JPH08194208A - Liquid crystal optical element and its production - Google Patents

Liquid crystal optical element and its production

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JPH08194208A
JPH08194208A JP2090495A JP2090495A JPH08194208A JP H08194208 A JPH08194208 A JP H08194208A JP 2090495 A JP2090495 A JP 2090495A JP 2090495 A JP2090495 A JP 2090495A JP H08194208 A JPH08194208 A JP H08194208A
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JP
Japan
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liquid crystal
polymer
optical element
crystal optical
diisocyanate
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Application number
JP2090495A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuji Hattori
秀志 服部
Shin Miyanowaki
伸 宮之脇
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08194208A publication Critical patent/JPH08194208A/en
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Abstract

PURPOSE: To produce a liquid crystal optical element with low driving voltage and little hysteresis even when the element is used for a display by constituting the capsule wall from a polymer material having urethane bonds in the molecule. CONSTITUTION: In this liquid crystal optical element, a liquid crystal/polymer composite film comprising encapsulated liquid crystal particles dispersed in a particulate state and a matrix material which includes these particles, the wall material of the capsule consists of a polymer material having urethane bonds in the molecule. The polymer material having urethane bonds in the molecule is prepared from urethane oligomers and has a low mol.wt. and good solubility with a liquid crystal or comonomers. The polymer is an extremely flexible material although it has no soft segment. These characteristics contribute to reducing the driving voltage of the element which is produced by using this polymer material. Moreover, since the polymer synthesized from urethane oligomers has proper crosslinks, it does not increase the hysteresis of the element produced by using the polymer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、公衆表示、パソコン、
携帯用情報端末等のディスプレイ、OHP、カード等と
して有用な液晶/高分子複合膜型液晶光学素子、及びそ
の製造方法に関する。
The present invention relates to a public display, a personal computer,
The present invention relates to a liquid crystal / polymer composite film type liquid crystal optical element useful as a display for portable information terminals and the like, OHP, cards and the like, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、液晶分子を液滴状に高分子マトリ
ックス中に分散させてなる液晶/高分子複合膜、あるい
は液晶と高分子マトリックスとが相互に連続相を形成し
ている液晶/高分子複合膜は、印加される電圧をON−
OFFすることによって可逆的に透過−散乱状態を呈
し、液晶光学素子の材料として使用されている。上記液
晶/高分子複合膜の作製技術としては、液晶粒子を分散
保持する高分子マトリックスとしてPVA(ポリビニル
アルコール)を用いる方法(特表昭58−501631
号公報)、エポキシ樹脂を用いる方法(特表昭61−5
02128号公報)、UV硬化性樹脂を用いる方法(特
開平1−252689号公報)等が挙げられ、又、液晶
と高分子マトリックスとの均一溶液から溶媒を除去して
液晶/高分子複合膜を成膜する方法(特開平1−230
693号公報)等が挙げられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal / polymer composite film in which liquid crystal molecules are dispersed in the form of droplets in a polymer matrix, or a liquid crystal / polymer matrix in which a continuous phase is formed / high The molecular composite film turns on the applied voltage.
When turned off, it reversibly exhibits a transmission-scattering state and is used as a material for a liquid crystal optical element. As a technique for producing the liquid crystal / polymer composite film, a method of using PVA (polyvinyl alcohol) as a polymer matrix for holding liquid crystal particles in a dispersed state (Japanese Patent Publication No. 58-501631).
Japanese Patent Laid-Open Publication No. 61-5), a method using an epoxy resin (Tokusho Sho 61-5
No. 02128), a method using a UV-curable resin (JP-A-1-252689), and the like. Further, a solvent is removed from a uniform solution of a liquid crystal and a polymer matrix to form a liquid crystal / polymer composite film. Method for forming a film (JP-A 1-230
693).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来の方法によって得られる液晶/高分子複合膜を用
いた液晶光学素子は、素子としての駆動電圧が高い、大
きなヒステリシスが発生する等の点で不十分なものであ
り、その応用範囲が限定されている。実際に上記液晶/
高分子複合膜型液晶光学素子を、ディスプレイとして応
用するには、駆動電圧を如何に低減し、且つヒステリシ
スを如何に減少させるかが重要な課題であるが、これら
の特性は、液晶/高分子複合膜の構成に用いる材料によ
って大きく変動し、高分子マトリックスの材料として、
アクリル酸ビフェニルエステル誘導体の重合体を用いる
もの(特開平5−53096号公報)、含フッ素(メ
タ)アクリル酸エステル重合体を用いるもの(特開平5
−194955号公報)等、最近になっても多数の報告
が為されているが、いずれも十分な特性を発揮するもの
ではない。従って、本発明の目的は、ディスプレイとし
て応用した場合にも、駆動電圧が低く、且つヒステリシ
スの少ない液晶/高分子複合膜を用いた液晶光学素子を
提供することである。
However, the liquid crystal optical element using the liquid crystal / polymer composite film obtained by the above-mentioned conventional method is unsatisfactory in that the driving voltage as the element is high and a large hysteresis is generated. It is sufficient and its application range is limited. Actually the above liquid crystal /
In order to apply the polymer composite film type liquid crystal optical element as a display, how to reduce the driving voltage and how to reduce the hysteresis is an important issue. It varies greatly depending on the material used to form the composite membrane, and as a material for the polymer matrix,
One using a polymer of an acrylic acid biphenyl ester derivative (JP-A-5-53096) and one using a fluorine-containing (meth) acrylic acid ester polymer (JP-A-5-53096).
Although many reports have been made recently, such as Japanese Patent Laid-Open No. 194955), none of them has sufficient characteristics. Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal optical element using a liquid crystal / polymer composite film having a low driving voltage and a small hysteresis even when applied as a display.

【0004】[0004]

【課題を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明に
よって達成される。即ち、本発明は、粒状に分散された
カプセル化液晶粒子と、該粒子を内包しているマトリッ
クス材料とからなる液晶/高分子複合膜を用いた液晶光
学素子において、上記カプセルの壁材料が、分子中にウ
レタン結合を有する重合体材料からなることを特徴とす
る液晶光学素子、粒状に分散された液晶粒子と、該液晶
粒子を内包している高分子マトリックス材料とからなる
液晶/高分子複合膜を用いた液晶光学素子において、上
記高分子マトリックス材料が、分子中にウレタン結合を
有する重合体材料からなることを特徴とする液晶光学素
子、液晶と高分子マトリックス材料とが三次元網目を形
成している液晶/高分子複合膜を用いた液晶光学素子に
おいて、上記高分子マトリックス材料が、分子中にウレ
タン結合を有する重合体材料からなることを特徴とする
液晶光学素子、及びその製造方法である。
The above object can be achieved by the present invention described below. That is, the present invention is a liquid crystal optical element using a liquid crystal / polymer composite film comprising granular encapsulated liquid crystal particles and a matrix material encapsulating the particles, wherein the capsule wall material is A liquid crystal optical element comprising a polymer material having a urethane bond in the molecule, a liquid crystal / polymer composite comprising liquid crystal particles dispersed in a granular form and a polymer matrix material encapsulating the liquid crystal particles. In a liquid crystal optical element using a film, a liquid crystal optical element characterized in that the polymer matrix material is a polymer material having a urethane bond in the molecule, and the liquid crystal and the polymer matrix material form a three-dimensional network. In a liquid crystal optical element using a liquid crystal / polymer composite film, the polymer matrix material comprises a polymer material having a urethane bond in the molecule. Liquid crystal optical element characterized the door, and a manufacturing method thereof.

