JP2749385B2 - カプセル化した液晶装置及びその製造方法 - Google Patents

カプセル化した液晶装置及びその製造方法

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JP2749385B2 JP1201155A JP20115589A JP2749385B2 JP 2749385 B2 JP2749385 B2 JP 2749385B2 JP 1201155 A JP1201155 A JP 1201155A JP 20115589 A JP20115589 A JP 20115589A JP 2749385 B2 JP2749385 B2 JP 2749385B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般に液晶、詳細には、内部に封じ込められ
た保護層を形成するためのポリマー添加剤を媒体中に組
み入れたネマチック曲線配向相（curvilinear aligned
phase ; NCAP）液晶フィルムに関する。
〔従来の技術〕
液晶は、光学ディスプレイ装置を含む、広範囲の装置
に使用されている。例えば、光学ディスプレイに使用す
ることを可能とする液晶の特性は、一方では光を伝え、
他方では光を散乱させ及び／又は吸収する（特に、適切
な染料と組合せた場合において、）という液晶の能力で
あり、これは電圧を下げ、すなわちフィールドオフ状態
において液晶が比較的自由な状態にあるか、又は電圧を
かけ、すなわちフィールドオン状態において液晶が比較
的整った配列状態にあるかによるものである。このフィ
ールドオフ及びフィールドオン状態を切り換えるため
に、液晶を横切るように選択的にかけられた電場が用い
られる。
液晶には３種類ある、すなわちコレステリック、ネマ
チック及びスメクテックである。本発明は後述する好ま
しい具体例においてオペレイショナルネマチックである
液晶材料の使用に関するものである。
オペレイショナルネマチックとは、外部電場がない場
合、非常に強いひねり（コレステリック材料におけると
同様の）又は皮膜化（スメクティック材料におけると同
様の）ような液晶の構造的な歪みが、バルク効果よりも
むしろ境界における液晶の配置により支配されることを
意味する。したがって、例えば、ひねり傾向を誘導する
が、液晶材料の境界における配向効果を克服できないキ
ラル成分を含む液晶材料は、オペレイショナルネマチッ
クとして考えることができる。
オペレイショナルネマチック液晶材料の更に詳しい説
明は、カプセル化された液晶及びその製造方法の題名
で、出願人がマンチェターＲ＆Ｄパートナーシップであ
る。1986年10月14日発行の米国特許第4616903号に記載
されており、この米国特許の開示内容を参考として本件
に含む。また、別の参照例が、カプセル化された液晶及
びその製造方法の題名で、出願人がマンチェターＲ＆Ｄ
パートナーシップである、1984年３月６日発行の米国特
許第4435047号に記載されており、この特許の開示内容
も参考として本件に含まれる。
また、NCAP液晶及び、NCAP液晶を使用した装置が上述
した米国特許第4435047号に記載されている。機能的なN
CAP液晶装置は、２つの電極で被覆された支持体にはさ
まれたNCAP液晶からなるものであってもよい。この支持
体は、電極とするためにインジウム、スズ酸化物によっ
て被覆されたポリエステル（PET）であってもよい。カ
プセル化されたNCAP又はフィルムは、オペレーショナリ
イ（Operationally）ネマチック液晶の複数のボリュウ
ムを包含する封入媒体を含んでもよい。この複数のボリ
ュウムは分離した又は相互に連結して空洞又はカプセル
であってもよい。相互に連結した管又は通路は、液晶材
料を含んでもよい。この構造は、出願人マンチェスター
Ｒ＆Ｄパートナーシップ、名称が「カプセル化された液
晶材料、装置及びその方法」である1987年11月17日に発
行された米国特許第4707080号にさらに詳しく記載され
ており、この内容は参考として事件に含まれる。
液晶材料を横切って選択的に電場をかけることができ
るように電源を電極間に連結してもよい。周知のよう
に、液晶材料はフィールドオフ状態で光を反射し及び／
又は吸収し、フィールドオン状態で光を透過する。した
がって、液晶材料又はフィルムは、フィールドオン状態
で透明になり、フィールドオン状態で曇り又はもやがか
かったような状態（hazy）（多色性色素が存在しない場
