JPH07175045A - Liquid crystal light control device and manufacturing method thereof - Google Patents
Liquid crystal light control device and manufacturing method thereofInfo
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- JPH07175045A JPH07175045A JP5277528A JP27752893A JPH07175045A JP H07175045 A JPH07175045 A JP H07175045A JP 5277528 A JP5277528 A JP 5277528A JP 27752893 A JP27752893 A JP 27752893A JP H07175045 A JPH07175045 A JP H07175045A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高コントラスト、低駆動電圧でヒステリシス
が小さく、かつ、実用上充分な安定性及び成形性を有す
る液晶調光素子を提供することである。
【構成】少なくとも一方が透明である一対の電極層の間
に、透明樹脂中に液晶組成物および透明液体物質を分散
させた調光層を挟持させてなる高分子分散型液晶調光素
子において、該調光層が互いに不溶な透明樹脂、液晶組
成物および透明液体物質の3要素からなることを特徴と
する液晶調光素子よりなる。
(57) [Summary] [Object] To provide a liquid crystal light control device having high contrast, low driving voltage, small hysteresis, and stability and moldability practically sufficient. A polymer-dispersed liquid crystal light control device comprising a pair of electrode layers, at least one of which is transparent, and a light control layer in which a liquid crystal composition and a transparent liquid substance are dispersed in a transparent resin is sandwiched between the electrode layers. The liquid crystal light control device is characterized in that the light control layer is composed of three elements which are insoluble in each other, a transparent resin, a liquid crystal composition and a transparent liquid substance.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光散乱を動作原理とす
る液晶調光素子に関するものである。更に詳しくは透明
樹脂中に液晶組成物及び透明液体物質を分散させた調光
層を有する高分子分散型液晶調光素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal light control device whose principle of operation is light scattering. More specifically, it relates to a polymer dispersion type liquid crystal light control device having a light control layer in which a liquid crystal composition and a transparent liquid substance are dispersed in a transparent resin.
【0002】[0002]
【従来の技術】電界を印加すると散乱、吸収、反射など
の光学特性が変化する現象を利用した液晶調光素子が知
られている。これらはディスプレイ、光シャッターなど
に幅広く使用されている。近年では、新しい型の液晶調
光素子として光散乱モードの高分子分散型液晶調光素子
が注目されている。この素子は以下の優れた点を有して
いる。基板の配向処理が必要ないので、素子の作製が容
易である。加えて、広い面積に渡って膜厚制御が容易で
あるため、均一な大面積表示の素子が作製可能である。
さらに、偏光板を必要としないので、明るい表示が可能
である。また、光散乱効果を利用するので視野角が広い
といった特徴を有している。これらの優れた性質を持っ
ているため、この液晶調光素子は調光ガラスや投射型デ
ィスプレイ、大面積ディスプレイなどの分野への応用が
期待されている。2. Description of the Related Art A liquid crystal light control device is known which utilizes a phenomenon in which optical characteristics such as scattering, absorption and reflection change when an electric field is applied. These are widely used for displays and optical shutters. In recent years, a polymer dispersion type liquid crystal light control device of a light scattering mode has been attracting attention as a new type of liquid crystal light control device. This element has the following excellent points. Since it is not necessary to perform orientation processing on the substrate, the device can be easily manufactured. In addition, since it is easy to control the film thickness over a wide area, it is possible to manufacture a device having a uniform large area display.
Further, since no polarizing plate is required, bright display is possible. Further, since the light scattering effect is used, it has a feature that the viewing angle is wide. Due to these excellent properties, the liquid crystal light control device is expected to be applied to the fields such as light control glass, projection type displays, and large area displays.
【0003】従来からの高分子分散型液晶調光素子は、
透明樹脂中に粒径が数μm程度の液晶滴が分散した構
造、或いは3次元スポンジ状の透明樹脂中に連通状態で
液晶が充填・分散された構造の調光層を有している。第
1図は従来の高分子分散型液晶調光素子の一例の断面図
を示す。液晶調光素子は、対向する一対の電極層(1.
1)の間に調光層(1.2)を挟持している。この調光
層(1.2)は、3次元スポンジ状の透明樹脂(1.
3)中に液晶組成物(1.4)が連通状態で分散した構
造を有する。 一般的に、高分子分散型液晶調光素子の
動作原理は、以下に示すように考えられている。電圧無
印加の状態では、透明樹脂ー液晶組成物の界面(1.
5)の相互作用によって液晶組成物がランダムに配向し
ている。複屈折性を持つ液晶組成物(1.4)がランダ
ムに配向し、可視光の波長の大きさのオーダーで透明樹
脂(1.3)中に分散しているため、調光層(1.2)
は強い光散乱を示す。これに電界を印加すると液晶組成
物(1.4)が電界に沿って一方向に配列するため、調
光層(1.2)は透明状態に変化する。この状態から電
界を除去すると、透明樹脂ー液晶組成物の界面(1.
5)の相互作用によって、液晶組成物はランダムな配向
に戻り調光層(1.2)は再び強い光散乱を示す。ま
た、適当な大きさの電界を印加することによって、光散
乱強度を調整することが可能である。A conventional polymer-dispersed liquid crystal light control device is
The light control layer has a structure in which liquid crystal droplets having a particle size of about several μm are dispersed in a transparent resin, or a structure in which liquid crystals are filled and dispersed in a three-dimensional sponge-like transparent resin in a communicating state. FIG. 1 shows a sectional view of an example of a conventional polymer dispersion type liquid crystal light control device. The liquid crystal light control device includes a pair of electrode layers (1.
A light control layer (1.2) is sandwiched between 1). The light control layer (1.2) is made of a transparent resin (1.
