JPS63271233A - 液晶光学素子 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、透過数乱形液晶光学素子の素子構成に関する
ものである。

［軽従来の技術］ 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干−ドは、必要に
応じて配向処理した透明電極付基板にコレステリック液
晶封入し、電圧印加の有無によりホメオトロピック配列
のネマチック相（透過）とフォーカルコニック配列もし
くはブレーナ配列のコレステリック相（散乱）の二状態
を制御するものである。ＤＳモード、ＰＣモードのいず
れも偏光板を使用しないため、広い視角が得られる利点
はあるものの、前者は液晶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、液晶の信
頼性が底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Ｉ１．　Ｇ、　Ｃｒａ　ｉｇ
ｈｅａｄらが＾ｐｐ１．　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、　。

４０（１１２２（１９８２１に開示した方法は、液晶が
屈折率異方性を有する特徴をいかしたものであり、具体
的には液晶を多孔体に含浸させ、電界印加の有無により
液晶の屈折率を変化させ、多孔体の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、　Ｆｅｒｇａｇｏｎ
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）、またに、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、　１１．　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６１−５０２
１２８号）で作成している。

［発明の解決しようとする問題点］ Ｉ１．　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
るといった欠点な有していた。またＪ、　Ｌ、　Ｆｅｒ
ｇａｇｏｎ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、　ＪＪ、Ｄｏａｎ
ｅ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、ルイス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。

［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
５一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。）あるいは
異常光屈折串（ｎｅ）のいずれかと一致するように選ば
れた光硬化性ビニル系化合物及びネマチック液晶物質の
溶解物を一対の電極付基板間に保持し、光露光により、
光硬化性ビニル系化合物を硬化させ、ネマチック液晶物
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
晶光学素子である。

本発明の素子は、液晶と光硬化性ビニル系化合物が、溶
解した均一状態から、光硬化過程を経ることにより、ネ
マチック液晶と硬化物とを細い不均一状態で固定化させ
るので、液晶と硬化物の分布が一様となり、外観品位、
生産性にすぐれた素子といえる。

本発明では、電圧を印加していない状態又は印加してい
る状態のいずれか一方で、光露光により硬化させられた
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（ｎｅ）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、電界が印加されていない場合に
は、配列していない液晶物質と、硬化物の屈折率の違い
により、散乱状態（つまり白濁状態）を示し、また電界
を印加した場合には、液晶物質が配列し、液晶の屈折率
（ｎｏあるいはｎ、）と光硬化により得られた硬化物の
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、可逆的な調光機能をもつすぐれた素
子が得られる。

特に電界を印加した際の液晶の配向が、基板面に対し垂
直である方がヘーズむらが出す、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、使用するネマチ
ック液晶のｎｏと一致するように選ばれた光硬化性ビニ
ル系化合物と誘電異方性が正のネマ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１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（ｎａ、ｎ、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、は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
来持っていた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。

本発明で使用される、光硬化性ビニル系化合物は、硬化
速度を速めたいなら、光硬化開始剤を加えるなどしてよ
く、ラジカル種により光硬化可能なものであれば、外観
品位、信頼性にすぐれた素子を作成することができる。

この光硬化ビニル系化合物は化合物自身が光反応性をも
つもの、光照射によって生成した物質により硬化が誘起
されるものであってもよく、大別すると、光照射によっ
て分解硬化するものと１重合硬化するものに分類される
０重合硬化するものは、さらに光二量化するものと重合
高分子化するものに分けられる。前者はビニル基の中で
も、シンナモイル基やシンナミリデン基をもつものが多
く、たとえばポリケイ皮酸ビニル、ポリシンナミリデン
酢酸ビニル、フェニレンジアクリル酸エステルなどが例
示される。後者は。

千ツマ−やオリゴマーが光により活性化されて、相互に
あるいは他のポリマーや゛オリゴマー、千ツマ−と重合
硬化するものであり、ビニル基の中でもアクリロイル系
、アリル系、スピラン系、ビニルベンゼン系の千ツマ−
、オリゴマー、ポリマーなどがあげられる。具体的には
、モノアクリレート、ジアクリレート、Ｎ−置換アクリ
ルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、スチレン及びその誘
導体、ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレ
ート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、
シリコーンアクリレート、フロロアルキルアクリレート
、ポリブタジェン骨格を有するポリアクリレ−ト、イソ
シアヌル酸骨格を有するポリアクリレート、ヒダントイ
ン骨格を有するアクリレート、不飽和シクロアセタール
などに代表される単官能及び多官能ビニル基を有する化
合物が例示される。　本発明では、これら種々の光硬化
性ビニル系化合物が使用できるが、アクリロイル系化合
物を使用することが、光露光後の液晶と硬化物の相分離
状態及びその均一性にすぐれていること、また光露光に
よる硬化速度が速く硬化物が安定であることから好まし
い、尚ここでいうアクリロイル系化合物のアクリロイル
基は、０位、β位の水素がフェニル基、アルキル基、ハ
ロゲン、シアノ等で置換されていてもよい。

