JPS61502128A - 合成樹脂マトリックス内の液晶分散から成る光変調物質 - 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】 合成樹脂マトリックス内の液晶分散から成る光ｉ調物質 〔技術分野〕 本発明は、一般に液晶技術に関し、特に合成樹脂〔背景技術〕 従来、汚染、酸化及び放射線等から液晶を保ＭＬ。

ディスプレー装置やその均等物で便利に取シ扱ったシ組み入れたりすることがで きる固体シート又はフィルムを生産可能にするために、カプセル化によって液晶 を被覆する幾つかの試みが行なわれてきた〇提案されている特定の被覆物質が、 ゼラチン、アラビアゴム、ポリビニルアルコール及びポリウレタンを含む。

米国特許第３，８７２．０５０号に従って、コレステリック状態の又はコレステ リック−ネマチック状態の液晶が、液晶の色反応の可視性（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔ ｙ）を改良するための染料を含んでもよく、ポリウレタン物質で被覆される。そ の結果のフィルム又はシートは、圧力に反応する色であるとして開示され、フィ ルムが引き伸ばされるとき、よシ短い波長に向かい、フィルムが圧縮されるとき 、より長い波長に向かう反射されたシするとき反射光の色の同様の変化がある。

米国特許第３．８７ｚＯＳＯ号で開示するフレステリック液晶物質の動作は、コ レステリック液晶のブラック光散乱特性によって支配され、コレステリックヘリ ゛ツクスのピッチの長さに依存する。

液晶をカプセル化するための従来技術の提案が、米国特許第４，４３５，０４７ 号で開示されている。この開示に従って、液晶物質が、ポリビニルアルコールで カプセル化される。その物質は、電界に反応するものとして開示されている。カ プセル化した液晶分子は。

電界が印加されないとき光の透過をブロックするように定められる。電界が存在 するとき、液晶物質は。

光の透過を可能にするように整列する。

〔発明の開示〕

本発明に従って、液晶の小滴が、合成樹脂マトリックス、好適にはエポキシ中で 分散され、物質を準備する容易性、小滴の大きさ及び間隔の一様性並びに従来技 術の物質に比較して改良された反応特性によっである程度％徴づけられる新規な 光変調物質をもたらす。その新規な物質は、熱、電気、磁気及び電磁気によりア ドレス（ａｄｄｒｅｓｓ）されて、光散乱不透明モードと光透過透明モードとの 間で物質を可逆的に切ジ換えることができる。その物質はまた。圧力に光学的に 反応し、それによジ張力下でさらに透明になり、引き伸ばされる方向に垂直の方 向で透過光を直線的に偏光させるべく作用する０最適のものは、エポキシ樹脂中 で分散したシアノビフェニル液晶を用いて得られる。液晶の小滴は、一様の大き さから成ジ、物質を準備することにより約ｏ、ｚミクロン以上の範囲の直径を肩 することが観察されている。

マトリックスのために用いられるエポキシ樹脂は。

液晶物質と化学的に反応しない庵のである。温度に反応するディスプレーでの最 大のコントラストのために１、エポキシ樹脂の光屈折率は、等方性相での液晶の 光屈折率と一致するか又はそれに類似すべきである。電気的にアドレスされたデ ィスプレーの場合に、エポキシ樹脂の光屈折率は、物質の表面に垂直の方向の液 晶の屈折率、すなわち通常の屈折率の成分と一致するか又はそれに類似すべきで ある。これらの物理的特性含有する適切なエポキシ樹脂が、エピクロロヒドリン とビスフェノールＡ（Ａ部）と適切な硬化剤（Ｂ部）との混合物である。他の有 用なエポキシ樹脂は、紫外線によって硬化され得るものである。

温度反応物質は、ネマチック、コレステリック又は多くの異なる種類のスメクチ ック液晶やそれらの混合物を用いて本発明に従って準備され得る。その物質は、 液晶が液晶相にあるとき不透明であり、液晶が等方性相にあるとき透明又は光透 過性である。

あらゆる特定の温度での熱−光反応が、液晶相から等方性相へその温度で変形す る液晶を使用することによって得られうる。その過程は可逆的であり１分散物質 の温度が等方性相から液晶相への推移を通じて減少するとき、物質は透明から不 透明状態へと切り換わる。異なる温度に反応する熱−光装置は、異なる等方性− 液晶相推移温度を用いて作られ得す。

電気−光又は磁気−光反応物質が、ネマチック液晶を用いて準備される。エポキ シマトリックス中の分散した液晶は、２つの伝導面の間に配置される。

その伝導面の一方又は両方が、透明である。適切な大きさの電圧が伝導面に印加 されるとき、物質は。

白い不透明な状態から透明な状態へ切り換わるであろう。その過程は、電圧を取 り除くと逆に変わる。

必要ならば、多色染料が、液晶内に組み入れられて。

電気的に反応ゴる物質の透明状態と不透明状態との間の視覚的コントラストを増 大させる。黒色染料を用いることにより１例えば物質は、不透明状態で黒色に見 えるであろう。

