JPH08220513A - ポリマ分散型液晶フィルムを用いた表示素子 - Google Patents

ポリマ分散型液晶フィルムを用いた表示素子

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JPH08220513A
JPH08220513A JP2411295A JP2411295A JPH08220513A JP H08220513 A JPH08220513 A JP H08220513A JP 2411295 A JP2411295 A JP 2411295A JP 2411295 A JP2411295 A JP 2411295A JP H08220513 A JPH08220513 A JP H08220513A
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JP
Japan
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liquid crystal
display element
crystal film
hysteresis
electric field
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JP2411295A
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Tomiya Abe
富也 阿部
Shiro Konishi
史郎 小西
Masahiro Okabe
雅寛 岡部
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 消費電力が小さいままで、駆動電界とヒステ
リシスの低減を図る。 【構成】 水溶性ポリママトリックス中に液晶の小滴が
分散されているポリマ分散型液晶フィルムを用いた表示
素子において、上記ポリママトリックスと液晶との間
に、下記一般式化1で示される化合物の層を設ける。そ
の化合物の含有量は液晶に対して 0.2〜20重量%である
ことが好ましい。 【化1】 (式中、R1は水素,アルキル基またはハロゲン、R2
はCH2 CH2 OまたはCH2 CH(CH3 )O、R3
は水素またはメチル基を示し、nは1以上の正の整数で
ある。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子、特にポリ
マ分散型液晶フィルムを用いた表示素子に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】ポリママトリックス中に液晶が分散され
た、いわゆるポリマ分散型液晶フィルムは、通常の液晶
ディスプレイに比べ偏光板を使用しないため表示が明る
いこと、画面を大型化できること等の種々の利点を有し
ている。
【0003】このポリマ分散型液晶フィルムのポリママ
トリックス中の液晶小滴を均一に分散させる方法として
は、重合、熱、溶媒除去等による相分離による方法と、
ポリビニルアルコールに代表される水溶性ポリママトリ
ックスの水溶液と液晶のエマルジョンを利用する方法の
2つがあるが、水溶性ポリママトリックスの水溶液とエ
マルジョンを利用する方法は、相分離による方法に比較
して液滴の制御や、フィルム作成が容易である等の利点
を有する。
【0004】このエマルジョンを使用するフィルム作成
方法は、水溶性ポリママトリックス水溶液中に液晶が液
滴として分散しているエマルジョンをITO(Indium Ti
n Oxide)等の透明導電性膜を具備した電極基板上にドク
ターブレードなどの塗工器具により塗布した後、膜を乾
燥させ、さらに、もう一方の電極基板を貼合わせること
からなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のポリ
マ分散型液晶フィルムを用いた表示素子は、一般の液晶
表示素子と比べて、表示が明るく、画面の大型化を図れ
る等の利点を有するが、駆動電界E90が高く、ヒステリ
シスHが大きいという問題点を有するため、汎用の安価
な駆動回路が使用できない等のため、その応用が制限さ
れる。
【0006】そのため、本発明者らは、水溶性ポリママ
