JP3928748B2

JP3928748B2 - 液晶デバイス及びその製造方法

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Publication number: JP3928748B2
Application number: JP22121096A
Authority: JP
Inventors: 毅栗山; 浩史長谷部; 洋小川; 清文竹内
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2016-08-22
Also published as: JPH1062761A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、明るい表示画面で大面積になし得る液晶デバイス及びその製造方法に関し、更に詳しくは、光の遮断、解放及び明かり、もしくは照明光の散乱、透過制限、遮断、透過を電気的又は熱的に操作し得るものであって、建物の窓やショーウィンドウで視野遮断のスクリーンや、採光コントロールのカーテンに利用されると共に、文字や図形を表示し、電気的に表示を切り換えることによって、例えば、広告板、案内板、装飾表示板等の表示体、また、アクティブマトリクス方式に要求される特性を有することにより、例えば、ＯＡ機器などのディスプレイー等のハイインフォーメーション表示体、あるいはプロジェクション等の投影型表示装置として利用される液晶デバイス及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
偏光板や配向処理を要さず、明るく、高コントラストで、大型で廉価な液晶デバイスとして、特表昭５８−５０１６３１号公報、米国特許第４４３５０４７号明細書には、液晶のカプセル化により、ポリマー中に液晶滴を分散させ、そのポリマーをフィルム化した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。
【０００３】
上記明細書で開示された技術においては、ポリビニルアルコール等でカプセル化された液晶分子は、それが薄層中で正の誘電率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電界の方向に配列し、液晶の屈折率ｎ_o とポリマーの屈折率ｎ_p が等しいときには、透明性を発現する。電界が除かれると、液晶分子はランダム配列に戻り、液晶滴の屈折率がｎ_oよりずれるため、液晶滴は、その境界面で光を散乱し、薄層体は白濁する。このように、カプセル化された液晶を液滴状に分散包蔵したポリマーを薄膜としている技術は、上記のもの以外にもいくつか知られており、例えば、特表昭６１−５０２１２８号公報には、液晶をエポキシ樹脂中に分散したもの、特開昭６２−２２３１号公報には、特殊な紫外線硬化ポリマー中に液晶が分散したもの、特開昭６３−２７１２３３号公報には、光硬化性ビニル系化合物と液晶との溶解物において、上記光硬化性ビニル系化合物の光硬化に伴う液晶物質の相分離を利用して調光層を形成したもの等がそれぞれ開示されている。
【０００４】
また、このようなポリマー中に液晶滴を分散させ調光層を形成せしめる技術とは別に、特開平１−１９８７２５号公報には、液晶材料を連続層としてその中にポリマーを三次元状の均一な網目構造に形成せしめ、液晶デバイスの低電圧駆動を可能にした技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶材料の連続層中に三次元網目構造を有するポリマーを形成して成る液晶デバイスをはじめとして、上記液晶とポリマーから成る調光層を有する液晶デバイスにおいては、低電圧駆動性は達成されるものの、電気光学特性において電圧の上昇時と下降時の透過率が異なった値を有するヒステリシス現象を示すという問題点があった。この現象は、液晶デバイスの時分割駆動のマージンを低下させ、階調表示を行なう上で障害となるものである。また、これらの液晶デバイスは、アクティブマトリクス駆動に対応させるため、高抵抗、高電圧保持率が要求されているが、調光層形成材料であるモノマーの抵抗値が充分に高いものではなく、それを用いて作製した液晶デバイスの抵抗値、電圧保持率特性も十分高いものではなかった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、電圧の上昇時と下降時の透過率の差、つまり、ヒステリシス幅を小さくし、しかも、高抵抗で、電圧保持率が高い光散乱型液晶デバイスを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、電極層を有する少なくとも一方が透明な２枚の基板と、この基板間に支持された調光層を有し、該調光層が液晶材料及び透明性固体物質を含有する液晶デバイスにおいて、前記透明性固体物質が光学活性基を有する重合性モノマーを含有した重合性組成物を重合して成る透明性固体物質であることを特徴とする液晶デバイスを提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶デバイスは、次のようにして製造することができる。即ち、電極層を有する少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、（１）液晶材料、（２）光学活性基を有する重合性モノマーを含有する重合性組成物（３）光重合開始剤及び（４）任意成分として、連鎖移動剤、光増感剤、架橋剤、色素、その他よりなる調光層形成材料を介在させ、この調光層形成材料に活性光線を照射することにより重合性組成物を重合させることによって、２枚の基板間に液晶材料及び透明性固体物質を含有する調光層を形成する方法である。
【０００９】
本発明で使用する光重合性組成物は、光学活性基を有する重合性モノマー、さらに詳しくは、光学活性基及び少なくとも２つの６員環を有する液晶性骨格を部分構造として有する環状アルコール、フェノール又は芳香族ヒドロキシ化合物のアクリル酸又はメタクリル酸エステルを含有し、この他に任意成分として、重合体形成性モノマー若しくはオリゴマー等を含有していてもよい。
【００１０】
本発明で使用する光学活性基を有する重合性モノマーは、一般式（Ｉ）
【００１１】
【化６】

