JP2852389B2 - 分散型液晶電気光学装置及びその作製方法 - Google Patents
分散型液晶電気光学装置及びその作製方法Info
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Description
【０００１】
【発明の利用分野】本発明は、光硬化樹脂と液晶材料で
構成される調光層を持つ分散型の液晶電気光学装置に関
するものである。
構成される調光層を持つ分散型の液晶電気光学装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、液晶電気光学装置は、例えば、軽
量、小型、低消費電力の薄型ディスプレイとして、現在
のＣＲＴを用いたテレビジョン等の表示体に取り変わろ
うとしている。この液晶電気光学装置は今、ＴＮ（ツイ
ステッドネマチック）液晶、ＳＴＮ（スーパーツイステ
ッドネマチック）液晶に技術が発達し、時計からワード
プロセッサー、液晶テレビの分野にわたって広く使われ
始めている。しかしながらこれらのディスプレイは１枚
または２枚の偏光板を液晶セルに併設する必要があり、
この偏光板自身の光の透過率は１枚に付き４０から５０
％であるために、ＴＮディスプレイの透過率は明状態に
おいても１０から３０％であり、非常に暗いものとなっ
ている。従って、光量の高いバックライトを背面に設け
る必要が生じていた。
量、小型、低消費電力の薄型ディスプレイとして、現在
のＣＲＴを用いたテレビジョン等の表示体に取り変わろ
うとしている。この液晶電気光学装置は今、ＴＮ（ツイ
ステッドネマチック）液晶、ＳＴＮ（スーパーツイステ
ッドネマチック）液晶に技術が発達し、時計からワード
プロセッサー、液晶テレビの分野にわたって広く使われ
始めている。しかしながらこれらのディスプレイは１枚
または２枚の偏光板を液晶セルに併設する必要があり、
この偏光板自身の光の透過率は１枚に付き４０から５０
％であるために、ＴＮディスプレイの透過率は明状態に
おいても１０から３０％であり、非常に暗いものとなっ
ている。従って、光量の高いバックライトを背面に設け
る必要が生じていた。
【０００３】一方、これらの偏光板を必要とせず、画面
の明るいコントラストのよい分散型の液晶電気光学装置
が研究されるようになった。この分散型の液晶電気光学
装置とは透光性の固相ポリマーがネマチック、コレステ
リックあるいはスメクチック層の液晶を粒状または界面
状に保持して調光層を形成するものである。この液晶装
置の作製方法としては液晶のカプセル化によりポリマー
中に液晶を分散させ、そのポリマーをフィルムあるいは
基板上に薄膜として形成されるものが知られている。こ
こでカプセル化物質としてはゼラチン、アラビアゴム、
ポリビニルアルコール等が提案されている。
の明るいコントラストのよい分散型の液晶電気光学装置
が研究されるようになった。この分散型の液晶電気光学
装置とは透光性の固相ポリマーがネマチック、コレステ
リックあるいはスメクチック層の液晶を粒状または界面
状に保持して調光層を形成するものである。この液晶装
置の作製方法としては液晶のカプセル化によりポリマー
中に液晶を分散させ、そのポリマーをフィルムあるいは
基板上に薄膜として形成されるものが知られている。こ
こでカプセル化物質としてはゼラチン、アラビアゴム、
ポリビニルアルコール等が提案されている。
【０００４】ポリビニールアルコールでカプセル化され
た液晶分子は、これらが薄膜中で正の誘電異方性を有す
るものであれば、電界の存在下でその液晶分子が液晶分
子の長軸を電界方向に揃うように配列し、液晶の屈折率
とポリマーの屈折率とが等しい場合には透光性が発現す
る。一方電界が無い場合には液晶は特定の方向に配列せ
ず、分子長軸はランダムな方向をとる。この状態でポリ
マーの屈折率と液晶の屈折率は異なるために、そこを通
過する光は散乱されて白濁状態となる。このようにして
作製された分散型液晶電気光学装置の透過率は、オフ状
態で数％、オン状態で９０％にもなり非常に明るい表示
を得ることができる。このようなカプセル化された分散
型の液晶電気光学装置の他にもいくつかの手法が知られ
ている。例えばエポキシ樹脂中に分散したもの、液晶と
光硬化樹脂と相分離を利用したもの、３次元につながっ
たポリマー中に液晶を含侵させたもの等が知られてい
る。本発明においてはこれらを総称して分散型液晶電気
光学装置と言う。
た液晶分子は、これらが薄膜中で正の誘電異方性を有す
るものであれば、電界の存在下でその液晶分子が液晶分
子の長軸を電界方向に揃うように配列し、液晶の屈折率
とポリマーの屈折率とが等しい場合には透光性が発現す
る。一方電界が無い場合には液晶は特定の方向に配列せ
ず、分子長軸はランダムな方向をとる。この状態でポリ
マーの屈折率と液晶の屈折率は異なるために、そこを通
過する光は散乱されて白濁状態となる。このようにして
作製された分散型液晶電気光学装置の透過率は、オフ状
態で数％、オン状態で９０％にもなり非常に明るい表示
を得ることができる。このようなカプセル化された分散
型の液晶電気光学装置の他にもいくつかの手法が知られ
ている。例えばエポキシ樹脂中に分散したもの、液晶と
光硬化樹脂と相分離を利用したもの、３次元につながっ
たポリマー中に液晶を含侵させたもの等が知られてい
る。本発明においてはこれらを総称して分散型液晶電気
光学装置と言う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような分散型の液
