JPH0792452A - 液晶表示用高分子とそれを用いた液晶素子および液晶素子の製造方法 - Google Patents
液晶表示用高分子とそれを用いた液晶素子および液晶素子の製造方法Info
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- JPH0792452A JPH0792452A JP23846393A JP23846393A JPH0792452A JP H0792452 A JPH0792452 A JP H0792452A JP 23846393 A JP23846393 A JP 23846393A JP 23846393 A JP23846393 A JP 23846393A JP H0792452 A JPH0792452 A JP H0792452A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高いコントラストを達成でき、しかも耐熱性
にすぐれた複合膜を形成し得る液晶表示用高分子と、上
記複合膜を備えた液晶素子と、その製造方法とを提供す
る。 【構成】 高分子は、一般式(1) で表される。 【化１】 〔Ｒ，Ｘは明細書に記載のとおり。〕液晶素子は、少な
くとも上記高分子を含む高分子マトリクスの孔内に、液
晶材料が充填された構造の複合膜Ｌを、一対の導電基材
Ｄで挟着した。製造方法は、少なくとも上記高分子と液
晶材料とを含む溶液を導電基材Ｄ上に塗布し、相分離さ
せて複合膜Ｌを形成する。
にすぐれた複合膜を形成し得る液晶表示用高分子と、上
記複合膜を備えた液晶素子と、その製造方法とを提供す
る。 【構成】 高分子は、一般式(1) で表される。 【化１】 〔Ｒ，Ｘは明細書に記載のとおり。〕液晶素子は、少な
くとも上記高分子を含む高分子マトリクスの孔内に、液
晶材料が充填された構造の複合膜Ｌを、一対の導電基材
Ｄで挟着した。製造方法は、少なくとも上記高分子と液
晶材料とを含む溶液を導電基材Ｄ上に塗布し、相分離さ
せて複合膜Ｌを形成する。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、新規な液晶素子用の高
分子と、それを用いた、ＴＶ画面や一般ＯＡ機器、自動
車のインストルメントパネル（インパネ）に搭載して地
図表示、案内表示等の情報を運転者に提供する車載ナビ
ゲーション等のディスプレイ画面、あるいは遮光を目的
としたサンシェード等に好適に使用される液晶素子と、
その製造方法に関するものである。
分子と、それを用いた、ＴＶ画面や一般ＯＡ機器、自動
車のインストルメントパネル（インパネ）に搭載して地
図表示、案内表示等の情報を運転者に提供する車載ナビ
ゲーション等のディスプレイ画面、あるいは遮光を目的
としたサンシェード等に好適に使用される液晶素子と、
その製造方法に関するものである。
【従来の技術】従来の液晶素子は、数μｍの間隔に固定
した一対の導電基材間に液晶材料を注入することによっ
て形成されていた。しかしながら上記構成では、大面積
のデイスプレイの作成が困難であり、また液晶を封入し
た一対のガラス基板には、それぞれ、偏光軸が互いに直
交した偏光板を取付ける必要があるため、画面の明る
さ、視野角等が不充分であった。そこで近時、高分子と
液晶材料とを溶媒中に溶解した溶液を導電基材上に流延
塗布し、溶媒を蒸発させて高分子と液晶材料とを相分離
させることで、３次元網目状構造の高分子マトリクスの
連続した孔内に、液晶材料が充填された構造の高分子／
液晶複合膜を形成した後、この複合膜上に導電基材を重
ね合わせた液晶素子が、九州大学の梶山千里教授らのグ
ループにより開発された［たとえば、Polymer Preprint
s,Japan Vol.37，No.8，P2450 (1988)、CHEMISTRY LETT
ERS,P813-816,1989 、CHEMISTRY LETTERS,P679-682,197
9 、Journal of Applied Polymer Science,Vol.29,3955
-3964(1984) 等参照］。上記液晶素子においては、無電
圧時には、孔内の液晶分子がランダムな状態にあるた
め、入射光が散乱されて、複合膜は不透明な状態になっ
ている。そして、複合膜を挾んだ一対の導電基材間に電
圧が印加されると、Δε＞０［但し、Δεは誘電率異方
性であって、式：
した一対の導電基材間に液晶材料を注入することによっ
て形成されていた。しかしながら上記構成では、大面積
のデイスプレイの作成が困難であり、また液晶を封入し
た一対のガラス基板には、それぞれ、偏光軸が互いに直
交した偏光板を取付ける必要があるため、画面の明る
さ、視野角等が不充分であった。そこで近時、高分子と
液晶材料とを溶媒中に溶解した溶液を導電基材上に流延
塗布し、溶媒を蒸発させて高分子と液晶材料とを相分離
させることで、３次元網目状構造の高分子マトリクスの
連続した孔内に、液晶材料が充填された構造の高分子／
液晶複合膜を形成した後、この複合膜上に導電基材を重
ね合わせた液晶素子が、九州大学の梶山千里教授らのグ
ループにより開発された［たとえば、Polymer Preprint
s,Japan Vol.37，No.8，P2450 (1988)、CHEMISTRY LETT
ERS,P813-816,1989 、CHEMISTRY LETTERS,P679-682,197
