JPH06294978A - 光散乱型液晶デバイス及びその製造方法 - Google Patents
光散乱型液晶デバイス及びその製造方法Info
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- JPH06294978A JPH06294978A JP5107566A JP10756693A JPH06294978A JP H06294978 A JPH06294978 A JP H06294978A JP 5107566 A JP5107566 A JP 5107566A JP 10756693 A JP10756693 A JP 10756693A JP H06294978 A JPH06294978 A JP H06294978A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光散乱を動作原理とする、大型表示素子用の
低電圧駆動性と高いコントラストを有する液晶デバイス
及びその製造方法を提供する。 【構成】 電極層を有しても良い、少なくとも一方が透
明性を有する二枚の基板と、この基板の間に光変調層を
有し、該光変調層が液晶材料と液晶材料に不溶な透明性
液体物質とから成り、該透明性液体物質が前記液晶材料
中に液滴状に存在することを特徴とする液晶デバイスお
よびその製造方法。 【効果】 本発明の液晶デバイスは４０Ｖ以下の低い駆
動電圧の条件下でも、応答時間が小さく、かつ表示が明
るく、コントラストが大きい。また、明瞭なしきい値電
圧を有するためにマルチプレックス駆動が可能である。
したがって大型表示素子用の液晶デバイスとして応用で
きる。さらに、本発明の液晶デバイスは極めて簡単にか
つ安価に製造できる。
低電圧駆動性と高いコントラストを有する液晶デバイス
及びその製造方法を提供する。 【構成】 電極層を有しても良い、少なくとも一方が透
明性を有する二枚の基板と、この基板の間に光変調層を
有し、該光変調層が液晶材料と液晶材料に不溶な透明性
液体物質とから成り、該透明性液体物質が前記液晶材料
中に液滴状に存在することを特徴とする液晶デバイスお
よびその製造方法。 【効果】 本発明の液晶デバイスは４０Ｖ以下の低い駆
動電圧の条件下でも、応答時間が小さく、かつ表示が明
るく、コントラストが大きい。また、明瞭なしきい値電
圧を有するためにマルチプレックス駆動が可能である。
したがって大型表示素子用の液晶デバイスとして応用で
きる。さらに、本発明の液晶デバイスは極めて簡単にか
つ安価に製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光散乱をその動作原理
とする、低電圧駆動性と高いコントラストを有する大型
表示素子用の液晶デバイスとその製造方法に関するもの
であって、本発明の液晶デバイスは光シャッター、表示
板、ディスプレイ等に利用できる。
とする、低電圧駆動性と高いコントラストを有する大型
表示素子用の液晶デバイスとその製造方法に関するもの
であって、本発明の液晶デバイスは光シャッター、表示
板、ディスプレイ等に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子としては、従来、ネマチッ
ク液晶を使用したツイストネマチック（ＴＮ）型、スー
パーツイストネマチック（ＳＴＮ）型のものが実用化さ
れている。これらの素子は、偏光板を使用するために表
示が暗く、かつ、コントラストが低く、また、基板に配
向処理を必要とするために視野角が狭い。また、大きな
表示面積にしにくいという欠点を有している上、高価で
もある。これらの欠点を改善する目的で種々の光散乱型
デバイスおよびその製造方法が提案されている。特表昭
５８−５０１６３１号公報およびＵＳ特許第４４３５０
４７号にはマイクロカプセル化された液晶をポリビニル
アルコール等のポリマー中に分散させ、そのポリマーを
フィルム化することによって光散乱デバイスを製造する
技術が開示されている。この技術においては薄層フィル
ム中にあるポリビニルアルコールでマイクロカプセル化
された正の誘電率異方性を持った液晶分子が、電界の存
在下でその電界の方向に配列し、液晶の常光屈折率ｎo
とポリマーの屈折率ｎpが等しい場合に、薄層フィルム
は透明となる。電界が除かれると液晶分子はランダムに
配列し、そのために液晶の屈折率がｎoからずれるため
に光散乱を起こし、薄層フィルムは白濁し不透明とな
る。このような動作原理で明るくコントラストのよい液
晶デバイスが製造できるとされている。
ク液晶を使用したツイストネマチック（ＴＮ）型、スー
パーツイストネマチック（ＳＴＮ）型のものが実用化さ
れている。これらの素子は、偏光板を使用するために表
示が暗く、かつ、コントラストが低く、また、基板に配
向処理を必要とするために視野角が狭い。また、大きな
表示面積にしにくいという欠点を有している上、高価で
もある。これらの欠点を改善する目的で種々の光散乱型
デバイスおよびその製造方法が提案されている。特表昭
５８−５０１６３１号公報およびＵＳ特許第４４３５０
