JP3343338B2 - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP3343338B2
JP3343338B2 JP34610499A JP34610499A JP3343338B2 JP 3343338 B2 JP3343338 B2 JP 3343338B2 JP 34610499 A JP34610499 A JP 34610499A JP 34610499 A JP34610499 A JP 34610499A JP 3343338 B2 JP3343338 B2 JP 3343338B2
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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】本発明は高分子分散型液晶を
用いた透過散乱型の液晶表示デバイスに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission-scattering type liquid crystal display device using a polymer-dispersed liquid crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、液晶表示デバイスとしてはネマチ
ック液晶を使用したTN型やSTN型のものが用いられ
ているが、これらの方式のものは偏光板を必要とするた
め表示が暗い、セル厚の高精度な制御が必要なため大画
面化が困難である、視野角が狭いなどの問題点を有して
いる。近年、これらの問題点を解決し、明るくコントラ
ストの良い大型の廉価な液晶表示デバイスを与えるもの
として、高分子−液晶複合系を液晶表示デバイスに応用
する研究が活発に行われるようになった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a liquid crystal display device, a TN type or an STN type using a nematic liquid crystal has been used. However, these types require a polarizing plate, so that the display is dark and the cell thickness is low. However, there is a problem that it is difficult to enlarge the screen because of the need for high-precision control, and the viewing angle is narrow. In recent years, studies to apply a polymer-liquid crystal composite system to a liquid crystal display device have been actively conducted as a solution to these problems and to provide a large and inexpensive liquid crystal display device with good brightness and contrast.

【0003】これまでに開発された高分子−液晶複合系
表示デバイスは液晶成分としてネマチック液晶を用いた
ものがほとんどであり、液晶が微小なドロップレットと
して高分子マトリクス中に分散している構造を有するも
の(高分子内分散型液晶:J.W.Doane,N.
A.Vaz,B.G.Wu,S.Zumer,App
l.Phys.Lett.,48,27(1986))
と、液晶を連続相としてその中に3次元網目状または微
小なドロップレットとして高分子が分散している構造の
もの(高分子分散型液晶:特開平2−28284号公
報、特開平2−55318号公報)の2つの形態が検討
されてきた。しかし、ネマチック液晶による高分子−液
晶複合型表示デバイスの応答速度はいずれも他の液晶表
示デバイスに比較するとかなり遅く、また駆動に要する
電圧も比較的高いものが要求されている。一般に高分子
分散型液晶表示デバイスの立ち下がり動作はその分散構
造を微細にすることで高速化されるが、分散構造が光の
波長よりも小さくなると散乱効果の低下によりコントラ
スト比が低下するため、実用的なコントラスト比を維持
しながら数ms以下の立ち下がり速度を得ることは困難
である。
Most of the polymer-liquid crystal composite display devices developed so far use a nematic liquid crystal as a liquid crystal component, and have a structure in which the liquid crystal is dispersed in a polymer matrix as minute droplets. (Polymer dispersed liquid crystal: JW Doane, N.M.
A. Vaz, B .; G. FIG. Wu, S .; Zumer, App
l. Phys. Lett. , 48 , 27 (1986))
And a structure in which a liquid crystal is used as a continuous phase and a polymer is dispersed therein as a three-dimensional network or fine droplets (polymer dispersed liquid crystal: JP-A-2-28284, JP-A-2-55318). No. 2) has been studied. However, the response speed of a polymer-liquid crystal composite display device using a nematic liquid crystal is considerably slower than other liquid crystal display devices, and a relatively high driving voltage is required. In general, the falling operation of a polymer-dispersed liquid crystal display device is accelerated by making the dispersion structure finer, but when the dispersion structure is smaller than the wavelength of light, the contrast ratio is reduced due to a decrease in the scattering effect. It is difficult to obtain a falling speed of several ms or less while maintaining a practical contrast ratio.

