JPH08240795A - Liquid crystal element and its production - Google Patents

Liquid crystal element and its production

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JPH08240795A
JPH08240795A JP6667695A JP6667695A JPH08240795A JP H08240795 A JPH08240795 A JP H08240795A JP 6667695 A JP6667695 A JP 6667695A JP 6667695 A JP6667695 A JP 6667695A JP H08240795 A JPH08240795 A JP H08240795A
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JP
Japan
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liquid crystal
polymer
light
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polymer liquid
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JP6667695A
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Japanese (ja)
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Kazue Ichino
和枝 市野
Shigeki Ishibashi
重喜 石橋
Shigekuni Sasaki
重邦 佐々木
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a liquid crystal element having good driving characteristics such as contrast and response speed and to provide its production method by forming a liquid crystal/polymer separated structure by a simple process to improve shock resistance. CONSTITUTION: This element has a structure comprising a low mol.wt. liquid crystal 5 and a partitioning part 4 containing a high mol.wt. liquid crystal, and this structure is held between two substrates 2 which have transparent electrodes and are disposed with the electrodes facing each other. The low mol.wt. liquid crystal part is produced by dissociating a high mol.wt. liquid crystal with light. The production method of the liquid crystal element includes the following process. A high mol.wt. liquid crystal having such a structure that the liquid crystal groups are dissociated with light, or a liquid crystal material comprising this high mol.wt. liquid crystal and a low mol.wt. liquid crystal is supplied into the space between a pair of substrates at least one of which has a transparent electrode and which are disposed with the electrodes facing each other. The liquid crystal material is subjected to orientation. The high mol.wt. liquid crystal is irradiated with light from outside of the substrates so that the liquid crystal is partially dissociated with light.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は各種光学素子への応力が
可能であり、特に大画面表示、フィルム基板を利用した
フレキシブル液晶素子に適用できる液晶素子及びその製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal element which can apply stress to various optical elements and is particularly applicable to a large screen display and a flexible liquid crystal element using a film substrate, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶パネルは、低電力で駆動でき、軽量
で、かつ薄型のパネルを構成できるために大画面表示へ
の適用が期待され、開発が進んでいる。中でも高速で電
場に対して応答し、視野特性の点で優れた強誘電性液晶
はメモリ性を持つため、単純マトリクス駆動が可能であ
り、高精細・大画面液晶表示素子を実現する材料として
注目されている。しかし、強誘電性液晶は、衝撃に弱
く、大面積での均一配向が難しいという問題がある。そ
こでこれらの課題を改善する試みの一つとして、強誘電
性液晶を高分子化して、耐衝撃性、配向性を付与する検
討が行われている(特開昭55−21479号)。しか
し、高分子化するために粘度が増加し、応答速度が2桁
程度遅くなるという問題があった。また、高分子の中に
強誘電性液晶を分散させた高分子分散型強誘電性液晶に
よって、耐衝撃性を改善できることが開示されている
(特開昭63−264724号)。しかし、この高分子
分散型強誘電性液晶は、ドロップレットとして存在する
強誘電性液晶の配向制御が難しく、また、強誘電性液晶
と高分子の屈折率の差によって散乱が起こり、コントラ
ストが低下するという問題がある。一方、強誘電性液晶
の高速応答性を保ったまま耐衝撃性を向上させるために
配向処理をした一対の基板間に光硬化性高分子の前駆体
と強誘電性液晶の組成物を挟持し、フォトマスクを通し
て光照射を行い、必要とするパターンに応じて高分子前
駆体を硬化させ、相分離構造を作ることが提案されてい
る(特開平6−160818号、同6−186533
号)。しかし、この方法においては、硬化前の過程では
液晶組成物が低分子化合物であるため大面積化するほど
製造に問題があった。
2. Description of the Related Art Liquid crystal panels are expected to be applied to large-screen displays because they can be driven with low electric power, are light in weight, and can be constructed as thin panels, and are being developed. Among them, the ferroelectric liquid crystal that responds to an electric field at a high speed and has excellent field-of-view characteristics has a memory property, so simple matrix drive is possible, and attention is focused on it as a material for realizing high-definition and large-screen liquid crystal display elements. Has been done. However, the ferroelectric liquid crystal has a problem that it is vulnerable to impact and uniform alignment in a large area is difficult. Therefore, as one of attempts to improve these problems, studies have been made to impart high impact resistance and orientation by polymerizing a ferroelectric liquid crystal (JP-A-55-21479). However, there is a problem that the viscosity increases due to the high molecular weight and the response speed becomes slow by about two digits. Further, it is disclosed that impact resistance can be improved by using a polymer-dispersed ferroelectric liquid crystal in which a ferroelectric liquid crystal is dispersed in a polymer (Japanese Patent Laid-Open No. 63-264724). However, in this polymer-dispersed ferroelectric liquid crystal, it is difficult to control the alignment of the ferroelectric liquid crystal that exists as droplets, and scattering occurs due to the difference in the refractive index between the ferroelectric liquid crystal and the polymer, which lowers the contrast. There is a problem of doing. On the other hand, a composition of a photo-curable polymer and a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates that have been subjected to an alignment treatment in order to improve impact resistance while maintaining the high-speed response of the ferroelectric liquid crystal. It has been proposed to irradiate light through a photomask and cure a polymer precursor according to a required pattern to form a phase-separated structure (JP-A-6-160818 and JP-A-6-186533).
issue). However, in this method, since the liquid crystal composition is a low molecular weight compound in the process before curing, the larger the area, the more problematic the production.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、簡単
な工程で耐衝撃性を改善する液晶/高分子の分離構造を
構築し、コントラストや応答速度等の駆動特性が良好な
液晶素子及びその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to construct a liquid crystal / polymer separation structure which improves impact resistance in a simple process, and to provide a liquid crystal device having good driving characteristics such as contrast and response speed. It is to provide the manufacturing method.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明の第1の発明は、液晶素子に関する発明であって、
透明電極を有する2枚の基板の電極面が対向するように
設置された基板間に高分子液晶を含む隔壁部と低分子液
晶から成る構造をもち、この低分子液晶部分が前記高分
子液晶を光解離することにより生成したものであること
を特徴とする。また、本発明の第2の発明は液晶素子の
製造方法に関する発明であって、少なくとも一方が透明
な透明電極を有する一対の基板の電極面が対向するよう
に設置された基板間に液晶基が光により解離する構造を
持った高分子液晶、又はこの高分子液晶と低分子液晶の
組成物からなる液晶材料を挟持する工程と、前記液晶材
料の配向処理を行う工程、基板外部から光を照射して前
記高分子液晶を部分的に光解離する工程を含むことを特
徴とする。
The present invention will be summarized as follows. A first invention of the present invention relates to a liquid crystal element,
It has a structure composed of a partition wall containing polymer liquid crystals and a low molecular weight liquid crystal between two substrates having transparent electrodes so that their electrode surfaces are opposed to each other. It is characterized by being generated by photodissociation. A second invention of the present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal element, wherein a liquid crystal group is provided between the substrates arranged such that the electrode surfaces of a pair of substrates having at least one transparent transparent electrode face each other. A step of sandwiching a polymer liquid crystal having a structure that dissociates by light or a liquid crystal material composed of a composition of this polymer liquid crystal and a low molecular weight liquid crystal, a step of performing an alignment treatment of the liquid crystal material, and irradiating light from outside the substrate And partially photodissociating the polymer liquid crystal.

