JPWO2011089653A1 - 液晶／高分子複合体、それを用いた液晶表示装置、液晶／高分子複合体の製造方法。 - Google Patents

Abstract

ブルー相を呈する液晶材料と、中心原子に分岐構造を持つ原子が２以上結合し次数が２以上であるデンドリマー型ユニット及び、重合基を有し前記デンドリマー型ユニットの結合の末端に結合し且つ他の重合基と結合する重合ユニットを有するデンドリマー型構造を持ち、前記液晶材料を保持する高分子と、前記液晶材料の隙間に存在して前記液晶材料の配向を制御するカイラル剤と、を有することを特徴とする。

Description

本発明は、液晶/高分子複合体、それを用いた液晶表示装置、液晶/高分子複合体の製造方法に関する。

液晶表示装置にＩＰＳ（in-plane switching）モード、ＶＡ（vertically aligned）モード及びＯＣＢ（optically compensated bend）モードなどの表示モードを採用すると、速い応答速度を達成できる。さらに応答速度を早くするために、カー効果を示す液晶層を用いた液晶表示装置が知られている。カー効果とは、透明な等方的媒質の屈折率が外部電場の２乗に比例した異方性を示す効果である。カー効果を示す液晶層は、液晶分子の相関長（配向秩序の影響度）が短いため、数ミリ秒以下の高速な電場応答を示し、速い応答速度が得られる。カー効果を示す液晶相として、コレステリックブルー相（単にブルー相とも呼ばれる）、スメクティックブルー相、擬似等方相などが知られている。

特許文献１には、液晶材料にデンドロンを添加することにより、液晶材料がブルー相を呈する温度範囲が１０．９℃（温度約１２℃〜２３℃）と、デンドロンを添加しない場合よりもブルー相を呈する温度範囲が拡大した液晶表示装置が開示されている。しかしながら、実用化のためには、より広い温度範囲でブルー相を呈する液晶材料が求められている。

特開２００８−２０１６８２号公報

本発明は、ブルー相を呈する温度範囲が広い液晶/高分子複合体、それを用いた液晶表示装置、液晶/高分子複合体の製造方法を得ることを目的とする。

本発明による液晶/高分子複合体は、ブルー相を呈する液晶材料と、中心原子に分岐構造を持つ原子が２以上結合し次数が２以上であるデンドリマー型ユニット及び、重合基を有し前記デンドリマー型ユニットの結合の末端に結合し且つ他の重合基と結合する重合ユニットを有するデンドリマー型構造を持ち、前記液晶材料を保持する高分子と、前記液晶材料の隙間に存在して前記液晶材料の配向を制御するカイラル剤と、を有することを特徴とする。

本発明に係る液晶表示装置は、アレイ基板と、前記アレイ基板と対向する対向基板と、
ブルー相を呈する液晶材料と前記液晶材料を保持する高分子と前記液晶材料の隙間に存在して前記液晶材料の配向を制御するカイラル剤とを有する液晶/高分子複合体を有し、前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持される液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、前記高分子は、中心原子に分岐構造を持つ原子が２以上結合し次数が２以上であるデンドリマー型ユニットと、重合基を有し前記デンドリマー型ユニットの結合の末端に結合し且つ他の重合基と結合する重合ユニットとを有するデンドリマー型構造を持つことを特徴とする。

本発明に係る液晶/高分子複合体の製造方法は、液晶材料と、中心原子に分岐構造を持つ原子が２以上結合し次数が２以上であるデンドリマー型ユニット及び、重合基を有し前記デンドリマー型ユニットの結合の末端に結合し且つ他の重合基と結合する重合ユニットを有するデンドリマー型モノマーと、前記液晶材料の配向を制御するカイラル剤と、を混合させる工程と、混合させた前記液晶材料と前記デンドリマー型モノマーと前記カイラル剤とを前記液晶材料がブルー相を呈する温度で保持する工程と前記デンドリマー型モノマーを重合させて高分子を生成する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によると、ブルー相が安定して存在できる温度範囲が広い液晶/高分子複合体、それを用いた液晶表示装置、液晶/高分子複合体の製造方法を得ることができる。

