JP2853249B2 - Liquid crystal device and method of manufacturing the same - Google Patents
Liquid crystal device and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、大面積になし得る液晶デバイスに関するも
ので、本発明液晶デバイスは、視野の遮断、解放及び明
りもしくは照明光の透過制限、遮断、透過を電気的また
は熱的に操作し得るものであって、建物の窓やショーウ
インドウなどで視野遮断のスクリーンや、採光コントロ
ールのカーテンに利用されると共に、単純ドットマトリ
クス形の電極構成で文字や図形を表示し、高速応答性を
以って電気的に表示を切り換えることによって、広告
板、案内板、装飾表示板等の表示用デバイスとして利用
される。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid crystal device having a large area. The present invention relates to a liquid crystal device for blocking and releasing a visual field, and restricting and blocking transmission of light or illumination light. , Which can be electrically or thermally controlled in transmission, is used as a screen for blocking the view in building windows or show windows, and as a curtain for lighting control, and has a simple dot matrix type electrode configuration for characters. It is used as a display device such as an advertising board, a guide board, a decorative display board, or the like by displaying an image or a figure and electrically switching the display with high-speed response.
<従来の技術> 液晶デバイスは、従来、ネマチック液晶を使用したTN
型やSTN型のものが実用されている。また強誘電性液晶
を利用したものも提案されている。これらは偏光板を要
するものであり、また配向処理を要するものである。一
方また、それらを要さず、明るくコントラストの良い、
大型で廉価な液晶デハイスを製造する方法として、液晶
のカプセル化により、ポリマー中に液晶滴を分散させ、
そのポリマーをフィルム化する方法がしられている。こ
こでカプセル化物質としては、ゼラチン、アラビアゴ
ム、ポリビニルアルコール等が提案されている(特表昭
58−501631号、USP4435047号)。<Conventional technology> Liquid crystal devices have traditionally used TN
Type and STN type are in practical use. Further, a device using a ferroelectric liquid crystal has been proposed. These require a polarizing plate and require an alignment treatment. On the other hand, without them, bright and good contrast,
As a method of manufacturing a large and inexpensive liquid crystal dehice, liquid crystal encapsulation disperses liquid crystal droplets in a polymer,
There is a method of forming the polymer into a film. Here, gelatin, gum arabic, polyvinyl alcohol, and the like have been proposed as encapsulating substances (Japanese Patent Application Publication No.
58-501631, USP4435047).
上記明細書で開示された技術においては、ポリビニル
アルコールでカプセル化された液晶分子は、それが薄層
中で正の誘電率異方性を有するものであれば、電界の存
在下でその液晶分子が電界の方向に配列し、液晶の屈折
率noとポリマーの屈折率npが等しいときには、透明性を
発現する。電界が除かれると、液晶分子はランダム配列
に戻り、液晶滴の屈折率がnoよりずれるため、液晶滴は
その境界面で光を散乱し、光の透過率を遮断するので、
薄層体は白濁する。この様にカプセル化された液晶を分
散包蔵したポリマーを薄膜としている技術は、上記のも
の以外にもいくつか知られており、例えば、特表昭61−
502128号には、液晶がエポキシ樹脂中に分散したもの、
特開昭62−2231号には、特殊な紫外線硬化ポリマー中に
液晶が分散したもの等が開示されている。In the technique disclosed in the above specification, the liquid crystal molecules encapsulated in polyvinyl alcohol can be used in the presence of an electric field if the liquid crystal molecules have a positive dielectric anisotropy in a thin layer. There are arranged in the direction of the electric field, when the refractive index n p of the refractive index n o and the polymer of the liquid crystal are equal, express transparency. When an electric field is removed, the liquid crystal molecules are returned to the random sequence, the refractive index of the liquid crystal droplets is deviated from the n o, the liquid crystal droplets scatter light at the boundary surface, since blocking the transmission of light,
The thin body becomes cloudy. Several techniques other than those described above for forming a thin film of a polymer in which liquid crystals encapsulated in this manner are dispersed and encapsulated are known.
No. 502128, liquid crystal dispersed in epoxy resin,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-2231 discloses a liquid crystal dispersed in a special ultraviolet-curable polymer.
<発明が解決しようとする課題> 上記の如き従来の液晶デバイスは、液晶滴がポリマー
中に分散しているので、電界を印加した場合、液晶滴に
はポリマーを介して電界が及ぶので、液晶分子の配列に
変化を与えるためには、高い駆動電圧を必要とするた
め、実用上種々の障害となる欠点を有する。<Problems to be Solved by the Invention> In the conventional liquid crystal device as described above, since the liquid crystal droplets are dispersed in the polymer, when an electric field is applied, the electric field is applied to the liquid crystal droplets through the polymer. In order to change the arrangement of molecules, a high driving voltage is required, which has various drawbacks in practical use.
また電界を印加した際十分な透明性を達成するために
は、液晶の屈折率とポリマーの屈折率とが近似したもの
となる様、それぞれを十分選択しなければならないわず
らわしさがある。In addition, in order to achieve sufficient transparency when an electric field is applied, there is an annoyance that the refractive index of the liquid crystal and the refractive index of the polymer must be sufficiently selected so as to be close to each other.
更にまた、大面積のデバイスの特徴を生かしてマルチ
プレックス駆動による大型表示を行うに当たって、それ
を可能とさせる上で必要なしきい値が存在しないので、
その実施が困難である。Furthermore, in performing a large-scale display by multiplex driving by taking advantage of the characteristics of a large-area device, there is no threshold necessary to enable the display.
Its implementation is difficult.
これらの点は、大面積液晶デバイスを実用化する上で
大きな障害であり、解決されるべき問題点である。本発
明者らはこれらの問題点を解決すべく鋭意研究し、大型
表示電子用の低電圧駆動性とハイコントラスト性及び明
確なしきい値を有する液晶デバイス及びその製造法を見
出すに至った。These points are major obstacles in putting a large-area liquid crystal device into practical use, and are problems to be solved. The present inventors have intensively studied to solve these problems, and have come to find a liquid crystal device having a low voltage driving property, a high contrast property, and a clear threshold value for a large-sized display electronic device, and a manufacturing method thereof.
<課題を解決するための手段> 本発明は上記課題を解決するために、電極層を有する
少なくとも一方が透明な2枚の基板とこの基板間に支持
された調光層を有し、該調光層が液晶材料の連続層中に
透明性固体物質が3次元ネットワーク構造を形成して成
る液晶デバイスにおいて、 前記ネットワークが液晶材料を除去した場合、調光層
の断面において空隙面積比率が60〜95%の範囲にあり、
その空隙径が0.3ミクロン以上調光層の層厚の30%以下
(但し、調光層の厚さは5〜30ミクロンである)の空隙
部分が全空隙面積に対し80%以上占めることを特徴とす
る液晶デバイスを提供する。<Means for Solving the Problems> In order to solve the above problems, the present invention has two substrates having at least one electrode layer which are transparent and a dimming layer supported between the substrates. In a liquid crystal device in which a light layer forms a three-dimensional network structure of a transparent solid substance in a continuous layer of a liquid crystal material, when the network removes the liquid crystal material, the void area ratio in the cross section of the light control layer is 60 to In the 95% range,
It is characterized by the fact that the gap part whose pore diameter is 0.3 micron or more and 30% or less of the layer thickness of the light control layer (however, the thickness of the light control layer is 5 to 30 microns) occupies 80% or more of the total void area. And a liquid crystal device.
