JPH04260024A - Liquid crystal shutter - Google Patents
Liquid crystal shutterInfo
- Publication number
- JPH04260024A JPH04260024A JP4294391A JP4294391A JPH04260024A JP H04260024 A JPH04260024 A JP H04260024A JP 4294391 A JP4294391 A JP 4294391A JP 4294391 A JP4294391 A JP 4294391A JP H04260024 A JPH04260024 A JP H04260024A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- state
- electric field
- transparent
- 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
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 239000005264 High molar mass liquid crystal Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 30
- 230000003098 cholesteric effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 abstract description 39
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 abstract 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000004983 Polymer Dispersed Liquid Crystal Substances 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- WLPATYNQCGVFFH-UHFFFAOYSA-N 2-phenylbenzonitrile Chemical group N#CC1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 WLPATYNQCGVFFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004986 Cholesteric liquid crystals (ChLC) Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004990 Smectic liquid crystal Substances 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol group Chemical group [C@@H]1(CC[C@H]2[C@@H]3CC=C4C[C@@H](O)CC[C@]4(C)[C@H]3CC[C@]12C)[C@H](C)CCCC(C)C HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 2
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 238000001227 electron beam curing Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、液晶シャッターに係わ
り、特に、交流電場の印加、遮断により光学的に透明な
状態と光散乱状態とを可逆的に発現する液晶シャッター
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal shutter, and more particularly to a liquid crystal shutter that reversibly exhibits an optically transparent state and a light scattering state by applying or blocking an alternating current electric field.
【０００２】0002
【従来技術】液晶素子は、軽量で薄く出来るのでポケッ
タブルな電卓、テスター等の表示体あるいは装飾用、Ｐ
ＯＰ用として図形や文字を主として平面上に表示する装
置として広く利用され、更に最近では薄膜トランジスタ
ーを用いてフルカラーで動画を表示する液晶テレビジョ
ンとしても実用化されるに至っている。これらに於ける
シャッター動作の原理は、ツイステッドネマチックモー
ド（以降ＴＮ型）と言われるもので公知の技術である（
小林、岡野編著 ”液晶”１９８５年 培風館）。[Prior Art] Liquid crystal elements can be made lightweight and thin, so they can be used as displays in pocketable calculators, testers, etc., or as decorations.
It is widely used as a device for displaying figures and characters mainly on a flat surface for OP purposes, and more recently, it has been put into practical use as a liquid crystal television that displays moving images in full color using thin film transistors. The principle of shutter operation in these is a well-known technology called twisted nematic mode (hereinafter referred to as TN type).
"Liquid Crystal" edited by Kobayashi and Okano (1985, Baifukan).
【０００３】しかしながら、液晶はこうした表示素子と
しての利用の他に様々な機能を発現する機能性材料とし
ての可能性をも秘めており、幅広い研究がされている。
こうした可能性の一つとしてより大面積の遮光性シャッ
ターの研究開発が試みられている。具体的には屋内用、
車裁用の大型ウィンドウ、プラスチックフィルムカーテ
ン、目隠し用ウィンドウなどへの展開が考えられている
。この観点からするとＴＮ型はガラス基板上にポリイミ
ド等の有機物を用いた配向処理と２枚の偏光板を必要と
するため、大型でも軽量で薄いシャッターを製造する技
術としては必ずしも適したものでない。液晶には流動性
が残されており、自己支持性に欠けるので液晶自体の重
量を保持するのに平滑で剛性のある基板を必要とし、ガ
ラスや厚めのプラスチックが使われるからである。この
ため、大型化すると重くなるのみならず、液晶の注入と
配向処理に困難をきたし液晶相の配向自身も難しくなる
。加えて、偏光板は透過率と耐久性を大きく低下させる
原因となり、先述した遮光用シャッター等には全く向か
ない。However, in addition to being used as display elements, liquid crystals also have the potential to be used as functional materials that exhibit various functions, and are being extensively studied. As one of these possibilities, attempts are being made to research and develop larger-area light-shielding shutters. Specifically, for indoor use,
Applications are being considered for large vehicle inspection windows, plastic film curtains, blindfold windows, etc. From this point of view, the TN type requires alignment treatment using an organic material such as polyimide on a glass substrate and two polarizing plates, so it is not necessarily suitable as a technology for manufacturing large, lightweight, and thin shutters. This is because liquid crystals remain fluid and lack self-support, so they require a smooth and rigid substrate to support the weight of the liquid crystal itself, and glass or thick plastic are often used. For this reason, increasing the size not only increases the weight, but also makes it difficult to inject and align the liquid crystal, and also makes it difficult to align the liquid crystal phase itself. In addition, polarizing plates cause a significant decrease in transmittance and durability, making them completely unsuitable for the aforementioned light-shielding shutters and the like.
【０００４】大面積でも薄く軽量なシャッターとしては
、配向処理が不必要で偏光板がいらない動作モードが必
要で、かつ自己支持性のある素材であって、製造上でも
印刷技術やラミネート技術が使えることが望まれる。
こうした要望に答えるもので最近注目されているものに
、液晶と高分子バインダーの複合体がある。これは高分
子分散液晶フィルム（以下単にＰＤＬＣという、Ｊ．Ｗ
．ＤＯＡＮＥ ｅｔ ａｌ．，Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌ
ｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，ｖｏｌ １６５，５３３（１９８
８）、特開昭６０ー２５２６８７号公報）と呼ばれてい
る。これの構造的な特徴は、高分子バインダー中に液晶
が可視波長程度の大きさの粒、あるいはより複雑である
がネットワーク状に分散したものである。どのような分
散状態になるかは製造方法に依存する。シャッター性の
起源は、バインダーと分散した液晶の屈折率が略一致し
た場合には光を散乱せず透明であるが、不一致の場合は
不均一な屈折率分布により光が散乱されるということに
ある。[0004] For a shutter that is thin and lightweight even with a large area, it is necessary to have an operation mode that does not require alignment treatment or a polarizing plate, and also to be made of a self-supporting material that can be manufactured using printing technology or lamination technology. It is hoped that Composites of liquid crystals and polymer binders have recently attracted attention as a solution to these demands. This is a polymer dispersed liquid crystal film (hereinafter simply referred to as PDLC) by J.W.
．． DOANE et al. , Mol. Cryst. L
iq. Cryst. , vol 165, 533 (198
8), Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-252687). The structural feature of this is that liquid crystals are dispersed in a polymeric binder in the form of particles of visible wavelength size, or in a more complex network. The state of dispersion depends on the manufacturing method. The origin of the shutter property is that when the refractive index of the binder and the dispersed liquid crystal almost match, no light is scattered and the material is transparent, but when they do not match, light is scattered due to an uneven refractive index distribution. be.
