JP3055299B2 - Liquid crystal-polymer composite film and method for producing the same - Google Patents

Liquid crystal-polymer composite film and method for producing the same

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JP3055299B2
JP3055299B2 JP4088277A JP8827792A JP3055299B2 JP 3055299 B2 JP3055299 B2 JP 3055299B2 JP 4088277 A JP4088277 A JP 4088277A JP 8827792 A JP8827792 A JP 8827792A JP 3055299 B2 JP3055299 B2 JP 3055299B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、新規な液晶−高分子複
合膜およびその製造方法に関する。更に詳しくは、ディ
スプレ等の表示素子、調光素子、光変調素子、光シャッ
ターおよびメモリ素子などとして広く応用可能な液晶−
高分子複合膜およびその製造方法に関する。
The present invention relates to a novel liquid crystal-polymer composite film and a method for producing the same. More specifically, a liquid crystal that can be widely applied as a display element such as a display, a light control element, a light modulation element, an optical shutter, a memory element, and the like.
The present invention relates to a polymer composite membrane and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】低分子液晶材料は、その最も代表的な用
途がフラットパネルディスプレイ用表示材料であり、時
計の文字盤等のTN型液晶表示素子、携帯型コンピュー
タや携帯型ワープロ用のSTN型液晶表示素子などに広
く応用されている。これらは、液晶層を透過する光の偏
光面が印加電圧によって変化する性質を利用して光の透
過/不透過(ON/OFF)を制御しているため、液晶
層の両側に合計2枚の偏光板が必要である。また、液晶
層が特定の配向状態をとるための配向膜処理も不可欠で
ある。
2. Description of the Related Art Low molecular weight liquid crystal materials are most commonly used as display materials for flat panel displays, such as TN type liquid crystal display elements such as clock faces and STN type for portable computers and portable word processors. Widely applied to liquid crystal display devices and the like. These control the transmission / non-transmission (ON / OFF) of light by utilizing the property that the polarization plane of the light passing through the liquid crystal layer changes according to the applied voltage, so that a total of two sheets are provided on both sides of the liquid crystal layer. A polarizing plate is required. In addition, it is indispensable to perform an alignment film treatment for the liquid crystal layer to assume a specific alignment state.

【0003】近年、低分子液晶材料を高分子バインダー
中に分散あるいはカプセル化して保持したハイブリッド
型液晶表示素子が提案されている(USP4,435,
047号明細書、特表昭58−501631号公報、特
表昭61−502128号公報、特開昭62−2231
号公報、特開昭64−62615号公報、特開平1−3
12527号公報、特開平2−55787号公報)。例
えば、特表昭58−501631号公報には、ポリビニ
ルアルコール中にカプセル化されたネマティック液晶滴
が分散されたフィルムが提案されている。このフィルム
は、電圧を印加してない状態では、液晶滴中のネマティ
ック液晶がカプセル壁面に沿って配向した状態にあるた
めフィルムに入射する光を散乱し、一方電圧を印加した
状態では、ネマティック液晶が電界方向に揃って配向す
るためフィルムに入射する光を透過する、という散乱/
透過の二つの状態を取るとされる。また、特表昭61−
502128号公報および特開昭62−2231号公報
には、エポキシ等の重合性組成物と低分子液晶材料との
混合物に紫外線や熱を加えて重合性組成物を重合させる
ことにより相分離を生じさせ、液晶滴がバインダー中に
分散保持された液晶素子が提案されている。さらに、特
開平2−55787号公報には、上記の紫外線重合によ
る相分離法において、使用する低分子液晶材料の比率を
高めることにより、駆動電圧を低下させることができる
液晶素子が提案されている。
In recent years, a hybrid type liquid crystal display device in which a low molecular weight liquid crystal material is dispersed or encapsulated in a polymer binder has been proposed (US Pat. No. 4,435,435).
No. 047, JP-T-58-501631, JP-T-61-502128, and JP-A-62-2231.
JP, JP-A-64-62615, JP-A-Heisei 1-3
12527, JP-A-2-55787). For example, Japanese Patent Publication No. 58-501631 proposes a film in which nematic liquid crystal droplets encapsulated in polyvinyl alcohol are dispersed. When no voltage is applied, this film scatters light incident on the film because the nematic liquid crystal in the liquid crystal droplets is oriented along the capsule wall surface, while the nematic liquid crystal is applied when voltage is applied. Are aligned in the direction of the electric field, so that light incident on the film is transmitted.
It is said to take two states of transmission. In addition, Tokuyo Sho 61-
JP-A-502128 and JP-A-62-2231 disclose that a mixture of a polymerizable composition such as epoxy and a low-molecular liquid crystal material is irradiated with ultraviolet light or heat to polymerize the polymerizable composition to cause phase separation. A liquid crystal element in which liquid crystal droplets are dispersed and held in a binder has been proposed. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-55787 proposes a liquid crystal element capable of lowering the driving voltage by increasing the ratio of the low-molecular liquid crystal material used in the above-described phase separation method by ultraviolet polymerization. .

【0004】上記の液晶表示素子は、電圧の印加により
透過光の散乱状態が変化する性質を利用して光の透過/
散乱(ON/OFF)を制御するものである。そのた
め、従来のTN型液晶表示素子、STN型液晶表示素子
に不可欠であった偏光板が不要となり、かかる表示素子
を組み込んだデバイスではより明るい表示が可能であ
る。その上、配向膜も必要としないため、配向膜の印刷
・焼成・ラビング処理等の工程が不要であり、製造コス
トの面からも有利である。
[0004] The above-mentioned liquid crystal display element utilizes the property that the scattering state of transmitted light changes when a voltage is applied, and thus the light transmission / reception is reduced.
This controls the scattering (ON / OFF). Therefore, a polarizing plate, which is indispensable for the conventional TN type liquid crystal display element and STN type liquid crystal display element, becomes unnecessary, and a device incorporating such a display element can provide a brighter display. In addition, since an alignment film is not required, steps such as printing, baking, and rubbing of the alignment film are not required, which is advantageous in terms of manufacturing cost.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低分子
液晶材料を高分子バインダー中に保持した従来のハイブ
リッド型表示素子においては、液晶−高分子複合膜を駆
動させるのに要求される駆動電圧が数十〜100Vrms
と高いため、その用途は制限されている。即ち、時分割
駆動に適用できないのは勿論のこと、TFTやMIMを
用いたアクティブマトリクス型表示素子に適用するのも
困難であった。僅かに、簡単な調光素子(調光ガラス)
として適用されているにすぎない。また、印加電圧−透
過率曲線の急峻性が悪く、ヒステリシス特性などのメモ
リー性もほとんどないため、事実上、大画面表示素子へ
の適用も不可能であった。
However, in a conventional hybrid display device in which a low-molecular liquid crystal material is held in a polymer binder, the driving voltage required to drive the liquid crystal-polymer composite film is several. 10 ~ 100Vrms
And its use is limited. That is, it cannot be applied to time-division driving, and it is also difficult to apply it to an active matrix display element using a TFT or MIM. Slightly simple dimming element (dimming glass)
It is simply applied as Further, the steepness of the applied voltage-transmittance curve is poor, and there is almost no memory property such as a hysteresis characteristic. Therefore, application to a large-screen display element was practically impossible.

