JP2940081B2 - 光学パネル - Google Patents
光学パネルInfo
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Description
体との屈折率の差によって生ずる光学特性の変化を利用
した、光学的表示材料として好適な光学パネルに関す
る。
ネルが用いられているが、偏光板を用いているため、明
るい白色表示が得られないという欠点があった。最近で
は、この欠点をカバーするためにバックライトを用いた
表示方法が採用されている。しかし、この方法では、低
消費電力という液晶本来の長所を損なうとともに、薄型
化および軽量化の点で不利となる欠点があった。
の白黒表示法、すなわち、(1)ネマチック液晶をマイ
クロカプセル化した状態で高分子媒体に分散させ、媒体
と液晶粒子の屈折率が一致した場合には透明となり、不
一致の場合には散乱状態となる効果を利用した方法(公
表特許公報昭58−501631号、公表特許公報昭61−502128
号、特開昭62−2231号等)、(2)ネマチック液晶媒体
中にシリカ粒子やポリマー粒子などの透明性粒子を分散
させ、粒子としての光の散乱ではなく、粒子が液晶分子
の配向を乱すことによる液晶自身の光散乱現象を利用し
た方法(特開昭54−21859号公報、特開昭53−96629号公
報、特開平1−312527号公報等)が開発されている。
足するため、反射型ペーパーホワイトディスプレイとし
て使用するためには大幅な改善が必要であった。
板を使用しない反射型のペーパーホワイトディスプレイ
として使用することができる、光散乱能に優れた光学パ
ネルを提供することにある。
適切な粒子径のポリマー微粒子を粒子状態で媒体中に分
散させ、ポリマー微粒子自身の光の散乱を効率的に利用
し、媒体の屈折率をコントロールすることにより、反射
型ペーパーホワイトディスプレイとして充分使用でき
る、優れた散乱能が得られることを見出し、本発明に到
達した。
〜2μmであるポリマー微粒子を粒子状態で、屈折率が
変化する媒体に分散し、これを少なくとも一方が透明で
ある2枚の基板に挟持したことを特徴とする。
m、好ましくは0.3〜1μmの範囲の平均粒子径を有す
る。ポリマーの粒子径が0.2μm未満では長波長側の可
視光が散乱されず散乱能が不充分となり、明るい白色が
得られない。また2μmを超えるとすべての波長の可視
光が散乱されるが、散乱される回数が著しく低下するた
め散乱能が不充分となり、層厚を大きくしなければ充分
な白色が得られない。ポリマーの粒子径分布はできるだ
け狭い方が好ましく、具体的には粒子径の変動係数が10
%以下のものが好ましい。
により、または乳化重合法により得られた重合体をシー
ドとしてシード重合し、これを凝固、洗浄、乾燥および
粉体化することにより得ることができる。ポリマー粒子
を構成するモノマーには特に制限はなく、例えば、乳化
重合に通常用いられる、スチレン、α−メチルスチレ
ン、フルオロスチレン、ビニルピリジン、ジビニルベン
ゼンなどの芳香族ビニル化合物、アクリロニトリル、メ
タクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、ブチル
アクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチ
ルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、
グリシジルアクリレート、N,N′−ジメチルアミノエチ
ルアクリレートなどのアクリル酸エステルモノマー、ブ
チルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレー
ト、メチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタ
クリレートグリシジルメタクリレート、N,N′−ジメチ
ルアミノエチルメタクリレートなどのメタクリル酸エス
テルモノマー、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン
酸、イタコン酸などのモノまたはジカルボン酸およびジ
カルボン酸の酸無水物、アクリルアミド、メタクリルア
ミドなどのアミド系モノマー、さらにスチレンスルホン
酸ナトリウム、スルホン化イソプレンなどのイオン性モ
ノマー、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレートなどを
用いることができる。また重合速度および重合安定性の
点で許容される範囲内において、ブタジエン、イソプレ
ンなどの共役二重結合化合物や酢酸ビニルなどのビニル
エステル化合物、4−メチル−1−ペンテン、その他の
α−オレフィン化合物も使用することができる。
やエチレングリコールジメタクリレートなどの架橋性モ
ノマーを1重量%以上含有するものが、マトリックスと
なる物質(媒体)を吸収、膨潤しにくいため好ましい。
を適宜選定し、電界または温度の特定条件下における媒
体の屈折率との差が通常0.01以下、好ましくは0.005以
下となるようにコントロールするのが好ましい。
媒体としては、電界、温度などにより屈折率が変化する
ものであれば特に制約はないが、屈折率が0.01以上変化
するものが好ましく、より好ましくは0.02以上である。
られる。液晶は外部電界に対して比較的容易に分子配列
を可逆的に変化し、これにより屈折率が0.1程度変化す
るために好ましい。液晶としては、ネマチック型液晶や
コレステリック型液晶を挙げることができる。ネマチッ
ク型液晶としては、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ
系、安息香酸エステル系、ビフェニル系、ターフェニル
系、シクロヘキシカルボン酸エステル系、フェニルシク
ロヘキサン系、ビフェニルシクロヘキサン系、ピリミジ
ン系、ジオキサン系のものを、コレステリック型液晶と
しては、コレステリールハライド、コレステリールベン
ゾエート、コレステリールアセテート等を挙げることが
できる。
レンやポリエステルなどのポリマーが挙げられる。例え
ば分子量3600のポリスチレンは、100℃の温度昇温によ
り屈折率が0.02小さくなるが(高分子学会編集、光ファ
イバ光学材、p8、共立出版(1987)参照)、これは光の
散乱により白色表示を得るのに十分な変化である。この
ポリスチレンに、ポリマー粒子として屈折率の温度依存
性の少ない例えばポリジビニルベンゼンの粒子を練り込
んで作製したフィルムは、大きな温度変化を可視化した
いような場合の表示材料として好適に使用することがで
きる。
が好ましい。この割合が5体積%未満では入射光の散乱
能が不充分であり、50体積%を超えると、媒体中にポリ
マー粒子を均一に分散させることが困難であり、屈折率
