JPH11237617A - Production of liquid crystal display element - Google Patents
Production of liquid crystal display elementInfo
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- JPH11237617A JPH11237617A JP30768598A JP30768598A JPH11237617A JP H11237617 A JPH11237617 A JP H11237617A JP 30768598 A JP30768598 A JP 30768598A JP 30768598 A JP30768598 A JP 30768598A JP H11237617 A JPH11237617 A JP H11237617A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶と高分子を互
いに分散させた高分子分散型液晶表示素子及びその製造
方法に関し、コンピュータディスプレイあるいはビデオ
プロジェクター等に応用されるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer-dispersed liquid crystal display device in which a liquid crystal and a polymer are dispersed in each other and a method of manufacturing the same, and is applied to a computer display or a video projector.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、社会生活の場へのコンピュータの
導入にともない、マンマシンインターフェイスの開発が
加速されている。特にコンピュータディスプレイの分野
が最も開発が急がれるところであるが、いまだにツイス
トネマチック型液晶表示素子に頼っているのが現状であ
る。この表示素子は、二枚の偏光板を使用する為、入射
光の利用効率が低く、表示が暗いという欠点がある。2. Description of the Related Art In recent years, with the introduction of computers into places of social life, the development of man-machine interfaces has been accelerated. Particularly in the field of computer displays, development is most urgently required, but the current situation still relies on twisted nematic liquid crystal display elements. Since this display element uses two polarizing plates, it has a drawback that the efficiency of use of incident light is low and the display is dark.
【0003】そこで、最近、偏光板が不要で、液晶と高
分子の屈折率の差を利用した高分子分散型液晶(polymer
dispersed liquid crystal)の表示素子が開発されてい
る。この高分子分散型液晶表示素子は、液晶と高分子を
互いに分散させて、これらを相分離させた表示素子であ
る。その動作原理は、電界の印加又は除去により、両者
の屈折率が一致すると、光の透過する透明状態となり、
両者の屈折率が相違すると、光の散乱する白濁状態(半
透明状態)となるものである。Therefore, recently, a polarizing plate is unnecessary, and a polymer-dispersed liquid crystal (polymer) utilizing a difference in refractive index between a liquid crystal and a polymer has recently been used.
Display elements of dispersed liquid crystal) have been developed. This polymer-dispersed liquid crystal display device is a display device in which a liquid crystal and a polymer are dispersed in each other, and these are phase-separated. The principle of operation is that when the refractive indices of the two are matched by application or removal of an electric field, a transparent state where light is transmitted,
If the refractive indices of the two are different, a white turbid state (translucent state) in which light is scattered is formed.
【0004】従来の高分子分散型液晶表示素子を、図5
8に示す(アメリカ特許3600060 等参照)。この高分子
分散型液晶表示素子は、液晶高分子複合層を二枚の透明
基板01,08の間に挟持したものであり、二枚の透明
基板01,08の内側面には透明電極02,07が夫々
形成されている。液晶高分子複合層は、液晶05の微粒
子が高分子04中に分散したものであり、液晶05と高
分子04とが相分離した状態にある。液晶05は、正の
誘電異方性を有し、電界が印加されると、電界方向に揃
う。液晶05は、電界が印加されないときには、無秩序
に配向しているために屈折率が常光屈折率(1.5 程度)
と異常光屈折率(1.7 程度)の平均である1.6 程度であ
る。高分子04は、無秩序に配向した状態で硬化してい
るために、その屈折率は1.5 程度である。図中におい
て、矢印は配向方向が無秩序であることを示す。A conventional polymer-dispersed liquid crystal display device is shown in FIG.
8 (see US Pat. No. 3600060). This polymer-dispersed liquid crystal display element has a liquid crystal polymer composite layer sandwiched between two transparent substrates 01 and 08, and a transparent electrode 02, 07 are respectively formed. In the liquid crystal polymer composite layer, fine particles of the liquid crystal 05 are dispersed in the polymer 04, and the liquid crystal 05 and the polymer 04 are in a phase separated state. The liquid crystal 05 has a positive dielectric anisotropy, and is aligned in the direction of the electric field when an electric field is applied. When no electric field is applied, the liquid crystal 05 has a refractive index of ordinary light (about 1.5) because it is randomly oriented.
And 1.6, which is the average of the extraordinary refractive index (about 1.7). Since the polymer 04 is cured in a randomly oriented state, its refractive index is about 1.5. In the figure, arrows indicate that the orientation direction is disordered.
【0005】このように、液晶05と高分子04との界
面には、0.1 程度の屈折率の差があるため、電界無印加
時においては、図58(a) に示すように、図中上方から
液晶高分子複合層に入射した光は散乱状態となり、素子
は白濁状態(半透明状態)となる。但し、入射した光の
全てが散乱するではなく、液晶分子の配向方向に対して
平行方向の偏光が散乱する。As described above, since the interface between the liquid crystal 05 and the polymer 04 has a difference in refractive index of about 0.1, when no electric field is applied, as shown in FIG. The light that has entered the liquid crystal polymer composite layer from above becomes a scattering state, and the device becomes a cloudy state (translucent state). However, not all of the incident light is scattered, but polarized light parallel to the alignment direction of the liquid crystal molecules is scattered.
【0006】また、図58(b) に示すように透明電極0
2,07の間に電源を接続し、液晶高分子複合層に電界
を図中上下方向に印加した時には、液晶05は電界方向
に揃うため、電界方向において、その屈折率は1.5 程度
となり、高分子04の屈折率に一致又は近似する。この
為、電界印加時においては、電界方向から高分子液晶混
合層に入射した光は散乱せず通過し、素子は透明状態と
なる。[0006] Further, as shown in FIG.
When a power source is connected between 2,07 and an electric field is applied to the liquid crystal polymer composite layer in the vertical direction in the figure, the liquid crystal 05 is aligned in the direction of the electric field, and the refractive index in the direction of the electric field is about 1.5. Match or approximate the refractive index of molecule 04. Therefore, when an electric field is applied, light incident on the polymer liquid crystal mixed layer from the direction of the electric field passes without scattering, and the element is in a transparent state.
【0007】又、上記説明では、電界無印加時において
は、素子は白濁状態となり、電界印加時においては透明
状態となるとしていたが、液晶、高分子の種類、組合せ
を調整することにより、その逆の動作をさせることも可
能である。In the above description, the element becomes opaque when no electric field is applied, and becomes transparent when an electric field is applied. The reverse operation can be performed.
【0008】即ち、電界を無印加時において、液晶と屈
折率と高分子の屈折率とを一致又は近似させると、入射
した光は液晶高分子複合層を散乱することなく透過し、
そのため、素子は透明となる。また、電界印加時におい
て、液晶を電界方向に揃わせることにより、電界方向に
おいて、液晶の屈折率と高分子の屈折率の差を大きくす
ると、入射した光は液晶と高分子との界面で散乱し、こ
の為、素子は白濁状態となる。That is, if the refractive index of the liquid crystal matches or approximates the refractive index of the liquid crystal when no electric field is applied, the incident light passes through the liquid crystal polymer composite layer without being scattered,
Therefore, the element becomes transparent. When an electric field is applied, the liquid crystal is aligned in the direction of the electric field, so that the difference between the refractive index of the liquid crystal and the refractive index of the polymer in the direction of the electric field is increased. As a result, the element becomes cloudy.
【0009】尚、ここでは液晶と高分子の屈折差を利用
する原理を示したが、この原理と異なる原理により透
明、白濁状態となる高分子分散型液晶表示素子の例もあ
る。例えば、ビフェニル骨格の側鎖を有するメタクリル
酸エステル等の高分子と液晶のを混合し、紫外線を照射
してなる液晶高分子複合層において、電界を印加して白
濁する現象は、このような原理では説明がつかない。Although the principle utilizing the difference in refraction between the liquid crystal and the polymer has been described here, there is also an example of a polymer dispersion type liquid crystal display element which becomes transparent and opaque according to a principle different from this principle. For example, in a liquid crystal polymer composite layer obtained by mixing a liquid crystal with a polymer such as methacrylic acid ester having a biphenyl skeleton side chain and irradiating ultraviolet rays, the phenomenon of white turbidity caused by applying an electric field is based on this principle. I can't explain.
【0010】更に、2色性色素を添加した高分子液晶複
合表示素子も開発されている(1990Society for Inform
ation Display International Symposium digest of te
chnology Papers、講演番号12.1, May 1990)。この高
分子分散型液晶表示素子は、二枚の透明基板間で狭持さ
れる液晶高分子複合層における液晶中に、2色性色素を
添加したものである。この素子では、電界を印加しない
とき、液晶と高分子とが屈折率に差がある為、入射した
光は散乱する。ここで、2色性色素は液晶と同様に無秩
序に配向しているために、散乱した光により、色素の色
が観察される。また、この素子に電界を印加すると、色
素を含む液晶が電界方向に揃い、電界方向において、液
晶と高分子との界面に屈折率の差が無くなり、素子は透
明となる。この素子の裏面には、背景として色紙を置く
のが一般的である。Further, a polymer liquid crystal composite display element to which a dichroic dye is added has been developed (1990 Society for Inform).
ation Display International Symposium digest of te
chnology Papers, lecture number 12.1, May 1990). This polymer-dispersed liquid crystal display element is obtained by adding a dichroic dye to the liquid crystal in a liquid crystal polymer composite layer sandwiched between two transparent substrates. In this device, when no electric field is applied, the incident light is scattered because the liquid crystal and the polymer have a difference in the refractive index. Here, since the dichroic dye is randomly oriented like the liquid crystal, the color of the dye is observed by the scattered light. When an electric field is applied to the device, the liquid crystal containing the dye is aligned in the direction of the electric field. In the direction of the electric field, there is no difference in the refractive index at the interface between the liquid crystal and the polymer, and the device becomes transparent. In general, colored paper is placed as a background on the back surface of the element.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の高分
子分散型液晶表示素子は、液晶の微粒子が高分子中に分
散しており、しかも、高分子が無秩序に配向しているた
め、液晶と高分子との屈折率を一致させるときでも、十
分な透過状態が得られず、完全な透明状態とならなかっ
た。また、液晶の粒子径が不揃いのため、表示品質が均
一でなく、信頼性に欠けていた。更に、電界無印加のと
きには、液晶も無秩序に配向している為、各液晶分子は
電界に対する応答が不揃いとなり、素子全体としての透
過率特性の閾特性が急峻でなかった。However, in the conventional polymer-dispersed liquid crystal display device, the fine particles of the liquid crystal are dispersed in the polymer, and the polymer is randomly oriented. Even when matching the refractive index with that of the polymer, a sufficient transmission state was not obtained, and a completely transparent state was not obtained. Further, since the particle diameters of the liquid crystal are not uniform, the display quality is not uniform and the reliability is lacking. Furthermore, when no electric field was applied, the liquid crystal molecules were randomly oriented, so that the response of each liquid crystal molecule to the electric field was uneven, and the threshold characteristics of the transmittance characteristics of the entire device were not steep.
【0012】また、高分子の屈折率1.5 と、液晶の平均
屈折率1.6 との差が小さい為、液晶と高分子との屈折率
を異ならせるときでも、十分な散乱状態とならず、完全
な不透明とならなかった。散乱度を稼ぐために、液晶高
子複合層を厚くすると、駆動電力が数十ボルトと高くな
る問題も生じる。Further, since the difference between the refractive index of the polymer of 1.5 and the average refractive index of the liquid crystal of 1.6 is small, even when the refractive indices of the liquid crystal and the polymer are different, a sufficient scattering state is not obtained. It did not become opaque. If the thickness of the liquid crystal composite layer is increased in order to increase the degree of scattering, a problem arises in that the driving power is increased to several tens of volts.
【0013】更に、従来の表示素子は、閾特性の急峻度
が低いため、コントラストがとれないという問題があ
る。例えば、走査線数の数としては、単純マトリックス
駆動では3本が限界であり、大容量表示素子として電圧
駆動する際にはアクティブ素子、例えば、TFT(thin
film transistor)素子あるいはMIM(metal inslatorm
etal)素子などを用いる必要があった。Further, the conventional display element has a problem that the contrast cannot be obtained because the steepness of the threshold characteristic is low. For example, the number of scanning lines is limited to three in simple matrix driving, and active elements such as TFTs (thin (thin)
film transistor) element or MIM (metal inslatorm)
etal) element or the like.
【0014】また、2色性色素を添加した高分子液晶表
示素子の場合には、電界の印加又は除去により、透明状
態か色素の色を切り替えて表示するのであるが、表示が
奥まって見える。また、色素の含量を増やすと表示が暗
くなり、駆動電圧も高くなるなどの課題を有している。In the case of a polymer liquid crystal display element to which a dichroic dye is added, the display is switched between the transparent state and the color of the dye by application or removal of an electric field. Further, when the content of the dye is increased, the display becomes dark and the driving voltage is increased.
【0015】本発明は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、液晶及び高分子を同一方向に配向させるこ
とにより、閾特性の優れたコントラストの良好な明るい
高分子分散型液晶表示素子を提供することを目的とする
ものである。本発明の他の目的は、駆動電圧の低いコン
トラストの良好な視認性の良い反射型の高分子分散型液
晶表示素子を提供することであり、さらにこの表示素子
を用いて大容量表示体を提供することにある。本発明の
更に他の目的は、比抵抗が高く、電荷保持特性の優れた
高分子分散型液晶表示素子を提供することにある。更
に、本発明の他の目的は、このような高分子分散型液晶
表示素子を、容易な方法により、安定して製造すること
のできる製造方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and a liquid crystal and a polymer are aligned in the same direction to provide a bright polymer-dispersed liquid crystal display element having excellent threshold characteristics and good contrast. It is intended to provide. It is another object of the present invention to provide a reflective polymer dispersed liquid crystal display element having a low driving voltage, good contrast, good visibility, and a large-capacity display using the display element. Is to do. Still another object of the present invention is to provide a polymer-dispersed liquid crystal display device having high specific resistance and excellent charge retention characteristics. Still another object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of stably manufacturing such a polymer-dispersed liquid crystal display device by an easy method.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の高分子分散型液晶表示素子に係る構成は液晶と高
分子とを互いに分散させると共に前記液晶及び前記高分
子とを相分離させた液晶高分子複合層を形成し、電界の
印加により前記液晶を電界方向に揃わせると光散乱状態
となる高分子分散型液晶表示素子において、前記液晶及
び前記高分子は電界の無印加時には同一方向に配向して
いることを特徴とする。In order to achieve the above object, a polymer-dispersed liquid crystal display device according to the present invention has a structure in which a liquid crystal and a polymer are dispersed in each other and the liquid crystal and the polymer are phase-separated. A liquid crystal polymer composite layer is formed, and when the electric field is applied to align the liquid crystal in the direction of the electric field, the polymer dispersion type liquid crystal display element is in a light scattering state. It is characterized by being oriented in a direction.
【0017】ここで、前記液晶高分子複合層は二枚の基
板の間に挾持され、また、該二枚の基板の内側面に透明
電極を有するか、或いは、一枚の基板上に形成され、該
一枚の基板は表面に透明電極を有し、また、前記液晶高
分子複合層の上面には透明電極が形成されるものとする
ことができる。また、前記液晶は正の誘電異方性を有
し、前期液晶及び前記高分子は電界の無印加時には前記
基板と平行方向に配向するか、或いは、負の誘電異方性
を有し、前記液晶及び前記高分子は電界の無印加時には
前記基板と垂直方向に配向するものとすることができ
る。Here, the liquid crystal polymer composite layer is sandwiched between two substrates, and has a transparent electrode on the inner surface of the two substrates, or is formed on one substrate. The one substrate may have a transparent electrode on the surface, and a transparent electrode may be formed on the upper surface of the liquid crystal polymer composite layer. The liquid crystal has a positive dielectric anisotropy, and the liquid crystal and the polymer are oriented in a direction parallel to the substrate when no electric field is applied, or have a negative dielectric anisotropy, The liquid crystal and the polymer may be oriented in a direction perpendicular to the substrate when no electric field is applied.
【0018】また、前記二枚の基板の少なくとも一方の
内側面には、前記液晶及び液晶相の前記高分子又は重合
して高分子となる高分子前駆体を当該基板と平行方向に
配向させる配向処理が施されるか、前記液晶及び液晶相
の前記高分子又は重合して高分子となる高分子前駆体を
当該基板と垂直方向に配向させる配向処理が施されるこ
とが望ましい。更に、前記二枚の基板のうちの一方に
は、前記液晶及び液晶相の前記高分子又は重合して高分
子となる高分子前駆体を当該基板と平行方向に配向させ
る配向処理が施され、前記二枚の基板のうちの他方に
は、前記液晶及び液晶相の前記高分子又は高分子を構成
する高分子前駆体を当該基板と垂直方向に配向させる配
向処理が施されることが望ましい。尚、前記配向処理と
して配向膜が形成されてもよい。The liquid crystal and the polymer of the liquid crystal phase or the polymer precursor to be polymerized into a polymer are aligned on at least one inner surface of the two substrates in an orientation parallel to the substrates. It is desirable that the liquid crystal and the liquid crystal and the polymer of the liquid crystal phase or the polymer precursor to be polymerized into a polymer be aligned in a direction perpendicular to the substrate. Further, one of the two substrates is subjected to an alignment treatment for aligning the polymer of the liquid crystal and the liquid crystal phase or a polymer precursor to be polymerized into a polymer in a direction parallel to the substrate, The other of the two substrates is preferably subjected to an alignment treatment for aligning the liquid crystal and the polymer of the liquid crystal phase or a polymer precursor constituting the polymer in a direction perpendicular to the substrate. Note that an alignment film may be formed as the alignment process.
【0019】ここで、前記二枚の基板のうちの一方は、
内側面に反射層を兼ねた電極を有するか、または、反射
層が付加されても良い。また、前記一枚の基板は、反射
層を兼ねた電極を有するか、または、反射層が付加され
ても良い。Here, one of the two substrates is
An electrode serving also as a reflective layer may be provided on the inner surface, or a reflective layer may be added. Further, the one substrate may have an electrode serving also as a reflective layer, or a reflective layer may be added.
【0020】また、前記液晶は、カイラル成分を含有す
るネマチック液晶でもよく、また、2色性色素を含んで
もよい。The liquid crystal may be a nematic liquid crystal containing a chiral component, or may contain a dichroic dye.
【0021】更に、前記高分子は、ビフェニル側鎖を含
有する高分子、紫外線硬化型高分子、熱硬化型高分子、
熱可塑型高分子、高分子液晶とすることができ、また、
前記高分子は、前記液晶との共溶媒を有し、相溶した状
態で液晶相をとるものとすることができる。更に、前記
高分子は重合部と芳香環部を有する高分子前駆体を少な
くとも二種類以上重合してなるものとすることができ
る。Further, the polymer may be a polymer containing a biphenyl side chain, an ultraviolet curable polymer, a thermosetting polymer,
It can be a thermoplastic polymer, a polymer liquid crystal,
The polymer may have a co-solvent with the liquid crystal and form a liquid crystal phase in a compatible state. Further, the polymer can be obtained by polymerizing at least two or more polymer precursors having a polymer portion and an aromatic ring portion.
【0022】また、前記高分子前駆体の少なくとも一種
類は、芳香環部あるいは芳香環部に付随する側鎖上にフ
ッ素原子を含有しているか、芳香環部にナフタレン、フ
ェニルあるいはビフェニルおよびこれらの誘導体を含ん
でいるものとすることができ、前記高分子前駆体が紫外
線により重合して硬化するものとすることができる。更
に、前記液晶高分子複合層と反射層との間に位相差板を
配置し、この位相差板の光軸は、前記液晶高分子複合層
の配向方向と45度の角度を成し、更に、この位相差板
として、四分の一波長板を用いても良い。この位相差板
の表面には透明電極が蒸着されていても良い。前記反射
層は位相差板の表面に蒸着されていても良い。At least one of the polymer precursors contains a fluorine atom on the aromatic ring or on a side chain attached to the aromatic ring, or contains naphthalene, phenyl or biphenyl on the aromatic ring and It may contain a derivative, and the polymer precursor may be polymerized and cured by ultraviolet rays. Further, a retardation plate is disposed between the liquid crystal polymer composite layer and the reflection layer, and the optical axis of the retardation plate forms an angle of 45 degrees with the alignment direction of the liquid crystal polymer composite layer. A quarter-wave plate may be used as the retardation plate. A transparent electrode may be deposited on the surface of the phase difference plate. The reflection layer may be deposited on the surface of the phase difference plate.
【0023】前記液晶高分子複合層における液晶及び高
分子の配向方向が互いに直交するように二枚の高分子分
散型液晶表示素子を重ね合わせても良く、また、前記高
分子の配向方向は、前記基板の法線と入射光の光軸を含
む面に直交する方向であることが望ましい。更に、前記
基板の背面に偏光板及び反射板を配置し、或いは、前記
基板の背面に位相補正板、減光板及び反射板を配置する
ようにしても良い。The two polymer-dispersed liquid crystal display elements may be overlapped so that the alignment directions of the liquid crystal and the polymer in the liquid crystal polymer composite layer are orthogonal to each other. Preferably, the direction is perpendicular to a plane including the normal line of the substrate and the optical axis of the incident light. Further, a polarizing plate and a reflecting plate may be arranged on the back surface of the substrate, or a phase correction plate, a dimming plate and a reflecting plate may be arranged on the back surface of the substrate.
【0024】前記目的を達成する本発明の高分子分散型
液晶表示素子の製造方法に係る構成は液晶と熱可塑性高
分子とを相溶して混合すると共に前記液晶及び高分子を
液晶相にて同一方向に配向させ、その後、前記高分子を
冷却硬化させることにより、前記液晶と前記高分子とを
配向状態を保ったまま相分離するか、或いは、液晶と高
分子前駆体とを相溶して混合すると共に前記液晶及び高
分子前駆体を液晶相にて同一方向に配向させ、その後、
前記高分子前駆体を重合し高分子として硬化させること
により、前記液晶と前記高分子とを配向状態を保ったま
ま相分離することを特徴とする。このとき2枚の基板あ
るいは1枚の基板を利用できる。また、これらの基板の
少なくとも1枚に配向処理を施すことが望ましい。The structure according to the method of manufacturing a polymer-dispersed liquid crystal display element of the present invention that achieves the above object is to dissolve and mix a liquid crystal and a thermoplastic polymer and mix the liquid crystal and the polymer in a liquid crystal phase. By aligning in the same direction and then cooling and curing the polymer, the liquid crystal and the polymer are phase-separated while maintaining the alignment state, or the liquid crystal and the polymer precursor are dissolved. And the liquid crystal and the polymer precursor are aligned in the same direction in the liquid crystal phase, and then mixed.
By polymerizing the polymer precursor and curing it as a polymer, the liquid crystal and the polymer are phase-separated while maintaining the alignment state. At this time, two substrates or one substrate can be used. It is desirable that at least one of these substrates is subjected to an alignment treatment.
【0025】ここで、前記高分子が最もよく光散乱する
粒径 0.1〜10μmとなる条件で相分離する速度を調整す
ることが望ましい。Here, it is desirable to adjust the speed of phase separation under the condition that the polymer has a particle diameter of 0.1 to 10 μm at which light scattering is best.
【0026】ここで、前記高分子前駆体としてビフェニ
ルメタノールのメタクリル酸エステルあるいはアクリル
酸エステルあるいはこれら化合物の誘導体を用いること
ができ、また、ナフトールのメタクリル酸エステルある
いはアクリル酸エステルあるいはこれら化合物の誘導体
を用いることが可能である。また、前記高分子前駆体と
して前記エステルにビフェノールのメタクリル酸エステ
ル誘導体あるいはアクリル酸エステル誘導体を混合した
ものを使用しても良い。Here, as the polymer precursor, a methacrylate or acrylate of biphenylmethanol or a derivative of these compounds can be used, and a methacrylate or acrylate of naphthol or a derivative of these compounds can be used. It can be used. Further, a mixture of the ester and a methacrylate derivative or acrylate derivative of biphenol with the ester may be used as the polymer precursor.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】(実施例1)本発明の第1の実施
例に係る高分子分散型液晶表示素子を図1に示す。同図
に示すように二枚の透明な基板101、基板108の間
には液晶高分子複合層が挾持され、この液晶高分子複合
層は、高分子104の粒子が液晶105中に分散して相
分離した状態となっている。高分子104としては、液
晶相の状態において液晶105と相溶して、その後、硬
化する際に、液晶105と相分離するものが使用され
る。液晶105としては、電界方向と平行方向に配向す
る正の誘電異方性を有するものが使用される。二枚の基
板101,108は、内側面にそれぞれ透明電極10
2,107を有しており、更に、その上にはそれぞれ配
向膜103,106が形成されている。(Embodiment 1) FIG. 1 shows a polymer-dispersed liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, a liquid crystal polymer composite layer is sandwiched between two transparent substrates 101 and 108. In this liquid crystal polymer composite layer, particles of the polymer 104 are dispersed in the liquid crystal 105. It is in a state of phase separation. As the polymer 104, a polymer that is compatible with the liquid crystal 105 in a liquid crystal phase state and then phase-separates from the liquid crystal 105 when cured is used. As the liquid crystal 105, a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy oriented in a direction parallel to the electric field direction is used. The two substrates 101 and 108 each have a transparent electrode 10
2 and 107, on which alignment films 103 and 106 are formed, respectively.
【0028】配向膜103,106は、二枚の基板10
1,108の間に相溶して封入された液晶105び液晶
相の高分子104を、当該基板101,108と平行な
方向に配向させる配向処理が施されている。高分子10
4は、配向する際は液晶相であるが、その後、硬化され
る為、その配向状態が保たれたまま固定されている。こ
の為、高分子104は、その後、電界が印加されても、
配向方向が電界方向に揃うことはない。また、液晶10
5は、配向状態が固定されていない為、電界を印加する
と電界方向に揃うことになる。The alignment films 103 and 106 are made of two substrates 10
An alignment treatment is performed to align the liquid crystal 105 and the liquid crystal phase polymer 104 that are compatible and sealed between the substrates 101 and 108 in a direction parallel to the substrates 101 and 108. Polymer 10
Reference numeral 4 denotes a liquid crystal phase at the time of alignment, but since it is cured, it is fixed while maintaining its alignment state. For this reason, even if an electric field is applied after that,
The orientation direction does not align with the electric field direction. The liquid crystal 10
In No. 5, since the alignment state is not fixed, when an electric field is applied, the alignment becomes uniform in the direction of the electric field.
【0029】従って、電界を印加していない場合には、
高分子104と液晶105の配向方向は、基板101,
108に対して平行方向に一致する状態となり、この状
態において、両者の屈折率を一致させることにより、上
記素子は透明状態となる。Therefore, when no electric field is applied,
The orientation direction of the polymer 104 and the liquid crystal 105 is
In this state, the elements are in a transparent state by making the refractive indices of the two coincide with each other.
【0030】また、透明電極102,107の間に電源
を接続して、液晶高分子複合層に電界を印加すると、液
晶105の配向方向が電界方向に揃うため、電界方向に
おいて、液晶105と高分子104と界面で屈折率の不
一致により光散乱状態となり、素子は白濁状態となる。When a power supply is connected between the transparent electrodes 102 and 107 and an electric field is applied to the liquid crystal polymer composite layer, the alignment direction of the liquid crystal 105 is aligned with the electric field direction. A light scattering state occurs due to a mismatch in refractive index between the molecule 104 and the interface, and the element becomes cloudy.
【0031】尚、高分子104としては、液晶相の高分
子前駆体を二枚の基板101,108の間に封入した
後、この液晶相の高分子前駆体を重合したものでも良
い。また、本実施例の液晶高分子複合層では、高分子1
04の粒子が液晶105中に分散しているが、これと逆
に、液晶105の粒子が高分子105中に分散するよう
にしても良い。The polymer 104 may be a polymer obtained by sealing a liquid crystal phase polymer precursor between two substrates 101 and 108 and then polymerizing the liquid crystal phase polymer precursor. In the liquid crystal polymer composite layer of the present embodiment, the polymer 1
Although the particles of No. 04 are dispersed in the liquid crystal 105, conversely, the particles of the liquid crystal 105 may be dispersed in the polymer 105.
【0032】次に、上記高分子分散型液晶表示素子の作
製法について説明する。Next, a method for manufacturing the above-mentioned polymer dispersed liquid crystal display device will be described.
【0033】先ず、二枚の透明な基板101,108の
表面に、透明電極102,107を蒸着法により形成し
た。更に、透明電極102,107の表面にポリイミド
としてJIB(商品名,日本合成ゴム(株)製)の2%
溶液を2000r.p.m.にてスピンコートして配向膜103,
106とした。その後、配向膜103,106の形成さ
れた二枚の基板101,108を150 ℃にて焼成した。
焼成後、配向膜103,106の表面に配向処理を施し
た。配向処理として、さらし木綿で配向膜103,10
6の表面を一方向に擦るラビング(rubbing) 処理を行な
った。擦る方向は二枚の基板101,108を組み合わ
せたときに擦る方向が平行となるようにした。First, transparent electrodes 102 and 107 were formed on the surfaces of two transparent substrates 101 and 108 by a vapor deposition method. Further, 2% of JIB (trade name, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) is used as a polyimide on the surfaces of the transparent electrodes 102 and 107.
The solution was spin-coated at 2000 rpm to form an alignment film 103,
106. Thereafter, the two substrates 101 and 108 on which the alignment films 103 and 106 were formed were fired at 150 ° C.
After the firing, the surfaces of the alignment films 103 and 106 were subjected to an alignment treatment. As the alignment treatment, the alignment films 103 and 10 are made of bleached cotton.
A rubbing treatment of rubbing the surface of No. 6 in one direction was performed. The rubbing direction was such that the rubbing directions when the two substrates 101 and 108 were combined were parallel.
【0034】これら二枚の基板101,108の配向膜
103,106を向かい合わせて間隙が10μmになるよ
うに固定した。以下、この隙間をセル厚と呼ぶ。この間
隙中に高分子前駆体と液晶を1:10の割合で相溶して
混合したものを封入した。ここでは、高分子前駆体とし
てはパラフェニルフェノールメタクリル酸エステル、液
晶としてはPN001(商品名,ロディック社製)を使
用した。引続き、高分子前駆体と液晶の混合物を徐冷
し、室温にて紫外線を照射して高分子前駆体を重合して
硬化させると共に液晶105と高分子104として相分
離させた。The alignment films 103 and 106 of the two substrates 101 and 108 were fixed to face each other so that the gap was 10 μm. Hereinafter, this gap is referred to as a cell thickness. The gap was filled with a mixture of the polymer precursor and the liquid crystal which were compatible and mixed at a ratio of 1:10. Here, paraphenylphenol methacrylate was used as the polymer precursor, and PN001 (trade name, manufactured by Roddick) was used as the liquid crystal. Subsequently, the mixture of the polymer precursor and the liquid crystal was gradually cooled, and irradiated with ultraviolet rays at room temperature to polymerize and cure the polymer precursor, and to cause phase separation as the liquid crystal 105 and the polymer 104.
【0035】このようにして製造された表示素子の動作
原理について説明する。The principle of operation of the display device manufactured as described above will be described.
【0036】図1に示す高分子104、液晶105は、
同様の屈折率異方性を示し、配向方向と平行方向におけ
る屈折率は1.5 程度あり、配向方向と垂直方向の屈折率
は1.7 程度である。The polymer 104 and the liquid crystal 105 shown in FIG.
Similar refractive index anisotropy is exhibited, and the refractive index in the direction parallel to the orientation direction is about 1.5, and the refractive index in the direction perpendicular to the orientation direction is about 1.7.
【0037】従って、電界無印加時には、液晶105が
高分子104と同方向に配向している為、基板101,
108と垂直方向な方向における液晶105と高分子1
04の屈折率は一致する。従って、この時この素子は、
ほとんど透明な状態となり、透過率は80%となった。液
晶及び高分子が無秩序に配列する従来例では、透過率が
60%程度であるので、本実施例のように高分子及び液晶
を配向すると透過率がかなり改善されることが判る。Therefore, when no electric field is applied, since the liquid crystal 105 is oriented in the same direction as the polymer 104, the substrate 101,
Liquid crystal 105 and polymer 1 in a direction perpendicular to 108
04 have the same refractive index. Therefore, at this time,
It became almost transparent and the transmittance was 80%. In the conventional example where liquid crystals and polymers are randomly arranged, the transmittance is
Since it is about 60%, it is understood that the transmittance is considerably improved when the polymer and the liquid crystal are aligned as in the present embodiment.
【0038】一方、電極102,107との間に電源を
接続して、高分子液晶複合層に電界を印加すると、高分
子104の配向方向はそのままであるのに対し、液晶1
05だけが電界方向、つまり、基板101,108に対
して垂直な方向に配向する。このため、基板101,1
08と垂直な電界方向において、高分子104の屈折率
は1.7 程度のままであるのに対し、液晶105の屈折率
は1.5 程度となる。On the other hand, when a power supply is connected between the electrodes 102 and 107 and an electric field is applied to the polymer liquid crystal composite layer, the alignment direction of the polymer
Only 05 is oriented in the direction of the electric field, that is, in the direction perpendicular to the substrates 101 and 108. For this reason, the substrates 101, 1
In the electric field direction perpendicular to 08, the refractive index of the polymer 104 remains about 1.7, whereas the refractive index of the liquid crystal 105 is about 1.5.
【0039】従って、電界方向における高分子104と
液晶105での屈折率の差は0.2 程度となり、基板10
1,108と垂直な方向から入射した光は散乱すること
になる。この為、この時この素子は、電界方向におい
て、白濁する。二つの電極間に10KHz,10Vなる交流電界
を印加したところ、高分子と液晶の屈折率の差により、
白濁状態となった。光透過状態と光散乱状態とのコント
ラストは、50:1以上と良好な値が得られた。Therefore, the difference in the refractive index between the polymer 104 and the liquid crystal 105 in the direction of the electric field is about 0.2,
Light incident from a direction perpendicular to 1,108 will be scattered. Therefore, at this time, the element becomes cloudy in the direction of the electric field. When an AC electric field of 10 KHz and 10 V was applied between the two electrodes, due to the difference in the refractive index between the polymer and the liquid crystal,
It became cloudy. The contrast between the light transmitting state and the light scattering state was as good as 50: 1 or more.
【0040】尚、上記実施例においては、配向膜10
3,106としてポリイミドを使用していたが、本発明
は、これに限るものではなく、液晶105及び液晶相の
高分子104、つまり、物理的な意味での液晶を配向さ
せる力のある配向膜を広く使用することができる。配向
処理としては、配向膜を利用するものに限らず基板上を
こするだけでない。また、物理的な意味での液晶を配向
できる磁気的、電気的処理等も用いられる。In the above embodiment, the alignment film 10
Although polyimide was used as 3, 106, the present invention is not limited to this, and the liquid crystal 105 and the polymer 104 of the liquid crystal phase, that is, an alignment film having a power to align the liquid crystal in a physical sense. Can be widely used. The alignment treatment is not limited to the one using an alignment film, and is not limited to rubbing on a substrate. In addition, a magnetic or electrical treatment capable of aligning the liquid crystal in a physical sense is also used.
【0041】また、液晶105としては、コントラスト
を向上させる為に、屈折率異方性Δnのできるだけ大き
いものが好ましい。液晶105の含有量は、全体の50〜
97%が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界
に対して応答しなくなり、また、これより多いとコント
ラストが取れなくなる。高分子104としては、高分子
主鎖にベンゼン骨格あるいはビフェニル骨格を有する側
鎖をつけたものであれば、熱可塑性高分子、熱硬化型高
分子、紫外線硬化型高分子の別を問わず、広く使用する
ことができる。The liquid crystal 105 preferably has a refractive index anisotropy Δn as large as possible in order to improve the contrast. The content of the liquid crystal 105 is 50 to
97% is optimal. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. As long as the polymer 104 has a polymer main chain with a side chain having a benzene skeleton or a biphenyl skeleton, regardless of whether it is a thermoplastic polymer, a thermosetting polymer, or an ultraviolet-curing polymer, Can be widely used.
【0042】(実施例2)本実施例は、高分子として熱
可塑性のα−メチルスチレンを、また、配向膜としてポ
リビニルアルコールを用いた例である。その素子の基本
的構造は、図1に示す実施例1と同様である。(Embodiment 2) This embodiment is an example in which thermoplastic α-methylstyrene is used as a polymer and polyvinyl alcohol is used as an alignment film. The basic structure of the element is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
【0043】この高分子分散型液晶素子の製作法につい
て説明する。A method for manufacturing the polymer dispersed liquid crystal device will be described.
【0044】先ず、二枚の基板にポリビニルアルコール
の2%水溶液を2000r.p.m.にてスピンコートして配向膜
とし、更に、100 ℃にて焼成した。次に、液晶と高分子
を、3:1の割合で混合し、この混合物を150 ℃にて、
前述した二枚の基板間に封入した。高分子としてはα−
メチルスチレン(屈折率1.61)、液晶としてはSS−5
008(製品番号,チッソ社製、異常光屈折率1.60)を
使用した。引続き、高分子及び液晶の混合物を冷却する
ことにより、これらを配向させ、高分子を硬化すると共
に液晶と高分子を相分離させた。First, two substrates were spin-coated with a 2% aqueous solution of polyvinyl alcohol at 2000 rpm to form an alignment film, and further baked at 100 ° C. Next, the liquid crystal and the polymer are mixed at a ratio of 3: 1 and the mixture is heated at 150 ° C.