本発明は、空隙密度が大きく、且つ、空隙の大きさを
一定の範囲に揃えた調光層を有する液晶デバイスを提供
するものである。The present invention provides a liquid crystal device having a light modulating layer having a large void density and a uniform size of the voids.
即ち、本発明は3次元ネットワーク構造にかかわるも
のであり、ネットワークの空隙密度を高め、ネットワー
クの空隙径の大きさを一定の範囲にそろえる事により今
迄にない高いコントラストを有し、低電圧駆動が可能と
なり明確なしきい値を示す液晶デバイスに関するもので
ある。That is, the present invention relates to a three-dimensional network structure, and has an unprecedentedly high contrast and low-voltage driving by increasing the density of the network pores and adjusting the size of the pore diameter of the network to a certain range. And a liquid crystal device showing a clear threshold value.
ネットワーク空隙密度、即ち、調光層における液晶材
料を除去した場合の調光層断面に対する空隙面積比率が
60〜95%、好ましくは70〜90%であることにより液晶材
料は連続相を全面にわたって形成し得る。その為液晶デ
バイスの駆動電圧は数V〜30Vと従来に比べてきわめて
低い電圧となる。The network void density, that is, the void area ratio to the light control layer cross section when the liquid crystal material in the light control layer is removed
When the content is 60 to 95%, preferably 70 to 90%, the liquid crystal material can form a continuous phase over the entire surface. Therefore, the driving voltage of the liquid crystal device is several volts to 30 volts, which is extremely lower than the conventional one.
また、空隙密度が高いにもかかわらずネットワークの
空隙径を可視光域の波長の長さから数ミクロンと細かい
空隙径範囲に分布状態を均一化させることにより明確な
しきい値を有するようにでき、さらに網目密度が高いた
め液晶材料と透明性固体物質の界面が従来の液晶分散型
と比べ飛躍的に増大している。そのため、無電圧印加時
の光の散乱、即ち、白濁不透明性を大巾に大きくするこ
とができる。In addition, despite the high void density, it is possible to have a clear threshold value by uniformizing the distribution of the void diameter of the network from the length of the wavelength in the visible light region to a fine void diameter range of several microns, Further, since the network density is high, the interface between the liquid crystal material and the transparent solid substance is dramatically increased as compared with the conventional liquid crystal dispersion type. Therefore, scattering of light when no voltage is applied, that is, cloudiness and opacity can be greatly increased.
そのような空隙径分布としては、調光層断面において
空隙径が0.3ミクロンから調光層に層厚の30%以下の範
囲に入る空隙部分の面積が全空隙面積比80%以上であ
り、好ましくは90%以上である。但し、調光層の厚さは
5〜30ミクロンである。As such a pore diameter distribution, the area of the void portion in the light control layer cross section whose pore diameter falls within the range of 0.3% to 30% or less of the layer thickness in the light control layer is preferably 80% or more of the total void area ratio. Is more than 90%. However, the thickness of the light control layer is 5 to 30 microns.
従来技術では調光層の厚みが10ミクロン以下では、白
濁性が小さくコントラストが充分でなかったが、本発明
では光散乱性が大きい為10ミクロン以下の調光層の厚さ
の場合でも充分な白濁度を有する液晶デバイスを提供す
ることが出来、さらに駆動電圧を低く出来る。In the prior art, when the thickness of the light control layer is 10 microns or less, the white turbidity is small and the contrast is not sufficient, but in the present invention, even when the light control layer is 10 microns or less in thickness, the light scattering property is large. A liquid crystal device having turbidity can be provided, and the driving voltage can be further reduced.
尚、本発明において、ネットワークの空隙径、空隙密
度、空隙径分布等の測定に当っては、本発明の液晶デバ
イスを液体窒素により冷凍して液晶材料を固化し、また
ネットワークポリマーの粘弾性を抑制した上でデバイス
の法線方向に破断し、液晶材料を真空除去した上でその
不定形破断面を走査型電子顕微鏡にて観察しながら計測
するものとする。また一方の基板を剥離し、その剥離面
を観察しても良い。In the present invention, in measuring the pore diameter, the pore density, the pore size distribution, and the like of the network, the liquid crystal device of the present invention is frozen with liquid nitrogen to solidify the liquid crystal material, and the viscoelasticity of the network polymer is also measured. After the suppression, the device is broken in the normal direction of the device, the liquid crystal material is removed in vacuum, and the measurement is performed while observing the irregular fracture surface with a scanning electron microscope. Alternatively, one of the substrates may be separated, and the separated surface may be observed.
ネットワークの空隙径が0.3ミクロンを下回る比率が
増大してくると、可視光域での光吸収が少なくなるため
か、無電圧印加時の光散乱が少なくなった白濁性が低下
してしまう上に、ネットワーク間隔が狭くなりすぎるた
め、液晶分子の動きを制限するためか又は透明性固体物
質の量的増大のためか、駆動電圧が高くなってしまう。
また、空隙径が調光層の層厚の30%以上(但し、調光層
の厚さは5〜30ミクロンである)の比率が増大すると、
液晶と透明性固体物質の界面が小さくなってしまうため
か、無電圧印加時の光散乱性を減少し、白濁性を悪くす
るとともに液晶分子が動きやすくなりすぎるために“し
きい値”が不明瞭となってしまう。When the ratio of the pore diameter of the network becomes smaller than 0.3 micron, the light absorption in the visible light region is reduced, or the light scattering when no voltage is applied is reduced. In addition, the network voltage becomes too narrow, so that the movement voltage of the liquid crystal molecules is restricted, or the amount of the transparent solid material is increased, or the driving voltage is increased.
Further, when the ratio of the void diameter increases to 30% or more of the layer thickness of the light control layer (however, the thickness of the light control layer is 5 to 30 microns),
The "threshold" is not appropriate, probably because the interface between the liquid crystal and the transparent solid material becomes smaller, the light scattering property when no voltage is applied is reduced, the opacity is worsened, and the liquid crystal molecules become too mobile. It will be clear.
本発明による液晶デバイスは調光層中に占める液晶材
料の比率が高く連続層を形成しているため、電圧印加時
の透明性が高い。Since the liquid crystal device according to the present invention has a high ratio of the liquid crystal material in the light control layer and forms a continuous layer, the transparency when a voltage is applied is high.
さらに光散乱度合が大きいため調光層の厚さを10ミク
ロン以下と薄くでき、その為電圧印加時の透明性をさら
に向上出来る利点を有する。Further, since the degree of light scattering is large, the thickness of the light control layer can be reduced to 10 μm or less, and therefore, there is an advantage that the transparency when voltage is applied can be further improved.
そのような点より本発明に成る液晶デバイスの調光層
の厚さは5〜30ミクロンの間より選択でき、好ましくは
8〜15ミクロンの間より選ばれる。From such a point, the thickness of the light control layer of the liquid crystal device according to the present invention can be selected from the range of 5 to 30 microns, and preferably from 8 to 15 microns.
基板は、堅固な材料、例えば、ガラス、金属等であっ
ても良く、柔軟性を有する材料、例えば、プラスチック
フィルムの如きものであっても良い。そして基板は、2
枚が対向して適当な間隔を隔て得るものである。また、
その少なくとも一方は、透明性を有し、その2枚の間に
挟持される調光層を外界から視覚させるものでなければ
ならない。但し、完全な透明性を必須とするものではな
い。もし、この液晶デバイスが、デバイスの一方の側か
ら他方の側へ通過する光に対して作用させるために使用
される場合は、2枚の基板は共に適宜な透明性が与えら
れる。この基板には、目的に応じて透明、不透明の適宜
な電極が、その全面または部分的に配置されても良い。The substrate may be a rigid material, for example, glass, metal, or the like, or a flexible material, for example, a plastic film. And the substrate is 2
The sheets are obtained facing each other at an appropriate interval. Also,
At least one of them must be transparent so that the light control layer sandwiched between the two can be seen from the outside. However, complete transparency is not essential. If the liquid crystal device is used to act on light passing from one side of the device to the other, both substrates are provided with the appropriate transparency. Appropriate transparent and opaque electrodes may be disposed on the entire or partial surface of the substrate depending on the purpose.
