JP2002182186A - 高分子分散型液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コントラスト比の低減を防止する。 【解決手段】 一対の基板１ａ，１ｂの間には液晶高分
子複合層２を配置するが、該複合層２は、高分子層２０
と、該高分子層２０に分散させた２周波駆動液晶と、高
分子層２０に分散させた微粒子２１と、によって構成し
た。そして、微粒子２１には、表面に特定の官能基を有
するものを用いた。微粒子２１が混入されているため、
光の散乱効果を高めることができる。また、該微粒子２
１は、表面に特定の官能基を有するものであるため、光
透過状態の低下を抑制できる。以上のように、光の散乱
効果を高めると共に、電圧印加休止直後における光透過
状態の低下を抑制できるため、高いコントラスト比を得
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子層に液晶が
分散されてなる液晶高分子複合層を有する高分子分散型
液晶素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高分子層と液晶とを混合した液晶
高分子複合層を用い、それら高分子層及び液晶の屈折率
の差を利用した高分子分散型液晶パネルが注目されてい
る。

【０００３】この高分子分散型液晶パネルは、所定間隙
を開けた状態に配置された一対の基板を備えており、こ
の基板間隙には液晶高分子複合層が配置されている。ま
た、この液晶高分子複合層を挟み込むように一対の電極
が配置されており、 ・ 電圧が印加されていない状態では、液晶滴の光学異
方性がランダムに配列して光散乱状態を示し、 ・ 電圧が印加された状態では、液晶滴の光学異方性が
一定の配列に変化して光透過状態を示す、ように構成さ
れていた。この種の液晶パネルは、偏光板を用いる必要
がないため、明るく視野角の大きい表示が可能となると
いう特徴を有している。

【０００４】ところで、上述のような高分子分散型液晶
パネルでは、高分子層と液晶との屈折率の差はあまり大
きくはなく、光の散乱特性をさらに向上させ、実用的に
はより大きなコントラスト比を得ることが望まれる。

【０００５】その１つの方法として、液晶高分子複合層
中に微粒子を混合する方法があり、特開平５−１０７５
２４号公報や特開平６−２３５９０８号公報に記載され
ている。

【０００６】また、別の方法としては、２周波駆動液晶
など、高屈折率の液晶材料を用い、液晶と高分子層の屈
折率差を大きくする方法がある。特開平０９−１２００
５８号公報には、２周波駆動液晶を用いることにより電
圧印加休止後も光透過状態を維持できるようにした（す
なわち、液晶滴の光学異方性がランダムな配列に戻ら
ず、光透過状態をメモリできるようにした）高分子分散
型液晶パネルが開示されている。この液晶パネルでは、
２周波駆動液晶（印加する電圧の周波数により誘電異方
性の符号が異なる液晶）と特定の高分子層とを用い、印
加する電圧の周波数の切り替えにより光透過状態と光散
乱状態との切替えを行い、電圧除去後も停止前の状態
（光透過状態又は光散乱状態）を維持できるように構成
されている。また、特願平１１−３４２８１０号の明細
書には、高分子前駆体の構造と成分比を調整することに
より、電圧除去後の光透過・光散乱状態の維持（すなわ
ち、メモリ性）を向上させ、コントラスト比を高めるよ
うにした液晶パネルが、本出願人により開示されてい
る。

【０００７】したがって、上述のような２周波駆動液晶
及び微粒子の両方を高分子分散型液晶パネルに用いる
と、それらのによって、電圧印加休止後も光透過状態を
維持でき、かつ、光の散乱特性を向上させて大きなコン
トラスト比を得ることができると考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２周波
駆動液晶及び微粒子の両方を用いた場合、光散乱特性は
向上されるものの、光透過状態で電圧印加を休止すると
光透過強度は大きく低下してしまい、結果的に、コント
ラスト比が低下するという問題があった。

【０００９】そこで、本発明は、コントラストの低下を
防止する高分子分散型液晶素子を提供することを目的と
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情を考慮
してなされたものであり、所定間隙を開けた状態に配置
された一対の基板と、高分子層に液晶が分散されて構成
され前記一対の基板の間隙に配置された液晶高分子複合
層と、該液晶高分子複合層を挟み込むように配置された
一対の電極と、を備えた高分子分散型液晶素子におい
て、前記液晶が２周波駆動液晶であり、カルボキシル
基、水酸基、アミノ基、スルホン基の官能基の内から選
ばれる少なくとも１種類以上の官能基を表面に有する微
粒子が、前記高分子層に複数混合されてなる、ことを特
徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。

【００１２】本発明に係る高分子分散型液晶素子は、例
えば図１に符号Ａ_１で示すように、例えば１〜２０μｍ
程度の所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板１
ａ，１ｂと、これらの一対の基板１ａ，１ｂの間隙に配
置された液晶高分子複合層２と、該液晶高分子複合層２
を挟み込むように配置された一対の電極３ａ，３ｂと、
を備えている。