晶電気光学装置においては、相分離型のものが最近の主
流となっている。このような液晶電気光学装置を作製す
る場合、まず液晶と光硬化樹脂の選択が重要になる。正
の誘電異方性を持つ液晶を使用した際に分散型液晶電気
光学装置の調光層に電界を印加し、透過時の透過率を高
くするためには、樹脂の屈折率と液晶材料の常光の屈折
率をできるだけ等しくし、液晶の分散粒内の液晶とそれ
を取り巻く樹脂の屈折率の差を少なくすればよい。一
方、電界を印加しないときの散乱時の散乱特性を良好に
するためには、液晶材料の屈折率の異方性の値（以下、
Δｎという）の大きな材料を用いるとよい。
晶電気光学装置においては、相分離型のものが最近の主
流となっている。このような液晶電気光学装置を作製す
る場合、まず液晶と光硬化樹脂の選択が重要になる。正
の誘電異方性を持つ液晶を使用した際に分散型液晶電気
光学装置の調光層に電界を印加し、透過時の透過率を高
くするためには、樹脂の屈折率と液晶材料の常光の屈折
率をできるだけ等しくし、液晶の分散粒内の液晶とそれ
を取り巻く樹脂の屈折率の差を少なくすればよい。一
方、電界を印加しないときの散乱時の散乱特性を良好に
するためには、液晶材料の屈折率の異方性の値（以下、
Δｎという）の大きな材料を用いるとよい。
【０００６】この点はＴＮ液晶と異なっており、ＴＮ型
の液晶電気光学装置は液晶の旋光性を利用した装置であ
り、セル厚の不均一性があってもセルの色むらを目だた
なくするためには液晶の屈折率の異方性は小さな方がよ
い。実際にはΔｎが０．１以下の材料が用いられてい
る。一方、分散型液晶に使うネマチック液晶のΔｎは、
０．２から０．２８程度のものを用いる。Δｎの大きな
材料は、シッフ塩基系液晶材料、ピリミジン系液晶材料
やシアノ基や、２重結合や３重結合を持ったもの材料等
の調合によりを作製されるが多い。
の液晶電気光学装置は液晶の旋光性を利用した装置であ
り、セル厚の不均一性があってもセルの色むらを目だた
なくするためには液晶の屈折率の異方性は小さな方がよ
い。実際にはΔｎが０．１以下の材料が用いられてい
る。一方、分散型液晶に使うネマチック液晶のΔｎは、
０．２から０．２８程度のものを用いる。Δｎの大きな
材料は、シッフ塩基系液晶材料、ピリミジン系液晶材料
やシアノ基や、２重結合や３重結合を持ったもの材料等
の調合によりを作製されるが多い。
【０００７】以上の様にして選択された液晶材料と樹脂
を、通常４：６〜８：２程度の割合で混合する。混合液
体の等方相からネマチック相への転移温度は、樹脂の添
加量が多いほど低下する。液晶相が析出してくると樹脂
と液晶とが分離することが多い。分離したままでは、溶
液の扱いが不正確になり、一定の割合で樹脂と液晶材料
とが混合できないために望ましくない。従って、転移点
は室温以下であることが望ましい。
を、通常４：６〜８：２程度の割合で混合する。混合液
体の等方相からネマチック相への転移温度は、樹脂の添
加量が多いほど低下する。液晶相が析出してくると樹脂
と液晶とが分離することが多い。分離したままでは、溶
液の扱いが不正確になり、一定の割合で樹脂と液晶材料
とが混合できないために望ましくない。従って、転移点
は室温以下であることが望ましい。
【０００８】基板上に電極をパターニングした後電極を
内部にし、２枚の基板を対向させ、一定の間隔で固定し
た空セルに、上述の混合液体を注入する。分散型液晶に
するためには、このセルに紫外線を照射し、紫外線硬化
樹脂を硬化させる。硬化にともなって液晶と樹脂は分離
しながら、液晶の液滴を樹脂が取り囲む様に全体のネッ
トワーク化が進む。この状態になってくると調光層全体
の白濁化がすすみ、散乱状態となる。
内部にし、２枚の基板を対向させ、一定の間隔で固定し
た空セルに、上述の混合液体を注入する。分散型液晶に
するためには、このセルに紫外線を照射し、紫外線硬化
樹脂を硬化させる。硬化にともなって液晶と樹脂は分離
しながら、液晶の液滴を樹脂が取り囲む様に全体のネッ
トワーク化が進む。この状態になってくると調光層全体
の白濁化がすすみ、散乱状態となる。
【０００９】このような作製方法で電圧−透過特性を測
定するとあまり良い特性を得られない事が多い。その理
由の一つとして、液晶材料の紫外光照射による劣化が挙
げられる。例えば分散型液晶を作製するのと同様の工程
で液晶材料のみに紫外線を照射し液晶材料の特性を測定
すると、液晶材料が劣化しているのがわかる。すなわ
ち、分散型液晶に用いられるネマチック液晶は、前述し
た様にシッフ塩基系液晶材料、ピリミジン系液晶材料や
シアノ基や、２重結合、３重結合を有する材料を含有す
る場合が多く、４００ｎｍ以下の領域の吸収による材料
の分解の可能性も増してくる。そのために樹脂硬化の際
に必要な紫外線の照射で液晶が劣化し液晶電気光学装置
としてよい特性は得られなかった。
定するとあまり良い特性を得られない事が多い。その理
由の一つとして、液晶材料の紫外光照射による劣化が挙
げられる。例えば分散型液晶を作製するのと同様の工程
で液晶材料のみに紫外線を照射し液晶材料の特性を測定
すると、液晶材料が劣化しているのがわかる。すなわ
ち、分散型液晶に用いられるネマチック液晶は、前述し
た様にシッフ塩基系液晶材料、ピリミジン系液晶材料や
シアノ基や、２重結合、３重結合を有する材料を含有す
る場合が多く、４００ｎｍ以下の領域の吸収による材料
の分解の可能性も増してくる。そのために樹脂硬化の際
