JPH05257126A - 液晶表示膜 - Google Patents
液晶表示膜Info
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- JPH05257126A JPH05257126A JP5252492A JP5252492A JPH05257126A JP H05257126 A JPH05257126 A JP H05257126A JP 5252492 A JP5252492 A JP 5252492A JP 5252492 A JP5252492 A JP 5252492A JP H05257126 A JPH05257126 A JP H05257126A
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- crystal display
- display film
- film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐久性の向上した樹脂分散液晶膜の提供。
【構成】 相分離方により形成された液晶滴が樹脂中に
分散されてなる樹脂分散液晶膜であり、 (a)液晶滴の平均径:1〜2.5μm (b)液晶膜の厚さ:5〜50μm (c)V0.7 (透過率70%)<0.8d (d)T0 (d=10μm):<10% (e)70℃、1Hr耐久性:T0 ′/T0 =1.5,
V0.7 ′/V0.7 <1.2 を満足する液晶表示膜。
分散されてなる樹脂分散液晶膜であり、 (a)液晶滴の平均径:1〜2.5μm (b)液晶膜の厚さ:5〜50μm (c)V0.7 (透過率70%)<0.8d (d)T0 (d=10μm):<10% (e)70℃、1Hr耐久性:T0 ′/T0 =1.5,
V0.7 ′/V0.7 <1.2 を満足する液晶表示膜。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示膜に関し、さ
らに詳しくは、液晶滴形状で液晶相を分散させた透明硬
化樹脂からなる液晶膜を2つの電極層で挟んだ構造を持
ち、該電極への電圧の印加に応じて液晶層が透明、不透
明に変化しうる液晶表示膜に関する。
らに詳しくは、液晶滴形状で液晶相を分散させた透明硬
化樹脂からなる液晶膜を2つの電極層で挟んだ構造を持
ち、該電極への電圧の印加に応じて液晶層が透明、不透
明に変化しうる液晶表示膜に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶分子をマイクロカプセル化したの
ち、該カプセルを液晶滴として樹脂膜中に分散させた液
晶膜に於いて、その液晶滴による光の散乱による不透明
性と、電場印加による液晶滴内の液晶分子の配向による
透明性とを利用した液晶構成体は、既にファーガソンら
により提案され(米国特許明細書第4435047
号)、あるものは実用に供されている。しかしながら、
この方法に於いては、マイクロカプセル化する工程を含
むため生産工程上煩雑である。
ち、該カプセルを液晶滴として樹脂膜中に分散させた液
晶膜に於いて、その液晶滴による光の散乱による不透明
性と、電場印加による液晶滴内の液晶分子の配向による
透明性とを利用した液晶構成体は、既にファーガソンら
により提案され(米国特許明細書第4435047
号)、あるものは実用に供されている。しかしながら、
この方法に於いては、マイクロカプセル化する工程を含
むため生産工程上煩雑である。
【0003】一方、ケント大学は、特表昭61―502
128号公報及び特表昭63―501512号公報にお
いて、熱硬化性樹脂と液晶分子の混合液からの相分離に
よって液晶微小滴を熱硬化性樹脂透過性マトリックス中
に分散させて液晶層を作成することを提案している。し
かしながら該公報記載の方法では、大面積の例えば太陽
光が直接照射される窓などに用いた、いわゆる調光窓用
途への応用などで満足のいく耐久性を有する液晶構成体
が得られていないのが実情である。
128号公報及び特表昭63―501512号公報にお
いて、熱硬化性樹脂と液晶分子の混合液からの相分離に
よって液晶微小滴を熱硬化性樹脂透過性マトリックス中
に分散させて液晶層を作成することを提案している。し
かしながら該公報記載の方法では、大面積の例えば太陽
光が直接照射される窓などに用いた、いわゆる調光窓用
途への応用などで満足のいく耐久性を有する液晶構成体
が得られていないのが実情である。
【0004】さらに、従来の液晶構成体では、液晶を配
向させるために100V程度の交流電圧を必要としてお
り消費電圧が高いという表示用途にとっては重大な欠点
がある。表示素子として用いるときにはその駆動回路の
設計上、また、表示画質向上のためにも低電圧で駆動で
きる液晶構成体が望まれている。
向させるために100V程度の交流電圧を必要としてお
り消費電圧が高いという表示用途にとっては重大な欠点
がある。表示素子として用いるときにはその駆動回路の
設計上、また、表示画質向上のためにも低電圧で駆動で
きる液晶構成体が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、構造が容易
で、耐久性に優れ、かつ低電圧で駆動できる液晶構成体
を提供することを目的とする。
で、耐久性に優れ、かつ低電圧で駆動できる液晶構成体
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、高分子形成性
モノマー混合液と重合開始剤、及び液晶の3者の混合液
を少なくとも一方が透明な2枚の基板上の透明電極間に
挟持した後、高分子形成性モノマーを重合硬化させるこ
