JPH04319911A - 液晶表示素子およびその製造方法 - Google Patents
液晶表示素子およびその製造方法Info
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- JPH04319911A JPH04319911A JP8817591A JP8817591A JPH04319911A JP H04319911 A JPH04319911 A JP H04319911A JP 8817591 A JP8817591 A JP 8817591A JP 8817591 A JP8817591 A JP 8817591A JP H04319911 A JPH04319911 A JP H04319911A
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- Liquid Crystal (AREA)
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、TV画面や一般OA機
器用、或いは、自動車等の表示パネル用の表示装置等に
使用される液晶表示素子および、その製造方法に関する
ものである。
器用、或いは、自動車等の表示パネル用の表示装置等に
使用される液晶表示素子および、その製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶表示素子は、数μmの間隔に
固定した一対の透明電極間に液晶材料を注入することに
よって形成されていた。しかしながら、上記構成では、
大面積のデイスプレイの作成が困難であり、また液晶を
封入した一対のガラス基板には、それぞれ、偏光軸が互
いに直交した偏光板を取付ける必要があるため、画面の
明るさ、視野角等が不充分であった。
固定した一対の透明電極間に液晶材料を注入することに
よって形成されていた。しかしながら、上記構成では、
大面積のデイスプレイの作成が困難であり、また液晶を
封入した一対のガラス基板には、それぞれ、偏光軸が互
いに直交した偏光板を取付ける必要があるため、画面の
明るさ、視野角等が不充分であった。
【0003】そこで近時、高分子材料と液晶材料とを溶
媒中に溶解した溶液を透明電極上に流延塗布し、溶媒を
蒸発させて高分子材料と液晶材料とを相分離させること
で、スポンジ状の高分子マトリクスの孔内に液晶材料が
充填された構造の複合膜を形成した後、この複合膜上に
透明電極を重ね合わせた液晶表示素子が、九州大学の梶
山千里教授らのグループにより開発された[例えば、P
olymer Preprints,Japan Vo
l.37,No.8,P2450 (1988)、CH
EMISTRY LETTERS,P813−816,
1989 、CHEMISTRY LETTERS,P
679−682,1979 、Journal of
Applied Polymer Science,V
ol.29,3955−3964(1984) 等参照
]。
媒中に溶解した溶液を透明電極上に流延塗布し、溶媒を
蒸発させて高分子材料と液晶材料とを相分離させること
で、スポンジ状の高分子マトリクスの孔内に液晶材料が
充填された構造の複合膜を形成した後、この複合膜上に
透明電極を重ね合わせた液晶表示素子が、九州大学の梶
山千里教授らのグループにより開発された[例えば、P
olymer Preprints,Japan Vo
l.37,No.8,P2450 (1988)、CH
EMISTRY LETTERS,P813−816,
1989 、CHEMISTRY LETTERS,P
679−682,1979 、Journal of
Applied Polymer Science,V
ol.29,3955−3964(1984) 等参照
]。
【0004】上記液晶表示素子においては、無電圧時に
は、孔内の液晶分子がランダムな状態にあるため、入射
光が散乱されて、複合膜は不透明な状態になっている。 そして、複合膜を挾んだ一対の透明電極間に電圧が印加
されると、Δε>0[但し、Δεは誘電率異方性であっ
て、式:
は、孔内の液晶分子がランダムな状態にあるため、入射
光が散乱されて、複合膜は不透明な状態になっている。 そして、複合膜を挾んだ一対の透明電極間に電圧が印加
されると、Δε>0[但し、Δεは誘電率異方性であっ
て、式:
【0005】
【数1】
【0006】で表される(なお、
【0007】
【外1】
【0008】は分子軸方向の誘電率、
【0009】
【外2】
【0010】は分子軸に対して直交方向の誘電率を示す
)]のとき、電気光学効果によって液晶分子が電場方向
に配向して、入射光が散乱されずに複合膜を通過できる
ようになり、複合膜が透明な状態に転換する。上記構成
からなる液晶表示素子においては、高分子材料と液晶材
料とを含有する溶液を塗布、乾燥させるだけで、上述し
た電気光学効果を有する複合膜を形成できるため、液晶
表示素子の大面積化が容易である。しかも、高分子材料
の選択により、複合膜に可撓性を付与できる上、表面に
透明導電膜を形成する等して導電性を付与した可撓性の
透明フィルム等を、透明電極として使用できるため、液
晶表示素子への可撓性の付与が可能になるという利点が
ある。
)]のとき、電気光学効果によって液晶分子が電場方向
に配向して、入射光が散乱されずに複合膜を通過できる
ようになり、複合膜が透明な状態に転換する。上記構成
からなる液晶表示素子においては、高分子材料と液晶材
料とを含有する溶液を塗布、乾燥させるだけで、上述し
た電気光学効果を有する複合膜を形成できるため、液晶
表示素子の大面積化が容易である。しかも、高分子材料
の選択により、複合膜に可撓性を付与できる上、表面に
透明導電膜を形成する等して導電性を付与した可撓性の
透明フィルム等を、透明電極として使用できるため、液