【0005】[0005]

【作用】本発明者等は、液晶光学素子に使用する液晶粒
子の新規なポリマーカプセル材料、或は液晶粒子の高分
子マトリックス材料を開発すべく鋭意研究開発を重ねた
結果、分子中にウレタン結合を有するウレタンオリゴマ
ーから得られる重合体材料が、液晶/高分子複合膜型液
晶光学素子の駆動電圧を低減させることに効果があるこ
とを見出した。又、液晶との溶解性に優れ、且つ得られ
る素子の駆動電圧及びヒステリシス等を改善することが
出来る新規ウレタンアクリレートオリゴマーを合成し
た。このウレタンアクリレートオリゴマーには、ポリプ
ロピレンオキサイド等のソフトセグメントが導入されて
いない為に、低分子量であり、従って液晶やコモノマー
との相溶性が良い。又、ソフトセグメントが無いにもか
かわらず、非常に柔軟な材料であり、この特性が、上記
材料を用いて得られる素子の駆動電圧の低減に寄与して
おり、しかも、上記ウレタンオリゴマーから合成したポ
リマーは適度に架橋しているので、これを用いて得られ
る素子のヒステリシスを増大させることがない。
The present inventors have conducted earnest research and development to develop a novel polymer encapsulating material for liquid crystal particles or a polymer matrix material for liquid crystal particles used in a liquid crystal optical element. It has been found that a polymer material obtained from a urethane oligomer having a is effective in reducing the driving voltage of a liquid crystal / polymer composite film type liquid crystal optical element. We also synthesized a novel urethane acrylate oligomer that has excellent solubility in liquid crystals and can improve the driving voltage and hysteresis of the resulting device. This urethane acrylate oligomer has a low molecular weight because a soft segment such as polypropylene oxide is not introduced, and therefore has good compatibility with liquid crystals and comonomers. In addition, it is a very flexible material in spite of the absence of soft segments, and this characteristic contributes to the reduction of the driving voltage of the device obtained by using the above material, and is synthesized from the above urethane oligomer. The polymer is reasonably crosslinked so that it does not increase the hysteresis of the device obtained using it.

【0006】[0006]

【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳細に説明する。本発明の液晶光学素子は、
液晶粒子と高分子マトリックス材料とからなる液晶/高
分子複合膜用いるものであって、その1例は、液晶粒子
がウレタンアクリレートオリゴマーの重合体によってカ
プセル化されている例であり、他の1例は、高分子マト
リックスとして上記のオリゴマーからなる重合体を使用
する例であり、更に別の例は、液晶と高分子マトリック
ス材料とが三次元網目を形成している液晶/高分子複合
膜を用いた液晶光学素子において、上記高分子マトリッ
クス材料が、分子中にウレタン結合を有する重合体材料
からなることを特徴とする液晶光学素子である。本発明
においては特に第一の例が好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. The liquid crystal optical element of the present invention,
A liquid crystal / polymer composite film comprising liquid crystal particles and a polymer matrix material is used, one example of which is an example in which liquid crystal particles are encapsulated by a polymer of urethane acrylate oligomer, and another example. Is an example of using a polymer composed of the above oligomer as a polymer matrix, and yet another example is a liquid crystal / polymer composite film in which a liquid crystal and a polymer matrix material form a three-dimensional network. In the liquid crystal optical element, the polymer matrix material comprises a polymer material having a urethane bond in the molecule. In the present invention, the first example is particularly preferable.

【0007】本発明で云う液晶とは、常温付近で液晶状
態を示す有機混合物であって、ディスプレイ用途として
は、好ましくはネマチック液晶若しくはコレステリック
液晶が用いられ、OHPやカード用途としてはスメクチ
ック液晶が用いられる。これらの液晶は誘電率異方性が
正でも負でもよい。尚、液晶混合物中には二色性色素を
含有させることが出来る。二色性色素を使用する場合に
は液晶100重量部当たり約0.5〜5重量部の範囲で
使用することが好ましい。本発明の第一の実施態様で
は、上記液晶を微細に分散させ、ウレタン結合を有する
重合体によってカプセル化して使用する。
The liquid crystal referred to in the present invention is an organic mixture exhibiting a liquid crystal state near room temperature, and nematic liquid crystal or cholesteric liquid crystal is preferably used for display applications, and smectic liquid crystal is used for OHP or card applications. To be These liquid crystals may have positive or negative dielectric anisotropy. Incidentally, the liquid crystal mixture may contain a dichroic dye. When the dichroic dye is used, it is preferably used in the range of about 0.5 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the liquid crystal. In the first embodiment of the present invention, the above liquid crystal is finely dispersed and used by being encapsulated with a polymer having a urethane bond.

【0008】本発明において液晶粒子をカプセル化する
為の壁材料又は高分子マトリックス材料として使用する
新規なウレタンアクリレートオリゴマーは、その原料と
して融点が0℃以下の2官能イソシアネートを用いて得
られるウレタンオリゴマーであることが好ましい。2官
能のジイソシアネートとしては、例えば、1,6−ヘキ
サメチレンジイソシアネート、2,2,4(2,4,
4)−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、m
−キシレンジイソシアネート、m−テトラメチルキシレ
ンジイソシアネート(m−TMXDI)、イソフォロン
ジイソシアネート(IPDI)、2,6−トルエンジイ
ソシアネート及びリシンジイソシアネート等が挙げら
れ、これらのなかでも最終的に得られる重合体の柔軟性
に寄与する脂肪族ジイソシアネートが好ましい。
The novel urethane acrylate oligomer used as a wall material or a polymer matrix material for encapsulating liquid crystal particles in the present invention is a urethane oligomer obtained by using a bifunctional isocyanate having a melting point of 0 ° C. or less as a raw material. Is preferred. As the bifunctional diisocyanate, for example, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,2,4 (2,4,
4) -trimethylhexamethylene diisocyanate, m
-Xylene diisocyanate, m-tetramethyl xylene diisocyanate (m-TMXDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 2,6-toluene diisocyanate, lysine diisocyanate and the like, among which the flexibility of the polymer finally obtained Aliphatic diisocyanates that contribute to the properties are preferred.

