JPH08304788A - 高分子分散型液晶素子 - Google Patents
高分子分散型液晶素子Info
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- JPH08304788A JPH08304788A JP7108659A JP10865995A JPH08304788A JP H08304788 A JPH08304788 A JP H08304788A JP 7108659 A JP7108659 A JP 7108659A JP 10865995 A JP10865995 A JP 10865995A JP H08304788 A JPH08304788 A JP H08304788A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】メモリ性を有するとともにコントラストの高い
高分子分散型液晶素子を提供する。 【構成】室温でコレステリック相を示す液晶材料３ａと
全重量の１０ｗｔ％以上の光硬化性樹脂材料３ｂとを有
する高分子分散型液晶素子であって、液晶材料３ａと相
溶し樹脂材料３ｂの硬化を阻害しない材料が、液晶材料
３ａと樹脂材料３ｂとが光重合相分離された後の液晶材
料３ａのコレステリック相を崩さず、且つ、液晶材料３
ａのフォーカルコニック配列及びプレーナ配列の双安定
性を崩さない範囲で混合された高分子分散型液晶素子。
高分子分散型液晶素子を提供する。 【構成】室温でコレステリック相を示す液晶材料３ａと
全重量の１０ｗｔ％以上の光硬化性樹脂材料３ｂとを有
する高分子分散型液晶素子であって、液晶材料３ａと相
溶し樹脂材料３ｂの硬化を阻害しない材料が、液晶材料
３ａと樹脂材料３ｂとが光重合相分離された後の液晶材
料３ａのコレステリック相を崩さず、且つ、液晶材料３
ａのフォーカルコニック配列及びプレーナ配列の双安定
性を崩さない範囲で混合された高分子分散型液晶素子。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶材料と樹脂材料と
からなる高分子分散型液晶素子に関する。
からなる高分子分散型液晶素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶材料と樹脂材料とからなる高分子分
散型液晶素子は、偏光板やセル作製が不要であることか
ら大面積で明るい液晶パネルへの応用が期待されてい
る。さらに、昭和６３年特許出願公表第５０１５１２号
公報によると、液晶材料としてコレステリック相を示す
液晶材料に微量の樹脂材料を加えた液晶素子では、メモ
リ性を示すことが開示されており、このような液晶素子
はＴＦＴ・ＭＩＭ等のメモリ素子が不要で、且つ、高精
度の表示ができるディスプレイとして注目されている。
散型液晶素子は、偏光板やセル作製が不要であることか
ら大面積で明るい液晶パネルへの応用が期待されてい
る。さらに、昭和６３年特許出願公表第５０１５１２号
公報によると、液晶材料としてコレステリック相を示す
液晶材料に微量の樹脂材料を加えた液晶素子では、メモ
リ性を示すことが開示されており、このような液晶素子
はＴＦＴ・ＭＩＭ等のメモリ素子が不要で、且つ、高精
度の表示ができるディスプレイとして注目されている。
【０００３】すなわち、２枚の透明基板の間にコレステ
リック液晶又はカイラルネマティック液晶等のコレステ
リック相を示す液晶材料が挟持された液晶セルでは、該
基板の内側に設けられた透明導電膜を介して低電圧をパ
ルス状に印加すると、液晶分子のヘリカル軸が不規則な
方向を向くフォーカルコニック配列をとり、入射光が散
乱されて液晶は濁って不透明に見える。また同様に高電
圧をパルス状に印加すると、液晶分子のヘリカル軸が該
基板に対し垂直に並ぶプレーナ配列をとり、液晶は透明
になる。そしてこの２つの状態は電圧印加を停止しても
安定に保持される。この２つの状態の双安定性は、樹脂
により液晶の動きが制限されることによると考えられて
いる。
リック液晶又はカイラルネマティック液晶等のコレステ
リック相を示す液晶材料が挟持された液晶セルでは、該
基板の内側に設けられた透明導電膜を介して低電圧をパ
ルス状に印加すると、液晶分子のヘリカル軸が不規則な
方向を向くフォーカルコニック配列をとり、入射光が散
乱されて液晶は濁って不透明に見える。また同様に高電
圧をパルス状に印加すると、液晶分子のヘリカル軸が該
基板に対し垂直に並ぶプレーナ配列をとり、液晶は透明
になる。そしてこの２つの状態は電圧印加を停止しても
安定に保持される。この２つの状態の双安定性は、樹脂
により液晶の動きが制限されることによると考えられて
いる。
【０００４】コレステリック相を示す液晶材料では、プ
レーナ配列状態で、ヘリカルピッチと該液晶の平均屈折
率の積に対応する光を選択的に反射して着色透明状態と
なるため、この現象を利用してカラー表示を行うことが
試みられている。しかし、コレステリック液晶材料の選
択反射波長は温度及び視野角に対して敏感に変化するた
め一定の色に保持し難く、実用に向かない。これを解決
するため、コレステリック液晶材料の選択反射波長が例
えば赤外域になるように該液晶材料を適宜選択すると、
可視光は透過して、該液晶材料は透明に見える。この場
合、温度によって該液晶材料のヘリカルピッチが変化し
たり視野角が変化したりすることで選択反射波長が変化
しても可視域での該液晶の光散乱透過特性に影響を及ぼ
さないようにすることが可能である。また、このように
液晶材料の選択反射波長を例えば赤外域にすることで得
られる透明状態・白濁状態の２状態により、背景色を利
用して白・黒表示をすることもできる。
レーナ配列状態で、ヘリカルピッチと該液晶の平均屈折
率の積に対応する光を選択的に反射して着色透明状態と
なるため、この現象を利用してカラー表示を行うことが
試みられている。しかし、コレステリック液晶材料の選