It was sealed between the two substrates described above. Α-
Methylstyrene (refractive index 1.61), liquid crystal is SS-5
008 (product number, Chisso Corporation, extraordinary light refractive index 1.60) was used. Subsequently, by cooling the mixture of the polymer and the liquid crystal, they were oriented, and the polymer was cured and the liquid crystal and the polymer were phase-separated.
【0045】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、透過率60%が得られた。配向処理しない従来
例では、透過率が50%程度であるので、本実施例はかな
り改善されていることが判る。The polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured as described above was almost transparent when no voltage was applied, and a transmittance of 60% was obtained. In the conventional example in which no alignment treatment is performed, the transmittance is about 50%, so that it can be seen that this embodiment is considerably improved.
【0046】また、二つの電極間に10KHz,60Vなる交流
電界を印加したところ、高分子と液晶の屈折率の差によ
り、光散乱状態となった。また、コントラストは、1
5:1以上と良好な値が得られた。When an AC electric field of 10 KHz and 60 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer and the liquid crystal. The contrast is 1
A good value of 5: 1 or more was obtained.
【0047】尚、上記実施例では、配向膜としてポリビ
ニルアルコールを使用したが、先に示したポリイミドな
ど、液晶を配向させる力のあるものを広く使用すること
ができる。また、液晶としては、コントラストを向上さ
せるためには、屈折率異方性Δnのできるだけ大きいも
のがよく、さらに液晶の異常光屈折率が高分子の屈折率
に近いものがよい。液晶の含有量は全体の50〜97%が最
適である。これより少ないと電界に対して応答しなくな
り、また、これより多いとコントラストが取れなくな
る。更に、高分子としては、本実施例で使用した熱可塑
性高分子の他、熱硬化型高分子、紫外線硬化型高分子な
ども同様に用いることができる。In the above embodiment, polyvinyl alcohol is used as the alignment film. However, a material having a power of aligning liquid crystal, such as the above-mentioned polyimide, can be widely used. In order to improve the contrast, the liquid crystal preferably has a refractive index anisotropy Δn as large as possible, and more preferably, the liquid crystal whose extraordinary light refractive index is close to that of the polymer. The optimal content of the liquid crystal is 50 to 97% of the whole. If it is less than this, it will not respond to the electric field, and if it is more than this, it will not be possible to obtain contrast. Further, as the polymer, in addition to the thermoplastic polymer used in this embodiment, a thermosetting polymer, an ultraviolet curing polymer, or the like can be used in the same manner.
【0048】更に、スイッチング素子を組み合わせても
同様の効果が得られる。また、以上の実施例では二枚の
基板を用いたが、一枚の基板上に液晶高分子複合層を形
成することもできる。また、配向膜は二枚の基板の双方
に形成する必要はなく、一方の基板だけでも有効であ
る。更に、配向処理としては、配向膜によるものに限ら
ず基板をこするだけでない。また、物理的な意味での液
晶を配向させる電気的、磁気的手段を使用することが出
来る。Further, a similar effect can be obtained by combining switching elements. Further, in the above embodiment, two substrates are used, but a liquid crystal polymer composite layer can be formed on one substrate. Further, it is not necessary to form the alignment film on both substrates, and it is effective to use only one substrate. Further, the alignment treatment is not limited to the one using the alignment film, and is not limited to rubbing the substrate. In addition, electrical or magnetic means for orienting the liquid crystal in a physical sense can be used.
【0049】本発明は以上の実施例のみならず、コンピ
ュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調光ミ
ラーなどに応用が可能である。The present invention can be applied not only to the above embodiments but also to computer displays, light control elements, light valves, light control mirrors and the like.
【0050】(実施例3)本発明の第3の実施例に係る
高分子分散型液晶表示素子を図2に示す。本実施例は、
カイラル成分を含有するネマチック液晶を使用するもの
である。即ち、同図に示すように二枚の透明な基板30
1、基板308の間には液晶高分子複合層が挾持され、
この液晶高分子複合層は、高分子304とネマチック液
晶305とが互いに捩じれて相分離した状態となってい
る。高分子304としては、液晶相の状態においてネマ
チック液晶305と相溶して分散し、その後、硬化する
際に、液晶305と相分離するものが使用される。ネマ
チック液晶305としては、電界方向と平行方向に配向
する正の誘電異方性を有するものが使用される。(Embodiment 3) FIG. 2 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment,
It uses a nematic liquid crystal containing a chiral component. That is, as shown in FIG.
1. A liquid crystal polymer composite layer is sandwiched between the substrates 308,
This liquid crystal polymer composite layer is in a state where the polymer 304 and the nematic liquid crystal 305 are twisted with each other and phase-separated. As the polymer 304, a polymer that is compatible with and dispersed in the nematic liquid crystal 305 in a liquid crystal phase state and then separates from the liquid crystal 305 when cured is used. As the nematic liquid crystal 305, a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy oriented in a direction parallel to the electric field direction is used.
【0051】ネマチック液晶305には、カイラル成分
が添加されている。高分子304とネマチック液晶30
5が相互に捩れたいるのは、カイラル成分を添加した為
と考えられる。二枚の基板301,308は、内側面に
それぞれ透明電極302,307を有しており、更に、
その上にはそれぞれ配向膜303,306が形成されて
いる。配向膜303,306は、二枚の基板301,3
08の間に相溶して封入されたネマチック液晶305及
び液晶相の高分子304を、当該基板301,308と
平行な方向に配向させる配向処理が施されている。The nematic liquid crystal 305 contains a chiral component. Polymer 304 and nematic liquid crystal 30
It is considered that the reason why 5 was mutually twisted was that a chiral component was added. The two substrates 301 and 308 have transparent electrodes 302 and 307 on their inner surfaces, respectively.
The alignment films 303 and 306 are formed thereon. The alignment films 303 and 306 are composed of two substrates 301 and 3
In addition, an alignment process is performed to align the nematic liquid crystal 305 and the polymer 304 in the liquid crystal phase that are compatible and sealed between the substrates 301 and 308 in a direction parallel to the substrates 301 and 308.
【0052】高分子304は、配向する際は液晶相であ
るが、その後、硬化される為、その配向状態が保たれた
まま固定されている。この為、高分子304は、その
後、電界が印加されても、配向方向が電界方向に揃うこ
とはない。また、液晶305は、配向状態が固定されて
いない為、電界を印加すると電界方向に揃う。The polymer 304 is in a liquid crystal phase when it is oriented, but is cured after that, so that the polymer 304 is fixed with its orientation maintained. For this reason, the orientation direction of the polymer 304 is not aligned with the direction of the electric field even when an electric field is subsequently applied. In addition, since the liquid crystal 305 has an unfixed alignment state, it is aligned in the direction of the electric field when an electric field is applied.
【0053】従って、電界を印加していない場合には、
高分子304とネマチック液晶305の配向方向は、基
板301,308と平行方向に一致し、この状態におい
て、両者の屈折率を一致させることにより、この素子は
透明状態となる。ネマチック液晶305にカイラル成分
を混合しないと、基板301,308に対して垂直に入
射する光のうち、液晶305の動き得る平面、つまり、
図2における紙面と平行な面に振動方向を持つ偏光のみ
変調を受けるため、コントラストを十分に向上させるこ
とができない。Therefore, when no electric field is applied,
The alignment direction of the polymer 304 and the nematic liquid crystal 305 coincides with the direction parallel to the substrates 301 and 308. In this state, by making the refractive indices coincide with each other, the element becomes a transparent state. If the chiral component is not mixed into the nematic liquid crystal 305, a plane on which the liquid crystal 305 can move out of the light vertically incident on the substrates 301 and 308, that is,
Since only polarized light having a vibration direction on a plane parallel to the sheet of FIG. 2 is modulated, the contrast cannot be sufficiently improved.
【0054】本実施例のようにカイラル成分をネマチッ
ク液晶305に混合すると、基板301,308に対し
て垂直に入射する光のうち、液晶305の動き得る平面
に対して平行以外の方向に振動方向を持つ偏光に対して
も有効に変調がかかるために、十分にコントラストを向
上させることができる。When the chiral component is mixed with the nematic liquid crystal 305 as in the present embodiment, the vibration direction of the light perpendicularly incident on the substrates 301 and 308 is changed to a direction other than parallel to the plane on which the liquid crystal 305 can move. Since the modulation is effectively applied to the polarized light having the above, the contrast can be sufficiently improved.
【0055】また、透明電極302,307の間に電源
を接続して、液晶高分子複合層に電界を印加すると、液
晶305の配向方向が電界方向に揃うため、電界方向に
おいて、液晶305と高分子304と界面で屈折率の不
一致により光散乱状態となり、この素子は白濁状態とな
る。When a power source is connected between the transparent electrodes 302 and 307 and an electric field is applied to the liquid crystal polymer composite layer, the alignment direction of the liquid crystal 305 is aligned with the direction of the electric field. Due to the mismatch of the refractive index at the interface with the molecule 304, a light scattering state is caused, and this element is in a cloudy state.
【0056】次に、上記高分子分散型液晶表示素子の作
製法について説明する。Next, a method for manufacturing the above-mentioned polymer-dispersed liquid crystal display device will be described.
【0057】先ず、二枚の透明な基板301,308の
表面に透明電極302,307を蒸着法により形成し
た。更に、透明電極の表面にポリイミドとしてJIB
(商品名,日本合成ゴム(株)製)の2%溶液を2000r.
p.m.にてスピンコートして配向膜303,306とし
た。その後、配向膜303,306の形成された二枚の
基板301,308を150 ℃にて焼成した。焼成後、配
向膜303,306の表面に配向処理を施した。配向処
理として、さらし木綿で配向膜303,306の表面を
一方向に擦るラビング処理を行なった。擦る方向は二枚
の基板を組み合わせたときに擦る方向がほぼ平行となる
ようにした。First, transparent electrodes 302 and 307 were formed on the surfaces of two transparent substrates 301 and 308 by vapor deposition. Furthermore, JIB is used as polyimide on the surface of the transparent electrode.
2000% of a 2% solution (trade name, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)
The alignment films 303 and 306 were formed by spin coating at pm. After that, the two substrates 301 and 308 on which the alignment films 303 and 306 were formed were fired at 150 ° C. After the firing, the surfaces of the alignment films 303 and 306 were subjected to an alignment treatment. As the alignment treatment, a rubbing treatment was performed in which the surfaces of the alignment films 303 and 306 were rubbed in one direction with bleached cotton. The rubbing direction was such that the rubbing directions when the two substrates were combined were substantially parallel.
【0058】これら二枚の基板の配向膜表面を向かい合
わせて間隙10μmになるように固定した。この間隙に高
分子前駆体とネマチック液晶を1:10の割合で100 ℃
にて混合したものを封入した。高分子前駆体としては、
パラフェニルフェノールメタクリル酸エステルを、ネマ
チック液晶としてはLV−R2(製品番号,ロディック
社製)を使用した。ネマチック液晶には、カイラル成分
としてS−1011(製品番号,メルク社製)を1%混
合した。引続き、高分子及びネマチック液晶の混合物を
徐冷し、これらを配向させた。その後、室温にて紫外線
を照射して高分子前駆体を重合させて硬化させると共に
液晶と高分子としてを相分離させた。The surfaces of the alignment films of these two substrates were fixed to face each other with a gap of 10 μm. A polymer precursor and a nematic liquid crystal are mixed in the gap at a ratio of 1:10 at 100 ° C.
The mixture mixed in was sealed. As the polymer precursor,
Paraphenylphenol methacrylate was used, and LV-R2 (product number, manufactured by Roddick) was used as a nematic liquid crystal. The nematic liquid crystal was mixed with 1% of S-1011 (product number, manufactured by Merck) as a chiral component. Subsequently, the mixture of the polymer and the nematic liquid crystal was gradually cooled to align them. Thereafter, the polymer precursor was polymerized and cured by irradiating ultraviolet rays at room temperature, and the liquid crystal and the polymer were phase-separated.
【0059】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、図3に示すように透過率は80%となった。The polymer-dispersed liquid crystal display device thus manufactured was almost transparent when no voltage was applied, and had a transmittance of 80% as shown in FIG.
【0060】また、二つの電極302,307間に10KH
z,20Vなる交流電界を印加したところ、高分子304と
液晶305の屈折率の差により、光散乱状態となった。
光散乱状態における透過率は図3に示すように1%であ
った。カイラル成分を添加しない場合は、図4に示すよ
うに透過率が40%程度であるので、本実施例では、透過
率がかなり改善されていることが判る。Further, 10 KH is applied between the two electrodes 302 and 307.
When an AC electric field of z, 20 V was applied, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer 304 and the liquid crystal 305.
The transmittance in the light scattering state was 1% as shown in FIG. In the case where the chiral component is not added, the transmittance is about 40% as shown in FIG. 4, and it is understood that the transmittance is considerably improved in this embodiment.
【0061】また、本実施例では、液晶にカイラル成分
を添加した為、電圧を変化に対する透過光量の変化を示
す閾特性も格段に改善され、閾特性の急峻性β=1.34が
得らた。この為、単純マトリックス駆動において走査線
数は16本が可能であった。Further, in this embodiment, since the chiral component was added to the liquid crystal, the threshold characteristic indicating the change in the amount of transmitted light with respect to the change in the voltage was remarkably improved, and a steepness β = 1.34 of the threshold characteristic was obtained. For this reason, in the simple matrix drive, the number of scanning lines could be 16 lines.
【0062】尚、配向膜としては上記実施例で使用した
ポリイミドに限らず、ポリビニルアルコールなど、液晶
を配向させることができるものを広く使用できる。ま
た、配向処理は一方の基板のみでも有効である。二枚の
基板表面を配向処理する場合には、互いの配向処理方向
についてはカイラル成分の含量と関係するのでその都度
最適化することが望ましい。液晶としては、コントラス
トの向上の為に、屈折率異方性Δnのできるだけ大きい
ものがよい。液晶の含有量は全体の50〜97%が最適であ
る。液晶含有量がこれより少ないと電界に対して応答し
なくなり、また、これより多いとコントラストが取れな
くなる。The alignment film is not limited to the polyimide used in the above embodiment, but may be a film capable of aligning liquid crystal such as polyvinyl alcohol. Also, the alignment treatment is effective for only one substrate. In the case where the surfaces of the two substrates are subjected to the orientation treatment, the respective orientation treatment directions are related to the content of the chiral component. Therefore, it is desirable to optimize each time. The liquid crystal preferably has a refractive index anisotropy Δn as large as possible in order to improve the contrast. The optimal content of the liquid crystal is 50 to 97% of the whole. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained.
【0063】液晶に混入させるカイラル成分は、ここに
示した物でなくとも用いることができる。但し、液晶の
ピッチを決める旋回能が重要である。すなわち、カイラ
ル成分を混合したときの液晶のピッチは、P=1/34
Cのように書き表せる。ここでPはピッチで単位はμ
m、Cは濃度で単位は%である。濃度は0.1 %〜5%程度
であり、ピッチに直すと0.29〜0.0059μmである。他の
カイラル成分を用いる場合でも液晶のピッチがこの範囲
内であることが望ましい。もちろんカイラル成分が多成
分系でも何等問題ない。The chiral component to be mixed in the liquid crystal can be used even if it is not the one shown here. However, the turning ability that determines the pitch of the liquid crystal is important. That is, the pitch of the liquid crystal when the chiral component is mixed is P = 1/34.
Can be written as C. Where P is the pitch and the unit is μ
m and C are concentrations and the unit is%. The concentration is about 0.1% to 5%, which is 0.29 to 0.0059 μm in terms of pitch. Even when another chiral component is used, it is desirable that the pitch of the liquid crystal be within this range. Of course, there is no problem even if the chiral component is a multi-component system.
【0064】尚、高分子としては、高分子主鎖にビフェ
ニル骨格を有する側鎖をつけたものであれば、熱可塑性
高分子、熱硬化型高分子、紫外線硬化型高分子の別を問
わず、広く使用することができる。液晶分子と同様の骨
格を有する高分子も、同様に用いることができる。As long as the polymer has a side chain having a biphenyl skeleton on the polymer main chain, it does not matter whether it is a thermoplastic polymer, a thermosetting polymer, or an ultraviolet curing polymer. Can be widely used. A polymer having a skeleton similar to that of a liquid crystal molecule can be similarly used.
【0065】(実施例4)本実施例は、実施例3におい
て反射型とした場合についての例を示す。基本的構成
は、図2に示す実施例3と同様である。ただ、実施例3
において一方の基板308上の電極307として透明導
電材料に代えて、アルミニウム等の金属材料を使用する
ものである。従って、素子に入射した光は、反射層であ
る電極307で反射するため、高分子液晶複合層を往復
して通過することになる。(Embodiment 4) This embodiment shows an example in which the reflection type is used in Embodiment 3. The basic configuration is the same as that of the third embodiment shown in FIG. However, Example 3
In this case, a metal material such as aluminum is used for the electrode 307 on one substrate 308 instead of the transparent conductive material. Therefore, light incident on the element is reflected by the electrode 307, which is a reflective layer, and passes back and forth through the polymer liquid crystal composite layer.
【0066】本実施例では、一方の電極307が反射層
を兼ねる為、実施例3と同じセル厚とした場合、散乱時
の透過率(反射率)を半減することができ、コントラス
トが2倍となった。また、実施例3と同じコントラスト
を得るには半分のセル厚で良いため、駆動電圧を半分に
できる利点がある。具体的には、セル厚7μmで駆動電圧
7Vとすることができた。In this embodiment, since one electrode 307 also serves as a reflection layer, when the cell thickness is the same as that in Embodiment 3, the transmittance (reflectance) at the time of scattering can be halved, and the contrast is doubled. It became. In addition, half the cell thickness is sufficient to obtain the same contrast as in the third embodiment, so that there is an advantage that the driving voltage can be reduced to half. Specifically, when the cell thickness is 7 μm and the driving voltage is
It was able to be 7V.
【0067】本実施例では、電極307が反射層を兼ね
ていたが、電極307の他に反射層を付加するようにし
ても良い。In this embodiment, the electrode 307 also serves as a reflection layer. However, a reflection layer may be added in addition to the electrode 307.
【0068】(実施例5)本発明の第5の実施例に係る
高分子分散型液晶表示素子を図5に示す。本実施例は、
複合2端子素子であるMIM(metal inslater metal)素
子を組み合わせたものである。MIM素子は、アクティ
ブ素子の一つであり、非線型的な抵抗特性を有する。基
本構成については実施例3に同じである。Example 5 FIG. 5 shows a polymer-dispersed liquid crystal display device according to a fifth example of the present invention. In this embodiment,
This is a combination of MIM (metal insulator metal) elements, which are composite two-terminal elements. The MIM element is one of the active elements and has a non-linear resistance characteristic. The basic configuration is the same as that of the third embodiment.
【0069】この素子の作製法について説明する。実施
例3と異なる点は基板508にMIM素子を形成した点
である。即ち、基板508の表面に電極511としてタ
ンタルを蒸着し、表面を酸化して絶縁層510とした。
この上に反射層を兼ねる画素電極509としてアルミニ
ウムを蒸着した。更に、この上に配向膜506としてポ
リイミドを塗布し、焼成し、配向処理を施した。配向膜
506には、配向処理としてはラビング処理を組み合わ
せた。配向処理としては、これに限らず、斜方蒸着法を
用いることもできる。こうして作製したMIM素子を形
成した基板508と透明電極502、配向膜503を形
成した基板501とを対向させ、セル厚7μmに固定して
周囲をモールドした。A method for manufacturing this device will be described. The difference from the third embodiment is that an MIM element is formed on the substrate 508. That is, tantalum was deposited as an electrode 511 on the surface of the substrate 508, and the surface was oxidized to form an insulating layer 510.
Aluminum was deposited thereon as a pixel electrode 509 also serving as a reflective layer. Further, a polyimide was applied thereon as an alignment film 506, baked, and subjected to an alignment treatment. Rubbing treatment was combined with the orientation film 506 as the orientation treatment. The orientation treatment is not limited to this, and an oblique deposition method can be used. The substrate 508 on which the MIM element thus formed was formed was opposed to the substrate 501 on which the transparent electrode 502 and the alignment film 503 were formed, and the cell was fixed at a cell thickness of 7 μm and the periphery was molded.
【0070】この間隙に高分子前駆体とネマチック液晶
を1:10の割合で100 ℃にて混合したものを封入し
た。高分子前駆体としては、ビフェノールメタクリル酸
エステル、ネマチック液晶としてはLV−R2(製品番
号,ロディック社製)を使用した。ネマチック液晶に
は、カイラル成分S−1011(製品番号,メルク社
製)を1%添加した。引続き、ネマチック液晶と高分子
前駆体との混合物を徐冷し、その後、室温にて紫外線を
照射して、高分子前駆体を重合して高分子として硬化さ
せると共に液晶と高分子を相分離させた。A mixture of the polymer precursor and the nematic liquid crystal at a ratio of 1:10 at 100 ° C. was sealed in the gap. Biphenol methacrylate was used as the polymer precursor, and LV-R2 (product number, manufactured by Roddick) was used as the nematic liquid crystal. 1% of a chiral component S-1011 (product number, manufactured by Merck) was added to the nematic liquid crystal. Subsequently, the mixture of the nematic liquid crystal and the polymer precursor was gradually cooled, and then irradiated with ultraviolet rays at room temperature to polymerize the polymer precursor and cure it as a polymer, and to phase-separate the liquid crystal and the polymer. Was.
【0071】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、反射率75%が得られた。The polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured as described above was almost transparent in the state where no voltage was applied, and a reflectance of 75% was obtained.
【0072】また、二つの電極間に10KHz,7Vなる交流電
界を印加したところ、高分子504と液晶505の屈折
率の差により、光散乱状態となった。光散乱状態におけ
る、反射率は1%であった。カイラル成分を添加しない
場合は、透過率が40%程度であるので、本実施例では、
透過率がかなり改善されていることが判る。When an AC electric field of 10 KHz and 7 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer 504 and the liquid crystal 505. The reflectance in the light scattering state was 1%. When the chiral component is not added, the transmittance is about 40%.
It can be seen that the transmittance is significantly improved.
【0073】本実施例では走査線数400 本、信号線数64
0 本なる表示体の試作を行ったが、全画面で均一な表示
を得ることができた。このように、一方の基板に反射層
を形成することにより、MIM素子と組み合わせること
が可能となり、大容量表示体への応用が可能となった。
尚、配向膜としてはポリイミドに限らず、ポリビニルア
ルコールなど、液晶を配向させる力のあるものを広く使
用できる。また、配向処理は、一方の基板のみでも有効
である。二枚の基板表面を配向処理する場合には互いの
配向処理方向についてはカイラル成分の含量と関係する
のでその都度最適化することが望ましい。In this embodiment, 400 scanning lines and 64 signal lines are used.
The trial production of 0 display bodies was performed, and uniform display was obtained on the entire screen. Thus, by forming a reflective layer on one of the substrates, it is possible to combine the reflective layer with an MIM element and to apply it to a large-capacity display.
Note that the alignment film is not limited to polyimide, and a wide range of materials having a power of aligning liquid crystal, such as polyvinyl alcohol, can be used. In addition, the alignment treatment is effective for only one substrate. When the surfaces of two substrates are subjected to the orientation treatment, the orientation directions of the two substrates are related to the content of the chiral component. Therefore, it is desirable to optimize each time.
【0074】液晶としては、コントラストを向上させる
為に、屈折率異方性Δnのできるだけ大きいものがよ
い。液晶分子の構造と高分子前駆体の構造が似ている物
同士を用いると透過状態での透過率あるいは反射率を向
上させることができる。液晶の含有量は全体の50〜97%
が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対
して応答しなくなり、また、これより多いとコントラス
トが取れなくなる。液晶中に混入させるカイラル成分は
ここに示した物でなくとも用いることができる。但し、
混合した場合の液晶のピッチを決める旋回能が重要であ
る。The liquid crystal preferably has a refractive index anisotropy Δn as large as possible in order to improve the contrast. The use of substances having a structure of liquid crystal molecules and a structure of a polymer precursor similar to each other can improve the transmittance or the reflectance in the transmission state. The liquid crystal content is 50-97% of the whole
Is optimal. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. The chiral component to be mixed in the liquid crystal can be used even if it is not the one shown here. However,
The turning ability that determines the pitch of the liquid crystal when mixed is important.
【0075】すなわち、カイラル成分を混合したときの
液晶のピッチは、P=1/34Cのように書き表せる。
ここでPはピッチで単位はμm、Cは濃度で単位は%で
ある。濃度は0.1 %〜5%程度であり、ピッチに直すと
0.29〜0.0059μmである。他のカイラル成分を用いる場
合でも液晶のピッチがこの範囲内であることが望まし
い。もちろんカイラル成分が多成分系でも何等問題な
い。That is, the pitch of the liquid crystal when the chiral component is mixed can be expressed as P = 1 / 34C.
Here, P is the pitch and the unit is μm, and C is the concentration and the unit is%. The density is about 0.1% to 5%.
0.29 to 0.0059 μm. Even when another chiral component is used, it is desirable that the pitch of the liquid crystal be within this range. Of course, there is no problem even if the chiral component is a multi-component system.
【0076】尚、高分子としては、高分子主鎖にビフェ
ニル骨格を有する側鎖をつけたものであれば、熱可塑性
高分子、熱硬化型高分子、紫外線硬化型高分子の別を問
わず、広く用いることができる。あるいは液晶分子と同
様の骨格を有する高分子であれば同様に用いることがで
きる。As long as the polymer has a polymer main chain with a side chain having a biphenyl skeleton, it does not matter whether it is a thermoplastic polymer, a thermosetting polymer, or an ultraviolet-curing polymer. , Can be widely used. Alternatively, a polymer having a skeleton similar to a liquid crystal molecule can be used similarly.
【0077】本実施例では、反射膜を兼ねる電極509
は、MIM素子の形成された基板508に設けたが、基
板508と対向する基板501の電極502上に反射層
をかねさせるか、その上に反射層を積層させることもで
きる。In this embodiment, the electrode 509 also serves as a reflection film.
Is provided on the substrate 508 on which the MIM element is formed. However, the reflection layer may be formed on the electrode 502 of the substrate 501 facing the substrate 508, or the reflection layer may be laminated thereon.
【0078】(実施例6)本発明の第6の実施例に係る
高分子分散型液晶表示素子を図6に示す。本実施例は、
3端子素子であるTFT(thin film transistor)素子を
組み合わせたものである。基本構成については実施例3
に同じである。実施例3と異なる点は基板608にTF
T素子を形成した点である。Embodiment 6 FIG. 6 shows a polymer-dispersed liquid crystal display device according to a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment,
This is a combination of a TFT (thin film transistor) element which is a three-terminal element. Example 3 for basic configuration
Is the same as The difference from the third embodiment is that the substrate 608 has TF
The point is that a T element is formed.
【0079】この素子の製作法について説明する。先
ず、基板608の表面にゲート電極617を形成して、
その上にゲート絶縁層616を設けて、さらに半導体層
615、ドレイン電極614、ソース電極613、反射
層を兼ねる画素電極609を形成した。この素子基板の
上に配向膜606を形成して配向処理を施した。基板6
01については、電極602を形成してその上に配向膜
603を形成して配向処理を施した。この配向処理は、
基板を擦る方法の他、斜方蒸着法LB膜法などを用いる
こともできる。次に、これらの二枚の基板601,60
8を配向処理方向がほぼ平行となるように組み合わせ、
セル厚7μmとなるように固定して周囲をモールドした。A method for manufacturing this device will be described. First, a gate electrode 617 is formed on the surface of the substrate 608,
A gate insulating layer 616 was provided thereover, and a semiconductor layer 615, a drain electrode 614, a source electrode 613, and a pixel electrode 609 also serving as a reflective layer were formed. An alignment film 606 was formed on the element substrate and subjected to an alignment process. Substrate 6
For 01, an electrode 602 was formed, an alignment film 603 was formed thereon, and an alignment process was performed. This alignment process
In addition to the method of rubbing the substrate, an oblique deposition LB film method or the like can be used. Next, these two substrates 601, 60
8 so that the orientation directions are substantially parallel,
The cell was fixed so as to have a cell thickness of 7 μm, and the periphery was molded.
【0080】この間隙に高分子前駆体とネマチック液晶
とを1:10の割合で100 ℃にて混合して封入した。高
分子前駆体としては、ビフェノールメタクリル酸エステ
ルを、ネマチック液晶としては、LV−R2(製品番
号,ロディック社製)を使用した。ネマチック液晶に
は、カイラル成分としてS−1011(製品番号,メル
ク社製)を1%添加した。引続き、高分子前駆体とネマ
チック液晶との混合物を徐冷し、これらを配向させた。
その後、室温にて紫外線を照射して高分子前駆体を重合
して高分子とすると共にネマチック液晶と高分子を相分
離させた。The polymer precursor and the nematic liquid crystal were mixed at a ratio of 1:10 at 100 ° C. and sealed in the gap. Biphenol methacrylate was used as the polymer precursor, and LV-R2 (product number, manufactured by Roddick) was used as the nematic liquid crystal. To the nematic liquid crystal, 1% of S-1011 (product number, manufactured by Merck) was added as a chiral component. Subsequently, the mixture of the polymer precursor and the nematic liquid crystal was gradually cooled to align them.
Thereafter, the polymer precursor was polymerized by irradiating ultraviolet rays at room temperature to obtain a polymer, and the nematic liquid crystal and the polymer were subjected to phase separation.
【0081】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、反射率75%が得られた。The polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured as described above was almost transparent under the condition that no voltage was applied, and a reflectance of 75% was obtained.
【0082】また、二つの電極間に10KHz,7Vなる交流電
界を印加したところ、高分子604と液晶605の屈折
率の差により、光散乱状態となった。光散乱状態におけ
る透過率は1%であった。カイラル成分を添加しない場
合は、透過率は40%程度であるので、本実施例では、透
過率がかなり改善されていることが判る。When an AC electric field of 10 KHz and 7 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer 604 and the liquid crystal 605. The transmittance in the light scattering state was 1%. When the chiral component is not added, the transmittance is about 40%. Therefore, it is understood that the transmittance is significantly improved in the present embodiment.
【0083】本実施例では走査線数400 本、信号線数64
0 本なる表示体の試作を行ったが、全画面で均一な表示
を得ることができた。このように、反射層を形成するこ
とにより、TFT素子と組み合わせることが可能とな
り、大容量表示体への応用が可能となった。In this embodiment, the number of scanning lines is 400 and the number of signal lines is 64.
The trial production of 0 display bodies was performed, and uniform display was obtained on the entire screen. By forming the reflective layer in this way, it becomes possible to combine the TFT element with the TFT element, and it becomes possible to apply it to a large-capacity display.
【0084】尚、配向膜としては、ポリイミドに限ら
ず、ポリビニルアルコールなど、物理的な意味の液晶を
配向できるものを広く使用できる。また、配向処理は、
一方の基板のみでも有効である。二枚の基板表面を配向
処理する場合には互いの配向処理方向についてはカイラ
ル成分の含量と関係するのでその都度最適化する必要が
ある。The alignment film is not limited to polyimide, but may be any other material such as polyvinyl alcohol that can align liquid crystals in a physical sense. Also, the alignment treatment
It is effective to use only one substrate. In the case of performing the orientation treatment on the surfaces of the two substrates, it is necessary to optimize each time the orientation treatment direction is related to the content of the chiral component.
【0085】液晶としては、コントラストを向上させる
為、屈折率異方性Δnのできるだけ大きいものがよい。
また、液晶の誘電異方性は正のものを用いることができ
る。液晶分子の構造と高分子前駆体の構造が似ている物
同士を用いると透過状態での透過率あるいは反射率を向
上させることができる。液晶の含有量は全体の50〜97%
が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対
して応答しなくなり、また、これより多いとコントラス
トが取れなくなる。The liquid crystal preferably has a refractive index anisotropy Δn as large as possible in order to improve the contrast.
The liquid crystal may have a positive dielectric anisotropy. The use of substances having a structure of liquid crystal molecules and a structure of a polymer precursor similar to each other can improve the transmittance or the reflectance in the transmission state. The liquid crystal content is 50-97% of the whole
Is optimal. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained.
【0086】液晶中に混入させるカイラル成分はここに
示した物でなくとも用いることができる。。但し、液晶
のピッチを決める旋回能が重要である。すなわち、カイ
ラル成分を混合したときの液晶のピッチは、P=1/3
4Cのように書き表せる。ここでPはピッチで単位はμ
m、Cは濃度で単位は%である。濃度は0.1 %〜5%程度
であり、ピッチに直すと0.29〜0.0059μmである。他の
カイラル成分を用いる場合でも液晶のピッチがこの範囲
内である必要がある。もちろんカイラル成分が多成分系
でも何等問題ない。The chiral component to be mixed in the liquid crystal may be other than the one shown here. . However, the turning ability that determines the pitch of the liquid crystal is important. That is, the pitch of the liquid crystal when the chiral component is mixed is P = 1/3.
Can be written as 4C. Where P is the pitch and the unit is μ
m and C are concentrations and the unit is%. The concentration is about 0.1% to 5%, which is 0.29 to 0.0059 μm in terms of pitch. Even when other chiral components are used, the pitch of the liquid crystal needs to be within this range. Of course, there is no problem even if the chiral component is a multi-component system.
【0087】高分子としては、は高分子主鎖にビフェニ
ル骨格を有する側鎖をつけたものであれば、熱可塑性高
分子、熱硬化型高分子、紫外線硬化型高分子の別を問わ
ず、広く用いることができる。あるいは液晶分子と同様
の骨格を有する高分子であれば同様に用いることができ
る。As the polymer, any polymer may be used as long as it is a polymer having a main chain with a side chain having a biphenyl skeleton, regardless of whether it is a thermoplastic polymer, a thermosetting polymer, or an ultraviolet-curing polymer. Can be widely used. Alternatively, a polymer having a skeleton similar to a liquid crystal molecule can be used similarly.
【0088】上記実施例では、MIM素子、TFT素子
への応用について反射型での実施例を示したが、高分子
分散型液晶表示素子の駆動電圧が低減されれば、透過型
でのMIM素子、TFT素子への応用も実現できる。あ
るいは、高分子分散型液晶表示素子の駆動電圧が低減さ
れなくても、MIM素子、TFT素子の耐圧が向上すれ
ば、そのままで透過型でMIM素子、TFT素子と組み
合わせることができる。In the above embodiment, the reflection type is applied to the MIM element and the TFT element. However, if the driving voltage of the polymer dispersion type liquid crystal display element is reduced, the transmission type MIM element is used. Application to a TFT element can also be realized. Alternatively, even if the driving voltage of the polymer dispersion type liquid crystal display element is not reduced, if the breakdown voltage of the MIM element and the TFT element is improved, the transmission type can be combined with the MIM element and the TFT element as they are.
【0089】以上の実施例では二枚の基板を用いたが、
一枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することもでき
る。また、配向膜は両側基板に形成する必要はなく片側
基板処理だけでも効果を発揮する。また、セル厚につい
てもここに示した値でなくとも良く、用途に合わせて決
めれば良い。In the above embodiment, two substrates are used.
A liquid crystal polymer composite layer can be formed on one substrate. In addition, it is not necessary to form an alignment film on both substrates, and an effect is exhibited only by processing one substrate. Also, the cell thickness need not be the value shown here, and may be determined according to the application.
【0090】本発明は、上記実施例のみならず、コンピ
ュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調光ミ
ラーなどに応用が可能である。The present invention can be applied not only to the above embodiments but also to computer displays, light control elements, light valves, light control mirrors and the like.
【0091】(実施例7)本発明の第7の実施例に係る
高分子分散型液晶表示素子を図7に示す。本実施例で
は、熱硬化型高分子としてエポキシ系樹脂を用いたもの
である。基本的構成ついては、図2に示す実施例3と同
様である。(Embodiment 7) FIG. 7 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, an epoxy resin is used as the thermosetting polymer. The basic configuration is the same as that of the third embodiment shown in FIG.
【0092】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板701,708の表面に電極702,7
07を蒸着法により形成した。これらの電極702,7
07の表面にポリイミドとしてJIB(商品名,日本合
成ゴム(株)製)の2%溶液を2000r.p.m.にてスピンコ
ートして配向膜703,706とした。このように配向
膜703,706の形成された基板701,708を15
0 ℃にて焼成した。その後、この配向膜703,706
の表面をさらし木綿で一方向に擦ることにより配向処理
を施した。配向処理は、ラビング処理の他配向膜なしで
ラビングする方法、斜方蒸着法、LB膜法など、物理的
な液晶を基板701,708と平行に配向する手段が用
いられる。擦る方向は二枚の基板701,708を組み
合わせたときに擦る方向がほぼ平行となるようにした。
これら二枚の基板701,708の配向膜703,70
6の表面を向かい合わせ、セル厚が10μmになるように
固定した。A method for manufacturing this device will be described. First, the electrodes 702, 7 are provided on the surfaces of the two substrates 701, 708.
07 was formed by an evaporation method. These electrodes 702, 7
A 2% solution of JIB (trade name, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) as a polyimide was spin-coated at 2000 rpm on the surface of 07 to form alignment films 703 and 706. The substrates 701 and 708 on which the alignment films 703 and 706 are formed
It was baked at 0 ° C. Thereafter, the alignment films 703 and 706
Was subjected to an orientation treatment by rubbing the surface of the sample with cotton in one direction. As the alignment treatment, means for aligning the physical liquid crystal in parallel with the substrates 701 and 708, such as a rubbing method, a rubbing method without an alignment film, an oblique vapor deposition method, and an LB film method are used. The rubbing direction was such that the rubbing directions when the two substrates 701 and 708 were combined were substantially parallel.