【００１２】
（式中、Ｘは水素原子又はメチル基を表わし、６員環Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ独立的に、式又は一般式
【００１３】
【化７】

【００１４】
（式中、ｍは１から４の整数を表わす。）を表わされる６員環のいずれかを表わし、ｎは０又は１の整数を表わし、Ｙ¹及びＹ²はそれぞれ独立的に、単結合、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ₂）₄−、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂＝ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂−又は−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ−を表わし、Ｙ³は単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−を表わし、Ｒは炭素原子数３〜１８の光学活性な炭化水素基を表わす。）で表わされる光学活性基を有する重合性モノマーであることが好ましく、更に詳しくは、Ｒが
【００１５】
【化８】

【００１６】
で表わされる光学活性な炭化水素基のいずれかであることが好ましく、また、このときｎは０であることが好ましく、Ｙ¹及びＹ³が共に−ＣＯＯ−であることが更に好ましい。
【００１７】
更には、一般式（Ｉ）における６員環Ａ及びＢは共に
【００１８】
【化９】

【００１９】
であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明で使用する光学活性基を有する重合性モノマーとしては、アクリル酸コレステリルも好ましい。
【００２１】
本発明で使用する光学活性基を有する重合性モノマーは、前記一般式（Ｉ）における６員環Ａ、Ｂ及びＣと連結基Ｙ¹及びＹ²からなる剛直な液晶性骨格を有しているため、液晶材料との相溶性が良好であるという特徴を有する。そのため、光重合性組成物を硬化させる際、片寄りが無いあるいは少ない状態で、光散乱性を有する調光層を作製することができ、駆動電圧やコントラスト比にムラの無い表示特性を得ると共に、白濁性がより均一な光散乱形液晶デバイスを提供することができるという利点も有する。
【００２２】
本発明で使用する光学活性基を有する重合性モノマーの不斉炭素の絶対配置は（Ｓ）体、（Ｒ）体のどちらを用いてもよい。
【００２３】
本発明で使用する光学活性基を有する重合性モノマーは、光学活性基及び少なくとも２つの６員環を有する液晶性骨格を部分構造として有する環状アルコール、フェノール又は芳香族ヒドロキシ化合物を、常法により（メタ）アクリル化することによって容易に製造することができる。
【００２４】
本発明で使用する光学活性基を有する重合性モノマーの代表的なものの例を以下に示すが、本発明で使用することができる光学活性基を有する重合性モノマーは、これらの化合物に限定されるものではない。
【００２５】
【化１０】