４７号にはマイクロカプセル化された液晶をポリビニル
アルコール等のポリマー中に分散させ、そのポリマーを
フィルム化することによって光散乱デバイスを製造する
技術が開示されている。この技術においては薄層フィル
ム中にあるポリビニルアルコールでマイクロカプセル化
された正の誘電率異方性を持った液晶分子が、電界の存
在下でその電界の方向に配列し、液晶の常光屈折率ｎo
とポリマーの屈折率ｎpが等しい場合に、薄層フィルム
は透明となる。電界が除かれると液晶分子はランダムに
配列し、そのために液晶の屈折率がｎoからずれるため
に光散乱を起こし、薄層フィルムは白濁し不透明とな
る。このような動作原理で明るくコントラストのよい液
晶デバイスが製造できるとされている。
【０００３】また、特開平１−１９８７２５号公報に
は、液晶と高分子形成性モノマー又はオリゴマーを混合
し、紫外線照射によって液晶層中にポリマーの３次元ネ
ットワーク構造を形成させた光変調層を製造し、それを
利用した光散乱デバイスを製造する技術が開示されてい
る。この技術においては、動作原理は特表昭５８−５０
１６３１号公報に開示されている技術と類似している
が、液晶連続層中にポリマーの３次元ネットワーク構造
が形成され、光変調層中の液晶の割合が大きく、液晶及
びポリマーの屈折率の一致に特別の注意を払う必要がな
く、高いコントラストが達成できるとされている。
は、液晶と高分子形成性モノマー又はオリゴマーを混合
し、紫外線照射によって液晶層中にポリマーの３次元ネ
ットワーク構造を形成させた光変調層を製造し、それを
利用した光散乱デバイスを製造する技術が開示されてい
る。この技術においては、動作原理は特表昭５８−５０
１６３１号公報に開示されている技術と類似している
が、液晶連続層中にポリマーの３次元ネットワーク構造
が形成され、光変調層中の液晶の割合が大きく、液晶及
びポリマーの屈折率の一致に特別の注意を払う必要がな
く、高いコントラストが達成できるとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特表昭５８−５０１６
３１号公報に開示されている技術においては、薄層フィ
ルム構成材料中の液晶の割合よりもポリマーの割合が大
きく、例えば電界を印加した場合にはポリマーを介して
液晶に電界が及ぶため、液晶分子の配列に変化を与える
には高い駆動電圧が必要となるという欠点を有してい
る。また液晶の割合が小さく明瞭なしきい値電圧が存在
しないので、マルチプレックス駆動による大型表示の実
施が困難であるという欠点を有している。さらに、駆動
に必要な電界を印加した場合または透明点を越える温度
にした場合に十分な透明性を達成させるためには、液晶
の屈折率とポリマーの屈折率が類似したものでなければ
ならないという材料選定上の制約が付加される。さらに
また液晶をマイクロカプセル化する際に粉砕、乾燥工程
を伴うので、薄層フィルムを製造する工程が時間を要し
かつ煩雑である。
３１号公報に開示されている技術においては、薄層フィ
ルム構成材料中の液晶の割合よりもポリマーの割合が大
きく、例えば電界を印加した場合にはポリマーを介して
液晶に電界が及ぶため、液晶分子の配列に変化を与える
には高い駆動電圧が必要となるという欠点を有してい
る。また液晶の割合が小さく明瞭なしきい値電圧が存在
しないので、マルチプレックス駆動による大型表示の実
施が困難であるという欠点を有している。さらに、駆動
に必要な電界を印加した場合または透明点を越える温度
にした場合に十分な透明性を達成させるためには、液晶
の屈折率とポリマーの屈折率が類似したものでなければ
ならないという材料選定上の制約が付加される。さらに
また液晶をマイクロカプセル化する際に粉砕、乾燥工程
を伴うので、薄層フィルムを製造する工程が時間を要し
かつ煩雑である。
【０００５】特開平１−１９８７２５号公報に開示され
ている技術においては、機械的な分散工程及び熱又は紫
外線照射によるモノマー又はオリゴマーの重合工程が必
要であり、これらの工程の制御は極めて困難である。言
い換えると、この技術は光散乱を起こさせるのに有効な
大きさをもったポリマーの３次元ネットワークを均一に
形成させることが極めて難しいという欠点を有してい
る。また、大面積表示を前提とした場合、高分子形成性
のモノマー又はオリゴマーと液晶の混合物を基板間に挿
入する方法が極めて難しい。高分子形成性のポリマー又
はオリゴマーと液晶の混合物を片方の基板上に塗布する
場合もあり得るが、この場合は塗布工程及び基板の貼り
合わせ工程が必要であり、結果としてデバイスの製造工
程が極めて煩雑であるという欠点を有している。さら
に、モノマー又はオリゴマーを重合させるために、熱又
は紫外線を照射しなければならないので、混合されてい
る液晶の特性が変化してしまう可能性も残っている。こ
れらの欠点は大面積の液晶デバイスを実用化するうえで
大きな障害であり、解決されるべき問題点である。本発
明者らは、これらの問題点を解決すべく鋭意研究し、大
型表示素子用の低電圧駆動性と高いコントラストを有
し、且つ非常に簡素で安価な液晶デバイス及びその製造
方法を発明するに至った。