The alignment films 703 and 70 of these two substrates 701 and 708
6 were fixed to face each other so that the cell thickness became 10 μm.
【0093】この間隙にエポキシ系樹脂とネマチック液
晶とをを1:9で100 ℃にて混合したものを封入した。
エポキシ系樹脂としては、YDF−170(商品名,東
都化成製)を使用し、硬化剤121(商品名,油化シエ
ル製)を添加した。ネマチック液晶としては、LV−R
2(製品番号,ロディック社製)を使用し、カイラル成
分としてS−1011(製品番号,メルク社製)を1%
添加した。引続き、エポキシ系樹脂とネマチック液晶の
混合物を徐冷して、これらを配向させ、更に、室温にて
1日放置することにより、エポキシ系樹脂を硬化させる
と共に液晶705と高分子704とを相分離させた。図
7中において、矢印は高分子704,液晶705の配向
方向を示す。他の図面においても同様である。A mixture of an epoxy resin and a nematic liquid crystal at 1: 9 at 100 ° C. was sealed in the gap.
As the epoxy resin, YDF-170 (trade name, manufactured by Toto Kasei) was used, and a curing agent 121 (trade name, manufactured by Yuka Shell) was added. As the nematic liquid crystal, LV-R
2 (product number, manufactured by Roddick) and 1% S-1011 (product number, manufactured by Merck) as a chiral component
Was added. Subsequently, the mixture of the epoxy resin and the nematic liquid crystal is gradually cooled to orient them, and then left at room temperature for one day to cure the epoxy resin and phase-separate the liquid crystal 705 and the polymer 704. I let it. In FIG. 7, arrows indicate the alignment directions of the polymer 704 and the liquid crystal 705. The same applies to other drawings.
【0094】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、図7(a) に示すように電圧無印加の状態
において、ほとんど透明であり、図8に示すように透過
率は80%となった。また、図7(b) に示すように二つの
電極702,707間に10KHz,10Vなる交流電界を印加
したところ、高分子704と液晶705の屈折率の差に
より、光散乱状態となった。光散乱状態における透過率
は図8に示すように1%であった。カイラル成分を添加
しない場合は、図9に示すように透過率が40%程度であ
るので、本実施例では、透過率がかなり改善されている
ことが判る。また、電圧を変化したときの透過光量の変
化を示す閾特性も格段に改善されている。The polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured in this manner is almost transparent when no voltage is applied as shown in FIG. 7A, and has a transmittance of 80 as shown in FIG. %. When an AC electric field of 10 KHz and 10 V was applied between the two electrodes 702 and 707 as shown in FIG. 7B, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer 704 and the liquid crystal 705. The transmittance in the light scattering state was 1% as shown in FIG. In the case where the chiral component is not added, the transmittance is about 40% as shown in FIG. 9, and it can be seen that the transmittance is considerably improved in this embodiment. Further, the threshold characteristic indicating the change in the amount of transmitted light when the voltage is changed is also significantly improved.
【0095】尚、配向膜としては、ポリイミドに限ら
ず、ポリビニルアルコールなど、物理的な意味の液晶を
配向できるものを広く使用できる。また、配向処理は一
方の基板のみでも有効である。二枚の基板表面を配向処
理する場合には互いの配向処理方向についてはカイラル
成分の含量と関係するのでその都度最適化するのが望ま
しい。液晶としては、コントラストを向上させる為、屈
折率異方性Δnのできるだけ大きいものがよい。また、
液晶の誘電異方性は正のものを用いることができる。The alignment film is not limited to polyimide, but may be a film capable of aligning liquid crystal in a physical sense, such as polyvinyl alcohol. Also, the alignment treatment is effective for only one substrate. When the surfaces of two substrates are subjected to the orientation treatment, the orientation directions of the two substrates are related to the content of the chiral component. The liquid crystal preferably has a refractive index anisotropy Δn as large as possible to improve the contrast. Also,
A liquid crystal having a positive dielectric anisotropy can be used.
【0096】液晶の含有量は全体の50〜97%が最適であ
る。液晶含有量がこれより少ないと電界に対して応答し
なくなり、また、これより多いとコントラストが取れな
くなる。液晶中に混入させるカイラル成分はここに示し
た物でなくとも用いることができる。但し、液晶のピッ
チを決める旋回能が重要である。すなわち、カイラル成
分を混合したときの液晶のピッチは、P=1/34Cの
ように書き表せる。ここでPはピッチで単位はμm、C
は濃度で単位は%である。濃度は0.1 %〜5%程度であ
り、ピッチに直すと0.29〜0.0059μmである。他のカイ
ラル成分を用いる場合でも液晶のピッチがこの範囲内で
ある必要がある。もちろんカイラル成分が多成分系でも
何等問題ない。The optimal content of the liquid crystal is 50 to 97% of the whole. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. The chiral component to be mixed in the liquid crystal can be used even if it is not the one shown here. However, the turning ability that determines the pitch of the liquid crystal is important. That is, the pitch of the liquid crystal when the chiral component is mixed can be expressed as P = 1 / 34C. Where P is the pitch in μm, C
Is the concentration and the unit is%. The concentration is about 0.1% to 5%, which is 0.29 to 0.0059 μm in terms of pitch. Even when other chiral components are used, the pitch of the liquid crystal needs to be within this range. Of course, there is no problem even if the chiral component is a multi-component system.
【0097】高分子としては、液晶と混合した状態で配
向し、その状態で硬化重合できる熱硬化型高分子であれ
ば同様に用いることができる。たとえば、4,4′−n
−プロピルビフェニル−ω,ω′−ジイソシアネートと
ビフェニルのジオールを混合し重合させることもでき
る。理想的には液晶分子に似た骨格を有する高分子前駆
体であれば同様に用いることができる。As the polymer, any thermosetting polymer that can be aligned in a state mixed with a liquid crystal and cured and polymerized in that state can be used in the same manner. For example, 4,4'-n
-Propylbiphenyl-ω, ω'-diisocyanate and a biphenyl diol may be mixed and polymerized. Ideally, any polymer precursor having a skeleton similar to liquid crystal molecules can be used in the same manner.
【0098】(実施例8)本実施例では、熱可塑型高分
子として熱可塑樹脂ポリαメチルスチレンを用いたもの
である。基本的な構成は、図7に示す実施例7と同様で
ある。(Embodiment 8) In this embodiment, a thermoplastic resin poly-α-methylstyrene is used as the thermoplastic polymer. The basic configuration is the same as that of the seventh embodiment shown in FIG.
【0099】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板の表面に電極を蒸着法により形成した。
これらの基板表面にポリイミドとしてJIB(商品名,
日本合成ゴム(株)製)の2%溶液を2000r.p.m.にてス
ピンコートして配向膜とした。A method for manufacturing this device will be described. First, electrodes were formed on the surfaces of two substrates by a vapor deposition method.
JIB (trade name,
A 2% solution of Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was spin-coated at 2000 rpm to form an alignment film.
【0100】これらの基板を150 ℃にて焼成した。その
後この配向膜の表面をさらし木綿で一方向に擦った。配
向処理は、ここに示したラビング処理の他、斜方蒸着
法、LB膜法など、液晶が配向する方法であれば広く用
いることができる。擦る方向は二枚の基板を組み合わせ
たときに擦る方向がほぼ平行となるようにした。These substrates were fired at 150 ° C. Thereafter, the surface of the alignment film was exposed and rubbed in one direction with cotton. As the alignment treatment, in addition to the rubbing treatment described here, any method capable of aligning the liquid crystal, such as an oblique evaporation method and an LB film method, can be used. The rubbing direction was such that the rubbing directions when the two substrates were combined were substantially parallel.
【0101】これら二枚の基板の配向膜表面を向かい合
わせて、セル厚が10μmになるように固定した。この間
隙に熱可塑樹脂ポリαメチルスチレンと液晶とを100 ℃
にて混合したものを封入した。液晶としてはRDP80
616(製品番号,ロディック社製)を使用した。引続
き、熱可塑樹脂ポリαメチルスチレンと液晶との混合物
を徐冷して、これらを配向させ、室温とすることにより
相分離させると共に熱可塑樹脂ポリαメチルスチレンを
硬化させた。The two substrates were fixed such that the cell thickness was 10 μm with the surfaces of the alignment films facing each other. In this gap, thermoplastic resin poly-α-methylstyrene and liquid crystal
The mixture mixed in was sealed. RDP80 as liquid crystal
616 (product number, manufactured by Roddick) was used. Subsequently, the mixture of the thermoplastic resin poly-α-methylstyrene and the liquid crystal was gradually cooled to orient them, and the mixture was brought to room temperature to cause phase separation and to cure the thermoplastic resin poly-α-methylstyrene.
【0102】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、図10に示すように電圧無印加の状態に
おいて、透過率は20%であった。The thus-produced polymer dispersed liquid crystal display element had a transmittance of 20% when no voltage was applied, as shown in FIG.
【0103】また、二つの電極間に10KHz,6Vなる交流電
界を印加したところ、高分子と液晶の屈折率の差によ
り、光散乱状態となった。光散乱状態における透過率
は、図10に示すように1%であった。この特性はそれ
ほど良好な特性ではないが、熱可塑樹脂の構造を最適化
すれば、更に特性の向上が期待される。具体的にはビフ
ェニル基を側鎖あるいは主鎖に導入するなど、液晶分子
となじみやすい骨格を導入すれば良い。When an AC electric field of 10 KHz and 6 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer and the liquid crystal. The transmittance in the light scattering state was 1% as shown in FIG. Although this property is not so good, further improvement of the property is expected if the structure of the thermoplastic resin is optimized. Specifically, a skeleton that is easily compatible with liquid crystal molecules, such as a biphenyl group introduced into a side chain or a main chain, may be introduced.
【0104】尚、配向膜としては、ポリイミドに限ら
ず、ポリビニルアルコールなど、物理的な意味の液晶を
配向できるものを広く使用できる。また、配向処理は、
一方の基板のみでも有効である。また、カイラル成分、
例えば、S−1011(製品番号,メルク社製)を添加
すると、閾特性の向上及びコントラストの向上の効果が
確認された。二枚の基板表面を配向処理する場合には互
いの配向処理方向についてはカイラル成分の含量と関係
するのでその都度最適化するのが望ましい。The alignment film is not limited to polyimide, but may be any material that can align liquid crystals in a physical sense, such as polyvinyl alcohol. Also, the alignment treatment
It is effective to use only one substrate. Also, chiral components,
For example, when S-1011 (product number, manufactured by Merck) was added, the effect of improving threshold characteristics and improving contrast was confirmed. When the surfaces of two substrates are subjected to the orientation treatment, the orientation directions of the two substrates are related to the content of the chiral component.
【0105】尚、液晶としては、コントラストを向上さ
せる為、屈折率異方性Δnのできるだけ大きいものがよ
い。液晶の含有量は全体の50〜97%が最適である。液晶
含有量がこれより少ないと電界に対して応答しなくな
り、また、これより多いとコントラストが取れなくな
る。液晶中に混入させるカイラル成分は実施例7に示し
た条件で添加すれば良い。高分子としては、使用温度よ
りも高温で液晶と相溶し、更に相溶した液晶相で配向
し、冷却して高分子と液晶を相分離できる熱可塑性高分
子であれば同様に用いることができる。The liquid crystal preferably has a refractive index anisotropy Δn as large as possible to improve the contrast. The optimal content of the liquid crystal is 50 to 97% of the whole. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. The chiral component to be mixed in the liquid crystal may be added under the conditions described in the seventh embodiment. As the polymer, a thermoplastic polymer that is compatible with the liquid crystal at a temperature higher than the use temperature, and is further aligned so as to be compatible with the liquid crystal phase, and can be cooled and phase-separated into the polymer and the liquid crystal can be used in the same manner. it can.
【0106】(実施例9)本実施例は、高分子液晶とし
てシアノビフェノール基を有する側鎖型高分子液晶を用
いたものである。基本的構成は、図7に示す実施例7と
同様である。Embodiment 9 In this embodiment, a side chain type polymer liquid crystal having a cyanobiphenol group is used as the polymer liquid crystal. The basic configuration is the same as that of the seventh embodiment shown in FIG.
【0107】素子の作製法について説明する。先ず、二
枚の基板1及び基板8の表面に電極2及び電極7を蒸着
法により形成した。これらの基板表面にポリイミドとし
てJIB(商品名,日本合成ゴム(株)製)の2%溶液
を2000r.p.m.にてスピンコートして配向膜とした。これ
らの基板を150 ℃にて焼成した。その後この配向膜表面
をさらし木綿で一方向に擦った。配向処理は、ここに示
したラビング処理の他、斜方蒸着法、LB膜法など、液
晶が配向する方法であれば広く用いることができる。擦
る方向は二枚の基板を組み合わせたときに擦る方向がほ
ぼ平行となるようにした。これら二枚の基板の配向膜表
面を向かい合わせて、セル厚が10μmになるように固定
した。A method for manufacturing the device will be described. First, electrodes 2 and 7 were formed on the surfaces of two substrates 1 and 8 by a vapor deposition method. A 2% solution of JIB (trade name, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) as a polyimide was spin-coated on the surface of these substrates at 2000 rpm to form an alignment film. These substrates were fired at 150 ° C. Thereafter, the surface of the alignment film was exposed and rubbed in one direction with cotton. As the alignment treatment, in addition to the rubbing treatment described here, any method capable of aligning the liquid crystal, such as an oblique evaporation method and an LB film method, can be used. The rubbing direction was such that the rubbing directions when the two substrates were combined were substantially parallel. The surfaces of the alignment films of these two substrates were fixed to each other so that the cell thickness became 10 μm.
【0108】この間隙に、化1に示すシアノビフェノー
ル基を有する側鎖型高分子液晶とネマチック液晶を120
℃にて混合したものを封入した。ネマチック液晶として
は、LV−R2(製品番号,ロディック社製)を使用
し、カイラル成分としてS−1011(製品番号,メル
ク社製)を1%添加した。In this gap, a side-chain type polymer liquid crystal having a cyanobiphenol group shown in Chemical formula 1 and a nematic liquid crystal are placed.
The mixture mixed at ℃ was sealed. LV-R2 (product number, manufactured by Roddick) was used as the nematic liquid crystal, and 1% of S-1011 (product number, manufactured by Merck) was added as a chiral component.
【0109】[0109]
【化1】 Embedded image
【0110】引続き、側鎖型高分子液晶とネマチック液
晶との混合物を徐冷して、これらを配向させ、70℃とし
て液晶と高分子液晶とを相分離させた。Subsequently, the mixture of the side chain type polymer liquid crystal and the nematic liquid crystal was gradually cooled to orient them, and the liquid crystal and the polymer liquid crystal were phase-separated at 70 ° C.
【0111】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、図11に示すように電圧無印加の状態に
おいて、透過率は80%であった。The thus-produced polymer-dispersed liquid crystal display element had a transmittance of 80% when no voltage was applied, as shown in FIG.
【0112】また、二つの電極間に10KHz,10Vなる交流
電界を印加したところ、高分子と液晶の屈折率の差によ
り、光散乱状態となった。光散乱状態における透過率
は、図11に示すように1%であった。この特性は、図
9に示すカイラル成分を添加していない従来例に比べ、
格段に改良されている。カイラル成分がなくとも表示は
可能であるが特性は劣る。When an AC electric field of 10 KHz and 10 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer and the liquid crystal. The transmittance in the light scattering state was 1% as shown in FIG. This characteristic is different from the conventional example shown in FIG. 9 in which the chiral component is not added.
It has been greatly improved. The display is possible without the chiral component, but the characteristics are inferior.
【0113】尚、配向膜としては、ポリイミドに限ら
ず、ポリビニルアルコールなど、物理的な意味の液晶を
配向できるものを広く使用できる。また、配向処理は、
一方の基板のみでも有効である。二枚の基板表面を配向
処理する場合には互いの配向処理方向についてはカイラ
ル成分の含量と関係するのでその都度最適化するのが望
ましい。液晶としては、コントラストを向上させる為、
屈折率異方性Δnのできるだけ大きいものがよい。ま
た、液晶の誘電異方性は正のものを用いることができ
る。液晶の含有量は全体の50〜97%が最適である。液晶
含有量がこれより少ないと電界に対して応答しなくな
り、また、これより多いとコントラストが取れなくな
る。The alignment film is not limited to polyimide, but may be any material that can physically align liquid crystal, such as polyvinyl alcohol. Also, the alignment treatment
It is effective to use only one substrate. When the surfaces of two substrates are subjected to the orientation treatment, the orientation directions of the two substrates are related to the content of the chiral component. As a liquid crystal, to improve the contrast,
It is preferable that the refractive index anisotropy Δn is as large as possible. The liquid crystal may have a positive dielectric anisotropy. The optimal content of the liquid crystal is 50 to 97% of the whole. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained.
【0114】液晶中に混入させるカイラル成分は実施例
7に示した条件で添加すれば良い。高分子としては、液
晶は使用温度より高温で液晶と相溶し、更に相溶した液
晶相で配向し、冷却して高分子と液晶を使用温度にて相
分離できるものであれば側鎖型主鎖型を問わず同様に用
いることができる。たとえば、化2〜化9などの高分子
液晶を用いることができる。もちろんここに示した高分
子はほんの一例であり、液晶との組合せ等により、構造
の最適化を図ることが望ましい。また、本実施例におい
て、液晶と高分子液晶との相溶性が悪い場合には、液晶
と高分子液晶の共溶媒を用いることもできる。その場
合、高分子液晶としては共溶媒を混合した時点で液晶相
となるものを使用し、配向させた後に溶媒を留去し、液
晶と高分子液晶を相分離させるようにすると良い。The chiral component to be mixed in the liquid crystal may be added under the conditions described in the seventh embodiment. As a polymer, if the liquid crystal is compatible with the liquid crystal at a temperature higher than the use temperature, it is oriented in the compatible liquid crystal phase, and if cooled, the polymer and the liquid crystal can be phase-separated at the use temperature, the side chain type. The same can be used regardless of the main chain type. For example, a polymer liquid crystal represented by Chemical formulas 2 to 9 can be used. Of course, the polymer shown here is only an example, and it is desirable to optimize the structure by combining it with a liquid crystal or the like. In this embodiment, when the compatibility between the liquid crystal and the polymer liquid crystal is poor, a cosolvent of the liquid crystal and the polymer liquid crystal can be used. In this case, it is preferable to use a polymer liquid crystal which becomes a liquid crystal phase when a co-solvent is mixed, and after the alignment, distill off the solvent and phase-separate the liquid crystal and the polymer liquid crystal.
【0115】[0115]
【化2】 Embedded image
【0116】[0116]
【化3】 Embedded image
【0117】[0117]
【化4】 Embedded image
【0118】[0118]
【化5】 Embedded image
【0119】[0119]
【化6】 Embedded image
【0120】[0120]
【化7】 Embedded image
【0121】[0121]
【化8】 Embedded image
【0122】[0122]
【化9】 Embedded image
【0123】(実施例10)本実施例は、実施例7、実
施例8、実施例9において反射型とした場合についての
例を示す。基本的構成は、図7に示す実施例7と同様で
ある。ただ、図7において基板708上に形成した電極
707として、透明導電材料に代えてアルミニウム等の
金属材料とした点が異なる。(Embodiment 10) This embodiment shows an example in which the reflection type is used in Embodiments 7, 8, and 9. The basic configuration is the same as that of the seventh embodiment shown in FIG. The only difference is that the electrode 707 formed on the substrate 708 in FIG. 7 is made of a metal material such as aluminum instead of the transparent conductive material.
【0124】本実施例では、電極707が反射層をかね
る為、実施例7と同じセル厚とした場合、散乱時の透過
率(反射率)を半減することができた。即ちコントラス
トが2倍となった。実施例7と同じコントラストを得る
には半分のセル厚で良いため駆動電圧を半分にできる利
点がある。具体的には、セル厚5μmで駆動電圧5Vとする
ことができた。In this embodiment, since the electrode 707 also serves as a reflection layer, when the cell thickness is the same as that of the embodiment 7, the transmittance (reflectance) at the time of scattering can be reduced by half. That is, the contrast was doubled. In order to obtain the same contrast as in the seventh embodiment, half the cell thickness is sufficient, so that there is an advantage that the driving voltage can be reduced to half. Specifically, the driving voltage was 5 V with a cell thickness of 5 μm.
【0125】(実施例11)本発明の第11の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図12に示す。本実施
例は、複合2端子素子であるMIM素子を組み合わせた
ものである。基本構成については、図7に示す実施例7
に同じである。ただ、基板1108にMIM素子を形成
した点が異なる。即ち、二枚の基板1108の表面に電
極1111としてタンタルを蒸着し、表面を酸化して絶
縁層1110とした。この上に画素電極1109として
アルミニュウムを蒸着した。さらにこの上に配向膜11
06としてポリイミドを塗布し、焼成し、配向処理し
た。この配向処理は配向膜とラビングを組み合わせる方
法の他、斜方蒸着法を用いることもできる。こうしてM
IM素子を形成した基板1108と、配向膜1103、
電極1102を形成した基板1101を組み合わせ、セ
ル厚7μmに固定して周囲をモールドした。Embodiment 11 FIG. 12 shows a polymer-dispersed liquid crystal display device according to an eleventh embodiment of the present invention. This embodiment combines a MIM element which is a composite two-terminal element. For the basic configuration, see Embodiment 7 shown in FIG.
Is the same as The only difference is that an MIM element is formed on the substrate 1108. That is, tantalum was deposited as an electrode 1111 on the surfaces of the two substrates 1108, and the surfaces were oxidized to form an insulating layer 1110. Aluminum was deposited thereon as a pixel electrode 1109. Further, an alignment film 11 is further formed thereon.
06, a polyimide was applied, baked, and subjected to an orientation treatment. For the alignment treatment, besides the method of combining the alignment film and the rubbing, an oblique evaporation method can also be used. Thus M
A substrate 1108 on which an IM element is formed, an alignment film 1103,
The substrate 1101 on which the electrode 1102 was formed was combined, fixed to a cell thickness of 7 μm, and the periphery was molded.
【0126】この間隙にエポキシ系樹脂とネマチック液
晶とを1:9の割合で100 ℃にて混合したものを封入し
た。エポキシ系樹脂としては、YDF−170(商品
名,東都化成製)を使用し、硬化剤121(商品名,油
化シェル製)を添加した。ネマチック液晶としては、L
V−R2(製品番号,ロディック社製)を使用し、カイ
ラル成分としてS−1011(製品番号,メルク社製)
を1%混合した。引続き、エポキシ系樹脂とネマチック
液晶との混合物を徐冷し、これらを配向させ、室温にて
1日放置することにより、エポキシ系樹脂を硬化させる
と共に液晶1105と高分子1104として相分離させ
た。In this gap, a mixture of an epoxy resin and a nematic liquid crystal at a ratio of 1: 9 at 100 ° C. was sealed. As the epoxy resin, YDF-170 (trade name, manufactured by Toto Kasei) was used, and a curing agent 121 (trade name, manufactured by Yuka Shell) was added. As a nematic liquid crystal, L
Using V-R2 (product number, manufactured by Roddick) and S-1011 (product number, manufactured by Merck) as a chiral component
Was mixed by 1%. Subsequently, the mixture of the epoxy-based resin and the nematic liquid crystal was gradually cooled, and the mixture was oriented and left at room temperature for one day to cure the epoxy-based resin and to cause phase separation as the liquid crystal 1105 and the polymer 1104.
【0127】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、反射率75%が得られた。The polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured as described above was almost transparent under the condition that no voltage was applied, and a reflectance of 75% was obtained.
【0128】また、二つの電極間に10KHz,7Vなる交流電
界を印加したところ、高分子1104と液晶1105の
屈折率の差により、光散乱状態となった。光散乱状態に
おける、反射率は1%であった。本実施例では走査線数4
00 本、信号線数640 本なる表示体の試作を行ったが、
全画面で均一な表示を得ることができた。このように、
一方の基板に反射層を形成することにより、MIM素子
と組み合わせることが可能となり、大容量表示体への応
用が可能となった。When an AC electric field of 10 KHz and 7 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer 1104 and the liquid crystal 1105. The reflectance in the light scattering state was 1%. In this embodiment, the number of scanning lines is 4
We prototyped a display with 00 lines and 640 signal lines.
A uniform display was obtained on all screens. in this way,
By forming a reflective layer on one of the substrates, it was possible to combine with a MIM element, and application to a large-capacity display became possible.
【0129】尚、配向膜としては、ポリイミドに限ら
ず、ポリビニルアルコールなど、物理的な意味の液晶を
配向できるものを広く使用できる。また、配向処理は、
一方の基板のみでも有効である。二枚の基板表面を配向
処理する場合には互いの配向処理方向についてはカイラ
ル成分の含量と関係するのでその都度最適化するのが望
ましい。The alignment film is not limited to polyimide, but a wide variety of materials such as polyvinyl alcohol that can align liquid crystals in a physical sense can be used. Also, the alignment treatment
It is effective to use only one substrate. When the surfaces of two substrates are subjected to the orientation treatment, the orientation directions of the two substrates are related to the content of the chiral component.
【0130】液晶としては、コントラストを向上させる
為、屈折率異方性Δnのできるだけ大きいものがよい。
液晶分子の構造と高分子前駆体の構造が似ている物同士
を用いると透過状態での透過率あるいは反射率を向上さ
せることができる。液晶の含有量は全体の50〜97%が最
適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対して
応答しなくなり、また、これより多いとコントラストが
取れなくなる。The liquid crystal preferably has a refractive index anisotropy Δn as large as possible to improve the contrast.
The use of substances having a structure of liquid crystal molecules and a structure of a polymer precursor similar to each other can improve the transmittance or the reflectance in the transmission state. The optimal content of the liquid crystal is 50 to 97% of the whole. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained.
【0131】液晶中に混入させるカイラル成分は実施例
7に示した条件で添加すれば良い。高分子としては、は
実施例8および実施例9に示した高分子でも良い。The chiral component to be mixed in the liquid crystal may be added under the conditions described in the seventh embodiment. As the polymer, the polymer shown in Examples 8 and 9 may be used.
【0132】本実施例では、反射膜を兼ねる電極110
9は、MIM素子の形成された基板1108に設けた
が、基板1108と対向する基板1101の電極110
2上に反射層をかねさせるか、その上に反射層を積層さ
せることもできる。In this embodiment, the electrode 110 serving also as a reflection film is used.
9 is provided on the substrate 1108 on which the MIM element is formed, and the electrode 110 of the substrate 1101 facing the substrate 1108 is provided.
2 or a reflective layer can be laminated thereon.
【0133】(実施例12)本発明の第12の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図13に示す。本実施
例は、3端子素子であるTFT素子を組み合わせたもの
である。基本構成については図7に示す実施例9に同じ
である。Embodiment 12 FIG. 13 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a twelfth embodiment of the present invention. In the present embodiment, a TFT element which is a three-terminal element is combined. The basic configuration is the same as that of the ninth embodiment shown in FIG.
【0134】この素子の作製法について説明する。実施
例9と異なる点は基板1208にTFT素子を形成した
点である。即ち、一方の基板1208の表面にゲート電
極1217を形成してその上にゲート絶縁層1216を
設けて、さらに半導体層1215、ドレイン電極121
4、ソース電極1213、反射層を兼ねる画素電極9を
形成した。この上に配向膜1206を形成して配向処理
を施した。他方の基板1201については、電極120
2を形成して、その上に配向膜1203を形成して配向
処理を施した。配向処理としては、配向膜を擦ることに
より行なう他、斜方蒸着法を用いることもできる。次
に、これらの二枚の基板1201,1208を配向処理
方向がほぼ平行となるように組み合わせ、セル厚7μmと
なるように固定して周囲をモールドした。A method for manufacturing this device will be described. The difference from the ninth embodiment is that a TFT element is formed on a substrate 1208. That is, a gate electrode 1217 is formed on the surface of one substrate 1208, a gate insulating layer 1216 is provided thereover, and a semiconductor layer 1215 and a drain electrode 121
4. The source electrode 1213 and the pixel electrode 9 also serving as the reflection layer were formed. An alignment film 1206 was formed thereon and subjected to an alignment process. For the other substrate 1201, the electrode 120
2 and an alignment film 1203 was formed thereon to perform an alignment process. As the alignment treatment, besides rubbing the alignment film, an oblique deposition method can also be used. Next, these two substrates 1201 and 1208 were combined so that the orientation processing directions were substantially parallel, and fixed so that the cell thickness became 7 μm, and the periphery was molded.
【0135】この間隙にシアノビフェノール基を有する
側鎖型高分子液晶とネマチック液晶とをを120℃にて混
合したものを封入した。ネマチック液晶としてはLV−
R2(製品番号,ロディック社製)を使用し、カイラル
成分としてS−1011(製品番号,メルク社製)を1
%混合した。引続き、側鎖型高分子液晶とネマチック液
晶との混合物を徐冷し、これらを配向させ、70℃として
液晶1205と高分子液晶1204として相分離させ
た。A mixture of a side chain type polymer liquid crystal having a cyanobiphenol group and a nematic liquid crystal at 120 ° C. was sealed in the gap. As a nematic liquid crystal, LV-
Using R2 (product number, manufactured by Roddick), S-1011 (product number, manufactured by Merck) was used as one chiral component.
% Mixed. Subsequently, the mixture of the side-chain type polymer liquid crystal and the nematic liquid crystal was gradually cooled, and they were oriented to 70 ° C., and the phases were separated as the liquid crystal 1205 and the polymer liquid crystal 1204.
【0136】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、反射率75%が得られた。The polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured as described above was almost transparent when no voltage was applied, and a reflectance of 75% was obtained.
【0137】また、二つの電極間に10KHz,7Vなる交流電
界を印加したところ、高分子1204と液晶1205の
屈折率の差により、光散乱状態となった。光散乱状態に
おける透過率は1%であった。When an AC electric field of 10 KHz and 7 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer 1204 and the liquid crystal 1205. The transmittance in the light scattering state was 1%.
【0138】本実施例では走査線数400 本、信号線数64
0 本なる表示体の試作を行ったが、全画面で均一な表示
を得ることができた。このように、反射層を形成するこ
とにより、TFT素子と組み合わせることが可能とな
り、大容量表示体への応用が可能となった。In this embodiment, the number of scanning lines is 400 and the number of signal lines is 64.
The trial production of 0 display bodies was performed, and uniform display was obtained on the entire screen. By forming the reflective layer in this way, it becomes possible to combine the TFT element with the TFT element, and it becomes possible to apply it to a large-capacity display.
【0139】尚、配向膜としては、ポリイミドに限ら
ず、ポリビニルアルコールなど、物理的な意味の液晶を
配向できるものを広く使用できる。また、配向処理は、
一方の基板のみでも有効である。二枚の基板表面を配向
処理する場合には互いの配向処理方向についてはカイラ
ル成分の含量と関係するのでその都度最適化するのが望
ましい。また、液晶としては、コントラストを向上させ
る為、屈折率異方性Δnのできるだけ大きいものがよ
い。液晶分子の構造と高分子の構造が似ている物同士を
用いると透過状態での透過率あるいは反射率を向上させ
ることができる。The alignment film is not limited to polyimide, but may be any one that can physically align liquid crystal, such as polyvinyl alcohol. Also, the alignment treatment
It is effective to use only one substrate. When the surfaces of two substrates are subjected to the orientation treatment, the orientation directions of the two substrates are related to the content of the chiral component. As the liquid crystal, a liquid crystal having a refractive index anisotropy Δn as large as possible is preferable in order to improve the contrast. The use of materials having a structure similar to that of a liquid crystal molecule and a structure of a polymer makes it possible to improve transmittance or reflectance in a transmission state.
【0140】液晶の含有量は全体の50〜97%が最適であ
る。液晶含有量がこれより少ないと電界に対して応答し
なくなり、また、これより多いとコントラストが取れな
くなる。液晶中に混入させるカイラル成分は実施例7に
示した条件で添加すれば良い。高分子としては、は実施
例9に示した高分子液晶のほか、実施例7および実施例
8に示した高分子も同様に用いることができる。The content of the liquid crystal is optimally 50 to 97% of the whole. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. The chiral component to be mixed in the liquid crystal may be added under the conditions described in the seventh embodiment. As the polymer, besides the polymer liquid crystal shown in Example 9, the polymer shown in Examples 7 and 8 can be used in the same manner.
【0141】上記実施例では、MIM素子、TFT素子
への応用について反射型での実施例を示したが、高分子
分散型液晶表示素子の駆動電圧が低減されれば、透過型
でのMIM素子、TFT素子への応用も実現できる。あ
るいは、MIM素子、TFT素子の耐圧が向上すれば、
そのまま透過型でMIM素子、TFT素子と組み合わせ
ることができる。In the above embodiment, the reflection type is applied to the MIM element and the TFT element. However, if the driving voltage of the polymer dispersion type liquid crystal display element is reduced, the transmission type MIM element is used. Application to a TFT element can also be realized. Alternatively, if the withstand voltage of the MIM element and the TFT element is improved,
It can be combined with a MIM element or a TFT element as it is of a transmission type.
【0142】また、上記実施例では二枚の基板を用いた
が、一枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することも
できる。また、配向膜は両側基板に形成する必要はなく
片側基板処理だけでも効果を発揮する。また、セル厚に
ついてもここに示した値でなくとも良く、用途に合わせ
て決めれば良い。Although two substrates are used in the above embodiment, a liquid crystal polymer composite layer can be formed on one substrate. In addition, it is not necessary to form an alignment film on both substrates, and an effect is exhibited only by processing one substrate. Also, the cell thickness need not be the value shown here, and may be determined according to the application.
【0143】(実施例13)本発明の第13の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を14図に示す。本実施
例は、負の誘電異方性を有する液晶を使用し、液晶及び
高分子を基板に対して垂直に配向させたものである。同
図に示すように二枚の透明な基板1301、基板130
8の間には液晶高分子複合層が挾持され、この液晶高分
子複合層は、高分子1304の粒子が液晶1305中に
分散して相分離した状態となっている。高分子1304
としては、液晶相の状態において液晶1305と相溶し
て分散し、その後、硬化する際に、液晶1305と相分
離するものが使用される。液晶1305としては、電界
方向と垂直方向に配向する負の誘電異方性を有するもの
が使用される。Embodiment 13 FIG. 14 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a thirteenth embodiment of the present invention. In this embodiment, a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is used, and the liquid crystal and the polymer are vertically aligned with respect to the substrate. As shown in the figure, two transparent substrates 1301 and 130
A liquid crystal polymer composite layer is sandwiched between the layers 8, and the liquid crystal polymer composite layer is in a state where particles of the polymer 1304 are dispersed in the liquid crystal 1305 and phase-separated. Polymer 1304
As the liquid crystal, a material that is compatible with and dispersed in the liquid crystal 1305 in a liquid crystal phase and then phase-separates from the liquid crystal 1305 when cured is used. As the liquid crystal 1305, a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy oriented in a direction perpendicular to the electric field direction is used.
【0144】二枚の基板1301,1308は、内側面
にそれぞれ透明電極1302,1307を有しており、
更に、その上にはそれぞれ配向膜1303,1306が
形成されている。配向膜1303,1306は、二枚の
基板1301,1308の間に相溶して封入された液晶
1305び液晶相の高分子1304を、当該基板10
1,108と垂直な方向に配向させる配向処理が施され
ている。高分子1304は、配向する際は液晶相である
が、その後、硬化される為、その配向状態が保たれたま
ま固定されている。この為、高分子1304は、その
後、電界が印加されても、配向方向が電界方向に揃うこ
とはない。また、液晶1305は、配向状態が固定され
ていない為、電界を印加すると電界方向に揃うことにな
る。The two substrates 1301 and 1308 have transparent electrodes 1302 and 1307 on the inner surface, respectively.
Furthermore, alignment films 1303 and 1306 are formed thereon. The alignment films 1303 and 1306 are provided with a liquid crystal 1305 and a liquid crystal phase polymer 1304 which are mixed and sealed between the two substrates 1301 and 1308, respectively.
An orientation process for orienting in a direction perpendicular to 1108 is performed. The polymer 1304 is in a liquid crystal phase when it is oriented, but is thereafter cured, so that the polymer 1304 is fixed with its orientation maintained. Therefore, the orientation direction of the polymer 1304 is not aligned with the direction of the electric field even when an electric field is subsequently applied. In addition, since the liquid crystal 1305 has no fixed alignment state, the liquid crystal 1305 is aligned in the direction of the electric field when an electric field is applied.
【0145】従って、電界を印加していない場合には、
図13(a)に示す溶に高分子1304と液晶1305の
配向方向は、基板1301,1308に対して垂直方向
に一致する状態となり、この状態において、両者の屈折
率を一致させることにより、上記素子は透明状態とな
る。Therefore, when no electric field is applied,
The orientation direction of the polymer 1304 and the liquid crystal 1305 in the solution shown in FIG. 13A coincides with the direction perpendicular to the substrates 1301 and 1308. In this state, the refractive indices of the two are made to coincide with each other. The device becomes transparent.
【0146】また、図13(b) に示すように透明電極1
302,1307の間に電源を接続して、液晶高分子複
合層に電界を印加すると、液晶1305の配向方向が電
界方向に対して垂直方向に揃うため、電界方向におい
て、液晶105と高分子104と界面で屈折率の不一致
により光散乱状態となり、素子は白濁状態となる。Further, as shown in FIG.
When a power supply is connected between 302 and 1307 and an electric field is applied to the liquid crystal polymer composite layer, the alignment direction of the liquid crystal 1305 is aligned in the direction perpendicular to the electric field direction. At the interface, a light scattering state occurs due to a mismatch in the refractive index at the interface, and the element becomes a cloudy state.
