JPH08109379A - 液晶素子 - Google Patents
液晶素子Info
- Publication number
- JPH08109379A JPH08109379A JP6244251A JP24425194A JPH08109379A JP H08109379 A JPH08109379 A JP H08109379A JP 6244251 A JP6244251 A JP 6244251A JP 24425194 A JP24425194 A JP 24425194A JP H08109379 A JPH08109379 A JP H08109379A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal material
- film
- polymer matrix
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 154
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 128
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 56
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 claims abstract description 9
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims abstract description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 12
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 abstract description 7
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 abstract description 7
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 abstract description 7
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 abstract description 5
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 abstract description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 abstract 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 60
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 23
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 8
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 8
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 7
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 5
- -1 for example Chemical group 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 238000007611 bar coating method Methods 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 3
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 3
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000004990 Smectic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 1
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000002948 undecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Crystal Substances (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐熱性にすぐれ、とくに高温域で使用した際
に十分なコントラストを維持できる液晶素子を提供す
る。 【構成】 3〜4個のベンゼン環またはシクロヘキサン
環を骨格にもつ液晶材料を所定の割合で含有する液晶材
料L2を、複合膜Lを構成する担体膜L1の連続した孔
内に充填するか、または担体膜L3中に粒状に分散す
る。
に十分なコントラストを維持できる液晶素子を提供す
る。 【構成】 3〜4個のベンゼン環またはシクロヘキサン
環を骨格にもつ液晶材料を所定の割合で含有する液晶材
料L2を、複合膜Lを構成する担体膜L1の連続した孔
内に充填するか、または担体膜L3中に粒状に分散す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、とくに照明装置の調
光素子等、高温条件下で好適に使用される液晶素子に関
するものである。
光素子等、高温条件下で好適に使用される液晶素子に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】TN方式、STN方式、FLC方式等の
液晶素子は偏光子を必要とし、当該偏光子による光のロ
スが50%以上あるため、光利用効率をあげるのが困難
であった。また、とくに照明装置の調光素子等、高温条
件下で使用される素子の場合は、偏光子の吸熱による素
子の劣化等の問題もあった。
液晶素子は偏光子を必要とし、当該偏光子による光のロ
スが50%以上あるため、光利用効率をあげるのが困難
であった。また、とくに照明装置の調光素子等、高温条
件下で使用される素子の場合は、偏光子の吸熱による素
子の劣化等の問題もあった。
【0003】これに対し、高分子マトリクスからなる担
体膜の連続した孔内に正の誘電率異方性(Δε>0)を
もつ液晶材料を充填した構造、または高分子マトリクス
からなる担体膜中に、上記液晶材料を粒状に分散した構
造の複合膜を、一対の透明導電性基材で挟着した液晶素
子は、偏光子を必要としないため、光のロスが小さくな
り、光利用効率を向上することができる〔たとえばPoly
mer Preprints ,Japan Vol.37. (8) ,2450 (1988) 参
照〕。