但し、プラスチックフィルムの如き柔軟性を有する材
料の場合は堅固な材料、例えば、ガラス、金属等に固定
して、本発明の製造方法を用いることが出来る。However, in the case of a flexible material such as a plastic film, the manufacturing method of the present invention can be used by fixing to a rigid material, for example, glass, metal or the like.
2枚の基板間には液晶材料及び透明性固体成分から成
る調光層が介在される。尚、2枚の基板間には、通常、
周知の液晶デバイスと同様、間隔保持用のスペーサーを
介在させるのが望ましい。A light control layer composed of a liquid crystal material and a transparent solid component is interposed between the two substrates. Note that, between the two substrates,
As in the known liquid crystal device, it is desirable to interpose a spacer for maintaining the interval.
スペーサーとしては、例えばマイラー、アルミナ等種
々の液晶セル用のものを用いることが出来るが、ロッド
タイプのガラスファイバーが好適である。As the spacer, for example, those for various liquid crystal cells such as mylar and alumina can be used, and a rod-type glass fiber is preferable.
液晶材料は、単一の液晶性化合物であることを要しな
いのは勿論で、2種以上の液晶化合物や液晶化合物以外
の物質も含んだ混合物であっても良く、通常この技術分
野で液晶材料として認識されるものであれば良く、その
うちの当の誘電率異方性を有するものが好ましい。用い
られる液晶としては、ネマチック液晶、スメクチック液
晶、コレステリック液晶が好ましく、ネマチック液晶が
特に好ましい。その性能を改善するためにコレステリッ
ク液晶、カイラルネマチック液晶、カイラルスメクチッ
ク液晶等、カイラル化合物や2色性染料等が適宜含まれ
ていてもよい。The liquid crystal material need not be a single liquid crystal compound, but may be a mixture containing two or more liquid crystal compounds or a substance other than the liquid crystal compound. Any of those which are recognized as such may be used, and among them, those having the dielectric anisotropy are preferable. As the liquid crystal used, a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, and a cholesteric liquid crystal are preferable, and a nematic liquid crystal is particularly preferable. In order to improve the performance, a cholesteric liquid crystal, a chiral nematic liquid crystal, a chiral smectic liquid crystal, a chiral compound, a dichroic dye, or the like may be appropriately contained.
ネマチック液晶としては、当の誘電率異方性をもち誘
電率異方性;Δεが8以上であり、複屈折率;Δnの大
きさが0.1以上であればよく、好ましくはΔεが10以上
で、Δnは0.2以上のネマチック液晶である。Δnは白
濁性を高めコントラストを大きくし、急峻性を高めるた
めには出来るだけ大きい方が好ましい。The nematic liquid crystal has the dielectric anisotropy and has a dielectric anisotropy of Δ8 or more and a birefringence of Δn of 0.1 or more, preferably 10 or more. , Δn are nematic liquid crystals of 0.2 or more. Δn is preferably as large as possible to increase white turbidity, increase contrast, and enhance steepness.
液晶分散型の液晶デバイスにおいて問題となる液晶と
ポリマーの屈折率の差に関しては、本発明においては液
晶成分が多量であるためかあまり気にすることなく広範
囲の液晶及び重合体の組合せが可能となる。このような
液晶材料は第1表に示す化合物群より構成される配合組
成物であり、液晶材料の特性、即ち、等方性液体と液晶
の相転移温度、融点、粘土、Δn、Δε、及び重合性組
成物等との溶解性等を改善することを目的として適宜選
択して配合して用いる。Regarding the difference in the refractive index between the liquid crystal and the polymer, which is a problem in the liquid crystal device of the liquid crystal dispersion type, in the present invention, it is possible to combine a wide range of liquid crystals and polymers without having to worry too much because the liquid crystal component is large. Become. Such a liquid crystal material is a compounded composition composed of the compounds shown in Table 1, and has the properties of the liquid crystal material, that is, the phase transition temperature between the isotropic liquid and the liquid crystal, the melting point, the clay, Δn, Δε, and For the purpose of improving the solubility with the polymerizable composition or the like, it is appropriately selected and blended for use.
調光層中に占める液晶材料の比率は60〜95重量%、好
ましくは70〜90重量%である。The ratio of the liquid crystal material in the light control layer is 60 to 95% by weight, preferably 70 to 90% by weight.
(以下、%は重量%を意味する) この液晶材料の連続層中に介在する3次元ネットワー
ク構造の透明性固体物質は堅固なものに限らず、目的に
応じ得る限り可撓性、柔軟性、弾性を有するものであっ
ても良い。(Hereinafter,% means% by weight) The transparent solid substance having a three-dimensional network structure interposed in the continuous layer of the liquid crystal material is not limited to a solid substance, and may have flexibility, flexibility, and elasticity as long as it can meet the purpose.
これらの透明性固体物質としては高分子重合体が好適
である。As these transparent solid substances, high molecular polymers are suitable.
これらの液晶デバイスの製造方法は次のようにして行
うことが出来る。The method of manufacturing these liquid crystal devices can be performed as follows.
即ち、電極層を有していてもよい少くとも一方が透明
性を有する2枚の基板間に液晶材料、重合性組成物及び
任意成分として重合開始剤、連鎖移動剤、光増感剤、染
料、架橋剤、その他よりなる調光層構成材料を介在さ
せ、重合用エネルギーを供給し、前記重合性組成物を重
合硬化させることによって液晶材料を連続層とし、その
連続層中に3次元ネットワーク状の透明性固体物質を析
出させ形成することにより成る液晶デバイスの製造方法
である。That is, a liquid crystal material, a polymerizable composition and, as optional components, a polymerization initiator, a chain transfer agent, a photosensitizer, and a dye are provided between two substrates having at least one of which may have an electrode layer having transparency. A liquid crystal material is formed as a continuous layer by supplying polymerization energy and polymerizing and curing the polymerizable composition with a light modulating layer constituent material including a cross-linking agent and other components interposed therebetween, and forming a three-dimensional network in the continuous layer. A method for manufacturing a liquid crystal device by depositing and forming a transparent solid material.
調光層構成材料を2枚の基板間に介在させるには、こ
の調光層構成材料を基板間に注入しても良いが、一方の
基板上に適当な溶液塗布機やスピンコーター等を用い均
一に塗布し、次いで他方の基板を重ね合せ圧着させても
良い。In order to interpose the dimming layer constituent material between two substrates, the dimming layer forming material may be injected between the substrates. However, an appropriate solution coater or a spin coater may be used on one of the substrates. It may be applied uniformly, and then the other substrate may be overlaid and pressed.
又、一方の基板上に調光層構成材料を均一な厚さに塗
布し、重合性組成物を重合硬化させる調光層を形成後、
他方の基板をはり合せる事に成る液晶デバイス製造方法
も又有効である。Also, after applying a light control layer constituting material to one substrate to a uniform thickness and forming a light control layer for polymerizing and curing the polymerizable composition,
A liquid crystal device manufacturing method in which the other substrate is bonded is also effective.