晶表示素子への可撓性の付与が可能になるという利点が
ある。
【0011】上記複合膜の製造における特徴は、高分子
マトリクスと液晶材料とを溶媒中に溶解した均一混合溶
液を透明電極上に流延塗布し、溶媒が蒸発するにしたが
って高分子と液晶材料が非相溶状態となるため相分離し
てスポンジ状の構造を形成することである。要は、相分
離が溶媒蒸発により引き起こされるものである。このよ
うな複合膜の形成方法は上記文献によって公知である。
マトリクスと液晶材料とを溶媒中に溶解した均一混合溶
液を透明電極上に流延塗布し、溶媒が蒸発するにしたが
って高分子と液晶材料が非相溶状態となるため相分離し
てスポンジ状の構造を形成することである。要は、相分
離が溶媒蒸発により引き起こされるものである。このよ
うな複合膜の形成方法は上記文献によって公知である。
【0012】高分子と液晶を複合化した膜において透明
⇔白濁の電気光学効果を示すものは、幾つかの製造方法
が知られている。H.G.Craighead et
al.,Appl.Phys.Lett. ,40(1
)22(1982) には、すでに形成された多孔質高
分子フィルムの孔中に液晶材料を充填させる方法が記さ
れている。この方法では、高分子と液晶材料は最初から
分離しており、相分離の過程は存在しない。
⇔白濁の電気光学効果を示すものは、幾つかの製造方法
が知られている。H.G.Craighead et
al.,Appl.Phys.Lett. ,40(1
)22(1982) には、すでに形成された多孔質高
分子フィルムの孔中に液晶材料を充填させる方法が記さ
れている。この方法では、高分子と液晶材料は最初から
分離しており、相分離の過程は存在しない。
【0013】J.L.Fergasonは、特表昭58
−501631号公報において、液晶材料をポリビニル
アルコール水溶液中にマイクロカプセル化して懸濁液と
し、塗布する方法を示している。この方法では、液晶材
料とポリビニルアルコールは、液晶材料がマイクロカプ
セル化した段階で相分離している。溶剤である水は、単
に塗布のための媒体に過ぎず、水の蒸発は相分離に関与
していない。
−501631号公報において、液晶材料をポリビニル
アルコール水溶液中にマイクロカプセル化して懸濁液と
し、塗布する方法を示している。この方法では、液晶材
料とポリビニルアルコールは、液晶材料がマイクロカプ
セル化した段階で相分離している。溶剤である水は、単
に塗布のための媒体に過ぎず、水の蒸発は相分離に関与
していない。
【0014】また、これによって得られた膜中では、液
晶材料はカプセルで覆われた粒状である。J.W.Do
ane らは、特表昭61−502128号公報におい
て、エポキシ樹脂と液晶材料の混合物を、共存する硬化
剤によって熱硬化する方法を示している。この方法では
、溶剤は存在せず、相分離はエポキシ樹脂の硬化による
高分子量化によって発生している。これによって得られ
た膜中で、液晶材料は、小滴状に分散している。
晶材料はカプセルで覆われた粒状である。J.W.Do
ane らは、特表昭61−502128号公報におい
て、エポキシ樹脂と液晶材料の混合物を、共存する硬化
剤によって熱硬化する方法を示している。この方法では
、溶剤は存在せず、相分離はエポキシ樹脂の硬化による
高分子量化によって発生している。これによって得られ
た膜中で、液晶材料は、小滴状に分散している。
【0015】郡島らは、特開昭64−62615号公報
において、光硬化性化合物と液晶材料の混合物を、光露
光により光硬化する方法を示している。この方法でも溶
剤は存在せず、相分離は光硬化性化合物の硬化による高
分子量化によって発生している。また、同著者による報
告〔Polym.Preprints ,Japan
,38(7)2154(1989) 〕によれば、膜中
で液晶材料は粒子状に分散している。
において、光硬化性化合物と液晶材料の混合物を、光露
光により光硬化する方法を示している。この方法でも溶
剤は存在せず、相分離は光硬化性化合物の硬化による高
分子量化によって発生している。また、同著者による報
告〔Polym.Preprints ,Japan
,38(7)2154(1989) 〕によれば、膜中
で液晶材料は粒子状に分散している。
【0016】したがって、本発明の基礎となる上記複合
膜の製造における「溶剤蒸発による相分離」は、他と全
く異なる独自の方法であり、梶山らが前記した文献にお
いてはじめて公としたものである。また、膜中において
スポンジ状となった高分子マトリクスの中に、液晶材料
は連続相となって存在し、決して粒子状ではない。これ
も上記複合膜の大きな特徴である。
膜の製造における「溶剤蒸発による相分離」は、他と全
く異なる独自の方法であり、梶山らが前記した文献にお
いてはじめて公としたものである。また、膜中において
スポンジ状となった高分子マトリクスの中に、液晶材料
は連続相となって存在し、決して粒子状ではない。これ
も上記複合膜の大きな特徴である。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】ところが、梶山らによ
る上記複合膜からなる液晶表示素子は、耐熱性が不十分
で、例えば自動車の表示パネル等、連続して高温にさら
される場所で使用すると、透明な状態と不透明な状態と
の間のコントラストが低下し、室温に戻しても、元のコ
ントラストが得られないとういう問題がある。また、約
10V程度の低電圧で駆動するようにさせるためには、
上記複合膜の膜厚を15μm以下にしなければならなか
った。また、そのような低膜厚の場合には、膜厚が不均
一となり易く特性むらが発生し易いという問題がある。
る上記複合膜からなる液晶表示素子は、耐熱性が不十分
で、例えば自動車の表示パネル等、連続して高温にさら
される場所で使用すると、透明な状態と不透明な状態と
