JPH05188355A - 液晶デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ２枚の基板間に、（１）液晶材料及び（２）
単官能型（メタ）アクリレート誘導体及び多官能型（メ
タ）アクリレート誘導体から成り、且つこのうち少なく
とも１種が脂環式（メタ）アクリレート誘導体である
（メタ）アクリレート組成物を含有する重合性組成物を
重合して成る透明性高分子物質を形成してなる調光層を
有する液晶デバイス。 【効果】 低電圧駆動が可能であり、高コントラスト画
像が得られ、良好な温度特性を有する。従って、大面積
で薄型の表示用液晶デバイスとして有用である。

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
デバイス及びその製造方法に関し、更に詳しくは、視野
の遮断、開放、及び明かりもしくは照明光の透過制限、
遮断、透過を電気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器材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、広告板、案内
板、装飾表示板等の表示用デバイスとして利用される液
晶デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶デバイスは、従来、ネマチック液晶
を使用したＴＮ（ツイスティッド・ネマチック）型やＳ
ＴＮ（スーパー・ツイスティッド・ネマチック）型のも
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。

【０００３】しかしながら、これらは偏光板を要するも
のであり、また、配向処理を要するものでもある。

【０００４】一方また、それらを要さず、明るくコント
ラストの良い、大型で廉価な液晶デバイスを製造する方
法として、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する方法が知
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（特表昭58−501631号公報、米国特許第4435047
号明細書）。

【０００５】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、光の
透過を遮断するので、薄層体は白濁する。

【０００６】このように、カプセル化された液晶を分散
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61−50
2128号公報には、液晶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調光層を形成させた技術等が開示さ
れている。

【０００７】また、液晶デバイスの実用化に要求される
重要な特性である低電圧駆動特性、高コントラスト、時
分割駆動を可能にするために、特開平１−198725号公報
には、液晶材料の連続層中にポリマーを三次元網目状構
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。

【０００８】

【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状構造を有するポリマーを形
成して成る調光層を有する液晶デバイスをはじめとし
て、液晶とポリマーとから成る液晶デバイスにおいて
は、その駆動電圧は、10Ｖ以上必要であり、現在汎用さ
れている液晶デバイス駆動用のＩＣドライバーを使用す
るのは極めて困難であった。

【０００９】また、5Ｖ以下で駆動可能な場合でも、低
温時と高温時におけるそれぞれの駆動電圧が、大きく変
化するといった温度特性に関して実用上の問題点を抱え
ていた。

【００１０】本発明が解決しようとする課題は、従来の
大型液晶デバイスにおいて駆動電圧が低く、コントラス
トが高く、かつ、温度特性が改善され、しかも偏光板を
必要としない液晶デバイス、及びその製造方法を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、本発明に到っ
た。

【００１２】即ち、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高分子物質を含有する液晶デバイス
において、前記透明性高分子物質が、（１）単官能型
（メタ）アクリレート誘導体及び多官能型（メタ）ア
クリレート誘導体から成り、且つ（２）このうちの少な
くとも１種が脂環式（メタ）アクリレート誘導体である
（メタ）アクリレート組成物を含有する重合性組成物を
重合して成る透明性高分子物質であることを特徴とする
液晶デバイスを提供する。

【００１３】本発明における脂環式（メタ）アクリレー
ト誘導体とは、芳香族以外の炭素環を有し、且つ、少な
くとも１つの（メタ）アクリロイル基を有する化合物を
意味する。

【００１４】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
隔て得るものであり、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液晶層及び透明性高分子
物質を有する層から成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。

【００１５】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。但し、プラスチックの如き柔軟性を有する材料
の場合には、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液晶デバイスに用いることができ
る。

【００１６】また、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。スペーサーとしては、例えば、マイラ
ー、アルミナ、ロッドタイプのガラスファイバー、ガラ
スビーズ、ポリマービーズ等種々の液晶セル用のものを
用いることができる。

【００１７】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やカイラル化合物が
適宜含まれていてもよい。

【００１８】本発明で使用する液晶材料は、以下に示し
た化合物群から選ばれる１種以上の化合物から成る配合
組成物が好ましく、液晶材料の特性、即ち、等方性液体
と液晶の相転移温度、融点、粘度、屈折率異方性（Δ
ｎ）、誘電率異方性（Δε）及び重合性組成物等との溶
解性等を改善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。