ている技術においては、機械的な分散工程及び熱又は紫
外線照射によるモノマー又はオリゴマーの重合工程が必
要であり、これらの工程の制御は極めて困難である。言
い換えると、この技術は光散乱を起こさせるのに有効な
大きさをもったポリマーの３次元ネットワークを均一に
形成させることが極めて難しいという欠点を有してい
る。また、大面積表示を前提とした場合、高分子形成性
のモノマー又はオリゴマーと液晶の混合物を基板間に挿
入する方法が極めて難しい。高分子形成性のポリマー又
はオリゴマーと液晶の混合物を片方の基板上に塗布する
場合もあり得るが、この場合は塗布工程及び基板の貼り
合わせ工程が必要であり、結果としてデバイスの製造工
程が極めて煩雑であるという欠点を有している。さら
に、モノマー又はオリゴマーを重合させるために、熱又
は紫外線を照射しなければならないので、混合されてい
る液晶の特性が変化してしまう可能性も残っている。こ
れらの欠点は大面積の液晶デバイスを実用化するうえで
大きな障害であり、解決されるべき問題点である。本発
明者らは、これらの問題点を解決すべく鋭意研究し、大
型表示素子用の低電圧駆動性と高いコントラストを有
し、且つ非常に簡素で安価な液晶デバイス及びその製造
方法を発明するに至った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による新規な液晶
デバイスは、簡単に言えば、２枚の基板間に液晶材料お
よびこの液晶材料に不溶な透明性液体物質が液滴状に存
在する構造を有することを特徴とする。すなわち、前記
液晶材料と、この液晶材料に不溶な透明性液体物質との
間で光散乱境界面が形成されることにより、光変調層が
形成される。こうして得られた光変調層を駆動すること
によりディスプレイがなされる。本発明は、 （１）電極層を有しても良い、少なくとも一枚は透明性
を有する二枚の基板と、この基板の間に挿入された光変
調層とからなり、該光変調層が液晶材料と該液晶材料に
不溶な透明性液体物質とから成り、該透明性液体物質が
前記液晶材料中に液滴状に存在することを特徴とする、
光散乱型液晶デバイスおよびその製造方法である。
デバイスは、簡単に言えば、２枚の基板間に液晶材料お
よびこの液晶材料に不溶な透明性液体物質が液滴状に存
在する構造を有することを特徴とする。すなわち、前記
液晶材料と、この液晶材料に不溶な透明性液体物質との
間で光散乱境界面が形成されることにより、光変調層が
形成される。こうして得られた光変調層を駆動すること
によりディスプレイがなされる。本発明は、 （１）電極層を有しても良い、少なくとも一枚は透明性
を有する二枚の基板と、この基板の間に挿入された光変
調層とからなり、該光変調層が液晶材料と該液晶材料に
不溶な透明性液体物質とから成り、該透明性液体物質が
前記液晶材料中に液滴状に存在することを特徴とする、
光散乱型液晶デバイスおよびその製造方法である。
【０００７】本発明の態様として、以下の（２）ないし
（７）項を挙げることができる。 （２）前記の（１）項において、液晶材料がネマチック
相、コレステリック相およびスメクチック相の少なくと
も一つの相を有する液晶物質の混合物である、光散乱型
液晶デバイスおよびその製造方法。 （３）前記の（１）項または（２）項において、光変調
層が構成成分として液晶材料を少なくとも５０重量％含
有してなる物である、光散乱型液晶デバイスおよびその
製造方法。 （４）前記の（１）ないし（３）項のいずれか一項にお
いて、液晶材料が温度変化によって液晶相と等方性液体
相との間を可逆的に相変化する物であり、それによっ
て、光散乱不透明状態と透明状態とを可逆的に変化す
る、光散乱型液晶デバイスおよびその製造方法。 （５）前記の（１）ないし（３）項のいずれか一項にお
いて、二枚の基板が電極層を有し、液晶材料が電極間に
印加される電界の有無によって、液晶分子配列を可逆的
に変化させる物であり、それによって透明状態と光散乱
不透明状態とを可逆的に変化する、光散乱型液晶デバイ
スおよびその製造方法。 （６）前記の（１）ないし（５）項のいずれか一項にお
いて、液晶材料に不溶の透明性液体物質がシリコンオイ
ル類である、光散乱型液晶デバイスおよびその製造方
法。 （７）前記の（１）ないし（６）項のいずれか一項にお
いて、光変調層の厚さが５〜１００μｍである、光散乱
型液晶デバイスおよびその製造方法。
（７）項を挙げることができる。 （２）前記の（１）項において、液晶材料がネマチック
相、コレステリック相およびスメクチック相の少なくと
も一つの相を有する液晶物質の混合物である、光散乱型
液晶デバイスおよびその製造方法。 （３）前記の（１）項または（２）項において、光変調
層が構成成分として液晶材料を少なくとも５０重量％含
有してなる物である、光散乱型液晶デバイスおよびその
製造方法。 （４）前記の（１）ないし（３）項のいずれか一項にお
いて、液晶材料が温度変化によって液晶相と等方性液体
相との間を可逆的に相変化する物であり、それによっ
て、光散乱不透明状態と透明状態とを可逆的に変化す
る、光散乱型液晶デバイスおよびその製造方法。 （５）前記の（１）ないし（３）項のいずれか一項にお