【0006】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
のである。即ち、本発明の目的は、調光素子のみなら
ず、50Vrms 以下の低電圧で駆動可能であり、かつ十
分なコントラストと応答時間を有する表示素子、光変調
素子、光シャッターおよびメモリ素子に適用可能な液晶
−高分子複合膜を提供することにある。同時に、従来に
ないヒステリシス特性を実現することにより、より大画
面の表示素子への適用も可能な液晶−高分子複合膜を提
供することにある。さらに、本発明の目的は、上記した
特性を有する液晶−高分子複合膜の製造方法を提供する
ことにある。
[0006] The present invention has been made in view of the above circumstances. That is, the object of the present invention is applicable not only to a dimming element but also to a display element, a light modulation element, an optical shutter, and a memory element that can be driven at a low voltage of 50 Vrms or less and have sufficient contrast and response time. To provide a liquid crystal-polymer composite film. At the same time, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal-polymer composite film which can be applied to a display device having a larger screen by realizing a hysteresis characteristic which has not been achieved conventionally. Another object of the present invention is to provide a method for producing a liquid crystal-polymer composite film having the above-mentioned characteristics.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、液晶−高
分子複合膜について鋭意研究を重ねた結果、高分子化合
物の構成成分および高分子化合物に対する低分子液晶の
配合割合に着目し、高分子化合物として分子中に液晶性
側鎖成分および非液晶性成分を有すると共に、非液晶性
成分に対する液晶性側鎖成分のモル比および高分子化合
物に対する低分子液晶の配合割合を所定の範囲に設定す
ることにより、さらに、液晶滴のコントロールが容易な
液晶−高分子複合膜が得られることを見出して、本発明
を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the liquid crystal-polymer composite film, the present inventors have focused on the constituent components of the polymer compound and the mixing ratio of the low-molecular liquid crystal to the polymer compound. Having a liquid crystalline side chain component and a non-liquid crystalline component in the molecule as a polymer compound, the molar ratio of the liquid crystalline side chain component to the non-liquid crystalline component and the blending ratio of the low molecular weight liquid crystal to the polymer compound are within predetermined ranges. By setting, it was further found that a liquid crystal-polymer composite film in which the control of liquid crystal droplets was easy was obtained, and the present invention was completed.

【0008】即ち、本発明は、少なくとも1種からなる
低分子液晶と、液晶性置換基を有するモノマーと液晶性
置換基を有しない重合性成分との共重合体であって、
子中に液晶性側鎖成分および非液晶性成分をそれぞれ少
なくとも1種含有する高分子化合物との少なくとも2成
分から構成される液晶−高分子複合膜よりなり、該高分
子化合物中の液晶性側鎖成分と非液晶性成分がモル比で
0.1:100〜100:1であり、かつ低分子液晶と
高分子化合物が重量比で1:10〜50:1である新規
な液晶−高分子複合膜にある。本発明は、また、低分子
液晶と液晶性置換基を有する重合性モノマーおよび液晶
性置換基を有しない重合性成分をそれぞれ少なくとも1
種含有する重合性組成物との混合物を調製する工程、そ
れに続く重合性組成物の液晶性置換基を有する重合性モ
ノマーおよび液晶性置換基を有しない重合性成分を共
合させる工程からなり、重合性組成物における液晶性置
換基を有する重合性モノマーの全モル数と液晶性置換基
を有しない重合性成分の全モル数が0.1:100〜1
00:1であり、かつ混合物における低分子液晶と重合
性組成物が重量比で1:10〜50:1である上記液晶
−高分子複合膜の製造方法にある。
That is, the present invention relates to a low-molecular liquid crystal of at least one kind , a monomer having a liquid crystal substituent, and a liquid crystal.
A liquid crystal comprising a polymer having at least one liquid crystalline side chain component and at least one non-liquid crystalline component, each of which is a copolymer with a polymerizable component having no substituent. - made of polymer composite film, the polymer compound in the liquid crystal side chain component and a non-liquid-crystalline component molar ratio 0.1: 100 to 100: 1 and the low molecular liquid crystal and the polymer compound by weight A novel liquid crystal-polymer composite film having a ratio of 1:10 to 50: 1. The present invention also provides a polymerizable monomer having a low molecular weight liquid crystal and a liquid crystal substituent and a polymerizable component having no liquid crystal substituent each having at least one polymerizable monomer.
Preparing a mixture with the seed-containing polymerizable composition, followed by a polymerizable model having a liquid crystalline substituent of the polymerizable composition.
A step of co-polymerizing the polymerizable component having no liquid crystal substituent and a monomer having a liquid crystal substituent and having a total number of moles of the polymerizable monomer having a liquid crystal substituent in the polymerizable composition. 0.1: 100 to 1
00: 1 and the weight ratio of the low-molecular liquid crystal to the polymerizable composition in the mixture is 1:10 to 50: 1.

【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
液晶−高分子複合膜は、低分子液晶と高分子化合物が互
いに相分離した状態でその機能を発現する。相分離の形
態は、それぞれの液滴が分散保持されたものでもよい
し、複数の液晶滴が凝集していてもよい。液晶滴の形状
は、球形でもよいし、高分子化合物が薄膜上の壁を形成
する場合のように多面体形状でもよい。また、液晶が連
続相を形成していてもよい。液晶−高分子複合膜のミク
ロ構造は、使用する低分子液晶と高分子化合物の種類
(熱力学的性質や化学的性質)や混合比等によって種々
変えることができ、その一例を図1の模式図によって例
示すると、次のような形態がある。図1(A)は、低分
子液晶1より高分子化合物2を過剰に用いた例であり、
高分子化合物2中に低分子液晶1がマイクロドロップレ
ット状に分散した液晶−高分子複合膜3を図示してい
る。図1(B)は、低分子液晶1と高分子化合物2とを
ほぼ等量用いた例であり、スポンジ状の液晶−高分子複
合膜3を図示している。図1(C)は、低分子液晶1を
高分子化合物2より過剰に用いた例であり、低分子液晶
1中に高分子化合物2が繊維状に分布した液晶−高分子
複合膜3を図示している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The liquid crystal-polymer composite film of the present invention exhibits its function when the low-molecular liquid crystal and the high-molecular compound are phase-separated from each other. The form of the phase separation may be such that each droplet is dispersed and held, or a plurality of liquid crystal droplets may be aggregated. The shape of the liquid crystal droplet may be spherical or polyhedral as in the case where a polymer compound forms a wall on a thin film. Further, the liquid crystal may form a continuous phase. The microstructure of the liquid crystal-polymer composite film can be variously changed depending on the types (thermodynamic properties and chemical properties) of the low-molecular liquid crystal and the polymer compound to be used, the mixing ratio, and the like. The following forms are illustrated by way of example. FIG. 1A is an example in which a high molecular compound 2 is used in excess of a low molecular liquid crystal 1,
The liquid crystal-polymer composite film 3 in which the low-molecular liquid crystal 1 is dispersed in the polymer compound 2 in a microdroplet shape is illustrated. FIG. 1B is an example in which low-molecular liquid crystal 1 and high-molecular compound 2 are used in substantially equal amounts, and illustrates a sponge-like liquid crystal-polymer composite film 3. FIG. 1C is an example in which the low-molecular liquid crystal 1 is used in excess of the high-molecular compound 2, and illustrates a liquid crystal-polymer composite film 3 in which the high-molecular compound 2 is distributed in a fibrous form in the low-molecular liquid crystal 1. Is shown.