【0004】最近、液晶成分としてカイラルドーパント
を5〜10重量%含有するカイラルネマチック液晶を用
い、らせんねじり力を液晶に付加することで高分子分散
型液晶表示デバイスの応答速度を早め、かつコントラス
ト比を上昇させる試みがなされるようになった(NHK
技研 藤掛英夫,滝沢国治,菊地宏,岡田正勝,第16
回液晶討論会予稿集 p.120(1990))。この
方法によれば応答速度についてはかなりの向上がみられ
るが駆動に要する電圧は逆にかなり高くなってしまい、
実用化には問題が残されている。
Recently, a chiral nematic liquid crystal containing a chiral dopant in an amount of 5 to 10% by weight has been used as a liquid crystal component, and a helical twisting force has been added to the liquid crystal to increase the response speed of a polymer-dispersed liquid crystal display device and increase the contrast ratio. Attempts have been made to raise
Giken Hideo Fujikake, Kuniharu Takizawa, Hiroshi Kikuchi, Masakatsu Okada, 16th
Proceedings of the 1st Liquid Crystal Symposium p. 120 (1990)). According to this method, the response speed is considerably improved, but the voltage required for driving is rather high.
Problems remain for practical application.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を改良し、低電圧駆動可能な高コントラスト、高速応答
性を有する大面積化可能な液晶表示デバイスを提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device which can solve the above-mentioned problems and can be driven at a low voltage, has a high contrast and a high response speed, and can have a large area.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】以上の問題を解決するた
めに鋭意検討した結果、本発明者らはカイラルドーパン
トを含有するカイラルネマチック液晶を調光層に用いた
高分子分散型液晶表示デバイスにおいて、液晶中のカイ
ラルドーパント濃度を特定の範囲にすることにより低電
圧駆動かつ高速応答が可能になることを見いだし、本発
明に至ったものである。すなわち、本発明は、2枚の透
明導電性基板とこの基板間に支持された調光層を有し、
前記調光層が10〜15重量%の透明性高分子固体と液
晶成分の0.05〜0.5重量%のカイラルドーパント
を含有するカイラルネマチック液晶との混合物からなる
とともに、上記液晶成分が上記透明性高分子の薄膜に包
まれたグレイン構造を有し、且つ、フォーカルコニック
・ポリドメイン構造を有することを特徴とする液晶表示
デバイスである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a polymer-dispersed liquid crystal display device using a chiral nematic liquid crystal containing a chiral dopant for a light modulating layer is disclosed. The present inventors have found that by setting the concentration of the chiral dopant in the liquid crystal within a specific range, low-voltage driving and high-speed response can be achieved, and the present invention has been accomplished. That is, the present invention has two transparent conductive substrates and a dimming layer supported between the substrates,
The light modulating layer is composed of a mixture of a transparent polymer solid of 10 to 15% by weight and a chiral nematic liquid crystal containing a chiral dopant of 0.05 to 0.5% by weight of a liquid crystal component.
And a liquid crystal component having a grain structure wrapped in a thin film of the transparent polymer , and a focal conic
-A liquid crystal display device having a polydomain structure .

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】ネマチック液晶に少量のカイラル
ドーパントを混入すると系全体がカイラルネマチック液
晶になることは良く知られている。カイラルネマチック
液晶すなわちコレステリック液晶を用いた高分子分散型
液晶表示デバイスにおいては、電圧を印加しない場合に
液晶相がコレステリック液晶特有のフォーカルコニック
・ポリドメイン構造となるため、分散構造が微細であっ
てもネマチック液晶のみを用いた場合に比較して著しい
光散乱性を示す。この効果により、本発明においてはポ
リマーと液晶成分の屈折率をあえて考慮しなくとも、透
明性の高いポリマーを用いさえすれば表示のコントラス
ト比を大幅に改善することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS It is well known that when a small amount of chiral dopant is mixed into a nematic liquid crystal, the whole system becomes a chiral nematic liquid crystal. In a polymer dispersed liquid crystal display device using a chiral nematic liquid crystal, that is, a cholesteric liquid crystal, the liquid crystal phase has a focal conic polydomain structure peculiar to the cholesteric liquid crystal when no voltage is applied. It shows remarkable light scattering property as compared with the case where only a nematic liquid crystal is used. Due to this effect, in the present invention, the contrast ratio of the display can be significantly improved by using a polymer having high transparency, without intentionally considering the refractive indexes of the polymer and the liquid crystal component.

