JPH07281158A - 液晶光変調素子の製造方法 - Google Patents
液晶光変調素子の製造方法Info
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- JPH07281158A JPH07281158A JP9386994A JP9386994A JPH07281158A JP H07281158 A JPH07281158 A JP H07281158A JP 9386994 A JP9386994 A JP 9386994A JP 9386994 A JP9386994 A JP 9386994A JP H07281158 A JPH07281158 A JP H07281158A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 駆動電圧が低く、コントラストが高く、更に
耐熱性に優れ、信頼性の高い液晶光変調素子を提供する
こと。 【構成】 液晶がミクロンサイズで高分子マトリックス
中に分散保持された液晶/高分子複合膜を、少なくとも
一方が透明である一対の導電性基板で狭持してなる液晶
光変調素子の製造方法において、液晶分散液を一方の導
電性基板面に塗布及び乾燥する製膜工程と、該塗膜を加
熱処理する加熱工程とを含むことを特徴とする液晶光変
調素子の製造方法。
耐熱性に優れ、信頼性の高い液晶光変調素子を提供する
こと。 【構成】 液晶がミクロンサイズで高分子マトリックス
中に分散保持された液晶/高分子複合膜を、少なくとも
一方が透明である一対の導電性基板で狭持してなる液晶
光変調素子の製造方法において、液晶分散液を一方の導
電性基板面に塗布及び乾燥する製膜工程と、該塗膜を加
熱処理する加熱工程とを含むことを特徴とする液晶光変
調素子の製造方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電界や熱に対して応答
性を有し、情報の表示や記録を行うことが出来る液晶/
高分子複合膜を用いた液晶光変調素子に関するものであ
り、本発明の液晶光変調素子は、調光パネル、ディスプ
レイ、記録媒体等に幅広く応用することが出来る。
性を有し、情報の表示や記録を行うことが出来る液晶/
高分子複合膜を用いた液晶光変調素子に関するものであ
り、本発明の液晶光変調素子は、調光パネル、ディスプ
レイ、記録媒体等に幅広く応用することが出来る。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイは、低消費電力、軽
量、薄膜等の特徴を有している為、文字や画像の表示媒
体として、腕時計、電卓、パソコン、テレビ等に幅広く
用いられている。一般的なTN−及びSTN−液晶ディ
スプレイは、透明電極を有するガラス板間に所定のシー
ル等が施された液晶セル中に液晶を封入し、更に両面か
ら偏光板でサンドイッチされたものである。
量、薄膜等の特徴を有している為、文字や画像の表示媒
体として、腕時計、電卓、パソコン、テレビ等に幅広く
用いられている。一般的なTN−及びSTN−液晶ディ
スプレイは、透明電極を有するガラス板間に所定のシー
ル等が施された液晶セル中に液晶を封入し、更に両面か
ら偏光板でサンドイッチされたものである。
【0003】しかしながら、上記の液晶ディスプレイ
は、(1)2枚の偏光板が必要である為に視野角が狭
く、又、輝度が不足している為、高消費電力のバックラ
イトが必要である、(2)セル厚依存性が大きく大面積
化が困難である、(3)構造が複雑で、セルへの液晶の
封入が困難な為、製造コストが高い等の問題があり、液
晶ディスプレイの軽量化、薄膜化、大面積化、低消費電
力化、低コスト化等には限界がある。
は、(1)2枚の偏光板が必要である為に視野角が狭
く、又、輝度が不足している為、高消費電力のバックラ
イトが必要である、(2)セル厚依存性が大きく大面積
化が困難である、(3)構造が複雑で、セルへの液晶の
封入が困難な為、製造コストが高い等の問題があり、液
晶ディスプレイの軽量化、薄膜化、大面積化、低消費電
力化、低コスト化等には限界がある。
【0004】この様な問題点を解決する液晶表示媒体と
して、液晶を高分子マトリックス分散させた液晶/高分
子複合膜の応用が期待され、その研究開発が活発化して
きた。既に、次に示す様な技術が開示されている。液晶
/高分子複合膜の製造方法は、主として、エマルジョン
法と相分離法に分類することが出来る。
して、液晶を高分子マトリックス分散させた液晶/高分
子複合膜の応用が期待され、その研究開発が活発化して
きた。既に、次に示す様な技術が開示されている。液晶
/高分子複合膜の製造方法は、主として、エマルジョン
法と相分離法に分類することが出来る。
【0005】エマルジョン法には、ポリビニルアルコー
ル(PVA)を保護コロイドとして液晶を乳化した水溶
液から複合膜を作製する方法(特表昭58−50163
1号公報参照)、液晶エマルジョンをラテックスと混合
して水溶液から複合膜を作製する方法(特表昭60−2
52687号公報参照)等が挙げられる。
ル(PVA)を保護コロイドとして液晶を乳化した水溶
液から複合膜を作製する方法(特表昭58−50163
1号公報参照)、液晶エマルジョンをラテックスと混合
して水溶液から複合膜を作製する方法(特表昭60−2
52687号公報参照)等が挙げられる。
【0006】一方、相分離法は、更に液晶とマトリック
ス樹脂の相分離状態を固定する方法と膜形成時に液晶を
マトリックス樹脂から相分離させる方法に分類すること
が出来る。相分離状態を固定する方法としては、エポキ
シ樹脂中に液晶を分散した後、硬化する方法(特表昭6
1−502128号公報参照)、UV硬化樹脂中に液晶
を分散した後、硬化する方法(特表昭62−2231号
公報参照)が開示されている。
ス樹脂の相分離状態を固定する方法と膜形成時に液晶を
マトリックス樹脂から相分離させる方法に分類すること
が出来る。相分離状態を固定する方法としては、エポキ
シ樹脂中に液晶を分散した後、硬化する方法(特表昭6