本発明の実施の一態様に係る液晶表示装置を概略的に示す図。 本発明の実施の一態様に係る液晶表示装置の断面図。 高分子を硬化させた後の液晶層を示す模式図。 高分子を硬化させる前の液晶層を示す模式図。 デンドリマー型モノマー使った高分子の単位構造を模式的に表す図。 デンドリマー型モノマーと鎖型モノマーを使った高分子の単位構造を模式的に表す図。 デンドリマー型モノマー構造を概略的に示す図。 本発明の実施の一態様に係るデンドリマー型モノマー構造の一例を示す図。 本発明の実施の一態様に係るデンドリマー型モノマー構造の一例を示す図。 本発明の実施の一態様に係る液晶性モノマー示す図。 比較例に係る液晶性モノマー示す図。 比較例に係るデンドリマー型モノマー示す図。

以下、本発明の実施の一形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同じ構成には全ての図面を通じて同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施の形態においては、液晶層に含まれる液晶材料は、ブルー相を呈するものであれば特に限定されるものではない。また、２種類以上の液晶材料を用いても良く、液晶相に液晶材料以外の物質を含んでいてもよい。液晶材料は、コレステリック液晶またはカイラルネマチック液晶（以下、コレステリック液晶と総称する）、ネマチック液晶とコレステリック液晶との混合物や、ネマチック液晶と光学活性物質との混合物などを、その液晶材料に特有の温度範囲内にするとブルー相となるものである。

図１は本発明の実施の一形態である液晶表示装置の概略図である。液晶表示装置１は画素や配線（不図示）がアレイ状に形成されたアレイ基板１０と、所定の間隔でアレイ基板１０と対向し、対向電極を有する対向基板２０と、アレイ基板１０と対向基板２０の間に保持され、ブルー相を呈する液晶材料と高分子で形成された液晶層３０と、アレイ基板１０に設けられた電極１０５a、対向基板２０に設けられた電極１０５ｂ（図２に示す）と、を備える。アレイ基板１０には複数の画素が形成されており、配線は、液晶表示装置を駆動するための駆動回路（不図示）と各画素を接続して、電圧を各画素に供給する。

液晶材料がブルー相を呈する温度範囲は、液晶材料によって異なる。液晶材料がブルー相を呈することは、液晶材料に電圧を印加して、複屈折や複屈折の派生量である光学リタデーションが印加した電圧の２乗に比例すること（カー効果）から確認できる。

アレイ基板１０及び対向基板２０としては、十分な強度と絶縁性を有し、透明性を有するものとし、例えばガラスを使用する。この他にプラスチック、セラミックなどを用いることも可能である。

また、図２（a）は図１の液晶表示装置をＡＡ線で切断した断面図である。アレイ基板１０の液晶層３０側の一主面には画素に対応して配置された画素電極１０５aが配置されている。対向基板２０の液晶層３０側の一主面には対向電極１０５bが共通電極として配置されている
画素電極１０５a表面には、絶縁性薄膜（不図示）が形成されている。アレイ基板１０と対向基板２０との間の距離が、より正確に所定の間隔に保たれるように、アレイ基板１０と対向基板２０の間にスペーサー（不図示）が設けられている。

図２（ｂ）に液晶層の一部を拡大した斜視図を示す。液晶層３０は、図示するように、液晶層３０は液晶材料４０a、高分子４０bおよびカイライル剤４０eと、を含む。高分子４０ｂが重合する前の様子を図２（ｃ）に示す。重合前においては、高分子４０bの代わりに、前駆体４０ｄおよび重合開始剤４０ｃを含んでいる。重合開始剤４０cによって前駆体４０ｄを重合させることによって高分子４０ｂを得ることができる。