の間のコントラストが低下し、室温に戻しても、元のコ
ントラストが得られないとういう問題がある。また、約
10V程度の低電圧で駆動するようにさせるためには、
上記複合膜の膜厚を15μm以下にしなければならなか
った。また、そのような低膜厚の場合には、膜厚が不均
一となり易く特性むらが発生し易いという問題がある。
【0018】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
のであって、耐熱性を損なうこと無く、かつ、複合膜の
膜厚を比較的厚くする場合でも、低電圧で駆動させるこ
とのできる液晶表示素子と、その効率的な製造方法を提
供することを目的としている。
のであって、耐熱性を損なうこと無く、かつ、複合膜の
膜厚を比較的厚くする場合でも、低電圧で駆動させるこ
とのできる液晶表示素子と、その効率的な製造方法を提
供することを目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明の液晶表示素子は、スポンジ状の高分子マトリ
クスの孔内に液晶材料が充填された構造の複合膜を、一
対の透明電極で挾着した液晶表示素子において、上記高
分子マトリクスが、OH基を有する未架橋の固体状高分
子およびOH基を有する未架橋の液体状高分子とを、当
該OH基と結合する2ないし多官能の架橋剤(例えばイ
ソシアネート化合物等)によって架橋した架橋物からな
り、上記液体状高分子が上記高分子マトリクス全体に対
して1〜30重量%の割合で含有することを特徴とする
。
、本発明の液晶表示素子は、スポンジ状の高分子マトリ
クスの孔内に液晶材料が充填された構造の複合膜を、一
対の透明電極で挾着した液晶表示素子において、上記高
分子マトリクスが、OH基を有する未架橋の固体状高分
子およびOH基を有する未架橋の液体状高分子とを、当
該OH基と結合する2ないし多官能の架橋剤(例えばイ
ソシアネート化合物等)によって架橋した架橋物からな
り、上記液体状高分子が上記高分子マトリクス全体に対
して1〜30重量%の割合で含有することを特徴とする
。
【0020】また、上記液晶表示素子を製造するための
、本発明の製造方法は、溶媒中に、液晶材料と、OH基
を有する未架橋の固体状高分子およびOH基を有する未
架橋の液体状高分子と、当該OH基と結合する2ないし
多官能の架橋剤とを溶解または分散させた塗布液を、一
対の透明電極のうちの一方の表面に塗布し、溶媒を蒸発
させて高分子と液晶材料とを相分離させることで、スポ
ンジ状の高分子マトリクスの孔内に液晶材料が充填され
た構造の複合膜を形成すると共に、未架橋の固体状高分
子および未架橋の液体状高分子を架橋剤で架橋して架橋
物を生成することを特徴とする。
、本発明の製造方法は、溶媒中に、液晶材料と、OH基
を有する未架橋の固体状高分子およびOH基を有する未
架橋の液体状高分子と、当該OH基と結合する2ないし
多官能の架橋剤とを溶解または分散させた塗布液を、一
対の透明電極のうちの一方の表面に塗布し、溶媒を蒸発
させて高分子と液晶材料とを相分離させることで、スポ
ンジ状の高分子マトリクスの孔内に液晶材料が充填され
た構造の複合膜を形成すると共に、未架橋の固体状高分
子および未架橋の液体状高分子を架橋剤で架橋して架橋
物を生成することを特徴とする。
【0021】本発明の液晶表示素子は、図1に示すよう
に、複合膜Lを、一対の透明電極D,Dで挾着すること
で構成される。透明電極D,Dとしては、ガラス、プラ
スチックフィルム[例えばポリエチレンテレフタレート
(PET)、ポリエーテルサルホン(PES)]等の透
明支持体の表面に、ITO(インジウム・チン・オキサ
イド)やSnO2 等の導電膜を蒸着やスパッタリング
等で形成したものが挙げられる他、通常の液晶パネルに
用いられる透明導電ガラスやフィルムも使用できる。
に、複合膜Lを、一対の透明電極D,Dで挾着すること
で構成される。透明電極D,Dとしては、ガラス、プラ
スチックフィルム[例えばポリエチレンテレフタレート
(PET)、ポリエーテルサルホン(PES)]等の透
明支持体の表面に、ITO(インジウム・チン・オキサ
イド)やSnO2 等の導電膜を蒸着やスパッタリング
等で形成したものが挙げられる他、通常の液晶パネルに
用いられる透明導電ガラスやフィルムも使用できる。
【0022】上記複合膜の膜厚は、光散乱方式の液晶表
示素子とするために、可視光の波長以上である必要があ
る。ただし、あまりに厚さが大なるときは、素子の駆動
電圧が高くなりすぎるという問題があるため、50V程
度の駆動電圧では、実際上は10〜30μm程度が適当
である。なお、上記複合膜には、液晶表示素子をカラー
表示タイプにするため、従来公知の各種二色性色素を配
合することもできる。
示素子とするために、可視光の波長以上である必要があ
る。ただし、あまりに厚さが大なるときは、素子の駆動
電圧が高くなりすぎるという問題があるため、50V程
度の駆動電圧では、実際上は10〜30μm程度が適当
である。なお、上記複合膜には、液晶表示素子をカラー
表示タイプにするため、従来公知の各種二色性色素を配
合することもできる。
【0023】液晶材料としては、通常の液晶表示素子に
用いられるTN(Twisted Nematic)系
等のネマティック液晶が好適に使用される。このネマテ
ィック液晶としては、特に限定されないが、誘電率異方
性Δεが大きいものを使用するのが、良好な特性を得る
上で好ましい。 高分子マトリクスは、OH基を有する未架橋の固体状高
分子およびOH基を有する未架橋の液体状高分子とを、
当該OH基と結合する2ないし多官能の架橋剤によって
架橋した架橋物により構成される。
用いられるTN(Twisted Nematic)系
等のネマティック液晶が好適に使用される。このネマテ
ィック液晶としては、特に限定されないが、誘電率異方
