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JPH06148603A - 調光材料の製造方法及び調光素子 - Google Patents

調光材料の製造方法及び調光素子

Info

Publication number
JPH06148603A
JPH06148603A JP30240892A JP30240892A JPH06148603A JP H06148603 A JPH06148603 A JP H06148603A JP 30240892 A JP30240892 A JP 30240892A JP 30240892 A JP30240892 A JP 30240892A JP H06148603 A JPH06148603 A JP H06148603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light control
liquid crystal
substance
state
control element
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
JP30240892A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Ozawa
鉄男 尾澤
Makoto Kawana
真 川名
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.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
Mitsubishi Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Kasei Corp, Mitsubishi Chemical Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Kasei Corp
Priority to JP30240892A priority Critical patent/JPH06148603A/ja
Publication of JPH06148603A publication Critical patent/JPH06148603A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 液晶物質及び重合性物質を相溶状態の混合物
とし、該混合物中のプレポリマーを重合して相分離状態
にすることにより、液晶物質がポリマー中に分散保持さ
れた調光材料を製造する方法において、該重合性物質の
重合後、得られた生成物を液晶物質のアイソトロピック
状態−液晶状態間の相転移温度以下、かつ室温以上の温
度で熱処理することを特徴とする調光材料の製造方法及
び少なくとも一方が透明な内面に電極を有する一対の基
板間に該製造方法で作成した調光材料を挟持して構成さ
れることを特徴とする調光素子。 【効果】 本発明によれば低電圧で駆動することを製造
直後から行え、電界の印加時及び無印加時の透過率差、
電圧感受性、くり返し応答性に優れ、表示装置、調光窓
等に有用な調光材料及び調光素子が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【従来の技術】液晶とそれを保持する高分子よりなる調
光材料は、電界無印加時には高分子の屈折率と液晶の屈
折率との差等により入射光が散乱するためくもり状態と
なり、また電界が印加されると、液晶がその電場方向に
向かって整列するため、高分子の屈折率と液晶の屈折率
とが近い値となる等の原因により透明な状態になる。ま
た、電界をはずすと元のくもり状態になるという特性を
有するものである。
【0002】液晶を高分子マトリクス中に分散する方法
は幾つか提案されているが、液晶と重合性物質とを相溶
状態の混合物とし、該混合物中の重合性物質を重合する
ことにより相分離を引き起こし、その相分離構造を固定
化する方法はその中の1つである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この方法で製造する
際、重合速度が相分離の進行に比べて速いため、重合性
物質が重合し終わった時点で相分離が完全に進行し終わ
っているわけではなく、その後も相分離が進行しより安
定な構造へと変化していくものと思われる。この際、安
定な構造状態では、調光素子の駆動電圧が下がるという
利点があることが分かった。しかしながら、この安定構
造への変化は分子の熱運動に起因するものであるので、
室温においてはゆっくりしたものであり、通常の条件で
は安定化に非常に時間がかかるという問題点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためのものであり、液晶物質及び重合性物質を相
溶状態の混合物とし、これに紫外線、電子線等を照射す
ることによって該混合物中の重合性物質を重合して相分
