JPH04136817A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、液晶表示素子に関し、さらに詳しくは、外部
印加電圧のオン−オフにより光散乱−光透過の応答を示
し、また大型化が可能であり、文字や図形表示の表示用
素子、光量調節用のフィルターとして利用可能な液晶表
示素子に関する。

〈従来の技術〉 デイスプレィあるいは調光の方法として、液晶による方
法は、少ない電気エネルギーで、比較的速い応答が可能
であり、しかも小さい表示から大面積の表示まで可能で
あるため、近年種々開発がなされている。

液晶表示素子は、従来、液晶の旋光性を利用するものが
主であり、それらの表示素子には偏光板が必要とされる
ので、明るくコントラストの良い液晶表示素子を得るこ
とが困難であるという欠点がある。

また、液晶表示素子の大面積化に伴い、近年では表示素
子全体にわたり液晶層を均一な厚さにすること及び該液
晶層の均一な厚さを保つためのスペーサーやギャップ調
節材等の工夫が必要とされており、更には例えばガラス
等の硬く変形しにくい基板材料が必要とされている。

そこで上述の欠点等を解決するために、液晶をカプセル
内に封入しポリマー中に分散させる方法（米国特許箱４
．４３５０４．７号等）、液晶と紫外線硬化型子ツマ−
の化学構造を検討し最適な組み合わせを選択することに
より液晶を分散させた後、紫外線照射し、樹脂の三次元
網目内に液晶連続相を形成させる方法（特開平２−２９
４８７号公報）などが検討されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述したカプセル化等の方法により高分
子中に液晶を分散させる方法では、液晶とカプセル化剤
の選定、分散条件の検討等が必要であり、限られた最適
条件において優れた特性を示すものの、液晶の性質が大
きく異なる場合、その液晶の性質に合わせて、各条件を
再度最適化しなければならないという欠点が生しる。

本発明の目的は、偏光板や配向膜を必要とせず、構造が
簡単で、製造が容易な電気応答性に優れた液晶表示素子
を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 本発明によれば、基板の間に調光層を有する表示素子で
あって、該調光層が、下記一般式（１）（式中Ｒ１及び
Ｒ２は、同−若しくは異なる基であって、Ｒ□及びＲ２
の少なくとも一方の基は、炭素数３〜１２の枝分かれア
ルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキル基、炭素数
３〜１４の環構造の置換基を有する炭素数２〜６の置換
アルキル基、前記環構造の置換基を有する炭素数３〜１
０の置換シクロアルキル基又はシロキサン系炭化水素基
を表わし、前記各々の基にはへテロ原子が含まれていて
もよく、またハロゲン原子で置換されていでもよい）で
示されるフマル酸ジエステルの反復単位を６０重景％以
上含有する三次元網目状マトリックス高分子体を有し、
且つ該高分子体の三次元網目内に液晶が連続相として分
散してなる構造を有することを特徴とする液晶表示素子
が提供される。

以下、本発明につきさらに詳細に説明する。

本発明の液晶表示素子は、基板の間に設けられる調光層
が、特定の三次元網目状マトリックス高分子体を有し、
且つ該マトリックス高分子体の三次元網目内に液晶が連
続相として分散してなる構造を有することを特徴とする
。

本発明において、三次元網目状マトリックス高分子体は
、好ましくは数平均分子量１００００〜５０００００の
高分子体であって、液晶が連続相として分散し得る三次
元網目構造を有する高分子体である。該高分子体の構成
単位として含有されるフマル酸ジエステルの反復単位は
、下記一般式％式％ 式中Ｒ□及びＲ２は、同−若しくは異なる基であって、
Ｒ□及びＲ２の少なくとも一方の基は、炭素数３〜１２
の枝分かれアルキル基、炭素数３〜１２のシクロアルキ
ル基、炭素数３〜１４の環構造の置換基を有する炭素数
２〜６の置換アルキル基、前記環構造の置換基を有する
炭素数３〜１ｏの置換シクロアルキル基又はシロキサン
系炭化水素基を表わし、前記各々の基には、窒素原子、
酸素原子、リン原子、イオウ原子等のへテロ原子が含ま
れていてもよく、また塩素原子、フッ素原子、ヨウ素原
子等のハロゲン原子で置換されていてもよい。

