JPH05173117A - 液晶デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶材料の連続層中に透明性固体物質が分散
して成る調光層を有する液晶デバイスの製造方法におい
て、少なくとも一方の基板が短波長紫外線を透過を抑制
する層を有する基板を用いてセルを作成することによ
り、デバイスに耐光性を付与する。 【構成】 電極付き基板の電極層と反対面に紫外線と透
過を抑制する遮断塗料を塗布、あるいは紫外線の透過を
抑制するフィルムを貼合、あるいは紫外線の透過を抑制
するフィルムを挟み込んだ合わせガラスを用いて空セル
を作成し耐光性を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大面積になし得る液晶
デバイスの製造方法に関するもので、更に詳しくは、視
野の遮断、開放及び明りもしくは照明光の透過制限、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インドウなど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、高速応答性を以って電気的に
表示を切り換えることによって、ＯＡ機器のディスプレ
イ等のハイインフォーメーション表示体や広告板、案内
板、装飾表示板等として利用される液晶デバイスの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電極層を有する少なくとも一方が透明な
２枚の基板の間に支持された調光層を有し、前記調光層
が液晶材料の連続層を形成し、透明性固体物質が前記液
晶材料の連続層中に３次元ネットワ−ク状に存在してい
る液晶デバイス（以下、液晶デバイスという。）の製造
方法において、液晶材料、光重合性組成物及び光重合開
始剤を含有する調光層構成材料に紫外線を照射する場
合、紫外線を直接、調光層構成材料に照射する方法が用
いられていた。

【０００３】このようにして製造された液晶デバイス
は、調光ガラス等の用途で使用されるが、特に調光ガラ
スとして利用される場合、紫外線を含む太陽光線に晒さ
れるので、調光層中に含まれる液晶材料の劣化を防止す
る処理を行なう必要があった。

【０００４】液晶デバイスに耐光性を付与する方法とし
ては、表示面に紫外線吸収剤を塗布する方法又は表示面
にポリビニルブチラール等の紫外線の透過を抑制する熱
可塑性フィルムを貼合させる方法が挙げられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
場合、紫外線吸収剤を塗布した後、塗膜を乾燥硬化させ
るために、加熱する必要があり、後者の場合、液晶デバ
イスの基板と新たなガラス基板との間にフィルムを挟み
込み、熱及び圧力をかけて融着させる必要があり、得ら
れた製品は、熱及び圧力のために、液晶デバイスの白濁
度が低下したり、調光層形成材料が基板より剥離し動作
不良を起こすという問題点を有していた。

【０００６】本発明が解決しようとする課題は、耐光性
を有し、かつ、デバイスの各種特性を損なわない液晶デ
バイスの製造方法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
枚の基板から成る空セル中に、液晶材料、重合性組成物
及び重合開始剤を含有する調光層形成材料を介在させ、
活性光線を照射することによって前記重合組成物を重合
させることにより液晶材料の連続層中に透明性高分子物
質による三次元網目状構造を形成して成る液晶デバイス
の製造方法において、少なくとも一方の基板が短波長紫
外線の透過を抑制する層を有することを特徴とする液晶
デバイスの製造方法を提供する。

【０００８】本発明で使用する基板は、堅固な材料、例
えば、ガラス、金属等であっても良く、柔軟性を有する
材料、例えば、プラスチックフィルムの如きものであっ
ても良い。そして、基板は、２枚が対向して適当な間隔
を隔て得るものである。また、その少なくとも一方は、
透明性を有し、その２枚の間に挟持される調光層を外界
から視覚させるものでなければならない。但し、完全な
透明性を必須とするものではない。もし、この液晶デバ
イスが、デバイスの一方の側から他方の側へ通過する光
に対して作用させるために使用される場合は、２枚の基
板は、共に適宜な透明性が与えられる。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。

【０００９】但し、プラスチックフィルムの如き柔軟性
を有する材料の場合は、堅固な材料、例えば、ガラス、
金属等に固定したうえで、本発明の製造方法に用いるこ
とができる。

【００１０】本発明で使用する短波長紫外線の透過を抑
制する層を有する基板は、（１）短波長紫外線の透過を
抑制する塗料を電極付き基板のＩＴＯ処理面の反対面に
塗布した後、加熱乾燥して紫外線透過抑制塗膜を形成す
る方法、あるいは、（２）ポリビニルブチラ−ルのよう
な熱可塑性の短波長紫外線透過抑制フィルムを基板のＩ
ＴＯ処理面の反対面とガラス板との間に挟み込み熱、圧
をかけ融着させ紫外線透過抑制用合わせガラスとして用
いる。また、粘着剤付きの短波長紫外線透過抑制フィル
ムを貼合した基板を用いることも可能である。