択反射波長は温度及び視野角に対して敏感に変化するた
め一定の色に保持し難く、実用に向かない。これを解決
するため、コレステリック液晶材料の選択反射波長が例
えば赤外域になるように該液晶材料を適宜選択すると、
可視光は透過して、該液晶材料は透明に見える。この場
合、温度によって該液晶材料のヘリカルピッチが変化し
たり視野角が変化したりすることで選択反射波長が変化
しても可視域での該液晶の光散乱透過特性に影響を及ぼ
さないようにすることが可能である。また、このように
液晶材料の選択反射波長を例えば赤外域にすることで得
られる透明状態・白濁状態の２状態により、背景色を利
用して白・黒表示をすることもできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、選択反
射波長を例えば赤外域に設定し、自己保存性を高めるた
め樹脂材料の混合割合を大きくすると、ヘリカルピッチ
が長くなるに従いプレーナ配列状態での可視光の透過率
が悪くなり、コントラストが低下する。そこで本発明
は、メモリ性を有するとともにコントラストの高い高分
子分散型液晶素子を提供することを課題とする。
射波長を例えば赤外域に設定し、自己保存性を高めるた
め樹脂材料の混合割合を大きくすると、ヘリカルピッチ
が長くなるに従いプレーナ配列状態での可視光の透過率
が悪くなり、コントラストが低下する。そこで本発明
は、メモリ性を有するとともにコントラストの高い高分
子分散型液晶素子を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明者は研究を重ね、以下の知見を得た。すなわち、
コレステリック液晶材料と光硬化性樹脂材料とを有する
高分子分散型液晶素子において、該液晶材料と相溶し該
樹脂材料の硬化を阻害しない材料を混合することによ
り、該コレステリック液晶材料の選択反射波長が可視光
波長外、例えば赤外域にあり、樹脂材料の割合が大きい
場合にも、プレーナ配列による透明状態での透過率が向
上し、高いコントラストを得ることができる。また、温
度変化により該液晶材料のヘリカルピッチが変化したり
視野角が変化したりしても可視域での光変調性能に影響
がなく、十分な透過率を得ることができる。
本発明者は研究を重ね、以下の知見を得た。すなわち、
コレステリック液晶材料と光硬化性樹脂材料とを有する
高分子分散型液晶素子において、該液晶材料と相溶し該
樹脂材料の硬化を阻害しない材料を混合することによ
り、該コレステリック液晶材料の選択反射波長が可視光
波長外、例えば赤外域にあり、樹脂材料の割合が大きい
場合にも、プレーナ配列による透明状態での透過率が向
上し、高いコントラストを得ることができる。また、温
度変化により該液晶材料のヘリカルピッチが変化したり
視野角が変化したりしても可視域での光変調性能に影響
がなく、十分な透過率を得ることができる。
【０００７】前記知見に基づき本発明の高分子分散型液
晶素子は、室温でコレステリック相を示す液晶材料と全
重量の１０ｗｔ％以上の光硬化性樹脂材料とを有する高
分子分散型液晶素子であって、該液晶材料と相溶し該樹
脂材料の硬化を阻害しない材料が、該液晶材料と該樹脂
材料とが光重合相分離された後の該液晶材料のコレステ
リック相を崩さず、且つ、該液晶材料のフォーカルコニ
ック配列及びプレーナ配列の双安定性を崩さない範囲で
混合されたことを特徴とする。
晶素子は、室温でコレステリック相を示す液晶材料と全
重量の１０ｗｔ％以上の光硬化性樹脂材料とを有する高
分子分散型液晶素子であって、該液晶材料と相溶し該樹
脂材料の硬化を阻害しない材料が、該液晶材料と該樹脂
材料とが光重合相分離された後の該液晶材料のコレステ
リック相を崩さず、且つ、該液晶材料のフォーカルコニ
ック配列及びプレーナ配列の双安定性を崩さない範囲で
混合されたことを特徴とする。
【０００８】前記の室温でコレステリック相を示す液晶
材料には、コレステリック液晶やネマティック液晶にカ
イラル材料を加えたカイラルネマティック液晶等を用い
ることができる。また、前記液晶材料は選択反射波長が
代表例として赤外域にあることが考えられ、これにより
該液晶材料がプレーナ配列をとるとき可視光を透過し、
透明状態を得ることができる。
材料には、コレステリック液晶やネマティック液晶にカ
イラル材料を加えたカイラルネマティック液晶等を用い
ることができる。また、前記液晶材料は選択反射波長が
代表例として赤外域にあることが考えられ、これにより
該液晶材料がプレーナ配列をとるとき可視光を透過し、
透明状態を得ることができる。
【０００９】前記光硬化性樹脂材料としては、例えば紫
外線硬化性樹脂を挙げることができる。前記液晶材料と
相溶し前記光硬化性樹脂材料の硬化を阻害しない材料と
しては、該光硬化性樹脂材料の光重合開始剤或いは該樹
脂材料の重合に関与しないモノマー材料等を用いること
が考えられ、その混合量は、それには限定されないが、
混合された全材料の１ｗｔ％以上６ｗｔ％以下であるこ
とが考えられる。これは、液晶材料及び樹脂材料の種類
や該両者の混合比等によって異なるが、１ｗｔ％程度あ
れば、光硬化性樹脂材料が全重量の１０ｗｔ％以上含ま
れる本発明の液晶素子において、該材料添加による十分
な効果を得ることができ、また該材料として樹脂材料の
光重合開始剤を用いる場合には樹脂材料を硬化させるこ
とができると考えられるからである。また、前記液晶材
料と前記樹脂材料とが光重合相分離された後の前記液晶
材料のコレステリック相を崩さず、且つ、前記液晶材料
の双安定性を崩さない上限値は６ｗｔ％程度と考えられ
るからである。上限値は、この他、液晶素子の透明状態
での透過率、散乱状態での光散乱特性（散乱角や後方散
乱の量）、該液晶素子の使用状態（投射型、反射型等）
等も考慮して適宜定める。
外線硬化性樹脂を挙げることができる。前記液晶材料と
相溶し前記光硬化性樹脂材料の硬化を阻害しない材料と
しては、該光硬化性樹脂材料の光重合開始剤或いは該樹