性Δεが大きいものを使用するのが、良好な特性を得る
上で好ましい。 高分子マトリクスは、OH基を有する未架橋の固体状高
分子およびOH基を有する未架橋の液体状高分子とを、
当該OH基と結合する2ないし多官能の架橋剤によって
架橋した架橋物により構成される。
【0024】上記架橋物は、3次元網目状の分子構造を
有するため、従来の熱可塑性樹脂に比べて耐熱性に優れ
る。架橋物の主体となる未架橋の固体状高分子としては
、用途上、透明であれば種々の高分子が使用できるが、
特に、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エス
テル等のアクリル樹脂が好適に使用される。
有するため、従来の熱可塑性樹脂に比べて耐熱性に優れ
る。架橋物の主体となる未架橋の固体状高分子としては
、用途上、透明であれば種々の高分子が使用できるが、
特に、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エス
テル等のアクリル樹脂が好適に使用される。
【0025】上記アクリル樹脂は、透明性に優れ、しか
も、上下の透明電極や液晶材料と屈折率が近い(屈折率
n=1.46〜1.52程度)ため、均一で明瞭な表示
を行うことができる。また、上記アクリル樹脂は、溶媒
蒸発時に液晶と相分離しやすいため、複合膜を製造しや
すいという利点もある。アクリル樹脂のうち、ポリメチ
ルメタクリレート等の、OH基を有さないものに、上記
基を取り込むには、重合時に、上記基を有するアクリル
系のモノマー、例えばヒドロキシエチルアクリレート、
ヒドロキシエチルメタクリレート等を共重合させれば良
い。この方法では、モノマーの仕込み量や反応条件を調
整することにより、アクリル樹脂中における、官能基と
しての上記OH基の量を変化できるので、柔軟性等の架
橋物の物性を制御することが可能となる。
も、上下の透明電極や液晶材料と屈折率が近い(屈折率
n=1.46〜1.52程度)ため、均一で明瞭な表示
を行うことができる。また、上記アクリル樹脂は、溶媒
蒸発時に液晶と相分離しやすいため、複合膜を製造しや
すいという利点もある。アクリル樹脂のうち、ポリメチ
ルメタクリレート等の、OH基を有さないものに、上記
基を取り込むには、重合時に、上記基を有するアクリル
系のモノマー、例えばヒドロキシエチルアクリレート、
ヒドロキシエチルメタクリレート等を共重合させれば良
い。この方法では、モノマーの仕込み量や反応条件を調
整することにより、アクリル樹脂中における、官能基と
しての上記OH基の量を変化できるので、柔軟性等の架
橋物の物性を制御することが可能となる。
【0026】OH基の割合は特に限定されず、緻密な架
橋物を得るためには、高分子が溶媒に溶解し得る範囲内
で多いほうが好ましいが、上記アクリル樹脂の場合には
、OH基を有するモノマーの、全モノマー中に占める割
合で、2〜25%、より好ましくは3〜15%のOH基
が含まれていることが好ましい。未架橋の液体状高分子
としては、上記の未架橋の固体状高分子と同様に用途上
、透明であれば種々の高分子が使用できるが、塗布溶剤
に均一に溶解または分散させ、含有するOH基を架橋剤
と反応し架橋させるためには、OH基当量が好ましくは
〜5000g/当量、より好ましくは〜2000g/当
量である。また、液晶材料との相分離を良好にするため
には、数平均分子量が好ましくは1000〜、粘度が好
ましくは10poise〜、より好ましくは500po
ise〜である。
橋物を得るためには、高分子が溶媒に溶解し得る範囲内
で多いほうが好ましいが、上記アクリル樹脂の場合には
、OH基を有するモノマーの、全モノマー中に占める割
合で、2〜25%、より好ましくは3〜15%のOH基
が含まれていることが好ましい。未架橋の液体状高分子
としては、上記の未架橋の固体状高分子と同様に用途上
、透明であれば種々の高分子が使用できるが、塗布溶剤
に均一に溶解または分散させ、含有するOH基を架橋剤
と反応し架橋させるためには、OH基当量が好ましくは
〜5000g/当量、より好ましくは〜2000g/当
量である。また、液晶材料との相分離を良好にするため
には、数平均分子量が好ましくは1000〜、粘度が好
ましくは10poise〜、より好ましくは500po
ise〜である。
【0027】上記液体状高分子としては、例えばポリイ
ソプレン系ポリオール(出光石油化学社製の商標名エポ
ール)、ポリブタジエン系ポリオール(出光石油化学社
製の商標名Poly bd)等のジエン系ポリオール
があげられる。そして、この液体状高分子を上記高分子
マトリクス全体に対して、1重量%以上、好ましくは1
〜30重量%、より好ましくは5〜15重量%の割合で
含有させる。上記の液体状高分子の量が1重量%以下の
場合では液晶表示素子への印加電圧が高くなり、逆に3
0重量%以上の場合では複合膜の白濁度が低下しON⇔
OFFのコントラスト比が小さくなる。すなわち、液体
状高分子は共存する架橋剤によって架橋され、高分子マ
トリクス中では低分子成分となっているので、高分子マ
トリクスに対して可塑性化作用となり、そのため印加電
圧時には、液晶材料の配向変化動作に対して高分子マト
リクス壁の形状の自由度が増すことによって、低電圧で
液晶素子の配向を容易にさせているからであると推定し
うる。
ソプレン系ポリオール(出光石油化学社製の商標名エポ
ール)、ポリブタジエン系ポリオール(出光石油化学社
製の商標名Poly bd)等のジエン系ポリオール
があげられる。そして、この液体状高分子を上記高分子
マトリクス全体に対して、1重量%以上、好ましくは1
〜30重量%、より好ましくは5〜15重量%の割合で
含有させる。上記の液体状高分子の量が1重量%以下の
場合では液晶表示素子への印加電圧が高くなり、逆に3
0重量%以上の場合では複合膜の白濁度が低下しON⇔