トリックスと液晶小滴の界面に非イオン性界面活性剤の
層を設けることを提案して、駆動電界とヒステリシスの
低減を図った。これは、液晶が均一に分散された水溶性
ポリママトリックスからなるポリマ分散型液晶フィルム
中の液晶液滴と水溶性ポリママトリックスとの界面に、
ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソル
ビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンアルキル
エーテル類、フルオロアルキルエチレンオキシド付加物
類等の非イオン系の界面活性剤からなる界面活性剤の層
を形成することで、ポリマ分散型液晶の駆動電界等の特
性に極めて影響を及ぼすポリママトリックスと液晶の界
面の状態を制御して、駆動電界とヒステリシスの低減を
図るものである。
【0007】しかし、この界面活性剤の層を有するポリ
マ分散型液晶フィルムを用いた表示素子では、駆動電界
とヒステリシスの低減を図れるが、素子の電気抵抗が低
く、素子の消費電力が大きくなってしまうという問題を
有していることが判った。
【0008】そこで、本発明は、上記の問題点を解消
し、消費電力が小さいままで、駆動電界とヒステリシス
の低減を図れる新規なポリマ分散型液晶フィルムを用い
た表示素子を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のポリマ分散型液晶フィルムを用いた表示素
子は、水溶性ポリママトリックス中に液晶の小滴が分散
されているポリマ分散型液晶フィルムを用いた表示素子
において、上記ポリママトリックスと液晶との間に、下
記一般式化1で示される化合物の層を設けたものであ
る。
【0010】
【化1】
【0011】(式中、R1は水素,アルキル基またはハ
ロゲン、R2はCH2 CH2 OまたはCH2 CH(CH
3 )O、R3は水素またはメチル基を示し、nは1以上
の正の整数である。) 本発明における水溶性ポリマとしては、特に限定するも
のではないが、通常の水溶性ポリマ、具体的にはポリビ
ニルアルコール,メチルセルロース,ヒドロキシエチル
メチルセルロース,ヒドロキシプロピルメチルセルロー
ス等を挙げることができ、さらに、これらを適当な精製
法によりイオン性の不純物を除去し高純度化したものを
用いることが好ましい。
【0012】液晶としては、特に限定されるものではな
いが、アゾメチン化合物、アゾキシ化合物,シアノビフ
ェニル類,シアノフェニルエステル,安息香酸エステ
ル,シアノ置換フェニルピリジン,アルコキシ置換フェ
ニルピリジン,フェニルジオキサン,アルケニルシクロ
ヘキシルベンゾニトリル等及びそれらの混合物に代表さ
れるネマチック液晶等が挙げられ、さらに、これらを適
当な精製法により導電性の不純物を除去したものを用い
ることが望ましい。さらに、このネマチック液晶にコン
トラスト比を高める目的で2色性色素を添加しても良
い。
【0013】上記一般式化1で示される化合物は、特に
限定されないが、フェノキシエチルアクリレート,フェ
ノキシジエチレングリコールアクリレート,ノニルフェ
ノキシポリプロピレングリコールアクリレート,ノニル
フェノキシポリエチレングリコールアクリレート等が挙
げられ、ポリオキシエチレンもしくはポリオキシプロピ
レン部分の分子量が 300〜10,000の範囲のものを使用す
ることが好ましい。また、これらの化合物に重合の形態
に応じて、過酸化物に代表される熱重合開始剤や、光増
感剤に代表される光重合開始剤を添加して用いることも
でき、この場合、これを熱または光によって重合させ
る。
【0014】この一般式化1で示される化合物の含有量
(使用量)は、特に限定されないが、液晶に対して0.1
〜20重量%で使用するのが望ましい。これは、含有量が
0.1重量%未満では上述したポリママトリックスと液晶
の間に形成させる層の形成が不十分であり、目的とする
駆動電界、ヒステリシスの低下は実現されない。また、
含有量が20重量%を越えると液晶小滴の形成が困難とな
るからである。
【0015】また、本発明のポリマ分散型液晶フィルム
の膜厚は 2〜20μmが望ましく、膜厚が2μm未満では
塗布が難しい、素子の絶縁性が不十分、コントラストが
悪い等の問題点があり望ましくない。また、膜厚が20μ