体膜の連続した孔内に正の誘電率異方性(Δε>0)を
もつ液晶材料を充填した構造、または高分子マトリクス
からなる担体膜中に、上記液晶材料を粒状に分散した構
造の複合膜を、一対の透明導電性基材で挟着した液晶素
子は、偏光子を必要としないため、光のロスが小さくな
り、光利用効率を向上することができる〔たとえばPoly
mer Preprints ,Japan Vol.37. (8) ,2450 (1988) 参
照〕。
【0004】この液晶素子は、無電圧時には、液晶分子
が、当該液晶分子と高分子マトリクスとの界面の形状的
な規制(界面作用)を受けてランダムな状態にあるた
め、入射光が液晶材料内で散乱される。また、液晶材料
の見かけの屈折率と、高分子マトリクスの屈折率との差
が大きくなって、入射光が両者の界面で散乱される。そ
の結果、複合膜は不透明な状態となる。一方、一対の透
明導電性基材に電圧を印加すると、その印加電圧の強さ
に応じて、正の誘電率異方性をもつ液晶材料が電場方向
に配向し、配列の乱れが解消されるとともに、液晶材料
の見かけの屈折率と、高分子マトリクスの屈折率との差
が小さくなって、光の透過率が上昇し、最終的には透明
な状態に至るという電気光学効果を示す。
が、当該液晶分子と高分子マトリクスとの界面の形状的
な規制(界面作用)を受けてランダムな状態にあるた
め、入射光が液晶材料内で散乱される。また、液晶材料
の見かけの屈折率と、高分子マトリクスの屈折率との差
が大きくなって、入射光が両者の界面で散乱される。そ
の結果、複合膜は不透明な状態となる。一方、一対の透
明導電性基材に電圧を印加すると、その印加電圧の強さ
に応じて、正の誘電率異方性をもつ液晶材料が電場方向
に配向し、配列の乱れが解消されるとともに、液晶材料
の見かけの屈折率と、高分子マトリクスの屈折率との差
が小さくなって、光の透過率が上昇し、最終的には透明
な状態に至るという電気光学効果を示す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記複合膜を備えた従
来の液晶素子は、たとえば照明装置の調光素子等のよう
に、高温条件下で使用した際に、無電圧時(光散乱時)
の光の透過率が高くなって、コントラストが低下すると
いう問題があった。この発明は以上の事情に鑑みてなさ
れたものであって、耐熱性にすぐれ、とくに高温域で使
用した際に十分なコントラストを維持できる液晶素子を
提供することを目的としている。
来の液晶素子は、たとえば照明装置の調光素子等のよう
に、高温条件下で使用した際に、無電圧時(光散乱時)
の光の透過率が高くなって、コントラストが低下すると
いう問題があった。この発明は以上の事情に鑑みてなさ
れたものであって、耐熱性にすぐれ、とくに高温域で使
用した際に十分なコントラストを維持できる液晶素子を
提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段および作用】高温条件下で
のコントラストの低下の原因は、高分子マトリクスへの
液晶材料の溶け込み、すなわち液晶材料の高分子マトリ
クスへの膨潤にある。つまり、液晶材料が高分子中に膨
潤すると、高分子の屈折率が上昇する結果、ランダムな
配向状態にある液晶材料の見かけの屈折率との差が小さ
くなって、両者の界面で入射光を散乱させる効果が低下
し、その分だけ、無電圧時の光の透過率が高くなって、
コントラストが低下するのである。
のコントラストの低下の原因は、高分子マトリクスへの
液晶材料の溶け込み、すなわち液晶材料の高分子マトリ
クスへの膨潤にある。つまり、液晶材料が高分子中に膨
潤すると、高分子の屈折率が上昇する結果、ランダムな
配向状態にある液晶材料の見かけの屈折率との差が小さ
くなって、両者の界面で入射光を散乱させる効果が低下
し、その分だけ、無電圧時の光の透過率が高くなって、
コントラストが低下するのである。
【0007】高温条件下における、液晶材料の高分子へ
の溶け込みは、高分子の分子間に、低分子である液晶材
料が入り込むために発生する。このため、液晶材料の高
分子への溶け込みを防止するには、両者の相互作用(た
とえば溶解度パラメータ、相溶性等)を検討することも
重要であるが、液晶材料自体の特性の検討、ならびに高
分子自体の特性の検討も必要となる。
の溶け込みは、高分子の分子間に、低分子である液晶材
料が入り込むために発生する。このため、液晶材料の高
分子への溶け込みを防止するには、両者の相互作用(た
とえば溶解度パラメータ、相溶性等)を検討することも
重要であるが、液晶材料自体の特性の検討、ならびに高
分子自体の特性の検討も必要となる。
【0008】一般に、高分子のTgが低いほど、高温条
件下では、高分子の分子間力が弱まって、分子間へ液晶
材料が入り込みやすくなるので、溶け込みが増大する傾
向にある。したがって高分子自体の特性としては、Tg
が高いことが要求される。
件下では、高分子の分子間力が弱まって、分子間へ液晶
材料が入り込みやすくなるので、溶け込みが増大する傾
向にある。したがって高分子自体の特性としては、Tg
が高いことが要求される。
【0009】一方、発明者らは、液晶材料の側から、液
晶材料の高分子への溶け込みの原因について検討した。
その結果、分子量が大きい液晶材料ほど、高温条件下
で、高分子への溶け込みが少なくなることが明らかとな
った。つまり、液晶材料の全部または一部を、より分子
量の大きい液晶材料に置き換えると、高温条件下での高
分子への溶け込みを防いで、コントラストの低下を抑制
できることがわかった。この現象は、組み合わされる高
分子の種類によって、その程度に大小はあるものの、通
常、高分子マトリクスとして使用される各種の高分子に
おいては、いずれも同様の傾向がみられる。
晶材料の高分子への溶け込みの原因について検討した。
その結果、分子量が大きい液晶材料ほど、高温条件下
で、高分子への溶け込みが少なくなることが明らかとな
った。つまり、液晶材料の全部または一部を、より分子
量の大きい液晶材料に置き換えると、高温条件下での高
分子への溶け込みを防いで、コントラストの低下を抑制
できることがわかった。この現象は、組み合わされる高
分子の種類によって、その程度に大小はあるものの、通
常、高分子マトリクスとして使用される各種の高分子に
おいては、いずれも同様の傾向がみられる。
【0010】そこで発明者らは、種々の液晶材料につい
て検討した結果、3〜4個のベンゼン環またはシクロヘ
キサン環を骨格にもつ液晶材料(以下「多環式液晶材
料」という)が、この発明における液晶材料として好適
であるとの結論を得た。すなわちこの発明の液晶素子
は、高分子マトリクスからなる担体膜の連続した孔内に
液晶材料を充填した構造、または高分子マトリクスから
なる担体膜中に液晶材料を粒状に分散した構造の複合膜
を、一対の導電性基材で挟着した液晶素子において、上
記液晶材料の70〜100重量%が、3〜4個のベンゼ
ン環またはシクロヘキサン環を骨格にもつ、少なくとも
1種の液晶材料であることを特徴とするものである。
