JP2569734B2

JP2569734B2 - 液晶光学素子及びその製造方法並びにそれを用いた液晶表示装置

Info

Publication number: JP2569734B2
Application number: JP63151220A
Authority: JP
Inventors: 友紀郡島; 良典平井; あかね高嶋
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1988-06-21
Filing date: 1988-06-21
Publication date: 1997-01-08
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: JPH024216A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、透過散乱型の液晶光学素子及びその製造方
法並びにそれを用いた液晶表示装置に関するものであ
る。

［従来の技術］従来、光散乱を動作原理とする液晶光学素子には動的
散乱（DS）及び相転移（PC）の２つのモードが知られて
いる。DSモードは水平もしくは垂直配向処理を行なった
透明電極付基板に、導電性物質を添加した誘電異方性が
負の液晶物質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。またPCモードは、必要に応じて配
向処理した透明電極付基板にスメクチック液晶物質また
はコレステリック液晶物質を封入したもので、ホメオト
ロピック配列の透過状態と、フォーカルコニック配列の
散乱状態の二状態を制御するものであり、液晶物質とし
てスメクチック液晶物質を用いた場合には、電圧印加及
び加熱により、また、コレステリック液晶物質を用いた
場合には、電圧印加により制御される。

これらDSモード、PCモードのいずれも偏光板を使用し
ないため、広い視覚が得られる利点はあるものの、前者
は液晶物質中に導電性物質を添加した電流効果型である
ため、消費電力が大きくなる、液晶物質の信頼性が低下
するといった欠点を有している。

一方、後者においても動作電圧が、（電極間距離／液
晶のピッチ）に依存するため、大面積化しようとする場
合、高い精度で均一なギャップを必要とするといった困
難な問題を有している。一方、H.G.CraigheadらがAppl.
Phys.Lett.,40（１）22（1982）に開示した方法は、液
晶物質が屈折率異方性を有する特徴をいかしたものであ
り、具体的には液晶物質の多孔体に含浸させ、電圧印加
の有無により液晶物質の屈折率を変化させ、多孔体の屈
折率を調整することにより、透過と散乱とを制御するも
のである。この方法は偏光板を用いることなく原理的DS
モード、PCモードがもつ欠点を克服することが可能であ
り有用な方法である。

同様の素子は、J.L.Fergasonらがポリビニルアルコー
ルを使ってマイクロカプセル化したネマチック液晶によ
り（公表昭58-501631号）、またK.N.Pearlmanらは種々
のラテックス取り込み液晶により（特開昭60-252687
号）、またJ.W.Doaneらは、エポキシ樹脂中に液晶を分
散硬化させる方法（公表昭61-502128号）で作成してい
る。また、K.N.Pearlmanらは、カプセル化したスメクチ
ック液晶により（特開昭62-48789号）作成している。

［発明が解決しようとする問題点］ H.G.Craigheadらの方法は多孔体への含浸といった手
段をとっているため、使用する多孔体の孔や溝のサイズ
にばらつきがある、液晶の含浸が難しい、多孔体と液晶
物質の量比に自由度がないといった問題点から、透過率
変化が十分とれない、素子作成が困難であるといった欠
点を有していた。

また、J.L.Fergasonら、K.N.Pearlmanらによる素子
は、素子作成の際、水溶性ポリマーを使ったり、水に乳
化分散したポリマーを使用するため、耐水性に劣り、そ
の結果、白濁化・膨潤し、物理的性質の低下をきたすと
いった欠点を有していた。また、J.W.Doaneらの方法に
エポキシ樹脂を紫外線で硬化する方法が開示されている
が、エポキシ樹脂はイオン重合はするがラジカル重合は
しないため、ルイ酸やプロトン酸の塩を紫外線で分解さ
せ生じた酸で重合を行なうものである。このため、塩の
分解の際生じる副生物や、遊離の酸により、素子の外観
品位や信頼性に劣るといった欠点を有していた。

これらの素子において、ネマチック液晶物質を用いた
場合、電圧印加の有無により、透過散乱の制御を行って
いるため、基本的にスタティック駆動しか行えず、ドッ
トマトリックス等の高密度表示は困難であるという欠点
を有していた。