とにより液晶滴を相分離法で樹脂中に形成し、液晶滴で
の光の散乱を利用して、透明電極間に電圧を印加した時
には透明状態を、電圧が印加されていない時には不透明
状態をとる事が出来る液晶表示膜にであり、更に詳しく
は、(a)液晶滴の平均滴径R(μm)が1〜2.5μ
mの範囲内にあり、(b)液晶膜の厚みd(μm)が5
〜50μmの範囲にあり、(c)平行光線透過率が70
%を示すときの印加電圧V0.7 (v)が0.8dより小
さく、(d)d=10μmの時の無電圧時の透過率T0
が10%以下であり、(e)該表示膜を70℃、1時間
保持した後、室温まで徐冷した時に以下の式を満たす
モノマー混合液と重合開始剤、及び液晶の3者の混合液
を少なくとも一方が透明な2枚の基板上の透明電極間に
挟持した後、高分子形成性モノマーを重合硬化させるこ
とにより液晶滴を相分離法で樹脂中に形成し、液晶滴で
の光の散乱を利用して、透明電極間に電圧を印加した時
には透明状態を、電圧が印加されていない時には不透明
状態をとる事が出来る液晶表示膜にであり、更に詳しく
は、(a)液晶滴の平均滴径R(μm)が1〜2.5μ
mの範囲内にあり、(b)液晶膜の厚みd(μm)が5
〜50μmの範囲にあり、(c)平行光線透過率が70
%を示すときの印加電圧V0.7 (v)が0.8dより小
さく、(d)d=10μmの時の無電圧時の透過率T0
が10%以下であり、(e)該表示膜を70℃、1時間
保持した後、室温まで徐冷した時に以下の式を満たす
【0007】
【数2】
【0008】ことを特長とする液晶表示膜。
【0009】更に詳しくは、高分子形成性モノマーを重
合硬化させるにあたり、熱重合により予備硬化させた
後、紫外線照射により光硬化させた事を特長とする液晶
表示膜である。
合硬化させるにあたり、熱重合により予備硬化させた
後、紫外線照射により光硬化させた事を特長とする液晶
表示膜である。
【0010】本発明の液晶表示膜は高分子樹脂マトリッ
クス中に分散した液晶滴により入射光が散乱されること
を利用するために液晶滴系として可視光線の波長より大
きいことが必要であり、又樹脂/液晶界面での散乱角度
等を考慮すると液晶滴径が大きすぎる事も散乱度を低下
させるため、液晶滴径の最適範囲が存在する。
クス中に分散した液晶滴により入射光が散乱されること
を利用するために液晶滴系として可視光線の波長より大
きいことが必要であり、又樹脂/液晶界面での散乱角度
等を考慮すると液晶滴径が大きすぎる事も散乱度を低下
させるため、液晶滴径の最適範囲が存在する。
【0011】さらに、本液晶表示膜をディスプレイとし
て使用する際には現状の集積回路で制御可能なように低
電圧での駆動、すなわち、平行光線透過率が70%を示
す印加電圧が低いことが必要である。しかも上記条件は
本液晶表示膜が充分な光学特性と優れた耐久性を兼ね備
えて初めて意味をなすものであり、本発明の液晶表示膜
に於いて初めて達成される物である。
て使用する際には現状の集積回路で制御可能なように低
電圧での駆動、すなわち、平行光線透過率が70%を示
す印加電圧が低いことが必要である。しかも上記条件は
本液晶表示膜が充分な光学特性と優れた耐久性を兼ね備
えて初めて意味をなすものであり、本発明の液晶表示膜
に於いて初めて達成される物である。
【0012】本発明の液晶膜の各組成分につい説明す
る。
る。
【0013】本発明で使用する界面活性能を有する重合
性モノマーとしては、非イオン性界面活性剤の末端水素
基をアクリレート基に置換したモノマーで、下記一般式
(I)
性モノマーとしては、非イオン性界面活性剤の末端水素
基をアクリレート基に置換したモノマーで、下記一般式
(I)
【0014】
【化3】
【0015】(式中、R1 は水素原子又はメチル基を、
R2 は炭素数2〜3のアルキレン基を、R3 は疎水性基
を、nは2〜12の整数を示す。)で表される(メタ)
アクリル系モノマーである。
R2 は炭素数2〜3のアルキレン基を、R3 は疎水性基
を、nは2〜12の整数を示す。)で表される(メタ)
アクリル系モノマーである。
【0016】R3 としてはアルキル、アルコキシ、アリ
ール、アリールオキシ等が例示され、これらの中で特に
アリールオキシが好ましい。前記一般式(I)で特にこ
のましいものとしては下記一般式(III )
ール、アリールオキシ等が例示され、これらの中で特に
アリールオキシが好ましい。前記一般式(I)で特にこ
のましいものとしては下記一般式(III )
【0017】
【化4】
【0018】(式中、R6 は水素原子又は炭素数1〜1
0のアルキル基をmは2〜12の整数を示す。)で表さ
れる。
0のアルキル基をmは2〜12の整数を示す。)で表さ
れる。
【0019】フェノキシオリゴエチレンオキシドアクリ
レートモノマー(以下[EOA]と略す。)が好ましく
用いられる。
レートモノマー(以下[EOA]と略す。)が好ましく
用いられる。
【0020】R6 で表される炭素数1〜10のアルキル
基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基、ノニル基、イソプロピル基、イソブチ
ル基、イソペンチル基等が例示される。mとしては、1
〜8がさらに好ましい。尚これらは混合物であってもよ
い。
基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基、ノニル基、イソプロピル基、イソブチ
ル基、イソペンチル基等が例示される。mとしては、1
〜8がさらに好ましい。尚これらは混合物であってもよ
い。
【0021】前記一般式(I)で表されるEOAの具体
例としては、
例としては、
【0022】
【化5】