【0008】応答速度についてはより問題は複雑にな
り、カイラルネマチック液晶を用いた高分子分散型液晶
表示デバイスにおける立ち上がり時間(τr)は、電界
によって分子を強制配向させるのに要する時間に相当す
るため電圧が大きいほど短時間になる傾向がある。一
方、立ち下がり時間(τd)はポリドメイン構造の自発
的回復に要する時間に相当するので、主としてカイラル
ネマチックのねじれ力と壁面効果すなわち高分子−液晶
界面における相互作用による液晶分子のアンカリングの
強さのみで決定される。カイラルドーパント濃度を上げ
ることによりカイラルネマチックのねじれ力を増せばτ
dを小さくすることができるが、反面コレステリック構
造の崩壊が関与する立ち上がりに強い力が必要となるた
め駆動に要する電圧は高くなる。すなわち、τrの高速
化とτdの高速化はカイラルドーパント濃度および駆動
電圧の大小において互いに逆の関係となり、実用的な低
電圧駆動でかつ応答の高速化を図るには、高分子成分の
濃度を調節すると共にカイラルドーパント濃度および性
質を選ぶことによりコレステリックのねじれ力を調節し
て最適な状態にすることが必要である。
The response speed becomes more complicated, and the rise time (τ r ) in a polymer dispersed liquid crystal display device using a chiral nematic liquid crystal corresponds to the time required for forcibly aligning molecules by an electric field. Therefore, the higher the voltage, the shorter the time tends to be. On the other hand, the fall time (τ d ) corresponds to the time required for the spontaneous recovery of the polydomain structure, so that the chiral nematic twisting force and the wall effect, that is, the anchoring of liquid crystal molecules due to the interaction at the polymer-liquid crystal interface, are mainly observed. Determined only by strength. Increasing the torsion force of chiral nematics by increasing the concentration of chiral dopant will give τ
Although d can be reduced, the voltage required for driving is increased because a strong force is required for the rise involving the collapse of the cholesteric structure. That, tau speed and acceleration of tau d of r becomes a reverse relationship to each other in magnitude of the chiral dopant concentration and drive voltage, the achieve practical low-voltage drive at high speed of response, the polymeric components It is necessary to adjust the cholesteric torsional force to an optimum state by adjusting the concentration and selecting the chiral dopant concentration and properties.

【0009】以上の条件を満たすものとして、本発明者
らは調光層の高分子成分の濃度を1重量%以上50重量
%以下として壁面効果をある程度持たせるとともに、液
晶成分中のカイラルドーパント濃度を0.05〜5重量
%とすることにより、3〜15Vという比較的低電圧に
おいて駆動され、τrが2〜10ms、τdが6〜14m
s、最大コントラスト比(T100/T0、このとき
100:電圧印加時の最大透過率(%),T0:最小透過
率即ち電圧未印加時の透過率(%)とする。以下同様)
580:1以上という優れた性能を有する高分子分散型
液晶表示デバイスが得られることを見出した。
Assuming that the above conditions are satisfied, the inventors of the present invention set the concentration of the polymer component in the light control layer to 1% by weight or more and 50% by weight or less to provide a wall effect to some extent, and to increase the chiral dopant concentration in the liquid crystal component. Is set to 0.05 to 5% by weight, driving is performed at a relatively low voltage of 3 to 15 V, τ r is 2 to 10 ms, τ d is 6 to 14 m
s, maximum contrast ratio (T 100 / T 0 , where T 100 : maximum transmittance (%) when voltage is applied; T 0 : minimum transmittance, ie, transmittance (%) when no voltage is applied. )
It has been found that a polymer dispersed liquid crystal display device having an excellent performance of 580: 1 or more can be obtained.

【0010】殊に、前述の組成においてカイラルドーパ
ントとしてコレステリック液晶とカイラルスメクチック
C相を示す強誘電性液晶の2種の液晶混合物を用いた場
合には、駆動電力をより低くし、ポリドメイン性、光散
乱能をさらに向上させることが可能である。
In particular, in the case where two kinds of liquid crystal mixtures of a cholesteric liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal exhibiting a chiral smectic C phase are used as the chiral dopant in the above-mentioned composition, the driving power is further reduced, and the polydomain property is reduced. It is possible to further improve the light scattering ability.