いて、二枚の基板が電極層を有し、液晶材料が電極間に
印加される電界の有無によって、液晶分子配列を可逆的
に変化させる物であり、それによって透明状態と光散乱
不透明状態とを可逆的に変化する、光散乱型液晶デバイ
スおよびその製造方法。 （６）前記の（１）ないし（５）項のいずれか一項にお
いて、液晶材料に不溶の透明性液体物質がシリコンオイ
ル類である、光散乱型液晶デバイスおよびその製造方
法。 （７）前記の（１）ないし（６）項のいずれか一項にお
いて、光変調層の厚さが５〜１００μｍである、光散乱
型液晶デバイスおよびその製造方法。
【０００８】以下に本発明を詳細に説明する。基板は、
ガラス、金属等のような堅固な材料であっても良く、プ
ラスチックフィルムのような柔軟性を有する材料であっ
ても良い。そして、この基板は二枚が対向して適当な間
隔を隔て得るものである。また、その少なくとも一方は
透明性を有し、その二枚の間に存在する光変調層が外界
から視覚されるものでなければならない。ただし、基板
は完全な透明性を必須とするものではない。液晶デバイ
スが、基板の一方側から他方側へ通過する光に対して作
用させるために使用される場合は、基板は二枚共、適当
な透明性を要求される。この基板には、目的に応じて透
明、又は不透明な適宜な電極をその全面に、または部分
的に配置することができる。二枚の基板間には通常の方
法に従って、間隔保持のためにスペーサーを介在させる
のが望ましい。二枚の基板の間には、液晶材料およびこ
の液晶材料に不溶な透明性液体物質から成る光変調層が
介在される。
ガラス、金属等のような堅固な材料であっても良く、プ
ラスチックフィルムのような柔軟性を有する材料であっ
ても良い。そして、この基板は二枚が対向して適当な間
隔を隔て得るものである。また、その少なくとも一方は
透明性を有し、その二枚の間に存在する光変調層が外界
から視覚されるものでなければならない。ただし、基板
は完全な透明性を必須とするものではない。液晶デバイ
スが、基板の一方側から他方側へ通過する光に対して作
用させるために使用される場合は、基板は二枚共、適当
な透明性を要求される。この基板には、目的に応じて透
明、又は不透明な適宜な電極をその全面に、または部分
的に配置することができる。二枚の基板間には通常の方
法に従って、間隔保持のためにスペーサーを介在させる
のが望ましい。二枚の基板の間には、液晶材料およびこ
の液晶材料に不溶な透明性液体物質から成る光変調層が
介在される。
【０００９】本発明で用いられる液晶材料は、単一の化
合物である必要はなく、二種以上の液晶化合物や多色性
染料のように液晶以外の物質を含んだ液晶混合物であっ
ても良い。通常、この技術分野で液晶と認識されている
ものであって、熱、電界又は磁界の作用の下でその分子
配列を変更するものであれば良い。用いられる液晶とし
ては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、またはス
メクチック液晶が好ましく、正の誘電率異方性を有する
ネマチック液晶、コレステリック液晶が特に好ましい。
また、光散乱の効果を十分に発現させるためには屈折率
異方性（△ｎ）のより大きい液晶が望ましい。さらに、
電界駆動を前提とした場合には、駆動電圧をできるだけ
小さくするために、誘電率異方性（△ε）のより大きい
液晶が望ましい。光変調層の構成成分としての液晶材料
の混合割合は５０重量％以上が好ましく、６０〜９０重
量％であることがより好ましい。光変調層の構成成分と
しての液晶の割合が大きすぎると、液晶とこれに不溶な
透明性液体物質の液滴とでつくられる光散乱境界面が少
なくなり、したがって十分な散乱が得られず、不透明時
の透過率の上昇があるので表示のコントラストが低下す
る。また、液晶の割合が少なすぎると、透明時の透過率
の低下によりコントラストが低下する。
合物である必要はなく、二種以上の液晶化合物や多色性
染料のように液晶以外の物質を含んだ液晶混合物であっ
ても良い。通常、この技術分野で液晶と認識されている
ものであって、熱、電界又は磁界の作用の下でその分子
配列を変更するものであれば良い。用いられる液晶とし
ては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、またはス
メクチック液晶が好ましく、正の誘電率異方性を有する
ネマチック液晶、コレステリック液晶が特に好ましい。
また、光散乱の効果を十分に発現させるためには屈折率
異方性（△ｎ）のより大きい液晶が望ましい。さらに、
電界駆動を前提とした場合には、駆動電圧をできるだけ
小さくするために、誘電率異方性（△ε）のより大きい
液晶が望ましい。光変調層の構成成分としての液晶材料
の混合割合は５０重量％以上が好ましく、６０〜９０重
量％であることがより好ましい。光変調層の構成成分と
しての液晶の割合が大きすぎると、液晶とこれに不溶な
透明性液体物質の液滴とでつくられる光散乱境界面が少
なくなり、したがって十分な散乱が得られず、不透明時
の透過率の上昇があるので表示のコントラストが低下す