温度反応物質として従来技術の物質及び装置とは顕著に異なり重要な利点をもた らす本発明の幾つかの特徴がある。本発明の動作の物理的原理は、光の屈折率及 び光散乱特性が液晶の相変化によって変わるときの、分散した液晶の散乱光に対 するコントラスト能力に基づいている。比較すると、コレステリック液晶装置の 動作は、コレステリックへリックスのピッチの長さに依存する温度が入射光の波 長と比較できるとき、ブラックの光の散乱に基づいている。

これらの従来技術の装置の動作は、液晶物質の相変化に依存し、例えば米国特許 願４，２７９，１５２号で開示されている。その装置の動作は、光吸収特性を変 化させるために染料の処方を変える必要がある。本発明の物質で、白色不透明状 態と透明状態との間の温度分解は１等方性相から液晶相への推移の幅によって支 配され、それは、在来のコレステリック装置の温度分解に亘っての改良である。

その在来の装置の温度分解は、可視スペクトルの幅及びコレヌテリツクヘリツク スのピッチの長さの温度依存に依存する。

本発明の他の利点は、オン状態とオフ状態との間の可視コントラストが等方性相 での分散した液晶の光散乱特性を液晶相での特性に関して対比することによって 制御されるが、従来技術のコレステリック液晶温度指示器で、視覚コントラスト がねじれたコレステリンク物質の背景基質に関するブラック散乱特性によって支 配されることである。

本発明はまた。高い熱安定性及び有効期間含有するものを含む５幅が多様な液晶 及び相の使用を可能にする。従来技術のコレステリック液晶指示器は。

ピッチ長さの適切な温度依存を有するコレステリック又はキラル物質に制限され ている。そのような液晶は代表的に安定性が低く、それらで構成されるディスプ レーは有効期間を制限される〇 電気的反応物質として、本発明は、液晶を含む他の周知の電圧又は電流反応物質 とは異なる特徴及び利点を有する。本発明の物質で、物質の表面上の透明な導体 に印加される交流又は直流の電圧源からの電界が、分散ネマチック液晶を電界と 平行に整列させる。ネマチック液晶の通常の屈折率はマトリックスの屈折率に類 似し、電界がかけられているとき光は装置１５を通じて透過する。本発明の詳細 な説明社、印加された電界が取り除かれるとき、エポキシマトリックスと分散ネ マチック液晶との間の表面の干渉が電界を印加するよシ前に存在する状態へ指示 器のランダム表整列を急速に戻すことである。多数の小さい分散液晶小滴は、エ ポキシと液晶との間に量に対する面の大きな比をもたらし、切り換え効果を増大 させる。本発明の物質を用いて、透明状態から不透明状態への反応時間は、およ そ１０〜１００ミリセカンドで行なわれ得る。多色染料が液晶へ組み入れられる とき、動作原理は、他のゲスト−ホストディスプレーとは異なる状態である。他 のゲスト−ホストディスプレーは、それがエポキシ−液晶面干渉である多色染料 及び面封量が大きな比の分散液晶を組み入れている。その分散液晶は、ネマチッ クディレクタを元へ戻し、故に印加された電界を取）除いたときゲスト染料成分 をそのランダムな不透明状態へ配向へ戻す。これは、周知の「相変化」の二色性 ディスプレー・セルに対比している。そのディスプレーセルで、コレステリック 成分が、液晶へ加えられて不透明状態で染料のランダム表整列を引き起こし又は 誘導する〇 引っ張られた液晶物質を組み入れる電気的に反応するディスプレイ−セルが、電 界を加えた状態と電界を切った状態との間の時間をより速く切シ換える利点を示 す。引き伸ばされる物質の切り換え時間は。

引き伸ばされない物質でのｌＯ〜１００ミリセカンドに比較して約１ミリセカン ドである。セルが交差偏光子を含むとき１本発明の引き伸はされる物質は。

電界を加えた状態と電界を切った状態との間で改良されたコントラストを示す。

本発明のさらに他の特徴及び利点、充分な理解は。

以下の発明を実施するための最良の形態及び図面から当業者に明白となるであろ う。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は１本発明のエポキシ樹脂一液晶物質の透明状態での部分概略断面図であ る。

ＷＩｚ図は、物質が不透明状態で示されることを除いて第１図に類似の図である 。

第３図は、電気的に作動する装置内に組み入れられるエポキシ樹脂一液晶物質の 部分概略断面図であるＯ 第４図は、引き伸はさる状態でのエポキシ樹脂一液晶物質の部分概略断面図であ る。

〔発明を実施するための最良の形態〕

図面を参照すれば、第１図は１本発明の好適なディスプレー物質を示す。その物 質は、液晶の分散小滴１１を含む硬化した透明エポキシ樹脂マトリックス１０か ら成る。第１図で示すように、液晶成分は、それが透明な等号性相である温度に ある。液晶は。

