JP2001056460A

JP2001056460A - 液晶光学素子およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001056460A
Application number: JP11230838A
Authority: JP
Inventors: Tomohisa Goto; 智久五藤; Hideya Murai; 秀哉村井; Hiroji Mimura; 広二三村; Daisaku Nakada; 大作中田
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; NEC Corp; New Energy and Industrial Technology Development Organization
Current assignee: NEC Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; New Energy and Industrial Technology Development Organization
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2001-02-27

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動電圧が低く、ヒステリシス特性に優れる
とともに、高い反射率を有する新規な液晶光学素子を提
供し、さらに、一つの表示画素で多色表示が可能な液晶
光学素子を提供することである。【解決手段】液晶材料を垂直に配向させるように処理
されている電極を有する基板２、９の間に、液晶材料６
を主成分とする液晶層が挟持されている。前記液晶層中
には少量の高分子材料５が分散されている。電圧無印加
状態では全ての液晶材料６が垂直方向に配向しているた
め、素子は透明状態である。電圧を印加すると、液晶材
料６は負の誘電異方性を有するために電界方向に対して
垂直になろうとするが、液晶材料６の一部は高分子材料
５による束縛のために動くことができない。高分子材料
５は周期的に分散されているため、その周期間隔に起因
する光の波長が選択的に反射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は偏光板、カラーフィ
ルターが不要な選択反射型の液晶光学素子に関するもの
であり、特に文字、図形等を表示する表示装置、入射光
の反射または透過と遮断を制御するライトバルブ等に利
用される液晶光学素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、低消費電力化を目標に、バックラ
イトが不要な反射型の液晶光学素子が提案されている。
国際出願９２／１９６９５号公報に開示された技術にお
いては、ラビング等の水平配向処理がされた基板、正の
誘電異方性を有するカイラルネマテイック液晶、高分子
材料を構成要素とすることに反射モードを可能としてい
る。カイラルネマティック液晶の選択反射波長は、その
ヘリカルピッチに等しい。カイラルネマティック液晶
は、印加電圧が増加するにつれて、プラナーテックスチ
ャー（平面組織）からフォーカルコニックテックスチャ
ー（フォーカルコニックテック組織）に変化することが
知られている。プラナーテックスチャーで素子は選択反
射状態であり、フォーカルコニックテックスチャーにお
いては液晶のダイレクターが乱れ、光を散乱する。当該
開示技術では、液晶相に高分子を加えることにより、相
（組織）の安定性、応答速度を改善している。

【０００３】特開平５−１３４２６６号公報において、
液晶と高分子から構成された反射型の液晶素子が開示さ
れている。この開示技術の液晶光学素子では規則的に並
んだ液晶滴と高分子材料の屈折率差に起因する光の干渉
を利用して光の反射／透過を制御しており、ホログラフ
ィック高分子分散液晶素子（ＨＰＤＬＣ）と呼ばれてい
る。この素子中の高分子材料の屈折率は、液晶材料の常
光屈折率近傍に設定されている。液晶材料としては正の
誘電異方性の液晶が使用されている。電圧無印加状態で
は、液晶滴中の液晶分子はランダムに配向しており、高
分子材料と屈折率差が生じている。この屈折率差と液晶
滴の周期により光が選択的に反射される。また、この液
晶光学素子に電圧を印加していくと、高分子材料と液晶
滴との屈折率差が小さくなり、選択反射光強度が低下し
ていく。この液晶光学素子は、特公平３−５２８４３号
公報等で開示されている液晶をカプセル化し高分子材料
中に分散した透過／散乱型の液晶光学素子と同様に偏光
板を要しないため光の利用効率が高いという利点を有し
ている。さらに、この液晶光学素子では、液晶滴の間隔
の設定により選択反射波長が異なる液晶光学素子が作製
できるため、ＲＧＢ各波長を選択反射する画素を並置あ
るいは積層することによりマルチカラー化がカラーフィ
ルター無しで実現できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の選択反射
型の液晶では、以下のような問題点を有している。ま
ず、国際出願９２／１９６９５号公報に開示されている
方法においては、その選択反射はカイラルネマティック
液晶の螺旋方向に起因した一方の円偏光であるため反射
効率は最大で５０％となる。また、選択反射波長を可視
光領域まで短くするためには、多量のカイラル剤を添加
する必要がある。多量のカイラル剤の存在は素子の駆動
電圧の上昇をもたらすという問題がある。また、カイラ
ル分子のピッチは温度依存性を有するため素子の特性が
温度変化とともに変化するという問題点がある。

【０００５】特開平５−１３４２６６号公報に開示され
ている方法においては、その選択反射は規則的に並んだ
液晶滴と高分子材料の屈折率差に起因するものであり、
構造上、液晶の濃度は約３０重量％程度と少ない。その
ため、高分子材料が液晶材料に与える規制力が非常に多
く、駆動電圧が１０Ｖ／μｍ以上と高いと同時にヒステ
リシス特性が悪い。また、液晶材料と高分子材料を完全
に相分離させることは難しく、高分子材料中に液晶材料
が分子状で分散して高分子材料の屈折率を高くする。こ
の結果として電圧無印加時の液晶材料と高分子材料との
屈折率差が小さくなり、反射強度が低下するという問題
がある。

