JP2002040402A - 液晶表示装置用の高分子組合液晶 - Google Patents
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Abstract
も、応答速度が速く、光学的に安定しており、コントラ
ストが優れた液晶表示装置用高分子組合液晶を提供す
る。 【解決手段】 強誘電性液晶、および反強誘電性液晶4
0重量%以下と、高分子60重量%以上とからなる液晶
表示装置用の高分子組合液晶。高分子は、ウレタンアク
リレート系オリゴマーと、アクリレート系モノマー、ま
たはメタクリレート系モノマーとを重合して得ることが
できる。
Description
高分子組合液晶(PALC:Polymer Asse
mble Liquid Crystal)に関する。
さらに詳しくは、本発明は、強誘電性液晶および反強誘
電性液晶を使用することによって、高分子に対する液晶
の混合比を低くしながらも、応答速度が速くて光学的に
安定しており、コントラストが優れた高分子組合液晶に
関する。
応する一対のガラス基板のあいだに液晶物質を注入し、
外部から電圧を印加して液晶の電気光学的な特性を利用
して画像を示す表示装置である。この液晶表示装置に
は、ネマチック液晶を利用したツイストネマチック(T
N)、スーパーツイストネマチック(STN)、電圧制
御複屈折(ECB:electrically con
trollable birefringence)L
CD、薄膜トランジスター(TFT)LCD、および液
晶が高分子内に分散されて散乱する効果を利用する高分
子分散形のLCDなどがある。
の液晶表示装置において、広く実用化されているTN
LCDやSTN LCDは両方とも偏光板を2枚使用す
るため、光損失が多くて明るさが問題になっており、ま
た液晶を一定の方向へ配向させているため、視野角が狭
いという短所をもっている。
され、外部から印加される電圧に反応して光を散乱、ま
たは吸収する形態で情報を表示する高分子分散形の液晶
を使用した液晶表示装置は、ネマチック液晶を使用する
ほかの液晶表示装置とは違って偏光板を使わず、輝度が
よくて液晶を配向するためのラビング工程が省略される
ので、製造工程が簡単であることで知られている。
トラストがわるくて文字の表現が難しく、液晶の含量が
少ない場合には液晶の特性がわるくて表示装置としての
特性が低下するので、液晶と高分子の混合において、液
晶を50%以上にしなければならない。したがって、液
晶の含量がとても多くて紫外線によってすぐ老化される
という、表示装置としての致命的な弱点をもっており、
室内光シャッターなどに、その使用が制限されてきた。
マチック液晶を使用して外部から電圧印加時、液晶が電
圧の方向にしたがって配列されて光を透過するようにな
っているが、ネマチック液晶の特性上、分子たちが一方
向へ規則的に配列されるわけではないので、光を遮断す
る効果が落ちてしまう問題点があった。
来技術の問題点を解消するために、強誘電性液晶および
反強誘電性液晶を使用して液晶使用量を減らし、高分子
に対する混合比を低くしながらも、応答速度が速くて光
学的に安定しており、とくにコントラストを向上させる
ことができる液晶表示装置用の高分子組合液晶(PAL
C)を提供することを目的とする。
に本発明では、永久双極子をもっていて巨視的な自発分
極を有する強誘電性液晶および反強誘電性液晶と、高分
子とを混合して得られる高分子組合液晶を提供する。
液晶40重量%以下と、高分子60重量%以上とからな
る液晶表示装置用の高分子組合液晶にかかわる。
あることが好ましい。
量%であることが好ましい。
リゴマーと、アクリレート系モノマー、またはメタクリ
レート系モノマーとが重合されて得られる高分子物質で
あることが好ましい。
染料を添加し、その総混合比を40重量%以下とするこ
とが好ましい。
らなる液晶混合物に染料が添加されており、染料を添加
した液晶混合物の混合比を40重量%以下とすることが
好ましい。
晶は、応答速度が速くて分子配列が安定したものである
ことが好ましい。強誘電性液晶および反強誘電性液晶
(液晶混合物)は、高分子組合液晶全体量に対して、た
とえば、40重量%以下、好ましくは10〜40重量
%、より好ましくは20〜35重量%の割合で混合する
ことができる。高分子は、高分子組合液晶全体に対し
て、たとえば、60重量%以上、好ましくは60〜90
重量%、より好ましくは65〜80重量%の割合で混合
することができる。
の結晶が析出しないように、一定の比率でよく混合しな
ければならない。強誘電性液晶と反強誘電性液晶との混
合比は、たとえば、1:1〜6:1、好ましくは1:1
〜5:1、より好ましくは2:1〜4:1とすることが
できる。強誘電性液晶と反強誘電性液晶との混合比(重
量比)は、高分子組合液晶の全体量に対して、たとえ