脂材料の重合に関与しないモノマー材料等を用いること
が考えられ、その混合量は、それには限定されないが、
混合された全材料の１ｗｔ％以上６ｗｔ％以下であるこ
とが考えられる。これは、液晶材料及び樹脂材料の種類
や該両者の混合比等によって異なるが、１ｗｔ％程度あ
れば、光硬化性樹脂材料が全重量の１０ｗｔ％以上含ま
れる本発明の液晶素子において、該材料添加による十分
な効果を得ることができ、また該材料として樹脂材料の
光重合開始剤を用いる場合には樹脂材料を硬化させるこ
とができると考えられるからである。また、前記液晶材
料と前記樹脂材料とが光重合相分離された後の前記液晶
材料のコレステリック相を崩さず、且つ、前記液晶材料
の双安定性を崩さない上限値は６ｗｔ％程度と考えられ
るからである。上限値は、この他、液晶素子の透明状態
での透過率、散乱状態での光散乱特性（散乱角や後方散
乱の量）、該液晶素子の使用状態（投射型、反射型等）
等も考慮して適宜定める。
【００１０】
【作用】本発明の高分子分散型液晶素子によると、コレ
ステリック液晶材料と全重量の１０ｗｔ％以上の光硬化
性樹脂材料とを有する高分子分散型液晶素子において、
該液晶材料と相溶し該樹脂材料の硬化を阻害しない材料
を混合し、液晶材料の選択反射波長を赤外域に設定す
る。この材料は、該液晶材料と該樹脂材料とが光重合相
分離された後の該液晶材料のコレステリック相を崩さ
ず、且つ、該液晶材料の双安定性を崩さない範囲で混合
される。本発明の液晶素子は樹脂材料の割合が多いため
自己保存性に優れるが、このように樹脂材料の割合が多
いにもかかわらず、該コレステリック液晶材料のプレー
ナ配列による透明状態での透過率が向上し、高いコント
ラストが得られる。また、背景色を利用して、高いコン
トラストで例えば白黒表示を行うこともできる。また、
液晶材料と相溶し、光硬化性樹脂の硬化を阻害しない前
記材料の混合により、温度変化により該液晶材料のヘリ
カルピッチが変化したり視野角が変化したりしても可視
域での光変調性能に影響がなく、十分な透過率を得るこ
とができる。
ステリック液晶材料と全重量の１０ｗｔ％以上の光硬化
性樹脂材料とを有する高分子分散型液晶素子において、
該液晶材料と相溶し該樹脂材料の硬化を阻害しない材料
を混合し、液晶材料の選択反射波長を赤外域に設定す
る。この材料は、該液晶材料と該樹脂材料とが光重合相
分離された後の該液晶材料のコレステリック相を崩さ
ず、且つ、該液晶材料の双安定性を崩さない範囲で混合
される。本発明の液晶素子は樹脂材料の割合が多いため
自己保存性に優れるが、このように樹脂材料の割合が多
いにもかかわらず、該コレステリック液晶材料のプレー
ナ配列による透明状態での透過率が向上し、高いコント
ラストが得られる。また、背景色を利用して、高いコン
トラストで例えば白黒表示を行うこともできる。また、
液晶材料と相溶し、光硬化性樹脂の硬化を阻害しない前
記材料の混合により、温度変化により該液晶材料のヘリ
カルピッチが変化したり視野角が変化したりしても可視
域での光変調性能に影響がなく、十分な透過率を得るこ
とができる。
【００１１】前記混合される材料が、前記樹脂材料の光
重合開始剤であるときには、該光重合開始剤を、前記樹
脂材料を重合させるのに必要な量より多く、前記範囲内
で混合するだけでよい。
重合開始剤であるときには、該光重合開始剤を、前記樹
脂材料を重合させるのに必要な量より多く、前記範囲内
で混合するだけでよい。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の１実施例である高分子分散型
液晶素子を図面を参照して説明する。図１は本発明の高
分子分散型液晶素子を備えた透過型の液晶表示装置の１
例を示している。この液晶表示装置は、１対の透明基板
１の内側にそれぞれ透明導電膜２が設けられ、その間
に、室温でコレステリック相を示す液晶材料３ａ及び光
硬化性樹脂３ｂが光重合相分離された複合膜３が挟持さ
れている。この液晶表示装置はＴＦＴ・ＭＩＭ等のメモ
リ素子を設けずに単純マトリクス駆動を行う。
液晶素子を図面を参照して説明する。図１は本発明の高
分子分散型液晶素子を備えた透過型の液晶表示装置の１
例を示している。この液晶表示装置は、１対の透明基板
１の内側にそれぞれ透明導電膜２が設けられ、その間
に、室温でコレステリック相を示す液晶材料３ａ及び光
硬化性樹脂３ｂが光重合相分離された複合膜３が挟持さ
れている。この液晶表示装置はＴＦＴ・ＭＩＭ等のメモ
リ素子を設けずに単純マトリクス駆動を行う。
【００１３】コレステリック液晶材料３ａはコレステリ
ック液晶やネマティック液晶にカイラル材料を加えたカ
イラルネマティック液晶で、その選択反射波長は赤外域
にある。光硬化性樹脂３ｂは重合性モノマー又は重合性
オリゴマーからなる樹脂材料に液晶３ａと相溶する光重
合開始剤を加えて得られたものであり、光硬化性樹脂材
料の量は複合膜３の全体量に対して１０ｗｔ％以上であ
る。光重合開始剤の添加量は液晶材料３ａのコレステリ
ック相を崩さず、且つ、その双安定性を崩さない範囲に
あり、ここでは複合膜３の全体量に対して１ｗｔ％以上
６ｗｔ％以下の範囲にある。光重合開始剤の過剰分は液
晶材料３ａに溶けた状態で存在している。
ック液晶やネマティック液晶にカイラル材料を加えたカ
イラルネマティック液晶で、その選択反射波長は赤外域
にある。光硬化性樹脂３ｂは重合性モノマー又は重合性
オリゴマーからなる樹脂材料に液晶３ａと相溶する光重
合開始剤を加えて得られたものであり、光硬化性樹脂材
料の量は複合膜３の全体量に対して１０ｗｔ％以上であ
る。光重合開始剤の添加量は液晶材料３ａのコレステリ
ック相を崩さず、且つ、その双安定性を崩さない範囲に
あり、ここでは複合膜３の全体量に対して１ｗｔ％以上
６ｗｔ％以下の範囲にある。光重合開始剤の過剰分は液
晶材料３ａに溶けた状態で存在している。
【００１４】この液晶表示装置の製造にあたっては、透