【0147】尚、高分子1304としては、液晶相の高
分子前駆体を二枚の基板1301,1308の間に封入
した後、この液晶相の高分子前駆体を重合したものでも
良い。また、本実施例の液晶高分子複合層では、高分子
1304の粒子が液晶1305中に分散しているが、こ
れと逆に、液晶1305の粒子が高分子1305中に分
散するようにしても良い。The polymer 1304 may be obtained by encapsulating a liquid crystal phase polymer precursor between two substrates 1301 and 1308 and then polymerizing the liquid crystal phase polymer precursor. In the liquid crystal polymer composite layer of this embodiment, the particles of the polymer 1304 are dispersed in the liquid crystal 1305. On the contrary, the particles of the liquid crystal 1305 may be dispersed in the polymer 1305. good.
【0148】次に、この素子の作製法について説明す
る。先ず、二枚の基板1301及び基板1308の表面
に電極層1302,1307を蒸着法により形成した。
これらの基板1301,1308をLP−8T(商品
名,信越シリコン製)の2%溶液に30分浸して水洗いし
て130℃にて乾燥し配向膜1303,1306とした。
これら二枚の基板1301,1308の配向膜130
3,1306を向かい合わせて、セル厚が10μmになる
ように固定した。この間隙にパラフェニルフェノールメ
タクリル酸エステルと液晶を1:10の割合で100 ℃に
て混合したものを封入した。液晶としては、RDN00
775(製品番号,ロディック社製)を使用した。引続
き、パラフェニルフェノールメタクリル酸エステルと液
晶との混合物を徐冷し、これらを配向させ、室温にて紫
外線を照射することにより、パラフェニルフェノールメ
タクリル酸エステルを硬化させると共に液晶1305と
高分子1304として相分離させた。Next, a method of manufacturing this device will be described. First, electrode layers 1302 and 1307 were formed on the surfaces of two substrates 1301 and 1308 by an evaporation method.
These substrates 1301 and 1308 were immersed in a 2% solution of LP-8T (trade name, manufactured by Shin-Etsu Silicone) for 30 minutes, washed with water, and dried at 130 ° C. to form alignment films 1303 and 1306.
The alignment film 130 of these two substrates 1301 and 1308
3, 1306 were fixed to each other so that the cell thickness became 10 μm. A mixture of paraphenylphenol methacrylate and liquid crystal at a ratio of 1:10 at 100 ° C. was sealed in the gap. As the liquid crystal, RDN00
775 (product number, manufactured by Roddick) was used. Subsequently, the mixture of the paraphenylphenol methacrylate and the liquid crystal was gradually cooled, and the mixture was oriented and irradiated with ultraviolet rays at room temperature to cure the paraphenylphenol methacrylate and to form the liquid crystal 1305 and the polymer 1304. The phases were separated.
【0149】このようにして製造された表示素子の動作
原理について説明する。図14に示す高分子1304、
液晶1305は、同様の屈折率異方性を示し、配向方向
と平行方向における屈折率は1.5 程度あり、配向方向と
垂直方向の屈折率は1.7 程度である。The operating principle of the display device manufactured as described above will be described. A polymer 1304 shown in FIG. 14,
The liquid crystal 1305 has a similar refractive index anisotropy, with a refractive index in the direction parallel to the alignment direction of about 1.5 and a refractive index in the direction perpendicular to the alignment direction of about 1.7.
【0150】従って、図14(a) に示すように電界無印
加時には、液晶1305が高分子1304と同方向に配
向している為、基板1301,1308と垂直方向な方
向における液晶1305と高分子1304の屈折率は1.
5 に一致する。従って、この時この素子は、ほとんど透
明な状態となり、透過率は50%となった。Therefore, as shown in FIG. 14A, when no electric field is applied, the liquid crystal 1305 is oriented in the same direction as the polymer 1304, so that the liquid crystal 1305 and the polymer in a direction perpendicular to the substrates 1301 and 1308. The refractive index of 1304 is 1.
Matches 5. Therefore, at this time, the device was almost transparent, and the transmittance was 50%.
【0151】一方、図14(b) に示すように電極130
2,1307との間に電源を接続して、高分子液晶複合
層に電界を印加すると、高分子1304の配向方向はそ
のままであるのに対し、液晶1305だけが電界方向と
垂直方向、つまり、基板1301,1308に対して平
行な方向に配向する。このため、基板1301,130
8と垂直な電界方向において、高分子1304の屈折率
は1.5 程度のままであるのに対し、液晶1305の屈折
率は1.7 程度となる。On the other hand, as shown in FIG.
When an electric field is applied to the polymer liquid crystal composite layer by connecting a power supply between the liquid crystal 2130 and the polymer liquid crystal 1304, the alignment direction of the polymer 1304 remains unchanged, whereas only the liquid crystal 1305 is perpendicular to the electric field direction, that is, It is oriented in a direction parallel to the substrates 1301 and 1308. Therefore, the substrates 1301 and 130
In the electric field direction perpendicular to 8, the refractive index of the polymer 1304 remains about 1.5, whereas the refractive index of the liquid crystal 1305 is about 1.7.
【0152】従って、電界方向における高分子1304
と液晶1305での屈折率の差は0.2程度となり、基板
1301,1308と垂直な方向から入射した光は従来
の2倍程度で散乱することになる。この為、この時この
素子は、電界方向において、白く白濁する。二つの電極
間に10KHz,20Vなる交流電界を印加したところ、透過率
は5%であった。Therefore, the polymer 1304 in the electric field direction
The difference between the refractive index of the liquid crystal 1305 and that of the liquid crystal 1305 is about 0.2, and light incident from a direction perpendicular to the substrates 1301 and 1308 is scattered about twice as much as the conventional one. Therefore, at this time, the element becomes white and cloudy in the direction of the electric field. When an AC electric field of 10 KHz and 20 V was applied between the two electrodes, the transmittance was 5%.
【0153】また、上記実施例では、液晶高分子複合層
を配向させるためのラビング処理は不必要であり、垂直
配向処理だけでよいので工程が簡略化される利点があ
る。また、電圧無印加の状態で液晶が垂直配向している
ので紫外線に対して寿命が長くなる。Further, in the above embodiment, the rubbing treatment for aligning the liquid crystal polymer composite layer is unnecessary, and only the vertical alignment treatment is required. Therefore, there is an advantage that the process is simplified. In addition, since the liquid crystal is vertically aligned in the state where no voltage is applied, the life is prolonged with respect to ultraviolet rays.
【0154】尚、高分子としては液晶と混合しても、液
晶相を示す物であり、高分子中にベンゼン骨格、好まし
くはビフェニル骨格が導入されているものである。更
に、液晶相で紫外線の照射により重合できなければなら
ない。また、高分子中にベンゼン骨格を有しなくとも、
液晶とともに配向する高分子であれば同様に用いること
ができる。Incidentally, the polymer is a material which exhibits a liquid crystal phase even when mixed with liquid crystal, and has a benzene skeleton, preferably a biphenyl skeleton, introduced into the polymer. Furthermore, it must be able to polymerize in the liquid crystal phase by irradiation with ultraviolet light. Also, even if the polymer does not have a benzene skeleton,
Any polymer can be used as long as it is a polymer that aligns with the liquid crystal.
【0155】(実施例14)本実施例は、熱硬化型高分
子を用いた例である。基本的構成は、図14に示す実施
例13と同様である。(Embodiment 14) This embodiment is an example using a thermosetting polymer. The basic configuration is the same as that of the thirteenth embodiment shown in FIG.
【0156】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板の表面に電極を蒸着法により形成した。
これらの基板をLP−8T(商品名,信越シリコン製)
の2%溶液に30分浸して水洗いして130℃にて乾燥し配向
膜とした。これら二枚の基板の配向膜表面を向かい合わ
せてセル厚10μmになるように固定した。この間隙にエ
ポキシ系樹脂と液晶とを1:9での割合で100 ℃にて混
合したものを封入した。エポキシ系樹脂としてYDF−
170(商品名,東都化成製)を使用し、硬化剤121
(商品番号,油化シェル製)を添加した。液晶として
は、RDN00775(製品番号,ロディック社製)を
使用した。引続き、エポキシ系樹脂と液晶との混合物を
徐冷し、これらをを配向させ、室温にて1日放置するこ
とにより、エポキシ系樹脂を硬化させると共に液晶と高
分子とを相分離させた。A method for manufacturing this device will be described. First, electrodes were formed on the surfaces of two substrates by a vapor deposition method.
These substrates are LP-8T (trade name, manufactured by Shin-Etsu Silicon)
Immersed in a 2% solution for 30 minutes, washed with water and dried at 130 ° C. to form an alignment film. The two substrates were fixed so that the alignment film surfaces faced each other to have a cell thickness of 10 μm. In this gap, a mixture of an epoxy resin and liquid crystal mixed at a ratio of 1: 9 at 100 ° C. was sealed. YDF- as epoxy resin
170 (trade name, manufactured by Toto Kasei) and a curing agent 121
(Product number, manufactured by Yuka Shell) was added. As the liquid crystal, RDN007775 (product number, manufactured by Roddick) was used. Subsequently, the mixture of the epoxy-based resin and the liquid crystal was gradually cooled, and these were orientated and allowed to stand at room temperature for one day to cure the epoxy-based resin and phase-separate the liquid crystal and the polymer.
【0157】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、透過率は40%であった。The polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured as described above was almost transparent when no voltage was applied, and had a transmittance of 40%.
【0158】また、二つの電極間に10KHz,10Vなる交流
電界を印加したところ、高分子と液晶の屈折率の差によ
り、光散乱状態となった。光散乱状態における透過率は
10%であった。When an AC electric field of 10 KHz and 10 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer and the liquid crystal. The transmittance in the light scattering state is
10%.
【0159】尚、高分子としては、は液晶と混合しても
しかも、液晶相を示し、液晶相で熱硬化重合できるもの
で、高分子骨格中にベンゼン骨格、好ましくはビフェニ
ル骨格が導入されていれば液晶との親和性が向上するの
で配向しやすくなり好都合である。また、高分子中にベ
ンゼン骨格を有しなくとも、液晶とともに配向する高分
子であれば同様に用いることができる。たとえば、4,
4′−n−プロピルビフェニル−ω,ω′−ジイソシア
ネートとビフェニルのジオールを混合し重合させること
もできる。The polymer is a polymer which, when mixed with liquid crystal, exhibits a liquid crystal phase and can be thermoset polymerized in the liquid crystal phase. A benzene skeleton, preferably a biphenyl skeleton, is introduced into the polymer skeleton. If this is the case, the affinity with the liquid crystal is improved, so that the alignment is facilitated, which is convenient. Even if the polymer does not have a benzene skeleton, any polymer can be used as long as it is aligned with the liquid crystal. For example, 4,
4'-n-propylbiphenyl-ω, ω'-diisocyanate and a biphenyl diol may be mixed and polymerized.
【0160】(実施例15)本実施例は、熱可塑型高分
子を用いたものである。基本的構成は、図14に示す実
施例13と同様である。(Embodiment 15) This embodiment uses a thermoplastic polymer. The basic configuration is the same as that of the thirteenth embodiment shown in FIG.
【0161】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板の表面に電極を蒸着法により形成した。
これらの基板をLP−8T(商品名,信越シリコン製)
の2%溶液に30分浸して水洗いし130℃にて乾燥し配向膜
とした。これら二枚の基板の配向膜表面を向かい合わせ
てセル厚10μmになるように固定した。この間隙に熱可
塑樹脂ポリαメチルスチレンと液晶とを100 ℃にて混合
したものを封入した。液晶としてはRDN00775
(製品番号,ロディック社製)を使用した。引続き、熱
可塑樹脂ポリαメチルスチレンと液晶とを混合したもの
を徐冷し、これらを配向させ、室温とすることにより、
熱可塑樹脂ポリαメチルスチレンを硬化させると共に液
晶と高分子とに相分離させた。A method for manufacturing this device will be described. First, electrodes were formed on the surfaces of two substrates by a vapor deposition method.
These substrates are LP-8T (trade name, manufactured by Shin-Etsu Silicon)
Immersed in a 2% solution for 30 minutes, washed with water, and dried at 130 ° C. to form an alignment film. The two substrates were fixed so that the alignment film surfaces faced each other to have a cell thickness of 10 μm. A mixture of the thermoplastic resin poly-α-methylstyrene and the liquid crystal at 100 ° C. was sealed in the gap. RDN007775 as the liquid crystal
(Product number, manufactured by Roddick) was used. Subsequently, the mixture of the thermoplastic resin poly-α-methylstyrene and the liquid crystal was gradually cooled, and these were oriented to room temperature.
The thermoplastic resin poly-α-methylstyrene was cured and phase-separated into liquid crystal and polymer.
【0162】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、透過率は50%であった。The polymer-dispersed liquid crystal display device thus manufactured was almost transparent and had a transmittance of 50% when no voltage was applied.
【0163】また、二つの電極間に10KHz,6Vなる交流電
界を印加したところ、高分子と液晶の屈折率の差によ
り、光散乱状態となった。光散乱状態における透過率は
10%であった。When an AC electric field of 10 KHz and 6 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer and the liquid crystal. The transmittance in the light scattering state is
10%.
【0164】この特性はそれほど良好な特性ではない
が、熱可塑樹脂の構造を最適化すれば更に特性の向上が
期待される。具体的にはビフェニル基を側鎖あるいは主
鎖に導入するなど、液晶分子となじみやすい骨格を導入
すれば良い。Although this characteristic is not so good, further improvement of the characteristic is expected if the structure of the thermoplastic resin is optimized. Specifically, a skeleton that is easily compatible with liquid crystal molecules, such as a biphenyl group introduced into a side chain or a main chain, may be introduced.
【0165】尚、高分子としては、は使用温度より高温
で液晶と相溶し、更に相溶した液晶相で配向し、冷却し
て高分子と液晶を相分離できる熱可塑性高分子であれば
同様に用いることができる。The polymer is a thermoplastic polymer which is compatible with the liquid crystal at a temperature higher than the use temperature, is further aligned in the compatible liquid crystal phase, and can be cooled to phase-separate the polymer and the liquid crystal. It can be used similarly.
【0166】(実施例16)本実施例は、高分子液晶を
用いたものである。基本的構成は、図14に示す実施例
13と同様である。(Embodiment 16) This embodiment uses a polymer liquid crystal. The basic configuration is the same as that of the thirteenth embodiment shown in FIG.
【0167】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板の表面に電極を蒸着法により形成した。
これらの基板をLP−8T(商品名,信越シリコン製)
の2%溶液に30分浸して水洗いし130℃にて乾燥し配向膜
とした。これら二枚の基板の配向膜表面を向かい合わせ
てセル厚10μmになるように固定した。この間隙に化1
0に示すシアノビフェノール基を有する側鎖型高分子液
晶と液晶とを120℃にて混合したものを封入した。液晶
としは、RDN00775(製品番号,ロディック社
製)を使用した。引続き、側鎖型高分子液晶と液晶との
混合物を徐冷して、これらを配向させ、70℃として液晶
と高分子液晶を相分離させた。A method for manufacturing this device will be described. First, electrodes were formed on the surfaces of two substrates by a vapor deposition method.
These substrates are LP-8T (trade name, manufactured by Shin-Etsu Silicon)
Immersed in a 2% solution for 30 minutes, washed with water, and dried at 130 ° C. to form an alignment film. The two substrates were fixed so that the alignment film surfaces faced each other to have a cell thickness of 10 μm. The gap 1
A mixture of a side chain type polymer liquid crystal having a cyanobiphenol group shown in FIG. 0 and a liquid crystal at 120 ° C. was enclosed. As the liquid crystal, RDN007775 (product number, manufactured by Roddick) was used. Subsequently, the mixture of the side-chain type polymer liquid crystal and the liquid crystal was gradually cooled to align them, and the temperature was set to 70 ° C. to cause phase separation between the liquid crystal and the polymer liquid crystal.
【0168】[0168]
【化10】 Embedded image
【0169】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、透過率は80%であった。The polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured as described above was almost transparent when no voltage was applied, and had a transmittance of 80%.
【0170】また、二つの電極間に10KHz,10Vなる交流
電界を印加したところ、高分子と液晶の屈折率の差によ
り、光散乱状態となった。光散乱状態における透過率は
10%であった。When an AC electric field of 10 KHz and 10 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer and the liquid crystal. The transmittance in the light scattering state is
10%.
【0171】尚、高分子としては、液晶は使用温度より
高温で液晶と相溶し、更に相溶した液晶相で配向し、冷
却して高分子と液晶を使用温度にて相分離できるもので
あれば側鎖型主鎖型を問わず同様に用いることができ
る。たとえば、化11〜化18などの高分子液晶を用い
ることができる。もちろんここに示した高分子はほんの
一例であり、液晶との組合せ等により、構造の最適化を
図ることが望ましい。As the polymer, the liquid crystal is compatible with the liquid crystal at a temperature higher than the use temperature, is further aligned in the compatible liquid crystal phase, and can be cooled to phase separate the polymer and the liquid crystal at the use temperature. If there is, it can be used similarly regardless of the side chain type main chain type. For example, a polymer liquid crystal represented by Chemical Formulas 11 to 18 can be used. Of course, the polymer shown here is only an example, and it is desirable to optimize the structure by combining it with a liquid crystal or the like.
【0172】また、本実施例において、液晶と高分子液
晶との相溶性が悪い場合には液晶と高分子液晶の共溶媒
を用いることもできる。この場合、高分子液晶としては
共溶媒を混合した時点で液晶相となるものを使用し、配
向させた後に溶媒を留去し、液晶と高分子液晶とを相分
離させると良い。In this embodiment, when the compatibility between the liquid crystal and the polymer liquid crystal is poor, a cosolvent of the liquid crystal and the polymer liquid crystal can be used. In this case, it is preferable to use a polymer liquid crystal which becomes a liquid crystal phase when a co-solvent is mixed, and after the alignment, distill off the solvent and phase-separate the liquid crystal and the polymer liquid crystal.
【0173】[0173]
【化11】 Embedded image
【0174】[0174]
【化12】 Embedded image
【0175】[0175]
【化13】 Embedded image
【0176】[0176]
【化14】 Embedded image
【0177】[0177]
【化15】 Embedded image
【0178】[0178]
【化16】 Embedded image
【0179】[0179]
【化17】 Embedded image
【0180】[0180]
【化18】 Embedded image
【0181】(実施例17)本実施例は、実施例13、
実施例14、実施例15及び実施例16において反射型
としたものである。基本的構成は、図14に示す実施例
13と同様である。ただ、図14において基板1308
上に形成した電極1307を透明導電材料からアルミニ
ウム等の金属材料にしたものである。(Embodiment 17) This embodiment relates to Embodiment 13
It is a reflection type in Examples 14, 15, and 16. The basic configuration is the same as that of the thirteenth embodiment shown in FIG. However, in FIG.
The electrode 1307 formed thereon is made of a transparent conductive material and made of a metal material such as aluminum.
【0182】本実施例では、電極1307が反射層を兼
ねる為、実施例13と同じセル厚とした場合、散乱時の
透過率(反射率)を半減することができた。即ちコント
ラストが2倍となった。実施例13と同じコントラスト
を得るには半分のセル厚で良いため駆動電圧を半分にで
きる利点がある。具体的には、セル厚5μmで駆動電圧5V
とすることができた。In this embodiment, since the electrode 1307 also serves as the reflection layer, when the cell thickness is the same as that in Embodiment 13, the transmittance (reflectance) at the time of scattering can be reduced by half. That is, the contrast was doubled. In order to obtain the same contrast as in the thirteenth embodiment, half the cell thickness is sufficient, so that there is an advantage that the driving voltage can be reduced to half. Specifically, with a cell thickness of 5 μm and a driving voltage of 5 V
And could be.
【0183】(実施例18)本発明の第18の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図15に示す。本実施
例は、複合2端子素子であるMIM素子を組み合わせた
ものである。基本的構成は、図14に示す実施例13と
同様である。ただ、一方の基板1808にMIM素子を
形成したものである。Embodiment 18 FIG. 15 shows a polymer-dispersed liquid crystal display device according to an eighteenth embodiment of the present invention. This embodiment combines a MIM element which is a composite two-terminal element. The basic configuration is the same as that of the thirteenth embodiment shown in FIG. However, an MIM element is formed on one substrate 1808.
【0184】この素子の作製法について説明する。先
ず、一方の基板1808の表面に電極1811としてタ
ンタルを蒸着し、表面を酸化して絶縁層1810とし
た。この上に画素電極1809としてアルミニュウムを
蒸着した。このようにMIM素子を形成した基板と、電
極1802の形成された基板1801とをLP−8T
(商品名,信越シリコン製)の2%溶液に30分浸して水
洗いし130℃にて乾燥し配向膜1803,1806とし
た。これら二枚の基板1801,1808の配向膜18
03,1806を向かい合わせてセル厚7μmになるよう
に固定した。A method for manufacturing this device will be described. First, tantalum was deposited as an electrode 1811 on the surface of one substrate 1808, and the surface was oxidized to form an insulating layer 1810. Aluminum was deposited thereon as a pixel electrode 1809. The substrate on which the MIM element is formed and the substrate 1801 on which the electrode 1802 is formed are connected to LP-8T
(Trade name, manufactured by Shin-Etsu Silicon) was immersed in a 2% solution for 30 minutes, washed with water, and dried at 130 ° C. to form alignment films 1803 and 1806. The alignment film 18 of these two substrates 1801 and 1808
03,1806 were fixed to face each other so as to have a cell thickness of 7 μm.
【0185】この間隙にパラフェニルフェノールメタク
リル酸エステルと液晶を1:10で100 ℃にて混合した
ものを封入した。液晶としては、RDN00775(製
品番号,ロディック社製)を使用した。引続き、パラフ
ェニルフェノールメタクリル酸エステルと液晶の混合物
を徐冷し、これらを配向させ、室温にて紫外線を照射す
ることにより、パラフェニルフェノールメタクリル酸エ
ステルを硬化させると共に液晶1805と高分子180
4とを相分離させた。In this gap, a mixture of paraphenylphenol methacrylate and liquid crystal mixed at 1:10 at 100 ° C. was sealed. As the liquid crystal, RDN007775 (product number, manufactured by Roddick) was used. Subsequently, the mixture of the paraphenylphenol methacrylate and the liquid crystal is gradually cooled, and the mixture is oriented, and irradiated with ultraviolet rays at room temperature, whereby the paraphenylphenol methacrylate is cured, and the liquid crystal 1805 and the polymer 180 are cured.
And 4 were phase separated.
【0186】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、反射率50%が得られた。The polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured as described above was almost transparent under the condition that no voltage was applied, and a reflectance of 50% was obtained.
【0187】また、二つの電極間に10KHz,7Vなる交流電
界を印加したところ、高分子1104と液晶1105の
屈折率の差により、光散乱状態となった。光散乱状態に
おける、反射率は5%であった。本実施例では走査線数4
00 本、信号線数640 本なる表示体の試作を行ったが、
全画面で均一な表示を得ることができた。このように、
一方の基板に反射層を形成することにより、MIM素子
と組み合わせることが可能となり、大容量表示体への応
用が可能となった。When an AC electric field of 10 KHz and 7 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer 1104 and the liquid crystal 1105. In the light scattering state, the reflectance was 5%. In this embodiment, the number of scanning lines is 4
We prototyped a display with 00 lines and 640 signal lines.
A uniform display was obtained on all screens. in this way,
By forming a reflective layer on one of the substrates, it was possible to combine with a MIM element, and application to a large-capacity display became possible.
【0188】尚、高分子としては、は実施例14、実施
例15及び実施例16に示した高分子でも良い。本実施
例では、反射膜を兼ねる電極1809は、MIM素子の
形成された基板1808に設けたが、基板1808と対
向する基板1801の電極1802上に反射層を兼ねさ
せるか、その上に反射層を積層させることもできる。 (実施例19)本発明の第19の実施例に係る高分子分
散型液晶表示素子を図16に示す。本実施例は、3端子
素子であるTFT素子を組み合わせたものである。基本
的構成は、図14に示す実施例16と同様である。た
だ、基板1908にTFT素子を形成した点が異なる。Incidentally, as the polymer, the polymers shown in Examples 14, 15 and 16 may be used. In this embodiment, the electrode 1809 also serving as a reflective film is provided on the substrate 1808 on which the MIM element is formed. However, the electrode 1809 of the substrate 1801 facing the substrate 1808 may also serve as a reflective layer, or may have a reflective layer Can be laminated. (Embodiment 19) FIG. 16 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a nineteenth embodiment of the present invention. In the present embodiment, a TFT element which is a three-terminal element is combined. The basic configuration is the same as that of the embodiment 16 shown in FIG. The only difference is that a TFT element is formed on a substrate 1908.
【0189】この素子の作製法について説明する。先
ず、一方の基板1908の表面にゲート電極1917を
形成してその上にゲート絶縁層1916を設け、さらに
半導体層1915、ドレイン電極1914、ソース電極
1913、反射層を兼ねる画素電極1909を形成し
た。このようにTFT素子を形成した基板1908の上
に配向膜1906を形成した。他方の基板1901につ
いては、電極1902を形成して、その上に配向膜19
03を形成した。この配向処理は実施例13に同じであ
る。次に、これらの基板1901,1908を組み合わ
せ、セル厚7μmとなるように固定して周囲をモールドし
た。A method for manufacturing this device will be described. First, a gate electrode 1917 was formed over the surface of one substrate 1908, a gate insulating layer 1916 was provided thereover, and a semiconductor layer 1915, a drain electrode 1914, a source electrode 1913, and a pixel electrode 1909 also serving as a reflective layer were formed. An alignment film 1906 was formed on the substrate 1908 on which the TFT element was formed as described above. On the other substrate 1901, an electrode 1902 is formed, and an orientation film 19
03 was formed. This orientation treatment is the same as in the thirteenth embodiment. Next, these substrates 1901 and 1908 were combined, fixed so as to have a cell thickness of 7 μm, and molded around.
【0190】この間隙にシアノビフェノール基を有する
側鎖型高分子液晶と液晶とを120℃にて混合したものを
封入した。液晶としては、RD00775(製品番号,
ロディック社製)を使用した。引続き、側鎖型高分子液
晶と液晶との混合物を徐冷し、これらを配向させ、70℃
として液晶と高分子液晶を相分離させた。A mixture of a side chain type polymer liquid crystal having a cyanobiphenol group and a liquid crystal at 120 ° C. was sealed in the gap. As the liquid crystal, RD00775 (product number,
Roddick). Subsequently, the mixture of the side-chain type polymer liquid crystal and the liquid crystal is gradually cooled, and these are oriented.
The liquid crystal and the polymer liquid crystal were phase-separated.
【0191】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、反射率50%が得られた。The polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured as described above was almost transparent when no voltage was applied, and a reflectance of 50% was obtained.
【0192】また、二つの電極間に10KHz,7Vなる交流電
界を印加したところ、高分子1904と液晶1905の
屈折率の差により、光散乱状態となった。光散乱状態に
おける、反射率は5%であった。本実施例では走査線数4
00 本、信号線数640 本なる表示体の試作を行ったが、
全画面で均一な表示を得ることができた。このように、
一方の基板に反射層を形成することにより、TFT素子
と組み合わせることが可能となり、大容量表示体への応
用が可能となった。When an AC electric field of 10 KHz and 7 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer 1904 and the liquid crystal 1905. In the light scattering state, the reflectance was 5%. In this embodiment, the number of scanning lines is 4
We prototyped a display with 00 lines and 640 signal lines.
A uniform display was obtained on all screens. in this way,
By forming a reflective layer on one of the substrates, it became possible to combine with a TFT element, and application to a large-capacity display became possible.
【0193】尚、高分子としては、は実施例16に示し
た高分子液晶のほか、実施例13、実施例14及び実施
例15に示した高分子も同様に用いることができる。上
記実施例では、MIM素子、TFT素子への応用につい
て反射型での実施例を示したが、もちろん表示素子部の
駆動電圧が低減されれば透過型でのMIM素子、TFT
素子への応用も実現できる。あるいは、MIM素子、T
FT素子の耐圧が向上すれば、そのまま透過モードでM
IM素子、TFT素子と組み合わせることができる。Incidentally, as the polymer, besides the polymer liquid crystal shown in Example 16, the polymer shown in Examples 13, 14 and 15 can be used in the same manner. In the above embodiment, the reflection type is applied to the MIM element and the TFT element. However, if the driving voltage of the display element portion is reduced, the transmission type MIM element and the TFT are used.
Application to elements can also be realized. Alternatively, a MIM element, T
If the breakdown voltage of the FT element improves, M
It can be combined with an IM element and a TFT element.
【0194】実施例13〜19では二枚の基板を用いた
が、一枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することも
できる。また、セル厚についてもここに示した値でなく
とも良く、用途に合わせて決めれば良い。用いる配向膜
はLP−8T(商品名,信越シリコン製)に限らず、D
MOAP、ステアリン酸など、液晶を垂直配向させる物
を広く使用できる。また、配向処理は、一方の基板のみ
でも有効である。液晶は、負の誘電異方性を持つものを
用いることができる。また、液晶の複屈折率Δnはでき
るだけ大きい方がよい。Although the two substrates were used in Examples 13 to 19, a liquid crystal polymer composite layer can be formed on one substrate. Also, the cell thickness need not be the value shown here, and may be determined according to the application. The alignment film used is not limited to LP-8T (trade name, manufactured by Shin-Etsu Silicon).
Materials that vertically align liquid crystals, such as MOAP and stearic acid, can be widely used. In addition, the alignment treatment is effective for only one substrate. As the liquid crystal, a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy can be used. Further, the birefringence Δn of the liquid crystal is preferably as large as possible.
【0195】液晶の含有量は全体に対して50〜97%が最
適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対して
応答しなくなり、また、これより多いとコントラストが
取れなくなる。液晶中に2色性色素、例えばS−314
(製品番号,三井東圧化学製)を混入すれば、電界印加
により色素の色に散乱、電界除去で透明となる。高分子
の屈折率については、複屈折性を有し、常光屈折率が液
晶の常光屈折率と同じになる物が望ましい。The content of the liquid crystal is optimally 50 to 97% based on the whole. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. Dichroic dye in liquid crystal, for example, S-314
(Product number, manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals), the color of the dye is scattered by the application of an electric field, and becomes transparent by the removal of the electric field. Regarding the refractive index of the polymer, it is preferable that the polymer has birefringence and the ordinary light refractive index is the same as the ordinary light refractive index of the liquid crystal.
【0196】本発明は以上の実施例のみならず、コンピ
ュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調光ミ
ラーなどに応用が可能である。The present invention can be applied not only to the above embodiments but also to computer displays, light control elements, light valves, light control mirrors and the like.
【0197】(実施例20)本発明の第20の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図18に示す。本実施
例は、高分子前駆体として光重合性前駆体を用いたもの
である。その製造装置の概念図を、図17に示す。(Embodiment 20) FIG. 18 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a twentieth embodiment of the present invention. In this example, a photopolymerizable precursor was used as a polymer precursor. FIG. 17 shows a conceptual diagram of the manufacturing apparatus.
【0198】この素子の製造方法について説明する。先
ず、二枚の基板2001,2008の表面に電極200
2,2007を蒸着法により形成した。これらの電極2
002,2007の表面にポリイミドとしてJIB(商
品名,日本合成ゴム(株)製)の2%溶液を2000r.p.m.
にてスピンコートして配向膜2003,2006とし
た。これらの配向膜2003,2006を150 ℃にて焼
成した。その後、この配向膜2003,2006の表面
をさらし木綿で一方向に擦った。擦る方向は二枚の基板
を組み合わせたときに擦る方向がほぼ平行となるように
した。これら二枚の基板2001,2008の配向膜2
003,2006を向かい合わせて、セル厚が10μmに
なるように固定した。A method for manufacturing this device will be described. First, the electrodes 200 are placed on the surfaces of the two substrates 2001 and 2008.
2,2007 was formed by an evaporation method. These electrodes 2
On the surface of 002 and 2007, a 2% solution of JIB (trade name, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was used as a polyimide at 2000 rpm.
And spin-coated to obtain alignment films 2003 and 2006. These alignment films 2003 and 2006 were fired at 150 ° C. Thereafter, the surfaces of the alignment films 2003 and 2006 were exposed and rubbed in one direction with cotton. The rubbing direction was such that the rubbing directions when the two substrates were combined were substantially parallel. Alignment film 2 of these two substrates 2001 and 2008
003 and 2006 were fixed so that the cell thickness became 10 μm.
【0199】この間隙にパラフェニルフェノールメタク
リル酸エステルとネマチック液晶を1:10で100 ℃に
て混合したものを封入した。ネマチック液晶としては、
LV−R2(製品番号,ロディック社製)を使用し、カ
イラル成分として、S−1011(製品番号,メルク社
製)を1%混合した。引続き、パラフェニルフェノール
メタクリル酸エステルとネマチック液晶の混合物を徐冷
し、これらを配向させ、室温にて、図17に示すように
紫外線照射装置2009により紫外線を照射した。これ
により、パラフェニルフェノールメタクリル酸エステル
が硬化すると共に高分子2004と液晶2005として
相分離した。In this gap, a mixture of paraphenylphenol methacrylate and nematic liquid crystal mixed at 1:10 at 100 ° C. was sealed. As a nematic liquid crystal,
Using LV-R2 (product number, manufactured by Roddick), 1% of S-1011 (product number, manufactured by Merck) was mixed as a chiral component. Subsequently, the mixture of the paraphenylphenol methacrylate and the nematic liquid crystal was gradually cooled to orient them, and was irradiated with ultraviolet rays at room temperature by an ultraviolet irradiation apparatus 2009 as shown in FIG. As a result, the paraphenylphenol methacrylate was cured, and the polymer 2004 and the liquid crystal 2005 were phase-separated.
【0200】紫外線照射装置2009では、紫外線照射
用ランプとして、4Wの紫外線蛍光灯(NEC社製GL
−4殺菌ランプ)を2本用い、ランプから1センチ離れ
た位置において表示素子に対して紫外線を20分照射し
た。この紫外線蛍光灯は254nmに発光強度のピークがあ
り、照射量は 5mW/cm2である。また、ランプの照射量を
強くすると、生成する高分子の粒径が小さくなり、散乱
強度を稼げない。しかも、高分子の粒径を小さくする
と、液晶中に高分子粒子が浮遊する構造となり、配向し
て重合固定されるはずの高分子粒子が固定されず、電界
により泳動するので安定した表示が得られない。In the ultraviolet irradiation device 2009, a 4 W ultraviolet fluorescent lamp (GL manufactured by NEC) was used as an ultraviolet irradiation lamp.
-4 sterilizing lamp), and the display element was irradiated with ultraviolet rays for 20 minutes at a position 1 cm away from the lamp. This ultraviolet fluorescent lamp has an emission intensity peak at 254 nm, and the irradiation amount is 5 mW / cm 2 . Also, when the irradiation amount of the lamp is increased, the particle size of the generated polymer becomes small, and the scattering intensity cannot be obtained. In addition, when the particle size of the polymer is reduced, the structure is such that the polymer particles float in the liquid crystal, and the polymer particles that are supposed to be aligned and polymerized and fixed are not fixed. I can't.
【0201】そのため、紫外線照射用ランプの照射量は
50mW/cm2以下が望ましく、更に望ましくは10mW/cm2以下
が良い。つまり、弱い発光強度でゆっくり時間をかけて
重合させるのがよい。以上の条件を満足すれば光重合用
蛍光灯でなくとも他のランプを用いることができる。Therefore, the irradiation amount of the ultraviolet irradiation lamp is
It is preferably 50 mW / cm 2 or less, more preferably 10 mW / cm 2 or less. That is, it is preferable that the polymerization is carried out slowly at a low luminescence intensity over a long period of time. If the above conditions are satisfied, other lamps can be used instead of fluorescent lamps for photopolymerization.
【0202】このようにして製造した素子の断面の電子
顕微鏡写真を図19に示す。図19から、生成した高分
子の粒子が配向方向に沿って配列していることが判る。FIG. 19 shows an electron micrograph of a cross section of the device thus manufactured. From FIG. 19, it can be seen that the generated polymer particles are arranged along the orientation direction.
【0203】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、透過率80%が得られた。The polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured in this manner was almost transparent under the condition that no voltage was applied, and a transmittance of 80% was obtained.
【0204】また、二つの電極間に10KHz,20Vなる交流
電界を印加したところ、高分子と液晶の屈折率の差によ
り、光散乱状態となった。このときの透過率は、1%で
あった。また、図20に示すように印加電圧に対する透
過光変化における閾特性は急峻となり、その結果、時分
割駆動法で走査線数16本を走査することができた。When an AC electric field of 10 KHz and 20 V was applied between the two electrodes, a light scattering state occurred due to the difference in the refractive index between the polymer and the liquid crystal. At this time, the transmittance was 1%. Further, as shown in FIG. 20, the threshold characteristic in the change of the transmitted light with respect to the applied voltage became steep, and as a result, 16 scanning lines could be scanned by the time division driving method.