mを越えると、塗布が難しい、駆動電圧が高くなる等の
問題点がある。
【0016】
【作用】本発明者らは、先ず、ポリマ分散型液晶フィル
ムを用いた表示素子の駆動電界とヒステリシスがポリマ
マトリックスと液晶小滴との界面の状態に強く依存して
いることを見出し、先に、水溶性ポリママトリックスと
液晶小滴の界面に非イオン性界面活性剤の層を設けるこ
とを提案して、駆動電界とヒステリシスの低減を図っ
た。さらに、本発明者らは界面の状態を変える目的でポ
リママトリックスと液晶の間に上記一般式化1で示され
る化合物の層を設けることで、先に提案した手段では実
現できなかった素子の電気抵抗を低めることなく、素子
の駆動電界を低減でき、かつ、ヒステリシスを小さくで
きることを見出した。
【0017】従って、ポリママトリックスと液晶との間
に、上記一般式化1で示される化合物の層を設けること
で、消費電力を低めたままで、駆動電界を低減でき、か
つヒステリシスを小さくできる。すなわち、表示特性の
うち、消費電力を低めたまま駆動電界E90が 2.0ACメ
ガボルト/m以下であり、ヒステリシスHが0.02以下の
量産性に優れたポリマ分散型液晶フィルムを用いた表示
素子が得られる。
【0018】但し駆動電界E90は表示素子を0.5 ボルト
/秒で昇圧駆動した時の素子の最大光透過率に対する90
%透過率を示す電圧V90をポリマ分散型液晶フィルム膜
厚dで割った値(E90=V90/d)であり、ヒステリシ
スHは表示素子を0.5 ボルト/秒で昇圧した際の素子最
大光透過率に対する50%光透過率を示す電圧Vup50をポ
リマ分散型液晶フィルム膜厚dで割った値Eup50(Eup
50=Vdown50/d)と表示素子を0.5 ボルト/秒で降圧
した際の素子最大光透過率に対する50%光透過率を示す
電圧Vdown50をポリマ分散型液晶フィルム膜厚dで割っ
た値Edown50(Edown50=Vdown50/d)を測定し、H
=(Edown50−Eup50)/Edown50、により定義され、
また駆動電圧は50Hzの交流を用いて実行値とし、透過
率測定は 555nmの平行光に近い光の透過光により測定
されたものである。
【0019】素子の消費電力の目安である素子の体積抵
抗率は、22℃で直流電圧10ボルトを30秒間印加した時に
測定される値とした。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳述する。
【0021】(実施例1)メルク社製液晶TL204を
4グラムと、光重合触媒として1−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン 0.008グラムを含む新中村化学社
製NKエステルAMP−10G(フェノキシエチルアク
リレート)を0.32グラムと、クラレ社製ポバール205
(ポリビニルアルコール)10重量%の水溶液を10グラム
とを、4枚羽式のホモジナイザーで5,000RPMの回転数で
10分間撹拌してエマルジョンを得た。このエマルジョン
を脱泡のため3日間放置した後、透明電極付きガラス基
板に30μmのギャップのドクターブレードで塗布し、更
に、20℃40%RHの環境で24時間放置して、水分を乾燥
させた。その後、対向電極基板として透明電極付きガラ
ス基板を貼合わせた後、紫外線を照射して重合を行わ
せ、ポリマ分散型液晶フィルム層厚さ7μmの液晶セル
(表示素子)を得た。この素子の駆動電界E90は1.2メ
ガボルト/mであり、ヒステリシスHは 0.011であっ
た。また、この素子の体積抵抗率は、 9.8×1011Ωcm
であった。
【0022】(実施例2)メルク社製液晶TL204を
4グラムと、光重合触媒として1−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン0.008 グラムを含む新中村化学社
製NKエステルAMP−20G(フェノキシジエチレン
グリコールアクリレート)を0.32グラムと、クラレ社製
ポバール205(ポリビニルアルコール)10重量%の水
溶液を10グラムとを、4枚羽式のホモジナイザーで5,00
0RPMの回転数で10分間撹拌してエマルジョンを得た。こ
のエマルジョンを脱泡のため3日間放置した後、透明電