等方性相での光の屈折率が透明なエポキシ樹脂の屈折率に類似の値を有するよう に選択される。物質に入射する光１２が、散乱されず容易に通過するであろう。

第１図で示す状態の物質は、透明状態であるとして参照される。

第２図は、液晶成分１１’が液晶相にあることを除いて、同一の物質を示す。液 晶相は、ネマチック。

コレステリック若しくはスメクチックの相又はその混合物でちってよい。液晶相 にあるとき、光の屈折率は１等方性相の屈折率及びエポキシ樹脂マトリックス１ ０の屈折率に関して変えられ、物質に入射する光１２′は液晶によって散乱され るであろう。エポキシ樹脂マトリックスｌＯの屈折率と目印の一つ液晶１１′と の間の不整合、液晶小滴の適切な大きさ。

及び液晶の光散乱特性によって、物質は光を散乱する。第２図で示す不透明状態 の物質は、白色不透明質のように見える。分散液晶を含むエポキシ樹脂マトリッ クスは、温度が低下して液晶置換基を等方性から液晶相へ変化させるとき、透明 状態から白色不透明状態へ切り換わる。

第３図は、不透明状態と透明状態との間で可逆的に切り換わることが可能な電気 −光反応装置１５を図示する。第３図で示すように、ネマチック液晶１７の分散 した小滴を含む硬化透明エポキシ樹脂１６が、電気コンダクタ１８の間にはさま れている。コンダクタ１８の一方又は双方が、透明である。電圧源１９が、スイ ッチ２０によってコンダクタ１８に接続される。スイッチ２０は、オフ位置２１ 及びオン位置２２をそれぞれ有する。電源１９はスイッチ２０をオフ位１ｉ２１ に配置することによって切られ、ディスプレー物質は、白色不透明質のように見 える。電界がスイッチ２０を閉じることによってエポキシ樹脂液晶物質にわたっ て印加されるとき、物質は、光透過又は透明状態で見える。電界の印加は、電界 に平行にネマチック液晶のディレクタ（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）を整列させる効果を 有する。ネマチック液晶の通常の屈折率はマトリックスの屈折率に類似しており 、光は電界がオンのとき装置１５を通して透過される〇第４図は、矢印２５によ って示すように、本発明のディスプレー物質が機械的圧力を加えることによつて 引き伸ばされるとき得られる光反応を示す。硬化透明エポキシ樹脂は参照数字１ ０によって示され、引き伸ばす方向で伸長した液晶小滴は参照数字１１′によっ て示される。液晶は、液晶相でネマチック、スメクチック若しくはコレステリッ ク又はその混合物でおってよい。物質が引き伸はされ、液晶が液晶相中にあると き１表面上に入射する偏光していない光が、物’Ｊ［を透過するとき引き伸ばす 方向に垂直の方向で直線的に偏光する。直線的に偏光した透過光は、参照数字２ ６′によって示される。残る偏光２６は、入射面から散乱する。偏光効果に加え て、第３図で示すように電気−光セル中で実施化される液晶−エポキシ樹脂物質 へ機械的圧力を加えることにより、′ＷＬ界オン状態と電界オフ状態との間の切 り換え時間は減少することがわかっている。

第１図乃至第４図を関連させて説明する物質は、硬化していないエポキシ樹脂（ Ａ部）、液晶、及び硬化剤（Ｂ部）をともに混合させることによって準備するこ とができる。好適な製造法で、液晶はＢ部と混合して粘性混合物を形成し７、次 にＡ部が硬化の前に数分間混合しながら加えられる。液晶が単にＢ部と混合する とき、その結果の粘性混合物は、熱又は電気によりアドレスされるティスプレー を形成するだめに用いられ得る。Ａ部を加えることによって、混合物は、硬化し て可撓性又は剛性の固体を形成する。固体として、物質は、自己防御的であり、 容易に操作され、切断され、機械にかけられ、組み立てられる利点を有する。第 １図乃至第４図の物質はまた、紫外線照射又はその均等物のような他の手段によ って硬化されるエポキシ樹脂を用いて準備され得る。そのようなエポキシは、市 販されてお９１例■によって説明される。

液晶はエポキシ樹脂中で容易に分散し、静かに混合することだけが必要とされる 。混合中に現わ九る気泡を取り除くために、分散物は、硬化の前に排気室内に配 置されるか又は遠心分離機にかけられてもよい。液晶の混合可能な個々の小滴が 、硬化エポキシ全体に亘って均質に分布するようにされる。液晶の個々の小滴は −・様な大きさ及び間隔から成り、その大きさ及び間隔はエポキシ成分、特定の 液晶、及び準備方法に依存して変化することがわかっている。

直径及び間隔は５代表的に約０．２ミクロン以上の範囲におる。

異なる温度に反応する熱−光物質が、異なる等方性−液晶相推移温度を有する液 晶を用いて容易に準備されδ。その物質はまた。異なる液晶物質の混合物を用い て準備することができる。広く存在するネマチック液晶を用いて、−３０℃から ３ｏｏｃｔでの範囲内のあらゆる温度で等方性−ネマック相推移を有する液晶を 得ることが可能である。