合）になる。
NCAPフィルムは窓及びそのような類似の構造体に使用
してもよい。かかる装置は、出願人タリクコーポレーシ
ョン、名称が「赤外線除去特性を有する耐破壊性液晶パ
ネル」である1988年６月７日に発行された米国特許第47
49261号に記載されている。光学的に透明な接着剤又は
中間層を用いて、例えば、ガラス又はシート状プラスチ
ックのような、窓表面に対し、NCAPフィルムを支持する
電極被覆支持体を、積層することにより窓を組立てても
よい。一般的に用いられるガラス中間層の１つは、ポリ
ビニルブチラール（PVB）である。他にエチレンビニル
アセテート（EVA）及びポリウレタンがある。
PVB及びEVAは、液体に対して熱可塑性プラスチックフ
ィルム接着剤である。そして、それ自体で、便利に取り
扱い又は処理することができる。また、これらの中間層
材料は、安全な透明板ガラス及び耐衝撃性をもたらすこ
とができる。また他の利点には、透明さ、低度の曇り、
環境に対する安定性及び紫外線吸収がある。
しかしながら、ガラス又はプラスチック表面に対する
NCAPフィルム支持体の積層は、このフィルムの電気光学
的性能について不利に作用する。すなわち、フィルムの
一部分が、フィールドオフ状態になってももや効果的に
光を反射しないのである。つまり、これらの部分は、さ
らに鏡のように光を透過させ及びフィールドオフ状態で
透き通っている。これは、積層工程においてNCAPフィル
ムにかかる機械的ストレスによって生じるものと考えら
れる。このような機械的ストレスは、空洞、カプセル又
は相互に連絡する通路の形状及び／又は構造に変化を起
きおこすと考えられている。さらに、このようなストレ
スは、封入媒体中の通路又は穴を通して、例えばフィル
ム表面に対する、液晶の流出によって生じるかもしれな
い。「ストレスクリアリング」と呼ばれるこのような現
象は、フィルムの電気光学的性能を低下させる。
〔発明が解決しようとする課題〕
したがって、本発明の目的は、機械的ストレスにより
抵抗性のあるカプセル化液晶材料を提供することであ
る。
本発明の特に目的とすることは、液晶材料を含む封入
媒体（containment medium）のボリュウム内に壁を形成
するポリマー添加剤と含んだNCAPフィルムを提供するこ
とである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、封入された媒体、複数のボリュウムで溶媒
中に分散した液晶材料、及びボリュウムをもとのまま維
持（integrity）する為に溶媒中の複数のボリュウムに
壁を形成する仕切り（barrier）手段を含む液晶装置に
関するものである。
封入される媒体は、ラテックスであることができ、仕
切り手段は水溶性ポリマーであることができる。仕切り
手段及び液晶材料は、少なくとも二つのヒルデブランド
単位が異なる溶解パラメーターを有する。仕切り手段は
ポリビニルピロリドンにより形成されてもよい。この材
料は、封入された媒体の約0.5〜30重量％となるように
用いてもよい。特に好ましい範囲は１〜20％、さらに好
ましい範囲は約１〜10％、最も好ましい範囲は約1.5〜
５％である。
液晶材料は、正の誘電異方性を有するオペレイショナ
リー（operationally）ネマチック液晶とすることがで
きる。この液晶材料は、封入された媒体の複数ボリュウ
ム中に含まれる。
まず、図面について記述するが、最初に第１図につい
て述べる。第１図は、米国特許第4435047号に記載さ
れ、数字の10で一般に表されるNCAP液晶装置を表す。こ
の装置は、上部に塗布された電極13を有する支持体12上
に支えられたNCAP液晶11を含む。また、この装置は、支
持体15の上に置いた第２の電極14を含む。なお、便宜
上、支持体12と電極13を、電極で被覆された支持体18と
よんでもよく、同様に支持体15と電極14を、電極で被覆
された支持体18Aとよんでもよい。
NCAP液晶11は、カプセル22の内容量21の境界に多少含
まれる程度の液晶20を含んでいる。
電圧を、電極で被覆された支持体18及び18Aにかける
ことにより、その後、電圧が直流又は交流の電源16から
液晶11を横切ってかかることになる。電源16は、電線及
び選択的な閉塞スイッチ17によって、電極で被覆された
支持体18及び18Aに接続されている。スイッチ17を閉じ
ることにより、電極で被覆された支持体18及び18Aを横
切って電圧がかかり、電場によって液晶分子が直線上に
配列し光の透過性を生じる。スイッチ17を開き電圧をか