ば、15〜30重量%:5〜10重量%とすることが好
ましい。
(1)、式(2)または式(3)で表わされる強誘電性
液晶のなかから選択して使用することができる。式
(1)および式(2)中のRは、炭素数8〜12のアル
キル基である。式(3)中のR1は、炭素数7〜10の
アルキル基である。
(4)、式(5)または式(6)で表わされる反強誘電
性液晶のなかから選択して使用することができる。式
(6)中のR1は、炭素数7〜10のアルキル基であ
る。
リレート(urethane acrylate)系オ
リゴマーと、アクリレート系モノマーまたはメタクリレ
ート系モノマーとを重合して得られる高分子を使用する
ことができる。
は、たとえば、CN972(日本、SARTOMER製
品名)、EB4827(日本、RADCURE製品
名)、Aronix(日本、東亜合成化学(株)製品
名)などの市販品を使用することができる。
レート系モノマーとしては、たとえば、エチルヘキシル
アクリレート(EHA)、ヘキサンジオールジメタクリ
ルレート(HDDMA)、トリメチロールプロパントリ
アクリレート(TMPTA)、ジペンタエリトリトール
ペンタアクリレート(DPETA)などを使用すること
ができる。
電性液晶に染料をさらに添加することができる。このと
き、染料は強誘電性液晶および反強誘電性液晶の混合比
である40重量%内で液晶混合物に溶けるぐらいの少量
を添加する。
H製品名)、L−dye B(スイス、ロッシュ製品
名)、またはG209、G168、G165、G22
4、G232(日本、日本感光色素研究所製品名)など
の従来からこの分野で使用されている染料を使用するこ
とができる。
置は、電界がオフ時には、液晶と高分子の屈折率がお互
いに不一致であり、光を散乱させるため、白っぽい状態
になり、電界の印加時(オン時)には、液晶と高分子屈
折率が一致して透明な状態になる。
(Guest−Host)効果により、光の散乱時に染
料の色を示し、屈折率が一致する場合に透明な状態を示
す。
は、巨視的な自発分極を有する強誘電性液晶と反強誘電
性液晶とを使用することに由来して、応答速度が速く、
光を透過したり、遮断したりする選択特性が高く、オン
/オフ時のコントラストが高い。しかも、高透過率と広
い視野角を維持することによって、全体的に光学的な特
性を向上させることができる。
由で少量でも光の進路調節が可能であるため、液晶の混
合比を低くしても表示装置としての製造が可能であり、
その結果、製造費用を安くでき、老化を抑制することが
できる。
る望ましい実施例をあげ、本発明をより詳細に説明す
る。
強誘電性液晶10重量%(混合比3:1)を使用し、等
方性液晶の状態で加温して混合したのち、結晶が析出し
ないように常温で徐々に冷却した。
リレートおよびトリメチロールプロパントリアクリレー
ト(TMPTA)と一緒に混合し、強誘電性液晶および
反強誘電性液晶40重量%と、ウレタンアクリレートお
よびトリメチロールプロパントリアクリレート(TMP
TA)が重合した高分子60重量%とからなる本発明の
高分子組合液晶を得た。
高分子組合液晶を製造した。ただし、液晶の混合比を4
0重量%から20重量%にして、強誘電性液晶と反強誘
電性液晶の混合比を3:1の比率で維持し、強誘電性液
晶および反強誘電性液晶20重量%と、ウレタンアクリ
レートおよびトリメチロールプロパントリアクリレート
(TMPTA)が重合した高分子80重量%とからなる
本発明の高分子組合液晶を得た。
強誘電性液晶10重量%(混合比3:1)を使用し、等
方性液晶の状態で加温して混合したのち、結晶が析出し
ないように常温で徐々に冷却した。
リレートおよびエチルヘキシルアクリレート(EHA)
と一緒に混合し、強誘電性液晶および反強誘電性液晶4
0重量%と、ウレタンアクリレートおよびエチルヘキシ
ルアクリレート(EHA)が重合した高分子60重量%
とからなる本発明の高分子組合液晶を得た。
高分子組合液晶を製造した。ただし、液晶の混合比を4
0重量%から20重量%にして、強誘電性液晶と反強誘
電性液晶の混合比を3:1の比率で維持し、強誘電性液
晶および反強誘電性液晶20重量%と、ウレタンアクリ
レートおよびエチルヘキシルアクリレート(EHA)が
重合した高分子80重量%とからなる本発明の高分子組
合液晶を得た。
強誘電性液晶10重量%(混合比3:1)を使用し、等
方性液晶の状態で加温して混合したのち、結晶が析出し
ないように常温で徐々に冷却した。
リレートおよびヘキサンジオールジメタクリルレート
(HDDMA)と一緒に混合し、強誘電性液晶および反
強誘電性液晶40重量%と、ウレタンアクリレートおよ
びヘキサンジオールジメタクリルレート(HDDMA)
が重合した高分子60重量%とからなる本発明の高分子
組合液晶を得た。
高分子組合液晶を製造した。ただし、液晶の混合比を4