て検討した結果、3〜4個のベンゼン環またはシクロヘ
キサン環を骨格にもつ液晶材料(以下「多環式液晶材
料」という)が、この発明における液晶材料として好適
であるとの結論を得た。すなわちこの発明の液晶素子
は、高分子マトリクスからなる担体膜の連続した孔内に
液晶材料を充填した構造、または高分子マトリクスから
なる担体膜中に液晶材料を粒状に分散した構造の複合膜
を、一対の導電性基材で挟着した液晶素子において、上
記液晶材料の70〜100重量%が、3〜4個のベンゼ
ン環またはシクロヘキサン環を骨格にもつ、少なくとも
1種の液晶材料であることを特徴とするものである。
【0011】かかる多環式液晶材料は、液晶相の温度域
が高いため、通常の表示素子等ではあまり使用されない
が、とくに照明装置の調光素子等、使用温度が100℃
以上に達する高温条件下での使用時には液晶相を示し、
かつその動作速度も十分に実用に供し得るものである。
なお、ベンゼン環またはシクロヘキサン環を、骨格に5
個以上もつものは、液晶相の温度域が高すぎて、上記高
温条件下でも液晶相を示さないか、あるいは液晶相を示
しても動作速度がきわめて遅いため、この発明には使用
できない。
が高いため、通常の表示素子等ではあまり使用されない
が、とくに照明装置の調光素子等、使用温度が100℃
以上に達する高温条件下での使用時には液晶相を示し、
かつその動作速度も十分に実用に供し得るものである。
なお、ベンゼン環またはシクロヘキサン環を、骨格に5
個以上もつものは、液晶相の温度域が高すぎて、上記高
温条件下でも液晶相を示さないか、あるいは液晶相を示
しても動作速度がきわめて遅いため、この発明には使用
できない。
【0012】なおこの発明の液晶素子においては、高分
子の側からも、液晶材料の溶け込みを防止すべく、高分
子マトリクスが高Tgとなるように、架橋されているの
が好ましい。以下にこの発明を説明する。この発明の液
晶素子は、図2に示すように、複合膜Lを、一対の導電
基材D,Dで挟着することで構成されている。
子の側からも、液晶材料の溶け込みを防止すべく、高分
子マトリクスが高Tgとなるように、架橋されているの
が好ましい。以下にこの発明を説明する。この発明の液
晶素子は、図2に示すように、複合膜Lを、一対の導電
基材D,Dで挟着することで構成されている。
【0013】複合膜Lとしては、図1(a) に示すよう
に、高分子マトリクスからなる担体膜L1の連続した孔
内に、液晶材料L2を充填した構造、または図1(b) に
示すように、高分子マトリクスからなる担体膜L3中
に、液晶材料L2を粒状に分散した構造のいずれかが採
用される。複合膜を構成する液晶材料としては、前記の
ように3〜4個のベンゼン環またはシクロヘキサン環を
骨格にもつ多環式液晶材料を、全液晶材料中に70〜1
00重量%の割合で含有するものが使用される。
に、高分子マトリクスからなる担体膜L1の連続した孔
内に、液晶材料L2を充填した構造、または図1(b) に
示すように、高分子マトリクスからなる担体膜L3中
に、液晶材料L2を粒状に分散した構造のいずれかが採
用される。複合膜を構成する液晶材料としては、前記の
ように3〜4個のベンゼン環またはシクロヘキサン環を
骨格にもつ多環式液晶材料を、全液晶材料中に70〜1
00重量%の割合で含有するものが使用される。
【0014】多環式液晶材料としては、3〜4個のベン
ゼン環またはシクロヘキサン環を骨格にもち、かつ素子
の使用温度で、ネマチック相、スメクチック相またはカ
イラルネマチック相を示す、正の誘電率異方性を有する
液晶材料が使用される。かかる多環式液晶材料として
は、たとえば一般式(1) 〜(11):
ゼン環またはシクロヘキサン環を骨格にもち、かつ素子
の使用温度で、ネマチック相、スメクチック相またはカ
イラルネマチック相を示す、正の誘電率異方性を有する
液晶材料が使用される。かかる多環式液晶材料として
は、たとえば一般式(1) 〜(11):
【0015】
【化1】
【0016】
【化2】
【0017】〔上記各式中R1 は、アルキル基またはア
ルコキシ基を示し、R2 は、アルキル基、アルコキシ
基、シアノ基またはハロゲン原子を示す。〕で表される
ものがあげられる。上記各一般式において、R1 ,R2
に相当するアルキル基としては、たとえばメチル、エチ
ル、n−プロピル、 iso−プロピル、n−ブチル、イソ
ブチル、 sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキ
シル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシ
ル、ドデシル等の、炭素数1〜12のアルキル基があげ
られる。
ルコキシ基を示し、R2 は、アルキル基、アルコキシ
基、シアノ基またはハロゲン原子を示す。〕で表される
ものがあげられる。上記各一般式において、R1 ,R2
に相当するアルキル基としては、たとえばメチル、エチ
ル、n−プロピル、 iso−プロピル、n−ブチル、イソ
ブチル、 sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキ
シル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシ
ル、ドデシル等の、炭素数1〜12のアルキル基があげ
られる。
【0018】またアルコキシ基としては、たとえばメト
キシ、エトキシ、n−プロポキシ、n−ブトキシ、ペン
チルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチ
ルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオ
キシ、ドデシルオキシ等の、炭素数1〜12のアルコキ
シ基があげられる。さらにハロゲン原子としては、ふっ
素、塩素、臭素、よう素があげられる。
キシ、エトキシ、n−プロポキシ、n−ブトキシ、ペン
チルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチ
ルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオ
キシ、ドデシルオキシ等の、炭素数1〜12のアルコキ
シ基があげられる。さらにハロゲン原子としては、ふっ
素、塩素、臭素、よう素があげられる。
【0019】かかる多環式液晶材料の具体的化合物とし
ては、これに限定されないが、たとえば、下記式(12)(1
3)で表されるものがあげられる。
ては、これに限定されないが、たとえば、下記式(12)(1
3)で表されるものがあげられる。
【0020】
【化3】
【0021】これらはそれぞれ単独で使用される他、2
種以上を併用することもできる。多環式液晶材料の2種
以上の組み合わせの好適な例としては、たとえば式(12)
の多環式液晶材料と式(13)の多環式液晶材料の液晶材料
とを、重量比で35:65の割合で用いる組み合わせ等
があげられる。
種以上を併用することもできる。多環式液晶材料の2種