【０００５】この効果と製造方法をより具体的に説明す
る。ネマチック液晶と、未硬化状態のバインダーポリマ
ーの前駆体の均一混合系を、フィルム上に印刷し、対向
基板で挟むか、もしくは適当な手段で基板間に封じた後
、前駆体を反応させて高分子化する。この結果、液晶の
バインダー中での溶解性が低下して液晶がバインダー中
に分離析出する。前駆体を高分子化する方法としては、
紫外線硬化、電子線硬化、熱硬化等があるが、これは使
用した樹脂に応じていずれかを採用する。またはバイン
ダーポリマーと液晶を共通溶媒に溶かした後、キャスト
して溶媒を蒸発させてもＰＤＬＣの製造が可能である。[0005] This effect and the manufacturing method will be explained in more detail. A homogeneous mixture of nematic liquid crystal and an uncured binder polymer precursor is printed on a film, sandwiched between opposing substrates or sealed between the substrates by an appropriate means, and then the precursors are reacted to form a high-density polymer. Molecularize. As a result, the solubility of the liquid crystal in the binder decreases and the liquid crystal separates and precipitates in the binder. As a method for polymerizing precursors,
There are UV curing, electron beam curing, heat curing, etc., and one of them is adopted depending on the resin used. Alternatively, PDLC can also be produced by dissolving the binder polymer and liquid crystal in a common solvent, then casting and evaporating the solvent.
【０００６】次に、図４および図５を用いてこうした方
法で得られる液晶ーバインダー複合体のシャッター性の
発現機構を説明する。液晶が適当な形状で析出した状態
（図４参照、ただし図では模式的に球としてある）では
球内（４０５）の配向はランダムと考えられる。この状
態の液晶の平均屈折率ｎは、ｎ＝｛（２ｎ１２＋ｎ２
）／３｝１／２ である。ここでｎ１，ε１ は、分子
軸方向の屈折率および誘電率であり、ｎ２，ε２ は、
それと垂直な方向の屈折率および誘電率である。誘電異
方性が正の液晶（ε１ ＞ε２ ）であると、交流電場
の印加によりホメオトロピックな配向をとる（図５参照
）。この場合の屈折率はｎ２ である。そこでバインダ
ーポリマーの屈折率ｎＰ をｎ２ と略一致するように
しておく。これは材料を吟味すればいつでも可能である
。Next, the mechanism by which the liquid crystal-binder composite obtained by this method exhibits shutter properties will be explained using FIGS. 4 and 5. In a state where the liquid crystal is deposited in an appropriate shape (see FIG. 4, however, it is schematically shown as a sphere in the figure), the orientation within the sphere (405) is considered to be random. The average refractive index n of the liquid crystal in this state is n={(2n12+n2
)/3}1/2. Here, n1, ε1 are the refractive index and dielectric constant in the direction of the molecular axis, and n2, ε2 are
These are the refractive index and dielectric constant in the direction perpendicular to that. When the liquid crystal has positive dielectric anisotropy (ε1 >ε2), it assumes a homeotropic orientation upon application of an alternating electric field (see FIG. 5). The refractive index in this case is n2. Therefore, the refractive index nP of the binder polymer is set to approximately match n2. This is always possible if you carefully examine the materials.
【０００７】このような場合、電場の無い状態で屈折率
は当然異なっているで白濁状態を呈するが、電場を印加
して液晶分子の配向が図５に近ずくにつれて屈折率が一
致し透明状態に変化する。電場を遮断すれば、もとの光
散乱状態に戻る。液晶（４０５）はバインダー（４０１
）中に分散しており、自己支持性があるので必ずしもガ
ラス基板に保持する必要がなく、印刷、ラミネートなど
により薄いプラスチックフィルム中に保持可能である。
また光散乱を利用しているので偏光板も不必要である。In such a case, in the absence of an electric field, the refractive indexes naturally differ and a cloudy state appears, but as an electric field is applied and the orientation of the liquid crystal molecules approaches that shown in FIG. 5, the refractive indexes match and a transparent state appears. Changes to If the electric field is cut off, the light scattering state returns to its original state. The liquid crystal (405) is a binder (401)
) and is self-supporting, so it does not necessarily need to be held on a glass substrate, but can be held in a thin plastic film by printing, laminating, etc. Furthermore, since light scattering is used, a polarizing plate is not necessary.
【０００８】しかし、ＰＤＬＣの欠点として複合体であ
るので、（１）液晶部分に印加される実効的な電圧が低
下する、（２）液晶に未反応のバインダー分子が残存し
て純度が低下し、これにより動作電圧が上昇する、（３
）液晶とバインダー間の相互作用のため液晶に対する束
縛が通常のＴＮセルより強い、等を補償するため、一般
に純粋なＴＮ動作より駆動電圧が大きく増加する。
また液晶とバインダーの分離が完全でないので、屈折率
の調整が難しく完全な透明度が得にくい。さらに、正面
からは略透明であるが斜めからは曇るなどの角度依存性
が見られるなどの指摘もある。これらは本質的にはＰＤ
ＬＣが相分離した２相系であることに起因するものであ
る。However, the disadvantages of PDLC are that it is a composite, so (1) the effective voltage applied to the liquid crystal part decreases, and (2) unreacted binder molecules remain in the liquid crystal, resulting in a decrease in purity. , which increases the operating voltage (3
) In order to compensate for the interaction between the liquid crystal and the binder, which has stronger constraints on the liquid crystal than in a normal TN cell, the driving voltage is generally increased more than in pure TN operation. Furthermore, since the liquid crystal and binder are not completely separated, it is difficult to adjust the refractive index and it is difficult to obtain perfect transparency. Furthermore, it has been pointed out that angle dependence can be seen, such as being almost transparent when viewed from the front but cloudy when viewed from an angle. These are essentially PD
This is due to the fact that LC is a two-phase system with phase separation.