に必要な紫外線の照射で液晶が劣化し液晶電気光学装置
としてよい特性は得られなかった。
【００１０】
【問題を解決するための手段】分散型の液晶電気光学装
置を作製するときには屈折率の異方性の大きな液晶材料
と紫外線硬化樹脂の混合溶液に紫外線を照射して、樹脂
の硬化が進み、液晶材料の分散化を行う。その際、紫外
線が照射されるのは樹脂だけでなく、当然ながら液晶材
料にも照射されるわけである。それにより液晶の劣化が
進む。従って、混合溶液に紫外線を照射するときには無
駄な紫外線を照射せずに、樹脂の硬化が促進するための
必要にして十分な光を照射すれば良い。
置を作製するときには屈折率の異方性の大きな液晶材料
と紫外線硬化樹脂の混合溶液に紫外線を照射して、樹脂
の硬化が進み、液晶材料の分散化を行う。その際、紫外
線が照射されるのは樹脂だけでなく、当然ながら液晶材
料にも照射されるわけである。それにより液晶の劣化が
進む。従って、混合溶液に紫外線を照射するときには無
駄な紫外線を照射せずに、樹脂の硬化が促進するための
必要にして十分な光を照射すれば良い。
【００１１】樹脂が硬化するために必要な光の特性は紫
外線硬化樹脂に含有されている光反応部分の波長吸収特
性による。通常の場合は、樹脂の波長吸収部を含む光を
照射すればよいが、分散型の液晶電気光学装置に対して
はあまり適当ではない。この場合には、その吸収波長の
みの光を照射してやらなければいけない。
外線硬化樹脂に含有されている光反応部分の波長吸収特
性による。通常の場合は、樹脂の波長吸収部を含む光を
照射すればよいが、分散型の液晶電気光学装置に対して
はあまり適当ではない。この場合には、その吸収波長の
みの光を照射してやらなければいけない。
【００１２】そのため、本発明においては、屈折率異方
性を有する液晶材料と光硬化樹脂の混合物に光を照射す
る際に、前記光硬化樹脂に含有される光硬化反応部分の
光吸収ピークを含みその波長より±２０ｎｍの範囲の光
が全体の波長の９０％以上を占めるような光を前記混合
物に照射して樹脂を硬化する工程を有することを特徴と
するものである。
性を有する液晶材料と光硬化樹脂の混合物に光を照射す
る際に、前記光硬化樹脂に含有される光硬化反応部分の
光吸収ピークを含みその波長より±２０ｎｍの範囲の光
が全体の波長の９０％以上を占めるような光を前記混合
物に照射して樹脂を硬化する工程を有することを特徴と
するものである。
【００１３】この光源としては、紫外光源と特定波長の
バンドパスフィルターを組み合わせて使用したり、レー
ザーによる単一波長光を使用する場合もある。このよう
に、特定の波長範囲の光が樹脂の硬化と同時に液晶材料
に照射されるため、不必要な波長を持つ光が減り、紫外
線劣化の少ない分散型液晶を作製することが出来る。
バンドパスフィルターを組み合わせて使用したり、レー
ザーによる単一波長光を使用する場合もある。このよう
に、特定の波長範囲の光が樹脂の硬化と同時に液晶材料
に照射されるため、不必要な波長を持つ光が減り、紫外
線劣化の少ない分散型液晶を作製することが出来る。
【００１４】この光の範囲として、光硬化反応部分の光
吸収ピークを含みその波長より±２０ｎｍの範囲の光が
全体の波長の９０％以上を占めるような光を限定した
が、これ以上の巾を持つ光の場合、従来の場合と同様に
液晶材料を分解するような不必要な波長成分が多くなる
ため、劣化の程度が著しくなり、信頼性のない液晶電気
光学装置となってしまう。
吸収ピークを含みその波長より±２０ｎｍの範囲の光が
全体の波長の９０％以上を占めるような光を限定した
が、これ以上の巾を持つ光の場合、従来の場合と同様に
液晶材料を分解するような不必要な波長成分が多くなる
ため、劣化の程度が著しくなり、信頼性のない液晶電気
光学装置となってしまう。
【００１５】また、発明者らの鋭意検討の結果、紫外線
光の中でも３８０〜４２０ｎｍの範囲の紫外光を液晶材
料に照射しても液晶の劣化は少ないことがわかった。そ
のため樹脂に含有されている光反応部分として、この範
囲に吸収ピーク波長特性を有するものを使用し、この波
長範囲の光を照射すると紫外線劣化の少ない分散型液晶
を作製することが出来る。その結果、電圧−透過特性に
おいて良好な特性の分散型液晶が得られる。以下、実施
例において詳細を述べる。
光の中でも３８０〜４２０ｎｍの範囲の紫外光を液晶材
料に照射しても液晶の劣化は少ないことがわかった。そ
のため樹脂に含有されている光反応部分として、この範
囲に吸収ピーク波長特性を有するものを使用し、この波
長範囲の光を照射すると紫外線劣化の少ない分散型液晶
を作製することが出来る。その結果、電圧−透過特性に
おいて良好な特性の分散型液晶が得られる。以下、実施
例において詳細を述べる。
【００１６】
【実施例】図１に本発明の概略図を示す。透過性の基板
（１００、１００’）上に透過性の導電膜（１０１、１
０１’）を蒸着法またはスパッタ法により５００から２
０００Åのあつさに堆積させる。材質はインジウムとす
ずの酸化物（ＩＴＯ）であったり、酸化亜鉛等が用いら
れる。シート抵抗として２００から２０Ω／□になる。
このＩＴＯを公知のフォトリソグラフィ技術によりレジ
スト樹脂を使用して所定のパターンを形成後、導電膜エ
ッチャントにより前述の導電膜の非被覆部を溶解、除去
させ所定のＩＴＯパターニングがなされた基板とする。
（１００、１００’）上に透過性の導電膜（１０１、１
０１’）を蒸着法またはスパッタ法により５００から２
