
用した。
液晶中の液晶性モノマーの含有量（濃度）：０．５ｗｔ％
液晶中の微粒子の含有量（濃度）：０ｗｔ％〜７ｗｔ％
【００８３】
そして、（液晶１）（液晶３〜液晶５）の液晶を備えた液晶パネルにおける相対耐久性
を実験例２と同様にして調べた。その結果を図１７に示す。
図１７は、液晶パネルの相対耐久性と液晶中の微粒子の含有量との関係を示したグラフ
である。図１７に示すように、微粒子に液晶性モノマーを吸着させない（液晶３）と比較
して、（液晶１）（液晶４）（液晶５）では、相対耐久性が優れていることがわかる。ま
た、相対耐久性は、微粒子に重合開始剤を吸着させたもの（液晶４）よりも、微粒子に液
晶性モノマーを吸着させたもの（液晶１）の方が優れていること、さらに微粒子に液晶性
モノマーおよび重合開始剤を吸着させたもの（液晶５）の方がより一層優れていることが
確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】図１は、液晶装置１００を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図である。
【図２】図２は、液晶装置１００の図１中に示すＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【図３】図３は、液晶装置１００の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路を示す図である。
【図４】図４は、液晶装置１００の断面構造を拡大して示す図である。
【図５】図５は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶中の高分子ネットワークを説明するための模式図である。
【図６】図６は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶中の微粒子と高分子ネットワークとの関係を説明するための模式図である。
【図７】図７は、高分子鎖の配向部分と結合部分を説明するための図である。
【図８】図８は、高分子鎖の配向部分と結合部分を説明するための図である。
【図９】図９は、上述した分散工程の前に、微粒子５５に液晶性モノマーを吸着させた場合の模式図である。
【図１０】図１０は、上述した分散工程の前に、微粒子５５に重合開始剤を吸着させた場合の模式図である。
【図１１】図１１は、分散工程の前に、微粒子に液晶性モノマーおよび重合開始剤を吸着させた場合の模式図である。
【図１２】図１２は、投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。
【図１３】図１３は、液晶パネルの飽和電圧または相対耐久性と液晶中の微粒子の含有量との関係を示したグラフである。
【図１４】図１４は、液晶パネルの飽和電圧と液晶中の液晶性モノマーの含有量との関係を示したグラフである。
【図１５】図１５は、液晶パネルの相対透過率と液晶中の液晶性モノマーの含有量との関係を示したグラフである。
【図１６】図１６は、液晶パネルの相対安定性と液晶中の液晶性モノマーの含有量との関係を示したグラフである。
【図１７】図１７は、液晶パネルの相対耐久性と液晶中の微粒子の含有量との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００８５】
１、２…配向膜、１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…対向基板、５２…シール材、５０…
液晶、５１…液晶分子、５４…高分子鎖、５４ａ…配向部分、５４ｂ…結合部分、５４ｃ
…吸着高分子鎖、５５…微粒子、５７…重合開始剤、１００…液晶装置。
【図１】
2007156054.tif 000014
【図２】
2007156054.tif 000015
【図３】
2007156054.tif 000016
【図４】
2007156054.tif 000017
【図５】
2007156054.tif 000018
【図６】
2007156054.tif 000019
【図７】
2007156054.tif 000020
【図８】
2007156054.tif 000021
【図９】
2007156054.tif 000022
【図１０】
2007156054.tif 000023
【図１１】
2007156054.tif 000024
【図１２】
2007156054.tif 000025
【図１３】
2007156054.tif 000026
【図１４】
2007156054.tif 000027
【図１５】
2007156054.tif 000028
【図１６】
2007156054.tif 000029
【図１７】
2007156054.tif 000030