前記一般式（１）で表わされる反復単位を構成すること
が可能なフマル酸ジエステルとしては。

例えばフマル酸ジイソプロピル、フマル酸ジｔｅｒｔ−
ブチル、フマル酸ジシクロヘキシル、フマル酸ジー５ｅ
ｃ−ブチル、フマル酸ジー４−メチル−２−ペンチル、
フマル酸イソプロピル−ｔｅｒｔ−ブチル、フマル酸イ
ソプロピル−イソアミル、フマル酸イソプロピル−４−
メチル−２−ペンチル、フマル酸イソプロピル−２−エ
チルヘキシル、フマル酸イソプロピル−ノニル、フマル
酸ｔｅｒｔ−ブチル−３ｅＣ−ブチル、フマル酸ｔ　ｅ
　ｒ　ｔ−ブチル−イソアミル、フマル酸ｔｅｒｔ−ブ
チルー４−メチル−２−ペンチル、フマル酸ｔｅｒｔ−
ブチルー２−エチルヘキシル等の炭素数３〜１２の枝分
かれアルキル基又は炭素数３〜１４の環構造を有するフ
マル酸ジエステル；メチル＝（トリメチルシリル）フマ
レー１〜、エチル−（１−リスチルシリル）フマレート
、イソプロピル−（トリメチルシリル）フマレート、シ
クロへキシル−（トリメチルシリル）フマレート、ｔａ
ｒｔ−ブチル−（トリメチルシリル）フマレート、イソ
プロピル−（３−１−リス（トリメチルシロキシ）シリ
ル）プロビルフマレー１〜、イソプロピル−５−（（ペ
ンタメチル）シクロキサニル）プロピルフマレート等の
シロキサン系炭化水素基を有するフマル酸ジエステル；
Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチル−イソプロピルフマレー
ト、ｔｅｒｔブチル−１−ブトキシ−２−プロピルフマ
レート、２−シアノエチル−イソプロピルフマレート、
グリシジルーイソプロピルフマレ−１−、ジエチルホス
ホノメチルーイソプロビルフマーレト、２−メチルチオ
エチルーイソプロビルフマレー１へ等のへテロ原子で置
換された炭化水素基を有するフマル酸ジエステル；パー
フルオロオクチルエチル−イソプロピルフマレート、ト
ルフルオロメチルイソプロピルフマレート、ペンタフル
オロエチルイソプロピルフマレート、ヘキサフルオロイ
ソプロピル−イソプロピルフマレート、ビス−１−タロ
ロイソプロピルフマレート等のハロゲン原子で置換され
た炭化水素基を有するフマル酸ジエステル等を挙げるこ
とができる。

本発明において、三次元網目状マトリックス高分子体の
構成単位として含有される曲射一般式（１）で表わされ
るフマル酸ジエステルの反復単位の含有割合は、三次元
網目状７１〜リツクス高分子体中６０重景％以上とする
必要がある。前記反復単位の含有割合が６０重量％未満
の場合には、所望の三次元網目状マトリックス高分子体
が得られず、液晶表示素子としての性能が著しく低下す
る。

本発明において三次元網目状マトリックス高分子体を構
成することが可能な、前記フマル酸ジエステル以外の他
の共重合モノマーとしては、例えばスチレン及びその誘
導体、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸
エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリ
ル酸ブタン等の（メタ）アクリル酸エステル類；イソブ
チルビニルエーテル等のビニルエーテル類；酢酸ビニル
。

ピバリン酸ビニル等のビニルエステル類；酢酸アリル、
安息香酸アリル等のアリルエステル類；マレイミド類；
塩化ビニル、塩化ビニリデン等を挙げることができ、使
用に際しては単独若しくは混合物として用いることがで
きる。

