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JP2002072180A - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

Info

Publication number
JP2002072180A
JP2002072180A JP2000256776A JP2000256776A JP2002072180A JP 2002072180 A JP2002072180 A JP 2002072180A JP 2000256776 A JP2000256776 A JP 2000256776A JP 2000256776 A JP2000256776 A JP 2000256776A JP 2002072180 A JP2002072180 A JP 2002072180A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
composition
crystal device
frequency
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000256776A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Takeda
俊彦 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2000256776A priority Critical patent/JP2002072180A/en
Publication of JP2002072180A publication Critical patent/JP2002072180A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 室温において100V以下の駆動電圧によ
り、メモリー性を有する2状態間をスイッチングさせる
事が可能な液晶素子を提供する。 【解決手段】 一対の基板と、一対の電極と、前記基板
間に挟持された少なくとも低分子液晶組成物と高分子組
成物からなる複合体と、前記電極間に電圧を印加する電
圧印加手段を具備する液晶素子において、該複合体中に
イオン性化合物を含有しており、前記高分子組成物は高
分子直鎖同士が架橋剤を介して互いに結合している網目
構造を有し、更に前記高分子直鎖は末端が自由端である
水酸基含有側鎖を有する液晶素子。
(57) Abstract: Provided is a liquid crystal element which can switch between two states having a memory property by a driving voltage of 100 V or less at room temperature. SOLUTION: A pair of substrates, a pair of electrodes, a composite comprising at least a low-molecular liquid crystal composition and a polymer composition sandwiched between the substrates, and voltage applying means for applying a voltage between the electrodes are provided. In the liquid crystal element provided, the composite contains an ionic compound, and the polymer composition has a network structure in which polymer linear chains are bonded to each other via a cross-linking agent. A liquid crystal element having a hydroxyl group-containing side chain whose free end is a polymer straight chain.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液晶を用いた表示素
子、光シャッター素子等の液晶素子に関し、特に、メモ
リー性を有する液晶表示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal element such as a display element using a liquid crystal and an optical shutter element, and more particularly to a liquid crystal display element having a memory property.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、偏光板やバックライトを必要とし
ない反射型液晶表示素子が、低消費電力型の表示素子と
して注目を集めている。このような状況の中で、メモリ
ー性を有する2つの表示状態間(透明状態と光散乱状
態)を電気的にスイッチング可能な低分子液晶組成物と
高分子組成物との複合体を用いた反射型液晶表示素子が
報告されている。例えば、特開平2−193115号公
報、特開平6−067165号公報には、表示素子の画
素部に印加する電界周波数の大きさを変化させる事によ
り、前記2状態間でのスイッチングを実現する方法が開
示されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a reflection type liquid crystal display element which does not require a polarizing plate or a backlight has attracted attention as a low power consumption type display element. Under such circumstances, reflection using a composite of a low-molecular liquid crystal composition and a polymer composition capable of electrically switching between two display states having a memory property (transparent state and light scattering state). Liquid crystal display devices have been reported. For example, JP-A-2-193115 and JP-A-6-0667165 disclose a method of realizing switching between the two states by changing the magnitude of an electric field frequency applied to a pixel portion of a display element. Is disclosed.

【0003】特開平2−193115号公報に開示され
ている表示素子は、低分子液晶と側鎖型高分子液晶から
なる複合体を電極間に挟持している。前記複合体に低周
波または直流の電界を印加すると、前記複合体中でイオ
ンが駆動される。その結果、低分子液晶の配列が乱れ
て、入射光が強く散乱される散乱状態が形成される。一
方、前記複合体に高周波の電界を印加すると、前記複合
体中の低分子液晶が電界方向にホメオトロピック配向す
る。その結果、入射光を通過させる透明状態が形成され
る。前記2状態(散乱状態及び透明状態)は、前記低周
波及び高周波の電界印加を解除しても保存される。即
ち、前記2状態はメモリー性を有する。
The display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-193115 has a composite comprising a low-molecular liquid crystal and a side-chain high-molecular liquid crystal sandwiched between electrodes. When a low frequency or direct current electric field is applied to the complex, ions are driven in the complex. As a result, the arrangement of the low-molecular liquid crystal is disturbed, and a scattering state in which incident light is strongly scattered is formed. On the other hand, when a high-frequency electric field is applied to the composite, the low-molecular liquid crystal in the composite is homeotropically aligned in the direction of the electric field. As a result, a transparent state that allows incident light to pass is formed. The two states (scattering state and transparent state) are maintained even after the application of the low-frequency and high-frequency electric fields is released. That is, the two states have a memory property.

【0004】特開平6−067165号公報に開示され
ている表示素子も、低分子液晶と側鎖型高分子液晶から
なる複合体を電極間に挟持している。該高分子液晶はイ
オン性基を有している事を特徴としている。また、該表
示素子は、低分子液晶と高分子液晶と電界質を溶解させ
た溶液を塗布して作成しても構わない。前記複合体に直
流電界を印加すると、前記複合体中でイオンが駆動され
る。その結果、低分子液晶の配列が乱れて、入射光が強
く散乱される散乱状態が形成される。一方、前記複合体
に高周波の電界を印加すると、前記複合体中の低分子液
晶が電界方向にホメオトロピック配向する。その結果、
入射光を通過させる透明状態が形成される。前記2状態
(散乱状態及び透明状態)は、前記低周波及び高周波の
電界印加を解除しても保存される。即ち、前記2状態は
メモリー性を有する。このメモリー性は複合体がスメク
チック配向している事に起因しているという。
A display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-067165 also has a composite composed of a low-molecular liquid crystal and a side-chain high-molecular liquid crystal sandwiched between electrodes. The polymer liquid crystal is characterized by having an ionic group. Further, the display element may be formed by applying a solution in which a low-molecular liquid crystal, a high-molecular liquid crystal, and an electrolyte are dissolved. When a DC electric field is applied to the complex, ions are driven in the complex. As a result, the arrangement of the low-molecular liquid crystal is disturbed, and a scattering state in which incident light is strongly scattered is formed. On the other hand, when a high-frequency electric field is applied to the composite, the low-molecular liquid crystal in the composite is homeotropically aligned in the direction of the electric field. as a result,
A transparent state that allows incident light to pass is formed. The two states (scattering state and transparent state) are maintained even after the application of the low-frequency and high-frequency electric fields is released. That is, the two states have a memory property. This memory property is attributed to the smectic orientation of the composite.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術に関する高分子分散型液晶表示素子には、次に示
す様な問題点があった。第1の問題点として、上記特開
平2−193115号に開示されている表示素子は、駆
動温度が高いという問題点があった。特開平2−193
115号の実施例では、表示素子の温度を87℃に加熱
する事により、メモリー性を有する2状態間でのスイッ
チングを実現している。この様な高温加熱が必要な理由
は明記されていないが、高分子液晶の粘性を下げる事
が、加熱理由の一つであると推測される。
However, the polymer-dispersed liquid crystal display device according to the above prior art has the following problems. As a first problem, the display element disclosed in the above-mentioned JP-A-2-193115 has a problem that the driving temperature is high. JP-A-2-193
In the embodiment of No. 115, switching between two states having a memory property is realized by heating the temperature of the display element to 87 ° C. Although the reason why such high-temperature heating is necessary is not specified, it is presumed that one of the reasons for heating is to lower the viscosity of the polymer liquid crystal.