【００１９】液晶材料としては、例えば、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”−置換ターフェニル、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−置換ピリミジン等を挙げることができる。

【００２０】調光層形成材料中の液晶材料の含有量は、
６０〜９５重量％の範囲が好ましく、７０〜９０重量％
の範囲が特に好ましい。

【００２１】前記調光層中に形成される透明性高分子物
質は、ポリマー中に液晶材料が球状となって分散するも
のでもよいが、三次元網目状構造を有するものがより好
ましい。

【００２２】この透明性高分子物質の三次元網目状部分
には液晶材料が充填され、かつ、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、光学境界面を形成し、光の散乱を発現
させる上で必須である。

【００２３】この液晶材料の連続層中に介在する三次元
網目状構造を有する透明性高分子物質は、堅固なものに
限らず、目的に応じ得る限り可撓性、柔軟性、弾性を有
するものであっても良い。

【００２４】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
も一方が透明性を有する２枚の基板間に、液晶材料、
単官能型（メタ）アクリレート誘導体及び多官能型
（メタ）アクリレート誘導体から成り、且つこのうちの
少なくとも１種が脂環式（メタ）アクリレート誘導体で
ある（メタ）アクリレート組成物を含有する重合性組成
物、重合開始剤、及び任意成分として、連鎖移動剤、
光増感剤、染料、架橋剤、その他より成る調光層形成材
料を介在させ、重合用エネルギーを供給し、前記重合性
組成物を重合硬化させることによって、液晶材料の連続
層中に三次元網目状構造を有する透明性高分子物質を形
成して成る調光層を有する液晶デバイスを製造すること
ができる。

【００２５】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
等を用いて均一に塗布し、次いで他方の基板を重ね合わ
せ圧着させても良い。

【００２６】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、重合用エネルギーを供給することに
よって重合性組成物を重合硬化させて調光層を形成した
後、他方の基板を貼り合わせる液晶デバイスの製造方法
も、また有効である。

【００２７】重合用エネルギーとしては、透明性高分子
物質が適切な三次元網目状構造を形成するものであれば
よく、例えば、紫外線、可視光線、電子線等の放射線や
熱等が挙げられる。

【００２８】特に、紫外線による光重合方法は好適であ
る。また、調光層形成材料の等方性液体状態を保持しな
がら紫外線を照射することは、均一な調光層を形成する
上で好ましい。

【００２９】液晶材料中で光重合性組成物を重合させる
には、一定の強さ以上の光照射強度及び照射量を必要と
するが、それは光重合性組成物の反応性及び光重合開始
剤の種類、濃度によって左右され、適切な光強度の選択
により三次元網目状構造の形成、及びその網目の大きさ
を均一にすることができる。

【００３０】更に好ましくは、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て重合を進行
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、適切な強度でパルス状に紫外線を照射
することにより、均一な三次元網目状構造を有する透明
性高分子物質を液晶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、明確なしきい値電圧と急
峻性を有するものとなり、時分割駆動が可能となる。

【００３１】本発明で使用する光重合性組成物は、必須
成分として、（１）単官能型（メタ）アクリレート誘導
体及び（２）多官能型アクリル系モノマー、多官能型ア
クリル系オリゴマーの如き多官能型（メタ）アクリレー
ト誘導体を含有し、且つ、（１）及び（２）の少なくと
も一種が脂環式（メタ）アクリレート誘導体である（メ
タ）アクリレート組成物を含有し、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
有してもよい。

【００３２】本発明の液晶デバイスにおいて、単官能型
（メタ）アクリレート誘導体を用いることにより、特に
低電圧駆動を実現することができるが、本発明で使用す
る単官能型（メタ）アクリレート誘導体は、その分子量
が２００未満の低分子量である場合はその効果が小さく
なる傾向を有するので、分子量は２００以上であること
が好ましい。

【００３３】また、脂環式（メタ）アクリレート誘導体
を用いることにより、良好な温度特性を得ることができ
るが、本発明で使用する脂環式（メタ）アクリレート化
合物は、その分子量が２００未満の低分子量である場合
は温度特性改善効果が小さくなり、且つ、低電圧化が困
難になる傾向を有する。また、分子量が２０００を超え
る高分子量である場合は温度特性の改善効果が現れなく
なる傾向を有する。従って、本発明で使用する脂環式
（メタ）アクリレート誘導体の分子量は２００以上、２
０００以下の範囲にあることが好ましい。

