JPH0627443A - 液晶デバイス - Google Patents

液晶デバイス

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Publication number
JPH0627443A
JPH0627443A JP10790992A JP10790992A JPH0627443A JP H0627443 A JPH0627443 A JP H0627443A JP 10790992 A JP10790992 A JP 10790992A JP 10790992 A JP10790992 A JP 10790992A JP H0627443 A JPH0627443 A JP H0627443A
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JP
Japan
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liquid crystal
polymer
particulates
polymn
light transmittance
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Application number
JP10790992A
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English (en)
Inventor
Shoji Sakamoto
昭二 坂本
Makiko Yamaura
真生子 山浦
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Nippon Kasei Chemical Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kasei Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 少なくとも一方が透明な2枚の電極間に液晶
層を有する液晶デバイスであり、液晶層が平均粒径0.01
〜1μm の高分子微粒子と液晶材料を主成分とする組成
物からなることを特徴とする。 【効果】 高分子微粒子と液晶との比重差を小さくし、
かつ沈降速度を小とし、微粒子の沈降と凝集を防止し得
るのでデバイスの外観均一性と電圧印加前後のコントラ
ストを大にし得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は少なくとも一方が透明な
2枚の電極間に液晶層を有する液晶デバイスにおいて、
液晶層が高分子の微粒子と液晶材料を主成分とする組成
物からなる液晶デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】液晶デバイスは情報表示装置、調光装
置、光シャッターとして広く使われている。液晶を透明
電極基板間に挟持した表示素子として、一般に使用され
ているのは、ツイステッドネマティック(TN)方式の
液晶デバイスである。しかし、この方式の液晶デバイス
は配向膜や偏向膜を必要とするため、光透過性が悪く暗
くなり、製造工程も複雑で歩止まりが悪い等の欠点があ
る。
【0003】これらの問題点を改善するため、特開昭54
-21859に、液晶中に透明固体の微粒子を分散させた液晶
層を有するデバイスが開示されている。また、特開平2-
205821と特開平2-280122には無機物質からなる微粒子を
液晶中に分散した液晶層を有する液晶デバイスが検討さ
れている。これらの液晶デバイスは、構造的にはTN方
式に比較し簡単なものになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これらの液晶デバイス
を性能の面から評価した場合、次のような問題点があ
る。液晶と微粒子を混合し、液晶層を形成する工程で、
微粒子の液晶層内で微粒子は、凝集したり、沈降したり
して、層内で均一な分散状態を形成しない。使用される
微粒子が有機ポリマーの場合、粒径が大きいと凝集や沈
降が起り易く、デバイスの液晶層にむらができる。この
ため、電圧印加前においても可成りの光透過率を示し、
コントラストが小となる。一方、微粒子が無機物質の場
合は液晶との比重差が大きすぎるため、沈降や凝集が起
り、デバイスの外観が不均一となるばかりでなく屈折率
の差が大きすぎるため、粒子による光の散乱が強すぎ
て、電圧を印加しても透明な状態とならない。以上のよ
