JPH09211433A - 液晶光学素子及びその製造法 - Google Patents
液晶光学素子及びその製造法Info
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- JPH09211433A JPH09211433A JP8017700A JP1770096A JPH09211433A JP H09211433 A JPH09211433 A JP H09211433A JP 8017700 A JP8017700 A JP 8017700A JP 1770096 A JP1770096 A JP 1770096A JP H09211433 A JPH09211433 A JP H09211433A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高電荷保持、高信頼性、かつ高散乱性の液晶
光学素子を実現すること。 【解決手段】 透明電極層13を設けた上下一対の基板
11,12をスペーサ兼シール樹脂19を介して貼り合
わせ作製した液晶セルに、高分子形成材料16中に、発
泡剤を混合した混合物14を挟み込む。発泡完了後、高
分子形成材料16の重合を完了し、形成したセル(ガス
胞)15中に液晶18を含浸せしめ、液晶18が高分子
17中に分散保持された液晶光学素子を完成する。
光学素子を実現すること。 【解決手段】 透明電極層13を設けた上下一対の基板
11,12をスペーサ兼シール樹脂19を介して貼り合
わせ作製した液晶セルに、高分子形成材料16中に、発
泡剤を混合した混合物14を挟み込む。発泡完了後、高
分子形成材料16の重合を完了し、形成したセル(ガス
胞)15中に液晶18を含浸せしめ、液晶18が高分子
17中に分散保持された液晶光学素子を完成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶が高分子空孔
中に保持された高分子分散型液晶を用いた液晶光学素子
及びその製造法に関するものである。
中に保持された高分子分散型液晶を用いた液晶光学素子
及びその製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶分子の屈折率と同じ屈折率を
有する高分子に、ネマチック液晶を分散保持させた高分
子分散型液晶を、電極を有する上下一対の基板間に挟み
込み、電界の有無により、液晶の屈折率を変化させ、散
乱状態と透過状態とを切り換える液晶光学素子が多くの
研究、開発者の注目を集めている(特開昭60−252
687号公報)。
有する高分子に、ネマチック液晶を分散保持させた高分
子分散型液晶を、電極を有する上下一対の基板間に挟み
込み、電界の有無により、液晶の屈折率を変化させ、散
乱状態と透過状態とを切り換える液晶光学素子が多くの
研究、開発者の注目を集めている(特開昭60−252
687号公報)。
【0003】図2は、この液晶光学素子の表示原理を示
す概略図である。電圧無印加状態(同図−(a))で
は、液晶24の分子軸がランダムな方向を向くため液晶
領域の屈折率が周囲の高分子相25の屈折率と異なり、
液晶光学素子に入った入射光22は散乱光23となり、
その結果、散乱状態が得られる。一方、透明電極層21
に電界を印加する(同図−(b))と、液晶24の分子
軸が電界方向に配列し、基板に垂直に入射した光に対し
ては、液晶領域の屈折率が周囲の高分子相25の屈折率
とほぼ一致するため、光の散乱が生じず透過光26とな
り、その結果、透過状態が得られる。
す概略図である。電圧無印加状態(同図−(a))で
は、液晶24の分子軸がランダムな方向を向くため液晶
領域の屈折率が周囲の高分子相25の屈折率と異なり、
液晶光学素子に入った入射光22は散乱光23となり、
その結果、散乱状態が得られる。一方、透明電極層21
に電界を印加する(同図−(b))と、液晶24の分子
軸が電界方向に配列し、基板に垂直に入射した光に対し
ては、液晶領域の屈折率が周囲の高分子相25の屈折率
とほぼ一致するため、光の散乱が生じず透過光26とな
り、その結果、透過状態が得られる。
【0004】この高分子分散型液晶を用いた液晶光学素
子は、光の散乱を利用するため、偏光板を使用する必要
がなく、従来のツイステッドネマチック(TN)型の液
晶光学素子のように、直線偏光を得るために、偏光板を
使用しなければならない液晶光学素子に比べ、明るく、
視野角の広い表示が可能になる。さらに、従来のTN型
等の液晶光学素子は、配向処理や上下基板間隔を正確に
制御する必要があり、大面積の表示に関しては、表示む
らが出易いという課題を有していたが、高分子分散型液
晶を用いた液晶光学素子は、配向処理が不要で基板間隔
の制御も厳密でなく、大面積の液晶光学素子も容易に作
製できるという特徴を有する。
子は、光の散乱を利用するため、偏光板を使用する必要
がなく、従来のツイステッドネマチック(TN)型の液
晶光学素子のように、直線偏光を得るために、偏光板を
使用しなければならない液晶光学素子に比べ、明るく、
視野角の広い表示が可能になる。さらに、従来のTN型
等の液晶光学素子は、配向処理や上下基板間隔を正確に
制御する必要があり、大面積の表示に関しては、表示む
らが出易いという課題を有していたが、高分子分散型液
晶を用いた液晶光学素子は、配向処理が不要で基板間隔
の制御も厳密でなく、大面積の液晶光学素子も容易に作
製できるという特徴を有する。
【0005】高分子分散型液晶を利用した液晶光学素子
の製造法としては、相分離重合法、含浸法、乳化法など
が考えられているが、予め液晶材料と重合性の高分子形
成材料を混合した組成物を調整しておき、組成物を基板
間に挟み込んだ後、光または熱を利用して高分子形成材