第１図及び第２図で示す分散液晶を含む硬化エポキシマトリックスは、通常は可 撓性の固体でろシ、切ったり、フィルム又は太さな物品に作ったシすることがで きる。熱−光物質は高い分解での適用可能性を有し、高い視覚コントラスト温度 計又は温度指示器が、例えば、医学又は他の技術、冷凍食品の包装、冷蔵、路面 上の氷探知、並びに胸部ガン及び胎盤の位置を発見するための医療温度記録図等 で用いることができる。熱−光物質はまた、熱によりアドレスされる高いコント ラスト、広い視角の平坦なパネルディスプレーで用いることができる。そのよう なディスプレーは、抵抗又はジュール−トムソン効果によって電気的にアドレス されて、物質の温度を局部的に変化させ得る。他の適用で、物質は、レーザービ ームによってアドレスされて１局部的に物質表面を加熱し得る。

第３図で示す電気−光デイスプレーが、透明な伝導性コーティングを含む２枚の 剛体プレートの間にはさまれながらエポキシを硬化させることによって或いは物 質面上に透明表伝導性コーティングを塗ったり沈着させたりすることによって構 成することができる。不透明状態と透明状態との間の視覚コントラストは、黒色 の又は明るくされているもののような適切な背景によって高めることができる。

不透明状態で黒色の又は着色されている電気−光デイスプレーが、エポキシ樹脂 中で分散されている液晶へ二色性染料を加えることによって構成することができ る。例えば、！圧が印加されていないとき黒色であるが電圧が印加されていると き白色の電気−光テイスプレーが、黒色の多色性染料を含むネマチック液晶を使 用することによって構成することができる０そのような液晶は、透明エポキシ樹 脂マ）　ＩＪラックス中分散され、白色の背景上で配置されるとき、黒色のディ スプレー上で白色となり得る。

本発明の最良の形態は、さらに以下の特定の例によって例示され、説明される。

〔例！〕 高いコントラストの温度反応物質が、エムハート・ケミカル・グループ、ボステ ィック・ディビジョンによる商品指定ボスティック７５７５のもとでの二成分エ ポキシ物質の固体及び液晶を用いて準備された。

エポキシ樹脂のＡ部がビスフェノール人及びエビクロロヒドリンの等モル濃度混 合物であった。Ｂ部が、脂肪族ポリアミン硬化剤であった。液晶（ＥＭケミ４′ −シアノ−ビフェニル（５０Ｂ）を４３重量％、ＯＢ　）　ｔ−１７重量％　７ −１〜ペントキシ−・４−シアーオフシロキシ−４−シアノ−ビフェニル（８０ ０Ｂ）ルフェニル（５０Ｔ）を１０重量％から成る混合物（重量比による）であ った。

エポキシ樹脂及び液晶のＡ部及びＢ部は％３３−１／３チノＡ部、３３−１／３ 　％（ＤＢ部及び３３−１／３　％１２）液晶・の処方に従う量によって等しい 割合で混合された。

３つの成分のすべてが、３分間静かに攪拌することによってともに混合され、次 に攪拌処理で含まれた泡を除去するために１分間遠心分・離機にかけられた。

試料が、ガラス板上で一様な厚さの硬化していない物質を広げることによって準 備された。４８時間の硬化の後、約１０ミクロンの厚さであった試料は。

純粋な白色不透明質（不透明状態）ｔ−有していた０１０ミクロンと２０　（１ ミクロンとの間の厚さのフィルムの試料は、外観上は白色であったが、不透明状 態が少なかった。そのフィルムは、ガラス面からはぎ取られて固体の可撓性物質 を生じた。これらのフィルムが８０℃付近のネマチック−等方性推移温度まで加 熱されたとき、それらは急激に澄んで透明（透明状態）になる。そのフィルムは 、８０℃以上の温度で透明状態であり、８０℃以下に冷却されたとき純粋な透明 状態に戻った。不透明状態と透明状態との間のコントラストは、フィルムの厚さ に依存した。２００±１００ミクロンの厚さが、不透明状態と透明状態との間で 高い視覚コントラストを示した〇透明状態及び不透明状態のフィルムによって示 されるネマチック等方性推移温度は、エポキシ樹脂中で分散するよシ前の液晶の ネマチック−等方性推移温度の非常に近くにあった。

〔例Ｉ〕

例！で説明した同一の物質を用いる電気反応装置が、構成された。この例で、遠 心分離後の例Ｉの硬化していない混合物は、混合物に隣接する面上で酸化インジ ウムの伝導性コーティングを有する二枚のスライドガラスの間にはさまれた。絶 縁スペーサ（テフロンテープ）が、スライドガラスの間で用いられ、フィルムの 厚さをおよそ７５ミクロンまで制御した。そのフィルムは、硬化の２４時間後純 粋な白色不透明質（不透明状態）を有した。１００ボルトの交流電圧がガラス板 の伝導面に印加されたとき、物質は透明（透明状態）に変わった。１０ミクロン 以下のフィルムの厚さが、透明状態と不透明状態との間で少ない視覚コントラス トを示し、さらにより小さい切シ換え電圧を必要とした。ディスプレー上の暗い 又は反射する背景が、オフ−オフ視覚コントラストを改良することがわかった。