9 、Journal of Applied Polymer Science,Vol.29,3955
-3964(1984) 等参照］。上記液晶素子においては、無電
圧時には、孔内の液晶分子がランダムな状態にあるた
め、入射光が散乱されて、複合膜は不透明な状態になっ
ている。そして、複合膜を挾んだ一対の導電基材間に電
圧が印加されると、Δε＞０［但し、Δεは誘電率異方
性であって、式：
【数１】 で表される（なお、
【外１】 は分子軸方向の誘電率、
【外２】 は分子軸に対して直交方向の誘電率を示す）］のとき、
液晶分子が電場方向に配向して、入射光が散乱されずに
複合膜を通過できるようになり、複合膜が透明な状態に
転換する電気光学効果を示す。また屈折率は、高分子の
屈折率ηP と液晶の常光線屈折率ηO がほぼ一致してい
れば、入射光が散乱されずに複合膜を通過できるように
なり、複合膜が透明な状態に転換する電気光学効果を示
す。上記構成からなる液晶素子においては、高分子と液
晶材料とを含有する溶液を塗布、乾燥させるだけで、上
述した電気光学効果を有する複合膜を形成できるため、
液晶素子の大面積化が容易である。しかも、高分子の選
択により、複合膜に可撓性を付与できる上、表面に導電
膜を形成する等して導電性を付与した可撓性のフィルム
等を導電基材として使用できるため、液晶素子への可撓
性の付与が可能になるという利点がある。上記複合膜の
製造における特徴は、高分子と液晶材料とを溶媒中に溶
解した均一混合溶液を導電基材上に流延塗布し、溶媒が
蒸発するにしたがって高分子と液晶材料が非相溶状態と
なるため相分離して高分子／液晶複合膜を形成すること
である。要は、相分離が溶媒蒸発により引き起こされる
ものである。このような複合膜の形成方法は前述した文
献によって公知である。高分子と液晶を複合化した膜に
おいて透明⇔白濁の電気光学効果を示すものは、他に幾
つかの製造方法が知られている。たとえばH.G.Craighea
d et al.，Appl.Phys.Lett. ，40(1)22(1982) および米
国特許明細書第４，４１１，４９５号には、すでに形成
された多孔質高分子フィルムの孔中に液晶材料を充填さ
せる方法が記されている。この方法では、高分子と液晶
材料は最初から分離しており、相分離の過程は存在しな
い。J.L.Fergasonは、特表昭５８−５０１６３１号公報
において、液晶材料をポリビニルアルコール水溶液中に
マイクロカプセル化して懸濁液とし、塗布する方法を示
している。この方法では、液晶材料とポリビニルアルコ
ールは、液晶材料がマイクロカプセル化した段階で相分
離している。溶剤である水は、単に塗布のための媒体に
過ぎず、水の蒸発は相分離に関与していない。また、こ
れによって得られた膜中では、液晶材料はカプセルで覆
われた粒状である。J.W.Doane らは、特表昭６１−５０
２１２８号公報において、エポキシ樹脂と液晶材料の混
合物を、共存する硬化剤によって熱硬化する方法を示し
ている。この方法では、溶剤は存在せず、相分離はエポ
キシ樹脂の硬化による高分子量化によって発生してい
る。これによって得られた膜中で、液晶材料は、小滴状
に分散している。郡島らは、特開昭６４−６２６１５号
公報において、光硬化性化合物と液晶材料の混合物を、
光露光により光硬化する方法を示している。この方法で
も溶剤は存在せず、相分離は光硬化性化合物の硬化によ
る高分子量化によって発生している。また、同著者によ
る報告〔Polym.Preprints ，Japan ，38(7)2154(1989)
〕によれば、膜中で液晶材料は粒子状に分散してい
る。
液晶分子が電場方向に配向して、入射光が散乱されずに
複合膜を通過できるようになり、複合膜が透明な状態に
転換する電気光学効果を示す。また屈折率は、高分子の
屈折率ηP と液晶の常光線屈折率ηO がほぼ一致してい
れば、入射光が散乱されずに複合膜を通過できるように
なり、複合膜が透明な状態に転換する電気光学効果を示
す。上記構成からなる液晶素子においては、高分子と液
晶材料とを含有する溶液を塗布、乾燥させるだけで、上
述した電気光学効果を有する複合膜を形成できるため、
液晶素子の大面積化が容易である。しかも、高分子の選
択により、複合膜に可撓性を付与できる上、表面に導電
膜を形成する等して導電性を付与した可撓性のフィルム
等を導電基材として使用できるため、液晶素子への可撓
性の付与が可能になるという利点がある。上記複合膜の
製造における特徴は、高分子と液晶材料とを溶媒中に溶
解した均一混合溶液を導電基材上に流延塗布し、溶媒が
蒸発するにしたがって高分子と液晶材料が非相溶状態と
なるため相分離して高分子／液晶複合膜を形成すること
である。要は、相分離が溶媒蒸発により引き起こされる
ものである。このような複合膜の形成方法は前述した文
献によって公知である。高分子と液晶を複合化した膜に
おいて透明⇔白濁の電気光学効果を示すものは、他に幾
つかの製造方法が知られている。たとえばH.G.Craighea
d et al.，Appl.Phys.Lett. ，40(1)22(1982) および米
国特許明細書第４，４１１，４９５号には、すでに形成
された多孔質高分子フィルムの孔中に液晶材料を充填さ
せる方法が記されている。この方法では、高分子と液晶
材料は最初から分離しており、相分離の過程は存在しな
い。J.L.Fergasonは、特表昭５８−５０１６３１号公報
において、液晶材料をポリビニルアルコール水溶液中に