けないと、液晶は光を反射し及び／又は吸収するように
なる。
支持体12及び15の上に設けた電極13及び14は、液晶装
置10が、電極で被覆された支持体18及び18Aを横切って
かかる電場に対する応答により光の伝達をコントロール
することができるように、光学的に透明体とすることが
出来る。一方、電極で被覆された支持体18が、光を反射
するか又はその上に光を反射するような被覆を有するこ
とによって、反射被覆による入射光の反射が液晶を横切
るようにかかる電場があるか否かによって機能するよう
にしてもよい。通常、窓の構成においては、設置された
支持体及び電極は光学的に透過性である。
第２図は、液晶材料20を、水性媒体中において、ラテ
ックス粒子懸濁液24と組み合わせた場合に得られる、乾
燥されていない混合物19の層を説明するものであり、出
願人タリクコーポレーション、名称「ラテックスに閉じ
込められた液晶組成物、その製造方法と装置」、出願日
1988年３月16日、出願番号171135号に記載されたもの
で、この内容は本明細書中に含まれる。
第２図は、液晶粒子20とラテックス粒子24を合着させ
るため混合物19中に加えられたポリマー添加剤30を概略
的に説明する。さらに、この保護コロイドポリマーは、
水性溶媒中に分散されていてもよい。ここで述べるよう
に、ポリマー添加剤は、NCAPフィルムを形成するために
この混合物を乾燥する場合に、液晶の内容積を元のまま
に保つのに役立っている。これは、ポリマー添加剤が、
カプセルからカプセルへの、カプセルからフィルム表面
への、及び／又はカプセルからフィルムの封入媒体への
液晶材料の流れの仕切りを形成するためと考えられてい
る。
混合物19中の液晶20として選択することができる物質
には、広範囲の材料があることが当業者に知られてい
る。この選択の範囲にも、液晶のネマチック区分に含ま
れるものがある。ここまでの、結果及び議論から、この
発明は、いかなる液晶区分又は特別な材料によっても制
限されるものではない。
塗料を配合するような技術分野の当業者に混合物19に
おけるようなラテックス粒子をつくる多くの組成物があ
ることが知られている。したがって、この発明は、記載
された粒子ラテックス組成物に制限されるものではな
く、むしろ液晶材料に取り込んで使用される如何なるラ
テックス配合物にも拡張される。
液晶及びラテックス粒子の選択は、例えば、ラテック
ス粒子中における液晶材料の溶解性のような、各材料に
おけるいろいろな物理的特性に基づく。一般的に、ラテ
ックス粒子中における液晶材料の溶解性は、液晶材料の
最初のボリュウムの約20％以下でなければならない。液
晶がラテックス中で比較的に不溶性であるならば、ラテ
ックス溶媒中において分離した液晶粒子の分散が形成さ
れる。このような組成物はフィールドオフ状態において
光の反射及び／又は吸収に高度に有効でありながら、フ
ィールドオン状態では光透過性である。
物質の溶解パラメーター（δ）は、次の式により計算
することができる： この式において、Ｄは物質の密度を、ΔHvは気化熱を、
Ｔは絶対温度、Ｍは成分の分子量及びＲはガス定数を表
す。δの単位は（Cal/m3）1/2であるが、便宜上、ヒル
デブランド単位（Ｈ）により示される。溶解パラメエー
ターを計算する他の方法には、適切な温度で測定した分
子誘引定数（Ｇ）（m olar attractive constant）の使
用にもとずくものがある： ΣＧは、特定の分子を含む基の様々なＧ値の合計であ
る。
ラテックスポリマーの溶解パラメーターは、約6Hから
約16Hの範囲にある。通常の液晶材料の溶解パラメータ
ーは約12Hから約13Hの範囲にあるが、その範囲は約10H
から約15Hに広がるかもしれない。50℃以下の条件で、
液晶ディスプレイに使用される液晶材料の様な非極性液
体は、それらの溶解パラメーターが約2Hかそれ以下しか
違わなければ、非極性ポリマーと混和される。液晶材料
が溶解パラメーター12Hであれば、10H以下又は14H以上
の溶解パラメーターを有するラテックス粒子は、NCAP液
晶を取り込んだラテックスを形成することが出来ると決
定できる。
溶解パラメーター10H以下のラテックスポリマー群の
例として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタ
ン、ポリアクリル（polyacrylics）及びポリシロキサン
があげられる。溶解パラメーター14H以上のラテックス
ポリマーには、溶解パラメーター15.4Hであるポリアク