【０００９】製造設備面からも、紫外線硬化や熱硬化に
はそれぞれ専用の紫外線照射装置、温度制御装置が必要
である。溶媒蒸発でも用いる材料によっては完全に乾燥
させるためにオーブンなどの装置を必要とし、生産性が
下がりコスト上昇の原因となる。二色性色素を混合する
と、カラー状態と透明状態のスイッチングも可能である
が、液晶部の割合が１００％以下であるのと、色素を必
ずしも液晶だけに溶解させられないので、コントラスト
が充分に得られない等の欠点もある。From the standpoint of manufacturing equipment, ultraviolet curing and thermal curing require dedicated ultraviolet irradiation equipment and temperature control equipment, respectively. Depending on the material used in solvent evaporation, equipment such as an oven is required to completely dry the material, which reduces productivity and increases costs. By mixing dichroic dyes, it is possible to switch between a color state and a transparent state, but since the proportion of the liquid crystal part is less than 100% and the dye cannot necessarily be dissolved only in the liquid crystal, the contrast cannot be maintained sufficiently. There are also disadvantages such as not being able to obtain
【００１０】他方フィルム化が可能な液晶性材料として
高分子液晶がある。遮光性シャッターとしてはＴＮ型で
の動作が試みられているが、現在のところ合成された液
晶は粘性が高く応答速度が遅い、動作温度域が高いなど
の理由で期待された特性は得られていない。これらが解
決されたとしてもＴＮモードでは先述した問題により大
面積化は困難である。On the other hand, polymer liquid crystals are examples of liquid crystal materials that can be formed into films. Attempts have been made to operate a TN-type light-shielding shutter, but so far, the expected characteristics have not been achieved due to the high viscosity of synthesized liquid crystals, slow response speed, and high operating temperature range. do not have. Even if these problems are solved, it is difficult to increase the area in the TN mode due to the above-mentioned problems.
【００１１】特開昭６４ー６００８号公報にみられるよ
うに、強誘電性のメソゲンを側鎖としたシロキサンタイ
プの高分子液晶でフィルムシャッターを製造する試みも
あるが、液晶配向の問題などで、やはり大面積シャッタ
ーの実用化には程遠いのが現状である。総じて高分子液
晶では大面積のシャッター性をどんなメカニズムで発現
するかの枠組みが明確になっておらず、暗中模索の状態
である。As seen in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-6008, there have been attempts to manufacture film shutters using siloxane-type polymer liquid crystals with ferroelectric mesogens as side chains, but problems such as liquid crystal alignment caused problems. However, the current situation is that large-area shutters are still far from being put to practical use. In general, the framework for achieving large-area shutter properties in polymer liquid crystals is not clear, and we are still searching in the dark.
【００１２】0012
【発明が解決しようとする課題】高分子分散液晶フィル
ム（ＰＤＬＣ）は、確かに自己支持性があり、光散乱を
利用するので大面積でも軽量で薄いフィルム状シャッタ
ーの製造が可能であり、電気的に白濁ー透明変化を生じ
させることが出来る。こうしたシャッター性発現の機構
（屈折率の非一様性による散乱）を保持したままでＰＤ
ＬＣの２相系に内在する：１．駆動電圧が高い、２．完
全な透明性が得にくく、視角度依存性がある、３．カラ
ー化（色素のドープ）が難しい、４．製造コストが高い
、などの問題を除去し、高分子液晶が本来持っている：
５．動作温度域が高い、６．粘性が高く応答が遅い、な
どの問題を克服したフイルム状液晶シャッターを提供す
ることである。[Problems to be solved by the invention] Polymer dispersed liquid crystal film (PDLC) is certainly self-supporting, and since it utilizes light scattering, it is possible to manufacture lightweight and thin film-like shutters even in large areas, and it is It is possible to cause a change from cloudy to transparent. PD while maintaining this mechanism of shutter property expression (scattering due to non-uniformity of refractive index)
Inherent in the two-phase system of LC:1. High driving voltage; 2. 3. It is difficult to obtain complete transparency and there is viewing angle dependence. Difficult to color (dope with dye) 4. Eliminating problems such as high manufacturing costs, polymer liquid crystals inherently have:
5. 6. High operating temperature range. An object of the present invention is to provide a film-like liquid crystal shutter that overcomes problems such as high viscosity and slow response.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、低
分子液晶と高分子液晶の混合物、もしくは低分子液晶と
高分子液晶と光学活性物質の混合物を、コレステリック
相を呈する温度域で少なくとも一方が透明な電極付基板
間に挟持したものであって、交流電場の印加により光学
的に透明なホメオトロピック配向状態を形成し、交流電
場を遮断した状態で光散乱状態を呈するようにしたこと
特徴とするする液晶シャッターである。[Means for Solving the Problems] That is, the present invention provides a method for preparing a mixture of a low-molecular liquid crystal and a polymer liquid crystal, or a mixture of a low-molecular liquid crystal, a polymer liquid crystal, and an optically active substance in a temperature range in which at least one of them exhibits a cholesteric phase. is sandwiched between transparent electrode-attached substrates, and forms an optically transparent homeotropic alignment state when an alternating current electric field is applied, and exhibits a light scattering state when the alternating electric field is cut off. This is a liquid crystal shutter.
【００１４】また、本発明の別の手段としては、低分子
液晶と高分子液晶の混合物、もしくは低分子液晶と高分
子液晶と光学活性物質の混合物を、コレステリック相を
呈する温度域で少なくとも一方が透明な電極付基板間に
挟持したものが、電場無印加で光学的に透明な状態を呈
し、ホメオトロピック状態を形成しない範囲の交流電場
の印加により光散乱状態を呈するようにしたこと特徴と
する液晶シャッターであってもよい。Further, as another means of the present invention, a mixture of a low-molecular liquid crystal and a polymer liquid crystal, or a mixture of a low-molecular liquid crystal, a polymer liquid crystal, and an optically active substance is heated in a temperature range in which at least one of them exhibits a cholesteric phase. A material sandwiched between transparent electrode-attached substrates exhibits an optically transparent state when no electric field is applied, and exhibits a light scattering state when an alternating current electric field is applied within a range that does not form a homeotropic state. A liquid crystal shutter may also be used.
【００１５】言い換えれば、本発明は、まずＰＤＬＣに
於ける２相系（液晶とバインダー）であることを放棄し
て、遮光性の生じる場を純粋なコレステリック相のみに
固定し、且つ自己支持性を付与するために高分子液晶と
低分子液晶の混合系を採用した。これによりコレステリ
ック相は電場のない状態で：１．経時的に安定でラセン
軸の方向が各部でランダムなフォーカルコニック状態（
図２参照）２．ラセン軸が基板面に略垂直なグランジャ
ン状態（図１参照）電場印加で、３．ホメオトロピック
状態（図３参照）を採ることが可能で、この図２のフォ
ーカルコニック状態が、非常に強い光散乱状態を呈し、
図３は完全な透明状態、図１はコレステリック相のピッ
チにより略透明から僅かに着色した状態を呈する。In other words, the present invention first abandons the two-phase system (liquid crystal and binder) in PDLC, fixes the light-shielding field to only the pure cholesteric phase, and has self-supporting properties. In order to provide this, a mixed system of polymer liquid crystal and low molecular liquid crystal was adopted. This allows the cholesteric phase to operate in the absence of an electric field:1. Focal conic state (
(See Figure 2)2. 3. Applying an electric field in a Grandjean state where the helical axis is approximately perpendicular to the substrate surface (see Figure 1); It is possible to adopt a homeotropic state (see Figure 3), and this focal conic state in Figure 2 exhibits a very strong light scattering state,
FIG. 3 shows a completely transparent state, and FIG. 1 shows an approximately transparent to slightly colored state due to the pitch of the cholesteric phase.
