JPH0281024A - 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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JPH0281024A
JPH0281024A JP1201155A JP20115589A JPH0281024A JP H0281024 A JPH0281024 A JP H0281024A JP 1201155 A JP1201155 A JP 1201155A JP 20115589 A JP20115589 A JP 20115589A JP H0281024 A JPH0281024 A JP H0281024A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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同相（ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ
　ａｌｉｇｎｅｄ　ｐｈａｓｅ　　；　　ＮＣＡＰ）液
晶フィルムに関する。
〔従来の技術〕
液晶は、光学デイスプレィ装置を含む、広範囲の装置に
使用されている。例えば、光学デイスプレィに使用する
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
ック及びスメクチックである。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ソクである液
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ソクとは、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（スメクチック材料におけると同様の
）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ソク
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、
出願人がマンチエクー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４６１６９０
３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、出願人がマンチエターＲ＆Ｄパートナ
ーシップである、■９８４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　ＣＡ　Ｐ　／ｆｆｌ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ＮＣ
ＡＰ又はフィルムは、オペレーショナリイ　（Ｏｐｅｒ
ａｔｉｏｎａｌｌｙ）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た空洞又はカプセル
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−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１
７日に発行された米国特許第４７０７（１８０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、フィールドオフ状態で曇り又
はもやがかかったような状ｕ　（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４７４９２６１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、液体に対しては熱可塑性プラスチ
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Ｎ
ＣＡＰ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
なってももは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、この装置は二支持体１５の上に置いた第２の電極１
４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Ｌ８Ａ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１８
Ａ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、Δｌｌｖ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／ｃ＋＋り””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−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　ａｔｔｒ
ａｃｔｉｖｅ　ｃｏｎｓｔａｎｔ）の使用にもとすくも
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１３■１の範囲にあるが、その範
囲は約１０■（から約１５１（に広がるかもしれない。
５０℃以下の条件で、液晶デイスプレィに使用される液
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１２８であ
れば、ｌ　ＯＨ以下又は１．４８以上の溶解パラメータ
ーを有するラテックス粒子は、Ｎ　ＣＡ　Ｐ　７ｉ品を
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９溶解パラメ一ター１４８以
上のラテックスポリマーには、溶解パラメーター１５．
４　Ｈ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１０　Ｈ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七ツマー中に種
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２　Ｈ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す
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
過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ＨＬ　Ｂ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ＨＬ　Ｂ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、ＨＬ
Ｂ係数が１２及び１７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ＨＬ　Ｂ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、−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
、デイスプレィ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「ストレスクリアリング」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３
０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２　Ｈ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、ニューシャーシー、ウニインの
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ＰＶＰＫ−９０溶液を用いる。