【0005】本発明は高分子液晶を利用することで配向
処理を簡便化し、更に素子形成後、高速応答成分を製造
することにより大画面液晶素子の製造を容易にすること
ができる。製造された液晶素子は液晶/高分子の分離構
造を有するため耐衝撃性が良く、しかも良好なコントラ
ストや視野角を持ち、かつ、低分子強誘電性液晶並の応
答速度で駆動が可能な大面積液晶素子を実現できる。ま
た、本発明はそのような液晶素子を実現できる製造方法
を提供するものである。本発明の第2の発明の利点は、
特に光解離型高分子液晶の解離後、形成される液晶領域
が強誘電性液晶相を示すことにより、高速応答可能な液
晶素子が製造できることにある。また、光照射が基板の
外側に設けられたフォトマスクを用いて照射領域を限定
する方法で行われることにより、一度に大面積を簡便に
処理できる。あるいは、レーザー等の光をスキャンする
方法により行われることにより、マスクを用意する必要
がなく、簡便に画素を形成することができる。一方、光
照射前の配向方法が配向膜を利用しない方法で製造可能
であることにより、大面積を均一に簡便に処理すること
が可能であり、また、連続工程によっても製造できる。
更に、一対の基板の少なくとも一方の基板の外側に偏光
板を配置することにより、透過型あるいは反射型の液晶
表示素子を製造できる。
The present invention can facilitate the production of a large-screen liquid crystal device by utilizing a polymer liquid crystal to simplify the alignment treatment and, after forming the device, producing a high-speed response component. Since the manufactured liquid crystal element has a liquid crystal / polymer separation structure, it has good impact resistance, has good contrast and viewing angle, and can be driven at a response speed comparable to that of low-molecular ferroelectric liquid crystals. An area liquid crystal element can be realized. The present invention also provides a manufacturing method capable of realizing such a liquid crystal element. The advantage of the second invention of the present invention is that
In particular, after the photodissociation type polymer liquid crystal is dissociated, the liquid crystal region to be formed exhibits a ferroelectric liquid crystal phase, so that a liquid crystal device capable of high-speed response can be manufactured. In addition, light irradiation is performed by a method of limiting an irradiation region by using a photomask provided outside the substrate, whereby a large area can be easily processed at one time. Alternatively, by performing a method of scanning light such as a laser, it is not necessary to prepare a mask, and pixels can be easily formed. On the other hand, since the alignment method before light irradiation can be manufactured by a method that does not use an alignment film, a large area can be uniformly and easily treated, and can also be manufactured by a continuous process.
Further, a transmissive or reflective liquid crystal display element can be manufactured by disposing a polarizing plate on the outside of at least one of the pair of substrates.