【0006】第2の問題点として、上記特開平6−06
7165号に開示されている表示素子は、高分子液晶を
使用しており、2状態間遷移を室温で実現している。し
かしながら、駆動電圧が不明であるという問題点があっ
た。即ち、特開平6−067165号の実施例では、表
示素子の駆動電圧が明記されていない。高粘度かつスメ
クチック相を示す高分子液晶を室温で駆動しているの
で、100V以上の駆動電圧が必要であると推測され
る。
As a second problem, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No.
The display element disclosed in No. 7165 uses a polymer liquid crystal and realizes a transition between two states at room temperature. However, there is a problem that the drive voltage is unknown. That is, in the example of JP-A-6-0667165, the driving voltage of the display element is not specified. Since the polymer liquid crystal exhibiting a high viscosity and a smectic phase is driven at room temperature, it is presumed that a driving voltage of 100 V or more is required.

【0007】そこで本発明の目的は、上記従来技術の問
題点を解決できる、液晶素子を提供する事である。即
ち、少なくとも低分子液晶組成物と高分子組成物とイオ
ン成分からなる複合体を用いた液晶表示素子であって、
前記高分子組成物として高分子液晶を使用せず、室温に
おいて100V以下の駆動電圧により、メモリー性を有
する2状態間をスイッチングさせる事が可能な液晶素子
を提供する事である。
An object of the present invention is to provide a liquid crystal device which can solve the above-mentioned problems of the prior art. That is, a liquid crystal display element using a composite comprising at least a low-molecular liquid crystal composition, a polymer composition, and an ionic component,
An object of the present invention is to provide a liquid crystal element which can switch between two states having memory properties by using a driving voltage of 100 V or less at room temperature without using a polymer liquid crystal as the polymer composition.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、一対の
基板と、一対の電極と、前記基板間に挟持された少なく
とも低分子液晶組成物と高分子組成物からなる複合体
と、前記電極間に電圧を印加する電圧印加手段を具備す
る液晶素子において、該複合体中にイオン性化合物を含
有しており、前記高分子組成物は高分子直鎖同士が架橋
剤を介して互いに結合している網目構造を有し、更に前
記高分子直鎖は末端が自由端である水酸基含有側鎖を有
する事を特徴とする液晶素子である。
That is, the present invention provides a composite comprising a pair of substrates, a pair of electrodes, at least a low-molecular liquid crystal composition and a polymer composition sandwiched between the substrates, In a liquid crystal device having a voltage applying means for applying a voltage between electrodes, an ionic compound is contained in the composite, and the polymer composition is such that polymer straight chains are bonded to each other via a crosslinking agent. A liquid crystal element having a network structure as described above, and wherein the polymer linear chain has a hydroxyl group-containing side chain having a free end.

【0009】前記イオン性化合物が有機塩である事が好
ましい。前記有機塩がアンモニウム塩である事が好まし
い。前記アンモニウム塩がテトラエチルアンモニウムヨ
ーダイドである事が好ましい。前記有機塩が胆汁酸塩で
ある事が好ましい。前記胆汁酸塩がデオキシコール酸ナ
トリウムである事が好ましい。
Preferably, the ionic compound is an organic salt. Preferably, the organic salt is an ammonium salt. Preferably, the ammonium salt is tetraethylammonium iodide. Preferably, the organic salt is a bile salt. Preferably, the bile salt is sodium deoxycholate.

【0010】前記高分子組成物が、単官能性組成物と多
官能性組成物との光重合物である事が好ましい。前記光
重合は、前記単官能性組成物と前記多官能性組成物の他
に、前記低分子液晶組成物と前記イオン化合物との共存
状態で行う事が好ましい。前記架橋剤が水酸基を含有し
ている事が好ましい。
It is preferable that the polymer composition is a photopolymer of a monofunctional composition and a polyfunctional composition. The photopolymerization is preferably performed in a coexistence state of the low-molecular liquid crystal composition and the ionic compound, in addition to the monofunctional composition and the polyfunctional composition. It is preferable that the crosslinking agent contains a hydroxyl group.

【0011】前記高分子組成物が、単官能性組成物と多
官能性組成物との光重合物であり、該単官能性組成物は
少なくとも2種類の単官能性化合物からなる事が好まし
い。前記電極間に第1の周波数の電気信号を印加された
場合、前記複合体は透明状態を発現し、前記電極間に第
2の周波数の電気信号を印加された場合、前記複合体は
非透明状態を発現する事が好ましい。
The polymer composition is a photopolymer of a monofunctional composition and a polyfunctional composition, and the monofunctional composition preferably comprises at least two kinds of monofunctional compounds. When an electrical signal of a first frequency is applied between the electrodes, the complex develops a transparent state, and when an electrical signal of a second frequency is applied between the electrodes, the complex becomes non-transparent. It is preferable to express a state.

【0012】前記第1の電気信号及び前記第2の電気信
号の印加を解除しても、前記透明状態及び前記非透明状
態が維持される事が好ましい。前記第1の周波数の大き
さが前記第2の周波数の大きさよりも大きい事が好まし
い。前記第2の周波数の大きさが100Hz未満である
事が好ましい。
It is preferable that the transparent state and the non-transparent state be maintained even when the application of the first electric signal and the second electric signal is cancelled. Preferably, the magnitude of the first frequency is greater than the magnitude of the second frequency. Preferably, the magnitude of the second frequency is less than 100 Hz.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、一対の基板と、一対の電極と、前記基板間に
挟持された少なくとも低分子液晶組成物と高分子組成物
からなる複合体と、前記電極間に電圧を印加する電圧印
加手段を具備する液晶素子であって、該複合体中にイオ
ン性化合物が添加されており、前記高分子組成物は高分
子直鎖同士が架橋剤を介して互いに結合している網目構
造を有し、更に前記高分子直鎖は、末端が自由端である
水酸基含有側鎖を有する事を特徴とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention provides a pair of substrates, a pair of electrodes, a composite comprising at least a low-molecular liquid crystal composition and a polymer composition sandwiched between the substrates, and a voltage application unit for applying a voltage between the electrodes. A liquid crystal element comprising an ionic compound added to the composite, the polymer composition has a network structure in which polymer linear chains are bonded to each other via a cross-linking agent, Further, the polymer straight chain is characterized in that it has a hydroxyl group-containing side chain whose terminal is a free end.

【0014】また、本発明では、前記電極間に第1の周
波数の電気信号を印加した場合、前記複合体は透明状態
を発現する。一方、前記電極間に第2の周波数の電気信
号を印加した場合、前記複合体は非透明状態を発現す
る。
Further, in the present invention, when an electric signal of a first frequency is applied between the electrodes, the complex develops a transparent state. On the other hand, when an electric signal of the second frequency is applied between the electrodes, the composite develops a non-transparent state.

【0015】前記第2の周波数は、前記液晶組成物中で
前記イオン性化合物に由来するイオンを電界駆動させ、
前記透明状態に対応する前記液晶組成物の分子配向を壊
す事が可能な大きさの周波数に設定される。即ち、前記
第2の周波数の大きさは、前記低分子液晶組成物に作用
する電界トルクよりも、前記透明状態に対応する前記液
晶組成物の分子配向を壊す力の方が大きくなるように設
定する。同様に、前記電界トルクの大きさを小さくする
ために、前記低分子液晶組成物の誘電異方性の絶対値の
大きさも小さく設定する事が好ましい。なお、本発明に
関する低分子液晶組成物に関しては後述する。前記第2
の周波数の好ましい大きさは、液晶素子の構成により変
化するが、100Hz未満の周波数を示す事ができる。
前記第1の周波数は、前記イオン性化合物に由来する
イオンが前記液晶組成物の分子配向を壊さない大きさの
周波数に設定される。即ち、前記第1の周波数の大きさ
は、イオンが電界の変化に追従して動けない大きさに設
定する必要がある。一般的に、前記第1の周波数の大き
さは、前記第2の周波数の大きさよりも大きい。
[0015] The second frequency drives an ion derived from the ionic compound in the liquid crystal composition in an electric field,
The frequency is set to a value that can destroy the molecular orientation of the liquid crystal composition corresponding to the transparent state. That is, the magnitude of the second frequency is set such that the force for breaking the molecular orientation of the liquid crystal composition corresponding to the transparent state is larger than the electric field torque acting on the low-molecular liquid crystal composition. I do. Similarly, in order to reduce the magnitude of the electric field torque, it is preferable to set the magnitude of the absolute value of the dielectric anisotropy of the low-molecular liquid crystal composition to be small. The low-molecular liquid crystal composition according to the present invention will be described later. The second
The preferred magnitude of the frequency varies depending on the configuration of the liquid crystal element, but can exhibit a frequency of less than 100 Hz.
The first frequency is set to a frequency at which ions derived from the ionic compound do not break the molecular orientation of the liquid crystal composition. That is, the magnitude of the first frequency needs to be set to a magnitude that does not allow ions to move following changes in the electric field. Generally, the magnitude of the first frequency is greater than the magnitude of the second frequency.