【0010】液晶−高分子複合膜を構成する低分子液晶
は、ネマティック液晶、コレステリック液晶、スメクテ
ィック液晶および強誘電性液晶等、一般的な表示材料と
してあるいは電界駆動型表示材料として使用されている
種々の液晶材料が使用可能である。具体的には、ビフェ
ニル系、フェニルベンゾエート系、シクロヘキシルベン
ゼン系、アゾキシベンゼン系、アゾベンゼン系、アゾメ
チン系、ターフェニル系、ビフェニルベンゾエート系、
シクロヘキシルビフェニル系、フェニルピリミジン系、
シクロヘキシルピリミジン系、コレステロール系等の各
種液晶化合物が挙げられる。これらの低分子液晶は、一
般的に使用されている液晶材料と同様に単一組成である
必要はなく、複数の成分から構成されていてもよい。ま
た、電場による表示を目的とするときは、上記の中でも
正の誘電異方性を示す液晶化合物を使用することが好ま
しい。液晶によっては、印加電圧の周波数がある値(ク
ロスオーバー周波数)より大きくなると誘電異方性が正
から負に変化するものがあるが、上記の液晶を用いて2
周波駆動に適用可能なことはいうまでもない。
[0010] The low-molecular liquid crystal constituting the liquid crystal-polymer composite film includes various liquid crystals used as general display materials or electric field driven display materials such as nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, smectic liquid crystal and ferroelectric liquid crystal. Can be used. Specifically, biphenyl, phenylbenzoate, cyclohexylbenzene, azoxybenzene, azobenzene, azomethine, terphenyl, biphenylbenzoate,
Cyclohexylbiphenyl, phenylpyrimidine,
Various liquid crystal compounds such as cyclohexylpyrimidine and cholesterol are exemplified. These low-molecular liquid crystals do not need to have a single composition like liquid crystal materials generally used, and may be composed of a plurality of components. For the purpose of displaying by an electric field, it is preferable to use a liquid crystal compound having a positive dielectric anisotropy among the above. Some liquid crystals change the dielectric anisotropy from positive to negative when the frequency of the applied voltage exceeds a certain value (crossover frequency).
It goes without saying that the present invention can be applied to frequency driving.

【0011】液晶−高分子複合膜を構成する他方の成分
である高分子化合物は、分子中に液晶性側鎖成分および
非液晶性成分を少なくとも1種以上含有するものであ
る。高分子化合物に液晶性成分を有する単独重合体の側
鎖型高分子液晶は電気光学材料として知られているが、
本発明における高分子化合物としては、重合可能な液晶
性置換基を有する重合性モノマー(以下、液晶性モノマ
ーという)と液晶性置換基を有しない重合性成分(以
下、非液晶性の重合性成分という)とを所定のモル比で
それぞれ1種以上含有する重合性組成物が共重合したも
のを用いることができる。また、液晶性側鎖および非液
晶性側鎖を付加反応によって結合した高分子化合物であ
ってもよい。
The polymer compound, which is the other component of the liquid crystal-polymer composite film, contains at least one liquid crystal side chain component and at least one non-liquid crystal component in the molecule. A side chain type polymer liquid crystal of a homopolymer having a liquid crystal component in a polymer compound is known as an electro-optic material,
The polymer compound in the present invention includes a polymerizable monomer having a polymerizable liquid crystal substituent (hereinafter, referred to as a liquid crystal monomer) and a polymerizable component having no liquid crystal substituent (hereinafter, a non-liquid crystal polymerizable component). And a polymerizable composition containing at least one of them in a predetermined molar ratio. Also, but it may also be a polymer compound bonded by an addition reaction liquid crystalline side chains and non-liquid crystalline side chain.

【0012】上記液晶性モノマーとは、液晶性化合物が
しかるべきアルキルスペーサを介してビニル基、アクリ
ル基、メタクリル基等と結合したものである。これら
は、例えばMakromol.Chem.、Vol.1
8、p651(1982)等に記載されている。その具
体例を挙げると、例えば、ビフェニル系、フェニルベン
ゾエート系、シクロヘキシルベンゼン系、アゾキシベン
ゼン系、アゾベンゼン系、アゾメチン系、ターフェニル
系、ビフェニルベンゾエート系、シクロヘキシルビフェ
ニル系、フェニルピリミジン系、シクロヘキシルピリミ
ジン系、コレステロール系等の各液晶性化合物が、しか
るべきアルキルスペーサを介してビニル基、アクリル
基、メタクリル基等と結合したものがある。これらの液
晶性モノマーは、単一の化合物である必要はなく、2種
以上併用することもできる。
The above-mentioned liquid crystal monomer is a compound in which a liquid crystal compound is bonded to a vinyl group, an acryl group, a methacryl group or the like via an appropriate alkyl spacer. These are described, for example, in Makromol. Chem. Vol. 1
8, p651 (1982). Specific examples thereof include, for example, biphenyl, phenylbenzoate, cyclohexylbenzene, azoxybenzene, azobenzene, azomethine, terphenyl, biphenylbenzoate, cyclohexylbiphenyl, phenylpyrimidine, and cyclohexylpyrimidine. And cholesterol-based liquid crystal compounds are bonded to a vinyl group, an acryl group, a methacryl group or the like via an appropriate alkyl spacer. These liquid crystal monomers need not be a single compound, and may be used in combination of two or more.

【0013】代表的な液晶性モノマーを下記に示す。な
お、下記の式中において、Rは水素原子またはメチル基
を示し、Zはハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基ま
たはハロゲン化アルキル基を示す。また、mは2〜30
の整数であり、nは1〜20の整数である。
Representative liquid crystalline monomers are shown below. In the following formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group, and Z represents a halogen atom, a cyano group, an alkoxy group or a halogenated alkyl group. Also, m is 2 to 30
And n is an integer of 1 to 20.

【化1】 Embedded image

【化2】 Embedded image

【化3】 Embedded image

【0014】また、高分子化合物に含まれる他方の成分
である非液晶性の重合性成分としては、液晶性を示さな
く、上記液晶性モノマーに共重合可能なモノマーまたは
オリゴマーを使用することができる。その具体例として
は、重合の場合、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル
酸アルキル、メタクリル酸アルキル、アクリル酸アミ
ド、メタクリル酸アミドおよびそれらの誘導体、スチレ
ンおよびその誘導体、アクリロニトリル、メタクリロニ
トリル、エチレンおよびその誘導体、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、
ビニルピロリドン、分子量500〜20000のポリエ
チレングリコールモノアクリレート、そのモノメタクリ
レート等の単官能性モノマーだけでなく、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオ
ール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ポリエチレ
ングリコール等のポリオールにアクリル酸またはメタク
リル酸が複数分子結合したエステル、ジビニルベンゼ
ン、アジピン酸ジビニルなどの分子中に2つ以上の重合
性基を有する多官能性モノマーが挙げられる。付加反応
の場合は、末端に反応性不飽和結合を有した化合物、例
えば、1−プロペン、1−ブテン、1−ヘキセンなどが
挙げられる。これらの非液晶性の重合性成分は、モノマ
ーが幾つか重合したオリゴマーであってもよく、また、
単一の化合物である必要はなく、2種以上併用すること
もできる。
As the non-liquid crystalline polymerizable component which is the other component contained in the polymer compound, a monomer or oligomer which does not exhibit liquid crystallinity and can be copolymerized with the above-mentioned liquid crystalline monomer can be used. . Specific examples thereof include, in the case of polymerization, acrylic acid, methacrylic acid, alkyl acrylate, alkyl methacrylate, acrylamide, methacrylamide and their derivatives, styrene and its derivatives, acrylonitrile, methacrylonitrile, ethylene and its Derivatives, vinyl chloride, vinylidene chloride, butadiene, isoprene, chloroprene,
Not only monofunctional monomers such as vinylpyrrolidone, polyethylene glycol monoacrylate having a molecular weight of 500 to 20,000 and its monomethacrylate, but also polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, glycerin, pentaerythritol, and polyethylene glycol Polyfunctional monomers having two or more polymerizable groups in a molecule, such as an ester in which a plurality of molecules of acrylic acid or methacrylic acid are bonded, divinylbenzene, and divinyl adipate are exemplified. In the case of the addition reaction, compounds having a reactive unsaturated bond at the terminal, for example, 1-propene, 1-butene, 1-hexene and the like can be mentioned. These non-liquid crystalline polymerizable components may be oligomers in which some monomers are polymerized,
The compound need not be a single compound, and two or more compounds can be used in combination.