【0006】以下本発明を詳細に説明する。まず、本発
明の実施の態様を列挙すれば下記のとおりである。本発
明の第1の発明については、下記のとおりである: (1)前記高分子液晶の解離により形成される液晶領域
が強誘電性液晶相を示すことを特徴とする。 (2)前記一対の基板の少なくとも一方の基板の外側に
偏光板を配置したことを特徴とする。 (3)前記光解離する高分子液晶がポリメタクリル酸あ
るいはポリシランを主鎖として有する側鎖型高分子液晶
であることを特徴とする。 (4)前記光解離する高分子液晶が側鎖型高分子液晶で
あり、主鎖と液晶側鎖部を接続するスペーサ部分に光解
離性基を有することを特徴とする。 (5)前記光解離性基として−S−S−,−C−S−,
−C(=O)−S−あるいは−Si−Si−結合を含む
ことを特徴とする。 (6)前記光解離する高分子液晶が主鎖型高分子液晶で
あることを特徴とする。 (7)前記光解離する架橋型高分子液晶が光架橋化、あ
るいは二量化により製造されたものであり、光反応によ
り単一液晶分子となることを特徴とする。 (8)前記光解離する高分子液晶が光酸化反応により液
晶基を解離することを特徴とする。 また、本発明の第2の発明については下記のとおりであ
る: (1)前記液晶材料の配向処理がずり応力、あるいは延
伸により行われることを特徴とする。 (2)前記光照射が基板の外側に設けられたフォトマス
クを用いて照射領域を限定する方法で行われることを特
徴とする。 (3)前記光照射がレーザー等の光をスキャンする方法
により行われることを特徴とする。 (4)前記光照射が液晶素子の温度を上げて、液晶と高
分子液晶が相分離しないようにして行われることを特徴
とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. First, the embodiments of the present invention are listed below. The first aspect of the present invention is as follows: (1) The liquid crystal region formed by dissociation of the polymer liquid crystal exhibits a ferroelectric liquid crystal phase. (2) A polarizing plate is arranged outside at least one of the pair of substrates. (3) The above-mentioned photodissociated polymer liquid crystal is a side chain polymer liquid crystal having polymethacrylic acid or polysilane as a main chain. (4) The polymer liquid crystal that undergoes photodissociation is a side chain polymer liquid crystal, and has a photodissociative group in a spacer portion that connects the main chain and the liquid crystal side chain portion. (5) As the photolabile group, -SS-, -CS-,
It is characterized by containing a -C (= O) -S- or -Si-Si- bond. (6) The polymer liquid crystal that undergoes photodissociation is a main chain polymer liquid crystal. (7) The above-mentioned photopolymerizable crosslinkable polymer liquid crystal is produced by photocrosslinking or dimerization, and is characterized by becoming a single liquid crystal molecule by a photoreaction. (8) The above-mentioned photodissociated polymer liquid crystal dissociates a liquid crystal group by a photooxidation reaction. The second invention of the present invention is as follows: (1) The alignment treatment of the liquid crystal material is performed by shear stress or stretching. (2) The light irradiation is performed by a method of limiting an irradiation area by using a photomask provided outside the substrate. (3) The light irradiation is performed by a method of scanning light such as a laser. (4) The light irradiation is performed by raising the temperature of the liquid crystal element so that the liquid crystal and the polymer liquid crystal do not phase separate.