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′？素子に微小なりラックが発生しに
＜＜、成形性が良好となる。この微小クラックが多くな
れば、光透過状態での光の透過率が低下する傾向となり
、素子の性能が低下する。このアクリルオリゴマーの粘
度は高すぎても低すぎても成形性に悪影響を与えるので
５σ℃で１５０〜５００００ｃｐｓ程度とすることが好
ましい。

光硬化性ビニル系化合物の残りの部分は、ビニル系の千
ツマ−が使用できる。特に、アクリル系の千ツマ−がア
クリルオリゴマーと相性が良く好ましい。

本発明で使用することが好ましいアクリルオリゴマーと
しては、以下に示す一般式（１）のこのＸで表わされる
部分は、ポリオール、ポリエステル、エポキシ、ウレタ
ン、ヒダントイン等の骨格から選ばれれば良く、少なく
とも両側にアクリル酸の構造（ＣＩＩ　ｍ・ｃｏ−ｃｏ
ｏ−＞を持っていれば良い。具体的には、以下のような
構造がありうる。

（ＣＩｔ　Ｉ　ＣＩＩ□０　）　、、　（Ｃ，、ｌ＋、
０　）。等の−（Ｒ−０）。

１”ｌ＋− 僑 （Ｒはアルキレン基、Ｒ′は水素またはアルキル基を表
わし、フェニレンで置換もしくはシクロヘキシレンで置
換されていてもよい。また、同一構造式中に複数のＲ，
Ｒ′等がある場合には、全てが同一の基でも良いし、夫
々異なっていてもよい。） 尚、これらの骨格は単なる例示にすぎなく、素子の形状
、特性等を考慮して適宜選択すれば良い。

また、光硬化性ビニル系化合物は、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、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１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光硬化性ビニル系化合物は、萌
述の要件を満たした種々の材料の中から、液晶の屈折率
、液晶との溶解性を勘案して選択すればよい。

また、光硬化開始剤は、ベンゾインエーテル系、ベンゾ
フェノン系、アセトフェノン系、チオキサントン系など
が例示される。

本発明で使用されるネマチック液晶物質は、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。

また、使用されるネマチック液晶は５光硬化性ビニル系
化合物に均一に溶解し、光露光後の硬化物とは、溶解し
ない、もしくは困難なものが必要であり、組成物を用い
る場合は１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、光硬化性ビニル系化合物と
ネマチック液晶とは５：９５〜４５：５５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、調製する光硬化性ビニル系
化合物とネマチック液晶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、Ｉｎ
５Ｏｓ４ｎＯ□。

ＳｎＯ□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にて動作することか
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、基板に保持した混合物を、光露光によ
り、ネマチック液晶と硬化物との相分離状態で固定化す
るわけだが、ここで言う光露光とは、一般に紫外線照射
あるいは、電子線照射を意味する。光露光前は、基板に
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
あるが、光露光後は配列していないネマチック液晶と硬
化物による屈折率散乱のため白濁状態となる。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、ネ
マチック液晶が配列し、硬化物と屈折率が７致するため
透過状態となる。

本発明では、この液晶中に２色性色素や単なる色素、顔
料を添加したり、硬化性化合物として着色したものを使
用したり、基板に着色基板を使用したり、カラーフィル
ターを積層したりして特定の色を付けることもできる。

本発明では、ネマチック液晶物質を溶媒として使用し、
光露光により光硬化性ビニル系化合物を硬化させるため
、硬化時に不要となる単なる溶媒や水を蒸発させる必要
がない。このため、密閉系で硬化できるため、信頼性が
高く。

かつ、光硬化性ビニル系化合物で２枚の基板を接着する
効果も有するため、シール剤を不要にすることもできる
。

このため、一方の電極付基板上に光硬化性ビニル系化合
物及びネマ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、光を照射
して硬化させるという生産性の良い製造方法が採用でき
る。

特に、電極付基板に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！１１２造できる。

このような液晶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調光体を極め
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、電極付基板上に光
硬化性ビニル系化合物及びネマ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。

