JP2002258259A - Polymer dispersion type liquid crystal element - Google Patents

Polymer dispersion type liquid crystal element

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JP2002258259A
JP2002258259A JP2001059396A JP2001059396A JP2002258259A JP 2002258259 A JP2002258259 A JP 2002258259A JP 2001059396 A JP2001059396 A JP 2001059396A JP 2001059396 A JP2001059396 A JP 2001059396A JP 2002258259 A JP2002258259 A JP 2002258259A
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JP
Japan
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liquid crystal
group
frequency
polymer
gelling agent
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Application number
JP2001059396A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kitayama
宏之 北山
Tomonari Horikiri
智成 堀切
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To apply a polymer dispersion type liquid crystal element using a two-frequency driving liquid crystal to a paper-like display by improving scattering strength in an opaque state. SOLUTION: A mixture of a precursor of a polymer compound, a two- frequency driving liquid crystal, and an amphiphilic gelling agent is encapsulated in a cell. The precursor is then polymerized to disperse liquid crystal drops of the two-frequency driving liquid crystal in a polymer matrix in a droplet state. At the same time, coagulation of the amphiphilic gelling agent is contained in both the polymer matrix and the liquid crystal drops to provide a paper-like opaque state by a light scattering effect caused by the coagulation of the amphiphilic gelling agent, in addition to the difference of refractive index between the polymer compound and the liquid crystal, in an opaque state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種ディスプレイ
を構成する表示素子、光シャッター等の液晶素子に関
し、特にメモリー性を有する液晶素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device such as a display device and an optical shutter constituting various displays, and more particularly to a liquid crystal device having a memory property.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、偏光板が不要で、液晶と高分子化
合物の屈折率の差を利用した高分子分散型液晶(Pol
ymer Dispersed Liquid Cry
stal)素子が開発されている。この高分子分散型液
晶素子は、液晶と高分子化合物の前駆体(以下、「高分
子前駆体」と記す。例えば、紫外線硬化型のモノマー)
とを所定の割合にて混合、相溶させて液晶性を有する溶
液を調製する。次いで、間隔を所定の距離に保持した状
態の一対の透明基板間に上記溶液を封入する。この状態
で、該基板の一方または両方から紫外線を照射して、高
分子前駆体を重合硬化させ、同時に液晶と高分子化合物
とを相分離させる。その結果、高分子化合物層中に液晶
滴が分散配置された高分子・液晶複合体層が形成され
る。
2. Description of the Related Art In recent years, a polymer-dispersed liquid crystal (Pol) which does not require a polarizing plate and utilizes a difference in refractive index between a liquid crystal and a polymer compound has been used.
ymer Dispersed Liquid Cry
sta) devices have been developed. This polymer-dispersed liquid crystal element is a precursor of a liquid crystal and a polymer compound (hereinafter, referred to as a “polymer precursor”; for example, an ultraviolet-curable monomer).
Are mixed and dissolved in a predetermined ratio to prepare a solution having liquid crystallinity. Next, the above-mentioned solution is sealed between a pair of transparent substrates in a state where an interval is maintained at a predetermined distance. In this state, ultraviolet rays are irradiated from one or both of the substrates to polymerize and cure the polymer precursor, and at the same time, phase separate the liquid crystal and the polymer compound. As a result, a polymer / liquid crystal composite layer in which liquid crystal droplets are dispersed and arranged in the polymer compound layer is formed.

【0003】高分子分散型液晶素子の動作原理は以下の
通りである。
The operation principle of the polymer dispersed liquid crystal device is as follows.

【0004】高分子・液晶複合体層は電界無印加状態で
液晶の光学異方性がランダムに配列しているために、光
学的に不透明状態(散乱状態)を示す。該状態を示す高
分子・液晶複合体層に電圧を印加すると、上記液晶の光
学異方性が一定の配列に変化するため、光学的に透明状
態となるものである。この原理を利用すると、偏光板を
用いる必要がない、明るく視野角の広い表示が可能とな
る。この時、上記透明状態を維持するためには、通常、
高分子・液晶複合体層に電圧を連続して印加し続ける必
要がある。即ち、上記透明状態を形成した後に印加電圧
を除去すると、当初の光学的に不透明な状態に戻る。
The polymer / liquid crystal composite layer exhibits an optically opaque state (scattering state) because the optical anisotropy of the liquid crystal is randomly arranged in a state where no electric field is applied. When a voltage is applied to the polymer / liquid crystal composite layer exhibiting this state, the optical anisotropy of the liquid crystal changes to a fixed arrangement, so that the liquid crystal becomes an optically transparent state. By utilizing this principle, a bright display with a wide viewing angle can be achieved without using a polarizing plate. At this time, in order to maintain the transparent state, usually,
It is necessary to continuously apply a voltage to the polymer / liquid crystal composite layer. That is, when the applied voltage is removed after the transparent state is formed, the state returns to the original optically opaque state.

【0005】上記高分子分散型液晶素子の製造方法とし
ては、水酸基を有する単官能性モノマー、例えば2−ヒ
ドロキシエチルメタクリレートを高分子前駆体として用
いることが多い(特開平8−15675号公報等参
照)。従来の高分子分散型液晶素子においては、電圧印
加により透明状態となった後に該電圧を除去しても該透
明状態が元の不透明状態に戻らない、いわゆる「ヒステ
リシス」現象をメモリーとして利用する試みがなされて
いる。しかしながら、従来の液晶素子は一旦透明状態に
移行すると不透明状態に復帰するためには該素子を加熱
して高分子・液晶複合体層を溶融状態にして徐冷する工
程が必須となり、実用に際して不便である。
As a method for producing the above-mentioned polymer-dispersed liquid crystal device, a monofunctional monomer having a hydroxyl group, for example, 2-hydroxyethyl methacrylate is often used as a polymer precursor (see Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-15675). ). In a conventional polymer-dispersed liquid crystal device, an attempt is made to use a so-called "hysteresis" phenomenon as a memory, in which the transparent state does not return to the original opaque state even when the voltage is removed after the transparent state is applied by applying a voltage. Has been made. However, once the conventional liquid crystal element transitions to the transparent state, in order to return to the opaque state, a step of heating the element to gradually cool the polymer / liquid crystal composite layer to a molten state is essential, which is inconvenient for practical use. It is.

【0006】そこで、上記問題を解決する一例として、
印加電圧の周波数により誘電異方性の符号が異なる、い
わゆる二周波駆動液晶を特定の高分子材料と組み合わせ
て高分子分散型液晶素子を作製し、透明状態と不透明状
態との切替えを異なる周波数の印加電圧の切替えのみで
行い、且つ、該透明状態と不透明状態をそれぞれ印加電
圧を除去した後も維持可能なメモリ機能を発現した液晶
素子が知られている(特開平9−120058号公報、
第22回液晶討論会講演・3D10参照)。
Therefore, as an example of solving the above problem,
The so-called dual-frequency driving liquid crystal, which has a different sign of dielectric anisotropy depending on the frequency of the applied voltage, is combined with a specific polymer material to produce a polymer-dispersed liquid crystal device. There is known a liquid crystal element which has a memory function that can be performed only by switching the applied voltage and that can maintain the transparent state and the opaque state even after the applied voltage is removed (JP-A-9-120058,
The 22nd Liquid Crystal Symposium Lecture 3D10).