【0016】また、本発明では、前記第1の電気信号及
び前記第2の電気信号の印加を解除しても、前記透明状
態及び前記非透明状態が維持される事を特徴とする。前
記低分子液晶組成物は、その種類や組成に大きな制限は
ない。例えば、液晶素子の駆動を想定している室温近傍
で、ネマチック相やコレステリック相を示す低分子液晶
をあげる事ができる。
Further, the present invention is characterized in that the transparent state and the non-transparent state are maintained even when the application of the first electric signal and the second electric signal is cancelled. The type and composition of the low-molecular liquid crystal composition are not particularly limited. For example, a low-molecular liquid crystal exhibiting a nematic phase or a cholesteric phase at around room temperature where driving of a liquid crystal element is assumed can be given.

【0017】また、好ましい前記低分子液晶組成物の誘
電異方性の符合(正あるいは負)は、前記複合体の種類
や電極構成等に応じて変化するので一律に決める事は難
しい。ただし、誘電異方性の符合は正である方が好まし
い。誘電異方性が正である場合、前記2状態間(透明状
態と非透明状態)のコントラストを大きくできる場合が
多いからである。一方、誘電異方性の絶対値は、大きす
ぎない事が好ましい。この理由を説明する。前記複合体
に前記第2の周波数の電気信号を印加した場合も、前記
低分子液晶組成物には、前記透明状態に対応する分子配
向を発現させようとする電界トルクが作用する。同時
に、前記低分子液晶組成物には、前記透明状態に対応す
る分子配向を壊そうとする前記イオンの電界駆動に起因
する力が作用する。もし、誘電異方性の値が大きすぎる
と、前記電界トルクが前記イオンの電界駆動に起因する
力よりも大きくなる場合がある。この場合、前記第2の
周波数の電気信号を印加しても、非透明状態を形成でき
なかったり、十分な非透明状態を形成できない。本発明
では、誘電異方性の絶対値として、18よりも小さい値
をあげる事ができる。前述した条件を満たす低分子液晶
組成物として、例えばメルク社製のBL009をあげる
事ができる。BL009は、室温でネマチック相(等方
相転移温度:108℃)を示す、誘電異方性が+15.
5の低分子液晶である。
Further, the sign (positive or negative) of the dielectric anisotropy of the preferred low-molecular liquid crystal composition varies depending on the type of the composite, the electrode configuration, and the like, and thus it is difficult to determine uniformly. However, the sign of the dielectric anisotropy is preferably positive. This is because when the dielectric anisotropy is positive, the contrast between the two states (the transparent state and the non-transparent state) can often be increased. On the other hand, the absolute value of the dielectric anisotropy is preferably not too large. The reason will be described. Even when the electric signal of the second frequency is applied to the composite, an electric field torque acts on the low-molecular liquid crystal composition to develop a molecular orientation corresponding to the transparent state. At the same time, a force due to the electric field driving of the ions acts on the low-molecular liquid crystal composition to break the molecular orientation corresponding to the transparent state. If the value of the dielectric anisotropy is too large, the electric field torque may be larger than the force caused by the electric field driving of the ions. In this case, even if the electric signal of the second frequency is applied, a non-transparent state cannot be formed or a sufficient non-transparent state cannot be formed. In the present invention, the absolute value of the dielectric anisotropy can be a value smaller than 18. As a low-molecular liquid crystal composition satisfying the above-mentioned conditions, for example, BL009 manufactured by Merck Ltd. can be mentioned. BL009 exhibits a nematic phase (isotropic phase transition temperature: 108 ° C) at room temperature, and has a dielectric anisotropy of +15.
5 is a low-molecular liquid crystal.

【0018】上記イオン性合物は、原則として制約はな
い。例えば、有機塩、金属塩等を用いる事ができる。有
機塩としては、例えばアンモニウム塩をあげる事ができ
る。(R4 )N−Xで表される四級アンモニウム塩が代
表的である。前記のRは炭素数1〜30の直鎖状、分岐
状、飽和あるいは不飽和の炭化水素を表し、4個のRは
それぞれ同一でも、相違していても良い。Xは、ヨウ
素,臭素,塩素,フッ素のハロゲン原子あるいはその他
の負イオンを表す。Xがハロゲンである場合、これは液
晶分子と錯体を形成し、液晶組成物中でイオン成分とな
る場合がある。この様なアンモニウム塩として、テトラ
エチルアンモニウムヨーダイドやテトラフルオロほう酸
テトラノルマルブチルアンモニウムをあげる事ができ
る。
The ionic compound is not limited in principle. For example, an organic salt, a metal salt, or the like can be used. Examples of the organic salt include an ammonium salt. A quaternary ammonium salt represented by (R 4 ) NX is typical. The above R represents a linear, branched, saturated or unsaturated hydrocarbon having 1 to 30 carbon atoms, and the four Rs may be the same or different. X represents a halogen atom of iodine, bromine, chlorine, fluorine or other negative ions. When X is a halogen, it may form a complex with a liquid crystal molecule and become an ionic component in the liquid crystal composition. Examples of such ammonium salts include tetraethylammonium iodide and tetra-n-butylammonium tetrafluoroborate.

【0019】また、本発明では前記有機塩として、胆汁
酸塩をあげる事ができる。前記胆汁酸塩としてデオキシ
コール酸ナトリウムをあげる事ができる。胆汁酸塩を使
用した場合、液晶組成物はコレステリック相を示すカイ
ラルネマチック液晶となる。
In the present invention, bile salts can be used as the organic salt. Examples of the bile salt include sodium deoxycholate. When a bile salt is used, the liquid crystal composition becomes a chiral nematic liquid crystal exhibiting a cholesteric phase.

【0020】更に本発明では、有機塩として室温溶融塩
をあげる事ができる。室温溶融塩として1−エチル−3
メチル−1H−イミダゾリウム テトラフルオロボレイ
トをあげる事ができる。本発明ではイオン性化合物とし
て、1種類のイオン性化合物のみならず、2種類以上の
イオン性化合物を併用しても構わない。
Further, in the present invention, room temperature molten salts can be used as the organic salts. 1-ethyl-3 as a room temperature molten salt
Methyl-1H-imidazolium tetrafluoroborate can be mentioned. In the present invention, not only one kind of ionic compound but also two or more kinds of ionic compounds may be used in combination.

【0021】前記イオン性化合物の前記複合体中におけ
る好ましい重量濃度は、液晶組成物や高分子組成物の種
類に応じて変化するので一律に決める事は難しい。例え
ば、液晶組成物に対して0.00001重量%〜10重
量%程度をあげる事ができる。
Since the preferred weight concentration of the ionic compound in the composite varies depending on the type of the liquid crystal composition or the polymer composition, it is difficult to determine uniformly. For example, the amount can be about 0.00001% by weight to 10% by weight based on the liquid crystal composition.

