JPH05257131A - 液晶デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 （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注入す
る第１工程、（２）注入の際に生じた気泡部分のどちら
か一方の基板の一部分を切断することによって、気泡の
除去を行うと同時に、電極取り出し口を形成する第２工
程、及び（３）該切断部分及び注入孔部分を封孔した
後、重合エネルギ−を供給して重合性組成物を重合させ
ることにより、液晶材料と透明性固体物質から成る調光
層を形成する第３工程から成る液晶デバイスの製造方
法。 【効果】 セル内に特別な気泡溜めを設ける必要もな
く、気泡の除去と電極部の取り出しが同時にでき安価な
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。

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】液晶デバイスのパネル作製方法として、
空セルを作製し、これを真空条件下でセル内を真空に
し、液晶材料又は調光層形成材料に注入孔を漬けた後、
常圧に戻し、その圧力差を利用してセル内に液晶を注入
する真空注入法が用いられる。この時、セル内に残存す
る気泡を除去する方法として、予めセル内に気泡溜を作
製しておき、気泡をこの気泡溜に入れて、その後、気泡
溜を切除する方法がとられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにして作成す
る液晶デバイスは、空セル作成時に電極部を取り出す工
程と液晶材料又は調光層形成材料を注入した後に気泡溜
めを切除する工程と合計２工程が必要とされていた。

【０００４】本発明が解決しようとする課題は、大型液
晶デバイスを製造する際に、セル内に特別な気泡溜めを
設ける必要がなく、電極の取り出しと、気泡溜めの切除
を同時に行いデバイスの作成工程を削減し、安価なデバ
イスを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、（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注入
する第１工程、（２）注入の際に生じた気泡部分のどち
らか一方の基板の一部分を切断することによって、気泡
の除去を行うと同時に、電極取り出し口を形成する第２
工程、及び（３）該切断部分及び注入孔部分を封孔した
後、重合エネルギ−を供給して重合性組成物を重合させ
ることにより、液晶材料と透明性固体物質から成る調光
層を形成する第３工程から成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。

【０００６】本発明で使用する基板としては、堅固な材
料、例えば、ガラス、金属、合成樹脂等が挙げられる。
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。

【０００７】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。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。

【０００８】スペーサーを挟み込んだ２枚の基板は、注
入孔部を除く周辺部を熱硬化型或いは紫外線硬化型のシ
ール剤を用いてシールすることによって空セルを作製す
る。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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％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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】本発明の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。

【００１５】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、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；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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】前述方法にて作製した空セルを、排気可能
な容器に入れ、この容器内の空気の排気を行った後、空
セルの注入孔を調光層形成材料中に浸し、この状態を保
ちながら容器内を窒素ガス等の不活性乾燥ガスを用い大
気圧に戻し、調光層形成材料をセル中に注入する。

【００１９】第２工程として、前述の真空注入法で作製
したセルは、気泡が残存し外観上あるいは特性上問題と
なること事がある。そこで従来は予め気泡溜めをセル内
に設けておき、この中へ気泡を溜めた後、気泡溜めを切
除していた。

【００２０】本発明の製造方法の特徴は、従来のように
予め気泡溜めを設けておき気泡をその中へ集めた後、気
泡溜め全て切除するのではなく、特別に気泡溜めを設け
る必要はなく、セル内の気泡が集まった角の２枚ある基
板の片側のみを切除する事にある。即ち、基板の片側を
切除し気泡を取り除くと共に、残ったもう一方の基板を
電極部の取り出し口として用いる事にある。

【００２１】第３工程として、該切断部分及び注入孔部
分に紫外線硬化型の封孔剤を塗布し、セル温度の低下に
伴うセル内部の体積収縮、あるいはセルを加圧しておき
圧を解除した時の膨らみ等で封孔剤をセル内部へ適量取
り込み封孔する。

【００２２】その後、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ラン
プ、メタルハライドランプ等を用い、重合用エネルギー
を供給し、重合性組成物を重合させることにより、液晶
材料及び透明性固体物質から成る調光層を形成すると同
時に封孔剤も併せて硬化させ、液晶デバイスを製造す
る。

【００２３】

【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。

【００２４】以下、実施例及び比較例において、「％」
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 又、紫外線の照度はウシオ電機社製の受光器ＵＶＤ−３
６５ＰＤ付きユニメータを用いて測定した。