【0007】本発明の液晶材料は、光で液晶基を解離す
る高分子液晶、あるいは、この高分子液晶と低分子液晶
の組成物から成る。この液晶材料の塗布方法としては透
明電極付き基板の電極面に、溶液としてバーコーター、
ロールコーター、スクリーン印刷により塗布し、溶媒を
乾燥させる方法と、材料を希釈することなく液晶あるい
は液体の状態で塗布する方法がある。液晶材料の厚さ
は、溶液の濃度、塗布速度により制御できるが、更にス
ペーサを用いて所定の厚さにすることもできる。更にも
う一方の基板を電極面が対向するように設置し、ラミネ
ートにより貼り合せる。基板としては、ガラスも使用可
能であるが、望ましくは軽く、曲げにも丈夫な樹脂を用
いる。そのような基板としては例えばポリエーテルスル
ホン(PES)やポリイミド、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネー
ト、ポリプロピレン等を挙げることができる。また、基
板として用いる場合は、複屈折の小さいものが好まし
い。前記電極としては、公知のものが用いられ、具体的
には酸化インジウム膜(ITO膜)、金、チタン、NE
SA膜等の導電性膜を挙げることができる。マトリクス
駆動を目的とした素子を製造する場合には線状に電極を
パターニングして用いる。
The liquid crystal material of the present invention comprises a polymer liquid crystal that dissociates a liquid crystal group by light, or a composition of the polymer liquid crystal and a low molecular liquid crystal. As a method for applying this liquid crystal material, a bar coater as a solution is applied on the electrode surface of the substrate with a transparent electrode,
There are a method of applying by a roll coater and screen printing and drying the solvent, and a method of applying the material in a liquid crystal or liquid state without diluting it. The thickness of the liquid crystal material can be controlled by the concentration of the solution and the coating speed, but can also be set to a predetermined thickness by using a spacer. Further, the other substrate is placed so that the electrode surfaces face each other, and laminated by lamination. Although glass can be used as the substrate, it is desirable to use a resin that is light and durable against bending. Examples of such a substrate include polyether sulfone (PES), polyimide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polypropylene and the like. When used as a substrate, it is preferably one having a small birefringence. Known electrodes are used as the electrodes, specifically, indium oxide film (ITO film), gold, titanium, NE.
A conductive film such as an SA film can be used. When manufacturing an element for the purpose of matrix driving, electrodes are linearly patterned and used.

【0008】本発明の光で液晶基を解離する高分子は、
液晶基を解離する反応量子収率が高く、また、液晶相の
特性を悪化させるような副生成物を発生しないものであ
ることが望ましい。そのような高分子には例えば光によ
って解離する主鎖(例えばメタクリル酸、ポリシラン
等)を持つ側鎖型高分子液晶、又は、主鎖はポリアクリ
ル酸、ポリエーテル、ポリエステル、ポリシロキサン等
の光解離性を持たないものでも良く、側鎖部分に液晶基
と主鎖を光によって解離させる結合〔−S−S−,−C
2 −S−,−C(=O)−S−,−S−C(=S)−
あるいは−Si−Si−等〕がある側鎖型高分子液晶
や、光酸化による液晶基の解離が起こる高分子液晶を挙
げることができる。また、光により液晶基に解離する主
鎖型高分子液晶もある。また、光架橋化、あるいは二量
化により製造された架橋型高分子液晶であり、光反応に
より単一液晶分子となる材料でもよい。
The polymer of the present invention which dissociates a liquid crystal group by light is
It is desirable that the reaction quantum yield for dissociating the liquid crystal group is high and that a by-product that deteriorates the characteristics of the liquid crystal phase is not generated. Such polymers include, for example, a side chain type polymer liquid crystal having a main chain (for example, methacrylic acid, polysilane, etc.) that dissociates by light, or a main chain of polyacrylic acid, polyether, polyester, polysiloxane, etc. It may have no dissociation property, and a bond [-S-S-, -C] that dissociates the liquid crystal group and the main chain by light in the side chain portion.
H 2 -S-, -C (= O) -S-, -SC-(= S)-
Or -Si-Si- and the like], a side chain type polymer liquid crystal, or a polymer liquid crystal in which dissociation of a liquid crystal group due to photooxidation occurs. There is also a main chain type polymer liquid crystal that is dissociated into a liquid crystal group by light. Further, a material which is a cross-linked polymer liquid crystal produced by photo-crosslinking or dimerization and becomes a single liquid crystal molecule by a photoreaction may be used.

【0009】液晶組成物としては、上記に挙げた高分子
液晶のほかに、あらかじめ低分子の液晶組成物を製造性
が下がらない程度に混合し用いることで、液晶温度特
性、チルト角、ら旋ピッチ、応答速度等を改善できる。
このとき低分子液晶組成物の割合は全液晶材料の0〜9
0%、望ましくは5〜40%程度が適当である。
As the liquid crystal composition, in addition to the above-mentioned polymer liquid crystal, a low molecular weight liquid crystal composition is mixed and used in advance to such an extent that the manufacturability is not deteriorated, whereby liquid crystal temperature characteristics, tilt angle and spiral are obtained. The pitch, response speed, etc. can be improved.
At this time, the ratio of the low-molecular liquid crystal composition is 0 to 9 of all liquid crystal materials.
0%, preferably about 5-40% is suitable.