以上の組み合わせの好適な例としては、たとえば式(12)
の多環式液晶材料と式(13)の多環式液晶材料の液晶材料
とを、重量比で35:65の割合で用いる組み合わせ等
があげられる。
【0022】上記多環式液晶材料の、全液晶材料中に占
める割合は、前記のように70〜100重量%に限定さ
れる。上記割合は、多環式液晶材料を2種以上併用する
場合には、その総量の、全液晶材料中に占める割合であ
る。つまりこの発明においては、複合膜を構成する液晶
材料の全量が、多環式液晶材料の1種または2種以上で
あってもよいが、これら多環式液晶材料と、通常の、よ
り低分子の液晶材料との、重量比70:30までの併用
系であってもよいのである。かかる併用系では、素子の
応答速度を向上できるという利点がある。
める割合は、前記のように70〜100重量%に限定さ
れる。上記割合は、多環式液晶材料を2種以上併用する
場合には、その総量の、全液晶材料中に占める割合であ
る。つまりこの発明においては、複合膜を構成する液晶
材料の全量が、多環式液晶材料の1種または2種以上で
あってもよいが、これら多環式液晶材料と、通常の、よ
り低分子の液晶材料との、重量比70:30までの併用
系であってもよいのである。かかる併用系では、素子の
応答速度を向上できるという利点がある。
【0023】ただしこの併用系では、多環式液晶材料の
割合が、上記のように70重量%以上に限定される。こ
れは、多環式液晶材料の割合が70重量%を下回った場
合、相対的に、より低分子の、通常の液晶材料の割合が
多くなるため、とくに高温条件下で、かかる液晶材料の
高分子への溶け込みによる、素子のコントラストの低下
が発生するからである。
割合が、上記のように70重量%以上に限定される。こ
れは、多環式液晶材料の割合が70重量%を下回った場
合、相対的に、より低分子の、通常の液晶材料の割合が
多くなるため、とくに高温条件下で、かかる液晶材料の
高分子への溶け込みによる、素子のコントラストの低下
が発生するからである。
【0024】なお上記併用系における、多環式液晶材料
の割合は、素子の耐熱性を考慮すると、上記範囲内でも
とくに80〜100重量%の範囲内が好ましく、とくに
90〜100重量%の範囲内がより一層好ましい。多環
式液晶材料と併用される他の液晶材料としては、現在一
般に用いられている、2個のベンゼン環またはシクロヘ
キサン環を骨格にもつ通常の液晶材料の中から、素子の
使用温度で多環式液晶材料と同じ液晶相を示す、正の誘
電率異方性を有する液晶材料の1種または2種以上があ
げられる。
の割合は、素子の耐熱性を考慮すると、上記範囲内でも
とくに80〜100重量%の範囲内が好ましく、とくに
90〜100重量%の範囲内がより一層好ましい。多環
式液晶材料と併用される他の液晶材料としては、現在一
般に用いられている、2個のベンゼン環またはシクロヘ
キサン環を骨格にもつ通常の液晶材料の中から、素子の
使用温度で多環式液晶材料と同じ液晶相を示す、正の誘
電率異方性を有する液晶材料の1種または2種以上があ
げられる。
【0025】かかる液晶材料の具体的化合物としては、
これに限定されないが、たとえば、下記式(a)(b)で表さ
れるものがあげられる。
これに限定されないが、たとえば、下記式(a)(b)で表さ
れるものがあげられる。
【0026】
【化4】
【0027】多環式液晶材料と、上記他の液晶材料との
組み合わせの好適な例としては、例えば前記式(12)で表
される多環式液晶材料と、式(a) および(b) で表される
他の液晶材料とを、重量比で70:15:15の割合で
用いる組み合わせ等があげられる。なお液晶材料には、
表示をカラー化するために、従来公知の各種2色性色素
を配合することもできる。かかる2色性色素の具体例と
しては、たとえばアゾ系化合物やアントラキノン系化合
物等があげられる。かかる2色性色素は、液晶材料に対
して0.01〜1重量%程度の割合で添加される。
組み合わせの好適な例としては、例えば前記式(12)で表
される多環式液晶材料と、式(a) および(b) で表される
他の液晶材料とを、重量比で70:15:15の割合で
用いる組み合わせ等があげられる。なお液晶材料には、
表示をカラー化するために、従来公知の各種2色性色素
を配合することもできる。かかる2色性色素の具体例と
しては、たとえばアゾ系化合物やアントラキノン系化合
物等があげられる。かかる2色性色素は、液晶材料に対
して0.01〜1重量%程度の割合で添加される。
【0028】上記液晶材料とともに複合膜を構成する担
体膜の材料である、高分子マトリクスとしては、可視光
に対する透明性の高いものが好ましく、たとえば(メ
タ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹
脂、ウレタン系樹脂等が好適に使用される。かかる高分
子は、液晶材料の溶け込みを防止するため、前述したよ
うに、Tgが高いことが好ましく、そのために架橋され
ているのが望ましい。
体膜の材料である、高分子マトリクスとしては、可視光
に対する透明性の高いものが好ましく、たとえば(メ
タ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹
脂、ウレタン系樹脂等が好適に使用される。かかる高分
子は、液晶材料の溶け込みを防止するため、前述したよ
うに、Tgが高いことが好ましく、そのために架橋され
ているのが望ましい。
【0029】エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂はとも
に、分子中に官能基を有する硬化性樹脂であって、通常
は液状を呈し、複合膜の形成時に、空気中の酸素、湿
気、加熱あるいは硬化剤や触媒の添加等によって架橋さ
れて、硬化される。一方、(メタ)アクリル系樹脂、ス
チレン系樹脂は熱可塑性樹脂であって、通常は架橋構造
をとらないが、分子中に官能基(たとえばOH基)を導
入しておき、複合膜の形成時に、この官能基と反応する
複数の官能基(たとえばイソシアネート基)を有する架
橋剤を添加すれば、架橋させることができる。架橋剤
は、高分子中の官能基と、架橋剤の官能基が当量となる
ように、添加量を調整するのが好ましい。
に、分子中に官能基を有する硬化性樹脂であって、通常
は液状を呈し、複合膜の形成時に、空気中の酸素、湿
気、加熱あるいは硬化剤や触媒の添加等によって架橋さ
れて、硬化される。一方、(メタ)アクリル系樹脂、ス
チレン系樹脂は熱可塑性樹脂であって、通常は架橋構造
をとらないが、分子中に官能基(たとえばOH基)を導
入しておき、複合膜の形成時に、この官能基と反応する
複数の官能基(たとえばイソシアネート基)を有する架
橋剤を添加すれば、架橋させることができる。架橋剤
は、高分子中の官能基と、架橋剤の官能基が当量となる
ように、添加量を調整するのが好ましい。
【0030】上記のように架橋されて高Tgとなった高
分子を用いた複合膜は、上記のように液晶材料の溶け込