明導電膜２で被覆された１対の基板１を、導電膜２が内
側になるようにして図示しないスペーサを挟持させて組
み立て、次いで、液晶材料、光硬化性樹脂材料及び光重
合開始剤を所定の配合比で混合したものをこの１対の基
板１間に満たし、所定の照度の、樹脂の種類に応じた光
（例えば紫外線）を照射して樹脂材料を硬化させる。そ
の結果、樹脂材料のみが硬化することにより相分離が生
じ、コレステリック液晶材料３ａのヘリカル軸が不規則
な方向を向くため、液晶３ａは可視光を散乱し濁って見
える。
明導電膜２で被覆された１対の基板１を、導電膜２が内
側になるようにして図示しないスペーサを挟持させて組
み立て、次いで、液晶材料、光硬化性樹脂材料及び光重
合開始剤を所定の配合比で混合したものをこの１対の基
板１間に満たし、所定の照度の、樹脂の種類に応じた光
（例えば紫外線）を照射して樹脂材料を硬化させる。そ
の結果、樹脂材料のみが硬化することにより相分離が生
じ、コレステリック液晶材料３ａのヘリカル軸が不規則
な方向を向くため、液晶３ａは可視光を散乱し濁って見
える。
【００１５】この液晶表示装置を、駆動する際には高低
２種類のパルス電圧を印加する。例えば１００Ｖ程度の
電圧を１０ｍｓｅｃパルス状に導電膜２を介して複合膜
３に印加すると、液晶材料３ａは初期状態では不規則な
方向を向いていたヘリカル軸が基板１に垂直な方向に揃
うことでプレーナ配列となるため、可視域の光を透過し
て透明に見える。さらに、この状態で複合膜３に例えば
５０Ｖ程度の電圧を１０ｍｓｅｃパルス状に印加する
と、ヘリカル軸の軸方向の一様性が崩れ、その結果、ヘ
リカル軸が不規則な方向を向いて液晶分子配列がフォー
カルコニック配列となるため、可視域の光を散乱して濁
って見える。この２つの状態は、パルス電圧印加を停止
しても安定に保持され双安定性を示す。
２種類のパルス電圧を印加する。例えば１００Ｖ程度の
電圧を１０ｍｓｅｃパルス状に導電膜２を介して複合膜
３に印加すると、液晶材料３ａは初期状態では不規則な
方向を向いていたヘリカル軸が基板１に垂直な方向に揃
うことでプレーナ配列となるため、可視域の光を透過し
て透明に見える。さらに、この状態で複合膜３に例えば
５０Ｖ程度の電圧を１０ｍｓｅｃパルス状に印加する
と、ヘリカル軸の軸方向の一様性が崩れ、その結果、ヘ
リカル軸が不規則な方向を向いて液晶分子配列がフォー
カルコニック配列となるため、可視域の光を散乱して濁
って見える。この２つの状態は、パルス電圧印加を停止
しても安定に保持され双安定性を示す。
【００１６】この液晶表示装置によると、液晶材料３ａ
と相溶する光重合開始剤が、液晶材料３ａのコレステリ
ック相を崩さず、且つ、その双安定性を崩さない範囲で
添加されているため、選択反射波長が赤外域にある液晶
材料３ａのプレーナ配列状態での可視光の透過率が向上
し、ヘリカルピッチが長くなるほど該透過率が低下する
のが抑制されて、高いコントラストが得られる。
と相溶する光重合開始剤が、液晶材料３ａのコレステリ
ック相を崩さず、且つ、その双安定性を崩さない範囲で
添加されているため、選択反射波長が赤外域にある液晶
材料３ａのプレーナ配列状態での可視光の透過率が向上
し、ヘリカルピッチが長くなるほど該透過率が低下する
のが抑制されて、高いコントラストが得られる。
【００１７】なお、ここでは液晶の光透過率を向上させ
るために光硬化性樹脂材料の光重合開始剤を該樹脂材料
の重合開始に必要な量以上加えているが、光重合開始剤
の添加量を重合開始に必要な量とし、それに加えて、液
晶材料３ａと相溶し、樹脂材料の硬化を阻害しない材料
を添加することによっても同様の効果が得られる。次
に、図１に示すタイプの液晶表示装置において、可視光
の透過率に与える、コレステリック相を示す液晶のヘリ
カルピッチの大きさの影響について調べた実験について
説明する。なお、ヘリカルピッチの変動は選択反射波長
の変動をもたらす。
るために光硬化性樹脂材料の光重合開始剤を該樹脂材料
の重合開始に必要な量以上加えているが、光重合開始剤
の添加量を重合開始に必要な量とし、それに加えて、液
晶材料３ａと相溶し、樹脂材料の硬化を阻害しない材料
を添加することによっても同様の効果が得られる。次
に、図１に示すタイプの液晶表示装置において、可視光
の透過率に与える、コレステリック相を示す液晶のヘリ
カルピッチの大きさの影響について調べた実験について
説明する。なお、ヘリカルピッチの変動は選択反射波長
の変動をもたらす。
【００１８】まず、光重合相分離により液晶と樹脂との
複合膜を作製するにあたり、重合開始剤を、樹脂を硬化
させるのに十分な量として、樹脂材料に対して３ｗｔ％
程度の量を混合することにした。この場合、液晶材料と
樹脂材料とを重量比で８０：２０の割合にして複合膜を
作製するときには、重合開始剤は複合膜全体に対して
０．６ｗｔ％程度混合されることになる。
複合膜を作製するにあたり、重合開始剤を、樹脂を硬化
させるのに十分な量として、樹脂材料に対して３ｗｔ％
程度の量を混合することにした。この場合、液晶材料と
樹脂材料とを重量比で８０：２０の割合にして複合膜を
作製するときには、重合開始剤は複合膜全体に対して
０．６ｗｔ％程度混合されることになる。
【００１９】透明導電膜であるＩＴＯ膜を被覆した１対
のガラス板を、透明導電膜が内側になるようにして幅１
０μｍのスペーサを挟持するようにして組み立てた。ネ
マティック液晶材料Ｅ３１ＬＶ（メルク社製）にカイラ
ル物質Ｓ８１１（メルク社製）を加えて、選択反射波長
がそれぞれ０．５５μｍ、１．０μｍ、１．５μｍにな
るよう調整した各カイラルネマティック液晶と紫外線硬
化性樹脂Ｒ１２８Ｈ（日本化薬社製）をそれぞれ重量比
で８０：２０の割合で混合したものに、全重量の０．６
ｗｔ％になるように光重合開始剤ＤＡＲＯＣＵＲ１１７
３（チバガイギー社製）を添加した。この混合物を前記
ガラス板対の間に満たし、これに紫外線を１５ｍＷ／ｃ