リロニトリルがあげられる。溶解パラメーター約10H以
下のラテックスコポリマー群には：メタクリレートアク
リロニトリル、ウレタン−アクリル、アクリレート−ア
クリロニトリル、スチレン−アクリロニトリル及び塩化
ビニリデン−アクリロニトリルが含まれる。これらラテ
ックスポリマー及びコポリマー群には、非置換性ポリマ
ー及びコポリマー並びに、このようなポリマー及びコポ
リマーを作るモノマー中に種々の官能基を置換すること
により得られる広範囲のポリマー及びコポリマーが含ま
れる。
上で参照した米国出願第171135号において、液晶及び
ラテックス粒子の理論上の溶解パラメーターがお互いに
近い場合であっても、ラテックスNCAP液晶組成物がつく
られることも、経験的に観察されている。したがって、
液晶及びラテックス粒子の理論上の溶解パラメーター
は、溶解パラメーターが2H以上異なる場合、組成物の成
分の選択に用いる。溶解パラメーターの相違が2H単位以
下であるならば、液晶及びラテックス粒子の選択は、選
ばれる液晶及びラテックス粒子が機能的な組成物を作る
ことができるという経験的な決定にもとずいて行われ
る。
また、米国出願第171135号に記載されているように、
液晶粒子の粒径は界面活性剤の量及び化学的性質により
支配されるため、水相において液晶粒子の乳濁液を生じ
させるに必要な界面活性剤の選択は非常に重要な事項で
ある。粒径は、装置の電気光学的性質を、順次、決定す
る。
液晶材料の乳化に用いる界面活性剤の量は、液晶乳濁
液を安定させかつ液晶粒子の粒径をコントロールするの
に必要な最小限の量にしなければならない。界面活性剤
が適量となると液晶の透明点温度の過度の低下が生じ、
特定の組成物を本来の目的に役立たなくするからであ
る。
界面活性剤を選択する為の有用な指標は、界面活性剤
の親油性−親水性バランス係数（HLB係数）である。こ
のHLB係数は、油又は水中での物質の溶解性を反映して
いる。約９以下のHLB係数は、界面活性剤が親油性を有
することを示しており、すなわち液晶と相互作用する。
また、12以上のHLB係数は、界面活性剤が親水性を有す
ることを示しており、いわゆる、水に対する親和性を有
している。水相における液晶材料の乳化は、水懸濁液に
おける油の形成に似ていることから、HLB係数が12及び1
7の間にある界面活性剤が、水相における液晶材料の乳
化に必要とされるかもしれない。
特別な用途のために、界面活性剤の最適のHLB係数
は、界面活性剤のHLB係数の機能としての、水相中にお
ける液晶懸濁液の限界と安定性を観察することにより実
験的に決定される。しかしながら、HLB係数は適当な界
面活性剤を選ぶ際に考慮するかも知れないたんなる一つ
のパラメーターである。
界面活性剤が実験的に決定される最適のHLB係数に近
いHLB係数を有するとしても、乳化に必要な界面活性剤
の量は、界面活性剤の化学的性質に関連する。界面活性
剤の量を最小限にすることが望まれることから、実験的
に決定される最適のHLB係数に近いHLB係数を有するケミ
カルクラスの異なる界面活性剤を、各ケミカルクラスに
ついて、本発明を実施するために必要な界面活性剤の最
小限の量を決定するために選んでもよい。次に、好まし
い界面活性剤を、これらの結果にもとずいて選んでもよ
い。
言及したように、本発明の混合物は、さらに、乾燥組
成物において壁50を形成すると考えられている保護コロ
イドポリマー30を含んでいる。第３図及び第４図に示さ
れるように、液晶20のボリュウムは、封入媒体28の全体
にわたり分散されている。液晶20は、カプセル23、及び
通路又は管35と37中にあってもよい。カプセル23は、通
路35により相互に連結されていてもよい。このように相
互に連結している通路は比較的ランダムに生じる。カプ
セルの中には他のカプセルと連結していないものがあ
る。一方、一以上の通路35により一以上の他のカプセル
と連結しているものがあってもよい。この相互の連結
は、連続的又は実質的に連続的、又は非連続的であって
もよい。また、カプセルは穴又は通路37によってフィル
ムの表面39に連結していてもよい。
保護壁50は、封入媒体28中に分散された液晶のボリュ
ウム内に形成される。防護壁50は、封入媒体との界面に
おいてカプセル23の外部境界に沿って、及び通路35及び
37にそって形成されると考えられている。そして、それ
自体で防護壁は封入媒体28と液晶20間の境界を形成す
る。通路35に内壁50が形成されることによりカプセルか