【0009】上記2官能イソシアネートにはラジカル重
合性基を2個導入する。このラジカル重合性基として好
ましいものは、水酸基を分子中に1個有する(メタ)ア
クリレートであり、例えば、2−ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート(2HEA)、2−ヒドロキシプロピ
ル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メ
タ)アクリレート、N−メチロールアクリルアミド等が
挙げられる。又、分子中にフッ素原子が導入されたも
の、例えば、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)
2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−パ
ーフルオロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ
ート等も好ましい例として挙げられる。
Two radically polymerizable groups are introduced into the above bifunctional isocyanate. Preferred as the radically polymerizable group is (meth) acrylate having one hydroxyl group in the molecule, and examples thereof include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate (2HEA), 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate. Examples thereof include hydroxybutyl (meth) acrylate and N-methylol acrylamide. Also, those having a fluorine atom introduced into the molecule, for example, 3- (perfluoro-3-methylbutyl)
2-Hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-perfluoro-2-hydroxypropyl (meth) acrylate and the like are also mentioned as preferable examples.

【0010】ウレタンオリゴマーを作製する為の上記ジ
イソシアネートと(メタ)アクリル酸エステルとの反応
は、好ましくは前者:後者=約1:2のモル比率で行わ
れる。反応に際しては、溶剤を使用しても使用しなくて
もよいが、温度制御、反応収率、生成物の純度等を考慮
すると、メチルエチルケトン、トルエン等の不活性有機
溶剤を使用することが好ましい。反応は常温〜100℃
の温度で30分〜3時間程度で完結する。次にウレタン
オリゴマーの代表的合成方法を例示する。 (1)2HEA(脱水処理済、400ppmメチルエチルハイドロキノン含有) 100g (2)m−TMXDI 105g (3)メチルエチルケトン(脱水処理済) 100g (4)ベンゾキノン 20mg (5)ジブチル錫ジウラレート(触媒) 50mg
The reaction of the above-mentioned diisocyanate with the (meth) acrylic acid ester to form the urethane oligomer is preferably carried out in a molar ratio of the former: latter = about 1: 2. In the reaction, a solvent may or may not be used, but it is preferable to use an inert organic solvent such as methyl ethyl ketone or toluene in consideration of temperature control, reaction yield, product purity and the like. Reaction temperature is room temperature to 100 ℃
It takes about 30 minutes to 3 hours to complete. Next, a typical method for synthesizing a urethane oligomer will be illustrated. (1) 2HEA (dehydrated, containing 400 ppm methylethylhydroquinone) 100 g (2) m-TMXDI 105 g (3) methylethylketone (dehydrated) 100 g (4) benzoquinone 20 mg (5) dibutyltin dilaurate (catalyst) 50 mg

【0011】上記成分(1)、(3)、(4)及び
(5)を四つ口フラスコに仕込み、窒素雰囲気下におい
て攪拌しながら60℃に保ち、次いで成分(2)を1時
間かけて滴下した。その後70℃に昇温し、赤外線分光
測定によりイソシアネートに基づく吸収が消滅するまで
反応を進行させた。反応終了後、減圧蒸留により溶媒を
除去して油状のウレタンオリゴマーを得た。
The above components (1), (3), (4) and (5) were charged into a four-necked flask and kept at 60 ° C. with stirring under a nitrogen atmosphere, and then the component (2) was taken for 1 hour. Dropped. Then, the temperature was raised to 70 ° C., and the reaction was allowed to proceed until the absorption based on the isocyanate disappeared by infrared spectroscopy. After completion of the reaction, the solvent was removed by distillation under reduced pressure to obtain an oily urethane oligomer.

【0012】上記ウレタンオリゴマーによる前記液晶の
カプセル化は、前記液晶と前記ウレタンオリゴマーとを
混合し、この中に適当な種類及び量のモノマーと重合開
始剤を加え溶液とする。この際、液晶と上記オリゴマー
は相溶性に優れ均一な溶液となる。必要であれば加熱す
る。次に得られた混合物を適当な乳化剤、界面活性剤或
は保護コロイドを用い、超音波や機械的撹拌によって水
性媒体中に乳化分散させた後、50〜95℃程度の温度
で1〜24時間加熱重合させることによって、ウレタン
結合を有する重合体によってカプセル化された液晶粒子
が得られる。この際における液晶とオリゴマー(+モノ
マー)の量は、前者100重量部当たり後者約5〜50
重量部の範囲が好ましい。オリゴマー(+モノマー)の
使用量が少なすぎると液晶粒子のカプセル化が不十分で
液晶の滲み出しや粒子の強度が不足する。一方、オリゴ
マー(+モノマー)の使用量が多すぎると、素子にした
際における電界応答性が低下する。又、得られるカプセ
ル化粒子径は、重合前の液晶の分散の程度によって変化
するが、本発明では平均粒径として約1〜4μmのカプ
セル化粒子が好ましい。
The encapsulation of the liquid crystal with the urethane oligomer is carried out by mixing the liquid crystal and the urethane oligomer, and adding a suitable type and amount of a monomer and a polymerization initiator thereto to form a solution. At this time, the liquid crystal and the oligomer are excellent in compatibility and form a uniform solution. Heat if necessary. Next, the mixture thus obtained is emulsified and dispersed in an aqueous medium by using an appropriate emulsifier, surfactant or protective colloid, and then ultrasonically or mechanically stirred, and then at a temperature of about 50 to 95 ° C for 1 to 24 hours. By heat-polymerizing, liquid crystal particles encapsulated with a polymer having a urethane bond can be obtained. In this case, the amount of the liquid crystal and the oligomer (+ monomer) is about 5 to 50 per 100 parts by weight of the former.
A range of parts by weight is preferred. If the amount of the oligomer (+ monomer) used is too small, encapsulation of the liquid crystal particles will be insufficient and the exudation of the liquid crystal and the strength of the particles will be insufficient. On the other hand, if the amount of the oligomer (+ monomer) used is too large, the electric field responsiveness of the device is reduced. Further, the diameter of the obtained encapsulated particles varies depending on the degree of dispersion of the liquid crystal before the polymerization, but in the present invention, the encapsulated particles having an average particle diameter of about 1 to 4 μm are preferable.

【0013】上記ウレタンアクリレートオリゴマーと共
重合させるモノマーとしては、種々の(メタ)アクリレ
ートやビニル基を有するモノマーを用いることが出来
る。例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メ
タ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヘキ
シル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メ
タ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレ
ート、スチレン、酢酸ビニル、トリフルオロエチル(メ
タ)アクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオ
ロプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。又、
2個以上の重合活性基を有する多官能モノマー(オリゴ
マー)も用いることが出来る。例えば、ジビニルベンゼ
ン、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、
ジペンタンエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレー
ト、2,2−ビス[4−(メタクリロイルポリオキシエ
チル)フェニル]プロパン、ポリジメチルシロキサンジ
(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ
(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ
(メタ)アクリレート等が挙げられる。
As the monomer to be copolymerized with the urethane acrylate oligomer, various (meth) acrylates and monomers having a vinyl group can be used. For example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, styrene, vinyl acetate, trifluoroethyl ( Examples thereof include (meth) acrylate and 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (meth) acrylate. or,
A polyfunctional monomer (oligomer) having two or more polymerization active groups can also be used. For example, divinylbenzene, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate,
Dipentaneerythritol hexa (meth) acrylate, 2,2-bis [4- (methacryloylpolyoxyethyl) phenyl] propane, polydimethylsiloxane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane tetra ( Examples thereof include (meth) acrylate.