1−502128号公報参照)、UV硬化樹脂中に液晶
を分散した後、硬化する方法(特表昭62−2231号
公報参照)が開示されている。
【0007】
【問題が解決しようとしている問題点】上記従来の液晶
/高分子複合膜に関する従来技術においては、複合膜か
らの液晶のしみだし、素子の駆動電圧が高い、表示のコ
ントラストが低い、複合膜製造時における液晶分散液の
コーティング適性が低い等の問題点がある。上記液晶の
しみだしがなく、素子の低駆動電圧を低下させる為に
は、複合膜中の高分子マトリックスの含有量を低下させ
る必要があるが、従来の方法では、複合膜中の高分子マ
トリックスの含有量を減少させると共に液晶が連続相と
なり、液晶のしみだしという問題点を生じる。又、膜厚
を低下させることによって素子の駆動電圧を下げる方法
では、表示のコントラストがつきにくいという問題が生
じる。
/高分子複合膜に関する従来技術においては、複合膜か
らの液晶のしみだし、素子の駆動電圧が高い、表示のコ
ントラストが低い、複合膜製造時における液晶分散液の
コーティング適性が低い等の問題点がある。上記液晶の
しみだしがなく、素子の低駆動電圧を低下させる為に
は、複合膜中の高分子マトリックスの含有量を低下させ
る必要があるが、従来の方法では、複合膜中の高分子マ
トリックスの含有量を減少させると共に液晶が連続相と
なり、液晶のしみだしという問題点を生じる。又、膜厚
を低下させることによって素子の駆動電圧を下げる方法
では、表示のコントラストがつきにくいという問題が生
じる。
【0008】又、従来の高分子マトリックスは、ポリビ
ニルアルコール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリチオールのUV硬化樹
脂等、耐水性及び熱安定性に劣っていたり、分子運動性
の高く、デバイスとして用いる場合の信頼性及び安定性
に掛けるだけでなく、電気光学効果(例えば応答性)に
も問題となる。
ニルアルコール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリチオールのUV硬化樹
脂等、耐水性及び熱安定性に劣っていたり、分子運動性
の高く、デバイスとして用いる場合の信頼性及び安定性
に掛けるだけでなく、電気光学効果(例えば応答性)に
も問題となる。
【0009】コーティング適性についても、液晶粒子が
完全にポリマーによって包含されていない、即ち、エマ
ルジョンになっていない為、粘度のコントロールが困難
で、安定した膜を形成することは出来ない。これらの問
題点を解決する方法として、特開平1−203494号
公報に、液晶のマイクロカプセル化することが提案され
ている。又、特開平4−179918号公報には、マイ
クロカプセル化した液晶を電着コーティングすることに
より、基板上に液晶/高分子複合膜をパターン状に形成
する方法が提案されている。
完全にポリマーによって包含されていない、即ち、エマ
ルジョンになっていない為、粘度のコントロールが困難
で、安定した膜を形成することは出来ない。これらの問
題点を解決する方法として、特開平1−203494号
公報に、液晶のマイクロカプセル化することが提案され
ている。又、特開平4−179918号公報には、マイ
クロカプセル化した液晶を電着コーティングすることに
より、基板上に液晶/高分子複合膜をパターン状に形成
する方法が提案されている。
【0010】ところが、液晶を内包したマイクロカプセ
ルを塗布して成膜するには、バインダーとなる樹脂が必
要になる。このバインダーによる電圧降下の為、得られ
た塗膜を駆動させるには高い電圧を要することになる。
又、用いるバインダーの量を少なくした場合には、得ら
れた液晶/高分子複合膜の中には微小な空隔が発生し、
この空隙による電圧降下が生ずる。更には空隙による光
散乱が起こる為に電圧印加時の透明性も悪化するという
問題が起こる。従って、本発明の目的は、上記従来技術
の問題を解決し、駆動電圧が低く、コントラストが高
く、更に耐熱性に優れ、信頼性の高い液晶光変調素子を
提供することである。
ルを塗布して成膜するには、バインダーとなる樹脂が必
要になる。このバインダーによる電圧降下の為、得られ
た塗膜を駆動させるには高い電圧を要することになる。
又、用いるバインダーの量を少なくした場合には、得ら
れた液晶/高分子複合膜の中には微小な空隔が発生し、
この空隙による電圧降下が生ずる。更には空隙による光
散乱が起こる為に電圧印加時の透明性も悪化するという
問題が起こる。従って、本発明の目的は、上記従来技術
の問題を解決し、駆動電圧が低く、コントラストが高
く、更に耐熱性に優れ、信頼性の高い液晶光変調素子を
提供することである。
【0011】
【問題を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明に
よって達成される。即ち、本発明は、液晶がミクロンサ
イズで高分子マトリックス中に分散保持された液晶/高
分子複合膜を、少なくとも一方が透明である一対の導電
性基板で狭持してなる液晶光変調素子の製造方法におい
て、液晶分散液を一方の導電性基板面に塗布及び乾燥す
る製膜工程と、該塗膜を加熱処理する加熱工程とを含む
ことを特徴とする液晶光変調素子の製造方法である。
よって達成される。即ち、本発明は、液晶がミクロンサ
イズで高分子マトリックス中に分散保持された液晶/高
分子複合膜を、少なくとも一方が透明である一対の導電
性基板で狭持してなる液晶光変調素子の製造方法におい
て、液晶分散液を一方の導電性基板面に塗布及び乾燥す
る製膜工程と、該塗膜を加熱処理する加熱工程とを含む
ことを特徴とする液晶光変調素子の製造方法である。
【0012】
【作用】液晶を熱硬化性樹脂によってマイクロカプセル
化して分散液を作製し、これを基板上に塗布及び乾燥し
た後、該塗膜を加熱処理して得られる液晶/高分子複合
膜を使用することにより、駆動電圧が低く、コントラス
トが高く、更に耐熱性に優れ、信頼性の高い液晶光変調
素子が提供される。
化して分散液を作製し、これを基板上に塗布及び乾燥し