【0007】二周波駆動液晶を用いた高分子分散型液晶
素子においては、不透明状態を表示する際には、液晶滴
中の液晶分子の配向が電界印加方向とほぼ垂直(素子基
板に対しては水平)か、或いはランダムな配向状態とな
り、この状態の液晶の平均の屈折率(nc)が液晶滴周
辺の高分子化合物の屈折率(n)より大きくなるように
設定してあるので、これらの屈折率のミスマッチングに
より、不透明散乱状態を実現している。
In a polymer-dispersed liquid crystal device using a dual-frequency drive liquid crystal, when displaying an opaque state, the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal droplets is almost perpendicular to the direction in which an electric field is applied (with respect to the element substrate). (Horizontal) or a random alignment state. In this state, the average refractive index (n c ) of the liquid crystal is set to be larger than the refractive index (n) of the polymer compound around the liquid crystal droplet. The opaque scattering state is realized by the mismatch of the refractive indices.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】近年、紙の利便性を保
持しながらデジタルな環境で表示が可能な「ペーパーラ
イクディスプレイ」が提唱されている(面谷信:信学技
法、EID97−160、35、1988)。前記した
高分子分散型液晶素子をこのペーパーライクディスプレ
イに利用する際には、ペーパーライク、即ち紙の白さに
なるべく近い状態を実現する必要がある。
In recent years, a “paper-like display” capable of displaying in a digital environment while maintaining the convenience of paper has been proposed (Motoya Shin: IEICE, EID97-160, 35, 1988). When the polymer-dispersed liquid crystal element described above is used for this paper-like display, it is necessary to realize a paper-like state, that is, a state as close as possible to the whiteness of paper.

【0009】しかしながら、従来の高分子分散型液晶素
子の不透明状態は、紙の白さに及ばず、透けて向こう側
が見えてしまうという問題があった。不透明状態の光散
乱強度を向上させるには、上述の液晶及び高分子化合物
の屈折率の差を大きくする必要があるが、屈折率の大き
さは、材料の分子構造に依存しているため、その値を大
きく変えることは困難である。
However, there is a problem that the opaque state of the conventional polymer-dispersed liquid crystal element does not reach the whiteness of the paper, and the other side can be seen through. In order to improve the light scattering intensity in the opaque state, it is necessary to increase the difference in the refractive index between the above-described liquid crystal and the polymer compound, but the magnitude of the refractive index depends on the molecular structure of the material. It is difficult to change that value significantly.

【0010】本発明の課題は、上記問題点を解決し、メ
モリー性を備えた高分子分散型液晶素子において、ペー
パーライクな不透明状態を実現し、該素子のペーパーラ
イクディスプレイへの応用を可能にすることにある。
An object of the present invention is to solve the above problems and realize a paper-like opaque state in a polymer-dispersed liquid crystal device having a memory property, thereby making it possible to apply the device to a paper-like display. Is to do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板
と、該基板間に挟持された、印加電圧の周波数に応じて
誘電異方性の符号が異なる二周波駆動液晶の液晶滴を高
分子化合物層中にドロップレット状に分散させた高分子
・液晶複合体層と、該高分子・液晶複合体層に電圧を印
加するための電極とを少なくとも備えた液晶素子であっ
て、上記高分子・液晶複合体層が、上記液晶滴中と高分
子化合物層中のいずれにも、分子中に疎水基、親水基、
及び、分子間相互作用を発現する基を少なくとも有する
自己組織性化合物である両親媒性ゲル化剤を含有するこ
とを特徴とする高分子分散型液晶素子である。
According to the present invention, a liquid crystal droplet of a two-frequency drive liquid crystal sandwiched between a pair of substrates and having different signs of dielectric anisotropy according to the frequency of an applied voltage is sandwiched between the substrates. A liquid crystal device comprising at least a polymer / liquid crystal composite layer dispersed in the form of droplets in a molecular compound layer and an electrode for applying a voltage to the polymer / liquid crystal composite layer. The molecule-liquid crystal composite layer has a hydrophobic group, a hydrophilic group,
And a polymer-dispersed liquid crystal device containing an amphiphilic gelling agent which is a self-organizing compound having at least a group that expresses an intermolecular interaction.

【0012】上記本発明においては、下記の構成を好ま
しい態様として含むものである。上記両親媒性ゲル化剤
が、親水基として、水酸基及びその金属塩、カルボキシ
ル基及びその金属塩から選択される少なくとも一つを有
する。上記両親媒性ゲル化剤が、分子間相互作用を発現
する基として、アミド基、カルボキシル基、アンモニウ
ム基から選択される少なくとも一つを有する。上記両親
媒性ゲル化剤が疎水基と親水基とを有するアミノ酸誘導
体である。上記液晶素子が初期状態で不透明状態であ
り、上記高分子・液晶複合体層に第一の駆動周波数の電
圧を印加することにより該液晶素子が光学的に透明状態
となり、上記高分子・液晶複合体層に第二の駆動周波数
の電圧を印加することにより該液晶素子が光学的に不透
明状態となる。上記第一の駆動周波数が上記二周波駆動
液晶が正の誘電異方性を示す周波数であり、上記第二の
駆動周波数が上記二周波駆動液晶が負の誘電異方性を示
す周波数である。
In the present invention, the following configuration is included as a preferred embodiment. The amphiphilic gelling agent has at least one selected from a hydroxyl group and a metal salt thereof, a carboxyl group and a metal salt thereof as a hydrophilic group. The amphiphilic gelling agent has at least one selected from an amide group, a carboxyl group, and an ammonium group as a group that expresses an intermolecular interaction. The amphiphilic gelling agent is an amino acid derivative having a hydrophobic group and a hydrophilic group. The liquid crystal element is in an opaque state in an initial state, and the liquid crystal element becomes optically transparent by applying a voltage of a first driving frequency to the polymer / liquid crystal composite layer, and the polymer / liquid crystal composite By applying a voltage of the second drive frequency to the body layer, the liquid crystal element becomes optically opaque. The first driving frequency is a frequency at which the two-frequency driving liquid crystal exhibits a positive dielectric anisotropy, and the second driving frequency is a frequency at which the two-frequency driving liquid crystal exhibits a negative dielectric anisotropy.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明においては、両親媒性ゲル
化剤を高分子・液晶複合体層に含有させ、該ゲル化剤の
凝集効果によって、不透明時の散乱強度を向上させたこ
とに特徴を有する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, an amphiphilic gelling agent is contained in a polymer / liquid crystal composite layer to improve the scattering intensity in an opaque state due to the aggregation effect of the gelling agent. Has features.

【0014】本発明で用いる両親媒性ゲル化剤は、水素
結合や配位結合等の分子間力を駆動力にして繊維状会合
体(凝集体)を形成するという自己組織性を有し、少量
の添加で液晶をゲル化することができる。また、両親媒
性、即ち親水性と疎水性とを有することにより、上記繊
維状会合体が棒状ミセル体を形成していると考えられ、
二周波駆動のような液晶分子の短軸方向に極性基を多く
持つ化合物と相溶性が良い。
The amphiphilic gelling agent used in the present invention has a self-organizing property of forming a fibrous aggregate (aggregate) by using intermolecular force such as hydrogen bond or coordinate bond as a driving force, The liquid crystal can be gelled by adding a small amount. Further, it is considered that the fibrous aggregate forms a rod-shaped micelle by having amphiphilicity, that is, having hydrophilicity and hydrophobicity,
Good compatibility with compounds having many polar groups in the short axis direction of liquid crystal molecules, such as dual frequency driving.