うな理由により、これらの液晶デバイスでは有機ポリマ
ーでも無機物質を使用した場合でも均一な外観が得られ
ず、機能的にも問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶デバイスは
少くとも一方が透明な2枚の電極間に液晶層を有する液
晶デバイスにおいて、液晶層が平均粒径0.01〜1μm の
高分子(だたしシアノアルキル基を有する高分子を除
く)微粒子と液晶材料を主成物とする組成物よりなるこ
とを特徴とするものである。
【0006】このように高分子の微粒子として特に平均
粒径が0.01〜1μm という極めて微細な粒子を使用する
ことにより、液晶との比重差を小さくし、かつ沈降速度
を落とし、微粒子の沈降と凝集を防止し、デバイスの外
観を均一としそのコントラストを向上させることに成功
した。
【0007】本発明において使用される高分子微粒子
は、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フッ素樹脂、フッ
化ビニリデン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコン樹
脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、スチレン樹脂、フェ
ノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン樹脂など(た
だし、シアノアルキル基を有する高分子を除く)の乳化
重合、パール重合、塊重合、溶液重合など種々の重合法
により製造された樹脂の微粒子または粉砕して得られた
微粉が使用できる。従って粒子の形状は球形である必要
はなく、不定形でもよい。
【0008】これらの高分子微粒子は液晶材料に不溶で
あることが好ましく、架橋されていてもよい。
【0009】本発明で使用される液晶は、ネマティック
液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶が好まし
い。かかる液晶としては、4−置換安息香酸4′−置換
フェニルエステル、4−置換シクロヘキサンカルボン酸
4′−置換フェニルエステル、4−置換シクロヘキサン
カルボン酸4′−置換ビフェニルエステル、4−(4−
置換シクロヘキサンカルボニルオキシ)安息香酸4′−
置換フェニルエステル、4−(4−置換シクロヘキシ
ル)安息香酸4′−置換フェニルエステル、4−(4−
置換シクロヘキシル)安息香酸4′−置換シクロヘキシ
ルエステル、4−置換−4′−置換ビフェニル、4−置
換フェニル−4′−置換シクロヘキサン、4−置換4′
−置換ターフェニル、4−置換ビフェニル4′−置換シ
クロヘキサン、2−(4−置換フェニル)−5−置換ピ
リミジンなどをあげることができる。
【0010】上記のような液晶を高分子微粒子と混合、
高分子微粒子を液晶中に分散させこれにガラスビーズ等
でできたスペーサーを必要に応じ少量混合し、場合によ
っては、これらに溶剤を加えるなどして、電極表面に塗
布し、その上に対電極を張り合わせるかまたは溶剤を乾
燥後同様に電極を張り合わせて、コンデンサー状の液晶
デバイスが製造される。
【0011】液晶と高分子微粒子の混合割合は好ましく
は液晶100 重量部に対し高分子微粒子10〜90重量部が用
いられる。
【0012】本発明で使用される電極は、少なくとも一
方が透明であり、ガラスやプラスチックフィルムの表面
がインジウムと錫の酸化物でコートされた物が好ましく
使用される。
【0013】また、本発明では、上記材料を用いた液晶
デバイスに対して、さらに以下のような改良を加えた液
晶デバイスの発明も含む。すなわち、液晶と高分子微粒
子、およびスペーサーからなる組成物に対して、熱また
は光により硬化可能な接着剤を添加し、本接着剤が硬化
する際に、該高分子微粒子同志を接着結合させ液晶層の
高分子微粒子の分散安定性をさらに向上させたデバイス
を提供するものである。
【0014】本発明で使用される接着剤は、該液晶に可
溶なものが好ましい。例としては以下のようなものがあ
げられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリ
エステル樹脂、ウレタン樹脂など、光硬化性樹脂として
は、アクリル酸エステル類と光開始剤からなるラジカル
重合性組成物やエポキシ樹脂やビニルエーテルと光カチ
オン開始剤からなるカチオン硬化系の樹脂が好ましく用
いられるが本発明ではこれに限定されるものではない。
接着剤は一般に高分子微粒子 100重量部に対し10〜50重