【００２６】
【化１１】

【００２７】
【化１２】

【００２８】
光学活性基を有する重合性カイラルモノマーの使用割合は、少なすぎると低電圧駆動化の効果が小さく、多すぎると電圧無印加時の白濁性が低下するため、重合性組成物中の５〜８０％の範囲が好ましく、１０〜７５％の範囲がより好ましい。
【００２９】
本発明で使用することができる任意成分としての重合体形成性モノマー若しくはオリゴマーとしては、例えば、スチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン；置換基として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、２−エチルヘキシル、シクロヘキシル、ベンジル、メトキシエチル、ブトキシエチル、フェノキシエチル、アルリル、メタリル、グリシジル、２−ヒドロキシエチル、２−ヒドロキシプロピル、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチルの如き基を有するアクリレート、メタクリレート又はフマレート；酢酸ビニル、酪酸ビニル又は安息香酸ビニル、アクリロニトリル、セチルビニルエーテル、リモネン、シクロヘキセン、ジアリルフタレート、２−、３−又は４−ビニルピリジン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド又はＮ−ヒドロキシエチルメタクリルアミド及びそれらのアルキルエーテル化合物；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート１モルとフェニルイソシアネート若しくはｎ−ブチルイソシアネート１モルとの反応生成物、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン及びペンタエリスリトール等のジ（メタ）アクリレート又はポリ（メタ）アクリレート；ネオペンチルグリコール１モルに２モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ（メタ）アクリレート；トリメチロールプロパン１モルに３モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得たトリオールのジ（メタ）アクリレート又はトリ（メタ）アクリレート；ビスフェノールＡ１モルに２モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ（メタ）アクリレート；ジペンタエリスリトールのポリ（メタ）アクリレート；ピバリン酸エステルネオペンチルグリコ−ルジアクリレ−ト；カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコ−ルジアクリレ−ト；直鎖脂肪族ジアクリレ−ト；ポリオレフィン変性ネオペンチルグリコ−ルジアクリレ−ト；エポキシ（メタ）アクリレ−ト、ポリエステル（メタ）アクリレ−ト、ポリウレタン（メタ）アクリレ−ト、ポリエ−テル（メタ）アクリレート、フルオロ（メタ）アクリレート、シリコン（メタ）アクリレート；トリス−（ヒドロキシエチル）−イソシアヌル酸のポリ（メタ）アクリレート；トリス−（ヒドロキシエチル）−リン酸のポリ（メタ）アクリレート；ジ−（ヒドロキシエチル）−ジシクロペンタジエンのジ（メタ）アクリレート；イソシアヌレート環を分子内に有するジ又はトリ（メタ）アクリレート、アミル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、イソトリデシル（メタ）アクリレート、イソミリスチル（メタ）アクリレート、イソバルミチル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、ネニル（メタ）アクリレート、ネロリジル（メタ）アクリレート、ファルネジル（メタ）アクリレート、シクロヘキサン、シクロペンタン、シクロヘプタン、ビシクロヘプタン、ノルボルネン、ビシクロペンタン、ビシクロオクタン、トリシクロヘプタン、トリシクロデカン、コレステロイド等の炭化水素環骨格を分子内に有する（メタ）アクリレート、アルキル基置換ポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート、アルキル置換（又は無置換）フェノキシポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート、ポリアルキレングリコールのアクリル酸安息香酸エステル、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、ペンタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、オクタフルオロペンチル（メタ）アクリレート、ドデカフルオロヘプチル（メタ）アクリレート、ヘキサデカフルオロノニル（メタ）アクリレート、ヘキサフルオロブチル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００３０】
本発明で使用する液晶材料は、単一の液晶性化合物であることを要しないのは勿論で、２種以上の液晶化合物や液晶化合物以外の物質も含んだ混合物であっても良く、通常この技術分野で液晶材料として認識されるものであれば良く、そのうちの正の誘電率異方性を有するものが好ましい。液晶材料としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶が好ましく、ネマチック液晶が特に好ましい。その性能を改善するために、ネマチック液晶に、コレステリック液晶、カイラルネマチック液晶、カイラルスメクチック液晶等、カイラル化合物等が適宜含まれていてもよい。
【００３１】
本発明で使用できる液晶材料は、以下に示した化合物群より構成される配合組成物であり、液晶材料の特性、即ち、等方性液体相と液晶相の相転移温度、融点、粘度、複屈折率、誘電率異方性を考慮し、又は重合性組成物等との溶解性等を調整することを目的として適宜選択、配合して用いることができる。
【００３２】
本発明の液晶デバイスの液晶材料として好適に使用できる液晶材料としては、例えば、一般式（II）〜（Ｖ）
【００３３】
【化１３】

