JPH08313937A - Method for driving high-polymer liquid crystal and liquid crystal shutter - Google Patents

Method for driving high-polymer liquid crystal and liquid crystal shutter

Info

Publication number
JPH08313937A
JPH08313937A JP11806195A JP11806195A JPH08313937A JP H08313937 A JPH08313937 A JP H08313937A JP 11806195 A JP11806195 A JP 11806195A JP 11806195 A JP11806195 A JP 11806195A JP H08313937 A JPH08313937 A JP H08313937A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
transparent
state
electric field
polymer liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11806195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Nagase
裕 長瀬
Eiichi Akiyama
映一 秋山
Yuriko Takamura
百合子 高村
Takao Minato
孝夫 湊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sagami Chemical Research Institute
Toppan Inc
Original Assignee
Sagami Chemical Research Institute
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sagami Chemical Research Institute, Toppan Printing Co Ltd filed Critical Sagami Chemical Research Institute
Priority to JP11806195A priority Critical patent/JPH08313937A/en
Publication of JPH08313937A publication Critical patent/JPH08313937A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Abstract

PURPOSE: To facilitate the control to change over a transparent state and an opaque state by heating high-polymer liquid crystals, then allowing the liquid crystals to cool, heating the high-polymer liquid crystals, allowing the liquid crystals to cool under impression of an electric field thereon, releasing the impressed electric field and maintaining the light transparent state. CONSTITUTION: The high-polymer liquid crystals 302 are held between a pair of substrates 300 and 304 arranged in such a manner that transparent electrodes 301, 303 face each other. After the high-polymer liquid crystals 302 are heated near to the transparent temp., the liquid crystals are allowed to cool, by which an opaque light scattering state is formed and the high-polymer liquid crystals 302 are heated near to the transparent temp. The high-polymer liquid crystals are allowed to cool under the impression of the electric field thereon, by which the transparent light transparent state is maintained and thereafter, the impressed electric field is released to maintain the light transparent state. The transparent temp. in such a case refers to the temp. at which the liquid crystals shift from the liquid crystal state (liquid crystal phase) to the isotropic liquid crystal state (isotropic phase). As a result, the electric power consumption is needed at the time of switching between the transparent state and the opaque state. There is no more need for the consumption of the electric power in holding of the respective states occupying most of the time as an optical shutter.

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、光透過量の電気的な制
御が可能な調光用の液晶シャッターに関する。特に、高
分子液晶のネマチック状態−ランダム配向状態の相変化
を利用して、不透明な光散乱状態と透明な光透過状態と
を交互に切り替える高分子液晶の駆動方法、および両状
態を交互に切り替えることが可能で両状態を保持する際
には電力の消費を必要としない液晶シャッターに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal shutter for light control capable of electrically controlling the amount of light transmission. In particular, by utilizing the phase change of the nematic state-random alignment state of the polymer liquid crystal, the driving method of the polymer liquid crystal which alternately switches between the opaque light scattering state and the transparent light transmitting state, and the two states are alternately switched. The present invention relates to a liquid crystal shutter that does not require power consumption to hold both states.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、冷暖房や照明等のエネルギー消費
の節約等のために、太陽光線量の透過と遮断を電気的に
制御できる調光ガラスに対する要望が高まっている。オ
フィスや家庭においても随時目隠し効果を発現できる調
光ガラスあるいは調光フィルムに対する潜在的な需要は
大きい。これらは一般に一対の透明な基板間に電場や温
度の変化で色や光透過量が変化する物質を挟持したもの
である。特に高効率の調光能を呈する条件として透明状
態と光散乱状態の前方透過率が大きいことが必要であ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for light control glass capable of electrically controlling the transmission and blocking of the sunlight dose in order to save energy consumption such as heating and cooling and lighting. There is great potential demand for a light control glass or a light control film capable of exhibiting a blinding effect at any time in offices and homes. In general, these are a pair of transparent substrates sandwiching a substance whose color and light transmission amount change due to changes in electric field and temperature. In particular, as a condition for exhibiting highly efficient dimming ability, it is necessary that the forward transmittance in the transparent state and the light scattering state is large.

【0003】これらの機能を実現する一手段としてエレ
クトロクロニズム現象やゾル−ゲル変化を利用するもの
がある。前者は溶液、電極表面、固体電解質などで生じ
る電気化学反応による物質の色変化を利用する。調光ガ
ラス用としては酸化タングステンWO3が使われてい
る。二つの着色状態ともメモリー性があり特性的には極
めて好ましいものである。しかし、一方の状態が青色に
近く光線透過率が低い等の問題が指摘されている。ま
た、少なくとも一方の基板はガラスである必要があり軽
量なフィルム化は困難である。さらに、後者のゾル−ゲ
ル変化を利用する場合には、特にゲル状態の安定性が問
題となっており、また変化の速度が遅い、光透過量の差
が大きくないなどの欠点を有する。
As a means for realizing these functions, there is one utilizing an electrochronism phenomenon or a sol-gel change. The former utilizes the color change of a substance due to an electrochemical reaction that occurs in a solution, an electrode surface, a solid electrolyte, or the like. Tungsten oxide WO 3 is used for light control glass. Both of the two coloring states have a memory property and are extremely preferable in terms of characteristics. However, it has been pointed out that one of the states is close to blue and the light transmittance is low. At least one of the substrates needs to be made of glass, and it is difficult to form a lightweight film. Further, in the case of utilizing the latter sol-gel change, stability of the gel state becomes a problem, and the change speed is slow and the difference in light transmission amount is not large.

【0004】別の技術としては液晶のシャッター性を利
用するものがある。良く知られたものは高分子分散液晶
である。これは特開昭60−252687号公報、特開
昭63−43993号公報、特開平2−53022号公
報、特開平4−42213号公報等に開示されている。
高分子バインダー中にサブミクロンオーダーの低分子ネ
マチック液晶を粒状に、あるいはネットワーク状に分散
し電極付きフィルム間に挟持したものである。電場を印
加すると液晶分子の方向が一方向に配列して、周囲のバ
インダーとの屈折率の差が減少して透明状態化する。こ
の透明状態は電場を印加し続けることにより保持され、
次に電場を切ると逆にランダムな配列状態となる液晶成
分と周囲との屈折率差が増大し、光が散乱されて不透明
化することを利用する。高分子バインダー中に液晶を分
散する手段としては相分離現象が使われる。例えば、バ
インダーと液晶を共通溶媒に溶かして基材上にコーティ
ングする。溶媒が蒸発するとバインダーと液晶の相溶性
が消失して液晶部分とバインダー部分にサブミクロンオ
ーダーで相分離する。あるいは光反応性樹脂と液晶を均
一に混合した後、紫外線や電子線照射で樹脂を硬化させ
ると、やはり高分子化した樹脂と液晶の相溶性が低下し
て相分離する。しかしながら、製造工程が複雑であると
いうことをさておいても、相分離状態は長期的には安定
でなく界面がぼやけて電場に応答しにくくなる等の問題
を抱えている。
Another technique utilizes the shutter property of liquid crystal. Well known is polymer dispersed liquid crystal. This is disclosed in JP-A-60-252687, JP-A-63-43993, JP-A-2-53022, JP-A-4-42213 and the like.
A low molecular weight nematic liquid crystal of submicron order is dispersed in a polymer binder in a granular or network form and sandwiched between films with electrodes. When an electric field is applied, the liquid crystal molecules are aligned in one direction, the difference in the refractive index with the surrounding binder is reduced, and a transparent state is obtained. This transparent state is maintained by continuously applying an electric field,
Next, when the electric field is cut off, the difference in refractive index between the liquid crystal component and the surroundings, which are in a random arrangement state, increases, and light is scattered to make it opaque. A phase separation phenomenon is used as a means for dispersing liquid crystal in a polymer binder. For example, a binder and liquid crystal are dissolved in a common solvent and coated on a substrate. When the solvent evaporates, the compatibility between the binder and the liquid crystal disappears and the liquid crystal part and the binder part undergo phase separation on the order of submicrons. Alternatively, when the photoreactive resin and the liquid crystal are uniformly mixed and then the resin is cured by irradiation with ultraviolet rays or electron beams, the compatibility between the polymerized resin and the liquid crystal is also lowered and the phases are separated. However, even if the manufacturing process is complicated, there is a problem that the phase separation state is not stable in the long term, the interface is blurred, and it becomes difficult to respond to an electric field.