＜液晶材料＞
液晶材料４０aに用いられる液晶分子は、らせん状に配列して液晶分子シリンダ４０aを形成している。複数の液晶分子シリンダ４０a同士は格子４０を形成しており、液晶分子シリンダ４０aを巨視的に観察すると、らせん状に配置している。液晶分子がらせん状に並んで液晶分子シリンダ４０aを形成し、液晶分子シリンダ４０aがらせん状に配置していることは、液晶層がブルー相を呈することを示す特徴である。

前駆体４０dと重合開始剤４０cとカイラル剤４０eは、複数の液晶分子シリンダ４０aの間隙に位置する。

＜高分子＞
高分子４０aは、デンドリマー型構造を有し、その一例を図３（a）に示す。この高分子は、デンドリマー型構造５０１を繰り返し単位として重合した高分子４０aである。ｎは繰り返し単位が繰り返される回数を表す整数であって通常２〜２０程度のものを用いる。デンドリマー型構造５０１とは、炭素または酸素などを中心原子とし、中心原子が２以上の結合を有し、中心原子からから放射線状（樹状）に分岐した骨格構造をもつ。また、本実施の形態で使用するデンドリマー型構造５０１における、中心原子から放射状の骨格の末端（放射状の一番外側）の原子までの結合の数を表す次数は、２以上である。

デンドリマー型構造５０１は全体として球状であり、デンドリマーユニット５０aと、デンドリマーユニット５０aを覆う重合ユニット５０ｂとから構成される。重合ユニットは、他の分子の重合ユニットと重合する。デンドリマー型構造５１０の分子量は、およそ２０００以上である。

図３（ｂ）に高分子４０ａの変形例を示す。図示するように、高分子は、デンドリマー型構造５０１のみから構成されるものに限られず、非デンドリマー型構造６０１を含んでも良い。非デンドリマー構造６０１とは、液晶性または液晶性を示さなくとも液晶材料と相互作用するメソゲン基を分子内に有する構造が好ましく、例えば直鎖状の構造が挙げられる。メソゲン基は、液晶分子が液晶性を示すのを助ける働きをする。図３（b）においては、デンドリマー型構造５０１と非デンドリマー型構造６０１が１対１で重合したものを繰り返し単位とした高分子を示す。デンドリマー型構造５０１の重合ユニット５０bが非デンドリマー型構造６０１と重合する。

＜前駆体＞
高分子４０aは前駆体４０ｄを重合させることによって得る。図３（a）に示すような、デンドリマー型構造５０１のみから構成される高分子４０bの前駆体としては、デンドリマー型モノマー５０（図４）を用いる。デンドリマー型モノマー５０は、炭素などを中心原子として２以上の次数の結合を有し、中心原子からから放射線状に分岐した骨格構造をもつ。デンドリマー型モノマー５０は全体として球状であり、デンドリマーユニット５０aと、デンドリマーユニット５０aを覆う重合ユニット５０ｂとから構成される。重合ユニットは、他の分子の重合ユニットと重合する。デンドリマー型ユニット５０aは、直径が１〜１０nm程度であることが好ましい。直径がこの範囲にあると、液体で存在しやすいので液晶材料と混合しやすい。

図３（b）に示すようなデンドリマー型構造５０１と非デンドリマー型構造６０１から構成される高分子４０bの前駆体としては、上述のデンドリマー型モノマー５０に加えて、液晶性モノマーや液晶性オリゴマー、または液晶性を示さなくとも液晶材料と相互作用するメソゲン基を分子内に有するモノマーと併用してもよい。デンドリマー型モノマー５０と共に用いるこれらを非デンドリマー型のモノマーと称する。図３（ｂ）のように、デンドリマー型構造５０１と非デンドリマー型構造６０１とが１対１で結合した高分子４０bを作成するには、モル数１対１の割合のデンドリマー型モノマー５０と非デンドリマー型モノマーと、重合開始剤４０cとを混合させて得る。

