JP3308353B2 - Liquid crystal optical element - Google Patents
Liquid crystal optical elementInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マルチプレックス駆動
に適した透過散乱型液晶光学素子の素子構成に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission / scattering type liquid crystal optical element suitable for multiplex driving.
【0002】[0002]
【従来の技術】光散乱を動作原理とする液晶光学素子に
は動的散乱(DS),相転移(PC)及び高分子分散型
の3つのモードが知られている。2. Description of the Related Art Three modes of a liquid crystal optical element based on the principle of light scattering are known: dynamic scattering (DS), phase transition (PC), and polymer dispersion type.
【0003】DSモードは、透明電極付き基板間に、導
電性物質を添加した誘電異方性が負の液晶を封入したも
のであり、電圧を印加しない透過状態と、しきい値電圧
より高い電圧の印加により動的散乱を生じさせ透過率を
低下させた状態と、の二状態を制御するものである。[0003] DS mode, between the transparent electrode-bearing substrate, which dielectric anisotropy adding a conductive material enclosing a negative liquid crystal and a transparent state where no voltage is applied, it is higher than the threshold voltage the voltage and a state with reduced transparently rate to cause dynamic scattering by application of, and controls the two-state.
【0004】PCモードは、必要に応じて配向処理した
透明電極付き基板間にコレステリック液晶を封入し、電
圧印加の有無により、ホメオトロピック配列のネマティ
ック相(透過)と、フォーカルコニック配列又はプレー
ナ配列のコレステリック相(散乱)と、の二状態を制御
するものである。[0004] PC mode, a cholesteric liquid crystal sealed between the transparent electrode-bearing substrate oriented treatment if necessary, by the presence or absence of the voltage application, the nematic phase of the homeotropic alignment (the transmission), the focal-conic or planar orientation cholesteric phase of the (scattered), and controls the two-state.
【0005】高分子分散型液晶は液晶と高分子の複合体
を光学素子に用いたものであり、さまざまな形態があ
る。特に、R.A.M.Hikmetが、J.Appl.Phys.,68(9)4406(1
990)、及び特開平4−227684号公報に開示した方
法は、ネマティック液晶に1〜10重量%のアクリレー
トを添加し、いわゆる異方性ゲルを形成して、これを透
明電極付き基板間に挟持し、電圧無印加時には透過、電
圧印加時には散乱の二状態を制御するものである。The polymer-dispersed liquid crystal uses a composite of liquid crystal and polymer for an optical element, and has various modes. In particular, RAMHikmet, J. Appl. Phys., 68 (9) 4406 (1
990), and the method disclosed in JP-A-4-227684 discloses the addition of 1-10 wt% of acrylate to nematic liquid crystal, forming a so-called anisotropic gel, sandwiched it between the transparent electrode-bearing substrate In addition, two states, transmission when no voltage is applied and scattering when a voltage is applied, are controlled.
【0006】比較的多量の高分子のマトリクス中に液晶
分子を分散保持するタイプの液晶電気素子の場合は、液
晶と高分子との屈折率差により散乱状態を作るものであ
るが、Hikmetの方法は、むしろ液晶の配向状態の
差により散乱−透過状態を作り出すものであり、高分子
は配向を固定し散乱状態における散乱度をより高める役
割を果たしているといえる。In the case of a liquid crystal electric element of a type in which liquid crystal molecules are dispersed and held in a matrix of a relatively large amount of polymer, a scattering state is created by a difference in refractive index between the liquid crystal and the polymer. Rather, the scattering-transmission state is created by the difference in the alignment state of the liquid crystal, and it can be said that the polymer plays the role of fixing the alignment and increasing the degree of scattering in the scattering state.
【0007】この方法において、ホメオトロピックの状
態で液晶中に異方性ゲルを形成すれば、電圧非印加の状
態が散乱状態となり、電圧印加状態が透明状態になる。[0007] In this way, by forming the anisotropic gel in the liquid crystal in the form of e Meotoropikku, the state of non-voltage application becomes a scattering state, the voltage application state becomes a transparent state.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上に示した各モードに
ついて、共通する問題点として、マルチプレックス駆動
に向いていないという点があった。マルチプレックス駆
動を行うためには、電圧−透過率曲線が急峻であるか、
又はメモリー性を備えた双安定性を有することが必要で
ある。しかし、いずれのモードも電圧を印加して液晶の
再配向を行うときの急峻性が十分でなく、また、実質的
にはメモリー性を有するともいえない。A common problem with each of the above modes is that they are not suitable for multiplex driving. In order to perform multiplex driving, the voltage-transmittance curve is steep,
Or it is necessary to have a bistability with a memory characteristic. However, in any of the modes, the steepness when realigning the liquid crystal by applying a voltage is not sufficient, and it cannot be said that the mode substantially has a memory property.
【0009】PCモードについては、わずかにメモリー
性を有する場合があることが報告されている。すなわ
ち、PCモードのホメオトロピック配列のネマティック
相は不完全ではあるがピッチによってはメモリー性を持
ち、印加電圧を液晶の立ち上がり電圧以下に急激に低下
させた場合、数ミリ秒〜数秒程度の間ネマティック相は
保たれ、双安定状態が形成される。しかし、ピッチ等が
特定の条件でしかメモリー性をもたないため、散乱状態
の色相調節、駆動電圧の調整などのための素子設計の自
由度が小さい問題点がある。例えば、PCモードで、透
過散乱制御を行うものとして、Proceedings of theSID,
Vol.26,No.4,p.243,1985.のような発表が知られてい
る。このモードでは電圧無印加時の散乱が十分でない、
つまり、オフ時の透過率が高いという欠点があり、これ
を改善するためには、液晶のネジレネマティック配向の
ピッチ長を短くする、又は液晶層の厚みを厚くするなど
の方法が考えられるが、この場合メモリー性を安定に保
つことは困難である。It has been reported that the PC mode may have a slight memory property. In other words, the nematic phase of the homeotropic arrangement in the PC mode has an imperfect but nematic memory depending on the pitch, and when the applied voltage is suddenly reduced to a voltage lower than the rising voltage of the liquid crystal, the nematic phase takes about several milliseconds to several seconds. The phases are maintained and a bistable state is formed. However, since the pitch or the like has a memory property only under specific conditions, there is a problem that the degree of freedom in element design for adjusting hue in a scattering state, adjustment of a driving voltage, and the like is small. For example, in the PC mode, it is assumed that the transmission scattering control is performed by using Proceedings of the SID,
Publications such as Vol. 26, No. 4, p. 243, 1985. are known. In this mode, scattering when no voltage is applied is not sufficient,
In other words, there is a drawback that a high transmittance in the off, In order to improve this, a shorter pitch length of Nejirenema tee click alignment of the liquid crystal, or a method such as increasing the Thickness of the liquid crystal layer Although it is conceivable, in this case, it is difficult to keep the memory property stable.
【0010】このように、PCモードではTFTを用い
るなどしたアクティブ駆動によらない限りコントラスト
のよい大容量表示は困難である。As described above, in the PC mode, it is difficult to display a large-capacity display with good contrast unless active driving using a TFT or the like is performed.
【0011】また、高分子分散型液晶については、散乱
時の散乱度が、PCモードに比べて高い有利さがある
が、一方で駆動電圧が高くなってしまう欠点がある。高
分子の部分に基板間の電圧降下が消費されてしまうから
である。このため、特にパルス印加の必要のあるマルチ
プレックス駆動においては、非常に高い電圧を印加する
ことになるが、そのような電圧に耐えられる駆動ICは
非常に少ないのが現状である。このように駆動電圧の高
さは、高分子を含む液晶素子について特有かつ本質的な
問題点となっている。Further, the polymer dispersed liquid crystal has a higher degree of scattering at the time of scattering than the PC mode, but has a disadvantage that the driving voltage is increased. This is because the voltage drop between the substrates is consumed in the polymer portion. Therefore, in the multiplex driving of particular pulse application needs, but ing to apply a very high voltage, the driving IC capable of withstanding such voltages are at present very few. As described above, the height of the driving voltage is a unique and essential problem for the liquid crystal element containing a polymer.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明はネマティック液
晶、カイラルネマティック液晶又はコレステリック液晶
を挟持してなる液晶光学素子において、液晶の立ち上が
りしきい値電圧以上の電圧印加が行われた場合に生じる
液晶のホメオトロピック配向状態を安定化させるように
施された高分子を液晶中に分散させ、液晶の立ち上がり
急峻性を向上させるとともに、しきい値電圧以上の電圧
が印加された際に生じる液晶のホメオトロピック配向状
態を安定化させることにより、ホメオトロピック配列状
態にメモリー性を生じさせ、液晶の立ち上がりしきい値
電圧と立ち下がりしきい値電圧の差(ヒステリシス)を
増大させた液晶光学素子を提供することを目的とする。
本発明によれば、十分なメモリー性を有する双安定型の
透過−散乱型素子が得られるうえ、駆動電圧を低く抑え
ることが可能になり、散乱−透過タイプの表示素子、特
に、ペーパーホワイトの背景色を有する反射型大容量の
表示素子などの実用化に途を開くことができる。According to the present invention, there is provided a liquid crystal optical element having a nematic liquid crystal, a chiral nematic liquid crystal or a cholesteric liquid crystal interposed therebetween, the liquid crystal being generated when a voltage higher than a rising threshold voltage of the liquid crystal is applied. A polymer that is used to stabilize the homeotropic alignment state of the liquid crystal is dispersed in the liquid crystal to improve the steepness of the rising of the liquid crystal, and the homeotropic state of the liquid crystal generated when a voltage higher than the threshold voltage is applied. Provided is a liquid crystal optical element that has a memory property in a homeotropic alignment state by stabilizing a tropic alignment state and increases a difference (hysteresis) between a rising threshold voltage and a falling threshold voltage of a liquid crystal. The purpose is to:
According to the present invention, sufficient memory bistable type transmission having - after scattering-type device can be obtained, the driving voltage becomes possible to suppress the scattering - transmission type display device, in particular, of paper white It is possible to make practical use of a reflective large-capacity display element having a background color.