【００３４】本発明で使用することができる脂環式（メ
タ）アクリレート誘導体としては、例えば、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
クリレート誘導体を挙げることができ、特に良好な温度
特性を得る目的には、炭化水素環が２つ以上縮合してい
るビシクロヘプタン、トリシクロデカン、ステロイド誘
導骨格等を有する（メタ）アクリレート誘導体が好まし
い。

【００３５】本発明において、単官能型（メタ）アクリ
レート誘導体が脂環式誘導体であることは、より低電圧
駆動が可能となり特に好ましい。光重合性組成物中の単
官能型（メタ）アクリレート誘導体の割合は、低電圧駆
動及び良好な温度特性を達成するために、５〜９５重量
％の範囲が好ましく、２０〜６０重量％の範囲が特に好
ましい。

【００３６】本発明で使用する脂環式（メタ）アクリレ
ート誘導体は、公知の方法により、（メタ）アクリル酸
又は（メタ）アクリル酸クロリドを用いて、脂環式アル
コールを（メタ）アクリルエステル化することによって
得られる。

【００３７】また、脂環式アルコールと、エポキシ基を
有する反応性化合物又は環状エステル化合物、あるいは
水酸基を有するカルボン酸化合物等とを反応させ、更
に、水酸基を（メタ）アクリルエステル化することによ
っても得られる。

【００３８】ここで使用する脂環式アルコールとして
は、シクロヘキサノール、シクロペンタノール、ノルボ
ルネオール、ビシクロヘプタンノルボルネオール、ビシ
クロペンテニルアルコール、トリシクロデカニルアルコ
ール、コレステロール等を挙げることができる。

【００３９】エポキシ基を有する反応性化合物として
は、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、
スチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド等のエポキ
シド化合物やメチル、エチル、n-プロピル、イソプロピ
ル、n-ブチル、t-ブチル、２−エチルヘキシル、ラウリ
ル、ステアリル、フェニル、２−メチルフェニル、フル
フリルの如き基を有するグリシジルエーテルまたはグリ
シジルエステル化合物等を挙げることができる。

【００４０】環状エステル化合物としては、例えば、γ
−ラクトン、δ−ラクトン等が挙げられる。

【００４１】本発明で使用する脂環式（メタ）アクリレ
−ト誘導体の市販品としては、例えば、共栄社油脂社製
の「IB-XA」（イソボニルアクリレ−ト）、「IB-X」
（イソボニルメタクリレ−ト）、「HOA-HH」（２−アク
リロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸）、「DCP-
A」（水添ジシクロペンタジエニルジアクリレート）、
東亜合成化学社製の「M-152」（トリシクロデカンアク
リレ−ト）、日立化成社製の「FA511A」（ビシクロペン
テニルアクリレート）、「FA512A」（ビシクロペンテニ
ルオキシエチルアクリレート）、「FA513A」（トリシク
ロデカニルアクリレート）、「FA513M」（トリシクロデ
カニルメタクリレート）、山陽国策パルプ社製「CA-10
0」等を挙げることができる。

【００４２】本発明で使用する脂環式（メタ）アクリレ
ート誘導体以外に使用することができる重合性組成物と
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、
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−ヒドロキシエチル、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
等のモノ（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、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；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；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；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）アクリレート等を挙げることができ
る。

【００４３】光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
（ワードプレキンソップ社製「カンタキュアＩＴＸ」）
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。

【００４４】光重合開始剤の使用割合は、重合性組成物
に対して０．１〜５．０重量％の範囲にあることが好ま
しい。

【００４５】

【実施例】以下に、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。

【００４６】なお、以下の実施例において「％」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。

【００４７】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 ΔＶ／Ｔ ：温度特性；０℃から４０℃の間で温度を変
化させたときの１℃あたりの飽和電圧の変化量（mＶ_rms
／℃） また、紫外線の照度は、ウシオ電機社製の受光器ＵＶＤ
−３６５ＰＤ付きユニメータを用いて測定した。

