JPH04355719A - 液晶素子の製造方法 - 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、液晶素子の製造方法に
関し、さらに詳しくは曲線的な配列相のネマティック（
ＮＣＡＰ：Ｎｅｍａｔｉｃ　Ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ　
Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｐｈａｓｅ）液晶を取り込んだ媒体の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶装置としてネマティック液晶
を使用したＴＮ方式や、ＳＴＮ方式のものが実用化され
ている。また、強誘電性液晶を利用したものも提案され
ている。これらは偏光板を必要とし、また配向処理を要
するものである。偏光板は、光を吸収して画面を暗くす
る上、視野角を狭くするという欠点がある。

【０００３】一方、このような欠点がなく、明るくコン
トラストのよい、大面積で安価なポリマー中に液晶滴を
分散させた液晶素子としては、特表昭５８−５０１６３
１号に記載されるものが知られている（以下ＮＣＡＰ液
晶素子という）。該公報に記載されたＮＣＡＰ液晶素子
は、電圧が印加されない状態では、ポリマー壁の曲面に
沿ってネマチック型液晶が配列し、液晶滴との界面にお
いて光を反射したり、ランダムに並んだ液晶によって光
路がねじ曲げられたりすることにより散乱し、乳白色に
見える。

【０００４】一方、電圧が印加されると、電界が生じ液
晶滴内の液晶が外部電界により電界方向に配列する。あ
らかじめ液晶の常光屈折率ｎｏとポリマーの屈折率ｎｐ
とが一致するように液晶およびポリマ材料を選択してお
くことにより、フィルム面に垂直に入射した光は液晶と
ポリマーの界面で反射することなく透過するため、ＮＣ
ＡＰ液晶素子は透明になる。

【０００５】ところで上記の液晶素子は、特開昭６０−
２５２６８７号公報に記載されるように、液晶とラテッ
クスを混合した後もしくは混合しながら攪拌して乳化液
（以下エマルジョンという）を調製し、このエマルジョ
ンを透明電極層のついた透明基板上に塗布して乾燥させ
た後、もう一方の透明電極基板で挟むという方法により
作製される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法においては、コロイドミルや高速ディスパーサなどの
機械的手段により攪拌が行なわれていたため、エマルジ
ョン中の液晶粒子径がかなり不揃いであった。液晶粒径
はＮＣＡＰ素子の性能に大きく影響するため、その粒径
制御を厳密に行うことは極めて重要であるが、上記機械
的手段においてはその要求を完全に満たすことは困難で
あった。

【０００７】本発明は、上記した従来の欠点を解消する
ためになされたもので、多孔体を使用して液晶素子を製
造する方法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は少な
くとも一方が透明な一対の透明基板の内面に透明導電膜
を配し、該透明導電膜間に液晶物質と分散媒を含むエマ
ルジョンを介在させた液晶素子の製造方法において、前
記エマルジョンは前記液晶物質を多孔体を通過させて前
記分散媒となるラテックス中に圧入させることにより形
成されることを特徴とする液晶素子の製造方法である。

【０００９】本発明においては、前記多孔体は均一孔径
を有することが好ましい。

【００１０】均一孔径を有する多孔体の一方側にラテッ
クスを配置もしくは循環させるとともに他方側には液晶
物質を配置させる。そして液晶物質側を加圧して液晶物
質を前記多孔体中を通過させてラテックスの相中に圧入
させることにより、分散媒となるラテックス中に均一粒
径を有する液晶滴を分散させたエマルジョンが形成され
る。さらに、このエマルジョンを透明導電膜が形成され
た透明基板上に塗布して乾燥させた後、もう一方の基板
とで挟持することにより液晶素子を得るものである。

【００１１】上記方法により形成されるエマルジョン中
の液晶滴の粒径は、多孔体の孔径、液晶を圧入する際の
圧力、液晶及びラテックスの化学的性質により決定され
る。また、液晶滴の粒径分布は、多孔体の孔径分布に対
応する。

【００１２】圧入時の圧力は、液晶とラテックスとの界
面張力をＴ，接触角をθ、多孔体の孔径（半径）をＲと
すると次式に示される最小圧力Ｐを越える圧力を加える
必要がある。

【００１３】 　　　　　　Ｐ＝２Ｔｃｏｓθ／Ｒ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）しかし
、非常に高い圧力が加わると、液晶滴の粒径が所望の径
より大きくなり、均一な分布が得られなくなる。 そのため、得られた液晶滴の粒径が多孔体の孔径の３倍
程度となるように圧入時の圧力を（１）式で表される最
小圧力Ｐの１０倍を越えないように調整することが好ま
しい。圧入時の圧力は、通常１０〜２００ｋＰａとなる
ような範囲で加えられる。

【００１４】本発明において使用される多孔体は、貫通
気孔を有する多孔性物質であり、無機質あるいは有機質
のものを適用することができる。その点において多孔質
ガラスは好ましく、中でも円筒状の孔が形成され、しか
もその孔径が揃った多孔質ガラスが特に好適である。