【0013】すなわち、本発明は、少なくとも1枚は垂
直配向処理を施された複数の電極付き基板と、前記基板
間に挟持された誘電異方性が正で自発ねじれ性を有する
液晶層と、液晶分子を液晶層の厚み方向全体にわたって
基板に略垂直方向に配向せしめる配向手段と、を有し、
前記液晶層の自発ねじれ力に対する前記配向手段の配向
規制力を所定の強さに調整することにより、前記の電極
間に飽和電圧が印加された場合には実質的にホメオトロ
ピック配向をとり、前記の電極間に電圧が印加されない
場合には、実質的にねじれ配向をとり、前記電極間に飽
和電圧より小さい所定の中間電圧が印加された場合に
は、ホメオトロピック配向とねじれ配向とのメモリー性
を有する双安定状態をとるようにされ、 配向手段は、基
板間に挟持された液晶層中に高分子材料を添加した後、
液晶層がホメオトロピック配向をとった状態で該高分子
材料を硬化せしめてなる液晶光学素子を提供するもので
ある。That is, the present invention provides at least one substrate with a plurality of electrodes on which vertical alignment processing has been performed, a liquid crystal layer sandwiched between the substrates and having a positive dielectric anisotropy and having a spontaneous twisting property, Alignment means for aligning the liquid crystal molecules in a direction substantially perpendicular to the substrate over the entire thickness direction of the liquid crystal layer,
By adjusting the alignment regulating force of the alignment means with respect to the spontaneous twisting force of the liquid crystal layer to a predetermined strength, when a saturation voltage is applied between the electrodes, the liquid crystal layer substantially takes on homeotropic alignment, When no voltage is applied between the electrodes, a substantially twisted orientation is taken. When a predetermined intermediate voltage smaller than the saturation voltage is applied between the electrodes, the memory property between the homeotropic orientation and the twisted orientation is obtained. And the orientation means comprises a group
After adding the polymer material to the liquid crystal layer sandwiched between the plates,
With the liquid crystal layer in homeotropic alignment, the polymer
It is intended to provide a liquid crystal optical element obtained by curing a material .
【0014】本発明で使用する液晶材料は、単一の液晶
化合物であることは必要ではなく、2種以上の液晶化合
物や、液晶化合物以外の物質も含んだ混合物であっても
よく、通常この技術分野で液晶材料として認識されるも
のであればよい。そのうち正の誘電異方性を有するもの
である。用いる液晶としては、ねじれ構造を有するもの
であり、スメクティック液晶、ネマティック液晶、カイ
ラルネマティック液晶、コレステリック液晶が望まし
く、特に、カイラルネマティック液晶が望ましい。その
性能を改善するために、コレステリック液晶、カイラル
スメクティック液晶等や、二色性色素、通常の色素、顔
料等が適宜含まれていてもよい。The liquid crystal material used in the present invention does not need to be a single liquid crystal compound, but may be a mixture containing two or more liquid crystal compounds or a substance containing a substance other than the liquid crystal compound. Any material that is recognized as a liquid crystal material in the technical field may be used. Among them Ru der those having a positive dielectric anisotropy. As the liquid crystal used, those having a twisted structure, smectic liquid crystal, nematic liquid crystal, chiral nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal is desirable, in particular, chiral nematic liquid crystal is desirable. To improve the performance, a cholesteric liquid crystal, and a chiral smectic liquid crystal or the like, dichroic dye, conventional dyes, pigments and the like may be contained as appropriate.
【0015】本発明で使用する液晶材料は、以下に示す
化合物群から選ばれる1種以上の化合物からなる配合組
成物が望ましく、液晶の特性、例えば、等方性液体と液
晶の相転移温度、融点、粘度、屈折率異方性(Δn)、
誘電率異方性(Δε)、及び分散する高分子原料との溶
解度等を改善することを目的として適宜選択して用いる
ことが望ましい。そして、これに液晶光学素子の応答特
性、立ち上がりしきい値電圧等の特性を考慮し、同様に
以下に示すカイラル物質又はコレステリック液晶を添加
・混合し、カイラルネマティック液晶として用いること
が望ましい。The liquid crystal material used in the present invention is desirably a compounded composition comprising at least one compound selected from the group of compounds shown below, and the properties of the liquid crystal, such as the phase transition temperature between an isotropic liquid and a liquid crystal, Melting point, viscosity, refractive index anisotropy (Δn),
It is desirable to appropriately select and use it for the purpose of improving the dielectric anisotropy (Δε), the solubility with the polymer material to be dispersed, and the like. Then, the response characteristic of the liquid crystal optical element in which, in consideration of characteristics such as rise threshold voltage, likewise the chiral substance also shown below were added and mixed a cholesteric liquid crystal, it is desirable to use as the chiral nematic liquid crystal.
【0016】このとき、添加・混合後の液晶分子のねじ
れのピッチは液晶層の厚みの10倍以下であることが、
液晶光学素子の応答特性、立ち上がり急峻性等の特性か
ら望ましく、さらに、0.5倍以下であることが液晶立
ち上がりしきい値電圧以下の電圧印加時の散乱能(白濁
度)の点から望ましい。[0016] In this case, that the twist pitch of the liquid crystal molecules after the addition and mixing is less than or equal to 10 times the Thickness of the liquid crystal layer,
It is desirable from the characteristics of the liquid crystal optical element, such as the response characteristics and the steepness of the rise, and more desirably 0.5 times or less from the viewpoint of the scattering ability (white turbidity) when a voltage equal to or lower than the liquid crystal rise threshold voltage is applied.
【0017】また、ピッチが0.8μmを超え、好まし
くは、1.0μmを超える場合には、ほぼ白色に散乱す
るため、印加電圧によって、白色散乱状態と、透明状態
の二状態をとることができるようになる。一方、ピッチ
が0.2μm〜0.8μmの場合には、ピッチによる選
択反射が生じ、印加電圧により、着色散乱状態と、透明
状態との二状態をとることができるようになる。When the pitch exceeds 0.8 μm, and preferably exceeds 1.0 μm, almost white light is scattered. Therefore, depending on the applied voltage, two states, a white scattered state and a transparent state, may be taken. become able to. On the other hand, when the pitch is 0.2 μm to 0.8 μm, selective reflection occurs due to the pitch, and two states of a colored scattering state and a transparent state can be obtained by applying an applied voltage.
【0018】液晶材料としては、例えば、4−置換安息
香酸4−置換フェニルエステル、4−置換シクロヘキサ
ンカルボン酸4−置換フェニルエステル、4−置換シク
ロヘキサンカルボン酸4’−置換−4−ビフェニリルエ
ステル、4−(4−置換シクロヘキサンカルボニルオキ
シ)安息香酸4−置換フェニルエステル、4−(4−置
換シクロヘキシル)安息香酸4−置換フェニルエステ
ル、4−(4−置換シクロヘキシル)安息香酸4−置換
シクロヘキシルエステル、4−置換4’−置換ビフェニ
ル、1−(4−置換フェニル)−4−置換シクロヘキサ
ン、4−置換4”置換ターフェニル、1−(4’−置換
−4−ビフェニリル)−4−置換シクロヘキサン、2−
(4−置換フェニル)5−置換ピリミジン等が挙げられ
る。[0018] As the liquid crystal material, for example, 4-substituted benzoic acid 4-substituted phenyl ester, 4-substituted cyclohexanecarboxylic acid 4-substituted phenyl ester, 4-substituted cyclohexanecarboxylic acid 4'-substituted-4-biphenylene Li glycol ester, 4- (4-substituted cyclohexanecarbonyloxy) benzoic acid 4- substituted phenyl ester, 4- (4-substituted cyclohexyl) benzoic acid 4- substituted phenyl ester, 4- (4-substituted cyclohexyl) benzoic acid 4- substituted cyclohexyl ester, 4-substituted 4'-substituted biphenyl, 1- ( 4-substituted phenyl ) -4 -substituted cyclohexane, 4-substituted 4 "-substituted terphenyl, 1- (4' -substituted
4-biphenyl Li Le) -4 - substituted cyclohexane, 2-
(4-substituted phenyl) 5-substituted pyrimidine and the like.
【0019】カイラル物質としてはカイラルネマチック
液晶を用いるのが一般的であり、4’−(光学活性(以
下略)2−メチルブチル)−4−シアノビフェニル、
4’−(3−メチルペンチル)−4−シアノビフェニ
ル、4’−(2−メチルブトキシ)−4−シアノビフェ
ニル、4−(2−メチルブチル)安息香酸4−シアノフ
ェニルエステル、4−(2−メチルブトキシ)安息香酸
4−シアノフェニルエステル、4−(2−メチルブトキ
シ)安息香酸4’−シアノ−4−ビフェニリルエステ
ル、4−(2−メチルブトキシ)安息香酸4’−シアノ
−4−ビフェニリルエステル、4−(p−2ーメチルブ
チルフェニル)−4’−シアノビフェニル、4−(2−
メチルブチル)シクロヘキサンカルボン酸4’−シアノ
−4−ビフェニリルエステル、4−アルコキシ−4’−
(2−メチルブチル)アゾキシベンゼン、4−アルキル
フェニル安息香酸2−メチルブチルエステル、4−アル
コキシフェニル安息香酸2−メチルブチルエステル等が
ある。As the chiral substance, a chiral nematic liquid crystal is generally used, and 4 ′-(optically active (hereinafter abbreviated to) 2-methylbutyl) -4-cyanobiphenyl,
4 '-(3-methylpentyl) -4-cyanobiphenyl, 4'-(2-methylbutoxy) -4-cyanobiphenyl , 4- (2-methylbutyl) benzoic acid 4 -cyanophenyl ester, 4- (2- Methylbutoxy) benzoic acid
4-cyanophenyl ester, 4- (2-methylbutoxy) benzoic acid 4'-cyano-4-biphenylene Li glycol ester, 4- (2-methylbutoxy) benzoic acid 4'-cyano
-4-biphenylene Li glycol ester, 4- (p-2-methylstyrene-butylphenyl) - 4'-cyano biphenyl, 4- (2-
Methylbutyl) cyclohexanecarboxylic acid 4' -cyano
-4-biphenylene Li glycol ester, 4-alkoxy-4'
(2-methylbutyl) azoxybenzene, 4- alkyl Le
Off Eniru benzoic acid 2 Mechirubuchi Rue ester, 4-al <br/> Koki Schiff Eniru benzoic acid 2 Mechirubuchi Rue ester and the like.
