JPH07507083A - 液晶光変調デバイスと物質 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液晶光変調デバイスと物質 発明の背景 関連の出願 本願は、米国特許出願第０７／６９４８４０号（１９９１年５月２日出願、この 出願は本願にも取り入れられている）と、米国特許出願第０７／８８５１５４号 （１９９２年５月１８日出願、この出願も本願にも取り入れられている）の一部 継続出願である。

技術分野 本発明は一般に液晶光変調デバイスに関係し、より詳しくは、異なる電場条件で 異なる光学的状態を示し、電場オン又は電場オフのいずれのモードでも全ての視 角においてヘーズのない光透過性と光学的多安定性を含む特性のユニークな組み 合わせを特徴とする新規な相分離した高分子一液晶のディスプレーセルに関する 。

関連技術の説明 各種の電子光学デバイスに使用する目的の電気的切換性液晶ポリマーフィルムは 、機械的閉じ込め法によって調製されている。このような技術の１つに、液晶を 微細多孔質のプラスチック又はガラスシートに吸収させる方法がある。この他に 、ポリビニルアルコールのような水溶性ポリマーの溶液中又はラテックスエマル ジョン中のネマチック液晶の水系エマルジョンから水を蒸発させる方法がある。

機械的閉じ込め法とエマルジョン化法を越える顕著な利益を提供する別な方法に 、適当な合成樹脂を含む均一な溶液から、ポリマー相で分散された液晶相を形成 するネマチック液晶の相分離がある。

得られる物質は、ポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）フィルムと称される。ＰＤＬＣ フィルムのい（つかの長所は米国特許第４６７１６１８号、同４６７３２５５号 、同４６８５７７１号、同４７８８９００号で議論されており、これらの開示事 項は参考にして含まれる。ＰＤＬＣフィルムは、窓の切換性コーティングや大面 積ディスプレーから投映ディスプレーや高品位テレビまでの多くの用途に有用で あることが示されている。

この相分離の方法は、硬化剤の添加、紫外線により開始された重合、又は不混和 領域に冷却することによって行うことができる。もう１つの方法は、溶媒中のポ リマーと液晶の溶液のマトリックスを形成する組成物から溶媒を蒸発させる。

液晶の普通の屈折率がポリマーの屈折率に合致する上記の窓やディスプレーにお いて、このデバイスは、観測面に普通は垂直な電界の方向にそって見るとき、最 も透明に見える（電場オン状態）。本質的に不透明な外観が充分に斜めの視角で 知覚されるまで、斜めの視角が増加したときに、ヘーズが増加して透明性が減少 する。このヘーズの状態は、視角が直角から離れると、液晶の有効な屈折率とマ トリックスの屈折率の不一致がより大きく知覚されることから生じる。

米国特許第４９９４２０４号（１９９１年２月１９日発行、米国特許出願第０７ ／３２４０５１号に対応）に開示されているＰＤＬＣフィルムの別な開発は、例 えば液晶ポリマーの複屈折ポリマーの使用を含む。複屈折ポリマーで調製したＰ ＤＬＣフィルムは、入射光の全方向についてヘーズのない透明性を表示する特性 を有する。このことは、ポリマーの常光線屈折率と異常光線屈折率を、液晶の常 光線屈折率と異常光線屈折率に合致させることによって達成される。

複屈折ポリマーを用いて作成したＰＤＬＣフィルムは、電場オンの状態で透明で 、電場オフの状態で光を散乱する通常の仕方で操作することができる。或いは、 電場がない状態で透明で、電場オンの状態で光散乱するといった逆の又は「フェ イルセーフ」の様式で作動するようにフィルムを作成することもできる。

発明の開示 本発明は、従来の技術を越える顕著な利益を提供する特性のユニークな組み合わ せを示す、電気的切換性の物質である。例えば、この新規な物質は、電場オフの 状態で光散乱して電場オンの状態で透明なモード、又は電場オフの状態で透明で 電場オンの状態で光散乱するモードのいずれでも操作可能である。両方の場合に おいて、この物質は、透明なときに全視角で最小限のヘーズを示す。

本発明のもう１つの重要な特徴は、この物質を、多数の光学的に異なる状態を呈 するように調製でき、いずれの状態も印加電場の存在なしに安定なことである。

ディスプレーデバイスに組み込んだ場合、この物質は、電場により１つの状態か ら他の状態に移ることができる。電場パルスの大きさと形状により、この物質の 光学的状態は、その状態の連続体にそって任意の所望の強度の着色光を反射する 新しい安定状態に変わることができ、このようにして安定な「グレースケール（ ｇｒｅｙ　５ｃａｌｅ）Ｊを提供する。低電場パルスは、白い外観の光散乱状態 に結びつく。充分に高い電場パルス、即ち、液晶ディレクター（ｄｉｒｅｃｔｏ ｒ）をホメオトロピックに配向させるに充分に高い電場の印加は、任意の所望の 色であることができる光散乱状態に物質を移動させる。光散乱と光反射状態はゼ ロ電場でも安定を維持する。充分に高い電場を維持した場合、その電場を取り除 くまでこの物質は透明である。電場を急激に切ると、この物質は光反射状態を再 形成し、電場をゆっくり切ると、この物質は光散乱状態を再形成する。安定な反 射状態から安定な散乱状態まで物質を移動するに必要な大きさよりも小さい種々 の電場パルスは、この物質をそれ自身で安定な中間状態に移動することができる 。これらの多安定状態は、反射と散乱状態により反射される間の強度の着色光を 不明瞭に反射する。即ち、電場パルスの大きさにより、この物質は安定なグレー スケールの反射能を示す。また、この物質への機械的応力の適用を、光散乱から 光反射状態に物質を移動させるに使用することができる。

多安定性物質の主な長所は、高いデフィニションの平らなパネルスクリーンを作 成するための活性マトリックスを必要としないことである。このスクリーンは、 各々の画素サイトにおける活性エレメントと、ディスプレーをアドレスするため に使用する多量化スキームなしに調製することができる。このことは、生産を大 きく簡略化し、収率を上げ、ディスプレーのコストを下げる。

多量化したフラットパネル液晶ディスプレーは新規ではなく、スピード、コント ラスト、又は色が重要な問題点ではないラップトツブコンピュータースクリーン のような用途に、主に超ねじりネマチック物質と共に開発されてきた。表面安定 化双安定状態を示す強誘電体液晶もまた多量化することができる。これらのディ スプレーは、その表面安定性が厳しい操作条件下で維持されないため、商業化が 難しい。本発明の物質は、基材の微妙な表面条件を必要とせずに、光散乱と光反 射状態が物質的に安定化されるといったいつくかの利益を提供する。本発明の物 質で作成したディスプレーデバイスは、ディスプレーの明るさを制限する偏光子 を必要としない。さらに、色は物質そのものによって導入され、同じく明るさを 減らすことがある色フィルターを必要としない。

本発明における上記の育益な特性は、液晶とポリマーの液晶光変調物質を含む光 変調セルを提供し、この液晶は正の誘電異方性を有するキラルネマチック液晶で あり、焦点円錐とねじれ平面のテキスチャーを形成するに有効な量でキラル物質 を含み、ポリマーは、焦点円錐とねじれ平面テキスチャーを電場なしで安定化す る量でセル中の相分離ドメインに分布し、電場を適用したときに液晶がテキスチ ャーを変えることを可能にする。

アドレス手段は、従来技術で知られる活性マトリックス、多量化回路、電極等の ような任意のタイプでよい。ポリマードメインの近（の液晶分子はポリマーによ って定着される。これらの結果、この新規な物質は、異なる電場条件下で異なる 光学的状態、即ち、光透過、光散乱、光反射、これらの状態間の安定なグレース ケールを示すようにすることができる。

ポリマーネットワークを形成するために使用する物質は、キラルネマチック液晶 に可溶であり、重合後に相分離して相分離ポリマードメインを形成する。適切な ポリマー物質を紫外線硬化性、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマーから選択す ることができ、架橋性のポリメチルメタアクリレート、ビスアクリレート、ヒド ロキシ官能化ポリメタクリレート、及び数種のエポキシ系等であるように少なく とも２つの重合性二重結合を存するモノマーから作成したポリマーを含む。使用 するポリマーの量はポリマーによる。ポリマーにより、約１．５〜約４０％のポ リマー含有量で有用な結果が得られている。

キラルネマチック液晶は、正の誘電異方性有をするネマチック液晶とキラルな物 質の、所望のピッチ長さを形成するに充分な量の混合物である。適当なネマチッ ク液晶とキラル物質は市販されており、本願の開示により当業者には分かるであ ろう。ネマチック液晶とキラル物質の量は、特定の使用する液晶とキラル物質、 及び所望の操作モードによって変わるであろう。標準と逆モードのセルについて 、ネマチック液晶とキラル物質の合計重量を基準に、使用するキラル物質に依存 して、０．　５〜約１７重量％のキラル物質の使用で有用な結果を得ることがで きる。キラル物質の好ましい範囲は約１〜約１６％である。多安定性セルについ て、キラル物質とネマチック液晶の合計重量を基準に、約１８〜約６６重量％の キラル物質の使用で有用な結果が得られている。

この物質により反射される光の波長はλ”ｎｐの関係で与えられ、ここでｎは平 均屈折率でｐはピッチ長さである。８００ｎｍより大きい波長は赤外であり、３ ８０ｎｍ未満は紫外である。電場オフの状態で光を散乱して電場オンの状態で光 を透過する標準モード、又は電場オフの状態で光を透過して電場オンの状態で光 を散乱する逆モードのいずれかで動作するセルにおいて、キラルネマチック液晶 は、可視スペクトルの外側、好ましくは赤外スペクトルの光を反射するに有効な ピッチ長さを存する。標準モードと逆モードのセルの好ましいピッチ長さは約１ ．０〜約４．０ミクロンの範囲である。

標準と逆のモードで作動する液晶光変調物質は、ネマチック液晶とキラル物質の 合計重量を基準に約１〜約１６重量％のキラル物質を含むギラルネマチック液晶 で調製されている。両方の場合において、その重量は、使用する特定の液晶、キ ラル物質、及びポリマーによって変わることがあると理解すべきである。

本発明の実施において、液晶とポリマー（又はポリマー前駆体）の溶液をセルに 導入する。重合は、使用するポリマーにより、紫外線、熱等の任意の仕方で開始 させる。重合条件下でポリマー相はキラルネマチック液晶から分離し、相分離し たポリマー分子の相分離したポリマードメインを形成する。