【0022】前述した様に本発明に関する高分子組成物
は、高分子直鎖同士が架橋剤を介して互いに結合してい
る網目構造を有している。この様な構造を形成するため
に、本発明では単官能性組成物と多官能性組成物からな
る高分子前駆体の重合体を本発明に関する高分子組成物
として用いた。
As described above, the polymer composition according to the present invention has a network structure in which linear polymer chains are bonded to each other via a crosslinking agent. In order to form such a structure, in the present invention, a polymer of a polymer precursor composed of a monofunctional composition and a polyfunctional composition is used as the polymer composition according to the present invention.

【0023】前記単官能性組成物は光重合可能な材料で
あれば広く種類を問わず用いることができる。例えば、
2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチ
ル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリ
レート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、フェ
ノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフル
フリル(メタ)アクリレート、アクリル酸4ヒドロキシ
フ゛チル、ポリエチレングリコールモノメタクリレート
(例えば、日本油脂製のブレンマーPEシリーズ)、ポ
リエチレングリコールモノアクリレート(例えば、日本
油脂製のブレンマーAEシリーズ)等をあげることがで
きる。あるいは、液晶性のモノアクリレート(例えば、
大日本インキ化学工業製のUVキュアラブル液晶)も使
用する事が可能である。これらの単官能性化合物の中か
ら1種もしくは2種以上混合して、前記単官能製組成物
として用いることができる。
The monofunctional composition can be used irrespective of its type as long as it is a photopolymerizable material. For example,
2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, butanediol mono (meth) acrylate, hexanediol (meth) acrylate, Phenoxyethyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, polyethylene glycol monomethacrylate (eg, Blemmer PE series manufactured by NOF), polyethylene glycol monoacrylate (eg, Blemmer AE manufactured by NOF) Series) and so on. Alternatively, a liquid crystalline monoacrylate (for example,
UV curable liquid crystal manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) can also be used. One or a mixture of two or more of these monofunctional compounds can be used as the monofunctional composition.

【0024】前記多官能性組成物は、前記単官能性組成
物と結合可能な官能基を備えた材料であることを特徴と
する。多官能性組成物の1種類である2官能性組成物と
して、例えば、ビスフェノール−AEO変性ジアクリレ
ート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート、トリプ
ロピレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリト
ールジアクリレートモノステアレート、ポリエチレング
リコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジ
アクリレート、1,4ブタンジオールジアクリレート、
1,6ヘキサンジオールジアクリレート、Kayara
d R167・HX220・HX620・R684(い
ずれも日本化薬製)等をあげることができる。3官能性
組成物、さらにはそれ以上の多官能性組成物としては、
トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロ
ールプロパントリエトキシアクリレート、変性グリセリ
ントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリ
レート、変性トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリ
メチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリ
スリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトー
ルヘキサアクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチ
ル)イソシアヌレート(メタ)アクリレート、ジペンタ
エリスリトールカプロラクタム変性アクリレート(日本
化薬製「商品名:DPCA−20,30,60,12
0」)等をあげることができる。これらの多官能性化合
物の中から1種もしくは2種以上混合して、前記多官能
性組成物として用いることができる。
The polyfunctional composition is characterized in that it is a material having a functional group capable of binding to the monofunctional composition. Examples of the bifunctional composition which is one kind of the multifunctional composition include, for example, bisphenol-AEO modified diacrylate, isocyanuric acid EO modified diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate monostearate, polyethylene glycol diacrylate. Acrylate, polypropylene glycol diacrylate, 1,4 butanediol diacrylate,
1,6 hexanediol diacrylate, Kayara
d R167, HX220, HX620, R684 (all manufactured by Nippon Kayaku) and the like. As trifunctional compositions, and even more multifunctional compositions,
Trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane triethoxyacrylate, modified glycerin triacrylate, pentaerythritol triacrylate, modified trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol Hexaacrylate, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate (meth) acrylate, dipentaerythritol caprolactam-modified acrylate (trade name: DPCA-20, 30, 60, 12 manufactured by Nippon Kayaku)
0 "). One or a mixture of two or more of these polyfunctional compounds can be used as the polyfunctional composition.

【0025】本発明に関する高分子組成物は、末端が自
由端である水酸基含有側鎖を有する事が好ましい。従っ
て、この様な側鎖を形成可能な単官能性化合物を使用す
る事が好ましい。この様な単官能性化合物として、前記
4−ヒドロキシブチルアクリレートをあげる事ができ
る。また、本発明では、2種類の単官能性化合物を用い
て高分子組成物を形成しても構わない。この場合、少な
くとも1種類の単官能性化合物は、末端が自由端である
水酸基含有側鎖を形成できるものである事が好ましい。
一方、本発明に関する前記架橋剤は水酸基を含有してい
る事が好ましい。この様な架橋剤としては、前記Kay
arad R167の様な、分子中に水酸基を有する多
官能化合物をあげる事ができる。
The polymer composition according to the present invention preferably has a hydroxyl-containing side chain having a free end. Therefore, it is preferable to use a monofunctional compound capable of forming such a side chain. As such a monofunctional compound, the above-mentioned 4-hydroxybutyl acrylate can be mentioned. In the present invention, a polymer composition may be formed using two types of monofunctional compounds. In this case, it is preferable that at least one kind of monofunctional compound can form a hydroxyl group-containing side chain having a free end.
On the other hand, the crosslinking agent according to the present invention preferably contains a hydroxyl group. Examples of such a crosslinking agent include the aforementioned Kay.
A polyfunctional compound having a hydroxyl group in the molecule, such as arad R167, can be mentioned.

【0026】更に、本発明に関する高分子組成物中にお
いては、(前記末端が自由端である水酸基含有側鎖の長
さ)/(前記多官能性化合物残基の長さ)が、0.05
よりも大きく2よりも小さい事が好ましい。
Further, in the polymer composition according to the present invention, (the length of the hydroxyl-containing side chain whose free end is the free end) / (the length of the polyfunctional compound residue) is 0.05.
It is preferably larger than 2 and smaller than 2.

【0027】次に、本発明に関する液晶素子の製造方法
に関して説明する。本発明に関する液晶素子の製造方法
は、少なくとも前記液晶組成物と、前記高分子前駆体
と、前記イオン性化合物からなる混合物が、前記基板間
に充填している状態を形成する工程と、該工程の後に前
記高分子前駆体を重合する事により前記複合体を形成す
る工程と、を含む。
Next, a method of manufacturing a liquid crystal device according to the present invention will be described. The method for manufacturing a liquid crystal element according to the present invention includes a step of forming a state in which a mixture of at least the liquid crystal composition, the polymer precursor, and the ionic compound is filled between the substrates. And then forming the composite by polymerizing the polymer precursor.

【0028】本発明に関する前記高分子前駆体中におけ
る前記単官能性化合物の濃度は、40wt%以上であ
る。好ましくは50wt%から90wt%の範囲である
事が好ましい。また前記混合物中における前記液晶組成
物の濃度は30wt%から90wt%、好ましくは40
wt%から80wt%の範囲である。
The concentration of the monofunctional compound in the polymer precursor according to the present invention is 40% by weight or more. Preferably, it is in the range of 50 wt% to 90 wt%. The concentration of the liquid crystal composition in the mixture is from 30 wt% to 90 wt%, preferably 40 wt%.
It is in the range of wt% to 80 wt%.