０００Åのあつさに堆積させる。材質はインジウムとす
ずの酸化物（ＩＴＯ）であったり、酸化亜鉛等が用いら
れる。シート抵抗として２００から２０Ω／□になる。
このＩＴＯを公知のフォトリソグラフィ技術によりレジ
スト樹脂を使用して所定のパターンを形成後、導電膜エ
ッチャントにより前述の導電膜の非被覆部を溶解、除去
させ所定のＩＴＯパターニングがなされた基板とする。
【００１７】前記エッチャントとしては塩酸水溶液であ
ったり、塩酸と硝酸の水溶液であったり塩化第２鉄、塩
酸水溶液であったりする。エッチングにおいては必要に
応じて６０℃程度に加熱し反応性を高めたりする。この
ようにして得られた液晶基板上に基板間隔を一定に保つ
ためのスペーサー（特に記していない）を散布する。数
十ｍｇのスペーサーを秤量し、イソプロピルアルコール
を５０ｃｃ加える。この溶液をスピナーまたはスプレー
散布機により基板上に１０から２００個のスペーサーを
散布する。次にこの基板上に対抗する液晶基板を重ね併
せてスペーサーで決まるところの一定のセル間隔とす
る。
ったり、塩酸と硝酸の水溶液であったり塩化第２鉄、塩
酸水溶液であったりする。エッチングにおいては必要に
応じて６０℃程度に加熱し反応性を高めたりする。この
ようにして得られた液晶基板上に基板間隔を一定に保つ
ためのスペーサー（特に記していない）を散布する。数
十ｍｇのスペーサーを秤量し、イソプロピルアルコール
を５０ｃｃ加える。この溶液をスピナーまたはスプレー
散布機により基板上に１０から２００個のスペーサーを
散布する。次にこの基板上に対抗する液晶基板を重ね併
せてスペーサーで決まるところの一定のセル間隔とす
る。
【００１８】このセルに分散型液晶の調光層となるとこ
ろの溶液を毛管現象または真空法にて注入する。調光層
は、後の工程の結果、液晶ドロップレット（１０２）と
それを取り巻く樹脂（１０３）により構成される。液晶
材料としては、ＢＤＨ社製のＢＬ−００１、紫外線硬化
樹脂についてはノーランド製ＮＯＡ０６５を用いた。液
晶材料の常光の屈折率は１．５２１、屈折率の異方性は
０．２２５であった。等方相から液晶相への転移点は６
１℃であった。一方、樹脂の屈折率は１．５２１であり
液晶の常光の屈折率と同一である。
ろの溶液を毛管現象または真空法にて注入する。調光層
は、後の工程の結果、液晶ドロップレット（１０２）と
それを取り巻く樹脂（１０３）により構成される。液晶
材料としては、ＢＤＨ社製のＢＬ−００１、紫外線硬化
樹脂についてはノーランド製ＮＯＡ０６５を用いた。液
晶材料の常光の屈折率は１．５２１、屈折率の異方性は
０．２２５であった。等方相から液晶相への転移点は６
１℃であった。一方、樹脂の屈折率は１．５２１であり
液晶の常光の屈折率と同一である。
【００１９】また、本樹脂の反応開始材の波長吸光特性
は３５０〜３８０ｎｍであり、この波長光により樹脂は
硬化する。これにより電界を印加した状態では液晶と樹
脂の屈折率の差は無く、調光層を通過する光は散乱する
ことなく透過する。電界を印加しない状態では液晶の屈
折率の異方性が大きな液晶材料を用いると光散乱性が良
くなる。このように電界印加時の光透過性、電界無印加
時の光散乱性を最大限に生かせるように液晶材料と樹脂
の屈折率を調整する必要がある。
は３５０〜３８０ｎｍであり、この波長光により樹脂は
硬化する。これにより電界を印加した状態では液晶と樹
脂の屈折率の差は無く、調光層を通過する光は散乱する
ことなく透過する。電界を印加しない状態では液晶の屈
折率の異方性が大きな液晶材料を用いると光散乱性が良
くなる。このように電界印加時の光透過性、電界無印加
時の光散乱性を最大限に生かせるように液晶材料と樹脂
の屈折率を調整する必要がある。
【００２０】また、液晶材料と紫外線硬化樹脂の混合比
を変えたときの等方相から液晶相への転移点を調べた結
果を図２に示した。液晶と樹脂の混合比が７：３以下の
時の相転移点は１９℃であった。混合比７：３の材料に
ついて紫外線を照射し、調光層を作製した。紫外線光源
としては図３にその分光特性を示したような水銀−キセ
ノンランプを用いた。最も強い３６５ｎｍのピークや、
３０５ｎｍ、４０５ｎｍ、４３６ｎｍやさらに種々の小
さいピークも測定された。この光源に各出力波長に相当
するところのバンドパスフィルターを挿入して、同様の
測定を行うと、半値幅２０ｎｍの各波長の単一光が得ら
れた。
を変えたときの等方相から液晶相への転移点を調べた結
果を図２に示した。液晶と樹脂の混合比が７：３以下の
時の相転移点は１９℃であった。混合比７：３の材料に
ついて紫外線を照射し、調光層を作製した。紫外線光源
としては図３にその分光特性を示したような水銀−キセ
ノンランプを用いた。最も強い３６５ｎｍのピークや、
３０５ｎｍ、４０５ｎｍ、４３６ｎｍやさらに種々の小
さいピークも測定された。この光源に各出力波長に相当
するところのバンドパスフィルターを挿入して、同様の
測定を行うと、半値幅２０ｎｍの各波長の単一光が得ら
れた。
【００２１】以下の実験において、分光を施していない
全波長光、分光を施したものとして３１３ｎｍ光、３６
５ｎｍ光、４０５ｎｍ光、４３５ｎｍ光として使用し
た。液晶と樹脂の比率が７：３のものについてセルに注
入し、前記紫外線を照射した。結果を図４に示した。電
界を印加していない状態での透過率をＴ 0、電界印加時
の飽和透過率をＴ100とした。Ｔ100についてはいづれも
８０％程度であり差はなかった。しかし、Ｔ 0について