本発明には必須ではないが、場合により、セル壁に平行な液晶分子の表面配向を 用意するために、例えばセル壁にみかきポリイミド層を提供する又は洗剤や化学 物質で処理することにより、セル壁の処理をすることが好ましいことがある。こ のことは、電場オフ条件でいくつかの逆モードセルにおいて、透明性と応答時間 を改良する効果を有する。

標準モードセルの場合において、重合は、セル壁に直角に液晶分子を配向する電 場の存在中で起きる。重合が完了して電場が動くとき、ポリマードメインの近く の液晶分子は、優先的なホメオトロピック配向に固定される。周りのキラル液晶 は、セル壁の全ての表面効果、電場、ポリマードメインの強制効果のような、セ ル中の力の間の競合から生じる焦点円錐テキスチャーを有する。電場オフ条件に おいて、ポリマー液晶物質は強く光を散乱し、セルは不透明である。電場オン条 件において、焦点円錐テキスチャーはホメオトロピック配向を再形成し、セルは 光学的に透明である。液晶分子のホメオトロピック配向と組成物中のポリマーの 典型的に少ない量のため、液晶物質の全体で屈折率の変動又は変化は無視できる 。したがって、セルは全ての視角でヘーズがない。ここで、ポリマーの量の増加 は、ヘーズの量の増加の効果を有することがあると留意すべきである。

逆モードセルの場合、重合は、電場の存在なしで起きる。セル全体の液晶分子は ねじれ平面構造を指向する。電場なしでセルは光学的に透明であり、可視光領域 で反射や散乱がないためである。電場オンの条件において、液晶分子は、全表面 効果、電場、ポリマードメインの強制のようなセル中の各種の力の競合の結果と して、電場の存在中で焦点円錐テキスチャーを有する。この条件において、セル は光を散乱する。適当に長いピッチ長さを有する液晶物質について、その物質は 、電場の除去の後、平面テキスチャーに戻るであろ多安定性カラーディスプレー セルは、ゼロ電場、又は液晶ディレクターを配向するに有効な電場中のいずれが で、重合と液晶ポリマー溶液の相分離によって調製される。両方の場合において 、物質中に形成されたポリマードメインは、低電場パルスの適用から得られる光 散乱状態と、高電場パルスの適用から得られる光反射状態を安定化するのに役立 つ。

セル壁に平行なねじれ平面テキスチャーの液晶分子を有する電場オフ条件におい て、セルは着色光を反射する状態である。この状態は、キラルネマチック液晶の ピッチ長さにより、グリーン、赤、青、又は任意の予め選択した色の見えるよう に形成することができる。

低電場（例、厚さ１ミクロンにっき６ボルト）をセルに印加すると、白い光を散 乱する状態に切り換わることができる。この状態において、ポリマードメインを 囲む液晶分子は、全表面効果、電場、ポリマードメインの強制の競合の結果とし て、焦点円錐テキスチャーを有する。この物質は、低電場を除去したときに、光 散乱状態に留まることができる。高電場（例、厚さ１ミクロンにっき１２ボルト ）をセルに印加すると、この物質は電圧を除去するまで光学的に透明になる。電 場を急激に切ると、ピッチ長さによって書き込んだ予め選択した色を有する均一 なねじれ平面テキスチャーに切り換わる。

光反射状態は、ゼロ電場で安定を保つ。電場をゆっくり切ると、この物質は、や はりゼロ電場条件で安定を保つその光散乱状態に変化する。ポリマードメインの 効果は、ゼロ電場条件で、平面と焦点円錐テキスチャーの両方を安定化すること である。種々の条件の間に物質を移動させるに必要な電場の大きさは、当然なが ら、使用する特定の液晶とポリマーの性質と量によって変わることがあるが、本 発明の開示事項より、当業者には容易に決めることができるであろ多安定性カラ ーディスプレーにおいて、キラルネマチック液晶は、円偏光着色光を反射するた めに有効な約０．２５〜０．４４ミクロンの好ましい範囲のピッチ長さを有する 。典型的なピッチ長さは青色については０．２７ミクロン、緑色については０． ３１ミクロン、赤色については０．４０ミクロンである。多安定性カラーディス プレー物質は、ネマチック液晶とキラル物質の合計重量を基準に約２７〜約６６ ％のキラル物質を含んで調製されている。ここで、この範囲は、使用するキラル 物質、液晶、ポリマーによって変わることがある。

１つの態様において、多安定性ディスプレー物質は、双安定性光シヤツターとし て機能するように調製することができる。紫外線範囲の光を反射するようにキラ ルネマチック液晶のピッチ長さを調節することにより、反射光が可視スペクトル の外側であるため、安定な平面テキスチャーに切り換わったとき、この物質は透 明に見えることができる。カラー反射セルのように、安定な焦点円錐テキスチャ ーに切り換わったとき、この物質は光を散乱することができる。

このため、この多安定性物質は、液晶が紫外線範囲の光を反射する安定な光学的 に透明な状態と、安定な光を散乱する状態の間を切り換わることができる。紫外 線範囲の光を反射するに有効なピッチ長さは、典型的に約０．５〜約１ミクロン であろう。紫外線の光を反射し、このため平面テキスチャーにおいて透明に見え 、焦点円錐テキスチャーにおいて光を散乱する双安定性光シヤツターは、キラル 物質とネマチック液晶の合計重量を基準に約１９重量％のキラル物質を含んで調 製されている。

驚くべきことに、多安定性カラー反射物質は、安定なグレースケール、即ち、反 射強度の度合いが変化することを特徴とする多重光学状態を示し、いずれも印加 電場の存在なしに安定である。反射と散乱の状態の間で、この物質は、パルスを アドレスする電場の電圧により、着色光の安定なグレースケール反射率を示す。

各々の場合において、電場パルスは好ましくは交流パルスであり、より好ましく は方形交流パルスであり、これは直流パルスはイオン伝導を生じやすく、セルの 寿命を制限するためである。

したがって、本発明は、最大の参照強度を反射するカラー反射状態と、最小の参 照強度を示す光散乱状態の間を切り換わることができるポリマー安定化キラルネ マチック液晶物質のアドレス法もまた特徴とする。この方法は、前記の最大と最 小の間の安定なカラー反射能を達成するに充分な大きさの変化する電圧パルスの 印加を含み、それによってこの物質から安定なグレースケール反射率を形成する 。

好ましくは、この方法は、充分な時間と電圧の交流パルスにこの物質を供し、前 記キラルネマチック物質の一部に第１の光学状態を示させ、キラルネマチック物 質の残りの部分に第１の状態と異なる光学状態を示させることを特徴とする。好 ましい態様において、第１の光学状態の物質の部分は平面テキスチャーを示し、 第２の光学状態の残りの部分は焦点円錐テキスチャーを示し、反射の強度は、平 面反射テキスチャーの物質の量に比例する。

次の好ましい態様の詳細な説明と添付の図面より、本発明のこの他の多くの特徴 、長所、充分な理解が得られるであろう。

図面の簡単な説明 図１は、本発明のポリマー液晶物質を含む光変調セルの図式の横断面の説明図で ある。

図２は、液晶がホメオトロピックに配向して光学的に透明な状態を示すときの、 本発明の新規な物質の図式的で断片的な拡大横断面の説明図である。

図３は、ポリマードメインの近くの液晶はホメオトロピックに配向し、周りの液 晶は焦点円錐テキスチャーを有する光散乱状態における物質の図式的で断片的な 拡大横断面の説明図である。

図４は、液晶がねじれ平面テキスチャーを有するときの物質の図式的で断片的な 拡大横断面の説明図である。

図５は、ポリマードメインの近くの液晶はねじれ平面構造を存し、周りの液晶は 焦点円錐テキスチャーを有する物質の図式的で断片的な拡大横断面の説明図であ る。

図６は、変化する電圧の交流パルスに対するセルの動的応答のプロットであり、 約２０〜３４ボルトの電圧範囲におけるグレースケール反射を例証する。

好ましい態様の説明 図１に図式的に示したセルは、縁の周囲をシールし、スペーサー１２で隔てられ たガラスプレートｌＯを含む。図に示すように、ガラスプレート１Ｏ１１１は透 明な電極を形成するインジウム−錫酸化物でコーティングされている。参照数字 １４は、随意の擦り加工した（ｒｕｂｂｅｄ）ポリイミドコーティングを示し、 液晶ディレクターの均一な表面配向をもたらすために電極に施すことができる。

図１のセルは、本発明のポリマー液晶で満たされている。この液晶表面変調物質 は、一般に、正の誘電異方性を有する周りのキラルネマチック液晶Ｉ６の中に分 散した相分離ポリマードメイン１５を含む。異なる光学状態間にセルを切り換え るための交流電圧源１７を、電極に接続して示す。

図１に示したセルの形態は、本発明の特定の態様と液晶光変調物質の機能を示す ためのみに選択したものであり、この物質は種々の仕方でアドレスすることがで き、他のタイプのセルに組み込むこともできると理解すべきである。例えば、外 的に活性化された電極によるアドレスの代わりに、この新規な物質は、活性マト リックス、多重化スキーム、又は他のタイプの回路部品によってアドレスするこ とができ、これらはいずれも当業者には明らかであろう。同様に、セルは随意の 配向層なしに調製することができる。

本発明にによると、ポリマードメイン１５は、キラルネマチック液晶を含む溶液 から分離した相のポリマーと定義することができる。

ポリマードメイン１５の近くのキラルネマチック液晶は、ポリマーによって固定 される。

キラルネマチック液晶とポリマーの合計重量を基準にしたポリマーの重量含有率 は、使用するポリマーによって変わることがあり、好ましくは、ポリマーと液晶 の合計重量を基準に約１．５〜約４０重量％の範囲の量で存在する。例えば、セ ルは、特定のビスアクリレートを用いて約１．５〜ｌＯ％、特定のヒドロキシ官 能化ポリメタクリレートを用いて約２０〜３０％、及び特定のエポキシ、熱可塑 性プラスチック、紫外線硬化ポリマーを使用して約４０％のポリマー含有率で調 製されている。このように、種々の光学状態においてセルの望ましい又は望まし くない外観を構成するものが主観的判断事項である限り、ポリマー含有率は多少 の変化に従うと理解すべきである。