極付きガラス基板に30μmのギャップのドクターブレー
ドで塗布し、更に、20℃40%RHの環境で24時間放置し
て、水分を乾燥させた。その後、対向電極基板として透
明電極付きガラス基板を貼合わせた後、紫外線を照射し
て重合を行わせ、ポリマ分散型液晶フィルム層厚さ7μ
mの液晶セル(表示素子)を得た。この素子の駆動電界
E90は 1.0メガボルト/mであり、ヒステリシスHは
0.012であった。また、この素子の体積抵抗率は、 4.7
×1011Ωcmであった。
【0023】(実施例3)メルク社製液晶TL204を
4グラムと、光重合触媒として1−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン0.008 グラムを含む新中村化学社
製NKエステルNPA−5P(ノニルフェノキシポリプ
ロピレングリコールアクリレート)を0.32グラムと、ク
ラレ社製ポバール205(ポリビニルアルコール)10重
量%の水溶液を10グラムとを、4枚羽式のホモジナイザ
ーで5,000RPMの回転数で10分間撹拌してエマルジョンを
得た。このエマルジョンを脱泡のため3日間放置した
後、透明電極付きガラス基板に30μmのギャップのドク
ターブレードで塗布し、更に、20℃40%RHの環境で24
時間放置して、水分を乾燥させた。その後、対向電極基
板として透明電極付きガラス基板を貼合わせた後、紫外
線を照射して重合を行わせ、ポリマ分散型液晶フィルム
層厚さ7μmの液晶セル(表示素子)を得た。この素子
の駆動電界E90は 1.5メガボルト/mであり、ヒステリ
シスHは 0.015であった。また、この素子の体積抵抗率
は、 8.7×1011Ωcmであった。
【0024】(実施例4)メルク社製液晶TL204を
4グラムと、光重合触媒として1−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン0.008 グラムを含む新中村化学社
製NKエステルNPA−5E(ノニルフェノキシポリエ
チレングリコールアクリレート)を0.32グラムと、クラ
レ社製ポバール205(ポリビニルアルコール)10重量
%の水溶液を10グラムとを、4枚羽式のホモジナイザー
で5,000RPMの回転数で10分間撹拌してエマルジョンを得
た。このエマルジョンを脱泡のため3日間放置した後、
透明電極付きガラス基板に30μmのギャップのドクター
ブレードで塗布し、更に、20℃40%RHの環境で24時間
放置して、水分を乾燥させた。その後、対向電極基板と
して透明電極付きガラス基板を貼合わせた後、紫外線を
照射して重合を行わせ、ポリマ分散型液晶フィルム層厚
さ7μmの液晶セル(表示素子)を得た。この素子の駆
動電界E90は 1.4メガボルト/mであり、ヒステリシス
Hは 0.010であった。また、この素子の体積抵抗率は、
5.6×1011Ωcmであった。
【0025】(比較例1)メルク社製液晶TL204を
4グラムと、クラレ社製ポバール205(ポリビニルア
ルコール)10重量%の水溶液を10グラムとを、4枚羽式
のホモジナイザーで5,000RPMの回転数で10分間撹拌して
エマルジョンを得た。このエマルジョンを脱泡のため3
日間放置した後、透明電極付きガラス基板に30μmのギ
ャップのドクターブレードで塗布し、更に、20℃40%R
Hの環境で24時間放置して、水分を乾燥させた。その
後、対向電極基板として透明電極付きガラス基板を貼合
わせ、ポリマ分散型液晶フィルム層厚さ7μmの液晶セ
ル(表示素子)を得た。この素子の駆動電界E90は 3.7
メガボルト/mであり、ヒステリシスHは 0.036であっ
た。また、この素子の体積抵抗率は、 1.5×1012Ωcm
であった。
【0026】(比較例2)メルク社製液晶TL204を
4グラムと、光重合触媒として1−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン 0.1ミリグラムを含む新中村化学
社製NKエステルAMP−10G(フェノキシエチルア
クリレート)を 0.002グラムと、クラレ社製ポバール2
05(ポリビニルアルコール)10重量%の水溶液を10グ
ラムとを、4枚羽式のホモジナイザーで5,000RPMの回転
数で10分間撹拌してエマルジョンを得た。このエマルジ