【００１３】このうち、液晶高分子複合層２は、高分子
層２０と、該高分子層２０に分散された２周波駆動液晶
（印加する電圧の周波数により誘電異方性の符号が異な
る液晶をいう）と、同じく高分子層２０に分散・混和さ
れた複数の微粒子２１と、によって構成されている。

【００１４】ここで、微粒子２１は、カルボキシル基、
水酸基、アミノ基、スルホン基の官能基の内から選ばれ
る少なくとも１種類以上の官能基を、その表面に有して
いる。本発明に用いる微粒子２１は、上述のような官能
基を表面に有するものであれば特に限定されるものでは
なく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
ステル、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリスチレン、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン
等の高分子材料、高分子材料の架橋物、シリカ、アルミ
ナ、酸化チタン等の金属酸化物、もしくはこれら材料の
複合粒子が挙げられるが、好適にはポリメチルメタクリ
レート、ポリスチレン、シリカ、アルミナ、酸化チタン
が用いられる。

【００１５】微粒子の表面へ官能基を導入する方法とし
ては、例えば、 ・ 官能基を含む成分を共重合させて高分子系微粒子を
製造する方法、 ・ 微粒子の表面に官能基を化学反応で共有結合させる
方法、 ・ 官能基を有する成分を微粒子と混合し物理吸着もし
くはイオン吸着させる方法、 ・ 微粒子表面をコロナ処理する方法、 ・ シランカップリング剤で処理する方法、 を挙げることができ、これらの方法を単独で用いても、
組み合せて用いても良い。

【００１６】特に、高分子材料からなる微粒子２１に官
能基を付与する好適な方法としては、特定の官能基を含
有するビニル単量体を共重合する方法が挙げられる。特
定の官能基を含有するビニル単量体であれば限定はされ
ないが、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸
等のカルボキシル基含有ビニル単量体、２−ヒドロキシ
エチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレ
ート等の水酸基含有ビニル単量体、２−アミノエチルメ
タクリレート、２−アミノエチルアクリレート、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチル
アクリレート等のアミノ基含有ビニル単量体、ｐ−スル
ホン酸スチレン、２−（アクリロイルアミノ）−２−メ
チルプロパンスルホン酸等のスルホン基含有ビニル単量
体を共重合する方法が好適に用いられる。また、これら
特定の官能基含有ビニル単量体を２種類以上混合して用
いることができる。すなわち、微粒子２１が、カルボキ
シル基、水酸基、アミノ基、スルホン基の官能基の内か
ら選ばれる少なくとも１種類以上の官能基を含有するビ
ニル単量体の共重合物を、その表面に有すると良い。

【００１７】本発明において金属酸化物からなる微粒子
２１表面に官能基を付与する好適な方法としては、シラ
ンカップリング剤を用いた方法が挙げられ、特定の官能
基を付与できるシランカップリング剤であれば限定はさ
れないが、例えばγ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ―カルボキシルプロピルトリメトキシシラ
ン等で処理しカルボキシル基を付与する方法、γ―ヒド
ロキシプロピルトリメトキシシラン、γ―ヒドロキシプ
ロピルトリエトキシシラン等で処理し水酸基を付与する
方法、γ−グリシジルγ―アミノプロピルトリメトキシ
シラン、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン等で処
理しアミノ基を付与する方法、γ−スルホンプロピルト
リメトキシシラン、γ−スルホンプロピルトリエトキシ
シランで処理しスルホン基を付与する方法が挙げられ
る。また、これらシランカップリング剤を２種類以上混
合する、あるいは２種類以上の処理を組み合わせること
もできる。すなわち、微粒子２１が、カルボキシル基、
水酸基、アミノ基、スルホン基の官能基の内から選ばれ
る少なくとも１種類以上の官能基を含有するシランカッ
プリング剤を、その表面に有すると良い。

【００１８】ところで、本発明に用いる微粒子２１に
は、球状や針状や鱗片状など、様々な形状のものを用い
ることができ、全ての微粒子２１を同一形状としても、
異なる形状としても（すなわち、異なる形状の微粒子を
混合して用いても）良い。

【００１９】また、微粒子２１の大きさは、液晶高分子
複合層２の厚みを考慮する必要があるが、０．００１μ
ｍ〜１０μｍの範囲にすると良く、さらに好ましくは
０．００５〜５μｍの範囲にすると良い。

【００２０】ところで、本実施の形態においては、高分
子層２０を形成するに際しては、単官能性モノマーと２
官能性以上の多官能性モノマーによって高分子前駆体を
調整するが（詳細は後述）、単官能性モノマーとして
は、光照射もしくは加熱により重合反応を生じる材料で
あれば広く種類を問わず用いることができる。具体的に
は、２−エチルヘキシル（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、２−ヒドロキシ
プロピル（メタ）アクリレート、ブタンジオールモノ
（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アク
リレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、テ
トラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート等を挙げる
ことができ、これらを１種もしくは２種以上混合して用
いることができる。