【００１１】短波長紫外線の透過を抑制するの市販塗料
としては、紫外線吸収コ−ティング液「８Ｃ−１２０
Ｍ」（住友セメント社）、紫外線吸収塗料「バ−ジン」
（二瓶商店）、ガラス用コ−ティング剤「スペシャル−
Ｔ」（千年技研社）等が挙げられる。また、短波長紫外
線透過抑制フィルムとしては、「ルミク−ルＮｏ・１９
０５」（ＦＳＫ社）、「ＬＬＣ１−８２」、「ＳＣ−３
９」（富士写真フィルム社）「ＺＲ−３５０−ＮＥ」
（住友セメント社）、「ハイエスＡフィルム」（日本カ
−バイド社）、「ＮＲ２５２５ＳＭ」（サンシェ−ド
社）等が挙げられる。

【００１２】２枚の基板間には、液晶材料及び透明性高
分子物質から成る調光層が介在される。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のが望ましい。

【００１３】スペーサーとしては、例えば、マイラー、
アルミナ、ポリマ−ビ−ズ等種々の液晶セル用のものを
用いることができる。

【００１４】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。用いられる液晶としては、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、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
物や２色性染料等が適宜含まれていてもよい。

【００１５】液晶材料としては、４−置換安息香酸４’
−置換フェニルエステル、４−置換シクロヘキサンカル
ボン酸４’−置換フェニルエステル、４−置換シクロヘ
キサンカルボン酸４’−置換ビフェニルエステル、４−
（４−置換シクロヘキサンカルボニルオキシ）安息香酸
４’−置換フェニルエステル、４−（４−置換シクロヘ
キシル）安息香酸４’−置換シクロヘキシルエステル、
４−置換４’−置換ビフェニル、４−置換フェニル４’
−置換シクロヘキサン、４−置換４”−置換タ−フェニ
ル、４−置換ビフェニル４’−置換ビフェニル４’−置
換シクロヘキサン、２−（４−置換フェニル）−５−置
換ピリミジンなどを挙げることができる。

【００１６】調光層中に占める液晶材料の比率は、６０
〜９５重量％の範囲が好ましく、７５〜８５重量％（以
下、「％」は「重量％」を意味する。）の範囲が特に好
ましい。これは液晶材料が多すぎたり少なすぎる場合、
液晶材料と透明性固体物質の分散状態が均一にならない
ので、光散乱による調光機能が発現しなくなり、好まし
くない。

【００１７】前記調光層中に形成される透明性固体物質
は、ポリマ−中に液晶材料が球状となって分散するもの
でもよいが、三次元網目構造を有するものがより好まし
い。

【００１８】この透明性固体物質の三次元網目状部分に
は、液晶材料が充填され、且つ、液晶材料が連続層を形
成することが好ましく、液晶材料の無秩序な状態を形成
することにより、光学的境界面を形成し、光の散乱を発
現させる上で必須である。

【００１９】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、一方の基板に適当な溶媒塗布機やスピンコ−タ等を
用いて均一に塗布し、ついで他方の基板を重ね合わせ、
圧着させても良い。

【００２０】また、一方の基板上に調光層形成材料を均
一な厚さに塗布し、光重合組成物を重合し、硬化させた
調光層を形成した後、他方の基板を貼合わせる液晶デバ
イスの製造方法も有効である。

【００２１】透明性固体物質としては、合成樹脂が好適
である。三次元網目構造を形成する方法としては、セル
中に封入された調光層形成材料を等方性液体状態に保持
しながら紫外線を照射し、光重合性組成物を重合させる
方法が挙げられる。

【００２２】透明性固体物質を形成する高分子形成モノ
マ−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、オクチル、ノニル、ドデシル、ヘキサデシ
ル、オクタデシル、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；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ポリ（メタ）アクリレート又はポ
リ（メタ）アクリレート；酢酸ビニル、酢酸ビニル又は
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；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又はトリ（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；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；ジペンタエリスリトールのポリ（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モ
ノ（メタ）アクリレート又はジ（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ールジアクリレ
ート；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ールジアクリレート；直鎖脂肪族
ジアクリレート；ポリオレフィン変性ネオペンチルグリ
コールジアクリレート等を挙げることができる。

【００２３】高分子形成性オリゴマーとしては、例え
ば、エポキシ（メタ）アクリレート、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−ト等を用いること
ができる。

【００２４】光重合開始剤としては、例えば、２，４，
６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシ
ド（ＢＡＳＦ社製「ルシリンＴＰＯ」）、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６５
１」）、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Ｉ
ＴＸ」）とｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルとの混合
物等が挙げられる。

【００２５】本発明の液晶デバイスは、調光層形成材料
に紫外線を照射してデバイスを作成する際に、短波長紫
外線を遮断する層を有する基板を用いることにより、短
波長紫外線による液晶材料の劣化防止機能も併せて有す
る。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を示し、本発明を更に
具体的に説明する。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。