１００ボルトの印加電圧を有する２、０ｍの面積の試料が、５　Ｘ　１０−’ワ ットの駆動電力を与える透明状態で５×１０　人をもたらすことが観察された。

〔例■〕

不透明状態で不透明な青色で透明状態で透明の電気的反応ゲスト−ホスト装置が 、青色染料を液晶混合物に加えることによって構成された。青色染料は、１−（ ｐ−ｎ−ブチルフェニルアミノ）−４−ヒドロキシアントラキノンであった。そ の染料は、液晶９８．５％に対し青色染料１．５％の重量比に従って例Ｉの液晶 混合物に加えられた。次にこの混合物は。

例！のエポキシ樹脂のＡ部及びＢ部と、　３３−１／３％のＡ部、３３−１／３ ％のＢ部並びに３３−１７３％の青色染料及び液晶の（体積による）比率で混合 された。

例Ｉでのように、物質は、伝導性表面コーティングを有する２枚のスライドガラ スの間で硬化可能にされた。この例で、透明状態と不透明状態との間のよシ大き い視覚コントラストがより薄いフィルム厚さで得られ、故により低い電圧が伝導 面に印加された。

約１０ミクロンの厚さのディスプレーが、２５ボルトの印加電圧を用いて透明状 態にされることがわかった。

〔例１〕 温度反応フィルムが、例工の液晶混合初釜びにビスフェノール人樹脂（Ａ部）及 び脂肪族硬、化剤（Ｂ部）から成る２成分急速硬化エポキシ樹脂（商品指定Ｅ　 Ｐ　Ｏ−Ｔ　Ｂ　Ｋ　３０２　）　’ｉ用いて作られた。そのエポキシ樹脂及び 液晶は、２５％のＡ部、２５チのＢ部及び５０チの液晶の（体積による）比率で 混合された。用いられるフィルム準備方法は１例！の方法と同じであった。２日 の硬化時間の後１．フイルムは。

液晶等方性−ネマチック推移温度（ＳＯ℃）以下の温度で不透明白色質を有した が、その温度以上では透明であった。

〔例Ｖ〕

改良された均−性及び不透明状態と透明状態との間のコントラストのための準備 方法が、例！の液晶混合物の一部（体積による）を例■のエポキシ樹脂のＢ部の 一部と最初に混合させることによって得られた。この混合物は、不透明白色であ り１例工及び例Ｉで説明したように熱的ヌは電気的にアドレスしたディスプレー を形成するために用いることができる０しかしながら、その物質は、硬化せず、 粘性液体のままである。次に、その物質は、Ａ部の一部金加えて１分間混合され 、続いて９０００Ｇで５分間遠心分離することにより固体全形成して作られた。

遠心分離した試料の最上部の不透明度の小さい物質のみを用いて、熱的及び電気 的にアドレスされたディスプレーは、ガニ及び例■で観察されるのよりもわずか に高じコントラスト’を有して作られた。

〔例Ｖ〕

光偏光特件を有する１機械的圧力及び温度反応物質が、液晶４′−オクチル−４ 〜シアノ−ビフェニル（Ｅ　ＭケミカルからＫ　−２４として購入される）の分 散物により、それを２枚分エポキシ樹脂と、３３−１／３％のＡ部、３３−１／ ３％のＢ部及び３３−１／３チの液晶の（体積による）比率で混合することに↓ って準備さねた。エポキシ樹脂は、ビスフェノール人及びエビクロロヒドリン（ Ａ部）運びに脂肪族ポリアミン硬化剤（Ｂ部）の等モル混合物から成っておシ。

イタリー、ミシンのボスティック・ディビジョンから購入される。２つの試料は 、一方は液晶としてに−２４を用い、他方は７５９６０に−２４及び２５チ（７ ）７ニシリデンーｐ−ブチルアニリンの（容量比による）混合物音用いて準備さ れた。混合物の攪拌方法は５例工の方法に等しかった。約５０ミクロンの厚さの フィルムが、顕微鏡スライドガラスとプラスチックカバースリップとの間で混合 物を硬化させることによつズ準備され九。−変温合物が硬化すれば、グラスチッ クカバースリップは容易に取り除かれて、フィルムはガラス基板から容易にはが すことができた。一様に平坦で光沢があジ可撓性の物質が、室温で不透明なもの とし１得られた。

Ｏのフィルムを一方向に引き伸はすとき、そのフイノ・ムは、さらに透明になっ た。引き伸ばされたフィルムを通過する光は、引き伸ばす方向に垂直方向で直線 的に偏光されることが観察された。その物質をそれによって液晶が等方性相にな る温度まで加熱するとき、、＠質り透明になり、偏光はフリー状態又は引き伸ば した状態のいずれでも観察されなかった。

