JPH05158020A - 液晶電気光学素子の製法 - Google Patents

液晶電気光学素子の製法

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JPH05158020A
JPH05158020A JP31926691A JP31926691A JPH05158020A JP H05158020 A JPH05158020 A JP H05158020A JP 31926691 A JP31926691 A JP 31926691A JP 31926691 A JP31926691 A JP 31926691A JP H05158020 A JPH05158020 A JP H05158020A
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JP
Japan
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liquid crystal
temperature
optical element
polymer
rays
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JP31926691A
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Hisanori Miwa
尚則 三輪
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高分子分散型液晶を使用した液晶電気光学素
子の閾値特性の向上とアクティブ素子への適用を行う。 【構成】 高分子分散型液晶素子の製法において、その
含有重合開始剤濃度、紫外線硬化時の液晶・プレポリマ
ー混合系の温度、紫外線照射強度を同時に制御する事に
より、高分子分散型液晶素子の電気光学特性を向上さ
せ、アクティブ素子での駆動が可能となり、従来の偏光
板を有する液晶電気光学素子より明るい高分子分散型液
晶電気光学素子が提供できる様になった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶テレビ、液晶プロ
ジェクター、液晶ディスプレイなどの液晶電気光学素子
の製法に関する。
【0002】
【従来の技術】高分子・液晶複合膜(以下PDLCと呼
ぶ)は、図1に示した様に高分子のスポンジ状三次元綱
目構造14の中に低分子液晶13を挾持した特殊な膜で
ある。PDLCは、電圧印加にともなって光散乱状態か
ら光透過状態へと変化するので、この性質を利用して、
既に調光ガラスとして実用化されており、一方ではディ
スプレイとしての応用も検討されている。
【0003】PDLCをディスプレイとして使用する
と、従来の液晶電気光学素子に必要だった偏向板が不要
になるため、明るい表示素子が得られる可能性がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のPDLCの製法
では、紫外線硬化型の高分子マトリックスを使用し、モ
ノマー、オリゴマーの硬化・重合反応により、低分子液
晶と高分子の相分離を誘起さしめ、液晶ドメイン、もし
くは液晶ドロップレットを形成していた。しかしなが
ら、紫外線硬化型の樹脂はラジカル重合を行うため、形
成される高分子の分子量の分布が大きく、素子中の液晶
ドメインサイズの不均一性が助長され、結果として、素
子の電気光学特性における閾特性での飽和電圧低下させ
る、または急峻性を良くする事が困難であった。
【0005】本発明は、このような困難を解決するため
になされた物で、その目的とするところは、高分子と液
晶の複合膜を用いた電気光学素子において、紫外線硬化
型樹脂を使用する時に、重合開始剤、硬化時温度、紫外
線強度を同時に制御する事により、素子中の液晶ドメイ
ンサイズを均一にし、しかも電気光学特性での飽和電圧
と急峻性を向上させる液晶電気光学素子の製法を提供す
る事にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶電気光学素
子の製法は、 1.紫外線硬化型の高分子マトリックス中に液晶が分散
した高分子・液晶複合膜と、これを挟んで両側に配置さ