このような液晶光学素子は、表示素子としても使用可能
であるが、大面積化が容易であること及び後で切断して
所望のサイズにできること等からみて調光体として使用
した場合に好適である。

調光体として使用される場合には、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。

この液晶調光体のような大型の液晶光学素子の場合には
、基板がプラスチックや薄いガラスの場合にさらに保護
のためにプラスチックやガラス等の保護板を積層したり
、基板を強化ガラス、合せガラス、線入ガラス等にして
もよい等種々の応用が可能である。

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
ルブチラール等の接着性材料層を介して挟持して、加熱
又は光照射により、接着性材料層を硬化させて、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、中でも接着性材料をポリビニルブ
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。

この液晶調光体のような液晶光学素子を製造するには、
所望の形状の基板を２枚準備して、これを組合せて液晶
光学素子を製造してもよいし、連続プラスチックフィル
ム基板を使用したり、長尺ガラス基板を用いて製造して
、後で切断する方式で製造してもよい。

この液晶調光体の用途としては窓、天窓、間仕切り、扉
等の建築材料、窓、ムーンルーフ等の車両用材料、各種
電気製品用のケース、ドア、蓋等の材料に使用可能であ
る。

本発明の液晶光学素子は、電圧を印加する時には、液晶
の配列が変化するような交流電圧を印加すればよい。具
体的には、５〜１００■で１０〜１０００Ｈｚ程度の交
流電圧を印加すればよい。

また、電圧を印加しない時には、電極間をオーブンにす
るか短絡すればよい、これらの内でも、電極間のインピ
ーダンス、即ち、電極のインピーダンス、端子部での接
続インピーダンス、回路インピーダンスの合計インピー
ダンスが、ネマチック液晶物質と硬化物との層のインピ
ーダンスよりも低くなるようにすることにより、電圧を
切った時の液晶の応答が速い。

特に、電極間のインピーダンスが、ネマチック液晶物質
と硬化物との層のインピーダンスの１７！０以下になる
ようにすることが好ましい。このため、電極のインピー
ダンス及び端子部での接続インピーダンスが高い場合に
は、回路のインピーダンスを下げることが好ましい。

このように自己放電回路を形成することにより１通常の
液晶表示素子に比して素子自体の有するキャパシタンス
が非常に大きいものであっても、電極間に蓄積された電
荷が速やかに放電され、液晶がランダムな配向に戻る運
動を阻害しなく、透過と散乱との間の変化が速くなる。

本発明の素子は、表示用素子、とりわけ従来の液晶表示
素子が困難であった、大面積表示素子、湾曲状での表示
素子等に利用できるほか、大面積の調光素子、光シヤツ
ター等、数多くの利用が考えられる。

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
ーであるＴＮ液晶表示素子、エレクトロクロミック表示
素子、エレクトロルミネッセンス表示素子等と積層して
使用してもよく、種々の応用が可能である。

［実施例１ 以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。

実施例１ ｎ−ブチルアクリレート　１部及び２−ヒドロキシエチ
ルアクリレート　５部に液晶（Ｂ　Ｄ　Ｈ社製ｒＥ−８
Ｊ）を１８部、光硬化開始剤としてベンゾインイソプロ
ピルエーテル０．１２部を均一に溶解し、２５μｍのセ
ルギャップをもったＩＴＯ付ガツガラス基板セル入した
。注入孔を封止した後、紫外線照射装置（東芝社！Ｉｌ
ｌスキュアー４００Ｊ　）により、約６０秒光露光する
と露光面全面が白濁し、樹脂の網目状のマトリックス中
に液晶が分散された構造の素子かえられた。

電圧印加部の透過率は１８．３％であったが、ＡＣ６０
Ｖ　（５０Ｉｌｚ）を印加すると６０．２％の透過率を
示した。（透過率計：朝日分光量！Ｊｌ　ｒＭ−３０４
」）実施例２ ０−プチルアクリレート　１部及び２−ヒドロキシエチ
ルアクリレート　３部、アクリルオリゴマー（東亜合成
化学社製ｒＭ−１２００Ｊ　、粘度３００００ｃ１）Ｓ
１５０℃）４部、光硬化開始剤としてメルク社製「タロ
キュア−１１＋６Ｊを０．１６部、液晶「Ｅ−８」を４
部を均一に溶解した。セルギャップを１０μｍにした以
外は、実施例１と同様に素子を作成した。電圧印加　（
＾Ｃ６０Ｖ、　５０１１ｚ）前後の透過率はそれぞれ３
８．４％、７７．１％であった。