【００３４】
（式中、Ｒ²〜Ｒ⁶は各々独立的に、炭素原子数が２〜７のアルキル基又はアルケニル基を表わし、Ｘ²はＨ、Ｆ又はＣＨ₃を表わし、Ｘ³〜Ｘ⁶は各々独立的に、Ｈ、Ｆ又はＣｌを表わし、Ｘ⁷〜Ｘ⁹は各々独立的にＨ又はＦを表わし、Ｚ¹及びＺ²は単結合、−Ｃ００−又は−ＣＨ₂ＣＨ₂−を表わし、Ｚ³は単結合、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−を表わし、ｌ、ｐ及びｑは各々独立的に０又は１を表わす。）
で表わされる化合物を挙げることができる。
【００３５】
本発明の液晶デバイスにおいて使用する液晶材料には、上記一般式（II）〜（Ｖ）で表わされる化合物の他に、シクロヘキサンカルボン酸エステル系、ビフェニル系、ターフェニル系、ピリミジン系、ジオキサン系、シクロヘキサンシクロヘキサンエステル系等の各種液晶化合物を併用することができる。
【００３６】
調光層中に占める液晶材料の比率は、６０〜９９質量％の範囲が好ましく、７０〜９０質量％の範囲が特に好ましい。（以下、「％」は、「質量％」を意味する。）
【００３７】
重合開始剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（メルク社製「ダロキュア１１７３」）、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバ・ガイギー社製「イルガキュア１８４」）、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン（メルク社製「ダロキュア１１１６」）、ベンジルジメチルケタール（チバ・ガイギー社製「イルガキュア６５１」)、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルホリノプロパノン−１（チバ・ガイギー社製「イルガキュア９０７」）、２，４−ジエチルチオキサントン（日本化薬社製「カヤキュアＤＥＴＸ」）とｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル（日本化薬社製「カヤキュアＥＰＡ」）との混合物、イソプロピルチオキサントン（ワードプレキンソツプ社製「カンタキュアーＩＴＸ」）とｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルとの混合物、アシルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦ社製「ルシリンＴＰＯ」）等が挙げられる。
【００３８】
光重合開始剤の使用割合は、重合性組成物に対して、０．１〜１０％の範囲であることが好ましい。
【００３９】
本発明で使用する基板は、堅固な材料として、ガラスであっても良く、柔軟性を有する材料として、プラスチックフィルムの如きものであっても良い。この基板には、目的に応じて透明、不透明の適宜な電極が、その全面又は部分的に配置されても良い。尚、２枚の基板間には、通常、周知の液晶デバイスと同様、間隔保持用のスペーサーを介在させることもできる。
【００４０】
本発明の液晶デバイスは、コンピュータ端末の表示装置やプロジェクションの表示装置等に利用される場合、透明性電極層に非線形素子又は能動素子を設けることが好ましい。
【００４１】
調光層形成材料を２枚の基板間に介在させるには、この調光層形成材料を基板間に注入しても良いが、一方の基板上に適当な溶液塗布機やスピンコーター等を用い均一に塗布し、次いで他方の基板を重ね合せ圧着させても良い。
【００４２】
また、一方の基板上に調光層構成材料を均一な厚さに塗布し、重合性組成物を重合硬化させ調光層を形成後、他方の基板を貼り合せる事に成る液晶デバイス製造方法も有効である。
【００４３】
２枚の基板間に形成される調光層は、液晶材料の連続層中に三次元網目状の透明性固体物質からなるもの、あるいは液晶材料の分散させた構造を有する透明性固体物質から成るものであるが、前者のものが得られた液晶デバイスの駆動性能の面から好ましい。
【００４４】
紫外線照射による重合性組成物の液晶材料中での重合において光照射強度及び照射量も一定の強さ以上を必要とするが、適切な光強度の選択により三次元ネットワークの形成及びその網目の大きさの均一化を図ることができる。
【００４５】
さらに好ましくは、光照射方法としては、時間的、平面的に均一に照射することは、基板間に介在する光重合性組成物に瞬間的に強い光を照射し重合を進行させ、これによって網目の大きさを均一にする上で効果的である。即ち、均一、かつ、適切な強度に紫外線を照射することにより、均一な三次元網目構造を有する透明性固体物質を液晶材料連続層中に形成することができ、その結果、得られた液晶デバイスは、明確なしきい値と急峻性を有するものとなり、時分割駆動が可能となる。
【００４６】
液晶ドロプレットサイズあるいは三次元網目構造の平均網目サイズは、０．２〜５μｍの範囲が好ましく、さらには、０．５〜３μｍの範囲が、より好ましい。
【００４７】
重合性組成物の重合の際には、調光層形成材料が等方性液体状態において行なうことが好ましい。
【００４８】
本発明の液晶デバイスは、その調光層の厚さの違いによって、コントラスト、駆動電圧が変化する。調光層の厚さが、薄い場合は駆動電圧が非常に低くなり、汎用の回路の使用で駆動ができ、低電力消費のデバイスとなる。調光層の厚さが、厚い場合は電圧無印加時の調光層の散乱性が高くなり、白くて明るいデバイスとなる。
【００４９】
調光層の厚さは、各々の用途によって自由に選択できるが、薄すぎるとコントラストが低下し、厚すぎると従来のものと比べ充分駆動電圧が低いものの駆動電圧の上昇、駆動時の透明性の低下を招くため、５〜１００ミクロンの範囲が好ましく、８〜６０ミクロンの範囲が特に好ましい。
【００５０】
【実施例】
以下、実施例を用いて、本発明を更に詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５１】
以下、実施例において「％」は、特に断りのない限り、「質量％」を表わし、評価特性の各々は以下の記号及び内容を意味する。
【００５２】