【００２７】以下、実施例において「％」は「重量％」
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。 Ｔ₀ ：白濁度；印加電圧０の時の光透過率（％） Ｔ₁₀₀ ：透明度；印加電圧を増加させていき光透過率が
ほとんど増加しなくなった時の光透過率（％） Ｖ₁₀ ：しきい値；Ｔ₀ を０％、Ｔ₁₀₀ を１００％とし
たとき光透過率が１０％となる印加電圧（Ｖrms） Ｖ₉₀ ：飽和電圧；同上光透過率が９０％となる印加電
圧（Ｖrms） ＣＲ ：コントラスト＝Ｔ₁₀₀／Ｔ₀

【００２８】又、紫外線の照度はウシオ電機社製の受光
器「ＵＶＤ−３６５ＰＤ」付きユニメータを用いて測定
した。

【００２９】（実施例１）調光層形成材料を封じ込める
セル作成に用いるＩＴＯ基板のＩＴＯ処理面とは反対側
に、紫外線吸収コ−ティング液「８Ｃ−１２０Ｍ」（住
友セメント社）を塗布し、１８０〜２００℃にて１５〜
３０分間加熱して、紫外線吸収層を形成した。このよう
にして作成したガラス基板を用い、ガラスファイバ−製
のスペイサ−を用い、セル厚１１．０ミクロンの空セル
を作成した。

【００３０】液晶材料として「ＰＮ−００１」（ロディ
ック社）８４．０％、重合性オリゴマ−として「ＫＡＹ
ＡＲＡＤ−ＨＸ−２２０」（日本化薬（株）製のカプロ
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）１５．７％及び「ルシリ
ンＴＰＯ」（ＢＡＳＦ社製２，４，６−トリメチルベン
ゾイルジフェニルホスフィンオキシド）０．３％を用い
調光層形成材料を調製した。

【００３１】この調光層形成材料を、前述の紫外線吸収
層を有する空セルに、真空注入法にて注入した。セル全
体を３６．３℃に保ちながら、 ３０ｍＷ／cm²の強度の
紫外線を６０秒間照射することによって、均一に白濁し
た液晶デバイスを得た。

【００３２】「ＰＮ−００１」の物性 転移温度 ６８．５℃ ＜−２５℃ 屈折率 ｎ_e ＝１．７８７ ｎ_o ＝１．５３３ Δｎ＝０．２５４ しきい値電圧（Ｖth） １．１５Ｖ 誘電率異方性 Δε＝２６．９

【００３３】得られた液晶デバイスの印加電圧と光透過
率を測定したところ、 Ｔ₀＝２．３％、Ｔ₁₀₀＝８８．０％、ＣＲ＝３８．２、
Ｖ₁₀＝７．０Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝１９．１Ｖ_rms であった。

【００３４】また、このデバイスをサンシャインウェザ
−メ−タにて５００時間の耐光性試験を実施した。耐光
性試験後の印加電圧と光透過率は、 Ｔ₀＝３．５％、Ｔ₁₀₀＝８７．５、ＣＲ＝２５．０、Ｖ
₁₀＝７．１Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝１８．９Ｖ_rms であり、耐光性試験前とほとんど変化は見られず、また
外観上の変化も見られなかった。

【００３５】（比較例１）実施例１において、紫外線吸
収層を設けないＩＴＯ基板を用いた以外は、実施例１と
同様にして液晶デバイスを得た。

【００３６】得られた液晶デバイスの印加電圧と光透過
率を測定したところ、 Ｔ₀＝３．２％、Ｔ₁₀₀＝８７．４％、ＣＲ＝２７．３、
Ｖ₁₀＝７．３Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝１９．５Ｖ_rms であった。

【００３７】このようにして得られたデバイスを実施例
１と同様にして耐光性試験を実施し、耐光性試験後の印
加電圧と光透過率を測定したところ、 Ｔ₀＝８．０、Ｔ₁₀₀＝８５．０、ＣＲ＝１０．６３、Ｖ
₁₀＝３．３Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝１５．５Ｖ_rms であり、耐光性試験前と比較して、白濁度の減少とむら
が見られた。

【００３８】（比較例２）比較例２で得た耐光性試験前
の液晶デバイスの表面に、実施例１で用いた紫外線吸収
コ−ティング液「８Ｃ−１２０Ｍ」を塗布し、１８０〜
２００℃にて１５〜３０分間加熱して、紫外線吸収層を
形成した。

【００３９】得られたデバイスの印加電圧と光透過率を
測定したところ、 Ｔ₀＝７．４％、Ｔ₁₀₀＝８４．０％、ＣＲ＝１１．４、
Ｖ₁₀＝４．１_yms、Ｖ₉₀＝１６．６Ｖ_rms となり、白濁度の減少とむらが見られた。