る。また、液晶の割合が少なすぎると、透明時の透過率
の低下によりコントラストが低下する。
【００１０】本発明に用いられる透明性液体物質として
は、液晶材料に不溶であり微小液滴として液晶材料中に
分散され得るものであれば何でも良い。その透明性はデ
バイスの使用目的に応じて適当に定め得る。このような
透明性液体物質の例として、水、シリコンオイル類、塩
酸等の無機酸類、長鎖のアルコール類、長鎖の脂肪酸類
等を挙げることができるが、揮発性の低さ、熱安定性、
化学安定性及び電気絶縁性等を考慮するとシリコンオイ
ル類が最も好ましい。透明性液体物質の微小液滴化は、
液晶材料に透明性液体物質を適当な割合で混合し分散さ
せることで達成できる。分散方法としては攪拌、振とう
等の通常の混合法が考えられるが、これらの予備分散の
後に超音波分散法で分散させるのが最も簡易で効果的で
ある。この方法により数ミクロンないし数十ミクロンの
微小液滴が液晶材料中に形成される。微小液滴の長時間
における安定性を阻害するものとして、凝集による大液
滴化および沈降による相分離等が考えられるが、凝集は
基板間の間隔を狭くすれば起こりにくくなるし、相分離
は液晶材料と同程度の密度を持つ透明性液体物質を選定
すれば起こりにくくなる。
は、液晶材料に不溶であり微小液滴として液晶材料中に
分散され得るものであれば何でも良い。その透明性はデ
バイスの使用目的に応じて適当に定め得る。このような
透明性液体物質の例として、水、シリコンオイル類、塩
酸等の無機酸類、長鎖のアルコール類、長鎖の脂肪酸類
等を挙げることができるが、揮発性の低さ、熱安定性、
化学安定性及び電気絶縁性等を考慮するとシリコンオイ
ル類が最も好ましい。透明性液体物質の微小液滴化は、
液晶材料に透明性液体物質を適当な割合で混合し分散さ
せることで達成できる。分散方法としては攪拌、振とう
等の通常の混合法が考えられるが、これらの予備分散の
後に超音波分散法で分散させるのが最も簡易で効果的で
ある。この方法により数ミクロンないし数十ミクロンの
微小液滴が液晶材料中に形成される。微小液滴の長時間
における安定性を阻害するものとして、凝集による大液
滴化および沈降による相分離等が考えられるが、凝集は
基板間の間隔を狭くすれば起こりにくくなるし、相分離
は液晶材料と同程度の密度を持つ透明性液体物質を選定
すれば起こりにくくなる。
【００１１】本発明の第一の特徴は、二枚の基板間の光
変調層が非常に簡単に形成され得ることである。透明性
液体物質の微小液滴が分散された液晶材料は、通常のセ
ル作成時のように簡単に二枚の基板間に注入することが
できる。したがって、マイクロカプセル化工程や重合工
程のような煩雑な工程を必要とせず、極めて簡単にかつ
安価に光変調層を形成し得る。また、光散乱型液晶ディ
スプレイの本来の特徴である、明るい、コントラストの
良い、視野角の大きい、大画面にできる、表示が可能で
あることはもちろんである。本発明の別の特徴は、光変
調層を構成する液晶の割合を大きくできるので、液晶と
透明性液体物質の選定に、例えばそれらの屈折率の近似
等の特別な注意を払わなくても高いコントラストが発現
されることである。また、光変調層を構成する液晶の割
合を大きくすることにより、電界駆動を前提とした場
合、光変調層に対する明瞭なしきい値電圧が発現するの
で、デバイスのマルチプレックス駆動が可能となる。こ
のような液晶デバイスは、電圧を印加しなくても、液晶
材料が等方性液体相に相転移する温度になると透明状態
に変化するので、適当な相転移温度を有する液晶材料を
選定することによって、所望する温度域における温度応
答型の光変調液晶デバイスとしても使用することができ
る。
変調層が非常に簡単に形成され得ることである。透明性
液体物質の微小液滴が分散された液晶材料は、通常のセ
ル作成時のように簡単に二枚の基板間に注入することが
できる。したがって、マイクロカプセル化工程や重合工
程のような煩雑な工程を必要とせず、極めて簡単にかつ
安価に光変調層を形成し得る。また、光散乱型液晶ディ
スプレイの本来の特徴である、明るい、コントラストの
良い、視野角の大きい、大画面にできる、表示が可能で
あることはもちろんである。本発明の別の特徴は、光変
調層を構成する液晶の割合を大きくできるので、液晶と
透明性液体物質の選定に、例えばそれらの屈折率の近似
等の特別な注意を払わなくても高いコントラストが発現
されることである。また、光変調層を構成する液晶の割
合を大きくすることにより、電界駆動を前提とした場
合、光変調層に対する明瞭なしきい値電圧が発現するの
で、デバイスのマルチプレックス駆動が可能となる。こ
のような液晶デバイスは、電圧を印加しなくても、液晶
材料が等方性液体相に相転移する温度になると透明状態
に変化するので、適当な相転移温度を有する液晶材料を
選定することによって、所望する温度域における温度応
答型の光変調液晶デバイスとしても使用することができ
る。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例を具体的に示す。しか