マイクロカプセル化して懸濁液とし、塗布する方法を示
している。この方法では、液晶材料とポリビニルアルコ
ールは、液晶材料がマイクロカプセル化した段階で相分
離している。溶剤である水は、単に塗布のための媒体に
過ぎず、水の蒸発は相分離に関与していない。また、こ
れによって得られた膜中では、液晶材料はカプセルで覆
われた粒状である。J.W.Doane らは、特表昭６１−５０
２１２８号公報において、エポキシ樹脂と液晶材料の混
合物を、共存する硬化剤によって熱硬化する方法を示し
ている。この方法では、溶剤は存在せず、相分離はエポ
キシ樹脂の硬化による高分子量化によって発生してい
る。これによって得られた膜中で、液晶材料は、小滴状
に分散している。郡島らは、特開昭６４−６２６１５号
公報において、光硬化性化合物と液晶材料の混合物を、
光露光により光硬化する方法を示している。この方法で
も溶剤は存在せず、相分離は光硬化性化合物の硬化によ
る高分子量化によって発生している。また、同著者によ
る報告〔Polym.Preprints ，Japan ，38(7)2154(1989)
〕によれば、膜中で液晶材料は粒子状に分散してい
る。
【発明が解決しようとする課題】このような複合膜用の
高分子としては、透明性、液晶との屈折率一致、経済性
等を考慮して、アクリル系またはメタクリル系高分子が
使用されていた。ところがこれらの高分子は耐熱性が低
く、高温に長時間さらされると複合膜の相分離構造が損
なわれるため、とくに自動車のインパネ用の表示素子や
自動車用のサンシェード等、高温に長時間さらされる用
途に適用するには不十分なものであった。耐熱性にすぐ
れた他の材料、たとえばフッ素樹脂、シリコーン樹脂等
の使用も検討されたが、これらの材料は液晶との親和性
が低く良好な相分離構造を得にくいため、コントラスト
（白濁状態）が悪くなるという問題があった。本発明は
以上の事情に鑑みてなされたものであって、高いコント
ラストを達成でき、しかも耐熱性にすぐれた複合膜を形
成し得る液晶表示用高分子と、上記複合膜を備えた液晶
素子と、その製造方法とを提供することを目的としてい
る。
高分子としては、透明性、液晶との屈折率一致、経済性
等を考慮して、アクリル系またはメタクリル系高分子が
使用されていた。ところがこれらの高分子は耐熱性が低
く、高温に長時間さらされると複合膜の相分離構造が損
なわれるため、とくに自動車のインパネ用の表示素子や
自動車用のサンシェード等、高温に長時間さらされる用
途に適用するには不十分なものであった。耐熱性にすぐ
れた他の材料、たとえばフッ素樹脂、シリコーン樹脂等
の使用も検討されたが、これらの材料は液晶との親和性
が低く良好な相分離構造を得にくいため、コントラスト
（白濁状態）が悪くなるという問題があった。本発明は
以上の事情に鑑みてなされたものであって、高いコント
ラストを達成でき、しかも耐熱性にすぐれた複合膜を形
成し得る液晶表示用高分子と、上記複合膜を備えた液晶
素子と、その製造方法とを提供することを目的としてい
る。
【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するため、本発明者らは液晶表示用高分子の分子構造
について鋭意検討を行った。そして、一般式(1) ：
決するため、本発明者らは液晶表示用高分子の分子構造
について鋭意検討を行った。そして、一般式(1) ：
【化３】 〔式中Ｒは水素原子またはアルキル基、Ｘは任意の２価
の基を示し、ｎは１０〜５０である。〕で表される高分
子が、液晶素子のマトリクス用として高いコントラスト
を達成でき、しかも耐熱性にすぐれた複合膜を形成し得
るものであることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。したがって本発明の液晶表示用高分子は、上記一般
式(1) で表されることを特徴とする。また本発明の液晶
素子は、少なくとも上記一般式(1) で表される液晶表示
用高分子を含む、３次元網目状構造を有する高分子マト
リクスの連続した孔内に、液晶材料が充填された構造の
複合膜を、一対の導電基材で挟着したことを特徴とす
る。さらに本発明の液晶素子の製造方法は、少なくとも
液晶材料と、上記一般式(1) で表される液晶表示用高分
子とを溶媒中に溶解または分散した塗布液を、一対の導
電基材のうち一方の表面に塗布し、溶媒を蒸発させて高
分子と液晶材料とを相分離させることで、３次元網目状
構造を有する高分子マトリクスの連続した孔内に液晶材
料が充填された構造の複合膜を形成することを特徴とす
る。上記構成からなる本発明の液晶表示用高分子は、主
鎖中にイミド環を含むため高い耐熱性を有しており、高
温に長時間さらされても相分離構造が損なわれるおそれ
のない複合膜を形成することができる。また上記液晶表
示用高分子は、従来のポリイミドと異なり、一般式(1)
に示すように主鎖が特殊な構造を有することから、トル
エン、テトラヒドロフラン、ジクロロメタンといった低
沸点溶媒に可溶で、前述した溶媒蒸発による複合膜の製
造方法により、良好な相分離構造を有するコントラスト
の高い複合膜を形成できることが期待される。また本発
明の液晶素子は、上記液晶表示用高分子を含む、耐熱性
にすぐれかつコントラストの高い複合膜を有するものゆ
え、自動車のインパネ用の表示素子や自動車用のサンシ
ェード等、高温に長時間さらされる用途に好適に適用す
ることができる。さらに本発明の液晶素子の製造方法に