【0020】コレステリック液晶としては、塩化コレス
テロール、脂肪酸コレステロールエステル、ノナン酸コ
レステロール、酢酸コレステロール、炭酸アルキルコレ
ステロールエステル、炭酸メチルコレステロール、炭酸
エチルコレステロール、安息香酸コレステロール、安息
香酸Δ5,6−コレステン−3β−オール、p(又は
o,m)−置換安息香酸コレステロールエステル、p−
メトキシ安息香酸コレステロール、p−アミノ安息香酸
コレステロール、フェニル脂肪酸及びその誘導体のコレ
ステロールエステル、p−アミノケイ皮酸コレステロー
ル、シトステロールエステル、酪酸シトエステル、安息
香酸(又はその誘導体)のコレスタノールエステル、安
息香酸コレスタノール、安息香酸のコレスタジエンエス
テル、等がある。Cholesteric liquid crystals include cholester chloride
Terol, fatty acid cholesterol ester, nonanoic acid
Lesterol, cholesterol acetate, alkyl carbonate
Sterol ester, methyl cholesterol carbonate, carbonic acid
Ethyl cholesterol, cholesterol benzoate, benzoate
Δ5,6-cholesten-3β-ol perfume, p (Or
o, m) -Substituted benzoic acid cholesterol ester, p-
Cholesterol methoxybenzoate, p-aminobenzoic acid
Cholesterol, phenyl fatty acid and its derivatives
Sterol ester, cholesterol p-aminocinnamate
, Sitosterol ester, butyric acid citrate, repose
Perfumed acid (OrIts derivatives) cholestanol esters,
Cholestanol benzoate, cholestadienes of benzoic acid
Tell, etc.
【0021】本発明の配向手段としては、実質的に透明
なものであって、液晶分子の動作を極端に妨げないもの
であれば、使用できる。この観点では、液晶層中に高分
子材料を、一定量分散させたものであることが好まし
い。本発明の配向手段は、液晶分子を基板に略垂直方向
に配向せしめるような配向力を有する必要がある。この
ような配向力は、高分子材料を、液晶層中に添加した
後、液晶層がホメオトロピック配向をとった状態で高分
子材料を硬化する又はゲル状とすることで、高分子材料
に付与できる。As the alignment means of the present invention, any material can be used as long as it is substantially transparent and does not extremely hinder the operation of liquid crystal molecules. From this viewpoint, it is preferable that a certain amount of a polymer material is dispersed in the liquid crystal layer. The alignment means of the present invention needs to have an alignment force for aligning the liquid crystal molecules in a direction substantially perpendicular to the substrate. Such alignment force, a polymer material, was added to the liquid crystal layer, also to cure the polymeric material in a state in which the liquid crystal layer took homeotropic orientation by a gel, a polymer material kill is granted.
【0022】すなわち、基板に保持した混合物に液晶の
立ち上がりの飽和電圧以上の電圧を印加し、液晶をホメ
オトロピック配列にしたうえで、露光又は加熱を行うこ
と等により、液晶のホメオトロピック配列を安定化する
ように液晶に作用する高分子を液晶中に分散させる。な
お、ここでいう露光とは、一般に紫外線照射、電子線照
射を意味する。加熱を行う場合は、液晶の相転移温度以
下で行うことが好ましい。[0022] That is, the voltage on the saturation electric pressure of the rising of the liquid crystal is applied to the mixture was held on the substrate, after the liquid crystal in homeotropic alignment, also EXPOSURE This <br/> and equal for heating Thereby, a polymer acting on the liquid crystal is dispersed in the liquid crystal so as to stabilize the homeotropic alignment of the liquid crystal. Note that the Kokodei intends EXPOSURE generally ultraviolet radiation, or an electron beam irradiation. When the heating is performed, it is preferable to perform the heating at a temperature lower than the phase transition temperature of the liquid crystal.
【0023】このようにして得られた高分子は液晶がホ
メオトロピック状態で安定化するように液晶に対して規
制力を持つ。The polymer thus obtained has a regulating force on the liquid crystal so that the liquid crystal is stabilized in a homeotropic state.
【0024】また電圧非印加時には液晶の自発ねじれ力
により、配向の乱れたフォーカルコニック配列又はプレ
ーナ配列のコレステリック相等を生じ強い散乱状態(白
濁)を示す。そして電圧印加時にはいずれの場合もホメ
オトロピック配列になり透過率が高くなる。[0024] when a voltage is not applied by spontaneous twisting power of the liquid crystal, disordered focal conic alignment or show a strong scattering state resulting cholesteric equality of planar orientation (cloudy). When a voltage is applied, a homeotropic arrangement is obtained in any case, and the transmittance increases.
【0025】そのとき前記配向手段の作用によりホメオ
トロピック配列状態は高分子を含まない場合に比べ安定
化されているため、立ち上がりしきい値電圧の低下と立
ち上がり急峻性の向上がもたらされる。これによって、
時分割駆動をした際のコントラストに向上が見られる。At this time, since the homeotropic alignment state is stabilized by the action of the alignment means as compared with the case where no polymer is contained, the rising threshold voltage is lowered and the rising steepness is improved. by this,
There is an improvement in the contrast when time-division driving is performed.
【0026】高分子として、光硬化型の化合物又は熱硬
化型の化合物を使用できる。光硬化型の化合物を用いる
場合は、硬化速度を速めるために、光硬化開始剤を加え
てもよい。特に、ラジカル種により光硬化可能なもので
あれば、外観品位、信頼性に優れた素子を作成できる。[0026] As the polymer compound of the photocurable or you can use a thermosetting compound. When a photocurable compound is used, a photocuring initiator may be added to increase the curing speed. In particular, as long as it can photocuring by radical species, kill appearance quality, the excellent device reliability by creating.
【0027】光硬化型化合物を用いる場合には、例え
ば、光硬化性ビニル系化合物を使用することが好まし
い。この光硬化性ビニル系化合物は、大別すると、光照
射によって分解硬化するものと、重合硬化するものとに
分類される。When a photocurable compound is used, for example, a photocurable vinyl compound is preferably used. The photocurable vinyl compound, when large another, and it can decompose cured by light irradiation, are classified into those which polymerized and cured.
【0028】重合硬化するものは、さらに光二量化する
ものと重合高分子化するものとに分けられる。前者は光
硬化性ビニル系化合物中でも、シンナモイル基やシンナ
ミリデン基をもつものが多く、例えばポリケイ皮酸ビニ
ルなどが例示される。後者はモノマーやオリゴマーが光
により活性化されて、相互に又は他のポリマーやオリゴ
マー、モノマーと重合硬化するものであり、光硬化性ビ
ニル系化合物中でもアクリロイル系、アリル系、スピラ
ン系、ビニルベンゼン系のモノマー、オリゴマー、ポリ
マー等が挙げられる。Polymerization and curing can be further classified into photodimerization and polymerization polymerization. The former is light
Among the curable vinyl compounds, many have a cinnamoyl group or a cinnamylidene group.
Etc. Le are exemplified. The latter is a monomer or oligomer is activated by light, mutually or are intended to polymerization curing with other polymers or oligomers, monomers, photo-curable bi
Among the benzyl compounds, acryloyl, allyl, spirane, and vinylbenzene monomers, oligomers, and polymers are exemplified.
【0029】重合高分子化するものとしては、具体的に
は、モノアクリレート、ジアクリレート、N−置換アク
リルアミド、N−ビニルピロリドン、スチレン及びその
誘導体、ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリ
レート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレー
ト、シリコーンアクリレート、フルオロアルキルアクリ
レート、ポリブタジエン骨格を有するポリアクリレー
ト、イソシアヌル酸骨格を有するポリアクリレート、ヒ
ダントイン骨格を有するアクリレート、不飽和シクロア
セタールなどに代表される単官能および多官能ビニル基
を有する化合物が例示される。Specific examples of the polymerized polymer include monoacrylate, diacrylate, N-substituted acrylamide, N-vinylpyrrolidone, styrene and derivatives thereof, polyol acrylate, polyester acrylate, urethane acrylate, epoxy acrylate, and the like. Examples include compounds having monofunctional and polyfunctional vinyl groups represented by silicone acrylate, fluoroalkyl acrylate, polyacrylate having a polybutadiene skeleton, polyacrylate having an isocyanuric acid skeleton, acrylate having a hydantoin skeleton, and unsaturated cycloacetal. You.
【0030】本発明では、これら種々の光硬化性ビニル
系化合物が使用できるが、アクリロイル系化合物を使用
することが、露光後の液晶への硬化物の作用及びその均
一性に優れていること、また、露光による硬化速度が速
く硬化物が安定であることから好ましい。なお、ここで
いうアクリロイル系化合物のアクリロイル基は、α位、
β位の水素原子がフェニル基、アルキル基、ハロゲン原
子、シアノ基等で置換されていてもよい。[0030] In the present invention, these various light curable vinyl compound may be used, the use of accession Li Royle compound, excellent effects and homogeneity of the cured product of the liquid crystal after exposure light are possible, also cured curing rate by exposure light fast preferable because it is stable. The acryloyl group of the acryloyl-based compound referred to here is α-position,
β-position hydrogen atom is phenyl group, alkyl group, halogen atom
And may be substituted with a substituent, a cyano group or the like.
