JPH05119304A

JPH05119304A - 液晶ー高分子複合膜およびその製造方法

Info

Publication number: JPH05119304A
Application number: JP4088277A
Authority: JP
Inventors: Tomosumi Kamisaka; 友純上坂; Kazushirou Akashi; 量磁郎明石; Masanobu Ninomiya; 正伸二宮; Toru Ishii; 徹石井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-03-25
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1993-05-18
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: JP3055299B2

Abstract

(57)【要約】【目的】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液晶−高分
子複合膜およびその製造方法を提供する。【構成】液晶−高分子複合膜は、低分子液晶と液晶性
側鎖成分および非液晶性成分を有する高分子化合物とが
互いに相分離状態で存在し、高分子化合物に対する低分
子液晶の重量比が０．１〜５０の範囲にあり、かつ高分
子化合物中の非液晶性成分に対する液晶性側鎖成分のモ
ル比が０．００１〜１００の範囲にある。そして、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含有する重合性組成物と低分子液
晶との混合物を調製した後、重合性組成物を重合させる
ことにより液晶−高分子複合膜を製造することができ
る。【効果】液晶−高分子複合膜は、調光素子、表示素
子、光変調素子、光シャッター、メモリ素子、大画面の
表示素子へ応用できるだけでなく、ＴＦＴやＭＩＭによ
る低電圧駆動も可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０００８】即ち、本発明は、少なくとも１種からなる
低分子液晶と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−高分子複合膜に
おいて、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を重合させる工程か
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１：１０〜５０：１である上記液晶−高分子複合
膜の製造方法にある。

【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。

【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。

【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
ってもよく、詳細はＭａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．、Ｒ
ａｐｉｄ．Ｃｏｍｍｕｎ．、３、ｐ５５７（１９８２）
等に記載されている。

【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。

【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。

【化１】

【化２】

【化３】

【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。

【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。

【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。

【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を重合させるこ
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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Ｉ_sample、
Ｉ_blank、Ｉ_backは下記に定義するとおりである。

【数１】Ｉ_sample ：サンプルをセットした時の透過光強度Ｉ_blank ：サンプルを取り外した時の透過光強度Ｉ_back ：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。

【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。

【００２９】

【表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。

【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。

【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。

【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＝Ｔ_max／Ｔ_min ここで、Ｔ_max、Ｔ_min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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合膜の模式図である。

【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。

【図３】本発明の複合膜の作動原理を説明する図であ
る。

【図４】本発明の複合膜の評価装置の概略構成図であ
る。

【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。

【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。

【符号の説明】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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ (72)発明者石井徹神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロツクス株式会社竹松事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１種からなる低分子液晶と分
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−高分子複合膜において、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。
【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。
【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を重合させ
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１：１０〜５０：１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。