【0205】尚、高分子としては、前駆体にはビフェニ
ル骨格など液晶の骨格に似た骨格を含んでいれば広く用
いることができる。また、重合活性部の構造は紫外線重
合できる物であればエチレン骨格に限らない。たとえば
エポキシ系の高分子前駆体を用いることができる。本実
施例は基板に垂直配向処理した場合にも応用できる。 (実施例21)本実施例は、高分子前駆体として熱重合
性前駆体を用いたものである。基本的構成は、図18に
示す実施例20と同様である。The polymer can be widely used as long as the precursor contains a skeleton similar to a liquid crystal skeleton such as a biphenyl skeleton. Further, the structure of the polymerization active portion is not limited to an ethylene skeleton as long as it can be polymerized by ultraviolet rays. For example, an epoxy polymer precursor can be used. This embodiment can also be applied to a case where a vertical alignment process is performed on a substrate. (Example 21) In this example, a thermopolymerizable precursor was used as a polymer precursor. The basic configuration is the same as that of the embodiment 20 shown in FIG.
【0206】この素子の製造方法について説明する。先
ず、二枚の基板の表面に電極層を蒸着法により形成し
た。これらの基板表面にポリイミドとしてSP−740
(商品名,東レ社製)の2%溶液を2000r.p.m.にてスピ
ンコートして配向膜とした。これらの基板を250 ℃にて
焼成した。その後,この配向膜表面をさらし木綿で一方
向に擦った。擦る方向は二枚の基板を組み合わせたとき
に擦る方向がほぼ平行となるようにした。これら二枚の
基板の配向膜表面を向かい合わせて、セル厚が10μmに
なるように固定した。A method for manufacturing this device will be described. First, electrode layers were formed on the surfaces of two substrates by a vapor deposition method. SP-740 as polyimide on the surface of these substrates
A 2% solution (trade name, manufactured by Toray Industries, Inc.) was spin-coated at 2000 rpm to form an alignment film. These substrates were fired at 250 ° C. Thereafter, the surface of the alignment film was exposed and rubbed in one direction with cotton. The rubbing direction was such that the rubbing directions when the two substrates were combined were substantially parallel. The surfaces of the alignment films of these two substrates were fixed to each other so that the cell thickness became 10 μm.
【0207】この間隙にエポキシ系樹脂とネマチック液
晶とを1:9の割合で100 ℃で混合したもの封入した。
エポキシ系樹脂としては、YDF−170(商品名,東
都化成製)を使用し、硬化剤121(商品名,油化シェ
ル製)を添加した。ネマチック液晶としては、LV−R
2(製品番号,ロディック社製)を使用し、カイラル成
分としてS−1011(製品番号,メルク社製)を1%
混合した。引続き、エポキシ系樹脂とネマチック液晶の
混合物を徐冷し、これらを配向させ、温度コントローラ
(図17参照)を用いて50℃にて2時間放置して、エポ
キシ系樹脂を硬化させると共に液晶と高分子を相分離さ
せた。このように形成した高分子粒子の形状は図19に
類似する物であった。熱硬化条件は用いる高分子前駆体
により異なるので、その都度温度及び硬化時間を調整す
ることが望ましい。要するに図19に示したような構造
になるように硬化温度を決めることである。The gap was filled with a mixture of an epoxy resin and a nematic liquid crystal mixed at a ratio of 1: 9 at 100 ° C.
As the epoxy resin, YDF-170 (trade name, manufactured by Toto Kasei) was used, and a curing agent 121 (trade name, manufactured by Yuka Shell) was added. As the nematic liquid crystal, LV-R
2 (product number, manufactured by Roddick) and 1% S-1011 (product number, manufactured by Merck) as a chiral component
Mixed. Subsequently, the mixture of the epoxy resin and the nematic liquid crystal was gradually cooled, and the mixture was oriented. The mixture was allowed to stand at 50 ° C. for 2 hours using a temperature controller (see FIG. 17) to cure the epoxy resin and at the same time to form a liquid crystal. The molecules were allowed to phase separate. The shape of the polymer particles thus formed was similar to FIG. Since the thermosetting conditions vary depending on the polymer precursor used, it is desirable to adjust the temperature and the curing time each time. The point is to determine the curing temperature so as to obtain the structure shown in FIG.
【0208】尚、高分子としては、前駆体にはビフェニ
ル骨格など液晶の骨格に似た骨格を含んでいれば広く用
いることができる。また、重合活性部の構造は熱重合で
きる物であればエポキシ骨格に限らない。The polymer can be widely used as long as the precursor contains a skeleton similar to a liquid crystal skeleton such as a biphenyl skeleton. The structure of the polymerization active portion is not limited to an epoxy skeleton as long as it can be thermally polymerized.
【0209】(実施例22)本実施例は、高分子として
熱可塑性高分子を用いたものである。基本的構成は、図
18に示す実施例20と同様である。(Embodiment 22) In this embodiment, a thermoplastic polymer is used as the polymer. The basic configuration is the same as that of the embodiment 20 shown in FIG.
【0210】この素子の製造方法について説明する。先
ず、二枚の基板の表面に電極層を蒸着法により形成し
た。これらの基板表面にポリイミドとしてSP−740
(商品名,東レ社製)の2%溶液を2000r.p.m.にてスピ
ンコートして配向膜とした。これらの基板を250 ℃にて
焼成した。その後、この配向膜表面をさらし木綿て一方
向に擦った。擦る方向は二枚の基板を組み合わせたとき
に擦る方向がほぼ平行となるようにした。これらの二枚
の基板の配向膜表面を向かい合わせて、セル厚が10μm
になるように固定した。A method for manufacturing this device will be described. First, electrode layers were formed on the surfaces of two substrates by a vapor deposition method. SP-740 as polyimide on the surface of these substrates
A 2% solution (trade name, manufactured by Toray Industries, Inc.) was spin-coated at 2000 rpm to form an alignment film. These substrates were fired at 250 ° C. Thereafter, the surface of the alignment film was exposed and rubbed in one direction with cotton. The rubbing direction was such that the rubbing directions when the two substrates were combined were substantially parallel. With the alignment film surfaces of these two substrates facing each other, the cell thickness is 10 μm.
Fixed so that
【0211】この間隙にポリα−メチルスチレンとネマ
チック液晶とを120℃にて15:85の比率で混合した
ものを封入した。ネマチック液晶としては、LV−R2
(製品番号,ロディック社製)を用い、カイラル成分と
してS−1011(製品番号,メルク社製)を1%添加
した。液晶相にて液晶と高分子との混合物を配向させ温
度コントローラ(図17参照)により50℃/min の冷却
速度で冷却し、室温として、液晶と高分子液晶を相分離
させた。このように生成した高分子粒子の形状は図19
に類似した物であった。A mixture of poly α-methylstyrene and nematic liquid crystal mixed at 120 ° C. at a ratio of 15:85 was sealed in the gap. As a nematic liquid crystal, LV-R2
(Product No., manufactured by Roddick) and 1% of S-1011 (Product No., manufactured by Merck) was added as a chiral component. The mixture of the liquid crystal and the polymer was oriented in the liquid crystal phase, cooled at a cooling rate of 50 ° C./min by a temperature controller (see FIG. 17), and brought to room temperature to separate the liquid crystal and the polymer liquid crystal. The shape of the polymer particles thus formed is shown in FIG.
It was similar to
【0212】このようにして製作された高分子分散型液
晶表示素子は、電圧無印加の状態において、ほとんど透
明であり、透過率20%が得られた。The polymer-dispersed liquid crystal display device manufactured as described above was almost transparent when no voltage was applied, and a transmittance of 20% was obtained.
【0213】また、二つの電極間に10KHz,10Vなる交流
電界を印加したところ、高分子と液晶の屈折率の差によ
り、光散乱状態となった。このときの透過率は、1%で
あった。When an AC electric field of 10 KHz and 10 V was applied between the two electrodes, a light scattering state was caused due to a difference in refractive index between the polymer and the liquid crystal. At this time, the transmittance was 1%.
【0214】尚、熱可塑性高分子は、上述したものに限
るものではなく、液晶と相溶してかつ相溶した状態で液
晶相を有する物で、使用温度では液晶と相分離している
物であれば用いることができる。また、この条件を満た
す高分子液晶も同様に用いることができる。The thermoplastic polymer is not limited to the above-mentioned one, but is a substance which is compatible with a liquid crystal and has a liquid crystal phase in a state of being compatible with the liquid crystal. Can be used. Further, a polymer liquid crystal satisfying this condition can also be used.
【0215】高分子を配向した状態で相分離させ、かつ
相分離した高分子の粒径を最も効率よく光散乱する粒径
に揃えるための冷却速度は、高分子の種類により異なる
ので図19に示した形状あるいはこれに類似した形状が
得られるようにその都度最適化するのが望ましい。The cooling rate for phase-separating the polymer in an oriented state and for adjusting the particle size of the phase-separated polymer to the particle size at which light scattering is most efficient differs depending on the type of the polymer. It is desirable to optimize each time to obtain the shape shown or similar.
【0216】尚、配向膜はここに示した物で無くともよ
く、物理的な意味の液晶を配向できるものを広く使用で
きる。また、配向処理は、一方の基板のみでも有効であ
る。二枚の基板表面を配向処理する場合には互いの配向
処理方向については用いる用途などに応じて最適化すれ
ば良い。The alignment film is not limited to the one shown here, and a film capable of aligning liquid crystal in a physical sense can be widely used. In addition, the alignment treatment is effective for only one substrate. When the surfaces of two substrates are subjected to the alignment treatment, the orientation of each other may be optimized according to the intended use.
【0217】液晶としては、コントラストを向上させる
為、屈折率異方性Δnのできるだけ大きいものがよい。
誘電異方性の負の物も用いることができるが、その際は
配向処理として垂直配向処理をしなければならない。液
晶の含有量は全体に対して50〜97%が最適である。液晶
含有量がこれより少ないと電界に対して応答しなくな
り、また、これより多いとコントラストが取れなくな
る。液晶中に混入させるカイラル成分はここに示した物
でなくとも用いることができる。混合する比率は液晶に
対して0.1 %から5%の間が望ましい。The liquid crystal preferably has a refractive index anisotropy Δn as large as possible in order to improve the contrast.
A negative substance having a dielectric anisotropy can be used, but in that case, a vertical alignment process must be performed as the alignment process. The optimum content of the liquid crystal is 50 to 97% based on the whole. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. The chiral component to be mixed in the liquid crystal can be used even if it is not the one shown here. The mixing ratio is preferably between 0.1% and 5% with respect to the liquid crystal.
【0218】上記実施例では二枚の基板を用いたが、一
枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することもでき
る。また、配向膜は両側基板に形成する必要はなく片側
基板処理だけでも効果を発揮する。また、セル厚につい
てもここに示した値でなくとも良く、用途に合わせて決
めれば良い。In the above embodiment, two substrates are used. However, a liquid crystal polymer composite layer can be formed on one substrate. In addition, it is not necessary to form an alignment film on both substrates, and an effect is exhibited only by processing one substrate. Also, the cell thickness need not be the value shown here, and may be determined according to the application.
【0219】紫外線照射装置および温度コントローラは
素子の片側に配置したが、両側に配置しても良い。Although the ultraviolet irradiation device and the temperature controller are arranged on one side of the element, they may be arranged on both sides.
【0220】本発明は以上の実施例のみならず、コンピ
ュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調光ミ
ラーなどに応用が可能である。もちろん、2端子素子、
3端子素子と組み合わせて大容量表示体を作製すること
も容易である。The present invention can be applied not only to the above embodiments but also to computer displays, light control elements, light valves, light control mirrors and the like. Of course, two-terminal elements,
It is easy to produce a large-capacity display in combination with a three-terminal element.
【0221】(実施例23)本発明の第23の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図21に示す。本実施
例は、液晶として正の誘電異方性を有するものでも、負
の誘電異方性を有する物でも使用することができるもの
である。(Embodiment 23) FIG. 21 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a twenty-third embodiment of the present invention. In this embodiment, either a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy or a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy can be used.
【0222】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板2301、2308の表面に電極230
2、2307を蒸着法により形成した。一方の基板23
01の表面にLP−8T(商品名,信越シリコン(株)
製)の0.5%アルコール溶液を2000r.p.m.にてスピンコ
ートして垂直配向膜2303とした。その後、この配向
膜2303を120℃にて焼成した。垂直配向処理はここ
に示した方法のほか、垂直あるいは垂直に近い角度で液
晶の配向する方法であれば広く用いることができる。他
方の基板2308の表面にポリイミドとして、JIB
(商品名,日本合成ゴム(株)製)の2%溶液(溶媒は
ジメチルアセトアミド)を2000r.p.m.にてスピンコート
して水平配向膜2306とした。この水平配向膜230
6を150 ℃にて焼成した。A method for manufacturing this device will be described. First, the electrode 230 is placed on the surface of the two substrates 2301 and 2308.
2, 2307 were formed by an evaporation method. One substrate 23
LP-8T (trade name, Shin-Etsu Silicon Co., Ltd.)
) Was spin-coated at 2000 rpm to form a vertical alignment film 2303. Thereafter, the alignment film 2303 was fired at 120 ° C. The vertical alignment treatment can be widely used as long as the liquid crystal is aligned vertically or at an angle close to vertical other than the method described here. JIB on the surface of the other substrate 2308 as polyimide
A 2% solution (trade name, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) (solvent: dimethylacetamide) was spin-coated at 2000 rpm to form a horizontal alignment film 2306. This horizontal alignment film 230
6 was fired at 150 ° C.
【0223】その後、この水平配向膜2306の表面を
さらし木綿で一方向に擦った。水平配向処理はここに示
した方法の他、ほかの高分子配向膜も用いることがで
き、ほかに斜方蒸着法、LB膜法など、液晶が配向する
方法であれば広く用いることができる。これら二枚の基
板2301,2308の配向膜2303,2306を向
かい合わせて、セル厚が10μmになるように固定した。
この間隙に紫外線硬化型高分子前駆体と液晶とを1:9
で100 ℃にて混合したものを封入した。紫外線硬化型高
分子前駆体としては、ビフェノールメタクリレートを使
用した。液晶としては、LV−R2(製品番号,ロディ
ック社製)を使用し、カイラル成分としてS−1011
(製品番号,メルク社製)を1%混合した。Then, the surface of the horizontal alignment film 2306 was exposed and rubbed in one direction with cotton. For the horizontal alignment treatment, in addition to the method shown here, other polymer alignment films can be used, and in addition, any method can be widely used as long as the liquid crystal is aligned, such as an oblique deposition method and an LB film method. The orientation films 2303 and 2306 of these two substrates 2301 and 308 were fixed to face each other so that the cell thickness became 10 μm.
In this gap, a UV curable polymer precursor and liquid crystal were mixed at a ratio of 1: 9.
The mixture mixed at 100 ° C. was sealed. Biphenol methacrylate was used as the ultraviolet-curable polymer precursor. LV-R2 (product number, manufactured by Roddick) was used as the liquid crystal, and S-1011 was used as a chiral component.
(Product number, manufactured by Merck) was mixed at 1%.
【0224】この紫外線硬化型高分子前駆体と液晶との
混合物を除冷して、これらを配向させ、紫外線を照射し
て紫外線硬化型高分子前駆体を重合させるとともに高分
子2304と液晶2305として相分離させた。高分子
2304及び液晶2305は、基板2301に近い部分
は、垂直配向膜2302の影響により、基板2301に
対して垂直方向に配向するが、基板2308に近い部分
は、水平配向膜2306により、基板2308に対して
平行方向に配向する。従って、この高分子液晶複合層に
電界を印加すると、正の誘電異方性を有する液晶を使用
した場合には、基板2308に近い範囲の液晶2305
が電界に対して応答し、逆に、負の誘電異方性を有する
液晶を使用した場合には、基板2301に近い範囲の液
晶2305が電界に対して応答することになる。The mixture of the ultraviolet-curable polymer precursor and the liquid crystal was cooled down, oriented, and irradiated with ultraviolet rays to polymerize the ultraviolet-curable polymer precursor and to form the polymer 2304 and the liquid crystal 2305. The phases were separated. The portion of the polymer 2304 and the liquid crystal 2305 which is close to the substrate 2301 is vertically oriented with respect to the substrate 2301 due to the influence of the vertical alignment film 2302, but the portion which is close to the substrate 2308 is formed by the horizontal alignment film 2306. Are oriented in parallel to. Therefore, when an electric field is applied to the polymer liquid crystal composite layer, when a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used, the liquid crystal 2305 in a range close to the substrate 2308 is used.
Responds to an electric field, and conversely, when a liquid crystal having negative dielectric anisotropy is used, the liquid crystal 2305 in a range close to the substrate 2301 responds to the electric field.
【0225】このようにして製造された素子の電気光学
特性を測定した。その結果を図22に示す。図22は、
二つの電極間に10KHz の交流電界を印加し、電圧値を変
化させた時の電圧値と透過率の関係を示している。従来
の素子の電気光学特性を図23に示す。両図を比較する
と明らかなように、本実施例は前述した実施例に比べ格
段に急峻性が改善されている。The electro-optical characteristics of the device manufactured as described above were measured. The result is shown in FIG. FIG.
The relationship between the voltage value and the transmittance when a 10 KHz AC electric field is applied between the two electrodes and the voltage value is changed is shown. FIG. 23 shows the electro-optical characteristics of the conventional element. As is clear from the comparison between the two figures, the present embodiment is significantly improved in steepness as compared with the above-described embodiment.
【0226】次に、本実施例の素子に時分割駆動波形を
印加した時のコントラストを測定した。コントラストは
1/4デューティで13:1、1/8デューティで5:
1、1/16デューティで3:1であった。従来は時分
割駆動は1/3デューティが限界であったので格段に改
善されている。Next, the contrast when a time-division driving waveform was applied to the device of this example was measured. The contrast is 13: 1 at 1/4 duty and 5: at 1/8 duty.
It was 3: 1 at 1, 1/16 duty. In the prior art, the time-division driving has been greatly improved since the 1/3 duty is limited.
【0227】尚、本実施例では液晶としては、正或いは
負の誘電異方性を有する液晶の何れもを使用することが
できる。液晶の含有量は全体に対して50〜97%が最適で
ある。液晶含有量がこれより少ないと電界に対して応答
しなくなり、また、これより多いとコントラストが取れ
なくなる。液晶中に混入させるカイラル成分はここに示
した物でなくとも用いることができる。但し、液晶のピ
ッチを決める旋回能が重要である。すなわち、カイラル
成分を混合したときの液晶のピッチは、P=1/34C
のように書き表せる。ここでPはピッチで単位はμm、
Cは濃度で単位は%である。濃度は0.1 %〜5%程度で
あり、ピッチに直すと0.29〜0.0059μmである。In this embodiment, any liquid crystal having positive or negative dielectric anisotropy can be used as the liquid crystal. The optimum content of the liquid crystal is 50 to 97% based on the whole. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. The chiral component to be mixed in the liquid crystal can be used even if it is not the one shown here. However, the turning ability that determines the pitch of the liquid crystal is important. That is, the pitch of the liquid crystal when the chiral component is mixed is P = 1 / 34C
Can be written as Where P is the pitch in μm,
C is the concentration and the unit is%. The concentration is about 0.1% to 5%, which is 0.29 to 0.0059 μm in terms of pitch.
【0228】他のカイラル成分を用いる場合でも液晶の
ピッチがこの範囲内である必要がある。もちろんカイラ
ル成分が多成分系でも何等問題ない。高分子としては、
液晶と混合した状態で配向し、その状態で光重合できる
高分子前駆体であれば同様に用いることができる。液晶
分子に似た骨格を有する高分子前駆体であればここに示
した例と同様にコントラスト透過率ともに優れた表示素
子を作製することができる。Even when other chiral components are used, the pitch of the liquid crystal must be within this range. Of course, there is no problem even if the chiral component is a multi-component system. As a polymer,
Any polymer precursor that can be aligned in a state mixed with a liquid crystal and photopolymerized in that state can be used in the same manner. As long as a polymer precursor having a skeleton similar to a liquid crystal molecule, a display element having excellent contrast transmittance can be manufactured as in the example shown here.
【0229】(実施例24)本実施例は、高分子として
高分子液晶を用いたものである。基本的構成は、図21
に示す実施例23と同様である。ただ、二枚の基板の隙
間に、化19に示すシアノビフェノール基を有する側鎖
型高分子液晶と液晶とを120℃にて1:9で混合したも
のを封入して除冷し、これらを配向させ、70℃とするこ
とにより、液晶と高分子液晶を相分離させた点が異な
る。尚、液晶としては、RDP80616を使用し、カ
イラル成分としてS−1011(製品番号,メルク社
製)を1%添加した。(Embodiment 24) In this embodiment, a polymer liquid crystal is used as a polymer. The basic configuration is shown in FIG.
This is the same as Example 23 shown in FIG. However, a mixture of a side chain type polymer liquid crystal having a cyanobiphenol group shown in Chemical formula 19 and a liquid crystal in a ratio of 1: 9 at 120 ° C. is sealed in a gap between the two substrates, and the mixture is cooled. The difference is that the liquid crystal and the polymer liquid crystal are phase-separated by aligning and setting the temperature to 70 ° C. As the liquid crystal, RDP80616 was used, and 1% of S-1011 (product number, manufactured by Merck) was added as a chiral component.
【0230】[0230]
【化19】 Embedded image
【0231】このようにして製造された素子について、
電気光学的特性を測定したところ、実施例23と同一の
結果がえられた。With respect to the element manufactured as described above,
When the electro-optical characteristics were measured, the same results as in Example 23 were obtained.
【0232】尚、高分子としては、液晶は使用温度より
高温で液晶と相溶し、更に相溶した液晶相で配向し、冷
却して高分子と液晶を使用温度にて相分離できるもので
あれば側鎖型主鎖型を問わず同様に用いることができ
る。たとえば、化20〜化27に示す高分子液晶を用い
ることができる。もちろんここに示した高分子はほんの
一例であり、液晶との組合せ等により、構造の最適化を
図ることが望ましい。また、本実施例において、液晶と
高分子液晶との相溶性が悪い場合には液晶と高分子液晶
の共溶媒を用いることもできる。その場合、高分子液晶
としては共溶媒を混合した時点で液晶相となるものを使
用し、配向させた後に溶媒を留去し、液晶と高分子液晶
とを相分離させると良い。As the polymer, the liquid crystal is compatible with the liquid crystal at a temperature higher than the use temperature, and is further aligned in the compatible liquid crystal phase, and can be cooled to phase separate the polymer and the liquid crystal at the use temperature. If there is, it can be used similarly regardless of the side chain type main chain type. For example, polymer liquid crystals represented by Chemical Formulas 20 to 27 can be used. Of course, the polymer shown here is only an example, and it is desirable to optimize the structure by combining it with a liquid crystal or the like. In this embodiment, when the compatibility between the liquid crystal and the polymer liquid crystal is poor, a cosolvent of the liquid crystal and the polymer liquid crystal can be used. In this case, it is preferable to use a polymer liquid crystal which becomes a liquid crystal phase when a co-solvent is mixed, and after the alignment, distill off the solvent and phase-separate the liquid crystal from the polymer liquid crystal.
【0233】[0233]
【化20】 Embedded image
【0234】[0234]
【化21】 Embedded image
【0235】[0235]
【化22】 Embedded image
【0236】[0236]
【化23】 Embedded image
【0237】[0237]
【化24】 Embedded image
【0238】[0238]
【化25】 Embedded image
【0239】[0239]
【化26】 Embedded image
【0240】上記実施例では、二枚の基板を用いたが、
一枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することもでき
る。液晶としては、正或いは負の誘電異方性を有する液
晶を使用することができる。また、セル厚についてもこ
こに示した値でなくとも良く、用途に合わせて決めれば
良い。本発明は透過型としてだけではなく、反射型とし
て用いることもできる。また、3端子素子あるいは2端
子素子と組み合わせて大容量表示体を作製することもで
きる。上記実施例では、シアノビフェノール基を有する
側鎖型高分子液晶を使用したが、これに限るものではな
く、熱可塑型高分子や熱硬化型高分子も同様に用いるこ
とができる。In the above embodiment, two substrates were used.
A liquid crystal polymer composite layer can be formed on one substrate. As the liquid crystal, a liquid crystal having positive or negative dielectric anisotropy can be used. Also, the cell thickness need not be the value shown here, and may be determined according to the application. The present invention can be used not only as a transmission type but also as a reflection type. Further, a large-capacity display body can be manufactured in combination with a three-terminal element or a two-terminal element. In the above embodiment, a side chain type polymer liquid crystal having a cyanobiphenol group was used. However, the present invention is not limited to this, and a thermoplastic polymer or a thermosetting polymer can also be used.
【0241】本発明は以上の実施例のみならず、コンピ
ュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調光ミ
ラーなどに応用が可能である。The present invention can be applied not only to the above embodiments but also to computer displays, light control elements, light valves, light control mirrors and the like.
【0242】(実施例25)本発明の第25の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図24に示す。本実施
例は、液晶に2色性色素を添加し、更に、一方の電極に
反射層を兼ねさせたものである。Embodiment 25 FIG. 24 shows a polymer-dispersed liquid crystal display device according to a twenty-fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, a dichroic dye is added to the liquid crystal, and one of the electrodes also serves as a reflection layer.
【0243】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板2501,2508に電極2502,2
507を蒸着法により形成した。電極2507は反射層
を兼ねる為、アルミニウムを使用した。電極2502
は、透明電極(ITO:indium-tin-oxide) とした。電
極2502,2507上にポリイミドとしてJIB(商
品名,日本合成ゴム(株)製)の2%溶液(溶媒はジメ
チルアセトアミド)を2000r.p.m.にてスピンコートして
配向膜2503,2506とし、更に150 ℃にて焼成し
た。その後、配向膜2503,2506の表面をさらし
木綿で一方向に擦った。水平配向処理はここに示した方
法の他、ほかの高分子配向膜も用いることができ、ほか
に斜方蒸着法、LB膜法など、液晶が配向する方法であ
れば広く用いることができる。配向膜を設けず基板をこ
するだけでもよい。A method for manufacturing this device will be described. First, the electrodes 2502 and 2
507 was formed by an evaporation method. The electrode 2507 was made of aluminum because it also served as a reflective layer. Electrode 2502
Is a transparent electrode (ITO: indium-tin-oxide). A 2% solution of JIB (trade name, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) (solvent: dimethylacetamide) was spin-coated at 2000 rpm on the electrodes 2502 and 2507 to form alignment films 2503 and 2506. Fired at ℃. Thereafter, the surfaces of the alignment films 2503 and 2506 were exposed and rubbed in one direction with cotton. For the horizontal alignment treatment, in addition to the method shown here, other polymer alignment films can be used, and in addition, any method can be widely used as long as the liquid crystal is aligned, such as an oblique deposition method and an LB film method. The substrate may be simply rubbed without providing the alignment film.
【0244】これら二枚の基板2501,2508の配
向膜2503,2506を向かい合わせて、セル厚が5
μmになるように固定した。この間隙に紫外線硬化型高
分子前駆体と液晶を15:85で100 ℃にて混合して封
入した。紫外線硬化型高分子前駆体としては、ビフェノ
ールメタクリレートを使用した。液晶としては正の誘電
異方性を有するLV−2Rを使用し、これにカイラル成
分としてS−1011(製品番号,メルク社製)、2色
性色素としてS−344をそれぞれ97:1:2の割合
で混合した。引続き、紫外線硬化型高分子前駆体と液晶
の混合物を徐冷して、これらを配向させ、更に紫外線を
照射して紫外線硬化型高分子前駆体を重合すると共に液
晶2505と高分子2504として相分離させた。With the alignment films 2503 and 2506 of these two substrates 2501 and 508 facing each other, a cell thickness of 5
It was fixed to μm. The ultraviolet curable polymer precursor and the liquid crystal were mixed and sealed at 100 ° C. at a ratio of 15:85 in the gap. Biphenol methacrylate was used as the ultraviolet-curable polymer precursor. LV-2R having a positive dielectric anisotropy was used as the liquid crystal, and S-1011 (product number, manufactured by Merck) as a chiral component, and S-344 as a dichroic dye were respectively 97: 1: 2. At a rate of Subsequently, the mixture of the UV-curable polymer precursor and the liquid crystal is gradually cooled to orient the mixture, and is further irradiated with ultraviolet light to polymerize the UV-curable polymer precursor and phase-separate as the liquid crystal 2505 and the polymer 2504. I let it.
【0245】このようにして製造された表示素子の動作
原理について説明する。図24に示す高分子2504、
液晶2505は、同様の屈折率異方性を示し、配向方向
と平行方向における屈折率は1.5 程度あり、配向方向と
垂直方向の屈折率は1.7 程度である。The operation principle of the display element manufactured as described above will be described. The polymer 2504 shown in FIG.
The liquid crystal 2505 exhibits the same refractive index anisotropy, and has a refractive index in the direction parallel to the alignment direction of about 1.5 and a refractive index in the direction perpendicular to the alignment direction of about 1.7.
【0246】従って、図24(a) に示すように電界無印
加時には、液晶2505が高分子2504と同方向に配
向している為、基板2501,2408と垂直方向な方
向における液晶2505と高分子2504の屈折率は一
致する。ここで、2色性色素は、液晶2504に添加さ
れ、液晶2505と同方向に配向する為、液晶2505
の配向方向、つまり、基板2501,2408に対して
垂直な方向から入射した光を最も効果的に吸収する。従
って、この時この素子は、この2色性色素の色である黒
色が表示されることになる。Therefore, as shown in FIG. 24A, when no electric field is applied, since the liquid crystal 2505 is oriented in the same direction as the polymer 2504, the liquid crystal 2505 and the polymer in a direction perpendicular to the substrates 2501 and 408 are oriented. The refractive indices of 2504 match. Here, the dichroic dye is added to the liquid crystal 2504 and is oriented in the same direction as the liquid crystal 2505.
, That is, light incident from the direction perpendicular to the substrates 2501 and 408 is most effectively absorbed. Therefore, at this time, the element displays black, which is the color of the dichroic dye.
【0247】一方、図24(b) に示すように電極250
2,2507との間に電源を接続して、高分子液晶複合
層に電界を印加すると、高分子2504の配向方向はそ
のままであるのに対し、液晶2505だけが電界方向、
つまり、基板2501,2508に対して垂直な方向に
配向する。このため、基板2501,2508と垂直な
電界方向において、高分子2504の屈折率は1.7 程度
のままであるのに対し、液晶2505の屈折率は1.5 程
度となる。従って、電界方向における高分子2504と
液晶2505での屈折率の差は0.2 程度となり、基板2
501,2508と垂直な方向から入射した光は散乱す
ることになる。ここで、2色性色素も液晶2505と同
方向、つまり、電界方向に配向する為、電界方向におい
ては色素の吸収はなくなり、白く白濁する。On the other hand, as shown in FIG.
When an electric field is applied to the polymer liquid crystal composite layer by connecting a power source between the liquid crystal 2250 and the liquid crystal 2505, only the liquid crystal 2505 remains in the electric field direction while the orientation direction of the polymer 2504 remains unchanged.
That is, they are oriented in a direction perpendicular to the substrates 2501 and 508. Therefore, in the electric field direction perpendicular to the substrates 2501 and 508, the refractive index of the polymer 2504 remains about 1.7, whereas the refractive index of the liquid crystal 2505 becomes about 1.5. Therefore, the difference in the refractive index between the polymer 2504 and the liquid crystal 2505 in the direction of the electric field is about 0.2, and
Light incident from directions perpendicular to 501 and 2508 will be scattered. Here, since the dichroic dye is also oriented in the same direction as the liquid crystal 2505, that is, in the direction of the electric field, the dye is not absorbed in the direction of the electric field and becomes white and cloudy.
【0248】カイラル成分をネマチック液晶2508に
混合しないと、基板2501,2508に対して垂直に
入射する光のうち、液晶2505の動き得る平面、つま
り、図24における紙面と平行な面に振動方向を持つ偏
光のみ変調を受けるため、コントラストを十分に向上さ
せることができない。本実施例のようにカイラル成分を
液晶2505に混合すると、基板2501,2508に
対して垂直に入射する光のうち、液晶の動き得る平面に
対して平行以外の方向に振動方向を持つ偏光に対しても
有効に変調がかかるために、十分にコントラストを向上
させることができる。If the chiral component is not mixed with the nematic liquid crystal 2508, the vibration direction is changed to a plane on which the liquid crystal 2505 can move, that is, a plane parallel to the paper surface in FIG. Since only the polarized light having the modulation is modulated, the contrast cannot be sufficiently improved. When the chiral component is mixed with the liquid crystal 2505 as in this embodiment, the polarized light having a vibration direction in a direction other than the direction parallel to the plane in which the liquid crystal can move out of the light perpendicularly incident on the substrates 2501 and 508 is obtained. However, since the modulation is effectively performed, the contrast can be sufficiently improved.
【0249】次に素子の電気光学特性を測定した。二つ
の電極間に1KHzの交流電界を印加し、電圧値を変化させ
た時の電圧値と反射率の関係を測定したところ、図25
に示す結果が得られた。従来の反射型高分子分散型液晶
表示素子の電気光学特性に比べ、駆動電圧が約10分の1
になり、見栄えも改善されている。電極2502,25
07を文字の形状としておけば、この表示素子は黒い鏡
の中に白い文字が浮きでるように表示される。また、急
峻性も優れており、1/4デューティの時分割駆動も可
能であった。Next, the electro-optical characteristics of the device were measured. When an AC electric field of 1 KHz was applied between the two electrodes and the voltage value was changed, the relationship between the voltage value and the reflectance was measured.
The result shown in FIG. The driving voltage is about one-tenth that of the electro-optical characteristics of the conventional reflective polymer dispersed liquid crystal display device.
And the appearance has been improved. Electrodes 2502, 25
If 07 is set as a character shape, this display element is displayed as a white character floating in a black mirror. Also, the steepness was excellent, and time-division driving with 1/4 duty was possible.
【0250】尚、液晶としては、上記実施例に示すもの
に限らず、また、液晶の含有量は全体に対して50〜97%
が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対
して応答しなくなり、また、これより多いとコントラス
トが取れなくなる。液晶中での2色性色素の含有量は1
〜10%、望ましくは2〜5%である。これは色素の種類及
び用途により最適化すれば良い。液晶中でのカイラル成
分の含有量は0.1 〜5%程度がよい。もちろんこれは用
いるカイラル成分により変わり、コレステリックピッチ
にして0.3〜0.006μmで良い結果が得られる。もちろん
カイラル成分が多成分系でも何等問題ない。The liquid crystal is not limited to the liquid crystal shown in the above embodiment, and the content of the liquid crystal is 50 to 97% of the whole.
Is optimal. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. The content of dichroic dye in the liquid crystal is 1
1010%, preferably 2-5%. This may be optimized depending on the type and use of the dye. The content of the chiral component in the liquid crystal is preferably about 0.1 to 5%. Of course, this depends on the chiral component used, and good results are obtained with a cholesteric pitch of 0.3 to 0.006 μm. Of course, there is no problem even if the chiral component is a multi-component system.
【0251】高分子前駆体としては、ビフェノールエス
テルのほか、液晶とよく混ざるもので混ざった状態で液
晶相を有し、しかも、光で重合するものであれば用いる
ことができる。液晶分子に似た骨格を有する高分子前駆
体であればここに示した例と同様にコントラスト透過率
ともに優れた表示素子を作製することができる。反射層
を兼ねる電極としては、アルミニウムの他、光を反射す
る材料であれば用いることができる。As the polymer precursor, besides biphenol ester, those which are well mixed with liquid crystal and which have a liquid crystal phase in a mixed state and which can be polymerized by light can be used. As long as a polymer precursor having a skeleton similar to a liquid crystal molecule, a display element having excellent contrast transmittance can be manufactured as in the example shown here. As the electrode also serving as the reflective layer, any material that reflects light can be used in addition to aluminum.
【0252】(実施例26)本実施例は、基本的構成
は、図24に示す実施例25と同様であり、電極250
7として透明電極を用い、基板2508の裏側に反射層
を設けたものである。(Embodiment 26) In this embodiment, the basic configuration is the same as that of the embodiment 25 shown in FIG.
7, a transparent electrode is used, and a reflective layer is provided on the back side of the substrate 2508.
【0253】本実施例によれば、正面から表示を見る場
合は実施例25と同様の表示が観察され、更に、斜め方
向から見ると基板2508の厚さ分の視差ができて像が
2重に見える特徴がある。According to this embodiment, when the display is viewed from the front, the same display as that of the twenty-fifth embodiment is observed. Further, when viewed from an oblique direction, the parallax corresponding to the thickness of the substrate 2508 is formed, and the image is doubled. There is a feature that looks like.
【0254】本発明は、MIM素子、あるいはTFT素
子などのアクティブ素子と組み合わせて明るい大容量コ
ンピュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調
光ミラーなどに応用が可能である。The present invention can be applied to a bright large-capacity computer display, a light control element, a light valve, a light control mirror, and the like in combination with an active element such as a MIM element or a TFT element.
【0255】(実施例27)本発明の第27の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図26に示す。本実施
例は、高分子としてビフェニルメタノールのメタクリル
酸エステルおよびビフェノールのメタクリル酸エステル
を用いたものである。(Embodiment 27) FIG. 26 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a twenty-seventh embodiment of the present invention. In this example, biphenylmethanol methacrylate and biphenol methacrylate were used as polymers.
【0256】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板2701,2708の表面に電極270
2,2707を蒸着法により形成した。電極2702,
2707上にポリイミドとしてJIB(商品名,日本合
成ゴム(株)製)の2%溶液(溶媒はジメチルアセトア
ミド)を2000r.p.m.にてスピンコートして配向膜270
3,2706とした。この配向膜2703,2706を
150 ℃で焼成した。その後、配向膜2703,2706
の表面をさらし木綿で一方向に擦った。水平配向処理は
ここに示した方法の他、ほかの高分子配向膜も用いるこ
とができ、ほかに斜方蒸着法、LB膜法など、液晶が配
向する方法であれば広く用いることができる。これら二
枚の基板2701,2708の配向膜2703,270
6を向かい合わせて、セル厚が10μmになるように固定
した。A method for manufacturing this device will be described. First, the electrodes 270 are placed on the surfaces of the two substrates 2701 and 2708.
