JPH11125808A - 液晶光学素子とその製造方法 - Google Patents

液晶光学素子とその製造方法

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JPH11125808A
JPH11125808A JP29063197A JP29063197A JPH11125808A JP H11125808 A JPH11125808 A JP H11125808A JP 29063197 A JP29063197 A JP 29063197A JP 29063197 A JP29063197 A JP 29063197A JP H11125808 A JPH11125808 A JP H11125808A
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JP
Japan
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liquid crystal
optical element
light
crystal optical
mixed
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JP29063197A
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English (en)
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Masao Yamamoto
雅夫 山本
Tsuyoshi Kamimura
強 上村
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高分子分散型液晶を利用した液晶光学素子の
耐光信頼性を改善する。 【解決手段】 紫外線吸収剤18を混合した絶縁膜14
と透明電極層13を設けた上下一対の基板11、12中
に高分子マトリクス16中に液晶17が分散保持された
高分子分散型液晶をスペーサ兼シール樹脂15を介して
挟持し、液晶光学素子を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶が高分子マト
リクス中に分散保持された高分子分散型液晶を用いた液
晶光学素子とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶分子の屈折率とほぼ同じ屈折
率を有する高分子にネマチック液晶を分散保持させた高
分子分散型液晶(PDLC)を液晶ディスプレイに応用
しようとする研究が盛んに行われている。
【0003】図2は、PDLCを液晶ディスプレイに応
用した場合の表示原理を示す概略図である。電圧無印加
状態(同図−(a))では、液晶24の分子軸がランダ
ムな方向を向くため液晶領域の屈折率が周囲の高分子相
25の屈折率と異なり、液晶ディスプレイに入った入射
光22は散乱光23となり、その結果、散乱状態(白濁
状態)が得られる。一方、透明電極層21に電界を印加
する(同図−(b))と、液晶24の分子軸が電界方向
に配列し、基板に垂直に入射した光に対しては、液晶領
域の屈折率が周囲の高分子相25の屈折率とほぼ一致す
るため、光の散乱が生じず透過光26となり、その結
果、透明状態が得られる。
【0004】このPDLCを液晶ディスプレイに利用し
た場合、光の散乱を利用するため、偏光板を使用する必
要がなく、従来のツイステッドネマチック(TN)型の
液晶ディスプレイのように、直線偏光を得るために、偏
光板を使用しなければならない液晶ディスプレイに比
べ、明るく、視野角の広い表示が可能になり、表示品位
が格段に向上した液晶ディスプレイが実現できることに
なる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】PDLCを用いた液晶
ディスプレイは信頼性、特に耐光性の面で課題を有して
いる。耐光性に関しては、PDLC中に残存した重合開
始剤が関与していることが指摘されている。つまり、P
DLC中に残存した重合開始剤が光を吸収し、ラジカル
開裂を起こしラジカル種を発生する。こうして発生した
ラジカル種が液晶材料を分解することによりPDLC材
料の劣化が進行する。
【0006】従って、PDLCの耐光性を確保するに
は、重合開始剤の光吸収を抑えることが重要であり、具
体的には光カットフィルター等の光遮光手段をパネルに
設けることが提案されている。しかし、光カットフィル
ター等の手段を設けることはコストの面、またシステム
全体で考えた場合、サイズ、重量等の面での不利に働
く。
【0007】本発明は、前記課題に鑑みてなされたもの
であり、主たる目的は低コストで、サイズ、重量等の面
でも問題なく、かつ耐光性の良好な液晶光学素子を提供
することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ための本発明の請求項1にかかる液晶光学素子は、液晶
が高分子マトリクス中に分散保持された高分子分散型液
晶を電極を設けた上下一対の液晶支持板間に挟持した液
晶光学素子であって、該液晶支持板の電極上に重合開始
剤の光吸収領域の光を遮断し得る紫外線吸収剤を混合し
た絶縁膜を有することを特徴とする液晶光学素子であ
る。
【0009】また、本発明の請求項4にかかる液晶光学
素子の製造方法は、液晶材料とオリゴマー、モノマー及
び重合開始剤からなる高分子形成材料とからなる均一組
成物を、片側の液晶支持板の電極上にのみ紫外線吸収剤