ＰＶＰはまた、ＧＡＦケミカル社からプラストンに−９
０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、以下に論す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、反射及び／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．（１０）１以下相異することである
。
電場がかがていない場合、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（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１（１０）０Å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、ＮＣＡ
Ｐ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（ｐｏｓｉｔｉｖ
ｅ）　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
なる湿気を妨くには、ＰＶＰＯ量が封入媒体の約５重量
％を越えないことが好ましい。
−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、終礼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
濁液を生し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、終礼濁液量の約０．　］〜約６．
０重量％、好ましくは、３重量％以下である。ここで使
用Ｑてもよい界面活性剤は、ＩＧＥＰＡＬ　Ｃ０−６１
０（ＧＡＦ社製ニューヨーク、ニューヨーク（（（＞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。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ボリユウ
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７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ｐｖ
ｐば、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Ｎ１サダン　ブラック、サダン■及びサダ
ン■　（すべてアルドリソチゲミカル社製、ミルクす一
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
る簡に、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５０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−１８
４０（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３６（
１０）０　ｇ１モル（ＧＡＦケミカル社、バイネ、ニュ
ーシャーシーより入手）の２０％水溶液１．３０　ｇを
混合した。この溶液をドレメルミキサーを使用し１８（
１０）ＰＰＭで３０秒間混合した。
その後、界面活性剤ＩＧＵＰＡＬ　Ｃｏ−６１０（Ｇ　
Ａ　Ｆ社製）０、０４　ｇを上記の混合物に加え、全混
合物が乳化するまで１８（１０）ＰＰＭ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、
ミツドランド、ミシガンより入手）約０．（１２　ｇを
乳化中に脱泡のために加えた。その後、ラテンラス粒子
４０重量％を含むＮｅｏｒｅｚ　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１８
０ＯＲＰＭで１分間撹拌した。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−１（１０）（
ポリビニルケミカル製）０．１２ｇを加えた。次に、こ
の材料を０．７６２１（０，（１０）３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、ＵＣＡＲＬａｔｅ
ｘ−１７３（ユニオンカーバイ１〜社、サマセノト、ニ
ューシャーシ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−３４９
９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社ボー
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）　６．７６　ｇ　；　Ｎｅｏｒｅｚ　
Ｒ−９６７（ラテンクス粒子４０重量％含有）１０，２
４ｇ、界面活性剤Ｄｏｗ　５０９８を０．（１５１ｇ；
及び界面活性剤Ｃｏ−６０及びＣｏ−２１０の５０−５
０混合物（ＧＡＦ社）０．（１５１ｇを３Ｑｍｌのプラ
スチックビーカーに加えた。次に、この混合物を６（１
０）ＯＲＰＭで２分間、更に８５（１０）ＰＰＭで２分
間混合した。その後、ＤＩ水２．６０　ｇ、架橋剤ＣＸ
−１（１０）を０．３０７ｇ、及び１０％プラストン（
Ｐｌａｓｄｏｎｅ）　Ｋ−９０水溶液を］、　２２８８
　ｇ加え、この混合物を４０ＯＲＰＭ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簡
に、−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１
８及び１８ＡはＮＣＡＰフィルムの向かい合う面に接触
しており、Ｒ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３
５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・７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（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と緩み
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４７０７（１８０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。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）封入媒体、前記媒体中に複数のボリュウムで分散
    する液晶材料及び前記ボリュウムをもとの状態で保護す
    るため前記媒体中の複数のボリュウムにおいて壁を形成
    する仕切り手段を含む液晶装置。 （２）前記媒体がラテックスであり、前記仕切り手段が
    水溶性ポリマーである請求項（１）記載の装置。 （３）前記仕切り手段及び液晶材料が少なくとも２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請
    求項（２）記載の組成物。 （４）前記仕切り手段がポリビニルピロリドンより形成
    される請求項（２）記載の装置。（５）前記装置におけ
    る水溶性ポリマー量が前記媒体の約０．５〜３０重量％
    である請求項（２）記載の装置。 （６）前記装置における水溶性ポリマー量が前記媒体の
    約１〜２０重量％である請求項（２）記載の装置。 （７）前記装置における水溶性ポリマー量が前記媒体の
    約１〜１０重量％である請求項（２）記載の装置。 （８）前記装置における水溶性ポリマー量が前記媒体の
    約１．５〜５重量％である請求項（２）記載の装置。 （９）前記仕切り手段の厚さが可視光の波長以下である