は、それぞれの照射光について特性が異なり、３１３ｎ
ｍの波長ピーク光、４０５ｎｍの波長ピーク光、４３５
ｎｍの波長ピーク光では大きかった。これらの波長領域
には本実施例の樹脂を硬化させるだけの波長を含んでい
ないためである。
全波長光、分光を施したものとして３１３ｎｍ光、３６
５ｎｍ光、４０５ｎｍ光、４３５ｎｍ光として使用し
た。液晶と樹脂の比率が７：３のものについてセルに注
入し、前記紫外線を照射した。結果を図４に示した。電
界を印加していない状態での透過率をＴ 0、電界印加時
の飽和透過率をＴ100とした。Ｔ100についてはいづれも
８０％程度であり差はなかった。しかし、Ｔ 0について
は、それぞれの照射光について特性が異なり、３１３ｎ
ｍの波長ピーク光、４０５ｎｍの波長ピーク光、４３５
ｎｍの波長ピーク光では大きかった。これらの波長領域
には本実施例の樹脂を硬化させるだけの波長を含んでい
ないためである。
【００２２】次に、前記の結果をうけて，３６５ｎｍの
波長ピーク光、全波長の光を使用して照射し完成した液
晶電気光学装置の、分散型液晶特性の照射時間依存性に
ついて調べた結果を図５に示した。図にあるように電圧
を印加しな状態の透過率Ｔ 0は特定の照射時間で最小値
をもち、照射時間が長くなると緩やかに悪くなった。ま
た、３６５ｎｍ光の方が全波長の光に比して一様に特性
がよかった。これは、全波長の光においては樹脂を硬化
させる為の３６５ｎｍを含んではいるものの、そのほか
の波長の光も多く含んでいるために、それが液晶材料に
対して悪影響を与えて液晶を劣化させている為と考えら
れる。
波長ピーク光、全波長の光を使用して照射し完成した液
晶電気光学装置の、分散型液晶特性の照射時間依存性に
ついて調べた結果を図５に示した。図にあるように電圧
を印加しな状態の透過率Ｔ 0は特定の照射時間で最小値
をもち、照射時間が長くなると緩やかに悪くなった。ま
た、３６５ｎｍ光の方が全波長の光に比して一様に特性
がよかった。これは、全波長の光においては樹脂を硬化
させる為の３６５ｎｍを含んではいるものの、そのほか
の波長の光も多く含んでいるために、それが液晶材料に
対して悪影響を与えて液晶を劣化させている為と考えら
れる。
【００２３】３６５ｎｍの波長ピークの光で硬化した時
の分散型液晶について電気光学特性を測定した結果を図
６に示した。非常に急峻性のある特性が得られ、ヒステ
リシスは少なかった。調光層については、液体窒素雰囲
気下による基板の切断で液晶電気光学装置の断面を得た
後、メタノール溶液に２分から５分間浸漬させて、ドロ
ップレット内の液晶を抽出した後、上面に金コーティン
グをスパッタ装置により施し、走査型電子顕微鏡におい
て調光層のドロップレット形状を観察した。これによ
り、液晶ドロップレットを取り囲んでいたところの樹脂
の形状がわかり、平均粒径約３μｍで比較的そろった形
状であることが確認された。
の分散型液晶について電気光学特性を測定した結果を図
６に示した。非常に急峻性のある特性が得られ、ヒステ
リシスは少なかった。調光層については、液体窒素雰囲
気下による基板の切断で液晶電気光学装置の断面を得た
後、メタノール溶液に２分から５分間浸漬させて、ドロ
ップレット内の液晶を抽出した後、上面に金コーティン
グをスパッタ装置により施し、走査型電子顕微鏡におい
て調光層のドロップレット形状を観察した。これによ
り、液晶ドロップレットを取り囲んでいたところの樹脂
の形状がわかり、平均粒径約３μｍで比較的そろった形
状であることが確認された。
【００２４】『実施例２』 紫外線硬化樹脂に含有する
光反応部分の吸光特性の異なる樹脂と液晶材料を混合し
て分散型液晶電気光学装置を作製した。樹脂−Ａは、３
１３ｎｍに光硬化反応の吸収のピークを有する樹脂であ
り、樹脂−Ｂは、４０５ｎｍに吸収のピークを有する樹
脂であった。照射光は前記と同様に紫外光源の後にバン
ドパスフィルターをそなえ、樹脂−Ａには、３１３ｎｍ
にピークを持つ光を、樹脂−Ｂには４０５ｎｍにピーク
を持つ光を照射した。
光反応部分の吸光特性の異なる樹脂と液晶材料を混合し
て分散型液晶電気光学装置を作製した。樹脂−Ａは、３
１３ｎｍに光硬化反応の吸収のピークを有する樹脂であ
り、樹脂−Ｂは、４０５ｎｍに吸収のピークを有する樹
脂であった。照射光は前記と同様に紫外光源の後にバン
ドパスフィルターをそなえ、樹脂−Ａには、３１３ｎｍ
にピークを持つ光を、樹脂−Ｂには４０５ｎｍにピーク
を持つ光を照射した。
【００２５】実験に際して分散型液晶と同時に、ネマチ
ック液晶のみのセルに紫外線に照射し、液晶材料の劣化
状況を同時に調べた．測定には、電界効果型トランジス
タを用いて６４μ秒、２０Ｖのパルスを３０ｍ秒毎に液
晶セルに印加し、そのときの液晶電気光学装置セルの電
位の低下率を実効値から求め、電圧保持率とした。
ック液晶のみのセルに紫外線に照射し、液晶材料の劣化
状況を同時に調べた．測定には、電界効果型トランジス
タを用いて６４μ秒、２０Ｖのパルスを３０ｍ秒毎に液
晶セルに印加し、そのときの液晶電気光学装置セルの電
位の低下率を実効値から求め、電圧保持率とした。
【００２６】光未照射時においては、電圧保持率が８８
％であったのに対して、３１３ｎｍにピークを持つ光を
照射すると４９％に低下し、系の抵抗も低下した。一
方，４０５ｎｍにピークを持つ光の照射においては８５
％迄にしか低下しなかった。すなわち、４０５ｎｍの光
照射により樹脂は硬化するが、液晶材料の劣化、分解が