引き伸ばす代りに、せん断又は単に一定方向の圧力が、同一の偏光効果を生じさ せるのに役立った。

〔例■〕

光偏光特性を有する電気−反応セルが、エポキシ８部を、３２．５％（重量比） 、ネマチック液晶を３３．５チ。

スペーサ物質’ｉ　０．、７％、エポキシＡ部を３３．３チのとれら物質？この 順序で混合することによって準備された。エポキシは１例■で説明したのと同一 であった。坏マチック液晶は、４′−−ペンチルー４−シツノ−ビフェニル（５ ０Ｂ）ｙｋ、５１重量％、４′−１−へフチルー４−シアノ−ビフェニル（７ａ ｎ）６２１１量％、４′−１−オクトキシ−４−シアノ−ビフェニル全１６％、 及び４′−−ペンチル−４−シフン−ビフェニルの混合物でめった（ＥＭケミカ ルによすＢ−７として供給される）。そのスペーサー物質ｉｊ、２６ｕｍの粒子 サイズのアルミナ粉末であった（アトマージツク・ケミカルズ・コーポレーショ ンによシアルフィツトＰＳ−２６として供給される）。液晶及びエポキシの混合 物は依然として硬化していない流動状態であったが、その混合物は電圧を印加す ることができる透明な伝導性コーティングを有する２枚のスライドガラスの間に 配置された。

次に、その物質は、−２４℃で５日間硬化された。

室温まで連続的に暖めるとき、スライドガラス及びエポキシ樹脂マトリックスの 本質的に異なる膨張係数によシマトリックス及びマトリックス中で分散した液晶 の小滴は引っ張られ、マトリックスを通過する光は、交差した偏光レンズを通し て見られる光の吸光によって立証されるように直線的に偏光された。

３０ボルトの交流電圧が次に伝導性コーティングに印加され、その反応性物ＪＸ は透過すｂ光がかすかにしか偏光しない状態へ切り換えられた。

〔例■〕

電気反応セルが、引き伸ばされ２枚の透明な伝導面の間にはさまれた可撓性エポ キシ樹脂一液晶シー・トから構成された。可撓性エポキシ樹脂一液晶シートは、 まず液晶をエポキシ８部と混合させ、次にＡ部を１：１：１の割合で加えること によって準備さビフェニルであった（ＥＭケミカル・コーポレーションからに− ２４として得られる）。Ａ部はビスフェノールＡ及びエピクロルヒドリンの等モ ル混合物であり、Ｂ部は化学硬化剤であった（イタリア、ミシンのボスチック・ ディビジョンから両方が購入される）。エポキシ樹脂一液晶混合物は、約５０ｕ ｍ離れた２枚のプレキシガラスシートの間で硬化することが可能であった。１日 の硬化の後、その結果の不透明白色可撓性シートは、プレキシガラスから取シ除 かれた。そのシートは、一方向で約５〜１０チだけ引き伸ばされ、２枚のスライ ドガラスの間にはさまれた。各々のスライドが、透明な伝導性コーティングで片 面を被覆された。そのはさみこんだものは、伝導性コーティングが引き伸ばされ たシートに面するように構成された。直線的に偏光するフィルムが、はさまれ引 き伸ばされたシートで配向されて透過光の最大吸光全達成し、そのはさみこんだ ものに取り付けられた。

他のセルが、不透明白色の可読性シートが伝導性スライドガラスの間にはさまれ る前に引き伸ばされないことを除いて、前述のように構成された。

２００ボルトの電圧が引き伸ばされた物質を有するセルに印加されたとき、不透 明状態と透明状態との・間の反応時間は、１ミリセカンドのオーダーであった。

引き伸ばされない物質を有するセルは、２５〜４０ミリセカンドで反応した。引 き伸はされない物質を有するセルは、電界オン（透明）状態と電界オフ（不透明 ）状態との間で顕著に高いコントラストを有した。

〔例Ｘ〕

可撓性固体エポキシマトリックス中の液晶の分散物が、紫外線によりエポキシ− ・液晶構成を硬化させることによって作られた。そのエポキシ構成は、樹脂（シ ェルの商標ＥＰＯＮ樹脂８２８）を３．８ｔ、紫外線活性化エポキシ医薬（３Ｍ の商標Ｆ　Ｃ−５０８）をＯ０４を及びトリメチレングリコールを０．９　ｔの 混合物であった。その液晶は、１５重量−の４−シアノ−４′−−ペンチルビフ ェニル、２１ｉｉ１％０４−−シアノー４′−オクチロキシビフェニル及び１２ 重量−の４−シアノ−４１−ペンチル−トルフェニルの混合物であった（ｇＭケ ミカルの商標Ｅ−７）。その分散物は、まず０゜３ｔのエポキシ構成’ｉ０．１ ＃の液晶と混合させ１次にその混合物全紫外線ランプのもとで３０分間硬化させ ることによって作られた。

硬化した物質は、不透明白色に見えたが、加熱されたときネマチック液晶等方性 推移温度で透明に変わシ、それによシ熱反応性光スイッチとして作用する０可撓 性の固体の不透明分散物質はまた、引き伸ばしたとき特に透明になった０引き伸 ばした物質を通る透過光は、直線的に偏光されることが観察され、交差偏光子が 引き伸ばされ念物質の前方又は後方のいずれかに配置されるとき光を消すであろ う。その物質は、偏光効果を示すためにその最初の長さの５〜１０％引き伸ばさ れることだけが必要とされたＯわずかの圧縮又は他の機械的ひずみがまた、偏光 効果を示した。交差偏光子を通して見たとき、その物質は１機械的に反応する光 スィッチとして作用した。

