JPH0540255A

JPH0540255A - 液晶デバイスの製造方法

Info

Publication number: JPH0540255A
Application number: JP19660091A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Maruyama; 和則丸山; Hiroshi Ogawa; 洋小川; Noburu Fujisawa; 宣藤沢; Takeshi Kuriyama; 毅栗山
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1991-08-06
Filing date: 1991-08-06
Publication date: 1993-02-19

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶材料と透明性固体物質から成る調光層を
有する液晶デバイスにおいて、封孔剤と基板との接着性
を改善し、液晶材料の耐湿劣化を防ぎ、信頼性の高いを
液晶デバイスを製造する。【構成】液晶材料、光重合性組成物及び光重合開始剤
を含有する調光層形成材料を、注入孔からセル内に注入
した後、注入孔部分に封止性に優れる第１の封孔剤、次
に、接着性に優れる第２の封孔剤によって２重に封孔す
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
ョーウィンドウ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その表示を切り換え
ることによって、ＯＡ機器のディスプレイ等のハイイン
フォメーション表示体や広告板、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枚の基板より形成されるセル中に、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形成材料を
介在させ、紫外線を照射することによって前記光重合性
組成物を重合させることにより、液晶材料の連続層中に
透明性固体物質による三次元網目状構造を形成してなる
調光層を有する液晶デバイスの製造方法、又は、ポリマ
ー中に液晶が球状となって分散している調光層を有する
液晶デバイスの製造方法において、前記２枚の基板間の
注入孔を除く外周部を封止剤によってシールした空セル
を作製し、真空下で空セルの注入孔を調光層形成材料中
に漬け、その状態で復圧し、セル中に注入する真空注入
法を用いて調光層形成材料を注入した後、紫外線を照射
して前記光重合性組成物を重合させることによって調光
層を形成させ、次いで、光硬化性封孔剤を注入孔に塗布
し、更に紫外線を照射することによって封孔する方法が
採られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術による封止法では、セル中に調光層形成材料を注入
した後、紫外線を照射することによって、前記重合性組
成物を重合させることにより、液晶材料の連続層中に透
明性固体物質による三次元網目状構造を形成して成る調
光層を形成させた後に、注入孔に紫外線硬化性封孔剤を
塗布し、更に紫外線を照射することによって、該紫外線
硬化性封孔剤を硬化させて封孔を行っているが、シール
性の良好な封孔剤は、基板、特にガラス基板との接着性
が弱く、剥離しやすい等の欠点を有しており、これによ
って液晶材料は帯湿劣化しやすくなり、液晶デバイスの
抵抗値及び電圧保持率の低下を引き起こし、消費電力の
増大、寿命の低下、画面のちらつき等の原因となり、液
晶デバイスの性能が劣化するといった問題があった。

【０００４】本発明が解決しようとする課題は、注入孔
における封止性と接着性を改善できる封孔剤を用いて、
液晶材料の帯湿劣化を防止することができる液晶デバイ
スの製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を進めた結果、本発明に到達
した。

【０００６】即ち、本発明は、（１）電極層を有する少
なくとも一方が透明な２枚の基板から形成された注入孔
を有するセル中に、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形成材料を介在させ、紫外線
を照射して前記光重合性組成物を重合させることによっ
て、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１工程、（２）光硬化性封孔剤及び熱硬化性封
孔剤から成る群から選ばれる第１の封孔剤を注入孔に塗
布して、硬化させる第２工程、及び（３）前記封孔部分
に第２の封孔剤を塗布して、硬化させる第３工程を有す
ることを特徴とする液晶デバイスの製造方法、及び、
（１）電極層を有する少なくとも一方が透明な２枚の基
板から形成された注入孔を有するセル中に、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形成
材料を介在させる第１工程、（２）光硬化性封孔剤を注
入孔に塗布する第２工程、（３）紫外線を照射して、前
記光重合性組成物及び光硬化性封孔剤を重合させること
によって、液晶材料と透明性固体物質から成る調光層を
形成すると共に、注入孔を封孔する第３工程、及び
（４）前記封孔部分に第２の封孔剤を塗布して硬化させ
る第４工程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。