【0015】本発明の高分子化合物の合成は、重合の場
合、通常のラジカル重合やイオン重合が可能であり、液
晶性モノマーおよび非液晶性の重合性成分を含有する重
合性組成物を、重合開始剤の存在または非存在下に加熱
または光照射より共重合させることによって行われる。
この合成は、後述の液晶−高分子複合膜の作製と同時に
行ってもよい。この重合に伴って、液晶性モノマーおよ
び非液晶性の重合性成分は、それぞれ液晶性側鎖成分お
よび非液晶性成分となる。また、付加反応の場合は、ポ
リ水素化メチルシリコーンに代表される反応性プレポリ
マーに白金触媒等を用いて、前記2成分を付加させるこ
とによって行われる。上記ラジカル重合の際に添加され
る重合開始剤としては、2,2′−アゾビスイソブチロ
ニトリル、1,1′−アゾビス−1−シクロヘキサンニ
トリル等のアゾビス系開始剤で代表される熱重合開始
剤、あるいは2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニ
ルプロパン−1−オン、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
等の光開始剤など、一般に使用されているものならばい
かなるものでも重合方法に合わせて適宜選択して使用す
ることができる。
In the synthesis of the polymer compound of the present invention, in the case of polymerization, ordinary radical polymerization or ionic polymerization is possible, and a polymerizable composition containing a liquid crystal monomer and a non-liquid crystal polymerizable component is polymerized. It is carried out by copolymerization by heating or light irradiation in the presence or absence of an initiator.
This synthesis may be performed simultaneously with the production of the liquid crystal-polymer composite film described later. With this polymerization, the liquid crystalline monomer and the non-liquid crystalline polymerizable component become a liquid crystalline side chain component and a non-liquid crystalline component, respectively. In addition, the addition reaction is carried out by adding the two components to a reactive prepolymer represented by polyhydromethylsilicone using a platinum catalyst or the like. Thermal polymerization represented by an azobis initiator such as 2,2'-azobisisobutyronitrile and 1,1'-azobis-1-cyclohexanenitrile is used as a polymerization initiator added at the time of the radical polymerization. Initiators or photoinitiators such as 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, and the like. Any one used can be appropriately selected and used according to the polymerization method.

【0016】合成された高分子化合物中の液晶性側鎖成
分と非液晶性成分とのモル比は、0.1:100〜10
0:1の範囲に設定する必要がある。両成分のモル比が
上記の範囲にある高分子化合物を合成するには、液晶性
モノマーと非液晶性の重合性成分との組成比が全モル数
の比で上記の範囲に調整した重合性組成物を共重合させ
ればよい。液晶性側鎖成分が、上記の範囲より多くなる
と、高分子化合物が低分子液晶と相溶してしまって表示
材料としての特性が期待されなくなり、逆に少ない場合
は、事実上液晶性側鎖の作用がなくなってしまう。その
好ましい範囲は0.1:100〜5:1である。
The molar ratio of the liquid crystalline side chain component to the non-liquid crystalline component in the synthesized polymer compound is 0.1: 100 to 10:
It must be set in the range of 0: 1. In order to synthesize a polymer compound in which the molar ratio of both components is within the above range, the composition ratio of the liquid crystalline monomer and the non-liquid crystalline polymerizable component is adjusted to the above range in the ratio of the total mole number to the polymerizable compound. The composition may be copolymerized. When the liquid crystal side chain component is larger than the above range, the polymer compound becomes compatible with the low molecular weight liquid crystal, and the properties as a display material are not expected. Function is lost. The preferred range is 0.1: 100 to 5: 1.

【0017】次に、本発明の液晶−高分子複合膜の作製
方法について説明する。特に望ましい方法としては、低
分子液晶と重合性組成物とを好適には前記重合開始剤と
共に混合して均一な溶液を調製し、この溶液を予め最適
なギャップをもった二枚の対向電極板からなるセルに封
入した後、熱や光等により重合性組成物の液晶性置換基
を有する重合性モノマーおよび液晶性置換基を有しない
重合性成分を共重合させることによって、液晶−高分子
複合膜を作製する方法が挙げられる。この他にも、低分
子液晶と高分子化合物とを共通溶媒に溶解した混合溶液
を調製し、この溶液を透明電極等の基材上に塗布、乾燥
させた後、電極基材を貼着させることにより、上記複合
膜を作製することもできる。
Next, a method for producing the liquid crystal-polymer composite film of the present invention will be described. As a particularly desirable method, a low-molecular liquid crystal and a polymerizable composition are preferably mixed with the polymerization initiator to prepare a uniform solution, and this solution is used in advance to prepare two counter electrode plates having an optimum gap. after sealed in a cell comprising a liquid crystalline substituent of the polymerizable composition by heat or light, etc.
Having a polymerizable monomer and having no liquid crystalline substituent
A method of producing a liquid crystal-polymer composite film by copolymerizing a polymerizable component is exemplified . In addition, a mixed solution in which a low-molecular liquid crystal and a high-molecular compound are dissolved in a common solvent is prepared, and this solution is applied to a substrate such as a transparent electrode, dried, and then the electrode substrate is attached. Thereby, the composite film can be produced.

【0018】液晶−高分子複合膜における低分子液晶の
含有量は、目的とする性能によって種々変更でき得る
が、低分子液晶と高分子化合物との配合割合は、重量比
で1:10〜50:1の範囲に設定する必要がある。低
分子液晶が、この範囲より多いと、自己保持性や機械強
度を有した複合膜の作製が困難であり、逆に少ない場合
は、目的とする表示材料としての性能が得られなくな
る。その好ましい範囲は1:5〜20:1であり、特に
好ましくは1:1〜9:1ある。
The content of the low-molecular liquid crystal in the liquid crystal-polymer composite film can be variously changed depending on the desired performance. The compounding ratio of the low-molecular liquid crystal and the high-molecular compound is 1:10 to 50 by weight. : 1 must be set. If the amount of the low-molecular liquid crystal is larger than this range, it is difficult to produce a composite film having self-holding properties and mechanical strength, and if the amount is small, the performance as a target display material cannot be obtained. The preferred range is from 1: 5 to 20: 1, particularly preferably from 1: 1 to 9: 1.