【００２１】一方、多官能性モノマーとしては、 ・ ビスフェノール−ＡＥＯ変性ジアクリレート、イソ
シアヌル酸ＥＯ変性ジアクリレート、トリプロピレング
リコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアク
リレートモノステアレート、ポリエチレングリコールジ
アクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレー
ト、１，４ブタンジオールジアクリレート、１，６ヘキ
サンジオールジアクリレート（以下、ＨＤＤＡと略
す）、ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジメタア
クリレート・ＨＸ２２０・ＨＸ６２０・Ｒ６８４（いず
れも日本化薬製）等の２官能性モノマーや、 ・ トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメ
チロールプロパントリエトキシアクリレート、変性グリ
セリントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリア
クリレート、変性トリメチロールプロパントリアクリレ
ート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジト
リメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエ
リスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリト
ールヘキサアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチ
ル）イソシアヌレート（メタ）アクリレート、ジペンタ
エリスリトールカプロラクタム変性アクリレート（日本
化薬製「商品名：ＤＰＣＡ−２０，３０，６０，１２
０」）等の３官能性モノマー（さらにはそれ以上の多官
能性モノマー）、を挙げることができる。

【００２２】なお、単官能性モノマーと多官能性モノマ
ーの混合重量比は、多官能性モノマーの総重量５部にお
いて、単官能性モノマーの総重量が１部以上１０部以下
であることが好ましく、２部以上６部以下が特に好まし
い。多官能性モノマーを過剰に添加すると、後述の如く
光照射により高分子を形成させて形成した該高分子ネッ
トワーク中に分散されるべき液晶滴が適切に形成されな
いという状況が発生する。

【００２３】一方、２周波駆動液晶としては、例えば、
低周波電圧の印加により液晶分子が電場方向と平行に配
向し、高周波電圧の印加により電場方向と垂直に配向す
るような液晶を用いると良い。具体的には、２、３−ジ
シアノ−４−ペンチルオキシフェニル−４−（トランス
−４−エチルシクロヘキシル）ベンゾアート・２、３−
ジシアノ−４−ペンチルオキシフェニル−トランス−４
−プロピル−１−シクロヘキサンカルボキシラート・
２、３−ジシアノ−４−エトキシフェニル−４−（トラ
ンス−４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾアート・
２、３−ジシアノ−４−エトキシフェニル−４−（トラ
ンス−４−ブチルシクロヘキシル）ベンゾアート・２、
３−ジシアノ−４−ブトキシフェニル−４−（トランス
−４−ブチルシクロヘキシル）ベンゾアート等の低分子
液晶を用いると良く、これらの液晶を１種類だけ用いて
も、或いは２種類以上混合して用いても良い。液晶材料
はネマチック性またはコレステリック性を示す材料が好
適に用いられるが、スメクチック性の材料であっても上
記の如く印加する周波数により誘電異方性の符号が異な
る液晶であればその使用を妨げない。

【００２４】ところで、光重合反応を用いる場合、高分
子前駆体や２周波駆動液晶に光重合開始剤を添加してお
いても良い。光重合開始剤としては、例えば、１−ヒド
ロキシ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１８４」）、ベンジルジメチルケタ
ール（同「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（同「イルガキュア９０７」）、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−（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（同「ダロキュア１１１６」）、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「カヤキュア−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、アシルフォスフィンオキシド
（ＢＡＳＦ社製ルシリンＴＰＯ）等を挙げることができ
る。このような光重合開始剤は、前記高分子前駆体と前
記液晶の混和試料の総重量に対して０．１〜５ｗｔ％の
割合で使用すると良い。

【００２５】一方、一対の基板１ａ，１ｂの内の少なく
とも一方の基板は、透明にすると良く、ガラス・石英等
の硬質材料の他、ＰＥＴ・ＰＥＳ・ＰＣ等のようなフレ
キシブルな材質にて形成すると良い。

【００２６】また、電極３ａ，３ｂは、少なくとも一方
を透明にすると良い。透明な材料としては、ＩＴＯ（イ
ンジウム・ティン・オキサイド）等を挙げることがで
き、不透明な材料としては、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉ等
の金属及びそれらの合金を挙げることができる。これら
電極３ａ，３ｂは、基板１ａ，１ｂの表面に、蒸着法や
スパッタリング法等によって形成すると良い。

【００２７】次に、本発明に係る高分子分散型液晶素子
の製造方法について説明する。

【００２８】一対の基板１ａ，１ｂには適宜電極３ａ，
３ｂを形成すると良く、必要に応じて配向処理を施すと
良い。ここで、配向処理としては、垂直配向処理や水平
配向処理を挙げることができ、垂直配向処理の具体的方
法としては、セチルトリメチルアンモニウムブロマイ
ド、オクタデシルエトキシシラン、ポリイミド等を用い
気相吸着・浸漬・スピンコート等の方法を用いるものを
挙げることができ、水平配向処理の具体的方法として
は、例えば電極を含む前記基板表面を所定の方向にラビ
ング処理を施す方法、電極を含む前記基板表面にポリイ
ミド・ポリビニルアルコール等からなる薄膜（いわゆる
配向膜、不図示）を形成する方法、もしくは該配向膜を
形成した後に前記ラビング処理を施す方法を挙げること
ができるが、これらの方法に限定されるものではない。