よれば、従来と同様の工程により、上記のように耐熱性
にすぐれかつコントラストの高い複合膜を有する液晶素
子を製造することができる。以下に本発明を説明する。
まず本発明の液晶表示用高分子について説明する。前記
一般式(1) で表される本発明の液晶表示用高分子におい
て、Ｒに相当するアルキル基としては、たとえばメチル
基、エチル基、プロピル基、 iso−プロピル基、ブチル
基、tert−ブチル基等があげられる。これらのアルキル
基は、任意の位置に置換基を有していてもよい。液晶表
示用高分子の低沸点溶媒への溶解性を考慮すると、上記
の中でもメチル基、エチル基が、Ｒに相当する最も好適
な基としてあげられる。Ｘに相当する基としては、種々
の２価の基があげられるが、液晶表示用高分子の低沸点
溶媒への溶解性を考慮すると、−Ｏ−，−ＣＨ2 −，−
ＳＯ2 −および式(2) ：
の基を示し、ｎは１０〜５０である。〕で表される高分
子が、液晶素子のマトリクス用として高いコントラスト
を達成でき、しかも耐熱性にすぐれた複合膜を形成し得
るものであることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。したがって本発明の液晶表示用高分子は、上記一般
式(1) で表されることを特徴とする。また本発明の液晶
素子は、少なくとも上記一般式(1) で表される液晶表示
用高分子を含む、３次元網目状構造を有する高分子マト
リクスの連続した孔内に、液晶材料が充填された構造の
複合膜を、一対の導電基材で挟着したことを特徴とす
る。さらに本発明の液晶素子の製造方法は、少なくとも
液晶材料と、上記一般式(1) で表される液晶表示用高分
子とを溶媒中に溶解または分散した塗布液を、一対の導
電基材のうち一方の表面に塗布し、溶媒を蒸発させて高
分子と液晶材料とを相分離させることで、３次元網目状
構造を有する高分子マトリクスの連続した孔内に液晶材
料が充填された構造の複合膜を形成することを特徴とす
る。上記構成からなる本発明の液晶表示用高分子は、主
鎖中にイミド環を含むため高い耐熱性を有しており、高
温に長時間さらされても相分離構造が損なわれるおそれ
のない複合膜を形成することができる。また上記液晶表
示用高分子は、従来のポリイミドと異なり、一般式(1)
に示すように主鎖が特殊な構造を有することから、トル
エン、テトラヒドロフラン、ジクロロメタンといった低
沸点溶媒に可溶で、前述した溶媒蒸発による複合膜の製
造方法により、良好な相分離構造を有するコントラスト
の高い複合膜を形成できることが期待される。また本発
明の液晶素子は、上記液晶表示用高分子を含む、耐熱性
にすぐれかつコントラストの高い複合膜を有するものゆ
え、自動車のインパネ用の表示素子や自動車用のサンシ
ェード等、高温に長時間さらされる用途に好適に適用す
ることができる。さらに本発明の液晶素子の製造方法に
よれば、従来と同様の工程により、上記のように耐熱性
にすぐれかつコントラストの高い複合膜を有する液晶素
子を製造することができる。以下に本発明を説明する。
まず本発明の液晶表示用高分子について説明する。前記
一般式(1) で表される本発明の液晶表示用高分子におい
て、Ｒに相当するアルキル基としては、たとえばメチル
基、エチル基、プロピル基、 iso−プロピル基、ブチル
基、tert−ブチル基等があげられる。これらのアルキル
基は、任意の位置に置換基を有していてもよい。液晶表
示用高分子の低沸点溶媒への溶解性を考慮すると、上記
の中でもメチル基、エチル基が、Ｒに相当する最も好適
な基としてあげられる。Ｘに相当する基としては、種々
の２価の基があげられるが、液晶表示用高分子の低沸点
溶媒への溶解性を考慮すると、−Ｏ−，−ＣＨ2 −，−
ＳＯ2 −および式(2) ：
【化４】 で表される基のうちのいずれかが好適に採用される。一
般式(1) 中のｎは、１０〜５０に限定される。ｎが１０
未満では、液晶表示用高分子の分子量が小さすぎるた
め、明確な相分離構造が得られず、素子のコントラスト
が低下してしまう。一方、ｎが５０を超えた場合には、
分子量が大きすぎるため溶媒中での液晶材料との溶解性
が不十分になり、事実上、溶媒蒸発法によって複合膜を
形成できなくなってしまう。上記本発明の液晶表示用高
分子は、種々の合成方法で合成できるが、たとえば一般
式(3) ：
般式(1) 中のｎは、１０〜５０に限定される。ｎが１０
未満では、液晶表示用高分子の分子量が小さすぎるた
め、明確な相分離構造が得られず、素子のコントラスト
が低下してしまう。一方、ｎが５０を超えた場合には、
分子量が大きすぎるため溶媒中での液晶材料との溶解性
が不十分になり、事実上、溶媒蒸発法によって複合膜を
形成できなくなってしまう。上記本発明の液晶表示用高
分子は、種々の合成方法で合成できるが、たとえば一般
式(3) ：
【化５】 〔式中Ｘは前記と同じ。〕で表されるジアミンと、一般
式(4) ：
式(4) ：
【化６】 〔式中Ｒは前記と同じ。〕で表される酸無水物とを、適
当な溶媒中で反応させるのが好ましい。なお重合度を上
げるには、反応を不活性ガス中で行うのがよい。つぎに
本発明の液晶素子について説明する。本発明の液晶素子
は、図１に示すように、複合膜Ｌを一対の導電基材Ｄ，
Ｄで挾着することで構成される。導電基材Ｄ，Ｄとして
は、ガラス、プラスチックフィルム［たとえばポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン
（ＰＥＳ）］等の基材の表面に、ＩＴＯ（インジウム・
チン・オキサイド）やSnＯ2 等の導電膜を蒸着法、スパ
ッタリング法あるいは塗布法等で形成したものがあげら
れる他、通常の液晶パネルに用いられる透明導電ガラス
やフィルムも使用できる。また、素子を反射型とする場
合には、一方の導電基材の裏面に、金属薄膜等からなる
反射膜を形成するか、対向電極を金属薄膜で形成して反
射膜を兼ねさせればよい。複合膜の膜厚は、光散乱方式
の液晶素子とするために、可視光の波長以上である必要
がある。ただし、あまりに厚さが大なるときは、素子の
駆動電圧が高くなりすぎるという問題があるため、実際
上は１０〜３０μｍ程度が適当である。なお複合膜に
は、液晶素子をカラー表示タイプにするため、従来公知
の各種二色性色素を配合することもできる。液晶材料と
しては、通常の液晶素子に用いられるネマティック液
晶、スメクティック液晶、コレステリック液晶等が好適
に使用される。ネマティック液晶としては、特に限定さ
れないが、誘電率異方性Δεが大きいものを使用するの
が、良好な特性を得る上で好ましい。また、液晶材料は
カイラル成分を含んでいてもよい。高分子マトリクス
は、少なくとも前記一般式(1) で表される本発明の液晶
表示用高分子を含む高分子により構成される。ここでい
う、少なくとも本発明の液晶表示用高分子を含む高分子
により構成される、とは、高分子マトリクスを構成する
高分子が、全て本発明の液晶表示用高分子である場合は
いうまでもなく、本発明の液晶表示用高分子と、他の高
分子との併用系である場合をも含んでいる。本発明の液
晶表示用高分子とともに高分子マトリクスを構成する他
の高分子としては、従来公知の種々の熱可塑性樹脂の中
から、本発明の液晶表示用高分子との相溶性にすぐれた
ものが好適に使用される。本発明の液晶表示用高分子
は、前述のように主鎖が特殊な構造を有することから、
トルエン、テトラヒドロフラン、ジクロロメタンといっ
た低沸点溶媒に可溶である。したがって、この液晶表示
用高分子を用いて液晶素子を製造する本発明方法によれ
ば、従来の複合膜を備えた液晶素子の作製とほぼ同じ工
程により、少なくとも前記一般式(1) で表される本発明
の液晶表示用高分子を含む、３次元網目状の高分子マト
リクスを有する複合膜を備えた、本発明の液晶素子を製
造できるという利点がある。本発明方法によれば、ま
ず、少なくとも液晶材料と一般式(1) で表される液晶表
示用高分子とを溶媒に溶解または分散させた塗布液を、
一方の導電基材の表面に塗布する。そして溶媒を蒸発さ
せると、液晶表示用高分子と液晶材料とが相分離して、
３次元網目状の高分子マトリクスの孔内に液晶材料が充
填された、複合膜が得られる。上記のようにして形成さ
れた複合膜の上に、もう一枚の導電基材をラミネートす
れば、図１に示す本発明の液晶素子が完成する。上記製
造方法に使用される溶媒としては、液晶表示用高分子お
よび液晶材料の種類に応じて、従来公知の各種溶媒の中
から、適当な溶媒を選択して使用することができる。な
お、上記溶媒としては、前記トルエン、テトラヒドロフ
ラン、ジクロロメタンといった、できるだけ沸点が低く
気化しやすいもの（蒸気圧の高いもの）が好ましく用い
られる。気化しにくい溶媒では、導電基材上に塗布液が
塗布されてから乾燥、固化するまでに長時間を要するた
め相分離がうまく行われず、複合膜を形成できないおそ
れがあるからである。塗布液中における上記各成分の配
合割合は特に限定されず、塗布液を導電基材上に塗布す
る方法や、形成される複合膜の膜厚等に応じて、適宜の
割合を選択することができるが、特に液晶表示用高分子
Ａと液晶材料Ｂとは、形成される複合膜の特性を考慮す
ると、重量比で、Ａ／Ｂ＝３／９７〜８０／２０の割合
で塗布液中に配合されるのが好ましい。両者の配合割合
Ａ／Ｂが３／９７より小さい場合にはしっかりした高分
子マトリクスを形成できず、複合膜の機械的強度が不十
分になるおそれがある他、不透明な状態における白濁度
が低下してコントラストが不十分になるおそれもある。
一方、両者の配合割合Ａ／Ｂが８０／２０より大きい場
合には、液晶材料が少なすぎ、不透明な状態における白
濁度が低下してコントラストが不十分になるおそれがあ
る。なお、上記配合割合Ａ／Ｂは、５／９５〜５０／５
０の範囲内であるのがより好ましく、２０／８０〜４０
／６０の範囲内であるのがさらに好ましい。塗布液を導
電基材上に塗布する方法としては、バーコート法、スピ
ンコート法、スプレーコート法、ローラコート法、フロ
ーコート法等の、従来公知の種々の方法を適用すること
ができる。
当な溶媒中で反応させるのが好ましい。なお重合度を上
げるには、反応を不活性ガス中で行うのがよい。つぎに
本発明の液晶素子について説明する。本発明の液晶素子
は、図１に示すように、複合膜Ｌを一対の導電基材Ｄ，
Ｄで挾着することで構成される。導電基材Ｄ，Ｄとして
は、ガラス、プラスチックフィルム［たとえばポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン
（ＰＥＳ）］等の基材の表面に、ＩＴＯ（インジウム・
チン・オキサイド）やSnＯ2 等の導電膜を蒸着法、スパ
ッタリング法あるいは塗布法等で形成したものがあげら
れる他、通常の液晶パネルに用いられる透明導電ガラス
やフィルムも使用できる。また、素子を反射型とする場
合には、一方の導電基材の裏面に、金属薄膜等からなる