図１に示すセルを調製する好ましい方法において、ポリマー（又はモノマーのよ うなその前駆体）は、任意の必要な光開始剤、架橋又は硬化剤と一緒にキラルネ マチック液晶と共に溶解される。次いで溶液をガラスプレートｌ０１１１の間に 導入し、ここでは随意の擦り加工したポリイミドコーティング１４を有して示し ている。次いでこの溶液をその場で重合し、ポリマーの付随的な相分離を生じさ せ、参照番号１５で概念的に示したようなポリマードメインをセル中で形成する 。ポリマー−液晶溶液の重合は、液晶ディレクターをホメオトロピックに配向す るに有効な電場の存在中で、又はゼロ電場で行うことができる。後者の場合、液 晶分子は、セル壁に平行に配向したねじれ平面テキスチャーを優先するであろう 。

標準モードセル 電場オフの条件で光を散乱し、電場オンの条件で光学的に透明な標準モードセル は、可視スペクトルの外側、好ましくは赤外スペクトルの光を反射するキシルネ マチック液晶を用いて調製する。好ましいピッチ長さは約１．０〜約４．０ミク ロンの範囲である。所望のピッチ長さを宥する液晶光変調物質は、ネマチック液 晶とキシル物質の合計重量を基準に約１〜約１６重量％のキシル物質を含むこと ができ、その重量％は、使用する特定の液晶、キシル物質、ポリマーによって変 わることがある。

標準モードセルは、電場の存在下でポリマー−液晶溶液を重合させることによっ て調製する。図２に示すように、電場は、キシルネマチック液晶分子のねじれを 戻し、液晶ディレクター２０をホメオトロピックに整列するに有効である。１つ のポリマードメイン１５を図２に概念的に示す。

各々のポリマードメインは複雑で、３次元網状組織に架橋することか多いと考え られる。電場を切ったとき、図３に示すように、ポリマーの定着効果のため、ポ リマーの近くの液晶はホメオトロピック配向を留める傾向にある。参照番号３０ と示した周りの液晶は、焦点円錐テキスチャー、即ち、ランダムに配向した螺旋 軸を有する螺旋状にねじれた分子を再形成する傾向にある。焦点円錐テキスチャ ーは、全ての表面効果、液晶に結合したポリマードメインの束縛作用のような、 系の中の種々の力の間の競合の結果である。図３に示すような電場オフの条件に おいて、ポリマー−液晶物質は、入射光の偏光によらず、強く光を散乱する。

電場を印加して図２に示すように液晶ディレクターをホメオトロピックに配向さ せたとき、ポリマー−液晶物質は光学的に透明である。組成物中のポリマーは典 型的に少量であるため、液晶物質全体で屈折率の存意な変化や変動はない。した がって、この物質を含むセルは全視角でヘーズがなく、ただし、ポリマーの量が 増えるとへ一ズの量も増えることがある。

例１ 電場オフの条件で光を散乱し、電場オンの条件で透明な標準モードセルを、ネマ チック液晶とキシル物質の合計重量を基準に８．８重量％のキシル物質を含むキ シルネマチック液晶、及びキシルネマチック液晶とモノマーの合計重量を基準に ２．９重量％の架橋用モノマーの溶液を用いて調製した。キシルネマチック液晶 は約１．　４ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなったニ ー１．７５．２ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチック液晶混合物、・８．３ｍｇの４’ 　−（２−メチルブチルフェニル）　−４’　−（２メチルブチル）−４−ビフ ェニルカルボキシレート（キシル物質）、・８．５ｍｇの４−シアノ−４°　− （２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・５．７ｍｇのビスアクリロイルビフェニル（ＢＡＢ実験室合成モノマー）、 ・１．Ｏｍｇのベンゾインメチルエーテル（ＢＭＥ−光開始剤）。

Ｅ−３１ＬＶは本質的に次の混合物からなる＝４エチル４°　−シアノビフェニ ル、４−ブチル−４゛−シアノビフェニル、４−へキシル−４゛−シアノビフェ ニル、４−メトキシ−４°　−シアノビフェニル、４−プロビロキシ−４゛−シ アノビフェニル、４−ベンチルー４°−シアノターフェニル、４−　（４’　− エチルビフェニル−４−カルボニロキシ）メチルベンゼン。

縁をシールし、厚さ８ミクロンのＭｙｌａｒスペーサーで隔てた２枚をガラスプ レートを有するセルを、重合性溶液で満たした。ガラスプレートをインジウム− 錫酸化物でコーティングし、透明な電極を提供した。電極をポリイミドでコーテ ィングし、液晶の均一な表面配向をもたらすようにパフ磨きした。

充填したセルに紫外線を照射し、モノマーを重合させ、ポリマーをセル中のポリ マードメインに相分離させた。セルを照射している間に、交流電圧を印加し、液 晶のホメオトロピックな配向を生じさせｔこ。

ゼロ電場でセルは不透明又は光散乱であり、この状態で透過率は５％未満であっ た。セルを横切って交流電圧（Ｖ、□＝３５Ｖ）を印加したとき、透明になった 。電場オンの条件で、セルは全視角の入射光について透明であった。

例２ キシル物質のピッチ長さと濃度を変化させ、次の一連の標準モードセルを調製し た。

ネマチック液晶とキシル物質の合計重量を基準にＩｌ、１重量％のキシル物質を 含むキシルネマチック液晶と、キシルネマチック液晶とモノマーの合計重量を基 準に２．９重量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて、標準モードセルを調製し た。キシルネマチック液晶は約１．４ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなった： ・Ｉ　４４ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチック液晶混合物（ＥＭ工業より入手）、 ・１８ｍｇの４−シアノ−４’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質 ）、 ・４．９ｍｇの４，４゛　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・１． Ｏｍｇのベンゾインメチルエーテル（ＢＭＥ−光開始剤）。

セルは例１と同様にして調製した。重合の間に交流電圧を印加し、液晶のホメオ トロピック配向を生じさせた。

ゼロ電場でセルは不透明又は光散乱であり、透過率は５％未満であった。セルを 横切って交流電圧（Ｖ、、　＝　２５　Ｖ）を印加したとき、透明になった。電 場オンの条件で、セルは全視角の入射光について透明であった。

ネマチック液晶とキシル物質の合計重量を基準に１２．９重量％のキシル物質を 含むキシルネマチック液晶と、キシルネマチック液晶とモノマーの合計重量を基 準に３．３重量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて、標準モードセルを調製し た。キシルネマチック液晶は約１．２ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなった； ・１３７ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチック液晶混合物、・２０．４ｍｇの４−シア ノ−４’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・５．３ｍｇの４，４′　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・２． ４ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例１と同様にして調製した。重合の間に交流電圧を印加し、液晶のホメオ トロピック配向を生じさせた。

ゼロ電場でセルは不透明又は光散乱であり、セルの透過率は１５％であった。セ ルを横切って交流電圧（Ｖ、、　＝　２１　Ｖ）を印加したとき、透明になった 。電場オンの条件で、セルは全視角の入射光について透明であった。ゼロ電場で 透過率は１５％であったため、セルはかろうじて有効であった。

ネマチック液晶とキシル物質の合計重量を基準に５．９重量％のキシル物質を含 むキシルネマチック液晶と、キシルネマチック液晶とモノマーの合計重量を基準 に２．２重量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて、標準モードセルを調製した 。キシルネマチック液晶は約２．６ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなった： ・２００ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチック液晶混合物、・１２．６ｍｇの４−シア ノ−４’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・４．８ｍｇの４，４°　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・１． ８ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例１と同様にして調製した。重合の間に交流電圧を印加し、液晶のホメオ トロピック配向を生じさせた。

ゼロ電場でセルは不透明又は光散乱であり、セルの透過率は６２％であった。セ ルを横切って交流電圧（Ｖ、、、　＝　１４　Ｖ）を印加したとき、透明になっ た。電場オンの条件で、セルは全視角の入射光について透明であった。ゼロ電場 で透過率は６２％であったため、セルは容認できなかった。

０．９６％のＲ−１ｏｌｌキラル物質（Ｅ、Ｍｅｒｃｋ）、９４゜８２％のＺＬ Ｉ−４３８９ネマチック液晶混合物（Ｅ、　Ｍｅ　ｒ　ｃ　ｋ）、３゜８３％の ＢＡＢ６実験室合成ビスアクリレートモノマー、０゜３８％のＢＭＥ光開始剤か らなる重合性溶液を、透明な電極として役立つＩＴＯでコーティングしたガラス ブレニドの間に入れ、標準モードセルを調製した。ガラスプレートは洗浄したが 、液晶配向のだめの表面処理は全（行わなかった。セルの厚さは１５μｍのガラ スファイバースペーサーで調節した。サンプルに紫外線を照射し、モノマーを重 合させた。

このサンプルは３．９μｍのピッチ長さを有した。電場オフの条件でサンプルの 透過率は１．８％であった。電場オンの条件で透過率は８８％であった。この対 照比は４９：ｌであった。このサンプルはＶ、、、＝ＳＶの低い駆動電圧を有し た。ターンオンとターンオフの時間はそれぞれ２１ｍｓと６６ｍ５であった。こ のセルは許容できた。

２．１６％のＲ−１０１１キラル剤、９３．３６％のＺＬＩ−４３８９ネマチッ ク液晶混合物、３．８３％のＢＡＢ６ビスアクリレートモノマー、０．３８％の ＢＭＥ光開始剤からなる重合性溶液より、前記のセルと同様にしてもう１つの標 準モードセルを調製した。

このサンプルは１．７４μｍのピッチ長さを有した。電場オフの条件でサンプル の透過率は０．３７％であった。電場オンの条件で透過率は８７％であった。こ のセルは２３０　：　１の良好な対照比を有した。駆動電圧は１５Ｖで、ターン オンとターンオフの時間はそれぞれ５０ｍｓと１４ｍｓであった。

２．６２％（７）Ｒ−１ｏｌｌキラル物質、９２．６２％（７＞ＺＬＩ−４３８ ９ネマチック液晶混合物、４．３８％のＢＡＢ６ビスアクリレートモノマー、０ ．４４％のＢＭＥ光開始剤からなる重合性溶液より、前記のセルと同様にしても う１つの標準モードセルを調製した。このサンプルは１．　４μｍのピッチ長さ を有した。電場オフの条件でサンプルの透過率は０．３５％であった。電場オン の条件で透過率は８７％であった。このセルは２５０　：　１の良好な対照比を 有した。駆動電圧は２０Ｖで、ターンオンとターンオフの時間はそれぞれ３７ｍ ５と２５ｍ５であった。ピッチ長さが減少すると、駆動電圧が増加する傾向にあ ることが認められる。