れた電極基板からなる液晶電気光学素子の製法におい
て、含有重合開始剤の量と、硬化時の温度、紫外線強度
のいずれもが同時に制御される事を特徴とする。
【0007】2.前記液晶光学素子の製法において、重
合開始剤の量が組成物の1%〜0.00001%重量の
範囲で制御されている事を特徴とする。
【0008】3.前記液晶光学素子の製法において、硬
化時の温度が−10℃〜200℃の範囲で制御されてい
る事を特徴とする。
【0009】4.前記液晶光学素子の製法において、紫
外線強度が0.5mW/cm2〜100mW/cm2の範
囲で制御されている事を特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の液晶電気光学素子の製法は、紫外線硬
化型樹脂を使用するPDLCにおいて、その重合開始剤
と硬化反応時の温度、及び紫外線強度をバランス良く制
御する事により、極めて不均一な液晶ドメイン構造をよ
り均一な構造とし、結果として、素子の電気光学特性を
改善する事にある。通常、紫外線硬化型樹脂を使ったP
DLCの製法は大別して2種類ある。一つは、一旦液晶
とプレポリマーの相溶域を昇温等で達成し、均一な溶液
を作った後、急冷処置等により液晶・プレポリマーの混
合系をスピノーダル分解により相分離させ、液晶ドロッ
プレットの成長を紫外線照射により固定化する方法であ
る。また、もう一方は、液晶・プレポリマーの相溶状態
において、紫外線を照射しプレポリマーの重合過程での
液晶とポリマーのスピノーダル分解を利用し相分離・固
定化する方法である。これらは、液晶とプレポリマーの
相溶性、具体的には相図のあり方により適便選択される
物である。例えば、シアノビフェニル系の液晶は比較的
急冷処置を利用した製法が特性的にも良好である。一
方、フェニルシクロヘキサン系や、ターフェニル等が多
い液晶系では、相溶域での紫外線硬化の方が、相分離状
態や電気光学特性を比較的良くできる。
【0011】しかしながら、紫外線硬化型のプレポリマ
ーの重合はラジカル反応であり、単純な紫外線照射では
充分な特性を持った素子が得られない。また、液晶と高
分子の相溶・非相溶は当然の事ながら高分子の分子量及
びその系の温度に依存する。この事は、硬化反応時での
重合速度、分子量の成長速度と系の温度が、液晶・高分
子の相分離に影響を及ぼす事を示唆している。つまり
は、液晶・プレポリマー混合系での重合開始剤濃度と系
の温度、及び紫外線強度が素子の液晶・高分子の相分離
構造を決めていると言える。例えば、急冷処置での製法
においては、急冷時でのスピノーダル分解が一時的な相
分離構造を作るが、その後の紫外線照射による相分離
は、重合開始剤濃度、混合系の温度、紫外線照射強度を
適便制御しないと、液晶ドメインは不均一な物となり良
好な特性は得られない。また、相溶域での紫外線照射で
も、上記のパラメーターを適便制御しなければ液晶ドメ
インは粗くなったり、細かくなりすぎたりしてしまう。
【0012】一般に、液晶とプレポリマーの相図は上限
臨界共溶温度型(UCST型)の相図をとる、つまり昇
温すると液晶・プレポリマーは相溶し、適当な温度以下
では相分離する事となる。この様な相図は、プレポリマ
ーの重合度、分子量が増加すると温度の高い方に相分離
ラインが上昇する。これらの相図において、系の臨界温
度とスピノーダル領域が定義できる。この時、急冷処置
・重合反応等で、液晶・プレポリマーの混合系はスピノ
ーダル領域に転移されることが可能である。新しく転移
された相図中での、混合系の温度と臨界温度の差をΔT
とした時、一般には、紫外線照射装置からの熱や重合に
より新しいバイノーダルライン・スピノーダルラインが
出現し、ΔTは刻々と変化する。このΔTは、その値が
大きければ相構造は比較的密になり、小さければ粗にな
ることが知られている。つまり、紫外線硬化樹脂の重合
反応時において、刻一刻と変化するΔTにより、スピノ
ーダル分解による相構造の揺らぎの大きさも変化する。
言い替えれば、重合時のΔTを制御する事により、相構
造の揺らぎがほぼ一定に保つことができる。この事は、
とりもなおさず重合速度・分子量成長に係わる重合開始
剤濃度及び紫外線強度、そして系の状態を決める系の雰
囲気温度を制御する事になる。例えば、重合開始剤濃度