【００１６】したがって、十分大きな交流電場を印加す
ることで図３の透明状態を、遮断した場合に図２の光散
乱状態を採らせることが可能ととなり、可逆的なスイッ
チングができる。これにより先述した全ての問題点を解
決した。同じことだが、わずかに着色する場合もある図
１と図２の状態を、可逆的にスイッチイングすることで
も可能とした。Therefore, by applying a sufficiently large alternating current electric field, it becomes possible to change the transparent state shown in FIG. 3 to the light scattering state shown in FIG. 2 when the light is cut off, thereby enabling reversible switching. This solved all the problems mentioned above. The same thing can be achieved by reversibly switching between the states shown in FIGS. 1 and 2, which sometimes result in slight coloring.
【００１７】[0017]
【作用】本発明によれば、高分子液晶が臨界濃度以上を
占め、かつ低分子液晶を含む混合系では、図１のグラン
ジャン状態から図３のホメオトロピック状態へ移行する
途上（電圧印加）、もしくはこの逆に変化する途上（電
場遮断）に経時的に安定な強い光散乱性を示す状態が存
在しうるのであり、本発明は、きわめて高性能の液晶シ
ャッターとなりうる。[Operation] According to the present invention, in a mixed system in which the polymer liquid crystal occupies a critical concentration or more and also contains the low molecular liquid crystal, the state is in the process of transitioning from the Grandjean state shown in FIG. 1 to the homeotropic state shown in FIG. 3 (voltage application). Or, in the process of changing to the opposite (electric field cutoff), there may exist a state in which strong light scattering properties are stable over time, and the present invention can provide an extremely high-performance liquid crystal shutter.
【００１８】[0018]
【発明の詳述】本発明は、印刷適性を有しフィルム化が
可能であって、かつ高速応答性と経時的に安定な光散乱
状態を呈する液晶系の探索の過程で見いだされた次の二
つの知見に基づいている。ひとつは、高分子性に起因す
る高粘性、低速応答とネマチック温度域（又はコレステ
リック温度域）の高温性を一挙に改善する材料を見いだ
したことである。それは主鎖にスペーサーを介して結合
するメソゲン残基と類似の構造をもつ低分子メソゲン（
室温でネマチックもしくはコレステリック相を呈する）
とを混合することにより粘度の低下と動作温度域（ガラ
ス転移温度と結晶化温度の消失もしくは低下）を大幅に
低下拡張させることが可能となったことである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is based on the following invention, which was discovered in the process of searching for a liquid crystal system that has printability, can be made into a film, exhibits high-speed response, and exhibits a stable light scattering state over time. It is based on two findings. One is the discovery of a material that simultaneously improves high viscosity and slow response due to polymer properties, as well as high-temperature properties in the nematic temperature range (or cholesteric temperature range). It is a low-molecular-weight mesogen (
(Exhibits nematic or cholesteric phase at room temperature)
By mixing these, it has become possible to significantly lower and expand the viscosity and the operating temperature range (disappearance or reduction of the glass transition temperature and crystallization temperature).
【００１９】これは、低分子液晶だけの場合に比べると
、はるかに粘性が高く、かつ高分子液晶に固有の自己支
持性が残っており、印刷適性がある状態である。透明な
状態は誘電異方性が正のネマチック液晶、コレステリッ
ク液晶、スメクチック液晶のいずれでも、交流電場の印
加でホメオトロピック状態（図３参照）に変化させるこ
とで得られる。この変化は粘性が若干高いにもかかわら
ず下記に述べる例でも可能であった。This is a state in which the viscosity is much higher than in the case of only low-molecular liquid crystals, and the self-supporting property inherent to high-molecular liquid crystals remains, making it suitable for printing. A transparent state can be obtained by changing a nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, or smectic liquid crystal with positive dielectric anisotropy to a homeotropic state (see FIG. 3) by applying an alternating electric field. This change was also possible in the example described below, despite the slightly higher viscosity.
【００２０】問題は、電場を遮断した場合である。通常
の低分子ネマチック液晶では光散乱状態を示さず、これ
を生じるためには導電性物質をドーピングする、いわゆ
る動的散乱（ＤＳ）法を使用するか、ネマチック相を極
めて厚くしなけらばならないことは公知である。一方、
ネマチック高分子液晶では等方相（＞１００度Ｃ）から
急冷すると、ネマチック相を経過する途上で一次的にラ
ンダム配向になり、ダイレクターの揺らぎによる白濁状
態を呈する。これはガラス転移温度以下で固定出来る。
逆にゆっくり冷やすか電場を印可しながら冷やすと、透
明状態が得られるので可逆的な記録媒体として利用する
提案がある（特開昭６３ー１９１６７３号公報）。しか
しながら、ランダム配向から透明なホメオトロピック状
態へ電気的にスイチングするのは、非常な長時間と高電
圧を要し、濃度的にも全く不十分なものである。The problem arises when the electric field is interrupted. Ordinary low-molecular-weight nematic liquid crystals do not exhibit a light-scattering state, and in order to produce this state, one must dope with a conductive substance, the so-called dynamic scattering (DS) method, or the nematic phase must be made extremely thick. This is well known. on the other hand,
When a nematic polymer liquid crystal is rapidly cooled from an isotropic phase (>100 degrees Celsius), it temporarily becomes randomly oriented on the way through the nematic phase, and exhibits a cloudy state due to director fluctuation. This can be fixed below the glass transition temperature. On the other hand, if it is cooled slowly or while an electric field is applied, a transparent state can be obtained, so there is a proposal to use it as a reversible recording medium (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 191673/1983). However, electrically switching from a random orientation to a transparent homeotropic state requires a very long time and high voltage, and is completely insufficient in terms of concentration.