み防止効果にすぐれるだけでなく、相分離構造がより一
層明確化するとともに、高温条件下での複合膜の強度低
下を効果的に防止できるという利点もある。複合膜の膜
厚は、十分な光散乱を得るために、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
たは、実際上は10〜30μm程度、とくに15〜25
μm程度が適当である。
分子を用いた複合膜は、上記のように液晶材料の溶け込
み防止効果にすぐれるだけでなく、相分離構造がより一
層明確化するとともに、高温条件下での複合膜の強度低
下を効果的に防止できるという利点もある。複合膜の膜
厚は、十分な光散乱を得るために、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
たは、実際上は10〜30μm程度、とくに15〜25
μm程度が適当である。
【0031】複合膜は、たとえば次に示す3つの方法で
形成される。 i)たとえば前記(メタ)アクリル系樹脂やスチレン系樹
脂等の熱可塑性樹脂を使用する場合には、当該樹脂と液
晶材料とを適当な溶媒に溶解または分散させた塗布液
を、一方の導電基材D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(いわゆる溶媒
蒸発法)。そうすると、図1(a) に示す構造の複合膜が
得られる。またこの際、上記樹脂として官能基を有する
ものを使用するとともに、塗布液に架橋剤を添加してお
くと、透明体マトリクスを構成する高分子が架橋され
る。
形成される。 i)たとえば前記(メタ)アクリル系樹脂やスチレン系樹
脂等の熱可塑性樹脂を使用する場合には、当該樹脂と液
晶材料とを適当な溶媒に溶解または分散させた塗布液
を、一方の導電基材D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(いわゆる溶媒
蒸発法)。そうすると、図1(a) に示す構造の複合膜が
得られる。またこの際、上記樹脂として官能基を有する
ものを使用するとともに、塗布液に架橋剤を添加してお
くと、透明体マトリクスを構成する高分子が架橋され
る。
【0032】ii) またエポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂
等の熱硬化性樹脂を使用する場合には、硬化前の液状の
樹脂と液晶材料と、さらに必要に応じて硬化剤または触
媒とを、適当な溶媒に溶解または分散させた溶液を、2
枚の導電基材D間に注入し、さらに必要に応じて加熱す
る。そうすると、高分子中に液晶材料が粒状に分散され
た、図1(b) に示す構造の複合膜が形成される。
等の熱硬化性樹脂を使用する場合には、硬化前の液状の
樹脂と液晶材料と、さらに必要に応じて硬化剤または触
媒とを、適当な溶媒に溶解または分散させた溶液を、2
枚の導電基材D間に注入し、さらに必要に応じて加熱す
る。そうすると、高分子中に液晶材料が粒状に分散され
た、図1(b) に示す構造の複合膜が形成される。
【0033】iii)さらに重合相分離法においては、(メ
タ)アクリル系樹脂やスチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂
の前駆体(プレポリマー)であるモノマーやオリゴマー
と、液晶材料、重合開始剤および、さらに必要に応じて
架橋剤とを混合した溶液を、2枚の導電基材D間に注入
し、紫外線もしくは熱により重合および架橋反応させる
と、高分子と液晶材料が相分離することにより、図1
(a) に示す構造の複合膜が形成される。
タ)アクリル系樹脂やスチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂
の前駆体(プレポリマー)であるモノマーやオリゴマー
と、液晶材料、重合開始剤および、さらに必要に応じて
架橋剤とを混合した溶液を、2枚の導電基材D間に注入
し、紫外線もしくは熱により重合および架橋反応させる
と、高分子と液晶材料が相分離することにより、図1
(a) に示す構造の複合膜が形成される。
【0034】導電基材Dとしては、基材の表面に導電膜
を形成したものがあげられる。基材としては、ガラス板
等の、液晶素子の基材として従来より使用されている種
々の基材が使用可能であるが、重くかつ割れやすいとい
うガラス板の欠点を解消して、軽量でしかも丈夫な素子
を得るには、プラスチックフィルムやプラスチック板
が、基材として好適に使用される。
を形成したものがあげられる。基材としては、ガラス板
等の、液晶素子の基材として従来より使用されている種
々の基材が使用可能であるが、重くかつ割れやすいとい
うガラス板の欠点を解消して、軽量でしかも丈夫な素子
を得るには、プラスチックフィルムやプラスチック板
が、基材として好適に使用される。
【0035】プラスチックフィルムとしては、たとえば
耐熱性、実用的強度、光学的均一性などにすぐれたポリ
エチレンテレフタレート(PET)フィルムやポリエー
テルスルホン(PES)フィルム等があげられる。プラ
スチックフィルムの厚みは、これに限定されるものでは
ないが、50〜500μm程度が好ましい。プラスチッ
ク板としては、たとえば各種アクリル樹脂板、ポリカー
ボネート板、ポリスチレン板等の、光学的特性にすぐれ
たプラスチック板が好適に使用される。プラスチック板
の厚みは、これに限定されるものではないが0.5〜3
mm程度が好ましい。
耐熱性、実用的強度、光学的均一性などにすぐれたポリ
エチレンテレフタレート(PET)フィルムやポリエー
テルスルホン(PES)フィルム等があげられる。プラ
スチックフィルムの厚みは、これに限定されるものでは
ないが、50〜500μm程度が好ましい。プラスチッ
ク板としては、たとえば各種アクリル樹脂板、ポリカー
ボネート板、ポリスチレン板等の、光学的特性にすぐれ
たプラスチック板が好適に使用される。プラスチック板
の厚みは、これに限定されるものではないが0.5〜3
mm程度が好ましい。
【0036】基材の表面に形成される導電膜としては、
ITO(インジウム−チン−オキサイド)やSnO2 等の
透明導電材料からなる透明導電膜が好適に使用される。
透明導電膜は、真空蒸着法や反応性スパッタリング法に
より形成される他、上記透明導電材料を含むインクを基
材上に塗布あるいは印刷して形成することもできる。こ
の発明の液晶素子を、たとえば表示装置や各種のイルミ
ネーション等に使用する場合には、その表示パターンに
合わせて、液晶層を、個別に駆動される複数のセグメン
トに分割すべく、上記導電膜を、エッチング等によっ
て、上記セグメントに対応する所定の形状にパターン化
するとともに、各セグメント毎に個別の駆動電圧を印加
できるように、駆動回路を接続すればよい。
ITO(インジウム−チン−オキサイド)やSnO2 等の
透明導電材料からなる透明導電膜が好適に使用される。
透明導電膜は、真空蒸着法や反応性スパッタリング法に
より形成される他、上記透明導電材料を含むインクを基
材上に塗布あるいは印刷して形成することもできる。こ