【0015】本発明の液晶素子は、二周波駆動液晶と高
分子前駆体と上記両親媒性ゲル化剤とを所定割合で混合
し、電極等必要な部材を形成した基板間に注入した後、
上記高分子前駆体を重合させることによって形成され
る。この重合過程において、高分子化合物からなるマト
リックス(以下、「高分子マトリックス」と記す)中に
液晶分子からなる液晶滴がドロップレット状に分散配置
され、高分子・液晶複合体層が形成される。この時、上
記ゲル化剤は二周波駆動液晶と相溶性が良いため、主に
液晶滴中にいくつかのゲル化剤分子が集まって凝集体を
形成し、それらがランダムに分散していると考えられ
る。また、当然ながら該ゲル化剤は、高分子マトリック
ス中にも凝集体として存在している。このことによっ
て、本発明の液晶素子では、液晶と高分子化合物の両材
料の屈折率差に加えて、上記ゲル化剤の凝集体の光散乱
効果が上乗せされて、不透明(散乱状態)時にペーパー
ライクな高い散乱強度が得られる。
In the liquid crystal device of the present invention, a two-frequency drive liquid crystal, a polymer precursor, and the above-mentioned amphiphilic gelling agent are mixed at a predetermined ratio and injected between substrates on which necessary members such as electrodes are formed.
It is formed by polymerizing the above polymer precursor. In this polymerization process, liquid crystal droplets composed of liquid crystal molecules are dispersed and arranged in a droplet form in a matrix composed of a polymer compound (hereinafter, referred to as a “polymer matrix”), and a polymer / liquid crystal composite layer is formed. . At this time, since the gelling agent has good compatibility with the dual-frequency driving liquid crystal, some gelling agent molecules mainly gather in the liquid crystal droplets to form an aggregate, and they are randomly dispersed. Conceivable. Also, the gelling agent naturally exists as an aggregate in the polymer matrix. As a result, in the liquid crystal device of the present invention, in addition to the difference in refractive index between the liquid crystal and the polymer compound, the light scattering effect of the aggregate of the gelling agent is added, and the paper is opaque (scattered). Like high scattering intensity is obtained.

【0016】図1に、本発明の液晶素子の基本構成の断
面模式図を示す。図中、10、11は基板、12、13
は電極、14はスペーサー、15は高分子・液晶複合体
層である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of the basic structure of the liquid crystal device of the present invention. In the figure, 10 and 11 are substrates, 12, 13
Is an electrode, 14 is a spacer, and 15 is a polymer / liquid crystal composite layer.

【0017】本発明において、基板10、11は少なく
とも一方が透明であり、材質はガラス・石英等の硬質材
料の他、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ
エーテルスルホン(PES)、ポリカーボネート(P
C)等のフレキシブルな材質のものも用いることができ
る。また、両基板の内側表面にはそれぞれ電極12、1
3が蒸着法、スパッタリング法などにより適宜の形状に
形成されている。基板10、11が透明な場合には、そ
の上に形成される電極にはITO(インジウム・チン・
オキサイド)等の透明導電材を用いることができる。ま
た、電極12、13のいずれか一方を不透明な材質で形
成することも可能であり、例として、Al、Pt、A
u、Ti等の金属及びこれらの合金が挙げられる。
In the present invention, at least one of the substrates 10 and 11 is transparent, and is made of hard materials such as glass and quartz, as well as polyethylene terephthalate (PET), polyether sulfone (PES), and polycarbonate (P).
Flexible materials such as C) can also be used. Further, electrodes 12, 1 and 2 are provided on the inner surfaces of both substrates, respectively.
3 is formed in an appropriate shape by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like. When the substrates 10 and 11 are transparent, the electrodes formed thereon are made of ITO (indium-tin-tin).
Oxide) or another transparent conductive material can be used. It is also possible to form one of the electrodes 12 and 13 with an opaque material, for example, Al, Pt, A
Metals such as u, Ti and alloys thereof.

【0018】本発明の液晶素子においては、各基板の高
分子・液晶複合体層15と接する表面にはそれぞれ配向
処理が施されていても良い。該配向処理の方法、配向処
理剤としては特に限定されるものではないが、電極1
2、13を形成した上にポリイミドやポリビニルアルコ
ール等からなる薄膜を形成し、さらにその表面にラビン
グ処理を施した水平配向膜や、アルキルアンモニウム塩
やポリイミド等からなる垂直配向処理剤の薄膜や酸化ケ
イ素の薄膜等の垂直配向膜など、適宜用いることができ
る。また、水平配向処理を施した場合、一対の基板とし
た際にそれぞれの配向方向によって形成される角度は限
定されない。
In the liquid crystal device of the present invention, the surface of each substrate in contact with the polymer / liquid crystal composite layer 15 may be subjected to an alignment treatment. The method of the alignment treatment and the alignment treatment agent are not particularly limited.
A thin film made of polyimide, polyvinyl alcohol, or the like is formed on top of the films 2 and 13 and a rubbing treatment is applied to the surface of the thin film, or a thin film or oxidized film of a vertical alignment treatment agent made of an alkylammonium salt, polyimide, or the like is formed. A vertical alignment film such as a silicon thin film can be used as appropriate. Further, when the horizontal alignment process is performed, the angle formed by each alignment direction when a pair of substrates is formed is not limited.

【0019】本発明の液晶素子は、上記した一対の基板
間に絶縁性フィルムや球状微粒子等からなるスペーサー
14を介して所定間隔(例えば、1〜20μm程度)を
もって対向した状態に配置し、下記の要領で調製した高
分子前駆体と二周波駆動液晶と両親媒性ゲル化剤との混
合物を封入し、高分子前駆体を重合させて高分子・複合
体層15を形成する。
The liquid crystal element of the present invention is arranged in a state where the above-mentioned pair of substrates are opposed to each other at a predetermined interval (for example, about 1 to 20 μm) via a spacer 14 made of an insulating film or spherical fine particles. The mixture of the polymer precursor, the two-frequency driven liquid crystal, and the amphiphilic gelling agent prepared in the manner described above is sealed, and the polymer precursor is polymerized to form the polymer / composite layer 15.

【0020】本発明において用いられる両親媒性ゲル化
剤は自己組織性化合物であり、分子中に親水基、疎水
基、及び水素結合や配位結合のような分子間相互作用を
発現する基を少なくとも有している。これらの基の結合
態様、及び各基の数は特定されない。親水基をA、分子
間相互作用を発現する基をB、疎水基をCとすると、例
えばA−B−C、A−C−B、A−B−C−A、A−B
−C−B、A−B−A−C、A−B−A−B−C、C−
B−A−C、C−B−A−B−C、A−B−C−B−A
などが挙げられ、好ましくは、分子の一方の末端がA、
他方の末端がCである。
The amphiphilic gelling agent used in the present invention is a self-assembled compound, and has a hydrophilic group, a hydrophobic group, and a group that exhibits intermolecular interaction such as hydrogen bond and coordination bond in the molecule. At least have. The bonding mode of these groups and the number of each group are not specified. Assuming that the hydrophilic group is A, the group that expresses intermolecular interaction is B, and the hydrophobic group is C, for example, ABC, ABCB, ABCCA, AB
-CB, AB-AC, AB-A-BC, C-
BAC, CBABC, ABCBA
And the like. Preferably, one end of the molecule is A,
The other end is C.

【0021】以下、親水基、分子間相互作用を発現させ
る基、疎水基について説明する。
Hereinafter, a hydrophilic group, a group that develops an intermolecular interaction, and a hydrophobic group will be described.