た後、該塗膜を加熱処理して得られる液晶/高分子複合
膜を使用することにより、駆動電圧が低く、コントラス
トが高く、更に耐熱性に優れ、信頼性の高い液晶光変調
素子が提供される。
【0013】
【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。本発明で云う液晶とは、常
温付近で液晶状態を示す有機混合物であって、ネマチッ
ク液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶が含ま
れる。このうちネマチック液晶若しくはコレステリック
液晶を添加したネマティック液晶が表示素子として用い
る場合には特性上好ましい。
発明を更に詳しく説明する。本発明で云う液晶とは、常
温付近で液晶状態を示す有機混合物であって、ネマチッ
ク液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶が含ま
れる。このうちネマチック液晶若しくはコレステリック
液晶を添加したネマティック液晶が表示素子として用い
る場合には特性上好ましい。
【0014】又、メモリー機能が要求される場合にはス
メチック液晶を使用することが望ましい。尚、液晶中に
コントラスト或いは色調を改善させる為に色素を含有さ
せることも出来る。二色性色素を添加した場合には、散
乱−透過型の複合膜としてばかりでなく、色素のゲスト
−ホスト効果により、光吸収(着色)−透明状態でスイ
ッチングする複合膜として使用することも出来る。
メチック液晶を使用することが望ましい。尚、液晶中に
コントラスト或いは色調を改善させる為に色素を含有さ
せることも出来る。二色性色素を添加した場合には、散
乱−透過型の複合膜としてばかりでなく、色素のゲスト
−ホスト効果により、光吸収(着色)−透明状態でスイ
ッチングする複合膜として使用することも出来る。
【0015】上記液晶は、本発明においてはマイクロカ
プセル化して使用することが好ましい。マイクロカプセ
ル化する方法は特に限定されないが、特に熱硬化性樹脂
によってカプセル壁を作製することが好ましい。熱硬化
性カプセル壁の形成は、液晶粒子を水性媒体中に、界面
活性剤や保護コロイドを用いて乳化分散させ、水相側か
ら熱硬化樹脂の前駆体等のカプセル壁材料を供給する方
法により行なわれる。
プセル化して使用することが好ましい。マイクロカプセ
ル化する方法は特に限定されないが、特に熱硬化性樹脂
によってカプセル壁を作製することが好ましい。熱硬化
性カプセル壁の形成は、液晶粒子を水性媒体中に、界面
活性剤や保護コロイドを用いて乳化分散させ、水相側か
ら熱硬化樹脂の前駆体等のカプセル壁材料を供給する方
法により行なわれる。
【0016】水相側から前駆体を供給してin−sit
u重合法で液晶粒子表面にマイクロカプセル壁を形成す
る場合に用いられる前駆体の組み合わせとしては下記の
材料が好ましく用いられるが、本発明は特にこれらの材
料に限られない。 有機アミン+酸アマイド+水溶性エポキシ樹脂 尿素+ホルムアルデヒドプレポリマー 尿素+ホルムアルデヒド+ポリアクリル酸 アミノプラスト樹脂プレポリマー+界面活性剤 複素環状アミン+アルデヒド等。
u重合法で液晶粒子表面にマイクロカプセル壁を形成す
る場合に用いられる前駆体の組み合わせとしては下記の
材料が好ましく用いられるが、本発明は特にこれらの材
料に限られない。 有機アミン+酸アマイド+水溶性エポキシ樹脂 尿素+ホルムアルデヒドプレポリマー 尿素+ホルムアルデヒド+ポリアクリル酸 アミノプラスト樹脂プレポリマー+界面活性剤 複素環状アミン+アルデヒド等。
【0017】これら前駆体の重合反応には、加熱により
進行するが、場合により触媒が用いられる。液晶をマイ
クロカプセル化後、マトリックス樹脂を用いて液晶/高
分子複合膜を成膜後の加熱処理によりカプセル壁を硬化
させる為に、マイクロカプセル化時において、壁材料中
に反応性の基が残る様に重合反応を不完全な時点で終了
させることが好ましい。カプセル壁の形成は、in−s
itu重合法に限定されるものではなく、コアセルベー
ション法、液中乾燥法、液中硬化被覆法等を用いられる
ことも出来る。これらの方法を採用する場合にも、カプ
セル壁材料として用いる樹脂に熱硬化させる為の官能基
が導入されていることが好ましい。
進行するが、場合により触媒が用いられる。液晶をマイ
クロカプセル化後、マトリックス樹脂を用いて液晶/高
分子複合膜を成膜後の加熱処理によりカプセル壁を硬化
させる為に、マイクロカプセル化時において、壁材料中
に反応性の基が残る様に重合反応を不完全な時点で終了
させることが好ましい。カプセル壁の形成は、in−s
itu重合法に限定されるものではなく、コアセルベー
ション法、液中乾燥法、液中硬化被覆法等を用いられる
ことも出来る。これらの方法を採用する場合にも、カプ
セル壁材料として用いる樹脂に熱硬化させる為の官能基
が導入されていることが好ましい。
【0018】マイクロカプセル化液晶のカプセル壁の厚
さは、液晶光変調素子を駆動させる駆動電圧が高くなる
のを極力抑えるという観点から、薄い方が好ましく、本
発明においては約20〜200nm程度が良い。又、カ
プセル壁材料としては機械的強度が高いものが好ましく
選ばれる。好ましい条件で液晶粒子をカプセル化すれ
ば、得られた液晶マイクロカプセルの径は、始めに液晶
を乳化分散した際のエマルジョン粒子径に殆ど等しくす
ることが出来る。従って、液晶を水性媒体中に乳化分散
させる際の条件により、得られるカプセルの粒径を最適
化することが可能である。仮に、得られたマイクロカプ
セルの粒径分布が広く、望ましくない径のカプセルが混
在している場合には、遠心沈降方法や濾過方法等の方法
で望ましくない径のカプセルを取り除くことが出来る。
液晶マイクロカプセルの平均粒径は約1〜5μm程度が
好ましい。
さは、液晶光変調素子を駆動させる駆動電圧が高くなる
のを極力抑えるという観点から、薄い方が好ましく、本
発明においては約20〜200nm程度が良い。又、カ
プセル壁材料としては機械的強度が高いものが好ましく