【0014】上記の如くして得られたカプセル化液晶分
散液は、カプセル化液晶を一旦分離することなく、この
中に必要に応じて高分子マトリックス材料を添加して液
晶/高分子複合膜を形成する為の塗布液として使用する
ことが出来る。尚、カプセル化時に使用したポリビニル
アルコール等の保護コロイドをそのまま高分子マトリッ
クスとして使用してもよい。更に、重合時に生じた不純
物を除去する為に、生成したカプセル化液晶を遠心分離
等によって一旦分離し、これを適当な量の高分子マトリ
ックスを含んでいる水性媒体中に分散させて塗布液とし
て使用することが好ましい。前記カプセル化液晶と高分
子マトリックスの使用量としては、高分子マトリックス
/液晶の混合比(重量比)が、ディスプレイ用途の場合
には5/95〜50/50であり、OHPやカード用途
の場合には55/45〜35/65である。液晶の使用
量が少な過ぎると、電圧印加時の透明性が不足するだけ
でなく、膜を透明状態にする為に多大の電圧を必要とす
る等の点で不十分であり、一方、液晶の使用量が多過ぎ
ると、電圧印加時の散乱(濁度)が不足するだけでな
く、膜の強度が低下したりするので好ましくない。又、
液晶/高分子複合膜のコントラストや色調を改善させる
為に液晶中に二色性色素を添加することが出来る。この
場合の色素のゲスト−ホスト効果により光吸収(着色)
−透明状態でスィッチングする液晶/高分子複合膜を得
ることが出来る。
In the encapsulated liquid crystal dispersion liquid obtained as described above, a polymer matrix material is added to the encapsulated liquid crystal as needed to form a liquid crystal / polymer composite film without once separating the encapsulated liquid crystal. It can be used as a coating liquid for forming. The protective colloid such as polyvinyl alcohol used at the time of encapsulation may be used as it is as a polymer matrix. Further, in order to remove impurities generated during polymerization, the generated encapsulated liquid crystal is once separated by centrifugation or the like, and this is dispersed in an aqueous medium containing an appropriate amount of polymer matrix to prepare a coating solution. Preference is given to using. The amount of the encapsulated liquid crystal and the polymer matrix used is such that the mixture ratio (weight ratio) of polymer matrix / liquid crystal is 5/95 to 50/50 in the case of display use, and in the case of OHP or card use. Is 55/45 to 35/65. If the amount of the liquid crystal used is too small, not only is the transparency insufficient when a voltage is applied, but also a large amount of voltage is required to bring the film into a transparent state. If the amount used is too large, not only the scattering (turbidity) at the time of voltage application becomes insufficient, but also the strength of the film decreases, which is not preferable. or,
A dichroic dye can be added to the liquid crystal in order to improve the contrast and color tone of the liquid crystal / polymer composite film. Light absorption (coloring) due to the guest-host effect of the dye in this case
-It is possible to obtain a liquid crystal / polymer composite film that switches in the transparent state.

【0015】上記塗布液を用いて液晶/高分子複合膜を
作製する方法としては、特に大面積化、フイルム電極に
よる軽量化等に対処しやすいコーティング法や電着法が
望ましいが、上記の如き塗布液を使用することなく、例
えば、溶液等を用いて、光、熱硬化による相分離法、溶
媒蒸発による相分離法、温度変化による相分離法等も排
除するものではない。塗布方法としては、例えば、電着
塗装方法、スクリーン印刷、メタルマスクを用いたステ
ンシル印刷、刷毛塗り、スプレーコーティング、ブレー
ドコーティング、ドクターコーティング等の適当な手段
により素子基板の一方の表面に塗工し、これを乾燥する
ことによって液晶/高分子複合膜を形成することが出来
る。形成される液晶/高分子複合膜の厚みは約3〜15
μmの範囲が好ましく、該複合膜が薄すぎると、光散乱
状態での散乱強度の低下、散乱−透過のコントラストが
低下する等の点で問題があり、一方、厚すぎると得られ
る素子の駆動電圧が高くなる等の点で問題がある。
As a method for producing a liquid crystal / polymer composite film using the above coating solution, a coating method and an electrodeposition method which are particularly easy to cope with a large area, a light weight by a film electrode and the like are desirable. Without using the coating liquid, for example, a phase separation method by light, heat curing, a phase separation method by solvent evaporation, a phase separation method by temperature change, or the like using a solution or the like is not excluded. As a coating method, for example, an electrodeposition coating method, screen printing, stencil printing using a metal mask, brush coating, spray coating, blade coating, doctor coating or the like is applied to one surface of the element substrate. By drying this, a liquid crystal / polymer composite film can be formed. The thickness of the formed liquid crystal / polymer composite film is about 3 to 15
The range of μm is preferable, and when the composite film is too thin, there are problems in that the scattering intensity in the light scattering state is lowered, the contrast of scattering-transmission is lowered, and the like, and when it is too thick, the obtained element is driven. There is a problem in that the voltage becomes high.

【0016】前記塗布液の塗布方法としては、コーティ
ング法と共に電着塗布法が好ましい。ここでいう電着塗
布とは、液晶粒子を含む塗工液中に、塗布基板となる主
電極と対向電極とを配置して通電し、液晶粒子と高分子
マトリックス材料とを電気的に基板上に吸着若しくは沈
着させ、次いで電着塗布された基板を取り出して溶媒を
乾燥除去することにより液晶/高分子複合膜を形成する
ものである。電着塗布には、陽極上に液晶と高分子材料
とを折出させるアニオン電着法と、陰極上に折出させる
カチオン電着法とがあるが、ITO等の透明金属酸化物
が電極となっている基板が塗布基板として通常使用され
る為に、還元による透明電極の着色を避ける為にアニオ
ン電着法が好ましく用いられる。電着法において用いら
れる高分子マトリックスとして好ましく用いられるアニ
オン性樹脂としては、マレイン化油樹脂、アニオン変性
ポリブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂
が挙げられる。
As a method of applying the coating solution, an electrodeposition coating method is preferable in addition to the coating method. The electrodeposition coating here means that a main electrode and a counter electrode, which are coating substrates, are placed in a coating liquid containing liquid crystal particles and an electric current is applied thereto, so that the liquid crystal particles and the polymer matrix material are electrically deposited on the substrate. Liquid crystal / polymer composite film is formed by adsorbing or depositing on the substrate, then taking out the electrodeposited substrate and drying and removing the solvent. The electrodeposition coating includes an anion electrodeposition method in which a liquid crystal and a polymer material are projected on the anode and a cation electrodeposition method in which a liquid crystal and a polymer material are projected on the cathode. However, a transparent metal oxide such as ITO serves as an electrode. Since a substrate having a different thickness is usually used as a coating substrate, the anion electrodeposition method is preferably used in order to avoid coloring of the transparent electrode due to reduction. Examples of the anionic resin preferably used as the polymer matrix used in the electrodeposition method include maleated oil resin, anion-modified polybutadiene resin, polyester resin, and acrylic resin.