【００５３】
また、紫外線の照度はウシオ電機社製の受光器ＵＶＤ−３６５ＰＤ付きユニメータＵＩＴ−１０１を用いて測定した。
【００５４】
（参考例１）
＜液晶材料＞
下記液晶組成物（Ａ）７８．０％
＜重合性組成物＞
「カヤラッド（KAYARAD）−ＨＸ−２２０」１６．２％（日本化薬社製、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート）
式
【００５５】
【化１４】

【００５６】
（式中、不斉炭素の絶対配置は−である。）
で表わされる化合物（ａ）５．４％
＜重合開始剤＞
「イルガキュア６５１」０．４％
（チバ・ガイギー社製、ベンジルジメチルケタール）
からなる調光層形成材料を、１１．０μｍのガラスファイバー製スペーサーが塗布された２枚のＩＴＯ電極ガラス基板に挟み込み、基板全体を調光層形成材料を均一な溶液状態に保ちながら、４０ｍＷ／cm²の紫外線を６０秒照射して、重合性組成物を硬化させて、液晶材料と透明性固体物質から成る厚さが１１．３μｍの調光層を有する液晶デバイスを得た。
【００５７】
得られた液晶デバイスの調光層を電子顕微鏡を用いて観察した結果、三次元網目状の透明性固体物質を確認することができた。
【００５８】
得られた液晶デバイスの印加電圧と光透過率の関係を測定した結果、
Ｔ₀＝４．０％、Ｔ₁₀₀＝８３．０％、ＣＲ＝２０．８、
Ｖ₁₀＝２．１Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝６．０Ｖ_rms、ΔＶ＝０．１５
であった。また、この液晶デバイスの比抵抗値は、８．０×１０¹¹Ω・cmであった。
【００５９】
液晶組成物（Ａ）の組成：
【化１５】