【００２９】次に、所定間隙を開けた状態となるように
一対の基板１ａ，１ｂを貼り合せる。このとき、一対の
基板１ａ，１ｂの間にスペーサ３を配置し、該スペーサ
３によって基板間隙を規定するようにすると良い。図１
に示すスペーサ３は、微粒子状のものであっていずれか
一方の基板１ａ，１ｂに散布して用いるものであるが、
もちろんこれに限られるものではなく、いずれかの基板
１ａ，１ｂに形成して用いるフィルム状のものであって
も良い。

【００３０】一方、少なくとも単官能性モノマーと多官
能性モノマーからなる高分子前駆体を作成し、該高分子
前駆体に２周波駆動液晶を混和し、さらに微粒子２１を
混和して、混和試料を作成しておく。なお、液晶と該高
分子前駆体とを混合する比率は、重量比で８：２から
４：６とすることが好ましい。また、微粒子２１の混合
量は、液晶と高分子前駆体との混和試料に対して０．０
１〜２０重量％の範囲にあることが好ましい。その理由
は、微粒子２１の混合量が０．０１重量％未満の場合に
は液晶素子の散乱特性が向上せず、２０重量％を超える
と混合溶液の粘度が極めて高くなりハンドリングが悪く
なる場合があるからである。さらに、微粒子２１は、ス
ターラー等の簡便な攪拌装置で、前記混和試料中に均一
に分散しておくと良い。

【００３１】次に、上述のようにして調整した混和試料
（高分子前駆体、２周波駆動液晶、微粒子２１の混和試
料）を基板間隙に注入し、光照射もしくは加熱により前
記高分子前駆体に重合反応を生じさせる。これによっ
て、前記高分子前駆体は硬化し、同時に前記液晶は該高
分子層２０から相分離し、液晶滴を形成し、微粒子２１
は高分子液晶複合層２中に分散される。なお、該重合反
応は前記液晶が液晶状態から等方性液体に変わる相転移
温度よりも高温で行うと良い。この時、多官能性モノマ
ーは、該単官能性モノマーに結合可能な官能基を備えて
いるため、該単官能性モノマーと共に高分子ネットワー
クを形成し、その際に該高分子ネットワークに適度な均
一性と柔軟性を与えると考えられる。

【００３２】このような重合反応が終了した後、所定の
時間だけ所定の温度に保持してポストベークを施し、均
一な形態と安定な駆動特性を高分子分散型液晶素子に与
えると良い。

【００３３】ついで、上述した高分子分散型液晶素子の
駆動方法について説明する。

【００３４】上述の高分子分散型液晶素子における液晶
高分子複合層２は、電圧が印加されていない状態では、
液晶滴のダイレクタがランダムであり光を散乱する状態
となって不透明化している。

【００３５】いま、特定の周波数の電圧を印加すると、
２周波駆動液晶の誘電異方性が正となってダイレクタが
電圧印加方向に揃うため、光が透過する状態となり透明
化する。この透明状態は、電圧印加を停止した後も保持
される。

【００３６】次に、特定の周波数の電圧を印加すると、
２周波駆動液晶の誘電異方性が負となって液晶成分のダ
イレクタが電圧印加方向に垂直に揃うため、光不透過の
状態になる。この状態で電圧印加を停止すると、前記液
晶成分のダイレクタは電圧印加方向に垂直或いはランダ
ムとなり、光が散乱されて不透明状態が維持される。

【００３７】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。

【００３８】本実施の形態によれば、液晶高分子複合層
２には微粒子２１が混入されているため、光の散乱効果
を高めることができる。また、該微粒子２１は、表面に
特定の官能基（すなわち、カルボキシル基、水酸基、ア
ミノ基、スルホン基から選ばれる少なくとも１種類以上
の官能基）を有するものであるため、液晶と微粒子表面
との界面での相互作用を高めることができ、光透過状態
から電圧印加を休止した直後における液晶分子の配向の
乱れを抑制し、光透過状態の低下を抑制できる。以上の
ように、光の散乱効果を高めると共に、電圧印加休止直
後における光透過状態の低下を抑制できるため、高いコ
ントラスト比を得ることができる。

【００３９】

【実施例】以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説
明する。

【００４０】（実施例１）本実施例では、図１に示す高
分子分散型液晶パネルＡ_１を作製した。

【００４１】いずれの基板１ａ，１ｂにも、厚さ１．１
ｍｍのガラス基板を使用し、図２に示すように、１０ｍ
ｍ角のＩＴＯ電極３ａ，３ｂをその中央部に、該電極３
ａ，３ｂに連続するように引き出しパターン４ａ，４ｂ
を、それぞれスパッタ法等によって形成した。これらの
基板１ａ，１ｂには、オクタデシルエトキシシラン（チ
ッソ社製、５％エタノール溶液）をスピンコート塗布し
て垂直配向処理を施した。