【0022】本発明に用いられる両親媒性ゲル化剤に含
まれる親水基としては、イオン結合を発生させる基であ
り、具体的には、水酸基、カルボキシル基、水酸化塩、
カルボキシル塩、スルホン酸塩、アンモニウム塩、りん
酸塩が挙げられ、中でも、水酸基及びその金属塩、カル
ボキシル基及びその金属塩が好ましい。また、電解質に
含有されているイオンであれば良く、特に限定されな
い。
The hydrophilic group contained in the amphiphilic gelling agent used in the present invention is a group that generates an ionic bond, and specifically, a hydroxyl group, a carboxyl group, a hydroxide,
Examples thereof include a carboxyl salt, a sulfonate, an ammonium salt, and a phosphate, and among them, a hydroxyl group and a metal salt thereof, and a carboxyl group and a metal salt thereof are preferable. In addition, any ions may be used as long as they are ions contained in the electrolyte, and are not particularly limited.

【0023】本発明に用いられる両親媒性ゲル化剤に含
まれる分子間相互作用を発現させる基は、少なくともゲ
ル化剤分子同士の分子間相互作用を発現させるが、液晶
分子とゲル化剤分子との間で相互作用を発現させても良
い。好ましくは、水素結合性を有する基であり、具体的
には、アミド基、カルボキシル基、アンモニウム基を少
なくとも一つ以上有する基が好ましく、より具体的に
は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイ
シン、フェニルアラニン、アスパラギン酸、グルタミン
酸、アスパラギン、グルタミン、セリン、トレオニン、
システイン等のアミノ酸、尿素、グルコアミドなどから
誘導される基が好ましい。中でも、バリン、ロイシン、
グリシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グルコアミ
ドが好ましく用いられ、これらは同種或いは異種の二量
体以上でも良い。よって、本発明において用いられる両
親媒性ゲル化剤としては、親水基と疎水基とを有するア
ミノ酸誘導体が好ましく用いられる。
The group that expresses intermolecular interaction contained in the amphiphilic gelling agent used in the present invention, which expresses at least intermolecular interaction between gelling agent molecules, has a property that a liquid crystal molecule and a gelling agent molecule are expressed. And an interaction may be developed between them. Preferably, it is a group having a hydrogen bonding property. Specifically, a group having at least one or more amide group, carboxyl group, and ammonium group is preferable, and more specifically, glycine, alanine, valine, leucine, and isoleucine. , Phenylalanine, aspartic acid, glutamic acid, asparagine, glutamine, serine, threonine,
Groups derived from amino acids such as cysteine, urea, glucoamide and the like are preferred. Among them, valine, leucine,
Glycine, aspartic acid, glutamic acid, and glucoamide are preferably used, and these may be the same or different dimers or more. Therefore, as the amphiphilic gelling agent used in the present invention, an amino acid derivative having a hydrophilic group and a hydrophobic group is preferably used.

【0024】本発明に用いられる両親媒性ゲル化剤に含
まれる疎水基としては、水素、炭素数1〜29からなる
直鎖脂肪族炭化水素基、分岐脂肪族炭化水素基が挙げら
れる。具体的には、直鎖脂肪族炭化水素基としては、ノ
ニル基、デシル基、ウンデシル基、ラウリル基、トリデ
シル基、ミリスチル基、ペンタデシル基、パルミチル
基、ヘプタデシル基、ステアリル基、アラキジル基、ド
コサノイル基、トリコシル基、テトラコシル基、ヘキサ
コシル基、トリアコンシル基等が、分岐脂肪族炭化水素
基としては、3,5,5−トリメチルヘキシル基、2−
ヘキシルデシル基、2−メチルヘキサデシル基等を例と
して挙げることができるが、これらに限定されるもので
はない。また、これら置換基を1個以上備えていれば良
く、別種類の置換基を有していても良い(例えば、分子
間相互作用を発現させる基としてアスパラギン酸のよう
なジカルボン酸に結合させる場合、ウンデシル基とステ
アリル基とをそれぞれのカルボン酸に結合させる)。
Examples of the hydrophobic group contained in the amphiphilic gelling agent used in the present invention include hydrogen, a linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 29 carbon atoms and a branched aliphatic hydrocarbon group. Specifically, examples of the linear aliphatic hydrocarbon group include a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a lauryl group, a tridecyl group, a myristyl group, a pentadecyl group, a palmityl group, a heptadecyl group, a stearyl group, an arachidyl group, and a docosanoyl group. , A tricosyl group, a tetracosyl group, a hexacosyl group, a triaconsyl group, and the like, and as a branched aliphatic hydrocarbon group, a 3,5,5-trimethylhexyl group,
A hexyldecyl group, a 2-methylhexadecyl group and the like can be mentioned as examples, but are not limited thereto. In addition, it is sufficient that at least one of these substituents is provided, and another type of substituent may be provided (for example, when a dicarboxylic acid such as aspartic acid is bonded as a group that develops an intermolecular interaction). , An undecyl group and a stearyl group are bonded to the respective carboxylic acids).

【0025】また、上記親水基と分子間相互作用を発現
させる基との間に上記炭化水素基を結合させることによ
り、分子間相互作用を発現させる基と上記親水基との距
離を置いて、それぞれの機能を十分に発揮させることが
できる。また、同時に、分子間相互作用の向上により耐
熱性も向上する。
Further, by bonding the hydrocarbon group between the hydrophilic group and the group that develops an intermolecular interaction, the distance between the group that develops an intermolecular interaction and the hydrophilic group is increased. Each function can be fully demonstrated. At the same time, the heat resistance is also improved by improving the intermolecular interaction.

【0026】本発明において液晶組成物に添加する両親
媒性ゲル化剤は1種類でも2種類以上を混合して用いて
も良い。本発明で好ましく用いられる両親媒性ゲル化剤
の具体例を下記に示す。
In the present invention, the amphiphilic gelling agent to be added to the liquid crystal composition may be used alone or as a mixture of two or more. Specific examples of the amphiphilic gelling agent preferably used in the present invention are shown below.

【0027】[0027]

【化1】 Embedded image

【0028】本発明で用いられる二周波駆動液晶は、印
加電圧の周波数により誘電異方性(Δε)の符号が異な
る液晶であり、例えば低周波数の電圧印加により電界方
向とは平行に配向し、高周波数の電圧印加により電界方
向とは直交する方向に配向する。本発明において好まし
く用いられる二周波駆動液晶として具体的には、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1種もしくは2種以上の混合物として
用いることができる。また、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ものが好ましく用いられる
が、スメクチック性の材料であっても、上記したように
周波数により誘電異方性の符号が異なる液晶であれば本
発明に用いることができる。
The two-frequency driving liquid crystal used in the present invention is a liquid crystal having a different sign of dielectric anisotropy (Δε) depending on the frequency of an applied voltage. For example, when a low-frequency voltage is applied, the liquid crystal is oriented in parallel with the direction of the electric field. Orientation is performed in a direction perpendicular to the direction of the electric field by applying a high-frequency voltage. Specific examples of the dual-frequency driving liquid crystal preferably used in the present invention include 2, 3
-Dicyano-4-pentyloxyphenyl-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) benzoate, 2,
3-dicyano-4-pentyloxyphenyl-trans-4-propyl-1-cyclohexanecarboxylate, 2,3-dicyano-4-ethoxyphenyl-4-
(Trans-4-pentylcyclohexyl) benzoate, 2,3-dicyano-4-ethoxyphenyl-4-
(Trans-4-butylcyclohexyl) benzoate, 2,3-dicyano-4-butoxyphenyl-4-
Low molecular liquid crystals such as (trans-4-butylcyclohexyl) benzoate can be used alone or as a mixture of two or more. In addition, a liquid crystal material that exhibits nematic or cholesteric properties is preferably used, but a smectic material is also used in the present invention as long as the liquid crystal has a different sign of dielectric anisotropy depending on the frequency as described above. be able to.