また、スメクチック液晶物質を用いたK.N.Pearlmanら
による素子においては、スメクチック液晶物質のメモリ
ー効果を用いているため、高密度表示は可能であるが、
駆動の際に高い電圧が必要であるという問題点を有して
いた。

一方、コレステリック液晶物質またはスメクチック液
晶物質の相変化を利用したPCモードでは、液晶物質その
ものの相構造変化を利用しているために、充分な透過率
変化が得られにくい、大面積化が困難であるといった欠
点を有していた。

［問題点を解決するための手段］本発明は、前述の課題を解決すべくなされたものであ
り、一対の電極付基板間に液晶物質を含有させた層を挟
持してなる液晶光学素子において、得られる硬化物の屈
折率が、使用する液晶物質の常光屈折率（ｎ_o）あるい
は異常光屈折率（ｎ_e）のいずれかと一致するように選
ばれた硬化性化合物及びスメクチック液晶物質の溶解物
を一対の電極付基板間に保持し、一対の電極付基板間に
電圧を印加させながら硬化性化合物を硬化させ、液晶物
質と硬化物との相分離を固定化し、使用するスメクチッ
ク液晶物質が使用温度域でスメクチックＡ相を示すスメ
クチック液晶物質であることを特徴とする液晶光学素
子、及び、その液晶光学素子の電極付基板として電極付
プラスチック基板を使用し、これら電極付プラスチック
基板の外側に保護板を接着層で接着して一体化してなる
ことを特徴とする液晶光学素子、及び、その液晶光学素
子の製造方法において、一方の電極付基板上に硬化性化
合物及びスメクチック液晶物質の溶解物を供給し、次い
で他方の電極付基板を重ね合せ、これら一対の電極付基
板間に電圧を印加させながら硬化性化合物を硬化させ、
液晶物質と硬化物との相分離を固定化したことを特徴と
する液晶光学素子の製造方法または一対の電極付基板を
周辺でシールしてセルを形成し、このセル内に硬化性化
合物及びスメクチック液晶物質の溶解物を封入し、これ
ら一対の電極付基板間に電圧を印加させながら硬化性化
合物を硬化させ、液晶物質と硬化物との相分離を固定化
したことを特徴とする液晶光学素子の製造方法、及び、
それらの液晶光学素子の基板上の電極が夫々の基板で複
数の電極群に分けられており、これらの電極群に電圧を
印加するための駆動回路と、液晶光学素子を加熱するた
めの加熱手段とを有していることを特徴とする液晶表示
装置、及び、それらに使用する光硬化性化合物を光硬化
性ビニル系化合物とすることを提供するものである。

本発明の素子は、液晶物質と硬化性化合物が、溶解し
た均一状態から、硬化過程を経ることにより、スメクチ
ック液晶物質と硬化物とを細かい不均一状態で固定化さ
せるので、液晶物質と硬化物との分布が一様となり、外
観品位、生産性に優れた素子といえる。

本発明の素子では、印加電圧により液晶が配列した状
態と、液晶が配列していない状態があり、これらの状態
のいずれか一方で硬化させられた硬化物の屈折率が、使
用する液晶物質の常光屈折率（ｎ_o）あるいは異常光屈
折率（ｎ_e）のいずれかと一致するようにされる。

これにより、得られた硬化物の屈折率と液晶物質の屈
折率とが一致した時に光が透過し、一致しない時に光が
散乱（白濁）することになる。

この特性を生かして、本発明の液晶光学素子は表示装
置または調光体に使用するとその効果が大きい。

特に、本発明の素子は、液晶が配列していない状態
で、液晶物質と硬化物との屈折率の違いにより、散乱状
態（つまり白濁状態）を示し、また、液晶が配列した状
態で、液晶物質の屈折率（ｎ_oあるいはｎ_e）と硬化によ
り得られた硬化物との屈折率とが一致することにより透
過状態を示すものとすることが好ましく、可逆的な表示
機能または調光機能をもつ優れた素子が得られる。