【0011】カイラルドーパントとしてコレステリック
液晶とカイラルスメクチックC相を示す強誘電性液晶の
混合物を用いることにより優れた特性が得られる理由に
ついては明確でないが、前記2種の液晶を混合して用い
ることにより、ねじれ力は弱くともポリドメイン構造へ
の自発回復時間が速い液晶系とねじれ力は比較的強くポ
リドメイン構造への自発回復時間が速い液晶系というね
じれ力の異なる相が2種混在した状態になるため、全体
として比較的低電圧でも応答し、しかも比較的速い応答
を示すものと考えられる。
It is not clear why excellent characteristics can be obtained by using a mixture of a cholesteric liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal exhibiting a chiral smectic C phase as a chiral dopant. The liquid crystal system has a short spontaneous recovery time to a polydomain structure even though the twisting force is weak, and the liquid crystal system has a relatively high twisting power and a spontaneous recovery time to a polydomain structure. Therefore, it is considered that the device responds even at a relatively low voltage as a whole and shows a relatively fast response.

【0012】本発明のデバイスにおいて使用する基板は
導電層を有する透明なものであれば特に限定されるもの
ではなく、ガラス、透明な樹脂のシート等を用いること
ができる。
The substrate used in the device of the present invention is not particularly limited as long as it is a transparent substrate having a conductive layer, and a glass, a transparent resin sheet or the like can be used.

【0013】調光層に用いるネマチック液晶材料として
は、常温で充分な電界応答性を有し、高分子成分と混合
した場合に高分子相と液晶相が異なった相として互いに
混在し、さらに2枚の基板間で高分子相中に液晶が連続
的なドメインを形成して存在することが必要である。こ
のような条件を満たすものであれば一般的なネマチック
液晶を用いることができ、例えばビフェニル系、フェニ
ルシクロヘキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサン
系、シアノビフェニル系、シアノフェニルシクロヘキサ
ン系、シアノシクロヘキシルシクロヘキサン系のものあ
るいはこれらの混合物を挙げることができる。これらの
なかでも特に好ましいのは電界応答性に優れたシアノビ
フェニル系、シアノフェニルシクロヘキサン系、シアノ
ヘキシルシクロヘキサン系のものである。
The nematic liquid crystal material used for the light control layer has a sufficient electric field response at room temperature, and when mixed with a polymer component, the polymer phase and the liquid crystal phase are mixed with each other as different phases. It is necessary that the liquid crystal be formed in the polymer phase between the two substrates so as to form continuous domains. A general nematic liquid crystal can be used as long as it satisfies such conditions, for example, biphenyl, phenylcyclohexane, cyclohexylcyclohexane, cyanobiphenyl, cyanophenylcyclohexane, cyanocyclohexylcyclohexane, or these. And mixtures thereof. Among them, particularly preferred are cyanobiphenyl-based, cyanophenylcyclohexane-based, and cyanohexylcyclohexane-based ones having excellent electric field response.

【0014】液晶成分中でカイラルドーパントとして用
いるコレステリック液晶およびカイラルスメクチックC
相を示す強誘電性液晶としては、ネマチック液晶材料と
の混合性がよく、ネマチック液晶材料に充分ならせんね
じれ力を与えうるものであればよい。具体的にはそれぞ
れ常温において単独でコレステリック相およびカイラル
スメクチックC相を呈するものであれば特に限定される
ものではないが、比較的バルキーでない構造を有するも
のが好ましい。
Cholesteric liquid crystal used as chiral dopant in liquid crystal component and chiral smectic C
The ferroelectric liquid crystal exhibiting a phase may be any as long as it has good miscibility with a nematic liquid crystal material and can give a sufficient helical twisting force to the nematic liquid crystal material. Specifically, the material is not particularly limited as long as it independently exhibits a cholesteric phase and a chiral smectic C phase at normal temperature, but a material having a relatively non-bulky structure is preferable.

【0015】カイラルドーパント濃度としては、前述し
たように駆動電圧と応答速度を考慮すれば液晶成分の
0.05〜5重量%が好ましく、更に好ましくは0.3
〜0.5重量%である。
As described above, the concentration of the chiral dopant is preferably 0.05 to 5% by weight of the liquid crystal component, more preferably 0.3, in consideration of the driving voltage and the response speed.
~ 0.5% by weight.