【0029】本発明において、上記二周波駆動液晶と両
親媒性ゲル化剤の混合割合としては、それぞれの材料の
種類にもよるが、二周波駆動液晶100重量部に対して
両親媒性ゲル化剤0.1〜1.5重量部が好ましい。ゲ
ル化剤が多すぎると、透明状態における透過光強度が低
くなってしまい、十分なコントラストが得られなくな
る。また、逆にゲル化剤が少なすぎると、ゲル化剤の凝
集が起こりづらくなり、不透明状態において十分な散乱
強度が得られなくなる。
In the present invention, the mixing ratio of the two-frequency driven liquid crystal and the amphiphilic gelling agent depends on the type of each material, but is based on 100 parts by weight of the two-frequency driven liquid crystal. 0.1 to 1.5 parts by weight of the agent is preferred. If the amount of the gelling agent is too large, the transmitted light intensity in the transparent state will be low, and sufficient contrast cannot be obtained. Conversely, if the amount of the gelling agent is too small, aggregation of the gelling agent becomes difficult to occur, and sufficient scattering intensity cannot be obtained in an opaque state.

【0030】本発明において、高分子・液晶複合体層1
5を構成する高分子化合物の重合前の前駆体としては、
少なくとも1種以上の単官能性モノマーと1種以上の多
官能性モノマーとの混合物であることが好ましい。
In the present invention, the polymer / liquid crystal composite layer 1
As a precursor before polymerization of the polymer compound constituting 5,
It is preferably a mixture of at least one or more monofunctional monomers and one or more polyfunctional monomers.

【0031】上記単官能性モノマーとしては、光、熱、
電圧印加、放射線等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が、本発明では
下記式(1)、(2)で示されるヒドロキシアルキル
(メタ)アクリレートが好ましく用いられる。
The monofunctional monomers include light, heat,
A wide variety of materials can be used as long as they cause a polymerization reaction by application of voltage, radiation, etc. In the present invention, hydroxyalkyl (meth) acrylates represented by the following formulas (1) and (2) are preferably used. .

【0032】[0032]

【化2】 上記式中、Rは1個以上の水酸基を有する炭素数1〜3
0の脂肪属炭化水素基を示す。
Embedded image In the above formula, R has 1 to 3 carbon atoms having one or more hydroxyl groups.
And 0 represents an aliphatic hydrocarbon group.

【0033】中でも、2−ヒドロキシエチルメタアクリ
レートが特に好ましく、他にも、2−エチルヘキシル
(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレ
ート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒド
ロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアル
キル(メタ)アクリレートが好ましく、この場合、アル
キル基の炭素数、水酸基の個数及び水酸基の結合位置は
特に限定されない。この他にも、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る。
Among them, 2-hydroxyethyl methacrylate is particularly preferred. In addition, hydroxyalkyl such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate and hydroxybutyl (meth) acrylate (Meth) acrylate is preferred. In this case, the number of carbon atoms of the alkyl group, the number of hydroxyl groups, and the bonding position of the hydroxyl group are not particularly limited. In addition, phenoxyethyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate and the like can be mentioned.

【0034】上記多官能性モノマーとしては、上記単官
能性モノマーと結合可能な官能基を備えた材料である。
具体的には、例えば2官能性のアルキルジオールジグリ
シジルエーテルジ(メタ)アクリレート〔下記式
(3)、(4)〕及びアルキルジオールジ(メタ)アク
リレート〔下記式(5)、(6)〕が好ましい。中で
も、アルキルジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)
アクリレートとして、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、アルキルジオールジ
(メタ)アクリレートとして、1,6−ヘキサンジオー
ルジアクリレートが特に好ましい。
The polyfunctional monomer is a material having a functional group capable of binding to the monofunctional monomer.
Specifically, for example, bifunctional alkyl diol diglycidyl ether di (meth) acrylate [the following formulas (3) and (4)] and alkyl diol di (meth) acrylate [the following formulas (5) and (6)] Is preferred. Among them, alkyl diol diglycidyl ether di (meth)
Hexanediol diglycidyl ether di (meth) acrylate is particularly preferable as the acrylate, and 1,6-hexanediol diacrylate is particularly preferable as the alkyldiol di (meth) acrylate.

【0035】[0035]

【化3】 上記式中、Rは1個以上の水酸基を有する炭素数1〜3
0の脂肪族炭化水素基を示す。また、nは1〜30を示
す。
Embedded image In the above formula, R has 1 to 3 carbon atoms having one or more hydroxyl groups.
And 0 represents an aliphatic hydrocarbon group. N represents 1 to 30.

【0036】上記以外にも、アルキルジオールジ(メ
タ)アクリレートとして、エチレングリコールジグリシ
ジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ブタンジオール
ジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート等、アル
キルジオールジ(メタ)アクリレートとしてエチレング
リコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ
(メタ)アクリレート等が挙げられるが、これらのアル
キル基の炭素数、水酸基の個数及び水酸基の結合位置は
特に限定されない。これら以外でも、ビスフェノール−
AEO変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸E
O変性ジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコ
ールジ(メタ)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(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、日本化薬社製「Kayara
d R167,HX220,HX620,R684」等
を挙げることができる。
In addition to the above, alkyl glycol di (meth) acrylates include ethylene glycol diglycidyl ether di (meth) acrylate, butanediol diglycidyl ether di (meth) acrylate, and ethylene glycol as alkyl diol di (meth) acrylate. Examples thereof include di (meth) acrylate and butanediol di (meth) acrylate, but the number of carbon atoms of these alkyl groups, the number of hydroxyl groups, and the bonding position of the hydroxyl groups are not particularly limited. Other than these, bisphenol-
AEO-modified di (meth) acrylate, isocyanuric acid E
O-modified di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol diacrylate monostearate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, "Kayara" manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
d R167, HX220, HX620, R684 "and the like.

【0037】本発明において、上記高分子前駆体中の単
官能性モノマーと多官能性モノマーとの混合重量比は、
多官能性モノマー5部に対して単官能性モノマー1〜1
0部が好ましく、さらには2〜6部が特に好ましい。ま
た、高分子前駆体と液晶の混合重量比は高分子前駆体1
部に対して液晶が1部以上が好ましく、特に、1〜4部
が好ましい。当該範囲より液晶が少ない場合には素子の
光学特性が悪くなり、また、液晶が多すぎる場合には、
高分子マトリックスが全ての液晶を液晶滴に形成できな
い状況が発生する。
In the present invention, the mixing weight ratio of the monofunctional monomer and the polyfunctional monomer in the polymer precursor is as follows:
Monofunctional monomer 1-1 to 5 parts of polyfunctional monomer
0 parts is preferable, and 2 to 6 parts is particularly preferable. The mixture weight ratio of the polymer precursor and the liquid crystal was 1
One part or more of the liquid crystal is preferable, and 1 to 4 parts is particularly preferable. If the liquid crystal is less than the above range, the optical characteristics of the element will be poor, and if the liquid crystal is too large,
A situation arises in which the polymer matrix cannot form all liquid crystals into liquid crystal droplets.