ｍ2 で照射して樹脂を硬化させ、相分離させた。
のガラス板を、透明導電膜が内側になるようにして幅１
０μｍのスペーサを挟持するようにして組み立てた。ネ
マティック液晶材料Ｅ３１ＬＶ（メルク社製）にカイラ
ル物質Ｓ８１１（メルク社製）を加えて、選択反射波長
がそれぞれ０．５５μｍ、１．０μｍ、１．５μｍにな
るよう調整した各カイラルネマティック液晶と紫外線硬
化性樹脂Ｒ１２８Ｈ（日本化薬社製）をそれぞれ重量比
で８０：２０の割合で混合したものに、全重量の０．６
ｗｔ％になるように光重合開始剤ＤＡＲＯＣＵＲ１１７
３（チバガイギー社製）を添加した。この混合物を前記
ガラス板対の間に満たし、これに紫外線を１５ｍＷ／ｃ
ｍ2 で照射して樹脂を硬化させ、相分離させた。
【００２０】この３種類の液晶表示装置サンプルは、い
ずれも１００Ｖ・１０ｍｓｅｃのパルス電圧印加で透明
状態、５０Ｖ・１０ｍｓｅｃのパルス電圧印加で散乱白
濁状態となり、各状態は電圧無印加時も保持された。こ
れらのサンプルの可視光の透過状態での透過率を、ヘリ
ウムネオンレーザをガラス板対の片側から照射し、もう
一方の側から１５ｃｍ離れた位置にフォトダイオードを
設置してその受光部の出力を測定することで求めた。
ずれも１００Ｖ・１０ｍｓｅｃのパルス電圧印加で透明
状態、５０Ｖ・１０ｍｓｅｃのパルス電圧印加で散乱白
濁状態となり、各状態は電圧無印加時も保持された。こ
れらのサンプルの可視光の透過状態での透過率を、ヘリ
ウムネオンレーザをガラス板対の片側から照射し、もう
一方の側から１５ｃｍ離れた位置にフォトダイオードを
設置してその受光部の出力を測定することで求めた。
【００２１】結果を図２に示す。これによると、温度に
よる可視域での光変調特性の変化を改善するために選択
反射波長を赤外域に設定しても、ヘリカルピッチが長く
なるに従い、換言すれば選択反射波長が長くなるに従
い、透過率が減少し、十分な透過率が得られないことが
分かる。次に、図１に示すタイプの液晶表示装置におい
て、可視光の透過率に与える光重合開始剤の添加量の影
響を調べた実験について説明する。
よる可視域での光変調特性の変化を改善するために選択
反射波長を赤外域に設定しても、ヘリカルピッチが長く
なるに従い、換言すれば選択反射波長が長くなるに従
い、透過率が減少し、十分な透過率が得られないことが
分かる。次に、図１に示すタイプの液晶表示装置におい
て、可視光の透過率に与える光重合開始剤の添加量の影
響を調べた実験について説明する。
【００２２】ネマティック液晶材料Ｅ３１ＬＶにカイラ
ル物質Ｓ８１１を加えて選択反射波長が１．１μｍにな
るように調整したカイラルネマティック液晶材料と、紫
外線硬化樹脂Ｒ１２８Ｈを重量比で８３：１７の割合で
混合したものに、重合開始剤ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３を
全重量のそれぞれ０．６ｗｔ％、１ｗｔ％、２ｗｔ％、
３．８ｗｔ％、５．７ｗｔ％及び７．４ｗｔ％添加した
ものを、それぞれ前記と同様にして光重合相分離して液
晶表示装置のサンプルを得た。
ル物質Ｓ８１１を加えて選択反射波長が１．１μｍにな
るように調整したカイラルネマティック液晶材料と、紫
外線硬化樹脂Ｒ１２８Ｈを重量比で８３：１７の割合で
混合したものに、重合開始剤ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３を
全重量のそれぞれ０．６ｗｔ％、１ｗｔ％、２ｗｔ％、
３．８ｗｔ％、５．７ｗｔ％及び７．４ｗｔ％添加した
ものを、それぞれ前記と同様にして光重合相分離して液
晶表示装置のサンプルを得た。
【００２３】いずれのサンプルでもカイラルネマテック
液晶と重合開始剤は良好に相溶していた。また相分離後
の複合膜内の液晶は、重合開始剤の添加量が全重量の
０．６ｗｔ％〜５．７ｗｔ％のサンプルについては分光
測定により、設定した選択反射波長に対応した波長の選
択的な反射が確認でき、コレステリック相を示すことが
確認できた。重合開始剤を全重量の７．４ｗｔ％添加し
たものについては、コレステリック相を示さず、等方相
を示した。
液晶と重合開始剤は良好に相溶していた。また相分離後
の複合膜内の液晶は、重合開始剤の添加量が全重量の
０．６ｗｔ％〜５．７ｗｔ％のサンプルについては分光
測定により、設定した選択反射波長に対応した波長の選
択的な反射が確認でき、コレステリック相を示すことが
確認できた。重合開始剤を全重量の７．４ｗｔ％添加し
たものについては、コレステリック相を示さず、等方相
を示した。
【００２４】これらのサンプルの透過状態での可視光の
透過率をヘリウムネオンレーザを使って同様に測定し
た。結果を図３に示す。これによると、重合開始剤の添
加量が増えるにしたがって透過状態での透過率が向上す
ることが分かる。しかし、添加量が７．４ｗｔ％のもの
については、紫外線照射後散乱状態とはならず透明状態
のままであり、パルス電圧印加によっても何らの変化も
認められなかった。
透過率をヘリウムネオンレーザを使って同様に測定し
た。結果を図３に示す。これによると、重合開始剤の添
加量が増えるにしたがって透過状態での透過率が向上す
ることが分かる。しかし、添加量が７．４ｗｔ％のもの
については、紫外線照射後散乱状態とはならず透明状態
のままであり、パルス電圧印加によっても何らの変化も
認められなかった。
【００２５】次にネマティック液晶としてＭＮ１０００
ＸＸ〔チッソ社製、トラン系フッ素含有ネマティック液
晶、Δｎ：０．２１９（λ＝５８９ｎｍ）、ＴN-1 ：６
９．９℃、Ｖ90：２．２９Ｖ、η20：３０．６CPS 〕と
カイラル物質Ｓ８１１を選択反射波長が１μｍになるよ
う調整したカイラルネマティック液晶と紫外線硬化樹脂
Ｒ１２８Ｈを重量比で８０：２０の割合で混合したもの
に、重合開始剤ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３を０．６ｗｔ