【0016】カイラルドーパントの成分としてはコレス
テリック液晶性のものとカイラルスメクチックC相を示
す強誘電性のものをそれぞれ単独で用いるか、あるいは
混合物として用いる。混合して用いる場合の成分比は特
に限定されるものではないが、2種のねじれ力が混在す
る効果を充分発揮させるためにはカイラルドーパント全
量のうちカイラルスメクチックC相を示す強誘電性液晶
が40〜60重量%であることが好ましい。
As the components of the chiral dopant, those having a cholesteric liquid crystalline property and those having a ferroelectric property exhibiting a chiral smectic C phase are used alone or as a mixture. The component ratio when mixed and used is not particularly limited, but in order to sufficiently exhibit the effect of mixing two kinds of torsional forces, a ferroelectric liquid crystal exhibiting a chiral smectic C phase in the total amount of chiral dopants must be used. It is preferably 40 to 60% by weight.

【0017】液晶成分の連続相中に介在する高分子成分
としては、壁面効果を充分に発現させるために液晶連続
相の壁面を薄膜状に覆う形態に分散した構造をとること
が必要であり、分散した状態を保持するためにもプレポ
リマーあるいはモノマーの形で液晶成分と混合し、分散
状態にした後紫外光照射等によって常温で固化させるの
が望ましい。このような処理をすることによりコレステ
リック液晶のフォーカルコニック・グレイン構造を保持
したままでポリマー化されるため、グレインのドメイン
がポリマーの薄膜に包まれた形となる。このような紫外
光硬化型のプレポリマーとしては、アクリル系、メタア
クリル系等のものを用いることができる。
As the polymer component interposed in the continuous phase of the liquid crystal component, it is necessary to take a structure in which the wall surface of the liquid crystal continuous phase is dispersed in a thin film form in order to sufficiently exhibit the wall effect. In order to maintain the dispersed state, it is desirable to mix with the liquid crystal component in the form of a prepolymer or a monomer, to form a dispersed state, and then to solidify at room temperature by irradiation with ultraviolet light or the like. By performing such a treatment, the cholesteric liquid crystal is polymerized while maintaining the focal conic grain structure, so that the domains of the grains are wrapped in a polymer thin film. As such an ultraviolet-curable prepolymer, acrylic or methacrylic ones can be used.

【0018】また、高分子成分の比率が高いと連続した
液晶ドメインは形成されにくいため、調光層に占める高
分子成分の割合は10〜15重量%である。
Further, if the ratio of the polymer component is high, it is difficult to form a continuous liquid crystal domain. Therefore, the ratio of the polymer component in the light control layer is 10 to 15% by weight.

【0019】その他、任意成分としてはベンゾフェノ
ン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等の
重合開始剤、連鎖移動剤、染料などを、前記液晶成分や
高分子成分の性質あるいは目的とする表示デバイスの種
類、用途等によって適宜混合して用いることができる。
Other optional components include a polymerization initiator such as benzophenone and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, a chain transfer agent, a dye, etc., depending on the properties of the liquid crystal component and the polymer component or the type and purpose of the intended display device. And the like can be used by appropriately mixing them.

【0020】当発明による液晶表示デバイスは以下のよ
うにして製作することができる。即ち、ネマチック液晶
成分の等方相状態においてカイラルドーパントを添加し
て良く混合し、さらにプレポリマーおよび任意成分を添
加してさらに攪拌する。この混合物をスペーサーを用い
て所定の間隔に設定した2枚の透明導電性基板間に挿入
し、基板を通して紫外光を照射させることにより、高分
子成分が固化して不透明な調光層が形成される。
The liquid crystal display device according to the present invention can be manufactured as follows. That is, in the isotropic state of the nematic liquid crystal component, a chiral dopant is added and mixed well, and a prepolymer and an optional component are further added and further stirred. This mixture is inserted between two transparent conductive substrates set at a predetermined interval using a spacer, and irradiated with ultraviolet light through the substrates, whereby the polymer component is solidified to form an opaque dimming layer. You.