OFFのコントラスト比が小さくなる。すなわち、液体
状高分子は共存する架橋剤によって架橋され、高分子マ
トリクス中では低分子成分となっているので、高分子マ
トリクスに対して可塑性化作用となり、そのため印加電
圧時には、液晶材料の配向変化動作に対して高分子マト
リクス壁の形状の自由度が増すことによって、低電圧で
液晶素子の配向を容易にさせているからであると推定し
うる。
【0028】架橋剤としては、高分子のOH基と、室温
ないし100℃前後で反応する種々の架橋剤を使用する
ことができる。上記架橋剤としては、2ないし多官能の
イソシアネート化合物、並びに、2ないし多官能のエポ
キシ化合物が好ましく使用される。2ないし多官能のイ
ソシアネート化合物の例としては、
ないし100℃前後で反応する種々の架橋剤を使用する
ことができる。上記架橋剤としては、2ないし多官能の
イソシアネート化合物、並びに、2ないし多官能のエポ
キシ化合物が好ましく使用される。2ないし多官能のイ
ソシアネート化合物の例としては、
【0029】
【化1】
【0030】
【化2】
【0031】1,2,3─トリシアネートベンゼン、ジ
(4─シアネートフェニル)メチル等の、芳香族型イソ
シアネート化合物およびこれら化合物の誘導体や、
(4─シアネートフェニル)メチル等の、芳香族型イソ
シアネート化合物およびこれら化合物の誘導体や、
【0
032】
032】
【化3】
【0033】
【化4】
【0034】1,6─ジシアネートヘキサン、1,1,
1─トリ(シアネートエチルアミドキシメチル)プロパ
ン等の、脂肪族型イソシアネート化合物およびこれら化
合物の誘導体があげられるが、上記以外のイソシアネー
ト化合物を用いることも、もちろん、可能である。
上記架橋剤のうち、2ないし多官能のイソシアネート化
合物は、OH基を有する未架橋の固体状高分子およびO
H基を有する未架橋の液体状高分子の架橋に好適に使用
される。上記イソシアネート化合物は、高分子のOH基
と反応してウレタン結合を生成することで、高分子を架
橋させる。
1─トリ(シアネートエチルアミドキシメチル)プロパ
ン等の、脂肪族型イソシアネート化合物およびこれら化
合物の誘導体があげられるが、上記以外のイソシアネー
ト化合物を用いることも、もちろん、可能である。
上記架橋剤のうち、2ないし多官能のイソシアネート化
合物は、OH基を有する未架橋の固体状高分子およびO
H基を有する未架橋の液体状高分子の架橋に好適に使用
される。上記イソシアネート化合物は、高分子のOH基
と反応してウレタン結合を生成することで、高分子を架
橋させる。
【0035】また、液晶材料に含まれる官能基(例えば
シアノ基、エステル結合、エーテル結合等)によって阻
害される反応を伴う組み合わせは、架橋物の架橋構造が
不完全になり、耐熱性等が低下するおそれがあるので、
避けるべきである。未架橋の固体状高分子は、それ自体
、従来の熱可塑性樹脂と同じものであるため、溶媒に可
溶である。したがって、この未架橋高分子を用いて液晶
表示素子を製造する本発明方法によれば、従来の熱可塑
性樹脂製の高分子マトリクスを含む複合膜を備えた液晶
表示素子の作製とほぼ同じ工程のより、架橋物からなる
スポンジ状の高分子マトリクスを含む、本発明の液晶表
示素子を製造できるという利点がある。
シアノ基、エステル結合、エーテル結合等)によって阻
害される反応を伴う組み合わせは、架橋物の架橋構造が
不完全になり、耐熱性等が低下するおそれがあるので、
避けるべきである。未架橋の固体状高分子は、それ自体
、従来の熱可塑性樹脂と同じものであるため、溶媒に可
溶である。したがって、この未架橋高分子を用いて液晶
表示素子を製造する本発明方法によれば、従来の熱可塑
性樹脂製の高分子マトリクスを含む複合膜を備えた液晶
表示素子の作製とほぼ同じ工程のより、架橋物からなる
スポンジ状の高分子マトリクスを含む、本発明の液晶表
示素子を製造できるという利点がある。
【0036】すなわち、本発明方法によれば、液晶材料
と、OH基を有する未架橋の固体状高分子およびOH基
を有する未架橋の液体状高分子と、前記架橋剤とを溶媒
に溶解または分散させた塗布液を、一方の透明電極の表
面に塗布し、溶媒を蒸発させて、高分子と液晶材料とを
相分離させると、スポンジ状の高分子マトリクスの孔内
に液晶材料が充填された、複合膜が得られる。また、未
架橋の固体状高分子および未架橋の液体状高分子と架橋
剤とは、上記相分離による複合膜の形成過程と平行して
架橋反応する。このため、スポンジ状の高分子マトリク
スは、最終的に、上記両者の架橋反応生成物である、前
記架橋物により構成されることになる。
と、OH基を有する未架橋の固体状高分子およびOH基
を有する未架橋の液体状高分子と、前記架橋剤とを溶媒
に溶解または分散させた塗布液を、一方の透明電極の表
面に塗布し、溶媒を蒸発させて、高分子と液晶材料とを
相分離させると、スポンジ状の高分子マトリクスの孔内
に液晶材料が充填された、複合膜が得られる。また、未
架橋の固体状高分子および未架橋の液体状高分子と架橋
剤とは、上記相分離による複合膜の形成過程と平行して
架橋反応する。このため、スポンジ状の高分子マトリク
スは、最終的に、上記両者の架橋反応生成物である、前
記架橋物により構成されることになる。
【0037】なお、上記両者の架橋反応は、塗布液中に
両者を混合した時点で開始される。したがって、架橋反
応が早期に進行し過ぎないように、上記両者は、塗布液
を透明電極の表面に塗布する直前に混合されることが好
ましい。例えば、液晶材料と未架橋の固体状高分子およ
び未架橋の液体状高分子とを溶媒に溶解または分散させ
た塗布液と、架橋剤とを別々に用意して、塗布直前に、
両者を混合して使用することが推奨される。
両者を混合した時点で開始される。したがって、架橋反
応が早期に進行し過ぎないように、上記両者は、塗布液
