JPH04219730A - 分散型液晶表示素子 - Google Patents
分散型液晶表示素子Info
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- JPH04219730A JPH04219730A JP2413126A JP41312690A JPH04219730A JP H04219730 A JPH04219730 A JP H04219730A JP 2413126 A JP2413126 A JP 2413126A JP 41312690 A JP41312690 A JP 41312690A JP H04219730 A JPH04219730 A JP H04219730A
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Landscapes
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- Liquid Crystal Substances (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶をマトリックス中に
カプセル（小球状）状態にして分散保持したカプセル型
液晶表示素子に関するものである。
カプセル（小球状）状態にして分散保持したカプセル型
液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶をマトリックス中に分散保持せしめ
たカプセル型液晶表示素子（以下素子）は，素子に入射
する光の散乱と透過を電界効果で制御でき，而も基板間
に液晶を封入した液晶セルタイプの表示素子に比して大
面積化が容易であるため，ディスプレイ用としては勿論
のこと窓の採光調整等の調光用としてその応用範囲が広
く，現在注目されているものである。
たカプセル型液晶表示素子（以下素子）は，素子に入射
する光の散乱と透過を電界効果で制御でき，而も基板間
に液晶を封入した液晶セルタイプの表示素子に比して大
面積化が容易であるため，ディスプレイ用としては勿論
のこと窓の採光調整等の調光用としてその応用範囲が広
く，現在注目されているものである。
【０００３】前記の素子に用いられる液晶としては，主
にネマティック液晶（他にコレスティック液晶，スメク
ティック液晶も可）であり，この液晶を高分子マトリッ
クス中に分散保持せしめた構造となっており，その具体
的構造はマトリックスや液晶の材料並びに素子の作成条
件等によって定まり，現在種々のものが知られている。
にネマティック液晶（他にコレスティック液晶，スメク
ティック液晶も可）であり，この液晶を高分子マトリッ
クス中に分散保持せしめた構造となっており，その具体
的構造はマトリックスや液晶の材料並びに素子の作成条
件等によって定まり，現在種々のものが知られている。
【０００４】例えば特表昭５８−５０１６３１号他に示
されているように，水酸基を有する高分子であるポリビ
ニールアルコール（ＰＶＡ）をマトリックスに用い，ネ
マティック液晶（Δε＞０）を水を分散媒として乳化し
，エマルジョンとなすことによってＰＶＡ中に液晶をマ
イクロカプセル化して保持せしめる手段が知られており
，特開昭６０−２５２６８７号公報には，マトリックス
としてラテックスを用い，液晶を水中でラテックスと乳
化することによってエマルジョンとなし，その結果ラテ
ックス取り込み液晶を得る手段が示されている。更に特
表昭６１−５０２１２８号公報にはマトリックスとして
エポキシ樹脂を用い，相分離方式によって液晶微小滴を
分散保持する手段が示されている。
されているように，水酸基を有する高分子であるポリビ
ニールアルコール（ＰＶＡ）をマトリックスに用い，ネ
マティック液晶（Δε＞０）を水を分散媒として乳化し
，エマルジョンとなすことによってＰＶＡ中に液晶をマ
イクロカプセル化して保持せしめる手段が知られており
，特開昭６０−２５２６８７号公報には，マトリックス
としてラテックスを用い，液晶を水中でラテックスと乳
化することによってエマルジョンとなし，その結果ラテ
ックス取り込み液晶を得る手段が示されている。更に特
表昭６１−５０２１２８号公報にはマトリックスとして
エポキシ樹脂を用い，相分離方式によって液晶微小滴を
分散保持する手段が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで素子の実用化
に際して，素子の耐熱性，耐湿性，耐久性等の耐環境性