【0005】液晶を利用する更に別の技術として高分子
液晶を用いるものがある。特開昭62−277412号
公報に開示されている強誘電性高分子液晶を用いるもの
は、フィルム化は可能であるが偏光板を用いるため光透
過率が小さく調光用には好ましくない。一方、ネマチッ
ク相、コレステリック相、スメクチック相を呈する材料
は、この相自身が光散乱能があるので調光ガラスとして
利用できる。スメクチック相は電場に応答しないので、
その高温側にネマチック相もしくはコレステリック相が
ある必要がある。電場応答する相の誘電異方性が正であ
ると、交流電場の印加により液晶分子が基板面に垂直と
なるホメオトロピック状態に変化する。これは透明であ
る。電場を遮断するとランダム配向に戻って不透明状態
が得られる。これらは単一相であり、基板間に高分子液
晶を挟持するだけで調光ガラスが提供される利点があ
る。ところが強誘電性液晶を除く高分子液晶は電場に応
答する温度域が室温より高温側にあるので、一般には室
温では動作しにくい。また、動作しても3〜4百Vの高
電圧が必要であった。このため低分子液晶と混合して使
用されるが(例えば、特開平4−260024号公報参
照)、こうすると自己支持性が失われフィルム化が難し
くなる。
Still another technique using liquid crystals is to use polymer liquid crystals. The one using the ferroelectric polymer liquid crystal disclosed in JP-A No. 62-277412 can be formed into a film, but since the polarizing plate is used, the light transmittance is small and it is not preferable for dimming. On the other hand, a material exhibiting a nematic phase, a cholesteric phase, or a smectic phase can be used as a light control glass because the phase itself has a light scattering ability. Since the smectic phase does not respond to the electric field,
There must be a nematic phase or cholesteric phase on the high temperature side. When the dielectric anisotropy of the phase that responds to the electric field is positive, the application of an alternating electric field causes the liquid crystal molecules to change to a homeotropic state in which they are perpendicular to the substrate surface. This is transparent. When the electric field is cut off, it returns to a random orientation and an opaque state is obtained. These are single-phase, and there is an advantage that the light control glass is provided only by sandwiching the polymer liquid crystal between the substrates. However, the polymer liquid crystal except the ferroelectric liquid crystal generally has difficulty in operating at room temperature because the temperature range responding to an electric field is higher than room temperature. Moreover, even if it operated, a high voltage of 3 to 400 V was required. For this reason, it is used as a mixture with a low-molecular liquid crystal (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-260024), but in this case, the self-supporting property is lost and it becomes difficult to form a film.

【0006】ところで、高分子液晶を用いるものは上記
以外に別の問題がある。それは透明状態、不透明状態の
いずれか一方の状態を保持するために電場を絶えず印加
し続ける必要があるということである。これは高分子分
散液晶でも同様である。殆どの場合透明状態を保持する
のに交流電圧を印加する。これはエネルギー消費の面か
ら極めて不利である。従って、従来とは異なって透明状
態、不透明状態のいずれかの状態についても、その状態
を保持するために電場を印加し続ける必要のない動作方
法が切望されていた。
By the way, the one using the polymer liquid crystal has another problem other than the above. That is, it is necessary to continuously apply an electric field in order to maintain either the transparent state or the opaque state. This also applies to polymer-dispersed liquid crystals. In most cases, an AC voltage is applied to maintain the transparent state. This is extremely disadvantageous in terms of energy consumption. Therefore, unlike in the past, there has been a strong demand for an operation method that does not require continuous application of an electric field to maintain the transparent or opaque state.

【0007】所望の上記機能を発現するためには透明状
態と不透明状態の切り替えが可能で、これらの状態が電
場の印加なしに維持されることが必要である。一般に、
高分子液晶はネマチック状態、コレステリック状態、ス
メクチック状態ともランダムな配向状態であると、密度
の空間的揺らぎが大きく厚みが10ミクロン程度以上で
は強い光散乱能を呈する。この場合、不透明性の尺度と
なる濁度は液晶層の厚みにより制御できる。特開平4−
295820号公報に、ヒートモードによる記録消去法
及びその素材が開示されている。この方法を図1を使っ
て説明する。図1は、液晶分子100(この場合は、高
分子液晶の液晶基を表わす。液晶基を繋ぐ化学結合の部
分は省略してある。)を2枚の基板間に挟み、高温状態
である透明な液体状態(200)から冷却する速度を変
化させて得られる2様の状態を説明するものである。急
冷すると高粘性のために液晶分子100は安定状態に変
化できず、透明な液体状態がそのまま凍結(202)さ
れて低温でもそれが維持される。逆にゆっくり冷却する
とネマチック状態やコレステリック状態に相変化するの
で不透明化(201)する。しかしながら、調光手段と
しては、この冷却速度の制御による切り替えはその制御
が困難なため好ましくない。
In order to achieve the desired functions described above, it is necessary to switch between a transparent state and an opaque state, and these states need to be maintained without application of an electric field. In general,
If the polymer liquid crystal is in a randomly aligned state in any of the nematic state, the cholesteric state, and the smectic state, the spatial spatial fluctuation of the density is large, and a strong light scattering ability is exhibited when the thickness is about 10 microns or more. In this case, the turbidity, which is a measure of opacity, can be controlled by the thickness of the liquid crystal layer. Japanese Patent Laid-Open No. 4-
Japanese Patent Publication No. 295820 discloses a recording and erasing method by a heat mode and its material. This method will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a liquid crystal molecule 100 (in this case, a liquid crystal group of a polymer liquid crystal, a portion of a chemical bond connecting the liquid crystal groups is omitted) is sandwiched between two substrates, and is transparent at a high temperature. The two states obtained by changing the cooling rate from the different liquid state (200) will be described. When rapidly cooled, the liquid crystal molecule 100 cannot change to a stable state because of its high viscosity, and the transparent liquid state is frozen (202) as it is and maintained at low temperature. On the contrary, if it is slowly cooled, the phase changes to a nematic state or a cholesteric state, so that it becomes opaque (201). However, as the light control means, switching by controlling the cooling rate is not preferable because the control is difficult.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高分
子液晶を用いる光シャッターにおいて、透明状態、不透
明状態の切り替え制御が容易であると共に、切り替え制
御を行なう時のみに電場の印加を行い、両者の状態を保
持する時には電場の印加をし続ける必要がない駆動方
法、およびそれを利用した液晶シャッターを提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to easily control switching between a transparent state and an opaque state in an optical shutter using a polymer liquid crystal, and to apply an electric field only when performing the switching control. The purpose of the present invention is to provide a driving method that does not require continuous application of an electric field when maintaining both states, and a liquid crystal shutter using the driving method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために鋭意検討した結果、不透明な光散乱
状態は高分子液晶を透明温度近傍に加温した後放冷する
ことにより形成しうる一方、光透過状態は高分子液晶を
透明温度近傍に加温し、電場を印加しながら放冷するこ
とにより形成されること、および、印加電圧を解除して
も光透過状態が維持されることを見出し、本発明を完成
するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for achieving the above-mentioned object, the present inventors have found that an opaque light-scattering state is obtained by heating a polymer liquid crystal near a transparent temperature and then allowing it to cool. On the other hand, the light transmission state can be formed by heating the polymer liquid crystal near the transparent temperature and allowing it to cool while applying an electric field. The inventors have found that they are maintained and have completed the present invention.