重合用エネルギーとしては重合体が適切な3次元ネッ
トワークを形成するものであればよく、例えば、紫外
線、電子線等の放射線や熱等が挙げられる。As the energy for polymerization, any energy can be used as long as the polymer forms an appropriate three-dimensional network, and examples thereof include radiation such as ultraviolet rays and electron beams, and heat.
特に紫外線照射による重合方法は好適である。紫外線
照射による重合性組成物の液晶材料中での重合において
光照射強度及び照射量も一定の強さ以上を必要とする
が、それは重合性組成物の反応性及び重合開始剤の種
類、濃度によって左右され、適切な光強度の選択により
3次元ネットワークの形成及びその網目の大きさを均一
化をはかることが出来る。さらに好ましくは光照射方法
として時間的、平面的に均一に照射することは基板間に
介在する重合性組成物を瞬間的に強い光をあて重合を進
行させ、その為網目の大きさを均一化をはかる上で効果
的である。即ち、適切な光強度でパルス状に照射するこ
とにより均一な3次元ネットワークの重合体を液晶相中
に実現でき、その為出来る液晶デバイスは明確なしきい
値と急峻性良好なものとなり、時分割駆動が出来るよう
になる。Particularly, a polymerization method using ultraviolet irradiation is preferable. In the polymerization of a polymerizable composition in a liquid crystal material by ultraviolet irradiation, the light irradiation intensity and the irradiation amount also need to be at least a certain level, which depends on the reactivity of the polymerizable composition and the type and concentration of the polymerization initiator. The formation of a three-dimensional network and the uniformity of the size of the network can be achieved by selecting an appropriate light intensity. It is more preferable to uniformly irradiate the polymerizable composition interposed between the substrates as a light irradiating method more preferably by instantly intensely irradiating the polymerizable composition interposed between the substrates with a strong light, thereby making the mesh size uniform. It is effective in measuring. In other words, a uniform three-dimensional network polymer can be realized in the liquid crystal phase by irradiating in a pulsed manner with an appropriate light intensity, and the resulting liquid crystal device has a clear threshold and good steepness. Driving becomes possible.
そのような紫外線照射量は、少くとも3mW/cm2以上の
光強度で10mJ/cm2以上の照射量が必要である。それ以下
の場合は、重合不充分か又は均一な網目の形成が出来ず
時分割駆動には不適切となる。生成する重合体が均一網
目の3次元ネットワークを構成し、明確なしきい値を示
すためには紫外線強度は出来るだけ強い方が好ましく、
一般的には30mW/cm2以上で5〜10秒照射することが好ま
しい。Such an ultraviolet irradiation dose requires an irradiation intensity of 10 mJ / cm 2 or more at a light intensity of at least 3 mW / cm 2 or more. If it is less than this, polymerization is insufficient or a uniform network cannot be formed, which is unsuitable for time division driving. In order for the polymer to be formed to constitute a three-dimensional network of a uniform network, and to show a clear threshold value, it is preferable that the ultraviolet intensity be as strong as possible.
Generally, irradiation at 30 mW / cm 2 or more is preferable for 5 to 10 seconds.
重合温度に関しては、等方性液体状態で出来るだけ低
温域の方が好ましい。Regarding the polymerization temperature, it is preferable that the temperature is as low as possible in the isotropic liquid state.
重合温度が高い場合には重合速度が速すぎるためか又
は重合度が充分上らないために液晶デバイスは白濁度が
悪く、場合によっては無電圧状態においても透明となっ
たり、駆動電圧も高くなってしまい実用的でない。その
ような高温とはおおよそ液晶材料の相転移点の温度以上
である。When the polymerization temperature is high, the liquid crystal device has poor turbidity because the polymerization rate is too high or the degree of polymerization is not sufficiently high, and in some cases, the liquid crystal device becomes transparent even in a no-voltage state, and the driving voltage becomes high. It is not practical. Such a high temperature is approximately equal to or higher than the temperature of the phase transition point of the liquid crystal material.
重合性組成物としては、重合体形成性モノマー若しく
はオリゴマー及び必要に応じて重合開始剤が挙げられ、
液晶材料の連続層中に3次元ネットワークを形成するも
のであれば良い。Examples of the polymerizable composition include a polymer-forming monomer or oligomer and, if necessary, a polymerization initiator,
What is necessary is just to form a three-dimensional network in a continuous layer of a liquid crystal material.
そのような重合体形成性モノマーとしては、例えば、
スチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレン、ジビ
ニルベンゼン:置換基としては、メチル、エチル、プロ
ピル、ブチル、アミル、2−エチルヘキシル、オクチ
ル、ノニル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、
シクロヘキシル、ベンジル、メトキシエチル、ブトキシ
エチル、フェノキシエチル、アルリル、メタリル、グリ
シジル、2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシプロピ
ル、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジメチルア
ミノエチル、ジエチルアミノエチル等のごとき基を有す
るアクリレート、メタクリレート又はフマレート;エチ
レングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−ブチレ
ングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチ
レングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロ
ールプロパン、グリセリン及びペンタエリスリトール等
のモノ(メタ)アクリレート又はポリ(メタ)アクリレ
ート;酢酸ビニル、酪酸ビニル又は安息香酸ビニル、ア
クリロニトレル、セチルビニルエーテル、リモネン、シ
クロヘキセン、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタ
レート、2−、3−又は4−ビニルピリジン、アクリル
酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、N−ヒドロキシメチルアクリルアミド又はN−ヒド
ロキシエチルメタクリルアミド及びそれらのアルキルエ
ーテル化合物、ネオペンチルグリコール1モルに2モル
以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイ
ドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、
トリメチロールプロパン1モルに3モル以上のエチレン
オキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得
たトリオールのジ又はトリ(メタ)アクリレート、ビス
フェノールA1モルに2モル以上のエチレンオキサイド若
しくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールの
ジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート1モルとフェニルイソシアネート若し
くはn−ブチルイソシアネート1モルとの反応生成物、
ジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート、
トリス−(ヒドロキシエチル)−イソシアヌル酸のポリ
(メタ)アクリレート、トリス−(ヒドロキシエチル)
−りん酸のポリ(メタ)アクリレート、ジ−(ヒドロキ
シエチル)−ジシクロペンタジエンのモノ(メタ)アク
リレート又はジ(メタ)アクリレート等を挙げることが
できる。Examples of such a polymer-forming monomer include, for example,
Styrene, chlorostyrene, α-methylstyrene, divinylbenzene: as a substituent, methyl, ethyl, propyl, butyl, amyl, 2-ethylhexyl, octyl, nonyl, dodecyl, hexadecyl, octadecyl,
Having a group such as cyclohexyl, benzyl, methoxyethyl, butoxyethyl, phenoxyethyl, allyl, methallyl, glycidyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 3-chloro-2-hydroxypropyl, dimethylaminoethyl, diethylaminoethyl, etc. Acrylates, methacrylates or fumarates; mono- (meta) such as ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, 1,3-butylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, glycerin and pentaerythritol ) Acrylate or poly (meth) acrylate; vinyl acetate, vinyl butyrate or vinyl benzoate, acrylonitrile, Ruvinyl ether, limonene, cyclohexene, diallyl phthalate, diallyl isophthalate, 2-, 3- or 4-vinylpyridine, acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, N-hydroxymethylacrylamide or N-hydroxyethylmethacrylamide and the like A di (meth) acrylate of a diol obtained by adding 2 mol or more of ethylene oxide or propylene oxide to 1 mol of neopentyl glycol,
Dimethyl or tri (meth) acrylate of triol obtained by adding 3 mol or more of ethylene oxide or propylene oxide to 1 mol of trimethylolpropane, and obtained by adding 2 mol or more of ethylene oxide or propylene oxide to 1 mol of bisphenol A. A reaction product of 1 mol of di (meth) acrylate or 2-hydroxyethyl (meth) acrylate of a diol with 1 mol of phenyl isocyanate or n-butyl isocyanate,
Poly (meth) acrylate of dipentaerythritol,
Tris- (hydroxyethyl) -isocyanuric acid poly (meth) acrylate, tris- (hydroxyethyl)
Poly (meth) acrylate of phosphoric acid; mono (meth) acrylate or di (meth) acrylate of di- (hydroxyethyl) -dicyclopentadiene; and the like.