％、１ｗｔ％、２ｗｔ％、３．８ｗｔ％及び５．７ｗｔ
％添加したものをそれぞれ前記と同様にして光重合相分
離して液晶表示装置のサンプルを得た。
ＸＸ〔チッソ社製、トラン系フッ素含有ネマティック液
晶、Δｎ：０．２１９（λ＝５８９ｎｍ）、ＴN-1 ：６
９．９℃、Ｖ90：２．２９Ｖ、η20：３０．６CPS 〕と
カイラル物質Ｓ８１１を選択反射波長が１μｍになるよ
う調整したカイラルネマティック液晶と紫外線硬化樹脂
Ｒ１２８Ｈを重量比で８０：２０の割合で混合したもの
に、重合開始剤ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３を０．６ｗｔ
％、１ｗｔ％、２ｗｔ％、３．８ｗｔ％及び５．７ｗｔ
％添加したものをそれぞれ前記と同様にして光重合相分
離して液晶表示装置のサンプルを得た。
【００２６】このときもカイラルネマティック液晶と重
合開始剤は良好に相溶しており相分離後も液晶はコレス
テリック相にあることが分光測定により分かった。これ
らのサンプルの透過状態での可視光の透過率をヘリウム
ネオンレーザを使って同様に測定した。結果を図４に示
す。これによると、重合開始剤の添加量が増えるにした
がって透過率が向上することが分かる。しかし、添加量
が５．７ｗｔ％のものについては、紫外線照射後に散乱
状態とはならず透明状態のままであり、パルス電圧印加
によっても何らの変化も認められなかった。
合開始剤は良好に相溶しており相分離後も液晶はコレス
テリック相にあることが分光測定により分かった。これ
らのサンプルの透過状態での可視光の透過率をヘリウム
ネオンレーザを使って同様に測定した。結果を図４に示
す。これによると、重合開始剤の添加量が増えるにした
がって透過率が向上することが分かる。しかし、添加量
が５．７ｗｔ％のものについては、紫外線照射後に散乱
状態とはならず透明状態のままであり、パルス電圧印加
によっても何らの変化も認められなかった。
【００２７】これらの結果から光重合開始剤を、樹脂材
料の光重合を開始させるのに必要な量（複合膜の全重量
に対して０．６ｗｔ％程度）以上の過剰量添加すること
により透明状態での透過率が向上するが、添加量があま
り多過ぎると散乱・透過の二状態を取ることができなく
なることが分かる。これは、液晶中に残る重合開始剤の
影響で液晶の平均屈折率が低下し、透過率が向上するも
のの、該重合開始剤があまり多く存在すると液晶がコレ
ステリック相から等方相になってしまうためと考えられ
る。
料の光重合を開始させるのに必要な量（複合膜の全重量
に対して０．６ｗｔ％程度）以上の過剰量添加すること
により透明状態での透過率が向上するが、添加量があま
り多過ぎると散乱・透過の二状態を取ることができなく
なることが分かる。これは、液晶中に残る重合開始剤の
影響で液晶の平均屈折率が低下し、透過率が向上するも
のの、該重合開始剤があまり多く存在すると液晶がコレ
ステリック相から等方相になってしまうためと考えられ
る。
【００２８】このことから、樹脂材料の光重合開始剤に
限らず、コレステリック相を示す液晶材料と相溶し、樹
脂材料の硬化を阻害しない材料が液晶のコレステリック
相及び双安定性を崩さない範囲で混合されていれば、同
様の効果が得られるのではないかと考え、さらに以下の
実験も行った。ネマティック液晶ＭＮ１０００ＸＸにカ
イラル物質Ｓ８１１を添加し選択反射波長が１μｍにな
るよう調整したカイラルネマティック液晶に、重合開始
剤ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３を３ｗｔ％添加した紫外線硬
化樹脂Ｒ１２８Ｈを重量比で８３：１７に混合したもの
に、それぞれ全重量の０．６ｗｔ％、１ｗｔ％、２ｗｔ
％、３．８ｗｔ％及び５．７ｗｔ％のエポキシ樹脂ＣＹ
１７９（チバガイギー社製、脂環式エポキシ樹脂）を混
合し、同様にして光重合相分離して５種類のサンプルを
得た。
限らず、コレステリック相を示す液晶材料と相溶し、樹
脂材料の硬化を阻害しない材料が液晶のコレステリック
相及び双安定性を崩さない範囲で混合されていれば、同
様の効果が得られるのではないかと考え、さらに以下の
実験も行った。ネマティック液晶ＭＮ１０００ＸＸにカ
イラル物質Ｓ８１１を添加し選択反射波長が１μｍにな
るよう調整したカイラルネマティック液晶に、重合開始
剤ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３を３ｗｔ％添加した紫外線硬
化樹脂Ｒ１２８Ｈを重量比で８３：１７に混合したもの
に、それぞれ全重量の０．６ｗｔ％、１ｗｔ％、２ｗｔ
％、３．８ｗｔ％及び５．７ｗｔ％のエポキシ樹脂ＣＹ
１７９（チバガイギー社製、脂環式エポキシ樹脂）を混
合し、同様にして光重合相分離して５種類のサンプルを
得た。
【００２９】このときも液晶とＣＹ１７９は良好に相溶
しており、その混合量が全重量の０．６ｗｔ％〜３．８
ｗｔ％のサンプルについては相分離後の液晶がコレステ
リック相であることが観察された。ＣＹ１７９はカチオ
ン重合するためラジカル重合の開始剤であるＤＡＲＯＣ
ＵＲ１１７３の存在下で紫外線を照射しても硬化せず、
相分離後の液晶に溶けた状態になっていると考えられ
る。また、ＣＹ１７９の混入により液晶の平均屈折率が
低下し、樹脂材料の屈折率とのマッチングが向上してい
ると考えられる。高屈折率の樹脂材料を用いる場合は、
液晶の平均屈折率を大きくするような材料を添加すれば
よい。
しており、その混合量が全重量の０．６ｗｔ％〜３．８
ｗｔ％のサンプルについては相分離後の液晶がコレステ
リック相であることが観察された。ＣＹ１７９はカチオ
ン重合するためラジカル重合の開始剤であるＤＡＲＯＣ
ＵＲ１１７３の存在下で紫外線を照射しても硬化せず、
相分離後の液晶に溶けた状態になっていると考えられ
る。また、ＣＹ１７９の混入により液晶の平均屈折率が