離を引き起こし、液晶物質がポリマーマトリクス中に分
散保持された調光材料を製造する方法において、該重合
性物質の重合後、得られた生成物を液晶物質のアイソト
ロピックー状態−液晶状態間の相転移温度以下、かつ室
温以上の温度で好ましくは1日〜10日間、特に好まし
くは3日〜7日間熱処理することにより速やかに安定し
た構造に変化させることを特徴とする調光材料の製造方
法、及びこのようにして得られた調光材料を少なくとも
一方が透明な内面に電極を有する一対の基板間に挟持し
て構成されることを特徴とする調光素子を要旨とするも
のである。以下本発明を詳細に説明する。
【0005】本発明で用いる重合性物質としてはアクリ
ル系、エポキシ系等の紫外線、電子線等で重合するモノ
マー、オリゴマーであればいずれのものでも使用でき
る。またこのようなモノマー、オリゴマーを適当に組み
合わせるとより好ましい。アクリル系モノマーとして
は、特開昭63−271233号、特開昭64−626
15号、特開平1−198725号、特開平1−312
527号、特開平3−282423号、特開平3−28
2424号、特開平3−282425号、特開平3−2
82426号、特開平4−51021号、特開平4−1
16622号、特開平4−156425号、特開平4−
168421号等の各公報に記載したものを挙げること
が出来、アクリル系オリゴマーとしては、特開昭63−
271233号、特開平1−312527号、特開平2
−83524号、特開平2−203319号、特開平2
−86692号、特開平3−200926号、特開平4
−116622号等の各公報に記載したものを挙げるこ
とが出来る。
【0006】これらのアクリル系モノマーを使用して重
合させるのであるが、これらのモノマーとしては、単官
能モノマーと多官能モノマーとがある。前記アクリレー
ト系モノマーのうち単官能モノマーとしては、n−ブチ
ルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ド
デシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アク
リレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート;メト
キシジエチレングリコールアクリレート、メトキシトリ
エチレングリコールメタアクリレート等のアルコキシポ
リエチレングリコール(メタ)アクリレート;テトラヒ
ドロフルフリル(メタ)アクリレート等がより好適に使
用され、多官能モノマーとしては、ヘキサンジオールジ
アクリレート、オクタンジオールジアクリレート等のア
ルキルジオール(メタ)アクリレート;エチレングリコ
ールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリ
レート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエ
チレングリコールジメタアクリレート、テトラエチレン
グリコールジメタアクリレート、トリプロピレングリコ
ールジアクリレート等の(ポリ)アルキレングリコール
ジ(メタ)アクリレート;トリシクロデカンジメチロー
ルジアクリレート;トリメチロールプロパントリアクリ
レート;テトラメチロールメタンテトラアクリレート;
トリス(アクリルオキシエチル)イソシアヌレート;ジ
ペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート等がよ
り好適に使用される。
【0007】そして、これらの単官能モノマーと多官能
モノマーとを混合して使用するのが好ましく、この時の
使用割合としては重量比で単官能モノマー:多官能モノ
マーが10:1〜1:10の範囲が好ましく、特には1
0:1〜1:1の範囲が好ましい。アクリルオリゴマー
としては、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエ
ステルウレタン(メタ)アクリレート、ポリエーテルウ
レタン(メタ)アクリレート、ポリカーボネートウレタ
ン(メタ)アクリレート等がより好適に使用される。
【0008】このようなモノマー又はオリゴマーを紫外
線、電子線露光等により重合するが、その際モノマー又
はオリゴマー中に光重合開始剤を含むのが良い。光重合
開始剤としては、2,2−ジメトキシ−2−フェニルア
セトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェ
ニルプロパン−1−オン等をあげることができる。
【0009】液晶物質としてはネマチック液晶が好適に
使用されるが、コレステリック液晶、スメクチック液晶
も使用することができる。本発明で用いる液晶物質とし
ては、動作温度範囲で液晶状態を示すものであれば、か
なり広い範囲で選択することができる。またネマチック
液晶を使用した場合には後述の旋光性物質を加えること
により、コレステリック状態をとらせることもできる。