料を重合せしめる相分離を利用した方法が広く用いられ
ている。
の製造法としては、相分離重合法、含浸法、乳化法など
が考えられているが、予め液晶材料と重合性の高分子形
成材料を混合した組成物を調整しておき、組成物を基板
間に挟み込んだ後、光または熱を利用して高分子形成材
料を重合せしめる相分離を利用した方法が広く用いられ
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、相分離を利
用した高分子分散型液晶の製造法では、液晶材料と重合
性の高分子形成材料を混合することが必要不可欠となる
ため、どうしても液晶材料中にモノマー等の低分子量の
材料が溶出してしまう。したがって、高分子分散型液晶
中では、溶出材料が液晶材料中に不純物として残存して
しまうため、液晶光学素子の電荷保持特性は悪化する。
またその溶出物が光または熱劣化の誘発物となって、液
晶材料を劣化させ、液晶光学素子の性能を著しく悪化さ
せる。
用した高分子分散型液晶の製造法では、液晶材料と重合
性の高分子形成材料を混合することが必要不可欠となる
ため、どうしても液晶材料中にモノマー等の低分子量の
材料が溶出してしまう。したがって、高分子分散型液晶
中では、溶出材料が液晶材料中に不純物として残存して
しまうため、液晶光学素子の電荷保持特性は悪化する。
またその溶出物が光または熱劣化の誘発物となって、液
晶材料を劣化させ、液晶光学素子の性能を著しく悪化さ
せる。
【0007】液晶材料中のこれら残存不純物の量を減ら
し、電荷保持特性を向上させる一つの方法として、高分
子形成材料の重合をより過酷な条件下で行う方法が考え
らるが、その方法では、液晶材料の劣化を引き起こす可
能性があり、本質的な改善方法とは考え難い。このよう
に、相分離を利用た方法で、高電荷保持、高信頼性の液
晶光学素子を実現するのは難しい。
し、電荷保持特性を向上させる一つの方法として、高分
子形成材料の重合をより過酷な条件下で行う方法が考え
らるが、その方法では、液晶材料の劣化を引き起こす可
能性があり、本質的な改善方法とは考え難い。このよう
に、相分離を利用た方法で、高電荷保持、高信頼性の液
晶光学素子を実現するのは難しい。
【0008】相分離法を利用せず、多孔性材料の孔中に
液晶材料を保持する方法が提案されているが(特開平6
−308465)、この方法では、孔形成に特定の溶剤
を利用し、高分子表面を溶かす処理を施す必要があるた
め、溶剤が多孔性材料中に残存する場合がしばしば発生
し、液晶材料中に溶け出す場合ある。従って、この方法
でも電荷保持特性並びに信頼性に優れた液晶光学素子の
実現は難しくなる。
液晶材料を保持する方法が提案されているが(特開平6
−308465)、この方法では、孔形成に特定の溶剤
を利用し、高分子表面を溶かす処理を施す必要があるた
め、溶剤が多孔性材料中に残存する場合がしばしば発生
し、液晶材料中に溶け出す場合ある。従って、この方法
でも電荷保持特性並びに信頼性に優れた液晶光学素子の
実現は難しくなる。
【0009】また、高信頼性化と高コントラスト化を両
立することも高分子分散型液晶を利用した液晶光学素子
が有する課題である。散乱型の光学素子で、高コントラ
ストを実現するためには、散乱効率を向上させることが
重要であるが、特に、高分子分散型液晶を利用した液晶
光学素子では、液晶材料の屈折率異方性Δnが大きい材
料ほど、素子の散乱効率は向上する。しかし、Δnの大
きな材料は、一般的には、信頼性面で課題を有するシア
ノ系の材料でしか得られず、従って、高散乱性、高コン
トラストと高信頼性は一般的にトレードオフの関係にな
る。この技術課題に対して、Δnを犠牲にし、比較的信
頼性の良い材料を使用し、液晶滴の形状を制御して散乱
性能を向上させようとする試みがなされている。この場
合、液晶滴の形状を制御するために、液晶材料と高分子
材料の弾性定数のバランスを厳密にを制御することが必
要になる。このために、材料的な制約も加わり、利用で
きる材料はかなり制限される。
立することも高分子分散型液晶を利用した液晶光学素子
が有する課題である。散乱型の光学素子で、高コントラ
ストを実現するためには、散乱効率を向上させることが
重要であるが、特に、高分子分散型液晶を利用した液晶
光学素子では、液晶材料の屈折率異方性Δnが大きい材
料ほど、素子の散乱効率は向上する。しかし、Δnの大
きな材料は、一般的には、信頼性面で課題を有するシア
ノ系の材料でしか得られず、従って、高散乱性、高コン
トラストと高信頼性は一般的にトレードオフの関係にな
る。この技術課題に対して、Δnを犠牲にし、比較的信
頼性の良い材料を使用し、液晶滴の形状を制御して散乱
性能を向上させようとする試みがなされている。この場
合、液晶滴の形状を制御するために、液晶材料と高分子
材料の弾性定数のバランスを厳密にを制御することが必
要になる。このために、材料的な制約も加わり、利用で
きる材料はかなり制限される。
【0010】本発明の目的は、第1に、液晶中への不純
物の溶出を最小限に抑える手段を提供し、高電荷保持、
高信頼性の液晶光学素子を実現することであり、第2
に、材料的制限とは無関係に高コントラスト化をも同時
に実現することにある。
物の溶出を最小限に抑える手段を提供し、高電荷保持、
高信頼性の液晶光学素子を実現することであり、第2
に、材料的制限とは無関係に高コントラスト化をも同時
に実現することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の液晶光学素子は、液晶材料の保持体が、樹
脂中に発泡性の材料を利用して作製したセル(ガス胞)
であることを特徴とする液晶/樹脂複合体を利用して作