【０００７】本発明の液晶デバイスの製造方法において
は、封孔材料として、封止性のある第１の封孔剤と、
接着性のある第２の封孔剤を組み合わせて２重に封孔
することにより、封孔材料の選択の幅が広がり、封孔部
の封止性と接着性に優れ、耐湿性の優れた液晶デバイス
を製造することができる。

【０００８】封孔剤を２重に封孔する方法において、第
１の光硬化性封孔剤は、硬化前の状態において液晶材料
と混ざりにくく、硬化後の状態において封止性の高いも
のを用い、第２の封孔剤は、基板との接着性が良好な封
孔剤を用いて２重に封止する。

【０００９】第１の封孔剤は、注入孔部分に塗布するだ
けでもよいが、注入孔内部に引き込ませると、より基板
との接着性が向上する。第１の封孔剤を注入孔内部に引
き込ませる方法としては、注入孔付近を更に高い温度にした状態で光硬化性封孔
剤を塗布し、これを冷却することにより注入孔内に吸引
注入させる方法。注入孔付近に一定の圧力を加えた状態で光硬化性封孔
剤を塗布し、常圧に戻すことにより注入孔内に吸引注入
させる方法。等が挙げられる。

【００１０】また、更には、調光層形成材料中の重合性
組成物と第１の封孔剤とを同時に重合硬化させる液晶デ
バイスの製造方法を提供する。これによって、紫外線照
射量が減少し、液晶材料の光劣化を抑えることができ
る。この場合、第２の封孔剤としては、紫外線照射量を
減少させるという目的から、紫外線硬化性封孔剤以外の
封孔剤、特に熱硬化性封孔剤を用いるのが望ましい。

【００１１】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液晶層及び透
明性固体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。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。

【００１２】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
こともできる。また、注入孔を除いた基板の周囲は、周
知のシール剤を用いて固定化される。

【００１３】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やカイラル化合
物が適宜含まれていてもよい。

【００１４】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。

【００１５】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、これらの化
合物の中でも、少なくとも分子の一方の末端にシアノ基
を有する化合物が特に好ましい。

【００１６】調光層形成材料中の液晶材料の含有量は、
６０重量％以上が好ましく、７０〜９０重量％の範囲が
特に好ましい。前記調光層中に形成される透明性固体物
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。

【００１７】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、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。

【００１８】これらの透明性固体物質としては、合成樹
脂が好適である。三次元網目状構造を与えるものとして
は、高分子形成性モノマー若しくはオリゴマーを重合さ
せて得られる光硬化型樹脂が好ましい。

【００１９】基板間に形成される透明性固体物質が三次
元網目状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中の液晶材料を等方性液体状態に保
持しながら紫外線を照射して、光重合性組成物を重合さ
せる方法等が挙げられる。

【００２０】透明性固体物質を形成する高分子形成性モ
ノマーとしては、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
エチル等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、ジアリルイソフタレート、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）アクリレート等を挙げることができる。

【００２１】透明性固体物質を形成する高分子形成性オ
リゴマーとしては、例えば、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
リレート等が挙げられる。

【００２２】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。

【００２３】調光層形成材料中に、必要に応じて重合禁
止剤を添加することもできる。重合禁止剤としては、例
えば、ハイドロキノンモノメチルエ−テル（メトキノ
ン）、ハイドロキノン、ｐ−ベンゾキノン、フェノチア
ゾン、モノ−ｔ−ブチルハイドロキノン、カテコ−ル、
ｐ−ｔ−ブチルカテコ−ル、ベンゾキノン、２．５−ジ
−ｔ−ブチルハイドロキノン、アンスラキノン、２．６
−ジ−ｔ−ブチルヒドロキシトルエン等を挙げられる。

【００２４】この重合禁止剤は、市販の感光性材料に対
しては既に添加されているのが一般的であるが、本発明
で使用する光重合性性組成物については、更に１００〜
５００ppmの範囲で追加して使用することが好ましく、
必要に応じ増減することもできる。