【0021】本発明においては調光層の厚みは特に限定
されるものではないが、応答性の点からは好ましくは5
〜60μmであり、更に好ましくは7.5〜15μmで
ある。
In the present invention, the thickness of the light control layer is not particularly limited, but is preferably 5 from the viewpoint of responsiveness.
To 60 μm, and more preferably 7.5 to 15 μm.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明により駆動電圧3〜15Vにおい
て立ち上がり時間(τr)が2〜10ms,立ち下がり
時間(τd)が6〜14ms、最大コントラスト比(T
100/T 0)580:1以上という優れた性能を有する高
分子分散型液晶表示デバイスが得られる。これは従来の
高分子−液晶複合型液晶表示デバイスが数10Vの駆動
電圧を必要としていたのに比較して相当低いものであ
り、しかも低駆動電圧であっても応答速度は従来のもの
に勝るとも劣らない。さらに、液晶成分としてカイラル
ネマチック液晶を用いたことにより、最大コントラスト
比は従来のネマチック液晶のみを用いた場合に得られる
2〜14:1程度に比較して相当向上しており、実用的
で高性能な液晶表示デバイスを提供することができる。
According to the present invention, the driving voltage is 3 to 15 V.
Rise time (τr) Falls for 2 to 10 ms.
Time (τd) Is 6 to 14 ms, and the maximum contrast ratio (T
100/ T 0) 580: 1 or higher with excellent performance
A molecular dispersion type liquid crystal display device is obtained. This is the traditional
Polymer-liquid crystal composite type liquid crystal display device drives several tens of volts
Voltage is much lower than it needed.
Response speed even at low drive voltage
No less than that. Furthermore, chiral as liquid crystal component
Maximum contrast by using nematic liquid crystal
Ratio is obtained using only conventional nematic liquid crystals
Practically improved compared to about 2 to 14: 1
And a high-performance liquid crystal display device can be provided.

【0023】[0023]

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the present invention is limited thereto.

【0024】なお、実施例および比較例において作製し
た各々のデバイスの電気光学特性の測定には供給電源と
してファンクションジェネレーター1920A(NF社
製)を、また光源には150W(100V)ハロゲンラ
ンプを用い、ハロゲンランプ用ランプハウスおよび顕微
鏡用白色光フィルターを用いて得られた平行光束をフィ
ルターより40cmの距離に設置したサンプルに直径5
mmの光束で入射し、試料を透過して試料から10cm
の距離において幅5mmのスリットを通過した光量をフ
ォトディテクターにより評価した。最大コントラスト比
(T100/T0)は上述の条件において電圧印加時の最大
透過率(T100)および電圧未印加時の透過率(T0)の
比を求めることにより算出した。また、立ち上がり時間
(τr)および立ち下がり時間(τd)の測定にはデジタ
ル・ストレージオシロスコープ(40MHz、岩通製)
を用い、周波数500Hzの矩形波を加えた。
In order to measure the electro-optical characteristics of each device manufactured in Examples and Comparative Examples, a function generator 1920A (manufactured by NF Corporation) was used as a power supply, and a 150 W (100 V) halogen lamp was used as a light source. A parallel light beam obtained by using a lamp house for a halogen lamp and a white light filter for a microscope was applied to a sample placed at a distance of 40 cm from the filter to have a diameter of 5 cm.
10 mm from the sample
At a distance of 5 mm, the amount of light passing through a slit having a width of 5 mm was evaluated by a photodetector. The maximum contrast ratio (T 100 / T 0 ) was calculated by obtaining the ratio of the maximum transmittance (T 100 ) when a voltage was applied and the transmittance (T 0 ) when no voltage was applied under the above conditions. Also, a digital storage oscilloscope (40 MHz, Iwatsu) is used to measure rise time (τ r ) and fall time (τ d )
And a rectangular wave having a frequency of 500 Hz was applied.