製した液晶光学素子である。また、本発明の液晶光学素
子の製造法は、電極を有する一対の基板間に重合性の高
分子形成材料中に発泡性の材料を溶解または混合した組
成物を挟持する工程と、重合性の高分子形成材料中で、
発泡性材料の発泡を行う工程と、前記高分子形成材料の
重合を行う工程と、前記工程の結果、高分子中に形成さ
れたセル中に液晶材料を含浸する工程、さらには、発泡
性材料の、発泡時に基板を介して、組成物に外圧を加え
る工程を備えたことを特徴とする液晶光学素子の製造法
である。
に、本発明の液晶光学素子は、液晶材料の保持体が、樹
脂中に発泡性の材料を利用して作製したセル(ガス胞)
であることを特徴とする液晶/樹脂複合体を利用して作
製した液晶光学素子である。また、本発明の液晶光学素
子の製造法は、電極を有する一対の基板間に重合性の高
分子形成材料中に発泡性の材料を溶解または混合した組
成物を挟持する工程と、重合性の高分子形成材料中で、
発泡性材料の発泡を行う工程と、前記高分子形成材料の
重合を行う工程と、前記工程の結果、高分子中に形成さ
れたセル中に液晶材料を含浸する工程、さらには、発泡
性材料の、発泡時に基板を介して、組成物に外圧を加え
る工程を備えたことを特徴とする液晶光学素子の製造法
である。
【0012】本発明では、基板間への高分子材料と液晶
材料の挟持を完全に切り離して行い、また高分子形成材
料の重合を液晶材料が存在しない状況下で行うため、液
晶材料にダメージを与えることなく高分子材料の重合を
完全に行うことが可能になる。その結果、高分子分散型
液晶中のモノマー等の残存物量を少なくすることがで
き、つまりは液晶中への不純物の溶出を最小限に抑える
ことができ、電荷保持特性が良好で、高信頼性の液晶光
学素子が実現できる。
材料の挟持を完全に切り離して行い、また高分子形成材
料の重合を液晶材料が存在しない状況下で行うため、液
晶材料にダメージを与えることなく高分子材料の重合を
完全に行うことが可能になる。その結果、高分子分散型
液晶中のモノマー等の残存物量を少なくすることがで
き、つまりは液晶中への不純物の溶出を最小限に抑える
ことができ、電荷保持特性が良好で、高信頼性の液晶光
学素子が実現できる。
【0013】また、セル(ガス胞)形成時、基板を介し
て外圧を加えることで、セル(ガス胞)の形態を比較的
簡単に変えることができ、特に、外圧を基板垂直方向に
加え、セルを偏平にした場合、光の散乱効率が向上し、
高散乱性の液晶光学素子を実現することが可能になる。
て外圧を加えることで、セル(ガス胞)の形態を比較的
簡単に変えることができ、特に、外圧を基板垂直方向に
加え、セルを偏平にした場合、光の散乱効率が向上し、
高散乱性の液晶光学素子を実現することが可能になる。
【0014】尚、発泡性の材料は、化学的発泡剤及び物
理的発泡剤が利用できるが、化学的発泡剤の方が利用し
やすい。これら材料の発泡は、高分子の形成前、形成後
どちらでもよい。また、外圧を加え、セル(ガス胞)の
形状を変える際には、シール剤を設けない方が効率的で
ある。
理的発泡剤が利用できるが、化学的発泡剤の方が利用し
やすい。これら材料の発泡は、高分子の形成前、形成後
どちらでもよい。また、外圧を加え、セル(ガス胞)の
形状を変える際には、シール剤を設けない方が効率的で
ある。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【0016】図1は、本発明の一実施の形態の液晶光学
素子の製造法並びにその製造法によって完成した液晶光
学素子の概略を示す図である。
素子の製造法並びにその製造法によって完成した液晶光
学素子の概略を示す図である。
【0017】インジウム・錫酸化物よりなる透明電極層
13を形成した上下一対の基板11、12を用意し、ス
ペーサ兼シール樹脂19を介して貼り合わせ、空セルを
完成した。その後、空セルの開口部より高分子形成材料
に一定量の化学的発泡剤を混ぜ込んだ混合物14を注入
した(図1(a))。引き続いて、前記発泡剤の発泡を
完了し、高分子形成材料16中にセル(ガス胞)を形成
した後(図1(b))、光または熱により、高分子形成
材料の重合を完了し、セル(ガス胞)が分散保持された
高分子17を形成した(図1(c))。さらに、前記セ
ル(ガス胞)中に液晶18を含浸せしめ、液晶が高分子
中に分散保持された液晶光学素子を完成した(図1
(d))。
13を形成した上下一対の基板11、12を用意し、ス
ペーサ兼シール樹脂19を介して貼り合わせ、空セルを
完成した。その後、空セルの開口部より高分子形成材料
に一定量の化学的発泡剤を混ぜ込んだ混合物14を注入
した(図1(a))。引き続いて、前記発泡剤の発泡を
完了し、高分子形成材料16中にセル(ガス胞)を形成
した後(図1(b))、光または熱により、高分子形成
材料の重合を完了し、セル(ガス胞)が分散保持された
高分子17を形成した(図1(c))。さらに、前記セ
ル(ガス胞)中に液晶18を含浸せしめ、液晶が高分子
中に分散保持された液晶光学素子を完成した(図1
(d))。
【0018】以下、具体的実施例をあげさらに詳しく説
明する。
明する。
【0019】(実施例1)インジウム・錫酸化物よりな
る透明電極を形成したガラスを2枚用意し、図3に示す
ように、その片方の支持板(例えば下側液晶支持板3
2)の表面に、スペーサ兼シール樹脂33として直径1
3μmのガラス繊維を分散した酸無水物硬化型エポキシ
樹脂を、4辺の端に5mm角で印刷した上で、上側液晶
支持板31と下側液晶支持板32を対向させた状態で加
圧し、140℃で4時間加熱して硬化接着し、空セルを
完成した。図3は上側液晶支持板31を透明に描いてい
る。
る透明電極を形成したガラスを2枚用意し、図3に示す