反射膜を形成するか、対向電極を金属薄膜で形成して反
射膜を兼ねさせればよい。複合膜の膜厚は、光散乱方式
の液晶素子とするために、可視光の波長以上である必要
がある。ただし、あまりに厚さが大なるときは、素子の
駆動電圧が高くなりすぎるという問題があるため、実際
上は１０〜３０μｍ程度が適当である。なお複合膜に
は、液晶素子をカラー表示タイプにするため、従来公知
の各種二色性色素を配合することもできる。液晶材料と
しては、通常の液晶素子に用いられるネマティック液
晶、スメクティック液晶、コレステリック液晶等が好適
に使用される。ネマティック液晶としては、特に限定さ
れないが、誘電率異方性Δεが大きいものを使用するの
が、良好な特性を得る上で好ましい。また、液晶材料は
カイラル成分を含んでいてもよい。高分子マトリクス
は、少なくとも前記一般式(1) で表される本発明の液晶
表示用高分子を含む高分子により構成される。ここでい
う、少なくとも本発明の液晶表示用高分子を含む高分子
により構成される、とは、高分子マトリクスを構成する
高分子が、全て本発明の液晶表示用高分子である場合は
いうまでもなく、本発明の液晶表示用高分子と、他の高
分子との併用系である場合をも含んでいる。本発明の液
晶表示用高分子とともに高分子マトリクスを構成する他
の高分子としては、従来公知の種々の熱可塑性樹脂の中
から、本発明の液晶表示用高分子との相溶性にすぐれた
ものが好適に使用される。本発明の液晶表示用高分子
は、前述のように主鎖が特殊な構造を有することから、
トルエン、テトラヒドロフラン、ジクロロメタンといっ
た低沸点溶媒に可溶である。したがって、この液晶表示
用高分子を用いて液晶素子を製造する本発明方法によれ
ば、従来の複合膜を備えた液晶素子の作製とほぼ同じ工
程により、少なくとも前記一般式(1) で表される本発明
の液晶表示用高分子を含む、３次元網目状の高分子マト
リクスを有する複合膜を備えた、本発明の液晶素子を製
造できるという利点がある。本発明方法によれば、ま
ず、少なくとも液晶材料と一般式(1) で表される液晶表
示用高分子とを溶媒に溶解または分散させた塗布液を、
一方の導電基材の表面に塗布する。そして溶媒を蒸発さ
せると、液晶表示用高分子と液晶材料とが相分離して、
３次元網目状の高分子マトリクスの孔内に液晶材料が充
填された、複合膜が得られる。上記のようにして形成さ
れた複合膜の上に、もう一枚の導電基材をラミネートす
れば、図１に示す本発明の液晶素子が完成する。上記製
造方法に使用される溶媒としては、液晶表示用高分子お
よび液晶材料の種類に応じて、従来公知の各種溶媒の中
から、適当な溶媒を選択して使用することができる。な
お、上記溶媒としては、前記トルエン、テトラヒドロフ
ラン、ジクロロメタンといった、できるだけ沸点が低く
気化しやすいもの（蒸気圧の高いもの）が好ましく用い
られる。気化しにくい溶媒では、導電基材上に塗布液が
塗布されてから乾燥、固化するまでに長時間を要するた
め相分離がうまく行われず、複合膜を形成できないおそ
れがあるからである。塗布液中における上記各成分の配
合割合は特に限定されず、塗布液を導電基材上に塗布す
る方法や、形成される複合膜の膜厚等に応じて、適宜の
割合を選択することができるが、特に液晶表示用高分子
Ａと液晶材料Ｂとは、形成される複合膜の特性を考慮す
ると、重量比で、Ａ／Ｂ＝３／９７〜８０／２０の割合
で塗布液中に配合されるのが好ましい。両者の配合割合
Ａ／Ｂが３／９７より小さい場合にはしっかりした高分
子マトリクスを形成できず、複合膜の機械的強度が不十
分になるおそれがある他、不透明な状態における白濁度
が低下してコントラストが不十分になるおそれもある。
一方、両者の配合割合Ａ／Ｂが８０／２０より大きい場
合には、液晶材料が少なすぎ、不透明な状態における白
濁度が低下してコントラストが不十分になるおそれがあ
る。なお、上記配合割合Ａ／Ｂは、５／９５〜５０／５
０の範囲内であるのがより好ましく、２０／８０〜４０
／６０の範囲内であるのがさらに好ましい。塗布液を導
電基材上に塗布する方法としては、バーコート法、スピ
ンコート法、スプレーコート法、ローラコート法、フロ
ーコート法等の、従来公知の種々の方法を適用すること
ができる。
【実施例】以下に本発明を、実施例並びに比較例に基づ
いて説明する。液晶表示用高分子の合成 窒素置換したセパラブルフラスコ内に、式(5) ：
いて説明する。液晶表示用高分子の合成 窒素置換したセパラブルフラスコ内に、式(5) ：
【化７】 で表されるジアミン２０ｇ（１モル）と、式(6) ：
【化８】 で表される酸無水物３４．６ｇ（１モル）とを入れると
ともに、固形分濃度が２０％となるように２１８mlの乾
燥テトラヒドロフランを加え、攪拌下、０℃で５時間反
応させて粘稠な反応物を得た。得られた反応物を、赤外
分光分析法により分析したところ、式(7) ：
ともに、固形分濃度が２０％となるように２１８mlの乾
燥テトラヒドロフランを加え、攪拌下、０℃で５時間反
応させて粘稠な反応物を得た。得られた反応物を、赤外
分光分析法により分析したところ、式(7) ：
【化９】 で表される構造を有することが確認された。また上記反
応物の重量平均分子量を、ゲルパーミェーションクロマ
トグラフ（ＧＰＣ）法により測定し、式(7) 中のｎを求
めたところ、１５〜２０であった。液晶素子の製造 上記高分子と、液晶材料（メルクジャパン社製の品番Ｅ
３１ＬＶ）とを、全体の溶質濃度が１５重量％、高分子