【００２１】本発明の第二の知見は、高分子液晶と低分
子液晶混合系からなるコレステリック相は、図２に示し
たフォーカルコニック状態（１０１）（コレステリック
相のラセン軸の方向が各部でランダムな状態）を呈する
ことが可能であるが、ある臨界温度以上の高分子液晶を
含む場合、これが極めて強い光散乱状態を呈し、かつ経
時的にも安定に存在することを見いだしたことである。
これはコレステリック相は、捻れ（１０１）を内含して
いるのでネマチック相よりも屈折率の一様性が劣り、そ
の結果、光散乱能が増したことと、高分子液晶の主鎖間
の絡まり合いなどがメソゲン部分の配置の緩和を大きく
妨げることの二つに起因すると考えられる。配向処理の
ない場合のグランジャン状態は図１で示したような高配
向状態は採りにくいと考えられが、図２よりは若干配向
した状態に落ち着く場合があり、その結果、光散乱状態
が変化して、一般に光学的透明性が増すことがある。The second finding of the present invention is that the cholesteric phase consisting of a mixed system of polymer liquid crystal and low molecular liquid crystal is in the focal conic state (101) shown in FIG. However, it has been discovered that when polymer liquid crystals containing polymer liquid crystals at temperatures above a certain critical temperature are present, they exhibit an extremely strong light scattering state and remain stable over time. This is because the cholesteric phase contains twist (101), so the uniformity of the refractive index is inferior to that of the nematic phase, and as a result, the light scattering ability has increased, and the This is thought to be due to two reasons: entanglement greatly hinders the relaxation of the arrangement of the mesogen portions. It is thought that it is difficult to achieve the highly oriented Grandjean state shown in Figure 1 in the case of no orientation treatment, but it may settle into a slightly more oriented state than in Figure 2, and as a result, the light scattering state changes. As a result, optical clarity may generally be increased.
【００２２】混合系でのコレステリック相の形成方法と
しては、高分子液晶と低分子液晶の少なくとも一方が光
学活性であるか、両方が光学活性でない場合は液晶性を
呈しない光学活性物質を添加したものであればよい。[0022] As a method for forming a cholesteric phase in a mixed system, at least one of the polymer liquid crystal and the low molecular liquid crystal is optically active, or if both are not optically active, an optically active substance that does not exhibit liquid crystallinity is added. It is fine as long as it is something.
【００２３】強い光散乱状態は、始状態の違いにより二
つの方法で得られる。ひとつは電場を与えて得られるホ
メオトロピック状態で電場を遮断した場合である。これ
は普通の形成方法であり、請求項１での内容である。ま
た図２の光散乱状態は、先述したように非常に長い時間
を経て光学的に透明な図１のグランジャン組織に変化す
る場合がある。この場合コレステリック相のピッチによ
り僅かに着色した透明状態であることもある。図２から
図１への変化は、ネマチックー等方相転移温度近くに温
度を上げるか、ポリイミド等を用いて、いわゆるホモジ
ニアス配向処理を施すと、かなり加速される場合がある
。この状態は、ホメオトロピック状態を得るのに必要な
電圧よりも低い電圧印加で光散乱状態を呈しめることが
可能である。ホメオトロピック状態に移行する前に構造
が乱れるからである。光散乱の程度は図３から図２への
変化で得られるものと同じである。これが請求項２の内
容である。A strong light scattering state can be obtained in two ways depending on the initial state. One is when the electric field is cut off while the homeotropic state is obtained by applying an electric field. This is a common forming method and is the subject matter of claim 1. Further, as described above, the light scattering state shown in FIG. 2 may change to the optically transparent Grandjean structure shown in FIG. 1 after a very long time. In this case, it may be slightly colored and transparent due to the pitch of the cholesteric phase. The change from FIG. 2 to FIG. 1 may be considerably accelerated by raising the temperature close to the nematic-isotropic phase transition temperature or by performing a so-called homogeneous alignment treatment using polyimide or the like. This state can exhibit a light scattering state with an applied voltage lower than that required to obtain a homeotropic state. This is because the structure is disturbed before transitioning to the homeotropic state. The degree of light scattering is the same as that obtained by changing from FIG. 3 to FIG. This is the content of claim 2.
【００２４】電圧を変えた場合の図１から図３に至る光
の透過率の変化の一例を、図６に示した。図１から図３
に変化する途上に光散乱性の安定状態が存在することを
示している。変化のプロセスの交流電場の周波数依存性
はない。セルの構成上あるいは液晶材料の特性上、図１
の状態に移行しやすい場合には、これと拮抗するきわめ
て弱い電場を断続的もしくは継続的に印加すると、図２
の状態をより安定に再現維持できる場合もある。FIG. 6 shows an example of the change in light transmittance from FIG. 1 to FIG. 3 when the voltage is changed. Figures 1 to 3
This shows that a stable state of light scattering exists during the change to . There is no frequency dependence of the alternating electric field in the process of change. Due to the structure of the cell or the characteristics of the liquid crystal material, Figure 1
If it is easy to transition to the state of
In some cases, it may be possible to reproduce and maintain the state more stably.
【００２５】光散乱状態は白濁状態であるが、着色させ
るためには任意の色調の二色性色素を混合することが出
来る。これは請求項４の内容である。誘電異方性が正の
混合系の場合、十分大きな電圧に対して光学的に透明な
状態を得ることができ、カラーの光散乱状態と透明状態
の可逆的スイッチングが可能である。また、液晶層と接
する少なくとも一方の透明な電極付基板上に、垂直配向
処理を施すことも、意味がある。図２の光散乱状態が図
１のグランジャン状態へ移行しやすい場合にはホモジニ
アス配向化を妨げ、ホメオトロピック配向を促す垂直配
向処理を電極付基板上に施すと、光散乱状態を半永久的
に保持できる。これが請求項５の内容である。以下実施
例により詳しく説明するAlthough the light scattering state is cloudy, a dichroic dye of any tone can be mixed in order to color it. This is the content of claim 4. In the case of a mixed system with positive dielectric anisotropy, an optically transparent state can be obtained for a sufficiently large voltage, and reversible switching between a colored light scattering state and a transparent state is possible. It is also meaningful to perform vertical alignment treatment on at least one transparent electrode-attached substrate in contact with the liquid crystal layer. If the light scattering state shown in Figure 2 easily shifts to the Grandjean state shown in Figure 1, applying a vertical alignment treatment on the electrode-attached substrate that prevents homogeneous alignment and promotes homeotropic alignment can semipermanently change the light scattering state. Can be retained. This is the content of claim 5. This will be explained in detail using examples below.
