JP2001188129A - 偏光フィルタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
ルタを提供する。 【解決手段】 液晶単量体及び二色性着色剤の混合物を
基板上に配向し、単量体を均一輻射線に露光して重合す
る偏光フィルタの製造方法において、次の式(1): 【化52】 (式中、Bは架橋基を示し;Rは水素原子又はメチル基
を示し;Mは少なくともフェニル基及び/又はシクロヘ
キシル基を含むメソゲニック基を示す)で表され、全体
としてネマチック又はスメクチック相を得ることのでき
る単量体を用いる。
Description
に液晶表示器に用いる偏光フィルタに関する。
には、一軸延伸光学的透明フィルムの製造方法について
記載されている。最初に、支持プレートの表面を配向し
ている。次いで、少なくとも2種の液晶単量体及び光重
合開始剤を含む混合物を上記プレートに被着している。
単量体は分子に官能性の重合性基を有している。使用さ
れている単量体は次の式:
の式:
表される単量体に相当している。
t)、UV吸収剤及びガラス粒子のようなスペーサを含
んでいる。この結果、単量体をUV光又は可視光線を用
いて露光することにより液晶状態に重合している。
は、温度がネマチック−アイソトロピック転移温度以上
のレベルに上昇する場合に当該配向を完全に失うという
欠点を有している。この結果、このフィルムを短期間加
熱する場合でなくても、例えば製造プロセス中、当該フ
ィルムは温度抵抗性がない。
解決するために次の方法を提供する。
混合物を基板上に配向し、単量体を均一輻射線に露光し
て重合する偏光フィルタの製造方法において、次の式
(1):
を示し;及びMは少なくともフェニル基及び/又はシク
ロヘキシル基を含むメソゲニック基(mesogenicgroup)
を示す)で表され、全体としてネマチック又はスメクチ
ック相を得ることのできる単量体を用いることを特徴と
する。
溶解され又は微細に分散された二色性着色剤が配向され
た重合化され配向された単量体の規則網状構造を有する
配向された層を含んでいる。本発明において作られた偏
光フィルタは熱安定性である。配向は、極めて高い温
度、例えば350℃に加熱されても保持される。
式の1つで示す基を挙げることができる:
例を次の式で示す:
を示す)。
次の式(2)に示す単量体を用いることができる: 式(2)
は水素原子又はメチル基を示し、及びPは
記分子に結合する液晶基の特性のために、この単量体は
極めて速やかに配向することができる。また、輻射線、
例えばUV光を用いて露光することによる単量体の重合
は極めて速やかに行われる。
きる:
る手段で配向することができる。例えば、液晶単量体及
び二色性着色剤の混合物を被着する基板表面を一方向
に、例えばベルベットクロスを用いてこすることができ
る。この結果として、分子及び液晶単量体化合物はこす
る方向に配向する。この場合、分子の配向は基板表面に
対して平行な方向に延びる。単量体分子の配向の結果、
二色性着色剤の分子も、また同じ方向に配向する。この
現象をゲスト−ホスト効果(guest-host effect)と称
する。
適当な材料はポリイミドである。それ故、本発明の方法
において用いる基板はポリイミドから作ることができ、
又はポリイミド層を被覆することができる。後者の場
合、例えばガラス板をポリイミドの支持体として用いる
ことができる。
着する液晶単量体及び二色性着色剤の混合物を外部力の
場、特に磁界又は電界の影響下で配向する。この事は二
三の利点がある。第1に、基板の選択が自由であること
である。第2に、極めて速やかに配向することができる
ことである。第3に、適用する磁界又は電界の方向の選
択によって、任意の方向の配向を得ることができる。
てだけ可能である。これには温度問題がある。単量体及
び二色性着色剤の混合物からなる層は結晶から液晶への
転移温度より高く、かつ液晶から等方性への転移温度よ
り低い温度に加熱する必要がある。あるいは、また単量
体は、これを溶融した後に、溶融点より低い温度で過冷
却相に処理することができる。
単量体分子を重合する。重合は光、特にUV光を用いて
照射することによって生ずる。この目的のために、重合
すべき単量体組成物には光開始剤を0.5〜5重量%の
分量で含ませることができる。
できる:
着色剤の濃度は狭い範囲に限定する必要がない。適当な
濃度は1〜10重量%、特に1〜4重量%の範囲にする
ことができる。適当な二色性着色剤としては、例えば次
の式で示すことができる:
を示す)
ある。この着色剤の存在のために、単量体分子はUV光
によって重合することができないか、又は一部分だけし
か重合できないものと思われる。この事は正確ではな
い。着色剤分子が配向し、このためにUV光による単量
体の重合は、フィルムが普通の光線を透過するから、極
めてよく達成できる。
ryst.Liq.Cryst.」vol.55、p.