【0029】本発明に関する液晶素子の製造方法では、
前記重合時に前記混合物を前記液晶組成物の等方相転移
温度以上に加熱し、この加熱した状態で、前記高分子前
駆体の重合を行う。前記高分子前駆体の重合は、前記混
合物中に重合開始剤を添加した状態で行っても構わな
い。例えば前駆体の重合を紫外線照射による光重合で行
う場合、重合開始剤として光重合開始剤を用いる事がで
きる。該光重合開始剤としては、例えば、1−ヒドロキ
シシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・ガイギー社製
「イルガキュア184」)、ベンジルジメチルケタール
(同「イルガキュア651」)等をあげる事ができる。
前記光重合開始剤の添加濃度は、前記高分子前駆体と前
記液晶組成物との混合物の総重量に対して0.1〜5w
t%の範囲にあることが好ましい。
In the method for manufacturing a liquid crystal element according to the present invention,
During the polymerization, the mixture is heated to a temperature equal to or higher than the isotropic phase transition temperature of the liquid crystal composition, and the polymer precursor is polymerized in the heated state. The polymerization of the polymer precursor may be performed with a polymerization initiator added to the mixture. For example, in the case where the polymerization of the precursor is performed by photopolymerization by ultraviolet irradiation, a photopolymerization initiator can be used as the polymerization initiator. Examples of the photopolymerization initiator include 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (“Irgacure 184” manufactured by Ciba-Geigy), benzyl dimethyl ketal (“Irgacure 651”) and the like.
The concentration of the photopolymerization initiator is 0.1 to 5 watts based on the total weight of the mixture of the polymer precursor and the liquid crystal composition.
It is preferably in the range of t%.

【0030】本発明に関する基板の種類は特に制限はな
い。例えば、ガラス基板や、プラスチック基板等をあげ
る事ができる。一方、本発明に関する電極表面及び前記
基板表面は、液晶に関する垂直配向処理あるいは水平配
向処理等等の配向処層を施していても構わない。垂直配
向処理は、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、
オクタデシルエトキシシラン等を用い気相吸着・浸漬・
スピンコート等の方法により行う事ができる。水平配向
処理は、ポリイミド、ポリビニルアルコール等からなる
薄膜を電極上に設け、該薄膜をラビングする事により形
成する事ができる。また、必要がなければ配向処理を施
さなくても構わない。
The type of the substrate according to the present invention is not particularly limited. For example, a glass substrate, a plastic substrate, or the like can be given. On the other hand, the electrode surface and the substrate surface according to the present invention may be provided with an alignment treatment layer such as a vertical alignment treatment or a horizontal alignment treatment for liquid crystal. Vertical alignment treatment is cetyltrimethylammonium bromide,
Gas phase adsorption and immersion using octadecylethoxysilane etc.
It can be performed by a method such as spin coating. The horizontal alignment treatment can be formed by providing a thin film made of polyimide, polyvinyl alcohol, or the like on the electrode and rubbing the thin film. Further, if not necessary, the alignment treatment may not be performed.

【0031】本発明に関する液晶素子の模式図の1例を
図1に示す。図1において、11と12は透明基板であ
る。13と14は透明電極である。15は高分子組成物
と液晶組成物とイオン性 化合物からなる複合体であ
る。16は電圧印加手段である。17は基板11と基板
12の間のギャップを維持するスぺーサーである。本発
明に関するセルギャップは、1〜20μmの間で選択す
る事が好ましい。
FIG. 1 shows an example of a schematic view of a liquid crystal element according to the present invention. In FIG. 1, reference numerals 11 and 12 are transparent substrates. 13 and 14 are transparent electrodes. Reference numeral 15 denotes a composite comprising a polymer composition, a liquid crystal composition, and an ionic compound. Reference numeral 16 denotes voltage applying means. Reference numeral 17 denotes a spacer for maintaining a gap between the substrate 11 and the substrate 12. The cell gap according to the present invention is preferably selected between 1 and 20 μm.

【0032】本発明に関する液晶素子は、従来技術で問
題となっていた駆動温度や駆動電圧を抑制できる事を、
本発明者は見出した。本発明に関する液晶素子の駆動温
度及び駆動電圧が抑制されるのは、高分子組成物に高分
子液晶を使用していない事が一つの原因であると推測さ
れる。
The liquid crystal device according to the present invention is capable of suppressing the driving temperature and the driving voltage, which are problems in the prior art.
The inventor has found out. It is presumed that one reason that the driving temperature and the driving voltage of the liquid crystal element according to the present invention are suppressed is that no polymer liquid crystal is used in the polymer composition.

【0033】前記複合体が示す透明状態及び非透明状態
を利用する事により、本発明に関する液晶素子を表示素
子や光シャッター素子に適用する事が可能である。
By utilizing the transparent state and the non-transparent state of the composite, the liquid crystal device according to the present invention can be applied to a display device or an optical shutter device.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明の詳細を実施例により説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to embodiments.

【0035】実施例1 本実施例では、日本油脂株式会社製のポリエチレングリ
コールモノメタクリレートPE90(10重量部)とK
ayarad R167(4重量部)と1、6−ヘキサ
ンジオールジアクリレート(1重量部)からなる混合物
を高分子前駆体とした。次に、該高分子前駆体10重量
部と、誘電異方性の値が+15.5のp型ネマチック液
晶(BL009、メルク社製)27重量部と、テトラエ
チルアンモニウムヨーダイド1重量部と、光重合開始剤
(イルガキュア184、チバガイギー社製)1重量部と
を混合した。該混合物は液状であり、以下、混合溶液1
と呼ぶ事にする。
Example 1 In this example, polyethylene glycol monomethacrylate PE90 (10 parts by weight) manufactured by NOF Corporation and K
A mixture consisting of Ayarad R167 (4 parts by weight) and 1,6-hexanediol diacrylate (1 part by weight) was used as a polymer precursor. Next, 10 parts by weight of the polymer precursor, 27 parts by weight of a p-type nematic liquid crystal having a dielectric anisotropy value of +15.5 (BL009, manufactured by Merck), 1 part by weight of tetraethylammonium iodide, 1 part by weight of a polymerization initiator (Irgacure 184, manufactured by Ciba Geigy) was mixed. The mixture is liquid, and hereinafter, a mixed solution 1
I will call it.

【0036】混合溶液1を、表面温度が115℃に維持
されているホットプレート上に設置しておいた液晶セル
の中空部に注入した。なお、該液晶セルは、ITO電極
を設けた一対のガラス基板を7μmのスぺーサーを介し
て対向配置させた構造をしている。なお、液晶セルの中
空部に面しているガラス基板表面及びITO電極表面
は、前記混合溶液1の注入前に、セチルトリメチルアン
モニウムブロマイドによる垂直配向処理が施されてい
る。
The mixed solution 1 was poured into a hollow portion of a liquid crystal cell placed on a hot plate whose surface temperature was maintained at 115 ° C. Note that the liquid crystal cell has a structure in which a pair of glass substrates provided with ITO electrodes are opposed to each other via a 7 μm spacer. The glass substrate surface and the ITO electrode surface facing the hollow portion of the liquid crystal cell were subjected to a vertical alignment treatment with cetyltrimethylammonium bromide before the injection of the mixed solution 1.

【0037】次に、ホットプレート温度を115℃に維
持した状態で液晶セルに強度0.3mW/cm2 の紫外
線を10分間照射した。紫外線照射により前記高分子前
駆体は重合し、前記中空部内に高分子と液晶組成物から
なる複合体を形成した。紫外線照射を停止した後、ホッ
トプレートの加熱も停止した。その後、液晶セルをホッ
トプレート上に設置した状態で、セル温度が27℃にな
るまで冷却した。冷却完了後、得られた液晶素子は光散
乱による白濁を呈していた。この光散乱状態における液
晶素子の光透過率は19%であった。なお、液晶セルの
中空部が空の状態での光透過率を100%とした。
Next, the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet rays having an intensity of 0.3 mW / cm 2 for 10 minutes while maintaining the hot plate temperature at 115 ° C. The polymer precursor was polymerized by the irradiation of ultraviolet rays to form a composite of a polymer and a liquid crystal composition in the hollow portion. After stopping the ultraviolet irradiation, the heating of the hot plate was also stopped. Thereafter, with the liquid crystal cell placed on a hot plate, cooling was performed until the cell temperature reached 27 ° C. After the cooling was completed, the obtained liquid crystal element exhibited cloudiness due to light scattering. The light transmittance of the liquid crystal element in this light scattering state was 19%. The light transmittance in a state where the hollow portion of the liquid crystal cell was empty was set to 100%.