を上げれば、活性種が多くなり全体の平均分子量は小さ
くなるため液晶との相分離の進行は遅くなる。また、紫
外線強度を上げることは、同様に開始剤の活性種が増え
る事と考えられるので、平均分子量は小さくなり液晶と
の相分離の進行は遅くなる。紫外線強度を上げすぎた場
合には、液晶の分解等が有り得る為上限が設定されるべ
きである。一方、温度を上げると、各分子の衝突頻度が
大きくなる事より重合度が増え、また重合開始剤の活性
種も増える事より一概には、分子量が小さくなるとも、
大きくなるとも云えない。更に、通常では紫外線照射装
置の紫外線照射時の発熱等があるため、系の状態はより
複雑になる。温度を上げすぎた場合には、最終的なポリ
マーと液晶との相溶性が発現し相分離が粗くなりすぎた
り、液晶の分解等が有り得る為上限が設定される。よっ
て、それぞれの液晶・プレポリマーの系により、重合開
始剤濃度と混合系の温度状態、及び紫外線強度を、相分
離構造と素子特性に対し最適化する領域が存在する。こ
の様に、重合開始剤濃度、系の温度状態、紫外線強度を
制御する事により、相分離構造の制御が可能となりPD
LC素子の電気光学特性の改善が可能となる。
【0013】本発明によりPDLCの特性が改善され、
アクティブ駆動が可能となり、また偏光板が不要になる
ため、明るい液晶電気光学素子が得られた。
【0014】
【実施例】
(実施例1)本実施例では、液晶パネルとして1×1イ
ンチのセル中に5mm×5mmの表示エリアを持ったPDL
C素子を用いた例を示した。図2は、本発明の1構成を
示す表示素子の断面図である。基板21及び基板26上
に透明電極ITO22及び透明電極ITO25を形成
し、これらの基板間に液晶23、高分子24の混合物を
挟み込んだセルを示した。液晶は、メルク社製のMJ9
0657を使用した。この液晶はシアノビフニルを含ん
ではいない。高分子用のモノマーとしては、東亜合成化
学工業社製の2ーエチルヘキシルカルビトールアクリレ
ート、商品名M120を使用した。オリゴマーには、同
じく東亜合成化学工業社製のオリゴエステルアクリレー
ト、商品名M6200を使用した。また、重合開始剤に
は、日本火薬社製の2、4ジエチルチオキサントン、商
品名KAYACURE DETXを使用した。これらの
液晶、モノマー、オリゴマーは特に上記の材料にこだわ
る必要はなく、200℃以下で液晶とモノマー・オリゴ
マーのプレポリマーが相溶し、プレポリマーの重合によ
り、液晶と高分子が相分離すればどの様な材料であって
もかまわない。また重合開始剤についても、上記の2、
4ジエチルチオキサントンにこだわる必要はなく、ベン
ゾインエーテル系、ケタール系、アセトフェノン系、ベ
ンゾフェノン系、チオキサントン系等どの様な物であっ
ても、200℃以下でプレポリマーに溶解すれば良い。
また本実施例における温度制御には、井内盛栄堂社製の
ウルトラホットプレート、HIー200型を使用した。
紫外線照射装置には、東芝ライテック社製のトスキュァ
ー400分離型を使用し、紫外線強度は光源と試料との
距離で調整した。これらの温度制御装置、紫外線照射装
置は特に上記の物にこだわる必要はなく、温度制御装置
については、試料の温度環境が管理・制御できていれば
よく、紫外線照射装置についても試料に当てる紫外線照
射強度や、紫外線の波長が管理・制御できていればよ
い。上記の材料、装置を使用し、液晶・モノマー・オリ
ゴマー・重合開始剤の配分を重量で、60:25.8:
13.7:0.5とした。また、温度条件を90℃、照
射強度を365nmで20mWとした。セルは、硬化前
でこの温度域では十分相溶していた。照射時間は照射エ
ネルギーで2J/cm2となるように調整した。照射エ
ネルギーは、以下の実施例でも同じである。硬化後常温
に戻して、He−Neレーザーにて約1゜の呑み込み角
の絞りを用いた光学系で、試料の電気光学特性を測定し
た。以下に用いる用語の、T0、T100、V10、V90はそ
れぞれ、電圧オフ時の光透過率、試料の最大光透過率、
T0とT100に対して光透過量が10%変化した時の電
圧、90%変化した時の電圧を示す。この時のデータ
は、T0、T100、V10、V90はそれぞれ、0.75%、
86%、15.4v、25.4vであった。また、別の
試料で、温度のみを100℃に変えると、それぞれ4.