【００４８】（実施例１）

【００４９】

【化２】

【００５０】から成る液晶組成物（Ａ）を調製した。こ
の液晶組成物（Ａ）の諸特性は以下の通りであった。 転移温度 ６８.５℃（Ｎ−Ｉ） ＜−２５ ℃（Ｃ−Ｎ） 屈折率 ｎ_e＝１.７８７ ｎ_O＝１.５８３ 屈折率異方性 △ｎ＝０.２５４ しきい値電圧 Ｖth＝１.１５Ｖ ２０℃の粘度 ５９c.p. 誘電率異方性 △ε＝２６.９

【００５１】この液晶組成物（Ａ）80.0％、及び、「DP
C-A」（共栄油脂社製、水添ジシクロペンタジエニルジ
アクリレート、一般式（ＩＩ）で表わされる化合物にお
いて、Ｘ＝-CH₂-、Ｙ＝-CH₂-、Ｚ＝-O-CO-CH=CH₂、Ｒ¹
＝Hである化合物）11.76％、「KAYARAD-HX-620」（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）3.92
％、ラウリルアクリレート（共栄社油脂社製）3.92％及
び重合開始剤として「ダロキュア1173」（メルク社製、
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−
１−オン）0.4％から成る調光層形成材料を、11.0ミク
ロン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電極ガラス基板にはさみ込み、基板全体を40℃
に保ちながら、25mＷ／cm²の紫外線を60秒間照射し、調
光層の厚さが11.2ミクロンの液晶デバイスを得た。得ら
れた液晶デバイスの調光層を電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、三次元網目状の透明性高分子物質が確認できた。

【００５２】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ところ、Ｔ₀＝4.8％、Ｔ₁₀₀＝90.2
％、ＣＲ＝18.79、Ｖ₁₀＝4.3Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝9.2Ｖ_rmsで
あり、温度特性を測定したところ、△Ｖ／Ｔ＝35mＶ_rms
／℃であった。

【００５３】このように、本発明の液晶デバイスは、低
電圧で駆動可能で、且つ、温度特性が良好な液晶デバイ
スであることが明らかである。

【００５４】（実施例２）前記液晶組成物（Ａ）80％、
「KAYARAD-HX-620」3.92％、「M-152」（東亜合成化学
社製、トリシクロデカンアクリレ−ト、一般式（ＩＩ）
で表わされる化合物において、Ｘ＝-OCH₂CH₂-、Ｙ＝単
結合、Ｚ＝H、Ｒ¹＝H、環Ａ＝シクロペンテン、分子量2
48である化合物）15.68％及び「ダロキュア1173」 0.4
％から成る調光層形成材料を、11.0ミクロンのガラスフ
ァイバー製スペーサーが塗布された２枚のＩＴＯ電極ガ
ラス基板にはさみ込み、基板全体を21.6℃に保ちなが
ら、25mＷ／cm²の紫外線を60秒間照射し、調光層の厚さ
が11.6ミクロンの液晶デバイスを得た。得られた液晶デ
バイスの調光層を電子顕微鏡で観察したところ、三次元
網目状の透明性高分子物質が確認できた。

【００５５】この液晶デバイスの印加電圧と光透過率の
関係を測定したところ、Ｔ₀ ＝5.2％、Ｔ₁₀₀ ＝89.5
％、ＣＲ＝17.21 、Ｖ₁₀＝2.1Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝4.9Ｖ_rmsで
あり、温度特性を測定したところ、△Ｖ／Ｔ＝20mＶ_rms
／℃であった。

【００５６】（実施例３）前記液晶組成物（Ａ）80％、
「KAYARAD-HX-620」5.88％、「IBX-A」（共栄社油脂工
業社製、イソボニルアクリレート、一般式（Ｉ）のＸ＝
単結合、Ｙ＝単結合、Ｚ＝H、Ｒ¹＝H、分子量209）13.7
2％及び「ダロキュア1173」 0.4％から成る調光層形成
材料を、11.0ミクロン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電極ガラス基板にはさみ込
み、基板全体を33.2℃に保ちながら、25mＷ／cm²の紫外
線を60秒間照射し、調光層の厚さが11.3ミクロンの液晶
デバイスを得た。得られた液晶デバイスの調光層を電子
顕微鏡で観察したところ、三次元網目状の透明性高分子
物質が確認できた。