し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 実施例１ 液晶材料としてチッソ（株）製液晶「ＧＲ−６３」を６
５重量％、透明性液体として信越化学工業（株）製シリ
コンオイル「ＫＦ−９９」を３５重量％混合し、手で数
回振とうした後３０分間超音波分散させた。得られた混
合液は白濁して強い光散乱を生じた。この混合液を、寸
法３０ｍｍ角のＩＴＯ透明電極を付けたガラス板を極板
間隔５０μｍとして対向させて組み立てたセルに注入し
て液晶デバイスを製造した。得られた液晶デバイスの電
圧−透過率曲線を、０〜５０Ｖの印加電圧の範囲につい
て２５℃で測定したところ、しきい値電圧１０．８Ｖで
あった。また、電圧０Ｖでの透過率（不透明時の透過
率）は０．０３％、電圧５０Ｖでの透過率（透明時の透
過率）は３４．４％であった。
し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 実施例１ 液晶材料としてチッソ（株）製液晶「ＧＲ−６３」を６
５重量％、透明性液体として信越化学工業（株）製シリ
コンオイル「ＫＦ−９９」を３５重量％混合し、手で数
回振とうした後３０分間超音波分散させた。得られた混
合液は白濁して強い光散乱を生じた。この混合液を、寸
法３０ｍｍ角のＩＴＯ透明電極を付けたガラス板を極板
間隔５０μｍとして対向させて組み立てたセルに注入し
て液晶デバイスを製造した。得られた液晶デバイスの電
圧−透過率曲線を、０〜５０Ｖの印加電圧の範囲につい
て２５℃で測定したところ、しきい値電圧１０．８Ｖで
あった。また、電圧０Ｖでの透過率（不透明時の透過
率）は０．０３％、電圧５０Ｖでの透過率（透明時の透
過率）は３４．４％であった。
【００１３】実施例２ 液晶材料としてチッソ（株）製液晶「ＧＲ−６３」を７
５重量％、透明性液体として信越化学工業（株）製シリ
コンオイル「ＫＦ−９９」を２５重量％混合して実施例
１と同様にして極板間隔が５０μｍの液晶デバイスを製
造した。得られた液晶デバイスは２５℃の測定温度で、
駆動電圧（実効値、以下同様）が４０Ｖのとき、立ち上
がり時間は２０ミリ秒、立ち下がり時間は５８ミリ秒、
コントラスト比は１：３２であった。
５重量％、透明性液体として信越化学工業（株）製シリ
コンオイル「ＫＦ−９９」を２５重量％混合して実施例
１と同様にして極板間隔が５０μｍの液晶デバイスを製
造した。得られた液晶デバイスは２５℃の測定温度で、
駆動電圧（実効値、以下同様）が４０Ｖのとき、立ち上
がり時間は２０ミリ秒、立ち下がり時間は５８ミリ秒、
コントラスト比は１：３２であった。
【００１４】液晶材料「ＧＲ−６３」がそれぞれ７０、
８０、８５、および９０重量％であり、シリコンオイル
「ＫＦ−９９」がそれぞれ３０、２０、１５、および１
０重量％である混合液をそれぞれ調製し、同様にして液
晶デバイスを製造した。これらの特性を実施例１および
２の結果とともに表１に示す。
８０、８５、および９０重量％であり、シリコンオイル
「ＫＦ−９９」がそれぞれ３０、２０、１５、および１
０重量％である混合液をそれぞれ調製し、同様にして液
晶デバイスを製造した。これらの特性を実施例１および
２の結果とともに表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１から明かなように、それぞれの液晶デ
バイスには明瞭なしきい値電圧が存在し、また電圧０Ｖ
での透過率及び電圧５０Ｖでの透過率から不透明時、透
明時のコントラストが大きいことが判る。なお、使用し
た液晶「ＧＲ−６３」の特性は、透明点が６３．５℃、
しきい値電圧（Ｖth：２５℃）が１．４８Ｖ、常光屈折
率（ｎo：２５℃）が１．５２２、屈折率異方性（△
ｎ：２５℃）が０．２２２、誘電率異方性（△ε：２５
℃）が１１．８、粘度（２０℃）が４５．０ｃｐ、比重
が１．０４であった。また、使用したシリコンオイル
「ＫＦ−９９」の特性は、屈折率（２５℃）が１．３９
６、粘度（２５℃）が２０ｃＰ、比重（２５℃）が１．
００であった。
バイスには明瞭なしきい値電圧が存在し、また電圧０Ｖ
での透過率及び電圧５０Ｖでの透過率から不透明時、透
明時のコントラストが大きいことが判る。なお、使用し
た液晶「ＧＲ−６３」の特性は、透明点が６３．５℃、
しきい値電圧（Ｖth：２５℃）が１．４８Ｖ、常光屈折
率（ｎo：２５℃）が１．５２２、屈折率異方性（△
ｎ：２５℃）が０．２２２、誘電率異方性（△ε：２５
℃）が１１．８、粘度（２０℃）が４５．０ｃｐ、比重
が１．０４であった。また、使用したシリコンオイル
「ＫＦ−９９」の特性は、屈折率（２５℃）が１．３９
６、粘度（２５℃）が２０ｃＰ、比重（２５℃）が１．
００であった。
【００１７】実施例３ 液晶材料に不溶な透明性液体として信越化学工業（株）
製シリコンオイル「ＫＦ−９６１−１００」を２５重量
％用いた以外は実施例２と全く同様にして極板間隔が５
０μｍの液晶デバイスを製造した。得られた液晶デバイ
スは２５℃の測定温度で、駆動電圧４０Ｖで立ち上がり
時間１８ミリ秒、立ち下がり時間７２ミリ秒、コントラ
スト比１：２５を示した。使用したシリコンオイル「Ｋ