【0023】などが挙げられる。
【0024】本発明で使用する該界面活性能を有効に働
かす水酸基を鎖中に含む親水性重合性モノマーとしては
少くとも1個、好ましくは1〜5個の水酸基と、ラジカ
ル重合性不飽和基とを分子中に有する、溶解性パラメー
ター(Solubility Parameter)(Poly. Eng. Sci.,14
(2), p147,(1974))が11〜13である化合物であり、
具体例として下記一般式(II)
かす水酸基を鎖中に含む親水性重合性モノマーとしては
少くとも1個、好ましくは1〜5個の水酸基と、ラジカ
ル重合性不飽和基とを分子中に有する、溶解性パラメー
ター(Solubility Parameter)(Poly. Eng. Sci.,14
(2), p147,(1974))が11〜13である化合物であり、
具体例として下記一般式(II)
【0025】
【化6】
【0026】(式中、R4 は水素原子またはメチル基
を、R5 は水素原子または炭素数1〜2のアルキル基を
示す。)で表される2―ヒドロキシアルキル(メタ)ア
クリレート(以下「HOA」ということがある)が好ま
しく用いられる。
を、R5 は水素原子または炭素数1〜2のアルキル基を
示す。)で表される2―ヒドロキシアルキル(メタ)ア
クリレート(以下「HOA」ということがある)が好ま
しく用いられる。
【0027】前記一般式(II)で表されるHOAの具体
例としては
例としては
【0028】
【化7】
【0029】およびこれらに対応するメタクリレートな
どが挙げられる。EOAとHOAの混合比は使用する液
晶に応じて選択されるが好ましくはEOA/HOA=9
0/10から50/50の範囲で選ばれる。
どが挙げられる。EOAとHOAの混合比は使用する液
晶に応じて選択されるが好ましくはEOA/HOA=9
0/10から50/50の範囲で選ばれる。
【0030】本発明で使用する樹脂の屈折率を液晶とマ
ッチングさせるためのフッ素系重合性モノマーとしては
下記一般式(IV)
ッチングさせるためのフッ素系重合性モノマーとしては
下記一般式(IV)
【0031】
【化8】
【0032】(式中、R7 は水素原子またはメチル基
を、R8 はフッ素原子を少なくとも1個含有するアルキ
ル基もしくはポリフルオロアルキル基を表す。ここでア
ルキル基は、好ましくは炭素数1〜20である。)で表
されるフッ素原子含有(メタ)アクリレート(以下「F
A」ということがある)が好ましく用いられる。
を、R8 はフッ素原子を少なくとも1個含有するアルキ
ル基もしくはポリフルオロアルキル基を表す。ここでア
ルキル基は、好ましくは炭素数1〜20である。)で表
されるフッ素原子含有(メタ)アクリレート(以下「F
A」ということがある)が好ましく用いられる。
【0033】前記一般式(IV)で表されるFAの具体例
としては、 CH2 =CHCOOCH2 −CF3 (2,2,2―トリ
フロロエチルアクリレート) CH2 =CHCOOCH2 −(CF2 )2 H(2,2,
3,3―テトラフロロプロピルアクリレート) CH2 =CHCOOCH2 −(CF2 )4 H(2,2,
3,3,4,4,5,5―オクタフロロペンチルアクリ
レート) CH2 =CHCOOCH2 CH2 −(CF2 )7 CF3
(パーフロロオクチルエチルアクリレート)
としては、 CH2 =CHCOOCH2 −CF3 (2,2,2―トリ
フロロエチルアクリレート) CH2 =CHCOOCH2 −(CF2 )2 H(2,2,
3,3―テトラフロロプロピルアクリレート) CH2 =CHCOOCH2 −(CF2 )4 H(2,2,
3,3,4,4,5,5―オクタフロロペンチルアクリ
レート) CH2 =CHCOOCH2 CH2 −(CF2 )7 CF3
(パーフロロオクチルエチルアクリレート)
【0034】
【化9】
【0035】およびこれらに対応するメタクノリレート
などが挙げられる。
などが挙げられる。
【0036】このフッ素系重合性モノマーの添加量は使
用する液晶の屈折率を考慮して選択される。すなわち液
晶の常光屈折率と硬化樹脂屈折率の差が0.1以内に収
まる様に選択される。
用する液晶の屈折率を考慮して選択される。すなわち液
晶の常光屈折率と硬化樹脂屈折率の差が0.1以内に収
まる様に選択される。
【0037】本発明で使用する樹脂硬化度を高めるため
の多官能重合性モノマーとしては下記一般式(V)
の多官能重合性モノマーとしては下記一般式(V)
【0038】
【化10】
【0039】(式中、R9 は水素原子またはメチル基
を、R10,R11は水素原子又は炭素数1〜3の低級アル
キル基を、nは2〜6を示す。XはN,O,S,ハロゲ
ン原子を1〜15含んでもよく、炭素数が1〜40のア
ルキル、アラルキル、アリール、シクロアルキル、複素
芳香環又は複素環からなる残基を表わす。)で表される
多官能(メタ)アクリレートが好ましく用いられる。
を、R10,R11は水素原子又は炭素数1〜3の低級アル
キル基を、nは2〜6を示す。XはN,O,S,ハロゲ
ン原子を1〜15含んでもよく、炭素数が1〜40のア
ルキル、アラルキル、アリール、シクロアルキル、複素
芳香環又は複素環からなる残基を表わす。)で表される
多官能(メタ)アクリレートが好ましく用いられる。
【0040】前記一般式(V)で表される多官能(メ
タ)アクリレートの具体例としは、
タ)アクリレートの具体例としは、
【0041】
【化11】
【0042】などが挙げられる。
【0043】前記多官能重合性モノマーの使用量は、高
分子形成性モノマー(混合液)総量に対して、通常0.
1〜5重量%程度が望ましい。
分子形成性モノマー(混合液)総量に対して、通常0.