ョンを脱泡のため3日間放置した後、透明電極付きガラ
ス基板に30μmのギャップのドクターブレードで塗布
し、更に、20℃40%RHの環境で24時間放置して、水分
を乾燥させた。その後、対向電極基板として透明電極付
きガラス基板を貼合わせた後、紫外線を照射して重合を
行わせ、ポリマ分散型液晶フィルム層厚さ7μmの液晶
セル(表示素子)を得た。この素子の駆動電界E90は
3.7メガボルト/mであり、ヒステリシスHは 0.036で
あった。また、この素子の体積抵抗率は、 1.4×1012Ω
cmであった。
【0027】(比較例3)メルク社製液晶TL204を
4グラムと、光重合触媒として1−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン0.06グラムを含む新中村化学社製
NKエステルAMP−10G(フェノキシエチルアクリ
レート)を 1.2グラムと、クラレ社製ポバール205
(ポリビニルアルコール)10重量%の水溶液を10グラム
とを、4枚羽式のホモジナイザーで5,000RPMの回転数で
10分間撹拌してエマルジョンを得た。このエマルジョン
を脱泡のため3日間放置した後、透明電極付きガラス基
板に30μmのギャップのドクターブレードで塗布し、更
に、20℃40%RHの環境で24時間放置して、水分を乾燥
させた。乾燥後の膜は液晶のしみだしが激しく、ポリマ
に液晶小滴が分散した形状の膜は得られなかった。
【0028】(比較例4)メルク社製液晶TL204を
4グラムと、花王社製界面活性剤ソルビタンモノラウレ
ート レオドールSPO10を0.16グラムと、クラレ社
製ポバール205(ポリビニルアルコール)10重量%の
水溶液を10グラムとを、4枚羽式のホモジナイザーで5,
000RPMの回転数で10分間撹拌してエマルジョンを得た。
このエマルジョンを脱泡のため3日間放置した後、透明
電極付きガラス基板に30μmのギャップのドクターブレ
ードで塗布し、更に、20℃40%RHの環境で24時間放置
して、水分を乾燥させた。その後、対向電極基板として
透明電極付きガラス基板を貼合わせ、ポリマ分散型液晶
フィルム層厚さ7μmの液晶セル(表示素子)を得た。
この素子の駆動電界E90は 1.7メガボルト/mであり、
ヒステリシスHは 0.018であった。また、この素子の体
積抵抗率は、 1.5×1010Ωcmであった。
【0029】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、消費電力
を低めたまま駆動電界とヒステリシスを低減させたポリ
マ分散型液晶フィルムを用いた表示素子が得られる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性ポリママトリックス中に液晶の小
    滴が分散されているポリマ分散型液晶フィルムを用いた
    表示素子において、上記ポリママトリックスと液晶との
    間に、下記一般式化1で示される化合物の層を設けたこ
    とを特徴とするポリマ分散型液晶フィルムを用いた表示
    素子。 【化1】 (式中、R1は水素,アルキル基またはハロゲン、R2
    はCH2 CH2 OまたはCH2 CH(CH3 )O、R3
    は水素またはメチル基を示し、nは1以上の正の整数で
    ある。)
  2. 【請求項2】 上記一般式化1で示される化合物の含有
    量が、液晶に対して0.2〜20重量%である請求項1記載
    の表示素子。
  3. 【請求項3】 表示素子特性のうち、駆動電界E90が
    2.0ACメガボルト/m以下であり、ヒステリシスHが
    0.02以下である請求項1記載の表示素子。
JP2411295A 1995-02-13 1995-02-13 ポリマ分散型液晶フィルムを用いた表示素子 Pending JPH08220513A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015510529A (ja) * 2012-01-17 2015-04-09 エルジー・ケム・リミテッド 液晶組成物

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