例３ モノマーの４，４′　−ビスアクリロイルビフェニル（ＢＡＢ）の濃度を変化さ せて次の一連の標準モードセルを調製した。

ネマチック液晶とキシル物質の合計重量を基準に１０．０重量％のキシル物質を 含むキシルネマチック液晶と、キシル液晶とモノマーの合計重量を基準に４．４ 重量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて、標準モードセルを調製した。キシル ネマチック液晶は約１゜５ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなった： ・１０７ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・１１．９１ｍｇの４−シアノ− ４’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・５．５ｍｇの４，４′−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・１．７ ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例１と同様にして調製した。重合の間に交流電圧を印加し、液晶のホメオ トロピック配向を生じさせた。

ゼロ電場でセルは不透明又は光散乱であり、セルの透過率は７％であった。セル を横切って交流電圧（Ｖ、、、　＝　２８　Ｖ）を印加したとき、透明になった 。電場オンの条件で、セルは全視角の入射光について透明であった。このセルは 電場オンと電場オフの状態で良好な対照比を有した。

ネマチック液晶とキシル物質の合計重量を基準に９．９重量％のキシル物質を含 むキシルネマチック液晶と、キシル液晶とモノマーの合計重量を基準に１．２重 量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて、もう１つの標準モードセルを調製した 。このキシルネマチック液晶は約１．５ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなった： １６４ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・１８ｍｇの４−シアノ−４’−（ ２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・２．２ｍｇの４．４°　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・０． ７ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例１と同様にして調製した。重合の間に交流電圧を印加し、液晶のホメオ トロピック配向を生じさせた。

ゼロ電場で透過率は６７％であった。セルを横切って交流電圧（Ｖ、□＝１８Ｖ ）を印加したとき、透明になった。電場オンの条件で、セルは全視角の入射光に ついて透明であった。ゼロ電場の透過率が６７％であったため、このセルは許容 できなかった。

ネマチック液晶とキシル物質の合計重量を基準に９．８重量％のキシル物質を含 むキシルネマチック液晶と、キシル液晶とモノマーの合計重量を基準に９．０重 量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて、もう１つの標準モードセルを調製した 。このキシル液晶は約１゜５ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなった２ １０１ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・１１．０ｍｇの４−シアノ−４° −（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・１１．４ｍｇの４，４′−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、 ・３．５ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例１と同様にして調製した。このセルはゼロ電場で殆ど透明であり、良好 なセルではなかった。

例４ 表面配向層を全く有しない標準モードセルを２，１８％のＲ，−１０１１キラル 物質（Ｅ、Ｍｅｒｃｋ）、９４．１４％のＺＬ　ｌ−４３８９ネマチツク液晶（ Ｅ、Ｍｅｒｃｋ）、２゜９０％のＢＡＢ　６実験室合成ビスアクリレートモノマ ー、０．２９％のＢＭＥ光開始剤からなる重合性溶液より調製した。この混合物 をＩＴＯ透明電極を有するガラスプレートの間に入れた。セルの厚さは１５μｍ のガラススペーサーで調節した。ガラスプレートは洗浄したが、液晶の配向のた めの表面処理は全く行わなかった。サンプルに紫外線を照射し、モノマーを重合 させた。

このサンプルは１８Ｖの駆動電圧を必要とした。ターンオン時間は５２ｍ５でタ ーンオフの時間は１９ｍ５であった。対照比はＩ；２４５で、電場オンの条件で の透過率は９０％であった。

逆モードセル 電場オフの条件で透明で、電場オンの条件で光を散乱する逆モードセルを、可視 スペクトルの外側、好ましくは赤外スペクトルのピッチ長さを有するキシルネマ チック液晶を用いて調製した。逆モードセルの場合、ピッチ長さは約１．０〜約 ４．０ミクロンで変化する。キシルネマチック液晶は、典型的に、ネマチック液 晶とキシル物質の合計重量を基準に約１〜約１６重量％のキシル物質を含むが、 この重量割合は使用する特定の液晶、キシル物質、ポリマーによって変わること がある。

逆モードセルは、ポリマー−液晶の溶液をゼロ電場で重合させることによって作 成する。図４に示すように、物質全体の液晶分子は、参照番号４０で示すような ねじれ平面テキスチャーの方を優先する。

１つのポリマードメインをここでも１５で概念的に示した。図４に示す電場オフ の条件で、ポリマー−液晶の物質は、可視スペクトルに光の反射や散乱がないた め透明である。

図５に概念的に示す電場オンの条件において、ポリマードメイン１５の近くの液 晶分子は、ポリマードメインの定着効果のため、ねじれ平面配向の方を優先する 。周りの液晶は、電場によって焦点円錐テキスチャーに再形成される。電場の存 在中の焦点円錐テキスチャーは、表面効果、電場、ポリマードメインの拘束のよ うな系のカの間の競合の結果である。図５の電場オンの条件で、液晶−ポリマー の物質は入射光の全ての偏光について強く光を散乱する。

例５ 電場オンの条件で光を散乱し、電場オフの条件で透明な逆モードセルを、ネマチ ック液晶とキシル物質の合計重量を基準に４．　０重量％のキシル物質を含むキ シルネマチック液晶と、キシルネマチック液晶とモノマーの合計重量を基準に４ ．６重量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて調製した。キシルネマチック液晶 は約３．７ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなった： ・Ｉ　０７ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・４．５ｍｇの４−シアノ−４ ’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・５．５ｍｇの４．４゛　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・１． ２ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

縁をシールし、厚さ８ミクロンのＭｙ　Ｉ　ａ　ｒスペーサーで隔てた２枚をガ ラスプレートを有するセルを、重合性溶液で満たした。ガラスプレートをインジ ウム−錫酸化物でコーティングし、透明な電極を提供した。電極をポリイミドで コーティングし、液晶の均一な表面配向をもたらすようにパフ磨きした。充填し たセルに紫外線を照射し、モノマーを重合させ、ポリマーをセル中のポリマード メインに相分離させた。

ゼロ電場でセルは、全ての視角の入射光について透明で透過性であった。電場オ フの状態で透過率は９３％であった。セルを横切って交流電圧（Ｖ、、、　＝　 ２７　Ｖ）を印加したとき、不透明又は光散乱になった。電場オンの条件で、入 射光の偏光に無関係に透過率は８％であった。

例６ キシル物質の濃度とピッチ長さを変えて一連の逆モードセＪしを作成した。

ネマチック液晶とキシル物質の重量を基準に７．８重量％のキシル物質を含むキ シルネマチック液晶と、キシル液晶とモノマーの重量を基準に４．７重量％の架 橋用モノマーとの溶液を用いて逆モードセルを調製した。キシルネマチック液晶 は約１．９ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなった： ・１５９ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・１３．７ｍｇの４−シアノ−４ °−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・８．５ｍｇの４．４゛　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・０． ８ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例５と同様にして調製した。

ゼロ電場でセルは、全ての視角の入射光について透明で透過性であった。電場オ フの状態で透過率は９８％であった。セルを横切って交流電圧（Ｖ、、、　＝　 ３０　Ｖ）を印加したとき、不透明又は光散乱になった。電場オンの条件で透過 率は９％であり、入射光の偏光に無関係であった。

ネマチック液晶とキシル物質の重量を基準に１２゜１重量％のキシル物質を含む キシルネマチック液晶と、キシル液晶とモノマーの重量を基準に４．８重量％の 架橋用モノマーとの溶液を用いて逆モードセルを調製した。キシルネマチック液 晶は約Ｘ、ａミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなったニ ー　１２９ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・１７．７ｍｇの４−シアノ− ４°−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・７．５ｍｇの４．４゛　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・０． ６ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例５と同様にして調製した。

ゼロ電場でセルは、全ての視角の入射光について透明で透過性であった。電場オ フの状態で透過率は９６％であった。セルを横切って交流電圧（Ｖ、、、　＝　 ４１　Ｖ）を印加したとき、セルは不透明又は光散乱になった。電場オンの条件 で透過率は５％であり、入射光の偏光に無関係であった。

ネマチック液晶とキシル物質の重量を基準に１．３９重量％のキシル物質を含む キシルネマチック液晶と、キシル液晶とモノマーの重量を基準に４．５重量％の 架橋用モノマーとの溶液を用いて逆モードセルを調製した。キシルネマチック液 晶は約１Ｏ０７ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなったニ ー　２６３ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・３．７ｍｇの４−ンアノー４ ’　−（２−メチル）ブチルビフエニル（キシル物質）、 ・１２．５ｍｇの４，４゛　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、 ・１．４ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例５と同様にして調製した。

ゼロ電場でセルは、全ての視角の入射光について透明で透過性であった。電場オ フの状態で透過率は９２％であった。セルを横切って交流電圧（Ｖ、、、　＝　 ３２　Ｖ）を印加したとき、パフ磨きの方向に平行な偏光の透過率は３２％であ った。交流電圧（Ｖ、、、　＝　ｌ　８　Ｖ）を印加したとき、パフ磨きの方向 に垂直な偏光の透過率は６％であった。

ネマチック液晶とキシル物質の重量を基準に１６．３重量％のキシル物質を含む キシルネマチック液晶と、キシル液晶とモノマーの重量を基準に４．４重量％の 架橋用モノマーとの溶液を用いて逆モードセルを調製した。キシルネマチック液 晶は約０．９ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなった： １２５．７ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・２４．４ｍｇの４−シアノ− ４°　−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・６．９ｍｇの４，４゛　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・０． ７ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例５と同様にして調製した。

ゼロ電場でセルは、全ての視角の入射光について透明で透過性であった。電場オ フの状態で透過率は９４％であった。交流電圧（Ｖ、、、　＝　５０　Ｖ）を印 加したとき、セルは不透明又は光散乱になった。電場オンの条件で透過率は１１ ％であり、入射光の偏光に無関係であった。また、このセルは、セルを電場オン から電場オフの状態に切り換えたときにヒステリシス効果を示した。

例７ ポリマー濃度を変化させて次の一連の逆モードセルを調製した。

キシル物質とネマチック液晶の合計重量を基準に６．　１重量％のキシル物質を 含むキシルネマチック液晶と、モノマーとキシルネマチック液晶の合計重量を基 準に２．　１重量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて逆モードセルを調製した 。キシルネマチック液晶は約２．５ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなったニ ー　１８１ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・１１．７ｍｇの４−シアノ− ４’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・４．２ｍｇの４．４°　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・０． ９ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例５と同様にして調製した。