【００２５】本発明で使用する第１の封孔剤は、特に光
硬化性のものが好ましく、液晶材料と混合しにくいもの
や、耐湿性に優れているものや、硬化した後に、基板と
の密着性に優れるものがよく、例えば、スリーボンド社
製の「スリーボンド３００６」、「スリーボンド３０１
４Ｃ」、「スリーボンド３０３３」、「スリーボンド３
０５１」、「スリーボンド３０５２Ｃ」、「スリーボン
ド３０５６Ｃ」，「スリーボンド３０８０」、東邦化成
社製の「ハイロック２００」、「ハイロック５７０」、
「ハイロック５８０」、「ハイロック５９０」、「ハイ
ロック５９１」、「ハイロック６００」、電気化学工業
社製の「ハードロックＯＰ−１０３０Ｍ」、「ハードロ
ックＯＰ−５０２０ＦＢ」、ソニーボンド社製の「ＵＶ
１００３」、日本ロックタイト社製の「ロックタイト３
５０」、「ロックタイト３５２」、「ロックタイト３５
８」、「ロックタイト３５９」、「ロックタイト３５２
１」、「ロックタイト３６３」、大日本インキ化学工業
（株）社製の「ユニディック−５５００」、「ユニディ
ック−５５０２」、「ディックライトＵＥ８１００」、
「ディックライトＵＥ８２００」、ノーランド社製の
「ＶＵＳ−９１」等が挙げられる。

【００２６】本発明で使用する第２の封孔剤は、特に熱
硬化性のものが好ましく、硬化した後に基板との密着性
に優れるものがよく、例えば、セメダイン社製のエポキ
シ系封孔剤の「ＥＡ６０１−６」、チバガイギー社製の
「ＨＶ９５３Ｕ／ＡＷ１０６」、「ＨＶ９５３／ＡＷ１
２３」、「ＨＷ２９５１／ＡＷ２１０１」、「ＨＷ２９
３４／ＡＷ２１０４」等が挙げられる。

【００２７】

【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。

【００２８】なお、実施例中、「％」は『重量％』を表
わす。（実施例１）ＩＴＯ電極を形成した２枚の透明基板間の
注入孔を除く外周部を封止剤「ＤＳＡ−００１」（ロデ
ィック社製）でシ−ルし、１０ｃｍ×１０ｃｍ角、セル
厚１０．０μｍの空セルを作製した。

【００２９】次に、

【００３０】

【化１】

【００３１】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＝１.７８７ｎ_O＝１.５８３屈折率異方性 △ｎ＝０.２５４しきい値電圧Ｖth＝１.１５Ｖ２０℃の粘度５９c.p. 誘電率異方性 △ε＝２６.９この液晶組成物（Ａ）８０％、光重合性組成物として
「カヤラッドＨＸ６２０」（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）２０％及び光重合開始剤とし
て「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−ル）０．１％から成る調光層形成材料
を調製し、この調光層形成材料を４５℃に保ちながら真
空注入法を用いて空セル中に注入した。基板の温度を２
３℃まで冷却し、セル注入孔付近に第１の光硬化性封孔
剤「スリーボンド３０５１」（スリ−ボンド社製）を塗
布し、基板の温度を２３℃に保ちながら、３０mW／cm²
の紫外線を６０秒間照射した。

【００３２】次に、前記封孔部分に第２の光硬化性封孔
剤「ロックタイト３５０」（日本ロックタイト社製）を
塗布し、封孔剤を塗布した部分だけに３０mW／cm²の紫
外線を６０秒間照射し、調光層を完全にセル内に密封し
たまま、封孔部分がガラス基板から剥離しにくい信頼性
の高い液晶デバイスが得られた。