を混合した絶縁膜を有する上下一対の液晶支持板間に挟
持し、紫外線吸収剤を混合した絶縁膜を有さない液晶支
持板側から、紫外線を照射し前記高分子形成材料を重合
する工程を含むことを特徴とする液晶光学素子の製造方
法であり、紫外線吸収剤の存在下にも関わらず、混合組
成物の重合が充分に進行するよう考慮した液晶光学素子
の製造方法である。
【0010】本発明の液晶光学素子を利用することで、
光カットフィルター等の光遮光手段を利用することな
く、PDLC材料の耐光性を効率よく確保することが可
能になり、液晶光学素子の耐光性が大幅に改善される。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の液晶光学素子を利用する
ことでPDLCを利用した液晶光学素子の耐光性が大幅
に改善できる。これは、絶縁膜中に混合した紫外線吸収
剤がPDLC形成後にPDLC中に残存した重合開始剤
の光吸収を遮断する結果、光吸収によって起こる重合開
始剤のラジカル開裂及び液晶材料のラジカル分解を抑制
できることによる。
【0012】つまりは、本発明の液晶光学素子を利用す
ることで、光カットフィルター等の光遮光手段を利用す
ることなく、従って低コストかつ軽量で耐光性の優れた
液晶光学素子が実現できることになる。
【0013】尚、高分子マトリクスの形成に用いるオリ
ゴマー、モノマー材料は、光または熱により重合を開始
させる重合開始剤を含むものであり、モノマー材料とし
ては、光または熱により重合硬化するものであれば特に
限定されないが、2−エチルヘキシルアクリレート、2
−ヒドロキシエチルアクリレート、ネオペンチルグリコ
ールドアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレー
ト、ジエチレングリコールジアクリレート、トリプロピ
レングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリ
レートなど一般に市販されているアクリル系モノマー、
さらには広く、アクリル系以外の市販品も応用可能であ
る。オリゴマーもウレタンアクリレート系、エステルア
クリレート系、エポキシアクリレート系などが利用でき
る。
【0014】また、重合開始剤もダロキュア1173
(日本チバガイギー(株)製)、ダロキュア4265や
イルガキュア184、イルガキュア651、イルガキュ
ア907など広く利用できる。
【0015】また、液晶材料も下記の実施例に記載した
TL205に限定されるものではなく、絶縁膜材料も実
施例に記載した材料に限定されるものではない。紫外線
吸収剤は実施例に記載した材料に限定されるものでな
く、使用する重合開始剤に合わせ光吸収の関係から適し
たもの(重合開始剤の光吸収領域の光をカットし得る紫
外線吸収剤)を利用すればよい。
【0016】図1は本発明の液晶光学素子の概略を示し
た断面図である。図1において、それぞれの表面にイン
ジウム・錫酸化物(以下、ITOと呼ぶ。)よりなる透
明電極層13とその上に紫外線吸収剤18が混合された
絶縁膜14が形成された上側基板11と透明電極層13
上に絶縁膜14が形成された下側基板12が、互いの透
明電極層13が所定の間隔を空けて対向するように配置
され、対向する上下基板11、12間に、高分子マトリ
クス16中に液晶17が分散保持されたPDLCが配置
されている。スペーサ兼シール樹脂15により対向する
上下基板11、12が貼り合わされ、PDLCは封止さ
れて、液晶光学素子が形成されている。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明
する。
【0018】(実施例)図3は本発明の液晶光学素子の
製造過程の状態を示した斜視図である。ITOよりなる
透明電極層33を有するガラス基板を2枚用意し、一方
のガラス基板上の電極面に、紫外線吸収剤34として5
-クロロ-2-ヒドロキシベンゾフェノン(最大吸光波長
範囲320〜390nm)を混合したポリイミド前駆体
溶液(JALS214;日本合成ゴム(株)製、専用の
希釈剤で3%に希釈した溶液)を、他方のガラス基板上
の電極面には、紫外線吸収剤を混合していないポリイミ
ド前駆体溶液(JALS214;日本合成ゴム(株)
製、専用の希釈剤で3%に希釈した溶液)をそれぞれス
ピンコートした。スピンコートの条件は500rpm.
10秒,3000rpm.30秒の条件で行った。
【0019】尚、紫外線吸収剤の混合量はポリイミド前
駆体溶液に対し1重量%とした。180℃−60分の条
件でポリイミド化し、ガラス基板上にポリイミドの絶縁
膜35を形成した(以降、紫外線吸収剤を混合した絶縁
膜を有する基板を上側基板31、紫外線吸収剤を混合し
ていない絶縁膜を有する基板を下側基板32と記述す
る)。
【0020】液晶光学素子の製造は以下の手順により完
成した。つまり、下側基板32の表面にスペーサ兼シー
ル樹脂39として直径13μmのガラス繊維を分散した
酸無水物硬化型エポキシ樹脂を4辺の端に5mm幅で印
刷した上で(一辺は開口部36として1mm幅残し
た)、上側基板31と下側基板32を対向させた状態で
加圧し、140℃で4時間加熱して硬化接着し、空セル
を完成した。
【0021】次に、液晶材料として、TL205(メル
ク(株)製)を75.0グラム、高分子形成モノマーと
して、2エチルヘキシルアクリレート(ナカライテスク
(株)製)を15.0グラム、オリゴマーとしてKAY
ARAD HX620(日本化薬(株)製)を9.5グ
ラム、光重合開始剤としてイルガキュア907(チバガ
イギー(株)製:光吸収の吸収端は380nm)を0.