【００５７】この液晶デバイスの印加電圧と光透過率の
関係を測定したところ、Ｔ₀ ＝10.2％、Ｔ₁₀₀ ＝89.9
％、ＣＲ＝8.81 、Ｖ₁₀＝1.8Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝4.4Ｖ_rmsで
あり、温度特性を測定したところ、△Ｖ／Ｔ＝15mＶ_rms
／℃であった。

【００５８】（合成例１）四ツ口フラスコにβ−コレス
タノール5.0g、ピリジン1.2g、クロロホルム50mlを加え
て0℃に冷却し、10mlのクロロホルムに溶解した４−ブ
ロモブタノイルクロリド3.0gを攪拌しながら30分間で滴
下した。その後、0℃で2時間、室温で16時間攪拌した。
反応終了後、1N塩酸水溶液で2回洗浄、水洗し、無水硫
酸ナトリウムで乾燥した後、クロロホルムを減圧留去
し、コレスタリル−ω−ブロモアルキルエステル5.5gを
得た。

【００５９】得られたエステル誘導体5.5g及びアクリル
酸カリウム3.0g、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロ
ミド0.7gを水10ml、クロロホルム5mlの溶媒中に加え、1
15〜120℃で40時間攪拌した。反応終了後、有機層を抽
出し、水洗、乾燥し、溶媒を減圧留去して、白色固体を
得た。これを再結晶（エーテル／エタノール＝1:1）さ
せて精製して、コレスタノールアクリレート4.0gを得
た。

【００６０】赤外分光測定により、3400〜3600cm^ー1の水
酸基の吸収が観測されないことから完全にアクリルエス
テル化されていることが確認された。

【００６１】（実施例４）液晶材料として「PN-005」
（ロディック社製）80％、重合性組成物として「KAYARA
D-HX-620」9.8％、合成例１で得られたコレスタノール
アクリレート（一般式（ＩＩＩ）において、Ｘ＝-(CH₂)
₆-、Ｒ¹＝H、Ｒ²＝1,5-ジメチルヘキシル、分子量484で
ある化合物）9.8％及び「イルガキュア651」（チバ・ガ
イギー社製、ベンジルジメチルケタール）0.4％から成
る調光層形成材料を、11.0ミクロン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
にはさみ込み、基板全体を 33.7℃に保ちながら、25m
Ｗ／cm²の紫外線を60秒間照射し、調光層の厚さが11.4
ミクロンの液晶デバイスを得た。得られた液晶デバイス
の調光層を電子顕微鏡で観察したところ三次元網目状の
透明性高分子物質が確認できた。

【００６２】この液晶デバイスの印加電圧と光透過率の
関係を測定したところ、Ｔ₀＝5.0％、Ｔ₁₀₀＝90.2％、
ＣＲ＝18.0、Ｖ₁₀＝4.0Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝9.3Ｖ_rmsであり、
温度特性を測定したところ、△Ｖ／Ｔ＝25mＶ_rms／℃で
あった。

【００６３】（合成例２）100mlアンプル管にイソボル
ネオール23.1g、ε−カプロラクトン17.1g、触媒として
オクチル酸第一スズ0.02gを入れ、窒素置換した後に封
管した。このアンプル管をオイルバス中に入れ、180℃
で20時間反応させた。室温に戻した後、開封し、白色結
晶の未反応イソボネオールを濾別し、無色透明の反応生
成物23.8gを得た。ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロ
マトグラフィー）分析より、この生成物中にはイソボル
ネオール及びε−カプロラクトンモノマーは含まれてい
ないことを確認した。

【００６４】攪拌装置、冷却管、温度計をセットした20
0mlの四つ口フラスコに、この生成物6g、トリエチルア
ミン4.2g、フェノチアジン0.2g、シクロヘキサン60mlを
加え、攪拌しながらアクリロイルクロリド2.3gを反応温
度が30℃を越えないように徐々に滴下した。滴下終了
後、更に3時間反応させ、析出した塩を濾別し、濾液を
0.1Ｎ塩酸水溶液100ｍｌで洗浄、次いで純水100ｍｌで4
回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した
後、ハイドロキノン100ppmを添加して溶媒を減圧留去
し、淡褐色液状生成物（一般式（Ｉ）において、Ｘ＝-
(CH₂)₅-CO-O-、Ｙ＝単結合、Ｚ＝H、Ｒ¹＝H、分子量278
である化合物）7.2gを得た。