【００４２】その後、一方の基板１ａ又は１ｂの表面に
は、一部に開口部を形成すると共にＩＴＯ電極３ａ又は
３ｂを囲むように加熱硬化樹脂（三井化学製「ストラク
トボンド ＸＮ−５Ａ」）を印刷法により塗布し、７０
℃の温度に３０分間保持して溶媒を蒸発させた。また、
他方の基板１ｂ又は１ａには、スペーサとしての直径７
μｍのシリカビーズ（宇部日東化成製「ハイプレシ
カ」）をスプレー法により散布し、両基板１ａ，１ｂを
重ね合わせた状態で加圧し、その状態のまま、１５０℃
の温度に９０分間保持した。

【００４３】次に、 ・ 単官能性モノマーである２−ヒドロキシメチルメタ
クリレート（ＨＥＭＡ）５０重量部、 ・ ２官能性モノマーであるヘキサンジオールジグリシ
ジルエーテルジメタアクリレート（日本化薬社製、商品
名：Ｋａｙａｒａｄ Ｒ１６７）４０重量部、 ・ １、６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤ
Ａ）１０重量部を混合して、高分子前駆体混和試料を調
製した。

【００４４】次に、２周波駆動液晶混合物ＤＦ０１ＸＸ
（チッソ社製）と前記高分子前駆体混和試料の重量比が
７０：３０となるように、２周波駆動液晶を添加し、混
合した。

【００４５】さらに、平均粒径が２μｍであり、粒子表
面にカルボキシル基を有するポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）微粒子２１を、前記混合液に対して８重量
％を加えて分散混合し、その後、光重合開始剤としてイ
ルガキュア１８４（チバガイギー社）を、前記混合液１
００重量部に０．５重量部加えた。なお、本実施例で用
いたポリメチルメタクリレート微粒子２１は、メタクリ
ル酸を共重合させることにより得られたものである。

【００４６】このようにして作製した混和試料（単官能
性モノマー、多官能性モノマー、２周波駆動液晶、微粒
子、光開始剤の混和試料）を基板間隙に注入し、加熱硬
化樹脂の開口部を閉鎖して封入した。その際、液晶パネ
ルを１０５℃以上に保持したホットプレート上に置い
た。同時に紫外線を１０ｍＷ／ｃｍ^２の強度で１０分間
照射した。引き続き３０分、紫外線を照射せずに静置
し、その後に室温まで徐冷した。この段階で、液晶パネ
ルは光散乱のため白濁している。

【００４７】以上のようにして作製した液晶パネルＡ_１
の光透過特性を、図３に示す装置によって評価した。図
中の符号３０は、液晶パネルＡ_１に任意の周波数の電圧
を印加するための任意波形発生器（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ
社、ＡＷＧ２００５型）であり、符号３１は、該電圧を
増幅するための電圧アンプ（ＮＦ社、４０１０型高速ア
ンプ）である。この装置は、上述した引き出しパターン
４ａ，４ｂに接続されて、任意波形発生器３０から発生
された電圧が電圧アンプ３１にて増幅された上で液晶パ
ネルＡ_１に印加されることとなる。また、符号３２は、
液晶パネルＡ_１に光を照射する水銀ランプ（ウシオ電器
社）であり、符号３３は、液晶パネルＡ _１を透過してき
た光の透過量を検知する光電子増倍管（浜松ホトニクス
社、Ｈ５７８４−０３型）であり、符号３４は、光電子
増倍管３３の検知結果を表示するためのオシロスコープ
（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ社、２４４５型）である。なお、
液晶パネルＡ_１と光電子増倍管３３との間にはＮＤフィ
ルタ群（不図示）を配置した。

【００４８】液晶パネルＡ_１は、最初は光不透過状態で
あった（図４の０≦ｔ≦ｔ_１）。この状態で、２．５Ｋ
Ｈｚで１００Ｖの電圧を印加すると光透過率が９０％程
度にまで上昇した（ｔ＝ｔ_１）。３秒が経過するまでに
該電圧印加を休止したが（ｔ＝ｔ_２）、透過率は若干低
下するだけで、光透過状態はほぼメモリされた。次に、
８０ＫＨｚで６０Ｖの電圧を印加すると光透過率は１０
％程度に低下し、液晶パネルは光不透過状態となった
（ｔ＝ｔ_３）。１秒が経過するまでに該電圧印加を休止
したが（ｔ＝ｔ_２）、透過率は若干上昇するだけで、光
散乱状態はほぼ維持された（ｔ＝ｔ_４〜）。