5gを用意し、各材料を加え合わせ重合性組成物37を
形成した。
【0022】続いて、重合性組成物37を25℃で十分
撹拌した後、25℃で前記した空セルに、その開口部3
6から、注入し、注入完了後、開口部を封止した後、2
5℃で365nmの紫外光38(24.5mW/c
2)を下側基板側から100秒照射し、PDLCがガ
ラス基板間に挟持された液晶光学素子を完成した。
【0023】この様に完成した液晶光学素子にメタルハ
ライドランプを光源とし耐光性試験を行った。光照度は
液晶光学素子の表面で約60万ルクス、表面温度は約6
0℃であった。尚、液晶光学素子は紫外線吸収剤を混合
した絶縁膜を有する液晶支持板面を光源に向けて配置し
た。液晶光学素子の性能は60℃での電圧保持特性を指
標にした。結果を(表1)に示す。
【0024】
【表1】
【0025】紫外線吸収剤を混合した絶縁膜を有する実
施例1記載の液晶光学素子は500時間照射後も電圧保
持率98%をキープし、耐光性は大幅に改善された。
【0026】(比較例)絶縁膜材料及び液晶材料、モノ
マー材料、オリゴマー材料、重合開始剤は同じで、紫外
線吸収剤を用いずに実施例記載の手法に従い液晶光学素
子を完成した。このようにして完成した液晶光学素子の
耐光性試験の結果を(表1)に示すが、500時間照射
後の電圧保持率は約60%まで低下し、光によって特性
が悪化していることが分かった。
【0027】
【発明の効果】上述したように、PDLCを利用した液
晶光学素子に於いて、液晶支持板上にPDLCの形成に
用いる重合開始剤の光吸収を遮断できる紫外線吸収剤を
混合した絶縁膜を設けることで耐光性が大幅に改善され
た液晶光学素子が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶光学素子の構成を示す断面図
【図2】高分子分散型液晶を用いて作製したデバイスの
表示原理を示す概略図
【図3】本発明の液晶光学素子の製造方法の概略を示す
斜視図
【符号の説明】 11 上側基板 12 下側基板 13 透明電極層 14 絶縁膜 15 スペーサ兼シール樹脂 16 高分子マトリクス 17 液晶 18 紫外線吸収剤 21 透明電極層 22 入射光 23 散乱光 24 液晶 25 高分子相 26 透過光 31 上側基板 32 下側基板 33 透明電極層 34 紫外線吸収剤 35 絶縁膜 36 開口部 37 重合性組成物 38 紫外光 39 スぺーサ兼シール樹脂

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶が高分子マトリクス中に分散保持さ
    れた高分子分散型液晶を電極を設けた上下一対の液晶支
    持板間に挟持した液晶光学素子において、該液晶支持板
    の電極上に紫外線吸収剤を混合した絶縁膜を有すること
    を特徴とする液晶光学素子。
  2. 【請求項2】 紫外線吸収剤を混合した絶縁膜を液晶支
    持板の片側の電極上にのみ有することを特徴とする請求
    項1記載の液晶光学素子。
  3. 【請求項3】 紫外線吸収剤が、高分子分散型液晶の形
    成に利用する重合開始剤の光吸収領域の光を遮断し得る
    材料であることを特徴とする請求項1及び請求項2記載
    の液晶光学素子。
  4. 【請求項4】 液晶材料とオリゴマー、モノマー及び重
    合開始剤からなる高分子形成材料とからなる均一組成物
    を、片側の液晶支持板の電極上にのみ紫外線吸収剤を混
    合した絶縁膜を有する上下一対の液晶支持板間に挟持
    し、紫外線吸収剤を混合した絶縁膜を有さない液晶支持
    板側から、紫外線を照射し前記高分子形成材料を重合す
    る工程を含むことを特徴とする液晶光学素子の製造方
    法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006189582A (ja) * 2005-01-05 2006-07-20 Toppan Printing Co Ltd マイクロカプセル型電気泳動式表示パネル
JP2007501445A (ja) * 2003-05-27 2007-01-25 イーストマン コダック カンパニー ポリマー分散型液晶ディスプレイ
US7969535B2 (en) 2008-02-26 2011-06-28 Au Optronics Corporation Pixel unit, liquid crystal display panel, electro-optical apparatus, and methods for manufacturing the same
CN105759487A (zh) * 2016-04-27 2016-07-13 张家港康得新光电材料有限公司 调光膜与其制备方法
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US11048122B1 (en) 2019-12-17 2021-06-29 Tcl China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Liquid crystal display panel and liquid crystal display device

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