【００６５】赤外分光測定により、3400〜3600cm^ー1の水
酸基の吸収が観測されないことから、完全にアクリルエ
ステル化されていることが確認された。

【００６６】（実施例５）液晶材料として「PN-005」80
％、重合性組成物として「KAYARAD-HX-620」11.76％、
合成例２で得られた化合物（一般式（Ｉ）において、Ｘ
＝-(CH₂)₅-CO-O-、Ｙ＝単結合、Ｚ＝H、Ｒ¹＝H、分子量
278）7.84％及び「イルガキュア651」0.4％から成る調
光層形成材料を11.0ミクロン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電極ガラス基板にはさ
み込み、基板全体を36.1℃に保ちながら、25mＷ／cm²の
紫外線を60秒間照射し、調光層の厚さが11.4ミクロンの
液晶デバイスを得た。得られた液晶デバイスの調光層を
電子顕微鏡で観察したところ三次元網目状の透明性高分
子物質が確認できた。

【００６７】この液晶デバイスの印加電圧と光透過率の
関係を測定したところ、Ｔ₀＝5.0％、Ｔ₁₀₀＝89.9％、
ＣＲ＝18.0、Ｖ₁₀＝4.0Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝8.9Ｖ_rmsであり、
温度特性を測定したところ、△Ｖ／Ｔ＝10mＶ_rms／℃で
あった。

【００６８】（比較例１）前記液晶組成物（Ａ）80.0
％、「KAYARAD-HX-620」19.6％及び「ダロキュア1173」
0.4％から成る調光層形成材料を、11.0ミクロンのガラ
スファイバー製スペーサーの塗布された２枚のＩＴＯ電
極ガラス基板にはさみ込み、基板全体を40℃に保ちなが
ら、25mＷ／cm²の紫外線を60秒間照射し、調光層の厚み
が11.4ミクロンの液晶デバイスを得た。得られた液晶デ
バイスの調光層を電子顕微鏡で観察したところ、三次元
網目状の透明性高分子物質が確認できた。

【００６９】この液晶デバイスの印加電圧と光透過率の
関係を測定したところ、Ｔ₀＝4.1％、Ｔ₁₀₀＝85.2％、
ＣＲ＝20.8、Ｖ₁₀＝5.5Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝14.2Ｖ_rmsであ
り、温度特性を測定したところ、△Ｖ／Ｔ＝150mＶ_rms
／℃であった。

【００７０】本発明の液晶デバイスに比べ、駆動電圧が
高く、温度特性が悪く、実用上問題点を有するものであ
った。

【００７１】（比較例２）前記液晶組成物（Ａ）80.0
％、「KAYARAD-HX-620」13.72％、n-ブチルアクリレー
ト（東京化成社製）5.88％及び「ダロキュア1173」0.4
％から成る調光層形成材料を、11.0ミクロンのガラスフ
ァイバー製スペーサーの塗布された２枚のＩＴＯ電極ガ
ラス基板にはさみ込み、基板全体を32℃に保ちながら、
25mＷ／cm²の紫外線を60秒間照射し、調光層の厚みが1
1.3ミクロンの液晶デバイスを得た。得られた液晶デバ
イスの調光層を電子顕微鏡で観察したところ、三次元網
目状の透明性高分子物質が確認できた。

【００７２】この液晶デバイスの印加電圧と光透過率の
関係を測定したところ、Ｔ₀＝5.6％、Ｔ₁₀₀＝90.2％、
ＣＲ＝16.1、Ｖ₁₀＝3.5Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝11.0Ｖ_rmsであ
り、温度特性を測定したところ、△Ｖ／Ｔ＝110mＶ_rms
／℃であった。

【００７３】本発明の液晶デバイスに比べ、駆動電圧が
高く、温度特性が悪く、実用上問題点を有するものであ
った。

【００７４】（比較例３）前記液晶組成物（Ａ）80.0
％、「KAYARAD-HX-620」7.84％、「ビスコート＃155」
（大阪有機化学工業社製、シクロヘキサンアクリレー
ト、分子量154）11.76％及び「ダロキュア1173」0.4％
から成る調光層形成材料を、11.0ミクロンのガラスファ
イバー製スペーサーの塗布された２枚のＩＴＯ電極ガラ
ス基板にはさみ込み、基板全体を40℃に保ちながら、25
mＷ／cm²の紫外線を60秒間照射し、調光層の厚みが11.3
ミクロンの液晶デバイスを得た。得られた液晶デバイス
の調光層を電子顕微鏡で観察したところ、三次元網目状
の透明性高分子物質が確認できた。