Ｆ−９６１−１００」の特性は、屈折率（２５℃）が
１．４０４、粘度（２５℃）が９０ｃＰ、比重（２５
℃）が１．０２であった。
製シリコンオイル「ＫＦ−９６１−１００」を２５重量
％用いた以外は実施例２と全く同様にして極板間隔が５
０μｍの液晶デバイスを製造した。得られた液晶デバイ
スは２５℃の測定温度で、駆動電圧４０Ｖで立ち上がり
時間１８ミリ秒、立ち下がり時間７２ミリ秒、コントラ
スト比１：２５を示した。使用したシリコンオイル「Ｋ
Ｆ−９６１−１００」の特性は、屈折率（２５℃）が
１．４０４、粘度（２５℃）が９０ｃＰ、比重（２５
℃）が１．０２であった。
【００１８】実施例４ 液晶材料としてチッソ（株）製液晶「ＤＰ−１００３Ｘ
Ｘ」を７５重量％用いた以外は実施例２と全く同様にし
て極板間隔が５０μｍの液晶デバイスを製造した。得ら
れた液晶デバイスは２５℃の測定温度で、駆動電圧３５
Ｖで、立ち上がり時間１５ミリ秒、立ち下がり時間９３
ミリ秒、コントラスト比１：１７を示した。使用した液
晶「ＤＰ−１００３ＸＸ」の特性は、透明点が７９．２
℃、しきい値電圧（Ｖth：２５℃）が１．１０Ｖ、常光
屈折率（ｎo：２５℃）が１．５２２、屈折率異方性
（△ｎ：２５℃）が０．２０１、誘電率異方性（△ε：
２５℃）が２０．６、粘度（２５℃）が５４．４ｃＰ、
比重（２５℃）が１．０３であった。
Ｘ」を７５重量％用いた以外は実施例２と全く同様にし
て極板間隔が５０μｍの液晶デバイスを製造した。得ら
れた液晶デバイスは２５℃の測定温度で、駆動電圧３５
Ｖで、立ち上がり時間１５ミリ秒、立ち下がり時間９３
ミリ秒、コントラスト比１：１７を示した。使用した液
晶「ＤＰ−１００３ＸＸ」の特性は、透明点が７９．２
℃、しきい値電圧（Ｖth：２５℃）が１．１０Ｖ、常光
屈折率（ｎo：２５℃）が１．５２２、屈折率異方性
（△ｎ：２５℃）が０．２０１、誘電率異方性（△ε：
２５℃）が２０．６、粘度（２５℃）が５４．４ｃＰ、
比重（２５℃）が１．０３であった。
【００１９】実施例５ 液晶材料に不溶な透明性液体として蒸留水を２５重量％
用いた以外は実施例２と全く同様にして極板間隔５０μ
ｍの液晶デバイスを製造した。得られた液晶デバイスは
２５℃の測定温度で、駆動電圧４０Ｖで立ち上がり時間
２６ミリ秒、立ち下がり時間５３ミリ秒、コントラスト
比１：１５を示した。
用いた以外は実施例２と全く同様にして極板間隔５０μ
ｍの液晶デバイスを製造した。得られた液晶デバイスは
２５℃の測定温度で、駆動電圧４０Ｖで立ち上がり時間
２６ミリ秒、立ち下がり時間５３ミリ秒、コントラスト
比１：１５を示した。
【００２０】実施例６ 実施例２で用いた液晶デバイスを電界印加することなし
に２５℃の温度で透過率（不透明時の透過率）を測定し
たところ透過率は０．０３％であった。また、７０℃の
温度で透過率（透明時の透過率）を測定したところとこ
ろ透過率は８６．９％であった。このことから、この液
晶デバイスは温度応答型の光変調デバイスとして使用で
きることが判る。
に２５℃の温度で透過率（不透明時の透過率）を測定し
たところ透過率は０．０３％であった。また、７０℃の
温度で透過率（透明時の透過率）を測定したところとこ
ろ透過率は８６．９％であった。このことから、この液
晶デバイスは温度応答型の光変調デバイスとして使用で
きることが判る。
【００２１】
【発明の効果】実施例で示したように、本発明の液晶デ
バイスは４０Ｖ以下の低い駆動電圧の条件下でも、応答
時間が小さく、かつ、表示は明るく、コントラストが非
常に大きい。また、明瞭なしきい値電圧を有するために
マルチプレックス駆動も可能である。したがって、大型
表示素子用の液晶デバイスとして応用できる。さらに、
実施例で示したように、本発明の液晶デバイスは極めて
簡単に、そして安価に製造することができる。
バイスは４０Ｖ以下の低い駆動電圧の条件下でも、応答
時間が小さく、かつ、表示は明るく、コントラストが非
常に大きい。また、明瞭なしきい値電圧を有するために
マルチプレックス駆動も可能である。したがって、大型
表示素子用の液晶デバイスとして応用できる。さらに、
実施例で示したように、本発明の液晶デバイスは極めて
簡単に、そして安価に製造することができる。
Claims (7)
- 【請求項１】 電極層を有しても良い、少なくとも一方
は透明性を有する二枚の基板と、この基板の間に挿入さ
れた光変調層とからなり、該光変調層が液晶材料と該液
晶材料に不溶な透明性液体物質とから成り、該透明性液
体物質が前記液晶材料中に液滴状に存在することを特徴
とする、光散乱型液晶デバイス及びその製造方法。 - 【請求項２】 液晶材料がネマチック相、コレステリッ
ク相およびスメクチック相の少なくともひとつの相を有
する液晶物質もしくはその混合物である請求項１に記載
の光散乱型液晶デバイスおよびその製造方法。 - 【請求項３】 液晶材料が光変調層構成材料の５０重量
％以上を占める請求項１または２に記載の光散乱型液晶
デバイス及びその製造方法。 - 【請求項４】 液晶材料が、温度変化によって液晶相と
等方性液体相との間を可逆的に相変化し、それによって