9%、87%、6.6v、12.8vとなった。つま
り、温度をさげる事で、液晶のドメインの大きさが大き
くなり、V90が低下し散乱能が悪くなったと考えられ
る。
【0015】(実施例2)上記実施例1と同じ配合組成
で、温度を130℃で照射強度を5mWに変更してPD
LC素子を作成した。T0、T100、V10、V90はそれぞ
れ、4.3%、80%、2.9v、7.4vであった。
これを実施例1の後者の特性と比較すると閾値特性V1
0、V90が向上し、かつV90とV10の差である急峻性も
向上した。
【0016】(実施例3)上記実施例1に対し、重合開
始剤を添加せず、液晶、モノマー、オリゴマーの比率を
60:26:14とし、温度110℃、照射強度を10
mWでセルを製作した。この結果、素子中の液晶ドメイ
ンは非常に大きく高分子と液晶は海島構造をとり、光の
散乱は十分ではなかった。尚、実施例の1〜4における
セル厚は11μm程度とした。
【0017】(実施例4)上記実施例1に対し、温度を
130℃、紫外線照射強度を10mWとした試料を作成
した。この結果、液晶のドメインは大きく、セル全体に
不均一な相分離構造をとり、光散乱能は十分でなかっ
た。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、PD
LC素子の製法において、その重合開始剤濃度、硬化時
の混合系温度、及び紫外線照射強度を同時に制御する事
により、閾値特性の向上した、アクティブ素子駆動可能
な液晶電気光学素子が提供できる様になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 高分子分散型液晶電気光学素子の構成を示す
図面。
【図2】 液晶・高分子混合系の相図の概念を示す図
面。
【符号の説明】
11−−−ガラス基板 12−−−透明電極 13−−−液晶 14−−−高分子マトリックス 15−−−透明電極 16−−−ガラス基板 17−−−PDLC素子 21−−−硬化前の液晶・プレポリマーのバイノーダル
ライン 22−−−硬化前の液晶・プレポリマーのスピノーダル
ライン 23−−−硬化前の臨界温度と、混合系(×印)の温度
差 24−−−硬化時の液晶・高分子のバイノーダルライン 25−−−硬化時の液晶・高分子のスピノーダルライン 26−−−硬化時の臨界温度と、混合系(×印)の温度

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 紫外線硬化型の高分子マトリックス中に
    液晶が分散した高分子・液晶複合膜と、これを挟んで両
    側に配置された電極基板からなる液晶電気光学素子の製
    法において、含有重合開始剤の量と、硬化時の温度、紫
    外線強度のいずれもが同時に制御される事を特徴とした
    液晶電気光学素子の製法。
  2. 【請求項2】 前記液晶光学素子の製法において、重合
    開始剤の量が組成物の1%〜0.00001%重量の範
    囲で制御されている事を特徴とする液晶電気光学素子の
    製法。
  3. 【請求項3】 前記液晶光学素子の製法において、硬化
    時の温度が−10℃〜200℃の範囲で制御されている
    事を特徴とする液晶電気光学素子の製法。
  4. 【請求項4】 前記液晶光学素子の製法において、紫外
    線強度が0.5mW/cm2〜100mW/cm2の範囲
    で制御されている事を特徴とする液晶電気光学素子の製
    法。
JP31926691A 1991-12-03 1991-12-03 液晶電気光学素子の製法 Pending JPH05158020A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001272647A (ja) * 2000-01-06 2001-10-05 Eastman Kodak Co 電気的に応答する光変調プライバシースクリーン
US7420647B2 (en) 2003-03-31 2008-09-02 Sharp Kabushiki Kaisha Method for producing liquid crystal display device having a controlled parameter to obtain prescribed optical characteristics
JP2009229685A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示装置及びその製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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