ように、その片方の支持板(例えば下側液晶支持板3
2)の表面に、スペーサ兼シール樹脂33として直径1
3μmのガラス繊維を分散した酸無水物硬化型エポキシ
樹脂を、4辺の端に5mm角で印刷した上で、上側液晶
支持板31と下側液晶支持板32を対向させた状態で加
圧し、140℃で4時間加熱して硬化接着し、空セルを
完成した。図3は上側液晶支持板31を透明に描いてい
る。
【0020】次に、高分子形成モノマーとして、2−エ
チルヘキシルアクリレート(8.20グラム)、オリゴ
マーとしてポリウレタン系アクリレート(1.75グラ
ム)、光重合開始剤としてダロキュア1173(チバガ
イキ(株)製)(0.05グラム)の各材料を混合した
高分子形成材料(全体で10.00グラム)に、p−ト
ルエンスルホニルヒドラジド(TSH)を0.50グラ
ム加え、十分に撹拌し、THSが混合した高分子形成材
料を調整した。続いて、このTHSが混合した高分子形
成材料35を、25℃で上記した製造法により作製した
空セルに、図に示すように、その開口部34から、注入
した。注入完了後、基板31、32を介して、前記高分
子形成材料に熱(THSの分解温度である110℃)を
加え、THSの発泡を行った。発泡完了後、基板及び高
分子形成材料を25℃まで降温した後、超高圧水銀灯を
用いて紫外光(約130mW/cm2)を180秒照射
し、高分子形成材料の重合を行った。こうしてできあが
った内部にセル(ガス胞)を持った高分子中に、真空注
入により、液晶材料(メルク(株)製ネマチック液晶;商
品名TL213)を注入し、高分子の空孔中に液晶が保
持された液晶/高分子複合体からなる液晶光学素子を完
成した。
チルヘキシルアクリレート(8.20グラム)、オリゴ
マーとしてポリウレタン系アクリレート(1.75グラ
ム)、光重合開始剤としてダロキュア1173(チバガ
イキ(株)製)(0.05グラム)の各材料を混合した
高分子形成材料(全体で10.00グラム)に、p−ト
ルエンスルホニルヒドラジド(TSH)を0.50グラ
ム加え、十分に撹拌し、THSが混合した高分子形成材
料を調整した。続いて、このTHSが混合した高分子形
成材料35を、25℃で上記した製造法により作製した
空セルに、図に示すように、その開口部34から、注入
した。注入完了後、基板31、32を介して、前記高分
子形成材料に熱(THSの分解温度である110℃)を
加え、THSの発泡を行った。発泡完了後、基板及び高
分子形成材料を25℃まで降温した後、超高圧水銀灯を
用いて紫外光(約130mW/cm2)を180秒照射
し、高分子形成材料の重合を行った。こうしてできあが
った内部にセル(ガス胞)を持った高分子中に、真空注
入により、液晶材料(メルク(株)製ネマチック液晶;商
品名TL213)を注入し、高分子の空孔中に液晶が保
持された液晶/高分子複合体からなる液晶光学素子を完
成した。
【0021】こうして完成した液晶光学素子の電荷保持
特性を、液晶光学素子にパルス幅60μsec./5ボルト
の交流電界(フレーム周波数30ヘルツ)を印加したと
きの電圧の保持を指標に評価した。一例を図4に示し
た。
特性を、液晶光学素子にパルス幅60μsec./5ボルト
の交流電界(フレーム周波数30ヘルツ)を印加したと
きの電圧の保持を指標に評価した。一例を図4に示し
た。
【0022】図4(a)は印加電界の波形であり、
(b)は素子の電圧ドロップの様子を示した波形であ
る。さらに、図4において、面積Aと面積Bの比から算
出される値を電圧保持率として、(数1)のように規定
し、電荷保持の指標にした。
(b)は素子の電圧ドロップの様子を示した波形であ
る。さらに、図4において、面積Aと面積Bの比から算
出される値を電圧保持率として、(数1)のように規定
し、電荷保持の指標にした。
【0023】
【数1】
【0024】電荷保持の良好な素子ほど電圧ドロップは
小さく、従って面積Bは大きくなり、大きな電圧保持率
を示すことになる。今回電圧保持率の測定は60℃に固
定して行った。
小さく、従って面積Bは大きくなり、大きな電圧保持率
を示すことになる。今回電圧保持率の測定は60℃に固
定して行った。
【0025】本発明で作製した液晶光学素子は、同じ液
晶材料、同じ高分子形成材料を用いて、光相分離法によ
り作製した比較例1記載の液晶光学素子に比べ高い電圧
保持率を示し、良好な電荷保持特性を示していることが
わかった。
晶材料、同じ高分子形成材料を用いて、光相分離法によ
り作製した比較例1記載の液晶光学素子に比べ高い電圧
保持率を示し、良好な電荷保持特性を示していることが
わかった。
【0026】(実施例2)実施例1に記載したものと同
じ、高分子形成材料及び発泡剤を、インジウム・錫酸化
物よりなる透明電極を形成した2枚のガラス基板間に挟
持した。
じ、高分子形成材料及び発泡剤を、インジウム・錫酸化
物よりなる透明電極を形成した2枚のガラス基板間に挟
持した。
【0027】本実施例2では、まず、高分子形成材料の
重合を行った後、発泡剤の発泡処理を施した。重合時の
紫外線照射の条件及びTSHの発泡条件は、実施例1に
記載したものと全く同じである。続いて、実施例1記載
の液晶材料を用いて、同じ方法で高分子空孔中への液晶
材料の注入を行い、高分子の空孔中に液晶が保持された
液晶/高分子複合体からなる液晶光学素子を完成した。
重合を行った後、発泡剤の発泡処理を施した。重合時の
紫外線照射の条件及びTSHの発泡条件は、実施例1に
記載したものと全く同じである。続いて、実施例1記載
の液晶材料を用いて、同じ方法で高分子空孔中への液晶
材料の注入を行い、高分子の空孔中に液晶が保持された
液晶/高分子複合体からなる液晶光学素子を完成した。
【0028】こうして完成した液晶光学素子は、同一液