光散乱不透明状態と透明状態とを可逆的に変化する請求
項１、２または３に記載の光散乱型液晶デバイス及びそ
の製造方法。 - 【請求項５】 二枚の基板が電極を有し、液晶材料が基
板の電極間に印加される電界の有無によって、その分子
配列を可逆的に変化させ、それによって透明状態と光散
乱不透明状態とに可逆的に変化する、請求項１、２また
は３に記載の光散乱型液晶デバイス及びその製造方法。 - 【請求項６】 液晶材料に不溶な透明性液体物質がシリ
コンオイル類である請求項１、２、３、４または５に記
載の光散乱型液晶デバイス及びその製造方法。 - 【請求項７】 光変調層の厚さが５〜１００μｍである
請求項１、２、３、４、５または６に記載の光散乱型液
晶デバイス及びその製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5107566A JPH06294978A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 光散乱型液晶デバイス及びその製造方法 |
| US08/223,002 US5539556A (en) | 1993-04-09 | 1994-04-05 | Light-scattering mode liquid crystal display device, and a process for production thereof, having a transparent insoluble liquid material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5107566A JPH06294978A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 光散乱型液晶デバイス及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06294978A true JPH06294978A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=14462423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5107566A Pending JPH06294978A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 光散乱型液晶デバイス及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5539556A (ja) |
| JP (1) | JPH06294978A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8194197B2 (en) | 2010-04-13 | 2012-06-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Integrated display and photovoltaic element |
| KR20180039650A (ko) * | 2015-08-11 | 2018-04-18 | 메르크 파텐트 게엠베하 | 소재 조합물 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0033947B2 (en) * | 1980-02-12 | 1987-01-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Liquid crystal display element |
| US4666253A (en) * | 1984-06-28 | 1987-05-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device |
| FR2606419B1 (fr) * | 1986-11-07 | 1994-04-01 | Commissariat A Energie Atomique | Procede de fabrication d'une composition ferromagnetique, cristal liquide ferromagnetique obtenu par ce procede et dispositif utilisant ce cristal liquide |
-
1993
- 1993-04-09 JP JP5107566A patent/JPH06294978A/ja active Pending
-
1994
- 1994-04-05 US US08/223,002 patent/US5539556A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5539556A (en) | 1996-07-23 |
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