【００７５】この液晶デバイスの印加電圧と光透過率の
関係を測定したところ、Ｔ₀＝3.6％、Ｔ₁₀₀＝89.7％、
ＣＲ＝24.9、Ｖ₁₀＝4.7Ｖ_rms、Ｖ₉₀＝13.7Ｖ_rmsであ
り、温度特性を測定したところ、△Ｖ／Ｔ＝135mＶ_rms
／℃であった。

【００７６】本発明の液晶デバイスに比べ、駆動電圧が
高く、温度特性が悪く、実用上問題点を有するものであ
った。

【００７７】

【発明の効果】本発明の液晶デバイスは、大面積で薄膜
型のものであり、従来の液晶分散型の液晶デバイス或い
は液晶連続層型液晶デバイスと比べ、10Ｖ_rms以下とい
う低電圧の駆動が可能であり、その為、ＬＣＤ用のＬＳ
Ｉの使用が可能となる。

【００７８】また、温度特性が改善されることにより、
各作動温度における駆動電圧の変化が小さくなり、より
実用的である。従って、従来のこの種の調光用液晶デバ
イスのみならず、大面積で薄型の、より高度な文字、グ
ラフィック等の表示用液晶デバイスとして極めて有用で
ある。

Claims (8)

【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高分子物質を含有する液
   晶デバイスにおいて、前記透明性高分子物質が、（１）
   単官能型（メタ）アクリレート誘導体及び多官能型
   （メタ）アクリレート誘導体から成り、且つ（２）この
   うちの少なくとも１種が脂環式（メタ）アクリレート誘
   導体である（メタ）アクリレート組成物を含有する重合
   性組成物を重合して成る透明性高分子物質であることを
   特徴とする液晶デバイス。
2. 【請求項２】 脂環式（メタ）アクリレート誘導体が、
   少なくとも２つの環が縮合した環構造を有するものであ
   ることを特徴とする請求項１記載の液晶デバイス。
3. 【請求項３】 脂環式（メタ）アクリレート誘導体が、
   ビシクロヘプタン環、トリシクロデカン環及びステロイ
   ド骨格から成る群から選ばれる環を有することを特徴と
   する請求項１記載の液晶デバイス。
4. 【請求項４】 脂環式（メタ）アクリレート誘導体が、
   一般式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ） 【化１】 （式中、Ｘ及びＹは各々独立的に、単結合又は炭素原子
   数１〜２０のアルキレン基、アルケニレン基であり、該
   基中の互いに隣接しない任意の-CH₂-が、-O-、-CO-、-C
   OO-、-OCO-、-CONR³-、-NR⁴CO-によって置換されていて
   もよく、Ｚは水素原子又は-O-CO-CR²=CH₂を表わし、R¹
   及びR²は各々独立的に、水素原子又はメチル基を表わ
   し、R³、R⁴及びR⁵は各々独立的に、水素原子又は炭素原
   子数１〜２０のアルキル基を表わし、環Ａは環内に二重
   結合を有してもよい５員環である。）で表わされる誘導
   体から成る群から選ばれる誘導体であることを特徴とす
   る請求項３記載の液晶デバイス。
5. 【請求項５】 単官能型（メタ）アクリレート誘導体
   が、脂環式誘導体であることを特徴とする請求項１、
   ２、３又は４記載の液晶デバイス。
6. 【請求項６】 単官能型（メタ）アクリレート誘導体の
   分子量が、２００以上、２０００以下の範囲にあること
   を特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の液晶デ
   バイス。
7. 【請求項７】 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）単官能型
   （メタ）アクリレート誘導体及び多官能型（メタ）ア
   クリレート誘導体から成り、且つこのうちの少なくとも
   １種が脂環式（メタ）アクリロイル誘導体である（メ
   タ）アクリレート組成物を含有する光重合性組成物及び
   （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液晶デバイス
   の製造方法。
8. 【請求項８】 調光層が、液晶材料の連続層中に三次元
   網目状の透明性高分子物質を有するものであることを特
   徴とする請求項７記載の液晶デバイスの製造方法。