と液晶材料との配合割合（重量比Ａ／Ｂ）が３／７とな
るようにジクロロメタン中に溶解して塗布液を作製し
た。つぎにこの塗布液を、透明導電フィルム（ＩＴＯ−
ポリエーテルサルホン膜、厚さ１００μｍ）上にバーコ
ート法で塗布し、室温で３０分間、１５０℃で１時間、
さらに１８０℃で２時間乾燥して、厚み１０μｍの複合
膜を得た。最後に、この複合膜上に、前記と同じ透明導
電フィルムを貼り合わせて実施例１の液晶素子を製造し
た。比較例１ 液晶表示用高分子の原料である酸無水物として、式(8)
：
応物の重量平均分子量を、ゲルパーミェーションクロマ
トグラフ（ＧＰＣ）法により測定し、式(7) 中のｎを求
めたところ、１５〜２０であった。液晶素子の製造 上記高分子と、液晶材料（メルクジャパン社製の品番Ｅ
３１ＬＶ）とを、全体の溶質濃度が１５重量％、高分子
と液晶材料との配合割合（重量比Ａ／Ｂ）が３／７とな
るようにジクロロメタン中に溶解して塗布液を作製し
た。つぎにこの塗布液を、透明導電フィルム（ＩＴＯ−
ポリエーテルサルホン膜、厚さ１００μｍ）上にバーコ
ート法で塗布し、室温で３０分間、１５０℃で１時間、
さらに１８０℃で２時間乾燥して、厚み１０μｍの複合
膜を得た。最後に、この複合膜上に、前記と同じ透明導
電フィルムを貼り合わせて実施例１の液晶素子を製造し
た。比較例１ 液晶表示用高分子の原料である酸無水物として、式(8)
：
【化１０】 で表されるピロメリット酸二無水物の１モルを使用した
こと以外は、実施例１と同様にして高分子を合成した。
この高分子を用いて、実施例１と同様にして液晶素子を
製造しようとしたが、比較例１の高分子はジクロロメタ
ンに不溶で、しかも液晶材料との親和性も不十分である
ため、複合膜を形成することができなかった。そこで実
施例１の液晶素子について、以下の各試験を行って、そ
の特性を評価した。電気光学応答性試験Ｉ 実施例１の液晶素子を分光光度計（島津製作所製の型番
ＵＶ−１６０）にセットした状態で、両透明導電フィル
ム間に６０Ｈｚの正弦波交流電圧を印加して、６００ｎ
ｍの波長の光の透過率と印加電圧との関係を測定した。
そして、無印加電圧時の透過率Ｔ0 （％）、透過率８０
％の時の印加電圧Ｖ80（Ｖ）およびコントラストＣ（９
０を上記Ｔ0 で割った値）を求めた。電気光学応答性試験II 上記電気光学応答性試験Ｉに使用した実施例１の液晶素
子を、１００℃の温度で２５０時間エージングした後、
同様にして無印加電圧時の透過率Ｔ0 （％）、透過率８
０％の時の印加電圧Ｖ80（Ｖ）およびコントラスト（９
０を上記Ｔ0 で割った値）を求めた。以上の結果を表１
に示す。
こと以外は、実施例１と同様にして高分子を合成した。
この高分子を用いて、実施例１と同様にして液晶素子を
製造しようとしたが、比較例１の高分子はジクロロメタ
ンに不溶で、しかも液晶材料との親和性も不十分である
ため、複合膜を形成することができなかった。そこで実
施例１の液晶素子について、以下の各試験を行って、そ
の特性を評価した。電気光学応答性試験Ｉ 実施例１の液晶素子を分光光度計（島津製作所製の型番
ＵＶ−１６０）にセットした状態で、両透明導電フィル
ム間に６０Ｈｚの正弦波交流電圧を印加して、６００ｎ
ｍの波長の光の透過率と印加電圧との関係を測定した。
そして、無印加電圧時の透過率Ｔ0 （％）、透過率８０
％の時の印加電圧Ｖ80（Ｖ）およびコントラストＣ（９
０を上記Ｔ0 で割った値）を求めた。電気光学応答性試験II 上記電気光学応答性試験Ｉに使用した実施例１の液晶素
子を、１００℃の温度で２５０時間エージングした後、
同様にして無印加電圧時の透過率Ｔ0 （％）、透過率８
０％の時の印加電圧Ｖ80（Ｖ）およびコントラスト（９
０を上記Ｔ0 で割った値）を求めた。以上の結果を表１
に示す。
【表１】 上記表１の結果より明らかなように、実施例１の液晶素
子は、Ｔ0 、Ｖ80が低く、かつ十分なコントラストを有
するとともに、エージング後もこれらの特性が殆ど変化
しなかった。このことから実施例１の液晶素子は、高い
コントラストを達成でき、しかも耐熱性にすぐれた複合
膜を有することが確認された。
子は、Ｔ0 、Ｖ80が低く、かつ十分なコントラストを有
するとともに、エージング後もこれらの特性が殆ど変化
しなかった。このことから実施例１の液晶素子は、高い
コントラストを達成でき、しかも耐熱性にすぐれた複合
膜を有することが確認された。
【発明の効果】以上詳述したように本発明の液晶表示用
高分子は、高いコントラストを達成でき、しかも耐熱性
にすぐれた複合膜を形成し得るものである。また本発明
の液晶素子は、上記液晶表示用高分子を含む、耐熱性に
すぐれかつコントラストの高い複合膜を有するものゆ
え、連続して高温にさらされる場所で使用してもコント
ラストが低下するおそれがない。したがって本発明の液
晶素子は、とくに自動車のインパネ用の表示素子や自動
車用のサンシェード等、高温に長時間さらされる用途に
好適に使用することができる。さらに本発明の液晶素子
の製造方法においては、低沸点溶媒に可溶な本発明の液
晶表示用高分子を原料として使用するので、従来とほぼ
同じ工程で、上記のように特性のすぐれた本発明の液晶
素子を製造できるというメリットがある。
高分子は、高いコントラストを達成でき、しかも耐熱性
にすぐれた複合膜を形成し得るものである。また本発明
の液晶素子は、上記液晶表示用高分子を含む、耐熱性に
すぐれかつコントラストの高い複合膜を有するものゆ