ら他への液晶20の流れを遮断すると考えられている。同
様に、壁50は、表面39への液晶20の流れを妨げるため通
路37を横切って存在してもよい。このような方法によ
り、水性溶媒中にあったように液晶ボリュウムの状態を
乾燥フィルム中で保護される。
この内壁又は内部の層は、液晶材料の回りに殻を、例
えば通路中の流れに対する障壁を効果的に提供する。そ
の結果、NCAPフィルムは、例えば、このフィルムが窓、
ディスプレイ又は他の電気光学的装置の構成に使用され
た場合に、負荷されるような機械的ストレスに対する改
善された抵抗性を有する。したがって、これまで論じて
きた「ストレスクリアニング」の問題は、事実、かりに
完全に除去されないとしても実質的に減少させることが
できる。
上述したように、壁50により穴37をシールすることに
より、電極で被覆された支持体に積層する前にこの混合
物を乾燥する間、フィルム表面39に対する液晶の流失又
は侵出を完全に阻止できる訳ではないが、減少させる
「ストレスクリアリング」問題の緩和に加えて、シール
された穴37は、浸出を生じることなく、より高度の液晶
の結込み（封入した媒体物質の単位当りの液晶の量）が
できるようになり、結果としてより良い光学的反応、い
わゆるオン及びオフ状態間の改善されたコントラストを
生じさせる。さらに、フィルム表面での自由液晶により
生じる光学的な欠点を、穴37のシールにより、実質的に
減少又は除去してもよい。またこのような浸出の阻止
は、電極で被覆された支持体に接着させるためのよりよ
い表面を提供する。
ラテックスは水不溶性であり、そして内壁50を形成す
る添加剤は、水溶性である。上述したように、この水溶
性ポリマーは、この組成物の生成の間、液晶及びラテッ
クス粒子のまわりに癒着する、添加剤又は壁を形成する
材料30は、液晶材料と反応してはならない；すなわち、
液晶材料の公知の官能器と反応すべきでない。さらに、
液晶及びラテックスの場合と同様に、液晶は添加剤30中
で比較的不溶性であるべきである。
これまで論じたように、典型的な液晶材料の溶解パラ
メーターは約12Hから13Hであり、そして温度が50℃以下
であると、液晶材料は、その溶解パラメーターの相異が
約2H単位又はそれ以下である場合、非極性ポリマーと混
和する。したがって、指針として溶解パラメーターを使
用するにあたり、添加剤30は、約10H以下であるか又は
約15以上の溶解パラメーターをもっと考えるべきであ
る。
上記の性質を考慮して、壁50を形成するのに利用でき
る水溶性ポリマーはポリビニルピロリドン（PVP）であ
る。PVPの溶液は、ニュージャージー、ウェインのGAFケ
ミカル社からPVPK−90として市販されている。不純物を
最小限にするため、PVPK−90を蒸留した脱イオン（DI）
水でさらに薄めるのが好ましい。好ましくは、10％のPV
PK−90溶液を用いる。PVPはまた、GAFケミカル社からプ
ラスドンＫ−90の名の固体で市販されている。
PVPは、固形分又は媒体の約0.5〜30重量％の量となる
ようにしてもよく、すなわちPVP固形分量を固体ラテッ
クス量の約0.5〜30重量％としてもよい。より具体的な
範囲は封入媒体の約１〜20重量％、そしてさらに好まし
い範囲は約１〜10重量％である。最も好ましい装置にお
いて、以下に論ずるインピーダンス及び温度因子を考慮
すると、PVPの存在すべき量は封入媒体の約1.5〜５重量
％である。
液晶及び封入媒体材料の屈折率は、フィールドオン及
びフィールドオフ状態間の対比が最大となるようにする
のが好ましい。封入媒体の屈折率が液晶材料の普通の屈
折率に全く調和しないならば、入射線はフィールドオン
状態で屈折され、その結果、反応及び／又は吸収のため
透過性が減少することになる。屈折率の調和の近似性
は、装置のコントラストや透明度の所望の程度に依存す
るが、液晶の通常の屈折率及び封入媒体の屈折率は、好
ましくは、0.07以下、より好ましくは0.01以下、特に好
ましくは、0.001以下相異することである。
電場がかかていない場合、液晶の異常な屈折率のため
に、液晶と封入媒体の境界での屈折率相異が生じるかも
しれない。これにより、界面又は境界で屈折が生じ、し
たがって、反射及び／又は吸収を増強する。そこで、封
入媒体の屈折係数及び封入媒体の屈折率と異なる異常な
屈折率及び内壁と調和できる通常の屈折率を有する液晶
材料を選ぶことが望ましい。
壁材50の屈折率は、封入媒体とほぼ同じでなければな
らない。それとは別に及び好ましくは、フィールドオン