【0038】得られた液晶素子の温度を27℃に保ち、
液晶素子の電極間に図2に示した様な矩形波(±80
V、2kHz)を印加した(電圧印加時間=100ms
ec)。電圧印加中、液晶素子は透明状態(光透過率=
95%)を示していた。電圧印加を解除しても、液晶素
子は透明状態(光透過率=85%)を維持していた。次
に、液晶素子の電極間に図3に示した様な矩形波(±8
0V、50Hz)を印加した(電圧印加時間=100m
sec)。電圧印加中、液晶素子は光散乱状態(光透過
率=20%)を示していた。電圧印加を解除しても、液
晶素子は光散乱状態(光透過率=20%)を維持してい
た。
The temperature of the obtained liquid crystal element was maintained at 27 ° C.
A rectangular wave (± 80) as shown in FIG.
V, 2 kHz) (voltage application time = 100 ms)
ec). During voltage application, the liquid crystal element is in a transparent state (light transmittance =
95%). Even when the voltage application was released, the liquid crystal element maintained a transparent state (light transmittance = 85%). Next, a rectangular wave (± 8) as shown in FIG.
0 V, 50 Hz) (voltage application time = 100 m)
sec). During the voltage application, the liquid crystal element was in a light scattering state (light transmittance = 20%). Even when the voltage application was released, the liquid crystal element maintained the light scattering state (light transmittance = 20%).

【0039】更に液晶素子に図2及び図3に示す矩形波
を交互に印加(電圧印加時=100msec)する事に
より、メモリー性を有する透明状態(電圧解除後の光透
過率=85%)と光散乱状態(電圧解除後の光透過率=
20%)を交互に形成する事ができた。この様子を図4
に示す。
Further, by applying the rectangular waves shown in FIGS. 2 and 3 alternately to the liquid crystal element (at the time of voltage application = 100 msec), a transparent state having a memory property (light transmittance after voltage release = 85%) is obtained. Light scattering state (light transmittance after voltage release =
20%) could be formed alternately. Figure 4 shows this situation.
Shown in

【0040】実施例2 本実施例では、実施例1で作成した液晶素子に下記加工
を加えた。即ち、液晶素子の一方の基板の裏面側に黒色
の光吸収層を設けた。本実施例における液晶素子の模式
図を図5に示す。図5において、11と12は透明基板
である。13と14は透明電極である。15は高分子と
液晶組成物との複合体である。複合体15と接する基板
11と基板12及び電極13と電極14の表面には液晶
組成物に対する垂直配向処理が施されている。16は電
圧印加手段である。17は基板11と基板12の間のギ
ャップを維持するスぺーサーである。18は基板12の
裏面側に設けた黒色の光吸収層である。
Example 2 In this example, the following processing was applied to the liquid crystal element prepared in Example 1. That is, a black light absorbing layer was provided on the back side of one substrate of the liquid crystal element. FIG. 5 shows a schematic view of the liquid crystal element in this embodiment. In FIG. 5, reference numerals 11 and 12 are transparent substrates. 13 and 14 are transparent electrodes. Reference numeral 15 denotes a composite of a polymer and a liquid crystal composition. The surfaces of the substrates 11 and 12 and the surfaces of the electrodes 13 and 14 which are in contact with the composite 15 are subjected to a vertical alignment treatment for the liquid crystal composition. Reference numeral 16 denotes voltage applying means. Reference numeral 17 denotes a spacer for maintaining a gap between the substrate 11 and the substrate 12. Reference numeral 18 denotes a black light absorbing layer provided on the back side of the substrate 12.

【0041】得られた液晶素子の電極間に図2に示した
様な矩形波(±80V、2kHz)を印加した(電圧印
加時間=100msec)。電圧印加中、基板11の上
面から液晶表示素子を観察すると光吸収層の色である黒
色を呈していた。電圧印加を解除しても、液晶素子は黒
色を示していた。次に、液晶素子の電極間に図3に示し
た様な矩形波(±80V、50Hz)を印加した(電圧
印加時間=100msec)。電圧印加中、基板11の
上面から液晶素子を観察すると光散乱状態、即ち白色を
呈していた。電圧印加を解除しても、液晶素子は白色を
維持していた。更に、図2及び図3に示す矩形波を交互
に印加(電圧印加時=100msec)する事により、
メモリー性を有する黒色を呈している状態と白色を呈し
ている状態を交互に形成する事ができた。
A rectangular wave (± 80 V, 2 kHz) as shown in FIG. 2 was applied between the electrodes of the obtained liquid crystal element (voltage application time = 100 msec). When the liquid crystal display element was observed from the upper surface of the substrate 11 during the application of the voltage, it was found that the color of the light absorbing layer was black. Even when the voltage application was released, the liquid crystal element showed black. Next, a rectangular wave (± 80 V, 50 Hz) as shown in FIG. 3 was applied between the electrodes of the liquid crystal element (voltage application time = 100 msec). When the liquid crystal element was observed from the upper surface of the substrate 11 during application of the voltage, the liquid crystal element exhibited a light scattering state, that is, a white color. Even when the voltage application was released, the liquid crystal element maintained white. Further, by alternately applying the rectangular waves shown in FIGS. 2 and 3 (at the time of voltage application = 100 msec),
It was possible to alternately form a black state and a white state having memory properties.

【0042】実施例3 本実施例では、日本油脂株式会社製のポリエチレングリ
コールモノメタクリレートPE90(5重量部)と4−
ヒドロキシブチルアクリレート(5重量部)とKaya
rad R167(4重量部)と1、6−ヘキサンジオ
ールジアクリレート(1重量部)からなる混合物を高分
子前駆体とした。次に、該高分子前駆体10重量部と、
p型ネマチック液晶(BL009、メルク社製)27重
量部と、テトラエチルアンモニウムヨーダイド1重量部
と、光重合開始剤(イルガキュア184、チバガイギー
社製)1重量部とを混合した。該混合物は液状であり、
以下、混合溶液2と呼ぶ事にする。
Example 3 In this example, polyethylene glycol monomethacrylate PE90 (5 parts by weight) manufactured by NOF Corporation and 4-
Hydroxybutyl acrylate (5 parts by weight) and Kaya
A mixture of rad R167 (4 parts by weight) and 1,6-hexanediol diacrylate (1 part by weight) was used as a polymer precursor. Next, 10 parts by weight of the polymer precursor,
27 parts by weight of a p-type nematic liquid crystal (BL009, manufactured by Merck), 1 part by weight of tetraethylammonium iodide, and 1 part by weight of a photopolymerization initiator (Irgacure 184, manufactured by Ciba Geigy) were mixed. The mixture is liquid,
Hereinafter, it is referred to as a mixed solution 2.

【0043】混合溶液2を、表面温度が115℃に維持
されているホットプレート上に設置しておいた液晶セル
の中空部に注入した。なお、該液晶セルは、ITO電極
を設けた一対のガラス基板を7μmのスぺーサーを介し
て対向配置させた構造をしている。なお、液晶セルの中
空部に面しているガラス基板表面及びITO電極表面
は、前記混合溶液2の注入前に、セチルトリメチルアン
モニウムブロマイドによる垂直配向処理が施されてい
る。
The mixed solution 2 was injected into a hollow portion of a liquid crystal cell placed on a hot plate whose surface temperature was maintained at 115 ° C. Note that the liquid crystal cell has a structure in which a pair of glass substrates provided with ITO electrodes are opposed to each other via a 7 μm spacer. The surface of the glass substrate and the surface of the ITO electrode facing the hollow portion of the liquid crystal cell are subjected to a vertical alignment treatment with cetyltrimethylammonium bromide before the injection of the mixed solution 2.