重合体形成性オリゴマーとしては、例えば、 (1) ビスフェノールA型エポキシ樹脂に(メタ)ア
クリル酸、更に場合によりヤシ油脂肪酸等の長鎖脂肪酸
をエステル化させた得たエポキシ(メタ)アクリレート
あるいはその長鎖脂肪酸変性物、水酸基を有するエポキ
シ(メタ)アクリレートに二塩基酸無水物、四塩基酸ジ
無水物、無水トリメリット酸を付加して得たカルボキシ
ル基を有するエポキシ(メタ)アクリレートの如きエポ
キシ(メタ)アクリレート及びその変性物。Examples of the polymer-forming oligomer include (1) an epoxy (meth) acrylate obtained by esterifying bisphenol A type epoxy resin with (meth) acrylic acid and, in some cases, a long-chain fatty acid such as coconut oil fatty acid, or an epoxy (meth) acrylate thereof; Epoxy such as epoxy (meth) acrylate having a carboxyl group obtained by adding a dibasic acid anhydride, a tetrabasic acid dianhydride, and trimellitic anhydride to an epoxy (meth) acrylate having a long chain fatty acid and an epoxy (meth) acrylate having a hydroxyl group (Meth) acrylates and modified products thereof.
(2) 英国特許第1,147,732号明細書(特開昭51−371
93号公報及び特開昭51−138797号公報)に記載されてい
るようなジイソシアナート化合物とポリオールとを予め
反応させて得られる末端イソシアナート化合物に更にβ
−ヒドロキシアルキルアクリレート及び/又はメタクリ
レートを反応せしめることによって得られる分子内に2
個以上のアクリロイロキシ基及び/又はメタクリロイロ
キシ基をもった付加重合性化合物。(2) British Patent No. 1,147,732 (JP-A-51-371)
No. 93 and JP-A-51-138797), a terminal isocyanate compound obtained by preliminarily reacting a diisocyanate compound with a polyol is further reacted with β.
-In the molecule obtained by reacting hydroxyalkyl acrylate and / or methacrylate
An addition polymerizable compound having at least two acryloyloxy and / or methacryloyloxy groups.
(3) 特公昭47−3262号公報に記載されているような
無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒド
ロ無水フタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、あるいは
無水ヘッド酸のような二塩基酸無水物とグリシジルアク
リレート及び/又はグリシジルメタクリレートを開環重
合して得られるアクリロイロキシ基及び/又はメタクリ
ロイロキシ基を多数ペンダントにもった直線状ポリエス
テル化合物。(3) A dibasic acid anhydride such as phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, or head anhydride described in JP-B-47-3262. A linear polyester compound having a large number of acryloyloxy and / or methacryloyloxy groups obtained by ring-opening polymerization of glycidyl acrylate and / or glycidyl methacrylate.
(4) 特公昭47−23661号公報に記載されているよう
な隣接炭素原子に少くとも3個のエステル化可能なヒド
ロキシル基を有する多価アルコールと、アクリル酸及び
/又はメタクリル酸と、ジカルボン酸およびその無水物
からなる群から選択されたジカルボン酸類との共エステ
ル化によって製造された重合可能なエステル類。(4) Polyhydric alcohols having at least three esterifiable hydroxyl groups at adjacent carbon atoms as described in JP-B-47-23661, acrylic acid and / or methacrylic acid, and dicarboxylic acid And polymerizable esters produced by co-esterification with a dicarboxylic acid selected from the group consisting of anhydrides thereof.
(5) 英国特許第628,150号明細書、米国特許第3,02
0,255号明細書および月刊誌「マクロモレキュールズ」
第4巻、第5号、第630〜632頁(1971年)に記載されて
いるごときメラミンまたはベンゾグアナミンにホルムア
ルデヒド、メチルアルコールおよびβ−ヒドロキシアル
キルアクリレート(またはメタクリレート)等を反応せ
しめて得られるポリアクリル(またはポリメタクリル)
変性トリアジン系樹脂。(5) UK Patent 628,150, US Patent 3,02
0,255 specification and monthly magazine "Macro Moleculars"
Vol. 4, No. 5, pp. 630-632 (1971), polyacryl obtained by reacting melamine or benzoguanamine with formaldehyde, methyl alcohol, β-hydroxyalkyl acrylate (or methacrylate), or the like. (Or polymethacryl)
Modified triazine resin.
(6) 米国特許第3,377,406号明細書に記載されてい
るようなポリヒドロキシ化合物のグリシジルエーテル化
物にアクリル酸またはメタクリル酸を反応させて得られ
る不飽和ポリエステル樹脂。(6) An unsaturated polyester resin obtained by reacting acrylic acid or methacrylic acid with a glycidyl etherified product of a polyhydroxy compound as described in US Pat. No. 3,377,406.
(7) 米国特許第3,455,801号明細書及び米国特許第
3,455,802号明細書に記載されている一般式 (ここにおいてRは炭素原子数2〜10個の2価の飽和又
は不飽和脂肪族炭化水素基を示し、R′は炭素原子数2
〜10個の2個の飽和脂肪族炭化水素基を示し、R″は水
素原子又はメチル基を示し、nは1〜14の整数であ
る。) で示される両末端にアクリロイロキシ基又はメタクリロ
イロキシ基を有するポリエステル化合物。(7) U.S. Pat. No. 3,455,801 and U.S. Pat.
General formula described in 3,455,802 specification (Where R represents a divalent saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, and R ′ represents 2 carbon atoms.
10 represents two saturated aliphatic hydrocarbon groups, R ″ represents a hydrogen atom or a methyl group, and n is an integer of 1 to 14.) An acryloyloxy group or a methacryloyloxy group is provided at both ends. Polyester compound having a group.
(8) 米国特許第3,483,104号明細書及び米国特許第
3,470,079号明細書に記載されている一般式 (ここにおいてAは−O−は−NH−を示し、1分子中で
少なくとも2個は−NH−であるものとし、Rは二価の飽
和脂肪族または不飽和脂肪族炭化水素基を示し、R′は
二価の飽和又は不飽和の脂肪族あるいは環状炭化水素を
示し、R″は水素原子又はアルキル基を示し、nは1〜
14の整数であるものとする。) で示されるジアクリル変性(またはジメタクリル変性)
ポリアミド化合物。(8) U.S. Pat. No. 3,483,104 and U.S. Pat.
General formula described in 3,470,079 specification (Where A represents -O- represents -NH-, at least two of which are -NH- in one molecule, R represents a divalent saturated aliphatic or unsaturated aliphatic hydrocarbon group, R ′ represents a divalent saturated or unsaturated aliphatic or cyclic hydrocarbon; R ″ represents a hydrogen atom or an alkyl group;
It is assumed to be an integer of 14. ) Diacrylic modified (or dimethacrylic modified)
Polyamide compounds.