2,2707 was formed by an evaporation method. Electrodes 2702,
A 2% solution of JIB (trade name, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) (solvent is dimethylacetamide) is spin-coated as a polyimide on 2000 at 2000 rpm to form an alignment film 270.
3,2706. These alignment films 2703 and 2706 are
It was fired at 150 ° C. After that, the alignment films 2703 and 2706
Was rubbed in one direction with cotton. For the horizontal alignment treatment, in addition to the method shown here, other polymer alignment films can be used, and in addition, any method can be widely used as long as the liquid crystal is aligned, such as an oblique deposition method and an LB film method. Alignment films 2703 and 270 of these two substrates 2701 and 2708
6 were fixed to each other so that the cell thickness became 10 μm.
【0257】この間隙に紫外線硬化型高分子前駆体とし
てビフェノールメタクリレートとビフェニルメタノール
のメタクリル酸エステルの1:1混合物と、液晶とを
1:9の割合で100 ℃にて混合したものを封入した。液
晶としては、LV−R2(製品番号,ロディック社製)
にカイラル成分としてS−1011(製品番号,メルク
社製)を1%混合した。引続き、高分子前駆体と液晶と
の混合物を除冷しして、これらをを配向させ、紫外線を
照射して高分子前駆体を重合すると共に、液晶2705
と高分子2704として相分離させた。In this gap, a mixture of a 1: 1 mixture of biphenol methacrylate and methacrylic acid ester of biphenylmethanol and a liquid crystal at a ratio of 1: 9 at 100 ° C. was sealed as a UV-curable polymer precursor. As liquid crystal, LV-R2 (product number, manufactured by Roddick)
Was mixed with 1% of S-1011 (product number, manufactured by Merck) as a chiral component. Subsequently, the mixture of the polymer precursor and the liquid crystal is cooled down, and these are aligned, and the polymer precursor is polymerized by irradiating ultraviolet rays.
And polymer 2704 to cause phase separation.
【0258】このようにして製造された素子の電気光学
特性を測定した。二つの電極間に10KHz の交流電界を印
加し、電圧値を変化させた時の電圧値と透過率の関係を
示したところ、図27に示す結果が得られた。従来の高
分子分散型液晶表示素子の電気光学特性を図28に示
す。両図に示すように、本実施例の素子は従来に比べ格
段に急峻性が改善されている。次に時分割駆動波形を印
加してコントラストを測定した。この時のコントラスト
は1/4デューティで33:1、1/8デューティで2
7:1、1/16デューティで4:1であった。従来は
時分割駆動は1/3デューティが限界であったので格段
に改善されている。[0258] The electro-optical characteristics of the device thus manufactured were measured. When a 10 KHz AC electric field was applied between the two electrodes and the voltage value was changed to show the relationship between the voltage value and the transmittance, the result shown in FIG. 27 was obtained. FIG. 28 shows the electro-optical characteristics of a conventional polymer-dispersed liquid crystal display device. As shown in both figures, the device of the present embodiment has a markedly improved steepness as compared with the conventional device. Next, a time-division driving waveform was applied to measure the contrast. The contrast at this time is 33: 1 at 1/4 duty and 2 at 1/8 duty.
7: 1, 4: 1 at 1/16 duty. In the prior art, the time-division driving has been greatly improved since the 1/3 duty is limited.
【0259】尚、液晶の含有量は全体に対して50〜97%
が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界に対
して応答しなくなり、また、これより多いとコントラス
トが取れなくなる。液晶中に混入させるカイラル成分は
ここに示した物でなくとも用いることができる。但し、
液晶のピッチを決める旋回能が重要である。すなわち、
カイラル成分を混合したときの液晶のピッチは、P=1
/34Cのように書き表せる。ここでPはピッチで単位
はμm、Cは濃度で単位は%である。濃度は0.1%〜5%
程度であり、ピッチに直すと0.29〜0.0059μmである。
他のカイラル成分を用いる場合でも液晶のピッチがこの
範囲内である必要がある。もちろんカイラル成分が多成
分系でも何等問題ない。The content of the liquid crystal is 50 to 97% of the whole.
Is optimal. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. The chiral component to be mixed in the liquid crystal can be used even if it is not the one shown here. However,
The turning ability that determines the pitch of the liquid crystal is important. That is,
When the chiral component is mixed, the pitch of the liquid crystal is P = 1.
/ 34C. Here, P is the pitch and the unit is μm, and C is the concentration and the unit is%. The concentration is 0.1% -5%
It is about 0.29 to 0.0059 μm in terms of pitch.
Even when other chiral components are used, the pitch of the liquid crystal needs to be within this range. Of course, there is no problem even if the chiral component is a multi-component system.
【0260】ビフェニルメタノールエステルの含有量が
増えるほど閾特性における急峻性は良好となるが、余り
加えすぎると電界に対して光学応答しなくなる。そこで
高分子中におけるビフェニルメタノールエステルの許容
含有量は用いる液晶の種類により大きく変化するが液晶
としてLV−R2(製品番号,ロディック社製)あるい
はRDP80616を用いる際には高分子中における含
有比率は80%以下である必要がある。As the content of biphenylmethanol ester increases, the steepness in the threshold characteristics becomes better, but if it is added too much, optical response to an electric field will not be obtained. Therefore, the allowable content of biphenylmethanol ester in the polymer varies greatly depending on the type of liquid crystal used, but when LV-R2 (product number, manufactured by Roddick) or RDP80616 is used as the liquid crystal, the content ratio in the polymer is 80%. % Or less.
【0261】高分子としては、液晶と混合した状態で配
向し、その状態で光重合できる高分子前駆体であれば同
様に用いることができる。ただし本実施例の効果を得る
ためには混合する際の一つの高分子前駆体はビフェニル
メタノールのビニルエステル誘導体である必要がある。
液晶分子に似た骨格を有する高分子前駆体であればここ
に示した例と同様に閾特性、コントラスト透過率ともに
優れた表示素子を作製することができる。As the polymer, any polymer precursor that can be aligned in a state mixed with liquid crystal and photopolymerized in that state can be used in the same manner. However, in order to obtain the effect of this embodiment, one polymer precursor to be mixed must be a vinyl ester derivative of biphenylmethanol.
As long as the polymer precursor has a skeleton similar to liquid crystal molecules, a display element excellent in both threshold characteristics and contrast transmittance can be manufactured as in the example shown here.
【0262】(実施例28)本実施例は、高分子として
ナフトールのメタクリル酸エステルを用いたものであ
る。基本的構成は、図26に示す実施例27と同様であ
る。(Example 28) In this example, a methacrylic acid ester of naphthol was used as a polymer. The basic configuration is the same as that of the embodiment 27 shown in FIG.
【0263】この素子の作製法について説明する。基板
の配向処理及び組立までは実施例27に同じである。二
枚の基板の間隙に紫外線硬化型高分子前駆体としてビフ
ェノールアクリレートとナフトールのアクリル酸エステ
ルの1:1混合物と、液晶を1:9で100 ℃にて混合し
たものを封入した。液晶としては、RDP80616を
使用し、カイラル成分としてS−1011(製品番号,
メルク社製)を1%混合した。引続き、紫外線硬化型高
分子前駆体と液晶との混合物を除冷して、これらを配向
させ、紫外線を照射して紫外線硬化型高分子前駆体を重
合すると共に液晶と高分子を相分離させた。A method for manufacturing this device will be described. The steps up to the alignment processing and assembly of the substrate are the same as those in the twenty-seventh embodiment. A mixture of a 1: 1 mixture of biphenol acrylate and acrylic acid ester of naphthol as a UV-curable polymer precursor and a mixture of liquid crystals at 100 ° C. at 1: 9 were sealed in the gap between the two substrates. RDP80616 was used as the liquid crystal, and S-1011 (product number,
(Merck) was mixed at 1%. Subsequently, the mixture of the UV-curable polymer precursor and the liquid crystal was cooled, and they were oriented, and they were aligned, irradiated with UV light to polymerize the UV-curable polymer precursor and phase-separated the liquid crystal and the polymer. .
【0264】このようにして製造された素子の電気光学
特性を測定したところほとんど実施例27と同じ電気光
学特性となった。時分割駆動特性についてもコントラス
トは1/4デューティで20:1、1/8デューティで
15:1、1/16デューティで4:1であった。When the electro-optical characteristics of the device manufactured as described above were measured, almost the same electro-optical characteristics as in Example 27 were obtained. Regarding the time-division driving characteristics, the contrast was 20: 1 at 1/4 duty, 15: 1 at 1/8 duty, and 4: 1 at 1/16 duty.
【0265】液晶の含有量は高分子前駆体に対して50〜
95%が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界
に対して応答しなくなり、また、これより多いとコント
ラストが取れなくなる。液晶中に混入させるカイラル成
分はここに示した物でなくとも用いることができる。但
し、液晶のピッチを決める旋回能が重要である。すなわ
ち、カイラル成分を混合したときの液晶のピッチは、P
=1/34Cのように書き表せる。ここでPはピッチで
単位はμm、Cは濃度で単位は%である。濃度は0.1 %
〜5%程度であり、ピッチに直すと0.29〜0.0059μmであ
る。他のカイラル成分を用いる場合でも液晶のピッチが
この範囲内である必要がある。もちろんカイラル成分が
多成分系でも何等問題ない。The content of the liquid crystal is 50 to 50% with respect to the polymer precursor.
95% is optimal. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. The chiral component to be mixed in the liquid crystal can be used even if it is not the one shown here. However, the turning ability that determines the pitch of the liquid crystal is important. That is, the pitch of the liquid crystal when the chiral component is mixed is P
= 1 / 34C. Here, P is the pitch and the unit is μm, and C is the concentration and the unit is%. The concentration is 0.1%
The pitch is about 0.29 to 0.0059 μm. Even when other chiral components are used, the pitch of the liquid crystal needs to be within this range. Of course, there is no problem even if the chiral component is a multi-component system.
【0266】ナフトールエステルの含有量が増えるほど
閾特性における急峻性は良好となるが、余り加えすぎる
と電界に対して光学応答しなくなる。そこで高分子中に
おけるナフトールエステルの許容含有量は用いる液晶の
種類により大きく変化するが液晶として、LV−R2
(製品番号,ロディック社製)あるいはRDP8061
6を用いる際には高分子中における含有比率は80%以下
である必要がある。高分子としては、液晶と混合した状
態で配向し、その状態で光重合できる高分子前駆体であ
れば同様に用いることができる。ただし本実施例の効果
を得るためには混合する際の一つの高分子前駆体はナフ
トールのビニルエステル誘導体である必要がある。液晶
分子に似た骨格を有する高分子前駆体であればここに示
した例と同様に閾特性、コントラスト透過率ともに優れ
た表示素子を作製することができる。As the content of the naphthol ester increases, the steepness in the threshold characteristics becomes better, but if it is added too much, optical response to an electric field is stopped. Therefore, the allowable content of naphthol ester in the polymer varies greatly depending on the type of liquid crystal used.
(Product number, manufactured by Roddick) or RDP8061
When using 6, the content ratio in the polymer must be 80% or less. As the polymer, any polymer precursor that can be aligned in a state mixed with a liquid crystal and photopolymerized in that state can be used in the same manner. However, in order to obtain the effect of this embodiment, one polymer precursor to be mixed must be a vinyl ester derivative of naphthol. As long as the polymer precursor has a skeleton similar to liquid crystal molecules, a display element excellent in both threshold characteristics and contrast transmittance can be manufactured as in the example shown here.
【0267】本発明は以上の実施例のみならず、さらに
改良して明るい大中容量コンピュータディスプレイ、調
光素子、ライトバルブ、調光ミラーなどに応用が可能で
ある。The present invention can be applied not only to the above embodiments but also to further improved and bright large- and medium-capacity computer displays, light control elements, light valves, light control mirrors and the like.
【0268】(実施例29)本発明の第29の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図29に示す。(Embodiment 29) FIG. 29 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a twenty-ninth embodiment of the present invention.
【0269】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板2901,2908の表面に電極層29
02,2907を蒸着法により形成した。これらの基板
をLP−8T(商品名,信越シリコン製)の2%溶液に3
0分浸して水洗いして130℃にて乾燥し配向膜2903,
2906とした。これら二枚の基板2901,2908
の配向膜2903,2906を向かい合わせて、セル厚
が10μmになるように固定した。A method for manufacturing this device will be described. First, the electrode layers 29 are formed on the surfaces of the two substrates 2901 and 2908.
02,2907 was formed by an evaporation method. These substrates were placed in a 2% solution of LP-8T (trade name, manufactured by Shin-Etsu Silicon).
Immersion for 0 minutes, washing with water, drying at 130 ° C., orientation film 2903
2906. These two substrates 2901, 2908
The alignment films 2903 and 2906 are fixed so that the cell thickness becomes 10 μm.
【0270】この間隙にパラフェニルフェノールメタク
リル酸エステルと液晶を15:85で100 ℃にて混合し
たものを封入した。液晶としては、RDN00775
(製品番号,ロディック社製)を使用し、これに2色性
色素としてはS−344(製品番号,三井東圧染料社
製)を98:2で割合で混合した。引続き、高分子前駆
体及び液晶の混合物を徐冷して、これらを配向させ、室
温にて紫外線を照射して、液晶2905と高分子290
4とを相分離させた。A mixture of paraphenylphenol methacrylate and liquid crystal at 15:85 at 100 ° C. was sealed in the gap. As the liquid crystal, RDN007775
(Product No., manufactured by Roddick Co., Ltd.), and S-344 (Product No., manufactured by Mitsui Toatsu Dye) was mixed at a ratio of 98: 2 as a dichroic dye. Subsequently, the mixture of the polymer precursor and the liquid crystal is gradually cooled to orient them, and is irradiated with ultraviolet rays at room temperature, so that the liquid crystal 2905 and the polymer 290 are irradiated.
And 4 were phase separated.
【0271】このようにして製造された素子は、図30
に示すように電圧無印加の状態において、ほとんど透明
であり、透過率は68%であり、二つの電極間に10KHz20V
なる交流電界を印加すると、光は遮断され透過率は10%
であった。The device manufactured in this way is shown in FIG.
As shown in the figure, when no voltage is applied, it is almost transparent, the transmittance is 68%, and 10KHz20V is applied between the two electrodes.
When an alternating electric field is applied, light is blocked and the transmittance is 10%.
Met.
【0272】本実施例の表示素子の動作原理を説明す
る。図29に示したように高分子2904は基板290
1,2908に対して垂直に配向し、液晶2905と同
様の屈折率異方性を示し、電界方向での屈折率は1.5 程
度である。このため、図29(a) に示すように電界無印
加時には液晶2905と高分子2904の電界方向での
屈折率の差がなくなり、また、2色性色素も液晶290
5と同方向に配向するため無色となり、透明状態とな
る。An operation principle of the display element of this embodiment will be described. As shown in FIG.
It is oriented perpendicular to 1,908, exhibits the same refractive index anisotropy as the liquid crystal 2905, and has a refractive index of about 1.5 in the electric field direction. Therefore, as shown in FIG. 29A, when no electric field is applied, there is no difference in the refractive index between the liquid crystal 2905 and the polymer 2904 in the electric field direction.
Since it is oriented in the same direction as 5, it becomes colorless and becomes transparent.
【0273】また、図29(b)に示すように電界を印加
すると高分子2904はそのままで液晶2905だけ基
板2901,2908に対して水平に配向するために、
高分子2904の屈折率は1.5 程度のままであるのに対
し、液晶2905の屈折率は1.7 程度となる。そのため
高分子2904と液晶2905での屈折率の差は0.2程
度となり、また、2色性色素が液晶と同方向に配向する
ため色素の色に散乱する。When an electric field is applied as shown in FIG. 29 (b), only the liquid crystal 2905 is oriented horizontally with respect to the substrates 2901 and 2908 while keeping the polymer 2904 as it is.
While the refractive index of the polymer 2904 remains at about 1.5, the refractive index of the liquid crystal 2905 becomes about 1.7. Therefore, the difference in the refractive index between the polymer 2904 and the liquid crystal 2905 is about 0.2, and the dichroic dye is scattered in the color of the dye because it is oriented in the same direction as the liquid crystal.
【0274】尚、高分子としては液晶と混合してもしか
も、液晶相を示す物であり、高分子中にベンゼン骨格、
好ましくはビフェニル骨格が導入されているものであ
る。更に液晶相で紫外線重合できなければならない。ま
た、高分子中にベンゼン骨格を有しなくとも、液晶とと
もに配向する高分子であれば同様に用いることができ
る。配向膜はLP−8T(商品名,信越シリコン製)に
限らず、DMOAP、ステアリン酸など、液晶を垂直配
向させる物を広く使用できる。また、配向処理は、一方
の基板のみでも有効である。The polymer is a substance which shows a liquid crystal phase even when mixed with a liquid crystal.
Preferably, a biphenyl skeleton is introduced. Furthermore, it must be capable of ultraviolet polymerization in the liquid crystal phase. Even if the polymer does not have a benzene skeleton, any polymer can be used as long as it is aligned with the liquid crystal. The alignment film is not limited to LP-8T (trade name, manufactured by Shin-Etsu Silicon), and a material that vertically aligns the liquid crystal, such as DMOAP and stearic acid, can be widely used. In addition, the alignment treatment is effective for only one substrate.
【0275】液晶はここに示したものに限らず、誘電異
方性が負の液晶であればよいのであるが、屈折率異方性
が大きい方がコントラストを大きくすることができる。
液晶の含有量は全体に対して50〜97%が最適である。液
晶含有量がこれより少ないと電界に対して応答しなくな
り、また、これより多いとコントラストが取れなくな
る。2色性色素はここに示したものに限らないが、2色
比の大きいものの方がコントラストを大きくすることが
できる。The liquid crystal is not limited to the liquid crystal shown here, and any liquid crystal having a negative dielectric anisotropy may be used. The larger the anisotropy of the refractive index, the higher the contrast.
The optimum content of the liquid crystal is 50 to 97% based on the whole. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. The dichroic dyes are not limited to those shown here, but those having a higher dichroic ratio can increase the contrast.
【0276】(実施例30)本実施例は、実施例29に
おいて反射型としたものである。図29に示す実施例2
9において基板2908上に形成した電極2907を透
明導電材料からアルミニウム等の金属材料にしたもので
ある。(Embodiment 30) This embodiment is a modification of the embodiment 29 of the reflection type. Example 2 shown in FIG.
9, an electrode 2907 formed on a substrate 2908 is changed from a transparent conductive material to a metal material such as aluminum.
【0277】本実施例では、実施例29と同じセル厚と
した場合、散乱時の透過率(反射率)を半減することが
できた。即ちコントラストが2倍となった。実施例29
と同じコントラストを得るには半分のセル厚で良いため
駆動電圧を半分にできる利点がある。具体的には、セル
厚5μmで駆動電圧5Vとすることができた。In this example, when the cell thickness was the same as in Example 29, the transmittance (reflectance) at the time of scattering could be reduced by half. That is, the contrast was doubled. Example 29
In order to obtain the same contrast as in the above, there is an advantage that the driving voltage can be halved because a half cell thickness is sufficient. Specifically, the driving voltage was 5 V with a cell thickness of 5 μm.
【0278】本実施例のように、電極2907に反射層
を兼ねさせると、透過状態の部分は裏からの反射により
鏡のようになってとても見ずらいので、素子の表面に散
乱度の低い散乱板を配置すると良い。また、電極290
7を通常の透明電極とし、素子の裏側に散乱板付きの反
射板を配置しても良い。When the electrode 2907 also serves as a reflection layer as in this embodiment, the portion in the transmission state becomes a mirror due to reflection from the back and is very difficult to see, so that the surface of the element has low scattering. It is good to arrange a scattering plate. Also, the electrode 290
7 may be a normal transparent electrode, and a reflection plate with a scattering plate may be arranged on the back side of the element.
【0279】上記実施例では二枚の基板を用いたが、一
枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することもでき
る。また、セル厚についてもここに示した値でなくとも
良く、用途に合わせて決めれば良い。In the above embodiment, two substrates are used, but a liquid crystal polymer composite layer can be formed on one substrate. Also, the cell thickness need not be the value shown here, and may be determined according to the application.
【0280】本発明は、上記実施例のみならず、MIM
素子やTFT素子と組み合わせることも可能となり、大
容量表示体への応用も可能である。また、調光素子、ラ
イトバルブ、調光ミラーなどに応用が可能である。The present invention is applicable not only to the above-described embodiment but also to the MIM
It can be combined with an element or a TFT element, and can be applied to a large-capacity display. Further, the present invention can be applied to a light control element, a light valve, a light control mirror, and the like.
【0281】(実施例31)本発明の第31の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図31に示す。本実施
例は、位相差板3108、反射層3109を設けたもの
である。(Embodiment 31) FIG. 31 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a 31st embodiment of the present invention. In this embodiment, a retardation plate 3108 and a reflection layer 3109 are provided.
【0282】この素子の作製方法について説明する。先
ず、表面の平坦なガラス基板3101,位相差板310
8の表面に透明電極3102,3107を蒸着法により
形成した。位相差板3108としては、四分の一波長板
を使用した。引続き、ガラス基板3110の表面にアル
ミニウムの反射層3109を蒸着法により形成した。透
明電極3102,310の上にポリイミドとしてJIB
(商品名,日本合成ゴム(株)製)の2%ジメチルアセ
トアミド溶液を3000r.p.m.で30秒間スピンコートして配
向膜3103,3106とした。この配向膜3103,
3106を130℃にて焼成し、ラビング処理を施した。
配向処理としては、配向膜3103,3106を付けず
に、ラビング処理だけでも良い。配向膜3103及び配
向膜3106の配向方向は平行とし、四分の一波長板の
光軸は配向処理の方向と45度の角度をなすように、基
板3101と位相差板3108を配置した。A method for manufacturing this device will be described. First, a glass substrate 3101 having a flat surface and a retardation plate 310
8, transparent electrodes 3102 and 3107 were formed by a vapor deposition method. As the retardation plate 3108, a quarter-wave plate was used. Subsequently, an aluminum reflective layer 3109 was formed on the surface of the glass substrate 3110 by an evaporation method. JIB as polyimide on the transparent electrodes 3102 and 310
A 2% dimethylacetamide solution (trade name, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was spin-coated at 3000 rpm for 30 seconds to form alignment films 3103 and 3106. This alignment film 3103
3106 was baked at 130 ° C. and subjected to a rubbing treatment.
As the alignment treatment, only the rubbing treatment may be performed without attaching the alignment films 3103 and 3106. The orientation directions of the alignment films 3103 and 3106 are parallel, and the substrate 3101 and the retardation plate 3108 are arranged so that the optical axis of the quarter-wave plate is at an angle of 45 degrees with the direction of the alignment treatment.
【0283】そして、基板3101と位相差板3108
の配向膜3103,3106を向かい合わせて、セル厚
が5μmになるように固定した。この間隙にビフェノール
メタクリル酸エステルと液晶を15:85で100 ℃に混
合したものを封入した。液晶としては、ZLI−392
6(商品名,メルク社製)を使用した。引続き、高分子
前駆体と液晶との混合物を徐冷して、これらを配向さ
せ、室温にて紫外線を照射して、高分子前駆体を効果さ
せると共に液晶3105と高分子3104として相分離
させた。その後、反射層21099を形成した基板31
10を重ね合わせた。The substrate 3101 and the phase difference plate 3108
Are fixed so that the cell thickness becomes 5 μm. A mixture of biphenol methacrylate and liquid crystal mixed at 15:85 at 100 ° C. was sealed in the gap. As the liquid crystal, ZLI-392
6 (trade name, manufactured by Merck) was used. Subsequently, the mixture of the polymer precursor and the liquid crystal was gradually cooled to orient them, and irradiated with ultraviolet rays at room temperature to effect the polymer precursor and cause phase separation as the liquid crystal 3105 and the polymer 3104. . After that, the substrate 31 on which the reflective layer 21099 is formed
10 were superimposed.
【0284】本実施例に係る素子の動作原理を図34を
参照して説明する。本実施例の素子に入射する自然光3
111は二つの偏光成分で分かれる。その一つは高分子
3104の配向方向と平行する偏光3112であり、も
う一つは高分子3104の配向方向と垂直する偏光31
13である。The operation principle of the device according to this embodiment will be described with reference to FIG. Natural light 3 incident on the element of this embodiment
111 is divided by two polarization components. One is a polarized light 3112 parallel to the orientation direction of the polymer 3104, and the other is a polarized light 3112 perpendicular to the orientation direction of the polymer 3104.
Thirteen.
【0285】この素子に電圧を印加しない場合は、図3
4(a) に示すように液晶3105と高分子4105の屈
折率は等しいので、高分子液晶複合層に入射した自然光
3111は、、反射層3109で全反射して、高分子液
晶複合層及び位相差板3108を往復して通過する。つ
まり、電圧無印加の状態においては、単なる反射層31
09により反射するだけである。In the case where no voltage is applied to this element, FIG.
Since the refractive index of the liquid crystal 3105 is equal to the refractive index of the polymer 4105 as shown in FIG. 4A, the natural light 3111 incident on the polymer liquid crystal composite layer is totally reflected by the reflection layer 3109, and is reflected by the polymer liquid crystal composite layer and the position. It reciprocates and passes through the phase difference plate 3108. That is, in the state where no voltage is applied, the mere reflection layer 31 is used.
09 only reflects.
【0286】この素子に電界を印加すると、図34(b)
に示すように液晶3105が電界に応答して液晶分子が
電界方向に回転し、液晶3105と高分子3104の屈
折率の差が生じる。偏光3112は液晶3105と高分
子4104に対して異常光線であるため、液晶3105
と高分子3104の屈折率の差の為に散乱する。When an electric field is applied to this element, FIG.
As shown in (3), the liquid crystal 3105 responds to the electric field, and the liquid crystal molecules rotate in the direction of the electric field, and a difference in the refractive index between the liquid crystal 3105 and the polymer 3104 occurs. Since the polarized light 3112 is an extraordinary ray with respect to the liquid crystal 3105 and the polymer 4104,
And the polymer 3104 are scattered due to the difference in refractive index.
【0287】偏光3113は液晶3105と高分子31
04に対して常光線であるため、液晶3105と高分子
3105の屈折率の差に無関係であり、散乱することは
ない。偏光3112は、反射層3109の入射の前後に
おいて位相差板3108を往復して通過する為、偏光方
向が90度回転し、異常光線になって高分子液晶複合層
に入射して散乱する。つまり、自然光3111に対する
散乱効率は、従来の表示素子に比べ倍になる。The polarization 3113 is composed of the liquid crystal 3105 and the polymer 31.
Since it is an ordinary ray with respect to 04, it is irrelevant to the difference in the refractive index between the liquid crystal 3105 and the polymer 3105 and does not scatter. Since the polarized light 3112 passes back and forth through the retardation plate 3108 before and after incidence on the reflective layer 3109, the polarization direction is rotated by 90 degrees, becomes an extraordinary ray, and enters the polymer liquid crystal composite layer and is scattered. That is, the scattering efficiency with respect to the natural light 3111 is doubled as compared with the conventional display element.
【0288】上述して製造された本実施例の素子の対向
する二枚の電極間に10Vの交流電界を印加して、電気的
特性を測定したところ、図32示す結果が得られた。ま
た、四分の一波長板のないの反射型表示素子について、
同様の測定を行なったところ、図33に示す電気光学特
性が得られた。両図に示す結果から明らかなように、本
実施例の素子は、従来に比較して散乱効率が優れている
ことが判る。An electric field of 10 V was applied between the two opposing electrodes of the device of this example manufactured as described above, and the electrical characteristics were measured. The result shown in FIG. 32 was obtained. Also, for a reflective display element without a quarter-wave plate,
When the same measurement was performed, the electro-optical characteristics shown in FIG. 33 were obtained. As is evident from the results shown in both figures, it is understood that the device of this example has a higher scattering efficiency than the conventional device.
【0289】本実施例の反射部の構成は、液晶と高分子
を基板に水平に配向させる実施例についてはすべて応用
できる。The structure of the reflecting portion of this embodiment can be applied to all embodiments in which liquid crystal and polymer are horizontally aligned on a substrate.
【0290】(実施例32)本実施例は、実施例31に
おいて液晶中に2色性色素を入れたゲストホスト反射型
表示素子である。基本的構成は、図31に示す実施例3
1と同様である。但し、液晶の中に2色性色素としてS
−344(製品番号,三井東圧染料社製)を2%添加し
た。S−344の色素の色は黒色である。(Embodiment 32) This embodiment is a guest-host reflection type display device in which a dichroic dye is added to the liquid crystal in the embodiment 31. The basic configuration is the same as that of the third embodiment shown in FIG.
Same as 1. However, as a dichroic dye in the liquid crystal, S
-344 (product number, manufactured by Mitsui Toatsu Dye Co., Ltd.) was added at 2%. The color of the dye of S-344 is black.
【0291】この素子の動作原理を図36を参照して説
明する。この素子に入射する自然光3211は二つの偏
光成分にで分かれる。一つは高分子の配向方向と平行な
偏光3212、もう一つは高分子の配向方向と垂直な偏
光3213である。The operation principle of this device will be described with reference to FIG. Natural light 3211 incident on this element is split into two polarization components. One is a polarized light 3212 parallel to the orientation direction of the polymer, and the other is a polarized light 3213 perpendicular to the orientation direction of the polymer.
【0292】この素子に電圧を印加しない場合は、図3
6(a)に示すように液晶と高分子の屈折率は等しい。し
かし、高分子液晶複合層に入射した自然光3211のう
ち、色素分子の配向方向と同じである偏光3212は、
黒色の色素であるにS−344に効率良く吸収され強度
は0に近い。一方、高分子液晶複合層に入射した自然光
3211のうち、色素分子の配向方向と垂直である偏光
3213は、あまり吸収されず通過する。通過した偏光
3213は、反射層により反射する前後において位相差
板を往復して通過する為、偏光方向は90度回転され
る。その後、高分子複合層に入射する時、黒色の色素で
あるにS−344に効率良く吸収され強度は0に近い。In the case where no voltage is applied to this element, FIG.
As shown in FIG. 6 (a), the liquid crystal and the polymer have the same refractive index. However, out of the natural light 3211 incident on the polymer liquid crystal composite layer, the polarized light 3212 having the same
The black dye is efficiently absorbed by S-344 and its intensity is close to zero. On the other hand, of the natural light 3211 incident on the polymer liquid crystal composite layer, the polarized light 3213 perpendicular to the orientation direction of the dye molecules passes through without being absorbed much. The polarized light 3213 that has passed is reciprocated through the retardation plate before and after being reflected by the reflection layer, so that the polarization direction is rotated by 90 degrees. Thereafter, when the light is incident on the polymer composite layer, it is efficiently absorbed by S-344 as a black dye, and the intensity is close to zero.
【0293】この素子に電界を印加すると、図36(b)
に示すように色素分子は液晶分子によって電界方向に回
転され、偏光3212,3213もほとんど吸収される
ことはない。この為、図34(b) と同様に、偏光321
2,3213は、高分子液晶複合層を往復して通過する
際に、液晶と高分子の屈折率の差により、それぞれ分散
する為、本実施例の表示素子は、自然光3211に対す
る散乱効率は従来のものと比べたら倍になる。When an electric field is applied to this element, FIG.
As shown in (2), the dye molecules are rotated in the direction of the electric field by the liquid crystal molecules, and the polarized lights 3212 and 3213 are hardly absorbed. For this reason, similarly to FIG.
2, 3213 are dispersed due to the difference in the refractive index between the liquid crystal and the polymer when reciprocating through the polymer liquid crystal composite layer. Doubled compared to
【0294】上記方法により製造された素子について、
電気的特性を測定したところ、図35に実線で示す結果
が得られた。従来の四分の一波長板なしのゲストホスト
反射型表示素子について電気光学特性を測定したとこ
ろ、図35に破線で示す結果が得られた。この結果から
明らかなように、本実施例は、従来に比較し、コントラ
ストが向上し、且つ、閾特性が改善されていることが判
る。With respect to the device manufactured by the above method,
When the electrical characteristics were measured, the result shown by the solid line in FIG. 35 was obtained. When the electro-optical characteristics of the conventional guest-host reflective display element without a quarter-wave plate were measured, the result indicated by the broken line in FIG. 35 was obtained. As is clear from the results, it is understood that the present embodiment has improved contrast and improved threshold characteristics as compared with the related art.
【0295】(実施例33)本発明の第33の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子の一方の基板を図37に
示す。本実施例は、四分の一波長板等の位相差板が基板
を兼ねるものである。即ち、基板を兼ねる硬い位相差板
3310に反射層3309を蒸着法により形成し、更
に、の上に、透明電極3307、配向膜3306を形成
したものである。(Embodiment 33) FIG. 37 shows one substrate of a polymer dispersed liquid crystal display device according to a thirty-third embodiment of the present invention. In this embodiment, a phase difference plate such as a quarter-wave plate also serves as a substrate. That is, a reflective layer 3309 is formed by a vapor deposition method on a hard retardation plate 3310 also serving as a substrate, and a transparent electrode 3307 and an alignment film 3306 are formed thereon.
【0296】本実施例においても、図32のような反射
型表示素子の電気光学特性を示した。この反射型表示素
子は、図31の構造の素子より基板が一枚減るために軽
量化でき、様々な応用が考えられる。Also in this example, the electro-optical characteristics of the reflection type display element as shown in FIG. 32 were shown. This reflective display element can be reduced in weight because it has one less substrate than the element having the structure of FIG. 31, and various applications can be considered.
【0297】以上の実施例に於いて、液晶としては複屈
折率異方性Δnが大きいもの、高分子前駆体としては液
晶と良く混ざり、液晶相を取るもので屈折率の良く似た
ものを用いると良い。液晶と高分子の比率は95:5か
ら80:20の間がよい。これより液晶は多いと応答し
なくなり、液晶が少ないと駆動電圧が高く成りすぎる。In the above examples, a liquid crystal having a large birefringence anisotropy Δn was used, and a polymer precursor which mixed well with the liquid crystal and took a liquid crystal phase and had a similar refractive index was used. Good to use. The ratio of liquid crystal to polymer is preferably between 95: 5 and 80:20. If the amount of liquid crystal is larger than this, no response occurs, and if the amount of liquid crystal is small, the driving voltage becomes too high.
【0298】(実施例34)本発明の第34の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図38に示す。本実施
例は、偏光素子として利用されるものである。(Embodiment 34) FIG. 38 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a thirty-fourth embodiment of the present invention. This embodiment is used as a polarizing element.
【0299】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板3401,3408の表面に電極層34
02,3407を蒸着法により形成した。これらの電極
3402,3407上にポリイミド(東レ社製のSP7
40の2%ジメチルアセトアミド溶液)をスピンコート
して250℃にて焼成し配向膜3403,3406とし
た。これら二枚の基板3401,3408の配向膜34
03,3406を布で一方向にこすって、擦った方向が
平行となるように向かい合わせて、セル厚が10μmにな
るように固定した。この間隙にパラフェニルフェノール
メタクリル酸エステルと液晶を15:85で100 ℃にて
混合したものを封入した。液晶としてはLV−R2(製
品番号,ロディック社製)を使用した。A method for manufacturing this device will be described. First, the electrode layers 34 are provided on the surfaces of the two substrates 3401 and 3408.
02,3407 was formed by an evaporation method. On these electrodes 3402 and 3407, polyimide (SP7 manufactured by Toray Industries, Inc.) is used.
40 2% dimethylacetamide solution) and baked at 250 ° C. to form alignment films 3403 and 3406. The alignment film 34 of these two substrates 3401 and 3408
03, 3406 was rubbed with a cloth in one direction, and the rubbing directions were parallel to each other, and fixed so that the cell thickness became 10 μm. A mixture of paraphenylphenol methacrylate and liquid crystal mixed at 15:85 at 100 ° C. was sealed in the gap. LV-R2 (product number, manufactured by Roddick) was used as the liquid crystal.
【0300】引続き、高分子前駆体及び液晶の混合物を
徐冷して、これらを配向させ、室温にて紫外線を照射す
ることにより高分子前駆体を硬化させるとともに液晶3
405と高分子3405として相分離させた。 本実施
例の動作原理を説明する。図38に示したように高分子
3404は液晶3405に沿って基板3401,340
8の配向処理方向に対して平行に配向し、液晶3405
と同様の屈折率異方性を示し、電界方向での屈折率1.5
程度である。そのため電界無印加時には図38(a) に示
すように液晶3405と高分子3404の電界方向での
屈折率の差がなくなり、透明状態となる。Subsequently, the mixture of the polymer precursor and the liquid crystal was gradually cooled to orient the mixture, and the polymer precursor was cured by irradiating ultraviolet rays at room temperature, and the liquid crystal 3 was cooled.
405 and polymer 3405 were subjected to phase separation. The operation principle of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 38, the polymer 3404 is applied to the substrates 3401 and 340 along the liquid crystal 3405.
8 and the liquid crystal 3405
Shows the same refractive index anisotropy as 1.5, and the refractive index in the electric field direction is 1.5.
It is about. Therefore, when no electric field is applied, there is no difference in the refractive index between the liquid crystal 3405 and the polymer 3404 in the direction of the electric field as shown in FIG.