を透明電極の表面に塗布する直前に混合されることが好
ましい。例えば、液晶材料と未架橋の固体状高分子およ
び未架橋の液体状高分子とを溶媒に溶解または分散させ
た塗布液と、架橋剤とを別々に用意して、塗布直前に、
両者を混合して使用することが推奨される。
【0038】相分離後の液晶材料中に残留した架橋剤は
、高分子の架橋に寄与しないだけでなく、素子の特性に
影響を与えるので、その残留量ができるだけ少なくなる
ように、塗布液の調製から複合膜形成までの各工程の温
度や時間を制御することが望ましい。架橋剤の残留を防
止するためには、高分子中のOH基の官能基当量を、架
橋剤の官能基当量より大きくするのも効果的である。 この場合には、高分子中に、未反応のOH基が残存する
ことになるが、これらの残存官能基は、透明電極と複合
膜との密着性を高めるために有効に作用するという、副
次的な効果も得られる。
、高分子の架橋に寄与しないだけでなく、素子の特性に
影響を与えるので、その残留量ができるだけ少なくなる
ように、塗布液の調製から複合膜形成までの各工程の温
度や時間を制御することが望ましい。架橋剤の残留を防
止するためには、高分子中のOH基の官能基当量を、架
橋剤の官能基当量より大きくするのも効果的である。 この場合には、高分子中に、未反応のOH基が残存する
ことになるが、これらの残存官能基は、透明電極と複合
膜との密着性を高めるために有効に作用するという、副
次的な効果も得られる。
【0039】上記のようにして形成された複合膜の上に
、もう一枚の透明電極をラミネートすれば、図1に示す
本発明の液晶表示素子が完成する。上記製造方法に使用
される溶媒としては、未架橋の固体状高分子、未架橋の
液体状高分子、架橋剤、および液晶材料の種類に応じて
、従来公知の各種溶媒の中から、適当な溶媒を選択して
使用することができる。
、もう一枚の透明電極をラミネートすれば、図1に示す
本発明の液晶表示素子が完成する。上記製造方法に使用
される溶媒としては、未架橋の固体状高分子、未架橋の
液体状高分子、架橋剤、および液晶材料の種類に応じて
、従来公知の各種溶媒の中から、適当な溶媒を選択して
使用することができる。
【0040】なお、上記溶媒としては、できるだけ沸点
が低く気化しやすいもの(蒸気圧の高いもの)が好まし
く用いられる。気化しにくい溶媒では、透明電極上に塗
布液が塗布されてから乾燥、固化するまでに長時間を要
するため、相分離がうまく行われず、複合膜を形成でき
ないおそれがあるからである。塗布液中における、上記
各成分の配合割合は、未架橋の液体状高分子を高分子マ
トリクス全体に対して1重量%以上で含有させるとする
以外は特に限定されず、塗布液を透明電極上に塗布する
方法や、形成される複合膜の膜厚等に応じて、適宜の割
合を選択することができる。
が低く気化しやすいもの(蒸気圧の高いもの)が好まし
く用いられる。気化しにくい溶媒では、透明電極上に塗
布液が塗布されてから乾燥、固化するまでに長時間を要
するため、相分離がうまく行われず、複合膜を形成でき
ないおそれがあるからである。塗布液中における、上記
各成分の配合割合は、未架橋の液体状高分子を高分子マ
トリクス全体に対して1重量%以上で含有させるとする
以外は特に限定されず、塗布液を透明電極上に塗布する
方法や、形成される複合膜の膜厚等に応じて、適宜の割
合を選択することができる。
【0041】塗布液を透明電極上に塗布する方法として
は、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法
、ローラコート法、フローコート法等の、従来公知の種
々の方法を適用することができる。
は、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法
、ローラコート法、フローコート法等の、従来公知の種
々の方法を適用することができる。
【0042】
【作用】上記構成からなる、本発明の液晶表示素子は、
スポンジ状の高分子マトリクスの孔内に液晶材料が充填
された構造の複合膜を有し、高分子マトリクスの孔が繋
がっているため、孔内に充填された液晶材料は、印加電
圧に対して1つの相として速やかに反応することができ
る。
スポンジ状の高分子マトリクスの孔内に液晶材料が充填
された構造の複合膜を有し、高分子マトリクスの孔が繋
がっているため、孔内に充填された液晶材料は、印加電
圧に対して1つの相として速やかに反応することができ
る。
【0043】また、上記液晶表示素子は、スポンジ状の
高分子マトリクスに、OH基を有する未架橋の液体状高
分子を1重量%以上の割合で含有させることによって、
複合膜の膜厚を20〜25μmにおいても、約10V程
度の低電圧で駆動することができる。上記高分子マトリ
クスは、OH基を有する未架橋の固体状高分子およびO
H基を有する未架橋の液体状高分子とを、当該OH基と
結合する2ないし多官能の架橋剤によって架橋した、耐
熱性に優れる3次元網目状の分子構造を有する架橋物か
らなるため、高温条件下で使用してもコントラストが低
下しない。
高分子マトリクスに、OH基を有する未架橋の液体状高
分子を1重量%以上の割合で含有させることによって、
複合膜の膜厚を20〜25μmにおいても、約10V程
度の低電圧で駆動することができる。上記高分子マトリ
クスは、OH基を有する未架橋の固体状高分子およびO
H基を有する未架橋の液体状高分子とを、当該OH基と
結合する2ないし多官能の架橋剤によって架橋した、耐
熱性に優れる3次元網目状の分子構造を有する架橋物か
らなるため、高温条件下で使用してもコントラストが低
下しない。
【0044】本発明の液晶表示素子の製造方法において
は、従来の熱可塑性樹脂と同様に、溶媒蒸発時の相分離
によって、スポンジ状の高分子マトリクスを構成できる
、上記未架橋の固体状高分子および未架橋の液体状高分