【0038】さらに、上記高分子前駆体と液晶との混合
物には必要に応じて重合開始剤を添加してもかまわな
い。また、該高分子前駆体を紫外線照射により光重合す
る場合には、重合開始剤として光重合開始剤を用いるこ
とができ、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェ
ニルケトン(例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカル
ズ社製「イルガキュア184」)、ベンジルジメチルケ
タール(同社製「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−オン(同社製「イルガキュア90
7」)、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117
3」)、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(同社製「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TP
O」)等を挙げることができる。このような光重合開始
剤の添加濃度としては、高分子前駆体と液晶と両親媒性
ゲル化剤の混合物の総重量に対して0.1〜5重量%の
範囲にあることが好ましい。
Further, a polymerization initiator may be added to the mixture of the polymer precursor and the liquid crystal, if necessary. When the polymer precursor is photopolymerized by irradiation with ultraviolet light, a photopolymerization initiator can be used as a polymerization initiator. For example, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone (for example, manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Inc.) Irgacure 184), benzyl dimethyl ketal (Irgacure 651), 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone-1-one (Irgacure 90)
7 "), 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (" Darocur 117 "manufactured by Merck Ltd.)
3 "), 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one (Darocure 1116), 2,4-diethylthioxanthone (Kayacure DETX, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) ) And ethyl p-dimethylaminobenzoate ("Kayacure-" manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
EPA "), isopropylthioxanthone (" Kantacure ITX "manufactured by Ward Prekinsop)
And ethyl p-dimethylaminobenzoate, acylphosphine oxide ("Lucillin TP" manufactured by BASF)
O "). The concentration of the photopolymerization initiator is preferably in the range of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the mixture of the polymer precursor, the liquid crystal and the amphiphilic gelling agent.

【0039】上記高分子前駆体と二周波駆動と両親媒性
ゲル化剤を加えて混合した混合物を、前記基板間に封入
し、紫外線を照射すると、高分子前駆体は重合反応を生
じて硬化し、液晶は高分子化合物から相分離して液晶滴
を形成する。尚、重合反応は液晶が液晶状態から等方性
液体相に変わる相転移温度よりも高温で行う。この操作
により、液晶滴が高分子マトリックス中に分散した状態
の高分子・液晶複合体層15を形成することができる。
A mixture obtained by adding the above polymer precursor and a dual frequency drive and adding an amphiphilic gelling agent is mixed between the substrates and irradiated with ultraviolet rays, whereby the polymer precursor undergoes a polymerization reaction and is cured. Then, the liquid crystal phase-separates from the polymer compound to form liquid crystal droplets. The polymerization reaction is performed at a temperature higher than the phase transition temperature at which the liquid crystal changes from a liquid crystal state to an isotropic liquid phase. By this operation, it is possible to form the polymer / liquid crystal composite layer 15 in a state where the liquid crystal droplets are dispersed in the polymer matrix.

【0040】また、本発明では、高分子前駆体を重合し
た後に任意の温度で任意の時間、該素子を保持するポス
トベーク工程を施すことにより、一層均質な形態とより
安定な駆動特性を有する液晶素子とすることができる。
Further, in the present invention, a post-baking step of holding the element at an arbitrary temperature for an arbitrary time after the polymerization of the polymer precursor is performed, whereby a more uniform form and more stable driving characteristics are obtained. It can be a liquid crystal element.

【0041】本発明の液晶素子は、例えば電圧無印加の
状態で、液晶滴内の液晶分子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。こ
の状態にある高分子・液晶複合体層に、第一の駆動周波
数、即ち、液晶滴を構成する二周波駆動液晶が正の誘電
異方性を示す低周波数(誘電異方性の符号が変化するク
ロス・オーバー周波数よりも低い周波数)の電圧を印加
することにより、液晶分子の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、印加電圧を除去した後も保持される。次
に、この透明状態の高分子・液晶複合体層に、第二の駆
動周波数、即ち液晶が負の誘電異方性を示す高周波数
(クロス・オーバー周波数よりも高い周波数)の電圧を
印加することにより、液晶分子のダイレクタが電圧印加
方向に垂直に揃うこと、及び、高分子・液晶複合体層中
に含まれる両親媒性ゲル化剤の凝集体の効果により、不
透明状態になる。引き続き印加した電圧を除去すると、
液晶分子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継続する。
In the liquid crystal device of the present invention, for example, in the state where no voltage is applied, the directors of the liquid crystal molecules in the liquid crystal droplets are random, and the light is scattered to be opaque. In the polymer / liquid crystal composite layer in this state, the first driving frequency, that is, the low frequency at which the two-frequency driving liquid crystal constituting the liquid crystal droplet shows a positive dielectric anisotropy (the sign of the dielectric anisotropy changes) By applying a voltage having a frequency lower than the crossover frequency, the directors of the liquid crystal molecules are aligned in the direction in which the voltage is applied, so that light is transmitted and the liquid crystal molecules become transparent. This transparent state is maintained even after the applied voltage is removed. Next, a second driving frequency, that is, a high frequency (higher than the crossover frequency) voltage at which the liquid crystal exhibits negative dielectric anisotropy is applied to the polymer / liquid crystal composite layer in the transparent state. As a result, the directors of the liquid crystal molecules are aligned perpendicularly to the voltage application direction, and an opaque state is caused by the effect of the aggregate of the amphiphilic gelling agent contained in the polymer / liquid crystal composite layer. When the applied voltage is removed,
The director of the liquid crystal molecules becomes perpendicular or random to the voltage application direction, and the light is scattered, so that the opaque state continues.

【0042】図2に、本発明の液晶素子の光透過特性を
評価するための装置を模式的に示すす。尚、当装置は液
晶素子を透過型とした場合の評価装置例である。図中、
20は本発明の液晶素子、21は電圧印加手段、22は
電圧増幅手段、23は光源、24は光透過量検出手段、
25は表示出力手段である。当該装置において、液晶素
子20には電圧印加手段21から出力された適切な周波
数の電圧が電圧増幅手段22を通して印加される。素子
20は上述のような一連の電圧印加によりその光学特性
が変化する。該素子20を挟んで一方に光源23を置
き、該光源23からの光が素子20を通過し、光透過量
検出手段24に光が入射する。該手段24からの信号出
力は表示出力手段25に転送され、適宜出力・表示・解
析される。
FIG. 2 schematically shows an apparatus for evaluating the light transmission characteristics of the liquid crystal element of the present invention. This apparatus is an example of an evaluation apparatus when the liquid crystal element is of a transmission type. In the figure,
20 is a liquid crystal element of the present invention, 21 is a voltage applying means, 22 is a voltage amplifying means, 23 is a light source, 24 is a light transmission amount detecting means,
25 is a display output means. In the device, a voltage of an appropriate frequency output from the voltage applying unit 21 is applied to the liquid crystal element 20 through the voltage amplifying unit 22. The optical characteristics of the element 20 are changed by applying a series of voltages as described above. A light source 23 is placed on one side with the element 20 interposed therebetween. Light from the light source 23 passes through the element 20, and light enters the light transmission amount detecting means 24. The signal output from the means 24 is transferred to the display output means 25, where it is output, displayed and analyzed as appropriate.

【0043】図3は、本発明の液晶素子を用いて構成し
た表示装置の一例を模式的に示す図である。図中、30
は本発明の液晶素子、31、32は素子30の基板端
部、33は駆動用ドライバ、34は駆動制御手段であ
る。当該構成において、液晶素子30を構成する基板に
は、それぞれ図4に示すようなマトリクス状の電極が形
成されている。尚、図4中、40は基板、41は電極パ
ターン、42は電極引き出し部である。電極引き出し部
42は基板端部31、32に引き出され、駆動用ドライ
バ33に結線され、駆動制御手段34から駆動信号が与
えられる。
FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a display device constituted by using the liquid crystal element of the present invention. In the figure, 30
Is a liquid crystal element of the present invention, 31 and 32 are substrate ends of the element 30, 33 is a driver for driving, and 34 is a driving control means. In this configuration, a matrix electrode as shown in FIG. 4 is formed on each of the substrates constituting the liquid crystal element 30. In FIG. 4, 40 is a substrate, 41 is an electrode pattern, and 42 is an electrode lead portion. The electrode lead-out part 42 is drawn out to the substrate ends 31 and 32, is connected to the driving driver 33, and receives a driving signal from the driving control means 34.