1〜32(1979)に記載されている。
新規な偏光フィルタに関する。本発明の偏光フィルタは
二色性着色剤を含む配向しおよび重合した単量体の層を
一側に設けた基板からなり、かかる単量体は次の式
(1):
を示し、およびMは少なくともフェニル基及び/又はシ
クロヘキシル基を含むメソゲニック基を示す)で表さ
れ、全体としてネマチック又はスメクチック相を得るこ
とのできる単量体である。
ールによって周囲に沿って互いに連結した2つの透明な
壁部分を含み、各壁部分にはその内側に1又は2個以上
の透明電極、壁部分に結合したスペーサ及び液晶媒体を
含有するシールを設けている液晶表示器に関し、本発明
は2つの透明な壁部分の少なくとも一方の壁部分には、
またその内側に偏光フィルタを設け、このフィルタには
二色性着色剤を混合する配向しおよび重合した液晶単量
体の層を含み、この単量体は式(1):
を示し;およびMは少なくともフェニル基及び/又はシ
クロヘキシル基を含むメソゲニック基を示す)で表さ
れ、全体としてネマチック又はスメクチック相を得るこ
とのできる単量体としたことを特徴とする。
器の壁部分の内側に配置することによる利点を有してい
る。このことは、上述する網状構造のためにフィルタが
表示器に存在する液晶媒体により侵されなくなるためで
ある。また、内側に配置する偏光フィルタは周囲から完
全に遮蔽されるために塵粒のような可能な大気汚染物か
ら保護することができる。また、内側に配置した偏光フ
ィルタを有する表示器は簡単な手段で作ることができ
る。
を基づいて説明する。
板1に、96重量%の式(5)の液晶単量体化合物、
2.5重量%の式(17)の二色性着色剤及び1〜5重
量%の式(14)の開始剤を含む混合物の層2を設け
る。この層2はスピンコーティングによって被着し、例
えば10μmの厚さに被着する。層2を結晶から液晶
(ネマチック)相への転移温度(107℃)以上の温度
に加熱する。適当な温度は115℃である。使用する温
度は液晶からアイソトロピック相への転移温度以下にす
る必要があり、この例では165℃にすることができ
る。液晶単量体化合物の分子、又は二色性着色剤の分子
を10kガウスの磁界によって磁界方向に対して平行に
延びる方向に配向し、この方向を矢印3で示す。この磁
界方向を矢印4で示す。次いで、層2の全表面をUVで
照射し、このUV光は5mW/cm2のパワーを有する
低圧水銀蒸気放電灯によって発生させる。露光時間を数
分にする。露光中、温度を115℃に保持し、また磁界
を維持する。液晶単量体化合物の配向分子は露光の結果
として重合し、このために所望の配向が固定する。ま
た、二色性着色剤の分子の配向は液晶単量体分子の重合
の結果として固定する。液晶重合体分子の網状構造が形
成する。この場合、配向着色剤分子がその配向の方向を
保持しながら網状構造に結合する。図1に示す本発明の
偏光フィルタは、次に記載するようにして作ることがで
きる。
電界の作用により配向する代わりに、所望の方向を得る
他の方法を用いることができる。この目的のために、液
晶単量体を最後の段階で被着する基板の表面を、例えば
ベルベットクロスで一方向にすることができる。この結
果として、基板表面の分子は摩擦方向に配向する。
二色性着色剤の上記混合物を表面に被着する。単量体及
び着色剤の分子を摩擦の最初の方向に配向する。適当な
基板はポリイミドから作ることができる。また、基板に
は、例えばガラス又は石英の支持板を含めることがで
き、この支持板状においてポリイミド層又は可能ならば
他の合成樹脂層を、例えばこすることによって配向する
ことができる。適当な合成樹脂層は、次に示す式(1
9)の化合物60重量部、次に示す式(20)の化合物
36重量部及び光開始剤4重量%からなるUV光硬化性
組成物を露光することによって得ることができ、これに
より樹脂層を重合することができる:
て、種々の二色性着色剤を用いることができる。例えば
3又は4種以上の二色性着色剤を用いることができ、こ
の場合各着色剤は異なる吸収特性を有する、例えばスペ
クトルの青、赤及び緑部分のそれぞれの吸収波長帯を有
する着色剤を用いることができる。本発明の偏光フィル
タにおいて二色性着色剤の混合物を用いることによっ