3) has a structure in which the liquid crystal composition (1.4) is dispersed in a continuous state. Generally, the operation principle of the polymer-dispersed liquid crystal light control device is considered as follows. When no voltage is applied, the transparent resin-liquid crystal composition interface (1.
The liquid crystal composition is randomly aligned by the interaction of 5). Since the liquid crystal composition (1.4) having birefringence is randomly oriented and dispersed in the transparent resin (1.3) in the order of the wavelength of visible light, the light control layer (1. 2)
Indicates strong light scattering. When an electric field is applied to this, the liquid crystal composition (1.4) is aligned in one direction along the electric field, so that the light control layer (1.2) changes to a transparent state. When the electric field is removed from this state, the transparent resin-liquid crystal composition interface (1.
By the interaction of 5), the liquid crystal composition returns to a random orientation, and the light control layer (1.2) shows strong light scattering again. Moreover, the light scattering intensity can be adjusted by applying an electric field of an appropriate magnitude.
【0004】従来の高分子分散型液晶調光素子は、一般
的に光散乱強度を上げるために、液晶滴の粒径或いは透
明樹脂ネットワークの空隙の大きさを1〜2μm程度に
制御していた。実際、粒径が大きすぎると光の散乱回数
が少なくなるので、又小さすぎて可視光の波長より小さ
くなると、ともに光散乱強度が低下した。液晶調光素子
の駆動電圧は、調光層の膜厚、或いは調光層中の液晶組
成物の重量分率などに依存していた。例えば、膜厚が薄
くなるほど、或いは液晶組成物の重量分率が高くなるほ
ど駆動電圧が低下して電気光学特性が向上する傾向にあ
った。 一般的に、これらの液晶調光素子の印加電圧に
対する光透過率の変化(印加電圧ー光透過率曲線)は、
電圧を上げる場合と、下げる場合とで同一の軌跡をたど
らずヒステリシス曲線を示す。ヒステリシスが大きくな
ると、特に液晶調光素子をディスプレイデバイスとして
用いるような場合に、中間調の表示が困難であった。一
般的に、このヒステリシス特性は、透明樹脂と液晶組成
物の界面の状態に依存していると考えられている。In a conventional polymer-dispersed liquid crystal light control device, in general, the particle size of liquid crystal droplets or the size of voids in a transparent resin network is controlled to about 1 to 2 μm in order to increase the light scattering intensity. . In fact, if the particle size is too large, the number of times of light scattering decreases, and if it is too small and smaller than the wavelength of visible light, the light scattering intensity also decreases. The drive voltage of the liquid crystal light control device depends on the film thickness of the light control layer or the weight fraction of the liquid crystal composition in the light control layer. For example, as the film thickness becomes thinner or the weight fraction of the liquid crystal composition becomes higher, the driving voltage tends to decrease and the electro-optical characteristics tend to improve. Generally, the change in light transmittance with respect to the applied voltage of these liquid crystal light control devices (applied voltage-light transmittance curve) is
A hysteresis curve is shown without following the same locus when the voltage is increased and when the voltage is decreased. When the hysteresis becomes large, it is difficult to display halftones, especially when the liquid crystal light control device is used as a display device. It is generally considered that this hysteresis characteristic depends on the state of the interface between the transparent resin and the liquid crystal composition.
【0005】一方、特開平5ー107563号公報は、
液晶組成物および液晶組成物以外の液体からなる調光層
を有するエマルジョン型液晶調光素子を開示している。
この液晶調光素子の調光層は、液晶組成物中に液体物質
がコロイド状の微粒子として分散した構造を有してい
る。第2図はこのエマルジョン型液晶調光素子の断面図
を示す。第1図と同様に、液晶調光素子は、対向する一
対の電極層(2.1)の間に調光層(2.2)を挟持し
ている。調光層(2.2)は、液晶組成物(2.4)中
に透明液体物質(2.6)を孤立状態で分散させた構造
を有する。この液晶組成物と透明液体物質の相分離系
は、高分子分散型液晶調光素子と同様の動作原理によっ
て駆動するため、明るく視野角が広いといった特徴を有
している。電圧無印加の状態では、液晶組成物ー透明液
体物質の界面(2.7)の相互作用によって液晶組成物
がランダムに配向し、調光層(2.2)は強い光散乱を
示す。これに電圧を印加すると液晶組成物が電界に沿っ
て一方向に配列し、調光層(2.2)は透明状態に変化
する。この液晶調光素子においては、液晶組成物に対す
る透明液体物質の重量分率を下げても充分な光散乱効果
および良好なコントラストが得られた。したがって、透
明液体物質の重量分率を下げて液晶組成物の割合を多く
することにより、低駆動電圧で動作させることが可能で
あった。また、透明液体物質の種類によっては、ヒステ
リシスを小さくする効果も認められた。On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 5-107563 discloses that
Disclosed is an emulsion-type liquid crystal light control device having a light control layer composed of a liquid crystal composition and a liquid other than the liquid crystal composition.