【００４９】いま、 ・ 透過率Ｔ_１〜Ｔ_４を図示のように定義し（すなわ
ち、Ｔ_３＝Ｔ_２＋Ｔ_４）、 ・ 透過メモリ状態の保持率をＭｔ＝Ｔ_２／Ｔ_１のよう
に定義し（Ｍｔの値が大きい程 電圧除去時の透明状態
の緩和が少ないということになる）、 ・ 透明メモリ状態と散乱メモリ状態のコントラストＣ
Ｒ＝Ｔ_３／Ｔ_４のように定義すると（ＣＲの値が大きい
程コントラストに優れていることとなる）、本実施例で
は、Ｍｔ＝０．８２、ＣＲ＝３．０１となった。

【００５０】本実施例では、カルボキシル基を表面に有
する微粒子２１が混合されているために、散乱特性が高
いにも関らず、透明状態の緩和も少ない結果となり、Ｍ
ｔ、ＣＲの値ともに高い値となった。

【００５１】（実施例２）本実施例では、微粒子２１の
混合割合を変えただけで、各部材の構成や材質や製造方
法は実施例１と同じとした。なお、微粒子２１の混合割
合は、高分子前駆体と２周波駆動液晶との混合液に対し
て１５重量％とした（実施例１では８重量％）。

【００５２】本実施例ではＭｔ＝０．８０、ＣＲ＝２．
９５となった。

【００５３】（実施例３）本実施例では、微粒子２１の
混合割合を変えただけで、各部材の構成や材質や製造方
法は実施例１と同じとした。なお、微粒子２１の混合割
合は、高分子前駆体と２周波駆動液晶との混合液に対し
て２重量％とした（実施例１では８重量％）。

【００５４】本実施例ではＭｔ＝０．８１、ＣＲ＝３．
０となった。

【００５５】（実施例４）本実施例では、微粒子２１の
平均粒径を０．３μｍとし、高分子前駆体と２周波駆動
液晶との混合液に対する微粒子２１の混合割合を７重量
％とした以外は、構成や製造方法は実施例１と同じとし
た。

【００５６】本実施例ではＭｔ＝０．８２、ＣＲ＝３．
０となった。

【００５７】（実施例５）本実施例では、微粒子２１に
は、表面に水酸基を有するポリメチルメタクリレート微
粒子を用い、高分子前駆体と２周波駆動液晶との混合液
に対する微粒子２１の混合割合を８重量％とした以外
は、構成や製造方法は実施例１と同じとした。なお、本
実施例で用いたポリメチルメタクリレート微粒子２１
は、２−ヒドロキシエチルアクリレートを共重合させる
ことにより得られたものである。

【００５８】本実施例ではＭｔ＝０．８１、ＣＲ＝３．
０１となった。

【００５９】（実施例６）本実施例では、微粒子２１に
は、表面にアミノ基を有するポリメチルメタクリレート
微粒子を用い、高分子前駆体と２周波駆動液晶との混合
液に対する微粒子２１の混合割合を８重量％とした以外
は、構成や製造方法は実施例１と同じとした。なお、本
実施例で用いたポリメチルメタクリレート微粒子２１
は、２−アミノエチルメタクリレートを共重合させるこ
とにより得られたものである。

【００６０】本実施例ではＭｔ＝０．８０、ＣＲ＝３．
０となった。

【００６１】（実施例７）本実施例では、微粒子２１に
は、表面にスルホン基を有するポリメチルメタクリレー
ト微粒子を用い、高分子前駆体と２周波駆動液晶との混
合液に対する微粒子２１の混合割合を８重量％とした以
外は、構成や製造方法は実施例１と同じとした。なお、
本実施例で用いたポリメチルメタクリレート微粒子２１
は、２−アミノエチルメタクリレートを共重合させるこ
とにより得られたものである。なお、本実施例で用いた
ポリメチルメタクリレート微粒子２１は、ｐ−スルホン
酸スチレンを共重合させることにより得られたものであ
る。

【００６２】本実施例ではＭｔ＝０．８１、ＣＲ＝３．
０１となった。

【００６３】（実施例８）本実施例では、微粒子２１に
は、表面にカルボキシル基を有するシリカ微粒子を用
い、その平均粒径は０．５μｍとし、高分子前駆体と２
周波駆動液晶との混合液に対する微粒子２１の混合割合
を６重量％とした以外は、構成や製造方法は実施例１と
同じとした。なお、本実施例で用いたシリカ微粒子２１
は、シランカップリング剤であるγ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシランと酢酸で処理することにより得
られたものである。

【００６４】本実施例ではＭｔ＝０．８１、ＣＲ＝３．
０となった。

【００６５】（実施例９）本実施例では、微粒子２１に
は、表面に水酸基を有するシリカ微粒子を用い、その平
均粒径は０．５μｍとし、高分子前駆体と２周波駆動液
晶との混合液に対する微粒子２１の混合割合を６重量％
とした以外は、構成や製造方法は実施例１と同じとし
た。なお、本実施例で用いたシリカ微粒子２１は、シラ
ンカップリング剤であるγ−ヒドロキシプロピルトリメ
トキシシランで処理することにより得られたものであ
る。