状態において、封入媒体、内壁及び液晶材料の境界で過
度の光の屈折をなくすために、光の波長との比較におい
て比較的薄く内壁を作ってもよい。例えば、内壁50の厚
さは、約1000Å以下とする。したがって、内壁が十分に
薄く作られるならば、その屈折率は、コントラストを最
大限にすることにおいて重要ではなくなる。
材料の選択において他の考慮すべき事項は、これらの
電気的特性に関するものである。理論的に言えば、NCAP
フィルムは、電場のかかっていない場合における液晶の
誘電係数よりも大きな誘電率を有する封入媒体及び内壁
を有しなければならない。好ましいのは、封入媒体と内
壁の誘電率がほぼ同じであることである。この電気光学
的特性の有効性は、液晶材料が正の（positive）誘電異
方性を有する場合に強化され、またその通常誘電係数
は、封入媒体及び内壁の誘電率を下回るものである。
理論的に言えば、液晶の異常な誘電係数は、封入媒体
及び内壁の誘電率に対してできる限り近似的に調和する
ものでなければならない。しかしながら、液晶の異常な
誘電係数が封入媒体の誘電率と調和することがより重要
である。
さらに、封入媒体及び内壁は、液晶を横切るように最
大限の電圧ドロップが生じ、結果として、最大の電気光
学的効果を生じさせることを保障できるように比較的大
きなインピーダンスを有しなければならない。ここで、
組成物が、湿気に対して実証された耐性を有しなければ
ならない。すなわち、本発明にしたがって組立てられる
装置のコントラストは、湿気の多い境界にさらされた場
合に劣化するようであってはならず、また漏電依存して
湿気がまったく増加するものであってはならない。問題
となる湿気を防ぐには、PVPの量が封入媒体の約５重量
％を越えないことが好ましい。
一旦、液晶、ラテックス粒子及び添加剤30が選ばれ
た、後は、混合物19は、次の方法に従がって調製され
る。
壁50を形成する液晶及び添加剤30は、水溶液中で液晶
を攪拌することにより、まず乳化される。通常、液晶の
量は、総乳濁液ボリュウムの約30％から約60％の範囲と
する。上述したように、壁50を形成する材料は、得られ
る固形分の総重量に対して約1.0〜20重量％の範囲で含
まれるようにする。界面活性剤は、液晶乳濁液を生じさ
せかつ維持するために用いられる。一般に、界面活性剤
の量は、総乳濁液量の約0.1〜約6.0重量％、好ましく
は、３重量％以下である。ここで使用してもよい界面活
性剤は、IGEPAL CO-610（GAF社製ニューヨーク、ニュー
ヨーク州）である。
乳濁液を形成するための攪拌は、コロイドミル、高速
分散器又は、当業者に公知のその他の装置において行な
われるる。この攪拌は、乳化された液晶／保護コロイド
粒が約１〜約10ミクロン、好ましくは１〜５ミクロンの
粒径となったときに終らせる。
この乳濁液、及びラテックスの懸濁液の１−３ボリュ
ウムであって、粒径が約0.01〜約2.0ミクロン及び懸濁
液のボリュウムが約20〜約60％含まれるものを、攪拌し
ながらゆっくり組み合せる。組成物の引張強度及び防湿
性をさらに改善するために架橋剤を加えてもよい。ここ
で用いられる架橋剤は、特にラテックスポリマーに対す
るものである。この架橋剤については、前記の米国出願
第171135号に詳細に論じられている。
その後、この混合物を、電極で被覆された支持体18
（第３図及び第４図参照）上に層状に被覆し、ボリュウ
ム中に分散した液晶20と、このようなボリュウム内に形
成された壁50を有する固体状媒体28を生じさせるために
乾燥してもよい。
他の好ましい方法はすべての成分を単に一緒に加え、
そして、水性溶媒中で液晶を直接乳化させることであ
る。この方法は、工程が容易になるという利点がある
が、しかし、粒径の管理をある程度犠牲にすることにな
る。この方法においては、壁50を形成する材料、例えば
PVPは、ラテックス粒子、液晶材料及び界面活性剤を含
む混合物に加えてもよい。この方法は、加えられるPVP
の量によって混合物の粘度が高くなり過ぎるような場合
に好ましい。一方、すべての成分は同時に加えられ、続
いて混合されてもよい。
オイルブルーＮ、サダン ブラック、サダンIII及び
サダンII（すべてアルドリッチケミカル社製、ミルウォ
ーキーウィスコンシン州）のような多色性色素を用いて
もよい。一般に、このような色素は水相中で液晶を乳化
する前に、液晶中に溶解される。また通常このような色
素は、液晶材料の約0.5重量％〜約６重量％である。フ
タロシアニン銅のような等方性色素を、液晶材料の約0.