【0044】次に、ホットプレート温度を115℃に維
持した状態で液晶セルに強度0.3mW/cm2 の紫外
線を10分間照射した。紫外線照射により前記高分子前
駆体は重合し、前記中空部内に高分子と液晶組成物から
なる複合体を形成した。紫外線照射を停止した後、ホッ
トプレートの加熱も停止した。その後、液晶セルをホッ
トプレート上に設置した状態で、セル温度が27℃にな
るまで冷却した。冷却完了後、得られた液晶素子は光散
乱による白濁を呈していた。この光散乱状態における液
晶素子の光透過率は15%であった。なお、液晶セルの
中空部が空の状態での光透過率を100%とした。
Next, while maintaining the hot plate temperature at 115 ° C., the liquid crystal cell was irradiated with ultraviolet rays having an intensity of 0.3 mW / cm 2 for 10 minutes. The polymer precursor was polymerized by the irradiation of ultraviolet rays to form a composite of a polymer and a liquid crystal composition in the hollow portion. After stopping the ultraviolet irradiation, the heating of the hot plate was also stopped. Thereafter, with the liquid crystal cell placed on a hot plate, cooling was performed until the cell temperature reached 27 ° C. After the cooling was completed, the obtained liquid crystal element exhibited cloudiness due to light scattering. The light transmittance of the liquid crystal element in this light scattering state was 15%. The light transmittance in a state where the hollow portion of the liquid crystal cell was empty was set to 100%.

【0045】得られた液晶素子の温度を27℃に保ち、
液晶素子の電極間に図2に示した様な矩形波(±80
V、2kHz)を印加した(電圧印加時間=100ms
ec)。電圧印加中、液晶素子は透明状態(光透過率=
95%)を示していた。電圧印加を解除しても、液晶素
子は透明状態(光透過率=83%)を維持していた。次
に、液晶素子の電極間に図3に示した様な矩形波(±8
0V、50Hz)を印加した(電圧印加時間=100m
sec)。電圧印加中、液晶素子は光散乱状態(光透過
率=16%)を示していた。電圧印加を解除しても、液
晶素子は光散乱状態(光透過率=16%)を維持してい
た。
The temperature of the obtained liquid crystal element was maintained at 27 ° C.
A rectangular wave (± 80) as shown in FIG.
V, 2 kHz) (voltage application time = 100 ms)
ec). During voltage application, the liquid crystal element is in a transparent state (light transmittance =
95%). Even when the voltage application was released, the liquid crystal element maintained a transparent state (light transmittance = 83%). Next, a rectangular wave (± 8) as shown in FIG.
0 V, 50 Hz) (voltage application time = 100 m)
sec). During the application of the voltage, the liquid crystal element was in a light scattering state (light transmittance = 16%). Even when the voltage application was released, the liquid crystal element maintained the light scattering state (light transmittance = 16%).

【0046】更に液晶素子に図2及び図3に示す矩形波
を交互に印加(電圧印加時=100msec)する事に
より、メモリー性を有する透明状態(電圧解除後の光透
過率=83%)と光散乱状態(電圧解除後の光透過率=
16%)を交互に形成する事ができた。
Further, by applying rectangular waves shown in FIGS. 2 and 3 alternately to the liquid crystal element (at the time of voltage application = 100 msec), a transparent state having memory properties (light transmittance after voltage release = 83%) is obtained. Light scattering state (light transmittance after voltage release =
16%) were alternately formed.

【0047】実施例4 本実施例では、テトラエチルアンモニウムヨーダイドを
デオキシコール酸ナトリウムに全置換し、液晶にコレス
テリック性を付与した以外は、実施例1と同じ方法で液
晶素子を作成した。得られた液晶素子は光散乱による白
濁を呈していた。この光散乱状態における液晶素子の光
透過率は19%であった。なお、液晶セルの中空部が空
の状態での光透過率を100%とした。
Example 4 In this example, a liquid crystal device was prepared in the same manner as in Example 1, except that tetraethylammonium iodide was completely replaced with sodium deoxycholate to give cholesteric properties to the liquid crystal. The obtained liquid crystal element exhibited cloudiness due to light scattering. The light transmittance of the liquid crystal element in this light scattering state was 19%. The light transmittance in a state where the hollow portion of the liquid crystal cell was empty was set to 100%.

【0048】液晶素子の温度を27℃に保ち、液晶素子
の電極間に図2に示した様な矩形波(±80V、2kH
z)を印加した(電圧印加時間=100msec)。電
圧印加中、液晶素子は透明状態(光透過率=95%)を
示していた。電圧印加を解除しても、液晶素子は透明状
態(光透過率=85%)を維持していた。次に、液晶素
子の電極間に図3に示した様な矩形波(±80V、50
Hz)を印加した(電圧印加時間=100msec)。
電圧印加中、液晶素子は光散乱状態(光透過率=20
%)を示していた。電圧印加を解除しても、液晶素子は
光散乱状態(光透過率=20%)を維持していた。
The temperature of the liquid crystal element was kept at 27 ° C., and a rectangular wave (± 80 V, 2 kHz) as shown in FIG.
z) was applied (voltage application time = 100 msec). During the voltage application, the liquid crystal element was in a transparent state (light transmittance = 95%). Even when the voltage application was released, the liquid crystal element maintained a transparent state (light transmittance = 85%). Next, a rectangular wave (± 80 V, 50 V) as shown in FIG.
Hz) (voltage application time = 100 msec).
During voltage application, the liquid crystal element is in a light scattering state (light transmittance = 20).
%). Even when the voltage application was released, the liquid crystal element maintained the light scattering state (light transmittance = 20%).

【0049】更に液晶素子に図2及び図3に示す矩形波
を交互に印加(電圧印加時=100msec)する事に
より、メモリー性を有する透明状態(電圧解除後の光透
過率=85%)と光散乱状態(電圧解除後の光透過率=
20%)を交互に形成する事ができた。
Further, by applying the rectangular waves shown in FIGS. 2 and 3 alternately to the liquid crystal element (at the time of voltage application = 100 msec), a transparent state having memory properties (light transmittance after voltage release = 85%) is obtained. Light scattering state (light transmittance after voltage release =
20%) could be formed alternately.

【0050】実施例5 本実施例では、液晶をBL009を、誘電異方性が+
3.8のp型ネマチック液晶(MLC−6225−00
0、メルク社製)に全置換した以外は、実施例1と同じ
方法で液晶素子を作成した。得られた液晶素子は光散乱
による白濁を呈していた。この光散乱状態における液晶
素子の光透過率は19%であった。なお、液晶セルの中
空部が空の状態での光透過率を100%とした。
Embodiment 5 In this embodiment, the liquid crystal is BL009 and the dielectric anisotropy is +
3.8 p-type nematic liquid crystal (MLC-6225-00)
0, manufactured by Merck Ltd.), except that the liquid crystal device was completely replaced with the same method as in Example 1. The obtained liquid crystal element exhibited cloudiness due to light scattering. The light transmittance of the liquid crystal element in this light scattering state was 19%. The light transmittance in a state where the hollow portion of the liquid crystal cell was empty was set to 100%.