【0010】配向方法としては、ラビング処理をした配
向膜を用いて配向させることも可能であるが、フィルム
基板の場合は、高分子液晶で用いられる方法が利用でき
る。すなわち特開昭63−318526号公報に挙げら
れたような延伸による方法や、特開平2−123331
号公報に挙げられたようなずり応力を利用するもの、あ
るいは特開平3−5727号公報に記載されているよう
な曲げ応力をかけることにより配向させることができ
る。あるいは、押し出しによっても配向が可能である。
As an alignment method, it is possible to perform alignment using an alignment film that has been subjected to a rubbing treatment, but in the case of a film substrate, the method used for polymer liquid crystals can be used. That is, the method by stretching as described in JP-A-63-318526 and JP-A-2-123331.
Orientation can be achieved by using shear stress as described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 3-57727 or by applying bending stress as described in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 3-5727. Alternatively, the orientation is possible by extrusion.

【0011】光照射の方法としては、基板の外側に画素
部分以外を遮光するようにフォトマスクを設置し、平行
光を照射する方法や、レーザー等をスキャンすることに
より、望みの画素部分を照射する方法がある。また、更
に微細な光照射を望む場合には、光の干渉を利用するこ
とも可能である。照射される領域と遮蔽される領域の比
は100:1〜1:1であることが望ましい。すなわち
照射された領域が多すぎると耐衝撃性の低下を招き、ま
た、逆に遮蔽された領域が多いと動作しない部分が多く
て、表示としては適当ではない。このため画素ごとに遮
蔽部分で囲む構造か、あるいは、画素中に高分子領域が
散乱として見えない程度に存在した構造が望ましい。ま
た、露光時に液晶セルの温度を上げて、液晶と高分子液
晶が相分離しないようにすることも有効である。更に、
偏光板を基板の外側に設置し、液晶素子を構成し、表示
素子としても利用できる。液晶素子の構成として単純マ
トリクス型、更にTFT、MIM等を用いるアクティブ
マトリクス型の構成も可能である。
As a method of irradiating light, a photomask is installed on the outside of the substrate so as to shield the portion other than the pixel portion, and parallel light is radiated, or a desired pixel portion is radiated by scanning a laser or the like. There is a way to do it. Further, when further fine light irradiation is desired, it is possible to utilize light interference. The ratio of the irradiated area to the shielded area is preferably 100: 1 to 1: 1. That is, if the irradiated area is too large, the impact resistance is deteriorated, and conversely, if there are many shielded areas, many areas do not operate, which is not suitable for display. For this reason, it is desirable to have a structure in which each pixel is surrounded by a shielding portion, or a structure in which a polymer region is present in the pixel to the extent that it cannot be seen as scattering. It is also effective to raise the temperature of the liquid crystal cell during exposure so that the liquid crystal and the polymer liquid crystal do not phase separate. Furthermore,
A polarizing plate is installed outside the substrate to form a liquid crystal element, which can be used as a display element. As the configuration of the liquid crystal element, a simple matrix type configuration and an active matrix type configuration using a TFT, MIM or the like are possible.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。生成物の同定は核磁気共鳴スペクトル(NMR)
及び赤外吸収スペクトル(IR)によって行った。液晶
高分子の分子量はポリスチレンを標準としたゲルパーミ
エーションクロマトグラフィ(GPC)より校正して求
めた。液晶相及び相転移温度は示差走査熱量計(DS
C)測定と偏光顕微鏡による観察により決定した。応答
速度の測定は10μmのスペーサを散布した10×10
mmのITOガラス基板を用いてセルを作製し、このセ
ルに電場(15V/μm)をかけ、その際の透過光量変
化0〜90%に要する時間と100〜10%に要する時
間の平均を応答速度とした。
EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The product is identified by nuclear magnetic resonance spectrum (NMR)
And infrared absorption spectrum (IR). The molecular weight of the liquid crystal polymer was calibrated by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard. Liquid crystal phase and phase transition temperature are measured by differential scanning calorimeter (DS
C) Determined by measurement and observation with a polarizing microscope. The response speed is measured by 10 × 10 with 10 μm spacers scattered.
A cell was prepared using a 10 mm ITO glass substrate, an electric field (15 V / μm) was applied to this cell, and the average of the time required for 0 to 90% change in transmitted light amount and the time required for 100 to 10% at that time was returned. It was speed.