ネマチック液晶の例としては下記表−1に示される物
質、あるいはこれらの誘導体があげられる。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】
【表3】
【0013】上記表−1中、R′はアルキル基又はアル
コキシ基を、Rはアルキル基を、X′はアルキル基、ア
ルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、トリフルオロメチル
基、トリフルオロメトキシ基又はハロゲン原子を表す。
また、上記表−1中のベンゼン環は更にフッ素原子で置
換されてもよい。本発明で用いる液晶物質としては、表
−1に示した液晶物質又はそれらを含む混合物のいずれ
でもよいが、例えばメルク社からZLI−1132、Z
LI−1840あるいはZLI−1565という商品名
で販売されている液晶又はBritish Drug
House社からE−7、E−8、E−37、E−4
4、E−46あるいはBL001〜BL020という商
品名で販売されている液晶等が使用される。
【0014】また、このようなネマチック液晶に添加し
て、コレステリック状態をとらせることができる。旋光
性物質としては、カイラルネマチック化合物、例えば、
2−メチルブチル基、3−メチルブトキシ基、3−メチ
ルペンチル基、3−メチルペントキシ基、4−メチルヘ
キシル基、4−メチルヘキトキシ基などの光学活性基を
ネマチック液晶に導入した化合物がある。また、特開昭
51−45546号に示す1−メントール、d−ボルネ
オール等のアルコール誘導体、d−ショウノウ、3−メ
チルシクロヘキサン等のケトン誘導体、d−シトロネラ
酸、1−ショウノウ酸等のカルボン酸誘導体、d−シト
ロネラール等のアルデヒド誘導体、d−リノネン等のア
ルケン誘導体、その他のアミン、アミド、ニトリル誘導
体などの光学活性物質を使用することができる。
【0015】更に本発明で使用できるスメクチック液晶
としては、スメクチックA液晶、スメクチックカイラル
C液晶が挙げられる。本発明では、前記の重合性物質と
液晶物質を混合し、場合により加熱して相溶状態にし
て、加熱、或は紫外線または電子線露光することにより
重合性物質を重合すると、液晶と重合性物質の重合物は
相分離状態となり調光材料を得ることができる。このと
き均一溶液中に占める液晶の比率は、40〜90重量%
で使用でき、好ましくは65〜85重量%で使用でき
る。
【0016】また、必要に応じて、液晶物質とプレポリ
マーの混合物中に界面活性剤、光安定化剤、色素、連鎖
移動剤、光増感剤、架橋剤等を併用することができる。
一方、本発明の調光素子の電極としてはITO等の透明
電極が用いられ、電極用基板としては、ガラスまたはポ
リエステル等のプラスチック板のような透明基板があげ
られる。
【0017】一対の透明な電極基板を使用する場合に
は、透過型調光素子として使用でき、一方が透明で他方
が不透明な場合には、不透明な電極基板の後ろに反射性
層を置くことにより、反射型調光素子として使用でき
る。本発明の調光素子は、例えば前述の液晶物質、重合
性物質及び光重合開始剤、並びに必要に応じて各種添加
剤を含む均一溶液としてそれを上記電極を有する基板間
に挟み、露光等によって該重合性物質を重合させて製造
する。
【0018】このようにして得られた調光材料を用いた
液晶物質のアイソトロピック状態−液晶状態間の相転移
温度以下、室温以上の温度で熱処理すると、相分離構造
の界面付近における液晶物質の状態が安定化されるこ
と、及び構造の粗大化が起こるため調光素子の駆動電圧
が下がってくる。この変化は大体3日から7日程度で終
了し、その時点で駆動電圧が一番低くなる。この安定状
態をこえて更に熱処理を続けていくと、今度はドロップ
レットの粗大化の影響が顕著になり、界面の面積が減少
することにより電界無印加時の透過率が上がってしま
い、十分なコントラストが得られなくなる。従って熱処
理の時間が長すぎるのも好ましくない。
【0019】また、用いた液晶のアイソトロピック相−
液晶相転移温度以上で保存すると相分離構造の界面付近
の液晶物質の状態は安定化されず、構造の粗大化が主と
して起こり、駆動電圧の減少は小さくまた電界無印加時
の透過率が上がってしまう。
【0020】
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 実施例1 テトラメチロールメタンテトラアクリレート0.1g、
2−エチルヘキシルアルリレート0.2g、重合開始剤
として2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノ
ン0.006g、液晶物質としてE−8(BDH社製)
0.7gと混合して、均一溶液を得、この溶液中に直径
10μmのプラスチック(ジビニルベンゼン共重合体)
製スペーサー0.015gを加え、この混合液を6cm
×9cmの大きさのITO付プラスチック(ポリエチレ
ンテレフタレート)の間に挿入し、紫外線照射装置によ