このような前駆体４０dを含む図２（c）のような液晶層３０に光照射、あるいは加熱等すると、前駆体４０dと重合開始剤４０cが重合（高分子化、ポリマー化）して鎖状の高分子４０bが形成される。高分子４０bによって、液晶分子シリンダ４０aの立体構造が保持される。

重合する前は、液晶分子シリンダ４０aの欠陥に前駆体４０ｄが局在化しているが、前駆体４０ｄ同士が重合すると、液晶分子シリンダ４０a同士の隙間に高分子４０ｂが形成されるので、高分子４０ｂが鋳型のようになって液晶分子シリンダ４０aの配置をそのまま保持する。

デンドリマー型モノマー５０は、液晶材料に不溶であれば特に材料的に限定されるものではない。

デンドリマーユニット５０aは重合基を多数有するので、重合基をもつ他の分子と近づきやすい。特にデンドリマーユニット５０aの結合の分岐の次数が２〜５の範囲内であると、重合基同士の間隔が、ファンデルワールス力が作用するよりも小さい距離である２オングストローム以内となり、重合が急速に進み未重合のデンドリマー型ユニット５０が生じる虞が少ない。従って、高分子４０bが液晶層３０内に均一に形成されるので、液晶分子シリンダ４０aの配置を保持することができる。また、未重合のデンドリマー型モノマー５０が液晶層３０中にあると、液晶層３０の粘度が上昇して駆動電圧に対する応答が遅くなる場合があるが、分岐の次数が２〜５のデンドリマー型ユニットを用いればこれを防止することができる。

一方、非デンドリマー型のモノマー同士は、ファンデルワールス力が作用するためモノマー同士が近づけず、モノマー同士の間隔が３〜６オングストロームと広い。また、酸素などの重合を阻害する因子と接触する確率が増加する。従って、直鎖状のモノマーは重合しにくく、重合不良が発生する虞がある。

また、デンドリマー型モノマー５０は、重合する際の収縮が小さいことから、液晶分子シリンダが形成する格子４０を歪ませる虞が少ない。

このように、デンドリマー型構造５０１を有する高分子４０ｂは、重合不良が生じにくいので、液晶層３０を、ブルー相を呈した状態で安定に保持することができる。

＜液晶層中の高分子の割合＞
液晶層３０に含まれる高分子の割合４０bは５％〜１５％の範囲内が望ましい。液晶層３０中の高分子４０bの割合が５％未満の場合、ブルー相を呈する構造を維持する高分子が不足して部分的にコレステリック層が生じる虞がある。また液晶層３０中の高分子４０bの割合が１５％を超えると、明表示の時の光の透過率がる虞がある。また、高分子４０bによって液晶分子の動きが妨げられるので、液晶に印加する駆動電圧を高くする必要がある場合がある。

＜デンドリマー型モノマーと非デンドリマー型のモノマーの割合＞
前駆体４０ｄとしてデンドリマー型モノマー５０と非デンドリマー型のモノマーを併用する場合の、デンドリマー型モノマー５０と非デンドリマー型のモノマーは重量比約１：１で用いることが望ましい。デンドリマー型モノマー５０が多すぎると液晶と均一に混合させることが困難になる場合がある。

＜デンドリマー型モノマーの大きさ＞
デンドリマー型モノマー５０は、直径が１〜１０ｎｍ程度であることが望ましい。直径が大きすぎると、すなわち分子量が大きすぎると、粘性が増し液晶と均一に混合させるのが困難になる場合がある。分子量が小さいと、液晶分子シリンダを保持することができる長さの高分子４０bを得るために、デンドリマー型モノマー５０を重合させる回数（ｎ）を多くする必要があり、重合に要する時間が長くなる虞がある。

＜重合ユニット＞
重合ユニット５０ｂ内の重合性基としては、例えばアクリル基を用いる。その他にメタクリル基など側鎖にアルキル基を有したビニル基でもよい。

＜メソゲン基の例＞
デンドリマー型モノマー５０と非デンドリマー型モノマーが有するメソゲン基としては、例えばフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フェニルシクロヘキシル基、ビフェニルシクロヘキシル基、アゾベンゼン基、アゾキシベンゼン基、ベンジリデンアニリン基、スチルベン基、トラン基を挙げることができる。