【0010】即ち、本発明は、透明電極が対向するよう
に配置された一対の基板間に挟持された高分子液晶にお
いて、前記高分子液晶を透明温度近傍に加温したのち放
冷することにより不透明な光散乱状態を形成し、前記高
分子液晶を透明温度近傍に加温し、電場を印加しながら
放冷することにより透明な光透過状態を形成し、その後
印加電場を解除して光透過状態を維持することを特徴と
する高分子液晶の駆動方法に関するものである。なお、
本発明において、透明温度とは液晶状態(液晶相)から
等方性の液体状態(等方相)へと転移する温度を意味す
る。
That is, according to the present invention, in a polymer liquid crystal sandwiched between a pair of substrates arranged so that transparent electrodes are opposed to each other, the polymer liquid crystal is heated to near the transparent temperature and then left to cool. An opaque light-scattering state is formed, the polymer liquid crystal is heated to near the transparent temperature, and allowed to cool while applying an electric field to form a transparent light-transmitting state, and then the applied electric field is released to allow light transmission. The present invention relates to a method for driving a polymer liquid crystal, which is characterized by maintaining a state. In addition,
In the present invention, the transparent temperature means a temperature at which a liquid crystal state (liquid crystal phase) transitions to an isotropic liquid state (isotropic phase).

【0011】本発明はまた、以下の液晶シャッターに関
するものである。即ち、本発明に係る第1の液晶シャッ
ターは、透明電極が対向するように配置された一対の基
板間に高分子液晶を挟持し、不透明な光散乱状態と透明
な光透過状態とを交互に切り替えることが可能な液晶シ
ャッターにおいて、前記光散乱状態が前記高分子液晶を
透明温度近傍に加温したのち、放冷して形成され、前記
光透過状態が前記高分子液晶を透明温度近傍に加温し、
電場を印加しながら放冷して形成され、その後印加電場
を解除して維持されるようにしたことを特徴とする液晶
シャッターである。
The present invention also relates to the following liquid crystal shutters. That is, the first liquid crystal shutter according to the present invention sandwiches a polymer liquid crystal between a pair of substrates arranged so that transparent electrodes face each other, and alternates between an opaque light scattering state and a transparent light transmitting state. In a switchable liquid crystal shutter, the light-scattering state is formed by heating the polymer liquid crystal near the transparent temperature and then allowing it to cool, and the light-transmitting state applies the polymer liquid crystal near the transparent temperature. Warm
The liquid crystal shutter is characterized in that it is formed by allowing it to cool while applying an electric field, and then releases the applied electric field to maintain it.

【0012】また、本発明に係る第2の液晶シャッター
は、前記高分子液晶が透明温度近傍においてネマチック
相を呈するものであることを特徴とするものである。
The second liquid crystal shutter according to the present invention is characterized in that the polymer liquid crystal exhibits a nematic phase near the transparent temperature.

【0013】更に、本発明に係る第3の液晶シャッター
は、前記高分子液晶の透明温度が40℃から100℃の
範囲にあることを特徴とするものである。
Further, the third liquid crystal shutter according to the present invention is characterized in that the transparent temperature of the polymer liquid crystal is in the range of 40 ° C to 100 ° C.

【0014】更に、本発明に係る第4の液晶シャッター
は、前記高分子液晶を加温する手段が透明電極の通電に
よる発熱であることを特徴とするものである。
Further, the fourth liquid crystal shutter according to the present invention is characterized in that the means for heating the polymer liquid crystal is heat generation by energizing the transparent electrode.

【0015】更に、本発明に係る第5の液晶シャッター
は、前記高分子液晶が下記一般式(I)
Further, in a fifth liquid crystal shutter according to the present invention, the polymer liquid crystal has the following general formula (I):

【0016】[0016]

【化3】 Embedded image

【0017】(式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、ア
ルキル基またはフェニル基、Xは単結合、酸素原子、ま
たは-COO-もしくは-OCO-で表わされる基、Q1は液晶
基、kは2〜20の整数である。)で表わされる繰り返
し単位および下記一般式(II)
(Wherein R is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a phenyl group, X is a single bond, an oxygen atom, or a group represented by --COO-- or --OCO--, Q 1 is a liquid crystal group, and k is A repeating unit represented by the following general formula (II).

【0018】[0018]

【化4】 [Chemical 4]

【0019】(式中、R'は前記Rと同一あるいは異な
っても良く、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基また
はフェニル基、R1〜R6は同一あるいは異なっても良
く、アルキル基またはフェニル基、Xは単結合、酸素原
子、または-COO-もしくは-OCO-で表わされる基、Q2
前記Q1と同一あるいは異なる液晶基、mおよびpは2
〜10の整数、nは0〜10の整数である。)で表わさ
れる繰り返し単位からなり、前記一般式(I)で表わさ
れる繰り返し単位と前記一般式(II)で表わされる繰
り返し単位のモル比が95/5〜20/80の範囲にあ
り、数平均分子量が1,000以上である側鎖に液晶基
を有する共重合体であることを特徴とするものである。
(In the formula, R'may be the same as or different from R, a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a phenyl group, and R 1 to R 6 may be the same or different, and an alkyl group or a phenyl group. , X is a single bond, an oxygen atom, or a group represented by -COO- or -OCO-, Q 2 is a liquid crystal group which is the same as or different from Q 1, and m and p are 2
Is an integer of 10 and n is an integer of 0-10. ), The molar ratio of the repeating unit represented by the general formula (I) to the repeating unit represented by the general formula (II) is in the range of 95/5 to 20/80, and the number average is It is a copolymer having a liquid crystal group in the side chain having a molecular weight of 1,000 or more.

【0020】本発明の駆動方法および液晶シャッターに
おいては、不透明状態と透明状態の選択は透明温度近傍
における電場の有無で行う。また、冷却過程は高分子液
晶自身の温度と周囲温度の差だけを使う。即ち、図2に
示すように、電場の印加で加温して透明なホメオトロピ
ック状態(203)を形成し、このまま前記の温度差に
より液晶分子100が動かない温度まで放冷すると、透
明状態がそのまま固定される。一旦温度が下がってしま
うと液晶分子は動けないので電場を遮断してもその状態
が保持できる。一方、放冷時に電場が印加されていない
と不透明なネマチック状態あるいはコレステリック状態
(201)に変化する。こうして透明−不透明状態の切
り替えと維持が行える。
In the driving method and the liquid crystal shutter of the present invention, the opaque state and the transparent state are selected by the presence or absence of an electric field near the transparent temperature. Also, the cooling process uses only the difference between the temperature of the polymer liquid crystal itself and the ambient temperature. That is, as shown in FIG. 2, a transparent homeotropic state (203) is formed by heating by applying an electric field, and if the liquid crystal molecule 100 is allowed to cool to a temperature at which the liquid crystal molecule 100 does not move due to the temperature difference, the transparent state is changed. It is fixed as it is. Once the temperature drops, the liquid crystal molecules cannot move, so that state can be maintained even if the electric field is cut off. On the other hand, if no electric field is applied during cooling, the state changes to an opaque nematic state or cholesteric state (201). In this way, the transparent / opaque state can be switched and maintained.

【0021】切り替えのための交流電場が印加される温
度Tsは、電場に応答する状態を含むことが必要であ
り、一般にはネマチック相−液体相の転移温度である透
明温度Tcの近傍である。透明温度Tcから低温側に離
れるに従って高電圧、長時間を要する。印加電圧は可能
な限り100V以下の低電圧が好ましい。温度Tsはこ
の電圧と切り替えに許される時間から見て一番低い温度
に設定される。しかしながら、この温度は大気温度ある
いは直射日光下で到達可能な温度よりは高いことが好ま
しい。さもないと大気温度あるいは直射日光下におい
て、電場の印加なしに液晶分子の状態変化が生じるから
である。
The temperature Ts to which the alternating electric field for switching is applied needs to include a state responsive to the electric field, and is generally in the vicinity of the transparent temperature Tc which is the transition temperature of the nematic phase-liquid phase. Higher voltage and longer time are required as the temperature goes away from the transparent temperature Tc to the lower temperature side. The applied voltage is preferably as low as 100 V or less. The temperature Ts is set to the lowest temperature in view of this voltage and the time allowed for switching. However, this temperature is preferably higher than atmospheric temperature or a temperature that can be reached under direct sunlight. Otherwise, at atmospheric temperature or under direct sunlight, the state change of liquid crystal molecules occurs without application of an electric field.

