JPH04288525A - 液晶光学素子の製造方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイや光シャ
ッターなどに用いられる液晶光学素子の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電圧の印加の有無によって、光の透過（
透明状態）と散乱（白濁不透明状態）とを制御する液晶
光学素子は知られている。従来、この種の液晶光学素子
は、一般に相対向する透明な電極付き基板の間に液晶物
質を含有する光硬化性組成物を介在させ、これを例えば
ベルト上にのせて、上記基板の上方から光を照射して光
硬化性組成物を光硬化させることにより製造される。 （例えば、特開昭６２−２２３１号公報、特開昭６４−
６２６１５　公報参照）　。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、光を照射
して液晶物質を含有する組成物を光硬化させる方法は、
熱硬化させる方法に比べて組成物の硬化速度が速いので
、液晶光学素子の生産性が優れているという利点がある
。ところが、従来の光硬化法により製造される液晶光学
素子は、電圧を印加しない時の白濁不透明状態が充分で
なく遮視性が劣り、印加電圧のオン・オフによる透明・
白濁不透明のコントラストが弱いという問題がある。

【０００４】本発明は、上記の問題を解決するもので、
その目的とするところは、遮視性が改善され、透明・白
濁不透明のコントラストが良好な液晶光学素子の製造方
法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、種々検討し
た結果、光硬化温度を特定の条件に設定することによっ
て、上記の目的が達成されることを見出した。

【０００６】すなわち、本発明の液晶光学素子の製造方
法は、少なくとも一方が透明な相対向する電極付き基板
の間に液晶物質を含有、即ち均一に溶解させた光硬化性
組成物を介在させ、これに光を照射して光硬化性組成物
を硬化させることにより液晶光学素子を製造する方法に
おいて、光硬化温度を液晶物質の澄明点以下の温度で且
つ組成物から液晶物質が分離又は析出しない温度に制御
するものである。

【０００７】本発明において、透明な電極付き基板とし
ては、一般に透明ガラスやポリエステルのような透明プ
ラスチックからなる基板の片面に、Ｉｎ２Ｏ２−ＳｎＯ
２（ＩＴＯ）やＳｎＯ２等の薄い透明導電膜からなる所
定形状の透明電極を設けたものが用いられる。この透明
な電極付き基板は、相対向する電極付き基板のうち少な
くとも一方でよく、他方は例えば鏡面反射のような不透
明な電極付き基板とすることができる。

【０００８】液晶物質としては、一般にネマチック液晶
、特に正の誘電率異方性を有するネマチック液晶が用い
られるが、コレステリック液晶やスメチック液晶も使用
できる。また、ネマチック液晶にコレステリック液晶或
いはスメチック液晶を混合したものも用いられる。これ
等の液晶物質は、一般に組成物中に２０〜８０重量％の
範囲で含有される。

【０００９】光硬化性組成物としては、光重合性のオリ
ゴマー、モノマー等の単独或いはこれ等の混合物に光重
合開始剤を適量配合した液状或いは粘稠状の光重合性の
プレポリマーが用いられる。例えば、光重合性のオリゴ
マーとしては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリ
レート、不飽和ポリエステル、ポリエステルアクリレー
ト、ポリエーテルアクリレート、ポリエン・ポリチオー
ル等が挙げられる。

【００１０】光重合性のモノマーとしては、一般に単官
能性や多官能性のアクリル系モノマーが用いられる。こ
のようなアクリル系モノマーとしては、ｎ−ブチルアク
リレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒド
ロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ
ブチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール
モノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（
メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）
アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）ア
クリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリ
レート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリ
レート、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテ
ルジアクリレート等がある。

【００１１】その他、エチレンオキシド変成フタル酸ア
クリレート、カプロラクトン変成２−ヒドロキシエチル
アクリレート、２−アクリロイルオキシエチル琥珀酸、
２−アクリロイルオキシエチルフタル酸、２−アクリロ
イルオキシエチルヒドロフタル酸等がある。

【００１２】光重合開始剤としては、メトキシアセトフ
ェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェ
ノンなどのアセトフェノン系、ベンゾインエチルエーテ
ル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾイン
エーテル系、ベンジルジメチルケタールなどのケタール
系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系等がある。さ
らに、フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）　ケ
トン：別名２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル
プロパン−１−オン〔ダロキユアー１１７３：西独メル
ク社製〕などのヒドロキシアルキルフェノン系やヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトンがある。特に、ヒド
ロキシアルキルフェノン系の開始剤は、活性が高くしか
も組成物への溶解性が良く好適に用いられる。