特に電界を印加した際の液晶の配向が、基板面に対し
て垂直である方がヘーズむらが出ず、従って、透過率が
上昇するので、得られる硬化物の屈折率が、使用するス
メクチック液晶のｎ_oと一致するように選ばれた硬化性
化合物と誘電性異方性が正のスメクチック液晶物質とを
組みあわせて使用した方が好ましい。

なお、本発明ではこの硬化物の屈折率と、使用する液
晶物質の屈折率（ｎ_o、ｎ_eのいずれか）とを一致させる
ものであるが、この一致とは完全に一致させることが好
ましいものであるが、透過状態に悪影響を与えない程度
に、ほぼ一致するようにしておけば良い。具体的には、
屈折率の差を0.15程度以下にしておくことが好ましい。

これは、液晶物質により硬化物が膨潤して、硬化物が
本来持っている屈折率よりも液晶物質の屈折率に近ずく
ため、この程度の差があっても、光はほぼ透過するよう
になる。

使用する液晶物質としては、均一な配列状態を得るた
めに、使用温度域でスメクチックＡ相を示すスメクチッ
ク液晶物質を用いる。また、スメクチック相の高温側に
ネマチック相を狭い温度巾、特に0.5〜３℃程度の狭い
温度巾で有することが好ましい。

このスメクチック液晶物質は、単独で用いても組成物
を用いても良いが、動作温度範囲、動作電圧など種々の
要求性能を満たすには組成物を用いた方が有利といえ
る。

硬化時に電極間に印加する電圧としては、交流電圧が
好ましく、10〜100V程度を印加すればよい。具体的な電
圧は、液晶物質、硬化性化合物等の使用する系によって
定めればよい。

本発明の素子は、スメクチック液晶物質を用いている
ため、液晶が配列した状態及び配列していない状態は、
電圧印加の有無によらず保持され、即ち、透過、散乱状
態がメモリーできる素子といえる。

液晶が配列していない状態から、配列した状態へ変化
させるには、電極間に電圧を印加させるか、一度加熱に
より液晶を等方相にした後、電圧を印加しながら冷却す
れば良い。

一方、液晶が配列した状態から配列していない状態に
変化させるには、一度加熱により液晶を等方相にした
後、電圧を印加せずに冷却すればよい。なお、ここで電
圧を印加しないという意味は、全く電圧を印加しない場
合はもちろん、しきい値以下の電圧を印加した場合も含
める。

この加熱の方法としては、電極に電流を流すことによ
り、電極をヒーターとして使用してもよいし、レーザー
光等外部からの熱源を用いてもよい。電極をヒータとし
て使用する場合には、行単位の駆動になり、レーザー光
を使用する場合には、画素単位の駆動となる。なお、各
画素に加熱専用の電極を設けてもよい。

本発明の最大の特徴は、硬化性化合物の硬化時に、電
圧を印加することにある。即ち、硬化性化合物の硬化時
に電圧を印加し、液晶を配列させることにより、硬化し
た硬化性化合物に液晶を配列させようとする作用を盛り
込むことである。この作用により、液晶が配列していな
い状態から配列した状態に変化させる際に、より低い電
圧で駆動が可能となり、かつ、より高い配列状態を得る
ことができる。

本発明で使用される硬化性化合物は、光硬化性化合物
でも熱硬化性化合物でもよい。好ましくは、素子の均一
性、製造速度の面から光硬化性ビニル系化合物を用いる
ことがよい。

本発明では、これらの光硬化性ビニル系化合物の内、
光照射によって重合硬化するもの、特に重合高分子化す
るオリゴマーを含有するものが好ましい。

具体的には、光硬化性ビニル系化合物としてビニル基
を２個以上含有するアクリルオリゴマーを15〜70wt％含
有することが好ましく、光硬化後に硬化に伴う収縮が少
なく、液晶光学素子に微小なクラックが発生しにくく、
成形性が良好となる。