【0013】実施例1 図1に本実施例1の液晶素子の断面図を示す。この液晶
素子は対向配置された透明電極3を有するPESフィル
ム基板2の間に高分子液晶を含む隔壁4と液晶層5を挟
持し、更に基板の外側の偏光板1から構成される。各フ
ィルム素子には複数の線状電極が形成されており(図
2)、両基板の線状電極3は素子においては互いに直交
している。このような素子は以下の様にして製造され
る。なお、図2において符号6は電極(1)、7は電極
(2)を意味する。
Example 1 FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal device of Example 1. This liquid crystal element comprises a PES film substrate 2 having transparent electrodes 3 arranged opposite to each other, a partition wall 4 containing a polymer liquid crystal and a liquid crystal layer 5 sandwiched between the PES film substrate 2 and a polarizing plate 1 outside the substrate. A plurality of linear electrodes are formed on each film element (FIG. 2), and the linear electrodes 3 on both substrates are orthogonal to each other in the element. Such an element is manufactured as follows. In FIG. 2, reference numeral 6 denotes an electrode (1) and 7 denotes an electrode (2).

【0014】(高分子液晶の合成)1モル(126g)
のp−ヒドロチオフェノールを含む1000mlの5%
苛性ソーダ水溶液を0〜10℃に冷却し、これにかくは
ん下、1.5モル(136g)の塩化アクリロイルを滴
下した。反応後、有機層をジエチルエーテルで抽出し、
この有機層を10%炭酸ナトリウム水溶液で2回、次い
で水で4回洗浄し、ヨウ素0.2gを含む無水硫酸ナト
リウム上で乾燥した。乾燥剤を除き、溶媒を減圧下に留
去して得た粗生成物115gから、数回のシリカゲルカ
ラムクロマトグラフィーにより、p−ヒドロキシフェニ
ルチオアクリレート33.2gを得た。p−ヒドロキシ
フェニルチオアクリレート18gとp−n−オクチルオ
キシ安息香酸25gを無水塩化メチレン200mlに懸
濁させ、これにジメチルアミノピリジン0.5gとジシ
クロヘキシルカルボジイミド21gを加え、室温で12
時間かくはんした。反応後、固体をろ過によって除き、
溶媒を減圧下に留去して得た粗生成物48gをエチルア
ルコールから3回再結晶し、26gのp−n−オクチル
オキシ安息香酸p−チオアクリルフェニルを得た。10
gのp−n−オクチルオキシ安息香酸p−チオアクリル
フェニルを100mlのテトラヒドロフランに溶解し、
0.04gのアゾイソブチロニトリル(AIBN)を加
え、80℃で、18時間かくはんした。反応後、再沈殿
で生成し、分子量7500の高分子が得られた。
(Synthesis of polymer liquid crystal) 1 mol (126 g)
1000 ml containing 5% p-hydrothiophenol
The aqueous caustic soda solution was cooled to 0 to 10 ° C., and 1.5 mol (136 g) of acryloyl chloride was added dropwise thereto with stirring. After the reaction, the organic layer was extracted with diethyl ether,
The organic layer was washed twice with 10% aqueous sodium carbonate solution and then four times with water, and dried over anhydrous sodium sulfate containing 0.2 g of iodine. From the crude product (115 g) obtained by removing the drying agent and distilling the solvent under reduced pressure, 33.2 g of p-hydroxyphenylthioacrylate was obtained by silica gel column chromatography several times. 18 g of p-hydroxyphenylthioacrylate and 25 g of pn-octyloxybenzoic acid were suspended in 200 ml of anhydrous methylene chloride, 0.5 g of dimethylaminopyridine and 21 g of dicyclohexylcarbodiimide were added thereto, and the suspension was added at room temperature for 12 hours.
I stirred it for a while. After the reaction, the solid is removed by filtration,
48 g of a crude product obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was recrystallized three times from ethyl alcohol to obtain 26 g of p-thioacrylphenyl p-n-octyloxybenzoate. 10
g of p-n-octyloxybenzoate p-thioacrylphenyl was dissolved in 100 ml of tetrahydrofuran,
0.04 g of azoisobutyronitrile (AIBN) was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 18 hours. After the reaction, it was generated by reprecipitation, and a polymer having a molecular weight of 7500 was obtained.