【0025】実施例1 高分子成分としてヒドロキシエチルアクリレートとフェ
ノキシエチルアクリレートの60:40(重量比)混合
物10重量%、液晶材料としてカイラルドーパントであ
るコレステリック液晶CM−33(チッソ社製)を液晶
全量の0.4重量%含有するネマチック液晶5CB(メ
ルク社製)90重量%を良く混合し、ポリイミドフィル
ムのスペーサーにより間隔を7.5μmに設定した2枚
の酸化インジウムをコートしたネサガラス基板間に挿入
し、室温22℃にて100Wの高圧水銀灯による紫外光
の平行光束を出光側レンズから30cmの位置で5分間
照射してプレポリマーを硬化させた。2枚の基板間に形
成された調光層の大きさは約1cm×1cmであり、こ
の組織を走査型電子顕微鏡で観察したところポリドメイ
ン・グレイン・フォーカルコニック構造をなし、各小グ
レインを薄いポリマーの皮膜が覆っている形態となって
いるのが認められた。室温20℃においてこのデバイス
の電気光学特性を測定したところ、駆動電圧15Vにお
いて最大コントラスト比(T100/T0)580:1以
上、τr=1.4ms、τd=8.0msが得られた。
Example 1 10% by weight of a 60:40 (weight ratio) mixture of hydroxyethyl acrylate and phenoxyethyl acrylate as a polymer component, and a cholesteric liquid crystal CM-33 (manufactured by Chisso Corporation) as a chiral dopant as a liquid crystal material, the total amount of liquid crystal. 90% by weight of a nematic liquid crystal 5CB (manufactured by Merck) containing 0.4% by weight of the above, and inserted between two indium oxide-coated Nesa glass substrates with a spacing of 7.5 μm set by a polyimide film spacer. Then, a pre-polymer was cured by irradiating a parallel light beam of ultraviolet light from a high-pressure mercury lamp of 100 W at a room temperature of 22 ° C. for 5 minutes at a position 30 cm from the light-emitting side lens. The size of the light control layer formed between the two substrates is about 1 cm × 1 cm. When this structure was observed with a scanning electron microscope, the structure formed a polydomain grain focal conic structure, and each small grain was thin. It was observed that the polymer film was covered. When the electro-optical characteristics of this device were measured at a room temperature of 20 ° C., a maximum contrast ratio (T 100 / T 0 ) of 580: 1 or more, τ r = 1.4 ms, and τ d = 8.0 ms were obtained at a driving voltage of 15 V. Was.

【0026】実施例2 高分子成分としてヒドロキシエチルアクリレートとフェ
ノキシエチルアクリレートの60:40(重量比)混合
物10重量%、液晶材料としてはカイラルドーパントと
であるコレステリック液晶CM−33(チッソ社製)と
カイラルスメクチックC相を示す強誘電性液晶CS−2
003(チッソ社製)の1:1(重量比)混合物を液晶
全量の0.4重量%含有するネマチック液晶5CB(メ
ルク社製)90重量%を良く混合し、ポリイミドフィル
ムのスペーサーにより間隔を7.5μmに設定した2枚
の酸化インジウムをコートしたネサガラス基板間に挿入
し、室温22℃にて100Wの高圧水銀灯による紫外光
の平行光束を出光側レンズから30cmの位置で5分間
照射してプレポリマーを硬化させた。2枚の基板間に形
成された調光層の大きさは約1cm×1cmであり、こ
の組織を偏光顕微鏡を用いて観察したところ、液晶相は
ポリドメイン・グレイン・フォーカルコニック構造をな
し、グレインの大きさは数十μm程度で多少分布があ
り、電圧印加によるポリドメインから均一化構造への転
換速度の異なる相が混在しているのが見受けられた。室
温20℃においてこのデバイスの電気光学特性を測定し
たところ、駆動電圧7Vにおいて最大コントラスト比
(T100/T0)700:1以上、τ r=4.2ms、τd
=10.4msが得られた。
Example 2 Hydroxyethyl acrylate and a polymer
60:40 (weight ratio) mixture of nonoxyethyl acrylate
10% by weight, and chiral dopant as liquid crystal material
Cholesteric liquid crystal CM-33 (manufactured by Chisso)
Ferroelectric liquid crystal CS-2 showing chiral smectic C phase
003 (manufactured by Chisso) in a 1: 1 (weight ratio) mixture
Nematic liquid crystal 5CB containing 0.4% by weight of the total amount
90% by weight well mixed with polyimide fill
2 pieces with the spacing set to 7.5 μm by the spacer
Inserted between Nesa glass substrates coated with indium oxide
UV light from a 100 W high-pressure mercury lamp at room temperature 22 ° C
5 minutes at a position 30 cm from the lens on the light exit side
Irradiation cured the prepolymer. Form between two substrates
The size of the formed dimming layer is about 1 cm x 1 cm.
When the structure of was observed using a polarizing microscope, the liquid crystal phase was
Create a polydomain grain focal conic structure
However, the size of the grains is about several tens
Voltage to switch from polydomain to uniform structure
It was observed that phases with different exchange rates were mixed. Room
Measure the electro-optical characteristics of this device at a temperature of 20 ° C.
It was found that the maximum contrast ratio was
(T100/ T0) 700: 1 or more, τ r= 4.2 ms, τd
= 10.4 ms.