の発明の液晶素子を、たとえば表示装置や各種のイルミ
ネーション等に使用する場合には、その表示パターンに
合わせて、液晶層を、個別に駆動される複数のセグメン
トに分割すべく、上記導電膜を、エッチング等によっ
て、上記セグメントに対応する所定の形状にパターン化
するとともに、各セグメント毎に個別の駆動電圧を印加
できるように、駆動回路を接続すればよい。
【0037】また、素子を反射型とする場合には、一方
の導電基材Dの裏面に、金属薄膜等からなる反射膜を形
成するか、一方の導電基材Dの導電膜を金属薄膜で形成
して反射膜を兼ねさせればよい。
の導電基材Dの裏面に、金属薄膜等からなる反射膜を形
成するか、一方の導電基材Dの導電膜を金属薄膜で形成
して反射膜を兼ねさせればよい。
【0038】
【実施例】以下にこの発明を、実施例、比較例に基づい
て説明する。 実施例1 多環式液晶材料としての、前記式(12)で表される化合物
と、式(13)で表される化合物とを、重量比で35:65
の割合で配合した混合液晶材料〔ネマチック相→等方相
転移温度170℃〕70重量部と、アクリル系樹脂〔帝
国化学社製の商品名WS023〕25重量部とを、架橋
剤としてのポリイソシアネート5重量部とともに、溶媒
としての1,2−ジクロロエタン中に溶解して、溶質濃
度が20%の塗布液を作製した。
て説明する。 実施例1 多環式液晶材料としての、前記式(12)で表される化合物
と、式(13)で表される化合物とを、重量比で35:65
の割合で配合した混合液晶材料〔ネマチック相→等方相
転移温度170℃〕70重量部と、アクリル系樹脂〔帝
国化学社製の商品名WS023〕25重量部とを、架橋
剤としてのポリイソシアネート5重量部とともに、溶媒
としての1,2−ジクロロエタン中に溶解して、溶質濃
度が20%の塗布液を作製した。
【0039】つぎにこの塗布液を、ITOコートガラス
基材の、ITO膜上に、バーコート法によって塗布し、
25℃、1気圧の空気中で溶媒を蒸発させて、図1(a)
に示す構造を有する、厚み17μmの複合膜を形成し
た。つぎに、上記複合膜を、ガラス基材ごと100℃に
加熱して、複合膜中に残留する溶媒を除去するととも
に、高分子マトリクスの架橋を完了させた。
基材の、ITO膜上に、バーコート法によって塗布し、
25℃、1気圧の空気中で溶媒を蒸発させて、図1(a)
に示す構造を有する、厚み17μmの複合膜を形成し
た。つぎに、上記複合膜を、ガラス基材ごと100℃に
加熱して、複合膜中に残留する溶媒を除去するととも
に、高分子マトリクスの架橋を完了させた。
【0040】そして上記複合膜上に、前記と同じITO
コートガラス基材を、ITO膜が複合膜と接するように
重ね合わせた後、約1kg/cm2 の圧力をかけて密着させ
て、液晶素子を作製した。 実施例2 混合液晶材料に代えて、前記式(12)で表される多環式液
晶材料〔ネマチック相→等方相転移温度219℃〕70
重量部を使用したこと以外は、実施例1と同様にして液
晶素子を作製した。 実施例3 実施例1で使用したのと同じ混合液晶材料70重量部
と、二成分触媒硬化型のウレタン系樹脂〔武田薬品社製
の商品名A310〕25重量部とを、触媒としてのポリ
イソシアネート5重量部とともに、溶媒としてのジクロ
ロメタン中に溶解して、溶質濃度が20%の塗布液を作
製した。
コートガラス基材を、ITO膜が複合膜と接するように
重ね合わせた後、約1kg/cm2 の圧力をかけて密着させ
て、液晶素子を作製した。 実施例2 混合液晶材料に代えて、前記式(12)で表される多環式液
晶材料〔ネマチック相→等方相転移温度219℃〕70
重量部を使用したこと以外は、実施例1と同様にして液
晶素子を作製した。 実施例3 実施例1で使用したのと同じ混合液晶材料70重量部
と、二成分触媒硬化型のウレタン系樹脂〔武田薬品社製
の商品名A310〕25重量部とを、触媒としてのポリ
イソシアネート5重量部とともに、溶媒としてのジクロ
ロメタン中に溶解して、溶質濃度が20%の塗布液を作
製した。
【0041】つぎにこの塗布液を、ITOコートガラス
基材の、ITO膜上に、バーコート法によって塗布し、
25℃、1気圧の空気中で溶媒を蒸発させるとともにウ
レタン系樹脂を架橋、硬化させて、図1(b) に示す構造
を有する、厚み17μmの複合膜を形成した。つぎに、
上記複合膜を、ガラス基材ごと100℃に加熱して、複
合膜中に残留する溶媒を除去するとともに、高分子マト
リクスの架橋を完了させた。
基材の、ITO膜上に、バーコート法によって塗布し、
25℃、1気圧の空気中で溶媒を蒸発させるとともにウ
レタン系樹脂を架橋、硬化させて、図1(b) に示す構造
を有する、厚み17μmの複合膜を形成した。つぎに、
上記複合膜を、ガラス基材ごと100℃に加熱して、複
合膜中に残留する溶媒を除去するとともに、高分子マト
リクスの架橋を完了させた。
【0042】そして上記複合膜上に、前記と同じITO
コートガラス基材を、ITO膜が複合膜と接するように
重ね合わせた後、約1kg/cm2 の圧力をかけて密着させ
て、液晶素子を作製した。 実施例4 実施例1で使用したのと同じ混合液晶材料70重量部
と、エポキシ系樹脂〔油化シェルエポキシ社製の商品名
エピコート828〕30重量部とを、硬化剤としてのジ
エチルアミンの当量重量部とともに、溶媒としてのジク
ロロメタン中に溶解して、溶質濃度が20%の塗布液を
作製した。
コートガラス基材を、ITO膜が複合膜と接するように
重ね合わせた後、約1kg/cm2 の圧力をかけて密着させ
て、液晶素子を作製した。 実施例4 実施例1で使用したのと同じ混合液晶材料70重量部
と、エポキシ系樹脂〔油化シェルエポキシ社製の商品名
エピコート828〕30重量部とを、硬化剤としてのジ
エチルアミンの当量重量部とともに、溶媒としてのジク
ロロメタン中に溶解して、溶質濃度が20%の塗布液を
作製した。
【0043】つぎにこの塗布液を、ITOコートガラス
基材の、ITO膜上に、バーコート法によって塗布し、
25℃、1気圧の空気中で溶媒を蒸発させるとともにウ
レタン系樹脂を架橋、硬化させて、図1(b) に示す構造
を有する、厚み17μmの複合膜を形成した。つぎに、
上記複合膜を、ガラス基材ごと100℃に加熱して、複
合膜中に残留する溶媒を除去するとともに、高分子マト
リクスの架橋を完了させた。
基材の、ITO膜上に、バーコート法によって塗布し、
25℃、1気圧の空気中で溶媒を蒸発させるとともにウ
レタン系樹脂を架橋、硬化させて、図1(b) に示す構造
を有する、厚み17μmの複合膜を形成した。つぎに、
上記複合膜を、ガラス基材ごと100℃に加熱して、複
合膜中に残留する溶媒を除去するとともに、高分子マト
リクスの架橋を完了させた。
【0044】そして上記複合膜上に、前記と同じITO
コートガラス基材を、ITO膜が複合膜と接するように
重ね合わせた後、約1kg/cm2 の圧力をかけて密着させ
て、液晶素子を作製した。 実施例5 前記式(12)で表される多環式液晶材料〔ネマチック相→