て、白色光を完全に、又は実質的に偏光することができ
る。
フィルタの主面に対して垂直の方向に照射する。この方
向を矢印5で示す。二色性着色剤の分子の配向方向(矢
印4)に対して平行に延びるかかる光の偏光成分を吸収
する。配向方向に対して垂直に延びる偏光成分を通し、
このために偏光の予定方向を有する偏光光を得ることが
できる。
10及び11で示す。これらのガラス板10及び11は
シーリングリング12で互いに結合することができ、こ
のシーリングリング12は例えば接着剤で上記ガラス板
に結合する接着剤又は合成樹脂リングからなる。液晶セ
ル媒質14をセル空間13に存在させる。セル空間13
は、ガラス板10及び11並びにリング12で囲み、上
記セル媒質14は次に示す式:
示す式:
る。この液晶材料は、商品名「ROTN 3010」で
ホフマン‐ラ ロッシェ(Hoffman-La Roche)社によっ
て市販されている。
面する表面に、透明なストリップ形状の電極15及び1
6を設け、これらの電極は直角をなして互いに交差し、
スイッチング部材のマトリックスを形成する。これらの
電極は、例えばインジウム‐酸化錫(indium-tin oxid
e)、いわゆるITOから作ることができる。
極15及び16の上に設ける。これらのフィルタは図1
に示すフィルタと同じにすることができ、例えば各フィ
ルタは基板1及び液晶層2を含むことができる(図
1)。あるいは、また光学フィルタの液晶層2だけを用
いることができる。この場合に、電極15を有する板1
0は液晶層について基板として作用する。このことは電
極16を有する基板11についても適応する。あるい
は、また、光学偏光フィルタ17及び18をガラス板1
0及び11と電極15及び16との間にそれぞれ配置す
ることができる。最後に、斜交蒸着した(obliquely va
pour-deposited)SiO2から作った配向層19及び2
0を偏光フィルタ17及び18のそれぞれに設ける。
0゜よりを有する。この「より」とはセル厚を横切る液
晶化合物の分子の軸線の平均方向(ディレクター)、す
なわち、配向層19及び20間の方向の回旋を意味す
る。
21で照射する。この光21は、透明な(ガラス)板1
0、電極15、次いで偏光フィルタ17を通過する。光
21は偏光フィルタ17を通過する場合に偏光する。偏
光光は配向層19を通り、液晶セル媒質14に達する。
光がセル媒質を通して更に伝搬する場合、この伝搬は電
極15及び16の電圧パターンに影響する。表示すべき
画像を表示する電圧パターンは、通常の構造により互い
に直交し、かつ個別に電気的に駆動できるカラム(colu
mn)電極15及びロー(row)電極16を構成する上記
電極に作用させる。電極15及び16間に配置したセル
媒質のこれらの部分において、電界を通さない。すなわ
ち、関連電極において電極を通さないようにするか、又
は限界値以下の弱い電界を通す場合には、セル媒質は2
70°より配置を示す。
追随する。セルを横切る270゜のこのより配置におい
て、液晶材料の分子は媒質14及び基板壁の界面に傾斜
配向(tilted orientation)を有し、この傾斜角は基板
10又は11の表面に対して約20゜にする。セルの中
心に向け、分子の傾斜角は数度程度に低下させる。便宜
上、傾斜配向を有する上記より配置を、以後、付勢しな
い状態又は電圧を加えない状態と称する。
電圧より高い電圧をそれぞれの側に配置した電極15及
び16に作用することにより電界を形成する場合には、
セル媒質14の分子は力線に従って配向し、電極15及
び16に対して垂直に、又は実質的に垂直に延び、この
ために基板10及び11に延びる配向を示す。この垂直
配向を、以後、電圧を加えた状態又は付勢した状態と称
する。
媒質14の部分に通過する場合には、線状に偏光した光
は複屈折の結果として楕円形状に偏光した光に変化す
る。この変化は波長に影響する。次いで、光は配向層2
0、偏光フィルタ18、電極16及び板11を通過す
る。この光の色は偏光フィルタ17に関する偏光フィル
タ18(アナライザ)の位置に影響する。平行状態の場
合には、青色効果、すなわち、青色光が得られる。
分を通過する場合には、この光は光学的にアイソトロピ