【0301】電界を印加すると、図38(b)に示すよう
に高分子3404の配向方向と平行な方向に振動する偏
光については、液晶3405だけ電界方向に配向するた
めに、高分子3404の屈折率は1.5 程度のままである
のに、液晶3405での屈折率は1.7 程度となる。その
ため、高分子3404と液晶3405での屈折率の差は
0.2 程度となり、光散乱する。一方、高分子3405の
配向方向に対して垂直に振動する偏光については、電界
を印加しても、高分子3404の屈折率も液晶3405
の屈折率も1.5 程度であり屈折率の差がないために光散
乱せず透過する。そのため、高分子3405の配向方向
に対して垂直に振動する偏光はこの素子を通過すること
になる。つまり、この素子を偏光素子として利用するこ
とができる。When an electric field is applied, the polarized light oscillating in a direction parallel to the alignment direction of the polymer 3404 as shown in FIG. 38 (b) is refracted by the polymer 3404 because only the liquid crystal 3405 is aligned in the electric field direction. Although the index remains at about 1.5, the refractive index of the liquid crystal 3405 becomes about 1.7. Therefore, the difference in refractive index between the polymer 3404 and the liquid crystal 3405 is
Light scattering is about 0.2. On the other hand, with respect to polarized light that oscillates perpendicularly to the alignment direction of the polymer 3405, the refractive index of the polymer 3404 also increases even when an electric field is applied.
Has a refractive index of about 1.5, and has no difference in refractive index. Therefore, polarized light that vibrates perpendicularly to the orientation direction of the polymer 3405 passes through this element. That is, this element can be used as a polarizing element.
【0302】上述した方法により製造された素子の二つ
の電極間に10KHz ,20Vなる交流電界を印加すると、配
向方向に振動する偏光は100%近く散乱され、これに直
交する偏光はほとんど透過した。図39に本発明の偏光
素子の電気光学特性図を示す。十分電界を印加すると、
一振動方向の偏光が十分散乱され、透過光量が約半分に
なることがわかる。When an AC electric field of 10 KHz and 20 V was applied between the two electrodes of the device manufactured by the above-described method, nearly 100% of the polarized light oscillating in the alignment direction was scattered, and almost all the polarized light orthogonal to this was transmitted. FIG. 39 shows an electro-optical characteristic diagram of the polarizing element of the present invention. When a sufficient electric field is applied,
It can be seen that polarized light in one vibration direction is sufficiently scattered, and the amount of transmitted light is reduced to about half.
【0303】尚、高分子としては液晶として混合しても
しかも、液晶相を示すものであり、高分子中にベンゼン
骨格、好ましくはビフェニル骨格が導入されているもの
である。さらに液晶相で紫外線重合できなければならな
い。また、高分子中にベンゼン骨格を有しなくとも、液
晶とともに配向する高分子であれば同様に用いることが
できる。配向膜はポリイミドに限らず、強いて言えば無
くてもよく、液晶が配向する処理であれば広く用いるこ
とができる。尚、液晶としては、上記実施例に示すもの
に限らないが、屈折率異方性の大きい液晶を用いるとコ
ントラストを改善することができる。液晶の含有量は全
体に対して50〜97%が最適である。液晶含有量がこれよ
り少ないと電界に対して応答しなくなり、また、これよ
り多いとコントラストが取れなくなる。[0303] The polymer is a polymer which, even when mixed as a liquid crystal, exhibits a liquid crystal phase and has a benzene skeleton, preferably a biphenyl skeleton, introduced into the polymer. Further, it must be capable of ultraviolet polymerization in the liquid crystal phase. Even if the polymer does not have a benzene skeleton, any polymer can be used as long as it is aligned with the liquid crystal. The alignment film is not limited to polyimide, and may not be required to be strong, and can be widely used as long as it is a process for aligning the liquid crystal. The liquid crystal is not limited to the liquid crystal shown in the above embodiment, but the contrast can be improved by using a liquid crystal having a large refractive index anisotropy. The optimum content of the liquid crystal is 50 to 97% based on the whole. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained.
【0304】(実施例35)本発明の第35の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図40に示す。本実施
例は、実施例34に係る素子を偏光素子として、偏光方
向が互いに直交するように二枚組合せたものである。基
本構成は、実施例34の実施例と同様である。尚、図4
0において、黒丸は、配向方向が紙面と垂直方向である
ことを示す。他の図面においても同様である。(Embodiment 35) FIG. 40 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a thirty-fifth embodiment of the present invention. In the present example, two elements are combined so that the polarization directions are orthogonal to each other, using the element according to Example 34 as a polarizing element. The basic configuration is the same as that of the embodiment 34. FIG.
At 0, a black circle indicates that the orientation direction is perpendicular to the paper surface. The same applies to other drawings.
【0305】本実施例の動作原理を説明する。電界を印
加しない状態においては、図40(a) に示すように、各
偏光素子において高分子3404と液晶3405の屈折
率は等しい為、それぞれ偏光することなく、入射光はす
べて通り抜けてくる。The principle of operation of this embodiment will be described. In the state where no electric field is applied, as shown in FIG. 40 (a), since the refractive index of the polymer 3404 and that of the liquid crystal 3405 are equal in each polarizing element, all the incident light passes through without polarization.
【0306】電界印加時では図40(b) に示すように、
入射光のうち一枚目の偏光素子の高分子3404の配向
方向に平行な偏光は一枚目の偏光素子により散乱され、
これと直交する偏光は一枚目の素子を素通りし、二枚目
の偏光素子に到達する。二枚目の素子に到達した光の偏
光方向は二枚目の素子の配向方向と平行であるため有効
に光散乱される。つまり、電界印加時では入射光が完全
に散乱されることになる。When an electric field is applied, as shown in FIG.
Among the incident light, polarized light parallel to the orientation direction of the polymer 3404 of the first polarizing element is scattered by the first polarizing element,
Polarized light orthogonal to this passes through the first element and reaches the second polarizing element. Since the polarization direction of the light reaching the second element is parallel to the orientation direction of the second element, the light is effectively scattered. That is, when an electric field is applied, incident light is completely scattered.
【0307】本実施例の電気光学特性を図41に示す
た。電界無印加時では透過率75%、電界印加時で透過率
1%が得られた。FIG. 41 shows the electro-optical characteristics of this example. 75% transmittance when no electric field is applied, transmittance when electric field is applied
1% was obtained.
【0308】尚、本発明は、本実施例のみならずMIM
素子やTFT素子と組み合わせることも可能となり、大
容量表示体への応用も可能である。また、調光素子、ラ
イトバルブ、調光ミラーなどにも応用が可能である。The present invention is applicable not only to the present embodiment but also to the MIM
It can be combined with an element or a TFT element, and can be applied to a large-capacity display. Further, the present invention can be applied to a light control element, a light valve, a light control mirror, and the like.
【0309】(実施例36)本発明の第36の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図42に示す。本実施
例は高分子前駆体として光硬化型のものを用いたもので
ある。(Embodiment 36) FIG. 42 shows a polymer-dispersed liquid crystal display device according to a 36th embodiment of the present invention. In this embodiment, a photo-curing type is used as a polymer precursor.
【0310】この表示素子の製作法について説明する。
先ず、表面の平坦な透明基板3601、3608の表面
に透明電極3602、3607を蒸着法により形成し
た。更に、これらの透明電極3602,3607の上に
ポリイミドとしてJIB(商品名,日本合成ゴム(株)
製)の2%溶液を2000r.p.m. にてスピンコートして配
向膜3603,3606とした。このように透明電極3
602,3607及び配向膜3603,3606の形成
された透明基板3601,3608を150 ℃にて焼成し
た。その後、配向膜3603,3606の表面をさらし
木綿で一方向に擦ることにより、配向処理を施した。擦
る方向は二枚の透明基板3601,3608を組み合わ
せたときに、ほぼ平行となるようにした。[0310] A method of manufacturing this display element will be described.
First, transparent electrodes 3602 and 3607 were formed on the surfaces of transparent substrates 3601 and 3608 having a flat surface by an evaporation method. Further, JIB (trade name, Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) is used as a polyimide on these transparent electrodes 3602, 3607.
Was spin-coated at 2000 rpm to form alignment films 3603 and 3606. Thus, the transparent electrode 3
The transparent substrates 3601, 3608 on which 602, 3607 and the alignment films 3603, 3606 were formed were fired at 150 ° C. After that, the surfaces of the alignment films 3603 and 3606 were exposed and rubbed in one direction with cotton to perform an alignment treatment. The rubbing direction was substantially parallel when the two transparent substrates 3601 and 3608 were combined.
【0311】引続き、二枚の透明基板3601,360
8を、それらの間隙が10μmとなるように固定した。そ
して、この間隙に二種の高分子前駆体メタクリル酸4−
ビフェニルエステル、メタクリル酸4−フロロフェニル
エステルと液晶を7:7:86の割合で100 ℃にて混合
してなる液晶高分子複合相を封入した。液晶としては、
RDP10248(商品名,ロディック社製)を使用し
た。引続き、二種類の高分子前駆体と液晶の混合物を徐
冷して、これらを配向した。この状態のまま、室温にて
紫外線を照射したところ、二種類の高分子前駆体が重合
して硬化することにより、液晶3605と高分子360
4を相分離させた。Subsequently, the two transparent substrates 3601, 360
8 were fixed so that their gap was 10 μm. And, in this gap, two kinds of polymer precursor methacrylic acid 4-
A liquid crystal polymer composite phase obtained by mixing biphenyl ester, 4-fluorophenyl methacrylate and liquid crystal at a ratio of 7: 7: 86 at 100 ° C. was sealed. As a liquid crystal,
RDP10248 (trade name, manufactured by Roddick) was used. Subsequently, the mixture of the two kinds of polymer precursors and the liquid crystal was gradually cooled to align them. In this state, when ultraviolet rays were irradiated at room temperature, the two kinds of polymer precursors were polymerized and cured, so that the liquid crystal 3605 and the polymer 360 were polymerized.
4 was phase separated.
【0312】このようにして製造された素子の比抵抗を
測定したところ、比抵抗は、図43に実線で示すように
2.40×1011Ωcmであった。測定には、横河ヒューレット
パッカード社製LCRメータ4272Aを使用し、透明
電極3602,3607間には、100Hz 、2Vの交流電界
を印加した。更に、この表示素子について、電荷保持状
態を測定したところ、図45に実線で示すように電荷保
持率は93%であった。電荷保持率とは、電界を印加して
一定時間後に解放状態としたときの、電荷の保持される
比率とした。電界は、図44に示すように約14Vの電界
を100ms 間隔で60μs 印加した。When the specific resistance of the device manufactured as described above was measured, the specific resistance was as shown by a solid line in FIG.
2.40 × 10 11 Ωcm. For the measurement, an LCR meter 4272A manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard Co. was used, and an AC electric field of 100 Hz and 2 V was applied between the transparent electrodes 3602 and 3607. Further, when the charge holding state of this display element was measured, the charge holding ratio was 93% as shown by the solid line in FIG. The charge retention rate is a rate at which charges are retained when the electric field is applied and the state is released after a certain period of time. As shown in FIG. 44, an electric field of about 14 V was applied for 60 μs at 100 ms intervals.
【0313】一方、メタクリル酸4−ビフェニルエステ
ルを高分子前駆体として単独に用い、液晶と高分子前駆
体を85:15で混合し同様に製作した素子について同
様の測定をしたところ、図43に破線で示すように比抵
抗は4.06×1010Ωcmであり、電荷保持率は図45に破線
で示すように32%であった。また、メタクリル酸4−フ
ロロフェニルエステルを高分子前駆体として単独で用い
た場合、同様の方法では重合せず素子を作製する事がで
きなかった。このように高分子前駆体を混合して使う事
により、比抵抗、電荷保持率共に格段に改善されてお
り、実際にTFT素子、MIM素子と組み合わせたとこ
ろフリッカーのほとんどない表示が得られた。On the other hand, the same measurement was carried out on a device manufactured in the same manner as above, except that methacrylic acid 4-biphenyl ester was used alone as the polymer precursor, and the liquid crystal and the polymer precursor were mixed at a ratio of 85:15. The specific resistance was 4.06 × 10 10 Ωcm as shown by the broken line, and the charge retention was 32% as shown by the broken line in FIG. In addition, when methacrylic acid 4-fluorophenyl ester was used alone as the polymer precursor, the device could not be produced by polymerization in the same manner. By mixing and using the polymer precursor in this way, the specific resistance and the charge retention were remarkably improved, and a display with almost no flicker was obtained when actually combined with the TFT element and the MIM element.
【0314】ここで、高分子前駆体としては、本実施例
に限らず、液晶の配列とほぼ同一方向、あるいは別方向
の場合でもおおよそ揃った方向に配列する高分子前駆体
であれば問題なく使用することができる。また、重合部
位としては、光硬化型重合部位として用いることができ
る全ての官能基が使用できる。Here, the polymer precursor is not limited to the present embodiment, and any polymer precursor can be used as long as it is arranged in the same direction as the alignment of the liquid crystal, or even in the case of another direction. Can be used. As the polymerization site, any functional group that can be used as a photocurable polymerization site can be used.
【0315】ここで、配向膜としてはポリイミドに限ら
ず、ポリビニルアルコールなど、液晶を或る方向に配向
させる力のあるものが使用できる。また、配向膜は必ず
しも必要でなく、基板をこすり合わせることにより配向
処理を行うだけでも良い。こする材料は木綿に限らな
い。また、配向処理は、一方の基板のみでも有効であ
る。基板の配向処理の方向は特に限定されない。Here, the alignment film is not limited to polyimide, but may be a film having a force for aligning the liquid crystal in a certain direction, such as polyvinyl alcohol. Further, the alignment film is not necessarily required, and the alignment treatment may be performed only by rubbing the substrates. The material to be rubbed is not limited to cotton. In addition, the alignment treatment is effective for only one substrate. The direction of the substrate alignment treatment is not particularly limited.
【0316】ここで、液晶としては、コントラストを向
上させる為、屈折率異方性Δnのできるだけ大きいもの
が良い。また、液晶は誘電異方性が正のものを用いるこ
とができる。液晶の含有量は高分子前駆体に対して50〜
95%が最適である。液晶含有量がこれより少ないと電界
に対して応答しなくなり、また、これより多いとコント
ラストが不十分となる。本実施例ではカイラル成分を混
合していないが、0.1〜1%の範囲でカイラル成分を添加
すると、閾特性の向上がみられた。また、高分子前駆体
の重合部は光硬化型のものしか用いていないが、熱硬化
型のものでも液晶と互いに配向して分散した状態で、相
分離するものであるならば用いる事ができる。Here, the liquid crystal preferably has a refractive index anisotropy Δn as large as possible in order to improve the contrast. Further, a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy can be used. The content of the liquid crystal is 50 to
95% is optimal. If the liquid crystal content is less than this, the liquid crystal does not respond to the electric field, and if it is more than this, the contrast becomes insufficient. In this example, the chiral component was not mixed, but when the chiral component was added in the range of 0.1 to 1%, the threshold characteristics were improved. Also, the polymerized portion of the polymer precursor uses only a photocurable type, but a thermosetting type can be used as long as it is phase-separated in a state of being aligned and dispersed with liquid crystal and each other. .
【0317】(実施例37)本実施例は、高分子前駆体
の一種類として、フッ素原子を含んだビフェニル誘導体
を用いたものである。即ち、二種類の高分子前駆体とし
てメタクリル酸4−(2−フロロ)ビフェニルエステ
ル、メタクリル酸4−ビフェニルエステルとを使用し
た。これらの高分子前駆体と液晶との割合は、順に7:
7:86とし、その他の条件も前述した実施例36と同
様とした。液晶としては、RDP10248(商品名,
ロディク社製)を使用した。(Example 37) In this example, a biphenyl derivative containing a fluorine atom was used as one kind of polymer precursor. That is, methacrylic acid 4- (2-fluoro) biphenyl ester and methacrylic acid 4-biphenyl ester were used as two kinds of polymer precursors. The ratio of these polymer precursors to liquid crystal was 7:
7:86, and other conditions were the same as those in Example 36 described above. As the liquid crystal, RDP10248 (trade name,
Rodik).
【0318】次に、表示素子の比抵抗及び電荷保持率に
ついて測定したところ、比抵抗は図46に実線で示すよ
うに4.64×1010Ωcm、電荷保持率は図47に実線で示す
ように95%であった。測定方法は、実施例36と同様と
した。一方、メタクリル酸4−ビフェニルエステルを高
分子前駆体として単独に用いた場合については、比抵抗
は図46に破線で、電荷保持率は図47に破線でそれぞ
れ示す。図46,47に示すように本実施例の表示素子
はこれらの例に比較し、比抵抗、電荷保持率共に格段に
改善されており、実際にTFT素子、MIM素子と組み
合わせたところフリッカーのほとんどない表示が得られ
た。また、メタクリル酸4−(2−フロロ)ビフェニル
エステルを高分子前駆体として単独に用い、同様に素子
を作製し同様の測定をしたが、高分子前駆体は重合せず
素子を作製する事ができなかった。Next, when the specific resistance and the charge retention of the display element were measured, the specific resistance was 4.64 × 10 10 Ωcm as shown by the solid line in FIG. 46, and the charge retention was 95% as shown by the solid line in FIG. %Met. The measurement method was the same as in Example 36. On the other hand, when methacrylic acid 4-biphenyl ester is used alone as the polymer precursor, the specific resistance is shown by a broken line in FIG. 46, and the charge retention is shown by a broken line in FIG. As shown in FIGS. 46 and 47, the display element of this embodiment has significantly improved specific resistance and charge retention ratio as compared with these examples, and when actually combined with a TFT element and an MIM element, almost no flicker occurs. No display was obtained. Also, methacrylic acid 4- (2-fluoro) biphenyl ester was used alone as a polymer precursor, and a device was similarly manufactured and subjected to the same measurement. However, the polymer precursor was not polymerized, and the device could be manufactured. could not.
【0319】(実施例38)本実施例は、高分子前駆体
の一種類にナフタレン誘導体を用いたものである。即
ち、二種類の高分子前駆体としてメタクリル酸4−
(4′−ノニロキシ)ビフェニルエステル、メタクリル
酸2−ナフチルエステルを用いた。これら高分子前駆体
と液晶との割合は、順に7:7:86の割合とし、その
他の条件も前述した実施例36と同様とした。液晶とし
ては、RDP10248(商品名,ロディク社製)を使
用した。(Example 38) In this example, a naphthalene derivative was used as one type of the polymer precursor. That is, methacrylic acid 4-
(4'-nonyloxy) biphenyl ester and 2-naphthyl methacrylate were used. The ratio between the polymer precursor and the liquid crystal was 7: 7: 86 in order, and other conditions were the same as those in Example 36 described above. As the liquid crystal, RDP10248 (trade name, manufactured by Rodik) was used.
【0320】次に、表示素子の比抵抗及び電荷保持率を
測定したところ、比抵抗は図48に実線で示すように1.
07×1012Ωcm、電荷保持率は図39に実線で示すように
97%であった。測定方法は、実施例36と同様とした。
一方、メタクリル酸4−(4′−ノニロキシ)ビフェニ
ルエステルを高分子前駆体として単独に用い、同様に素
子を作製し同様の測定をしたところ、比抵抗は、図48
に破線で示すように2.07×1011Ωcm、電荷保持率は図4
9に破線で示すように約36%であった。また、もう一種
類の高分子前駆体であるメタクリル酸2−ナフチルエス
テルを単独に用いた場合、同様の方法を用いたが重合せ
ず素子を作製する事ができなかった。Next, when the specific resistance and the charge retention of the display element were measured, the specific resistance was 1. as shown by the solid line in FIG.
07 × 10 12 Ωcm, and the charge retention was as shown by the solid line in FIG.
97%. The measurement method was the same as in Example 36.
On the other hand, using methacrylic acid 4- (4′-nonyloxy) biphenyl ester alone as a polymer precursor, a device was prepared in the same manner, and the same measurement was performed.
2.07 × 10 11 As shown by the broken line in [Omega] cm, the charge retention 4
As shown by the broken line in FIG. In the case of using methacrylic acid 2-naphthyl ester, which is another kind of polymer precursor, alone, the same method was used, but no element was produced without polymerization.
【0321】本実施例の表示素子も、これらの例に比較
し比抵抗、電荷保持率共に格段に改善されており、実際
にTFT素子、MIM素子と組み合わせたところフリッ
カーのほとんどない表示が得られた。In the display element of this embodiment, the specific resistance and the charge retention rate are remarkably improved as compared with these examples. When the display element is actually combined with the TFT element and the MIM element, a display with almost no flicker can be obtained. Was.
【0322】(実施例39)本実施例は、高分子前駆体
として、フッ素原子、ナフタレン誘導体の何れも含まな
いものを用いるものである。即ち、二種類の高分子前駆
体としてメタクリル酸4−(4′−ノニロキシ)ビフェ
ニルエステル、メタクリル酸4−ビフェニルエステルを
用いた。その他の条件は、前述した実施例36と同様で
ある。(Embodiment 39) In this embodiment, a polymer precursor containing neither a fluorine atom nor a naphthalene derivative is used. That is, methacrylic acid 4- (4'-nonyloxy) biphenyl ester and methacrylic acid 4-biphenyl ester were used as two kinds of polymer precursors. Other conditions are the same as those of the above-described embodiment 36.
【0323】次に、表示素子の比抵抗及び電荷保持率を
測定したところ、比抵抗は図50に実線で示すように3.
90×1011Ωcm、電荷保持率は図51に実線で示すように
89%であった。測定方法は、実施例36と同様とした。
一方、高分子前駆体を各々単独で用いた場合は、実施例
36及び38でも述べたが、確認の為に図50,51に
も描いた。図50は比抵抗を示すものであり、メタクリ
ル酸4−(4′−ノニロキシ)ビフェニルエステルにつ
いては破線で、メタクリル酸4−ビフェニルエステルに
ついては点線で示した。図51において、単独で用いた
場合、両者に電荷保持率の差がないので合わせて破線で
示した。Next, when the specific resistance and the charge retention of the display element were measured, the specific resistance was 3.times. As shown by the solid line in FIG.
90 × 10 11 Ωcm, and the charge retention is as shown by the solid line in FIG.
89%. The measurement method was the same as in Example 36.
On the other hand, when the polymer precursor was used alone, it was also described in Examples 36 and 38, but is also drawn in FIGS. 50 and 51 for confirmation. FIG. 50 shows the specific resistance. The methacrylic acid 4- (4'-nonyloxy) biphenyl ester is indicated by a broken line, and the methacrylic acid 4-biphenyl ester is indicated by a dotted line. In FIG. 51, when used alone, there is no difference in the charge retention ratio between the two, so they are also indicated by broken lines.
【0324】本実施例の表示素子は、従来例に比較し、
比抵抗については若干ではあるが改善され、電荷保持率
については大幅に改善されている。また、本実施例の表
示素子について、実際にTFT素子、MIM素子と組み
合わせ駆動させてみたが、フリッカーがありきれいな表
示を得る事はできなかった。The display element of this embodiment is different from the conventional example in that
The specific resistance has been improved, albeit slightly, and the charge retention has been greatly improved. Further, when the display element of this example was actually driven in combination with the TFT element and the MIM element, a clear display could not be obtained due to flicker.
【0325】上記実施例では二枚の基板を用いたが、一
枚の基板上に液晶高分子複合層を形成することもでき
る。また、配向膜は両側基板に形成する必要はなく片側
基板処理だけでも効果を発揮する。また、二枚の基板の
間隙についてもここに示した値でなくとも良く、用途に
合わせて決めれば良い。In the above embodiment, two substrates are used. However, a liquid crystal polymer composite layer can be formed on one substrate. In addition, it is not necessary to form an alignment film on both substrates, and an effect is exhibited only by processing one substrate. Also, the gap between the two substrates need not be the value shown here, and may be determined according to the application.
【0326】本発明は以上の実施例のみならず、コンピ
ュータディスプレイ、調光素子、ライトバルブ、調光ミ
ラーなどに応用が可能である。The present invention can be applied not only to the above embodiments but also to computer displays, light control elements, light valves, light control mirrors, and the like.
【0327】(実施例40)本発明の第40の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図52に示す。本実施
例では二枚の電極付き基板の間に液晶と高分子を互いに
一方向に配向分散した構造を有する反射型の表示素子に
おいて、高分子の配向方向が基板の法線と入射光の光軸
を含む面に直交するものである。図52は、電界印加時
における概念図である。Embodiment 40 FIG. 52 shows a polymer-dispersed liquid crystal display device according to a fortieth embodiment of the present invention. In this embodiment, in a reflective display element having a structure in which a liquid crystal and a polymer are aligned and dispersed in one direction between two substrates with electrodes, the alignment direction of the polymer is equal to the normal of the substrate and the light of the incident light. It is perpendicular to the plane containing the axis. FIG. 52 is a conceptual diagram when an electric field is applied.
【0328】この素子の作製法について説明する。先
ず、二枚の基板4001,4008の表面に電極400
2,4007を蒸着法により形成した。これらの電極4
002,4007上にポリイミド(東レ社製SP740
の2%ジメチルアセトアミド溶液)をスピンコートして2
50℃にて焼成し配向膜4003,4006とした。これ
ら二枚の基板4001、,4008の配向膜4003,
4006を布で一方向に擦って配向処理を施し、擦った
方向が平行となるように向かい合わせて、セル厚が10μ
mになるように固定した。この間隙にパラフェニルフェ
ノールメタクリル酸エステルと液晶を15:85で100
℃にて混合したものを封入した。液晶としては、PNO
O1(商品名,ロディック社製)を使用した。引続き、
高分子前駆体及び液晶の混合物を徐冷して、これらを配
向させ、室温にて紫外線を照射して、液晶4005と高
分子4004として相分離させた。この素子の背景とし
ては黒のベルベット布を用いた。A method for manufacturing this device will be described. First, the electrode 400 is placed on the surface of the two substrates 4001 and 4008.
2,4007 was formed by an evaporation method. These electrodes 4
002, 4007, polyimide (SP740 manufactured by Toray Industries, Inc.)
2% dimethylacetamide solution)
It was baked at 50 ° C. to form alignment films 4003 and 4006. The alignment film 4003 of these two substrates 4001 and 4008
4006 is rubbed in one direction with a cloth to perform an orientation treatment, and the rubbed directions are parallel to each other, and the cell thickness is 10 μm.
fixed to m. In this gap, paraphenylphenol methacrylate and liquid crystal were added at a ratio of 15:85 to 100.
The mixture mixed at ℃ was sealed. The liquid crystal is PNO
O1 (trade name, manufactured by Roddick) was used. Continued,
The mixture of the polymer precursor and the liquid crystal was gradually cooled, oriented, and irradiated with ultraviolet rays at room temperature to cause phase separation as the liquid crystal 4005 and the polymer 4004. A black velvet cloth was used as a background of this element.
【0329】この素子を図52に示したように配置し、
電気光学特性を測定したところ、図53に示す結果が得
られた。入射光4011の入射角は基板表面の法線に対
して65度とした。図53において、横軸は印加電圧
(周波数1KHz)、縦軸は完全散乱板を100%反射とした
場合の反射率を示す。図53の中の実線は、高分子40
04の配向方向が基板4001の法線と入射光4011
の光軸を含む面、つまり、紙面に直交する場合の電気光
学特性を示す。また、図53の中の破線は、高分子40
04の配向方向が基板4001の法線と入射光4011
の光軸を含む面に平行である場合の電気光学特性を示
す。同図に示すように、実線の方が破線に比べ特性が良
好である。The device is arranged as shown in FIG.
When the electro-optical characteristics were measured, the results shown in FIG. 53 were obtained. The incident angle of the incident light 4011 was set to 65 degrees with respect to the normal to the substrate surface. In FIG. 53, the horizontal axis represents the applied voltage (frequency 1 KHz), and the vertical axis represents the reflectance when the perfect scattering plate is 100% reflected. The solid line in FIG.
04 has a normal direction to the substrate 4001 and the incident light 4011
3 shows the electro-optical characteristics when the plane is perpendicular to the plane including the optical axis of FIG. The broken line in FIG.
04 has a normal direction to the substrate 4001 and the incident light 4011
4 shows electro-optical characteristics when the surface is parallel to a plane including the optical axis. As shown in the figure, the solid line has better characteristics than the broken line.
【0330】この理由は、高分子配向型液晶表示素子は
その散乱能に異方性がある為である。すなわち、配向方
向に振動する偏光に対しては有効に散乱する。そのた
め、基板の法線と入射光光軸を含む平面に対して直交す
る偏光に対しては有効に散乱するのである。通常、室内
においては天井方向からの光は壁で反射してかなり偏光
しており、この偏光は、素子に入射するときに透明基板
の界面によりさらに偏光し、この偏光方向が高分子配向
方向と一致するように配置すると効率的に散乱するので
ある。The reason is that the polymer alignment type liquid crystal display element has anisotropic scattering ability. That is, the polarized light vibrating in the alignment direction is effectively scattered. Therefore, polarized light that is orthogonal to the plane including the normal line of the substrate and the optical axis of the incident light is effectively scattered. Normally, in a room, light from the ceiling direction is reflected by a wall and is considerably polarized, and this polarized light is further polarized by the interface of the transparent substrate when entering the element, and this polarization direction is the same as the polymer orientation direction. If they are arranged so as to coincide, they are scattered efficiently.
【0331】尚、高分子としては液晶と混合して、液晶
相を示す物であり、高分子中にベンゼン骨格、好ましく
はビフェニル骨格が導入されているものである。更に液
晶相で紫外線重合できなければならない。また、高分子
中にベンゼン骨格を有しなくとも、液晶とともに配向す
る高分子であれば同様に用いることができる。Incidentally, the polymer is a substance which shows a liquid crystal phase when mixed with liquid crystal, and has a benzene skeleton, preferably a biphenyl skeleton, introduced into the polymer. Furthermore, it must be capable of ultraviolet polymerization in the liquid crystal phase. Even if the polymer does not have a benzene skeleton, any polymer can be used as long as it is aligned with the liquid crystal.
【0332】用いる配向膜はポリイミドに限らず、配向
膜を用いず基板を布で擦るだけでも良い。また、配向処
理は液晶が配向する処理であれば広く用いることができ
る。The alignment film to be used is not limited to polyimide. The substrate may be simply rubbed with a cloth without using the alignment film. The alignment treatment can be widely used as long as the liquid crystal is aligned.
【0333】尚、液晶としては、上記実施例に示すもの
に限らないが、屈折率異方性の大きい液晶を用いるとコ
ントラストを改善することができる。液晶の含有量は全
体に対して50〜97%が最適である。液晶含有量がこれよ
り少ないと電界に対して応答しなくなり、また、これよ
り多いとコントラストが取れなくなる。この液晶の中に
2色性色素を混合しておけば、電界無印加時の反射率を
減らすことができコントラストを向上させることができ
る。The liquid crystal is not limited to the liquid crystal shown in the above embodiment, but the contrast can be improved by using a liquid crystal having a large refractive index anisotropy. The optimum content of the liquid crystal is 50 to 97% based on the whole. If the content of the liquid crystal is less than this, no response to the electric field occurs, and if it is more than this, contrast cannot be obtained. If a dichroic dye is mixed in the liquid crystal, the reflectance when no electric field is applied can be reduced, and the contrast can be improved.
【0334】(実施例41)本発明の第41の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図54に示す。本実施
例は、実施例40に係る素子の背面に偏光板4009,
反射板4010を配置したものである。基本的構成は、
図52に示す実施例40と同様である。偏光板4009
は、実施例40に係る素子の背面に、高分子4004の
配向方向と偏光方向が直交するように配置され、反射板
4010は、さらにその背面に配置される。図40にお
いて、偏光板4009は、矢印は偏光方向を示す。(Embodiment 41) FIG. 54 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to a 41st embodiment of the present invention. In this embodiment, a polarizing plate 4009,
This is one in which a reflection plate 4010 is arranged. The basic configuration is
This is the same as the embodiment 40 shown in FIG. Polarizing plate 4009
Is disposed on the back surface of the device according to Example 40 so that the orientation direction and the polarization direction of the polymer 4004 are orthogonal to each other, and the reflection plate 4010 is further disposed on the back surface. In FIG. 40, an arrow indicates a polarization direction of the polarizing plate 4009.
【0335】本実施例での電気光学特性を図55に示
す。電界印加時の反射光量は完全散乱板に比べ60%であ
り、効率的に光を散乱していることがわかる。本実施例
によれば、実施例40に係る素子を通過した光は、偏光
板4009を通過し、反射板4010で反射され、再び
偏光板4009を通過して、上記素子を通過する。この
光が上記素子を通過して外にでてくるために明るくなる
と考えられる。FIG. 55 shows the electro-optical characteristics in this embodiment. The amount of reflected light when an electric field was applied was 60% of that of a perfect scattering plate, indicating that light was efficiently scattered. According to this embodiment, light having passed through the element according to Embodiment 40 passes through the polarizing plate 4009, is reflected by the reflecting plate 4010, passes through the polarizing plate 4009 again, and passes through the element. It is considered that this light becomes bright because it passes through the element and goes out.
【0336】本実施例では、偏光板4009の偏光方向
を高分子4004の配向方向に対して直交させたが、直
交に近い角度で有れば同様の効果が得られる。上記実施
例において、偏光板4009と反射板4010、あるい
は基板4008と偏光板4009と反射板4010を一
体化しても良い。液晶4005に2色性色素を混合し
て、かつ偏光板4009の偏光方向を高分子4005の
配向方向と平行にすると、電界無印加時は黒くなりコン
トラストを向上させることができる。In this embodiment, the polarization direction of the polarizing plate 4009 is orthogonal to the orientation direction of the polymer 4004. However, similar effects can be obtained if the angle is nearly orthogonal. In the above embodiment, the polarizing plate 4009 and the reflecting plate 4010 or the substrate 4008 and the polarizing plate 4009 and the reflecting plate 4010 may be integrated. When a dichroic dye is mixed into the liquid crystal 4005 and the polarization direction of the polarizing plate 4009 is made parallel to the alignment direction of the polymer 4005, the liquid crystal becomes black when no electric field is applied, and the contrast can be improved.
【0337】(実施例42)本発明の第42の実施例に
係る高分子分散型液晶表示素子を図56に示す。本実施
例は、実施例40に係る素子の背面に、位相補正板40
13、減光板4014及び反射板4010を配置したも
のである。基本的構成は、図52示す実施例40と同様
である。位相補正板4013は、その配向方向が高分子
4004の配向方向と45度の角度をなすように、実施
例40に係る素子の背面に配置され、減光板14、反射
板10は更にその背面に順に配置される。位相補正板の
配向方向は、高分子4004の配向方向に対し45度で
なくとも明るさについては改善効果がある。ここで用い
た位相補正板4013は、緑の光に対して1/4波長位
相のずれる(144nm)補正板であるが、もちろん他の位相
補正板でも素子部との位置関係を最適化すれば用いるこ
とができる。Example 42 FIG. 56 shows a polymer dispersed liquid crystal display device according to Example 42 of the present invention. This embodiment is different from the embodiment 40 in that the phase correction plate 40
13, a light reduction plate 4014 and a reflection plate 4010 are arranged. The basic configuration is the same as that of the embodiment 40 shown in FIG. The phase correction plate 4013 is disposed on the back surface of the device according to Example 40 so that the orientation direction forms an angle of 45 degrees with the orientation direction of the polymer 4004, and the dimming plate 14 and the reflecting plate 10 are further disposed on the back surface. They are arranged in order. Even if the orientation direction of the phase correction plate is not 45 degrees with respect to the orientation direction of the polymer 4004, there is an effect of improving brightness. The phase correction plate 4013 used here is a correction plate having a phase shift of 1/4 wavelength (144 nm) with respect to green light. Of course, other phase correction plates may be used if the positional relationship with the element unit is optimized. Can be used.
【0338】図57に本実施例の表示素子の電気光学特
性図を示す。電界印加時の反射光量は完全散乱板に比べ
80%であり、先の実施例よりもさらに効率的に光を散乱
していることがわかる。本構成によれば、図40に係る
素子を通過した光は、位相補正板4013で位相補正さ
れ、減光板4014、反射板4010で反射され、再び
減光板4014を通過して、再び位相補正板4013で
位相補正され、偏光方向が90度回転して上記素子に戻
る。そのため、反射板4010で反射した光は再び上記
素子で効率的に散乱されるためにより明るく見えるので
ある。減光板4014は電界無印加時に素子を黒くみせ
るために必要である。減光板4014は、透過率60%の
ものを用いたが用途により最適化すれば良い。また、色
彩も自由に選べる。FIG. 57 shows an electro-optical characteristic diagram of the display element of this embodiment. The amount of reflected light when an electric field is applied is higher than that of a perfect scattering plate.
It is 80%, which indicates that the light is scattered more efficiently than the previous example. According to this configuration, the light that has passed through the element shown in FIG. 40 is phase-corrected by the phase correction plate 4013, reflected by the dimming plate 4014 and the reflecting plate 4010, passed through the dimming plate 4014 again, and The phase is corrected in 4013, the polarization direction is rotated by 90 degrees, and the light returns to the element. Therefore, the light reflected by the reflection plate 4010 is efficiently scattered again by the element, and thus looks brighter. The light attenuating plate 4014 is necessary to make the element black when no electric field is applied. Although the light attenuating plate 4014 has a transmittance of 60%, it may be optimized depending on the application. In addition, the color can be freely selected.
【0339】本実施例において、位相補正板4013と
減光板4014、減光板4014と反射板4010、あ
るいは位相補正板4013と減光板4014と反射板4
010を一体化しても良い。液晶に2色性色素を混合す
るとコントラストを向上することができる。In this embodiment, the phase correction plate 4013 and the light reduction plate 4014, the light reduction plate 4014 and the reflection plate 4010, or the phase correction plate 4013, the light reduction plate 4014 and the reflection plate 4
010 may be integrated. When a dichroic dye is mixed with the liquid crystal, the contrast can be improved.