進まない為、液晶材料中を電流が流れず、安定に印加電
圧を保持することができた。作製した分散型液晶電気光
学装置の光学特性においても、樹脂−Ｂを用いて作製し
たものは、樹脂−Ａを用いて作製したものに比して、Ｔ
0が小さく、電圧−透過曲線は急峻であり、信頼性試験
においても良好な結果が得られた。
％であったのに対して、３１３ｎｍにピークを持つ光を
照射すると４９％に低下し、系の抵抗も低下した。一
方，４０５ｎｍにピークを持つ光の照射においては８５
％迄にしか低下しなかった。すなわち、４０５ｎｍの光
照射により樹脂は硬化するが、液晶材料の劣化、分解が
進まない為、液晶材料中を電流が流れず、安定に印加電
圧を保持することができた。作製した分散型液晶電気光
学装置の光学特性においても、樹脂−Ｂを用いて作製し
たものは、樹脂−Ａを用いて作製したものに比して、Ｔ
0が小さく、電圧−透過曲線は急峻であり、信頼性試験
においても良好な結果が得られた。
【００２７】また、同様にバンドパスフィルターを変更
して、３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの光をつくり出し、上述
のような検討を行ったところ、上述の４０５ｎｍの光と
同様に液晶材料の劣化が少なく、安定した液晶電気光学
装置を実現する事が出来た。
して、３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの光をつくり出し、上述
のような検討を行ったところ、上述の４０５ｎｍの光と
同様に液晶材料の劣化が少なく、安定した液晶電気光学
装置を実現する事が出来た。
【００２８】以上の実施例においては、何れも一対の基
板を有する液晶電気光学装置の例を示して、説明をおこ
なったが、特にこの構成に限定される必要はなく、一枚
の第１の電極が形成された基板上に調光層を構成する樹
脂材料と液晶材料との混合物を印刷、塗布またはディッ
プ等の方法で形成し、この状態で樹脂を硬化させる為の
光を照射し、調光層を形成した後、直接この調光層上に
蒸着あるいはスパッタ等の方法で第２の電極を形成し必
要に応じて保護膜を設けることによって完成された、一
枚基板の液晶電気光学装置であっても、同様に本発明を
適用できる。
板を有する液晶電気光学装置の例を示して、説明をおこ
なったが、特にこの構成に限定される必要はなく、一枚
の第１の電極が形成された基板上に調光層を構成する樹
脂材料と液晶材料との混合物を印刷、塗布またはディッ
プ等の方法で形成し、この状態で樹脂を硬化させる為の
光を照射し、調光層を形成した後、直接この調光層上に
蒸着あるいはスパッタ等の方法で第２の電極を形成し必
要に応じて保護膜を設けることによって完成された、一
枚基板の液晶電気光学装置であっても、同様に本発明を
適用できる。
【００２９】
【発明の効果】液晶材料と紫外線硬化樹脂とからなる分
散型液晶光学装置であって、紫外線硬化樹脂を硬化のた
めの紫外光源として、樹脂に含有する光反応部分の吸収
波長に相当する所定の光を照射して作製し、液晶の劣化
をもたらさない様な波長を有する光反応部分を含有する
樹脂からなる分散型液晶装置を作製することにより、紫
外線による液晶材料の劣化を抑制することが出来、安定
した良好な電気光学特性の分散型液晶電気光学装置を作
製することが可能になった。
散型液晶光学装置であって、紫外線硬化樹脂を硬化のた
めの紫外光源として、樹脂に含有する光反応部分の吸収
波長に相当する所定の光を照射して作製し、液晶の劣化
をもたらさない様な波長を有する光反応部分を含有する
樹脂からなる分散型液晶装置を作製することにより、紫
外線による液晶材料の劣化を抑制することが出来、安定
した良好な電気光学特性の分散型液晶電気光学装置を作
製することが可能になった。
【図１】分散型液晶の概略図。
【図２】実施例に於ける相図。
【図３】実施例における光源の波長特性。
【図４】液晶電気光学装置の樹脂硬化の為に照射する光
の種類の違いによる透過率の様子
の種類の違いによる透過率の様子
【図５】光照射時間に対する透過率の変化
【図６】本発明の液晶電気光学装置の駆動電圧に対する
透過率の変化
透過率の変化
１００、１００’ 基板 １０１、１０１’ 電極 １０２ 液晶ドロップレット １０３ 樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 合議体 審判長 高橋 美実 審判官 川上 義行 審判官 横林 秀治郎 (56)参考文献 特開 平４−188105（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】電極を有する基板上に屈折率異方性を有す
る液晶材料と光硬化樹脂の混合物を配置させる工程と、 前記混合物に光を照射する際に、前記光硬化樹脂に含有
される光硬化反応開始剤の光吸収ピークを含みその波長
より±２０ｎｍの範囲の光が全体の波長の９０％以上を
占める光を前記混合物に照射して前記光硬化樹脂を硬化
する工程を有することを特徴とする分散型液晶電気光学
装置の作製方法。 - 【請求項２】相対向する一対の基板間に、液晶と光硬化
樹脂との混合物を注入し、 前記混合物に光を照射する際に、前記光硬化樹脂に含有
される光硬化反応開始剤の光吸収ピークを含みその波長
より±２０ｎｍの範囲の光が全体の波長の９０％以上を
占める光を前記混合物に照射して前記光硬化樹脂を硬化
する工程を有することを特徴とする分散型液晶電気光学