【0019】本発明の液晶−高分子複合膜は、低分子液
晶と高分子化合物との2成分のみからなるものでも、表
示材料やメモリ材料として適用可能であるが、更に、コ
ントラストや安定性や耐久性の向上を目的として、種々
の化合物を添加することも可能である。例えば、コント
ラストの向上を目的として、アントラキノン系、スチリ
ル系、アゾメチン系、アゾ系等の各種二色性色素が使用
可能である。その場合、二色性色素は、基本的に複合膜
中の液晶成分と相溶し、高分子化合物には不相溶である
ことが好ましい。この他に、酸化防止剤、紫外線吸収
剤、各種可塑剤等も、安定性や耐久性向上の点から好ま
しく使用される。
The liquid crystal-polymer composite film of the present invention can be used as a display material or a memory material even if it is composed of only two components, a low-molecular liquid crystal and a high-molecular compound. For the purpose of improving the durability, various compounds can be added. For example, various dichroic dyes such as anthraquinone type, styryl type, azomethine type and azo type can be used for the purpose of improving the contrast. In that case, it is preferable that the dichroic dye is basically compatible with the liquid crystal component in the composite film and is incompatible with the polymer compound. In addition, antioxidants, ultraviolet absorbers, various plasticizers, and the like are also preferably used from the viewpoint of improving stability and durability.

【0020】液晶−高分子複合膜のデバイスの形態とし
ては、図2に示すように、通常の液晶素子と同様、2つ
の電極板4、5に挟まれた構造が好ましい。図2は、電
源6から電極板4、5に電圧が印加され、低分子液晶1
が複合膜3中で電界方向に配向した状態を図示してい
る。この電圧を印加した状態では複合膜3に入射する光
は透過する。上記電極板としては、例えば、表面にIT
Oを施したガラス基板やプラスチックフィルム、NES
Aガラス基板等の透明電極板が好ましく使用される。デ
バイスの作製方法は、前述のように、低分子液晶と重合
性組成物との混合物をセルに封入した後、重合性組成物
を重合する方法や、一方の電極板上に複合膜を成膜した
後に他方の電極板を張り合わせる方法が適用可能であ
る。この時、しかるべきスペーサ材料を使用したり、電
極板と複合膜との間に保護層あるいは接着層を設けたり
することも、従来技術同様好ましい。
As a form of the device of the liquid crystal-polymer composite film, as shown in FIG. 2, a structure sandwiched between two electrode plates 4 and 5 is preferable as in a normal liquid crystal element. FIG. 2 shows that a voltage is applied to the electrode plates 4 and 5 from the power
3 shows a state in which the composite film 3 is oriented in the electric field direction in the composite film 3. When this voltage is applied, light incident on the composite film 3 is transmitted. As the electrode plate, for example, IT
O-treated glass substrate, plastic film, NES
A transparent electrode plate such as an A glass substrate is preferably used. As described above, the device is manufactured by encapsulating a mixture of a low-molecular liquid crystal and a polymerizable composition in a cell and then polymerizing the polymerizable composition, or forming a composite film on one electrode plate. After that, a method of bonding the other electrode plate is applicable. At this time, it is also preferable to use an appropriate spacer material or to provide a protective layer or an adhesive layer between the electrode plate and the composite film, as in the prior art.

【0021】[0021]

【作用】複合膜の作動原理図を示す図3に基づいて本発
明の液晶−高分子複合膜の作用を説明すると、次のよう
なものと推測される。電極板4、5に電圧が印加されて
ない時、低分子液晶1は複合膜3中に相分離状態で分散
保持されていて、かつ、液晶分子1aの配向ベクトルは
高分子化合物2の壁面に沿って配向しているため、図3
(A)に図示するように、入射光を散乱させて白濁した
状態を呈する。このように電圧を印加してない時は、高
分子化合物2中の液晶性側鎖成分2aは液晶分子1aと
親和性が高いことから、界面では液晶性側鎖成分2aと
液晶分子1aが相溶状態をなし、さながら低分子液晶1
のドメインが、液晶性側鎖成分2aの界面に包まれた状
態となる。一方、電圧4、5に電圧を印加して電界を発
生させると、複合膜3中の液晶分子1aは、図3(B)
に図示するように、電界方向に配向するため、入射光を
透過させて白濁状態から透明状態に変化する。このよう
に電圧を印加した時は、界面の液晶性側鎖成分2aも、
液晶分子1aと同じ方向に配向して界面におけるアンカ
リングが緩和されるため、低い印加電圧で作動すると考
えられる。
The operation of the liquid crystal-polymer composite film of the present invention will be described below with reference to FIG. 3 showing the principle of operation of the composite film. When no voltage is applied to the electrode plates 4 and 5, the low-molecular liquid crystal 1 is dispersed and held in the composite film 3 in a phase-separated state, and the orientation vector of the liquid crystal molecules 1a is Figure 3
As shown in (A), the light is turbid due to scattering of incident light. When no voltage is applied as described above, the liquid crystal side chain component 2a in the polymer compound 2 has a high affinity for the liquid crystal molecule 1a. In a dissolved state, just like a low-molecular liquid crystal 1
Is in a state of being surrounded by the interface of the liquid crystal side chain component 2a. On the other hand, when a voltage is applied to voltages 4 and 5 to generate an electric field, the liquid crystal molecules 1a in the composite film 3 change as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, since the light is oriented in the direction of the electric field, the incident light is transmitted and the state changes from a cloudy state to a transparent state. When a voltage is applied in this manner, the liquid crystal side chain component 2a at the interface also
Since the liquid crystal molecules are aligned in the same direction as the liquid crystal molecules 1a and anchoring at the interface is reduced, it is considered that the liquid crystal molecules 1a operate at a low applied voltage.

【0022】本発明の液晶−高分子複合膜は高分子化合
物が液晶性側鎖成分を有しているが、この液晶性側鎖成
分は、複合膜中の低分子液晶との親和性が強いため、低
分子液晶相と高分子化合物相の界面に並ぶと推定され
る。これにより低分子液晶分子を高分子化合物界面に付
着する力は小さくなり、より低電圧での駆動が可能にな
ったものと考えられる。また、低分子液晶に比べ高い電
圧で配向するような液晶性側鎖成分を使用した場合は、
事実上、低分子液晶の配向が液晶性側鎖成分の界面に支
配されるため、高分子液晶と同様なメモリ性やヒステリ
シス特性が発現される。このようにして、従来の液晶−
高分子複合膜では達成できなかった低電圧駆動性やメモ
リ性が実現される。
In the liquid crystal-polymer composite film of the present invention, the polymer compound has a liquid crystal side chain component, and this liquid crystal side chain component has a strong affinity for the low molecular liquid crystal in the composite film. Therefore, it is estimated that they are arranged at the interface between the low-molecular liquid crystal phase and the high-molecular compound phase. As a result, it is considered that the force for attaching the low-molecular liquid crystal molecules to the polymer compound interface was reduced, and the driving at a lower voltage became possible. Also, when using a liquid crystalline side chain component that is oriented at a higher voltage than a low molecular liquid crystal,
Actually, the orientation of the low-molecular liquid crystal is governed by the interface between the liquid crystal side chain components, so that the same memory properties and hysteresis characteristics as the high-molecular liquid crystal are exhibited. Thus, the conventional liquid crystal-
Low-voltage drivability and memory properties that cannot be achieved with the polymer composite film are realized.