＜非デンドリマー型のモノマーの例＞
非デンドリマー型のモノマーの候補としては、４、４’−ビスアクリロイルビフェニル、４−アクリロイルビフェニル、４−アクリロイル−４’−シアノビフェニル、４−シクロヘキシルフェニルアクリレイトなどを挙げることができる。液晶材料と高分子の混合比については、高分子がらせん構造をとる範囲で、できるだけ光利用効率が高くなるように決定する。

＜重合開始剤の例＞
重合開始剤４０cとしては、選択する前駆体４０dを重合させるものであればよく、例えば市販され容易に入手できるものとして、ダロキュア１１７３（Ｍｅｒｋ社）、イルガキュア６５１（チバガイギー社）、イルガキュア９０７（チバガイギー社）などを候補として挙げることができる。重合開始剤の添加量は液晶の保持率を高く維持する観点から、好ましくは前駆体４０dに対し５重量％以下の範囲で添加される。また、前駆体４０dあるいはオリゴマーは必要に応じて架橋剤、界面活性剤、重合促進剤、連鎖移動剤、光増感剤などの改質剤を含んでもよい。

＜重合の方法＞
高分子４０bの重合は光照射により行うことが望ましい。液晶層３０の複数の液晶分子シリンダ４０aが形成するらせん間隔は温度により変化する。らせん間隔（ピッチ）が変わると、液晶層３０で反射する光の波長が変わる。したがって、加熱により高分子４０bを重合させた場合には、液晶層３０で反射する光の波長が制御しにくくなる虞がある。

液晶材料と高分子からなる媒質を基板上に形成する方法としては、液晶材料と前駆体４０dとの混合物を熱あるいは光により重合させることの他に、液晶材料と高分子の混合物を適当な溶媒に溶解した後に溶媒を蒸発させる方法をとることができる。

＜その他の液晶表示装置の構成＞
画素電極１０５aとしては、透明性を有しているものとし、例えばＩＴＯ（インジウム スズ オキサイド）の薄膜を用いる。対向電極１０５bには、透明性が要求されず、例えば、アルミニウム、ニッケル、銅、銀、金、白金などの各種電極材料を用いる。また、アレイ基板１０上への画素電極１０５aの形成は蒸着、スパッタリング、フォトリソグラフィなどの方法で行う。

画素電極１０５aの表面に形成する絶縁性薄膜の材料としては液晶材料に対する反応性や溶解性を持たず、電気的に絶縁性であれば材質的に特に限定されるものではなく、公知としてポリイミドなどの有機物、また、酸化シリコンなどの無機物を挙げることができる。絶縁性薄膜の形成方法としては、スピンコートによる塗布などの公知のものを挙げることができ、各材料に適した方法を選択すればよい。

薄膜の厚さは、液晶層３０への電圧印加を十分行うことができれば特に限定されるものではないが、低電圧駆動の観点から絶縁性を損ねない範囲において薄いことが望ましい。絶縁性薄膜に対する配向処理は、ラビング処理などにより適宜行ってもよい。また、本実施の形態においては絶縁性薄膜を設けることとしたが、絶縁性薄膜を設けない構成とすることも許容する。

アレイ基板１０と対向基板２０の距離は、特に限定されるものではないが、反射率が低下しない範囲内でできるだけ小さい方が好ましい。これは、低電圧駆動、およびより高速な応答を実現するためである。

このようにして、高分子４０bで液晶分子シリンダ４０a安定化させることができるので、液晶材料がブルー相として安定して存在する温度範囲が広く、また高分子４０bの重合不良が少ない液晶層３０を有する液晶表示装置を得ることができる。