が重要な因子となる。耐熱性向上のためには，一般にマ
トリックスとして軟化点の高い高分子の使用や，マトリ
ックスの架橋が考えられ，耐湿性に対しては一般にマト
リックスとして疏水性高分子の使用が考えられる。但し
疎水性高分子を用いた場合，素子の作成手段として相分
離法が採用されるが多色性染料を添加した素子の作成が
困難で，且つ残存モノマーの影響等が認められる。そこ
でマトリックスとして用いる高分子を架橋することが耐
環境性の向上に貢献することに注目し，前記した従来技
術について見てみると，ＰＶＡをマトリックスとして用
いたものは，架橋剤として例えばメモビニールユーテル
／無水マレイン酸共重合体が使用され，この架橋によっ
てカプセルに強度耐久性，不溶性を与えると考えられ，
結果的に素子の寿命を改善すると認められる。しかし前
記の架橋反応には加熱を必要とし，その加熱温度が液晶
の等方点以上であるとカプセル構造が崩れてしまう虞が
ある。
に際して，素子の耐熱性，耐湿性，耐久性等の耐環境性
が重要な因子となる。耐熱性向上のためには，一般にマ
トリックスとして軟化点の高い高分子の使用や，マトリ
ックスの架橋が考えられ，耐湿性に対しては一般にマト
リックスとして疏水性高分子の使用が考えられる。但し
疎水性高分子を用いた場合，素子の作成手段として相分
離法が採用されるが多色性染料を添加した素子の作成が
困難で，且つ残存モノマーの影響等が認められる。そこ
でマトリックスとして用いる高分子を架橋することが耐
環境性の向上に貢献することに注目し，前記した従来技
術について見てみると，ＰＶＡをマトリックスとして用
いたものは，架橋剤として例えばメモビニールユーテル
／無水マレイン酸共重合体が使用され，この架橋によっ
てカプセルに強度耐久性，不溶性を与えると考えられ，
結果的に素子の寿命を改善すると認められる。しかし前
記の架橋反応には加熱を必要とし，その加熱温度が液晶
の等方点以上であるとカプセル構造が崩れてしまう虞が
ある。
【０００６】またラテックス取り込み液晶による手段に
おいても，架橋剤を用いると架橋が達成されるが，効率
的な架橋反応を行うため加熱，酸触媒，場合によっては
光（紫外線）を必要とし，架橋条件によっては素子の劣
化が生ずる。そこで本発明はマトリックスとして水酸基
を有する高分子を用いたエマルジョン方式による素子の
作成において架橋を行うと共に，架橋に際して外部要因
を排除した素子を提案したものである。
おいても，架橋剤を用いると架橋が達成されるが，効率
的な架橋反応を行うため加熱，酸触媒，場合によっては
光（紫外線）を必要とし，架橋条件によっては素子の劣
化が生ずる。そこで本発明はマトリックスとして水酸基
を有する高分子を用いたエマルジョン方式による素子の
作成において架橋を行うと共に，架橋に際して外部要因
を排除した素子を提案したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る素子は，マ
トリックス中に液晶を分散保持するものに於いて，マト
リックスとして水酸基を有する高分子と架橋剤として金
属アルコキシドとを用い，マトリックスが架橋を有する
ものとしたことを特徴とするものである。
トリックス中に液晶を分散保持するものに於いて，マト
リックスとして水酸基を有する高分子と架橋剤として金
属アルコキシドとを用い，マトリックスが架橋を有する
ものとしたことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】水酸基を有する高分子と金属アルコキシドとの
ゾル・ゲル反応によってマトリックスが架橋構造を有す
ることになり，このためマトリックスの水溶性をなくし
，マトリックスの軟化点を高くしたもので，素子の耐環
境性も向上したものである。
ゾル・ゲル反応によってマトリックスが架橋構造を有す
ることになり，このためマトリックスの水溶性をなくし
，マトリックスの軟化点を高くしたもので，素子の耐環
境性も向上したものである。
【０００９】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。最初
の実施例はマトリックスの安定性を観察するため，液晶
を用いないマトリックスそのものを膜体として製作した
例である。
の実施例はマトリックスの安定性を観察するため，液晶
を用いないマトリックスそのものを膜体として製作した
例である。
【００１０】マトリックスとして用意した水酸基を有す
る高分子である２５ｗｔ％ポリビニールアルコール（ク
ラレ製：ＰＶＡ２０３）１４０重量部に，架橋剤として