本発明において、三次元網目状マトリックス高分子体を
構成する重合体を調製するには、前記フマル酸ジエステ
ル単独若しくはフマル酸ジエステルと前記他の共重合モ
ノマーとを、通常のラジカル重合法等、具体的には、ラ
ジカル重合開始剤の存在下、好ましくは反応温度２０〜
１．　Ｏ０℃において、２〜１００時間重合させる方法
等により得ることができる。前記ラジカル重合開始剤と
しては、１０時間半減期温度が１２０℃以下の有機過酸
化物、アゾ化合物及びこれらの混合物等から成る群より
選択される重合開始剤、具体的には例えば、過酸化ベン
ゾイル、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、ｔｅ
ｒｔ−ブチルペルオキシ２−エチルヘキサノエート、ｔ
ａｒｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチ
ルペルオキシジイソブチレート、過酸化ラウロイル、ア
ゾビスイソブチロニトリル等を挙げることができる。

前記重合開始剤の使用量は、原料モノマー１００重量部
に対して１０重量部以下が好ましく、さらに好ましくは
５重量部以下である。

本発明において、調光層を形成することができる前記三
次元網目状７トリツクス高分子体中の三一 次元網目内に連続相として分散される液晶は、特に限定
されるものではなく、液晶表示素子用の液晶として使用
し得るものであれば良く、具体的には例えば４−アルコ
キシ−４７−アルキルアニリンゼン、ｐ−アゾキシフェ
ネトール等のアゾキシ系化合物、４−アルコキシ−４７
−アルキルベンジリデンアニリン、４−アルコキシベン
ジリデン−４′−アルキルアニリン等の窒素塩基系化合
物、４−アルコキシ−４′−シアノフェニル安息香酸、
コレステリック安息香酸等のフェニルエステル系化合物
、４−アルコキシ−４′−シアノビフェニル、４−アル
コキシ−４１−カルボン酸ビフェニルアルキルエステル
等のビフェニル系化合物、フェニルシクロヘキサン系化
合物、ジオキサン系化合物、ピリミジン系化合物等を挙
げることができ、使用に際しては単独若しくは混合物と
して用いることができる。

本発明において、調光層を調製する方法としては、前記
三次元網目状マトリックス高分子体を構成する重合体と
、液晶とを共通溶媒に溶解し、公知の方法、例えば、水
面展開法、溶媒キャスト法等により共通溶媒を蒸発させ
ることによって作成できる。この際前記マトリックス高
分子体を構成する重合体と液晶とは、混和性が低く、且
つ共通溶媒蒸発過程において、夫々単独で凝集するので
、前記マトリックス高分子体を構成する重合体は、三次
元網目構造を形成し、且つ液晶は、該三次元網目内に、
連続相として分散させることができる。

前記共通溶媒中の組成は特に限定されるものではないが
、液晶の分散、前記マトリックス高分子体の網目状態等
を考慮すると、前記７トリツクス高分子体／液晶の重合
比が１１０．２５〜５であるのが好ましい。また、蒸散
性の共通溶媒としては、汎用の有機溶媒、例えばクロロ
ホルム、二塩化エチレン、ベンゼン、トルエン等を好ま
しく挙げることができる。前記調光層の厚さは任意であ
るが、通常１０〜５００μｍで使用することができる。

本発明の液晶表示素子を製造するには、例えば基板に塗
布乾燥した前記調光層を、基板の間に設けることにより
得ることができる。該基板とじては、各種の基板が用い
られるが、例えば液晶のデイスプレィ用のセルを作製す
るためには、導電性の透明基板を用いるのが好ましい。

該透明基板としては、通常の硝子に導電性を付与したも
の、例えばＩＴ○（酸化インジウム）ガラス基板、ＮＥ
ＳＡ　（酸化スズ）ガラス基板等を好ましく挙げること
ができる他、各種の透明樹脂に導電性を付与した基板を
使用することもできる。