〔実施例１〕
以下、本発明の液晶表示装置の一実施例について説明する。

まず、ガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）の表面に、幅１０μｍ、間隔１０μｍのＭｏＷ櫛形電極を形成した。次に絶縁膜としてポリイミド（ＡＬ−１０５１：日本合成ゴム（株））を７０ｎｍの厚さでスピナーにより電極上にキャストして、アレイ基板１０を得た。同様に、他のガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）にも対向電極１０５bを設け、対向電極１０５b上にも絶縁膜を形成して対向基板２０を得た。対向基板２０の絶縁膜表面に枠状に接着剤を塗布し、第１の基板の絶縁膜上には、直径１０μｍのスペーサーを散布した。その後、アレイ基板１０および対向基板２０を互いの絶縁膜が対向するよう貼り合わせ、封着した。

液晶層３０の材料は、以下のように調整した。ネマチック相の液晶としてＢＬ０３５（Ｍｅｒｃｋ社製）７９．５ｗｔ％と、カイラル剤４０eとしてＺＬＩ‐４５７２(Ｍｅｒｃｋ社製) １０ｗｔ％、デンドリマー型モノマー５０として５０Ｖ＃１０００（大阪有機化学社製）５ｗｔ％、液晶性モノマー１，４−ジ（４−（６−（アクリロイルオキシ）ヘキシルオキシ）ベンゾイルオキシ）−２−メチルベンゼン（商品名：ＲＭ２５７ メルク社製）５ｗｔ％と、を混合し、さらに、重合開始剤４０cとしてイルガキュア６５１（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ社製）をデンドリマー型モノマー５０に対して０．５ｗｔ％添加して混合した。

図５に実施例１で使用するデンドリマー型モノマー５０（Ｖ＃１０００）のデンドリマーユニット５０aの分子構造を示す。デンドリマー型モノマー５０はポリエステルポリオールをコアとして官能基を分岐させたデンドリマーユニット５０aとの外側に重合ユニット５０bとしてアクリル基が結合した球状の構造である。図５中のｎは１〜５の間の整数である。

こうして得られた液晶層３０の材料を、前述の液晶表示装置１に注入した後、液晶表示装置１をホットプレートに載せて温度を制御し、ブルー相を発現させた。

前駆体４０dを重合させる前に液晶相がブルー相を呈する温度範囲は６〜７℃だった。液晶層３０に高圧水銀ランプを用いて紫外光を照射して前駆体４０dを重合させた。この際、光の照射強度は１００ｍＷ／ｃｍ² （３６５ｎｍ）とし、照射時間は１分とした。

次に、印加電場方向と透過軸が４５°の角度をなし、かつ互いの透過軸が直交するように偏光板をアレイ基板１０と対向基板２０の外面に貼り、駆動用ドライバ（図示せず）を接続して液晶表示装置１を完成させた。ブルー相は‐３０℃〜５２℃の温度範囲で安定化していることを確認した。

作製した液晶表示装置１の電圧−透過光特性を、５５０ｎｍ光を用いて室温２５℃で評価した。電圧の非印加時には、透過率０．５％であり、電圧の印加時（２００Ｖｐ、６０Ｈｚ矩形波）には、透過率９０％と最大であった。すなわち、半波長電位は２００Ｖであった。また、応答時間は、透過率最小／最大間での立ち上がり時間、立ち下がり時間ともに１ｍｓ未満であった。半波長電位および応答時間の温度依存性を確認した結果、１０℃〜５０℃においてほぼ一定であった。

実施例１における液晶層３０の材料と、前駆体４０dを重合させる前の液晶相３０がブルー相を呈する温度幅と、重合した後のブルー相が安定して存在する温度範囲を表１に示す。以下で説明する実施例２、比較例１、２についても併せて表１に示す。高分子４０bを硬化させる前の液晶層３０に含まれるものを○、含まれないものを×とした。