The light control layer of this liquid crystal light control device has a structure in which a liquid substance is dispersed as colloidal fine particles in a liquid crystal composition. FIG. 2 shows a sectional view of this emulsion type liquid crystal light control device. Similar to FIG. 1, the liquid crystal light control device has a light control layer (2.2) sandwiched between a pair of opposing electrode layers (2.1). The light control layer (2.2) has a structure in which the transparent liquid substance (2.6) is dispersed in the liquid crystal composition (2.4) in an isolated state. Since the phase separation system of the liquid crystal composition and the transparent liquid substance is driven by the same operation principle as that of the polymer dispersion type liquid crystal light control device, it is bright and has a wide viewing angle. When no voltage is applied, the liquid crystal composition is randomly aligned due to the interaction between the liquid crystal composition-transparent liquid substance interface (2.7), and the light control layer (2.2) exhibits strong light scattering. When a voltage is applied to this, the liquid crystal composition is arranged in one direction along the electric field, and the light control layer (2.2) changes to a transparent state. In this liquid crystal light control device, a sufficient light scattering effect and good contrast were obtained even if the weight ratio of the transparent liquid substance to the liquid crystal composition was reduced. Therefore, it was possible to operate at a low driving voltage by decreasing the weight fraction of the transparent liquid substance and increasing the ratio of the liquid crystal composition. In addition, depending on the type of transparent liquid substance, the effect of reducing hysteresis was also recognized.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする問題点】従来の高分子分散型
液晶調光素子においては、その構造、組成を変えたり、
界面活性剤その他の添加剤を加えたりして所望の電気光
学特性を得る試みが提案されてきている。しかしなが
ら、それらの試みにおいては、充分に高いコントラス
ト、低い駆動電圧、そして印加電圧ー光透過率曲線のヒ
ステリシスの充分小さな素子を得るには到っていない。In the conventional polymer-dispersed liquid crystal light control device, its structure and composition are changed,
Attempts have been made to obtain desired electro-optical properties by adding a surfactant or other additives. However, in those attempts, it has not been possible to obtain an element having sufficiently high contrast, low driving voltage, and sufficiently small hysteresis of applied voltage-light transmittance curve.
【0007】特開平5ー107563号公報に開示され
ているエマルジョン型の液晶調光素子おいては、コント
ラスト、駆動電圧、ヒステリシスの点で満足な素子が得
られている。しかしながら、調光層の成形性が悪いた
め、調光層の厚さの制御が難しくて素子の大面積化が困
難であった。また、長期間放置すると透明液体物質の凝
集・融合がおこるため、電気光学特性が劣化するといっ
た問題があった。In the emulsion type liquid crystal light control device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-107563, a satisfactory device is obtained in terms of contrast, driving voltage and hysteresis. However, since the moldability of the light control layer is poor, it is difficult to control the thickness of the light control layer and it is difficult to increase the area of the device. Further, when left for a long period of time, the transparent liquid substance aggregates and fuses, resulting in a problem that electro-optical characteristics deteriorate.
【0008】本発明は、高コントラスト、低駆動電圧で
ヒステリシスが小さい特性を保持しながら、更に充分な
安定性及び成形性を持ち、大面積化が可能な高分子分散
型液晶調光素子を提供することを目的とする。The present invention provides a polymer-dispersed liquid crystal light control device which has a high contrast, a low driving voltage, and a small hysteresis, yet has sufficient stability and moldability, and which can have a large area. The purpose is to do.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は少なくとも一方
が透明である一対の電極層の間に、光重合性組成物、液
晶組成物および透明液体物質及び必要により重合開始剤
を封入した後、該光重合性組成物を重合させることによ
り透明樹脂を形成させ、よって得られる透明樹脂に液晶
組成物及び透明液体物質を分散させた調光層を挟持させ
てなることを特徴とする高分子分散型液晶調光素子及び
該光重合性組成物を重合する際に紫外線を照射すること
を特徴とする高分子分散型液晶調光素子の製造方法より
構成される。According to the present invention, after enclosing a photopolymerizable composition, a liquid crystal composition and a transparent liquid substance and optionally a polymerization initiator between a pair of electrode layers, at least one of which is transparent, A polymer dispersion characterized in that a transparent resin is formed by polymerizing the photopolymerizable composition, and a light control layer in which a liquid crystal composition and a transparent liquid substance are dispersed is sandwiched between the transparent resins thus obtained. Type liquid crystal light control device and a method for producing a polymer-dispersed liquid crystal light control device, which comprises irradiating ultraviolet rays when polymerizing the photopolymerizable composition.
【0010】本発明で用いられる光重合性組成物はモノ
マーあるいはオリゴマーであり、これらを重合すること
により透明樹脂を与えるものを言う。光重合性組成物の
具体例としては、得られた透明樹脂が液晶組成物および
透明液体物質に不溶であるものであれば特に限定される
ものではない。例えばスチレン、N−ビニルピロリド
ン、メチルアクリラート、メチルメタアクリラート、ブ
チルアクリラート、シクロヘキシルアクリラート、ベン
ジルアクリラート、カルビトールアクリラート、2ーエ
チルヘキシルアクリラート、ラウリルメタクリラート、
2ーヒドロキシエチルアクリラート、フェノキシエチル
アクリラート、2ーヒドロキシエチルメタクリラート、
2ーヒドロキシプロピルアクリラート、グリシジルメタ
クリラート、エチレングリコールジアクリラート、ジエ
チレングリコールジメタクリラート、トリエチレングリ
コールジアクリラート、ジエチレングリコールジアクリ
ラート、ブチレングリコールジアクリラート、ネオペン
チルグリコールジアクリラート、1,4ーブタンジオー
ルジアクリラート、1,6ーヘキサンジオールジアクリ
ラート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタ
エリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロ
パントリアクリラート、トリメチロールプロパントリメ
タクリラート、ペンタエリスリトールテトラ(3ーメル
カプトプロピオネート)、ペンタエリスリトール(メル
カプトアセテート)、トリメチルシリルメタクリラー
ト、2ー(トリメチルシロキシ)エチルメタクリラー
ト、(トリメチルシリルメチル)メタクリラート、3ー
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の光重合
性モノマー、あるいはポリエチレングリコールジアクリ
ラート、ポリエステルアクリラート、エポキシアクリラ
ート、ウレタンアクリラート等の光重合性オリゴマーを
好ましく用いることができる。これらの光重合性組成物
は単独で用いてもよく、2種類以上併用してもよい。The photopolymerizable composition used in the present invention is a monomer or an oligomer, which is polymerized to give a transparent resin. Specific examples of the photopolymerizable composition are not particularly limited as long as the obtained transparent resin is insoluble in the liquid crystal composition and the transparent liquid substance. For example, styrene, N-vinylpyrrolidone, methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, carbitol acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl methacrylate,
2-hydroxyethyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate,
2-hydroxypropyl acrylate, glycidyl methacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, butylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 1,4 -Butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, pentaerythritol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol tetra (3-mercaptopropio Nate), pentaerythritol (mercaptoacetate), trimethylsilyl methacrylate, 2- (trimethy! Photopolymerizable monomers such as siloxy) ethyl methacrylate, (trimethylsilylmethyl) methacrylate, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, or photopolymerization of polyethylene glycol diacrylate, polyester acrylate, epoxy acrylate, urethane acrylate, etc. A polymerizable oligomer can be preferably used. These photopolymerizable compositions may be used alone or in combination of two or more kinds.