【0051】液晶素子の温度を27℃に保ち、液晶素子
の電極間に図2に示した様な矩形波(±80V、2kH
z)を印加した(電圧印加時間=100msec)。電
圧印加中、液晶素子は透明状態(光透過率=95%)を
示していた。電圧印加を解除しても、液晶素子は透明状
態(光透過率=85%)を維持していた。次に、液晶素
子の電極間に図3に示した様な矩形波(±80V、50
Hz)を印加した(電圧印加時間=100msec)。
電圧印加中、液晶素子は光散乱状態(光透過率=20
%)を示していた。電圧印加を解除しても、液晶素子は
光散乱状態(光透過率=20%)を維持していた。
The temperature of the liquid crystal element was maintained at 27 ° C., and a rectangular wave (± 80 V, 2 kHz) as shown in FIG.
z) was applied (voltage application time = 100 msec). During the voltage application, the liquid crystal element was in a transparent state (light transmittance = 95%). Even when the voltage application was released, the liquid crystal element maintained a transparent state (light transmittance = 85%). Next, a rectangular wave (± 80 V, 50 V) as shown in FIG.
Hz) (voltage application time = 100 msec).
During voltage application, the liquid crystal element is in a light scattering state (light transmittance = 20).
%). Even when the voltage application was released, the liquid crystal element maintained the light scattering state (light transmittance = 20%).

【0052】更に液晶素子に図2及び図3に示す矩形波
を交互に印加(電圧印加時=100msec)する事に
より、メモリー性を有する透明状態(電圧解除後の光透
過率=85%)と光散乱状態(電圧解除後の光透過率=
20%)を交互に形成する事ができた。
Further, by applying the rectangular waves shown in FIGS. 2 and 3 alternately to the liquid crystal element (at the time of voltage application = 100 msec), a transparent state having memory properties (light transmittance after voltage release = 85%) is obtained. Light scattering state (light transmittance after voltage release =
20%) could be formed alternately.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明は、上記従来
技術の問題点を解決できる液晶素子を提供する事ができ
た。即ち、メモリー性を有する2状態間をスイッチング
可能で、しかもこのスイッチングを室温において100
V以下の駆動電圧により実現可能な液晶素子を提供する
事ができた。
As described above, the present invention has provided a liquid crystal element which can solve the above-mentioned problems of the prior art. That is, it is possible to switch between two states having memory properties, and this switching is performed at room temperature for 100 hours.
A liquid crystal element that can be realized with a driving voltage of V or less can be provided.

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

【図1】本発明に関する液晶素子を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a liquid crystal element according to the present invention.

【図2】本発明の実施例1〜4における液晶素子の状態
間遷移に用いた電気信号を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing electric signals used for transition between states of a liquid crystal element in Examples 1 to 4 of the present invention.

【図3】本発明の実施例1〜4における液晶素子の状態
間遷移に用いた電気信号を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing electric signals used for transition between states of a liquid crystal element in Examples 1 to 4 of the present invention.

【図4】実施例1における液晶素子の透過率変化を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a change in transmittance of a liquid crystal element in Example 1.

【図5】実施例2における液晶素子の模式図である。FIG. 5 is a schematic view of a liquid crystal element in Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、12 透明基板 13、14 透明電極 15 複合体 16 電圧印加手段 17 スぺーサー 18 光吸収層 11, 12 Transparent substrate 13, 14 Transparent electrode 15 Composite 16 Voltage applying means 17 Spacer 18 Light absorbing layer

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の基板と、一対の電極と、前記基板
間に挟持された少なくとも低分子液晶組成物と高分子組
成物からなる複合体と、前記電極間に電圧を印加する電
圧印加手段を具備する液晶素子において、該複合体中に
イオン性化合物を含有しており、前記高分子組成物は高
分子直鎖同士が架橋剤を介して互いに結合している網目
構造を有し、更に前記高分子直鎖は末端が自由端である
水酸基含有側鎖を有する事を特徴とする液晶素子。
1. A pair of substrates, a pair of electrodes, a composite comprising at least a low-molecular liquid crystal composition and a polymer composition sandwiched between the substrates, and a voltage applying means for applying a voltage between the electrodes. In the liquid crystal device comprising, the composite contains an ionic compound, the polymer composition has a network structure in which polymer linear chains are bonded to each other via a cross-linking agent, A liquid crystal device, wherein the polymer straight chain has a hydroxyl-containing side chain having a free end.
【請求項2】 前記イオン性化合物が有機塩である事を
特徴とする請求項1記載の液晶素子。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the ionic compound is an organic salt.
【請求項3】 前記有機塩がアンモニウム塩である事を
特徴とする請求項2記載の液晶素子。
3. The liquid crystal device according to claim 2, wherein the organic salt is an ammonium salt.
【請求項4】 前記アンモニウム塩がテトラエチルアン
モニウムヨーダイドである事を特徴とする請求項3記載
の液晶素子。
4. The liquid crystal device according to claim 3, wherein said ammonium salt is tetraethylammonium iodide.
【請求項5】 前記有機塩が胆汁酸塩である事を特徴と
する請求項2記載の液晶素子。
5. The liquid crystal device according to claim 2, wherein the organic salt is a bile salt.
【請求項6】 前記胆汁酸塩がデオキシコール酸ナトリ
ウムである事を特徴とする請求項5記載の液晶素子。
6. The liquid crystal device according to claim 5, wherein the bile salt is sodium deoxycholate.
【請求項7】 前記高分子組成物が、単官能性組成物と
多官能性組成物との光重合物である事を特徴とする請求
項1記載の液晶素子。
7. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the polymer composition is a photopolymer of a monofunctional composition and a polyfunctional composition.
【請求項8】 前記光重合は、前記単官能性組成物と前
記多官能性組成物の他に、前記低分子液晶組成物と前記
イオン化合物との共存状態で行う事を特徴とする請求項
1記載及び請求項7記載の液晶素子。
8. The method according to claim 1, wherein the photopolymerization is performed in a coexistence state of the low-molecular liquid crystal composition and the ionic compound, in addition to the monofunctional composition and the polyfunctional composition. The liquid crystal device according to claim 1 or 7.
【請求項9】 前記架橋剤が水酸基を含有している事を
特徴とする請求項1記載の液晶素子。
9. The liquid crystal device according to claim 1, wherein said crosslinking agent contains a hydroxyl group.
【請求項10】 前記高分子組成物が、単官能性組成物
と多官能性組成物との光重合物であり、該単官能性組成
物は少なくとも2種類の単官能性化合物からなる事を特
徴とする請求項7記載の液晶素子。
10. The method according to claim 1, wherein the polymer composition is a photopolymer of a monofunctional composition and a polyfunctional composition, and the monofunctional composition comprises at least two kinds of monofunctional compounds. The liquid crystal device according to claim 7, wherein:
【請求項11】 前記電極間に第1の周波数の電気信号
を印加された場合、前記複合体は透明状態を発現し、前
記電極間に第2の周波数の電気信号を印加された場合、
前記複合体は非透明状態を発現する事を特徴とする請求
項1記載の液晶素子。
11. When an electrical signal of a first frequency is applied between the electrodes, the complex develops a transparent state, and when an electrical signal of a second frequency is applied between the electrodes,
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the composite exhibits a non-transparent state.
【請求項12】 前記第1の電気信号及び前記第2の電
気信号の印加を解除しても、前記透明状態及び前記非透
明状態が維持される事を特徴とする請求項11記載の液
晶素子。
12. The liquid crystal device according to claim 11, wherein the transparent state and the non-transparent state are maintained even when the application of the first electric signal and the second electric signal is cancelled. .
【請求項13】 前記第1の周波数の大きさが前記第2
の周波数の大きさよりも大きい事を特徴とする請求項1
1記載の液晶素子。
13. The method according to claim 13, wherein the magnitude of the first frequency is equal to the magnitude of the second frequency.
2. The frequency is greater than the magnitude of the frequency.
2. The liquid crystal device according to 1.
【請求項14】 前記第2の周波数の大きさが100H
z未満である事を特徴とする請求項13記載の液晶素
子。
14. The magnitude of the second frequency is 100H
14. The liquid crystal device according to claim 13, wherein the value is less than z.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013065100A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-10 株式会社ビジョンマルチメディアテクノロジ Polymerizable composition and liquid crystal display element

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