(9) 特公昭48−37246号明細書に記載されている一
般式 (ここにおいてXは水素原子又はアシル基を示し、Rは
二価の飽和又は不飽和の脂肪族あるいは環状炭化水素基
を示し、R′は二価の脂肪族炭化水素基を示し、R2は水
素原子又はアルキル基を示すものとし、Aは−O−又
は、−NH−を示し、1分子中で少なくとも2個は−NH−
であるものとし、nは1〜14の整数である。) で示されるジアクリル変性(またはジメタクリル変性)
ポリアミド化合物。(9) General formula described in JP-B-48-37246 (Where X represents a hydrogen atom or an acyl group, R represents a divalent saturated or unsaturated aliphatic or cyclic hydrocarbon group, R ′ represents a divalent aliphatic hydrocarbon group, and R 2 represents A represents a hydrogen atom or an alkyl group, A represents -O- or -NH-, and at least two of them represent -NH- in one molecule.
And n is an integer of 1 to 14. ) Diacrylic modified (or dimethacrylic modified)
Polyamide compounds.
(10) 米国特許第3,485,732号明細書に記載されてい
るような飽和又は不飽和の二塩基酸又はその無水物、あ
るいは必要に応じてそれらとジオールとを反応させて得
られる両末端にカルボキシル基を有する化合物に更にグ
リシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレート
を反応せしめることにより得られるジアクリル変性(又
はジメタクリル変性)ポリエステル化合物。(10) A saturated or unsaturated dibasic acid or an anhydride thereof as described in US Pat. No. 3,485,732, or a carboxyl group at both ends obtained by reacting them with a diol if necessary. A diacryl-modified (or dimethacryl-modified) polyester compound obtained by reacting a compound having the following formula with glycidyl acrylate or glycidyl methacrylate.
(11) 特公昭48−12075号明細書に記載されているご
とき分子中に一般式、 (ここにおいてXはアシル基又はウレタン基を示し、R
は、H,CH3,Cl又はCNであるものとする。) で示されるくり返し単位を有する側鎖に不飽和酸エステ
ル結合を有する(メタ)アクリル共重合体に基づく化合
物。(11) General formula in the molecule as described in JP-B-48-12075 (Where X represents an acyl group or a urethane group;
Is H, CH 3 , Cl or CN. A compound based on a (meth) acrylic copolymer having an unsaturated acid ester bond in a side chain having a repeating unit represented by the following formula:
等を挙げることができる。And the like.
重合開始剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−2−
メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(メルク社製
「ダロキュア1173」)、1−ヒドロキシクロヘキシルフ
ェニルケトン(チバ・ガイギー社製「イルガキュア18
4」)、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒド
ロキシ−2−メチルプロパン−1−オン(メルク社製
「ダロキュア1116」)、ベンジルジメチルケタール(チ
バ・ガイギー社製「イルガキュア651」)、2−メチル
−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリ
ノプロパノン−1(チバ・ガイギー社製「イルガキュア
907」)、2,4−ジエチルチオキサントン(日本化薬社製
「カヤキュアDETX」)とp−ジメチルアミノ安息香酸エ
チル(日本化薬社製「カイキュア−EPA」)との混合
物、イソプロピルチオキサントン(ワードプレキンソッ
プ社製「カンタキュアITX」)とp−ジメチルアミノ安
息香酸エチルとの混合物等が挙げられるが、液状である
2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−
1−オンが液晶材料、高分子形成性モノマー若しくはオ
リゴマーとの相溶性の面で特に好ましい。As the polymerization initiator, for example, 2-hydroxy-2-
Methyl-1-phenylpropan-1-one (“Darocur 1173” manufactured by Merck), 1-hydroxyclohexyl phenyl ketone (“Irgacure 18” manufactured by Ciba-Geigy)
4 "), 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one (" Darocure 1116 "manufactured by Merck), benzyldimethylketal (" Irgacure 651 "manufactured by Ciba-Geigy), 2-Methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone-1 ("Irgacure" manufactured by Ciba-Geigy)
907)), a mixture of 2,4-diethylthioxanthone ("Kayacure DETX" manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and ethyl p-dimethylaminobenzoate ("Cycure-EPA" manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), isopropylthioxanthone (word pre A mixture of “Kantopure ITX” manufactured by Kinsopp Co., Ltd.) and ethyl p-dimethylaminobenzoate, and the like, but a liquid 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-
1-one is particularly preferable in terms of compatibility with the liquid crystal material, the polymer-forming monomer or the oligomer.
<実施例> 以下、本発明の実施例を示し、本発明を更に具体的に
説明する。しかし本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。<Examples> Hereinafter, examples of the present invention will be described, and the present invention will be described more specifically. However, the present invention is not limited to these examples.
以下、実施例において%は重量%を示し、又、評価特
性の各々は以下の記号及び内容を意味する。Hereinafter, in Examples,% indicates% by weight, and each of the evaluation characteristics means the following symbols and contents.
T0=白濁度;印加電圧0の時の光透過率(%) T100=透明度;印加電圧を増加させていき光透過率がほ
とんど増加しなくなった時の光透過率(%) V10=しきい値;T0を0%、T100を100%としたとき光透
過率が10%となる印加電圧(Vrms) V90=飽和電圧;同上光透過率が90%となる印加電圧(V
rms) CR=コントラスト=T100/T0 CRm=パルス巾10msec、1/3バイアス法、1/2デューティ
ーの時分割駆動用電圧波形を印加した場合の〔選択波形
時の光透過率〕/〔非選択波形印加時の光透過率〕 ・空隙面積比率=Ss(%):SEM(走査型電子顕微鏡)に
よる断面写真の空隙部分の占める面積比で、写真で見る
空隙径を直径とする円を仮定し、各々の網目の面積を計
算して求めたものである。T 0 = turbidity; light transmittance (%) when applied voltage is 0 T 100 = transparency; light transmittance (%) when light transmittance hardly increases as applied voltage is increased V 10 = Threshold: applied voltage (V rms ) at which light transmittance becomes 10% when T 0 is 0% and T 100 is 100% V 90 = saturation voltage; V
rms ) CR = Contrast = T 100 / T 0 CR m = [Light transmittance at the time of selected waveform] / when applying a time-sharing drive voltage waveform of pulse width 10msec, 1/3 bias method, 1/2 duty [Light transmittance when non-selective waveform is applied] ・ Void area ratio = S s (%): The ratio of the area occupied by the void portion in the cross-sectional photograph by SEM (scanning electron microscope), and the diameter of the void seen in the photograph is the diameter. It is obtained by calculating the area of each mesh assuming a circle.
・空隙径の面積分布比率=Sn(%):同上で一定の空隙
径の間に占める空隙面積の全空隙面積に対する比率 ・空隙径=γ(ミクロン) ・調光層の厚:d(ミクロン) 実施例1 液晶材料として後述の組成物(A)80%、重合性オリ
ゴマーとしてカプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸
エステルネオペンチルグリコールジアクリレート(日本
化薬社製KAYARAD−HX−620)19.6%、重合開始剤として
2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−
1−オン0.4%の混合溶液である調光層構成材料を11ミ
クロンのガラスファイバー製スペーサーの塗布されたIT
Oガラス基板にはさみ込み、基板全体を混合溶液の液晶
相と等方性液体の相転移点より2℃上の温度、即ち40℃
に保ち、混合溶液が等方性液体状態で35mW/cm2の紫外線
を6秒間照射し、調光層の厚さd=11.2ミクロンの液晶
デバイスを得た。・ Area distribution ratio of void diameter = S n (%): Same as above. Ratio of void area occupied by constant void diameter to total void area ・ Void diameter = γ (micron) -Thickness of light control layer: d (micron) Example 1 80% of the composition (A) described below as a liquid crystal material, and caprolactone-modified hydroxypivalate neopentyl glycol diacrylate as a polymerizable oligomer (KAYARAD- manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) HX-620) 19.6%, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane- as a polymerization initiator
1-one 0.4% mixed solution of the dimming layer constituent material was applied to 11 micron glass fiber spacer coated IT
O glass substrate is sandwiched, and the whole substrate is at a temperature 2 ° C. higher than the liquid crystal phase of the mixed solution and the phase transition point of the isotropic liquid, ie, 40 ° C.