装置の作製方法。 - 【請求項３】電極を有する基板上に屈折率異方性を有す
る液晶材料と光硬化樹脂の混合物で構成される調光層を
有する分散型の液晶電気光学装置であって、前記光硬化
樹脂に含まれる光硬化反応開始剤の光吸収ピーク波長が
３８０ｎｍから４２０ｎｍである事を特徴する分散型液
晶電気光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3360117A JP2852389B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 分散型液晶電気光学装置及びその作製方法 |
| US07/996,408 US5357356A (en) | 1991-12-27 | 1992-12-23 | Electro-optical device and method for forming the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3360117A JP2852389B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 分散型液晶電気光学装置及びその作製方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05181118A JPH05181118A (ja) | 1993-07-23 |
| JP2852389B2 true JP2852389B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=18467978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3360117A Expired - Fee Related JP2852389B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 分散型液晶電気光学装置及びその作製方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5357356A (ja) |
| JP (1) | JP2852389B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5739882A (en) * | 1991-11-18 | 1998-04-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | LCD polymerized column spacer formed on a modified substrate, from an acrylic resin, on a surface having hydrophilic and hydrophobic portions, or at regular spacings |
| US5546208A (en) * | 1993-02-19 | 1996-08-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electrooptical device involving a mixture of liquid crystal, photo curable resins and reaction initiating material for forming resinous columns |
| US5751452A (en) * | 1993-02-22 | 1998-05-12 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical devices with high polymer material and method of forming the same |
| JP2933816B2 (ja) * | 1993-07-15 | 1999-08-16 | シャープ株式会社 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
| US5625473A (en) * | 1993-05-06 | 1997-04-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device with polymer walls and method for producing the same |
| US5539545A (en) * | 1993-05-18 | 1996-07-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of making LCD in which resin columns are cured and the liquid crystal is reoriented |
| US5594569A (en) * | 1993-07-22 | 1997-01-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid-crystal electro-optical apparatus and method of manufacturing the same |