【0340】本発明は、上記実施例のみならずMIM素
子やTFT素子と組み合わせることも可能であり、大容
量表示体への応用も可能である。また、調光素子、ライ
トバルブなどにも応用が可能である。The present invention can be combined with not only the above embodiment but also a MIM element or a TFT element, and can be applied to a large-capacity display. Further, the present invention can be applied to a light control element, a light valve, and the like.
【0341】[0341]
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように本発明は、液晶高分子複合層において液晶及び
高分子を一定方向に配向させることにより、電界無印加
時に良好な透明状態を実現できるようになった。これを
車窓などに用いれば、電界が印加されなくなったときに
透明となる、いわゆるフェールセイフな調光窓ガラスと
なり安全である。さらに、液晶中にカイラル成分を添加
することにより、電圧印加時に良好な散乱状態を実現す
ることが可能となり、同時に閾特性も良好となり、電圧
を上下した際にみられる応答におけるヒステリシスも低
減された。更に、反射層を設けることにより、駆動電圧
の低いコントラストの良好な視認性の良い反射型液晶表
示素子を提供することが可能となり、この表示素子を用
いて大容量表示体を提供することも可能となった。As described above in detail with reference to the embodiments, the present invention provides a liquid crystal polymer composite layer in which a liquid crystal and a polymer are oriented in a certain direction, thereby achieving a good transparent state when no electric field is applied. Can be realized. If this is used for a car window or the like, it becomes a so-called fail-safe dimming window glass which becomes transparent when the electric field is no longer applied, and is safe. Furthermore, by adding a chiral component to the liquid crystal, it was possible to realize a good scattering state at the time of applying a voltage, and at the same time, the threshold characteristics became better, and the hysteresis in the response observed when the voltage was increased or decreased was reduced. . Further, by providing the reflective layer, it is possible to provide a reflective liquid crystal display element having a low driving voltage, good contrast, and good visibility, and it is also possible to provide a large-capacity display using this display element. It became.
【0342】また、高分子前駆体を改良し、高分子前駆
体を少なくとも2種類以上用いることにより、素子作製
後の比抵抗を改善し、電荷保持率も同時に改善する事が
できた。また、2色性色素を液晶中に混合することによ
り、電界無印加時に良好な透明状態、電圧印加時に良好
な着色散乱状態を実現することが可能となった。また、
この電界制御型偏光素子を用いてコントラストの良好な
視認性の良い明るい表示素子を提供することも可能とな
った。本発明を用いれば通常は普通のサングラスで電界
印加により偏光をカットできる防眩偏光サングラスを作
ることも容易である。Further, by improving the polymer precursor and using at least two kinds of polymer precursors, it was possible to improve the specific resistance after the device was manufactured and also to improve the charge retention. In addition, by mixing a dichroic dye in the liquid crystal, a good transparent state when no electric field is applied and a good colored scattering state when a voltage is applied can be realized. Also,
By using this electric field control type polarizing element, a bright display element with good contrast and good visibility can be provided. By using the present invention, it is also easy to produce anti-glare polarized sunglasses that can cut polarized light by applying an electric field with ordinary sunglasses.
【0343】本発明は、高分子分散型液晶素子の単純マ
トリックス型表示素子への応用の可能性を広げる基本的
な技術であり、また、同時にアクティブマトリックス型
表示素子との組み合わせによる大容量表示の可能性を広
げる基本的な技術でもある。本発明は、高分子分散型液
晶表示素子の単純マトリックス型表示素子への応用の可
能性を広げる基本的な技術であり、また、同時にアクテ
ィブマトリックス型表示素子との組み合わせによる大容
量表示の可能性を広げる基本的な技術でもある。The present invention is a basic technique for expanding the possibility of applying a polymer-dispersed liquid crystal device to a simple matrix type display device, and at the same time, a large capacity display by combination with an active matrix type display device. It is also a basic technology that expands possibilities. The present invention is a basic technique for expanding the possibility of application of a polymer dispersion type liquid crystal display device to a simple matrix type display device, and at the same time, the possibility of a large capacity display by combination with an active matrix type display device. It is also a basic technique for expanding
【図1】本発明の実施例1に係る高分子分散型液晶表示
素子の断面を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a cross section of a polymer dispersed liquid crystal display device according to Example 1 of the present invention.
【図2】本発明の実施例2に係る高分子分散型液晶表示
素子の断面を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a cross section of a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 2 of the present invention.
【図3】本発明の実施例2における高分子分散型液晶表
示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing electro-optical characteristics of a polymer-dispersed liquid crystal display device in Example 2 of the present invention.
【図4】従来の高分子分散型液晶表示素子の電気光学特
性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing electro-optical characteristics of a conventional polymer-dispersed liquid crystal display device.
【図5】本発明の実施例5に係る高分子分散型液晶表示
素子の部分断面を示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing a partial cross section of a polymer dispersed liquid crystal display device according to Example 5 of the present invention.
【図6】本発明の実施例6に係る高分子分散型液晶表示
素子の部分断面を示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram showing a partial cross section of a polymer dispersed liquid crystal display device according to Example 6 of the present invention.
【図7】本発明の実施例7に係る高分子分散型液晶表示
素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は無電界印加
時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態を示
す。7A and 7B are conceptual diagrams showing a cross section of a polymer dispersed liquid crystal display element according to Example 7 of the present invention. FIG. 7A shows an operation state when no electric field is applied, and FIG. The operation state at the time of application is shown.
【図8】本発明の実施例7における高分子分散型液晶表
示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing electro-optical characteristics of a polymer-dispersed liquid crystal display device in Example 7 of the present invention.
【図9】従来の高分子分散型液晶表示素子の電気光学特
性を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing electro-optical characteristics of a conventional polymer-dispersed liquid crystal display device.
【図10】本発明の実施例8における高分子分散型液晶
表示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing electro-optical characteristics of a polymer-dispersed liquid crystal display device in Example 8 of the present invention.
【図11】本発明の実施例9における高分子分散型液晶
表示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing electro-optical characteristics of a polymer-dispersed liquid crystal display device in Example 9 of the present invention.
【図12】本発明の実施例11に係る高分子分散型液晶
表示素子の部分断面を示す概念図である。FIG. 12 is a conceptual diagram showing a partial cross section of a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 11 of the present invention.
【図13】本発明の実施例12に係る高分子分散型液晶
表示素子の部分断面を示す概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram showing a partial cross section of a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 12 of the present invention.
【図14】本発明の実施例13に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は無電界
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作を示
す。14 is a conceptual diagram showing a cross section of a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 13 of the present invention, where FIG. 14A shows an operation state when no electric field is applied, and FIG. The operation at the time of application is shown.
【図15】本発明の実施例18に係る高分子分散型液晶
表示素子の部分断面を示す概念図である。FIG. 15 is a conceptual diagram showing a partial cross section of a polymer dispersed liquid crystal display device according to Example 18 of the present invention.
【図16】本発明の実施例19に係る高分子分散型液晶
表示素子の部分断面を示す概念図である。FIG. 16 is a conceptual diagram showing a partial cross section of a polymer dispersed liquid crystal display device according to Example 19 of the present invention.
【図17】本発明の高分子分散型液晶表示素子の製造方
法に係る製造装置の一実施例を示す概念図である。FIG. 17 is a conceptual diagram showing one embodiment of a manufacturing apparatus according to the method for manufacturing a polymer dispersed liquid crystal display element of the present invention.
【図18】本発明の実施例20に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は電界無
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。FIG. 18 is a conceptual diagram showing a cross section of a polymer-dispersed liquid crystal display element according to Example 20 of the present invention. FIG. 18 (a) shows an operation state when no electric field is applied, and FIG. The operation state at the time of application is shown.
【図19】本発明の実施例20の高分子分散型液晶表示
素子における断面の電子顕微鏡写真を示す説明図であ
り、倍率5万倍、基板表面45度の角度で見おろした。
ラビング方向は縦方向である。FIG. 19 is an explanatory view showing an electron micrograph of a cross section of the polymer-dispersed liquid crystal display device of Example 20 of the present invention, which was viewed at a magnification of 50,000 times and at an angle of 45 ° on the substrate surface.
The rubbing direction is the vertical direction.
【図20】本発明の実施例20における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 20 is a graph showing electro-optical characteristics of a polymer dispersed liquid crystal display device according to Example 20 of the present invention.
【図21】本発明の実施例23に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図である。FIG. 21 is a conceptual diagram showing a cross section of a polymer dispersed liquid crystal display device according to Example 23 of the present invention.
【図22】本発明の実施例23における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 22 is a graph showing the electro-optical characteristics of the polymer dispersed liquid crystal display device in Example 23 of the present invention.
【図23】前述した実施例における高分子分散型液晶表
示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 23 is a graph showing the electro-optical characteristics of the polymer-dispersed liquid crystal display device in the above-described example.
【図24】本発明の実施例25に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は電界無
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。24A and 24B are conceptual diagrams showing a cross section of a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 25 of the present invention. FIG. 24A shows an operation state when no electric field is applied, and FIG. The operation state at the time of application is shown.
【図25】本発明の実施例25における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 25 is a graph showing the electro-optical characteristics of the polymer dispersed liquid crystal display device in Example 25 of the present invention.
【図26】本発明の実施例27に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は電界無
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。26A and 26B are conceptual diagrams showing a cross section of a polymer-dispersed liquid crystal display element according to Example 27 of the present invention. FIG. 26A shows an operation state when no electric field is applied, and FIG. The operation state at the time of application is shown.
【図27】本発明の実施例27における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 27 is a graph showing the electro-optical characteristics of the polymer-dispersed liquid crystal display device in Example 27 of the present invention.
【図28】前述した実施例における高分子分散型液晶表
示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 28 is a graph showing the electro-optical characteristics of the polymer-dispersed liquid crystal display device in the above-described example.
【図29】本発明の実施例29に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は無電界
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。29 is a conceptual diagram showing a cross section of a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 29 of the present invention. FIG. 29 (a) shows an operation state when no electric field is applied, and FIG. 29 (b) shows an electric field. The operation state at the time of application is shown.
【図30】本発明の実施例29における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 30 is a graph showing electro-optical characteristics of a polymer dispersed liquid crystal display device in Example 29 of the present invention.
【図31】本発明の実施例31に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、図中(a) は電界無
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。FIG. 31 is a conceptual diagram showing a cross section of a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 31 of the present invention. FIG. 31 (a) shows an operation state when no electric field is applied, and FIG. The operation state at the time of application is shown.
【図32】四分の一波長板を使用する本発明の反射型高
分子分散型液晶表示素子の電気光学特性を示すグラフで
ある。FIG. 32 is a graph showing the electro-optical characteristics of the reflective polymer dispersion type liquid crystal display device of the present invention using a quarter-wave plate.
【図33】四分の一波長板を使用しない従来の反射型高
分子分散型液晶表示素子の電気光学特性を示すグラフで
ある。FIG. 33 is a graph showing electro-optical characteristics of a conventional reflective polymer dispersion type liquid crystal display device not using a quarter-wave plate.
【図34】本発明の実施例31における高分子分散型液
晶表示素子の光学原理を示す説明図である。FIG. 34 is an explanatory diagram illustrating an optical principle of a polymer-dispersed liquid crystal display element in Example 31 of the present invention.
【図35】反射型高分子分散型液晶表示素子の電気光学
特性を示すグラフであり、図中実線は四分の一波長板を
使用する本発明の場合、図中点線は四分の一波長板を使
用しない従来の場合を示す。FIG. 35 is a graph showing electro-optical characteristics of a reflective polymer dispersion type liquid crystal display element. In the figure, a solid line indicates a quarter wavelength plate in the case of the present invention using a quarter wavelength plate, and a dotted line indicates a quarter wavelength plate. This shows a conventional case where no plate is used.
【図36】本発明の実施例32における高分子分散型液
晶表示素子の光学原理を示す説明図である。FIG. 36 is an explanatory diagram showing an optical principle of a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 32 of the present invention.
【図37】本発明の実施例33に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図である。FIG. 37 is a conceptual diagram showing a section of a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 33 of the present invention.
【図38】本発明の実施例34に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は電界無
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。38 is a conceptual diagram showing a cross section of a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 34 of the present invention. FIG. 38 (a) shows an operation state when no electric field is applied, and FIG. The operation state at the time of application is shown.
【図39】本発明の実施例34における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 39 is a graph showing the electro-optical characteristics of the polymer dispersed liquid crystal display device in Example 34 of the present invention.
【図40】本発明の実施例35に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は電界無
印加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態
を示す。40 is a conceptual diagram showing a cross section of a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 35 of the present invention. FIG. 40 (a) shows an operation state when no electric field is applied, and FIG. The operation state at the time of application is shown.
【図41】本発明の実施例35における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 41 is a graph showing the electro-optical characteristics of the polymer dispersed liquid crystal display device in Example 35 of the present invention.
【図42】本発明の実施例36に係る高分子分散型液晶
表示素子の断面を示す概念図である。FIG. 42 is a conceptual diagram showing a cross section of a polymer dispersed liquid crystal display device according to Example 36 of the present invention.
【図43】高分子配向型高分子分散型液晶表示素子の周
波数と比抵抗の関係を示す図であり、実線は二種類の高
分子前駆体を用いた実施例36について、また、破線は
一種類の高分子前駆体を用いた従来例について示す。FIG. 43 is a graph showing the relationship between the frequency and the specific resistance of the polymer-aligned polymer-dispersed liquid crystal display element. The solid line indicates Example 36 using two types of polymer precursors, and the dashed line indicates one. Conventional examples using different types of polymer precursors will be described.
【図44】本発明の高分子分散型液晶表示素子の電荷保
持率を測定する際に印加した電圧波形を示すグラフであ
り、約14Vの電界を100mS 間隔でプラスとマイナスに交
互に60μs 時間印加し、印加後に解放状態としたもので
ある。FIG. 44 is a graph showing a voltage waveform applied when measuring the charge retention of the polymer-dispersed liquid crystal display element of the present invention, in which an electric field of about 14 V is alternately applied to the positive and negative at an interval of 100 ms for 60 μs. Then, after the application, it is in a released state.
【図45】高分子分散型液晶表示素子の電荷保持率を示
すグラフであり、実線は二種類の高分子前駆体を用いた
実施例36について、点線は一種類の高分子前駆体を用
いた従来例について示す。FIG. 45 is a graph showing the charge retention of the polymer-dispersed liquid crystal display element. The solid line is for Example 36 using two types of polymer precursors, and the dotted line is for one type of polymer precursor. A conventional example will be described.
【図46】高分子配向型高分子分散型液晶表示素子の周
波数と比抵抗の関係を示すグラフであり、実線は二種類
の高分子前駆体を用いた実施例37について、破線は一
種類の高分子前駆体を用いた従来例について示す。FIG. 46 is a graph showing the relationship between the frequency and the specific resistance of the polymer-dispersed polymer-dispersed liquid crystal display device. The solid line is Example 37 using two types of polymer precursors, and the broken line is one type. A conventional example using a polymer precursor will be described.
【図47】高分子分散型液晶表示素子の電荷保持率を示
すグラフであり、実線は二種類の高分子前駆体を用いた
実施例37について、破線は一種類の高分子前駆体を用
いた従来例について示す。FIG. 47 is a graph showing the charge retention of the polymer-dispersed liquid crystal display device. The solid line is Example 37 using two kinds of polymer precursors, and the broken line is one kind of polymer precursor. A conventional example will be described.
【図48】高分子分散型液晶表示素子の周波数と比抵抗
の関係を示すグラフであり、実線は二種類の高分子前駆
体を用いた実施例38について、破線は一種類の高分子
前駆体を用いた従来例について示す。FIG. 48 is a graph showing the relationship between the frequency and the specific resistance of the polymer-dispersed liquid crystal display device. The solid line is Example 38 using two kinds of polymer precursors, and the broken line is one kind of polymer precursor. An example of the related art using the method will be described.
【図49】高分子分散型液晶表示素子の電荷保持率を示
すグラフであり、実線は二種類の高分子前駆体を用いた
実施例38について、破線は一種類の高分子前駆体を用
いた従来例について示す。FIG. 49 is a graph showing the charge retention of the polymer-dispersed liquid crystal display device. The solid line is Example 38 using two kinds of polymer precursors, and the broken line is one kind of polymer precursor. A conventional example will be described.
【図50】高分子配向型高分子分散型液晶表示素子の周
波数と比抵抗の関係を示すグラフであり、実線は二種類
の高分子前駆体を用いた実施例39について、破線は一
種類の高分子前駆体を用いた従来例について示す。FIG. 50 is a graph showing the relationship between the frequency and the specific resistance of the polymer-dispersed polymer-dispersed liquid crystal display device. The solid line is Example 39 using two kinds of polymer precursors, and the broken line is one kind. A conventional example using a polymer precursor will be described.
【図51】高分子分散型液晶表示素子の電荷保持率を示
すグラフであり、実線は二種類の高分子前駆体を用いた
実施例39について、破線は一種類の高分子前駆体を用
いた従来例について示す。FIG. 51 is a graph showing the charge retention of the polymer-dispersed liquid crystal display device. The solid line is Example 39 using two kinds of polymer precursors, and the broken line is one kind of polymer precursor. A conventional example will be described.
【図52】本発明の実施例40に係る高分子分散型液晶
表示素子を示す概念図であり、液晶の配向方向は電界印
加時の方向に一致している。高分子は紙面に対して垂直
方向に細長い楕円体であり、配向方向は紙面に対して垂
直方向である。FIG. 52 is a conceptual diagram showing a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 40 of the present invention, in which the alignment direction of the liquid crystal coincides with the direction when an electric field is applied. The polymer is an ellipsoid elongated in the direction perpendicular to the plane of the paper, and the orientation direction is perpendicular to the plane of the paper.
【図53】本発明の実施例40における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフであり、実線は
入射光が図52に示す方向から入射した場合について、
破線は入射光が基板の法線方向に関して90度回転した
方向から入射した場合について示す。FIG. 53 is a graph showing the electro-optical characteristics of the polymer-dispersed liquid crystal display element in Example 40 of the present invention. The solid line indicates the case where incident light is incident from the direction shown in FIG.
The broken line shows the case where the incident light is incident from a direction rotated by 90 degrees with respect to the normal direction of the substrate.
【図54】本発明の実施例41における高分子分散型液
晶表示素子を示す概念図であり、偏光板は矢印方向に偏
光している。FIG. 54 is a conceptual diagram showing a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 41 of the present invention, in which a polarizing plate is polarized in the direction of the arrow.
【図55】本発明の実施例41における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 55 is a graph showing the electro-optical characteristics of the polymer dispersed liquid crystal display device in Example 41 of the present invention.
【図56】本発明の実施例42に係る高分子分散型液晶
表示素子を示す概念図である。FIG. 56 is a conceptual diagram showing a polymer-dispersed liquid crystal display device according to Example 42 of the present invention.
【図57】本発明の実施例42における高分子分散型液
晶表示素子の電気光学特性を示すグラフである。FIG. 57 is a graph showing the electro-optical characteristics of the polymer dispersed liquid crystal display device in Example 42 of the present invention.
【図58】従来の高分子分散型液晶高分子分散型液晶表
示素子の断面を示す概念図であり、同図(a) は無電界印
加時の動作状態を、同図(b) は電界印加時の動作状態を
示す。58 is a conceptual diagram showing a cross section of a conventional polymer-dispersed liquid crystal polymer-dispersed liquid crystal display element. FIG. 58 (a) shows an operation state when no electric field is applied, and FIG. The operation state at the time is shown.
101,301,501,601,701,1101,
1201,1301,1801,1901、2001,
2301,2501,2701,2901,3101,
3401,3601,4001 基板 102,302,502,602,702,1102,
1202,1302,1802,1902、2002,
2302,2502,2702,2902,3102,
3402,3602,4002 電極 103,303,503,603,703,1103,
1203,1303,1803,1903、2003,
2303,2503,2703,2903,3103,
3403,3603,4003 配向膜 104,304,504,604,704,1104,
1204,1304,1804,1904、2004,
2304,2504,2704,2904,3104,
3404,3604,4004 高分子 105,305,505,605,705,1105,
1205,1305,1805,1905、2005,
2305,2505,2705,2905,3105,
3405,3605,4005 液晶 106,306,506,606,706,1106,
1206,1306,1806,1906、2006,
2306,2506,2706,2906,3106,
3306,3406,3606,4006 配向膜 107,307,511,707,1111,130
7,1811,2007,2307,2507,270
7,2907,3107,3307,3407,360
7,4007 電極 108,308,508,608,708,1108,
1208,1308,1808,1908、2008,
2308,2508,2708,2908,3110,
3408,3608,4008 基板 509,609,1109,1209,1809 画素
電極 510,10,1110,1810 絶縁層 613,1213,1913 ソース電極 614,1214,1914 ドレイン電極 615,1215,1915 半導体層 616,1216,1916 ゲート絶縁層 617,1217,1917 ゲート電極 2009 紫外線照射装置 3108,3310 位相差板 3109,3309 反射層 3111,3211 自然光 3112,3212 偏光 3113,3213 偏光 4009 偏光板 4010 反射板 4011 入射光 4012 散乱光 4013 位相補正板 4014 減光板101,301,501,601,701,1101,
1201, 1301, 1801, 1901, 2001,
2301,2501,2701,2901,3101,
3401, 3601, 4001 substrate 102, 302, 502, 602, 702, 1102
1202, 1302, 1802, 1902, 2002
2302, 2502, 2702, 2902, 3102
3402, 3602, 4002 Electrodes 103, 303, 503, 603, 703, 1103
1203, 1303, 1803, 1903, 2003
2303, 2503, 2703, 2903, 3103
3403, 3603, 4003 Orientation film 104, 304, 504, 604, 704, 1104,
1204, 1304, 1804, 1904, 2004,
2304, 2504, 2704, 2904, 3104
3404, 3604, 4004 Polymer 105, 305, 505, 605, 705, 1105,
1205, 1305, 1805, 1905, 2005,
2305, 2505, 2705, 2905, 3105
3405, 3605, 4005 Liquid crystal 106, 306, 506, 606, 706, 1106,
1206, 1306, 1806, 1906, 2006,
2306, 2506, 2706, 2906, 3106
3306, 3406, 3606, 4006 Orientation film 107, 307, 511, 707, 1111, 130
7, 1811, 2007, 2307, 2507, 270
7, 2907, 3107, 3307, 3407, 360
7,4007 electrodes 108,308,508,608,708,1108,
1208, 1308, 1808, 1908, 2008,
2308, 2508, 2708, 2908, 3110,
3408, 3608, 4008 Substrate 509, 609, 1109, 1209, 1809 Pixel electrode 510, 10, 1110, 1810 Insulating layer 613, 1213, 1913 Source electrode 614, 1214, 1914 Drain electrode 615, 1215, 1915 Semiconductor layer 616, 1216 , 1916 Gate insulating layer 617, 1217, 1917 Gate electrode 2009 Ultraviolet irradiation device 3108, 3310 Phase difference plate 3109, 3309 Reflection layer 3111, 3211 Natural light 3112, 3212 Polarization 3113, 3213 Polarization 4009 Polarizer 4010 Reflector 4011 Incident light 4012 Scattering Light 4013 Phase correction plate 4014 Dimmer plate
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成10年11月27日[Submission date] November 27, 1998
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0016[Correction target item name] 0016
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子の
製造方法は、液晶と高分子とを混合する工程と、前記液
晶と前記高分子をほぼ同一方向に配向させ前記液晶と前
記高分子とを相分離する工程とを有することを特徴とす
る。According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, comprising the steps of: mixing a liquid crystal and a polymer; and aligning the liquid crystal and the polymer in substantially the same direction. And a step of phase-separating.
【手続補正3】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0017】前記高分子は熱可塑性の高分子からなり、
前記液晶と前記熱可塑性の高分子とからなる液晶高分子
複合層を冷却し前記高分子を硬化させ前記液晶と前記高
分子とを相分離する工程とを有することを特徴とする。The polymer comprises a thermoplastic polymer,
Cooling the liquid crystal polymer composite layer composed of the liquid crystal and the thermoplastic polymer, curing the polymer, and phase-separating the liquid crystal and the polymer.
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0018】また、前記高分子は高分子前駆体からな
り、前記液晶と前記高分子前駆体を重合し前記液晶と前
記高分子とを相分離する工程とを有することを特徴とす
る。前記高分子前駆体はビフェニルメタノールのメタク
リル酸エステル、アクリル酸エステル、ビフェニルメタ
ノールのメタクリル酸エステル誘導体あるいはアクリル
酸エステル誘導体、ナフトールのメタクリル酸エステ
ル、アクリル酸エステル、ナフトールのメタクリル酸エ
ステル誘導体あるいはアクリル酸エステル誘導体、前記
エステルにビフェノールのメタクリル酸エステル誘導体
あるいはアクリル酸エステル誘導体が混合されたものが
用いられる。なお前記高分子前駆体を有する液晶高分子
複合層に紫外線を照射し前記液晶と前記高分子を相分離
する。Further, the method is characterized in that the polymer comprises a polymer precursor, and a step of polymerizing the liquid crystal and the polymer precursor to phase-separate the liquid crystal and the polymer. The polymer precursor is methacrylic acid ester of biphenylmethanol, acrylic acid ester, methacrylic acid ester derivative or acrylic acid ester derivative of biphenylmethanol, methacrylic acid ester of naphthol, acrylic acid ester, methacrylic acid ester derivative of naphthol or acrylic acid ester Derivatives, which are obtained by mixing a methacrylate derivative or an acrylate derivative of biphenol with the above ester, are used. The liquid crystal polymer composite layer having the polymer precursor is irradiated with ultraviolet rays to separate the liquid crystal and the polymer.
【手続補正5】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0019[Correction target item name] 0019
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0019】また、前記高分子は熱硬化性の高分子から
なり、前記液晶と前記熱硬化性の高分子とからなる液晶
高分子複合層を冷却し前記高分子を硬化させ前記液晶と
前記高分子とを相分離する工程とを有することを特徴と
する。The polymer is composed of a thermosetting polymer, and the liquid crystal polymer composite layer composed of the liquid crystal and the thermosetting polymer is cooled to cure the polymer, and the polymer is cured. And a step of phase-separating molecules.
【手続補正6】[Procedure amendment 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0020】又、前記液晶と前記高分子を混合した液晶
高分子複合層を一対の基板間に封入し、前記液晶と前記
高分子とを相分離してなることを特徴とする。またはこ
の液晶高分子複合層を基板上に塗布し、前記液晶と前記
高分子をほぼ同一方向に配向させてなることを特徴とす
る。基板には前記液晶と前記高分子を平行方向に配向さ
せるための配向処理、もしくは前記液晶と前記高分子を
垂直方向に配向させるための配向処理が施されてなる。
そして、前記高分子の粒径が0.1μm〜10μmとな
るように前記液晶と前記高分子を相分離する。Further, a liquid crystal polymer composite layer in which the liquid crystal and the polymer are mixed is sealed between a pair of substrates, and the liquid crystal and the polymer are phase-separated. Alternatively, the liquid crystal polymer composite layer is coated on a substrate, and the liquid crystal and the polymer are aligned in substantially the same direction. The substrate is subjected to an alignment treatment for aligning the liquid crystal and the polymer in a parallel direction or an alignment treatment for aligning the liquid crystal and the polymer in a vertical direction.
Then, the liquid crystal and the polymer are phase-separated so that the particle size of the polymer is 0.1 μm to 10 μm.
【手続補正7】[Procedure amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0024[Correction target item name] 0024
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正8】[Procedure amendment 8]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0025[Correction target item name] 0025
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
【手続補正9】[Procedure amendment 9]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026
【補正方法】削除[Correction method] Deleted
フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平3−26025 (32)優先日 平3(1991)2月20日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平3−59126 (32)優先日 平3(1991)3月22日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平3−118619 (32)優先日 平3(1991)5月23日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平3−136170 (32)優先日 平3(1991)6月7日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平3−140008 (32)優先日 平3(1991)6月12日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平3−144583 (32)優先日 平3(1991)6月17日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平3−153116 (32)優先日 平3(1991)6月25日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平3−167972 (32)優先日 平3(1991)7月9日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平3−200716 (32)優先日 平3(1991)8月9日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平3−222982 (32)優先日 平3(1991)9月3日 (33)優先権主張国 日本(JP)Continued on the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 3-26025 (32) Priority date Heisei 3 (1991) February 20 (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Special Japanese Patent Application 3-59126 (32) Priority date Hei 3 (1991) March 22 (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 3-118619 (32) Priority date Hei 3 (1991) May 23 (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 3-136170 (32) Priority Date Hei 3 (1991) June 7 (33) Priority Claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 3-140008 (32) Priority date Hei 3 (1991) June 12 (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim Number Japanese Patent Application No. 3-144583 (32) Priority Date Hei 3 (1991) June 17 (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 3-153116 (32) Priority date Hei 3 (1991) June 25 (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 3-167972 (32) Priority date Hei 3 (1991) July 9 (3) 3) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 3-200716 (32) Priority date Heisei 3 (1991) August 9 (33) Priority claim country Japan (JP) (31) ) Priority claim number Japanese Patent Application No. Hei 3-222982 (32) Priority date Heisei 3 (1991) September 3 (33) Priority claim country Japan (JP)
Claims (14)
て混合すると共に前記液晶及び高分子を同一方向に配向
させ、その後、冷却して高分子を硬化させることによ
り、前記液晶と前記高分子とを配向状態を保ったまま相
分離したことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。A liquid crystal and a thermoplastic polymer are mixed by heating and compatibilizing with each other, and the liquid crystal and the polymer are aligned in the same direction. Then, the polymer is cured by cooling, whereby the liquid crystal and the polymer are cured. A method for producing a liquid crystal display element, wherein the polymer and the polymer are phase-separated while maintaining the alignment state.
ると共に前記液晶及び高分子前駆体を液晶相にて同一方
向に配向させ、その後、前記高分子前駆体を重合し高分
子とすることにより、前記液晶と前記高分子とを配向状
態を保ったまま相分離したことを特徴とする液晶表示素
子の製造方法。2. A liquid crystal and a polymer precursor are mixed and mixed, and the liquid crystal and the polymer precursor are aligned in the same direction in the liquid crystal phase. Wherein the liquid crystal and the polymer are phase-separated while maintaining the alignment state.
子とを相溶して封入しながらあるいは封入した後、前記
液晶及び高分子をほぼ同一方向に配向させ、その後、冷
却して高分子を硬化させることにより、前記液晶と前記
高分子とを配向状態を保ったまま相分離したことを特徴
とする液晶表示素子の製造方法。3. A liquid crystal and a thermoplastic polymer are intermixed between a pair of substrates while being sealed or mixed, and then the liquid crystal and the polymer are oriented in substantially the same direction. A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein a phase of the liquid crystal and the polymer is separated while maintaining an alignment state by curing a polymer.
とを相溶して封入した後、前記液晶及び高分子前駆体を
液晶相にてほぼ同一方向に配向させ、その後、前記高分
子前駆体を重合して高分子とすることにより、前記液晶
と前記高分子とを配向状態を保ったまま相分離したこと
を特徴とする液晶表示素子の製造方法。4. After a liquid crystal and a polymer precursor are mixed and sealed between a pair of substrates, the liquid crystal and the polymer precursor are oriented in substantially the same direction in a liquid crystal phase. A method for producing a liquid crystal display device, comprising polymerizing a polymer precursor to form a polymer, whereby the liquid crystal and the polymer are phase-separated while maintaining an alignment state.
とを相溶して塗布した後、前記液晶及び高分子を液晶相
にてほぼ同一方向に配向させ、その後、冷却して高分子
を硬化することにより、前記液晶と前記高分子とを配向
状態を保ったまま相分離したことを特徴とする液晶表示
素子の製造方法。5. After a liquid crystal and a thermoplastic polymer are applied on a pair of substrates in a compatible state, the liquid crystal and the polymer are aligned in substantially the same direction in a liquid crystal phase, and then cooled to a high temperature. A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the liquid crystal and the polymer are phase-separated while maintaining an alignment state by curing molecules.
して塗布した後、前記液晶及び高分子前駆体を液晶相に
てほぼ同一方向に配向させ、その後、前記高分子前駆体
を重合して高分子とすることにより、前記液晶と前記高
分子とを配向状態を保ったまま相分離したことを特徴と
する液晶表示素子の製造方法。6. After mixing and applying a liquid crystal and a polymer precursor on a substrate, the liquid crystal and the polymer precursor are oriented in substantially the same direction in a liquid crystal phase. Wherein the polymer is polymerized to form a polymer, whereby the liquid crystal and the polymer are phase-separated while maintaining the alignment state.
に、液晶及び熱可塑性の高分子を当該基板と平行方向又
は垂直方向に配向させる配向処理をした後、液晶と高分
子とを相溶して前記一対の基板の間に封入し、前記液晶
及び高分子を液晶相にてほぼ同一方向に配向させ、その
後、冷却して高分子を硬化することにより、前記液晶と
前記高分子とを配向状態を保ったまま相分離したことを
特徴とする液晶表示素子の製造方法。7. After subjecting at least one of a pair of substrates to an alignment treatment for aligning a liquid crystal and a thermoplastic polymer in a direction parallel or perpendicular to the substrate, the liquid crystal and the polymer are compatible with each other. The liquid crystal and the polymer are aligned in substantially the same direction in the liquid crystal phase, and then cooled to cure the polymer, thereby aligning the liquid crystal and the polymer. A method for producing a liquid crystal display element, wherein a phase is separated while maintaining a state.
に、液晶及び高分子前駆体を当該基板と平行方向又は垂
直方向に配向させる配向処理をした後、液晶と高分子前
駆体とを相溶して前記一対の基板の間に封入し、前記液
晶及び高分子前駆体を液晶相にてほぼ同一方向に配向さ
せ、その後、前記高分子前駆体を重合して高分子とする
ことにより、前記液晶と前記高分子とを配向状態を保っ
たまま相分離したことを特徴とする液晶表示素子の製造
方法。8. After subjecting at least one of the pair of substrates to an alignment treatment for aligning the liquid crystal and the polymer precursor in a direction parallel or perpendicular to the substrate, the liquid crystal and the polymer precursor are compatible with each other. Then, sealed between the pair of substrates, the liquid crystal and the polymer precursor are oriented in substantially the same direction in the liquid crystal phase, and then polymerized to polymer, the polymer precursor, A method for manufacturing a liquid crystal display element, wherein a liquid crystal and the polymer are phase-separated while maintaining an alignment state.
基板と平行方向又は垂直方向に配向させる配向処理をし
た後、液晶と高分子とを相溶して前記基板に塗布し、前
記液晶及び高分子を液晶相にてほぼ同一方向に配向さ
せ、その後、冷却して高分子を硬化することにより、前
記液晶と前記高分子とを配向状態を保ったまま相分離し
たことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。9. After subjecting a substrate to an alignment treatment for aligning a liquid crystal and a thermoplastic polymer in a direction parallel or perpendicular to the substrate, the liquid crystal and the polymer are dissolved and applied to the substrate, And the polymer is aligned in the substantially same direction in the liquid crystal phase, and then cooled to cure the polymer, whereby the liquid crystal and the polymer are phase-separated while maintaining the alignment state. A method for manufacturing a liquid crystal display element.
を当該基板と平行方向又は垂直方向に配向させる配向処
理をした後、液晶と高分子前駆体とを相溶して前記基板
に塗布し、前記液晶及び液晶相の高分子前駆体をほぼ同
一方向に配向させ、その後、前記高分子前駆体を重合し
て高分子とすることにより、前記液晶と前記高分子とを
配向状態を保ったまま相分離したことを特徴とする液晶
表示素子の製造方法。10. After subjecting a substrate to an alignment treatment for aligning a liquid crystal and a polymer precursor of a liquid crystal phase in a direction parallel or perpendicular to the substrate, the liquid crystal and the polymer precursor are dissolved and applied to the substrate. Then, the liquid crystal and the polymer precursor of the liquid crystal phase are oriented in substantially the same direction, and thereafter, the polymer precursor is polymerized into a polymer, whereby the liquid crystal and the polymer are maintained in an aligned state. A method for manufacturing a liquid crystal display element, wherein a phase separation is performed as it is.
0.1〜10μmとなる条件で相分離する速度を調整するこ
とを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の液
晶表示素子の製造方法。11. The particle size at which the polymer best scatters light.
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 10, wherein a speed of phase separation is adjusted under a condition of 0.1 to 10 µm.
タノールのメタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エ
ステルあるいはこれら化合物の誘導体を用いたことを特
徴とする請求項2,4,6,8又は10記載の液晶表示
素子の製造方法。12. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein a methacrylate or acrylate of biphenylmethanol or a derivative of these compounds is used as the polymer precursor. Manufacturing method.
メタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エステルある
いはこれら化合物の誘導体を用いたことを特徴とする請
求項2,4,6,8又は10記載の液晶表示素子の製造
方法。13. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein a methacrylate or acrylate of naphthol or a derivative of these compounds is used as the polymer precursor. Production method.
にビフェノールのメタクリル酸エステル誘導体あるいは
アクリル酸エステル誘導体を混合したものを使用するこ
とを特徴とする請求項12又は13記載の液晶表示素子
の製造方法。14. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 12, wherein a mixture of the ester and a methacrylate or acrylate derivative of biphenol is used as the polymer precursor. .
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