【0011】本発明で用いられる液晶組成物は、透明樹
脂及び透明液体物質と不溶であるものであればよい。ネ
マティック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液
晶等に限定されるものではないが、ネマティック液晶を
特に好ましく用いることができる。The liquid crystal composition used in the present invention may be one that is insoluble in the transparent resin and the transparent liquid substance. Although not limited to nematic liquid crystals, cholesteric liquid crystals, smectic liquid crystals, etc., nematic liquid crystals can be particularly preferably used.
【0012】例えば、一般式(1)For example, the general formula (1)
【化1】 で表される液晶化合物〔式中、R1 は、炭素原子数1〜
10個の直鎖状アルキル基または炭素原子数2〜10個
のアルケニル基を表わし、R2は炭素原子数1〜10個
の直鎖状アルキル基または直鎖状アルコキシ基、或いは
−CN、フッ素原子、−CF3、−CHF2、−OCF3
または−OCHF2を表わし、 S1、S2は同一でも異
なっていてもよく、各々水素原子、フッ素原子、−CF
3、−CHF2、−OCF3または−OCHF2を表わし、
Z1は、−COO−、−CH2CH2−、−CH=CH
−、−C≡C−または単結合を表わし、A1は一般式
(2)[Chemical 1] Liquid crystal compound wherein represented in, R 1 is 1 to the number of carbon atoms
Represents a linear alkyl group having 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, R 2 represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a linear alkoxy group, or —CN or fluorine; atom, -CF 3, -CHF 2, -OCF 3
Or represents -OCHF 2, S 1, S 2 may be the same or different, each represents a hydrogen atom, a fluorine atom, -CF
3, -CHF 2, represents -OCF 3 or -OCHF 2,
Z 1 is, -COO -, - CH 2 CH 2 -, - CH = CH
-, - C≡C- or a single bond, A 1 is Formula (2)
【化2】 で表される基である〕あるいは一般式(3)で表される
液晶化合物[Chemical 2] Or a liquid crystal compound represented by the general formula (3)
【化3】 〔式中、R3 は、一般式(1)のR1と同意義であり、
R4は一般式(1)のR2と同意義であり、S3、S4は、
同一でも異なっていてもよく、各々一般式(1)の
S1、S2と同意義であり、Z2、Z3は、同一でも異なっ
ていてもよく、各々一般式(1)のZ1と同意義であ
り、 A2、A3は、同一でも異なっていてもよく、各々
一般式(1)のA1と同意義である。〕などを使用する
ことができる。[Chemical 3] [In the formula, R 3 has the same meaning as R 1 in the general formula (1),
R 4 has the same meaning as R 2 in the general formula (1), and S 3 and S 4 are
They may be the same or different and each has the same meaning as S 1 and S 2 in the general formula (1), Z 2 and Z 3 may be the same or different, and Z 1 and Z 1 in the general formula (1) respectively. A 2 and A 3 may be the same or different and each has the same meaning as A 1 of the general formula (1). ] And the like can be used.
【0013】これらの液晶組成物の成分は、単一成分で
あっても複数成分の混合物であっても良い。たとえば、
BDH社製のE−8、E−44やチッソ(株)製のGR
−63などの混合液晶を使用することができる。また、
二色性色素などを含有したものであってもよい。用いら
れる液晶組成物としては、液晶調光素子のコントラスト
を上げるためには屈折率異方性(△n)の大きい物が好
ましい。また、駆動電圧を小さくするためには誘電率異
方性(△ε)の大きい物が好ましい。The components of these liquid crystal compositions may be a single component or a mixture of a plurality of components. For example,
E-8, E-44 made by BDH and GR made by Chisso Corporation
A mixed liquid crystal such as −63 can be used. Also,
It may contain a dichroic dye or the like. The liquid crystal composition used is preferably one having a large refractive index anisotropy (Δn) in order to increase the contrast of the liquid crystal light control device. Further, in order to reduce the driving voltage, a material having a large dielectric anisotropy (Δε) is preferable.
【0014】本発明で用いられる透明液体物質は、透明
樹脂および液晶組成物に不溶であるものであればよい。
例えば、水、多価アルコール類、多価アルコール類の誘
導体、流動パラフィン類、シリコンオイル類、フッ素オ
イル類など特に限定されるものではないが、シリコンオ
イル類、フッ素オイル類を特に好ましく用いることがで
きる。これらの透明液体物質は、単独で用いてもよく2
種以上併用してもよい。用いられる透明液体物質として
は、沸点が高く揮発性が小さい物、爆発性・毒性が小さ
く危険性が少ない物、化学的に安定である物が好まし
い。The transparent liquid substance used in the present invention may be any substance that is insoluble in the transparent resin and the liquid crystal composition.