〈発明の効果〉 本発明の液晶表示素子は、調光層を構成する成分として
フマル酸ジエステルの反復単位を含む三次元網目状マト
リックス高分子体を用いるため熱的安定性に優れ、しか
も液晶との混和性がないため経時安定性に優れており、
さらに偏光板を必要としないで調光層を形成することが
できるために、液晶の電気的応答に優れ、且つ明るくて
コントラストを良好にすることができる。

〈実施例〉 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明はこれらによって限定されるもので］２ はない。

実施例１ 重量比１／１のポリ（フマル酸ジイソプロピル）（以下
ＰＤｉＰＦと略す）と、液晶（商品名ｒＥ　３７Ｊ、シ
アノビフェニル系混合液晶　ＢＤＨ社製）とをクロロホ
ルムに溶解した。次いでＩＴ○蒸着膜１１が蒸着された
ガラス基板１２上に、溶媒キャス１−法により均一な厚
みで塗布し、クロロホルムを十分蒸発させることにより
、三次元網目構造であるＰＤｉＰＦ中の三次元網目内に
液晶の連続相が形成された厚さ１５０μｍの調光層１４
を形成した。次にもう一枚のＩＴＯ蒸着膜１１を有する
ガラス基板１２を、調光層１４が挾持されるように設置
し、更に前記夫々のＩＴＯ蒸着膜１１の一端に電極１３
を設け、第１図に示す液晶表示素子１０を作成した。得
られた液晶表示素子１０の液晶配列はランダムであるの
で不透明であった。次いで得られた液晶表示素子１０の
電極１３間に１００Ｖの電圧を印加したところ、調光層
１４が透明となり、電圧印加に伴う、スイッチング挙動
が観測された。また前記調光層の一部をエタノールで抽
出したところ、用いた液晶の９０％以上が抽出された。

このことより、調光層が三次元網目構造をとり、液晶が
その網目内に連続的に分散していることが確認された。

失胤災裟二旦 実施例１のＰＤｉＰＦの代わりにポリ（フマル酸ジーＬ
ｅｒｔ−ブチル）（実施例２）、フマル酸ジシクロヘキ
シル（実施例３）、フマル酸イソプロピル−２−エチル
ヘキシル（実施例４）、フマル酸−ｔｅｒｔ−ブチル−
２−エチルヘキシル（実施例５）、フマル酸ジイソプロ
ピル／スチレン（８／２重量比）共重合体（実施例６）
を用いた以外は実施例１と同様に液晶表示素子を作成し
た。その結果、実施例１と同様な電気応答特性が得られ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で作成した液晶表示素子の斜視図であ
る。 １０・・液晶表示素子、１１・・ＩＴＯ蒸着膜、］−２
・・ガラス基板、１３・・電極、１４・・調光層（ポリ
フマル酸ジエステル／液晶）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板の間に調光層を有する表示素子であって、該調光層
   が、下記一般式（１） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（１） （式中Ｒ＿１及びＲ＿２は、同一若しくは異なる基であ
   って、Ｒ＿１及びＲ＿２の少なくとも一方の基は、炭素
   数３〜１２の枝分かれアルキル基、炭素数３〜１２のシ
   クロアルキル基、炭素数３〜１４の環構造の置換基を有
   する炭素数２〜６の置換アルキル基、前記環構造の置換
   基を有する炭素数３〜１０の置換シクロアルキル基又は
   シロキサン系炭化水素基を表わし、前記各々の基にはヘ
   テロ原子が含まれていてもよく、またハロゲン原子で置
   換されていてもよい）で示されるフマル酸ジエステルの
   反復単位を６０重量％以上含有する三次元網目状マトリ
   ックス高分子体を有し、且つ該高分子体の三次元網目内
   に液晶が連続相として分散してなる構造を有することを
   特徴とする液晶表示素子。