本発明の多くの変形及び変更が、前述の詳細な開示から当業者に明白となるであ ろう。従って、請求の範囲内で、不発明は特に示し且つ説明した以外の方法で実 行することができることが理解されるべきである。

Ｆｉｇ、　４ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．エポキシ樹脂中で分散した液晶の小滴から成る、光を変調することが可能左 物質。 ２．請求の範囲第１項に記載された物質であつて、前記小滴が約０．２ミクロン の最小直径を有する物質。 ３．エポキシ樹脂中で分散した液晶の小滴から成る、不透明状態と光透過状態と の間で可逆的に変化することが可能な、熱により反応する光変調物質であつて、 前記液晶は、等方性相で入射光の透過を可能にするような光屈折率を有し、且つ 液晶相で入射光が散乱され前記物質が不透明とたるような光屈折率を有する、と ころの物質。 ４．請求の範囲第３項に記載された物質であつて、前記液晶相はネマチツク、ス メクチツク及びコレステリツクの相又はその混合物から成るクループから選択さ れるところの物質。 ５．請求の範囲第４項に記載された物質でむつて、前記小滴の最小の大きさが約 ０．２ミクロンである物質。 ６．硬化される透明なエポキシ樹脂及びその中で分散する液晶の小滴から成る、 固体フイルム又はシートの形態の、熱により反応する光変調物質であつて、前記 小滴は少なくとも０．２ミクロンの平均直径及び間隔を有し、前記液晶は少なく とも一つの物質がネマチツク、スメクチツク及びコレステリツク相から成るクラ スから選択され、前記液晶はその等方性相で前記エポキシ樹脂の光屈折率に類似 の光屈折率を有して入射光の透過を可能にし、且つその液晶相で前記エポキシ樹 脂の光屈折率とは異たる光屈折率を有して入射光が散乱する、ところの物質。 ７．不透明状態と光透過状態との間で可逆的に切り換えられ得る電気により反応 する装置であつて、電極手段、前記電極手段の間のエポキシ樹脂、前記エポキシ 樹脂中で分散したネマチツク液晶の小滴、並びに前記エポキシ樹脂及び液晶に亘 つて電界を形成するための、前記電極手段に接続した電圧源から成り、前記液晶 は前記エポキシ樹脂の光屈折率に類似の通常の光屈折を有し、液晶デイレクタが 電界の存在下で整列するとき入射光が前記装置を通過し、さらに前記液晶はその 他の屈折率を有し、前記装置が電界がないとき不透明である、ところの装置。 ８．請求の範囲第７項に記載された装置であつて、前記小滴は少なくとも約０． ２ミクロンの平均直径を有する装置。 ９．請求の範囲第７項に記載された装置であつて、前記液晶内に組み入れられる 多色染料を含む装置。 １０．光散乱不透明モードと光透過透明モードとの間で可逆的に切り換えられ得 る電気により反応する装置であつて、透明電極手段、前記電極手段の間ではさま れたネマチツク液晶小滴の分散物を含む硬化透明エポキシ樹脂のシート又はフイ ルムであつて前記小滴は少なくとも０．２ミクロンの平均直径及び間隔を有する シート又はフイルム、並びに前記シート又はフイルムにわたつて電界を形成する ための、前記電極手段に接続した電圧源から成り、前記液晶は前記エポキシ樹脂 の光屈折率に類似の通常の光屈折率を有し、液晶デイレクタが電界の存在下で整 列するとき入射光が前記装置を通過し、さらに前記液晶はその他の屈折率を有し 、前記装置が電界が左いとき不透明である、ところの装置。 １１．請求の範囲第１０項に記載された装置であつて。 前記液晶は多色染料を含む装置。 ｌ２．硬化エポキシ樹脂の可撓性シート中で分散した液晶の小滴から成る光偏光 物質であつて、前記小滴は少なくとも０．２ミクロンの平均直径を有し、前記液 晶はその液晶相で屈折率を有し、前記偏光物質が一方向で引つ張られるとき、偏 光しない入射光が前記物質を透過する前記一方向を横切る方向で直線的に偏光さ れる、ところの物質。 １３．請求の範囲第１２項に記載された物質であつて、前記液晶相はネマチツク である物質。 １４．液晶及びエポキシ樹脂硬化剤をともに混合させて前記液晶の分散小滴を含 む粘性混合物を形成する段階から成る、光変調物質を製造する方法。 １５．請求の範囲第１４項に記載された方法であつて、前記硬化剤は脂肪族ポリ アミンである方法。 １６．請求の範囲第１４項に記載された方法であつて、エビクロロヒドリン及び ビスフエノールＡを前記混合物中に組み入れ、前記混合物を硬化させて固体を形 成可能である段階を含む方法。 １７．不透明状態から光透過状態への対照反応を示すことが可能な物質を製造す る方法であつて、液晶及びエポキシ樹脂硬化剤をともに撹拌して液晶の小滴を含 む粘性混合物を形成する段階、その後前記混合物をエピクロロヒドリン及びピス フエノールＡと結合させる段階、並びに前記混合物を硬化させて固体を形成する 段階から成る方法。 １８．請求の範囲第１７項に記載された方法であつて、前記硬化剤は脂肪族ボリ アミンである方法。 １９．請求の範囲第１項に記載された光変調物質であつて、前記液晶はシアノピ フエニルから成る物質。 ２０．請求の範囲第３項に記載された光変調物質であつて、前記液晶はシアノピ フエニルから成る物質。 ２１．請求の範囲第６項に記載された光変調物質であつて、前記液晶はシアノビ フエニルから成る物質。 ２２．請求の範囲第７項に記載された光変調物質であつて、前記液晶はシアノピ フエニルから成る物質。 ２３．請求の範囲第１０項に記載された光変調物質であつて、前記液晶にシアノ ビフエニルから成る物質。 ２４．請求の範囲第１２項に記載された光変調物質であつて、前記液晶はシアノ ピフエニルから成る物質。 ２５．固体の光透過マトリツクス中で分散した液晶の小滴から成る光変調物質。 ２６．請求の範囲第２５項に記載された光変調物質であつて、前記マトリツクス は、エポキシである物質。 ２７．請求の範囲第２５項に記載された光変調物質であつて、前記液晶はシアノ ビフエニルから成る物質。 ２８．請求の範囲第２７項に記載された光変調物質であつて、前記マトリツクス はエポキシである物質。 ２９．請求の範囲第２５項に記載された光変調物質であつて、前記小滴は一様左 大きさ及び間隔によつて特徴づけられる物質。 ３０．請求の範囲第２５項に記載された光変調物質であつて、前記小滴は約０． ２ミクロンの最小平均直径を有する物質。 ３１．請求の範囲第２５項に記載された光変調物質であつて、前記液晶は前記マ トリツクスの光屈折率に類似する等方性相中での光屈折率を有し、以つて前記物 質は光を透過し、さらに前記液晶は前記マトリツクスの光屈折率と異たる液晶相 中での光屈折率を有して入射光は散乱し前記物質は不透明となる、ところの物質 。 ３２．請求の範囲第３１項に記載された光変調物質であつて、前記液晶はシアノ ビフエニルである物質。 ３３．請求の範囲第２５項に記載された光変調物質であつて、前記液晶はネマチ ツクであり、前記マトリツクスの光屈折率に類似の通常の光屈折率を有し、液晶 デイレクタが電界によつて整列されるとき前記物質は透明であり、電界が互いと き前記装置が不透明であるその他の屈折率を有する、物質。 ３４．請求の範囲第３３項に記載された光変調物質であつて、前記液晶はシアノ ピフエニルである物質。 ３５．液晶及び硬化可能な合成樹脂をともに混合させて液晶小滴の分散物を形成 する段階、並びにその後前記樹脂を硬化させる段階から成る、光変調物質を製造 する方法。 ３６．請求の範囲第３５項に記載された方法であつて、前記樹脂は透明なエポキ シである方法。 ３７．請求の範囲第３６項に記載された方法であつて、前記樹脂は紫外線にさら されることにより硬化する方法。 ３８．請求の範囲第３５項に記載された方法であつて、硬化樹脂を引き伸ばして 前記液晶小滴の形状を変化させる段階を含む方法。 ３９．請求の範囲第３５項に記載された方法であつて、前記液晶はシアノピフエ ニルから成る物質。 ４０．光変調物質を製造する方法であつて、硬化可能なエポキシ樹脂中で液晶小 滴の分散物を形成して透明なマトリツクスを形成する段階、並びにその後前記樹 脂を硬化させる段階から成り、前記物質は光透過モード及び光散乱モードによつ て特徴づけられ、前記光透過モードで前記液晶の光屈折率は前記硬化樹脂の光屈 折率に類似し、前記光散乱明細書 モードで前記液晶の光屈折率は前記硬化樹脂の光屈折率とは異なる、ところの方 法。 ４１．請求の範囲第４０項に記載された方法であつて、前記液晶小滴はシアノビ フエニルから成る方法。 ４２．請求の範囲第４０項に記載された方法であつて、前記硬化合成樹脂を引つ 張つて前記小滴をひずませる段階を含む方法。 ４３．電気により反応する光変調装置であつて、間隔を置いた透明な電極手段、 ネマチツク液晶の小滴を含むシート又はフイルム、並びに前記シート又はフイル ムにわたつて電界を形成するための、前記電極に接続した電圧源から成り、前記 シート又はフイルムは引き伸ばされて光が前記装置を透過して前記電界がオフの とき偏光し、前記液晶は前記シート又はフイルムの屈折率に類似の通常の屈折率 を有し、以て偏光しない光が前記電界がオンのとき前記装置を透過する、ところ の装置。 ４４．請求の範囲第４３項に記載された装置であつて、前記液晶はシアノビフエ ニルである装置。 ４５．請求の範囲第４４項に記載された装置であつて、前記シート又はフイルム はエポキシである装置。