【００２６】[0026]
【実施例】＜実施例１＞下記の構造式で化２で表される
アクリル骨格の共重合コレステリック型側鎖型高分子液
晶と、化３で示される低分子ネマチック液晶５ＣＢを重
量比で１：９から７：３の範囲で混合した。化２は、光
学活性なコレステリル残基とシアノビフェニル残基から
なるコポリマー型の高分子液晶である。図７に相図を示
したが、実線の下側ではコレステリック相を呈した。[Example] <Example 1> A copolymerized cholesteric type side chain type polymer liquid crystal with an acrylic skeleton represented by the following structural formula (Chemical formula 2) and a low molecular weight nematic liquid crystal 5CB represented by the chemical formula (3) are mixed in a weight ratio of 1:1. :9 to 7:3. Chemical formula 2 is a copolymer type liquid crystal polymer consisting of optically active cholesteryl residues and cyanobiphenyl residues. The phase diagram shown in FIG. 7 shows a cholesteric phase below the solid line.
【００２７】[0027]
【化２】[Case 2]
【００２８】[0028]
【化３】[Chemical formula 3]
【００２９】ここでｎ：ｍ＝１：２、ｋ＝ｌ＝５である
。これらの値はここに記された値に限らず、コレステリ
ック相を示す範囲であればよい。化２の重量平均分子量
は、約１．５万であった。この混合系を電極付き透明フ
ィルム上に厚さ約９ミクロンになるようにバーコートし
た。その後、対抗電極フィルムで狭持した。Here, n:m=1:2, k=l=5. These values are not limited to the values listed here, but may be within a range that indicates a cholesteric phase. The weight average molecular weight of Chemical Formula 2 was approximately 15,000. This mixed system was bar coated onto a transparent film with electrodes to a thickness of about 9 microns. Thereafter, it was held between counter electrode films.
【００３０】高分子液晶の重量分率が増すと粘性が高く
透明なホメオトロピック配向を得るのが高電圧であり、
かつオフしてもコレステリックに戻るのに時間がかかっ
た。逆に低分子量成分が増すにつれて光散乱の強度が弱
くなり、かつフォーカルコニック状態のグランジャン状
態への緩和が速くなる傾向であった。好ましい組成は３
：７から５：５であり、この範囲では光散乱状態の緩和
は見られなかった。この素子は、後述の表１に記した電
圧以上で完全な透明状態を呈し、電圧を遮断すると非常
に強い白濁状態を呈した。ヘイズ値は約８０であった。
各組成でのしきい電圧と応答時間を表１に示した。[0030] As the weight fraction of the polymeric liquid crystal increases, a high voltage is required to obtain a highly viscous and transparent homeotropic alignment.
Moreover, even after turning it off, it took a long time to return to cholesteric status. Conversely, as the low molecular weight component increased, the intensity of light scattering became weaker, and the relaxation of the focal conic state to the Grandjean state tended to become faster. The preferred composition is 3
:7 to 5:5, and no relaxation of the light scattering state was observed in this range. This element exhibited a completely transparent state at voltages higher than those listed in Table 1 below, and exhibited a very strong cloudy state when the voltage was cut off. The haze value was approximately 80. Table 1 shows the threshold voltage and response time for each composition.
【００３１】[0031]
【表１】[Table 1]
【００３２】混合比が１：９と２：８の系は、光散乱状
態の緩和が起こりやすく、早く透明状態へ移行する。こ
れより高分子液晶が高濃度でも図７の転移温度以下の近
傍に保持すると、透明状態へ移行した。これらは、表１
に示したような飽和電圧の３分の１の電圧の印加で光散
乱状態を得ることができた。In systems with a mixing ratio of 1:9 and 2:8, the light scattering state is likely to be relaxed, and the system quickly transitions to a transparent state. From this, even if the concentration of polymer liquid crystal was high, when it was maintained near the transition temperature shown in FIG. 7 or lower, it transitioned to a transparent state. These are Table 1
A light scattering state could be obtained by applying a voltage one-third of the saturation voltage as shown in FIG.
【００３３】＜実施例２＞下記の構造式で化４で表され
るネマチック型側鎖型高分子液晶と、前記の化３で示さ
れる低分子液晶を重量比て５：５から３：７の範囲で混
合した。<Example 2> A nematic side chain type polymer liquid crystal represented by the following structural formula (4) and a low molecular liquid crystal represented by the above chemical formula (3) were mixed in a weight ratio of 5:5 to 3:7. mixed within the range of
【００３４】[0034]
【化４】[C4]
【００３５】ここでｌ＝５である。これらの値はここに
記された値に限らず、ネマチック相を示す範囲であれば
よい。重量平均分子量は約１．５万であった。これに光
学活性物質ＺＬＩ４５７１（メルク（株）製商品名）を
重量比で５％添加した。これを実施例１と同じくセルと
した。電圧印加で透明状態、遮断すると非常に強い白濁
状態を呈した。ヘイズ値は約８０であった。記載した組
成では光散乱状態の緩和は見い出されなかった。Here, l=5. These values are not limited to the values listed here, but may be within a range that indicates a nematic phase. The weight average molecular weight was about 15,000. To this was added an optically active substance ZLI4571 (trade name, manufactured by Merck & Co., Ltd.) in an amount of 5% by weight. This was made into a cell as in Example 1. When voltage was applied, it was transparent, and when it was cut off, it became extremely cloudy. The haze value was approximately 80. No relaxation of light scattering conditions was found with the described compositions.
【００３６】＜実施例３＞実施例１の３：７の混合比の
系に２色性色素（ＬＣＤ−１１６：日本化薬（株）製商
品名）を５重量％溶解した。これは４０Ｖｒｍｓで完全
な透明状態を呈し、電圧を遮断すると黒色状態を得るこ
とが出来た。<Example 3> 5% by weight of a dichroic dye (LCD-116: trade name manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was dissolved in the system of Example 1 at a mixing ratio of 3:7. This exhibited a completely transparent state at 40 Vrms, and a black state could be obtained when the voltage was cut off.
【００３７】＜実施例４＞ＩＴＯ透明電極付きガラス基
板をＣＴＡＢ（ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブ
ロマイド）のクロロホルム溶液に浸した後、高分子液晶
と低分子液晶の２：８の混合比の組成物をバーコートし
た。その後、対向電極フィルムで挟持した。これに２０
Ｖｒｍｓ の電圧を印加し完全なホメオトロピック状態
を形成した後、電場を遮断すると、光散乱状態を得た。
これは２０時間経過しても安定な光散乱状態を保持した
。処理を施さない場合は、約３０分で透明になった。<Example 4> After immersing a glass substrate with an ITO transparent electrode in a chloroform solution of CTAB (hexadecyltrimethylammonium bromide), a composition with a mixing ratio of polymer liquid crystal and low molecular liquid crystal of 2:8 was immersed in a bar. I coated it. Thereafter, it was sandwiched between counter electrode films. 20 for this
After applying a voltage of Vrms to form a complete homeotropic state, the electric field was cut off to obtain a light scattering state. This maintained a stable light scattering state even after 20 hours had passed. When no treatment was applied, it became transparent in about 30 minutes.