5〜６重量％の範囲の量において使用してもよい。内壁5
0は、このような色素が封入媒体中に浸出しないように
封入媒体からこのような色素を分離することにおいて特
に効果的である。
実施例１ 本発明に係る装置を製造するために、液晶ZLI-1840
（E.メルクケミカル社、ダルムスタッド、ドイツより入
手）2.6g及びPVPK−90分子量約36000g/モル（GAFケミカ
ル社、バイネ、ニュージャージーより入手）の20％水溶
液1.30gを混合した。この溶液をドレメルミキサーを使
用し1800RPMで30秒間混合した。その後、界面活性剤IGE
PAL CO-610（GAF社製）0.04gを上記の混合物に加え、全
混合物が乳化するまで1800RPMで２−３分間攪拌した。
また、界面活性剤DOW-5098（ダウケミカル社、ミッドラ
ンド、ミシガンより入手）約0.02gを乳化中に脱泡のた
めに加えた。その後、ラテックス粒子40重量％を含むNe
orez R-967（ポリビニルケミカル、ウイルミントン社、
マス）41.6gを乳化した混合物中に加え、混合物が均一
になるまで約1800RPMで１分間攪拌した。次に、混合物
のガス抜きを行い。ゆっくり混ぜながら架橋剤CX−100
（ポリビニルケミカル製）0.12gを加えた。次に、この
材料を0.762mm（0.003インチ）のバードドクターブレー
ドを用いるか又は他の適当な方法により適当な電極で被
覆した支持体上に層状に施し、次いで乾燥した。
Neorez R-976にかわり、UCAR Latex-173（ユニオンカ
ーバイト社、サマセット、ニュージャージーより入手し
たアクリルラテックス）を用いて、上記の方法を繰り返
した。また、ZLI-3499多色性の色素を含む液晶（E.メル
クケミカルより入手）及びスメクチック液晶混合物Ｓ−
７（BDH社ポール、英国より入手）を含む。他の液晶材
料の例についてこの方法を繰り返した。
実施例２ 好ましい方法において、液晶ZLI-1840（E.メルクケミ
カル）6.76g;Neorez R-967（ラテックス粒子40重量％含
有）10.24g;界面活性剤DOW 5098を0.051g;及び界面活性
剤CO−60及びCO−210の50−50混合物（GAF社）0.051gを
30mlのプラスチックビーカーに加えた。次に、この混合
物を6000RPMで２分間、更に8500RPMで２分間混合した。
その後、DI水2.60g、架橋剤CX−100を0.307g、及び10％
プラスドン（Plasdone）Ｋ−90水溶液を1.2288g加え、
この混合物を400RPMで５分間攪拌した。この混合物を電
極に被覆された支持体上に被覆する前に、一晩ガス抜き
を行った。このフィルムにおいては、PVP固形分の量は
ラテックス固形分の量の３％であった。
第３及び４図に示すように、電極に被覆された支持体
18及び18AはNCAPフィルムの向かい合う面に接触してお
り、導線25及び25Aによりそれぞれ電源26に接続してい
る。スイッチ27が開いている場合、フィルムに電圧はか
かっておらず、点線で描かれている液晶の分子は液晶を
含むカプセル又は窪み23、及び通路35及び37によって歪
んでいることが示されている。液晶材料が全体として無
秩序な配置であることから、このような分子の配列は、
すべての方向からの光を反射し及び／又は吸収する。
第４図に示すようにスイッチが閉じられている場合、
電場により、液晶分子が電場との関連で直線的に並ぶ、
この配列により、フィルムから光が通過出来るようにな
る。スイッチ27を開くと、液晶は第３図に示したような
配列に戻る。電場における液晶の直線状の配列の緩みの
応答時間は、通常は数ミリ秒のオーダーである。この現
象の更に詳しい説明は米国特許第4435047号及び第47070
80号に記載されている。
本発明におけるNCAP液晶フィルムは機械的ストレスに
極めて抵抗性があり、液晶のにじみを防ぐ特性が強化さ
れている。それだけでなく、その電気光学的な特性及び
耐久性が強化されている。画面の組立においてガラス、
シートプラスチック面、又は支持体と積層した場合に液
晶装置の寿命も改善される。
これまでに記載された本発明に係る好ましい具体例に
より、当業者に記載された具体例の種々の改良を行うで
あろうが、該改良も本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、NCAP液晶装置を表す概略図であり、第２図
は、乾燥前の本発明にかかる混合物を表した概略図であ
り、第３図は、電場をかけない状態の本発明にかかる装
置を表した概略図であり、第４図は、電場をかけた状態
の本発明にかかる装置を表した概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−269922（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−252687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−48789（ＪＰ，Ａ)

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ラテックス封入媒体、前記媒体中に複数の