選ばれる。好ましい条件で液晶粒子をカプセル化すれ
ば、得られた液晶マイクロカプセルの径は、始めに液晶
を乳化分散した際のエマルジョン粒子径に殆ど等しくす
ることが出来る。従って、液晶を水性媒体中に乳化分散
させる際の条件により、得られるカプセルの粒径を最適
化することが可能である。仮に、得られたマイクロカプ
セルの粒径分布が広く、望ましくない径のカプセルが混
在している場合には、遠心沈降方法や濾過方法等の方法
で望ましくない径のカプセルを取り除くことが出来る。
液晶マイクロカプセルの平均粒径は約1〜5μm程度が
好ましい。
【0019】液晶/高分子複合膜の電気光学特性には、
液晶に及ぼすマトリックス或はカプセル壁材料である高
分子材料のアンカリング力の大小が重要であることが知
られているが、高分子材料のアンカリング力を制御する
為に、上記方法で得られるカプセル壁の内側に更に異な
る樹脂によりなるカプセル壁を設けることも可能であ
る。内側のカプセル壁は、液晶中にモノマーやオリゴマ
ーを添加させた後に液晶を水性媒体に乳化分散後、液晶
中のモノマーやオリゴマーを重合させることにより形成
される。
液晶に及ぼすマトリックス或はカプセル壁材料である高
分子材料のアンカリング力の大小が重要であることが知
られているが、高分子材料のアンカリング力を制御する
為に、上記方法で得られるカプセル壁の内側に更に異な
る樹脂によりなるカプセル壁を設けることも可能であ
る。内側のカプセル壁は、液晶中にモノマーやオリゴマ
ーを添加させた後に液晶を水性媒体に乳化分散後、液晶
中のモノマーやオリゴマーを重合させることにより形成
される。
【0020】カプセル壁による電圧降下を抑える為に、
上記の様にカプセル壁はなるべく薄くすることが好まし
い。カプセル壁を二重にする場合には、内側のカプセル
壁には強度は必要とされない為に更に薄くすることが出
来、好ましいモノマーの添加量は、液晶に対してその
0.5〜5重量%程度である。尚、液晶中に二色性色素
を添加してゲストーホスト型の表示を行う場合、液晶中
に添加された色素はカプセル壁までも着色してしまい、
電圧印加時における色残りの原因となる為、色残りを最
小限に留める為にもモノマーの添加率は極力小さくする
ことが望ましい。
上記の様にカプセル壁はなるべく薄くすることが好まし
い。カプセル壁を二重にする場合には、内側のカプセル
壁には強度は必要とされない為に更に薄くすることが出
来、好ましいモノマーの添加量は、液晶に対してその
0.5〜5重量%程度である。尚、液晶中に二色性色素
を添加してゲストーホスト型の表示を行う場合、液晶中
に添加された色素はカプセル壁までも着色してしまい、
電圧印加時における色残りの原因となる為、色残りを最
小限に留める為にもモノマーの添加率は極力小さくする
ことが望ましい。
【0021】カプセルの内壁の形成に用いられるモノマ
ーとしては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ル、酢酸ビニル、スチレン、ポリイソシアナート−ポリ
オール、ポリイソシアナート−ポリアミン等ガ挙げられ
るが、アンカリング力の弱いポリマーを形成させるもの
としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ル、スチレン類が好ましい。又、弗素原子を持つアクリ
ル酸/メタクリル酸エステル類も特に好ましく用いられ
る。これらのモノマーは、ラジカル発生剤を添加して加
熱すれば、容易に重合してカプセル内壁を形成する。
尚、常温で液晶にモノマーが溶解しない場合には、高温
で色素を溶解した色素含有液晶を水性媒体中に分散する
ことも出来る。
ーとしては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ル、酢酸ビニル、スチレン、ポリイソシアナート−ポリ
オール、ポリイソシアナート−ポリアミン等ガ挙げられ
るが、アンカリング力の弱いポリマーを形成させるもの
としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ル、スチレン類が好ましい。又、弗素原子を持つアクリ
ル酸/メタクリル酸エステル類も特に好ましく用いられ
る。これらのモノマーは、ラジカル発生剤を添加して加
熱すれば、容易に重合してカプセル内壁を形成する。
尚、常温で液晶にモノマーが溶解しない場合には、高温
で色素を溶解した色素含有液晶を水性媒体中に分散する
ことも出来る。
【0022】内側のカプセル壁には大きな強度は必要な
いが、液晶との溶解性の低いモノマーを用いる場合に
は、重合により形成されるカプセル内壁は、分子量の低
いポリマーからなり、この場合には内側のカプセル材料
が外側のカプセル壁に取り込まれてしまい二重構造にな
らないことがある。この様な問題を解決する為には内壁
用モノマーとして多官能モノマーを併用する方法が好ま
しく用いられる。使用する多官能モノマーの比率が高す
ぎると、ゲル状の壁が出来てしまい液晶がゲル内に取り
込まれてしまったり、壁の内面に凹凸が出来る為、駆動
電圧を上げたり、コントラストを低下させることが起こ
る。好ましい多官能モノマーの使用量は、単官能モノマ
ーに対して通常その30重量%以下である。
いが、液晶との溶解性の低いモノマーを用いる場合に
は、重合により形成されるカプセル内壁は、分子量の低
いポリマーからなり、この場合には内側のカプセル材料
が外側のカプセル壁に取り込まれてしまい二重構造にな
らないことがある。この様な問題を解決する為には内壁
用モノマーとして多官能モノマーを併用する方法が好ま
しく用いられる。使用する多官能モノマーの比率が高す
ぎると、ゲル状の壁が出来てしまい液晶がゲル内に取り
込まれてしまったり、壁の内面に凹凸が出来る為、駆動
電圧を上げたり、コントラストを低下させることが起こ
る。好ましい多官能モノマーの使用量は、単官能モノマ
ーに対して通常その30重量%以下である。
【0023】以上の如くして得られる含液晶−高分子マ
イクロカプセルは、分散液の状態のままでキャストして
液晶/高分子複合膜を形成することも可能であるが、液