等方相転移温度219℃〕と、前記式(a) で表される通
常の液晶材料〔ネマチック相→等方相転移温度190
℃〕と、同じく前記式(b) で表される通常の液晶材料
〔ネマチック相→等方相転移温度180℃〕とを、重量
比で80:5:15の割合で配合した混合液晶材料70
重量部を使用したこと以外は、実施例1と同様にして液
晶素子を作製した。 比較例1 式(12)で表される多環式液晶材料と、式(a) および(b)
で表される通常の液晶材料の割合を55:30:15と
した混合液晶材料70重量部を使用したこと以外は、実
施例1と同様にして液晶素子を作製した。
コートガラス基材を、ITO膜が複合膜と接するように
重ね合わせた後、約1kg/cm2 の圧力をかけて密着させ
て、液晶素子を作製した。 実施例5 前記式(12)で表される多環式液晶材料〔ネマチック相→
等方相転移温度219℃〕と、前記式(a) で表される通
常の液晶材料〔ネマチック相→等方相転移温度190
℃〕と、同じく前記式(b) で表される通常の液晶材料
〔ネマチック相→等方相転移温度180℃〕とを、重量
比で80:5:15の割合で配合した混合液晶材料70
重量部を使用したこと以外は、実施例1と同様にして液
晶素子を作製した。 比較例1 式(12)で表される多環式液晶材料と、式(a) および(b)
で表される通常の液晶材料の割合を55:30:15と
した混合液晶材料70重量部を使用したこと以外は、実
施例1と同様にして液晶素子を作製した。
【0045】上記各実施例、比較例の液晶素子につい
て、以下の各試験を行い、その特性を評価した。液晶材料の膨潤率測定 屈折率計のプリズムの表面に、実施例、比較例の液晶素
子で使用したのと同じ高分子の薄膜(膜厚3μm)を形
成し、その上に、実施例、比較例の液晶素子で使用した
のと同じ液晶材料を塗布して、複合膜における透明体マ
トリクスと液晶材料の界面のモデルを作製し、このモデ
ルを60〜120℃に加熱した際の屈折率変化を測定し
て、図3に実線で示すようにプロットした。また上記液
晶材料単独および高分子単独の屈折率変化も測定して、
図3に二点鎖線(液晶材料)および破線(高分子)で示
すようにプロットした。そして、液晶材料単独の屈折率
変化曲線と高分子単独の屈折率変化曲線との、所定温度
における差(たとえば120℃の場合は図中符号a)
と、モデルの屈折率変化曲線と高分子単独の屈折率変化
曲線との、所定温度における差(たとえば120℃の場
合は図中符号b)を求め、下記計算式により、所定温度
における膨潤率(%)を計算した。
て、以下の各試験を行い、その特性を評価した。液晶材料の膨潤率測定 屈折率計のプリズムの表面に、実施例、比較例の液晶素
子で使用したのと同じ高分子の薄膜(膜厚3μm)を形
成し、その上に、実施例、比較例の液晶素子で使用した
のと同じ液晶材料を塗布して、複合膜における透明体マ
トリクスと液晶材料の界面のモデルを作製し、このモデ
ルを60〜120℃に加熱した際の屈折率変化を測定し
て、図3に実線で示すようにプロットした。また上記液
晶材料単独および高分子単独の屈折率変化も測定して、
図3に二点鎖線(液晶材料)および破線(高分子)で示
すようにプロットした。そして、液晶材料単独の屈折率
変化曲線と高分子単独の屈折率変化曲線との、所定温度
における差(たとえば120℃の場合は図中符号a)
と、モデルの屈折率変化曲線と高分子単独の屈折率変化
曲線との、所定温度における差(たとえば120℃の場
合は図中符号b)を求め、下記計算式により、所定温度
における膨潤率(%)を計算した。
【0046】
【数1】
【0047】そして、温度と膨潤率との関係を図4にプ
ロットした。図4の結果より、実施例1〜5で使用した
液晶材料はいずれも、比較例1で使用した液晶材料に比
べて、高温条件下での高分子への膨潤が少ないことが確
認された。コントラストの温度特性測定 実施例、比較例の液晶素子の、複合膜を挟む一対の透明
導電膜間に、矩形波状の駆動電圧(周波数20Hz、電
圧100V)を印加した状態におけるHe−Neレーザー光
(波長633nm)の透過率(ON時透過率)と、電圧を
印加していない状態における上記He−Neレーザー光(波
長633nm)の透過率(OFF時透過率)とを、雰囲気
温度60〜140℃の条件下で測定し、下記計算式によ
り、コントラストを計算した。
ロットした。図4の結果より、実施例1〜5で使用した
液晶材料はいずれも、比較例1で使用した液晶材料に比
べて、高温条件下での高分子への膨潤が少ないことが確
認された。コントラストの温度特性測定 実施例、比較例の液晶素子の、複合膜を挟む一対の透明
導電膜間に、矩形波状の駆動電圧(周波数20Hz、電
圧100V)を印加した状態におけるHe−Neレーザー光
(波長633nm)の透過率(ON時透過率)と、電圧を
印加していない状態における上記He−Neレーザー光(波
長633nm)の透過率(OFF時透過率)とを、雰囲気
温度60〜140℃の条件下で測定し、下記計算式によ
り、コントラストを計算した。
【0048】コントラスト=ON時透過率/OFF時透
過率 そして、温度とコントラストとの関係を図5にプロット
した。図5の結果より、実施例1〜5の液晶素子はいず
れも、比較例1の液晶素子に比べて、高温条件下でのコ
ントラストの低下が少ないことから、耐熱性にすぐれた
ものであることが確認された。
過率 そして、温度とコントラストとの関係を図5にプロット
した。図5の結果より、実施例1〜5の液晶素子はいず
れも、比較例1の液晶素子に比べて、高温条件下でのコ
ントラストの低下が少ないことから、耐熱性にすぐれた
ものであることが確認された。
【0049】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明の液晶素
子によれば、複合膜を構成する液晶材料が、3〜4個の
ベンゼン環またはシクロヘキサン環を骨格にもつ、少な
くとも1種の多環式液晶材料を含有しているので、たと
え高温条件下でも、液晶材料の高分子マトリクス中への
膨潤が発生しない。したがってこの発明の液晶素子は、
耐熱性にすぐれ、とくに高温域で使用した際に十分なコ
ントラストを維持できるので、高分子マトリクスの耐熱
性を高く、かつ液晶材料の液晶相温度範囲を十分に高温
にすることで、たとえば照明装置の調光素子等、従来は
適用不可能であった、より高温領域への液晶素子の利用
可能性を拡大できるという、特有の作用効果を奏するも
のである。
子によれば、複合膜を構成する液晶材料が、3〜4個の
ベンゼン環またはシクロヘキサン環を骨格にもつ、少な
くとも1種の多環式液晶材料を含有しているので、たと
え高温条件下でも、液晶材料の高分子マトリクス中への
膨潤が発生しない。したがってこの発明の液晶素子は、
耐熱性にすぐれ、とくに高温域で使用した際に十分なコ
ントラストを維持できるので、高分子マトリクスの耐熱
性を高く、かつ液晶材料の液晶相温度範囲を十分に高温
にすることで、たとえば照明装置の調光素子等、従来は