    ボリュウムで分散している液晶材料及び該液晶材料の流
    出を妨げるために、媒体中の複数のボリュウム内液晶材
    料と媒体の間に実質的に形成した壁を含み、該媒体は液
    晶材料の一般的にゆがんだ配向を誘導し、ここで該配向
    に応答して少なくとも光の散乱及び／又は吸収が生じ、
    かつ所定の入力に応答してかかる散乱及び／又は吸収量
    を減ずる装置であって、 前記液晶材料を含有するカプセルを含む前記媒体におけ
    る複数のボリュウム及び前記壁が、前記液晶材料及び媒
    体の間のカプセル表面に沿って実質的に形成されてお
    り、かつ 前記カプセル及び壁から伸ばされた通路が、通路中に前
    記液晶材料の浸出を防ぐように形成されている装置。
  2. 【請求項２】前記壁が水性ポリマーから形成され、また
    壁及び前記液晶材料が少なくとも２ヒルデブランド単位
    異なる溶解パラメーターを有する請求項（１）記載の装
    置。
  3. 【請求項３】前記水溶性ポリマーがポリビニルピロリド
    ンである請求項（２）記載の装置。
  4. 【請求項４】前記装置におけるポリビニルピロリドンの
    量が前記媒体の約0.5〜30重量％である請求項（３）記
    載の装置。
  5. 【請求項５】前記媒体が、ポリエチレン、ポリプロピレ
    ン、ポリウレタン、ポリアクリル、ポリシロキサン、メ
    タクリレート−アクリロニトリルコポリマー、ウレタン
    −アクリルコポリマー、アクリレート−アクリロニトリ
    ルコポリマー、スチレン−アクリロニトリルコポリマー
    及び塩化ビニリデン−アクリロニトリルコポリマーを含
    む群より選ばれる請求項（２）記載の装置。
  6. 【請求項６】前記媒体、前記壁及び液晶材料が、前記規
    定された入力の存在下で屈折係数において実質的に調和
    している請求項（２）記載の装置。
  7. 【請求項７】前記壁の厚さが、そこに入射した可視光の
    波長と比較して相対的に薄い請求項（２）記載の装置。
  8. 【請求項８】前記液晶材料が前記装置のボリュウムの約
    20〜60重量％である請求項（２）記載の装置。
  9. 【請求項９】前記液晶材料が、約１〜約10ミクロンの粒
    径を有する粒子として、前記溶媒中に分散している請求
    項（２）記載の装置。
  10. 【請求項１０】前記液晶材料が、オペレーショナリーメ
    マチック及び正の誘電異方性を有する請求項（２）記載
    の装置。
  11. 【請求項１１】液晶材料が、水溶性ポリマー及びラテッ
    クス粒子を水相において組み合せること；及び乾燥した
    場合にラテックス封入媒体において複数のボリュウムで
    分散した前記液晶材料を有する組成物を形成するために
    前記液晶材料を乳化させ、ここで少なくとも前記液晶材
    料と前記媒体の間で、前記媒体において複数のボリュウ
    ム内で前記水溶性ポリマーが壁を形成し、該媒体は液晶
    材料の一般的にひずんだ配向を誘導し、該配向に応答し
    て少なくとも光の散乱及び／又は吸収が生じ、かつ所定
    の入力に応答してかかる散乱及び／又は吸収を減ずるこ
    とを含む方法であって、 前記液晶材料の量が液晶乳濁液の約30〜60容量％であ
    り、ラテックス粒子懸濁液の量が該液晶乳濁液の量の約
    １〜３倍であり、そして該懸濁液が粒径約0.01〜約2.0
    ミクロンのラテックス粒子を、約20〜60容量％含む方
    法。
  12. 【請求項１２】前記液晶材料及び水性ポリマーが少なく
    とも２ヒルデブランド単位は相異する溶解パラメーター
    を有する請求項（11）記載の方法。
  13. 【請求項１３】前記水溶性ポリマーがポリビニルピロリ
    ドンである請求項（11）記載の方法。
  14. 【請求項１４】前記装置における水溶性ポリマーの量が
    前記媒体の約0.5〜30重量％である請求項（11）記載の
    方法。
  15. 【請求項１５】前記防護壁の厚さが可視光の波長以下で
    ある請求項（11）記載の方法。
  16. 【請求項１６】前記液晶材料がオペレーショナリーメマ
    チックであり、かつ正の誘電異方性である請求項（11）
    記載の方法。
  17. 【請求項１７】前記液晶材料及び媒体が、規定の入力の
    存在下で、実質的に調和している屈折率を有する請求項
    （11）記載の方法。
  18. 【請求項１８】前記ラテックス粒子が、ポリエチレン、
    ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアクリル、ポリシ
    ロキサン、ソタクリレート−アクリロニトリルコポリマ
    ー、ウレタン−アクリルコポリマー、アクリレート−ア
    クリルニトリルコポリマー、スチレン−アクリロニトリ
    ルコポリマー、及び塩化ビニリデン−アクリロニトリル
    コポリマーを含む群から選ばれる請求項（11）記載の方
    法。
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