晶材料、同一高分子形成材料を用いて、光相分離法によ
り作製した比較例1記載の液晶光学素子に比べ高い電圧
保持率を示した。
晶材料、同一高分子形成材料を用いて、光相分離法によ
り作製した比較例1記載の液晶光学素子に比べ高い電圧
保持率を示した。
【0029】(実施例3)実施例1記載の方法により、
空セルを完成した。引き続いて、高分子形成モノマーと
して、2−エチルヘキシルアクリレート(8.20グラ
ム)、オリゴマーとしてポリウレタン系アクリレート
(1.75グラム)、光重合開始剤としてダロキュア1
173(チバガイキ(株)製)(0.05グラム)、液
晶材料としてTL213(40グラム)の各材料を混合
した高分子分散型液晶形成材料(全体で50.00グラ
ム)に、p−トルエンスルホニルヒドラジド(TSH)
を2.50グラム加え、十分に撹拌し、THSが混合し
た高分子分散型液晶の組成物を調整した。続いて、この
THSが混合した組成物を、25℃で上記した製造法に
より作製した空セルに、その開口部から、注入した後、
基板を介して、前記高分子形成材料に熱(THSの分解
温度である110℃)を加え、THSの発泡を行った。
発泡完了後、基板及び高分子形成材料を25℃まで降温
した後、365nmの紫外光(約55mW/cm2)を
180秒照射し、高分子形成材料の重合を行った。重合
完了後、100℃でアニールを施し、高分子中にきあが
ったセル(ガス胞)中への液晶材料(TL213)の含
浸を行い、高分子の空孔中に液晶が保持された液晶/高
分子複合体からなる液晶光学素子を完成した。
空セルを完成した。引き続いて、高分子形成モノマーと
して、2−エチルヘキシルアクリレート(8.20グラ
ム)、オリゴマーとしてポリウレタン系アクリレート
(1.75グラム)、光重合開始剤としてダロキュア1
173(チバガイキ(株)製)(0.05グラム)、液
晶材料としてTL213(40グラム)の各材料を混合
した高分子分散型液晶形成材料(全体で50.00グラ
ム)に、p−トルエンスルホニルヒドラジド(TSH)
を2.50グラム加え、十分に撹拌し、THSが混合し
た高分子分散型液晶の組成物を調整した。続いて、この
THSが混合した組成物を、25℃で上記した製造法に
より作製した空セルに、その開口部から、注入した後、
基板を介して、前記高分子形成材料に熱(THSの分解
温度である110℃)を加え、THSの発泡を行った。
発泡完了後、基板及び高分子形成材料を25℃まで降温
した後、365nmの紫外光(約55mW/cm2)を
180秒照射し、高分子形成材料の重合を行った。重合
完了後、100℃でアニールを施し、高分子中にきあが
ったセル(ガス胞)中への液晶材料(TL213)の含
浸を行い、高分子の空孔中に液晶が保持された液晶/高
分子複合体からなる液晶光学素子を完成した。
【0030】こうして完成した液晶光学素子は、同一液
晶材料、同一高分子形成材料を用いて、光相分離法によ
り作製した比較例1記載の液晶光学素子にくらべ高い電
圧保持率を示した。
晶材料、同一高分子形成材料を用いて、光相分離法によ
り作製した比較例1記載の液晶光学素子にくらべ高い電
圧保持率を示した。
【0031】(実施例4)実施例3に記載したものと同
じ、高分子分散型液晶の組成物及び発泡剤を、インジウ
ム・錫酸化物よりなる透明電極を形成した2枚のガラス
基板間に挟持した。
じ、高分子分散型液晶の組成物及び発泡剤を、インジウ
ム・錫酸化物よりなる透明電極を形成した2枚のガラス
基板間に挟持した。
【0032】本実施例では、まず、高分子形成材料の重
合を行った後、発泡剤の発泡処理を施した。重合時の紫
外線照射の条件及びTSHの発泡条件は、実施例3に記
載したものと全く同じである。続いて、100℃でアニ
ールを施し、高分子中にきあがったセル(ガス胞)中へ
の液晶材料(TL213)の含浸を行い、高分子の空孔
中に液晶が保持された液晶/高分子複合体からなる液晶
光学素子を完成した。
合を行った後、発泡剤の発泡処理を施した。重合時の紫
外線照射の条件及びTSHの発泡条件は、実施例3に記
載したものと全く同じである。続いて、100℃でアニ
ールを施し、高分子中にきあがったセル(ガス胞)中へ
の液晶材料(TL213)の含浸を行い、高分子の空孔
中に液晶が保持された液晶/高分子複合体からなる液晶
光学素子を完成した。
【0033】こうして完成した液晶光学素子は、同一液
晶材料、同一高分子形成材料を用いて、光相分離法によ
り作製した比較例1記載の液晶光学素子にくらべ高い電
圧保持率を示した。
晶材料、同一高分子形成材料を用いて、光相分離法によ
り作製した比較例1記載の液晶光学素子にくらべ高い電
圧保持率を示した。
【0034】(実施例5)〜(実施例8) 発泡剤の発泡工程の際、基板を介して高分子形成材料あ
るいは高分子分散型液晶の組成物に外圧を加えること以
外は、実施例1〜実施例4記載の製造法と同じにして、
それぞれに対応した液晶光学素子を作製し、散乱性能を
調べた。これらの実施例では、散乱性は輝度計とキセノ
ンランプを利用し、図5に示す方法により測定した。つ
まり、各液晶光学素子52をランプ51と輝度計53の
間に配置できるシステムを作り、液晶光学素子52を配
置しない状態で、シャッター54を設置し、輝度計53
に入射する光を遮断した時の輝度をI0(図5
(a))、シャッター54を取り外した状態で、ランプ
51からの全光が輝度計53に入射した時の輝度をIMA
X(図5(b))、液晶光学素子52を所定の位置に設
置し、無電界の状態で素子を通過して輝度計53に入射
した光の輝度をIS(図5(c))とした場合、(数
2)より算出される値を散乱性の指標にした。
るいは高分子分散型液晶の組成物に外圧を加えること以