適用不可能であった、より高温領域への液晶素子の利用
可能性を拡大できるという、特有の作用効果を奏するも
のである。
【図1】同図(a)(b)はいずれも、この発明の液晶素子を
構成する複合膜の構造を示す断面図である。
構成する複合膜の構造を示す断面図である。
【図2】この発明の液晶素子の層構成を示す断面図であ
る。
る。
【図3】この発明の実施例、比較例における、高分子へ
の液晶材料の膨潤率を求めるための基礎データを示すグ
ラフである。
の液晶材料の膨潤率を求めるための基礎データを示すグ
ラフである。
【図4】この発明の実施例、比較例における、高分子へ
の液晶材料の膨潤率と温度との関係を示すグラフであ
る。
の液晶材料の膨潤率と温度との関係を示すグラフであ
る。
【図5】この発明の実施例、比較例における、素子のコ
ントラストと温度との関係を示すグラフである。
ントラストと温度との関係を示すグラフである。
D 導電基材 L 複合膜 L1 担体膜 L2 液晶材料 L3 担体膜
Claims (2)
- 【請求項1】高分子マトリクスからなる担体膜の連続し
た孔内に液晶材料を充填した構造、または高分子マトリ
クスからなる担体膜中に液晶材料を粒状に分散した構造
の複合膜を、一対の導電性基材で挟着した液晶素子にお
いて、上記液晶材料の70〜100重量%が、3〜4個
のベンゼン環またはシクロヘキサン環を骨格にもつ、少
なくとも1種の液晶材料であることを特徴とする液晶素
子。 - 【請求項2】高分子マトリクスが架橋されている請求項
1記載の液晶素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6244251A JPH08109379A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6244251A JPH08109379A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 液晶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08109379A true JPH08109379A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17115980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6244251A Pending JPH08109379A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08109379A (ja) |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP6244251A patent/JPH08109379A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100262256B1 (ko) | 액정 표시 소자 및 그의 제조 방법 | |
| US5301046A (en) | Electro-optical device having a layer comprising an oblate liquid crystal dispersed in a resin and method for forming the same | |
| US5679414A (en) | Liquid crystal-polymer composite film, electro-optical element using the same, and process for producing electro-optical element | |
| US5523127A (en) | Liquid crystal composite layer of the dispersion type, method for the production thereof and liquid crystal materials used therein | |
| JP3504159B2 (ja) | 液晶光学スイッチ素子 | |
| CN104995552B (zh) | 液晶器件 | |
| EP0516076B1 (en) | Liquid crystal device | |
| CN101479363B (zh) | 液晶组合物、液晶光学元件及液晶光学元件的制造方法 | |
| EP0488116A2 (en) | Polymer dispersed liquid crystal display element and method of fabricating the same | |
| KR20100102148A (ko) | 액정 디스플레이 및 그 제조 방법 | |
| ITMI951226A1 (it) | Cristalli liquidi stabilizzati con polimeri (pslc) e dispositivi flessibili di essi | |
| WO2008007715A1 (en) | Liquid crystal optical device and process for manufacturing the same | |
| EP0505448B1 (en) | Light modulating material comprising polymer dispersed liquid crystals | |
| TWI697550B (zh) | 液晶組成物及液晶光學元件 | |
| JP2762487B2 (ja) | 液晶デバイス | |
| CA2079801C (en) | Liquid crystal display device and preparation and use thereof | |
| JPH09185043A (ja) | 液晶素子 | |
| JP3474615B2 (ja) | 液晶表示素子 | |
| EP0803525A2 (en) | Chiral anisotropic thermosets (cat) in polymer stabilized liquid crystals | |
| JP2770688B2 (ja) | 液晶−高分子複合膜および電気光学素子の製造方法 | |
| JP4280246B2 (ja) | 反射型液晶表示装置およびその製造方法 | |
| EP0787782A2 (en) | Process and materials for highly transparent polymer dispersed liquid crystals | |
| JP3734087B2 (ja) | 液晶組成物 | |
| JP3141910B2 (ja) | 液晶・高分子複合材料よりなる電気光学素子およびその製造方法 | |
| JPH0952962A (ja) | 液晶性化合物含有フィルム、その製造方法及び液晶表示装置 |