ゼロ電場でセルは、全ての視角の入射光について透明で透過性であった。電場オ フの状態で透過率は９７％であった。交流電圧（Ｖ、□＝１８Ｖ）を印加したと き、セルは不透明又は光散乱になった。電場オンの条件で透過率は１４％であり 、入射光の偏光に無関係であった。このセルのターンオフ時間は５ミリ秒であっ た。

ネマチック液晶とキシル物質の合計重量を基準に６重量％のキシル物質を含むキ シルネマチック液晶と、キシルネマチック液晶とモノマーの合計重量を基準に２ ．９重量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて逆モードセルを調製した。キシル ネマチック液晶は約２゜５ミクロンのピッチ長さを存した。

重合性溶液は次の成分からなった： ・１８１ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・１１．５ｍｇの４−シアノ−４ ’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・５．７ｍｇの４，４°　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・０． ７ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例５と同様にして調製した。

ゼロ電場でセルは、全ての視角の入射光について透明で透過性であった。電場オ フの状態で透過率は９５％であった。交流電圧（Ｖ、、、　＝　２１　Ｖ）を印 加したとき、セルは不透明又は光散乱になった。電場オンの条件で透過率は８％ であり、入射光の偏光に無関係であった。このセルのターンオフ時間は４ミリ秒 であった。

ネマチック液晶とキシル物質の合計重量を基準に６．０重量％のキシル物質を含 むキシルネマチック液晶と、モノマーとキシル液晶の合計重量を基準に４．３重 量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて逆モードセルを調製した。キシルネマチ ック液晶は約２．５ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなった： ・１８０ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、−１１，５ｍｇの４−シアノ−４ ’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・８．６ｍｇの４，４°　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・０． ９ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例５と同様にして調製した。

ゼロ電場でセルは、全ての視角の入射光について透明で透過性であった。電場オ フの状態で透過率は９５％であった。交流電圧（Ｖ、、、　＝　２８　Ｖ）を印 加したとき、セルは半透明又は光散乱になった。電場オンの条件で透過率は８％ であり、入射光の偏光に無関係であった。このセルのターンオフ時間は３ミリ秒 であった。

ネマチック液晶とキシル物質の合計重量を基準に６．１重量％のキシル物質を含 むキシルネマチック液晶と、モノマーとキシル液晶の合計重量を基準に５．８重 量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて逆モードセルを調製した。キシルネマチ ック液晶は約２．５ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなった二 ・１７９ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・１１．７ｍｇの４−シアノ−４ ’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・ｔｏ、ｓｍＨの４，４°　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、 ・１．２ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例５と同様にして調製した。

ゼロ電場で透過率は７６％であった。セルを横切って交流電圧（Ｖ、□＝２８Ｖ ）を印加したとき、透過率は減少した。電場オンの条件で透過率は４６％であっ た。

ネマチック液晶とキシル物質の合計重量を基準に６．０重量％のキシル物質を含 むキシルネマチック液晶と、モノマーとキシル液晶の合計重量を基準に１．０重 量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて逆モードセルを調製した。キシルネマチ ック液晶は約２．５ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分からなったニ ー１８４ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、１１．７ｍｇの４−シアノ−４’ −（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル物質）、 ・２０ｍｇの４，４゛　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・０．７ ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルは例５と同様にして調製した。

ゼロ電場でセルは、全ての視角の入射光について透明で透過性であった。電場オ フの状態で透過率は９６％であった。セルを横切って交流電圧（Ｖ、、、　＝　 ｌ　４　Ｖ）を印加したとき、セルは半透明又は光散乱になった。電場オンの条 件で透過率は１３％であり、入射光の偏光に無関係であった。ターンオフ時間は ２０ミリ秒と長かった。

また、このセルは電場で容易に損傷した。

例８ 前記の例と同様にして、１０μｍのスペーサーで隔てられた２枚のガラスプレー トを、９４．５３％のＺＬＩ−４３８９ネマチツク液晶（Ｅ、　Ｍｅ　ｒ　ｃ　 ｋ）、１．２５％のＺＬＩ−４５７２キラル物質（Ｅ、Ｍｅｒｃｋ、）　、３． ８３８Ｐ６ＤＡ実験室合成モノマー、０．３８％の光開始剤からなる重合性溶液 で満たし、逆モードセルを調製した。ガラススライドをＩＴＯ電極でコーティン グし、液晶の均一な表面配向のためにポリイミドを擦り加工した。次いでこの物 質を紫外線の２時間の照射によって重合させた。

電場オフの条件で透過率は８５％であった。電場を印加すると透過率は減少し、 ＋５Ｖで１０％の最小透過率に達した。印加電圧を下げるとこの物質は元の透過 性の状態に戻った。

例９ セル壁の表面処理としてのポリイミド配向層なしに逆モードセルを調製した。ポ リマー安定化液晶物質を、９４．５４％のＺＬＩ−４３８９ネマチック液晶混合 物、１．２５％のＺＬＩ−４５７２キラル剤、３，８３％の実験室合成ビスアク リレートモノマーＢＰ６ＤＡ、０．３８％のＢＭＥ光開始剤から調製し、先の例 と同様に、１５μｍのガラスファイバースペーサーで隔てた２枚のガラススライ ドの間に導入した。ガラススライドをＩＴＯ電極でコーティングしたが、洗浄の 他に表面処理は行わなかった。真空チャンバーの中で毛管作用によりセルを満た した。サンプルに紫外線を２時間照射し、モノマーを重合させた。

電場オフの条件で透過率は１８％であった。セルに外部電場を印加したとき、セ ルの透過率は減少した。電圧を２０Ｖまで高めたときに２％の最小値に達した。

電圧を下げたとき、この物質は元のテキスチャーを再形成し、セルの透過率は増 加しか、セルの動的レスポンスは割合に遅かった。

多安定性カラーディスプレーセル 本発明の多安定性カラーディスプレー物質は、反射状態で反射する強度と散乱状 態で反射する強度の間の任意の選択した強度の光を不明瞭に反射する物質の能力 によって特徴づけられる安定なグレースケール現象を呈する。この物質が反射状 態にあるとき、キシル物質は、所与の物質について最大強度で着色光を反射する 平面テキスチャーを帯び、反射された光の色は、キシル物質のピッチ長さによっ て決まる。適切なしきい電圧（典型的に、１ミクロンの厚さあたり約４〜５ボル トの範囲）の電場パルスは、物質の少なくともの一部の光学的状態を変化させ、 反射能の強度を減少させるであろう。

交流パルスが充分に高いと（例、１ミクロンの厚さあたり約６〜８ボルトの範囲 ）、物質の光学的状態は完全に散乱状態に変化することができ、キシル物質は、 所与の物質について最小の強度で光を反射する焦点円錐テキスチャーを呈する。

反射状態（所与の物質についてその物質の反射能の最大強度を決めると考えるこ とができる）と、散乱状態（反射能の最小強度を決めると考えることができる） の間で、反射能の強度はグレースケールにそった範囲であり、これは反射と散乱 の状態によって示される強度値の間の単純な連続体である。反射状態から散乱状 態に物質を転化する（又は逆でもよい）ことができるよりも低い電圧の交流パル スで物質にパルスを与えることにより、グレースケールの範囲の反射能の強度が 得られる。

理論に束縛される意図はないが、グレースケールにそった反射能の強度は、パル スの電圧にほぼ線型で比例する。パルスの電圧を変えることにより、所与の色の 反射能の強度を比例的に変えることができる。電場を除去すると、物質はその強 度を不明瞭に反射することができる。グレースケール電圧範囲内のパルスは、物 質の一部を、反射状態の平面テキスチャー特性から、散乱状態の焦点円錐テキス チャー特性に転化すると考えられる。反射状態の平面テキスチャーと散乱状態の 焦点円錐テキスチャーは両方とも、ゼロ電場条件でポリマーによって安定化され ることから、これらの光学的状態の物質は、安定な平面テキスチャーと安定な焦 点円錐テキスチャーの組み合わせを含むだけであるため、ディスプレーによって 反射されるグレースケール強度もまた安定である。グレースケールにそった反射 能の強度は、平面テキスチャーから焦点円錐テキスチャーに切り換わったキシル 物質の量に比例し、逆は逆であり、これは順に交流パルスの電圧に比例する。

１つの状態で光を散乱し、もう１つの状態で円偏光着色光を反射し、それらの間 で安定なグレースケール反射を存し、さらに透明性を示して操作することができ る多安定性カラーディスプレーセルを、可視スペクトルの光を反射するに有効な ピッチ長さを有するキラル不マチック液晶を用いて作成する。好ましい物質は、 約０．２５〜約０，４４ミクロンの範囲のピッチ長さを有する。典型的なピッチ 長さは青色について０．２７ミクロン、緑色についてＯ，ａｔミクロン、赤色に ついて０．４０ミクロンである。多安定性カラーディスプレー物質は、ネマチッ ク液晶とキシル物質の合計重量を基準に約２７〜約６６％のキシル物質を含んで 調製されているが、先に記載の懸様の場合のように、この重量割合は、使用する 特定のキシル物質、ネマチック液晶、ポリマーによって変わることがある。

図４は、光反射状態における本発明の多安定性カラーディスプレー物質の１つの ポリマードメイン１５を概念的に例示する。この状態において、キシル液晶分子 ４０は、セル壁に平行なねじれ平面構造に配向している。ねじれ平面テキスチャ ーのため、この物質は光を反射することができ、その色は特定のピッチ長さに依 存する。この安定な反射状態において、この物質は最大参照強度を構成する最大 反射能を示し、それより下ではグレースケール強度が観察される。

ポリマードメイン１５の近くの液晶の平面テキスチャーは、ポリマーによって安 定化される。図５に参照番号５０で示す周りの液晶は安定化が少なく、交流電圧 パルスをセルに印加したとき、焦点円錐テキスチャーを再形成する傾向にある。

図５に概念的に示すように、多安定性カラーディスプレー物質は光散乱状態にあ る。この安定な光散乱状態において、この物質は、それより大きいとグレースケ ール強度が観察される反射能の最小参照強度を決める最小反射強度（即ち、最大 散乱）を呈する。