この場合、光硬化性ビニル系化合物の残りの部分は、
ビニル系のモノマーが使用できる。特に、アクリル系の
モノマーがアクリルオリゴマーと相性が良く好ましい。

本発明において、顔料を硬化物中に分散させることが
可能である。顔料を硬化物中に分散させた素子は、単に
カラー表示が可能であるというだけでなく、顔料を熱吸
収体として用いることにより、レーザー書込みによる微
細表示に有効である。分散させた顔料を熱吸収体として
用いた素子は、従来の液晶層の外側に熱吸収層を設けた
レーザー書込み用素子に比して、熱効率が高く、高速で
の書込みが可能となる。顔料の吸収波長域としては、可
視領域でも近赤外領域でもよく、書込みに用いられる光
源の波長近傍のものを持ちいればよい。

このほか、これら硬化性化合物は、単独もしくは複数
混合で用いてもよく、素子作成に必要な改質剤、作成し
た素子の改質剤などを含んでいてもよい。具体的には、
光硬化開始剤、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、重合禁止剤などを含んでいてよい。

本発明の素子で使用する硬化性化合物は、前述の要件
を満たした種々の材料の中から、使用するスメクチック
液晶物質の屈折率、スメクチック液晶物質との溶解性を
勘案して選択すればよい。

使用されるスメクチック液晶物質は前述したようなも
のであるが、硬化性化合物に均一に溶解し、硬化後の硬
化物とは溶解しない、もしくは溶解困難なものが必要で
あり、組成物を用いる場合は、個々の液晶物質の溶解度
ができるだけ近いものが望ましい。

本発明の素子を製造する際、硬化性化合物とスメクチ
ック液晶物質とは5:95〜40:60程度の溶解混合物とすれ
ばよく、液状ないしは粘稠物として使用されればよい。

本発明の素子を製造する際、調製する硬化性化合物と
スメクチック液晶物質との混合物は液状であっても粘稠
物であっても均一に溶解していれば良く、素子の製造方
法によって最適なものを選べば良い。たとえば、In₂O₃-
SnO₂,SnO₂等の透明電極付のガラス基板が、相対向する
ように配して周辺をシールしたセルには、液状で注入し
た方が一般に便利であり、透明電極付のプラスチック・
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。

基板間ギャップは、５〜100μｍにて動作することが
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、７〜40μｍに設定することが適当である。こ
のようにして、基板間に保持した混合物を、電極間に電
圧を印加させつつ光露光、加熱等により硬化させ、スメ
クチック液晶物質と硬化物とを相分離状態で固定化す
る。光露光としては、一般に紫外線照射または電子線照
射がある。光露光または加熱前には、基板間に保持され
た内容物は均一に溶解しているため無色透明であり、電
極間に電圧を印加させつつ光露光または加熱後は透過状
態となる。

次いで、これを等方相まで加熱し、電圧を印加せずに
冷却すると、配列していないスメクチック液晶物質と硬
化物による屈折率散乱のため白濁状態となる。この加熱
冷却処理により、白濁度を強めることができる。

また、電圧を印加して冷却すると、配列したスメクチ
ック液晶物質と硬化物により透明状態となる。こうして
作成した本発明の素子は、電圧印加することにより、ス
メクチック液晶が配列し、硬化物と屈折率が一致するた
め透過状態となる。

本発明では、素子が小さい場合には、電極付基板を周
辺部でシールしてセルを形成し、このセル内に硬化性化
合物及びスメクチック液晶物質の溶解物を封入し、この
基板間に保持した混合物を、電極間に電圧を印加させつ
つ光露光、加熱等により硬化させ、スメクチック液晶物
質と硬化物とを相分離状態で固定化してもよい。その
後、このセルを等方相まで加熱して、冷却すればよい。

また、本発明では、一方の電極付基板上に硬化性化合
物及びスメクチック液晶物質の溶解物を供給し、さらに
その上に他方の電極付基板を重ね合せ、その後、電極間
に電圧を印加させつつ硬化させ、スメクチック液晶物質
と硬化物とを相分離状態で固定化するという大型の素子
の製造に適した生産性の良い製造方法が採用できる。特
に、硬化性化合物として光硬化性化合物を用い、光照射
して硬化させることにより、生産性が向上し好ましい。