【0022】従って、電場に応答可能な状態を得るには
高分子液晶の温度を大気温度より高温である温度Tsま
で昇温することが好ましい。昇温するにはヒーターを使
って液晶を加温するのが一般的であるが、望ましい手段
は駆動用の透明電極を直接加温用ヒーターとすることで
ある。よって温度Tsが高すぎると昇温に時間がかか
る。こうした条件からTsは40℃〜100℃程度が望
ましい。
Therefore, in order to obtain a state capable of responding to the electric field, it is preferable to raise the temperature of the polymer liquid crystal to the temperature Ts which is higher than the atmospheric temperature. Generally, a heater is used to heat the liquid crystal to raise the temperature, but a desirable means is to use the transparent electrode for driving directly as a heater for heating. Therefore, if the temperature Ts is too high, it takes time to raise the temperature. Under these conditions, Ts is preferably about 40 ° C to 100 ° C.

【0023】液晶シャッターとしては平面状電極であれ
ばよいが、加温の目的のためにストライプ状で且つつな
がった電極とすることが好ましい。この場合、発熱量は
透明電極の抵抗をR、電流をIとするとI2Rに比例す
ることから、所望の発熱量を得るための適切なRとなる
ように長さと幅を決める。一対の電極の両方をこうして
もよいが、片方だけでもよい。透明電極の長さと幅にも
よるが、30mA程度の一定電流をながすと比較的容易
に40〜100℃を得ることができ、高分子液晶を電場
に応答する透明温度近傍のネマチック相にできる。透明
状態にする場合には50Hz程度以上の交流電場を印加
すればよい。こうして高分子液晶を加温して電場に応答
するようにした後、再冷却するがこのとき交流電場を印
加するかしないかで透明、不透明の選択が可能となる。
透明の場合は透明になった後は電場を遮断することがで
きる。従って、絶えず電場を印加をしている必要はな
い。
The liquid crystal shutter may be a flat electrode, but is preferably a striped electrode connected for the purpose of heating. In this case, the amount of heat generation is proportional to I 2 R, where R is the resistance of the transparent electrode and I is the current. Therefore, the length and width are determined so that R is appropriate for obtaining the desired amount of heat generation. Both of the pair of electrodes may be formed in this manner, or only one of them may be formed. Depending on the length and width of the transparent electrode, a constant current of about 30 mA can be applied to obtain a temperature of 40 to 100 ° C. relatively easily, and the polymer liquid crystal can be brought into a nematic phase near the transparent temperature in response to an electric field. In the case of a transparent state, an AC electric field of about 50 Hz or higher may be applied. In this way, the polymer liquid crystal is heated to make it respond to an electric field, and then it is recooled. At this time, transparent or opaque can be selected depending on whether or not an AC electric field is applied.
When transparent, the electric field can be cut off after becoming transparent. Therefore, it is not necessary to constantly apply the electric field.

【0024】本発明の液晶シャッターにおいては、透明
温度Tcが40℃から100℃の範囲にあって、100
V50Hzの交流で数百ミリ秒以下の応答速度を有する
高速の高分子液晶を用いることが好ましい。したがっ
て、本発明に用いられる高分子液晶は透明温度近傍にお
いてネマチック相を呈することが望ましい。この観点か
ら、前記一般式(I)および(II)で表わされる繰り
返し単位からなる共重合体は、上記の特性を満足しうる
点で好ましい。また、高分子液晶にキラル成分を混合し
てコレステリック相として使用しても同様の効果が得ら
れる。
In the liquid crystal shutter of the present invention, the transparent temperature Tc is in the range of 40 ° C. to 100 ° C.
It is preferable to use a high-speed polymer liquid crystal having a response speed of several hundred milliseconds or less under an alternating current of V50 Hz. Therefore, it is desirable that the polymer liquid crystal used in the present invention exhibits a nematic phase near the transparent temperature. From this point of view, the copolymer composed of the repeating units represented by the general formulas (I) and (II) is preferable in that the above-mentioned properties can be satisfied. Further, the same effect can be obtained by mixing a chiral component with a polymer liquid crystal and using it as a cholesteric phase.

【0025】本発明に用いられる共重合体において、前
記一般式(I)および(II)中Q 1およびQ2で表わさ
れる液晶基としては、従来より公知の液晶性付与基のい
ずれであっても良く、特にその構造に限定はない。液晶
基として例示されるものとしては、ビフェニル、ビフェ
ニルエーテル、安息香酸フェニルエステル、安息香酸ビ
フェニルエステル、ベンジリデンアニリン、スチルベ
ン、アゾキシベンゼン、アゾベンゼン、シッフ塩基、シ
クロヘキシルフェニルエーテル、シクロヘキシルベンゼ
ン、シクロヘキシルカルボン酸フェニルエステル、シク
ロヘキシルカルボン酸ビフェニルエステル、コレステリ
ン、コレスタンおよびそれらの誘導体等の液晶分子から
水素原子を1個除去してなる基を挙げることができる。
In the copolymer used in the present invention,
Q in the general formulas (I) and (II) 1And Q2Represented by
The liquid crystal group to be used may be any of the conventionally known liquid crystallinity imparting groups.
They may be offset, and there is no particular limitation on the structure. liquid crystal
Examples of the group include biphenyl and biphe
Nyl ether, benzoic acid phenyl ester, benzoic acid vinyl ester
Phenyl ester, benzylidene aniline, stilbe
Amine, azoxybenzene, azobenzene, Schiff base,
Chlorohexyl phenyl ether, cyclohexylbenze
, Cyclohexylcarboxylic acid phenyl ester, chrysanthemum
Lohexyl carboxylic acid biphenyl ester, cholesteric
From liquid crystal molecules such as amine, cholestane and their derivatives
A group formed by removing one hydrogen atom can be mentioned.

【0026】前記一般式(I)および(II)中Rおよ
びR'で表わされる置換基としては、水素原子、フッ
素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、メチル基、
エチル基、プロピル基、iso-プロピル基、ブチル基、t-
ブチル基、ヘキシル基等の直鎖状または分岐状のアルキ
ル基およびフェニル基が例示できる。ただし、合成の容
易さからこのRで表わされる置換基としては、水素原子
またはメチル基がより好ましい。
The substituents represented by R and R'in the above general formulas (I) and (II) include a hydrogen atom, a halogen atom such as fluorine, chlorine, bromine and iodine, a methyl group,
Ethyl group, propyl group, iso-propyl group, butyl group, t-
Examples thereof include a linear or branched alkyl group such as a butyl group and a hexyl group, and a phenyl group. However, a hydrogen atom or a methyl group is more preferable as the substituent represented by R because of ease of synthesis.

【0027】また、前記一般式(I)および(II)中
1〜R6で表わされる置換基としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、iso-プロピル基、ブチル基、iso-ブ
チル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の直鎖
状または分岐状のアルキル基およびフェニル基が挙げら
れる。しかしながら、合成の容易さおよび本発明の液晶
基を有するポリマーの特性を生かすためには、上記の置
換基のうちメチル基が最も好ましい。また、前記一般式
(I)および(II)中のメチレン鎖はある程度の長さ
が必要であり、従って式中kで表わされるメチレン基の
数は2〜20の範囲、mおよびpで表わされるメチレン
基の数は2〜10の範囲である。ただし、合成の容易さ
および本発明の液晶基を有するポリマーの特性を生かす
ためには、mおよびpは3〜6の範囲にあることがより
好ましい。さらに、前記一般式(II)中nで表わされ
るシロキサン単位の数は0〜10の範囲であり、特に0
〜3の範囲にあることが、合成の容易さおよび得られる
高分子液晶の特性を活かすためには好ましい。
The substituents represented by R 1 to R 6 in the above general formulas (I) and (II) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an iso-propyl group, a butyl group and an iso-butyl group. Examples thereof include linear or branched alkyl groups such as t-butyl group, pentyl group, hexyl group and phenyl group. However, the methyl group is most preferable among the above substituents in order to facilitate the synthesis and to take advantage of the characteristics of the polymer having a liquid crystal group of the present invention. Further, the methylene chains in the above general formulas (I) and (II) need to have a certain length, and therefore the number of methylene groups represented by k in the formula is in the range of 2 to 20, m and p. The number of methylene groups is in the range of 2-10. However, m and p are more preferably in the range of 3 to 6 in order to facilitate the synthesis and to take advantage of the characteristics of the polymer having a liquid crystal group of the present invention. Further, the number of siloxane units represented by n in the general formula (II) is in the range of 0 to 10, and particularly 0
It is preferably in the range of to 3 in order to take advantage of the ease of synthesis and the characteristics of the polymer liquid crystal obtained.