【0017】電着塗布により液晶/高分子複合膜を作製
する為に使用する塗工液は、上記アニオン性樹脂の水溶
液中に液晶を乳化分散して調製することが出来る。又、
形成される液晶/高分子複合膜の塗膜構造の適正化、及
び液晶/高分子複合膜への電圧配分を適正化する為に、
前述の如く液晶を予めカプセル化し、これを上記アニオ
ン性樹脂水溶液中に分散した塗工液を用いることが特に
好ましい。高分子マトリックス材料の溶解性の向上及び
平滑な塗膜を得る為に、電着浴には通常有機溶剤が添加
される。ここで用いられる有機溶剤としてはエタノー
ル、メタノール、イソプロパノール等のアルコール類、
メチルセルソルブ、エチルセルノルブ等のセルソルブ
類、グリコール、カービトール等の親水性有機溶剤が好
ましく用いられるが、場合によりキシロール、トルオー
ル等の疎水性溶剤も使用することが出来る。
The coating liquid used for preparing the liquid crystal / polymer composite film by electrodeposition coating can be prepared by emulsifying and dispersing the liquid crystal in an aqueous solution of the anionic resin. or,
In order to optimize the coating film structure of the formed liquid crystal / polymer composite film and to optimize the voltage distribution to the liquid crystal / polymer composite film,
As described above, it is particularly preferable to use the coating liquid in which the liquid crystal is encapsulated in advance and is dispersed in the anionic resin aqueous solution. An organic solvent is usually added to the electrodeposition bath in order to improve the solubility of the polymer matrix material and obtain a smooth coating film. As the organic solvent used here, alcohols such as ethanol, methanol, and isopropanol,
Cellosolves such as methyl cellosolve and ethyl cellnolub, hydrophilic organic solvents such as glycol and carbitol are preferably used, but hydrophobic solvents such as xylol and toluol can also be used depending on the case.

【0018】又、使用し得る助剤としては、液晶粒子の
分散安定性を付与する為の界面活性剤、塗膜の平滑性を
良くする為のレベリング剤、消泡剤等が挙げられる。
又、カプセル化液晶にカルボキシル基等のアニオン性基
を持たせた場合には、カプセル自体が電気的に泳動して
基板上に沈着する能力がある為にアニオン性樹脂を使用
しなくても電着可能である。この様にして電極上に付着
形成された膜は、水分、有機溶剤等の揮発性成分を取り
除く為に加熱乾燥されて、所望の液晶/高分子複合膜と
なる。
Examples of the auxiliaries which can be used include a surfactant for imparting dispersion stability of liquid crystal particles, a leveling agent for improving smoothness of a coating film, an antifoaming agent and the like.
When the encapsulated liquid crystal has an anionic group such as a carboxyl group, the capsule itself has a capability of electrophoresing and depositing on the substrate, so that the anionic resin can be used without using an anionic resin. Can be worn. The film thus deposited and formed on the electrode is heated and dried to remove volatile components such as water and organic solvent, and becomes a desired liquid crystal / polymer composite film.

【0019】以上の液晶/高分子複合膜の形成に使用す
る素子基板としては、従来公知の液晶光学素子に一般的
に使用されているもの、例えば、ITO系、SnO2
系、ZnO系の様な透明導電性材料をガラスや高分子フ
イルム等の様な透明基板に付着させた透明電極基板が挙
げられ、一方の基板として不透明導電性基板を用いる場
合には、その電極が高反射率の金属、例えば、アルミニ
ウム、銀、クロム、ニッケル等で表面凹凸形状を有する
反射型電極を用いることも出来る。その基板自体はガラ
ス、高分子フイルム或いはその他のものであってもよ
い。
The element substrate used for forming the above liquid crystal / polymer composite film is one that is generally used in conventionally known liquid crystal optical elements, for example, ITO-based, SnO 2
Examples of the transparent electrode substrate include a transparent conductive material such as glass and ZnO based on a transparent substrate such as glass or polymer film. When an opaque conductive substrate is used as one of the substrates, its electrode is used. It is also possible to use a reflection type electrode having a surface irregularity made of a metal having a high reflectance, such as aluminum, silver, chromium or nickel. The substrate itself may be glass, polymer film or others.

【0020】以上の如くして一方の素子基板上に形成さ
れた液晶/高分子複合膜の面に、他の素子基板を常法に
従って積層し、必要なシールや配線を行うことによって
本発明の液晶光学素子が得られる。尚、以上の説明で
は、液晶をカプセル化した例について説明したが、本発
明では、後述の実施例に示す様に、液晶をカプセル化せ
ずに、前記のウレタンオリゴマーからなる高分子マトリ
ックス中に液晶粒子を分散及び内包させても同様に優れ
た特性を有する液晶光学素子が得られる。又、本発明の
素子がOHPやカード用途の場合は、電極を1枚だけ用
いその上に液晶/高分子複合膜を形成し、更に必要に応
じて保護層を形成して素子とし、コロナ電界を用いて液
晶/高分子複合膜を駆動させることが出来る。カードの
場合には、電極には反射型電極を用いることが好まし
く、上記反射電極の他、白色PETフイルム上に上記透
明電極性材料を付着させた電極も用いることが出来る。
As described above, the other device substrate is laminated on the surface of the liquid crystal / polymer composite film formed on one device substrate by a conventional method, and necessary sealing and wiring are performed to realize the present invention. A liquid crystal optical element is obtained. In the above description, an example in which a liquid crystal is encapsulated has been described, but in the present invention, as shown in the examples below, the liquid crystal is not encapsulated in the polymer matrix composed of the urethane oligomer. Even when the liquid crystal particles are dispersed and included, a liquid crystal optical element having similarly excellent properties can be obtained. When the device of the present invention is used for OHP or a card, only one electrode is used, a liquid crystal / polymer composite film is formed on the electrode, and a protective layer is further formed as necessary to form the device. Can be used to drive the liquid crystal / polymer composite film. In the case of a card, it is preferable to use a reflective electrode as the electrode, and in addition to the reflective electrode, an electrode in which the transparent electrode material is adhered on a white PET film can be used.