【００１３】このような光重合開始剤は、一般に前記の
光重合性のプレポリマー中において、０．１　〜５重量
％の範囲で含有される。なお、上記の光硬化性組成物に
は、必要に応じて、光増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止
剤、増粘剤、充填剤、着色剤等の通常用いられる各種の
配合剤を添加してもよい。

【００１４】本発明においては、先ず、少なくとも一方
が透明な相対向する電極付き基板の間に、上記のような
液晶物質を含有する光硬化性組成物を介在させる。その
方法としては、一般につぎのような方法が採用される。

【００１５】すなわち、電極付き基板の電極を含む面に
上記組成物の粘稠液を塗布し、必要に応じて微小球を基
板間のスペーサーとして用い、これに同様の電極付き基
板の電極を含む面を重ね合わせる方法、或いは電極付き
基板の電極を含む面が内側になるように相対向させ、必
要に応じて微小球を基板間のスペーサーとして用い、そ
の周辺をシールしてセルを形成し、このセルに上記組成
物を液状で注入し、注入孔を封止する方法が採用される
。

【００１６】次いで、これに光が照射され光硬化が行わ
れる。光源としては、一般に紫外〜可視領域に発光する
もの、例えば超高圧、高圧、低圧の水銀灯、ハロゲンラ
ンプが用いられる。また、電子線も用いられる。電子線
を用いる場合は光重合開始剤は省くことができる。光は
基板の外側片面より照射してもよいが、両方に透明な電
極付き基板を使用する場合は、基板の外側両面より光を
照射するのが好ましい。

【００１７】このような光の照射により、光硬化性組成
物が速やかに重合して架橋硬化する。光強度は、被照射
体までの距離や電圧の調節によって一般に１０００〜４
０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲で設定される。照射時間は、
一般に数秒乃至数分で充分である。光の照射は一定の光
強度で行なってもよいが、例えば初めは光強度を低くし
その後光強度を高くするようにして光強度を二段階に変
えて照射してもよい。

【００１８】そして、光を照射して光硬化性組成物を硬
化させる際の光硬化温度は、液晶物質の澄明点以下の温
度で且つ組成物から液晶物質が分離又は析出しない温度
に制御される。ここで、液晶物質の澄明点とは、液晶物
質を加熱して昇温させた時に、液晶物質（　異方性）　
が等方性液体に転移する温度を意味し、具体的には示差
走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される吸熱ピークから
求める。 液晶物質の澄明点より高い温度で光硬化させると、硬化
後の液晶物質の分散粒径が細かくなりすぎて、得られる
液晶光学素子の遮視性が悪くなり、透明・白濁不透明の
コントラストが悪くなる。

【００１９】一方、液晶物質を均一に溶解した組成物の
温度を降下させていくと、液晶物質が細かい液滴となっ
て分離又は析出し始める。組成物から液晶物質が分離又
は析出しない温度とは、この液晶物質が分離又は析出し
始める時の温度よりも高い温度を意味する。組成物から
液晶物質が分離又は析出する温度で光硬化させると、得
られる液晶光学素子にむらが発生し、外観が悪くなる。

【００２０】光硬化温度を制御するには、被照射物を種
々の加温手段で加温しながら光を照射する方法が採用さ
れる。この場合、被照射物を恒温槽に入れて加温しなが
ら光を照射する方法が好適である。この光硬化温度は、
光硬化性組成物の種類により異なるが、できるだけ低い
温度が好ましく、通常は３０℃〜７０℃の温度に制御さ
れる。

【００２１】すなわち、液晶が析出し始める臨界温度か
ら４０℃ぐらいまでの温度範囲に制御するのが好ましく
、１５℃ぐらいまでの温度範囲に制御するのがより好ま
しい。この理由は、上記臨界温度から４０℃を越える温
度範囲に制御を行うと、液晶の分散粒径が細かくなる傾
向になり、遮視性を損なう恐れがあるからである。なお
、液晶物質の分離又は析出し始める温度を下げるために
、液晶物質に対する溶解性の高い光重合性モノマーを使
用するのがよい。このようにして、液晶光学素子が製造
される。