量部使用される。
【0015】以下、実施例により、本発明を説明する。
【0016】
【実施例】
実施例1 高分子微粒子として日本ペイント社製、平均粒子径0.05
μm の架橋アクリル樹脂ビーズP−5002を 0.3gとBD
H社液晶E−8を 0.5gとスペーサとして粒径10μm の
ガラスビーズ0.01gを混合した。これをITO蒸着した
透明導電性ガラスに滴下し、この上に同じ透明導電性ガ
ラスをのせて液晶デバイスを試作した。
【0017】これに100V-50Hz の電圧を印加して光透過
率の変化を調べた。光透過率測定には吸光光度計を使用
し550nm の波長で測定した。
【0018】電圧印加前の光透過率は4%で、印加後の
光透過率は70%であった。
【0019】実施例2 高分子微粒子として日本ペイント社製、平均粒子径0.03
μm の架橋スチレン樹脂ビーズP−5001を 0.3g使用す
る以外は実施例1と同様にして液晶デバイスを試作し
た。
【0020】実施例1と同様に電圧を印加し光透過率の
変化を調べた。電圧印加前の光透過率は5%で、印加後
の光透過率は64%であった。
【0021】実施例3 高分子微粒子として日本ペイント社製、粒子径 0.9μm
の架橋アクリル樹脂ビーズP−1101を 0.5g使用する以
外は実施例1と同様にして液晶デバイスを試作した。
【0022】実施例1と同様に電圧を印加し光透過率の
変化を調べた所、電圧印加前の光透過率は9%で、印加
後の光透過率は73%であった。
【0023】実施例4 高分子微粒子として日本ペイント社製、粒子径0.05μm
の架橋アクリル樹脂ビーズP−5002を 0.5gとBDH社
液晶E−70を 0.3gとスペーサとして粒径10μm のガラ
スビーズ0.01gを混合した。これをITO蒸着した透明
導電性ガラスに滴下し、この上に同じ透明導電性ガラス
をのせて液晶デバイスを試作した。
【0024】実施例1と同様に電圧を印加し光透過率の
変化を調べた所、電圧印加前の光透過率は6%で、印加
後の光透過率は70%であった。
【0025】実施例5 高分子微粒子として、メトキシエチルアクリレート20部
とトリメチロールプロパントリアクリレート5部よりな
る共重合体粉末 0.5gとBDH社液晶E−207を 0.5g
とスペーサとして粒径10μm のガラスビーズ0.01gを混
合した。これをITO蒸着した透明導電性ガラスに滴下
し、この上に同じ透明導電性ガラスをのせて液晶デバイ
スを試作した。
【0026】上記微粒子は以下のようにして製造した。
【0027】攪はん機、還流冷却器、温度計を取り付け
た4口フラスコに完全けん化ポリビニルアルコール(重
合度1700、酢酸基1mol %、酢酸ソーダ2重量%)10重
量%水溶液75g、および蒸留水87gを加え、液温を70℃
とし、滴下ロートよりモノマーを滴下し始め、3時間で
滴下を終了した。モノマー滴下開始と同時に 4.5重量%
の過酸化水素水10ml、酒石酸 0.5gを含む水溶液10mlを
3時間で滴下した。滴下終了後も1時間同じ温度に保っ
た後、冷却し、乳濁液を水で洗浄し、ろ過後乾燥した。
沈降分離により粒子径1μm 以下(平均 0.5μm)のビー
ズを採取した。これを液晶デバイスの試作に使用した。
【0028】この液晶デバイスについて実施例1と同様
に電圧を印加して光透過率の変化を調べた。電圧印加前
の光透過率は10%で、印加後の光透過率は80%であっ
た。
【0029】実施例6 高分子微粒子として日本ペイント社製、粒子径0.05μm
の架橋アクリル樹脂ビーズP−5002を 0.5gとBDH社
液晶E−8を 0.3gとビーズの接着剤としてフェノキシ
エチルアクリレート 0.1gおよびメルク社製光開始剤ダ
ロキュア1173を0.01gとスペーサとして粒径10μm のガ
ラスビーズ0.01gを混合した。これをITO蒸着した透
明導電性ガラスに滴下し、この上に同じ透明導電性ガラ
スをのせ、4kwメタルハライドランプ下10cmにて10秒間
紫外線を照射し、アクリレートを重合させビーズ間を接
着し、液晶デバイスを試作した。
【0030】実施例1と同様に電圧を印加し光透過率の
変化を調べた所、電圧印加前の光透過率は6%で、印加
後の光透過率は72%であった。
【0031】比較例1 高分子微粒子として、メトキシエチルアクリレート20部
とトリメチロールプロパントリアクリレート5部よりな
る共重合体粉末 0.5gとBDH社液晶E−8を0.5gと
スペーサとして粒径10μm のガラスビーズ0.01gを混合
した。これをITO蒸着した透明導電性ガラスに滴下