For example, water, polyhydric alcohols, derivatives of polyhydric alcohols, liquid paraffins, silicone oils, fluorine oils and the like are not particularly limited, but silicone oils and fluorine oils are particularly preferably used. it can. These transparent liquid substances may be used alone 2
You may use together 1 or more types. The transparent liquid substance used is preferably a substance having a high boiling point and a low volatility, a substance having a low explosiveness / toxicity and a low risk, and a substance which is chemically stable.
【0015】調光層中での液晶組成物の占める割合は、
50%(重量%、以下同様)以上であり好ましくは70
%以上である。電界に応答する液晶組成物の占める割合
が50%より小さくなると、調光層の電気光学特性が極
端に悪化する。The proportion of the liquid crystal composition in the light control layer is
50% (% by weight, the same applies below) and preferably 70
% Or more. When the proportion of the liquid crystal composition that responds to the electric field is smaller than 50%, the electro-optical characteristics of the light control layer are extremely deteriorated.
【0016】一方、調光層中での透明液体物質の占める
割合は、0.1〜45%であり好ましくは1〜25%で
ある。透明液体物質の占める割合が0.1%より小さく
なると、液晶組成物ー透明液体物質の界面の面積が小さ
くなって透明液体物質の効果が低減する。45%より大
きくなると、相対的に透明樹脂の割合が低下して、調光
層の安定性・成形性が低下する。On the other hand, the proportion of the transparent liquid substance in the light control layer is 0.1 to 45%, preferably 1 to 25%. If the proportion of the transparent liquid substance is less than 0.1%, the area of the interface between the liquid crystal composition and the transparent liquid substance is reduced, and the effect of the transparent liquid substance is reduced. When it is more than 45%, the ratio of the transparent resin is relatively lowered, and the stability and moldability of the light control layer are lowered.
【0017】また、調光層中の光重合性組成物の占める
割合は5〜49.9%であり、好ましくは20〜40%
である。The proportion of the photopolymerizable composition in the light control layer is 5 to 49.9%, preferably 20 to 40%.
Is.
【0018】上述した様な透明液体物質、液晶組成物、
光重合性組成物及び必要により重合開始剤などの添加剤
を少なくとも一方が透明である一対の電極層の間に、封
入した後、光重合性組成物を重合させるさせることによ
り透明樹脂を形成させ、よって得られる透明樹脂に液晶
組成物及び透明液体物質を良好に分散させた調光層を作
成する。この際光重合性組成物を重合させる方法として (1)加熱 (2)可視光線、紫外線、電子線あるいはX線等の放射
線の照射 等が考えられるが本発明は必ずしもこれらに限定される
ものではないが、紫外線照射が実用上特に好ましい。こ
の際少量の公知のラジカル重合開始剤あるいは光重合開
始剤を添加することにより反応を容易にすることができ
る。A transparent liquid substance, a liquid crystal composition as described above,
After encapsulating the photopolymerizable composition and optionally an additive such as a polymerization initiator between a pair of electrode layers, at least one of which is transparent, a transparent resin is formed by polymerizing the photopolymerizable composition. A liquid crystal composition and a transparent liquid substance are well dispersed in the transparent resin thus obtained to form a light control layer. At this time, as a method of polymerizing the photopolymerizable composition, (1) heating and (2) irradiation with radiation such as visible light, ultraviolet light, electron beam or X-ray can be considered, but the present invention is not necessarily limited to these. However, UV irradiation is particularly preferable for practical use. At this time, the reaction can be facilitated by adding a small amount of a known radical polymerization initiator or photopolymerization initiator.
【0019】調光層中の液晶組成物の粒径は、透明樹
脂、液晶組成物および透明液体物質の組み合わせや混合
比、或いは調光層の製法などによって変わる。液晶組成
物の平均粒径は、通常100μm以下であるものが好ま
しく、1.0〜20μmであるものがさらに好ましい。
粒径は、幅広い分布があってもよい。調光層の膜厚は通
常1〜100μmであり好ましくは2〜20μmであ
る。膜厚が1μm未満では調光層の散乱強度が低下して
コントラストが悪化し、100μmをこえると駆動電圧
が高くなる。The particle size of the liquid crystal composition in the light control layer varies depending on the combination and mixing ratio of the transparent resin, the liquid crystal composition and the transparent liquid substance, or the manufacturing method of the light control layer. The liquid crystal composition preferably has an average particle diameter of usually 100 μm or less, more preferably 1.0 to 20 μm.
The particle size may have a wide distribution. The thickness of the light control layer is usually 1 to 100 μm, preferably 2 to 20 μm. If the film thickness is less than 1 μm, the scattering intensity of the light control layer is lowered to deteriorate the contrast, and if it exceeds 100 μm, the driving voltage is increased.
【0020】また、調光層は必要に応じて少量の重合開
始剤の他に少量の光吸収性物質、光安定剤、酸化防止
剤、滑剤、界面活性剤、無機充填剤、などの各種添加剤
を含んでいてもよい。In addition to the small amount of the polymerization initiator, the light control layer may also contain a small amount of various substances such as a light absorbing substance, a light stabilizer, an antioxidant, a lubricant, a surfactant, an inorganic filler, and the like. You may include the agent.