1〜5重量%程度が望ましい。
【0044】多官能重合性モノマーを使用しなかった場
合、樹脂のガラス転移点が低くしかも相分離後も樹脂中
に溶解した液晶成分があるために、非常に樹脂が柔らか
く液晶構成体の耐久性に問題が生じうる。また多官能重
合性モノマーを5重量%以上混合した場合、樹脂硬化度
が増すと同時に液晶構成体の特性、たとえば低電圧駆動
特性などを著しく低下させてしまいやすい。
合、樹脂のガラス転移点が低くしかも相分離後も樹脂中
に溶解した液晶成分があるために、非常に樹脂が柔らか
く液晶構成体の耐久性に問題が生じうる。また多官能重
合性モノマーを5重量%以上混合した場合、樹脂硬化度
が増すと同時に液晶構成体の特性、たとえば低電圧駆動
特性などを著しく低下させてしまいやすい。
【0045】このように本来の特性を阻害することな
く、しかも耐久性の高い液晶構成体を作成するために
は、多官能重合性モノマーの混合量を0.1〜5重量%
とすることが好ましい。
く、しかも耐久性の高い液晶構成体を作成するために
は、多官能重合性モノマーの混合量を0.1〜5重量%
とすることが好ましい。
【0046】また多官能重合性モノマーの添加によって
電圧無印加時の透過率を低く出来、遮光性の向上効果が
得られる。
電圧無印加時の透過率を低く出来、遮光性の向上効果が
得られる。
【0047】遮光性の向上効果を得る場合には多官能重
合性モノマーの添加量は0.5〜2重量%とすることが
更に好ましい。
合性モノマーの添加量は0.5〜2重量%とすることが
更に好ましい。
【0048】前記EOA,HOA,FAおよび多官能
(メタ)アクリレートのアクリレート系高分子形成性モ
ノマー混合液を硬化する為に熱重合による予備硬化の
後、紫外線等の活性光線を照射して硬化させる。
(メタ)アクリレートのアクリレート系高分子形成性モ
ノマー混合液を硬化する為に熱重合による予備硬化の
後、紫外線等の活性光線を照射して硬化させる。
【0049】熱重合開始剤としては有機過酸化物が用い
られるが、熱重合温度として液晶の相転移温度以上が好
適に用いられる為、有機過酸化物の分解半減期が液晶相
転移温度で10時間以下のものが選択される。具体的に
はパーオキシエステル(日本油脂(株)のパーブチルP
V)、ジアシルパーオキシサイド(日本油脂(株)のパ
ーロイルD)があげられる。他方、紫外線照射によって
硬化を開始する開始剤としては従来公知の化合物がその
まま使用出来、例えばアセトフェノン構造、あるいはチ
オキサンソン構造が用いられ、アセトフェノン、ベンゾ
フェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインアルキル
エーテル、キサントン及びこれらの核置換化合物が用い
られる。
られるが、熱重合温度として液晶の相転移温度以上が好
適に用いられる為、有機過酸化物の分解半減期が液晶相
転移温度で10時間以下のものが選択される。具体的に
はパーオキシエステル(日本油脂(株)のパーブチルP
V)、ジアシルパーオキシサイド(日本油脂(株)のパ
ーロイルD)があげられる。他方、紫外線照射によって
硬化を開始する開始剤としては従来公知の化合物がその
まま使用出来、例えばアセトフェノン構造、あるいはチ
オキサンソン構造が用いられ、アセトフェノン、ベンゾ
フェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインアルキル
エーテル、キサントン及びこれらの核置換化合物が用い
られる。
【0050】さらに、ヒドロキシアセトフェノン(ダロ
キュア1173)、α―アミノ―アセトフェノン(イル
ガキュア907)が好ましく例示される。
キュア1173)、α―アミノ―アセトフェノン(イル
ガキュア907)が好ましく例示される。
【0051】もちろんこれに限定される事なく又、増感
剤、連鎖移動剤、染料等を添加する事もできる。
剤、連鎖移動剤、染料等を添加する事もできる。
【0052】前記熱重合開始剤と光重合開始剤は混合し
て高分子形成性モノマー混合液に添加することができる
が、その添加量は高分子モノマー混合液総量に対して
0.1〜5重量%程度が望ましく、熱重合開始剤と光重
合開始剤の比は硬化時間等を考慮して10対70から9
0対10の間で選択される。
て高分子形成性モノマー混合液に添加することができる
が、その添加量は高分子モノマー混合液総量に対して
0.1〜5重量%程度が望ましく、熱重合開始剤と光重
合開始剤の比は硬化時間等を考慮して10対70から9
0対10の間で選択される。
【0053】液晶構成体は、樹脂中に分散した微少な液
晶相による光の散乱と液晶分子のランダムな配合によっ
て不透明状態を出現させるため、液晶滴の平均的大きさ
は可視光の波長より大きな0.8μm以上の平均直径を
有することが好ましく、また液晶分子のランダムさから
不透明性を得るためには通常光屈折率と異常光屈折率の
屈折率差が大きいほど良い。更に低電圧での液晶配向を
促すためには、液晶の正の誘電率異方性が大きいほど良
い。かかる点を考慮して、液晶層を構成する液晶成分と
しては、正の誘電異方性が高く、かつ通常光屈折率と異
常光屈折率の屈折率差が0.2以上のシアノビフェニル
系の液晶成分が好適に使用される。もちろん、これに限
定されるものではなくフェニルシクロヘキサン系等の液
晶も用途に応じて選択される。
晶相による光の散乱と液晶分子のランダムな配合によっ
て不透明状態を出現させるため、液晶滴の平均的大きさ
は可視光の波長より大きな0.8μm以上の平均直径を
有することが好ましく、また液晶分子のランダムさから
不透明性を得るためには通常光屈折率と異常光屈折率の
屈折率差が大きいほど良い。更に低電圧での液晶配向を
促すためには、液晶の正の誘電率異方性が大きいほど良