【0021】[0021]

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。 実施例1 ハロゲン系液晶(TL−205、メルク(株)製)2.
0g、イソフォロンジイソシアネート(IPDI)1モ
ルに対し2−ヒドロキシエチルアクリレート(2HE
A)2モル付加したもの(オリゴマー1)0.1g、2
−エチルヘキシルアクリレート(EHA)0.4g及び
アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.01gの
均一な混合液を作製した。上記混合液に、ポリビニルア
ルコール(EG−05、日本合成(株)製)2%水溶液
を10g加え、超音波分散した後、85℃で20時間重
合して液晶粒子のカプセル化を行った。これを遠心分離
して遊離のEG−05を除去し、水媒体を加えて適当な
粘度に調整してコーティング用インキを作製した。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. Example 1 Halogen-based liquid crystal (TL-205, manufactured by Merck Ltd.) 2.
0 g, 2-hydroxyethyl acrylate (2HE) per 1 mol of isophorone diisocyanate (IPDI)
A) 0.1 g with 2 mol added (Oligomer 1), 2
A uniform mixture of 0.4 g of ethylhexyl acrylate (EHA) and 0.01 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) was prepared. To the above mixed solution, 10 g of a 2% aqueous solution of polyvinyl alcohol (EG-05, manufactured by Nippon Gosei Co., Ltd.) was added, ultrasonically dispersed, and then polymerized at 85 ° C. for 20 hours to encapsulate liquid crystal particles. This was centrifuged to remove free EG-05, and an aqueous medium was added to adjust the viscosity to an appropriate level to prepare a coating ink.

【0022】上記インキをITOガラス上にステンシル
印刷法により、乾燥後の膜厚が10μmになる割合で塗
布及び乾燥して液晶/高分子複合膜を成膜し、対向電極
としてITO−PETフイルムを貼り合せたて本発明の
液晶光学素子とした。上記素子について電気光学特性を
測定したところ、電圧無印加時の透過率(T0 )と電圧
印加時の飽和透過率(T00)の差を100%とした場合
の10%透過率時の印加電圧(V10)が9.2V、90
%透過率時の印加電圧(V90)が16.3Vであった。
尚、T0 は2%、T100 は84%であった。又、セルに
50Vを2分間印加し続けた後の立ち下がり緩和時間
(τoff)は35ミリ秒であった。又、10Vの30マ
イクロ秒のパルスを印加し、その16ミリ秒後の電圧保
持率(Vhr)は93%であった。
The above ink was applied onto ITO glass by a stencil printing method at a ratio of a film thickness after drying of 10 μm and dried to form a liquid crystal / polymer composite film, and an ITO-PET film was used as a counter electrode. The liquid crystal optical element of the present invention was obtained by pasting together. The electro-optical characteristics of the above element were measured, and it was found that when the difference between the transmittance (T 0 ) when no voltage was applied and the saturated transmittance (T 00 ) when voltage was applied was 100%, the application at 10% transmittance Voltage (V 10 ) is 9.2V, 90
The applied voltage (V 90 ) at the time of% transmittance was 16.3V.
Incidentally, T 0 was 2% and T 100 was 84%. The fall relaxation time (τ off ) after applying 50 V to the cell for 2 minutes was 35 milliseconds. A voltage holding ratio (V hr ) of 16 V after applying a pulse of 10 V for 30 μs was 93%.

【0023】実施例2 実施例1におけるオリゴマーを、2,2,4−トリメチ
ルヘキサメチレンジイソシアネートと2,4,4−トリ
メチルヘキサメチレンイソシアネートの1:1混合物
(TMDI)1モルに2HEAを2モルを付加したもの
(オリゴマー2)に代えて、実施例1と同様にして本発
明の液晶光学素子を作製した。その特性は、V10=7.
8V、V90=15.4V、T0 =2%、T100 =84
%、τoff=33ミリ秒、Vhr=93%であった。 実施例3 実施例1におけるオリゴマー1を、m−テトラメチルキ
シレンジイソシアネート(m−TMXDI)1モルに2
HEAを2モル付加したもの(オリゴマー3)に代え
て、他は実施例1と同様にして本発明の液晶光学素子を
作製した。その特性は、V10=11.3V、V90=2
3.4V、T0 =2%、T100 =85%、τoff=27
ミリ秒、Vhr=87%であった。
Example 2 The oligomer in Example 1 was prepared by mixing 2 mol of 2HEA with 1 mol of a 1: 1 mixture of 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and 2,4,4-trimethylhexamethylene isocyanate (TMDI). A liquid crystal optical element of the present invention was produced in the same manner as in Example 1 in place of the added one (oligomer 2). Its characteristic is V 10 = 7.
8V, V 90 = 15.4V, T 0 = 2%, T 100 = 84
%, Τ off = 33 milliseconds, V hr = 93%. Example 3 The oligomer 1 in Example 1 was added to 2 mol of 1 mol of m-tetramethylxylene diisocyanate (m-TMXDI).
A liquid crystal optical element of the present invention was produced in the same manner as in Example 1 except that 2 mol of HEA was added (Oligomer 3). The characteristics are V 10 = 11.3V, V 90 = 2
3.4V, T 0 = 2%, T 100 = 85%, τ off = 27
Millisecond, V hr = 87%.

【0024】実施例4 実施例1におけるオリゴマー1を、1,6−ヘキサンメ
チレンジイソシアネート(HDI)1モルに2HEAを
2モル付加したもの(オリゴマー4)に代えて他は実施
例1と同様にして本発明の液晶光学素子を作製した。そ
の特性は、V10=11.5V、V90=25.0V、T0
=2.0%、T100 =85%、τoff=30ミリ秒、V
hr=93%であった。 実施例5 実施例1におけるオリゴマー1を、m−キシレンジイソ
シアネート(m−XDI)1モルに2HEAを2モル付
加したもの(オリゴマー5)に代えて、他は実施例1と
同様にして本発明の液晶光学素子を作製した。その特性
は、V10=11.5V、V90=25.0V、T0 =2.
1%、T100 =85%、τoff=30ミリ秒、Vhr=9
3%であった。
Example 4 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the oligomer 1 in Example 1 was replaced with 1 mole of 1,6-hexanemethylene diisocyanate (HDI) to which 2 moles of 2HEA was added (oligomer 4). A liquid crystal optical element of the present invention was produced. The characteristics are V 10 = 11.5V, V 90 = 25.0V, T 0
= 2.0%, T 100 = 85%, τ off = 30 milliseconds, V
hr was 93%. Example 5 The same procedure as in Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the oligomer 1 in Example 1 was replaced with the one obtained by adding 2 moles of 2HEA to 1 mole of m-xylene diisocyanate (m-XDI). A liquid crystal optical element was produced. The characteristics are V 10 = 11.5V, V 90 = 25.0V, T 0 = 2.
1%, T 100 = 85%, τ off = 30 ms, V hr = 9
It was 3%.