【0031】また、硬化性化合物は、単独で又は複数混
合で用いてもよく、素子作成に必要な改質剤、作成した
素子の改質剤等を含んでいてもよい。具体的には、架橋
剤、界面活性剤、希釈剤、増粘剤、消泡剤、接着性付与
剤、安定剤、吸収剤、色素、重合促進剤、連鎖移動剤、
重合禁止剤等を含んでいてもよい。Further, the curable compound may be administered alone or may be used in multiple mixing modifiers necessary elements create, may contain a modifier such as the device produced. Specifically, a crosslinking agent, a surfactant, a diluent, a thickener, a defoaming agent, an adhesion-imparting agent, a stabilizer, an absorbent, a coloring matter, a polymerization accelerator, a chain transfer agent,
It may contain a polymerization inhibitor and the like.
【0032】また、光硬化開始剤は、ベンゾインエーテ
ル系、ベンゾフェノン系、アセトフェノン系、チオキサ
ントン系などが例示される。Examples of the photo-curing initiator include benzoin ether, benzophenone, acetophenone, and thioxanthone.
【0033】本発明における高分子として、熱硬化型の
化合物を用いる場合、グアナミン樹脂、ビスマレイミド
・トリアジン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、フラン樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、ポリ
ジアリルフタレート、ポリビニルエステル、メラミン樹
脂、ユリア樹脂、イソブチレン−無水マレイン酸共重合
体、エポキシ樹脂、DFK樹脂、キシレン樹脂、クマロ
ン樹脂、ケトン樹脂、ポリエチレンオキシド、ポリ塩化
ビニリデンラテックス、ポリテルペン、ポリビニルアル
コール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラート、
ポリビニルホルマール、ポリプロピオン酸ビニル、マレ
イン酸樹脂、シリコーン、等がある。[0033] As the polymer in the present invention, when using a heat-curable compound, guanamine resin, bismaleimide triazine resin, phenolic resin, unsaturated polyester resin, furan resin, polyimide, polyurethane, polydiallyl phthalate, polyvinyl esters, melamine resins, urea resins, isobutylene - maleic anhydride copolymer, epoxy resins, DFK resin, xylene resin, coumarone resin, ketone resin, polyethylene Oki shea de, polyvinylidene chloride latex, polyterpenes, polyvinyl alcohol, polyvinyl ether, Poribinirubuchi Rat,
Examples include polyvinyl formal, polyvinyl polypropionate, maleic resin, and silicone.
【0034】また、熱可塑型の化合物を用いる場合、ア
イオノマー、アクリロニトリル−エチレン−プロピレン
−ジエン−スチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン
樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂
(ABS)、ABS−ポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニ
トリル−塩素化エチレン−スチレン樹脂、メチルメタク
リレート−ブタジエン−スチレン樹脂、液晶ポリマー、
エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、塩素
化ポリ塩化ビニル、塩素化ポリプロピレン、芳香族ポリ
エステル、フェノキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレ
ン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフルオ
ロエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合
体、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリア
クリレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリアミド
イミド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、
ポリカーボネート、ポリ酢酸ビニル、ポリサルホン、ポ
リスチレン、ポリパラバン酸、ポリパラメチルスチレ
ン、ポリフェニレンエーテル、ポリブタジエン、ポリフ
ェニレンスルフィド、ポリブチレンテレフタレート、ポ
リプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、メチルペンテ
ンポリマー、セルロース誘導体(エチルセルロース、
他)ポリビニルアセテート、等がある。[0034] In the case of using a thermoplastic type compounds, A <br/> ionomers, A acrylonitrile - ethylene - propylene - diene - styrene resin, acrylonitrile - styrene resins, acrylonitrile - butadiene - styrene resin (ABS), ABS - polyvinyl chloride resin, acrylonitrile - chlorinated instead styrene - styrene resins, methyl methacrylate - butadiene - styrene resin, liquid crystal polymer,
Ethylene - vinyl chloride copolymers, ethylene - vinyl acetate copolymer, ethylene - vinyl alcohol copolymers, chlorinated polyvinyl chloride, chlorinated polypropylene, Fang aromatic polyester, phenoxy resin, polytetrafluoroethylene, Te tiger fluoro ethylene - f hexafluoropropylene copolymer, Te tetrafluoroethylene - perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, polychlorotrifluoroethylene, Te tetrafluoroethylene - ethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, polyacrylate, Polyamide, polyacetal, polyamideimide, polyarylate, polyetherimide, polyetheretherketone, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride ,
Po polycarbonate, polyvinyl acetate, polysulfone, polystyrene, polyparabanic acid, poly-para-methyl styrene, polyphenylene ether, polybutadiene, polyphenylene scan Ruff I de, polybutylene terephthalate, polypropylene, polymethyl methacrylate, methyl pentene polymers, cellulose derivatives (ethyl cellulose ,
Other) polyvinyl acetate, Ru etc. there.
【0035】本発明では、液晶層の自発ねじれ力に対す
る配向手段の配向規制力を所定の強さに調整する。In the present invention, the alignment regulating force of the alignment means with respect to the spontaneous twisting force of the liquid crystal layer is adjusted to a predetermined strength.
【0036】液晶層の自発ねじれの力については、さま
ざまな経験式が知られている。しかし、液晶の自発ねじ
れ力を大きく変化させることは現実には難しい。むし
ろ、配向手段たる高分子材料の液晶層への添加量を調整
することにより、それぞれの力を調整できる。Various empirical formulas are known for the spontaneous twisting force of the liquid crystal layer. However, it is actually difficult to greatly change the spontaneous twisting force of the liquid crystal. Rather, by adjusting the addition amount of the liquid crystal layer of the alignment means serving polymeric material, wear respective forces in adjustment.
【0037】高分子材料を液晶層に添加する場合の量
は、液晶高分子複合層に対して重量で0.1〜10%、
特に0.5〜5%の中で選ぶことが好ましい。あまり少
ないと、必要な配向規制力を得ることができないし、多
すぎると、駆動電圧が大きくなりすぎる。また、液晶を
ホメオトロピック状態にしようとする力が強すぎるた
め、散乱状態が不安定になり、電圧非印加時での光透過
率の上昇、又は、反射モードでの反射率の低下がおこる
おそれがある。駆動電圧は、2〜3%程度の高分子材料
を加えた状態では、驚くべきことに、むしろ高分子材料
を多く添加した方が駆動電圧が低下することがわかっ
た。これは、この付近の量で、高分子材料の配向力によ
る駆動電圧の低下と、電圧降下による駆動電圧の上昇と
が、バランスする状態にあるのではないかと推察され
る。The amount to be added is a polymer material in the liquid crystal layer, by weight with respect to the liquid crystal polymer composite layer 0. 1-10% ,
0 especially. It is preferable to select from 5 to 5%. If the amount is too small, a necessary alignment regulating force cannot be obtained. If the amount is too large, the driving voltage becomes too large. Further, since force to the liquid crystal to a homeotropic state is too strong, the scattering state becomes unstable, increasing the light transmittance at the time of no voltage is applied, or, occurs decrease in the reflectance in the reflection mode There is a risk. It has been found that, when the driving voltage is about 2 to 3% of the polymer material, the driving voltage is more surprisingly decreased when the polymer material is added in a larger amount. It is presumed that, at this amount, the decrease in the drive voltage due to the orientation force of the polymer material and the increase in the drive voltage due to the voltage drop are in a state of being balanced.
【0038】発明者は、セルの基板に垂直配向処理を施
した場合、液晶層の自発ねじれ力に対する配向手段の配
向規制力を所定の強さに調整することにより、いわゆる
メモリー性を有する双安定状態をとることができること
を見いだした。つまり、電極間に飽和電圧より低い特定
の中間電圧が印加された場合に、ホメオトロピック配向
とねじれ配向とのメモリー性を有する双安定状態をとる
ことができる。When the vertical alignment treatment is performed on the cell substrate, the inventor adjusts the alignment regulating force of the alignment means against the spontaneous twisting force of the liquid crystal layer to a predetermined strength, so that a bistable having a so-called memory property is obtained. I found that I could take a state. That is, when a specific intermediate voltage lower than the saturation voltage is applied between the electrodes, a bistable state having memory properties of homeotropic alignment and twisted alignment can be obtained.
【0039】この場合、中間電圧(以下、バイアス電圧
ともいう)を印加することで飽和電圧印加により生じた
ホメオトロピック配列が安定に存在し、液晶光学素子は
透明な状態を維持する。このとき、電圧無印加時の散乱
状態(白濁)に前記バイアス電圧と等しい電圧を印加し
ても液晶素子に配向変化は生じず、白濁のままであるこ
とから、バイアス電圧を印加する際二つの安定状態(双
安定状態)が存在することになる。したがって、この双
安定状態を用いたマルチプレックス駆動が可能となり、
TFT等を用いたアクティブ駆動によることなく、コン
トラストの高い大容量表示が可能となる。In this case, by applying an intermediate voltage (hereinafter, also referred to as a bias voltage), a homeotropic arrangement caused by application of a saturation voltage is stably present, and the liquid crystal optical element maintains a transparent state. At this time, even if a voltage equal to the bias voltage is applied in the scattering state (white turbidity) when no voltage is applied, no alignment change occurs in the liquid crystal element and the liquid crystal element remains opaque. A stable state (bistable state) exists. Therefore, multiplex driving using this bistable state becomes possible,
A large-capacity display with high contrast can be performed without using active driving using a TFT or the like.