【００６６】本実施例ではＭｔ＝０．８２、ＣＲ＝２．
９８となった。

【００６７】（実施例１０）本実施例では、微粒子２１
には、表面にアミノ基を有するシリカ微粒子を用い、そ
の平均粒径は０．５μｍとし、高分子前駆体と２周波駆
動液晶との混合液に対する微粒子２１の混合割合を６重
量％とした以外は、構成や製造方法は実施例１と同じと
した。なお、本実施例で用いたシリカ微粒子２１は、シ
ランカップリング剤であるγ−アミノプロピルトリメト
キシシランで処理することにより得られたものである。

【００６８】本実施例ではＭｔ＝０．８０、ＣＲ＝３．
０となった。

【００６９】（実施例１１）本実施例では、微粒子２１
には、表面にスルホン基を有するシリカ微粒子を用い、
その平均粒径は０．５μｍとし、高分子前駆体と２周波
駆動液晶との混合液に対する微粒子２１の混合割合を６
重量％とした以外は、構成や製造方法は実施例１と同じ
とした。なお、本実施例で用いたシリカ微粒子２１は、
シランカップリング剤であるγ−スルホンプロピルトリ
メトキシシランで処理することにより得られたものであ
る。

【００７０】本実施例ではＭｔ＝０．８１、ＣＲ＝２．
９８となった。

【００７１】（実施例１２）本実施例では、一対の基板
１ａ，１ｂには垂直配向処理ではなく水平配向処理を施
した。具体的には、ナイロン布を貼り付けたローラー
を、１０００ｒｐｍの速度で回転させながら、２ｍ／分
の速度で６回移動させ、ラビング処理を行った。その他
の構成や製造方法は実施例１と同じとした。

【００７２】本実施例ではＭｔ＝０．８０、ＣＲ＝３．
０となった。

【００７３】（実施例１３）本実施例では、フォトレジ
ストで適宜ＩＴＯ面をパターニングした後に酸水溶液で
エッチングして所望のＩＴＯ電極形状を形成させたＩＴ
Ｏ／ＰＥＳフィルム（住友ベークライト製）基板上に、
実施例１と同様の方法で垂直配向処理を施した一対の基
板を用いる以外は、全て実施例１と同様な方法で、基板
がフレキシブルな高分子フィルムからなる高分子分散型
液晶パネルを作製し、実施例１と同様に評価した。

【００７４】本実施例ではＭｔ＝０．８０、ＣＲ＝３．
０となった。

【００７５】（実施例１４）本実施例では、フォトレジ
ストで適宜ＩＴＯ面をパターニングした後に酸水溶液で
エッチングして所望のＩＴＯ電極形状を形成させたＩＴ
Ｏ／ＰＥＳフィルム（住友ベークライト製）基板上に、
実施例１２と同様の方法で水平配向処理を施した一対の
基板を用いる以外は、全て実施例１と同様な方法で、基
板がフレキシブルな高分子フィルムからなる高分子分散
型液晶パネルを作製し、実施例１と同様に評価評価し
た。

【００７６】本実施例ではＭｔ＝０．８０、ＣＲ＝３．
０となった。

【００７７】（比較例１）実施例１において、微粒子表
面にカルボキシル基、水酸基、アミノ基、スルホン基を
有しないポリメチルメタクリレート微粒子２１（平均粒
径２μｍ）を使用する以外は、全て実施例１と同様な方
法で、高分子分散型液晶パネルを作製し、実施例１と同
様に評価を行った。

【００７８】本比較例ではＭｔ＝０．５０、ＣＲ＝１．
７８となった。

【００７９】（比較例２）実施例７において、表面に官
能基を有していないシリカ微粒子（平均粒径０．５μ
ｍ）を使用する以外は、全て実施例７と同様な方法で、
高分子分散型液晶パネルを作製し、実施例１と同様に評
価を行った。

【００８０】本比較例ではＭｔ＝０．４８、ＣＲ＝１．
７５となった。

【００８１】（比較例３）実施例１において、微粒子２
１を混合しない以外は、全て実施例１と同様な方法で、
高分子分散型液晶パネルを作製し、実施例１と同様に評
価を行った。

【００８２】本比較例ではＭｔ＝０．８０、ＣＲ＝２．
７０となった。

【００８３】以上、実施例１〜１４ならびに比較例１〜
３で得られた高分子分散型液晶パネルの評価結果を下表
に示した。その結果、以下のことがわかった。

【００８４】１）実施例１〜１４と比較例１、２より、
本発明の高分子分散型液晶素子に使用される微粒子２１
が表面に特定の官能基を有しているために、電圧無印加
時の光透過状態の低下が抑制され、コントラスト比が高
い液晶素子が得られること。

【００８５】２）実施例１〜１４と比較例３より、本発
明の高分子分散型液晶素子には表面に特定の官能基を有
する微粒子２１が混合されているために、散乱特性が向
上し、コントラスト比が高い液晶素子が得られること。