【0023】[0023]

【実施例】以下に、実施例によって本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、下記の説明において「部」は全て「重量部」を意
味する。 実施例1 液晶性モノマーとして下記構造式(1)で示されるシア
ノビフェニル系アクリルモノマー0.5g、非液晶性の
重合性成分としてエチルメタクリレート9.5gをテト
ラヒドロフラン中で2,2′−アゾビスイソブチロニト
リルを重合開始剤として重合させ、粗製の高分子化合物
を得た。これをメタノールを用いて再沈澱精製すること
により、本発明に用いる高分子化合物9.5gを得た。
NMR分析から、この高分子化合物の組成は、仕込み組
成とほぼ同じであった。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
In the following description, "parts" means "parts by weight". Example 1 0.5 g of a cyanobiphenyl-based acrylic monomer represented by the following structural formula (1) as a liquid crystalline monomer and 9.5 g of ethyl methacrylate as a non-liquid crystalline polymerizable component were mixed in tetrahydrofuran with 2,2'-azobisisobutylene. Polymerization was performed using butyronitrile as a polymerization initiator to obtain a crude polymer compound. This was reprecipitated and purified using methanol to obtain 9.5 g of a polymer compound used in the present invention.
From NMR analysis, the composition of this polymer compound was almost the same as the charged composition.

【0024】[0024]

【化4】 次に、乾燥時の膜厚が約10μmになるように、得られ
た高分子化合物1部と低分子液晶(BDH製、E−4
4)1部とをトルエンに溶解させた溶液を、ITOガラ
ス基板上にブレードコートして複合膜を得た。得られた
複合膜は目視上均一に白濁していた。また、偏光顕微鏡
で観察したところ、低分子液晶はそれぞれに分離した細
かいドメインを形成していた。この複合膜上に、ITO
を施したPETフィルムを圧着してサンドイッチ型セル
を作製した。
Embedded image Next, 1 part of the obtained polymer compound and a low-molecular liquid crystal (manufactured by BDH, E-4) so that the film thickness when dried becomes about 10 μm.
4) A solution obtained by dissolving 1 part in toluene was blade-coated on an ITO glass substrate to obtain a composite film. The obtained composite film was uniformly clouded visually. In addition, when observed with a polarizing microscope, the low-molecular liquid crystal formed fine domains separated from each other. On this composite membrane, ITO
Was pressed to produce a sandwich cell.

【0025】実施例2 実施例1において、高分子化合物の合成に用いるシアノ
ビフェニル系アクリルモノマーの量を0.1g、エチル
メタクリレートの量を9.0gとした以外は、全く同様
にして高分子化合物の合成を行った。NMR分析から、
この高分子化合物の組成は仕込み組成とほぼ同じであっ
た。さらに、実施例1と同様にして複合膜を得た。得ら
れた複合膜は目視上均一に白濁していた。また、偏光顕
微鏡で観察したところ、低分子液晶はそれぞれに分離し
た細かいドメインを形成していた。この複合膜上に、I
TOを施したPETフィルムを圧着してサンドイッチ型
セルを作製した。
Example 2 The procedure of Example 1 was repeated except that the amount of the cyanobiphenyl-based acrylic monomer used in the synthesis of the polymer was changed to 0.1 g and the amount of ethyl methacrylate was changed to 9.0 g. Was synthesized. From NMR analysis,
The composition of this polymer compound was almost the same as the charged composition. Further, a composite membrane was obtained in the same manner as in Example 1. The obtained composite film was uniformly clouded visually. In addition, when observed with a polarizing microscope, the low-molecular liquid crystal formed fine domains separated from each other. On this composite membrane, I
The sandwiched cell was produced by pressing the PET film subjected to TO.

【0026】比較例1 実施例1の高分子化合物の合成において、シアノビフェ
ニル系アクリルモノマーを用いずに、即ち、非液晶の重
合性成分のエチルメタクリレートのみを用いた以外は、
全く同様にしてポリエチルメタクリレートを得た。この
ポリエチルメタクリレートを高分子化合物として用いた
以外は実施例1と全く同様にして、複合膜を得た。得ら
れた複合膜の目視および偏光顕微鏡による観測の限りで
は、実施例1および2の複合膜と同様であった。この複
合膜上に、ITOを施したPETフィルムを圧着してサ
ンドイッチ型セルを作製した。
Comparative Example 1 In the synthesis of the polymer compound of Example 1, except that the cyanobiphenyl-based acrylic monomer was not used, that is, only the non-liquid crystal polymerizable component ethyl methacrylate was used.
Polyethyl methacrylate was obtained in exactly the same manner. A composite film was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that this polyethyl methacrylate was used as a polymer compound. From the viewpoint of visual observation of the obtained composite film and observation by a polarizing microscope, it was the same as the composite films of Examples 1 and 2. A sandwich type cell was produced by pressing a PET film on which ITO was applied on the composite film.

【0027】評価例1 実施例1、2および比較例1で作製したサンドイッチ型
セルをサンプルとして、その電圧−透過率特性を図4に
示す評価装置によって測定した。 (透過光強度の測定法)50Wハロゲンランプからの白
色光をレンズ系1により平行光線としてサンプルに入射
させた。サンプルには、同時に、電圧印加装置により、
100Hz、矩形波の交流電圧を印加した。サンプルか
らの透過光は、レンズ系2により最大見開き角約±10
°の透過光のみを集光し、フォトダイオードにより電流
に変換し、光強度測定器で透過光強度を読み取った。こ
の光強度測定器での透過光強度の読み取りおよび電圧印
加装置による電圧印加の調節は、コンピュータにより自
動的に行われた。 (特性評価法)測定された透過光強度から下記の式に従
って透過率T(%)を求めた。なお、式中のIsample
blank 、Ibackは下記に定義するとおりである。
Evaluation Example 1 Using the sandwich cells prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 as samples, the voltage-transmittance characteristics were measured by an evaluation apparatus shown in FIG. (Measurement Method of Transmitted Light Intensity) White light from a 50 W halogen lamp was incident on the sample as parallel rays by the lens system 1. At the same time, the sample was
A rectangular wave AC voltage of 100 Hz was applied. The transmitted light from the sample is allowed to reach a maximum spread angle of about ± 10 by the lens system 2.
° only the transmitted light was condensed, converted to a current by a photodiode, and the transmitted light intensity was read by a light intensity measuring instrument. The reading of the transmitted light intensity by the light intensity measuring device and the adjustment of the voltage application by the voltage application device were automatically performed by a computer. (Characteristic evaluation method) The transmittance T (%) was obtained from the measured transmitted light intensity according to the following equation. Note that I sample ,
I blank and I back are as defined below.

【数1】 sample :サンプルをセットした時の透過光強度 Iblank :サンプルを取り外した時の透過光強度 Iback :光源からの光を遮光した時の透過光強度 そして、各サンプルついて透過光強度を測定した時の電
圧Vと透過率Tとの関係を表わす電圧−透過率曲線(V
−T曲線)を作成した。このV−T曲線において、透過
率Tが飽和値の90%になる電圧Vを駆動電圧V90と定
義し、このV90により複合膜の特性評価を行った。図5
には、駆動電圧V90を説明するV−T曲線を示してい
る。
(Equation 1) I sample : Transmitted light intensity when a sample is set I blank : Transmitted light intensity when a sample is removed I back : Transmitted light intensity when light from a light source is shielded And transmitted light intensity was measured for each sample. Voltage-transmittance curve (V) representing the relationship between the voltage V at the time and the transmittance T
-T curve). In this V-T curve, a voltage V which the transmittance T is 90% of the saturation value is defined as driving voltage V 90, was subjected to characteristic evaluation of the composite film by the V 90. FIG.
There is illustrated a V-T curve illustrating the driving voltage V 90.