子を原料として使用するので、従来とほぼ同じ工程で、
上記本発明の液晶表示素子を製造することができる。
は、従来の熱可塑性樹脂と同様に、溶媒蒸発時の相分離
によって、スポンジ状の高分子マトリクスを構成できる
、上記未架橋の固体状高分子および未架橋の液体状高分
子を原料として使用するので、従来とほぼ同じ工程で、
上記本発明の液晶表示素子を製造することができる。
【0045】
【実施例】以下に、本発明を、実施例並びに比較例に基
づいて説明する。 実施例1 下記の各成分からなるアクリル/メタクリル樹脂(帝国
化学産業社製、OH基当量1300g/当量)30重量
部と、液体状高分子としてポリイソプレン系ポリオール
(出光石油化学社製の商標名エポール、OH基当量11
00g/当量,粘度800poise,数平均分子量2
500)3重量部と、ポリイソシアネート系架橋剤(武
田薬品工業社製の型番A−3)5重量部と、液晶材料(
メルクジャパン社製の型番E63)50重量部とを、全
体の溶質濃度が15重量%となるように、溶媒としての
ジクロロメタン中に溶解して塗布液を作製した。
づいて説明する。 実施例1 下記の各成分からなるアクリル/メタクリル樹脂(帝国
化学産業社製、OH基当量1300g/当量)30重量
部と、液体状高分子としてポリイソプレン系ポリオール
(出光石油化学社製の商標名エポール、OH基当量11
00g/当量,粘度800poise,数平均分子量2
500)3重量部と、ポリイソシアネート系架橋剤(武
田薬品工業社製の型番A−3)5重量部と、液晶材料(
メルクジャパン社製の型番E63)50重量部とを、全
体の溶質濃度が15重量%となるように、溶媒としての
ジクロロメタン中に溶解して塗布液を作製した。
【0046】次に、この塗布液を、透明導電フィルム(
ITO−ポリエーテルサルホン膜、厚さ100μm)上
にバーコート法で塗布し、室温で1時間乾燥して厚さ2
4μmの複合膜を得た。そして、この複合膜上に前記と
同じ透明導電フィルムを重ね合わせて液晶表示素子を得
た。
ITO−ポリエーテルサルホン膜、厚さ100μm)上
にバーコート法で塗布し、室温で1時間乾燥して厚さ2
4μmの複合膜を得た。そして、この複合膜上に前記と
同じ透明導電フィルムを重ね合わせて液晶表示素子を得
た。
【0047】比較例1
アクリル/メタクリル樹脂(帝国化学産業社製、OH基
当量1300g/当量)33重量部と、ポリイソシアネ
ート系架橋剤(武田薬品工業社製の型番A−3)5重量
部と、液晶材料(メルクジャパン社製の型番E63)5
0重量部とを、全体の溶質濃度が15重量%となるよう
に、溶媒としてのジクロロメタン中に溶解して塗布液を
作製した。
当量1300g/当量)33重量部と、ポリイソシアネ
ート系架橋剤(武田薬品工業社製の型番A−3)5重量
部と、液晶材料(メルクジャパン社製の型番E63)5
0重量部とを、全体の溶質濃度が15重量%となるよう
に、溶媒としてのジクロロメタン中に溶解して塗布液を
作製した。
【0048】次に、この塗布液を、透明導電フィルム(
ITO−ポリエーテルサルホン膜、厚さ100μm)上
にバーコート法で塗布し、室温で1時間乾燥して厚さ2
4μmの複合膜を得た。そして、この複合膜上に前記と
同じ透明導電フィルムを重ね合わせて液晶表示素子を得
た。
ITO−ポリエーテルサルホン膜、厚さ100μm)上
にバーコート法で塗布し、室温で1時間乾燥して厚さ2
4μmの複合膜を得た。そして、この複合膜上に前記と
同じ透明導電フィルムを重ね合わせて液晶表示素子を得
た。
【0049】上記実施例並びに比較例で得られた液晶表
示素子に対し、以下の試験を行った。 電気光学応答性試験 実施例並びに比較例の液晶表示素子を分光光度計(島津
製作所製の型番UV−160)にセットした状態で、両
透明電極間に200Hzの矩形波電圧を印加して、60
0nmの波長の光の最大透過率を与える印加電圧を測定
した。
示素子に対し、以下の試験を行った。 電気光学応答性試験 実施例並びに比較例の液晶表示素子を分光光度計(島津
製作所製の型番UV−160)にセットした状態で、両
透明電極間に200Hzの矩形波電圧を印加して、60
0nmの波長の光の最大透過率を与える印加電圧を測定
した。
【0050】そして、複合膜の膜厚d(μm)の最大透
過率T(%)を与える印加電圧E(V)を求めた。以上
の結果を表1に示す。
過率T(%)を与える印加電圧E(V)を求めた。以上
の結果を表1に示す。
【0051】
【表1】
【0052】上記表1の結果より、複合膜の膜厚を24
μmとする場合において、液体状高分子を有さない構成
である、比較例1の液晶表示素子は、最大透過率74%
を与える印加電圧が20Vであった。これに対して液体
状高分子を有する構成である、実施例1の液晶表示素子
は、比較例1と同様に複合膜の膜厚を24μmとする場
合において、最大透過率75%を与える印加電圧が10
Vであった。したがって、液体状高分子を有する構成の
複合膜の膜厚を24μmとする液晶表示素子は、10V
の低電圧で最大透過率が得られることが判った。
μmとする場合において、液体状高分子を有さない構成
である、比較例1の液晶表示素子は、最大透過率74%
を与える印加電圧が20Vであった。これに対して液体
状高分子を有する構成である、実施例1の液晶表示素子
は、比較例1と同様に複合膜の膜厚を24μmとする場
合において、最大透過率75%を与える印加電圧が10
Vであった。したがって、液体状高分子を有する構成の
複合膜の膜厚を24μmとする液晶表示素子は、10V
の低電圧で最大透過率が得られることが判った。
【0053】
【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、以上のように
構成されており、スポンジ状の高分子マトリクスの孔内