晶/高分子複合膜をキャストとして成膜するにせよ、電
着コーティングとして成膜するにせよ、いずれにしても
バインダーとなる樹脂を使用することが望ましい。
イクロカプセルは、分散液の状態のままでキャストして
液晶/高分子複合膜を形成することも可能であるが、液
晶/高分子複合膜をキャストとして成膜するにせよ、電
着コーティングとして成膜するにせよ、いずれにしても
バインダーとなる樹脂を使用することが望ましい。
【0024】バインダーとしては、例えば、ポリビニル
アルコール、アクリル酸共重合体、ゼラチン、水溶性ア
ルキッド樹脂等の水溶性高分子材料が好ましく使用され
る。使用されるバインダーの量はバインダーによる電圧
降下を抑える為に極力少なくすることが好ましい。バイ
ンダーの使用量としては、例えば、高分子材料/液晶=
5/95〜50/50、望ましくは30/70〜10/
90(重量比)の割合である。尚、マイクロカプセル化
後の分散液中に、不要となる界面活性剤、未反応のカプ
セル化剤、水分等を取り除く為に、遠心沈降、雰霧乾
燥、溶媒置換、乾燥濃縮等の操作を施して、マイクロカ
プセルを一旦重合媒体から分離し、分離したマイクロカ
プセルを適当な媒体中に再分散して液晶/高分子複合膜
の形成に使用してもよい。
アルコール、アクリル酸共重合体、ゼラチン、水溶性ア
ルキッド樹脂等の水溶性高分子材料が好ましく使用され
る。使用されるバインダーの量はバインダーによる電圧
降下を抑える為に極力少なくすることが好ましい。バイ
ンダーの使用量としては、例えば、高分子材料/液晶=
5/95〜50/50、望ましくは30/70〜10/
90(重量比)の割合である。尚、マイクロカプセル化
後の分散液中に、不要となる界面活性剤、未反応のカプ
セル化剤、水分等を取り除く為に、遠心沈降、雰霧乾
燥、溶媒置換、乾燥濃縮等の操作を施して、マイクロカ
プセルを一旦重合媒体から分離し、分離したマイクロカ
プセルを適当な媒体中に再分散して液晶/高分子複合膜
の形成に使用してもよい。
【0025】本発明の液晶光変調素子を構成する為の導
電性基板は、従来公知の液晶表示素子に一般的に使用さ
れているものであって、本発明では、従来公知の導電性
基板はいずれも使用可能であり、具体的には、例えば、
ITO系、SnO2 系、ZnO系の様な透明導電性材料
をガラスや高分子フイルム等の様な透明基板に付着させ
た一対の電極基板である。この時、他の一方に不透明導
電性基板を用いる場合には、その電極が反射板としての
機能も要求される為、例えば、アルミニウム反射電極を
設けた基板が好ましい。その基板自体はガラス、高分子
フイルム或いはその他のものであってもよい。
電性基板は、従来公知の液晶表示素子に一般的に使用さ
れているものであって、本発明では、従来公知の導電性
基板はいずれも使用可能であり、具体的には、例えば、
ITO系、SnO2 系、ZnO系の様な透明導電性材料
をガラスや高分子フイルム等の様な透明基板に付着させ
た一対の電極基板である。この時、他の一方に不透明導
電性基板を用いる場合には、その電極が反射板としての
機能も要求される為、例えば、アルミニウム反射電極を
設けた基板が好ましい。その基板自体はガラス、高分子
フイルム或いはその他のものであってもよい。
【0026】上記素子基板上に含液晶マイクロカプセル
を含む塗工液をコーティングする方法としては、ドクタ
ーコーティング法やブレードコ−ティング法等の従来公
知のいずれのコーティング方法も使用することが出来る
が、好ましい1例としては、電着コーティング法が挙げ
られる。このコーティング方法では、特に液晶含率を高
く出来る為電気光学特性に優れた膜が、高い膜厚精度で
形成される。又、微細なパターン状に液晶/高分子複合
膜を形成させることも可能である。この様にしてコーテ
ィング及び乾燥後得られた膜は、この時点では膜中に微
小な空隙を有している。
を含む塗工液をコーティングする方法としては、ドクタ
ーコーティング法やブレードコ−ティング法等の従来公
知のいずれのコーティング方法も使用することが出来る
が、好ましい1例としては、電着コーティング法が挙げ
られる。このコーティング方法では、特に液晶含率を高
く出来る為電気光学特性に優れた膜が、高い膜厚精度で
形成される。又、微細なパターン状に液晶/高分子複合
膜を形成させることも可能である。この様にしてコーテ
ィング及び乾燥後得られた膜は、この時点では膜中に微
小な空隙を有している。
【0027】本発明では、以上の如く形成された液晶/
高分子複合膜に加熱処理を施すことを特徴としている。
加熱処理条件としては、温度が50℃以上であって、加
熱時間が24時間以上であることが好ましい。この様な
加熱処理を行うことによって熱硬化性のカプセル壁の硬
化に伴う収縮と、カプセル間での橋架けと、バインダー
樹脂の流動により膜中の微小な空隙が無くなって緻密な
構造の膜となる。
高分子複合膜に加熱処理を施すことを特徴としている。
加熱処理条件としては、温度が50℃以上であって、加
熱時間が24時間以上であることが好ましい。この様な
加熱処理を行うことによって熱硬化性のカプセル壁の硬
化に伴う収縮と、カプセル間での橋架けと、バインダー
樹脂の流動により膜中の微小な空隙が無くなって緻密な
構造の膜となる。
【0028】加熱処理後の膜と加熱処理前後の膜を比較
すると、加熱処理後の膜は、液晶光変調素子として構成
し駆動させる際の駆動電圧が低く、コントラストも良好
であると同時に、膜の強度と表面の平滑面が高くなって
いる。この為にもう一方の電極基板のラミネートを良好
に行うことが出来る。場合により良好にラミネート出来
ない場合には、液晶/高分子複合膜と対向電極の間に中
間層を設けることによって良好なラミネートが可能とな
る。
すると、加熱処理後の膜は、液晶光変調素子として構成
し駆動させる際の駆動電圧が低く、コントラストも良好
であると同時に、膜の強度と表面の平滑面が高くなって
いる。この為にもう一方の電極基板のラミネートを良好
に行うことが出来る。場合により良好にラミネート出来
ない場合には、液晶/高分子複合膜と対向電極の間に中