【0021】調光層に電界を印加するための2枚の電極
層は、その少なくとも一方が透明であることが必要であ
る。電極層の具体例としては、ITO(Indium Tin O
xide)、酸化錫などのような透明な金属酸化物の他に
銅、アルミニウムのような導電性金属を使用することが
できる。また、双方に透明電極を設けると作成された液
晶調光素子は透過型となり、光シャッター、投射型ディ
スプレイなどに使用することができる。At least one of the two electrode layers for applying an electric field to the light control layer needs to be transparent. Specific examples of the electrode layer include ITO (Indium Tin O
In addition to transparent metal oxides such as xide) and tin oxide, conductive metals such as copper and aluminum can be used. Further, by providing transparent electrodes on both sides, the produced liquid crystal light control device becomes a transmissive type and can be used for an optical shutter, a projection type display and the like.
【0022】[0022]
【作用】本発明は、光重合性組成物、液晶組成物および
透明液体物質からなる混合物に加熱または放射線を照射
することにより得られる透明樹脂、液晶組成物及び透明
液体物質の3要素よりなる相分離系の調光層を有する高
分子分散型液晶調光素子である。この高分子分散型液晶
調光素子は、従来の性能を保持しつつ、コントラスト、
駆動電圧、ヒステリシス特性を改良されたものである。
本発明の液晶調光素子においては、透明樹脂、液晶組成
物及び透明液体物質は互いに不溶であるため、透明樹脂
ー液晶組成物、液晶組成物ー透明液体物質及び透明樹脂
ー透明液体物質の3種の界面が生じる。この3種の界面
はそれぞれが光散乱因子となることから、従来の高分子
分散型液晶調光素子やエマルジョン型液晶調光素子に比
べて、電圧無印加時の調光層の光散乱強度が増大しコン
トラストが向上する。The present invention provides a phase composed of three elements, a transparent resin, a liquid crystal composition and a transparent liquid substance obtained by heating or irradiating a mixture of a photopolymerizable composition, a liquid crystal composition and a transparent liquid substance. A polymer-dispersed liquid crystal light control device having a separate light control layer. This polymer-dispersed liquid crystal light control device maintains the conventional performance while maintaining the contrast,
The drive voltage and hysteresis characteristics are improved.
In the liquid crystal light control device of the present invention, the transparent resin, the liquid crystal composition, and the transparent liquid substance are insoluble in each other, and therefore, the transparent resin-liquid crystal composition, the liquid crystal composition-transparent liquid substance, and the transparent resin-transparent liquid substance can be used. A seed interface occurs. Since each of these three types of interfaces becomes a light scattering factor, the light scattering intensity of the light control layer when no voltage is applied is higher than that of the conventional polymer dispersion type liquid crystal light control device or emulsion type liquid crystal light control device. And the contrast is improved.
【0023】調光層の構造は、透明樹脂、液晶組成物お
よび透明液体物質の組成比、密度、表面張力、溶解パラ
メーターなどの因子によって変わる。本発明において
は、例えば3次元スポンジ状の透明樹脂中に液晶組成物
および透明液体物質が分散しているような構造をとって
いると思われる。The structure of the light control layer changes depending on factors such as the composition ratio of the transparent resin, the liquid crystal composition and the transparent liquid substance, the density, the surface tension, and the dissolution parameter. In the present invention, it is considered that the liquid crystal composition and the transparent liquid substance are dispersed in a three-dimensional sponge-like transparent resin, for example.
【0024】第3図は、本発明の液晶調光素子の一例の
断面図を示す。第1図、第2図と同様に、液晶調光素子
は、対向する一対の電極層(3.1)の間に調光層
(3.2)を挟持している。調光層(3.2)は、3次
元スポンジ状の透明樹脂(3.3)中に液晶組成物
(3.4)および透明液体物質(3.6)が分散した構
造を有している。したがって、流動性のある液晶組成物
(3.4)及び透明液体物質(3.6)は透明樹脂
(3.3)中で安定に保持されている。図に示すよう
に、透明樹脂ー液晶組成物の界面(3.5)に比べて液
晶組成物ー透明液体物質の界面(3.7)の割合が大き
くなると、液晶組成物ー透明液体物質の界面(3.7)
の相互作用が支配的になって、良好な電気光学特性が得
られる。FIG. 3 shows a sectional view of an example of the liquid crystal light control device of the present invention. Similar to FIGS. 1 and 2, the liquid crystal light control device has a light control layer (3.2) sandwiched between a pair of electrode layers (3.1) facing each other. The light control layer (3.2) has a structure in which a liquid crystal composition (3.4) and a transparent liquid substance (3.6) are dispersed in a three-dimensional sponge-like transparent resin (3.3). . Therefore, the liquid crystal composition (3.4) and the transparent liquid substance (3.6) having fluidity are stably retained in the transparent resin (3.3). As shown in the figure, when the ratio of the liquid crystal composition-transparent liquid substance interface (3.7) is larger than that of the transparent resin-liquid crystal composition interface (3.5), the liquid crystal composition-transparent liquid substance Interface (3.7)
The interaction becomes dominant, and good electro-optical characteristics are obtained.