【００１５】また、本発明において使用される液晶材料
は特に限定されないが、たとえばネマティック型液晶は
好適な材料として採用される。また、その中でも正の誘
電異方性を示すネマティック型液晶は特に好ましい材料
である。

【００１６】さらに、本発明で使用されるラテックスは
、天然ゴムまたは合成ポリマーもしくはコポリマーの粒
子などが乳化材の作用によってコロイド状に水中に分散
したサスペンジョンである。また、ラテックス粒子の直
径は約０．０１〜１．０μｍであり、サスペンジョン体
積のうち約２０〜６０％を占めている。

【００１７】また、上記液晶材料を調製するためには、
界面活性剤を添加することが好ましい。ただし、用いら
れる界面活性剤の量は、エマルジョン中で液晶粒子の寸
法を安定化させるのに必要とされる最小限とすることが
好ましい。通常、界面活性剤の量は、エマルジョン重量
の約０．１〜６重量％の範囲で添加される。

【００１８】使用される界面活性剤の親油性−親水性バ
ランス指数（以下、ＨＬＢ指数という）は、液晶を水性
相中で乳化させるため、１２〜１７程度の値とするのが
好ましい。最適なＨＬＢ指数は、実験時にエマルジョン
の初期状態及びその安定性を観察することにより決定さ
れる。

【００１９】また、本発明で用いられる透明基板は、塗
布乾燥されるエマルジョンを支持するための部材であり
、一般的なガラス基板のほか、光透過性の他の部材、た
とえば、プラスチック基板あるいはフレキシブルなプラ
スチックフィルムなどを適用することができる。

【００２０】

【作用】本発明においては、液晶物質を多孔体を介して
分散媒となるラテックス中に圧入することとしたので、
所望且つ均一粒径を有する液晶滴を含むエマルジョンを
得ることが可能である。

【００２１】また、乾燥したラテックスは透明基板との
接着性が良好なため、光学的均一性及び物理的耐久性に
優れた液晶素子を提供することができる。加えて耐湿性
にも優れるため、本発明による液層素子は湿気のある環
境での安定性が向上する。

【００２２】さらに、乾燥がなされたラテックスは液晶
材料に対して比較的大きな誘電率を示すため、液晶材料
の屈折率に一致する屈折率を備えている。

【００２３】またさらに、上記エマルジョンより作製さ
れた液晶素子は、より低電圧での動作が可能であり透過
率−電圧曲線が急峻となるため、ドットマトリクス駆動
に有効である。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

【００２５】図１は、本発明の製造方法によりエマルジ
ョンを連続的に製造するための装置の概略図であり、ま
た図２は本発明の多孔質ガラス膜管によりエマルジョン
が形成される様子を示す。

【００２６】ラテックス（３）はポンプ（８）の圧力に
より連続的に流れている。液晶（２）は、窒素ボンベ（
１０）により圧力が加えられ、円筒型の多孔質ガラス膜
管（５）に形成された円筒状の孔（１）を通ってラテッ
クス（３）相中に押し出され、液晶滴（４）として順次
形成される。このとき、圧力計（９）の指示を見ながら
窒素ボンベ（１０）に取り付けられた弁（１１）により
加えられる圧力を調節する。得られた所望粒径を有する
エマルジョンは、多孔質ガラス膜管（５）から連続的に
、モジュール（６）外に押し出され、タンク（７）に戻
される。

【００２７】なお本発明においては、上記のように連続
的に流れているラテックス中に液晶を圧入してエマルジ
ョンを作製するという順序に限定されず、あらかじめ水
を連続的に流してエマルジョンを作製した後、ラテック
スと混合することもよい。

【００２８】そしてこの後、液晶滴が分散したエマルジ
ョンを透明基板上に塗布乾燥させ、もう一方の透明基板
で挟持させることにより所望の液晶素子を得る。

【００２９】実施例１ 孔径が１．０μｍの多孔質ガラス膜管（伊勢化学製）を
使用して、液晶滴を含むエマルジョンを作製した。

【００３０】液晶Ｅ２０１（ＢＤＨ製）に界面活性剤レ
オドールＴＷ−Ｌ１２０（花王製）を１重量％添加（Ｈ
ＬＢ指数１６．７）して攪拌した後、図１に示す装置を
使用して、分散媒となる３０重量％のラテックス粒子（
ウレタン樹脂を使用）を含むアデカボンタイターＨＵＸ
−２１２（旭電化工業製）中に５０ｋＰａの圧力で圧入
した。

【００３１】得られたエマルジョン中に含まれる液晶滴
の粒径分布を、レーザ回折式粒度分布測定機ＳＡＬＤ−
１１００（島津製作所製）を用いて測定した。エマルジ
ョン中の液晶滴の粒径分布を図３に示す（太線）。また
、前記液晶滴の平均粒径は３．１μｍであり、多孔体の
孔径の約３．１倍であった。同図から、本実施例により
得られたエマルジョン中の液晶滴の粒径分布は範囲が狭
く、粒径が極めて均一であることが確認された。

