JPH02203319A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、紫外線等の照射により液晶層を形成し得る液
晶表示装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の液晶表示装置に関して、以下の（１）〜
（３）に示す技術が開示されている。

（１）正の誘電率異方性を有するネマチック型液晶を、
水溶性高分子材料く例えば、ＰＶＡ、ゼラチン）で粒径
５μ冒前後にカプセル化して液晶層を形成し、この液晶
層を導電層間に設けた液晶表示装置（特許公表昭５８−
５０１６３１号公報）。

上記構成の液晶表示装置によれば、液晶層に電圧が印加
されていない時には、液晶カプセル周辺の水溶液高分子
材料の屈折率（ｎｐ）と、液晶の屈折率との差によって
入射光が散乱するために液晶層はくもり状態となり、ま
た液晶層に電圧が印加されると液晶がその電場方向に向
かって整列するために、高分子材料の屈折率（ｎｐ）と
液晶の常光屈折率（ｎｏ）とがほぼ同じになることで液
晶層が透明になる。この公報に開示された液晶表示装置
において、カプセル化は、液晶分子を歪ませて光の散乱
を増長する手段である。

（２）天然ゴムまたは合成ポリマーのラテックス粒子の
サスペンションと、水相に予めエマルジヨン化された液
晶とを混合することにより、液晶をカプセル化する（特
開昭６２−４８７８９号公報）。

この技術においても電場のオン、オフによって液晶相は
透明または不透明に変化する。

（３）液晶と、この液晶と相溶しない非水溶液高分子物
質よりなる組成物を有機溶剤に溶解させ、これを透明電
極基板上に塗工することにより、皮膜を形成させる技術
（特開昭６３−４３９９３号公報）。

この技術によっても、電場のオン、オフによって透明状
態と不透明状態とを切り換えることができる。

（発明が解決しようとする課題） 上記（１）及び（２）の構成では、液晶相に用いたポリ
マーが本質的に水溶性であるため、ポリマー相が吸湿し
易い、従って、電圧を印加すると、電流がリークし、液
晶表示装置が駆動しなくなり、信頼性、特に耐湿性に劣
っている。しかも、ポリマー／液晶の分散フィルムを形
成しても、ポリマー自体が親水性であるため、導電層の
導電面との接着性が弱く、分散フィルムと導電面間に剥
離を生じることにより、液晶表示装置が駆動しなくなる
。

また、この液晶表示装置を製造する際には、液晶をポリ
マー水溶液に分散した後、このものを機械的（例えば、
コロイドミルを使用）に分散させて、粒径５μ履前後の
液晶粒子をつくる必要があるので、操作が煩雑である。

上記（３）の構成では、有機溶剤に可溶な高分子材料を
使用しているために、耐湿性に優れており、また導電層
に対する接着性にも優れている。

しかしながら、常温においては液晶と相溶しない高分子
材料を使用した場合においても、加熱時には液晶と若干
相溶していき、不透明状態が崩れる問題あるいは加熱時
の液晶の凝集等の問題を有している。

本発明は、上記欠点を解決するものであり、その目的は
、耐湿性、接着性、耐久性に優れ、信頼性が高く、なお
かつ比較的容易に製造することができ、電圧のオン、オ
フにより透明、不透明状態のコントロールが可能な液晶
表示装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の液晶表示装置は、少なくとも一方が透明な導電
基板間に液晶層が設けられている液晶表示装置であって
、該液晶層が、正の誘電率異方性を有するネマチック型
液晶と、オリゴウレタンアクリレートを主成分として含
有するバインダーにより形成されてなり、そのことによ
り上記目的が達成される。

すなわち、該液晶層は、オリゴウレタンアクリレートを
バインダー成分の主成分として含有するので、導電層と
の接着性が良好であり、また非水溶性であることから耐
湿性も良好であり、なおかつ後硬化等の処理により耐熱
性の向上を図ることが可能であることから、上記目的が
達成される。

以下に、本発明の詳細な説明する。

本発明に係る液晶表示装置は、第１図に示すように、一
対の導電層１及び２の間に液晶層３を設けて構成されて
いる。各導電層１．２の少なくとも一方は透明に形成さ
れている。各導電層１．２は、透明基板１ａ、２ａの液
晶層３側の面に導電材ｉｂ、２ｂを全面に亘って被覆し
て形成され、両溝電層１．２の導電材１ｂ、２ｂ間にリ
ード線４が接続されている。そして、このリード線４に
電源５及びスイッチ６をそれぞれ介装し、スイッチ６を
オン、オフすることにより、液晶層３に適宜電場を生じ
させるように構成されている。

液晶層３は、液晶及びバインダーの混合物を紫外線ある
いは電子線等の照射で硬化させて形成され、この液晶混
合物は、正の誘電率異方性を有するネマチック型液晶と
、オリゴウレタンアクリレートを主成分として含有する
バインダーとからなるものである。