ポリマーで安定化した液晶物質のピッチ長さが可視スペクトル光を反射するに有 効な範囲にあると、図４の光反射状態と図５の光散乱状態の両者、及びそれらの 間のグレースケール状態は、電場の存在なしに安定である。多安定性物質が図４ の光反射状態にあり、低電場パルス（例、１ミクロンあたり約６ボルト）を印加 した場合、この物質は図５の光散乱状態に移され、ゼロ電場でその状態を維持す るであろう。多安定性物質が図５の光散乱状態にあり、キシル分子のねじれを解 （に充分な高い電場パルス（例、１ミクロンあたり約ＩＯボルト）を印加した場 合、液晶分子はパルスの終了時に図４の光反射状態を再形成することができ、そ の状態を維持するであろう。光学的状態の間で物質を移動するに必要な１ミクロ ンあたりの電圧は、物質の組成によって変化することがあると理解すべきである が、必要な電圧の決定は、本発明の開示事項により当業者には明らかであろう。

液晶物質のピッチ長さが紫外線を反射するに有効な範囲であれば、双安定性光シ ヤツターとして機能する異形の多安定性セルを調製することができる。この物質 が安定な平面テキスチャーにあれば、セルから反射される光は可視スペクトルの 外側であるため、セルは透明に見える。色反射セルと同様に、安定な焦点円錐テ キスチャーに切り換わったとき、この物質は光を散乱することができる。このた め、この多安定性物質は、液晶が紫外範囲の光を反射する安定な透明な状態と、 安定な光散乱状態の間を切り換わることができる。紫外範囲の光を反射するに有 効なピッチ長さは、典型的に約０．５〜約１ミクロンであろう。紫外線を反射し て平面テキスチャーにおいて透明に見え、焦点円錐テキスチャーで光を散乱する 双安定性光シヤツターは、キシル物質とネマチック液晶の合計重量を基準に約１ ８％のキシル物質を含んで調製されている。

多安定性カラーディスプレー中の液晶分子のねじれを解くに必要な高い電場を維 持した場合、液晶ディレクターは均一に整列することができ、この結果、物質は 透明であろう。電場をゆっくり除去すると、液晶の配向は図５の光散乱状態を再 形成することができる。

図４の反射状態と図５の散乱状態の間で反射される反射能の強度は、安定なグレ ースケール反射能である。当然ながら、反射と散乱の強度値は物質の組成が変化 すると変わることがあるが、グレースケールはそれらの間の強度範囲によって定 まる。

物質が図４の反射状態から図５の散乱状態に転移することができる電圧よりも低 い電圧においては、ゼロ電場でそれ自身が安定なグレースケールが得られる。こ れらのグレースケール状態における物質からの反射は安定であり、これは物質の 一部が図４の平面反射テキスチャーにあり、物質の一部が図５の焦点円錐散乱テ キスチャーにあり、両者は電場が存在なしにポリマーによって安定化されるため である。

このように、例えば、物質が図４の反射状態にあり、図５のポリマードメイン１ ５を囲む全ての液晶１６を５０と示す焦点円錐テキスチャーに移動させるには不 充分な電圧（即ち、物質を完全に散乱状態に移動させるには不充分）を有する電 場パルスを印加した場合、この物質は、平面反射テキスチャーに留まる物質の量 に比例した強度の着色光を反射するであろう。このように、反射能は、全てのキ シル物質が平面反射テキスチャーにあるときの物質から反射され反射能よりも低 いであろうが、焦点円錐散乱テキスチャーに完全に切り換わったときよりも依然 として高い。電場パルスの電圧が高くなるにつれ、より多くのキシル物質が平面 反射テキスチャーから散乱する焦点円錐テキスチャーに切り換わり、物質が完全 に散乱状態に切り換わる値にパルスの電圧が増加するまで反射能はさらに減少す る。パルスの電圧がさらに増加すると、キシル分子のねじれを解くに充分なパル スの大きさになり、その結果、平面光反射テキスチャーを再形成することができ るまで反射の強度は再び増加を始め、パルスを除去したときに、物質は再び図４ の光反射状態である。

物質が図５の焦点円錐散乱状態にあると、印加した電場パルスは、キシル物質の ねじれを解くに充分な大きさに達し、それによって電場を除去したときに前記の ように図４の光反射状態を再形成することができるまで、セル単位の反射能に無 視できる効果を有するであろう。前記のセルのグレースケールレスポンスを図６ に例示しており、パルス電圧の変化に対する、例１Ｏで調製した物質のレスポン スを示す。

例ＩＯ 次の成分のポリマー安定化キシルネマチック液晶より、多安定性グレースケール ディスプレーを作成した：１６０．７ｍｇのＣＢ１５コレステリツク液晶、ＢＤ ＨＣｈｍｉｃａｌｓ、１６０．７ｍｇのＣＥ２コレステリック液晶、ＢＤＨＣｈ ｍｉｃａｌｓ、４８８．８ｍｇのＥ３１ネマチック液晶、ＢＤＨＣｈｍｉｃａｌ ｓ、・８．０ｍｇのＢＡＢ　（４，４’　−ビスアクリロイルビフェニル）実験 室合成モノマー、 ・３．０ｍｇのＢＭＥ　（ベンゾインメチルエーテル）、光開始剤、Ｐｏｌｙｓ ｃｉｅｎｃｅ社、 ・２．２ｍｇのＲ４、二色染料。

液晶とモノマーの混合物を、［ＴＯ電極を備えた２枚のガラスプレートの間にサ ンドイッチした。ガラスプレートはポリイミドでコーティングし、液晶の均一な 配列のためにパフ磨きした。バックプレートは黒に塗り、５μｍのガラスファイ バーによってフロントプレートから隔てた。反射状態において、このセルは緑色 を反射した。

散乱状態において、このセルは黒であった。充満したセルに紫外線を３０分間照 射し、モノマーを重合させ、ポリマーの相分離からセル中で分離したポリマード メインを生じさせた。

変化する電圧の交流パルスに応答するセルの反射能を測定した。

測定において、輻１０ミリ秒（ｍｓ）の方形交流パルスを使用した。

この物質について、３４Ｖの適用パルスはセルを完全に散乱状態に切り換え、パ ルス適用前に反射状態或いは散乱状態であったかに無関係であった。ここで最小 反射が観察される。５０Ｖの印加パルスは、パルス適用前に反射状態或いは散乱 状態であったかに無関係に、セルを反射状態に切り換えた。ここで最大反射が観 察される。反射状態から散乱状態への転位は約０．５ｍｓであった。散乱状態か ら反射状態への転位は約３００ｍｇであった。

変化する電圧のパルスに応答するセルのグレースケール応答を図６に示す。ここ では、パルスの電圧を変化させ、セルの反射をパルスの１秒後に測定した。曲線 Ａは、各々のパルスの前に物質が反射状態にあるときのセルの応答である。曲線 へにプロットした各々のパルスの前に、その物質を高い交流パルスに供し、パル スの前に完全に反射状態にあることを保証した。パルスの電圧が２０Ｖより低い とき、セルの反射は影響されない。パルスの電圧が２０Ｖ〜３４Ｖ（後者の値は セルを散乱状態に切り換えるに必要な電圧）にあるとき、セルの反射能は、パル スの電圧が増加するにつれてほぼ直線的に減少する。この電圧範囲でグレースケ ール反射能が観察される。

各々の場合、パルスを除去した後に物質は反射を維持した。パルスの電圧が約３ ４Ｖより高く増加した場合、反射能が元の値（即ち、約４６Ｖの反射状態の値） に達するまでセルの反射能は増加した。

曲線Ｂは、交流パルスの前に物質が最初に散乱状態にあるときのセルの応答であ る。ここで、セルの反射能は、４０Ｖ未満の交流パルスに対しては不変のままで ある。４０Ｖ以上でこの物質は反射状態に切り換わった。

例１１ 反射状態で赤い円偏光の光を反射するカラーディスプレーを、キシル物質とネマ チック液晶の合計重量を基準に２９．８重量％のキシル物質を含むキシルネマチ ック液晶と、モノマーとキシル液晶の合計重量を基準に２．７重量％の架橋用モ ノマーとの溶液を用いて調製した。キシル液晶はｏ、４ｘミクロンのピッチ長さ を有した。

重合性溶液は次の成分を含んだ： ・６７．８ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・１４．θｒｎｇの４”−（２ −メチルブチルフェニル）−４’−（２−メチルブチル）−４−ビフェニルカル ボキシレート（キシル物質）、 ・１４．８ｍｇの４−シアノ−４’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル 物質）、 ・２．７ｍｇの４．４′　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・１． ０ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

縁をシールし、厚さ８ミクロンのＭｙ　１　ａ　ｒスペーサーで隔てた２枚のガ ラスプレートを有するセルを重合性溶液で満たした。ガラスプレートをインジウ ム−錫の酸化物でコーティングし、透明な電極を形成した。この電極をポリイミ ドでコーティングし、液晶の均一な表面配列に作用するようにパフ磨きした。

充満したセルに紫外線を３０分間照射し、モノマーを重合させ、ポリマーの、相 分離したポリマードメインへの相分離を生じさせた。

約１０４Ｖの高い交流電圧パルスの適用の後、セルは光学的に透明であり、入射 光を透過した。パルスを除去したとき、セルは安定な平面反射状態であった。約 ５０〜８５Ｖの交流パルスはセルを安定な焦点円錐散乱テキスチャーに切り換え た。反射と散乱の両方の状態は数カ月にわたって安定であった。

例１２ 青の反射状態を育するセルを、キシル物質とネマチック液晶の合計重量を基準に ４５．３重量％のキシル物質を含むキシルネマチック液晶と、モノマーとキラル ネマヂック液晶の合計重量を基準に１゜５重量％の架橋用モノマーとの溶液を用 いて調製した。キシル液晶は約０．２７ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分を含んだニ ー１３２．６ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・５０．０ｍｇの４″−（２ −メチルブチルフェニル）−４’−（２−メチルブチル）−４−ビフェニルカル ボキシレート（キシル物質）、 ・５９．７ｍｇの４−シアノ−４’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル 物質）、 ・３．７ｍｇの４，４′　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・１． Ｏｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルを例１１と同様にして調製した。高電圧パルスの除去の後、セルは青の反射 状態であった。