【００６０】

【００６１】
（参考例２）
＜液晶材料＞
実施例１で用いた液晶組成物（Ａ）７８．０％
＜重合性組成物＞
「カヤラッド（KAYARAD）−ＨＸ−２２０」１６．２％アクリル酸コレステリル５．４％
＜重合開始剤＞
「イルガキュア６５１」０．４％
からなる調光層形成材料を、１１．０μｍのガラスファイバー製スペーサーが塗布された２枚のＩＴＯ電極ガラス基板に挟み込み、基板全体を調光層形成材料を均一な溶液状態に保ちながら、４０ｍＷ／cm²の紫外線を６０秒照射して、重合性組成物を硬化させて、液晶材料と透明性固体物質から成る厚さが１１．４μｍの調光層を有する液晶デバイスを得た。
【００６２】
得られた液晶デバイスの調光層を電子顕微鏡を用いて観察した結果、三次元網目状の透明性固体物質を確認することができた。
【００６３】
得られた液晶デバイスの印加電圧と光透過率の関係を測定した結果、
Ｔ₀＝３．８％、Ｔ₁₀₀＝８３．１０％、ＣＲ＝２１．９、
Ｖ₁₀＝２．９Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝６．１Ｖ_rms、ΔＶ＝０．１３
であった。また、この液晶デバイスの比抵抗値は、９．０×１０¹¹Ω・cmであった。
【００６４】
（参考例３）
＜液晶材料＞
実施例１で用いた液晶組成物（Ａ）７８．０％
＜重合性組成物＞
「カヤラッド（KAYARAD）−ＨＸ−２２０」１６．２％
式
【００６５】
【化１６】

【００６６】
（式中、不斉炭素の絶対配置は−である。）
で表わされる化合物（ｂ）５．４％
＜重合開始剤＞
「イルガキュア６５１」０．４％
からなる調光層形成材料を、１１．０μｍのガラスファイバー製スペーサーが塗布された２枚のＩＴＯ電極ガラス基板に挟み込み、基板全体を調光層形成材料を均一な溶液状態に保ちながら、４０ｍＷ／cm²の紫外線を６０秒照射して、重合性組成物を硬化させて、液晶材料と透明性固体物質から成る厚さが１１．２μｍの調光層を有する液晶デバイスを得た。
【００６７】
得られた液晶デバイスの調光層を電子顕微鏡を用いて観察した結果、三次元網目状の透明性固体物質を確認することができた。
【００６８】
得られた液晶デバイスの印加電圧と光透過率の関係を測定した結果、
Ｔ₀＝５．０％、Ｔ₁₀₀＝８２．６％、ＣＲ＝１６．５、
Ｖ₁₀＝３．２Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝５．８Ｖ_rms、ΔＶ＝０．１８
であった。また、この液晶デバイスの比抵抗値は、８．２×１０¹¹Ω・cmであった。
【００６９】
（比較例１）
＜液晶材料＞
実施例１で用いた液晶組成物（Ａ）７８．０％
＜重合性組成物＞
「カヤラッド（KAYARAD）−ＨＸ−２２０」１６．２％
「Ｌ−Ａ」（ラウリルアクリレート）５．４％
＜重合開始剤＞
「イルガキュア６５１」０．４％
からなる調光層形成材料を、１１．０μｍのガラスファイバー製スペーサーが塗布された２枚のＩＴＯ電極ガラス基板に挟み込み、調光層形成材料が均一な溶液状態に保つように基板全体を温度設定し、４０ｍＷ／cm²の紫外線を６０秒照射し、調光層の厚さが約１１μｍの液晶デバイスを得た。
【００７０】
得られた液晶デバイスの調光層を電子顕微鏡を用いて観察した結果、三次元網目状の透明性固体物質を確認することができた。
【００７１】
得られた液晶デバイスの印加電圧と光透過率の関係を測定した結果、
Ｔ₀＝４．１％、Ｔ₁₀₀＝８９．０％、ＣＲ＝２１．７、
Ｖ₁₀＝１１．５Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝２２．４Ｖ_rms、ΔＶ＝０．３５
であり、ヒステリシス幅が大きいものであった。また、この液晶デバイスの比抵抗値は６．４×１０¹⁰Ω・cmであり、実施例１〜３で得た液晶デバイスと比較して、比抵抗が低下していた。
【００７２】
（実施例４）
＜液晶材料＞
下記液晶組成物（Ｂ）７６．０％
＜重合性組成物＞
「Ａ−ＯＣＤ」（新中村化学社製）１７．５５％
（（１，２−ヒドロキシオクチル−３−オクチル−４−ヘキシル）シクロヘキサンと９−ノニル−１０−オクチルノナデカンジオールの混合物のジアクリレートエステル））
式
【００７３】
【化１７】