【００２２】

【作用】本発明方法において、光硬化温度を液晶物質の
澄明点以下の温度で且つ組成物から液晶物質が分離或い
は析出しない温度に制御すると、硬化後の液晶物質の分
散粒径が細かくなりすぎることが防止され、しかも液晶
物質が硬化組成物中に均一に分散した状態で固定される
。このような作用により、光の散乱状態が改善されて遮
視性が向上する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を示す。 実施例１ ネマチック液晶（澄明点６３℃）（ＧＲ−６３：チッソ
社製）１１０　重量部、ウレタンアクリレートオリゴマ
ー（ＵＮ−５２００：根上工業社製）６０重量部、１，
６−ヘキサンジオールジアクリレートモノマー２５重量
部、フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）　ケト
ン〔ダロキュアー１１７３：西独メルク社製〕３重量部
を混合して、液晶物質を溶解した光硬化性組成物を調製
した。この光硬化性組成物は、透明で若干粘稠な溶液状
である。

【００２４】この光硬化性組成物を、Ｉｎ２Ｏ２−Ｓｉ
Ｏ２の薄い透明導電膜からなる透明電極を設けた透明ポ
リエステルフィルム基板（ＩＴＯ　付きＰＥＴ基板）〔
セレック：ダイセル化学社製〕の透明電極を含む面に塗
布した。さらにこの塗布面に同じＩＴＯ　付きＰＥＴ基
板の透明電極を含む面を重ね合わせ、これを５０℃に設
定した恒温槽内で５０℃以上にならないように調節しな
がら、これに高圧水銀灯（ランプ出力８０Ｗ／ｃｍ）で
ＰＥＴ基板の片側から紫外線を６０秒間照射して光硬化
させて、液晶光学素子（硬化組成物層の厚さ１５μ）　
を製造した。

【００２５】この液晶光学素子は、外観むらがなく、電
圧を印加しない状態では白濁不透明で遮視性がよく、電
圧（ＡＣ　１００　ボルト　６０　サイクル）を印加す
ると透明となり、透明・白濁不透明のコントラストが良
好である。

【００２６】比較例１ 実施例１において、恒温槽の温度を９０℃に調節した。 それ以外は実施例１と同様に行って、液晶光学素子（　
硬化組成物層の厚さ１５μ）　を製造した。この液晶光
学素子は、蛍光灯がほとんど透けて見えて遮視性が悪く
、電圧のオン・オフによる透明・白濁不透明のコントラ
ストが悪い。

【００２７】比較例２ 実施例１において、恒温槽の温度を１０℃に調節して液
晶物質を細かい液滴状に析出させた後高圧水銀灯による
紫外線を照射した。それ以外は実施例１と同様に行って
、液晶光学素子（　硬化組成物層の厚さ１５μ）　を製
造した。 この液晶光学素子には、白濁の濃淡むらが発生しており
外観が悪い。

【００２８】

【発明の効果】上述の通り、本発明は、少なくとも一方
が透明な相対向する電極付き基板の間に液晶物質を含有
する光硬化性組成物を介在させ、これに光を照射して光
硬化性組成物を硬化させることにより液晶光学素子を製
造する方法において、光硬化温度を液晶物質の澄明点以
下の温度で且つ組成物から液晶物質が分離又は析出しな
い温度に制御するものであり、このように光硬化温度を
特定の条件に設定することによって、外観むらがなく、
遮視性が改善され、透明・白濁不透明のコントラストが
良好な液晶光学素子を得ることができる。

【００２９】また、このように光硬化温度を制御するこ
とにより、バッチ生産のみならず連続生産においても品
質の安定性が大幅に改善されるという利点がある。そし
て、本発明方法により製造される液晶光学素子は、表示
素子（例えばディスプレイ）や調光素子（例えば光シャ
ッター）として好適に使用される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも一方が透明な相対向する電
   極付き基板の間に液晶物質を含有する光硬化性組成物を
   介在させ、これに光を照射して光硬化性組成物を硬化さ
   せることにより液晶光学素子を製造する方法において、
   光硬化温度を液晶物質の澄明点以下の温度で且つ組成物
   から液晶物質が分離又は析出しない温度に制御すること
   を特徴とする液晶光学素子の製造方法。