【００３８】最後に三つの点について付言しておく。梶
山（ＣｈｅｍｉｓｔｒｙＥｘｐｒｅｓｓ 、５、５２
９ー５３２（１９９０））等は同様な電気光学効果を高
分子液晶と低分子液晶混合系で観測している。彼らが取
り扱っているのは誘起スメクチック相であり、コレステ
リック相でないので異なった物理現象を用いている。透
明状態はいずれもホメオトロピック状態であり、高周波
数の電場印加で得られることは同じである。Finally, I would like to add three points. Kajiyama (Chemistry Express, 5, 52
9-532 (1990)) and others observed a similar electro-optic effect in a mixed system of polymer liquid crystal and low molecular liquid crystal. What they are dealing with is an induced smectic phase, not a cholesteric phase, so they use a different physical phenomenon. Both transparent states are homeotropic states and can be obtained in the same way by applying a high-frequency electric field.
【００３９】違いは、１．彼らは透明状態と光散乱状態
の両方がメモリー性を有するとしているが、本発明では
光散乱状態のみにメモリー性が存在する。２．光散乱状
態の形成においては低周波数（数Ｈｚ以下）ではあるが
、ホメオトロピック状態を形成するのと同じだけの高電
圧が必要である。初期光散乱状態はドープされているキ
ャリアーの移動に伴う分子の揺らぎの誘起に基づいた動
的光散乱により得られると述べている。本発明では電場
を印可する必要は全く無く、光散乱はコレステリック相
での静的なランダム配向、即ちフォーカルコニック状態
によるものである。The difference is 1. They claim that both the transparent state and the light-scattering state have memory properties, but in the present invention, only the light-scattering state has memory properties. 2. The formation of a light-scattering state requires a low frequency (a few Hz or less), but a voltage as high as that used to form a homeotropic state. It is stated that the initial light scattering state is obtained by dynamic light scattering based on the induction of molecular fluctuations due to the movement of doped carriers. In the present invention, there is no need to apply an electric field, and light scattering is due to static random orientation in the cholesteric phase, ie, focal conic state.
【００４０】第二は、同様な効果が得られる系が、実施
例で記述したアクリル系高分子液晶に限定されるもので
ないと言うことである。高分子液晶と低分子液晶の混合
系でネマチック相またはコレステリック相を示すもので
あればよく、ネマチック相のものは光学活性体を添加す
ればよい。側鎖型、主鎖型をも問わない。例えば、The second point is that the system that can obtain similar effects is not limited to the acrylic polymer liquid crystal described in the Examples. It may be a mixed system of polymer liquid crystal and low molecular liquid crystal that exhibits a nematic phase or a cholesteric phase, and an optically active substance may be added to the nematic phase. It does not matter whether it is a side chain type or a main chain type. for example,
【０
０４１】0
041]
【化５】[C5]
【００４２】[0042]
【化６】[C6]
【００４３】[0043]
【化７】[C7]
【００４４】[0044]
【化８】[Chemical formula 8]
【００４５】[0045]
【化９】[Chemical formula 9]
【００４６】[0046]
【化１０】[Chemical formula 10]
【００４７】これらの高分子液晶に含まれるメソゲンと
類似の化学構造を有する低分子ネマチックまたはコレス
テリック液晶を混合しても同様な光学的効果が得られる
。Similar optical effects can be obtained by mixing low molecular weight nematic or cholesteric liquid crystals having a chemical structure similar to the mesogen contained in these polymeric liquid crystals.
【００４８】第三は、高分子液晶と低分子液晶の混合系
で誘電異方性が負、コレステリック相のピッチが可視波
長程度であると、二色性色素を使わずにカラー状グラン
ジャン状態と透明状態を、可逆的に切り替えできる可能
性があるということである。Thirdly, if the dielectric anisotropy is negative and the pitch of the cholesteric phase is about the visible wavelength in a mixed system of polymer liquid crystal and low molecular liquid crystal, a colored Grandjean state can be obtained without using dichroic dye. This means that it may be possible to reversibly switch between the transparent state and the transparent state.
【００４９】＜発明の効果＞本発明により低電圧で動作
する、大面積でも軽量な液晶シャッターの提供が可能で
ある。これは、偏光板が不必要であり、大型の直視型デ
ィスプレイおよびプロジェクション型ディスブレイの液
晶表示体としても利用できる。<Effects of the Invention> According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal shutter that operates at low voltage, has a large area, and is lightweight. This eliminates the need for a polarizing plate and can also be used as a liquid crystal display for large direct-view displays and projection displays.
【図１】本発明でコレステリック相が取り得る、ラセン
軸が基板面に略垂直なグランジャン状態を示す模式図で
ある。FIG. 1 is a schematic diagram showing a Grandjean state in which the helical axis is substantially perpendicular to the substrate surface, which the cholesteric phase can take in the present invention.
【図２】本発明でコレステリック相が取り得る、経時的
に安定なフォーカルコニック状態を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a temporally stable focal conic state that the cholesteric phase can take in the present invention.
【図３】本発明でコレステリック相が取り得る、ホメオ
トロピック状態を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the homeotropic state that the cholesteric phase can take in the present invention.
【図４】高分子分散液晶の液晶シャッターの一例であっ
て、電圧無印加時に光散乱状態を呈することを示す説明
図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a liquid crystal shutter made of polymer dispersed liquid crystal, which exhibits a light scattering state when no voltage is applied.
【図５】高分子分散液晶の液晶シャッターの一例であっ
て、電圧印加時に光透過状態を呈することを示す説明図
である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a liquid crystal shutter made of polymer-dispersed liquid crystal, which exhibits a light transmitting state when a voltage is applied.
【図６】本発明における三つの状態間の転移を印加電圧
の関数として示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph illustrating the transition between three states in the present invention as a function of applied voltage.
【図７】実施例１におけるコレステリル残基とシアノビ
フェニル残基からなるコポリマー型の高分子液晶と低分
子液晶の混合系が示す相図である。FIG. 7 is a phase diagram showing a mixed system of a copolymer-type polymer liquid crystal and a low-molecular liquid crystal comprising a cholesteryl residue and a cyanobiphenyl residue in Example 1.