【0015】(素子の製造)ITOが50nm製膜され
た100μmの厚さのPESフィルムにおいて、幅1m
の線状の電極をエッチングにより成形した。次に液晶材
料として0.50gの上記高分子液晶と0.50gの強
誘電性液晶組成物ZLI4237−100(メルク社
製)を混合し、トルエンに溶解させた後、基板上に均一
にバーコータにより2μmの厚さに塗布した。更に対向
基板をラミネートし、更に両基板をずらすことによりず
り応力をかけ、液晶材料を配向させた。その後、画素以
外の部分を遮蔽するようなフォトマスク(図3)を被
せ、マスクを通して強度30mW/cm2 の高圧水銀ラ
ンプの平行光で30分間紫外線照射を行った。光照射後
のセルを偏光顕微鏡で観察したところフォトマスクのパ
ターンと同じ規則性でかつ同程度の大きさで低分子液晶
領域が生成されていることが確認された。光照射部の液
晶材料の相転移温度は以下のとおりである。 カイラルスメクチックC相 60 スメクチックA相
70 ネマチック相 90 等方相 (℃) この素子は曲率半径5cmの円筒に巻付けても配向の乱
れはなく、耐衝撃性が良好であることが確認された。ま
た、応答速度は100μsであった。
(Production of device) In a PES film having a thickness of 100 μm and formed with ITO of 50 nm, a width of 1 m
The linear electrode of 1 was formed by etching. Next, as a liquid crystal material, 0.50 g of the above-mentioned polymer liquid crystal and 0.50 g of the ferroelectric liquid crystal composition ZLI4237-100 (manufactured by Merck & Co., Inc.) were mixed and dissolved in toluene, and then uniformly coated on a substrate with a bar coater. It was applied to a thickness of 2 μm. Further, a counter substrate was laminated, and a shear stress was applied by shifting both substrates to orient the liquid crystal material. After that, a photomask (FIG. 3) that covers portions other than pixels was covered, and UV irradiation was performed for 30 minutes by parallel light from a high-pressure mercury lamp having an intensity of 30 mW / cm 2 through the mask. When the cell after light irradiation was observed with a polarization microscope, it was confirmed that the low-molecular liquid crystal region was formed with the same regularity and the same size as the photomask pattern. The phase transition temperature of the liquid crystal material in the light irradiation part is as follows. Chiral smectic C phase 60 Smectic A phase 70 Nematic phase 90 Isotropic phase (° C.) It was confirmed that the device had good orientation even without being disturbed in orientation even when wound around a cylinder having a radius of curvature of 5 cm. The response speed was 100 μs.

【0016】比較例1 実施例1において光照射を行わない以外は同じ材料・方
法で素子を作製し、応答速度を測定したところ、100
msであった。
Comparative Example 1 An element was prepared by using the same material and method as in Example 1 except that light irradiation was not performed, and the response speed was measured.
It was ms.

【0017】比較例2 実施例1と同様の液晶素子において液晶材料として低分
子液晶組成物のみからなる材料で作製したが、耐衝撃性
が非常に悪かった。
Comparative Example 2 In the same liquid crystal element as in Example 1, a liquid crystal material made of only a low molecular weight liquid crystal composition was used, but the impact resistance was very poor.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明の方法によれば画素部分のみ光で
高分子液晶を解離し、高速応答する低分子液晶に変化さ
せることにより高分子/低分子液晶の分離構造を簡便に
作製することができる。その方法により製造された液晶
素子は耐衝撃性に優れ、高速応答が可能である。また、
液晶素子の大面積化が容易にできる。
According to the method of the present invention, a polymer / low molecular weight liquid crystal separation structure can be easily prepared by dissociating the high molecular weight liquid crystal with light only in the pixel portion and converting it into a low molecular weight liquid crystal that responds at high speed. You can The liquid crystal element manufactured by that method has excellent impact resistance and can respond at high speed. Also,
The area of the liquid crystal element can be easily increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1による液晶素子の概略断面図
である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1による液晶素子の電極パター
ン(マトリクス)を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an electrode pattern (matrix) of a liquid crystal element according to Example 1 of the present invention.

【図3】本発明の実施例1による液晶素子のフォトマス
クのパターンを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a pattern of a photomask of a liquid crystal element according to Example 1 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:偏光板、2:基板、3:電極、4:隔壁(高分子液
晶)、5:液晶層、6:電極(1)、7:電極(2)
1: polarizing plate, 2: substrate, 3: electrode, 4: partition wall (polymer liquid crystal), 5: liquid crystal layer, 6: electrode (1), 7: electrode (2)