実施例３ ｎ−ブチルアクリレート　３部、アクリルオリゴマー（
大阪有機化学工業社製「ビスコート＃８２３Ｊ　、粘度
１９０００ｃｐｓ／　５０℃）　２部、液晶「Ｅ−８」
を３部、［タロキュア−１１＋６Ｊを０．１部を均一に
混合し、ドクター・ブレードを使い、ガラス基板に仮接
着したＩＴＯ付ポリエステルフィルム上に塗布した。次
いで同様にガラス基板に仮接着したＩＴＯ付ポリエステ
ルフィルムを重ね合せ、１０μｍのスペーサーを使用し
てセルギャップを調整して、実施例１と同様条件で光露
光し、素子を作成した。

電圧印加　（＾Ｃ６０Ｖ、　５０１１ｚ）前後の透過率
はそれぞれ４２．８％、６７．１％であった。

実施例４ ｎ−ブチルアクリレート　１部、２−ヒドロキシエチル
アクリレート　５部、アクリルオリゴマー（東亜合成化
学社製ｒＭ−６２００Ｊ　、粘度２４０ｃｐｓ１５０℃
）３部、光硬化開始剤としてメルク社製［タロキュアー
１１７３Ｊを０．２０部、液晶ｒ　Ｅ　−８Ｊを１８部
を均一に溶解した。使用したセルのガラス板厚を３．　
Ｏｎ＋ｍにし、光露光時間を３分にした以外は、実施例
１と同様にして素子を作製した。電圧印加　（ＡＣ６０
Ｖ、　５０Ｈｚ）　前後の透過率はそれぞれ８．３％％
５２．０％であった。

実施例５ Ｎ−（ｎ−ブトキシメチル］−アクリルアミド１部、ｎ
−ブチルアクリレート　３部、［タロキュア１ｌＩ６Ｊ
を　０．２部、液晶Ｒｏｃｈｅ社製ｒＴＮ−６２３Ｊ　
　９．５部を均一に溶解した。セルギャップを１０μｍ
にした以外は、実施例１と同様に素子を作成した。電圧
印加　（ＡＣ６０Ｖ、　５０１１２）前後の透過率は夫
々　７９．１％、８５．０％であった。

実施例６ ｎ＝ブチルアクリレート１２部、アクリルオリゴマーｒ
Ｍ−１２００４２４部、「タロキュアー１１＋６Ｊを　
１．４部、液晶ｒ　Ｅ−８Ｊを６４部均一に溶解した。

実施例３と同様にガラス基板に仮接着したＩＴＯ付ポリ
エステルフィルムを使用し、セルギャップカ月４μｍと
なるように重ね合せ、紫外線照射装置（三菱電機社製「
ネ才ルミスーバ−（３０Ｗ）　Ｊ　）使用により約９０
秒光露光して素子を作製した。

電圧を印加しない場合の透過率はｌ０９３％、電圧印加
後の透過率は６２．５％　（ＡＣ１５Ｖ、　５０１１ｚ
）、７７．７％（ＡＣｌｏｏＶ、５０１１ｚ）であった
。

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。

実施例７ セルギャップを８μｍにした以外は実施例６と同様にし
て素子を作製した。電圧を印加しない場合の透過率は１
９．８％、電圧印加後の透過率１；ｔ７５．３部％　（
ＡＣ１５Ｖ、　５０Ｈｚ）　、　７７．２％　（ＡＣ３
０Ｖ。

５０１１ｚ）であった。

実施例８ 実施例６の素子において％ＡＣｂＯＶの電圧を印加した
状態から回路を開放した場合の透過率変化の応答時間は
１．２秒であった。電圧を切った後で、素子の両電極を
ＩｋΩの抵抗を介して短絡したところ、応答時間は０．
０２秒であった。

実施例９ 着色硬化物として、東華色素化学工業社製［ベストキュ
ア１６１　Ｊを１．５部加えて分散させた以外は、実施
例６と同様にして素子を作製した。

全面、均一に着色した素子が得られ、電圧印加しない場
合の透過率は８．１％、電圧印加後の透過率は６３．５
％（ＡＣｌｏｏＶ、５０Ｈｚ）であった。

実施例１０ ｎ−オクチルアクリレート　７部及び２−ヒドロキシエ
チルアクリ・レート１５部、アクリルオリゴマー　ｒＭ
−１２００Ｊ　１４部、光硬化開始剤としてベンゾイン
イソプロピルエーテル３部に液晶［Ｅ−８４６４部を均
一に溶解した。この溶液をガラス板に仮接着したＩＴＯ
付ポリエステルフィルム基板上に塗布し、次いで、同様
に、ガラス板に仮接着したＩＴＯ付ポリエステルフィル
ム基板をセル間隙が１４μｍとなるように重ね合せた後
、紫外線照射袋！２！［トスキュアー４００」により約
６０秒光露光すると、露光面が白濁した素子が得られた
。