１００ 液晶分子
１０１ ラセン状態をとる液晶部分
４００ 透明電極
４０１ バインダーポリマー
４０２ ランダム配向した液晶
４０３ 透明基板
４０４ ホメオトロピック配向した液晶４０５ 液
晶粒
４１０ 入射光
４１１ 散乱光または反射光
４１２ 透過光100 Liquid crystal molecules 101 Liquid crystal part in helical state 400 Transparent electrode 401 Binder polymer 402 Randomly oriented liquid crystal 403 Transparent substrate 404 Homeotropically oriented liquid crystal 405 Liquid crystal grains 410 Incident light 411 Scattered light or reflected light 412 Transmitted light
Claims (5)
は低分子液晶と高分子液晶と光学活性物質の混合物を、
コレステリック相を呈する温度域で少なくとも一方が透
明な電極付基板間に挟持したものであって、交流電場の
印加により光学的に透明なホメオトロピック配向状態を
形成し、交流電場を遮断した状態で光散乱状態を呈する
ようにしたこと特徴とする液晶シャッター。Claim 1: A mixture of a low-molecular liquid crystal and a polymer liquid crystal, or a mixture of a low-molecular liquid crystal, a polymer liquid crystal, and an optically active substance,
It is sandwiched between substrates with electrodes, at least one of which is transparent, in a temperature range that exhibits a cholesteric phase, and when an AC electric field is applied, an optically transparent homeotropic alignment state is formed, and when the AC electric field is cut off, the optical A liquid crystal shutter characterized by exhibiting a scattering state.
は低分子液晶と高分子液晶と光学活性物質の混合物を、
コレステリック相を呈する温度域で少なくとも一方が透
明な電極付基板間に挟持したものが、交流電場無印加で
光学的に透明な状態を呈し、ホメオトロピック状態を形
成しない範囲の交流電場の印加により光散乱状態を呈す
るようにしたこと特徴とする液晶シャッター。Claim 2: A mixture of a low molecular liquid crystal and a polymer liquid crystal, or a mixture of a low molecular liquid crystal, a polymer liquid crystal and an optically active substance,
In the temperature range where a cholesteric phase is exhibited, a substrate sandwiched between substrates with electrodes, at least one of which is transparent, exhibits an optically transparent state without the application of an alternating current electric field, and when an alternating current electric field is applied within a range that does not form a homeotropic state, it becomes optically transparent. A liquid crystal shutter characterized by exhibiting a scattering state.
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶
シャッター。 【化１】3. The liquid crystal shutter according to claim 1, wherein the polymer liquid crystal is represented by the following structural formula. [Chemical formula 1]
求項１または請求項２に記載の液晶シャッター。4. The liquid crystal shutter according to claim 1 or 2, wherein a dichroic dye is added.
極付基板上に、垂直配向処理を施したことを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の液晶シャッター。5. The liquid crystal shutter according to claim 1, wherein at least one transparent electrode-attached substrate in contact with the liquid crystal layer is subjected to vertical alignment treatment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4294391A JPH04260024A (en) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Liquid crystal shutter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4294391A JPH04260024A (en) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Liquid crystal shutter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260024A true JPH04260024A (en) | 1992-09-16 |
Family
ID=12650098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4294391A Pending JPH04260024A (en) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Liquid crystal shutter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04260024A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001057157A1 (en) * | 2000-02-03 | 2001-08-09 | Tokyo Magnetic Printing Co.,Ltd. | Reversible information display medium of liquid crystal type and noncontact ic card utilizing the same |
| JP2008546140A (en) * | 2005-05-27 | 2008-12-18 | ブサン ナショナル ユニヴァーシティー インダストリー−ユニヴァーシティー コーポレーション ファウンデーション | Solid electrolyte containing liquid crystal substance and dye-sensitive solar cell element using the same |
| JP2010092039A (en) * | 2008-09-15 | 2010-04-22 | Gojo Ind Inc | System for selectively visualizing image |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP4294391A patent/JPH04260024A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001057157A1 (en) * | 2000-02-03 | 2001-08-09 | Tokyo Magnetic Printing Co.,Ltd. | Reversible information display medium of liquid crystal type and noncontact ic card utilizing the same |
| US6773626B2 (en) | 2000-02-03 | 2004-08-10 | Tokyo Magnetic Printing Co., Ltd. | Reversible information display medium of liquid crystal type and non-contact IC card utilizing the same |
| JP2008546140A (en) * | 2005-05-27 | 2008-12-18 | ブサン ナショナル ユニヴァーシティー インダストリー−ユニヴァーシティー コーポレーション ファウンデーション | Solid electrolyte containing liquid crystal substance and dye-sensitive solar cell element using the same |
| JP2010092039A (en) * | 2008-09-15 | 2010-04-22 | Gojo Ind Inc | System for selectively visualizing image |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2982330B2 (en) | Liquid crystal display device | |
| US5530566A (en) | Polymer dispersed ferroelectric smectic liquid crystal formed by inducing a force during phase separation | |
| EP0637622B1 (en) | Liquid crystal device | |
| US6737126B2 (en) | Liquid crystal mixture and liquid crystal cell for LCDs and use of a dye with a dipole for a liquid crystal mixture | |
| JPH05224241A (en) | Liquid crystal element and display device formed by using this element | |
| KR0156793B1 (en) | Liquid crystal composition, liquid crystal device and liquid crystal apparatus | |
| JPH04260024A (en) | Liquid crystal shutter | |
| JPH0588150A (en) | Liquid crystal display device | |
| Uchida et al. | Guest-host interactions in nematic liquid crystal cells with twisted and tilted alignments | |
| JP3013496B2 (en) | Driving method of LCD shutter | |
| JP2007094020A (en) | Liquid crystal display device | |
| JPH1195195A (en) | High polymer dispersion type liquid crystal display device and its production | |
| Chen et al. | Ultra-low switching reverse mode liquid crystal gels | |
| US5436037A (en) | Liquid crystal orientation controlling membranes and liquid crystal elements using the same | |
| JPH04353831A (en) | Liquid crystal shutter | |
| JP2953624B2 (en) | Ferroelectric liquid crystal composition | |
| JP2001209035A (en) | Liquid crystal optical shutter | |
| JP2550556B2 (en) | Ferroelectric liquid crystal display element | |
| JPH0588209A (en) | Liquid crystal shutter | |
| JP2942094B2 (en) | Liquid crystal composition, liquid crystal element and liquid crystal device | |
| JP2692673B2 (en) | Optical shutter device | |
| JP2889656B2 (en) | Liquid crystal display device | |
| JPH0618855A (en) | Liquid crystal shutter | |
| JP2001316666A (en) | Liquid crystal composition, liquid crystal element and liquid crystal apparatus | |
| JP2000336361A (en) | Monostable, ferroelectric, liquid crystal display |