い。かかる点を考慮して、液晶層を構成する液晶成分と
しては、正の誘電異方性が高く、かつ通常光屈折率と異
常光屈折率の屈折率差が0.2以上のシアノビフェニル
系の液晶成分が好適に使用される。もちろん、これに限
定されるものではなくフェニルシクロヘキサン系等の液
晶も用途に応じて選択される。
【0054】なお、本特許で述べる液晶滴とは孤立した
液晶滴はもちろん、液晶滴がいくつか連結し、液晶分子
が連続相を形成している場合も含む。
液晶滴はもちろん、液晶滴がいくつか連結し、液晶分子
が連続相を形成している場合も含む。
【0055】一般に樹脂と液晶を適当に混ぜて塗工した
液晶膜でも電圧印加の有無により何らかの光学的変化を
示すことができる。しかしながら、良好なON―OFF
特性、すなわち電圧印加時の透過率が高く、例えば10
V印加時に透過率が70%以上を示し、また電圧無印加
時の透過率が小さく、例えば透過率が10%以下を示す
ような液晶構成体を得るためには、液晶と樹脂の最適な
組み合わせが必要である。
液晶膜でも電圧印加の有無により何らかの光学的変化を
示すことができる。しかしながら、良好なON―OFF
特性、すなわち電圧印加時の透過率が高く、例えば10
V印加時に透過率が70%以上を示し、また電圧無印加
時の透過率が小さく、例えば透過率が10%以下を示す
ような液晶構成体を得るためには、液晶と樹脂の最適な
組み合わせが必要である。
【0056】ここで述べる透過率は、He―Neレーザ
ーを光源としたときに該液晶構成体面から30mm後方
に固定した3mm径のフォトダイオードに入射した光量
を測定して得られる値である。
ーを光源としたときに該液晶構成体面から30mm後方
に固定した3mm径のフォトダイオードに入射した光量
を測定して得られる値である。
【0057】本発明のアクリレート系樹脂中に分散され
るシアノビフェニル系液晶相としては、一般式(VI)
るシアノビフェニル系液晶相としては、一般式(VI)
【0058】
【化12】
【0059】(式中、Yは炭素数1〜12のアルキルま
たはアルコキシ基を示す。)で表されるシアノビフェニ
ル系液晶が最適である。これらの化合物は、2種以上を
組み合わせて使用しても良い。
たはアルコキシ基を示す。)で表されるシアノビフェニ
ル系液晶が最適である。これらの化合物は、2種以上を
組み合わせて使用しても良い。
【0060】この液晶としては、例えばメルク社製、E
―8液晶を挙げることができる。
―8液晶を挙げることができる。
【0061】本発明の液晶膜中のシアノビフェニル系液
晶相は、高分子モノマー混合液にシアノビフェニル系液
晶を、液晶成分が好ましくは50重量%以上、75重量
%以下になるように混合しこれを塗工液とすることで、
0.8μm以上の平均直径を有する液晶相として得るこ
とができる。
晶相は、高分子モノマー混合液にシアノビフェニル系液
晶を、液晶成分が好ましくは50重量%以上、75重量
%以下になるように混合しこれを塗工液とすることで、
0.8μm以上の平均直径を有する液晶相として得るこ
とができる。
【0062】液晶成分が50重量%未満では、単官能性
アクリレート系樹脂中に溶解した液晶分子が硬化中に相
分離によって生じる液晶滴が小さく、かつ密度も低く、
そのため良好な不透明性、すなわち遮光性が得られない
欠点がある。
アクリレート系樹脂中に溶解した液晶分子が硬化中に相
分離によって生じる液晶滴が小さく、かつ密度も低く、
そのため良好な不透明性、すなわち遮光性が得られない
欠点がある。
【0063】一方、75重量%を越えると、液晶成分が
溶解しきれずに、混合時点から液晶ドメインを形成し、
硬化によって樹脂中に含有しきれなくなった液晶成分が
滲み出すことになる。その結果液晶相の微小滴が形成さ
れず光散乱を十分に起こさないための遮光性低下、透明
導電性基板との接着性の低下、作業性の低下などの不都
合を生じる。
溶解しきれずに、混合時点から液晶ドメインを形成し、
硬化によって樹脂中に含有しきれなくなった液晶成分が
滲み出すことになる。その結果液晶相の微小滴が形成さ
れず光散乱を十分に起こさないための遮光性低下、透明
導電性基板との接着性の低下、作業性の低下などの不都
合を生じる。
【0064】このように、良好な遮光性、作業性および
耐久性を持った液晶膜を作成するためには、液晶成分を
50重量%以上、75重量%以下とすることが好まし
い。さらに好ましい遮光性を得るためには、液晶成分を
65〜75重量%とする。
耐久性を持った液晶膜を作成するためには、液晶成分を
50重量%以上、75重量%以下とすることが好まし
い。さらに好ましい遮光性を得るためには、液晶成分を
65〜75重量%とする。
【0065】次に本発明の液晶表示膜について説明す
る。
る。
【0066】本発明の液晶表示膜の全体構造は、図1に
示すように、両側に相対配置される(透明な)基板1
0、10上にそれぞれ設けられた(透明)導電性電極層
20、20で液晶分子を分散させた(透明)樹脂からな
る液晶膜30を挟んだものである。
示すように、両側に相対配置される(透明な)基板1
0、10上にそれぞれ設けられた(透明)導電性電極層
20、20で液晶分子を分散させた(透明)樹脂からな
る液晶膜30を挟んだものである。
【0067】本発明の(透明)基板10としては、透明
性に優れたポリエステルフィルムが好適に用いられる
が、ガラス板や他の透明高分子フィルムを用いることも
可能である。
性に優れたポリエステルフィルムが好適に用いられる
が、ガラス板や他の透明高分子フィルムを用いることも
可能である。
【0068】また、該基板10上に設けられる(透明)
導電性電極層20としては、スズなどの不純物を少量含
有しても良いインジウムによる酸化インジウム膜が好ま