【0025】実施例6 実施例1におけるオリゴマー1を、2,6−トルエンジ
イソシアネート(TDI)1モルに2HEAを2モル付
加したもの(オリゴマー6)に代えて、他は実施例1と
同様にして本発明の液晶光学素子を作製した。その特性
は、V10=8.0V、V90=20.0V、T0 =2%、
100 =85%、τoff=50ミリ秒、Vhr=91%で
あった。 実施例7 実施例1におけるオリゴマー1を、リシンジイソシアネ
ート(LDI)1モルに2HEAを2モル付加したもの
(オリゴマー7)に代えて、他は実施例1と同様にして
本発明の液晶光学素子を作製した。その特性は、V10
12.0V、V90=25.5V、T0 =2%、T100
84%、τoff=24ミリ秒、Vhr=91%であった。
Example 6 In the same manner as in Example 1 except that the oligomer 1 in Example 1 was replaced with 2 moles of 2HEA added to 1 mole of 2,6-toluene diisocyanate (TDI) (oligomer 6). A liquid crystal optical element of the present invention was produced. The characteristics are as follows: V 10 = 8.0V, V 90 = 20.0V, T 0 = 2%,
T 100 = 85%, τ off = 50 milliseconds, and V hr = 91%. Example 7 The liquid crystal optical element of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the oligomer 1 in Example 1 was replaced with the one obtained by adding 2 mol of 2HEA to 1 mol of lysine diisocyanate (LDI) (oligomer 7). It was made. Its characteristic is V 10 =
12.0V, V 90 = 25.5V, T 0 = 2%, T 100 =
84%, τ off = 24 milliseconds, V hr = 91%.

【0026】比較例1 実施例1におけるカプセル壁材料を、メチルメタクリレ
ート0.5gに代えて、他は実施例1と同様にして比較
例の液晶光学素子を作製した。その特性は、V10=35
V、V90=65Vであった。 比較例2 実施例1におけるカプセル材料を、EHA0.5gに代
えて、他は実施例1と同様にして比較例の液晶光学素子
を作製した。その特性は、V10が70V以上と非常に高
駆動電圧であった。 比較例3 実施例1におけるオリゴマー1を、1,6−ヘキサンジ
オールジアクリレートに代えて、他は実施例1と同様に
して比較例の液晶光学素子を作製した。その特性は、V
10=65Vと非常に高駆動電圧であった。
Comparative Example 1 A liquid crystal optical element of Comparative Example was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.5 g of methyl methacrylate was used as the capsule wall material in Example 1. Its characteristic is that V 10 = 35
V, V 90 = 65V. Comparative Example 2 A liquid crystal optical element of a comparative example was produced in the same manner as in Example 1 except that the capsule material in Example 1 was replaced with 0.5 g of EHA. The characteristic was that V 10 was 70 V or more, which was a very high driving voltage. Comparative Example 3 A liquid crystal optical element of Comparative Example was produced in the same manner as in Example 1 except that the oligomer 1 in Example 1 was replaced with 1,6-hexanediol diacrylate. Its characteristics are V
It was a very high driving voltage of 10 = 65V.

【0027】実施例8 液晶(TL−205)に、黒色用に配合した2色性色素
(三井東圧化学(株)製、SI800:SI1486:
SI426=30:7:7)を3%溶解し、実施例1と
同様の組成比でカプセル化液晶を作製した。このカプセ
ルの懸濁液を遠心分離後、カプセルに対して10%の割
合で中和したアニオン型電着用樹脂と水を加え、固形分
濃度20%の電着用組成物を作製した。電着用電極とし
てアルミ蒸着された白色ポリエチレンテレフタレートフ
イルムを用い、電着により膜厚6μmの液晶/高分子複
合膜を作製した。薄膜トランジスタ基板上に上記2色性
色素含有液晶をスピンコートした後、上記液晶/高分子
複合膜と圧着し、余分な液晶を除去した後に紫外線硬化
型樹脂で封止して本発明の液晶光学素子を得た。これを
駆動させたところ、15Vの電圧印加で反射率40%を
示した。又、電圧無印加時の反射率は6%であった。
又、表示品位は視差がなく、広い視野角を持つ良好なも
のであった。
Example 8 A dichroic dye compounded for liquid crystal (TL-205) for black color (manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., SI800: SI1486:
SI426 = 30: 7: 7) was dissolved by 3% to prepare an encapsulated liquid crystal with the same composition ratio as in Example 1. After the suspension of this capsule was centrifuged, anion-type electrodeposition resin neutralized at a ratio of 10% and water were added to the capsule to prepare an electrodeposition composition having a solid content concentration of 20%. A liquid crystal / polymer composite film having a film thickness of 6 μm was produced by electrodeposition using a white polyethylene terephthalate film vapor-deposited with aluminum as an electrodeposition electrode. The dichroic dye-containing liquid crystal is spin-coated on a thin film transistor substrate, then pressure-bonded to the liquid crystal / polymer composite film, excess liquid crystal is removed, and then sealed with an ultraviolet curable resin, to thereby obtain a liquid crystal optical element of the present invention. Got When this was driven, a reflectance of 40% was shown when a voltage of 15 V was applied. Further, the reflectance when no voltage was applied was 6%.
The display quality was good with no parallax and a wide viewing angle.

【0028】実施例9 ハロゲン系液晶(TL−205、メルク(株)製)80
%、実施例1で用いたオリゴマー1を10%及びEHA
10%の割合で混合し、この混合物に対して0.2%の
割合で光重合開始剤(ZLI−3331、メルク(株)
製)を加え、11.0μmのガラスファイバー製スペー
サーが散布された2枚のITO電極ガラス基板に挟み込
み、基板全体を38℃に保ちながら、50mW/cm
の強度の紫外線を60秒間照射し、液晶/高分子複合膜
を得た。この膜の構造は液晶と高分子マトリックス材料
とが相互に三次元網目を形成したものであった。上記液
晶/高分子複合膜の特性は、V10=5.8V、V90=1
0.0V、T0=5%、T100=90%、τoff=30ミ
リ秒、Vhr=94%であった。
Example 9 Halogen-based liquid crystal (TL-205, manufactured by Merck Ltd.) 80
%, 10% of the oligomer 1 used in Example 1 and EHA
The mixture was mixed at a ratio of 10%, and the photopolymerization initiator (ZLI-3331, Merck Co.
50 mW / cm 2 while maintaining the whole substrate at 38 ° C. by sandwiching it between two ITO electrode glass substrates on which 11.0 μm glass fiber spacers are scattered.
Ultraviolet rays having the intensity of 1 were irradiated for 60 seconds to obtain a liquid crystal / polymer composite film. The structure of this film was such that the liquid crystal and the polymer matrix material mutually formed a three-dimensional network. The characteristics of the liquid crystal / polymer composite film are V 10 = 5.8 V and V 90 = 1.
The values were 0.0 V, T 0 = 5%, T 100 = 90%, τ off = 30 milliseconds, and V hr = 94%.