例１３ 緑の反射状態を有するセルを、キシル物質とネマチック液晶の合計重量を基準に ３９．１重量％のキシル物質を含むキシルネマチック液晶と、モノマーとキシル ネマチック液晶の合計重量を基準に２．”０重量％の架橋用モノマーとの溶液を 用いて調製した。キシル液晶は約０．３１ミクロンのピッチ長さを有し、緑の円 偏光を反射した。

重合性溶液は次の成分を含んだ： ・８５．６ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・２７．０ｍｇの４”　−（２ −メチルブチルフェニル’）−４’　−（２−メチルブチル）−４−ビフェニル カルボキシレート（キシル物質）、 ・２８．０ｍｇの４−シアノ−４′　〜　（２−メチル）ブチルビフェニル（キ シル物質）、 ・２．９ｍｇの４，４°　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・１． ０ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルを先の例と同様にして調製した。高電圧パルスの除去の後、セルは緑の反射 状態であった。

例１４ 赤の反射状態を有するセルを、キシル物質とネマチック液晶の合計重量を基準に ３０．０重量％のキシル物質を含むキシルネマチック液晶と、モノマーとキシル ネマチック液晶の合計重量を基準に１゜９重量％の架橋用モノマーとの溶液を用 いて調製した。キシル液晶は約０．４１ミクロンのピッチ長さを有し、緑の円偏 光を反射した。

重合性溶液は次の成分を含んだニ ー８０．ｏｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・１６．７’ｍ、ｇの４’　− （２−メチルブチルフェニル）−４’−（２−メチルブチル）−４−ビフェニル カルボキシレート（キシル物質）、 ・１７．５ｍｇの４−シアノ−４°−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル 物質）、 ・２２ｍｇの４．４′　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・１．Ｏ ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

セルを先の例と同様にして調製した。高電圧パルスの除去の後、セルは赤の反射 状態であった。

例１５ 反射状態と散乱状態の間のコントラストの程度が大きい緑の反射セルを、キシル 物質とネマチック液晶の合計重量を基準に３９．１重量％のキシル物質を含むキ シルネマチック液晶と、モノマーとギラルネマチック液晶の合計重量を基準に２ ．０重量％の架橋用モノマーとの溶液を用いて調製した。キシルネマチック液晶 は約０．３１ミクロンのピッチ長さを有し、緑の円偏光を反射した。

重合性溶液は次の成分を含んだ。

−８５，６ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・２７．０ｍｇの４”　−（２ −メチルブチルフェニル）−４’−（２−メチルブチル）−４−ビフェニルカル ボキシレート（キシル物質）、 ・２８．０ｍｇの４−シアノ−４’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル 物質）、 ・２．７ｍｇの４．４“　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・１． ０ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

縁をシールし、厚さ８ミクロンのＭｙ　１　ａ　ｒスペーサーで隔てた２枚のが ラスブレ・−１・を有するセルを重合性溶液で満たした。ガラスプレートをイン ジウム−錫の酸化物でコーティングし、透明な電極を用意した。この電極をポリ イミドでコーティングし、液晶の均一な表面配列に作用するようにパフ磨きした 。

充満したセルに紫外線を照射し、モノマーを重合させ、相分離したポリマードメ インへのポリマーの相分離を生じさせた。セルを照射しながら交流電圧を印加し 、液晶のホメオトロピックな配列を生しさせた。

セル状態は電極パルスの電圧で調節した。高い交流電圧（ｖ、１ヨ＝１０４Ｖ） を適用したとき、セルは光学的に透明であり、入射光の全ての角度で透過であっ た。高交流パルスを除去したときサンプルは反射状態にあり、キラルネ液晶のピ ッチ長さのためセルの色は緑であった。交流電圧（５０ｖ≦Ｖ、□≦８５ｖ）を 印加したとき、セルは光散乱状態に切り換わり、低電工場の除去の後、セルは光 散乱状態に留まった。反射と散乱の両方の状態は安定な状態であると観察された 。このセルは、先の例で調製したセルよりも、反射と散乱の状態の間の良好なコ ントラストを有するように観察された。このことは、この物質によって得られる 広いグレースケールに帰着するはずである。

例１６ キシルネマチツク液晶にモノマーを添加せずにセルを調製した。

キシルネマチック液晶の溶液は、キシル物質とネマチック液晶の合計重量を基準 に３２．４重量％のキシル物質を含んだ。

溶液は次の成分を含んだ： ・１２１．６ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・２９．７ｍｇの４″−（２ −メチルブチルフェニル）−４’　−（２−メチルブチル）−４−ビフェニルカ ルボキシレート（キシル物質）、 ・２０．５ｍｇの４−シアノ−４’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル 物質）。

縁をシールし、厚さ１０ミクロンのＭｙ　１　ａ　ｒスペーサーで隔てた２枚の ガラスプレートを有するセルをキシルネマチック液晶溶液で満たした。ガラスプ レートをインジウム−錫の酸化物でコーティングし、透明な電極を用意した。こ の電極をポリイミドでコーティングし、液晶の均一な表面配列に作用するように パフ磨きした。

ゼロ電場において、１時間の間隔にわたって散乱状態が反射状態に変化した。ま た、このセルの反射状態は均一でなかった。

例１７ キシル物質とネマチック液晶の合計重量を基準に２９．８重量％のキシル物質を 含むキシルネマチック液晶と、モノマーとキシルネマチック液晶の合計重量を基 準に２．７重量％の架橋用モノマーとの溶液を用い、多安定性セルを調製した。

キシルネマチック液晶は約０．４１ミクロンのピッチ長さを有した。

重合性溶液は次の成分を含んだ： ・６７．８ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・１４．０ｍｇの４″−（２− メチルブチルフェニル）−４″−（２−メチルブチル）−４−ビフェニルカルボ キシレート（キシル物質）、 ・１４．８ｍｇの４−シアノ−４’−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシル 物質）、 ・２．７ｍｇの４，４°　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・１． ０ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

例１１の記載の方法でセルを調製した。反射状態におけるセルは、高電圧パルス の除去の後に赤であった。セルを反射又は散乱の状態に切り換えるに必要な電圧 は例１１と同様であった。反射と散乱の状態は良好なコントラストを有し、両方 の状態は共に安定であった。

キシル物質とネマチック液晶の合計重量を基準に３０．３重量％のキシル物質を 含むキシルネマチック液晶と、６．９重量％の架橋用モノマーとの溶液を用い、 多安定性セルを調製した。キシルネマチック液晶は約０．４０ミクロンのピッチ 長さを有した。

重合性溶液は次の成分を含んだ： ９２．８ｍｇのＥ−３１ＬＶネマチツク液晶、・２０．０ｍｇの４’　−（２− メチルブチルフェニル）−４°−（２−メチルブチル）−４−ビフェニルカルボ キシレート（キシル物質）、 ・２０．３ｍｇの４−シアノ−４’　−（２−メチル）ブチルビフェニル（キシ ル物質）、 ・９．９ｍｇの４，４゛　−ビスアクリロイルビフェニル（モノマー）、・１． ０ｍｇのベンゾインメチルエーテル（光開始剤）。

例１１の記載の方法でサンプルのセルを調製した。このセルは散乱状態を有しな かった。全ての交流電気パルスを除去した後、このサンプルセルは反射状態に戻 った。反射状態におけるセルの色は赤であった。

例１８ エポキシを用いて本発明によるセルを調製した。このエポキシは重量で６．１％ のＥｐｏｎ　８２８．２２．５％のＣａｐｃｕｒｅ　３−８００．１１゜４％の Ｈｅ１ｏｘｙ　９７を含んだ。このエポキシに、５７．１％のＥ７（ネマチック 液晶混合物）、２１．４％のＣＢ１５（キシル物質）、２１．５％のＣＦ２（キ シル物質）からなる６０％の液晶を混合した。この混合物を手で５分間混合した 。混合物を９０°Ｃに加熱し、攪拌することによって均一な溶液が生成した。得 られた混合物を、１０μｍのスペーサーを備えたＩＴＯコーティングのガラスプ レート間にサンドイッチした。得られたアセンブリーを９０″Ｃのオーブン中で 一晩硬化させた。得られたシャッターは、１５７ｖのパルスの印加によって焦点 円錐から平面のテキスチャーに切り換えることができ、次いで８０ｖのパルスの 印加によって焦点円錐テキスチャーに戻すことができる。平面と焦点円錐のテキ スチャーの両者はマルチプル安定反射状態、即ち、それらの間で安定なグレース ケールを有して安定である。好ましくは、このフィルム自己支持性であり、この 物質がプレートを一緒にシールするといって点において自己接着性である。

例１９ 光接着性紫外線硬化ポリマーより、もう１つの光変調セルを調製した。５７．１ ％（７）Ｅ７．２１．４％（７）ＣＢ１５．２１．５％（７）ＣＦ２を含む液晶 混合物に、２５重量％のＮｏｒｌａｎｄ　０ｐｔｉｃａｌ　ＡｄｈｅｓｉｖｅＮ ＯＡ６５を混合した。この溶液を約ｔｏｏ’ｃに加熱し、液晶とポリマーの均一 な溶液を形成した。得られた混合物を、厚さを調節するための２０μｍのスペー サーを備えた２枚の透明な導電性ガラス基材に間にサンドイッチし、次いで０ｒ ｉｅｌ　４５０　ｗａｔｔ　Ｘｅｎｏｎアークランプの下で５分間紫外線により 硬化させた。サンドイッチは、紫外線硬化の直前まで１００℃のオーブンに保持 した。得られたシャッターは、適当な電場の適用により、それぞれ安定な焦点円 錐と平面のテキスチャーの間を、それらの間にマルチプル安定グレースケール状 態を有して切り換わった。先の例と同様に、このフィルムもまた好ましくは自己 支持性である。

例２０ ネマチック液晶としてＥ４８の種々の混合物を使用して、いくつかの追加のセル を調製した。これらのセルにおいて、キシル物質は、ＴＭ７４Ａ、又はＣＢ１５ とＣＦ２の１０〜４５％の液晶成分の範囲の種々の混合物を含んだ。ポリマーＡ Ｕ１０３３（ヒドロキシ官能化ポリメタクリレート）をこれらのセルの中に、液 晶混合物とポリマーの合計重量を基準に２０〜３０重量％の範囲の量で使用した 。