【００４０】（実施例２）空セル作成用のＩＴＯガラス
基板のＩＴＯ処理面とは反対側の面と、別のガラス板と
の間にポリビニルブチラ−ル製フィルムを挟み込み、１
２０〜１４０℃に加熱、１２〜１３kg／cm²の圧力をか
けながら２０〜３０分保持し、紫外線遮断用の合わせガ
ラスを作成した。この紫外線遮断合わせガラスを用いた
以外は、実施例１と同様にして空セルを作成した。

【００４１】液晶材料として「ＰＮ−００８」（ロディ
ック社製）８３．０％、重合性モノマ−として「カヤラ
ッド−ＨＸ２２０」とラウリルアクリレ−トの５０：５
０の混合物１６．６％及び「ルシリンＴＰＯ」０．４％
から成る調光層形成材料を調製した。

【００４２】この調光層形成材料を前述の紫外線吸収合
わせガラスで作成した空セルに、真空注入法にて注入し
た。セル全体を３６．２℃に保ちながら、 ２５ｍＷ／c
m²の強度の紫外線を60秒照射して、均一に白濁した液晶
デバイスを得た。

【００４３】「ＰＮ−００８」の物性 転移温度 ７０．２℃ ＜−２５℃ 屈折率 ｎ_e ＝ １．７２１ ｎ_e ＝ １．５１２ Δｎ＝ ０．２０９ しきい値電圧（Ｖth） １．３２Ｖ 誘電率異方性 Δε＝１８．０

【００４４】得られた液晶デバイスの印加電圧と光透過
率を測定したところ、 Ｔ₀ ＝４．８％、Ｔ₁₀₀ ＝８８．７％、ＣＲ＝１８．
５、Ｖ₁₀＝３．１Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝６．２Ｖ_rms であった。

【００４５】このデバイスについて、実施例１と同様に
して耐光性試験を実施し、耐光性試験後の印加電圧と光
透過率を測定したところ、 Ｔ₀＝５．５％、Ｔ₁₀₀＝８９．４％、ＣＲ＝１６．３、
Ｖ₁₀＝３．３Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝６．３Ｖ_rms であり、耐光性試験前とほとんど変化はなく、また外観
上も白濁のむらは見られなかった。

【００４６】（比較例３）実施例２において、比較例１
で用いた空セルを用いた以外は、実施例２と同様にして
液晶デバイスを得た。

【００４７】得られた液晶デバイスの印加電圧と光透過
率を測定したところ、 Ｔ₀＝５．１％、Ｔ₁₀₀＝８９．０％、ＣＲ＝１７．５、
Ｖ₁₀＝３．４Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝６．５Ｖ_rms であった。

【００４８】このようにして得られたデバイスを実施例
１と同様にして耐光性試験を実施し、耐光性試験後の印
加電圧と光透過率を測定したところ、 Ｔ₀＝９．４、Ｔ₁₀₀＝８４．３、ＣＲ＝９．０、Ｖ₁₀＝
３．０Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝５．４Ｖ_rms となり、白濁度の減少とむらが見られた。

【００４９】（比較例４）比較例３で得た耐光性試験前
の液晶デバイスのセル表面と、予め用意したガラス板と
の間にポリビニルブチラ−ル製のフィルムを挟み込み、
１２０〜１４０℃に加熱、１２〜１３kg／cm²の圧力を
かけながら２０〜３０分保持し、紫外線遮断用の合わせ
ガラスとした。

【００５０】得られた液晶デバイスの印加電圧と光透過
率を測定したところ、 Ｔ₀＝７．５％、Ｔ₁₀₀＝８２．８％、ＣＲ＝１１．０、
Ｖ₁₀＝３．０Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝５．７Ｖ_rms であり、比較例３の耐光性試験実施前の液晶デバイスと
比較して、白濁度が低下し、また白濁のむらも見られ
た。

【００５１】

【発明の効果】本発明の液晶デバイスの製造方法によれ
ば、耐光性の良い光散乱型液晶デバイスをその特性を損
なうことなく生産することができる。

【００５２】従って、本発明の液晶デバイスの製造方法
は、コンピュ−タ−端末の表示素子、プロジェクション
表示装置、調光ガラス等の製造方法として有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極層を有する少なくとも一方が透明な
   ２枚の基板から成る空セル中に、液晶材料、重合性組成
   物及び重合開始剤を含有する調光層形成材料を介在さ
   せ、活性光線を照射することによって前記重合組成物を
   重合させることにより液晶材料の連続層中に透明性高分
   子物質による三次元網目状構造を形成して成る液晶デバ
   イスの製造方法において、少なくとも一方の基板が短波
   長紫外線の透過を抑制する層を有することを特徴とする
   液晶デバイスの製造方法。