【0027】比較例1 高分子成分としてヒドロキシエチルアクリレートとフェ
ノキシエチルアクリレートの60:40(重量比)混合
物10重量%、液晶材料としてカイラルドーパントであ
るコレステリック液晶CM−33(チッソ社製)とカイ
ラルスメクチックC相を示す強誘電性液晶CS−200
3(チッソ社製)の1:1(重量比)混合物を液晶全量
の10重量%含有するネマチック液晶5CB(メルク社
製)90%を良く混合し、ポリイミドフィルムのスペー
サーにより間隔を7.5μmに設定した2枚の酸化イン
ジウムをコートしたネサガラス基板間に挿入し、室温2
2℃にて100Wの高圧水銀灯による紫外光の平行光束
を出光側レンズから30cmの位置で5分間照射してプ
レポリマーを硬化させた。2枚の基板間に形成された調
光層部分の大きさは1cm×1cmであり、室温20℃
においてこのデバイスの電気光学特性を測定したとこ
ろ、駆動電圧50Vにおいて最大コントラスト比(T
100/T0)520:1以上、τr=1.3ms、τd=1
5msであった。
Comparative Example 1 10% by weight of a 60:40 (weight ratio) mixture of hydroxyethyl acrylate and phenoxyethyl acrylate as a polymer component, cholesteric liquid crystal CM-33 (manufactured by Chisso) as a chiral dopant as a liquid crystal material, and chiral smectic Ferroelectric liquid crystal CS-200 showing C phase
90% of nematic liquid crystal 5CB (manufactured by Merck) containing a 1: 1 (weight ratio) mixture of 3 (manufactured by Chisso) in an amount of 10% by weight of the total amount of the liquid crystal was mixed well, and the interval was set to 7.5 μm with a polyimide film spacer. Insert between the set two indium oxide coated Nesa glass substrates,
The prepolymer was cured by irradiating a parallel beam of ultraviolet light from a high-pressure mercury lamp of 100 W at 2 ° C. for 5 minutes at a position 30 cm from the light-emitting side lens. The size of the dimming layer formed between the two substrates is 1 cm × 1 cm, and the room temperature is 20 ° C.
The electro-optical characteristics of this device were measured at a driving voltage of 50 V, and the maximum contrast ratio (T
100 / T 0 ) 520: 1 or more, τ r = 1.3 ms, τ d = 1
It was 5 ms.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1334 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1334

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 2枚の透明導電性基板とこの基板間に支
持された調光層を有し、前記調光層が10〜15重量%
の透明性高分子固体と液晶成分の0.05〜0.5重量
%のカイラルドーパントを含有するカイラルネマチック
液晶との混合物からなるとともに、上記液晶成分が上記
透明性高分子の薄膜に包まれたグレイン構造を有し、且
つ、フォーカルコニック・ポリドメイン構造を有する
とを特徴とする液晶表示デバイス。
1. A light-adjusting layer supported between two transparent conductive substrates and the substrate, wherein the light-adjusting layer comprises 10 to 15% by weight.
With a mixture of a chiral nematic liquid crystal containing a transparent polymer solids and 0.05 to 0.5 wt% of chiral dopant in the liquid crystal component, said liquid crystal component is wrapped in a thin film of the transparent polymer It has a grain structure and
A liquid crystal display device having a focal conic polydomain structure .
【請求項2】 液晶成分中のカイラルドーパント含有量
が0.3〜0.5重量%であることを特徴とする請求項
1に記載の液晶表示デバイス。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the content of the chiral dopant in the liquid crystal component is 0.3 to 0.5% by weight.
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