【0040】本発明において、基板に垂直配向処理を行
うことの別の利点は、駆動電圧を大幅に下げうることで
ある。特にマルチプレックス駆動を行う場合は、より高
いパルス振幅が必要となるために、駆動IC利用の観点
では、駆動電圧を下げることの必要性は極めて高い。[0040] In the present invention, another advantage of performing the vertical alignment treatment substrate is greatly reduced cormorants Rukoto the driving voltage. In particular, when multiplex driving is performed, a higher pulse amplitude is required. Therefore, from the viewpoint of using a driving IC, it is extremely necessary to lower the driving voltage.
【0041】垂直配向処理法として、物理吸着現象を利
用した溶液塗布法があり、配向剤としてはレシチン、ス
テアリン酸、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロ
ミド(CTAB)、オクタデシルアミン塩酸塩等を用い
る。また、化学吸着現象を利用した溶液塗布法があり、
配向剤としては一塩基性カルボン酸クロム錯体(例え
ば、シリスチン酸クロム錯体、パーフルオロノナン酸ク
ロム錯体等)、有機シラン(例えば、n−オクタデシル
トリエトキシシラン)等を用いる。As a vertical alignment treatment method, there is a solution coating method utilizing a physical adsorption phenomenon, and as an alignment agent, lecithin, stearic acid, hexadecyltrimethylammonium bromide is used.
Mi de (CTAB), using octadecylamine hydrochloride or the like. In addition, there is a solution coating method using the chemical adsorption phenomenon,
Monobasic carboxylic acid chromium complex as the alignment agent (e.g., Shirisuchin acid chromium complex, perfluorononanoic acid chromium complex and the like), organic silane (e.g., n- octadecyl triethoxysilane down) used and the like.
【0042】また、プラズマ重合を利用した方法があ
り、配向剤としてはヘキサメチルジシロキサン、パーフ
ルオロジメチルシクロヘキサン、テトラフルオロエチレ
ン、等を用いる。また、スパッタリングを利用した方法
があり、配向剤としてはポリテトラフルオロエチレン、
等が用いられる。また、液晶に配向剤を溶解した後、液
晶セルにこの液晶を注入し、結果として基板処理が行わ
れる方法があり、物理吸着現象を利用する配向剤とし
て、レシチン、CTAB、パーミサイド100、オクタ
デシルマロン酸、等が用いられる。There is a method utilizing plasma polymerization, and hexamethyldisiloxane, perfluorodimethylcyclohexane, tetrafluoroethylene, or the like is used as an aligning agent. Also, there is a method using sputtering, as an alignment agent polytetrafluoroethylene,
Are used. In addition, there is a method in which an alignment agent is dissolved in a liquid crystal, and the liquid crystal is injected into a liquid crystal cell. As a result, a substrate treatment is performed. Acids and the like are used.
【0043】本発明の素子を製造する際、調整する硬化
性化合物と液晶物質との混合物は溶液状であっても、粘
稠物であっても、分散液であっても、均一になっていれ
ばよく、素子の製造方法によって最適なものを選べばよ
い。When the device of the present invention is manufactured, the mixture of the curable compound and the liquid crystal substance to be adjusted is uniform regardless of whether it is a solution, a viscous material, or a dispersion. What is necessary is just to select the most suitable one according to the element manufacturing method.
【0044】具体的には、In2 O3 −SnO2 、Sn
O2 等の透明電極付きガラス基板が相対向するように配
して周辺をシールしたセルには、液状で注入するのが一
般に便利であり、透明電極付きのプラスチック、ガラス
等の基板に塗布し、対向する基板を重ね合わせようとす
る場合には、一般に粘稠状態の方が便利である。またこ
の時、本発明の液晶光学素子を反射型の表示素子として
用いる場合には、片側基板(裏側)上の電極は透明であ
る必要はなく、銅、アルミニウム等の金属材料等、不透
明な材料を用いてもよい。Specifically, In 2 O 3 —SnO 2 , Sn
The glass substrate provided with a transparent electrode such as O 2 is sealed around by arranging so as to face each other cell is generally convenient to inject a liquid, plastic with transparent electrodes, applied to a substrate such as a glass When the opposing substrates are to be overlaid, the viscous state is generally more convenient. At this time, when the liquid crystal optical element of the present invention is used as a reflective display element, the electrode on one side substrate (back side) does not need to be transparent, and an opaque material such as a metal material such as copper or aluminum is used. May be used.
【0045】基板間のギャップは1〜100μmにて動
作できるが、印加電圧、オン・オフ時のコントラストを
配慮すれば、3〜40μmに設定することが適当であ
る。The gap between the substrates can be operated at 1 to 100 μm, but it is appropriate to set the gap at 3 to 40 μm in consideration of the applied voltage and the contrast at the time of ON / OFF.
【0046】本発明では、この液晶中に二色性色素や単
なる色素、顔料を添加したり、硬化性化合物として着色
したものを使用したり、基板に着色基板を使用したり、
カラーフィルターを積層したりして、特定の色をつける
こともできる。[0046] In the present invention, a dichroic dye and a mere dye in the liquid crystal, or adding a pigment, or use those colored as the curable compound, or using a colored substrate to the substrate,
A specific color can also be given by laminating color filters.
【0047】本発明の液晶光学素子は透過と散乱(白
濁)の双安定状態を印加する電圧により制御するモード
であり、通常の時分割駆動によるツイストネマティック
型の表示素子のように、基板間隔を厳密に制御する必要
はなく、大面積を有する液晶調光体をきわめて生産性良
く製造できる。しかし、光の透過状態のムラを少なくす
るためには、基板間隔はある程度一定である方がよい。
そのためには、液晶材料と硬化物の原料にスペーサーを
混合してもよく、一方の基板上に、スペーサーを塗布し
てもよい。スペーサーとしては、例えば、アルミナ、ロ
ッドタイプのガラスファイバー、ガラスビーズ、ポリマ
ービーズ等、種々の液晶セル用のものを使用できる。The liquid crystal optical element of the present invention is in a mode in which the liquid crystal optical element is controlled by a voltage for applying a bistable state of transmission and scattering (white turbidity), and the distance between the substrates is set like a twisted nematic display element by ordinary time division driving. It is not necessary to control strictly, and a liquid crystal light modulator having a large area can be manufactured with extremely high productivity. However, in order to reduce unevenness in the light transmission state, it is preferable that the substrate interval is constant to some extent.
For this purpose, a spacer may be mixed with the liquid crystal material and the raw material of the cured product, or the spacer may be applied on one of the substrates. The spacer, for example, Alumina, rod type of glass fibers, glass beads, polymer beads and the like, those for various liquid crystal cell can be used.
【0048】本発明の液晶光学素子は電圧を印加して駆
動する時には、液晶の配列が変化するような交流電圧を
印加すればよく、その大きさ、周波数の制限は特にはな
い。具体的には、5〜100Vで10〜1000Hz程
度の交流電圧を印加すればよい。When the liquid crystal optical element of the present invention is driven by applying a voltage, an AC voltage that changes the arrangement of the liquid crystal may be applied, and the size and frequency are not particularly limited. Specifically, an AC voltage of about 5 to 100 V and about 10 to 1000 Hz may be applied.
【0049】また本発明では液晶の飽和電圧以下のバイ
アス電圧を設定することにより、散乱状態(白濁)とホ
メオトロピック配列(透過)の双安定性を利用でき、T
FT等のアクティブ駆動によることなくマルチプレック
ス駆動できる散乱(白濁)−透過モードの液晶光学素子
を提供できる。[0049] Also by the present invention for setting a saturation voltage below the bias voltage of the liquid crystal, it can bistability of scattering state (white turbidity) and homeotropic alignment (transmitting) at take advantage, T
Scattering by it Rukoto without multiplex driving in the active driving of FT, etc. (cloudy) - can provide a liquid crystal optical element of the transmission mode.
【0050】したがって、従来マルチプレックス駆動が
困難であった表示用素子への応用が可能である。とりわ
け反射型で明るく、大容量の表示が可能な表示素子に適
している。また、調光素子、光シャッター等数多くの利
用が考えられる。また、電球等の光源の前に設置して、
例えばフォグランプと通常のランプの切り替えを電気的
に行う用途等にも使用できる。Therefore, the present invention can be applied to a display element for which multiplex driving has conventionally been difficult. In particular, it is suitable for a display element that is reflective, bright, and capable of large-capacity display. Further, many uses such as a light control element and an optical shutter are conceivable. In addition, we install in front of light sources such as electric bulbs,
For example, it can also be used for purposes such as electrically switching between a fog lamp and a normal lamp.
【0051】また、本発明では、一方の電極を鏡面反射
電極として鏡として使用してもよく、この場合には、裏
側の基板は不透明なガラス、プラスチック、セラミッ
ク、金属製とされてもよい。Further, in the present invention, one of the electrodes may be used as a mirror as a specular reflection electrode. In this case, the substrate on the back side may be made of opaque glass, plastic, ceramic, or metal.
【0052】また、カラーフィルターを併用したり、液
晶中に二色性色素を混入したりして、カラー化したり、
他のディスプレーであるツイストネマティック型液晶表
示素子、エレクトロクロミック表示素子、エレクトロル
ミネッセンス表示素子等と積層して使用してもよく、種
々の応用が可能である。Further, a color filter may be used in combination, or a dichroic dye may be mixed in the liquid crystal to make a color.
Other displays such as a twisted nematic liquid crystal display element, an electrochromic display element, an electroluminescence display element, and the like may be laminated and used, and various applications are possible.
【0053】[0053]
【実施例】以下、実施例により、本発明を具体的に説明
する。例1〜6が本発明の実施例である。 The present invention will be described below in detail with reference to examples. Examples 1 to 6 are examples of the present invention.