しいが、酸化亜鉛、酸化チタンなどの金属酸化物膜;
金、白金などの金属の薄膜;金属薄膜を透明導電体膜で
挟んだ積層体を使用することもできる。
導電性電極層20としては、スズなどの不純物を少量含
有しても良いインジウムによる酸化インジウム膜が好ま
しいが、酸化亜鉛、酸化チタンなどの金属酸化物膜;
金、白金などの金属の薄膜;金属薄膜を透明導電体膜で
挟んだ積層体を使用することもできる。
【0069】前記電極層の一方を厚い膜厚の金属膜にす
ることによって反射率の高い不透明膜としても良いが、
この場合は基板10も透明なものでなくともよい。
ることによって反射率の高い不透明膜としても良いが、
この場合は基板10も透明なものでなくともよい。
【0070】電極層は透明基板10上に公知の物理的方
法、例えばスパッタリング法などを用いて500Ω/□
以下の抵抗、好ましくは300Ω/□以下の抵抗を有す
る透明導電性電極層20として設けることができる。
法、例えばスパッタリング法などを用いて500Ω/□
以下の抵抗、好ましくは300Ω/□以下の抵抗を有す
る透明導電性電極層20として設けることができる。
【0071】本発明の液晶表示膜は、透明導電性電極層
20を、たとえばスパッタリングなどの公知の方法で透
明基板10上に設け、高分子形成性モノマー混合液とシ
アノビフェニル系液晶との混合液(塗工液)を透明導電
性電極層20上にバーコーターを用いて均一の厚みに塗
工したのち、別の透明導電性電極層20付き透明基板1
0を透明導電性電極層20が液晶層30に接するように
重ね合わせて積層体を得、そののち使用する液晶の相転
移温度以上の温度(例えばE―8では相転移温度72℃
で熱硬化温度90℃)で予備硬化する。その後、室温に
サンプルを冷却した後、例えば水銀ランプを光源とする
紫外線照射装置下で紫外線を該積層体に照射して高分子
モノマーを硬化して製造することができる。
20を、たとえばスパッタリングなどの公知の方法で透
明基板10上に設け、高分子形成性モノマー混合液とシ
アノビフェニル系液晶との混合液(塗工液)を透明導電
性電極層20上にバーコーターを用いて均一の厚みに塗
工したのち、別の透明導電性電極層20付き透明基板1
0を透明導電性電極層20が液晶層30に接するように
重ね合わせて積層体を得、そののち使用する液晶の相転
移温度以上の温度(例えばE―8では相転移温度72℃
で熱硬化温度90℃)で予備硬化する。その後、室温に
サンプルを冷却した後、例えば水銀ランプを光源とする
紫外線照射装置下で紫外線を該積層体に照射して高分子
モノマーを硬化して製造することができる。
【0072】塗工液を均一の厚みに塗工するためには、
バーコーター法以外の印刷法なども用いられる。
バーコーター法以外の印刷法なども用いられる。
【0073】熱及び紫外線で硬化させた液晶膜30は、
5〜50μmの厚みを有するが、透明導電性電極層20
上に電圧を印加しない状態での液晶膜の不透明さと、電
圧を印加したときの透明性のかねあいで厚みは選択され
る。好ましくは、10〜20μmの厚みが用いられる。
5〜50μmの厚みを有するが、透明導電性電極層20
上に電圧を印加しない状態での液晶膜の不透明さと、電
圧を印加したときの透明性のかねあいで厚みは選択され
る。好ましくは、10〜20μmの厚みが用いられる。
【0074】このようにして得られる液晶表示膜は、製
造が容易で、例えば10μm厚の膜で優れたON―OF
F特性、すなわち8V印加時の透過率が70%以上の透
明性を示し、電圧無印加時の透過率が10%以下の値を
示す、透明―不透明の差が大きく、低電圧で駆動でき、
表示素子として好適に利用できる。さらに、熱と紫外線
の2段階硬化によって高分子樹脂の硬化度が向上し耐久
性にすぐれた表示膜が得られる。
造が容易で、例えば10μm厚の膜で優れたON―OF
F特性、すなわち8V印加時の透過率が70%以上の透
明性を示し、電圧無印加時の透過率が10%以下の値を
示す、透明―不透明の差が大きく、低電圧で駆動でき、
表示素子として好適に利用できる。さらに、熱と紫外線
の2段階硬化によって高分子樹脂の硬化度が向上し耐久
性にすぐれた表示膜が得られる。
【0075】
【実施例】以下実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
する
する
【0076】
【実施例1】125μmの厚さのポリエステルフィルム
を透明基板とし、この上に透明導電性層としてスズを微
量含んだ酸化インジウム膜を約200オングストローム
の厚みでスパッタリング法で堆積した。
を透明基板とし、この上に透明導電性層としてスズを微
量含んだ酸化インジウム膜を約200オングストローム
の厚みでスパッタリング法で堆積した。
【0077】シアノビファエニル系液晶としてはメルク
社製のE―8を使用し、EOAとして東亜合成(株)製
のM113(ノニルフェノキシエチレンオキサイドアク
リレート)を使用した。HOAとしては共栄社油脂化学
工業製のHOP―A(2―ヒドロキシプロピルアクリレ
ート)を使用した。FAとしては大阪有機化学工業製の
ビスコート8―F(オクタフロロペンチルアクリレー
ト)を使用した。多官能重合性モノマーとしては共栄社
油脂化学工業製のPE―4A(ペンタエリスリトール4
―アクリレート)を使用した。これらのモノマーは重量
混合比でM113:HOP―A:8―F:PE―4A=
64:16:20:1の割合で混合した。熱硬化開始剤
として日本油脂(株)のパーオキシエステル(パーブチ
ルPV)を、紫外線硬化開始剤としてはチバガイギー社
製のイルガキュア907を0.5重量%添加混合した。
その混合液にスペーサーとして積水ファインケミカル
(株)社製のミクロパール210(10μm径)を0.