外は、実施例1〜実施例4記載の製造法と同じにして、
それぞれに対応した液晶光学素子を作製し、散乱性能を
調べた。これらの実施例では、散乱性は輝度計とキセノ
ンランプを利用し、図5に示す方法により測定した。つ
まり、各液晶光学素子52をランプ51と輝度計53の
間に配置できるシステムを作り、液晶光学素子52を配
置しない状態で、シャッター54を設置し、輝度計53
に入射する光を遮断した時の輝度をI0(図5
(a))、シャッター54を取り外した状態で、ランプ
51からの全光が輝度計53に入射した時の輝度をIMA
X(図5(b))、液晶光学素子52を所定の位置に設
置し、無電界の状態で素子を通過して輝度計53に入射
した光の輝度をIS(図5(c))とした場合、(数
2)より算出される値を散乱性の指標にした。
【0035】
【数2】
【0036】この評価によると、散乱性の良い液晶光学
素子程、値は小さくなることになる。実施例1〜実施例
4、及び光相分離法で作製した比較例のものも含め測定
した結果を(表1)に記すが、実施例5〜実施例8のも
のは、それぞれ対応する実施例1〜実施例4及び光相分
離法で作製した比較例のものより散乱性が向上している
ことがわかった。
素子程、値は小さくなることになる。実施例1〜実施例
4、及び光相分離法で作製した比較例のものも含め測定
した結果を(表1)に記すが、実施例5〜実施例8のも
のは、それぞれ対応する実施例1〜実施例4及び光相分
離法で作製した比較例のものより散乱性が向上している
ことがわかった。
【0037】
【表1】
【0038】上記実施例1〜実施例8に示した液晶光学
素子の高分子分散型液晶の構造を偏光顕微鏡観察及びS
EM観察により調べたところ、実施例1〜実施例4のも
のでは、いずれもセル(ガス胞)径は、直径約1μm
で、占有体積は約80%であり、各セル(ガス胞)中に
は液晶が密に詰まっていた。また、実施例5〜実施例8
のものでは、セル(ガス胞)形状は楕円球であり、同じ
く各セル(ガス胞)中には、液晶が密に詰まった状態で
あった。
素子の高分子分散型液晶の構造を偏光顕微鏡観察及びS
EM観察により調べたところ、実施例1〜実施例4のも
のでは、いずれもセル(ガス胞)径は、直径約1μm
で、占有体積は約80%であり、各セル(ガス胞)中に
は液晶が密に詰まっていた。また、実施例5〜実施例8
のものでは、セル(ガス胞)形状は楕円球であり、同じ
く各セル(ガス胞)中には、液晶が密に詰まった状態で
あった。
【0039】(比較例1)高分子形成モノマーとして、
2−エチルヘキシルアクリレート(8.20グラム)、
オリゴマーとしてポリウレタン系アクリレート(1.7
5グラム)、光重合開始剤としてダロキュア1173
(チバガイキ(株)製)(0.05グラム)の各材料を
混合した高分子形成材料(全体で10.00グラム)
に、液晶材料TL213(メルク(株)製)を40.0
0グラム加え、十分に撹拌し、高分子分散型液晶の組成
物を調整した。この組成物を用いて実施例1に記載した
紫外線照射条件で高分子形成材料の重合を完了し高分子
分散型液晶からなる液晶光学素子を完成した。こうして
完成した液晶光学素子の電荷保持特性を電圧保持率を指
標に評価した結果、実施例1〜実施例8記載の液晶光学
素子に比べ低い値を示した。
2−エチルヘキシルアクリレート(8.20グラム)、
オリゴマーとしてポリウレタン系アクリレート(1.7
5グラム)、光重合開始剤としてダロキュア1173
(チバガイキ(株)製)(0.05グラム)の各材料を
混合した高分子形成材料(全体で10.00グラム)
に、液晶材料TL213(メルク(株)製)を40.0
0グラム加え、十分に撹拌し、高分子分散型液晶の組成
物を調整した。この組成物を用いて実施例1に記載した
紫外線照射条件で高分子形成材料の重合を完了し高分子
分散型液晶からなる液晶光学素子を完成した。こうして
完成した液晶光学素子の電荷保持特性を電圧保持率を指
標に評価した結果、実施例1〜実施例8記載の液晶光学
素子に比べ低い値を示した。
【0040】(比較例2)紫外線照射条件を実施例4に
記載したものに変え、比較例1に記載した方法で高分子
分散型液晶からなる液晶光学素子を完成した。この液晶
光学素子の電荷保持特性を電圧保持率を指標に評価した
結果、実施例1〜実施例8記載の液晶光学素子に比べ低
い値を示した。
記載したものに変え、比較例1に記載した方法で高分子
分散型液晶からなる液晶光学素子を完成した。この液晶
光学素子の電荷保持特性を電圧保持率を指標に評価した
結果、実施例1〜実施例8記載の液晶光学素子に比べ低
い値を示した。
【0041】(比較例3)、(比較例4) 高分子形成材料の重合時、基板を介して高分子分散型液
晶の組成物に外圧を加え、比較例1及び比較例2記載の
方法で、それぞれに対応した液晶光学素子を完成した。
これらの散乱性能を実施例5に記載した方法により、評
価した結果を(表1)に示したが、それぞれ対応した比
較例1並びに比較例2のものより散乱性は向上したが、
実施例5〜実施例8記載のものに比べると散乱性は悪い
ものであった。これは、液晶中へのモノマー等の溶出に
より液晶とポリマーの屈折率のミスマッチングが変化し
た(小さくなった)ことに起因するものと考えられる。
晶の組成物に外圧を加え、比較例1及び比較例2記載の
方法で、それぞれに対応した液晶光学素子を完成した。
これらの散乱性能を実施例5に記載した方法により、評
価した結果を(表1)に示したが、それぞれ対応した比
較例1並びに比較例2のものより散乱性は向上したが、
実施例5〜実施例8記載のものに比べると散乱性は悪い
ものであった。これは、液晶中へのモノマー等の溶出に
より液晶とポリマーの屈折率のミスマッチングが変化し