り露光した。得られた素子は亀裂等がなく均一であっ
た。この際与えられたエネルギーは400mJに相当す
る。
【0021】得られた調光素子の透過率の電圧依存性は
交流電界(60Hz、正弦波)を印加し、デジタル濁度
計(日本電色工業(株)製;NDH−20D型)によっ
て測定した。また用いた液晶のアイソトロピック相−ネ
マティック相転移温度(TIN)は71℃である。図1に
室温においた場合、60℃(<TIN)、80℃(>
IN)において熱処理した場合のV90の経時変化を示
す。ここでV90とは飽和透過率の90%の透過率を得る
ための電圧を意味する。
【0022】60℃で熱処理した場合、速やかにV90
下がっている。これに対し室温で保存した場合、V90
下がってはいるがその速さは60℃の場合にくらべて遅
く、60℃と同じレベルに達するまでに40日以上かか
っている。また、80℃で熱処理した場合、V90の下が
り方が60℃以下の場合に比べて小さい。また、各温度
で電界無印加時の透過率(T0 )の経時変化を図2に示
す。ここでT0 は可視光領域の平行光線透過率(%)を
意味する。この値は60℃で保存した時、7日後くらい
から徐々に上がり始めている。80℃では急激に上がっ
ている。室温ではわずかに上がっている。以上のことか
ら60℃で3日から7日保存した場合に最も良好な電気
光学特性を示すようになる。
【0023】実施例2 トリメチロールプロパントリアクリレート0.1g、2
−エチルヘキシルアクリレート0.2g、重合開始剤と
して2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン
0.006g、液晶物質としてE−8(BDH社製)
0.7gと混合して、均一溶液を得、実施例1と同様に
して亀裂等のない均一な素子を得た。この調光素子を実
施例1と同様にして処理し、その特性の変化を測定した
結果を図3、図4に示す。その結果、60℃で3日から
7日熱処理された調光素子が最も良好な電気光学特性を
示した。
【0024】
【発明の効果】本発明によって得られる調光材料は特に
低電圧で駆動することを短時間のうちに可能にし、該製
造方法を利用して作成した調光素子は、電界印加時と無
印加時の透過率差、電圧感受性、くり返し応答性に優
れ、表示装置、調光窓等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1において、調光素子に熱処理を行わな
い場合(室温)、TIN以下で熱処理した場合(60
℃)、TINより高温で熱処理した場合(80℃)におけ
る調光素子の飽和透過率の90%の透過率を得るための
電圧(V90)の経時変化を示す図である。
【図2】実施例1において、調光素子に熱処理した場合
(60℃、80℃)、しない場合(室温)それぞれの電
界無印加時の調光素子の可視光領域の平行光線透過率
(T0 )の経時変化を示す図である。
【図3】実施例2において、調光素子のV90の経時変化
を示す図である。
【図4】実施例2において、調光素子のT0 の経時変化
を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶物質及び重合性物質を相溶状態の混
    合物とし、該混合物中の重合性物質を重合して相分離状
    態にすることにより、液晶物質がポリマー中に分散保持
    された調光材料を製造する方法において、該重合性物質
    の重合後、得られた生成物を液晶物質のアイソトロピッ
    ク状態−液晶状態間の相転移温度以下、かつ室温以上の
    温度で熱処理することを特徴とする調光材料の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 少なくとも一方が透明な内面に電極を有
    する一対の基板間に請求項1に記載の製造方法で作成し
    た調光材料を挟持して構成されることを特徴とする調光
    素子。
JP30240892A 1992-11-12 1992-11-12 調光材料の製造方法及び調光素子 Pending JPH06148603A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014085675A (ja) * 2012-10-24 2014-05-12 Boe Technology Group Co Ltd ポリマーおよびブルー相液晶を含む複合体、複合体を調製する方法、ならびに複合体を含む液晶ディスプレイデバイス

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014085675A (ja) * 2012-10-24 2014-05-12 Boe Technology Group Co Ltd ポリマーおよびブルー相液晶を含む複合体、複合体を調製する方法、ならびに複合体を含む液晶ディスプレイデバイス

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