【0028】(評価結果)実施例1、2および比較例1
で作製したサンドイッチ型セルの電圧−透過率特性の評
価を行い、得られた特性値を表1に示す。また、実施例
1のサンプルについて作成されたV−T曲線を図6に示
す。表1から明らかなように、本発明の液晶−高分子複
合膜は、比較例のものに比べて駆動電圧が低くなってい
ることがわかる。しかも、高分子化合物における液晶性
側鎖成分の割合がより多い実施例2の方が、駆動電圧の
低減効果もより大きく、本発明の複合膜が優れた有用性
を有することを示している。さらに、図6に示すよう
に、本発明の複合膜においては、電圧を上昇させた時と
下降させた時とでV−T曲線が異なる挙動を示す。即
ち、ヒステリシス特性(メモリ性)を示していることが
わかる。しかも、このヒステリシス特性は、何回でも可
逆的に観測された。これは前述したように、高分子化合
物中の液晶性側鎖成分によるメモリ性の発現であると考
えられる。このメモリ特性を利用することにより、従来
困難であった大画面表示も実現可能である。
(Evaluation Results) Examples 1 and 2 and Comparative Example 1
The voltage-transmittance characteristics of the sandwich type cell manufactured in the above were evaluated, and the obtained characteristic values are shown in Table 1. FIG. 6 shows a VT curve created for the sample of Example 1. As is clear from Table 1, the liquid crystal-polymer composite film of the present invention has a lower driving voltage than that of the comparative example. In addition, Example 2 in which the proportion of the liquid crystalline side chain component in the polymer compound is larger has a greater effect of reducing the driving voltage, indicating that the composite film of the present invention has excellent utility. Further, as shown in FIG. 6, in the composite membrane of the present invention, the VT curve exhibits different behaviors when the voltage is increased and when the voltage is decreased. That is, it can be seen that it shows a hysteresis characteristic (memory property). Moreover, this hysteresis characteristic was reversibly observed any number of times. This is considered to be due to the development of memory properties due to the liquid crystal side chain component in the polymer compound, as described above. By using this memory characteristic, it is possible to realize a large-screen display which has been difficult in the past.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】実施例3 液晶性モノマーとして前記構造式(1)で示されるシア
ノビフェニル系アクリルモノマー5部、非液晶性の重合
性成分としてn−ブチルアクリレート95部および重合
開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロニトリル
(和光純薬)1部を混合して重合性組成物の混合液とし
た。この重合性組成物2.5部と低分子液晶(BDH社
製、E−7)7.5部とを混合したところ、室温におい
て均一で無色透明の液体(以下、注入液という)となっ
た。この注入液をセルギャップ10μmのITOガラス
セル中に減圧封入し、60℃で15時間熱処理して重合
性組成物を熱重合させたところ、室温で強く白濁した液
晶−高分子複合膜が得られた。
Example 3 5 parts of a cyanobiphenyl acrylic monomer represented by the above structural formula (1) as a liquid crystalline monomer, 95 parts of n-butyl acrylate as a non-liquid crystalline polymerizable component, and 2,2 'as a polymerization initiator 1 part of azobisisobutyronitrile (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was mixed to obtain a liquid mixture of the polymerizable composition. A mixture of 2.5 parts of the polymerizable composition and 7.5 parts of a low-molecular liquid crystal (E-7, manufactured by BDH) became a uniform, colorless and transparent liquid at room temperature (hereinafter referred to as an injection liquid). . The infused solution was sealed under reduced pressure in an ITO glass cell having a cell gap of 10 μm, and heat-treated at 60 ° C. for 15 hours to thermally polymerize the polymerizable composition. As a result, a strongly clouded liquid crystal-polymer composite film was obtained at room temperature. Was.

【0031】実施例4 液晶性モノマーとして前記構造式(1)で示されるシア
ノビフェニル系アクリルモノマー0.4部、非液晶性の
重合性成分としてn−ブチルアクリレート2.7部およ
びエチレングリコールジメタクリレート0.3部、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(メルク社製)0.05部を混合
して重合性組成物の混合液とした。この重合性組成物
2.5部と低分子液晶(BDH社製、E−7)7.5部
とを混合し、室温において均一で無色透明の注入液を得
た。この注入液をセルギャップ10μmのITOガラス
セル中に減圧封入し、500Wキセノンランプ光を照射
して重合性組成物を光重合させたところ、室温で強く白
濁した液晶−高分子複合膜が得られた。
Example 4 0.4 parts of a cyanobiphenyl-based acrylic monomer represented by the above structural formula (1) as a liquid crystalline monomer, 2.7 parts of n-butyl acrylate as a non-liquid crystalline polymerizable component, and ethylene glycol dimethacrylate 0.3 part and 0.05 part of 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (manufactured by Merck) as a polymerization initiator were mixed to prepare a mixture of the polymerizable composition. 2.5 parts of this polymerizable composition and 7.5 parts of low-molecular liquid crystal (E-7, manufactured by BDH) were mixed to obtain a uniform, colorless and transparent injection at room temperature. The infused solution was sealed under reduced pressure in an ITO glass cell having a cell gap of 10 μm, and the polymerizable composition was photopolymerized by irradiation with a 500 W xenon lamp. Was.

【0032】比較例2 重合性組成物の調製時にシアノビフェニル系モノマーを
添加しない以外は、実施例3と全く同様にして液晶−高
分子複合膜を得た。 比較例3 重合性組成物の調製時にシアノビフェニル系モノマーを
添加しない以外は、実施例4と全く同様にして液晶−高
分子複合膜を得た。
Comparative Example 2 A liquid crystal-polymer composite film was obtained in exactly the same manner as in Example 3, except that no cyanobiphenyl-based monomer was added during the preparation of the polymerizable composition. Comparative Example 3 A liquid crystal-polymer composite film was obtained in exactly the same manner as in Example 4 except that no cyanobiphenyl-based monomer was added during the preparation of the polymerizable composition.

【0033】評価例2 実施例3、4および比較例2、3において作製した液晶
−高分子複合膜をサンプルとして以下の方法で評価し
た。波長632.8nmのHe−Neレーザーをサンプ
ルに垂直入射しながら、サンプルに100Hz、矩形波
の交流電圧を印加し、印加する電圧を変化させながらサ
ンンプルを透過してくるレーザーの光強度を測定した。
測定された透過光強度から、前記評価例1に従って透過
率Tを求めた。また、V−T曲線から駆動電圧V90およ
び下記の式に従ってコントラストCRを求めた。 コントラスト CR=Tmax /Tmin ここで、Tmax 、Tmin はそれぞれ透過率Tの最大値、
最小値を示す。その結果を下記の表2に示す。
Evaluation Example 2 The liquid crystal-polymer composite films produced in Examples 3 and 4 and Comparative Examples 2 and 3 were evaluated as samples by the following method. While a He-Ne laser having a wavelength of 632.8 nm was vertically incident on the sample, an AC voltage of 100 Hz and a rectangular wave was applied to the sample, and the light intensity of the laser transmitted through the sample was measured while changing the applied voltage. .
From the measured transmitted light intensity, the transmittance T was determined according to Evaluation Example 1 described above. The contrast CR was determined from the VT curve according to the driving voltage V90 and the following equation. Contrast CR = T max / T min where T max and T min are the maximum values of transmittance T, respectively.
Indicates the minimum value. The results are shown in Table 2 below.