た(小さくなった)ことに起因するものと考えられる。
【0042】尚、使用する液晶材料は、上記したTL2
13に限定されるものではない。さらに、高分子形成モ
ノマーとしては、今回、2−エチルヘキシルアクリレー
トを用いたが、それに限定されるものではなく、2−ヒ
ドロキシエチルアクリレート、ネオペンチルグリコール
ドアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、ジ
エチレングリコールジアクリレート、トリプロピレング
リコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジア
クリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート
など一般に市販されているアクリル系モノマー、さらに
は広く、アクリル系以外の市販品も応用可能である。オ
リゴマーも上記したポリウレタンアクリレートに限定さ
れるものでなく、ポリエステルアクリレート、エポキシ
アクリレートなどが利用できる。
13に限定されるものではない。さらに、高分子形成モ
ノマーとしては、今回、2−エチルヘキシルアクリレー
トを用いたが、それに限定されるものではなく、2−ヒ
ドロキシエチルアクリレート、ネオペンチルグリコール
ドアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、ジ
エチレングリコールジアクリレート、トリプロピレング
リコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジア
クリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート
など一般に市販されているアクリル系モノマー、さらに
は広く、アクリル系以外の市販品も応用可能である。オ
リゴマーも上記したポリウレタンアクリレートに限定さ
れるものでなく、ポリエステルアクリレート、エポキシ
アクリレートなどが利用できる。
【0043】また、重合開始剤もダロキュア1173
(チバガイキ(株)製)に限定されるものでなく、ダロ
キュア4265やイルガキュア184、イルガキュア6
51など適宜選択して用いるのがよい。
(チバガイキ(株)製)に限定されるものでなく、ダロ
キュア4265やイルガキュア184、イルガキュア6
51など適宜選択して用いるのがよい。
【0044】また、発泡性材料は、上記実施例に記載し
たTHSに限定されるものではなく、アゾ系、スルホヒ
ドラジド系、ニトロソ系、さらには重炭酸ナトリウム等
の化学的発泡剤さらには広く物理的発泡剤でもよい。さ
らに、発泡分解助剤を混ぜて用いても構わない。また、
高分子形成材料あるいは高分子分散型液晶形成材料に対
する混合比は実施例記載の5重量%に限定されるもので
なく。所望の液晶体積分率に応じて適宜変えて使用でき
る。
たTHSに限定されるものではなく、アゾ系、スルホヒ
ドラジド系、ニトロソ系、さらには重炭酸ナトリウム等
の化学的発泡剤さらには広く物理的発泡剤でもよい。さ
らに、発泡分解助剤を混ぜて用いても構わない。また、
高分子形成材料あるいは高分子分散型液晶形成材料に対
する混合比は実施例記載の5重量%に限定されるもので
なく。所望の液晶体積分率に応じて適宜変えて使用でき
る。
【0045】また、上述したアニール温度が液晶材料が
等方性を示す温度であることも好ましい。
等方性を示す温度であることも好ましい。
【0046】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、発泡性の材料を用いて、高分子中に形成した
セル(ガス胞)中に液晶材料を含浸した液晶/樹脂複合
体を利用することで、液晶光学素子の電荷保持特性を向
上でき、また高信頼性と高散乱化、高コントラスト化を
両立した液晶光学素子の実現が可能になる。
本発明は、発泡性の材料を用いて、高分子中に形成した
セル(ガス胞)中に液晶材料を含浸した液晶/樹脂複合
体を利用することで、液晶光学素子の電荷保持特性を向
上でき、また高信頼性と高散乱化、高コントラスト化を
両立した液晶光学素子の実現が可能になる。
【図1】本発明の液晶光学素子の製造法を示す概略図及
び液晶光学素子の構成を示す断面図である。
び液晶光学素子の構成を示す断面図である。
【図2】高分子分散型液晶を用いて作製した液晶光学素
子の表示原理を示す概略図である。
子の表示原理を示す概略図である。
【図3】本発明の高分子分散型液晶を用いた液晶光学素
子の製造法を示す概略図である。
子の製造法を示す概略図である。
【図4】電圧保持率の評価手段を記した説明図である。
【図5】液晶光学素子の散乱性を評価する方法を示した
概念図である。
概念図である。
11 上側基板 12 下側基板 13 液晶 14 高分子材料 15 スペーサ兼シール樹脂 16 透明電極層 21 透明電極層 22 入射光 23 散乱光 24 液晶 25 高分子相 26 透過光 31 上側基板 32 下側基板 33 スペーサ兼シール樹脂 34 開口部 35 発泡剤を混合した高分子形成材料 51 キセノンランプ 52 液晶光学素子 53 輝度計 54 シャッター 55 光を完全に遮断した時の輝度;I0 56 全光が輝度計に入射した時の輝度;IMAX 57 液晶光学素子を通過して輝度計に入射した光の輝
度;IS
度;IS
Claims (10)
- 【請求項1】発泡性の材料を用いて樹脂内に形成したセ
ル中に液晶材料が保持された液晶/樹脂複合体が、電極
を有する一対の基板間に挟持されていることを特徴とす
る液晶光学素子。 - 【請求項2】電極を有する一対の基板間に、重合性の高
分子形成材料中に発泡性の材料を溶解または混合した組