間層を設けることによって良好なラミネートが可能とな
る。
【0029】又、一対の基板間に形成される液晶/高分
子複合膜の厚みは一般的に約3〜23μm程度が好まし
い。膜厚が上記範囲未満であると表示のコントラストが
低くなる等の点で好ましくなく、一方、膜厚が上記範囲
を越えると表示を消去する際の電圧(駆動電圧)が高く
なる等の点で好ましくない。
子複合膜の厚みは一般的に約3〜23μm程度が好まし
い。膜厚が上記範囲未満であると表示のコントラストが
低くなる等の点で好ましくなく、一方、膜厚が上記範囲
を越えると表示を消去する際の電圧(駆動電圧)が高く
なる等の点で好ましくない。
【0030】
【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
詳細に説明する。 実施例1 伊勢化学工業のMPG膜乳化小型システムを用いて、細
孔径0.35μmの多孔質ガラスにより、以下の組成物
の液晶エマルジョンを得た。 油相:ネマチック液晶(E−31LV、メルク製) 100g 水相:変成ポリビニルアルコール(T−50、日本合成化学工業製) 5.5g イオン交換水 214.5g
詳細に説明する。 実施例1 伊勢化学工業のMPG膜乳化小型システムを用いて、細
孔径0.35μmの多孔質ガラスにより、以下の組成物
の液晶エマルジョンを得た。 油相:ネマチック液晶(E−31LV、メルク製) 100g 水相:変成ポリビニルアルコール(T−50、日本合成化学工業製) 5.5g イオン交換水 214.5g
【0031】上記分散液にイオン交換水370gを加
え、70℃に熱硬化性樹脂の前駆体水溶液66g(37
%ホルムアルデヒド水溶液4.5gにメラミン1.5g
を加え60℃にて15分間反応させた後イオン交換水6
0gを加えたもの)をゆっくり滴下した。pH2.5の
塩酸水溶液80gを滴下し、更に70℃にて3時間反応
させ、メラミン樹脂壁の液晶マイクロカプセルを形成さ
せた。遠心分離機によりマイクロカプセルを沈降させ、
平均粒子径2.0μmのシャープな粒度分布を持つ液晶
マイクロカプセルを得た。
え、70℃に熱硬化性樹脂の前駆体水溶液66g(37
%ホルムアルデヒド水溶液4.5gにメラミン1.5g
を加え60℃にて15分間反応させた後イオン交換水6
0gを加えたもの)をゆっくり滴下した。pH2.5の
塩酸水溶液80gを滴下し、更に70℃にて3時間反応
させ、メラミン樹脂壁の液晶マイクロカプセルを形成さ
せた。遠心分離機によりマイクロカプセルを沈降させ、
平均粒子径2.0μmのシャープな粒度分布を持つ液晶
マイクロカプセルを得た。
【0032】得られたマイクロカプセルを用いて、以下
の組成の電着塗工液を調製した。 マイクロカプセル 48g アニオン性アクリル樹脂 2.7g トリエチルアミン 0.5g エタノール 5.5g イオン交換水 340g
の組成の電着塗工液を調製した。 マイクロカプセル 48g アニオン性アクリル樹脂 2.7g トリエチルアミン 0.5g エタノール 5.5g イオン交換水 340g
【0033】上記電着塗工液中に、陰極としてステンレ
ス板を、陽極としてITO膜がパターン状に形成された
ガラス基板を浸漬し、20Vにて30秒間通電した。ガ
ラス基板を引き上げ、水洗後、室温にて20時間乾燥し
た。得られた膜を60℃にて2日間熱処理した。ITO
膜上の液晶/高分子複合膜の膜厚は8μmであった。対
向電極としてITO付きPETフイルムでサンドイッチ
して、本発明の液晶光変調素子を作製した。
ス板を、陽極としてITO膜がパターン状に形成された
ガラス基板を浸漬し、20Vにて30秒間通電した。ガ
ラス基板を引き上げ、水洗後、室温にて20時間乾燥し
た。得られた膜を60℃にて2日間熱処理した。ITO
膜上の液晶/高分子複合膜の膜厚は8μmであった。対
向電極としてITO付きPETフイルムでサンドイッチ
して、本発明の液晶光変調素子を作製した。
【0034】実施例2 実施例1で得られた液晶マイクロカプセルを用いて、以
下の組成のキャスト塗工液を調製した。 マイクロカプセル 50g PVA(日本合成化学工業製KH−20) 7.2g イオン交換水 76.7g 上記塗工液をブレードコーターを用いてITO付きガラ
ス基板上に塗布した。室温にて20時間乾燥した後、6
0℃にて2日間熱処理した。ITO膜上の液晶/高分子
複合膜の膜厚は8μmであった。対向電極としてITO
付きPETフイルムでサンドイッチして、本発明の液晶
光変調素子を作製した。
下の組成のキャスト塗工液を調製した。 マイクロカプセル 50g PVA(日本合成化学工業製KH−20) 7.2g イオン交換水 76.7g 上記塗工液をブレードコーターを用いてITO付きガラ
ス基板上に塗布した。室温にて20時間乾燥した後、6
0℃にて2日間熱処理した。ITO膜上の液晶/高分子
複合膜の膜厚は8μmであった。対向電極としてITO
付きPETフイルムでサンドイッチして、本発明の液晶
光変調素子を作製した。
【0035】実施例3 伊勢化学工業のMPG膜乳化小型システムを用いて、細
孔径0.35μmの多孔質ガラスにより、以下の組成物
の液晶エマルジョンを得た。 油相:ネマチック液晶(E−31LV、メルク製) 100g メタクリル酸メチル 2.2g アゾビスイソブチロニトリル 0.04g 水相:変成ポリビニルアルコール(T−50、日本合成化学工業製) 5.5g イオン交換水 214.5g
孔径0.35μmの多孔質ガラスにより、以下の組成物
の液晶エマルジョンを得た。 油相:ネマチック液晶(E−31LV、メルク製) 100g メタクリル酸メチル 2.2g アゾビスイソブチロニトリル 0.04g 水相:変成ポリビニルアルコール(T−50、日本合成化学工業製) 5.5g イオン交換水 214.5g
【0036】上記液晶エマルジョンを70℃にて15時
間加熱することにより、液晶をポリメタクリル酸メチル
壁でカプセル化した。該分散液にイオン交換水370g
を加え、70℃にて熱硬化性樹脂の前駆体水溶液66g
(37%ホルムアルデヒド水溶液4.5gにメラミン