| US7227603B1 (en) | 1993-07-22 | 2007-06-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid-crystal electro-optical apparatus and method of manufacturing the same |
| JP3178773B2 (ja) * | 1994-02-23 | 2001-06-25 | シャープ株式会社 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
| JP3336934B2 (ja) * | 1997-11-19 | 2002-10-21 | 富士ゼロックス株式会社 | 高分子分散型液晶素子及びその製造方法 |
| US6933013B2 (en) * | 2003-10-14 | 2005-08-23 | Photon Dynamics, Inc. | Vacuum deposition of dielectric coatings on volatile material |
| US20050077005A1 (en) * | 2003-10-14 | 2005-04-14 | Photon Dynamics, Inc. | Method for fabricating electro-optic light modulator |
| US7522141B2 (en) * | 2003-12-01 | 2009-04-21 | Industrial Technology Research Institute | Cholesteric liquid crystal display system |
| US7639319B2 (en) * | 2004-04-08 | 2009-12-29 | Photon Dynamics, Inc. | Polymer dispersed liquid crystal formulations for modulator fabrication |
| US8801964B2 (en) | 2010-12-22 | 2014-08-12 | Photon Dynamics, Inc. | Encapsulated polymer network liquid crystal material, device and applications |
| WO2013012020A1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing liquid crystal display device |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4728547A (en) * | 1985-06-10 | 1988-03-01 | General Motors Corporation | Liquid crystal droplets dispersed in thin films of UV-curable polymers |
| EP0272585B1 (en) * | 1986-12-23 | 1997-03-12 | Asahi Glass Company Ltd. | Liquid crystal optical device and process for its production. |
| JP2667029B2 (ja) * | 1987-12-30 | 1997-10-22 | ヒューズ・エアクラフト・カンパニー | 液晶表示装置に用いられる複合材料の製造方法，液晶表示装置および液晶表示装置に用いられる複合材料 |
| US5096282A (en) * | 1988-01-05 | 1992-03-17 | Hughes Aircraft Co. | Polymer dispersed liquid crystal film devices |
| JPH04188105A (ja) * | 1990-11-22 | 1992-07-06 | Dainippon Ink & Chem Inc | 液晶デバイスの製造方法 |
| US5084203A (en) * | 1991-03-13 | 1992-01-28 | Hoechst Celanese Corp. | Light transmissive liquid crystalline composite exhibiting a high Kerr effect |
| DE69208125T2 (de) * | 1991-03-26 | 1996-08-29 | Philips Electronics Nv | Lichtstreuelement |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP3360117A patent/JP2852389B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-12-23 US US07/996,408 patent/US5357356A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05181118A (ja) | 1993-07-23 |
| US5357356A (en) | 1994-10-18 |
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