ック状態の結果として実質的に変化しないで通る。この
結果、偏光フィルタ17及び18が互いに平行して延び
る場合には、白色光を通し、このために青−白色像が得
られる。
に配置する場合には、楕円形状に偏光した光は非付勢状
態における黄色効果を有する。付勢状態において、偏光
子17及び18の交差位置の結果として、光を通さな
い。この結果は黄−黒コントラストを有する像を生ずる
ことになる。
視図。
液晶表示器の断面図。
Claims (6)
- 【請求項1】 偏光フィルタを製造する方法であって、 液晶単量体及び二色性着色剤の混合物を基板上に配向
し、この単量体を均一輻射線に露光して重合する偏光フ
ィルタ製造方法において、 前記単量体は、次の式(1): 【化1】 (但し、Bは架橋基、Rは水素原子又はメチル基、Mは
少なくともフェニル基及び/又はシクロヘキシル基を含
むメソゲニック基を示す)なる式で表され、全体として
ネマチック又はスメクチック相となることができる、こ
とを特徴とする偏光フィルタの製造方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法であって、前記単
量体は、次の式(2): 【化2】 (但し、mは1ないし15、nは0又は1、Rは水素原
子又はメチル基、Pは、 【化3】 又は 【化4】 なる式で表されることを特徴とする偏光フィルタの製造
方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の方法であって、
前記基板に付される前記液晶単量体及び二色性着色剤の
混合物を、外部力の場、特に磁界又は電界の影響下で方
向付けする(配向する)ことを特徴とする偏光フィルタ
の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1に記載の方法を用いて得られる
偏光フィルタであって、 当該フィルタは、二色性着色剤を含む配向されかつ重合
された単量体の層が一方の側に設けられた基板を有し、 前記単量体は、次の式(1): 【化5】 (但し、Bは架橋基、Rは水素原子又はメチル基、Mは
少なくともフェニル基及び/又はシクロヘキシル基を含
むメソゲニック基を示す)なる式で表され、全体として
ネマチック又はスメクチック相となることができる、こ
とを特徴とする偏光フィルタ。 - 【請求項5】 互いに平行に延在しかつシールにより周
囲に沿って相互連結された2つの透明な壁部を有する液
晶表示器であって、 当該壁部の各々には、その内側に1つ以上の透明電極が
設けられ、前記壁部及び前記シールにより包囲された空
間に、液晶媒体が含有される、液晶表示器において、 前記2つの壁部のうちの少なくとも一方には、その内側
に偏光フィルタが設けられ、 当該フィルタは、二色性着色剤を含む配向されかつ重合
された液晶単量体の層を含み、 前記単量体は、式(1): 【化6】 (但し、Bは架橋基、Rは水素原子又はメチル基、Mは
少なくともフェニル基及び/又はシクロヘキシル基を含
むメソゲニック基を示す)なる式で表され、全体として
ネマチック又はスメクチック相となることができる、こ
とを特徴とする液晶表示器。 - 【請求項6】 請求項5に記載の液晶表示器において、
前記液晶媒体と前記偏光フィルタとの間に配向層が配さ
れることを特徴とする液晶表示器。
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NL8901167 | 1989-05-10 | ||
NL8901167A NL8901167A (nl) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | Methode voor de vervaardiging van een polarisatiefilter, een aldus verkregen polarisatiefilter en een display dat voorzien is van het polarisatiefilter. |
Related Parent Applications (1)
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