【0028】本発明に用いられる共重合体は、下記一般
式(III)
The copolymer used in the present invention has the following general formula (III):

【0029】[0029]

【化5】 Embedded image

【0030】(式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、ア
ルキル基またはフェニル基、Xは単結合、酸素原子、ま
たは-COO-もしくは-OCO-で表わされる基、Q1は液晶
基、kは2〜20の整数である。)で表わされるモノマ
ーと、下記一般式(IV)
(Wherein R is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a phenyl group, X is a single bond, an oxygen atom or a group represented by --COO-- or --OCO--, Q 1 is a liquid crystal group, and k is A monomer represented by the following general formula (IV).

【0031】[0031]

【化6】 [Chemical 6]

【0032】(式中、R'は前記Rと同一あるいは異な
っても良く、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基また
はフェニル基、R1〜R6は同一あるいは異なっても良
く、アルキル基またはフェニル基、Xは単結合、酸素原
子、または-COO-もしくは-OCO-で表わされる基、Q2
前記Q1と同一あるいは異なる液晶基、mおよびpは2
〜10の整数、nは0〜10の整数である。)で表わさ
れるモノマーとを混合し重合することにより得られる。
また、その際には、ラジカル重合、アニオン重合、カチ
オン重合など公知の付加重合法を用いることができる
が、この場合にはラジカル重合法が最も簡便な方法とし
て好適に用いられる。
(In the formula, R ′ may be the same as or different from the above R, a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a phenyl group, and R 1 to R 6 may be the same or different, and an alkyl group or a phenyl group. , X is a single bond, an oxygen atom, or a group represented by -COO- or -OCO-, Q 2 is a liquid crystal group which is the same as or different from Q 1, and m and p are 2
Is an integer of 10 and n is an integer of 0-10. ) And a monomer represented by the formula (1) are mixed and polymerized.
In that case, known addition polymerization methods such as radical polymerization, anionic polymerization, and cationic polymerization can be used. In this case, the radical polymerization method is preferably used as the simplest method.

【0033】ラジカル重合法で行なう場合は、バルク重
合、溶液重合、乳化重合等の公知の方法を用いることが
できる。ラジカル重合反応は、単に熱、紫外線の照射ま
たはラジカル開始剤の添加により開始される。反応に好
適に用いられるラジカル開始剤としては、ジラウロイル
ペルオキシド、ジ-t-ブチルペルオキシド、ベンゾイル
ペルオキシド、t-ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒ
ドロペルオキシド等の有機過酸化物あるいはα,α'-ア
ゾビスイソブチロニトリルやアゾビスシクロヘキサンカ
ルボニトリル等のアゾ化合物などを例示することができ
る。この場合のラジカル重合反応に利用できる有機溶媒
は、例えば、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、テ
トラヒドロフラン、クロロホルム、メチルエチルケト
ン、フルオロベンゼン、メタノール、エタノール、n−
あるいはi−プロパノール、N,N−ジメチルホルムア
ミド、N,N−ジメチルアセトアミド等を用いることが
できるが、これらに限定されるものではない。重合反応
は、通常40℃〜100℃の範囲で円滑に進行する。ま
た、重合反応中に連鎖移動剤を添加することにより、得
られる重合体の分子量をある程度制御することができ
る。ここで用いる連鎖移動剤としては、四塩化炭素、ブ
ロモトリクロロメタン、p−ベンゾキノン、クロロアニ
ル、n−ブタンチオール、n−ドデカンチオール等を例
示できる。
When the radical polymerization method is used, known methods such as bulk polymerization, solution polymerization and emulsion polymerization can be used. The radical polymerization reaction is initiated simply by irradiation with heat, ultraviolet rays or addition of a radical initiator. Radical initiators preferably used in the reaction include organic peroxides such as dilauroyl peroxide, di-t-butyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide, or α, α'-azobisisode. Examples thereof include azo compounds such as butyronitrile and azobiscyclohexanecarbonitrile. The organic solvent that can be used in the radical polymerization reaction in this case is, for example, benzene, toluene, chlorobenzene, tetrahydrofuran, chloroform, methyl ethyl ketone, fluorobenzene, methanol, ethanol, n-.
Alternatively, i-propanol, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like can be used, but the invention is not limited thereto. The polymerization reaction normally proceeds smoothly in the range of 40 ° C to 100 ° C. Moreover, the molecular weight of the obtained polymer can be controlled to some extent by adding a chain transfer agent during the polymerization reaction. Examples of the chain transfer agent used here include carbon tetrachloride, bromotrichloromethane, p-benzoquinone, chloroanil, n-butanethiol, and n-dodecanethiol.

【0034】前記一般式(III)で表わされるモノマ
ーは公知化合物であり、その製造方法は多くの文献に記
載されている。(例えば、H. Finkelmann, H. Ringsdor
f and J. H. Wendorff, Makromol. Chem., Vol.179, p.
273 (1978); V. Shibaev, A.Kostromin and N. Plate,
Eur. Polym. J., Vol.18, p.651 (1982); R. Zenteland
H. Ringsdorf, Makromol. Chem., Rapid Commun., Vo
l.5, p.393 (1984);V. Shibaev and N. Plate, Pure an
d Appl. Chem., Vol.57, p.1589 (1985); C.S. Hsu and
V. Percec, J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed., Vol.
26, p.2047(1988); Vol.27, 453 (1989)、等参照)ま
た、前記一般式(IV)で表わされるモノマーも公知化
合物である(例えば、特開平4−218513号公報、
特開平6−256355号公報、WO 94/2418
0号公報、等参照)。
The monomer represented by the general formula (III) is a known compound, and its manufacturing method is described in many documents. (For example, H. Finkelmann, H. Ringsdor
f and JH Wendorff, Makromol. Chem., Vol.179, p.
273 (1978); V. Shibaev, A. Kostromin and N. Plate,
Eur. Polym. J., Vol.18, p.651 (1982); R. Zenteland
H. Ringsdorf, Makromol. Chem., Rapid Commun., Vo
l.5, p.393 (1984); V. Shibaev and N. Plate, Pure an
d Appl. Chem., Vol.57, p.1589 (1985); CS Hsu and
V. Percec, J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed., Vol.
26, p.2047 (1988); Vol.27, 453 (1989), etc.) Further, the monomer represented by the general formula (IV) is also a known compound (for example, JP-A-4-218513,
JP-A-6-256355, WO 94/2418
No. 0, etc.).

【0035】本発明に用いられる共重合体において、前
記一般式(I)で表わされる繰り返し単位と前記一般式
(II)で表わされる繰り返し単位のモル比は95/5
〜20/80モル%、より好ましくは95/5〜50/
50モル%の範囲である。これより前記一般式(II)
で表わされる繰り返し単位の含有率が少ないと、得られ
る共重合体の透明温度Tcが高温域になり、多いと、共
重合体が液晶性を発現しにくくなる場合がある。なお、
上記のモル比すなわち共重合体組成は、前述の共重合反
応において前記一般式(III)で表わされるモノマー
と前記一般式(IV)で表わされるモノマーとの仕込み
比を変えることにより容易にコントロールできる。ま
た、本発明の共重合体の数平均分子量は、1,000以
上であることが、ポリマーの特性を生かす上で好まし
い。分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ー、浸透圧法、光散乱法、粘度法等の公知の方法により
測定される。
In the copolymer used in the present invention, the molar ratio of the repeating unit represented by the general formula (I) to the repeating unit represented by the general formula (II) is 95/5.
˜20 / 80 mol%, more preferably 95/5 to 50 /
It is in the range of 50 mol%. From this, the above general formula (II)
When the content of the repeating unit represented by is low, the transparent temperature Tc of the obtained copolymer is in a high temperature range, and when it is high, the copolymer may have difficulty in exhibiting liquid crystallinity. In addition,
The above molar ratio, that is, the copolymer composition, can be easily controlled by changing the charging ratio of the monomer represented by the general formula (III) and the monomer represented by the general formula (IV) in the above-mentioned copolymerization reaction. . The number average molecular weight of the copolymer of the present invention is preferably 1,000 or more in order to take advantage of the characteristics of the polymer. The molecular weight is measured by a known method such as gel permeation chromatography, osmotic pressure method, light scattering method and viscosity method.