The liquid mixture was irradiated with ultraviolet light of 35 mW / cm 2 for 6 seconds while the mixed solution was in an isotropic liquid state to obtain a liquid crystal device having a light control layer thickness d = 11.2 microns.
液晶組成物(A) 組 成 転移温度 68.5℃(N−1) <−25 ℃(C−N) 屈 折 率 ne=1.787 no=1.533 Δn=0.254 しきい値電圧 1.15V (Vth) 20℃の粘度 59c.p. 誘電率異方性 Δε=26.9 得られた液晶デバイスは、Ss=78%、=1.3ミクロ
ン、γが0.8〜2.4ミクロン間に占める比率Su=93%であ
った。Liquid crystal composition (A) composition Transition temperature 68.5 ℃ (N-1) < -25 ℃ (C-N) refraction index n e = 1.787 n o = 1.533 Δn = 0.254 threshold voltage 1.15V (V th) viscosity of 20 ℃ 59c.p. Dielectric Anisotropy Δε = 26.9 In the obtained liquid crystal device, S s = 78%, = 1.3 μm, and the ratio S u occupying 0.8 to 2.4 μm, S u = 93%.
この液晶デバイスの印加電圧と光透過率の関係を測定
すると、T0=3.1%、T100=85.4%、CR=27.5、V10=8.
2Vrms、V90=23.5Vrmsであった。When the relationship between the applied voltage and the light transmittance of this liquid crystal device is measured, T 0 = 3.1%, T 100 = 85.4%, CR = 27.5, V 10 = 8.
2V rms and V 90 = 23.5V rms .
又、この液晶デバイスを用いて時分割駆動用印加電圧
波形をデバイスに与えた時の光学応答波形を見たのが第
1図及び第2図である。パルス幅10msec.、1/3デバイス
法、1/2デューティの電圧波形を液晶デバイスに印加し
て、光学応答波形を見ている。(1)の選択波形が印加
されている場合は、透過率が50%近く迄上がり、(2)
の非選択波形が印加されている場合は、透過率が大きく
変化せず、時分割駆動時のコントラスト比が、1:18と高
い値を示しており、時分割駆動出来ることを示してい
る。また、応答速度も、立ち上がり時間は1〜2msec.立
ち下がり時間は3〜5msec.と速く、更にデューティ比を
上げることが出来る値である。この様に、本発明は、従
来技術による液滴分散型液晶デバイスでは成し遂げられ
なかった時分割駆動を可能にした優れた液晶デバイスを
提供するものである。FIGS. 1 and 2 show optical response waveforms when a time-division driving applied voltage waveform is applied to the device using this liquid crystal device. A voltage waveform of pulse width 10 msec., 1/3 device method, 1/2 duty is applied to the liquid crystal device, and the optical response waveform is observed. When the selection waveform of (1) is applied, the transmittance increases to nearly 50%, and (2)
When the non-selection waveform is applied, the transmittance does not largely change, and the contrast ratio at the time-division driving shows a high value of 1:18, which indicates that the time-division driving can be performed. The response speed is as fast as 1 to 2 msec for the rise time and 3 to 5 msec for the fall time, and is a value that can further increase the duty ratio. As described above, the present invention provides an excellent liquid crystal device capable of time-division driving, which has not been achieved by the prior art droplet dispersion type liquid crystal device.
比較例1 液晶組成物(A)を55%、重合性オリゴマーを44.2
%、重合開始剤を0.8%、重合温度を10℃とした以外は
実施例1と同じく実施した。得られたデバイスの特性は
以下のようであり、白濁性がなくコントラストの低い実
用性に欠けるものであった。Comparative Example 1 The liquid crystal composition (A) was 55%, and the polymerizable oligomer was 44.2%.
%, The polymerization initiator was 0.8%, and the polymerization temperature was 10 ° C., and the procedure was the same as in Example 1. The characteristics of the obtained device were as follows, and there was no white turbidity and low contrast and lacked practicality.
T0=47.3、T100=81.8、CR=1.73 その網目状態は、Ss=24.3%、=0.22でγが0.3以
上であるSnは19.7%と空隙比率及び空隙間隔は小さいも
のであった。 T 0 = 47.3, T 100 = 81.8, CR = 1.73 the mesh state were those S s = 24.3%, S n is smaller 19.7% and the void ratio and gap spacing is γ is 0.3 or more in = 0.22 .
実施例2 液晶組成物(A)は82%、重合性オリゴマーを17.6%
とする以外は、実施例1と同様にして液晶デバイスを得
た。Example 2 82% of liquid crystal composition (A), 17.6% of polymerizable oligomer
A liquid crystal device was obtained in the same manner as in Example 1, except for the following.
得られた液晶デバイスの特性は、次の通りであった。 The characteristics of the obtained liquid crystal device were as follows.
調光層の厚みd=11.0ミクロンで、T0=3.2、T100=8
7.2、V10=5.3、V90=14.1、CR=26.9で明瞭なしきい値
を有し、駆動電圧も低い。又、時分割駆動用電圧波形を
印加したときのコントラストは、CRm=18.8と高いもの
であった。Thickness of light control layer d = 11.0 microns, T 0 = 3.2, T 100 = 8
7.2, V 10 = 5.3, V 90 = 14.1, CR = 26.9 with clear thresholds and low drive voltage. The contrast when the time-division driving voltage waveform was applied was as high as CR m = 18.8.
Ss=78.4%、=1.2ミクロン γが0.3〜1.9ミクロンの範囲のSn=95% 実施例3 液晶組成物(A)を76.0%、重合性オリゴマーを23.5
%、重合開始剤を0.5%、重合温度を32℃とした以外は
実施例1と同じく実施した。得られたデバイスは、調光
層厚みd=11.2ミクロンで、電圧〜光透過率の特性は、
T0=4.9、T100=86.9、V10=9.0、V90=20.4、CR=17.
8、CRm=13.5であり、SEMによる網目状態は、Ss=76.
4、=1.0、γが0.5〜1.6ミクロン間に占める比率Sn=
92.4であった。S s = 78.4%, = 1.2 microns S n = 95% with γ in the range of 0.3 to 1.9 microns Example 3 76.0% of liquid crystal composition (A), 23.5% of polymerizable oligomer
%, The polymerization initiator was 0.5%, and the polymerization temperature was 32 ° C., and the procedure was the same as in Example 1. The obtained device has a dimming layer thickness d = 11.2 microns, and the characteristics from voltage to light transmittance are as follows:
T 0 = 4.9, T 100 = 86.9, V 10 = 9.0, V 90 = 20.4, CR = 17.
8, CR m = 13.5, and the mesh state by SEM is S s = 76.
4, = 1.0, the ratio of γ occupying between 0.5 and 1.6 microns S n =
92.4.