用意した金属アルコキシドであるテトラエトキシシラン
〔Ｓｉ（ＯＣ２ Ｈ５ ） ４〕１０重量部と，相容性
を高める溶剤として用意したジメテルヌルホキシド２０
重量部及びエチルアルコール５重量部を混合して均一溶
液を調整し，この溶液に触媒として酢酸０．１重量部を
加えてホモジナイザーで攪拌し，Ａｌ基板上にドクター
ブレードを用いてコーティングし，２５℃５０％ＲＨ雰
囲気中で６時間乾燥し，更に６０℃で１時間乾燥し，実
施例の膜体Ａを形成した。
る高分子である２５ｗｔ％ポリビニールアルコール（ク
ラレ製：ＰＶＡ２０３）１４０重量部に，架橋剤として
用意した金属アルコキシドであるテトラエトキシシラン
〔Ｓｉ（ＯＣ２ Ｈ５ ） ４〕１０重量部と，相容性
を高める溶剤として用意したジメテルヌルホキシド２０
重量部及びエチルアルコール５重量部を混合して均一溶
液を調整し，この溶液に触媒として酢酸０．１重量部を
加えてホモジナイザーで攪拌し，Ａｌ基板上にドクター
ブレードを用いてコーティングし，２５℃５０％ＲＨ雰
囲気中で６時間乾燥し，更に６０℃で１時間乾燥し，実
施例の膜体Ａを形成した。
【００１１】比較例として，前記実施例と同じＰＶＡ２
０３をＡｌ基板状に同一条件でコーティング及び乾燥さ
せて，比較例の膜体Ｂを形成した。前記膜体Ａ，ＢのＤ
ＳＣ（示差走査熱量測定）曲線を第１図に示しているが
，軟点温度５３．９℃で１８５℃付近に触媒ピークを有
する膜体Ｂに対し，膜体Ａは軟点温度が７０．６℃へ上
昇し，而も触媒ピークが消失した。また，膜体Ａ，Ｂを
各々水中に浸し，２５℃で２４時間放置したところ，膜
体Ｂは水に完全に溶解してしまったが，膜体Ａは溶解し
なかった。以上のことから，膜体Ａにおいて，テトラエ
トキシシランとのゾル・ゲル反応によりポリビニールア
ルコールが架橋され，耐環境性の向上が実現できたこと
が分かった。
０３をＡｌ基板状に同一条件でコーティング及び乾燥さ
せて，比較例の膜体Ｂを形成した。前記膜体Ａ，ＢのＤ
ＳＣ（示差走査熱量測定）曲線を第１図に示しているが
，軟点温度５３．９℃で１８５℃付近に触媒ピークを有
する膜体Ｂに対し，膜体Ａは軟点温度が７０．６℃へ上
昇し，而も触媒ピークが消失した。また，膜体Ａ，Ｂを
各々水中に浸し，２５℃で２４時間放置したところ，膜
体Ｂは水に完全に溶解してしまったが，膜体Ａは溶解し
なかった。以上のことから，膜体Ａにおいて，テトラエ
トキシシランとのゾル・ゲル反応によりポリビニールア
ルコールが架橋され，耐環境性の向上が実現できたこと
が分かった。
【００１２】前記実施例の膜体Ａを用いた素子を形成す
るには，マトリックス（ＰＶＡ２０３）に対して１／４
重量部の液晶（ネマティック液晶：メルク製：ＺＬＩ−
２０６１）をポリマーと架橋剤とを同時に混入し，ホモ
ジナイザーで攪拌乳化し，得られたエマルジョンを，予
め用意したフィルム状の透明電極板１に，ドクターブレ
ードを用いて後述する乾燥膜厚１５μｍとなるように塗
布し，５０％ＲＨ，２５℃の雰囲気内で２４時間乾燥し
，更に６０℃で一時間乾燥し，乾燥塗膜上に前記と同様
のフィルム状透明基盤１ａをラミネートして素子を作成
した。勿論乾燥塗膜はマトリックス２内に１〜１０μｍ
の液晶３が多数散在してなるものである。
るには，マトリックス（ＰＶＡ２０３）に対して１／４
重量部の液晶（ネマティック液晶：メルク製：ＺＬＩ−
２０６１）をポリマーと架橋剤とを同時に混入し，ホモ
ジナイザーで攪拌乳化し，得られたエマルジョンを，予
め用意したフィルム状の透明電極板１に，ドクターブレ
ードを用いて後述する乾燥膜厚１５μｍとなるように塗
布し，５０％ＲＨ，２５℃の雰囲気内で２４時間乾燥し
，更に６０℃で一時間乾燥し，乾燥塗膜上に前記と同様
のフィルム状透明基盤１ａをラミネートして素子を作成
した。勿論乾燥塗膜はマトリックス２内に１〜１０μｍ
の液晶３が多数散在してなるものである。
【００１３】前記したマトリックスはテトラエトキシシ
ランのケイ素Ｓｉが架橋剤として働いてポリビニールア
ルコールを架橋するもので，架橋反応はエマルジョンか
ら乾燥段階においてゾル・ゲル変換によりゲル化する際
に進行するものである。この素子は，電界オフ状態でマ
トリックス２と液晶３との界面での屈曲率の差異のため
光散乱により不透明となるが，電界オン状態では液晶３
が配向し，マトリックス２と液晶３の屈曲率の一致によ
って透明となり，素子として使用できる。
ランのケイ素Ｓｉが架橋剤として働いてポリビニールア
ルコールを架橋するもので，架橋反応はエマルジョンか