【００３２】このエマルジョンを用いて、ＮＣＡＰ液晶
素子を作製した。あらかじめ透明導電膜としてインジウ
ム錫酸化物（ＩＴＯ）膜が形成されたポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）フィルムのＩＴＯ膜面上にドクタ
ーブレードを用いて上記エマルジョンを塗布し乾燥させ
た。その厚みは、約２０μｍであった。

【００３３】エマルジョンの乾燥後、もう一枚のＩＴＯ
膜付きＰＥＴフィルムとで挟持した。作製されたＮＣＡ
Ｐ液晶素子のＩＴＯ膜間に電圧を印加し、その時の平行
透過率をヘイズメータ（スガ試験機製）を用いて測定し
た。平行透過率と印加電圧との関係は、図４のような曲
線を示した（太線）。

【００３４】また図４において、十分に透明になった時
点での透過率をＴ１００とし、その９０％をＴ９０とし
た場合、この時の印加電圧値を飽和電圧とすると本実施
例の液晶素子の飽和電圧値は約４５Ｖであった。

【００３５】比較例１ 液晶Ｅ２０１（ＢＤＨ製）に界面活性剤レオドールＴＷ
−Ｌ１２０（花王製）を１重量％添加（ＨＬＢ指数１６
．７）して攪拌した後、それらと分散媒となる３０重量
％のラテックス粒子（ウレタン樹脂を使用）を含むアデ
カボンタイターＨＵＸ−２１２（旭電化工業製）を、ホ
モジナイザー（日本精機製作所製）を用いて、約８００
０ｒｐｍで５分間攪拌した。

【００３６】実施例１と同様に、エマルジョン中に含ま
れる液晶滴の粒径分布を測定した結果、平均粒径は２．
９μｍであった。エマルジョン中の液晶滴の粒径分布を
、実施例１による粒径分布と対比させて図３に示す（細
線）。

【００３７】得られたエマルジョンを用いて、ＮＣＡＰ
液晶素子を作製した。あらかじめ透明導電膜としてＩＴ
Ｏ膜が形成されたＰＥＴフィルムのＩＴＯ膜面上に上に
ドクターブレードを用いて上記エマルジョンを塗布し乾
燥させた。その厚みは、約２０μｍであった。

【００３８】エマルジョンの乾燥後、もう一枚のＩＴＯ
膜付きＰＥＴフィルムとで挟持した。作製されたＮＣＡ
Ｐ液晶素子のＩＴＯ膜間に電圧を印加し、その時の平行
透過率をヘイズメータ（スガ試験機製）を用いて測定し
た。平行透過率と印加電圧との関係を、実施例１による
曲線と対比させて図４に示す（細線）。

【００３９】さらに図４において、ホモジナイザーを用
いて得られた比較例の液晶素子の飽和電圧値は約６０Ｖ
であり、実施例１による飽和電圧が約４５Ｖであるのに
比較してかなり高い値となった。

【００４０】以上、これまで２枚の透明基板について説
明してきたが、両基板とも透明であることは必ずしも必
要ではない。

【００４１】

【発明の効果】本発明の液晶素子は、ほぼ均一な粒径を
有する液晶滴を分散させたエマルジョンを用いるため、
実施例から明かなとおり、従来の方法で得られる液晶素
子より低電圧で動作させることが可能である。

【００４２】

【図面の簡単な説明】

【図１】　　　　　　本発明を実施するための装置の一
例を示す図

【図２】　　　　　　本発明の多孔質ガラス膜管により
エマルジョンが形成される機構を概念的に示す図

【図３
】　　　　　　本発明と従来の方法で得られたエマルジ
ョンの粒径分布を比較したグラフ

【図４】　　　　　　平行透過率と印加電圧の関係を示
すグラフ

【符号の説明】

１　　　　　　円筒状の孔 ２　　　　　　液晶 ３　　　　　　ラテックス ４　　　　　　液晶滴 ５　　　　　　円筒型の多孔質ガラス膜管６　　　　　
　モジュール ７　　　　　　タンク ８　　　　　　ポンプ ９　　　　　　圧力計 １０　　　　　　窒素ボンベ １１　　　　　　弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　少なくとも一方が透明な一対の基
   板の内面に透明導電膜を配し、該透明導電膜間に液晶物
   質と分散媒を含むエマルジョンを介在させた液晶素子の
   製造方法において、前記エマルジョンは前記液晶物質を
   多孔体を通過させて前記分散媒となるラテックス中に圧
   入させることにより形成されることを特徴とする液晶素
   子の製造方法。
2. 【請求項２】　　　　前記多孔体が、均一孔径を有する
   ものである請求項１に記載の液晶素子の製造方法。