該液晶は、バインダー成分中に、いわゆる”相分離”状
態で分散されており、その孔径は０．０５〜５０μｍが
好ましく、より好ましくは１〜２０μｌである。このよ
うに、液晶層３は、ネマチック型液晶とバインダー成分
とが相分離した状態であるので、電場を生じていない状
態では白濁した不透明状態となっている。この相分離状
態のネマチック型液晶の孔径が大きいと良好な不透明状
態が得られず、また微細すぎると電圧印加時の透明性に
劣る、あるいは透明状態にするためには高い電圧を必要
とするなどの不具合を生じる。

本発明で用いられる液晶としては、例えばＬＩＸＯＮ−
４００２，６６３１，６６２７，９８２７，９８３９な
ど（チッソ社製）、ＺＬＩ−１６１２，１８４０，２ｔ
１６１．２１４３など（メルク社製）、Ｅ−７、ＩＥ−
８、Ｅ−１８など（ＢＤ［（社製）、Ｍ−６００８など
（ロブイック社製）が使用できる。

上記バインダーは、高分子物質よりなる透明なバインダ
ー成分を含有し、また一般に光重合開始剤、光増感剤な
どの添加剤、反応性希釈剤、有機溶剤等を含有している
。バインダー成分は、それ自体透明であることが必要で
あり、その屈折率が液晶の常光屈折率とほとんど一致し
ているものが好ましい０本発明ではバインダー成分とし
てオリゴウレタンアクリレートを主成分とし、また他の
バインダー成分が含有されてもよい。バインダー成分の
主成分であるオリゴウレタンアクリレートは、例えば、
分子内にウレタン結合を有すると共に両末端に（メタ）
アクリレート成分を有するもので、バインダー組成物に
対して、２０〜８０重量％含有されるのが好ましい、こ
のオリゴウレタンアクリレートとしては、例えば以下の
ものがあげられる。

■ＵＡ−３１）６Ｈ１υＡ−３０６１，Ａｉ（−６００
など（共栄社油脂化学社製） ■タケラックＵＶ−６０Ｘ−６５０−Ｏ８，ＵＶ−６０
Ｘ２７ＮＳ、　ＵＶ−６０Ｘ−２７ＮＳ、　ＵＶ−９０
Ｘ−０２ＮＳ、　ＵＶ−９０Ｘ−０３ＮＳなど（武田ｆ
ｆｉ品社製） ■ＵＮ−９２０ＯＡ、　ＵＮ−５２００など（根土工業
社製）■ユニデイックＶ−４２２１．Ｖ−４３５０など
（大日本インキ化学社製） ■Ｕ−４ＨＡ、　Ｕ−６ＨＡなど（新中村化学ＩＪ社１
Ｋ　）上記反応製希釈剤あるいは有機溶剤は、バインダ
ー組成物の塗工あるいは、流延成形型に適した粘度に調
節するためなどに用いられるものであり、反応性希釈剤
としては、単官能性、多官能性のアクリレートあるいは
メタクリレートモノマーなどが使用でき、有機溶剤とし
ては、該オリゴウレタンアクリレート、反応性希釈剤、
添加剤及び液晶の共通溶剤が使用され、例えばトルエン
、ＴＨＦ、）４ＥＫ、酢酸エチルなどが使用できる。

上記光重合開始剤としては、アセトフェノン系、ベンゾ
イン系、ベンゾフェノン系などが使用でき、光増感剤と
しては、アミン類、例えばトリエタノールアミン、トリ
イソプロパツールアミン、４，４゛−ジメチルアミノベ
ンゾフェノンなどが使用できる。

このようにして調製したバインダー組成物に、上記液晶
を混合・溶解しく３！ｌ宜粘度調節を行い）、得られた
液晶混合物を一方の導電基板上に塗工あるいは流延した
後、紫外線照射（ＵＶ）あるいは電子線照射（ＥＢ）に
より液晶層を形成し、次いで他方の導電基板を重ね合わ
せることによって本発明の液晶表示装置が作製される。

該液晶層の厚みは５μＩ１１〜１００μ簡の間が望まし
く、より好ましくは１０μｍ〜３０μｍである。該バイ
ンダー組成物と液晶の混合比率は重量比でバインダー組
成物／液晶＝２／１〜３／１の間が好ましい。

本発明における導電基板としては、剛性のもの（例えば
、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）付ガラス、ネサガ
ラス）や、可とう性のもの（例えば、ＩＴＯ付ＰＥＴフ
ィルム、ＴＴＯ付ＰＥｓフィルム）が使用され得る。

（実施例） 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

夾施ｌロー 以下の組成で液晶混合物を調製し、得られた液晶混合物
を透明なＩＴＯ付ＰＥＴフィルム（ダイセル化学社製「
セレック」、表面抵抗率＝３００Ω／口）上に、硬化後
の塗膜が１５μｍになるように塗工・硬化させた。