【0036】以下、参考例および実施例により本発明を
さらに詳しく説明する。ただし、本発明がこれらに限定
されるものではないことはもちろんである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Examples. However, it goes without saying that the present invention is not limited to these.

【0037】[0037]

【実施例】【Example】

参考例1 Reference example 1

【0038】[0038]

【化7】 [Chemical 7]

【0039】WO 94/24180号公報に記載され
ている方法に従い上記構造式(1)〜(4)で表わされ
るモノマーをそれぞれ合成した。次に、モノマーA
[(1)]とモノマーB[(2)〜(4)]とを表1記載の
比率でそれぞれ混合し、全体のモノマー濃度が0.5 mol/
lとなるようにトルエンに溶解して、さらにα,α'-アゾ
ビスイソブチロニトリル(AIBN)を25 mmol/lの濃度とな
るように加えた。この溶液を充分に凍結脱気した後、60
℃にて24時間重合反応を行なった。反応液を過剰のメタ
ノールに注ぎ込み、得られた沈澱を回収し、さらにトル
エンに溶解してメタノール中に再沈澱を2回繰り返し
た。得られたポリマーについて1H-NMRスペクトル分析を
行なって共重合組成x/yを決定し、またゲルパーミエー
ションクロマトグラフィーにより数平均分子量(Mn)およ
び重量平均分子量(Mw)をポリスチレン換算値として求め
た。それらの結果を表1にまとめて示す。
The monomers represented by the above structural formulas (1) to (4) were synthesized according to the method described in WO 94/24180. Next, the monomer A
[(1)] and Monomer B [(2) to (4)] were mixed at the ratios shown in Table 1, and the total monomer concentration was 0.5 mol /
It was dissolved in toluene so that the concentration became l, and α, α′-azobisisobutyronitrile (AIBN) was further added so as to have a concentration of 25 mmol / l. After thoroughly degassing this solution,
The polymerization reaction was carried out at ℃ for 24 hours. The reaction solution was poured into excess methanol, the obtained precipitate was recovered, further dissolved in toluene, and reprecipitation was repeated twice in methanol. The obtained polymer was subjected to 1 H-NMR spectrum analysis to determine the copolymerization composition x / y, and the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) were obtained as a polystyrene conversion value by gel permeation chromatography. It was The results are summarized in Table 1.

【0040】[0040]

【表1】 ──────────────────────────────────サンフ゜ル モノマーA モノマーB モノマーA/モノマーB x/y Mn Mw No. (モル比) (モル比) x10-3 x10-3 ────────────────────────────────── CP-1 (1) (2) 90/10 92/ 8 3.21 4.32 CP-2 (1) (2) 75/25 76/24 3.70 4.87 CP-3 (1) (3) 95/ 5 94/ 6 5.74 9.54 CP-4 (1) (3) 92/ 8 90/10 8.39 16.4 CP-5 (1) (4) 90/10 89/11 8.56 29.4 CP-6 (1) (4) 70/30 70/30 13.2 19.7 ──────────────────────────────────[Table 1] ────────────────────────────────── Sample Monomer A Monomer B Monomer A / Monomer B x / y Mn Mw No. (molar ratio) (molar ratio) x10 -3 x10 -3 ──────────────────────────────── ─── CP-1 (1) (2) 90/10 92/8 3.21 4.32 CP-2 (1) (2) 75/25 76/24 3.70 4.87 CP-3 (1) (3) 95/5 94 / 6 5.74 9.54 CP-4 (1) (3) 92/8 90/10 8.39 16.4 CP-5 (1) (4) 90/10 89/11 8.56 29.4 CP-6 (1) (4) 70/30 70/30 13.2 19.7 ───────────────────────────────────

【0041】参考例2Reference Example 2

【0042】[0042]

【化8】 Embedded image

【0043】WO 94/24180号公報に記載され
ている方法に従い上記構造式(5)〜(7)で表わされ
るモノマーをそれぞれ合成した。次に、モノマーA
[(5)または(6)]とモノマーB[(7)または
(2)]とを表2記載の比率でそれぞれ混合し、全体の
モノマー濃度が0.5 mol/lとなるようにテトラヒドロフ
ランに溶解して、さらにα,α'-アゾビスイソブチロニ
トリル(AIBN)を25 mmol/lの濃度となるように加えた。
この溶液を充分に凍結脱気した後、60℃にて24時間重合
反応を行なった。反応液を過剰のメタノールに注ぎ込
み、得られた沈澱を回収し、さらにテトラヒドロフラン
に溶解してメタノール中に再沈澱を2回繰り返した。得
られたポリマーについて1H-NMRスペクトル分析を行なっ
て共重合組成x/yを決定し、またゲルパーミエーション
クロマトグラフィーにより数平均分子量(Mn)および重量
平均分子量(Mw)をポリスチレン換算値として求めた。そ
れらの結果を表1にまとめて示す。
The monomers represented by the above structural formulas (5) to (7) were synthesized according to the method described in WO 94/24180. Next, the monomer A
[(5) or (6)] and monomer B [(7) or (2)] were mixed in the ratios shown in Table 2, and dissolved in tetrahydrofuran so that the total monomer concentration was 0.5 mol / l. Then, α, α′-azobisisobutyronitrile (AIBN) was further added so as to have a concentration of 25 mmol / l.
After this solution was sufficiently degassed by freezing, a polymerization reaction was carried out at 60 ° C. for 24 hours. The reaction solution was poured into excess methanol, the obtained precipitate was recovered, further dissolved in tetrahydrofuran, and reprecipitation was repeated twice in methanol. The obtained polymer was subjected to 1 H-NMR spectrum analysis to determine the copolymerization composition x / y, and the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) were obtained as a polystyrene conversion value by gel permeation chromatography. It was The results are summarized in Table 1.

【0044】[0044]

【表2】 ──────────────────────────────────サンフ゜ル モノマーA モノマーB モノマーA/モノマーB x/y Mn Mw No. (モル比) (モル比) x10-4 x10-4 ────────────────────────────────── CP-7 (5) (7) 50/50 47/53 3.57 5.45 CP-8 (6) (2) 50/50 49/51 2.15 2.88 ──────────────────────────────────[Table 2] ────────────────────────────────── Sample Sample Monomer A Monomer B Monomer A / Monomer B x / y Mn Mw No. (molar ratio) (molar ratio) x10 -4 x10 -4 ──────────────────────────────── ─── CP-7 (5) (7) 50/50 47/53 3.57 5.45 CP-8 (6) (2) 50/50 49/51 2.15 2.88 ────────────── ─────────────────────

【0045】実施例1 A3サイズのシート抵抗10Ωの平面状透明電極を有す
るガラス基板300を用意して、常法のフォトリソグラ
フィ法により、図3のパターンのストライプ状の電極3
01を形成した。この透明電極の幅は5mm、長さは2
6cmであり、線間は10μmである。なお、このスト
ライプ状透明電極は、同様な透明電極を介してそれぞれ
直列に繋がっている。
Example 1 A glass substrate 300 having a flat transparent electrode of A3 size with a sheet resistance of 10Ω was prepared, and the striped electrode 3 having the pattern of FIG. 3 was formed by a conventional photolithography method.
01 was formed. This transparent electrode has a width of 5 mm and a length of 2
It is 6 cm and the distance between the lines is 10 μm. The striped transparent electrodes are connected in series via the same transparent electrodes.