3重量%加え、更に液晶成分が67重量%になるように
混合したのちよく撹拌し、脱気して塗工液とした。
社製のE―8を使用し、EOAとして東亜合成(株)製
のM113(ノニルフェノキシエチレンオキサイドアク
リレート)を使用した。HOAとしては共栄社油脂化学
工業製のHOP―A(2―ヒドロキシプロピルアクリレ
ート)を使用した。FAとしては大阪有機化学工業製の
ビスコート8―F(オクタフロロペンチルアクリレー
ト)を使用した。多官能重合性モノマーとしては共栄社
油脂化学工業製のPE―4A(ペンタエリスリトール4
―アクリレート)を使用した。これらのモノマーは重量
混合比でM113:HOP―A:8―F:PE―4A=
64:16:20:1の割合で混合した。熱硬化開始剤
として日本油脂(株)のパーオキシエステル(パーブチ
ルPV)を、紫外線硬化開始剤としてはチバガイギー社
製のイルガキュア907を0.5重量%添加混合した。
その混合液にスペーサーとして積水ファインケミカル
(株)社製のミクロパール210(10μm径)を0.
3重量%加え、更に液晶成分が67重量%になるように
混合したのちよく撹拌し、脱気して塗工液とした。
【0078】次に、透明導電性層上に#20のバーコー
ターを用いて前記塗工液を塗工した。次に、別の透明導
電性層つきポリエステルフィルムを透明導電性層が液晶
塗工膜に接するように重ね合わせた後、90℃の高温雰
囲気下で約10分間熱硬化した。該フィルムを室温に冷
却した後、水銀ランプを光源とする紫外線照射装置を用
いて4mW/cm2 の紫外光を約5分間照射した。紫外
光により液晶塗工層は透明導電性層間で硬化し、約10
μmの液晶膜を形成し液晶表示膜を形成した。
ターを用いて前記塗工液を塗工した。次に、別の透明導
電性層つきポリエステルフィルムを透明導電性層が液晶
塗工膜に接するように重ね合わせた後、90℃の高温雰
囲気下で約10分間熱硬化した。該フィルムを室温に冷
却した後、水銀ランプを光源とする紫外線照射装置を用
いて4mW/cm2 の紫外光を約5分間照射した。紫外
光により液晶塗工層は透明導電性層間で硬化し、約10
μmの液晶膜を形成し液晶表示膜を形成した。
【0079】得られた液晶表示膜の2つの電極間にOV
から20Vの電圧を印加してその透明率をHe―Neレ
ーザーを光源としたときに該液晶表示膜面から30mm
後方に固定した3mm径のフォトダイオードに到達する
光量としてグラフ化した。そして、OVのときの透過率
を遮光性T0 として、平行光線透過率が70%の透過率
に達するときの電圧を駆動電圧V0.7 として該液晶表示
膜の特性とした。
から20Vの電圧を印加してその透明率をHe―Neレ
ーザーを光源としたときに該液晶表示膜面から30mm
後方に固定した3mm径のフォトダイオードに到達する
光量としてグラフ化した。そして、OVのときの透過率
を遮光性T0 として、平行光線透過率が70%の透過率
に達するときの電圧を駆動電圧V0.7 として該液晶表示
膜の特性とした。
【0080】また該液晶表示膜を70℃の熱風乾燥機中
に100時間放置した後、室温まで4時間以上かけて徐
冷した時のT0 ,V0.7 の特性の経時変化を室温で測定
することで耐久性テストとした。耐久テスト前後の
T0 ,T0.7 ,T0 ′,V0.7 ′について得られた値を
表1に示した。
に100時間放置した後、室温まで4時間以上かけて徐
冷した時のT0 ,V0.7 の特性の経時変化を室温で測定
することで耐久性テストとした。耐久テスト前後の
T0 ,T0.7 ,T0 ′,V0.7 ′について得られた値を
表1に示した。
【0081】
【比較例1,2】実施例1で使用した組成で、熱硬化の
みで15分間硬化して作成した液晶表示膜、及び熱硬化
と紫外線硬化を同時に10分間行って形成した表示膜の
初期特性と耐久性の結果を表1に併せて示した。
みで15分間硬化して作成した液晶表示膜、及び熱硬化
と紫外線硬化を同時に10分間行って形成した表示膜の
初期特性と耐久性の結果を表1に併せて示した。
【0082】
【表1】
【0083】表1から明らかなごとく、本発明の液晶表
示膜では耐久性T0 ′/T0 =1.17,V0.7 ′/V
0.7 =1.0と良好であり、更に、初期特性での遮光性
の向上(T0 の低下)も観られる。
示膜では耐久性T0 ′/T0 =1.17,V0.7 ′/V
0.7 =1.0と良好であり、更に、初期特性での遮光性
の向上(T0 の低下)も観られる。
【0084】
【実施例2,比較例3】実施例1と同様にして作成した
液晶表示膜をエタノールで洗浄し、液晶とともにエタノ
ールに可溶な低重合物を抽出した。この時、溶解した低
重合物成分の重量測定から樹脂に対する重量割合は約1
5wt%であった。一方比較例1と同じく熱重合のみで
硬化した液晶表示膜では約38wt%がエタノールに可
溶な低重合物成分であった。この様に、本発明の液晶表
示膜は硬化度にすぐれた膜である事は明らかである。
液晶表示膜をエタノールで洗浄し、液晶とともにエタノ
ールに可溶な低重合物を抽出した。この時、溶解した低
重合物成分の重量測定から樹脂に対する重量割合は約1
5wt%であった。一方比較例1と同じく熱重合のみで
硬化した液晶表示膜では約38wt%がエタノールに可
溶な低重合物成分であった。この様に、本発明の液晶表
示膜は硬化度にすぐれた膜である事は明らかである。
【0085】
【発明の効果】本発明は、容易に製造でき、耐久性に優
れ、かつ低電圧で駆動できる液晶表示膜であり、液晶シ
ャッター、調光材または表示材などに広く利用すること
ができる。
れ、かつ低電圧で駆動できる液晶表示膜であり、液晶シ
ャッター、調光材または表示材などに広く利用すること
ができる。
【図1】本発明の液晶表示膜の断面模式図である。
10 透明基板 20 透明導電性電極層 30 液晶フィルム
Claims (10)
- 【請求項1】 高分子形成性モノマー、重合開始剤及び
液晶の3者の混合液を少なくとも一方が透明な2枚の基
板上の透明電極間に挟持した後、高分子形成性モノマー
を重合硬化させることにより液晶滴を相分離法で樹脂中
に形成した、液晶滴での光の散乱を利用して、透明電極
間に電圧を印加した時には透明状態を、電圧が印加され
ていない時には不透明状態をとる事が出来る液晶表示膜
に於いて、 (a)液晶滴の平均滴径R(μm)が1〜2.5μmの
範囲にあり、 (b)液晶膜の厚みd(μm)が5〜50μmの範囲に
あり、 (c)平行光線透過率が70%を示すときの印加電圧V