【0025】[0025]
【実施例】実施例を用いて本発明を更に具体的に記載す
るが、本発明は、これらにより限定されるものではな
い。The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
【0026】[0026]
【実施例1】光重合性組成物として2ーエチルヘキシル
アクリレート(EHA)、トリメチロールプロパントリ
アクリレート(TMPTA)およびスリーボンド(株)
製の光硬化性樹脂(3052)、液晶組成物としてチッ
ソ(株)製のネマティック混合液晶(GR−63)、透
明液体物質として信越化学工業(株)製のシリコンオイ
ル(KF−56)を重量比がEHA/TMPTA/30
52/GR−63/KF−56=4/4/9/75/8
になるように混合した。次いで、メルク(株)製の重合
開始剤(ダロキュアー1173)を前駆体モノマーに対
して1.0%になるように加えて混合溶液を作製した。
前記混合溶液を間隔保持用のスペーサーを介在させた2
枚のITO電極付のガラス基板間に注入した後、紫外線
を照射して光重合性組成物を重合させて液晶調光素子を
作製した。この液晶調光素子は、常温で強い光散乱を示
し長期間安定であった。得られた液晶調光素子に0〜5
0Vの電圧を印加して印加電圧と光透過率の関係を調べ
た。第4図はEHA/TMPTA/3052/GR−6
3/KF−56=4/4/9/75/8の液晶調光素子
の印加電圧ー光透過率曲線を示す。この液晶調光素子
は、コントラスト=4.5、しきい値電圧=5V、ヒス
テリシスの大きさΔV=1.5Vであった。Example 1 As a photopolymerizable composition, 2-ethylhexyl acrylate (EHA), trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) and ThreeBond Co., Ltd.
Made of photo-curable resin (3052), liquid crystal composition of nematic mixed liquid crystal (GR-63) made by Chisso Corporation, and silicone oil (KF-56) made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. as transparent liquid substance. Ratio is EHA / TMPTA / 30
52 / GR-63 / KF-56 = 4/4/9/75/8
Mixed so that Then, a polymerization initiator (Darocur 1173) manufactured by Merck Ltd. was added so as to be 1.0% with respect to the precursor monomer to prepare a mixed solution.
The mixed solution was interleaved with a spacer for holding the space 2
After being injected between the glass substrates with ITO electrodes, the liquid crystal light control device was prepared by irradiating ultraviolet rays to polymerize the photopolymerizable composition. This liquid crystal light control device showed strong light scattering at room temperature and was stable for a long period of time. 0-5 for the obtained liquid crystal light control device.
A voltage of 0 V was applied and the relationship between the applied voltage and the light transmittance was examined. Figure 4 shows EHA / TMPTA / 3052 / GR-6.
The applied voltage-light transmittance curve of the liquid crystal light control device of 3 / KF-56 = 4/4/9/75/8 is shown. This liquid crystal light control device had a contrast of 4.5, a threshold voltage of 5V, and a hysteresis magnitude ΔV of 1.5V.
【0027】[0027]
【比較例1】EHA/TMPTA/3052/GR−6
3の重量比が6/6/13/75で、シリコンオイルを
添加しないこと以外は実施例1と同様の方法で液晶調光
素子を作製した。この液晶調光素子は、常温で強い光散
乱を示し長期間安定であった。得られた液晶調光素子に
0〜50Vの電圧を印加して印加電圧と光透過率の関係
を調べた。第5図はEHA/TMPTA/3052/G
R−63=6/6/13/75の液晶調光素子の印加電
圧ー光透過率曲線を示す。この液晶調光素子は、コント
ラスト=2.3、しきい値電圧=7V、ヒステリシスの
大きさΔV=2.2Vであり実施例1のものより電気光
学特性の点で劣るものであった。[Comparative Example 1] EHA / TMPTA / 3052 / GR-6
A liquid crystal light control device was produced in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of 3 was 6/6/13/75 and silicon oil was not added. This liquid crystal light control device showed strong light scattering at room temperature and was stable for a long period of time. A voltage of 0 to 50 V was applied to the obtained liquid crystal light control device, and the relationship between the applied voltage and the light transmittance was examined. Figure 5 shows EHA / TMPTA / 3052 / G
The applied voltage-light transmittance curve of the liquid crystal light control device of R-63 = 6/6/13/75 is shown. This liquid crystal light control device had a contrast of 2.3, a threshold voltage of 7 V, and a hysteresis magnitude ΔV of 2.2 V, and was inferior in electro-optical characteristics to those of Example 1.
【0028】[0028]
【比較例2】KF−56/GR−63の重量比が25/
75で、光重合性組成物および重合開始剤を添加しない
こと以外は実施例1と同様の方法で液晶調光素子を作製
した。この液晶調光素子は強い光散乱を示したが、2日
間放置したところ散乱強度が低下した。 この素子はエ
マルジョン型液晶調光素子であり、実施例1の素子より
安定性・成形性の点で劣るものであった。Comparative Example 2 The weight ratio of KF-56 / GR-63 is 25 /.
At 75, a liquid crystal light control device was produced in the same manner as in Example 1 except that the photopolymerizable composition and the polymerization initiator were not added. This liquid crystal light control device showed strong light scattering, but the scattering intensity decreased when left for 2 days. This device was an emulsion type liquid crystal light control device, and was inferior in stability and moldability to the device of Example 1.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明の液晶調光素子は高コントラス
ト、低駆動電圧でヒステリシスが小さく、かつ、充分な
安定性及び成形性を有し、その実用価値は大である。The liquid crystal light control device of the present invention has high contrast, low driving voltage, small hysteresis, sufficient stability and moldability, and its practical value is great.
【図1】従来の高分子分散型液晶調光素子の一例の断面
図を示す。FIG. 1 shows a cross-sectional view of an example of a conventional polymer-dispersed liquid crystal light control device.
【図2】エマルジョン型液晶調光素子の一例の断面図を
示す。FIG. 2 shows a sectional view of an example of an emulsion type liquid crystal light control device.
【図3】本発明における液晶調光素子の一例の断面図を
示す。FIG. 3 is a sectional view showing an example of a liquid crystal light control device according to the present invention.
【図4】実施例1の液晶調光素子の印加電圧ー光透過率
曲線を示す。4 shows an applied voltage-light transmittance curve of the liquid crystal light control device of Example 1. FIG.