【００７４】
（式中、不斉炭素の絶対配置は−である。）
で表わされる化合物（ｃ）５．８５％
＜重合開始剤＞
「イルガキュア６５１」０．６％
からなる調光層形成材料を、１１．０μｍのガラスファイバー製スペーサーが塗布された２枚のＩＴＯ電極ガラス基板に挟み込み、基板全体を調光層形成材料を均一な溶液状態に保ちながら、４０ｍＷ／cm²の紫外線を６０秒照射して、重合性組成物を硬化させて、液晶材料と透明性固体物質から成る厚さが１１．３μｍの調光層を有する液晶デバイスを得た。
【００７５】
得られた液晶デバイスの調光層を電子顕微鏡を用いて観察した結果、三次元網目状の透明性固体物質を確認することができた。
【００７６】
得られた液晶デバイスの印加電圧と光透過率の関係を測定した結果、
Ｔ₀＝５．１％、Ｔ₁₀₀＝８５．２％、ＣＲ＝１６．７、
Ｖ₁₀＝３．８Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝５．７Ｖ_rms、ΔＶ＝０．１０
であった。また、この液晶デバイスの比抵抗値は、２．５×１０¹²Ω・cmであった。
【００７７】
液晶組成物（Ｂ）の組成：
【化１８】

【００７８】

【００７９】
（実施例５）
＜液晶材料＞
実施例４で使用した液晶組成物（Ｂ）７６．０％
＜重合性組成物＞
「Ａ−ＯＣＤ」（新中村化学社製）１７．５５％
アクリル酸コレステリル５．８５％
＜重合開始剤＞
「イルガキュア６５１」０．６％
からなる調光層形成材料を、１１．０μｍのガラスファイバー製スペーサーが塗布された２枚のＩＴＯ電極ガラス基板に挟み込み、基板全体を調光層形成材料を均一な溶液状態に保ちながら、４０ｍＷ／cm²の紫外線を６０秒照射して、重合性組成物を硬化させて、液晶材料と透明性固体物質から成る厚さが１１．１μｍの調光層を有する液晶デバイスを得た。
【００８０】
得られた液晶デバイスの調光層を電子顕微鏡を用いて観察した結果、三次元網目状の透明性固体物質を確認することができた。
【００８１】
得られた液晶デバイスの印加電圧と光透過率の関係を測定した結果、
Ｔ₀＝４．４％、Ｔ₁₀₀＝８４．２％、ＣＲ＝１９．１、
Ｖ₁₀＝３．５Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝５．７Ｖ_rms、ΔＶ＝０．１２
であった。また、この液晶デバイスの比抵抗値は、４．１×１０¹²Ω・cmであった。
【００８２】
（比較例２）
＜液晶材料＞
実施例４で使用した液晶組成物（Ｂ）７６．０％
＜重合性組成物＞
「Ａ−ＯＣＤ」（新中村化学社製）１７．５５％
「Ｌ−Ａ」５．８５％
＜重合開始剤＞
「イルガキュア６５１」０．６％
からなる調光層形成材料を、１１．０μｍのガラスファイバー製スペーサーが塗布された２枚のＩＴＯ電極ガラス基板に挟み込み、調光層形成材料が均一な溶液状態に保つように基板全体を温度設定し、４０ｍＷ／cm²の紫外線を６０秒照射し、調光層の厚さが約１１μｍの液晶デバイスを得た。
【００８３】
得られた液晶デバイスの印加電圧と光透過率の関係を測定すると、
Ｔ₀＝４．０％、Ｔ₁₀₀＝８８．７％、ＣＲ＝２２．４、
Ｖ₁₀＝７．８Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝１２．５Ｖ_rms、ΔＶ＝０．４５
であり、ヒステリシス幅が大きいものであった。また、この液晶デバイスの比抵抗値は８．９×１０¹⁰Ω・cmであり、実施例４及び５で得た液晶デバイスと比較して、比抵抗が低下していた。
【００８４】
【発明の効果】
本発明の液晶デバイスは、偏光板が不要で明るい表示画面のものであり、大面積薄膜型のものであって、ヒステリシス幅が小さく、高品位な階調表示ができる。さらに、高抵抗であるため、電圧保持率を向上させ、画面のちらつきをなくすことができる。
【００８５】
従って、本発明の液晶デバイスは、従来のこの種の調光用液晶デバイスのみならず、大画面で薄型の、より高度な表示品位を有する液晶デバイスとして極めて有用である。