1.5gを加え60℃にて15分間反応させた後イオン
交換水60gを加えたもの)をゆっくり滴下した。pH
2.5の塩酸水溶液80gを滴下し、更に70℃にて4
時間反応させ、PMMA壁の外側に、メラミン樹脂のカ
プセル壁を形成させた。遠心分離機によりマイクロカプ
セルを沈降させ、平均粒子径2.1μmのマイクロカプ
セルを得た。
間加熱することにより、液晶をポリメタクリル酸メチル
壁でカプセル化した。該分散液にイオン交換水370g
を加え、70℃にて熱硬化性樹脂の前駆体水溶液66g
(37%ホルムアルデヒド水溶液4.5gにメラミン
1.5gを加え60℃にて15分間反応させた後イオン
交換水60gを加えたもの)をゆっくり滴下した。pH
2.5の塩酸水溶液80gを滴下し、更に70℃にて4
時間反応させ、PMMA壁の外側に、メラミン樹脂のカ
プセル壁を形成させた。遠心分離機によりマイクロカプ
セルを沈降させ、平均粒子径2.1μmのマイクロカプ
セルを得た。
【0037】得られたマイクロカプセルを用いて、以下
の組成の電着塗工液を調製した。 マイクロカプセル 48g アニオン性アクリル樹脂 2.7g トリエチルアミン 0.5g エタノール 5.5g イオン交換水 340g 上記電着塗工液中に、陰極としてステンレス板を、陽極
としてITO膜がパターン状に形成されたガラス基板を
浸漬し、15Vにて40秒間通電した。ガラス基板を引
き上げ、水洗後、室温にて20時間乾燥した。得られた
膜を60℃にて2日間熱処理した。ITO膜上の液晶/
高分子複合膜の膜厚は8μmであった。対向電極として
ITO付きPETフイルムでサンドイッチして、本発明
の液晶光変調素子を作製した。
の組成の電着塗工液を調製した。 マイクロカプセル 48g アニオン性アクリル樹脂 2.7g トリエチルアミン 0.5g エタノール 5.5g イオン交換水 340g 上記電着塗工液中に、陰極としてステンレス板を、陽極
としてITO膜がパターン状に形成されたガラス基板を
浸漬し、15Vにて40秒間通電した。ガラス基板を引
き上げ、水洗後、室温にて20時間乾燥した。得られた
膜を60℃にて2日間熱処理した。ITO膜上の液晶/
高分子複合膜の膜厚は8μmであった。対向電極として
ITO付きPETフイルムでサンドイッチして、本発明
の液晶光変調素子を作製した。
【0038】実施例4 実施例3で得られたカプセルを用いて、以下の組成のキ
ャスト塗工液を調製した。 マイクロカプセル 50g PVA(日本合成化学工業製、KH−20) 7.2g イオン交換水 76.7g 上記塗工液をブレードコーターを用いてITO付きガラ
ス基板上に塗布した。室温にて20時間乾燥した後、6
0℃にて2日間熱処理した。ITO膜上の液晶/高分子
複合膜の膜厚は8μmであった。対向電極としてITO
付きPETフイルムでサンドイッチして、本発明の液晶
光変調素子を作製した。
ャスト塗工液を調製した。 マイクロカプセル 50g PVA(日本合成化学工業製、KH−20) 7.2g イオン交換水 76.7g 上記塗工液をブレードコーターを用いてITO付きガラ
ス基板上に塗布した。室温にて20時間乾燥した後、6
0℃にて2日間熱処理した。ITO膜上の液晶/高分子
複合膜の膜厚は8μmであった。対向電極としてITO
付きPETフイルムでサンドイッチして、本発明の液晶
光変調素子を作製した。
【0039】比較例1〜4 コーティング後の熱処理を行なわなかった以外は実施例
1〜4に同様にして比較例1〜4の液晶光変調素子を得
た。 評価例 実施例1〜4及び比較例1〜4の液晶光変調素子の、電
圧に対する平行光透過率の変化を測定し且つ比較した。
測定は、大塚電子工業製フォータルLCD−5000を
用い、F#=4にて1kHzの矩形波を印加して行なっ
た。結果を図1〜4に示す。比較例1〜4の液晶光変調
素子に対し、実施例1〜4の液晶光変調素子では、駆動
電圧が低く、コントラストも良好であることが明らかと
なった。又、これらの液晶光変調素子をフイルム側から
爪の裏側で押しつけたところ、比較例1〜4の液晶光変
調素子では押付けられたところの透過率が高くなり跡が
付いたのに対し、実施例1〜4の液晶光変調素子では変
化がなかった。
1〜4に同様にして比較例1〜4の液晶光変調素子を得
た。 評価例 実施例1〜4及び比較例1〜4の液晶光変調素子の、電
圧に対する平行光透過率の変化を測定し且つ比較した。
測定は、大塚電子工業製フォータルLCD−5000を
用い、F#=4にて1kHzの矩形波を印加して行なっ
た。結果を図1〜4に示す。比較例1〜4の液晶光変調
素子に対し、実施例1〜4の液晶光変調素子では、駆動
電圧が低く、コントラストも良好であることが明らかと
なった。又、これらの液晶光変調素子をフイルム側から
爪の裏側で押しつけたところ、比較例1〜4の液晶光変
調素子では押付けられたところの透過率が高くなり跡が
付いたのに対し、実施例1〜4の液晶光変調素子では変
化がなかった。
【0040】
【発明の効果】以上の如き本発明によれば、下記の如く
効果が奏される。 1.低駆動電圧且つ高コントラストの液晶光変調素子が
得られる。 2.コーティングによる液晶/高分子複合膜の形成が、
高い加工精度で実現される。 3.液晶の滲み出しが無く、均一性及び耐熱性の高い液
晶/高分子複合膜が製造出来る。 4.液晶/高分子複合膜の塗膜の強度が高い為、基板と
してプラスチックフイルムを用いた場合も、外部からの
応力による影響を受けにくく、信頼性のある液晶光変調
素子が供給される。
効果が奏される。 1.低駆動電圧且つ高コントラストの液晶光変調素子が
得られる。 2.コーティングによる液晶/高分子複合膜の形成が、
高い加工精度で実現される。 3.液晶の滲み出しが無く、均一性及び耐熱性の高い液
晶/高分子複合膜が製造出来る。 4.液晶/高分子複合膜の塗膜の強度が高い為、基板と
してプラスチックフイルムを用いた場合も、外部からの
応力による影響を受けにくく、信頼性のある液晶光変調
素子が供給される。
【0041】
【図1】印加電圧と光透過率との関係を説明する図。