低下し、樹脂材料の屈折率とのマッチングが向上してい
ると考えられる。高屈折率の樹脂材料を用いる場合は、
液晶の平均屈折率を大きくするような材料を添加すれば
よい。
【００３０】透過状態での透過率に与えるＣＹ１７９の
添加量の影響を示したのが図５である。エポキシ樹脂Ｃ
Ｙ１７９の添加量が多くなるにしたがって、透過率が向
上した。しかし、ＣＹ１７９の添加量が５．７ｗｔ％の
ものでは、パルス電圧印加によっても透過状態を保持で
きず散乱状態に戻ってしまい双安定状態を示さなくなっ
た。これにより、カイラルネマティック液晶と相溶し、
樹脂の硬化を阻害せず液晶のコレステリック相を崩さな
い材料を適正量添加することで、透明状態での透過率が
向上するが、あまり過剰量添加すると複合膜のメモリー
特性を損なうことが分かる。従って、メモリ特性を損な
わない範囲で添加しなければならないことが分かる。な
お、ここではこのような材料としてエポキシ樹脂ＣＹ１
７９を例示したが、これに限らず、液晶材料と相溶し、
樹脂材料の硬化を阻害せず、光学的に等方性で液晶の物
性に強い影響を及ぼさないモノマー等の材料であれば同
様の効果が得られる。
添加量の影響を示したのが図５である。エポキシ樹脂Ｃ
Ｙ１７９の添加量が多くなるにしたがって、透過率が向
上した。しかし、ＣＹ１７９の添加量が５．７ｗｔ％の
ものでは、パルス電圧印加によっても透過状態を保持で
きず散乱状態に戻ってしまい双安定状態を示さなくなっ
た。これにより、カイラルネマティック液晶と相溶し、
樹脂の硬化を阻害せず液晶のコレステリック相を崩さな
い材料を適正量添加することで、透明状態での透過率が
向上するが、あまり過剰量添加すると複合膜のメモリー
特性を損なうことが分かる。従って、メモリ特性を損な
わない範囲で添加しなければならないことが分かる。な
お、ここではこのような材料としてエポキシ樹脂ＣＹ１
７９を例示したが、これに限らず、液晶材料と相溶し、
樹脂材料の硬化を阻害せず、光学的に等方性で液晶の物
性に強い影響を及ぼさないモノマー等の材料であれば同
様の効果が得られる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によると、メモリ性を有するとと
もにコントラストの高い高分子分散型液晶素子を提供す
ることができる。
もにコントラストの高い高分子分散型液晶素子を提供す
ることができる。
【図１】本発明の１実施例の高分子分散型液晶素子を用
いた液晶表示装置を示す図である。
いた液晶表示装置を示す図である。
【図２】図１に示すタイプの液晶表示装置において、透
明状態での透過率に与えるコレステリック液晶のヘリカ
ルピッチの大きさの影響を示す図である。
明状態での透過率に与えるコレステリック液晶のヘリカ
ルピッチの大きさの影響を示す図である。
【図３】図１に示すタイプの液晶表示装置において、透
明状態での透過率に与える光重合開始剤の添加量の影響
の１例を示す図である。
明状態での透過率に与える光重合開始剤の添加量の影響
の１例を示す図である。
【図４】図１に示すタイプの液晶表示装置において、透
明状態での透過率に与える光重合開始剤の添加量の影響
の他の例を示す図である。
明状態での透過率に与える光重合開始剤の添加量の影響
の他の例を示す図である。
【図５】図１に示すタイプの液晶表示装置において、透
明状態での透過率に与える樹脂ＣＹ１７９の添加量の影
響を示す図である。
明状態での透過率に与える樹脂ＣＹ１７９の添加量の影
響を示す図である。
１ 透明基板 ２ 透明導電性膜 ３ 複合膜 ３ａ コレステリック相を示す液晶材料 ３ｂ 光硬化性樹脂
Claims (4)
- 【請求項１】 室温でコレステリック相を示す液晶材料
と全重量の１０ｗｔ％以上の光硬化性樹脂材料とを有す
る高分子分散型液晶素子であって、該液晶材料と相溶し
該樹脂材料の硬化を阻害しない材料が、該液晶材料と該
樹脂材料とが光重合相分離された後の該液晶材料のコレ
ステリック相を崩さず、且つ、該液晶材料のフォーカル
コニック配列及びプレーナ配列の双安定性を崩さない範
囲で混合されたことを特徴とする高分子分散型液晶素
子。 - 【請求項２】 前記のコレステリック相を示す液晶材料
の選択反射波長が赤外域にある請求項１記載の高分子分
散型液晶素子。 - 【請求項３】 前記液晶材料及び前記光硬化性樹脂材料
に混合される材料が該樹脂材料の光重合開始剤であり、
該光重合開始剤の割合が、混合された全材料の１ｗｔ％
以上６ｗｔ％以下である請求項１記載の高分子分散型液
晶素子。 - 【請求項４】 前記液晶材料及び前記光硬化性樹脂材料
に混合される材料が該樹脂材料の重合に関与しないモノ
マー材料であり、該モノマー材料の割合が、混合された
全材料の１ｗｔ％以上６ｗｔ％以下である請求項１記載
の高分子分散型液晶素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7108659A JPH08304788A (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 高分子分散型液晶素子 |
| US08/640,585 US5731861A (en) | 1995-05-02 | 1996-05-01 | Composite material, display device using the same and process of manufacturing the same |