液晶：　ＬＩＸＯＮ−４００２（＋　ッＶ社製＞　　　
１６２（重量部）オリゴウレタンアクリレート Ｕ＾−３０６１（（共栄社油脂化学社製）１００希釈ｊ
ＦＩＩ：２−ヒト１ノエチルＴクリレート　　　　　　
　　　　８光重合開始剤 ２−シ゛エトキシＴセトフェノＮ　（ＤＥＡＰ）　　　
　　　　　　　　　　　２上記液晶混合物は若干粘稠な
透明溶液であり、この液晶混合物を一方のＩＴＯ付ＰＥ
Ｔフィルムの上面に２０℃、６５％Ｒｈ雰囲気下で塗工
後、高圧水銀灯下１０ｃ＋＊のところで３秒間照射した
。

その後、形成された液晶層上に別のＩＴＯ付ＰＥＴフィ
ルムを貼り合わして液晶表示装置を作製した。

この装置の電圧オフ時、オン（ＡＣｌｏｏＶ）時の初期
光線透過率を表１に示し、さらに、この装置を７０℃恒
温槽にて１００時間処理後及び５０℃、９５％Ｒｈ雰囲
気中にて１００時間処理後の光線透過率も示すが、はと
んど変化は見られなかった。

夾践■ユ 以下の組成で液晶混合物を調製した他は、実施例１と同
様な方法にて硬化後の膜厚が２２μ量の液晶層を有する
液晶表示装置を得た。

液晶：　ＬＩＸＯＮ−４００２（チッソ社製）　　　２
００（重量部）オリゴウレタンＴり１ルート ＵＡ−３０６）ｆ　（共栄油脂化学社製）１３０希釈剤 テトラヒト′ロフルフリルメククリレート　　　　　　
　　　　　　　７０光重合開始剤 イルカ゛キエＴ１８４　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　３得られた液晶表示装置の初期光線
透過率、７０℃・１００時間処理後及び５０℃・９５％
Ｒｈ、１００時間処理後の光線透過率をそれぞれ表１に
示すが、この場合もほとんど変化は見られなかった。

Ｌ敗■ユ 以下の組成で液晶混合物を調製し、この液晶混合物を実
施例１と同様な方法により、ＩＴＯ付ＰＥＴフィルム上
に塗工した後、２０℃で３分、さらに６０℃で５分間乾
燥し、乾燥後、別のＩＴＯ付ＰＥＴフィルムを貼り合わ
せて膜厚１２μＩの液晶層を有する液晶表示装置を作製
した。

液晶：　ＬｒＸ０Ｎ−４００２（チッソ社製）１０（重
量部）ボリメチルメクク１ルート　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　５シ゛オキサン　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０得られた
液晶表示装置の初期光線透過率、７０°Ｃ・１００時間
処理後及び５０℃・９５％Ｒｈ、１００時間処理後の光
線透過率をそれぞれ表１に示す。

工絞凹１ 以下の組成をホモジナイザーあるいはコロイドミルを用
いて乳化分散することにより、液晶混合物を調製し、得
られた液晶混合物を実施例１と同様な方法により、乾燥
後の膜厚が２０μ田になるようｒＴＯ付ＰＥＴフィルム
上に塗工し、６０℃で５分間、続いて１０５℃で３分間
乾燥した後、別のＩＴＯ付ＰＥＴフィルムを貼り合わせ
て液晶表示装置を作製した。

液晶：　ＬＩＸＯＮ−４００２（＋　ッ’／　社製＞　
　　１０（重Ｊｉ部）ホ０リヒ゛ニルアルコール に−２２４−Ｃ（クラレ社製）　　　　　　７水　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７０得られた
液晶表示装置の初期光線透過率、７０℃・１００時間処
理後及び５０℃・９５％Ｒｈ、１００時間処理後の光線
透過率をそれぞれ表１に示す。

（以下余白） （発明の効果） 本発明の液晶表示装置は、液晶層を形成するバインダー
にオリゴウレタンアクリレートが主成分として含有され
ているので、導電層との接着性が良好であって剥離を生
じたり、耐湿性が低下することがなく、液晶表示装置の
信頼性を高めることができる。

しかも、液晶層を作製するには、液晶とバインダーとを
混合して得られた液晶混合物を塗工した後、紫外線また
は電子線等の照射という極めて簡単な方法で行うことが
でき、従来のような機械的な分散操作が不要であって製
造が容易であると共に、さらに従来の熱硬化性モノマー
を重合させる場合のように、材料の収縮等を起こすこと
もなく、大型の液晶セルを作製する。二とも可能であり
、さらに−液型であるので、ポットライフ等の問題もな
く、操作及び制御が簡単である。さらに、本発明の液晶
層は加熱後においても不透明状態が低下することがなく
良好な特性を有している。

、　・・　　の　　　ｔ−目　日 第１図は本発明の液晶表示装置の一実施例を示す概略説
明図である。

１．２・・・導電層、３・・・液晶層。

以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくとも一方が透明な導電基板間に液晶層が設け
   られている液晶表示装置であって、該液晶層が、正の誘
   電率異方性を有するネマチック型液晶と、オリゴウレタ
   ンアクリレートを主成分として含有するバインダーによ
   り形成されている液晶表示装置。