【0044】[0044]

【実施例】以下に実施例をもって本発明を具体的に示す
が、これらは本発明を何ら制限するものではない。
[Examples] The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which do not limit the present invention in any way.

【0045】〔高分子前駆体、二周波駆動液晶、両親媒
性ゲル化剤の混合物の調製〕単官能性モノマーとして2
−ヒドロキシメチルメタクリレート(HEMA)と、2
官能性モノマーとして日本化薬社製「KAYARAD
R−167」と1,6−ヘキサンジオールジアクリレー
ト(HDDA)とを、HEMA:R−167:HDDA
=5:4:1の重量比になるように混和し、高分子前駆
体とした。両親媒性ゲル化剤としては、先に示した化合
物(1)においてX=Brとした化合物を、二周波駆動
液晶としてはチッソ社製「DF01XX」を用いた。上
記高分子前駆体と両親媒性ゲル化剤と二周波駆動液晶と
を下記表1に示す重量比で混合し、該混合物100重量
部に対して光重合開始剤(チバ・スペシャルティ・ケミ
カルズ社製「イルガキュア184」)を1重量部加え
た。
[Preparation of Mixture of Polymer Precursor, Dual Frequency Driven Liquid Crystal, and Amphiphilic Gelling Agent]
Hydroxymethyl methacrylate (HEMA), 2
"KAYARAD" manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
R-167 "and 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA), HEMA: R-167: HDDA
= 5: 4: 1 to obtain a polymer precursor. As the amphiphilic gelling agent, a compound in which X = Br in the compound (1) shown above was used, and "DF01XX" manufactured by Chisso Corporation was used as the dual frequency driving liquid crystal. The polymer precursor, the amphiphilic gelling agent, and the dual-frequency driven liquid crystal were mixed at the weight ratio shown in Table 1 below, and 100 parts by weight of the mixture was mixed with a photopolymerization initiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals). "Irgacure 184") was added by 1 part by weight.

【0046】〔液晶素子の作製〕ガラス基板上に電極と
して膜厚0.03μmのITO膜を形成し、さらにその
上にセチルトリメチルアンモニウムブロマイドを用いて
垂直配向膜を形成した一対の基板を、間隔が0.7μm
となるように対向させて貼り合わせたセル(イー・エッ
チ・イー社製)に、上記混合物を封入した。その際、セ
ル全体を105℃以上に保持したホットプレート上に置
いた。次いで、紫外線を10mW/cm2の強度で10
分間照射し、引き続き30分間静置し、さらにその後室
温まで徐冷して素子を得た。この段階(初期状態)で素
子は光散乱のため白濁していた。
[Preparation of Liquid Crystal Element] A pair of substrates formed by forming a 0.03 μm-thick ITO film as an electrode on a glass substrate and further forming a vertical alignment film using cetyltrimethylammonium bromide on the glass substrate, Is 0.7 μm
The above mixture was sealed in a cell (manufactured by ehE Co., Ltd.) which was attached so as to face each other. At that time, the entire cell was placed on a hot plate maintained at 105 ° C. or higher. Then, the ultraviolet rays were irradiated at an intensity of 10 mW / cm 2 for 10 minutes.
Irradiated for 30 minutes, allowed to stand for 30 minutes, and then gradually cooled to room temperature to obtain a device. At this stage (initial state), the device was clouded due to light scattering.

【0047】また、比較例の液晶素子として表1に示す
ように、両親媒性ゲル化剤を用いない以外は上記実施例
と同様にして液晶素子を作製した。
Further, as shown in Table 1, a liquid crystal device was produced in the same manner as in the above example except that no amphiphilic gelling agent was used, as shown in Table 1.

【0048】〔光透過特性の評価〕得られた液晶素子
を、図2に示した装置に設置した。素子の電極引き出し
部には、電圧印加手段21として任意波形発生器(テク
トロニクス社製「AWG2005型」)を電圧増幅手段
22である電圧アンプ(NF社製「4010型高速アン
プ」)を通して結線した。光源23として水銀ランプ
(ウシオ電機社製)を素子20の一方に設け、該素子2
0を挟んで光源23の反対側にNDフィルタ群(不図
示)及び光透過量検出手段24として光電子増倍管(浜
松フォトニクス社製「H5784−03型」、専用高圧
電源(不図示)により駆動)を設置した。これにより、
電圧印加による液晶素子20の光透過量が光電子増倍管
によって検出され、該検出信号は表示出力手段25であ
るオシロスコープ(テクトロニクス社製「2445
型」)に入力、表示される。
[Evaluation of Light Transmission Characteristics] The obtained liquid crystal element was set in the apparatus shown in FIG. An arbitrary waveform generator ("AWG2005" manufactured by Tektronix) was connected as a voltage applying means 21 to the electrode lead portion of the element through a voltage amplifier ("4010 high-speed amplifier" manufactured by NF) serving as voltage amplifying means 22. A mercury lamp (manufactured by Ushio Inc.) is provided as one of the elements 20 as a light source 23,
The ND filter group (not shown) and the photomultiplier tube ("H5784-03" manufactured by Hamamatsu Photonics, Inc.) as the light transmission amount detecting means 24 are driven on the opposite side of the light source 23 across the light source 23 by a dedicated high-voltage power supply (not shown). ) Was installed. This allows
The amount of light transmitted through the liquid crystal element 20 by the application of a voltage is detected by a photomultiplier tube, and the detection signal is output from an oscilloscope (“2445” manufactured by Tektronix, Inc.) as a display output unit 25.
Type)) and displayed.

【0049】本実施例における液晶素子の光透過状態の
変化を、上記の評価装置を用い、以下の工程により評価
した。該評価による本実施例の液晶素子の光透過特性を
図5に示す。
The change in the light transmission state of the liquid crystal element in this example was evaluated by the following steps using the above-described evaluation apparatus. FIG. 5 shows the light transmission characteristics of the liquid crystal element of this example based on the evaluation.

【0050】工程(a) 素子の初期状態は不透明状態であった。Step (a) The initial state of the device was opaque.

【0051】工程(b) 初期状態の素子に、80V/2.5kHzの電圧をt=
0で印加した。その結果、該素子中の表示部(ITO膜
が両基板に存在する領域)が透明化し、光透過率が上昇
した。この時の光透過率をTとする。
Step (b) A voltage of 80 V / 2.5 kHz is applied to the element in the initial state by t =
0 was applied. As a result, the display portion (the region where the ITO film exists on both substrates) in the device became transparent, and the light transmittance increased. The light transmittance at this time is T.

【0052】工程(c) 上記電圧印加開始から1秒未満経過後、上記電圧を除去
した。その結果、表示部の光透過性は若干低下したもの
の、透明状態は維持された。この状態は任意の時間経過
後も保持された。
Step (c) After less than one second from the start of the voltage application, the voltage was removed. As a result, the light transmittance of the display portion was slightly reduced, but the transparent state was maintained. This state was maintained after an arbitrary time had elapsed.

【0053】工程(d) 上記透明状態の素子に、80V/100kHzの電圧を
印加した。その結果、該素子の表示部は不透明状態とな
った。
Step (d) A voltage of 80 V / 100 kHz was applied to the transparent element. As a result, the display portion of the device became opaque.