【0054】高分子材料として2, 2’, 6, 6’−テ
トラブロモビスフェノールAジアクリレート、液晶とし
てBDH社製「E48」、カイラル化合物としてメルク
社製「CB15」、を表1に記載した量だけ用い、光硬
化開始剤としてベンゾインメチルエーテルを2, 2’,
6, 6’−テトラブロモビスフェノールAジアクリレー
ト1部に対して0.02部用いて均一に溶解して、液晶
高分子混合物を調整した。また、ITO付きガラス基板
の表面を表1に示したように配向処理した。垂直配向処
理の場合は、処理用試薬であるn−オクタデシルトリエ
トキシシラン(東京化成工業社製)による。また、平行
配向処理の場合は、表面をラビング処理された50nm
厚ポリイミド配向膜(日立化成工業社製 LX−580
0)による。この基板に表1に示した径のスペーサーを
1mm2 あたり約1個散布し、セル化した後、上記の液
晶高分子混合物をセルに注入した。この時、液晶のねじ
れの自然長(ねじれピッチ)はセルの基板間隔(液晶層
の厚み)の約0.2倍となっていた。[0054] In the polymer material 2, 2 ', 6, 6'-tetrabromobisphenol A diacrylate, a liquid crystal
B DH Co. "E48" Te, using Merck "CB15", as a chiral compound by an amount listed in Table 1, 2 and benzoin methyl ether as a photocuring initiator, 2 ',
0.02 parts were used for 1 part of 6,6'-tetrabromobisphenol A diacrylate to be uniformly dissolved to prepare a liquid crystal polymer mixture. Further, the surface of the glass substrate with ITO was subjected to an orientation treatment as shown in Table 1. In the case of vertical alignment treatment, processing reagent der Ru n - According to the octadecyl triethoxysilane emissions (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.). In the case of the parallel orientation treatment, the surface was rubbed to a thickness of 50 nm.
Thick polyimide alignment film (manufactured by Hitachi Chemical Industry Co., Ltd. LX-580
0). Approximately one spacer having a diameter shown in Table 1 per 1 mm 2 was sprayed on the substrate to form a cell, and then the above liquid crystal polymer mixture was injected into the cell. At this time, the natural length of twist of the liquid crystal (twisted pitch) had become about 0.2 times the substrate cell spacing (Thickness of the liquid crystal layer).
【0055】注入孔を封止した後、表1に示した交流電
圧30V(50Hz)を印加しながら、紫外線照射装置
(旭硝子社製SUNCURERIGHT)により約20
分露光し、電圧の印加を停止すると、露光面全面が白濁
した素子が得られた。電圧印加前の透過率、及び、飽和
電圧(40V、50Hz)印加時の透過率を表1に示す
(透過率計:大塚電子社製LCD7000)。また、そ
れぞれの電圧−光透過率カーブを表1に示した図番の図
に示した。After sealing the injection hole, while applying an AC voltage of 30 V (50 Hz) shown in Table 1, the ultraviolet irradiation device (SUNCURRIGHT manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was used for about 20 hours.
And min exposure light, when stopping the application of voltage, elements exposed entire surface became cloudy was obtained. Transmittance before the voltage application, and the saturation voltage (40V, 50 Hz) the transmittance upon application shown in Table 1 (permeameter: Otsuka Electronics Co., Ltd. LCD7000). In addition, the respective voltage-light transmittance curves are shown in the drawing numbers shown in Table 1.
【0056】[0056]
【表1】 [Table 1]
【0057】例1、例2においては、露光時の電圧を印
加しなかった以外全く同じ条件で素子を作成し、それぞ
れの電圧−光透過率カーブを図1、図2に示した。実線
が露光時の電圧を印加した場合であり、点線が露光時の
電圧を印加しなかった場合である。電圧印加露光によ
り、液晶の立ち上がりの急峻性が著しく向上しているこ
とがわかる。なお、この場合は、重合直後は透明である
が、一度電圧印加して白濁させると、電圧非印加状態に
おいても白濁状態を保持した。図1、図2は、このとき
の電圧−光透過率カーブとなっている。[0057] Example 1, in Example 2, to create the elements in exactly the same conditions except not applying a voltage of at EXPOSURE, respective voltage - shows the light transmittance curve 1, Figure 2. solid line
Indicates the case where the voltage at the time of exposure was applied, and
This is the case where no voltage was applied. It can be seen that the steepness of the rise of the liquid crystal is significantly improved by the voltage application exposure. In this case, the polymer was transparent immediately after the polymerization, but once it was made opaque by applying a voltage, it remained opaque even when no voltage was applied. 1 and 2 show voltage-light transmittance curves at this time.
【0058】例6はピッチを小さくし、着色散乱−透明
の二状態をとるようにした例である。散乱色は緑色とな
った。さらにこの例においては、基板の垂直配向処理を
行うかわりに、平行配向処理を行った以外は、まったく
同じ条件で素子を作成し、電圧−光透過率カーブを点線
で図5に示した。垂直配向処理品は34V程度でほぼ透
明状態が出現して飽和し、平行配向処理品は38V〜4
0Vでほぼ透明状態になるが、以降も少なくとも50V
近傍まで透明状態は変化し続けている。このように、垂
直配向処理品では、電圧しきい値が著しく小さくなって
いることがわかる。Example 6 is an example in which the pitch is reduced to take two states of color scattering and transparent. The scattering color became green. Further, in this example, a device was prepared under exactly the same conditions except that the substrate was subjected to a parallel alignment process instead of the vertical alignment process, and a voltage-light transmittance curve was shown by a dotted line in FIG . In the case of the vertically aligned product, a substantially transparent state appears at about 34 V and saturation occurs.
It becomes almost transparent at 0 V, but at least 50 V
The transparent state continues to change up to the vicinity. As described above, it can be seen that the voltage threshold value is significantly reduced in the vertically aligned product.
【0059】基板の垂直配向処理の効果は、図1、図
6、図7を比較することによっても明らかである。図1
では7V近傍から立ち上がり始め、10Vでほぼ完全に
飽和する。配向処理のない図6や平行配向処理をした図
7では、では9〜10V近傍から立ち上がり始め、12
V付近でほぼ立ち上がるが、以降30V付近でも立ち上
がり続ける。The effect of the vertical alignment processing of the substrate is also evident by comparing FIGS. 1, 6, and 7. FIG.
In this case, the voltage starts rising from around 7V and is almost completely saturated at 10V. In FIG. 6 without the alignment process and in FIG. 7 with the parallel alignment process, in FIG.
It rises almost at around V, but continues to rise around 30 V thereafter.
【0060】図4には、セルギャップ20μmの場合の
電圧−光透過率曲線を、高分子量が液晶−高分子複合体
に対して2重量%のもの(実線)と、3重量%のもの
(点線)とを比較して示した。3重量%のもののほうが
低電圧で立ち上がることがわかる。FIG. 4 shows the voltage-light transmittance curves for a cell gap of 20 μm for a liquid crystal-polymer composite having a high molecular weight of 2% by weight (solid line) and 3% by weight.
(Dotted line) . It can be seen that the one with 3% by weight starts up at a lower voltage.
【0061】以下に各素子のメモリー性について評価し
た。The memory performance of each device was evaluated below.
【0062】例1の素子において、電圧無印加状態から
矩形波8V(50Hz)を印加し、白濁状態(透過率1
0.5%)を確認した後、さらに矩形波12.5V(5
0Hz)の電圧を印加し、素子が透明(透過率79.1
%)になることを確認し、再び素早く印加電圧を8Vに
下げる。すると素子は先の白濁状態には戻らず、透明の
状態を保持する。この状態は25℃の条件下で1時間以
上保たれる。以下ここで示した8Vの電圧印加を8Vの
バイアス電圧を印加したとし、12.5Vの電圧印加を
立ち上がり電圧を印加したと表現する。In the device of Example 1, a rectangular wave of 8 V (50 Hz) was applied from a state where no voltage was applied, and a white turbid state (transmittance 1) was applied.
0.5%) and then a rectangular wave of 12.5 V (5
0 Hz) to make the device transparent (transmittance 79.1).
%), And immediately reduce the applied voltage to 8 V again. Then, the element does not return to the previous cloudy state, but maintains a transparent state. This state is maintained for 1 hour or more at 25 ° C. Hereinafter, the application of the voltage of 8V shown here is referred to as the application of the bias voltage of 8V, and the application of the voltage of 12.5V is expressed as the application of the rising voltage.
【0063】比較例として、光硬化物を液晶に加えず、
したがって露光もしない他は例1と同様にして素子を作
成した。同様の測定を行ったが透明の状態(透過率9
0.2%)は1〜3秒程度しか保たれなかった。この結
果はバイアス電圧印加時の透過率を著しく変化させない
範囲でバイアス電圧を変化させても、また、立ち上がり
電圧を変化させても、大きな変化はなかった。As a comparative example, the photocured product was not added to the liquid crystal.
Except that neither exposure light in accordance created a device in the same manner as in Example 1. The same measurement was performed, but in a transparent state (transmittance 9
0.2%) was maintained for only about 1 to 3 seconds. As a result, there was no significant change even if the bias voltage was changed in a range where the transmittance at the time of applying the bias voltage was not significantly changed, or if the rising voltage was changed.
【0064】例2の素子において、電圧無印加状態から
バイアス電圧として矩形波17V(50Hz)を印加
し、白濁状態(透過率6.4%)を確認した後、さらに
立ち上がり電圧として矩形波25V(50Hz)の電圧
を印加し、素子が透明(透過率74.0%)になること
を確認し、再び素早く印加電圧をバイアス電圧17Vに
下げる。すると素子は先の白濁状態には戻らず、透明の
状態を保持する。この状態は25℃の条件下で1時間以
上保たれる。In the device of Example 2, a rectangular wave of 17 V (50 Hz) was applied as a bias voltage from a state where no voltage was applied, and a white turbid state (transmittance of 6.4%) was confirmed. A voltage of 50 Hz) was applied, and it was confirmed that the device became transparent (transmittance: 74.0%), and the applied voltage was quickly reduced to a bias voltage of 17 V again. Then, the element does not return to the previous cloudy state, but maintains a transparent state. This state is maintained for 1 hour or more at 25 ° C.