0.7 (v)が0.8dより小さく、 (d)d=10μmの時の無電圧時の透過率T0 が10
%以下であり、 (e)該表示膜を70℃、1時間保持した後、室温まで
徐冷した時に以下の式を満たす 【数1】 ことを特徴とする液晶表示膜。 - 【請求項2】 前記液晶を含んだ高分子形成性モノマー
を重合硬化させるにあたり、熱重合により予備硬化させ
た後、紫外線照射により光硬化させる2段階硬化で形成
した事を特徴とする請求項1記載の液晶表示膜。 - 【請求項3】 前記熱重合と光重合を別個に開始させる
ために熱重合開始剤として有機過酸化物を、光重合開始
剤としてアセトフェノン型あるいはチオキサンソン型開
始剤を用いた事を特徴とする請求項2記載の液晶表示
膜。 - 【請求項4】 前記熱重合が液晶相転移温度以上で行わ
れ、その時の重合開始剤の半減期時間が5時間以下であ
る事を特徴とする請求項1〜3記載の液晶表示膜。 - 【請求項5】 前記高分子形成性モノマーが液晶を0.
8〜5μm径の均一径で相分離する効果がある界面活性
能を有する重合性モノマーと、親水性重合性モノマー
と、樹脂の屈折率を液晶とマッチングさせるためのフッ
素系重合性モノマーと、さらに樹脂硬化度を高めるため
の多官能重合性モノマーを適量混合した溶液であること
を特徴とする請求項1〜4記載の液晶表示膜。 - 【請求項6】 前記液晶表示膜の樹脂中に2〜20重量
%のフッ素原子を含有する事を特徴とする請求項1〜5
記載の液晶表示膜。 - 【請求項7】 前記界面活性能を有する重合性モノマー
が一般式(I)で示される(メタ)アクリレート系モノ
マーである事も特徴とする請求項1〜6記載の液晶表示
膜。 【化1】 (式中、R1 は水素原子又はメチル基を、R2 は炭素数
2〜3のアルキレン基を、R3 は疎水性基を、nは2〜
12の整数を示す。) - 【請求項8】 前記親水性重合性モノマーが、一般式
(II)で示される(メタ)アクリル系モノマーである事
を特徴とする請求項1〜7記載の液晶表示膜。 【化2】 (式中、R4 は水素原子又はメチル基を、R5 は水素原
子又は炭素数1〜2のアルキル鎖を示す。) - 【請求項9】 前記フッ素系重合性モノマーとしては単
独重合した時の硬化物の屈折率が1.30〜1.45の
範囲の光学特性を有する(メタ)アクリレート系モノマ
ーである事を特徴とする請求項1〜8記載の液晶表示
膜。 - 【請求項10】 前記樹脂硬化度を高めるための多官能
モノマーとしては単位モノマー中のアクリル基の数が2
〜4である多官能アクリレートを高分子モノマー混合液
の0.1〜5重量%の範囲で添加した事を特徴とする請
求項1〜9項記載の液晶表示膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5252492A JPH05257126A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 液晶表示膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5252492A JPH05257126A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 液晶表示膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05257126A true JPH05257126A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=12917137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5252492A Pending JPH05257126A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 液晶表示膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05257126A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0876097A (ja) * | 1994-07-05 | 1996-03-22 | Nec Corp | 液晶光学素子およびその製造方法 |
| JP2002275471A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Toshiba Corp | 液晶マイクロカプセルおよび液晶表示素子 |
| JP2016502144A (ja) * | 2012-12-14 | 2016-01-21 | エルジー・ケム・リミテッド | 液晶素子(LiquidCrystalElement) |
-
1992
- 1992-03-11 JP JP5252492A patent/JPH05257126A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0876097A (ja) * | 1994-07-05 | 1996-03-22 | Nec Corp | 液晶光学素子およびその製造方法 |
| JP2002275471A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Toshiba Corp | 液晶マイクロカプセルおよび液晶表示素子 |
| JP2016502144A (ja) * | 2012-12-14 | 2016-01-21 | エルジー・ケム・リミテッド | 液晶素子(LiquidCrystalElement) |
| US9828550B2 (en) | 2012-12-14 | 2017-11-28 | Lg Chem, Ltd. | Polymerizable composition and method for manufacturing liquid crystal device |
| US9840668B2 (en) | 2012-12-14 | 2017-12-12 | Lg Chem, Ltd. | Liquid crystal device |
| US10370591B2 (en) | 2012-12-14 | 2019-08-06 | Lg Chem, Ltd. | Liquid crystal device |
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