【0046】参考例1および2で得られた高分子液晶C
P−1〜CP−8をTHFに溶解し(5重量%)、バー
コート法により基板上に均一にコーティングした。次い
で約60℃のオーブン中で乾燥すると、厚み15μmの
高分子液晶塗膜302が得られた。次に約50度で対向
面状透明電極303付きのポリエーテルサルフォン(P
ES)フィルム304でラミネートした。こうしてそれ
ぞれの高分子液晶を挟持した図4の構成の液晶シャッタ
ーが得られた。これらの液晶シャッターをある一定温度
(駆動温度)にまで昇温し、対向する透明電極に50H
zの交流電流を通電して通電した瞬間から光透過率が最
大となるまでの時間(応答速度)を測定した。ここで用
いた高分子液晶のガラス転移温度(Tg)、透明温度
(Tc)、駆動温度(Ts)、駆動電圧および応答速度
を表3に記載した。なお、これらの高分子液晶はいずれ
もTgとTcの間の温度範囲でネマチック相を示した。
また、室温ではこれらの液晶シャッターはいずれもヘイ
ズ値80の白濁状態(不透明状態)を呈していたが、温
度を表3に記載のTsにしてもなんらの変化は生じなか
った。
Polymer liquid crystal C obtained in Reference Examples 1 and 2
P-1 to CP-8 were dissolved in THF (5% by weight), and uniformly coated on the substrate by the bar coating method. Then, when dried in an oven at about 60 ° C., a polymer liquid crystal coating film 302 having a thickness of 15 μm was obtained. Next, at about 50 degrees, a polyether sulfone (P
ES) film 304 was laminated. In this way, the liquid crystal shutter having the structure shown in FIG. These liquid crystal shutters are heated to a certain temperature (driving temperature), and the transparent electrodes facing each other are heated to 50H.
The time (response speed) from the moment when the alternating current of z was applied and the time when the light transmittance was maximized was measured. Table 3 shows the glass transition temperature (Tg), the transparent temperature (Tc), the driving temperature (Ts), the driving voltage and the response speed of the polymer liquid crystal used here. Each of these polymer liquid crystals exhibited a nematic phase in the temperature range between Tg and Tc.
Further, at room temperature, all of these liquid crystal shutters exhibited a white turbid state (opaque state) with a haze value of 80, but even if the temperature was set to Ts shown in Table 3, no change occurred.

【0047】[0047]

【表3】 ───────────────────────────────────サンフ゜ル Tg Tc Ts 駆動電圧 応答速度 No. (℃) (℃) (℃) (V) (msec) ─────────────────────────────────── CP−1 13 82 70 100 80 CP−2 8 48 46 200 350 CP−3 28 95 90 100 60 CP−4 24 85 75 100 200 CP−5 29 89 81 100 100 CP−6 17 48 45 200 420 CP−7 12 66 60 100 330 CP−8 19 64 57 100 250 ───────────────────────────────────[Table 3] ─────────────────────────────────── Sample Tg Tc Ts Drive voltage Response speed No. ( ℃) (℃) (℃) (V) (msec) ─────────────────────────────────── CP -1 13 82 70 70 100 80 CP-2 8 48 46 46 200 350 CP-3 28 95 95 90 100 60 CP-4 24 85 75 75 100 200 CP-5 29 89 81 81 100 100 CP-6 17 48 45 200 200 CP-7 12 66 60 100 330 330 CP-8 19 64 57 100 250 250 ────────────────────────────────────

【0048】次に、これらの液晶シャッターの電場を解
除して再び室温まで冷却して白濁化させた後、ストライ
プ状の透明電極301に30mAの直流電流を通電する
と、約20秒で液体相に転移して透明状態が得られた。
この状態で50Hz100Vの交流電圧に切り替える
と、透明な状態のまま液晶の温度が室温付近まで低下し
た。20秒後に電圧印加を止めても、透明状態が維持さ
れた。再び30mAの電流印加をして加温した後、電流
印加を止めると、約5秒後に白濁化し始めて、20秒で
平衡に達し、ヘイズ値80の白濁状態が得られた。した
がって、上記のような手順で電場の印加を行なうことに
より透明状態および不透明状態の切り替えが可能で、両
者の状態を保持する時には電極間に通電する必要がない
液晶シャッターとなることを確認した。なお、ストライ
プ状透明電極の隙間は10μmと狭いので、その部分の
高分子液晶は周囲にひきづられて応答し、切り替え時に
は何ら支障がなかった。
Next, after releasing the electric field of these liquid crystal shutters and cooling it to room temperature again to make it cloudy, when a direct current of 30 mA is applied to the transparent electrode 301 in stripes, it becomes a liquid phase in about 20 seconds. It was transferred and a transparent state was obtained.
When switching to an alternating voltage of 50 Hz and 100 V in this state, the temperature of the liquid crystal dropped to around room temperature in a transparent state. Even after the voltage application was stopped after 20 seconds, the transparent state was maintained. When a current of 30 mA was applied again for heating and then the application of a current was stopped, white turbidity began after about 5 seconds, equilibrium was reached in 20 seconds, and a white turbid state with a haze value of 80 was obtained. Therefore, it was confirmed that the liquid crystal shutter can be switched between the transparent state and the opaque state by applying an electric field in the above-described procedure, and that it is not necessary to energize between the electrodes when maintaining both states. Since the gap between the striped transparent electrodes was as narrow as 10 μm, the polymer liquid crystal in that portion was squeezed by the surroundings to respond, and there was no hindrance during switching.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明によれば、透明状態と不透明状態
の切り替え時に電力消費が必要で、光シャッターとして
殆どの時間をしめるこれらの状態の保持においては電力
の消費が必要ない高分子液晶の駆動方法および液晶シャ
ッターが提供される。また、低電圧駆動が可能で、状態
の切り替えが高速で可能であリ、さらに加温手段が電圧
印加手段と共通で液晶シャッター内部に内蔵されてお
り、製造が容易で、前方透過率の高い且つ遮光性のよい
液晶シャッターが提供され、表示素子や調光ガラス、調
光フィルムなどに好適である。
According to the present invention, power consumption is required when switching between a transparent state and an opaque state, and there is no need for power consumption in maintaining these states, which requires most of the time as an optical shutter. A driving method and a liquid crystal shutter are provided. In addition, it can be driven at a low voltage, the state can be switched at high speed, and the heating means is built in the liquid crystal shutter in common with the voltage applying means, so that it is easy to manufacture and has a high front transmittance. A liquid crystal shutter having a good light-shielding property is provided, which is suitable for a display element, light control glass, light control film, and the like.

【0050】[0050]

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

【図1】透明な液体状態から高分子液晶を冷却して得ら
れる2様の状態を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating two states obtained by cooling a polymer liquid crystal from a transparent liquid state.

【図2】透明な液体状態から高分子液晶を電場を印加し
ながら冷却して得られる状態と、印加なしに得られる状
態を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state obtained by cooling a polymer liquid crystal from a transparent liquid state while applying an electric field, and a state obtained without applying the electric field.

【図3】液晶加熱用の透明電極パターンを模式的に示す
図面である。
FIG. 3 is a drawing schematically showing a transparent electrode pattern for heating a liquid crystal.

【図4】本発明の液晶シャッターの断面構造を模式的に
示す図面である。
FIG. 4 is a drawing schematically showing a cross-sectional structure of a liquid crystal shutter of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 液晶分子 201 微小なネマチックドメイン 202 凍結した液体状態 203 ホメオトロピック配向状態 300 透明基板 301 ストライプ状透明電極 302 高分子液晶 303 対向する平面状透明電極 304 対向基板 100 Liquid Crystal Molecules 201 Minute Nematic Domains 202 Frozen Liquid State 203 Homeotropic Alignment State 300 Transparent Substrate 301 Striped Transparent Electrode 302 Polymer Liquid Crystal 303 Opposing Planar Transparent Electrode 304 Counter Substrate