【図2】印加電圧と光透過率との関係を説明する図。
【図3】印加電圧と光透過率との関係を説明する図。
【図4】印加電圧と光透過率との関係を説明する図。
Claims (7)
- 【請求項1】 液晶がミクロンサイズで高分子マトリッ
クス中に分散保持された液晶/高分子複合膜を、少なく
とも一方が透明である一対の導電性基板で狭持してなる
液晶光変調素子の製造方法において、液晶分散液を一方
の導電性基板面に塗布及び乾燥する製膜工程と、該塗膜
を加熱処理する加熱工程とを含むことを特徴とする液晶
光変調素子の製造方法。 - 【請求項2】 液晶粒子がマイクロカプセル化されてい
る請求項1に記載の液晶光変調素子の製造方法。 - 【請求項3】 マイクロカプセル化液晶を含む分散液を
導電性基板上に電着塗装する請求項2に記載の液晶光変
調素子の製造方法。 - 【請求項4】 マイクロカプセルの隔壁が熱硬化性樹脂
からなる請求項2〜3に記載の液晶光変調素子の製造方
法。 - 【請求項5】 加熱処理する温度が50℃以上であっ
て、加熱時間が24時間以上である請求項1〜4に記載
の液晶光変調素子の製造方法。 - 【請求項6】 一方の導電性基板上に液晶分散液を塗布
及び乾燥し、該塗膜を他方の導電性基板で挟持した後、
加熱処理する請求項1〜5に記載の液晶光変調素子の製
造方法。 - 【請求項7】 マイクロカプセルの隔壁が不完全に硬化
した熱硬化性樹脂からなる請求項4に記載の液晶光変調
素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9386994A JPH07281158A (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | 液晶光変調素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9386994A JPH07281158A (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | 液晶光変調素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07281158A true JPH07281158A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=14094471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9386994A Pending JPH07281158A (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | 液晶光変調素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07281158A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5835174A (en) * | 1995-10-12 | 1998-11-10 | Rohm And Haas Company | Droplets and particles containing liquid crystal and films and apparatus containing the same |
| US6271898B1 (en) | 1996-09-19 | 2001-08-07 | Rohm And Haas Company | Particles and droplets containing liquid domains and method for forming in an aqueous medium |
| CN112130361A (zh) * | 2019-06-25 | 2020-12-25 | 深圳市诚德利科技有限公司 | 一种车用超薄调光膜及制备方法 |
| CN115136064A (zh) * | 2020-02-18 | 2022-09-30 | 日产化学株式会社 | 液晶纳米胶囊及其制造方法、以及具有该液晶纳米胶囊的液晶纳米胶囊分散液和液晶显示元件 |
-
1994
- 1994-04-08 JP JP9386994A patent/JPH07281158A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5835174A (en) * | 1995-10-12 | 1998-11-10 | Rohm And Haas Company | Droplets and particles containing liquid crystal and films and apparatus containing the same |
| US5976405A (en) * | 1995-10-12 | 1999-11-02 | Rohm And Haas Company | Method for forming pluralities of droplets and polymer particles having low polydispersity |
| US6271898B1 (en) | 1996-09-19 | 2001-08-07 | Rohm And Haas Company | Particles and droplets containing liquid domains and method for forming in an aqueous medium |
| CN112130361A (zh) * | 2019-06-25 | 2020-12-25 | 深圳市诚德利科技有限公司 | 一种车用超薄调光膜及制备方法 |
| CN115136064A (zh) * | 2020-02-18 | 2022-09-30 | 日产化学株式会社 | 液晶纳米胶囊及其制造方法、以及具有该液晶纳米胶囊的液晶纳米胶囊分散液和液晶显示元件 |
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