【0054】工程(e) 上記80V/100kHzの電圧印加開始から1秒未満
経過後、該電圧を除去した。その結果、不透明状態の程
度は若干緩和したものの、不透明状態は実質保持され
た。この状態は任意の時間経過後も保持された(以下、
この状態を「散乱メモリ状態」という)。この時の光透
過率をSmとする。
Step (e) After a lapse of less than one second from the start of the application of the voltage of 80 V / 100 kHz, the voltage was removed. As a result, although the degree of the opaque state was slightly reduced, the opaque state was substantially maintained. This state is maintained after a certain period of time (hereinafter,
This state is called a “scattering memory state”. The light transmittance at this time is defined as Sm.

【0055】以下、上記電圧印加時の透明状態と散乱メ
モリ状態とのコントラストをCRとし、CR=T/Sm
と定義する。Smは、値が小さい方が散乱強度が強いこ
とを示している。結果を下記表1に示す。尚、評価時の
温度は30℃であった。
Hereinafter, the contrast between the transparent state and the scattering memory state when the voltage is applied is defined as CR, and CR = T / Sm
Is defined. Sm indicates that the smaller the value, the higher the scattering intensity. The results are shown in Table 1 below. The temperature at the time of evaluation was 30 ° C.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】上記したように、両親媒性ゲル化剤を用い
た実施例の液晶素子は、比較例の素子に比べて、散乱メ
モリ状態における光透過率(Sm)がより小さい、即ち
散乱強度が強く、コントラストが改善されていることが
わかった。
As described above, the liquid crystal device of the example using the amphiphilic gelling agent has a smaller light transmittance (Sm) in the scattering memory state, that is, a lower scattering intensity than the device of the comparative example. It was found to be strong and the contrast improved.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、二周波駆動液晶を用いた高分子分散型液晶素子にお
いて、不透明時の散乱強度を高め、コントラストも向上
することができるため、ペーパーライクディスプレイと
しての実用化が可能となった。
As described above, according to the present invention, in the polymer dispersion type liquid crystal device using the dual frequency driving liquid crystal, the scattering intensity in the opaque state can be increased and the contrast can be improved. Practical use as a display became possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の液晶素子の基本構成を示す断面模式図
である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a basic configuration of a liquid crystal element of the present invention.

【図2】本発明の液晶素子の光透過特性の評価装置の一
例の構成を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of an example of an apparatus for evaluating the light transmission characteristics of a liquid crystal element according to the present invention.

【図3】本発明の液晶素子を用いて構成した表示装置の
一例の構成を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of an example of a display device configured using the liquid crystal element of the present invention.

【図4】本発明の液晶素子における電極パターンの一例
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an electrode pattern in the liquid crystal element of the present invention.

【図5】本発明の実施例における光透過特性を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing light transmission characteristics in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、11 基板 12、13 電極 14 スペーサー 15 高分子・液晶複合体層 20 液晶素子 21 電圧印加手段 22 電圧増幅手段 23 光源 24 光透過量検出手段 25 表示出力手段 30 液晶素子 31、32 基板端部 33 駆動用ドライバ 34 駆動制御手段 40 基板 41 電極パターン 42 電極引き出し部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 11 Substrate 12, 13 Electrode 14 Spacer 15 Polymer / liquid crystal composite layer 20 Liquid crystal element 21 Voltage applying means 22 Voltage amplifying means 23 Light source 24 Light transmission amount detecting means 25 Display output means 30 Liquid crystal elements 31, 32 Substrate edge 33 drive driver 34 drive control means 40 substrate 41 electrode pattern 42 electrode lead-out part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H089 HA04 JA03 QA16 TA07 2H093 NA17 ND01 ND24 NF11 4H027 BB11 BD24 BE07 DQ02 4J002 BG071 BQ001 CD191 EP016 EP036  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H089 HA04 JA03 QA16 TA07 2H093 NA17 ND01 ND24 NF11 4H027 BB11 BD24 BE07 DQ02 4J002 BG071 BQ001 CD191 EP016 EP036

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の基板と、該基板間に挟持された、
印加電圧の周波数に応じて誘電異方性の符号が異なる二
周波駆動液晶の液晶滴を高分子化合物層中にドロップレ
ット状に分散させた高分子・液晶複合体層と、該高分子
・液晶複合体層に電圧を印加するための電極とを少なく
とも備えた液晶素子であって、上記高分子・液晶複合体
層が、上記液晶滴中と高分子化合物層中のいずれにも、
分子中に疎水基、親水基、及び、分子間相互作用を発現
する基を少なくとも有する自己組織性化合物である両親
媒性ゲル化剤を含有することを特徴とする高分子分散型
液晶素子。
1. A pair of substrates, and sandwiched between the substrates,
A polymer-liquid crystal composite layer in which liquid crystal droplets of a dual-frequency driven liquid crystal having a different sign of dielectric anisotropy according to the frequency of an applied voltage are dispersed in a polymer compound layer in a droplet form; A liquid crystal device comprising at least an electrode for applying a voltage to the composite layer, wherein the polymer / liquid crystal composite layer is in both the liquid crystal droplet and the polymer compound layer,
A polymer-dispersed liquid crystal device comprising an amphiphilic gelling agent, which is a self-organizing compound having at least a hydrophobic group, a hydrophilic group, and a group that expresses an intermolecular interaction in a molecule.
【請求項2】 上記両親媒性ゲル化剤が、親水基とし
て、水酸基及びその金属塩、カルボキシル基及びその金
属塩から選択される少なくとも一つを有する請求項1に
記載の液晶素子。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the amphiphilic gelling agent has, as a hydrophilic group, at least one selected from a hydroxyl group and a metal salt thereof, a carboxyl group and a metal salt thereof.
【請求項3】 上記両親媒性ゲル化剤が、分子間相互作
用を発現する基として、アミド基、カルボキシル基、ア
ンモニウム基から選択される少なくとも一つを有する請
求項1または2に記載の液晶素子。
3. The liquid crystal according to claim 1, wherein the amphiphilic gelling agent has at least one selected from an amide group, a carboxyl group, and an ammonium group as a group that expresses an intermolecular interaction. element.
【請求項4】 上記両親媒性ゲル化剤が疎水基と親水基
とを有するアミノ酸誘導体である請求項1〜3のいずれ
かに記載の液晶素子。
4. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the amphiphilic gelling agent is an amino acid derivative having a hydrophobic group and a hydrophilic group.
【請求項5】 上記液晶素子が初期状態で不透明状態で
あり、上記高分子・液晶複合体層に第一の駆動周波数の
電圧を印加することにより該液晶素子が光学的に透明状
態となり、上記高分子・液晶複合体層に第二の駆動周波
数の電圧を印加することにより該液晶素子が光学的に不
透明状態となる請求項1〜4のいずれかに記載の液晶素
子。
5. The liquid crystal element is in an opaque state in an initial state, and the liquid crystal element becomes optically transparent by applying a voltage of a first drive frequency to the polymer / liquid crystal composite layer. The liquid crystal device according to any one of claims 1 to 4, wherein the liquid crystal device becomes optically opaque by applying a voltage having a second drive frequency to the polymer / liquid crystal composite layer.
【請求項6】 上記第一の駆動周波数が上記二周波駆動
液晶が正の誘電異方性を示す周波数であり、上記第二の
駆動周波数が上記二周波駆動液晶が負の誘電異方性を示
す周波数である請求項5に記載の液晶素子。
6. The first driving frequency is a frequency at which the two-frequency driving liquid crystal has a positive dielectric anisotropy, and the second driving frequency is a frequency at which the two-frequency driving liquid crystal has a negative dielectric anisotropy. 6. The liquid crystal device according to claim 5, wherein the frequency is the indicated frequency.
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