【0065】比較例として、光硬化物を液晶に加えず、
したがって露光もしない他は例2と同様にして素子を作
成した。同様の測定を行ったが透明の状態(透過率9
0.4%)は1秒程度しか保たれなかった。この結果は
バイアス電圧、立ち上がり電圧を種々変化させても、大
きな変化はなかった。As a comparative example, the photocured product was not added to the liquid crystal.
Except that neither exposure light in accordance created a device in the same manner as in Example 2. The same measurement was performed, but in a transparent state (transmittance 9
0.4%) was maintained for only about one second. As a result, even if the bias voltage and the rising voltage were variously changed, there was no significant change.
【0066】例3の素子において、電圧無印加状態から
バイアス電圧として矩形波15V(50Hz)を印加
し、白濁状態(透過率5.0%)を確認した後、さらに
立ち上がり電圧として矩形波25V(50Hz)の電圧
を印加し、素子が透明(透過率74.2%)になること
を確認し、再び素早く印加電圧をバイアス電圧15Vに
下げる。すると素子は先の白濁状態には戻らず、透明の
状態を保持する。この状態は25℃の条件下で1時間以
上保たれる。In the device of Example 3, a rectangular wave of 15 V (50 Hz) was applied as a bias voltage from a state where no voltage was applied, and a white turbid state (transmittance of 5.0%) was confirmed. A voltage of 50 Hz) was applied, and it was confirmed that the device became transparent (transmittance: 74.2%), and the applied voltage was quickly reduced to a bias voltage of 15 V again. Then, the element does not return to the previous cloudy state, but maintains a transparent state. This state is maintained for 1 hour or more at 25 ° C.
【0067】比較例として、光硬化物を液晶に加えず、
したがって露光もしない他は例4と同様にして素子を作
成した。同様の測定を行ったが透明の状態(透過率9
0.4%)は1秒以下程度しか保たれなかった。この結
果はバイアス電圧、立ち上がり電圧を種々変化させて
も、大きな変化はなかった。As a comparative example, the photocured product was not added to the liquid crystal.
Except that neither exposure light in accordance created a device in the same manner as in Example 4. The same measurement was performed, but in a transparent state (transmittance 9
0.4%) was maintained for about 1 second or less. As a result, even if the bias voltage and the rising voltage were variously changed, there was no significant change.
【0068】例4の素子において、電圧無印加状態から
バイアス電圧として矩形波25V(50Hz)を印加
し、白濁状態(透過率3.6%)を確認した後、さらに
立ち上がり電圧として矩形波35V(50Hz)の電圧
を印加し、素子が透明(透過率71.0%)になること
を確認し、再び素早く印加電圧をバイアス電圧25Vに
下げる。すると素子は先の白濁状態には戻らず、透明の
状態を保持する。この状態は25℃の条件下で1時間以
上保たれる。In the device of Example 4, a rectangular wave of 25 V (50 Hz) was applied as a bias voltage from a state where no voltage was applied, and a white turbid state (transmittance of 3.6%) was confirmed. A voltage of 50 Hz) was applied, and it was confirmed that the device became transparent (transmittance: 71.0%). Then, the applied voltage was quickly reduced to a bias voltage of 25 V again. Then, the element does not return to the previous cloudy state, but maintains a transparent state. This state is maintained for 1 hour or more at 25 ° C.
【0069】比較例として、光硬化物を液晶に加えず、
したがって露光もしない他は例4と同様にして素子を作
成した。同様の測定を行ったが透明の状態(透過率9
0.8%)は1秒以下程度しか保たれなかった。この結
果はバイアス電圧、立ち上がり電圧を種々変化させて
も、大きな変化はなかった。As a comparative example, the photocured product was not added to the liquid crystal.
Except that neither exposure light in accordance created a device in the same manner as in Example 4. The same measurement was performed, but in a transparent state (transmittance 9
0.8%) was maintained for about 1 second or less. As a result, even if the bias voltage and the rising voltage were variously changed, there was no significant change.
【0070】例5の素子において、電圧無印加状態から
バイアス電圧として矩形波21.5V(50Hz)を印
加し、白濁状態(透過率2.3%)を確認した後、さら
に立ち上がり電圧として矩形波35V(50Hz)の電
圧を印加し、素子が透明(透過率67.7%)になるこ
とを確認し、再び素早く印加電圧をバイアス電圧21.
5Vに下げる。すると素子は先の白濁状態には戻らず、
透明の状態を保持する。この状態は25℃の条件下で1
時間以上無限に保たれる。In the device of Example 5, a rectangular wave of 21.5 V (50 Hz) was applied as a bias voltage from a state where no voltage was applied, and a white turbid state (transmittance of 2.3%) was confirmed. A voltage of 35 V (50 Hz) was applied, and it was confirmed that the device became transparent (transmittance: 67.7%).
Reduce to 5V. Then the element does not return to the previous cloudy state,
Keep transparent. This condition is 1 at 25 ° C.
Keep infinite for more than an hour.
【0071】比較例として、光硬化物を液晶に加えず、
したがって露光もしない他は例5と同様にして素子を作
成した。同様の測定を行ったが透明の状態(透過率9
0.8%)は1秒以下程度しか保たれなかった。この結
果はバイアス電圧、立ち上がり電圧を種々変化させて
も、大きな変化はなかった。As a comparative example, the photocured product was not added to the liquid crystal.
Except that neither exposure light in accordance created a device in the same manner as in Example 5. The same measurement was performed, but in a transparent state (transmittance 9
0.8%) was maintained for about 1 second or less. As a result, even if the bias voltage and the rising voltage were variously changed, there was no significant change.
【0072】例7の素子において、例1の素子と同様
に、電圧無印加状態からバイアス電圧として矩形波8V
(50Hz)を印加し、白濁状態(透過率8.9%)を
確認した後、さらに立ち上がり電圧として、矩形波1
2.5V(50Hz)の電圧を印加し、素子が透明(透
過率76.6%)になることを確認し、再び素早く印加
電圧をバイアス電圧8Vに下げる。この時、例1の素子
とは異なり透明状態は保持されず、時間とともに透過率
の低下が見られた。なお透過率が60%まで低下する時
間は、50msecであった。さらに、立ち上がり電圧
を矩形波15V(50Hz)とし、同様の検討を行った
が、やはり透明状態(透過率83.3%)は保持され
ず、透過率が60%まで低下する時間は70msecで
あった。バイアス電圧をバイアス電圧印加時の透過率が
著しく上昇しない範囲で種々変化させても、透明状態は
保持されなかった。In the device of Example 7, similarly to the device of Example 1, a square wave of 8 V
(50 Hz) to confirm a cloudy state (transmittance: 8.9%).
A voltage of 2.5 V (50 Hz) is applied, and it is confirmed that the device becomes transparent (transmittance: 76.6%), and the applied voltage is quickly reduced to the bias voltage of 8 V again. At this time, unlike the device of Example 1, the transparent state was not maintained, and the transmittance decreased with time. The time required for the transmittance to decrease to 60% was 50 msec. Further, the same examination was conducted by setting the rising voltage to a rectangular wave of 15 V (50 Hz). However, the transparent state (transmittance: 83.3%) was not maintained, and the time required for the transmittance to decrease to 60% was 70 msec. Was. Even if the bias voltage was variously changed within a range where the transmittance at the time of applying the bias voltage was not significantly increased, the transparent state was not maintained.
【0073】例8の素子において、例1の素子と同様
に、電圧無印加状態からバイアス電圧として矩形波8V
(50Hz)を印加し、白濁状態(透過率8.6%)を
確認した後、さらに立ち上がり電圧として、矩形波1
2.5V(50Hz)の電圧を印加し、素子が透明(透
過率71.7%)になることを確認し、再び素早く印加
電圧をバイアス電圧8Vに下げる。このとき、例1の素
子とは異なり透明状態は保持されず、時間とともに透過
率の低下が見られた。なお透過率が60%まで低下する
時間は、90msecであった。さらに、立ち上がり電
圧を矩形波15V(50Hz)とし、同様の検討を行っ
たが、やはり透明状態(透過率76.6%)は保持され
ず、透過率が60%まで低下する時間は500msec
であった。バイアス電圧をバイアス電圧印加時の透過率
が著しく上昇しない範囲で種々変化させても、透明状態
は保持されなかった。In the device of Example 8, similarly to the device of Example 1, a square wave of 8 V
(50 Hz) to confirm a cloudy state (transmittance: 8.6%), and then as a rising voltage, a rectangular wave 1
A voltage of 2.5 V (50 Hz) is applied, and it is confirmed that the device becomes transparent (transmittance: 71.7%). Then, the applied voltage is quickly reduced to the bias voltage of 8 V again. At this time, unlike the device of Example 1, the transparent state was not maintained, and the transmittance decreased with time. The time required for the transmittance to fall to 60% was 90 msec. Further, the same examination was performed by setting the rising voltage to a rectangular wave of 15 V (50 Hz), but the transparent state (transmittance: 76.6%) was not maintained, and the time required for the transmittance to decrease to 60% was 500 msec.
Met. Even if the bias voltage was variously changed within a range where the transmittance at the time of applying the bias voltage was not significantly increased, the transparent state was not maintained.