【００８６】

【表１】

【００８７】（実施例１５）本実施例では、図５に示す
高分子分散型液晶パネルＡ_２を作製した。すなわち、基
板１ａ，１ｂには１００ｍｍ角のガラス基板を用い、そ
の表面には、電極１３ａ，１３ｂや引き出しパターン１
４ａ，１４ｂをＩＴＯによって図示の形状に形成した。
その他の構成や製造方法は実施例１と同様にした。

【００８８】（実施例１６）本実施例では、図６に示す
表示装置を作製した。すなわち、高分子分散型液晶パネ
ルＡ_２の引き出しパターン１４ａ，１４ｂにはドライバ
回路４０を接続し、ドライバ回路４０には駆動制御手段
４１を接続した。

【００８９】駆動制御手段４１及びドライバ回路４０に
よって高分子分散型液晶パネルＡ_２には駆動信号を印加
した。具体的には、特定の１つ以上の画素にだけ１２０
Ｖ／２ｋＨｚの電圧を３秒未満印加したところ、該画素
だけが、透明状態となり、その状態は電圧印加休止後も
維持された。引き続いて任意の時間経過後、該電圧印加
が行われた画素に６０Ｖ／８０ｋＨｚの電圧を１秒未満
印加する工程を２回連続して行なったところ、該画素は
初期の光不透過状態に復帰し白色表示となり、前述の背
景は全く観察されなくなった。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
液晶高分子複合層には微粒子が混入されているため、光
の散乱効果を高めることができる。また、該微粒子は、
表面に特定の官能基（すなわち、カルボキシル基、水酸
基、アミノ基、スルホン基から選ばれる少なくとも１種
類以上の官能基）を有するものであるため、液晶と微粒
子表面との界面での相互作用を高めることができ、光透
過状態から電圧印加を休止した直後における液晶分子の
配向の乱れを抑制し、光透過状態の低下を抑制できる。
以上のように、光の散乱効果を高めると共に、電圧印加
休止直後における光透過状態の低下を抑制できるため、
高いコントラスト比を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高分子分散型液晶パネルの構造を
示す断面図。

【図２】電極の形状等を説明するための図。

【図３】光透過特性を評価する装置の概略を説明するた
めの図。

【図４】光透過特性の評価の手順を説明するための図。

【図５】高分子分散型液晶パネルの構造を示す平面図。

【図６】表示装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ ガラス基板（基板） ２ 液晶高分子複合層 ３ａ，３ｂ 電極 ２０ 高分子層 ２１ 微粒子 Ａ_１ 高分子分散型液晶パネル（高分子分散
型液晶素子）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ０８Ｆ 2/44 Ｃ０８Ｆ 2/44 Ｃ 2/50 2/50 Ｆターム(参考） 2H089 HA04 JA05 KA07 NA09 QA16 4J002 BB032 BB122 BC032 BC122 BD142 BG012 BG041 BG042 BG051 BG062 BG071 BG072 BH022 CF002 CH051 CL002 DE136 DE146 DJ016 ET007 FA016 FA076 FA086 FB106 FB136 FB146 FB156 4J011 PA07 PA13 PA44 PA64 PA65 PA66 PA88 PA96 PB02 PB05 PB06 PB16 PB40 PC02 PC08 QA03 QA12 QA13 QA18 QA22 QA23 QA24 QA25 QA33 QA34 QA37 QA39 QA46 QB16 QB19 RA03 RA06 RA07 RA10 SA02 SA03 SA04 SA14 SA15 SA16 SA19 SA54 SA58 SA61 SA64 SA78 SA84

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隙を開けた状態に配置された一対
   の基板と、高分子層に液晶が分散されて構成され前記一
   対の基板の間隙に配置された液晶高分子複合層と、該液
   晶高分子複合層を挟み込むように配置された一対の電極
   と、を備えた高分子分散型液晶素子において、 前記液晶が２周波駆動液晶であり、 カルボキシル基、水酸基、アミノ基、スルホン基の官能
   基の内から選ばれる少なくとも１種類以上の官能基を表
   面に有する微粒子が、前記高分子層に複数混合されてな
   る、 ことを特徴とする高分子分散型液晶素子。
2. 【請求項２】 前記微粒子が、ポリスチレン、ポリメチ
   ルメタクリレート、シリカ、アルミナ、または酸化チタ
   ンからなる、 ことを特徴とする請求項１に記載の高分子分散型液晶素
   子。
3. 【請求項３】 前記微粒子は、前記高分子層及び前記２
   周波駆動液晶に対して、０．０１〜２０重量％だけ混合
   されてなる、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高分子分散型
   液晶素子。
4. 【請求項４】 前記微粒子の大きさは、０．００１μｍ
   〜１０μｍの範囲である、 ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載
   の高分子分散型液晶素子。
5. 【請求項５】 前記微粒子が、カルボキシル基、水酸
   基、アミノ基、スルホン基の官能基の内から選ばれる少
   なくとも１種類以上の官能基を含有するビニル単量体の
   共重合物又はシランカップリング剤を表面に有する、 ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載
   の高分子分散型液晶素子。