の変化も小さくなり好ましくない。このポリマー粒子と
媒体とからなる層の厚さは、3〜500μm、特に6〜100
μmが好ましい。
とも一方が透明であればよく、この基板としては、ガラ
ス、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポ
リスチレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート等
が用いられる。電界により屈折率が変化する媒体を用い
る場合には、基板に接する面に、酸化インジウム、IT
O、フッ素またはアンチモンをドープした二酸化スズ、
インジウム、アルミニウム、ケイ素などをドープした酸
化亜鉛等の透明電極が設置される。
を用いた光学パネルの断面図である。このパネルは、液
晶分子6からなる液晶中にポリマー微粒子7が分散した
層と、この層の上下に配され、電源8に接続した透明電
極5と、該透明電極5のそれぞれの面上に設けられたガ
ラス基板4とからなる。
(ON状態)を示した。このON状態においては、液晶分子
6は、垂直方向に配列し、上方からの入射光1に対して
見掛けの屈折率がポリマー微粒子6の屈折率と一致する
ため、光が透過し、透過光2が得られる。従って、透過
する側に黒板を設置すれば光の透過により黒色が表示さ
れる。
い状態(OFF状態)を示した。このOFF状態においては、
液晶分子6は、ランダムに存在しているため粒子と液晶
分子との間に屈折率の差が生じ、その結果すべての波長
の可視光が散乱されて白色が表示される。
子自身の光散乱を効率的に利用できるため、従来のよう
に液晶の配向処理をする必要がなく、また液晶層を正確
にコントロールする必要がない。また従来の偏光板を用
いた液晶表示材料の製造工程と大差がないため、その製
造工程の切り換えが容易である。
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、実施例中の「部」は「重量部」を意味する。
リレートとジビニルベンゼンとからなるポリマー微粒子
(メチルメタクリレート/ジビニルベンゼン(重量比)
=83/17、屈折率=1.508)30部を、ネマチック液晶ZLI
2144(メルクジャパン社製、屈折率=1.594)60部
に、超音波ホモジナイザーでよく分散させた。
の厚みになるよう挟み込んで第1図の構造と同様の光学
パネルを作製した。この際、従来の液晶パネルで行われ
ているポリイミド塗布ラビング処理は施さなかった。
を印加し、そのときの透過率を調べた。結果を第2図の
実線で示したが、優れた表示特性を示すことがわかっ
た。
使用した以外は、実施例1と同一の液晶表示パネルを作
製し、そのときの透過率を調べた。結果を第2図の破線
で示したが、ON状態の透過率は高いが、OFF状態での透
過率が50%近くであるため散乱能が低くなり、明るい白
色表示が得られず表示材料として使用できなかった。
リレートとスチレンとジビニルベンゼンからなるポリマ
ー微粒子(メチルメタクリレート/スチレン/ジビニル
ベンゼン(重量比)=25/50/25、屈折率=1.570)20部
を、分子量3600のポリスチレン(屈折率=1.590)80部
に、2軸押出機を用いて分散させた。
に挟みこんで感温式表示材料とした。この表示材料は、
室温ではポリマー微粒子と媒体であるポリスチレンとの
屈折率の差が0.02であるため、光の散乱により白色が表
示されていたが、60℃に加熱したところ、ポリマー微粒
子と媒体との屈折率が一致して透明になった。これによ
り、この表示材料は、温度変化を利用した光学的表示
板、窓パネル材料などに利用できることがわかった。
または温度により屈折率が変化する媒体に分散させてポ
リマー微粒子自身の光散乱を効率的に利用することがで
きるため、偏光板を使用せずに、パネルの配向処理を施
すことなく、またパネルの厚さを正確にコントロールす
ることなく、優れた光散乱能を得ることができ、反射型
ペーパーホワイトディスプレイとしての使用が可能であ
る。
造工程をそのまま利用することができ、また従来の光学
的表示材料に比べて格段に製造が容易であるため、大幅
なコスト低減を図ることができる。
光の透過率を電場、温度等で制御する窓パネル、壁面材
料、天井材等にも利用することができる。
用いた光学パネルの断面図、第2図は、実施例1および
比較例1で得られたパネルの印加電圧−透過率特性を示
す図である。 1……入射光、2……透過光、3……散乱光、4……ガ
ラス基板、5……透明電極、6……液晶分子、7……ポ
リマー微粒子、8……電源。
Claims (1)
- 【請求項1】平均粒子径が0.2〜2μmであるポリマー
微粒子を粒子状態で、屈折率が変化する媒体に分散し、
これを少なくとも一方が透明である2枚の基板に挟持し
たことを特徴とする光学パネル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16315190A JP2940081B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 光学パネル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16315190A JP2940081B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 光学パネル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0452622A JPH0452622A (ja) | 1992-02-20 |
JP2940081B2 true JP2940081B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=15768196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16315190A Expired - Lifetime JP2940081B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 光学パネル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2940081B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-21 JP JP16315190A patent/JP2940081B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0452622A (ja) | 1992-02-20 |
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