このように、実施例１によれば、ブルー相として安定して存在する温度範囲が広い液晶層を有する液晶表示装置を得ることができる。

〔実施例２〕
以下、本発明の実施例について説明する。

実施例２の液晶表示装置は実施例１と同じ構成であるが、液晶層３０の材料が異なる。実施例１と同じ部分には同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

液晶層３０の材料は以下のようにして調整した。ネマチック相の液晶ＪＣ１０４１ＸＸ（チッソ社製）４０ｗｔ％と５ＣＢ液晶（アルドリッチ社製）４０ｗｔ％）、カイラル剤 ４０eとしてＺＬＩ‐４５７２(Ｍｅｒｃｋ社製) １０ｗｔ％、としてデンドリマー型モノマー５０としてＳＴＡＲ−５０１（大阪有機化学社製）４．５ｗｔ％、液晶性モノマーとしてＲＭ−２５７（Ｍｅｒｃｋ社製）５ｗｔ％を混合し、さらに、重合開始剤イルガキュア６５１（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ社製）をデンドリマー型モノマー５０に対して０．５ｗｔ％添加して混合物を調製した。

ＳＴＡＲ−５０１はジペンタエリスリトールをコアとして官能基を分岐させたデンドリマーユニット５０aに重合ユニット５０bとしてアクリル基が結合した構造である。 図６にジペンタエリスリトールの構造を示す。

液晶性モノマーＲＭ−２５７の分子構造を図７に示す。ＲＭ−２５７は直鎖状のモノマーである。

ブルー相が保持される温度範囲は５〜６℃だった。前駆体４０dを重合させるための紫外光の照射強度は５０ｍＷ／ｃｍ² （３６５ｎｍ）とし、照射時間は５分とした。本実施例においては、液晶相３０はブルー相として‐３０℃〜５０℃の温度範囲で安定化していることを確認した。作製した液晶表示装置の電圧−透過光特性を、５５０ｎｍ光を用いて室温２５℃で評価した。電圧の非印加時には、透過率０．６％であり、電圧の印加時（２００Ｖｐ、６０Ｈｚ矩形波）には、透過率９１％と最大であった。すなわち、半波長電位は２００Ｖであった。また、応答時間は、透過率最小／最大間での立ち上がり時間、立ち下がり時間ともに１ｍｓ未満であった。半波長電位および応答時間の温度依存性を確認した結果、１０℃〜４５℃においてほぼ一定であった。

このように、実施例２によれば、ブルー相として安定して存在する温度範囲が広い液晶層を有する液晶表示装置を得ることができる。

〔比較例１〕
比較例１の液晶表示装置は液晶層３０の材料以外は実施例１と同じである。

比較例１における液晶層３０の材料は以下のようにして調整した。ネマチック液晶ＪＣ１０４１ＸＸ（チッソ社製）４０ｗｔ％と５ＣＢ液晶（アルドリッチ社製）４０ｗｔ％、カイラル剤 ４０eとしてＺＬＩ‐４５７２(Ｍｅｒｃｋ社製) １０ｗｔ％、液晶性モノマーとしてＲＭ−２５７（Ｍｅｒｃｋ社製）５ｗｔ％、２-エチルヘキシルアクリレート（アルドリッチ社製）４．５ｗｔ％を混合し、さらに、重合開始剤５０cとしてイルガキュア６５１（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ社製）を液晶性モノマーに対して０．５ｗｔ％添加して混合した。

図８に液晶性モノマーである２-エチルヘキシルアクリレートの分子構造を示す。２-エチルヘキシルアクリレートは直鎖状の分子である。

前駆体４０dを重合させる前の、液晶層３０がブルー相を呈する温度範囲は１〜２℃だった。前駆体４０dを重合させるための紫外光の照射強度は５０ｍＷ／ｃｍ² （３６５ｎｍ）とし、照射時間は３０分とした。液晶層３０はブルー相として‐３０℃〜４８℃の温度範囲で安定化していることを確認した。実施例１では生じなかったが、比較例１においては、ムラが生じ、一部でコレステリック相が発現していることを確認した。液晶混合物の注入に関して２-エチルヘキシルアクリレートの揮発が認められ組成ズレの影響があった。また、硬化速度が遅く一部で未反応モノマーの影響が認められた。