| US08/984,166 US5920368A (en) | 1995-05-02 | 1997-12-03 | Composite material, display device using the same and process of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7108659A JPH08304788A (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 高分子分散型液晶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304788A true JPH08304788A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14490422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7108659A Withdrawn JPH08304788A (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 高分子分散型液晶素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5731861A (ja) |
| JP (1) | JPH08304788A (ja) |
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| EP1012658A4 (en) * | 1997-03-22 | 2004-09-15 | Kent Displays Inc | VISIBLE AND INFRARED RADIATION REFLECTIVE DISPLAY DEVICE |
| JP2008191524A (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Asahi Glass Co Ltd | 液晶光学素子 |
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| JPH10307288A (ja) * | 1997-05-09 | 1998-11-17 | Minolta Co Ltd | 液晶素子及びその製造方法 |
| JPH1152431A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Ricoh Co Ltd | 液晶表示素子 |
| KR100607007B1 (ko) * | 1997-10-08 | 2006-08-01 | 휴렛-팩커드 컴퍼니(델라웨어주법인) | 액정 소자 및 그의 제조 방법 |
| US6414669B1 (en) | 1998-05-14 | 2002-07-02 | Minolta Co., Ltd. | Driving method and apparatus for liquid crystal display device |
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| JP2000278573A (ja) * | 1999-03-23 | 2000-10-06 | Minolta Co Ltd | データ記憶媒体の駆動システム |
| WO2001002902A1 (en) * | 1999-07-02 | 2001-01-11 | Three-Five Systems, Inc. | Methods and apparatus for a display compatible with a wide range of liquid crystal materials |
| US6532052B1 (en) | 1999-08-23 | 2003-03-11 | Kent Displays, Inc. | Brightness enhancement for bistable cholesteric displays |
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| JP2001172634A (ja) * | 1999-12-17 | 2001-06-26 | Minolta Co Ltd | 液晶組成物及び該組成物を用いた液晶光変調素子 |
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| JP4457699B2 (ja) * | 2004-03-04 | 2010-04-28 | 日産自動車株式会社 | 調光材料およびこれを用いた車両 |
| US9282335B2 (en) | 2005-03-15 | 2016-03-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and method for coding image frames |
| CN100458502C (zh) * | 2005-11-23 | 2009-02-04 | 财团法人工业技术研究院 | 反射式液晶显示组件 |
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| US8848158B2 (en) | 2008-07-01 | 2014-09-30 | Gentex Corporation | Liquid crystal display device and associated liquid crystal media for use in the same |
| JP6671940B2 (ja) * | 2015-12-07 | 2020-03-25 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US5434685A (en) * | 1992-01-10 | 1995-07-18 | Kent State University | Ferroelectric liquid crystal cell, a method of making it, and its use |
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