し、この上に同じ透明導電性ガラスをのせて液晶デバイ
スを、試作した。
【0032】上記ビーズは以下のようにして製造した。
【0033】攪はん機、還流冷却器、温度計を取り付け
た4口フラスコに完全けん化ポリビニルアルコール(重
合度1700,酢酸基1mol %、酢酸ソーダ2重量%)10重
量%水溶液75g、および蒸留水87gを加え、液温を70℃
とし、滴下ロートよりモノマーを滴下し始め、3時間で
滴下を終了した。モノマー滴下開始と同時に 4.5重量%
の過酸化水素水10ml、酒石酸 0.5gを含む水溶液を10ml
を3時間で滴下した。滴下終了後も1時間同じ温度に保
った後、冷却し、乳濁液を水で洗浄し、ろ過後乾燥し
た。沈降分離により粒子径1μm 以上10μm 以下(平均
5μm)のビーズを採取した。これを液晶デバイスの試作
に使用した。
【0034】実施例1と同様に電圧を印加して光透過率
の変化を調べた。
【0035】電圧印加前の光透過率は30%で、印加後の
光透過率は80%であった。
【0036】しかし、1日放置後、ビーズは凝集し、白
濁度にむらができた。
【0037】比較例2 高分子微粒子として平均粒子径9μm のメトキシエチル
アクリレート20重量部とトリメチロールプロパントリア
クリレート5重量部よりなる共重合体粉末0.5gを使用
する以外は比較例1と同様にして液晶デバイスを試作し
た。
【0038】尚、共重合体粉末は比較例1と同様に製造
し、沈降分離により粒子径1μm 以上20μm 以下(平均
9μm )のビーズを採取することにより得られた。
【0039】この液晶デバイスに電圧を印加して光透過
率の変化を調べた。
【0040】電圧印加前の光透過率は50%で、印加後の
光透過率は83%であった。
【0041】しかし、製造直後、ビーズは凝集し、白濁
度にむらができた。
【0042】比較例3 微粒子として日本タルク社製、平均粒子径3.2 μm のタ
ルクK−1を0.3 gを使用する以外は比較例1と同様に
して液晶デバイスを試作した。
【0043】この液晶デバイスに実施例1と同様に電圧
を印加して光透過率の変化を調べた。
【0044】電圧印加前の光透過率は2%で、印加後の
光透過率は5%であった。
【0045】比較例4 微粒子として富士チタン社製、平均粒子径1.8 μm のチ
タン酸バリウムBT−100Mを 0.5g使用する以外は比
較例1と同様にして液晶デバイスを試作した。
【0046】この液晶デバイスに実施例1と同様に電圧
を印加して光透過率の変化を調べた。
【0047】電圧印加前の光透過率は1%で、印加後の
光透過率は1%で変化が認められなかった実施例1〜
6、比較例1〜4の光透過率の変化及びコントラスト
(電圧印加後の透過率/電圧印加前の透過率の値)、外
観を第1表に一括して示す。
【0048】
【表1】
【0049】
【発明の効果】本発明の液晶デバイスでは液晶層に粒径
が0.01〜1μm の高分子微粒子を用いることにより、液
晶との比重差を小さくし、かつ沈降速度を小とし、微粒
子の沈降と凝集を防止し、デバイスの液晶層を均一なも
のとすることができる。
【0050】このため、電圧印加前後のコントラストが
大となり、外観の均一性の向上と相俟って外観、機能共
に優れた液晶デバイスを得ることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一方が透明な2枚の電極間に
    液晶層を有する液晶デバイスにおいて、液晶層が平均粒
    径0.01〜1μm の高分子(ただしシアノアルキル基を有
    する高分子を除く)微粒子と液晶材料を主成分とする組
    成物よりなることを特徴とする液晶デバイス。
  2. 【請求項2】 高分子微粒子が接着剤で固定された請求
    項1記載の液晶デバイス。
JP10790992A 1992-04-27 1992-04-27 液晶デバイス Pending JPH0627443A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100321270B1 (ko) * 1997-11-28 2002-10-25 닛본 덴기 가부시끼가이샤 액티브매트릭스액정표시장치

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JPS62173438A (ja) * 1986-01-28 1987-07-30 Fujitsu Ltd 液晶表示素子
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