〔比較例２〕
比較例２の液晶表示装置は、液晶層３０の材料以外は実施例１と同じである。

比較例２における液晶層３０は以下のようにして調整した。ネマチック液晶ＪＣ１０４１ＸＸ（チッソ社製）４０ｗｔ％と５ＣＢ液晶（アルドリッチ社製）４０ｗｔ、カイラル剤 ４０eとしてＺＬＩ‐４５７２(Ｍｅｒｃｋ社製) ９０ｗｔ％、液晶性デンドリマーＧ３‐６‐ＬＣ１１０ｗｔ％を混合して調製した。

液晶性デンドリマーのＧ３‐６‐ＬＣの構造を図９に示す。

こうして得られた混合物を、アレイ基板１０と対向基板２０の間に注入した。本比較例では高分子重合処理は行わなかった。

ブルー相は１２℃〜２３℃の温度範囲で安定化していることを確認した。すなわち、比較例２においては液晶層３０が高分子を有していないので液晶層３０がブルー相として存在しにくいため、ブルー相が安定して存在する温度範囲実施例１に比べて狭くなった。

１…液晶表示装置、１０…アレイ基板、２０…対向基板、３０…液晶層、 １０５ａ…信号線、１０５ｂ…電極、４０…格子、４０a…ブルー相、４０b…高分子、４０ｃ…カイラル剤、４０ｄ…前駆体、５０…デンドリマー、５０a…デンドリマーユニット、５０b…重合ユニット

Claims (6)

1. ブルー相を呈する液晶材料と、
   中心原子に分岐構造を持つ原子が２以上結合し次数が２以上であるデンドリマー型ユニット及び、重合基を有し前記デンドリマー型ユニットの結合の末端に結合し且つ他の重合基と結合する重合ユニットを有するデンドリマー型構造を持ち、前記液晶材料を保持する高分子と、
   前記液晶材料の隙間に存在して前記液晶材料の配向を制御するカイラル剤と、
   を有することを特徴とする液晶/高分子複合体。
2. 前記高分子は、デンドリマー型構造に加えて更に鎖状構造を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶/高分子複合体。
3. 前記重合ユニットが、アクリル基であることを特徴とする請求項１に記載の液晶/高分子複合体。
4. 前記デンドリマー型構造の次数が、２以上５以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶/高分子複合体。
5. アレイ基板と、
   前記アレイ基板と対向する対向基板と、
   ブルー相を呈する液晶材料と前記液晶材料を保持する高分子と前記液晶材料の隙間に存在して前記液晶材料の配向を制御するカイラル剤とを有する液晶/高分子複合体を有し、前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持される液晶層と、
   前記液晶層に電圧を印加する電圧印加手段と、
   を備え、
   前記高分子は、中心原子に分岐構造を持つ原子が２以上結合し次数が２以上であるデンドリマー型ユニットと、重合基を有し前記デンドリマー型ユニットの結合の末端に結合し且つ他の重合基と結合する重合ユニットとを有するデンドリマー型構造を持つことを特徴とする液晶表示装置。
6. 液晶材料と、中心原子に分岐構造を持つ原子が２以上結合し次数が２以上であるデンドリマー型ユニット及び、重合基を有し前記デンドリマー型ユニットの結合の末端に結合し且つ他の重合基と結合する重合ユニットを有するデンドリマー型モノマーと、前記液晶材料の配向を制御するカイラル剤と、を混合させる工程と、
   混合させた前記液晶材料と前記デンドリマー型モノマーと前記カイラル剤とを前記液晶材料がブルー相を呈する温度で保持する工程と
   前記デンドリマー型モノマーを重合させて高分子を生成する工程と、
   を有することを特徴とする液晶/高分子複合体の製造方法。

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