成物を挟持する第1の工程と、重合性の高分子形成材料
中で、発泡性材料の発泡を行う第2の工程と、前記高分
子形成材料の重合を行う第3の工程と、前記第1工程〜
第3工程の結果、高分子中に形成されたセル中に液晶材
料を含浸する第4の工程と、を備えたことを特徴とする
液晶光学素子の製造法。 - 【請求項3】電極を有する一対の基板間に、重合性の高
分子形成材料と液晶材料からなる混合物中に発泡性の材
料を溶解または混合した組成物を挟持する第1の工程
と、重合性の高分子形成材料と液晶材料からなる混合物
中で、発泡性材料の発泡を行う第2の工程と、前記高分
子形成材料の重合を行う第3の工程と、を備えたことを
特徴とする液晶光学素子の製造法。 - 【請求項4】電極を有する一対の基板間に、重合性の高
分子形成材料中に発泡性の材料を溶解または混合した組
成物を挟持する第1の工程と、基板を介して前記組成物
を押圧した状態で、重合性の高分子形成材料中で、発泡
性材料の発泡を行う第2の工程と、前記高分子形成材料
の重合を行う第3の工程と、前記第1工程〜第3工程の
結果、高分子中に形成されたセル中に液晶材料を含浸す
る第4の工程と、を備えたことを特徴とする液晶光学素
子の製造法。 - 【請求項5】電極を有する一対の基板間に、重合性の高
分子形成材料と液晶材料からなる混合物中に発泡性の材
料を溶解または混合した組成物を挟持する第1の工程
と、基板を介して前記組成物を押圧した状態で、重合性
の高分子形成材料と液晶材料からなる混合物中で、発泡
性材料の発泡を行う第2の工程と、前記高分子形成材料
の重合を行う第3の工程と、を備えたことを特徴とする
液晶光学素子の製造法。 - 【請求項6】第2工程、第3工程が第1工程の後工程で
あり、かつ第4工程の前工程であることを特徴とする請
求項2又は請求項4記載の液晶光学素子の製造法。 - 【請求項7】第2工程が第3工程の前工程、または後工
程であることを特徴とする請求項2又は請求項4記載の
液晶光学素子の製造法。 - 【請求項8】第2工程、第3工程が第1工程の後工程で
あり、かつ第2工程が第3工程の前工程、または後工程
であることを特徴とする請求項3又は請求項5記載の液
晶光学素子の製造法。 - 【請求項9】セル中に液晶材料の含浸した後、アニール
することを特徴とする請求項3又は請求項5記載の液晶
光学素子の製造法。 - 【請求項10】アニール温度が液晶材料が等方性を示す
温度であることを特徴とする請求項9記載の液晶光学素
子の製造法。光学素子の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8017700A JPH09211433A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 液晶光学素子及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8017700A JPH09211433A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 液晶光学素子及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09211433A true JPH09211433A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11951075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8017700A Pending JPH09211433A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 液晶光学素子及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09211433A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006134697A1 (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | 液晶を用いた刺激変形体、及びそれからなる車両用部品 |
-
1996
- 1996-02-02 JP JP8017700A patent/JPH09211433A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006134697A1 (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | 液晶を用いた刺激変形体、及びそれからなる車両用部品 |
| US8137799B2 (en) | 2005-06-16 | 2012-03-20 | Nissan Motor Co., Ltd. | Article undergoing stimulus-responsive deformation and vehicle part using the same |
| JP5157443B2 (ja) * | 2005-06-16 | 2013-03-06 | 日産自動車株式会社 | 液晶を用いた刺激変形体 |
| US8673439B2 (en) | 2005-06-16 | 2014-03-18 | Nissan Motor Co., Ltd. | Article undergoing stimulus-responsive deformation and vehicle part using the same |
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