ら乾燥段階においてゾル・ゲル変換によりゲル化する際
に進行するものである。この素子は，電界オフ状態でマ
トリックス２と液晶３との界面での屈曲率の差異のため
光散乱により不透明となるが，電界オン状態では液晶３
が配向し，マトリックス２と液晶３の屈曲率の一致によ
って透明となり，素子として使用できる。
【００１４】本発明は前記実施例に限定されるものでな
く，使用される液晶の種類も正の誘電異方性を有するネ
マチック液晶で，マトリックスと相溶性のないものであ
れば，前記ＺＬＩ−２０６１以外にもＺＬＩ−２３４４
，ＺＬＩ−２３９２，ＺＬＩ−３２３８，ＺＬＩ−３４
９７−０５０（以上メルク製）Ｅ−７，Ｅ−１１，Ｅ−
６３（以上ＢＤＨ製）等が使用できる。またマトリック
スとして用いる高分子としては架橋反応が可能な水酸基
を有するものであれば良く，セルロースでも良い。また
金属アルコキシドとしてはジメチルジエトキシシランで
も良い。また相溶性を高める溶剤は金属アルコキシドが
少ない場合には必ずしも要せず，触媒は省略しても良い
。更にマトリックスと液晶の混合比率も，乾燥状態での
液晶の量が４０〜８０重量％の範囲であることが好まし
い。勿論組成液であるエマルジョン形成には前記ホモジ
ナイザーの他にもコロイドミル，高速ディスパーサー等
他の機器を使用しても良いことは云うまでもない。
く，使用される液晶の種類も正の誘電異方性を有するネ
マチック液晶で，マトリックスと相溶性のないものであ
れば，前記ＺＬＩ−２０６１以外にもＺＬＩ−２３４４
，ＺＬＩ−２３９２，ＺＬＩ−３２３８，ＺＬＩ−３４
９７−０５０（以上メルク製）Ｅ−７，Ｅ−１１，Ｅ−
６３（以上ＢＤＨ製）等が使用できる。またマトリック
スとして用いる高分子としては架橋反応が可能な水酸基
を有するものであれば良く，セルロースでも良い。また
金属アルコキシドとしてはジメチルジエトキシシランで
も良い。また相溶性を高める溶剤は金属アルコキシドが
少ない場合には必ずしも要せず，触媒は省略しても良い
。更にマトリックスと液晶の混合比率も，乾燥状態での
液晶の量が４０〜８０重量％の範囲であることが好まし
い。勿論組成液であるエマルジョン形成には前記ホモジ
ナイザーの他にもコロイドミル，高速ディスパーサー等
他の機器を使用しても良いことは云うまでもない。
【００１５】また本発明において架橋反応を安定に促進
せしめるための媒触を適宜選択して添加しても良いし，
更にはマトリックスと液晶とのエマルジョンを生成させ
且つ安定させるため，界面活性剤また保護コロイド若し
くは場合によって両者をエマルジョン組成液に混入して
も良く，特に界面活性剤は非イオン界面活性剤が好まし
く，エマルジョンの安定か及び透明電極基板への良好な
塗布性のため最適なＨＬＢ指数を有する界面活性剤を選
択すると良い。また保護コロイドはマトリックスの架橋
反応を阻害しないものが好ましいが，阻害する場合でも
必要最少量の添加で用いることができる。使用される保
護コロイドは，ポリビニルエチレンオキシド，ポリアク
リル酸等が挙げられ，その混入量はマトリックスポリマ
ー中０．１〜５０重量％である。
せしめるための媒触を適宜選択して添加しても良いし，
更にはマトリックスと液晶とのエマルジョンを生成させ
且つ安定させるため，界面活性剤また保護コロイド若し
くは場合によって両者をエマルジョン組成液に混入して
も良く，特に界面活性剤は非イオン界面活性剤が好まし
く，エマルジョンの安定か及び透明電極基板への良好な
塗布性のため最適なＨＬＢ指数を有する界面活性剤を選
択すると良い。また保護コロイドはマトリックスの架橋
反応を阻害しないものが好ましいが，阻害する場合でも
必要最少量の添加で用いることができる。使用される保
護コロイドは，ポリビニルエチレンオキシド，ポリアク
リル酸等が挙げられ，その混入量はマトリックスポリマ
ー中０．１〜５０重量％である。
【００１６】更に本発明においてエマルジョン組成液の
液晶中に染料を添加しても良く，染料としてはインドク
ェノールブルー，スーダンブラックＢ，スーダンＩＩＩ
，スーダンＩＩ，Ｄ−３７，Ｄ−４３，Ｄ−５３（以上
メルク製）の他，等方性染料やクタロシアニン銅等を通
常の方法に従って使用し，乳化の前に液晶に溶解される
。前記染料は，典型的には液晶物質に対して０．５〜６
重量％用いる。本発明においては，更に他の添加剤を使
用しても良く，添加剤としては湿油剤剤，レベリング剤
，紫外線安定剤，酸化防止剤，熱安定剤，ＰＨ安定剤，
接着促進剤，組成物の屈折率並びに電気的性質を変成せ
しめる剤の内一又は複数を用いる。