電圧印加前の透過率は１５．９％であったが、　ＡＣｌ
　００Ｖ　（５０１１２）を印加すると７７．０％の透
過率を示した。

実施例１１ Ｎ−（ｎ−ブトキシメチル）−アクリルアミド　１部、
ｎ−ブチルアクリレート　３部、アクリルオリゴマー［
ビスコ−）　＃８２３Ｊ　　１部、光硬化開始剤「ダロ
キュアー目＋６Ｊ　　Ｑ、２部、液晶ｒＴＮ−６２３Ｊ
　　９．５部を均一に溶解した。セル間隙を１０μｍに
した以外は、実施例５と同様にして素子を作成した。

電圧印加（ＡＣ６０Ｖ、５［１１１ｚ）前後の透過率は
夫々７６．２％、８５．２％であった。

この素子は、原料にアクリルオリゴマーを使用しており
、実施例５の素子に比して、硬化後の微小クラックが少
なく、電圧印加による透過率の変化が大きいものであっ
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（ｎｏ）あるいは異常光屈折率（ｎｅ
）のいずれかと一致するように選ばれた光硬化性ビニル
系化合物とネマ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、光露光により、光硬化性化合
物を硬化させ、ネマチック液晶物質とを硬化物との相分
離を固定化した素子である。したが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、光シヤツター等に広く利用することがで
きる。

本発明では光硬化性ビニル系化合物を使用しているため
、素子の信頼性が高く１合せガラス様の構造を有してお
り、外圧による破損を生じにくく安全性が高い。

さらに、この基板の少なくとも一面に保護板を設けるこ
とにより、安全性が向上し、特に、両面に保護板を設け
ることにより破損を生じにくくなる。

特に、基板上にネマチック液晶物質、光硬化性ビニル系
化合物、さらに必要に応じて光硬化開始剤との溶解物を
供給し、その上に他方の基板をａ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、強度が劣フているため、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、接着性材料で接着することによ
り１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、液晶物質と硬化したビニ
ル系化合物とが細かな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
用することもてきる。

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１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。

手続補正書 昭和６３年　３月／ｒ日

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （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
   うに選ばれた光硬化性ビニル系化合物及びネマチック液
   晶物質の溶解物を一対の電極付基板間に保持し、光露光
   により、光硬化性ビニル系化合物を硬化させ、ネマチッ
   ク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。
2. （２）得られる硬化物の屈折率が、使用するネマチック
   液晶の常光屈折率（ｎ＿ｏ）と一致するように選ばれた
   光硬化性ビニル系化合物と誘電異方性が正のネマチック
   液晶物質とを使用する特許請求の範囲第１項記載の液晶
   光学素子。
3. （３）使用する光硬化性ビニル系化合物が、アクリロイ
   ル系化合物である特許請求の範囲第１項記載の液晶光学
   素子。
4. （４）使用する光硬化性ビニル系化合物がアクリル酸エ
   ステル系化合物である特許請求の範囲第３項記載の液晶
   光学素子。
5. （５）使用する光硬化性ビニル系化合物がアクリルオリ
   ゴマーを１５〜７０ｗｔ％含む特許請求の範囲第４項記
   載の液晶光学素子。
6. （６）電極付基板が透明電極付基板である特許請求の範
   囲第１項記載の液晶光学素子。
7. （７）透明電極付基板が透明電極付プラスチック基板で
   ある特許請求範囲第６項記載の液晶光学素子。
8. （８）透明電極付基板の外側に保護板が積層されている
   特許請求の範囲第６項または第７項記載の液晶光学素子
   。
9. （９）保護板が両方の透明電極付基板の外側に接着され
   ている特許請求の範囲第８項記載の液晶光学素子。
10. （１０）保護板がガラス板である特許請求の範囲第８項
    または第９項記載の液晶光学素子。
11. （１１）ガラス板がポリビニルブチラールで接着されて
    、２枚のガラス板が一体化して合せガラス状にされてい
    る特許請求の範囲第１０項記載の液晶光学素子。