    請求項（１）記載の装置。 （１０）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反射及び吸収が生じ、かつ所定の
    入力に応答してかかる反射又は吸収量を減する装置。 （１１）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（１０）記載の装置
    。 （１２）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）記載の装置。（１３）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（１２）記載の装置。 （１４）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１〜２０重量％である請求項（１２）記載
    の装置。 （１５）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１〜１０重量％である請求項（１２）記載
    の装置。 （１６）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１．５〜５重量％である請求項（１２）記
    載の装置。 （１７）前記媒体が、ポリエチレン、ポリプロピレン、
    ポリウレタン、ポリアクリル及びポリシロキサンを含む
    群より選ばれる請求項（１１）記載の装置。 （１８）前記媒体がコポリマーである請求項（１１）記
    載の装置。 （１９）前記コポリマーが、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
    リドン−アクリロニトリルを含む群から選ばれる請求項
    （１８）記載の装置。 （２０）前記液晶材料においてさらに溶解している色素
    を含む請求項（１０）又は（１１）記載の装置。 （２１）前記媒体及び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
    １）記載の装置。 （２２）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（１１）記載の装置。 （２３）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（１１）記載の装置。 （２４）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（１１）記載の装置。 （２５）前記液晶材料が、約１〜１０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（
    １１）記載の装置。 （２６）所定量の入力の電場をかけるための電極装置、
    前記電極装置を支持するための支持体装置及び前記電場
    をかけるための電極装置に電圧をかけるための回路装置
    をさらに含む請求項（１０）記載の装置。 （２７）所定量の前記液晶材料を含有するカプセルを含
    む前記溶媒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形成さ
    れている請求項（１０）記載の方法。 （２８）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妨ぐように形成されている
    請求項（２７）記載の装置。 （２９）前記媒体が架橋された請求項（１０）記載の装
    置。 （３０）ラテックス封入媒体、正の誘電異方性を有する
    オペレーショナリーメマチック液晶を含む前記液晶材料
    であって、前記媒体中で複数のボリュウムに含まれる液
    晶材料、及び前記媒体中で複数のボリュウムにおける壁
    を形成する水溶性ポリマーを含む装置。 （３１）前記水溶性ポリマー及び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（３０）記載の装置。 （３２）前記水溶性ポリマーがポリビニルピロリドンか
    ら形成される請求項（３０）記載の装置。 （３３）装置における前記水溶性ポリマー量が、前記媒
    体の約０．５〜３０重量％である請求項（３０）記載の
    装置。 （３４）所定量の前記液晶材料を含有するカプセルを含
    む前記溶媒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形成さ
    れている請求項（３０）記載の方法。 （３５）前記カプセル及び防護壁から伸びた通路が、前
    記通路に形成されている請求項（３４）記載の装置。 （３６）液晶材料、保護コロイド、水溶性ポリマー及び
    水相を混合して、保護コロイドポリマーと液晶を合体し
    た液晶乳濁液を形成すること；及び保護コロイドポリマ
    ーが液晶とラテックス粒子の間に実質的に壁を形成する
    ように、前記液晶乳濁液を水相に懸濁したラテックス粒
    子を含む懸濁液と組み合せることを含む方法。 （３７）液晶材料、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後配向に応答して少なくと
    も光の反射と吸収が生じ、かつ所定の入力に応答してか
    かる反射又は吸収を減することを含む方法。 （３８）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（３７）記載の方法。 （３９）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（３７）記載の方法。（４０）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（３７）記載の方法。 （４１）前記装置における水溶性ポリマーの量が前記媒
    体の約１〜２０重量％である請求項（３７）記載の方法 （４２）前記装置における水溶性ポリマーの量が前記媒
    体の約１〜１０重量％である請求項（３７）記載の方法 （４３）前記装置における水溶性ポリマーの量が前記媒
    体の約１．５〜５重量％である請求項（３７）記載の方
    法 （４４）前記防護壁の厚さが可視光の波長以下である請
    求項（３７）記載の方法。 （４５）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（４４
    ）記載の方法。 （４６）該組成物を乾燥する前に支持体に塗布すること
    をさらに含む請求項（３７）記載の方法。 （４７）前記ラテックス粒子及液晶材料が、該液晶材料
    の溶解パラメーターと該液晶材料のパラメーター間の相
    異が２ヒルデブランド単位以上であるものから選ばれる
    請求項（３７）記載の方法。 （４８）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、ポリアクリル及びポリシロキ
    サンを含む群から選ばれる請求項（４７）記載の方法。 （４９）前記ラテックス粒子がコポリマーである請求項
    （４７）記載の方法。 （５０）前記コポリマーが、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
    ルニトリル、スチレン−アクリロニトリル、及び塩化ビ
    ニリデン−アクリロニトリルを含む群より選ばれる請求
    項（４９）記載の方法。 （５１）前記液晶材料の量が液晶乳濁液の約３０〜６０
    容量％であり、前記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であり、かつ約２０〜
    ６０容量％含む、請求項（３７）記載の方法。 （５２）前記液晶材料にさらに色素を加えることを含む
    請求項（３７）記載の方法。
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