【図5】比較例1の液晶調光素子の印加電圧ー光透過率
曲線を示す。5 shows an applied voltage-light transmittance curve of the liquid crystal light control device of Comparative Example 1. FIG.
1.1、2.1、3.1....電極層 1.2、2.2、3.2....調光層 1.3、3.3....透明樹脂 1.4、2.4、3.4....液晶組成物 1.5、3.5....透明樹脂ー液晶組成物の界面 2.6、3.6....透明液体物質 2.7、3.7....液晶組成物ー透明液体物質の界面 1.1, 2.1, 3.1 ... Electrode layer 1.2, 2.2, 3.2 .... Light control layer 1.3, 3.3 .... Transparent resin 1. 4, 2.4, 3.4 .... Liquid crystal composition 1.5, 3.5 .. Interface of transparent resin-liquid crystal composition 2.6, 3.6 .... Transparent liquid substance 2 .7, 3.7 .... Interface between liquid crystal composition and transparent liquid substance
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09K 19/38 9279−4H 19/54 Z 9279−4H G02F 1/13 101 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C09K 19/38 9279-4H 19/54 Z 9279-4H G02F 1/13 101
Claims (5)
層の間に、光重合性組成物、液晶組成物および透明液体
物質及び必要により重合開始剤を封入した後、該光重合
性組成物を重合させることにより透明樹脂を形成させ、
よって得られる透明樹脂に液晶組成物及び透明液体物質
を分散させた調光層を挟持させてなることを特徴とする
高分子分散型液晶調光素子。1. A photopolymerizable composition, a liquid crystal composition, a transparent liquid substance and, if necessary, a polymerization initiator enclosed between a pair of electrode layers, at least one of which is transparent. By forming a transparent resin by polymerizing,
A polymer-dispersed liquid crystal light control device, comprising a transparent resin thus obtained, and a light control layer in which a liquid crystal composition and a transparent liquid substance are dispersed, sandwiched therebetween.
ステリック液晶のいずれかである特許請求項1記載の液
晶調光素子。2. The liquid crystal light control device according to claim 1, wherein the liquid crystal composition is a nematic liquid crystal or a cholesteric liquid crystal.
特許請求項1記載の液晶調光素子。3. The liquid crystal light control device according to claim 1, wherein the liquid crystal composition is a smectic liquid crystal.
フッ素オイル類のいずれかである特許請求項1記載の液
晶調光素子。4. The liquid crystal light control device according to claim 1, wherein the transparent liquid substance is either silicon oil or fluorine oil.
層の間に、光重合性組成物、液晶組成物および透明液体
物質及び必要により重合開始剤を封入した後、これらの
混合物に紫外線を照射し、該光重合性組成物を重合させ
ることにより透明樹脂を形成させ、よって得られる透明
樹脂に液晶組成物及び透明液体物質を分散させた調光層
を挟持させてなることを特徴とする高分子分散型液晶調
光素子の製造方法。5. A photopolymerizable composition, a liquid crystal composition and a transparent liquid substance and, if necessary, a polymerization initiator are enclosed between a pair of electrode layers, at least one of which is transparent, and then the mixture is irradiated with ultraviolet rays. A transparent resin is formed by polymerizing the photopolymerizable composition, and the transparent resin thus obtained is sandwiched with a light control layer in which a liquid crystal composition and a transparent liquid substance are dispersed. A method for manufacturing a molecular dispersion type liquid crystal light control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5277528A JPH07175045A (en) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | Liquid crystal light control device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5277528A JPH07175045A (en) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | Liquid crystal light control device and manufacturing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07175045A true JPH07175045A (en) | 1995-07-14 |
Family
ID=17584838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5277528A Pending JPH07175045A (en) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | Liquid crystal light control device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07175045A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019026621A1 (en) | 2017-08-02 | 2019-02-07 | Jnc株式会社 | Liquid crystal composite and liquid crystal light control element |
| KR20190071681A (en) | 2016-10-21 | 2019-06-24 | 제이엔씨 주식회사 | Illuminating liquid crystal composition and liquid crystal light modulating element |
| KR20190075901A (en) | 2016-10-27 | 2019-07-01 | 제이엔씨 주식회사 | Illuminating liquid crystal composition and liquid crystal light modulating element |
| KR20190090774A (en) | 2016-12-06 | 2019-08-02 | 제이엔씨 주식회사 | Liquid Crystal Composites and Liquid Crystal Dimming Devices |
| TWI805839B (en) * | 2018-11-06 | 2023-06-21 | 日商捷恩智股份有限公司 | LCD dimming element |
-
1993
- 1993-10-08 JP JP5277528A patent/JPH07175045A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190071681A (en) | 2016-10-21 | 2019-06-24 | 제이엔씨 주식회사 | Illuminating liquid crystal composition and liquid crystal light modulating element |
| KR20190075901A (en) | 2016-10-27 | 2019-07-01 | 제이엔씨 주식회사 | Illuminating liquid crystal composition and liquid crystal light modulating element |
| KR20190090774A (en) | 2016-12-06 | 2019-08-02 | 제이엔씨 주식회사 | Liquid Crystal Composites and Liquid Crystal Dimming Devices |
| WO2019026621A1 (en) | 2017-08-02 | 2019-02-07 | Jnc株式会社 | Liquid crystal composite and liquid crystal light control element |
| KR20200033796A (en) | 2017-08-02 | 2020-03-30 | 제이엔씨 주식회사 | Liquid crystal composite and liquid crystal dimming element |
| TWI805839B (en) * | 2018-11-06 | 2023-06-21 | 日商捷恩智股份有限公司 | LCD dimming element |
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