0重量%から20重量%にして、強誘電性液晶と反強誘
電性液晶の混合比を3:1の比率で維持し、強誘電性液
晶および反強誘電性液晶20重量%と、ウレタンアクリ
レートおよびヘキサンジオールジメタクリルレート(H
DDMA)が重合した高分子80重量%とからなる本発
明の高分子組合液晶を得た。
質を使用し、等方性液晶の状態で加温して混合したの
ち、結晶が析出しないように常温で徐々に冷却した。こ
こに、前記液晶混合物および染料の混合比が40重量%
になるようにD5(英国、BDH製品名)染料を液晶に
溶けるぐらいの少量を混合し、よく溶かして混ぜた。
レタンアクリレートおよびトリメチロールプロパントリ
アクリレート(TMPTA)と一緒に混合し、強誘電性
液晶、反強誘電性液晶、および染料40重量%と、ウレ
タンアクリレートおよびトリメチロールプロパントリア
クリレート(TMPTA)が重合した高分子60重量%
とからなる本発明の高分子組合液晶を得た。
って配向するゲスト−ホスト(Guest−Host)
効果によって色を表示する。
使用して、等方性液晶の状態で加温して混合したのち、
結晶が析出しないように常温で徐々に冷却した。ここ
に、前記液晶混合物および染料の混合比が40重量%に
なるように、L−dye B(スイス、ローシュ製品
名)染料を液晶に溶けるぐらいの少量を混合し、よく溶
かして混ぜた。
レタンアクリレートおよびエチルヘキシルアクリレート
(EHA)と一緒に混合し、強誘電性液晶、反強誘電性
液晶および染料40重量%と、ウレタンアクリレートお
よびエチルヘキシルアクリレート(EHA)が重合した
高分子60重量%とからなる本発明の高分子組合液晶を
得た。
質を使用し、等方性液晶の状態で加温して混合したの
ち、結晶が析出しないように常温で徐々に冷却した。こ
こに、前記液晶混合物および染料の混合比が40重量%
になるように、G209(日本、日本感光色素研究所製
品名)染料を液晶に溶けるぐらいの少量を混合し、よく
溶かして混ぜた。
レタンアクリレートおよびヘキサンジオールジメタクリ
ルレート(HDDMA)と一緒に混合し、強誘電性液
晶、反強誘電性液晶、および染料40重量%と、ウレタ
ンアクリレートおよびヘキサンジオールジメタクリルレ
ート(HDDMA)が重合した高分子60重量%とから
なる本発明の高分子組合液晶を得た。
分子40重量%にネマチック液晶60重量%を混合し、
紫外線を露光して従来の高分子分散液晶(PDLC)を
得た。
施例1〜9の高分子組合液晶および比較例1の高分子分
散液晶をそれぞれ透明電極が形成された一対の基板のあ
いだに注入したのち、密封して液晶セルを製作した。
光源を配置して、駆動電圧をかけて変化を与えてテスト
した。そして駆動電圧20Vで測定した透過度、応答速
度、コントラスト、および視野角測定データを表1に示
した。
晶は、透過度86〜89%、応答速度100ミリ秒以
下、コントラスト比100:1、最大視野角±45°以
上、さらには±50°以上で従来の液晶に比べて優秀な
効果をもっていることがわかる。
て分かるように、本発明による液晶表示装置用の高分子
組合液晶は、従来技術の問題点を実質的に解消してい
る。
分極を有する強誘電性液晶および反強誘電性液晶を使用
するので、光を透過したり遮断したりする選択特性が高
く、オン/オフ時のコントラストが高く、応答速度が速
く、さらに高透過率と広い視野角を維持することによ
り、全体的に液晶表示装置の光学的な特性を全体的に向
上させる効果が得られる。
で、少量の液晶でも光の進路調節が可能であるので、液
晶の混合比を低くしても、表示装置としての製造が可能
であり、その結果、製造費用を低くすることができ、老
化も抑制できる。
光シャッター機能だけではなく、文字表示も実現でき
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 強誘電性液晶および反強誘電性液晶40
重量%以下と、高分子60重量%以上とからなる液晶表
示装置用の高分子組合液晶。 - 【請求項2】 前記高分子の混合比が60〜80重量%
である請求項1記載の液晶表示装置用の高分子組合液
晶。 - 【請求項3】 前記強誘電性液晶の混合比が15〜30
重量%である請求項1、または2記載の液晶表示装置用
の高分子組合液晶。 - 【請求項4】 前記高分子が、ウレタンアクリレート系
オリゴマーと、アクリレート系モノマーまたはメタクリ
レート系モノマーとが重合されて得られる高分子である
請求項1記載の液晶表示装置用の高分子組合液晶。 - 【請求項5】 前記強誘電性液晶および反強誘電性液晶
からなる液晶混合物に染料が添加されており、染料を添
加した液晶混合物の混合比が40重量%以下である請求
項1記載の液晶表示装置用の高分子組合液晶。
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