【0074】[0074]
【発明の効果】以上のごとく、本発明は、新規な液晶光
学素子を提供するものであり、ネマティック液晶、カイ
ラルネマティック液晶又はコレステリック液晶を挟持し
てなる液晶光学素子において、液晶の飽和電圧以上の電
圧印加が行われた場合に生じる液晶のホメオトロピック
配向状態を安定化させるように施された高分子を液晶中
に分散させ、液晶の立ち上がり急峻性を向上させるとと
もに、しきい値電圧以上の電圧が印加された際に生じる
液晶のホメオトロピック配向状態を安定化させることに
よりホメオトロピック配列状態にメモリー性を生じさ
せ、液晶の立ち上がりしきい値電圧と立ち下がりしきい
値電圧の差(ヒステリシス)を増大させたことを特徴と
した液晶表示素子が得られる。As described above, the present invention provides a novel liquid crystal optical element. In a liquid crystal optical element having a nematic liquid crystal, a chiral nematic liquid crystal or a cholesteric liquid crystal interposed therebetween, the liquid crystal optical element has a voltage higher than the saturation voltage of the liquid crystal. the polymer was subjected to stabilize the homeotropic alignment state of the liquid crystal that occurs when the voltage applied is performed dispersed in the liquid crystal, improves the rising steepness of the liquid crystal, the threshold voltage or higher There cause memory property to <br/> by Riho Meotoropikku arrangement state to stabilize the homeotropic alignment state of the liquid crystal that occurs when applied, the liquid crystal of the rise threshold voltage and fall threshold A liquid crystal display device characterized by increasing the voltage difference (hysteresis) is obtained.
【0075】本発明の素子は液晶中に高分子を分散させ
る際に液晶に電圧を印加しホオトロピック配列にした状
態で行うため、生成し分散する高分子は液晶がホメオト
ロピック状態で安定化するように液晶に対して規制力を
持つ。また電圧無印加時にはネマティック液晶を用いた
場合は高分子があるため液晶の初期配向が乱れ散乱状態
(白濁)が生じ、カイラルネマティック液晶、コレステ
リック液晶を用いた場合は配向の乱れたフォーカルコニ
ック配列又はプレーナ配列のコレステリック相を生じ強
い散乱状態(白濁)を示す。そして電圧印加時にはいず
れの場合ホメオトロピック配列になり透過率が向上す
る。そのとき前記高分子の作用によりホメオトロピック
配列状態は高分子を含まない場合に比べ安定化されてお
り、立ち上がりしきい値電圧の低下と立ち上がり急峻性
の向上をもたらし、時分割駆動をした際のコントラスト
に向上が見られる。In the device of the present invention, when a polymer is dispersed in a liquid crystal, a voltage is applied to the liquid crystal and the liquid crystal is formed in a homeotropic state. Therefore, the generated and dispersed polymer is stabilized in a homeotropic state of the liquid crystal. As such, it has a regulating power for liquid crystals. The scattering state disturbed initial alignment of the liquid crystal for the case of using the nematic liquid crystal is a polymer (cloudiness) occurs in the absence of an applied voltage, mosquitoes Ira Rene Matic liquid crystal, the focal conic sequence alignment disorder of the case of using the cholesteric liquid crystal or show a strong scattering state caused a cholesteric phase of planar orientation (cloudy). When a voltage is applied, a homeotropic arrangement is obtained in any case, and the transmittance is improved. At that time, the homeotropic alignment state is stabilized by the action of the polymer as compared with the case where no polymer is included, and the rising threshold voltage is reduced and the rising steepness is improved. The contrast is improved.
【0076】そして垂直配向処理を施すことにより、メ
モリー性が安定に現れ、飽和電圧より低いバイアス電圧
を印加することで電圧印加により生じたホメオトロピッ
ク配列が安定に存在し、液晶光学素子は透明な状態を維
持する。このとき、電圧無印加時の散乱状態(白濁)に
前記バイアス電圧と等しい電圧を印加しても液晶素子に
配向変化は生じず、白濁のままであることから、バイア
ス電圧を印加する際二つの安定状態(双安定状態)が存
在することになる。By performing the vertical alignment treatment, the memory property appears stably. When a bias voltage lower than the saturation voltage is applied, the homeotropic alignment caused by the voltage application is stably present, and the liquid crystal optical element is transparent. Maintain state. At this time, even if a voltage equal to the bias voltage is applied in the scattering state (white turbidity) when no voltage is applied, no alignment change occurs in the liquid crystal element and the liquid crystal element remains opaque. A stable state (bistable state) exists.
【0077】一方、基板を垂直配向処理することによ
り、駆動電圧が大幅に下がることが見いだされた。これ
により、IC化された駆動回路によって、マルチプレッ
クス駆動を行うことについて途を開くことができる。On the other hand, it has been found that the drive voltage is greatly reduced by subjecting the substrate to the vertical alignment treatment. Accordingly, the IC of been driving circuit, it is possible to open the developing for conducting Maruchipure Tsu <br/> box drive.
【0078】したがって、この双安定状態を用いたマル
チプレックス駆動が可能となり、TFT等を用いたアク
ティブ駆動に依ることなく、コントラストの高い大容量
表示が可能となる。Therefore, multiplex driving using this bistable state can be performed, and large-capacity display with high contrast can be performed without depending on active driving using a TFT or the like.
【0079】本発明の液晶光学素子は偏光板を必要とせ
ず、外観品位、生産製に優れた素子であり、表示用に、
とりわけ安価で、大容量の表示素子に利用できるととも
に、安価で高性能の調光、光シャッターに広く利用でき
る。The liquid crystal optical element of the present invention does not require a polarizing plate and is excellent in appearance quality and production.
In particular, it can be used for inexpensive and large-capacity display elements, and can be widely used for inexpensive and high-performance dimming and optical shutters.
【図1】本発明の液晶光学素子と比較例の液晶光学素子
の電圧−光透過率カーブを示したグラフFIG. 1 is a graph showing a voltage-light transmittance curve of a liquid crystal optical element of the present invention and a liquid crystal optical element of a comparative example.
【図2】本発明の液晶光学素子の他の実施例の電圧−光
透過率カーブを示したグラフFIG. 2 is a graph showing a voltage-light transmittance curve of another embodiment of the liquid crystal optical element of the present invention.
【図3】本発明の液晶光学素子の他の実施例の電圧−光
透過率カーブを示したグラフFIG. 3 is a graph showing a voltage-light transmittance curve of another embodiment of the liquid crystal optical element of the present invention.
【図4】本発明の液晶光学素子の他の実施例の電圧−光
透過率カーブを示したグラフFIG. 4 is a graph showing a voltage-light transmittance curve of another embodiment of the liquid crystal optical element of the present invention.
【図5】本発明の液晶光学素子の他の実施例の電圧−光
透過率カーブを示したグラフFIG. 5 is a graph showing a voltage-light transmittance curve of another embodiment of the liquid crystal optical element of the present invention.
【図6】従来例の液晶光学素子の他の実施例の電圧−光
透過率カーブを示したグラフFIG. 6 is a graph showing a voltage-light transmittance curve of another example of the conventional liquid crystal optical element.
【図7】従来例の液晶光学素子の他の実施例の電圧−光
透過率カーブを示したグラフFIG. 7 is a graph showing a voltage-light transmittance curve of another example of a conventional liquid crystal optical element.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊井 裕 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町松原1160 番地 エイ・ジー・テクノロジー株式会 社内 (72)発明者 渭原 聡 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社 中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−111918(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Kumai 1160 Matsubara, Hazawa-machi, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture In-house AG Technology Co., Ltd. Asahi Glass Co., Ltd. Central Research Laboratory (56) References JP-A-55-111918 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1337
Claims (4)
複数の電極付き基板と、 前記基板間に挟持された誘電異方性が正で自発ねじれ性
を有する液晶層と、 液晶分子を液晶層の厚み方向全体にわたって基板に略垂
直方向に配向せしめる配向手段と、を有し、 前記液晶層の自発ねじれ力に対する前記配向手段の配向
規制力を所定の強さに調整することにより、前記の電極
間に飽和電圧が印加された場合には実質的にホメオトロ
ピック配向をとり、前記の電極間に電圧が印加されない
場合には、実質的にねじれ配向をとり、前記電極間に飽
和電圧より小さい所定の中間電圧が印加された場合に
は、ホメオトロピック配向とねじれ配向とのメモリー性
を有する双安定状態をとるようにされ、 配向手段は、基板間に挟持された液晶層中に高分子材料
を添加した後、液晶層がホメオトロピック配向をとった
状態で該高分子材料を硬化せしめてなる 液晶光学素子。At least one sheet has been subjected to a vertical alignment treatment.
Substrate with multiple electrodes, Positive dielectric anisotropy sandwiched between the substrates and spontaneous twisting
A liquid crystal layer having a liquid crystal layer and liquid crystal molecules substantially vertically
And an alignment means for causing the liquid crystal layer to be aligned in a perpendicular direction.
By adjusting the regulating force to a predetermined strength, the electrode
When a saturation voltage is applied during the
Takes a pick orientation and no voltage is applied between the electrodes
In such a case, the electrodes take a substantially twisted orientation and become saturated between the electrodes.
When a predetermined intermediate voltage smaller than the sum voltage is applied
Is the memory property between homeotropic and twisted orientations
To have a bistable state with, The alignment means consists of a polymer material in the liquid crystal layer sandwiched between the substrates.
Liquid crystal layer took homeotropic alignment after adding
The polymer material is cured in the state Liquid crystal optical element.
量比で0.1〜10%である請求項1に記載の液晶光学
素子。2. The liquid crystal optical element according to claim 1, wherein the amount of the polymer material added is 0.1 to 10% by weight based on the liquid crystal layer.
を超えている請求項1または2に記載の液晶光学素子。3. The liquid crystal layer has a twist alignment pitch of 0.8 μm.
The liquid crystal optical element according to claim 1 or 2, wherein
〜0.8μmである請求項1または2に記載の液晶光学
素子。4. A pitch of the liquid crystal layer having a twist orientation of 0.2 μm.
The liquid crystal optical element according to claim 1, wherein the thickness is from 0.8 μm to 0.8 μm.
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