液晶中に染料を添加しても良く，染料としてはインドク
ェノールブルー，スーダンブラックＢ，スーダンＩＩＩ
，スーダンＩＩ，Ｄ−３７，Ｄ−４３，Ｄ−５３（以上
メルク製）の他，等方性染料やクタロシアニン銅等を通
常の方法に従って使用し，乳化の前に液晶に溶解される
。前記染料は，典型的には液晶物質に対して０．５〜６
重量％用いる。本発明においては，更に他の添加剤を使
用しても良く，添加剤としては湿油剤剤，レベリング剤
，紫外線安定剤，酸化防止剤，熱安定剤，ＰＨ安定剤，
接着促進剤，組成物の屈折率並びに電気的性質を変成せ
しめる剤の内一又は複数を用いる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は以上の通りマトリックスとして
用いる高分子として，水酸基を有するものを採用し，金
属アルコキシドを加えて架橋し，そのマトリックス中に
液晶を分散保持せしめた素子で，低温で架橋の付与を行
って高分子の水溶性を無くし，且つ高分子の軟化点を高
くし，素子の耐環境性を向上せしめたものであると共に
，架橋密度を架橋剤の添加量でコントロールでき，更に
はケン化度や重量度の異なる高分子をも架橋することが
できる利点を有する。
用いる高分子として，水酸基を有するものを採用し，金
属アルコキシドを加えて架橋し，そのマトリックス中に
液晶を分散保持せしめた素子で，低温で架橋の付与を行
って高分子の水溶性を無くし，且つ高分子の軟化点を高
くし，素子の耐環境性を向上せしめたものであると共に
，架橋密度を架橋剤の添加量でコントロールでき，更に
はケン化度や重量度の異なる高分子をも架橋することが
できる利点を有する。
【図１】実施例の膜体Ａと比較例の膜体ＢのＤＳＣ曲線
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図２】本発明の実施例のカプセル型液晶表示素子の断
面図である。
面図である。
１，１ａ 透明電極フィルム
２ マトリックス
３ 液晶
Claims (2)
- 【請求項１】 水酸基を有する高分子に，金属アルコ
キシドを加え，前記高分子と前記金属アルコキシドとの
ゾル・ゲル反応によって，前記金属アルコキシドを橋か
け役とした架橋を有するマトリックスを形成すると共に
，このマトリックス中に液晶を分散保持したことを特徴
とするカプセル型液晶表示素子。 - 【請求項２】 請求項第１項記載の高分子としてポリ
ビニルアルコールを用い，金属アルコキシドとしてテト
ラエトキシシランを用いたことを特徴とするカプセル型
液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413126A JP2697311B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 分散型液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2413126A JP2697311B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 分散型液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219730A true JPH04219730A (ja) | 1992-08-10 |
| JP2697311B2 JP2697311B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=18521822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2413126A Expired - Lifetime JP2697311B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 分散型液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697311B2 (ja) |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP2413126A patent/JP2697311B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2697311B2 (ja) | 1998-01-14 |
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