Claims

電極層を有する少なくとも一方が透明な２枚の基板と、この基板間に支持された調光層を有し、該調光層が液晶材料及び透明性固体物質を含有する液晶デバイスにおいて、前記透明性固体物質が光学活性基を有する重合性モノマーを含有した重合性組成物を重合して成る透明性固体物質であって、前記光学活性基を有する重合性モノマーが、アクリル酸コレステリル又は一般式（Ｉ）

（式中、Ｘは水素原子又はメチル基を表わし、６員環Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ独立的に、式又は一般式

（式中、ｍは１から４の整数を表わす。）を表わされる６員環のいずれかを表わし、ｎは０又は１の整数を表わし、Ｙ¹及びＹ²はそれぞれ独立的に、単結合、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ₂）₄−、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂＝ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂−又は−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ−を表わし、Ｙ³は単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−を表わし、Ｒは炭素原子数３〜１８の光学活性な炭化水素基を表わす。）で表わされる化合物であり、前記液晶材料が、一般式（II）又は（Ｖ）

（式中、Ｒ²、Ｒ³及びＲ⁶は各々独立的に炭素原子数が２〜７のアルキル基、アルケニル基を表わし、Ｘ²は、Ｈ、Ｆ、ＣＨ₃を表わし、Ｘ⁷〜Ｘ⁹はＨ又はＦを表わし、Ｚ¹は、単結合、−Ｃ００−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−を表わし、Ｚ³は、単結合、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−を表わし、ｌ、ｑは０又は１を表わす。）で表わされる化合物群から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有することを特徴とする液晶デバイス。
光学活性基を有する重合性モノマーが、一般式（Ｉ）で表わされる化合物であり、一般式（Ｉ）におけるＲが式

で表わされる光学活性な炭化水素基のいずれかである請求項１記載の液晶デバイス。
光学活性基を有する重合性モノマーが、一般式（Ｉ）で表わされる化合物であり、一般式（Ｉ）におけるｎが０である請求項１又は２記載の液晶デバイス。
光学活性基を有する重合性モノマーが、一般式（Ｉ）で表わされる化合物であり、一般式（Ｉ）におけるＹ¹及びＹ³が共に−ＣＯＯ−である請求項１、２又は３記載の液晶デバイス。
光学活性基を有する重合性モノマーが、一般式（Ｉ）で表わされる化合物であり、一般式（Ｉ）における６員環Ａ及びＢが共に

である請求項１、２、３又は４記載の液晶デバイス。
光学活性基を有する重合性モノマーが、アクリル酸コレステリルである請求項１記載の液晶デバイス。
調光層が、液晶材料の連続層中に三次元網目状の透明性固体物質を有するものである請求項１、２、３、４、５又は６記載の液晶デバイス。
電極層を有する少なくとも一方が透明な２枚の基板間に、（１）液晶材料、（２）請求項１記載の（メタ）アクリレート誘導体を含有する重合性組成物及び（３）光重合開始剤を含有する調光層形成材料を介在させ、この調光層形成材料に活性光線を照射して前記重合性組成物を重合させることによって、液晶材料及び透明性高分子物質を含有する調光層を形成することを特徴とする液晶デバイスの製造方法。
活性光線が紫外線である請求項８記載の液晶デバイスの製造方法。