特に、電極付基板に電極付プラスチック基板を使用す
ることにより、連続プラスチックフィルムを使用した長
尺の液晶光学素子が容易に製造できる。

このような液晶物質と硬化性化合物のマトリックスに
よる液晶を使用することにより、大面積にしても、上下
の透明電極が短絡する危険性が低く、かつ、通常のツイ
ストネマチック型の表示素子のように配向や基板間隙を
厳密に制御する必要もなく、大面積を有する液晶表示装
置または液晶調光装置を極めて生産性良く製造できる。
なお、光の透過状態のムラを少なくするためには、基板
間隙はある程度一定である方が良い。このため、ガラス
粒子、プラスチック粒子、セラミック粒子等の間隙制御
用のスペーサーを基板間隙に配置する方が好ましい。具
体的には、電極付基板上に硬化性化合物及びスメクチッ
ク液晶物質の溶解物に基板間隙制御用のスペーサーを含
有させて供給するか、溶解物を供給前または後にスペー
サーを供給して、他方の電極付基板を重ね合わせるよう
にすれば良い。この場合、重ね合わせた後に加圧し、そ
の後、硬化させることにより、より均一な基板間隙にな
りやすい。

本発明では、通常は透過型であるため、電極は透明電
極とされる。もちろん、その一部に低抵抗化するための
金属リード部を併設したりしてもよい。また、調光鏡装
置や反射型表示装置として使用する場合には、一方の電
極を反射電極としてもよい。

本発明のメリットを生かせる大型の液晶光学素子の場
合には、基板としてプラスチック基板を使用して、その
外側に保護のためにプラスチックやガラス等の保護板を
接着剤を用いて接着して用いることが好ましい。また、
基板を強化ガラス、合せガラス、線入ガラス等にするこ
ともできる。

特に、電極付基板としてプラスチック基板を使用して
液晶光学素子とし、電極取り出し線を付けて、これを液
晶光学素子よりもやや大きい２枚のガラス板間にポリビ
ニルブチラール等のシート状接着剤を介して挟持して、
加熱又は光照射により、シート状接着剤を硬化させて、
液晶光学素子とガラス板とを一体化し合せガラス状にし
て使用することが好ましい。中でもシート状接着剤をポ
リビニルブチラールとすることにより、通常の合わせガ
ラスと極めて類似した構造とすることができる。

本発明の液晶光学素子は、表示装置、とりわけ従来の
液晶表示装置が困難であった、大面積表示装置、湾曲状
での表示装置等に利用でき、また、レーザー書込みによ
る細密表示のプロジェクションタイプの表示装置にも利
用できる。このるほか、本発明の素子は、大面積の調光
装置、光シャッター等、数多くの利用が考えられる。

調光装置として使用する場合には、基板の電極は全面
ベタの電極でもよいが、表示装置として使用する場合に
は、夫々の基板の電極が複数の電極群に分けられる。例
えば、1000本のストライプ状電極を有する第１の電極付
基板と、これに直交する方向に1000本のストライプ状電
極を有する第２の電極付基板とを用いて素子化すること
により100万画素の表示装置とすることができる。これ
の個々の電極を駆動装置に接続し、駆動装置から電圧を
印加して個々の画素の電極間に印加される電圧を制御し
つつ、加熱手段であるレーザー装置からレーザー光を照
射して個々の画素を加熱することにより、個々の画素の
透過、散乱を制御することができる。

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。

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
レイであるTN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、発光ダイ
オード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。

［実施例］以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。

実施例１エチルヘキシルアクリレート９部及びアクリルオリゴ
マー（東亜合成化学社製「Ｍ−1200」）６部に、スメク
チック液晶（BDH社製「Ｓ−７」）を35部、光硬化開始
剤（メルク社製「ダロキュアー1116」）0.5部を均一に
溶解し、14μｍのセルギャップをもった全面ベタ電極の
ITO付ガラス基板セルに注入した。注入孔を封止した
後、セル全体に50Hzの交流電圧を印加しながら紫外線照
射装置（三菱電機社製「ネオルミスーパー（30W）」）
により、90秒光露光した。