【0029】実施例10 スメクチック液晶(S−6、メルク(株)製)2.0
g、二色性色素(S−428、三井東圧化学(株)製)
0.04g、オリゴマー1を0.1g、HEA0.4g
及びAIBN0.01gの均一な混合液を作製した。上
記混合液に、EG−05の2%水溶液を10g加え、超
音波分散した後、70℃で24時間重合して液晶粒子の
カプセル化を行った。この液晶マイクロカプセル分散液
に増粘剤としてKH−20(日本合成(株)製)を加え
てインキを作製した。このインキの固形分中の液晶の割
合は50%になる様に調整した。上記インキをITO付
白色ポリエチレンテレフタレート(PET)フイルム上
にステンシル印刷法によりコーティングし、乾燥させて
膜厚が8μmの液晶/高分子複合膜を成膜した。この膜
に5kVのコロナ電圧を印加すると、膜は黒色から薄い
灰色に変化した。この2つの状態のコントラストは2.
5であった。又、このコントラストは室温で1ケ月以上
良好に保持された。
Example 10 Smectic liquid crystal (S-6, manufactured by Merck Ltd.) 2.0
g, dichroic dye (S-428, manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.)
0.04g, Oligomer 1 0.1g, HEA 0.4g
And a uniform mixture of AIBN 0.01 g was prepared. To the above mixture, 10 g of a 2% aqueous solution of EG-05 was added, ultrasonically dispersed, and then polymerized at 70 ° C. for 24 hours to encapsulate liquid crystal particles. To this liquid crystal microcapsule dispersion, KH-20 (manufactured by Nippon Gosei Co., Ltd.) was added as a thickener to prepare an ink. The proportion of liquid crystal in the solid content of this ink was adjusted to 50%. The above ink was coated on a white polyethylene terephthalate (PET) film with ITO by a stencil printing method and dried to form a liquid crystal / polymer composite film having a thickness of 8 μm. When a corona voltage of 5 kV was applied to this film, the film changed from black to light gray. The contrast between these two states is 2.
It was 5. Further, this contrast was kept good for one month or more at room temperature.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上の如き本発明によれば、ウレタン結
合を有する重合体材料を用いることによって、液晶光学
素子の駆動電圧を顕著に低減することが出来、且つ高コ
ントラスト、高電圧保持率、低ヒステリシスの高い信頼
性を有する液晶/高分子複合型液晶光学素子を提供する
ことが出来る。
According to the present invention as described above, by using the polymer material having a urethane bond, the driving voltage of the liquid crystal optical element can be remarkably reduced, and high contrast, high voltage holding ratio, A liquid crystal / polymer composite type liquid crystal optical element having low hysteresis and high reliability can be provided.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粒状に分散されたカプセル化液晶粒子
と、該粒子を内包しているマトリックス材料とからなる
液晶/高分子複合膜を用いた液晶光学素子において、上
記カプセルの壁材料が、分子中にウレタン結合を有する
重合体材料からなることを特徴とする液晶光学素子。
1. A liquid crystal optical element using a liquid crystal / polymer composite film comprising granular encapsulated liquid crystal particles and a matrix material encapsulating the particles, wherein the capsule wall material is a molecule. A liquid crystal optical element comprising a polymer material having a urethane bond therein.
【請求項2】 粒状に分散された液晶粒子と、該液晶粒
子を内包している高分子マトリックス材料とからなる液
晶/高分子複合膜を用いた液晶光学素子において、上記
高分子マトリックス材料が、分子中にウレタン結合を有
する重合体材料からなることを特徴とする液晶光学素
子。
2. A liquid crystal optical element using a liquid crystal / polymer composite film comprising liquid crystal particles dispersed in a granular form and a polymer matrix material encapsulating the liquid crystal particles, wherein the polymer matrix material comprises: A liquid crystal optical element comprising a polymer material having a urethane bond in the molecule.
【請求項3】 液晶と高分子マトリックス材料とが三次
元網目を形成している液晶/高分子複合膜を用いた液晶
光学素子において、上記高分子マトリックス材料が、分
子中にウレタン結合を有する重合体材料からなることを
特徴とする液晶光学素子。
3. A liquid crystal optical element using a liquid crystal / polymer composite film in which a liquid crystal and a polymer matrix material form a three-dimensional network, wherein the polymer matrix material has a heavy bond having a urethane bond in the molecule. A liquid crystal optical element comprising a united material.
【請求項4】 ウレタン結合を有する重合体が、1分子
中に2個のウレタン結合を有し、且つ2個の(メタ)ア
クリル基を有するウレタンオリゴマーからなる請求項1
〜3に記載の液晶光学素子。
4. A polymer having a urethane bond is composed of a urethane oligomer having two urethane bonds in one molecule and two (meth) acryl groups.
3. The liquid crystal optical element according to any one of 3 to 3.
【請求項5】 ウレタンオリゴマーが、融点が0℃以下
であるジイソシアネートから調製されている請求項4に
記載の液晶光学素子。
5. The liquid crystal optical element according to claim 4, wherein the urethane oligomer is prepared from diisocyanate having a melting point of 0 ° C. or lower.
【請求項6】 ジイソシアネートが、1,6−ヘキサメ
チレンジイソシアネート、2,2,4(2,4,4)−
トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、m−キシ
レンジイソシアネート、m−テトラメチルキシレンジイ
ソシアネート、イソフォロンジイソシアネート、2,6
−トルエンジイソシアネート及びリシンジイソシアネー
トからなる群から選ばれる請求項5に記載の液晶光学素
子。
6. The diisocyanate is 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,2,4 (2,4,4)-
Trimethylhexamethylene diisocyanate, m-xylene diisocyanate, m-tetramethyl xylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 2,6
-The liquid crystal optical element according to claim 5, which is selected from the group consisting of toluene diisocyanate and lysine diisocyanate.
【請求項7】 電着浴中に、一対の電極を浸漬し、両電
極間に通電し、一方の電極面に液晶/高分子複合膜を電
着形成し、該液晶/高分子複合膜を使用する液晶光学素
子の製造方法において、上記電着浴が、水性媒体中に、
ウレタン結合を有する重合体によりカプセル化された液
晶粒子と、高分子マトリックス材料とを含む電着浴であ
ることを特徴とする液晶光学素子の製造方法。
7. A pair of electrodes is dipped in an electrodeposition bath, and an electric current is applied between the electrodes to form a liquid crystal / polymer composite film on one electrode surface by electrodeposition. In the method for producing a liquid crystal optical element to be used, the electrodeposition bath is in an aqueous medium,
A method for producing a liquid crystal optical element, which is an electrodeposition bath containing liquid crystal particles encapsulated by a polymer having a urethane bond and a polymer matrix material.
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