に充填された液晶材料は、印加電圧に対して1つの相と
して速やかに反応することができ、かつ、高分子マトリ
クスは、3次元網目状の分子構造を有する架橋物からな
り、耐熱性に優れている。また、スポンジ状の高分子マ
トリクスにOH基を有する未架橋の液体状高分子を1重
量%以上の割合で含有させることで、複合膜の膜厚が2
0〜25μmにおいて、約10V程度の低電圧でも駆動
させることができる。したがって、本発明の液晶表示素
子は、高温条件下で使用してもコントラストが低下せず
、耐熱性を損なうこと無く高分子マトリクスの複合膜の
膜厚が20〜25μmの比較的厚くする場合でも、約1
0V程度の低電圧で駆動させることのできる。
構成されており、スポンジ状の高分子マトリクスの孔内
に充填された液晶材料は、印加電圧に対して1つの相と
して速やかに反応することができ、かつ、高分子マトリ
クスは、3次元網目状の分子構造を有する架橋物からな
り、耐熱性に優れている。また、スポンジ状の高分子マ
トリクスにOH基を有する未架橋の液体状高分子を1重
量%以上の割合で含有させることで、複合膜の膜厚が2
0〜25μmにおいて、約10V程度の低電圧でも駆動
させることができる。したがって、本発明の液晶表示素
子は、高温条件下で使用してもコントラストが低下せず
、耐熱性を損なうこと無く高分子マトリクスの複合膜の
膜厚が20〜25μmの比較的厚くする場合でも、約1
0V程度の低電圧で駆動させることのできる。
【0054】また、本発明の液晶表示素子の製造方法は
、従来の熱可塑性樹脂と同様に、溶媒蒸発時の相分離に
よって、スポンジ状の高分子マトリクスを構成できる未
架橋の固体状高分子および未架橋の液体状高分子を原料
として使用するので、従来とほぼ同じ工程で、上記本発
明の液晶表示素子を製造することができる。
、従来の熱可塑性樹脂と同様に、溶媒蒸発時の相分離に
よって、スポンジ状の高分子マトリクスを構成できる未
架橋の固体状高分子および未架橋の液体状高分子を原料
として使用するので、従来とほぼ同じ工程で、上記本発
明の液晶表示素子を製造することができる。
【図1】本発明の液晶表示素子の層構成を示す概略図で
ある。
ある。
D 透明電極
L 複合膜
Claims (3)
- 【請求項1】スポンジ状の高分子マトリクスの孔内に液
晶材料が充填された構造の複合膜を、一対の透明電極で
挾着した液晶表示素子において、上記高分子マトリクス
が、OH基を有する未架橋の固体状高分子およびOH基
を有する未架橋の液体状高分子を、当該OH基と結合す
る2ないし多官能の架橋剤によって架橋した架橋物から
なり、上記液体状高分子を上記高分子マトリクス全体に
対して1重量%以上の割合で含有することを特徴とする
液晶表示素子。 - 【請求項2】上記液体状高分子が、ジエン系ポリオール
である請求項1記載の液晶表示素子。 - 【請求項3】溶媒中に、液晶材料と、OH基を有する未
架橋の固体状高分子およびOH基を有する未架橋の液体
状高分子と、当該OH基と結合する2ないし多官能の架
橋剤とを溶解または分散させた塗布液を、一対の透明電
極のうちの一方の表面に塗布し、溶媒を蒸発させて高分
子と液晶材料とを相分離させることで、スポンジ状の高
分子マトリクスの孔内に液晶材料が充填された構造の複
合膜を形成すると共に、未架橋の固体状高分子および未
架橋の液体状高分子を架橋剤で架橋して架橋物を生成す
ることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8817591A JPH04319911A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8817591A JPH04319911A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04319911A true JPH04319911A (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=13935572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8817591A Pending JPH04319911A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04319911A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06160825A (ja) * | 1992-11-18 | 1994-06-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 液晶−高分子複合膜および電気光学素子の製造方法 |
| JPH06175112A (ja) * | 1992-12-01 | 1994-06-24 | Fuji Xerox Co Ltd | 電気光学素子およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP8817591A patent/JPH04319911A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06160825A (ja) * | 1992-11-18 | 1994-06-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 液晶−高分子複合膜および電気光学素子の製造方法 |
| JPH06175112A (ja) * | 1992-12-01 | 1994-06-24 | Fuji Xerox Co Ltd | 電気光学素子およびその製造方法 |
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