このようにして製造した液晶光学素子の硬化直後の光
透過率は、硬化時に印加した電圧に依存するが、製造さ
れた液晶光学素子を一度液晶の等方相にまで加熱した
後、冷却すると、製造時の印加電圧に依らず、散乱状態
となった。この製造時の印加電圧と、硬化直後及び加熱
冷却後の光の透過率（旭分光社製「モデル304」）を第
１表に示す。なお、比較例として、硬化に電圧を印加し
ない例も示した。

次いで、50Hzの交流電圧をセルに印加したところ、セ
ルは透明になったが、製造時に電圧を印加して硬化させ
たセルの方が、印加せずに硬化させたセルに比して、低
い電圧で透明状態になった。

この駆動時の印加電圧を100V、130Vとした場合の光の
透過率を第２表に示す。なお、この表にも、比較例とし
て、硬化時に電圧を印加せずに硬化させた例も示した。

このように、製造時に電圧を印加して硬化させ、全画
素を透明状態または散乱状態に初期化したセルでは、電
圧を印加せずに硬化させたセルに比して、散乱状態では
ほぼ同等であり、一方、比較的低い電圧で高い光の透過
率を得ることができる。

この初期化を、等方相まで加熱し、その後冷却して行
ったセルでは、全画素が散乱状態となり、次いで特定の
画素に電圧を印加して、その画素のみを透明にすること
により、透過、散乱のメモリー性のある駆動ができる。

また、この初期化に関しては、全電極に電圧を印加し
て、全画素を透明状態にしてから、各画素を電圧と熱に
より駆動することにより、透過、散乱のメモリー性のあ
る駆動ができる。

具体的には、電極のITOを１行ずつ加熱に使用すると
ともに、対向する電極間への電圧の制御により、透過、
散乱のメモリー性のある駆動ができる。

実施例２ストライプ状にパターニングしたITO付基板を用い、
一方の基板上に実施例１で用いた液晶物質と硬化性化合
物との溶解物に顔料とプラスチック微粒子のスペーサー
を混入した混合物を供給し、他方の基板を重ねて加圧
後、実施例１と同様に光露光して液晶光学素子を製造し
た。

この液晶光学素子は、実施例１と同等の透過散乱状態
を示した。

個々の電極に電圧を印加しつつ、個々の画素をレーザ
ーで加熱したところ、レーザーで加熱した後、電圧を印
加させて冷却した画素は透過状態となり、電圧を印加さ
せずに冷却した画素は散乱状態となり、その後は電圧を
切ってもその透過散乱状態が保持された。

実施例３実施例１の全面ベタ電極のITO付ガラス基板セルの代
りに、全面ベタ電極のITO付フィルム基板を用い、実施
例２と同様に一方の基板上に実施例１で用いた液晶物質
と硬化性化合物との溶解物にプラスチック微粒子のスペ
ーサーを混入した混合物を供給し、他方の基板を重ねて
加圧後、実施例１と同様に光露光して液晶光学素子を製
造した。

さらに、これを２枚のガラス板の間に２枚のポリビニ
ルブチラール膜を介して挟持し、オートクレーブ内で加
熱加圧して一体化させた。

このようにして一体化された調光体は、外圧に対して
安全であり、信頼性も高いものであった。

［発明の効果］以上の如く、本発明は、新規な液晶光学素子を提供す
るものであり、得られる硬化物の屈折率が、使用する液
晶物質の常光屈折率（ｎ_o）あるいは異常光屈折率
（ｎ_e）のいずれかと一致するように選ばれた硬化性化
合物とスメクチック液晶物質とを均一溶解状態で一対の
電極付基板間に保持し、電極間に電圧を印加しつつ光露
光等により、硬化性化合物を硬化させ、スメクチック液
晶物質とを硬化物との相分離を固定化し、使用するスメ
クチック液晶物質が使用温度域でスメクチックＡ相を示
すスメクチック液晶物質である素子である。

従って、本発明は偏光板を必要とせず、外観品位、生
産性にすぐれた素子であり、表示用、とりわけ大面積、
湾曲状での表示に、また大面積での調光、光シャッター
等に広く利用することができる。