【００２５】（実施例）直径１５μｍの球状スペーサー
（積水ファイン社製「ミクロパールＳＰ」）を散布した
一辺が３０cmの正方形ＩＴＯガラス基板２枚を、紫外線
硬化型のシール剤（積水ファイン社製「フォトレックス
Ａ−３０３」）を用い、図１に示したようなパターンで
シール剤を塗布し、空セルを作製した。塗布したシール
剤は、メタルハライドランプを用い、４０mWの強度で６
０秒間紫外線を照射した。この時、調光層を真空注入し
た時に気泡が集まる注入孔と対角となる角を、予め青板
ガラスで覆い、紫外線の照射量を減衰させてシール剤の
硬化度を弱めておき、後に気泡部を切除し易くしておい
た。

【００２６】液晶材料として「ＰＮ−００１」（ロディ
ック社製）８４．０％、重合性オリゴマ−として「ＫＡ
ＹＡＲＡＤ−ＨＸ−２２０」（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）１５．７％及び光重合開始剤
として「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％から成る調光層形成材料を調製した。

【００２７】排気可能な容器に前記３０cm角空セル及び
調光層構成材料を満たした容器を格納し、排気可能な容
器の内部を４０℃に保ちながら、この中で空セルを注入
孔が低部になるように空セルをセットした。次に、この
容器内の空気を１０^-2Torr程度まで排気し、その後、図
２に示したように、空セルの注入孔を調光層形成材料中
に漬けた。この状態を保ちながら、容器内に窒素ガスを
導入し、常圧まで戻してセル内に調光層形成材料を注入
した。

【００２８】注入時に残存した気泡は、注入孔の対角部
に集まっているので、この部分の２枚あるガラス基板の
片側を切除する。当該部分は、予め紫外線硬化型のシー
ル剤の硬化度を弱めてあったので容易に切除できた。当
該部分のもう１枚の基板は、電極の取り出し口として用
いる。

【００２９】次に、パネルを４０℃に保ちながら該切断
部分及び注入孔部分を紫外線硬化型封孔剤（積水ファイ
ン社製「フォトレックスＡ−７０４」）を塗布し、その
後、セル全体を３６．３℃に保ちながら、３０mW／cm²
の強度の紫外線を６０秒間照射したところ、均一に白濁
した液晶デバイスを得た。

【００３０】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、透明性固体物質から成る三次元網
目状の構造が確認できた。

【００３１】「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（Ｖ_th） １．１５Ｖ 誘電率異方性 Δε＝２６．９

【００３２】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結果、Ｔ₀ ＝２．３％、Ｔ₁₀₀ ＝８
８．０％、ＣＲ＝３８．２、Ｖ₁₀＝７．０Ｖ_rms、Ｖ₉₀
＝１９．１Ｖ_rmsであった。

【００３３】（比較例）実施例において、真空注入時に
生じた気泡を除去する工程を省いた以外は、実施例と同
様にして液晶デバイスを製造した。

【００３４】得られたデバイスは、５mmφ程度の気泡が
残存し、外見上好ましくなかった。また、電極部の取り
出しが別工程として必要であった。

【００３５】

【発明の効果】本発明の液晶デバイスの製造方法によれ
ば、セル内に特別な気泡溜めを設ける必要もなく、気泡
の除去と電極部の取り出しが同時にでき安価な光散乱型
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。

【００３６】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で使用した空セルの平面図である。

【図２】実施例における真空注入方法を示した模式図で
ある。

【符号の説明】

１ シール部 ２ 注入孔 ３ 対角部 ４ 容器 ５ 調光層形成材料 ６ 気泡 ７ 切断箇所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （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注
   入する第１工程、（２）注入の際に生じた気泡部分のど
   ちらか一方の基板の一部分を切断することによって、気
   泡の除去を行うと同時に、電極取り出し口を形成する第
   ２工程、及び（３）該切断部分及び注入孔部分を封孔し
   た後、重合エネルギ−を供給して重合性組成物を重合さ
   せることにより、液晶材料と透明性固体物質から成る調
   光層を形成する第３工程から成ることを特徴とする液晶
   デバイスの製造方法。