実施例4 液晶組成物(A)を72%、重合性オリゴマーを27.4
%、重合開始剤を0.6%、重合温度を26℃とした以外は
実施例1と同じく実施した。得られたデバイスは調光層
の厚みd=11.5ミクロンで、電圧〜光透過率の特性は、
T0=7.3、T100=86.0、V10=11.4、V90=26.2、CR=11.
8、CRm=8.8と良好なものであり、Ss=70.3%、=0.8
2ミクロン γが0.3〜1.2ミクロンの間のSn=96.4であった。Example 4 The liquid crystal composition (A) was 72% and the polymerizable oligomer was 27.4.
%, The polymerization initiator was 0.6%, and the polymerization temperature was 26 ° C., and the procedure was the same as in Example 1. The resulting device has a dimming layer thickness d = 11.5 microns and the voltage-to-light transmittance characteristics are:
T 0 = 7.3, T 100 = 86.0, V 10 = 11.4, V 90 = 26.2, CR = 11.
8, CR m = 8.8, which is good, S s = 70.3%, = 0.8
2 microns γ was S n = 96.4 between 0.3 and 1.2 microns.
実施例5 液晶組成物(A)を85%、重合性オリゴマーを14.7
%、重合開始剤を0.3%とし、重合温度を43℃とし、24
ミクロンのスペーサーを用いた以外は実施例−1と同じ
く実施した。得られたデバイスは調光層の厚みd=24.5
ミクロンで電圧〜光透過率特性はT0=4.2、T100=81.
2、CR=19.4、V10=9.5、V90=23.5、CRm=6.5と良好で
あり、その網目状態はSs=81.5=1.9でγが0.6〜3.2
ミクロン間でSn=92であった。Example 5 85% of liquid crystal composition (A) and 14.7 of polymerizable oligomer
%, Polymerization initiator to 0.3%, polymerization temperature to 43 ℃, 24
The same operation as in Example 1 was performed except that a micron spacer was used. The obtained device has a dimming layer thickness d = 24.5
Voltage-light transmittance characteristic in microns T 0 = 4.2, T 100 = 81.
2, CR = 19.4, V 10 = 9.5, V 90 = 23.5, was good and CR m = 6.5, the mesh state is γ by S s = 81.5 = 1.9 0.6~3.2
It was S n = 92 among microns.
実施例6 液晶材料として組成物(A)83.5%、重合性オリゴマ
ーとしてカプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エス
テルネオペンチルグリコールジアクリレート(日本化薬
社製KAYARAD−HX−620)16.42%、重合開始剤として2
−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1
−オン0.08%の混合溶液である調光層構成材料を11ミク
ロンのガラスファイバー製スペーサーの塗布されたITO
ガラス基板にはさみ込み、基板全体を43℃に保ち、8mW/
cm2の紫外線を20秒間照射し、調光層の厚さd=11.3ミ
クロンの液晶デバイスを得た。得られたデバイスの電圧
〜光透過率特性はT0=6.3、T100=85.1、CR=13.5、V10
=2.7、V90=8.2と良好であり、その網目状態はSs=82.
6、=2.1でγが0.3〜3.3ミクロン間でSn=92.8であっ
た。Example 6 83.5% of composition (A) as a liquid crystal material, 16.42% of caprolactone-modified hydroxypivalate neopentyl glycol diacrylate (KAYARAD-HX-620 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) as a polymerizable oligomer, and 2 as a polymerization initiator
-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1
-The dimming layer constituent material, which is a mixed solution of 0.08% on, was coated with 11 micron glass fiber spacers on ITO.
8mW /
Irradiation with UV light of cm 2 was performed for 20 seconds to obtain a liquid crystal device having a light control layer thickness d = 11.3 μm. The voltage to light transmittance characteristics of the obtained device are T 0 = 6.3, T 100 = 85.1, CR = 13.5, V 10
= 2.7, V 90 = 8.2, and the mesh state is S s = 82.
6, gamma in = 2.1 was S n = 92.8 between 0.3 to 3.3 microns.
<発明の効果> 本発明による液晶デバイスは、大面積薄膜型のものが
可能であり、従来の液晶分散型の液晶デバイスと比べ5
〜30Vという低電圧の駆動が可能であり、この程度の低
電圧でも透明−白濁不透明のコントラストが高く、しき
い値が明確なため、1/3デューティの時分割駆動が可能
である。従って、従来この種の液晶デバイスの調光用の
みならず、より高度な文字、グラフィックの大型表示が
極めて容易となる。<Effect of the Invention> The liquid crystal device according to the present invention can be of a large-area thin film type, and is 5 times smaller than a conventional liquid crystal dispersion type liquid crystal device.
Driving at a low voltage of up to 30 V is possible. Even at such a low voltage, since the contrast between transparent and opaque and opaque is high and the threshold value is clear, time-division driving with 1/3 duty is possible. Therefore, not only the conventional dimming control of this type of liquid crystal device, but also large-scale display of more advanced characters and graphics becomes extremely easy.
第1図は本発明に係わる液晶デバイスの時間−印加電圧
のグラフを示し、第2図は第1図の印加電圧波形に対応
した時間−光透過率のグラフを示す。FIG. 1 shows a graph of time-applied voltage of the liquid crystal device according to the present invention, and FIG. 2 shows a graph of time-light transmittance corresponding to the applied voltage waveform of FIG.
Claims (5)
枚の基板とこの基板間に支持された調光層を有し、該調
光層が液晶材料の連続層中に透明性固体物質が3次元ネ
ットワーク構造を形成して成る液晶デバイスにおいて、 前記ネットワークが液晶材料を除去した場合、調光層の
断面において空隙面積比率が60〜95%の範囲にあり、そ
の空隙径が0.3ミクロン以上調光層の層厚の30%以下
(但し、調光層の厚さは5〜30ミクロンである)の空隙
部分が全空隙面積に対し80%以上占めることを特徴とす
る液晶デバイス。An at least one transparent electrode having an electrode layer.
A liquid crystal device comprising a plurality of substrates and a dimming layer supported between the substrates, the dimming layer comprising a three-dimensional network structure of a transparent solid substance in a continuous layer of a liquid crystal material; When the liquid crystal material is removed, the void area ratio in the cross section of the light control layer is in the range of 60 to 95%, and the void diameter is 0.3 μm or more and 30% or less of the layer thickness of the light control layer (however, The liquid crystal device is characterized in that the void portion of the liquid crystal device has a thickness of 5 to 30 microns or more with respect to the total void area.
ン以上調光層の層厚の30%以下(但し、調光層の厚さは
5〜30ミクロンである)の範囲に入る請求項1記載の液
晶デバイス。2. The method according to claim 1, wherein the average gap distance of the network falls within a range of 0.3 μm or more and 30% or less of the thickness of the light control layer (the thickness of the light control layer is 5 to 30 μm). Liquid crystal device.
性を示す請求項1または2記載の液晶デバイス。3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal material in the light control layer has a positive dielectric anisotropy.
の範囲にある請求項1、2または3記載の液晶デバイ
ス。4. A liquid crystal material comprising 60 to 95% by weight of a component of the light control layer.
The liquid crystal device according to claim 1, 2 or 3, wherein
成る重合体である請求項1、2、3または4記載の液晶
デバイス。5. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the transparent solid substance is a polymer obtained by polymerizing a polymerizable composition.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17311689 | 1989-07-06 | ||
JP1-173116 | 1989-07-06 |
Publications (2)
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---|---|
JPH03200927A JPH03200927A (en) | 1991-09-02 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP2853249B2 (en) |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP8089090A patent/JP2853249B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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---|---|
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