【0034】[0034]

【表2】 表2から明らかなように、実施例3、4のサンプルで
は、比較例2、3のものに比べて駆動電圧が低く、しか
もコントラストも充分であることがわかる。
[Table 2] As is clear from Table 2, the samples of Examples 3 and 4 have lower driving voltages and more sufficient contrast than those of Comparative Examples 2 and 3.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明による液晶−高分子複合膜は、偏
光板が不要で明るい表示が可能であるという本来の特長
に加えて、50Vrms 以下の低電圧で駆動可能であり、
メモリー性があり、かつ十分なコントラストと応答時間
を有するという優れた特性を有する。そのため、TFT
やMIMによる低電圧駆動が可能であり、調光素子のみ
ならず、表示素子、光変調素子、光シャッターおよびメ
モリ素子への応用が可能であり、特に、従来実用化が困
難であった大画面表示素子(透過および反射モード)へ
の適用も可能である。また、本発明の製造方法によれ
ば、低分子液晶と重合性組成物との低分子同志で液晶成
分を混合するため、液滴をコントロールし易く、素子の
駆動電圧も低くなる傾向にある。さらに、実施例3、4
に示したように、複合膜の作製に際して、低分子液晶と
重合性組成物を必ずしも溶媒に溶解する必要がないた
め、複合膜作製後に溶媒を除去する必要がないという利
点もある。
The liquid crystal-polymer composite film according to the present invention can be driven at a low voltage of 50 Vrms or less, in addition to the inherent feature that a polarizing plate is unnecessary and a bright display is possible.
It has excellent characteristics of having memory properties and having sufficient contrast and response time. Therefore, TFT
And MIM, and can be applied not only to dimming elements, but also to display elements, light modulation elements, optical shutters and memory elements, especially large screens that have been difficult to put into practical use in the past. Application to a display element (transmission and reflection mode) is also possible. Further, according to the production method of the present invention, since the liquid crystal components are mixed with the low-molecular liquid crystal and the low-molecular compound of the polymerizable composition, the droplets are easily controlled, and the driving voltage of the device tends to be low. Further, Examples 3 and 4
As shown in the above, there is an advantage that it is not necessary to dissolve the low molecular liquid crystal and the polymerizable composition in a solvent when preparing the composite film, and it is not necessary to remove the solvent after preparing the composite film.

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

【図1】 本発明の複合膜の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a composite membrane of the present invention.

【図2】 本発明の複合膜を用いたデバイスの概略構成
図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a device using the composite film of the present invention.

【図3】 本発明の複合膜の作動原理を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating the operation principle of the composite membrane of the present invention.

【図4】 本発明の複合膜の評価装置の概略構成図であ
る。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a composite membrane evaluation device of the present invention.

【図5】 複合膜の印加電圧と透過率との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the transmittance of the composite film.

【図6】 実施例1で得られた複合膜の電圧−透過率曲
線を示す。
FIG. 6 shows a voltage-transmittance curve of the composite membrane obtained in Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・低分子液晶、1a・・・液晶分子、2・・・高
分子化合物、2a・・・高分子の液晶性側鎖成分、3・
・・液晶−高分子複合膜、4、5・・・電極板、6・・
・電源。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Low molecular liquid crystal, 1a ... Liquid crystal molecule, 2 ... High molecular compound, 2a ... High molecular liquid crystal side chain component, 3 ...
..Liquid crystal-polymer composite film, 4, 5 ... electrode plate, 6 ...
·Power supply.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G02F 1/13 500 C08L 101/00 (72)発明者 石井 徹 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (56)参考文献 特開 平2−116824(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1334 C08J 5/18 C08K 5/00 C08L 101/16 C09K 19/54 G02F 1/13 500 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FIG02F 1/13 500 C08L 101/00 (72) Inventor Toru Ishii 1600 Takematsu, Minamiashigara-shi, Kanagawa Fuji Xerox Co., Ltd. 56) References JP-A-2-116824 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1334 C08J 5/18 C08K 5/00 C08L 101/16 C09K 19 / 54 G02F 1/13 500

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも1種からなる低分子液晶と、液
晶性置換基を有するモノマーと液晶性置換基を有しない
重合性成分との共重合体であって、分子中に液晶性側鎖
成分および非液晶性成分をそれぞれ少なくとも1種含有
する高分子化合物との少なくとも2成分から構成される
液晶−高分子複合膜よりなり、該高分子化合物中の液晶
性側鎖成分と非液晶性成分がモル比で0.1:100〜
100:1であり、かつ低分子液晶と高分子化合物が重
量比で1:10〜50:1であることを特徴とする液晶
−高分子複合膜。
1. A low molecular liquid crystal comprising at least one kind, and a liquid
Monomers with crystalline substituents and no liquid crystalline substituents
A liquid crystal-polymer composite film comprising a copolymer with a polymerizable component and comprising at least two components of a polymer compound having at least one liquid crystalline side chain component and at least one non-liquid crystalline component in a molecule. more becomes 0.1 liquid-crystalline side-chain component and a non-liquid components of the polymer compound is a molar ratio: 100
A liquid crystal-polymer composite film, wherein the weight ratio of the low-molecular liquid crystal to the high molecular compound is 1:10 to 50: 1.
【請求項2】 複合膜中の低分子液晶と高分子化合物と
の少なくとも二成分が相分離状態で存在している請求項
1記載の液晶−高分子複合膜。
2. The liquid crystal-polymer composite film according to claim 1, wherein at least two components of the low molecular liquid crystal and the high molecular compound in the composite film exist in a phase separated state.
【請求項3】 低分子液晶と液晶性置換基を有する重合
性モノマーおよび液晶性置換基を有しない重合性成分を
それぞれ少なくとも1種含有する重合性組成物との混合
物を調製する工程、それに続く重合性組成物の液晶性置
換基を有する重合性モノマーおよび液晶性置換基を有し
ない重合性成分を共重合させる工程からなり、重合性組
成物における液晶性置換基を有する重合性モノマーの全
モル数と液晶性置換基を有しない重合性成分の全モル数
が0.1:100〜100:1であり、かつ混合物にお
ける低分子液晶と重合性組成物が重量比で1:10〜5
0:1であることを特徴とする請求項1記載の液晶−高
分子複合膜の製造方法。
3. A step of preparing a mixture of a low-molecular liquid crystal, a polymerizable monomer having a liquid crystal substituent, and a polymerizable composition containing at least one polymerizable component having no liquid crystal substituent, Liquid crystalline properties of polymerizable composition
Having a polymerizable monomer having a substituent and a liquid crystalline substituent
Copolymerizing a polymerizable component having no liquid crystal substituent in the polymerizable composition, wherein the total mole number of the polymerizable monomer having a liquid crystal substituent and the total mole number of the polymerizable component having no liquid crystal substituent in the polymerizable composition are 0.1: 100 to 100: 1, and the weight ratio of the low-molecular liquid crystal and the polymerizable composition in the mixture is 1:10 to 5
2. The method for producing a liquid crystal-polymer composite film according to claim 1, wherein the ratio is 0: 1.
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