え、連続して高温にさらされる場所で使用してもコント
ラストが低下するおそれがない。したがって本発明の液
晶素子は、とくに自動車のインパネ用の表示素子や自動
車用のサンシェード等、高温に長時間さらされる用途に
好適に使用することができる。さらに本発明の液晶素子
の製造方法においては、低沸点溶媒に可溶な本発明の液
晶表示用高分子を原料として使用するので、従来とほぼ
同じ工程で、上記のように特性のすぐれた本発明の液晶
素子を製造できるというメリットがある。
【図１】本発明の液晶素子の層構成を示す概略断面図で
ある。
ある。
Ｄ 導電基材 Ｌ 複合膜
Claims (4)
- 【請求項１】一般式(1) ： 【化１】 〔式中Ｒは水素原子またはアルキル基、Ｘは任意の２価
の基を示し、ｎは１０〜５０である。〕で表されること
を特徴とする液晶表示用高分子。 - 【請求項２】一般式(1) 中のＸが、−Ｏ−，−ＣＨ
2 −，−ＳＯ2 −および式(2) ： 【化２】 で表される基のうちのいずれかである請求項１記載の液
晶表示用高分子。 - 【請求項３】請求項１記載の液晶表示用高分子を含む、
３次元網目状構造を有する高分子マトリクスの連続した
孔内に、液晶材料が充填された構造の複合膜を、一対の
導電基材で挟着したことを特徴とする液晶素子。 - 【請求項４】少なくとも液晶材料と、請求項１記載の液
晶表示用高分子とを溶媒中に溶解または分散した塗布液
を、一対の導電基材のうち一方の表面に塗布し、溶媒を
蒸発させて高分子と液晶材料とを相分離させることで、
３次元網目状構造を有する高分子マトリクスの連続した
孔内に液晶材料が充填された構造の複合膜を形成するこ
とを特徴とする液晶素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23846393A JPH0792452A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 液晶表示用高分子とそれを用いた液晶素子および液晶素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23846393A JPH0792452A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 液晶表示用高分子とそれを用いた液晶素子および液晶素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792452A true JPH0792452A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=17030610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23846393A Pending JPH0792452A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 液晶表示用高分子とそれを用いた液晶素子および液晶素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792452A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001034678A1 (fr) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | Kaneka Corporation | Polyimide soluble et composition contenant ce dernier, feuille de liaison, film lamine adhesif utilise pour recouvrir un tube de faisceau d'accelerateur et film lamine adhesif utilise pour recouvrir un fil conducteur destine a un dispositif de chauffe refroidissant un accelerateur |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP23846393A patent/JPH0792452A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001034678A1 (fr) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | Kaneka Corporation | Polyimide soluble et composition contenant ce dernier, feuille de liaison, film lamine adhesif utilise pour recouvrir un tube de faisceau d'accelerateur et film lamine adhesif utilise pour recouvrir un fil conducteur destine a un dispositif de chauffe refroidissant un accelerateur |
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