【００３３】得られた液晶デバイスの封孔部分に応力を
加えても、封孔剤はガラス基板から剥離しなかった。
尚、得られた液晶デバイスの断面の主要構成を第１図に
示した。第１図において、１は透明電極を形成した透明
基板、２はシール剤、３は調光層形成材料、４は第１の
封孔剤、５は第２の封孔剤である。第２図は第１図のＡ
−Ａ′における断面図を示したものである。（実施例２）実施例１と同様にして、調光層形成材料を
真空注入した後、注入孔付近に第１の光硬化性封孔剤
「スリーボンド３０５１」（スリ−ボンド社製）を塗布
し、基板の温度を２３℃に保ちながら３０mW／cm²の紫
外線を６０秒間照射した。

【００３４】次に、第２の熱硬化性封孔剤「アラルダイ
ドラピッド」（チバガイギー社製）を光硬化性封孔剤
を塗布した部分に塗布したセルを４０℃の恒温槽に１時
間放置し、調光層を完全にセル内に密封したまま、封孔
部分がガラス基板から剥離しにくい信頼性の高い液晶デ
バイスが得られた。

【００３５】得られた液晶デバイスの封孔部分に応力を
加えてもガラス基板から封孔剤は剥離しなかった。（比較例）実施例１と同様にして、調光層形成材料を真
空注入した後、３０mW／cm²の紫外線を６０秒間照射
し、調光層を有する液晶デバイスを得た。次いで、光硬
化性封孔剤「スリーボンド３０５１」（スリーボンド社
製）を注入孔に塗布し、再度３０mW／cm²の紫外線を６
０秒間照射した。

【００３６】得られた液晶デバイスの封孔部分に応力を
加えると、ガラス基板から封孔剤が剥離した。

【００３７】

【発明の効果】本発明の液晶デバイスの製造方法によれ
ば、調光層を完全にセル内に密封したまま、封孔剤が基
板から剥離しにくい信頼性の高い液晶デバイスが得られ
た。

【００３８】従って、視野遮断のスクリーン、採光調整
のカーテン、コンピューター端末、プロジェクション等
に用いる、信頼性の高い液晶デバイスを効率的に製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる液晶デバイスの平面図である。

【図２】第１図のＡ−Ａ′における断面図である。

【符号の説明】

１透明基板２シール剤３調光層４第１の封孔剤５第２の封孔剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）電極層を有する少なくとも一方が
透明な２枚の基板から形成された注入孔を有するセル中
に、液晶材料、光重合性組成物及び光重合開始剤を含有
する調光層形成材料を介在させ、紫外線を照射して前記
光重合性組成物を重合させることによって、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１工程、（２）光硬化性封孔剤及び熱硬化性封孔剤から成る
群から選ばれる第１の封孔剤を注入孔に塗布して、硬化
させる第２工程、及び（３）前記封孔部分に第２の封孔剤を塗布して、硬化さ
せる第３工程を有することを特徴とする液晶デバイスの
製造方法。
【請求項２】第１の封孔剤が光硬化性封孔剤であるこ
とを特徴とする請求項１記載の液晶デバイスの製造方
法。
【請求項３】（１）電極層を有する少なくとも一方が
透明な２枚の基板から形成された注入孔を有するセル中
に、液晶材料、光重合性組成物及び光重合開始剤を含有
する調光層形成材料を介在させる第１工程、（２）光硬化性封孔剤を注入孔に塗布する第２工程、（３）紫外線を照射して、前記光重合性組成物及び光硬
化性封孔剤を重合させることによって、液晶材料と透明
性固体物質から成る調光層を形成すると共に、注入孔を
封孔する第３工程、及び（４）前記封孔部分に第２の封孔剤を塗布して硬化させ
る第４工程を有することを特徴とする液晶デバイスの製
造方法。
【請求項４】第２の封孔剤が光硬化性封孔剤又は熱硬
化性封孔剤であることを特徴とする請求項２又は３記載
の液晶デバイスの製造方法。
【請求項５】調光層が液晶材料の連続層中に三次元網
目状の透明性固体物質を形成して成るものであることを
特徴とする請求項１、２、３又は４記載の液晶デバイス
の製造方法。
【請求項６】調光層形成材料及び光硬化性封孔剤を遮
光下で注入す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の製造方法。