ジイソシアネート架橋剤（Ｎ７５）を、液晶とポリマーの溶液に添加し、この溶 液を厚さ１０８ｍのセルに入れた。溶媒の蒸発の後、この物質を１００’Ｃで熱 架橋させた。得られたシャッターは全て安定な平面テキスチャーにあり、電場の 印加の後に安定な焦点円錐テキスチャーに切り換えることができた。より高い電 場の印加はシャッターを再度平面テキスチャーに切り換えた。

Ｂ７とＢ３１をネマチック主成分として用い、ＴＭ７４Ａ又はＣＦ２及びＣＢ１ ５の混合物から選択した４５％のキシル添加物、ポリマーバインダーとしての３ ０％ＡＵ１０３３を用いて追加のセルを作成した。これらのシャッターもまた安 定な平面と焦点円錐のテキスチャーの間で切り換え可能であった。

例２１ Ｒ４８、ＣＢ１５．７Ｍ７４Δと、５〜ｌＯ％のＰＭＭＡポリマーの種々の混合 物を含むキシルネマチック液晶を使用してさらにシャッターを作成した。混合物 を導電性ガラス基材の上に注ぎ、溶媒を蒸発させた。スペーサーを使用し、１０ ８ｍの最終的な厚さのフィルムを形成した。このフィルムを１００℃まで加熱し 、２番目の基材を加えてセルを形成した。得られたシャッターは、平面反射テキ スチャーにおいて青い光を反射した。他のシャッターと同様に、電場を印加する とこの物質は安定な焦点円錐テキスチャーに切り換わり、より高い電場を印加す ると安定な平面テキスチャーに戻った。

また、これらのシャッターは、好ましくは自己支持性である。

例２に 次の成分の物質より、先の例と同様にして、多安定性カラー反射セルを調製した ニ ー１６０．７ｍｇのＣＢ１５コレステリツク液晶、ＢＤＨＣｈｍｉｃａｌｓ。

１６０．７ｍｇのＣＦ２：ｌレステリツク液晶、ＢＤＨＣｂａ＋１ｃａｌｓ。

−４８８，８ｍｇのＥ３１ネマチック液晶、ＢＤＨＣｈｍｉｃａｌｓ。

・８．０ｍｇのＢＡＢ　（４，４’　−ビスアクリロイルビフェニル）実験室合 成モノマー、 ・３．０ｍｇのＢＭＥ　（ベンゾインメチルエーテル）、光開始剤、Ｐｏｌｙｓ ｃｉｅｎｃｅ社、 ・２．２ｍｇのＲ４、二色染料。

これらの物質に紫外線を３０分間照射し、モノマーを重合させ、ポリマーの相分 離からセル中で相分離したポリマードメインを生じさせた。反射状態においてこ の物質は緑色を反射した。後ろの基材に黒い吸収層を使用した場合、この物質は 散乱状態において黒く見えた。

例２３ 次の物質を用いて多安定性カラー反射ディスプレーを作成した：・１５．８％の ＣＦ２：ｌレステリツク液晶、ＢＤＨＣｈｍｉｃａｌｓ。

・１４．８％のＣＢ１５コレステリツク液晶、ＢＤＩ（Ｃｈｍｉｃａｌｓ。

−６８，２％のＺＬＩ−４３８９ネマチツク液晶、ＥＭ　Ｉｎｄｕｔｓｒｉｅｓ 社、 ・１．２％のＤＳＭ　ＤｅｓＳｏｌｉｔｅ　９５０−０４４紫外線物質、ＤＳＭ 　Ｄｅｓｏｔｅｃｔ社、先の例と同様にしてセルを調製した。ＤｅｓＳｏｌｉｔ ｅはモノマー、オリゴマー、光開始剤の混合物である。反射状態においてセルは 緑色を反射した。

例２４ 双安定性光シヤツターをｌＩｆ！！シ、液晶のピッチ長さは紫外線範囲の光を反 射するように調節した。６．３％のＣＥ２コレステリック液晶、６．２％のＣＢ １５コレステリツク液晶、６．３％のＲ−１０１１キラル剤、８０％のＺＬ　１ −４４６９−００ネマチック液晶混合物、１％のＢＡＢビスアクリレートモノマ ー、０．１％のＢＭＥ光開始剤の混合物を、透明な電極として使用するＩＴＯコ ーティングのガラスプレートの間に導入した。ガラスプレートはポリイミドでコ ーティングし、液晶の均一な配列を得るためにパフ磨きした。

サンプルに紫外線を照射し、モノマーを重合させ、セル中に相分離したポリマー ドメインを形成した。このセルは、平面テキスチャーに切り換わったときは安定 な光学的に透明な状態を示し、焦点円錐テキスチャーに切り換わったときは安定 な散乱状態を示した。

上記の詳細な開示事項より、多くの変更や変化が当業者には明らかであろう。し たがって、詳しく開示し説明した以外でも、本発明は添付の請求の範囲内で実施 可能である。

フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、ＣＡ 、ＪＰ、ＫＲ，Ｎｏ、ＵＡ（７２）発明者　チェン、リアンーチイアメリカ合衆 国、オハイオ　４４２２４．ストウ、フォレスト　ヒル　ロード　４５１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液晶とポリマーとの液晶光変調物質を含む光変調セルであって、液晶は、正 の誘電異方性を有し、焦点円錐とねじれ平面テキスチャーを形成するに有効な量 でキラル物質を含むキラルネマチック液晶であり、ポリマーは、電場の存在なし に焦点円錐とねじれ平面テキスチャーを安定化させる量でセル中の相分離したド メインの中に分布し、電場を印加すると液晶のテキスチャーを変化させることが 可能な光変調セル。 ２．キラルネマチック液晶が、可視スペクトルの外側の光を反射するピッチ長さ を有する請求の範囲第１項に記載のセル。 ３．キラルネマチック液晶が、赤外スペクトルの光を反射するピッチ長さを有す る請求の範囲第１項に記載のセル。 ４．キラルネマチック液晶のピッチ長さが約１．０〜約４．０ミクロンの範囲で ある請求の範囲第１項に記載のセル。 ５．キラルネマチック液晶のピッチ長さが約０．５〜約１．０ミクロンの範囲で ある請求の範囲第１項に記載のセル。 ６．キラルネマチック液晶が、ネマチック液晶とキラル物質の合計重量を基準に 約１〜約１６重量％のキラル物質を含む請求の範囲第１〜４項のいずれか１項に 記載のセル。 ７．キラルネマチック液晶が、可視スペクトルの光を反射するピッチ長さを有す る請求の範囲第１項に記載のセル。 ８．キラルネマチック液晶のピッチ長さが約０．２５〜約０．４４ミクロンの範 囲である請求の範囲第７項に記載のセル。 ９．キラルネマチック液晶が、ネマチック液晶とキラル物質の合計重量を基準に 約２７〜約６６重量％のキラル物質を含む請求の範囲第７に記載のセル。 １０．液晶分子を配向させるための処理を施したセル壁構造を含む請求の範囲第 １、２、又は７項に記載のセル。 １１．ポリマーが、セル中の液晶とポリマーの合計重量を基準に約１．５〜約４ ０％の量で存在する請求の範囲第１項に記載のセル。 １２．ポリマー安定化液晶は、電場オンの条件でホメオトロピック配向であり、 周りの領域の液晶は、電場オフの条件で光を散乱する焦点円錐テキスチャーであ り、電場オンの条件で光学的に透明なホメオトロピック配向である請求の範囲第 １、２、又は３項に記載のセル。 １３．ポリマー安定化液晶は、電場オンの条件でねじれ平面テキスチャーであり 、周りの領域の液晶は、電場オフの条件で光学的に透明なねじれ平面テキスチャ ーであり、電場オンの条件で光を散乱する焦点円錐テキスチャーである請求の範 囲第１、２、又は３項に記載のセル。 １４．ポリマー安定化液晶は、高い電場オンの条件を解除した後の電場オフの条 件で光を反射する安定なねじれ平面構造を示し、低い電場オンの条件を解除した 後の電場オフの条件で光を散乱する安定な焦点円錐テキスチャーを示す請求の範 囲第１又は７項に記載のセル。 １５．最大の参照強度を反射する安定な色反射状態と、最小の反射の参照強度を 示す安定な色散乱状態の間を、電圧パルスの印加によって切り換えることができ るポリマー安定化キラルネマチック液晶物質を含む光変調セルのアドレス方法で あって、前記重大と最小の参照強度の間の強度の色反射能を有する安定な状態の 連続体を達成するに充分な変化する大きさの電圧パルスを印加する過程を含む方 法。 １６．方形の交流電圧パルスを印加することを含む請求の範囲第１５項に記載の 方法。 １７．前記物質を前記反射状態から前記散乱状態に切り換えることができる大き さより低い大きさでパルスを印加することを含む請求の範囲第１５項に記載の方 法。 １８．キラルネマチック液晶とポリマーの光変調物資からの着色光の反射強度を 最大と最小の強度の間で選択的に調節する方法であって、前記キラルネマチック 物質の第１の部分に第１の光学的状態を表わさせ、前記キラルネマチック物質の 第２の部分に第２の光学的状態を表させるに充分な時間と電圧の電場パルスに前 記物質を供し、それによって前記物質が、前記第１の光学的状態の前記物質の量 に比例した前記最大と最小の間の選択した強度で連続的に反射することを可能に する方法。 １９．前記第１の光学的状態の前記キラルネマチック液晶が平面テキスチャーを 呈し、前記第２の光学的状態が焦点円錐テキスチャーを呈する請求の範囲第１８ 項に記載の方法。 ２０．光変調デバイスであって、正の誘電異方性を有するキラルネマチック液晶 とポリマーの相分離ドメインの液晶光変調物質を含み、前記物質の第１の部分は 第１の光学的状態にあり、前記物質の第２の部分は第２の光学的状態にあり、前 記デバイスはさらに、前記物質を貫く電場を確立するための手段を含み、前記手 段は、前記第１の光学的状態の前記物質の割合を変化させるに充分な電圧と時間 のパルスを提供するように作成され、それによって反射する光の強度を選択的に 調節することができるデバイス。 ２１．前記第１の光学的状態の物質は平面テキスチャーを呈し、前記第２の光学 的状態の物質は焦点円錐テキスチャー呈する請求の範囲第２０項に記載のデバイ ス。 ２２，液晶を配向させるために処理したセル壁構造を含む請求の範囲第２０項に 記載のデバイス。 ２３．前記物質を貫く電場を碑立するための手段は、交流パルスを提供するによ うに作成された請求の範囲第２０項に記載のデバイス。