本発明ではスメクチック液晶物質を用いているため、
メモリー性のある表示が可能であり、硬化物のマトリッ
クス中に液晶物質が分散した構造の液晶光学素子であっ
てもドットマトリックス表示が可能となる。

また、硬化性化合物の硬化時に電圧を印加しつつ硬化
させているため、その硬化物と液晶物質の配向作用が高
くなり、低い電圧で液晶物質が硬化物に配向し易くな
り、低い駆動電圧で高い透過率を得ることができる。

さらに、この液晶光学素子の外側に保護板を接着剤で
接着して設けることにより、破損を生じにくくなり、安
全性が向上する。

特に、基板上にスメクチック液晶物質と硬化性化合物
との溶解物を供給し、その上に他方の基板を載置するこ
とにより、大面積の素子を極めて生産性良く製造でき
る。このため、ガラスの場合にもかなり長尺の基板が使
用できるし、プラスチックの基板では連続フィルムによ
る連続プロセスも可能となる。

特に、基板にプラスチック基板を使用した場合には、
生産性は良い反面、強度が劣っているため、大面積化し
た際に、破損し易くなったり、湾曲したりする。このた
め、両面に保護板を設ける効果が大きい。中でも保護板
としてガラス板を使用し、シート状接着剤で接着するこ
とにより、合わせガラスと類似の構造となり、安全で信
頼性が高くなる。

又、本発明の液晶光学素子は、液晶物質と硬化物とが
細かな３次元網目状マトリックスを構成しているため、
素子を製造後所望の大きさに切断して使用することもで
きる。

また、マトリックス中に液晶の分散体が互いにつなが
っているため、電圧印加の際、液晶が均一に配列し易い
ためマイクロカプセル状や独立した液晶粒から構成され
る素子と比べて、透明状態でのヘーズが小さく、駆動電
圧が低くてすむ。また、白濁状態の際、素子が赤っぽく
なることを防ぐといった効果もある。

本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内で
種々の応用が可能である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の電極付基板間に液晶物質を含有させ
た層を挟持してなる液晶光学素子において、得られる硬
化物の屈折率が、使用する液晶物質の常光屈折率
（ｎ_o）あるいは異常光屈折率（ｎ_e）のいずれかと一致
するように選ばれた硬化性化合物及びスメクチック液晶
物質の溶解物を一対の電極付基板間に保持し、一対の電
極付基板間に電圧を印加させながら硬化性化合物を硬化
させ、液晶物質と硬化物との相分離を固定化し、使用す
るスメクチック液晶物質が使用温度域でスメクチックＡ
相を示すスメクチック液晶物質であることを特徴とする
液晶光学素子。
【請求項２】請求項１の液晶光学素子の電極付基板とし
て電極付プラスチック基板を使用し、これら電極付プラ
スチック基板の外側に保護板を接着層で接着して一体化
してなることを特徴とする液晶光学素子。
【請求項３】請求項１の液晶光学素子の製造方法におい
て、一方の電極付基板上に硬化性化合物及びスメクチッ
ク液晶物質の溶解物を供給し、次いで他方の電極付基板
を重ね合せ、これら一対の電極付基板間に電圧を印加さ
せながら硬化性化合物を硬化させ、液晶物質と硬化物と
の相分離を固定化したことを特徴とする液晶光学素子の
製造方法。
【請求項４】請求項１の液晶光学素子の製造方法におい
て、一対の電極付基板を周辺でシールしてセルを形成
し、このセル内に硬化性化合物及びスメクチック液晶物
質の溶解物を封入し、これら一対の電極付基板間に電圧
を印加させながら硬化性化合物を硬化させ、液晶物質と
硬化物との相分離を固定化したことを特徴とする液晶光
学素子の製造方法。
【請求項５】請求項１または２の液晶光学素子の基板上
の電極が夫々の基板で複数の電極群に分けられており、
これらの電極群に電圧を印加するための駆動回路と、液
晶光学素子を加熱するための加熱手段とを有しているこ
とを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】請求項１または２の液晶光学素子におい
て、使用する光硬化性化合物が光硬化性ビニル系化合物
であることを特徴とする液晶光学素子。