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/1333 G02F 1/1333 G09G 3/36 G09G 3/36 (72)発明者 湊 孝夫 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location G02F 1/1333 G02F 1/1333 G09G 3/36 G09G 3/36 (72) Inventor Takao Minato Taito-ku, Tokyo Taito-ku 1-5-1 Toppan Printing Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】透明電極が対向するように配置された一対
の基板間に挟持された高分子液晶において、前記高分子
液晶を透明温度近傍に加温したのち放冷することにより
不透明な光散乱状態を形成し、前記高分子液晶を透明温
度近傍に加温し、電場を印加しながら放冷することによ
り透明な光透過状態を形成し、その後印加電場を解除し
て光透過状態を維持することを特徴とする高分子液晶の
駆動方法。
1. In a polymer liquid crystal sandwiched between a pair of substrates with transparent electrodes facing each other, opaque light scattering is achieved by heating the polymer liquid crystal to near the transparent temperature and then allowing it to cool. After forming a state, the polymer liquid crystal is heated to near the transparent temperature and allowed to cool while applying an electric field to form a transparent light transmitting state, and then the applied electric field is released to maintain the light transmitting state. A method for driving a polymer liquid crystal, which is characterized in that
【請求項2】透明電極が対向するように配置された一対
の基板間に高分子液晶を挟持し、不透明な光散乱状態と
透明な光透過状態とを交互に切り替えることが可能な液
晶シャッターにおいて、前記光散乱状態が前記高分子液
晶を透明温度近傍に加温したのち放冷して形成され、前
記光透過状態が前記高分子液晶を透明温度近傍に加温
し、電場を印加しながら放冷して形成され、その後印加
電場を解除して維持されるようにしたことを特徴とする
液晶シャッター。
2. A liquid crystal shutter in which a polymer liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates arranged so that transparent electrodes face each other, and an opaque light scattering state and a transparent light transmitting state can be alternately switched. The light-scattering state is formed by heating the polymer liquid crystal near the transparent temperature and then allowing it to cool, and the light-transmitting state heats the polymer liquid crystal near the transparent temperature and is discharged while applying an electric field. A liquid crystal shutter, characterized in that it is formed by cooling, and then the applied electric field is released to maintain it.
【請求項3】請求項2記載の液晶シャッターにおいて、
前記高分子液晶が透明温度近傍においてネマチック相を
呈することを特徴とする液晶シャッター。
3. The liquid crystal shutter according to claim 2, wherein
A liquid crystal shutter, wherein the polymer liquid crystal exhibits a nematic phase near a transparent temperature.
【請求項4】請求項2から請求項3のいずれか1つに記
載の液晶シャッターにおいて、前記透明温度が40℃か
ら100℃の範囲にあることを特徴とする液晶シャッタ
ー。
4. The liquid crystal shutter according to any one of claims 2 to 3, wherein the transparent temperature is in the range of 40 ° C to 100 ° C.
【請求項5】請求項2から請求項4のいずれか1つに記
載の液晶シャッターにおいて、加温する手段が前記透明
電極の通電によることを特徴とする液晶シャッター。
5. The liquid crystal shutter according to any one of claims 2 to 4, wherein the means for heating is by energizing the transparent electrode.
【請求項6】請求項2から請求項5のいずれか一つに記
載の液晶シャッターにおいて、前記高分子液晶が下記一
般式(I) 【化1】 (式中、Rは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基また
はフェニル基、Xは単結合、酸素原子、または-COO-も
しくは-OCO-で表わされる基、Q1は液晶基、kは2〜2
0の整数である。)で表わされる繰り返し単位および下
記一般式(II) 【化2】 (式中、R'は前記Rと同一あるいは異なっても良く、
水素原子、ハロゲン原子、アルキル基またはフェニル
基、R1〜R6は同一あるいは異なっても良く、アルキル
基またはフェニル基、Xは単結合、酸素原子、または-C
OO-もしくは-OCO-で表わされる基、Q2は前記Q1と同一
あるいは異なる液晶基、mおよびpは2〜10の整数、
nは0〜10の整数である。)で表わされる繰り返し単
位からなり、前記一般式(I)で表わされる繰り返し単
位と前記一般式(II)で表わされる繰り返し単位のモ
ル比が95/5〜20/80の範囲にあり、数平均分子
量が1,000以上である側鎖に液晶基を有する共重合
体であることを特徴とする液晶シャッター。
6. The liquid crystal shutter according to any one of claims 2 to 5, wherein the polymer liquid crystal has the following general formula (I): (In the formula, R is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a phenyl group, X is a single bond, an oxygen atom, or a group represented by -COO- or -OCO-, Q 1 is a liquid crystal group, and k is 2 to 2.
It is an integer of 0. ) And the following general formula (II): (In the formula, R ′ may be the same as or different from the above R,
A hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or a phenyl group, R 1 to R 6 may be the same or different, an alkyl group or a phenyl group, X is a single bond, an oxygen atom, or -C.
A group represented by OO- or -OCO-, Q 2 is a liquid crystal group which is the same as or different from Q 1 , m and p are integers of 2 to 10,
n is an integer of 0-10. ), The molar ratio of the repeating unit represented by the general formula (I) to the repeating unit represented by the general formula (II) is in the range of 95/5 to 20/80, and the number average is A liquid crystal shutter, which is a copolymer having a liquid crystal group in a side chain having a molecular weight of 1,000 or more.
JP11806195A 1995-05-17 1995-05-17 Method for driving high-polymer liquid crystal and liquid crystal shutter Pending JPH08313937A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11806195A JPH08313937A (en) 1995-05-17 1995-05-17 Method for driving high-polymer liquid crystal and liquid crystal shutter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11806195A JPH08313937A (en) 1995-05-17 1995-05-17 Method for driving high-polymer liquid crystal and liquid crystal shutter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08313937A true JPH08313937A (en) 1996-11-29

Family

ID=14727051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11806195A Pending JPH08313937A (en) 1995-05-17 1995-05-17 Method for driving high-polymer liquid crystal and liquid crystal shutter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08313937A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013213157A (en) * 2012-04-03 2013-10-17 Jnc Corp Resin composition and resin film formed of the same
US10690948B2 (en) 2015-01-19 2020-06-23 Merck Patent Gmbh Device for the regulation of light transmission
JP2020177198A (en) * 2019-04-22 2020-10-29 凸版印刷株式会社 Dimming sheet and dimming device
JP2022098845A (en) * 2020-12-22 2022-07-04 凸版印刷株式会社 Dimming sheet

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013213157A (en) * 2012-04-03 2013-10-17 Jnc Corp Resin composition and resin film formed of the same
US10690948B2 (en) 2015-01-19 2020-06-23 Merck Patent Gmbh Device for the regulation of light transmission
JP2020177198A (en) * 2019-04-22 2020-10-29 凸版印刷株式会社 Dimming sheet and dimming device
JP2022098845A (en) * 2020-12-22 2022-07-04 凸版印刷株式会社 Dimming sheet

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5354498A (en) Phase separation liquid crystal polymer
US5304323A (en) Liquid crystal devices and process for producing the same
US5593615A (en) Light modulating device having a matrix prepared from acid reactants
JP3504159B2 (en) Liquid crystal optical switch element
US5641426A (en) Light modulating device having a vinyl ether-based matrix
EP0871922B1 (en) Methods of making electro-optic and electro-active liquid crystal devices, and devices obtained by such methods
EP0313053A2 (en) Liquid crystal device
KR102490072B1 (en) Liquid crystal device in reverse mode
US5558813A (en) Liquid crystal-polymer composite film
US4904065A (en) Liquid crystal optical element and method of producing the same using ferroelectric polymer liquid crystal
JP3355680B2 (en) Acrylate compounds and liquid crystal devices using them
JPH02305888A (en) Chiral smectic high-molecular liquid crystal of principal chain type, high-molecular liquid crystal composition, and high-molecular liquid crystal element
US5466496A (en) Liquid crystal-dispersed polymeric film
JP2960188B2 (en) Electric field responsive light modulator composed of phase-separated liquid crystal polymer
US6010641A (en) Liquid crystal polymer devices and materials
JPH08313937A (en) Method for driving high-polymer liquid crystal and liquid crystal shutter
US5773179A (en) Liquid crystal polymers
JP3030973B2 (en) Liquid crystal display device
EP0529597A1 (en) Liquid crystal display device and preparation thereof
JP3055299B2 (en) Liquid crystal-polymer composite film and method for producing the same
JP2939506B2 (en) Recording method
JP3036463B2 (en) Liquid crystal optical element and manufacturing method thereof
JP2006045416A (en) Light scattering-type liquid crystal device
JP2958411B2 (en) Liquid crystal / polymer composite film, optical element using the same, and method of manufacturing the same
JPH0553153A (en) Liquid crystal display element