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明電極を有する2枚の基板の電極面が
対向するように設置された基板間に高分子液晶を含む隔
壁部と低分子液晶から成る構造をもち、この低分子液晶
部分が前記高分子液晶を光解離することにより生成した
ものであることを特徴とする液晶素子。
1. A structure having a partition wall containing polymer liquid crystals and a low-molecular liquid crystal is provided between the substrates provided so that the electrode surfaces of two substrates having transparent electrodes are opposed to each other. A liquid crystal device, which is produced by photodissociating the polymer liquid crystal.
【請求項2】 前記高分子液晶の解離により形成される
液晶領域が強誘電性液晶相を示す請求項1に記載の液晶
素子。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a liquid crystal region formed by dissociation of the polymer liquid crystal exhibits a ferroelectric liquid crystal phase.
【請求項3】 前記一対の基板の少なくとも一方の基板
の外側に偏光板を配置した請求項1に記載の液晶素子。
3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a polarizing plate is arranged outside at least one of the pair of substrates.
【請求項4】 前記光解離する高分子液晶がポリメタク
リル酸あるいはポリシランを主鎖として有する側鎖型高
分子液晶であることを特徴とする請求項1に記載の液晶
素子。
4. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the photodissociated polymer liquid crystal is a side chain polymer liquid crystal having polymethacrylic acid or polysilane as a main chain.
【請求項5】 前記光解離する高分子液晶が側鎖型高分
子液晶であり、主鎖と液晶側鎖部を接続するスペーサ部
分に光解離性基を有することを特徴とする請求項1に記
載の液晶素子。
5. The photo-dissociating polymer liquid crystal is a side-chain polymer liquid crystal, and has a photo-dissociative group in a spacer portion connecting a main chain and a liquid crystal side chain portion. The liquid crystal element described.
【請求項6】 請求項5において光解離性基として−S
−S−,−C−S−,−C(=O)−S−あるいは−S
i−Si−結合を含むことを特徴とする請求項1に記載
の液晶素子。
6. The —S as the photolabile group according to claim 5.
-S-, -C-S-, -C (= O) -S- or -S
The liquid crystal device according to claim 1, comprising an i-Si-bond.
【請求項7】 前記光解離する高分子液晶が主鎖型高分
子液晶であることを特徴とする請求項1に記載の液晶素
子。
7. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the photodissociated polymer liquid crystal is a main chain polymer liquid crystal.
【請求項8】 前記光解離する架橋型高分子液晶が光架
橋化、あるいは二量化により製造されたものであり、光
反応により単一液晶分子となることを特徴とする請求項
1に記載の液晶素子。
8. The cross-linked polymer liquid crystal that undergoes photodissociation is produced by photo-crosslinking or dimerization, and becomes a single liquid crystal molecule by photoreaction. Liquid crystal element.
【請求項9】 前記光解離する高分子液晶が光酸化反応
により液晶基を解離することを特徴とする請求項1に記
載の液晶素子。
9. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the photodissociated polymer liquid crystal dissociates a liquid crystal group by a photooxidation reaction.
【請求項10】 少なくとも一方が透明な透明電極を有
する一対の基板の電極面が対向するように設置された基
板間に液晶基が光により解離する構造を持った高分子液
晶、又はこの高分子液晶と低分子液晶の組成物からなる
液晶材料を挟持する工程と、前記液晶材料の配向処理を
行う工程、基板外部から光を照射して前記高分子液晶を
部分的に光解離する工程を含むことを特徴とする液晶素
子の製造方法。
10. A polymer liquid crystal having a structure in which a liquid crystal group is dissociated by light between substrates provided so that electrode surfaces of a pair of substrates having transparent electrodes, at least one of which is transparent, or a polymer thereof. It includes a step of sandwiching a liquid crystal material composed of a liquid crystal and a low-molecular liquid crystal composition, a step of performing an alignment treatment of the liquid crystal material, and a step of irradiating light from outside the substrate to partially photodissociate the polymer liquid crystal. A method for manufacturing a liquid crystal element, comprising:
【請求項11】 前記液晶材料の配向処理がずり応力、
あるいは延伸により行われることを特徴とする請求項1
0に記載の液晶素子の製造方法。
11. The alignment treatment of the liquid crystal material is shear stress,
Alternatively, it is performed by stretching.
0. A method for manufacturing a liquid crystal element according to 0.
【請求項12】 前記光照射が基板の外側に設けられた
フォトマスクを用いて照射領域を限定する方法で行われ
る請求項10に記載の液晶素子の製造方法。
12. The method of manufacturing a liquid crystal element according to claim 10, wherein the light irradiation is performed by a method of limiting an irradiation area by using a photomask provided outside the substrate.
【請求項13】 前記光照射がレーザー等の光をスキャ
ンする方法により行われることを特徴とする請求項10
に記載の液晶素子の製造方法。
13. The light irradiation is performed by a method of scanning light such as a laser.
A method for manufacturing a liquid crystal device according to item 1.
【請求項14】 前記光照射が液晶素子の温度を上げ
て、液晶と高分子液晶が相分離しないようにして行われ
ることを特徴とする請求項10に記載の液晶素子の製造
方法。
14. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 10, wherein the light irradiation is performed by raising the temperature of the liquid crystal device so that the liquid crystal and the polymer liquid crystal are not phase-separated.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009048041A (en) * 2007-08-22 2009-03-05 Kyodo Printing Co Ltd Transflective liquid crystal display and its manufacturing method

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