【０００６】本発明は、前述の課題を解決するために鋭
意検討した結果なされたものであり、駆動電圧が低く、
ヒステリシス特性に優れるとともに、高い反射率を有す
る新規な液晶光学素子を提供することを目的としてい
る。

【０００７】また、本発明の他の目的は、一つの表示画
素で多色表示を可能とするという従来の他の開示技術に
無い新規な液晶光学素子を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶光学素子
は、液晶材料中に液晶分子の動きを制限する高分子材料
を周期的に存在させることにより上記目的を達成するも
のである。つまり本発明は、少なくとも一方が電極を有
する二枚の基板間に液晶を含有する調光層が挟持されて
いる液晶光学素子において、前記調光層は液晶材料と、
液晶材料中に周期的に分散され液晶分子の動きを制限す
る高分子材料とよりなることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳述する。本発明の液晶光学素子は、
少量分散された高分子材料により液晶層中の液晶分子の
動きを部分的に制限することにより上記目的を達成しよ
うとするものである。

【００１０】ここで、液晶材料の動きを制限するという
ことは、すなわち液晶材料と物理的な相互作用を有し、
閾値電圧等の液晶材料の電気光学特性を変化させるもの
である。一般的に、高分子材料と相互作用することによ
り液晶材料の閾値電圧は増加する。微量の高分子材料が
液晶材料すなわち液晶分子に絡むということは液晶材料
に離れずにまきついたりしている状態等を示し、液晶材
料の一部が高分子材料と接していたり、取り込まれてい
たりする状態も含む。また、ネットワーク状とは、高分
子材料が液晶材料中で３次元網目状態にあることを示
す。この３次元網目状態には、高分子材料の微粒子が多
数連結して細い紐状となっている場合を含む。

【００１１】高分子材料が周期的に液晶材料中に分散す
るということは、同時に液晶材料中に、高分子材料が絡
んでその動きを束縛された液晶分子のドメインが、液晶
材料中に周期的に存在しているということである。液晶
分子に絡む高分子材料の周期性は干渉レーザーを利用し
て決めることができる。この周期性は可視光が選択的に
ブラッグ反射される間隔とする。この周期性を作製する
ために、可視光レーザーの二光束干渉露光が利用され
る。このように、自由に動ける液晶分子と高分子材料に
より動きが制限された液晶分子が作製され、自由に動け
る液晶分子と動きが制限された液晶分子間の屈折率差を
電界で制御、すなわち自由に動ける液晶分子だけを駆動
することにより、その周間隔期に起因する選択的な反射
光の強度を変えることができる。

【００１２】この高分子材料の分散の状態として、いく
つかの状態がある。高分子材料がネットワーク状となっ
て液晶材料中に分散されている場合には、このネットワ
ークが液晶分子と絡むことによって一部の液晶分子の動
きを制限し、電圧印加時に散乱状態が得られる。また、
高分子材料中に液晶材料が固定されている場合にも一部
の液晶分子の動きが制限され、同様な効果が得られる。
さらに、これらの構造においては、印加電圧が低い時に
良好な反射状態が得られ、さらに印加電圧を増加してい
くことによって逆に透過率が増加する、中間の印加電圧
でのみ反射状態となる透過−反射−透過型の新規な液晶
素子を得ることも可能である。なお、いずれの分散形態
においても、多少材料によって差異は見られるが、高分
子材料の含有量は透光性材料層中に１重量％以上１５重
量％以下含有されていることが好ましい。高分子材料の
サイズは不必要な散乱を避けるために、可視光波長以下
であることが望ましい。この高分子材料のサイズは、液
晶材料中の高分子材料の含有量だけではなく、他の製造
条件、例えばレーザーの強度、作製温度等にも依存す
る。本発明で液晶材料に分散する高分子材料としては、
液晶中で高分子材料の前駆体であるモノマー、オリゴマ
ー等を反応させて形成される。

【００１３】本発明の液晶光学素子の構造、機能および
効果について、断面図を用いて説明する。本発明の液晶
光学素子は電圧無印加時の配向方向で大きく分けて二つ
の実施の形態に分類できる。

【００１４】以下、上記した第１の実施の形態に係る液
晶光学素子として、ホメオトロピック配向を利用する素
子の構成について図１〜図３を参照して説明する。図１
において、透明電極３、８およびホメオトロピック（垂
直）配向４、７を有する基板２、９の間に、負の誘電異
方性液晶材料６を主成分とする液晶層が挟持されてい
る。液晶層中には周期的に存在する少量の高分子材料５
があり、液晶分子の一部はその高分子材料のため動きが
制限された状態にある。基板２、９が垂直配向処理され
ているために電圧無印加時においては、全ての液晶材料
６が基板２、９に垂直に配向しており、液晶のダイレク
ターの乱れによる散乱、回折等は生じない。また、液晶
層中の高分子材料の量は少量であり、散乱を引き起こす
ことがない。このため電圧無印加時において本発明の素
子は、高い透過率が得られる。

【００１５】次に、基板上の電極２、９の間に電圧を印
加すると、図２に示すように、負の誘電異方性を有する
液晶材料６は電界方向に対して垂直（基板に平行）にな
ろうとする。しかし、液晶材料の一部は少量分散した高
分子材料により動きが制限されているため電場に追随す
ることができない。従って、高分子材料６により固定さ
れて電界に応答できない液晶分子と電界により応答する
液晶分子の間で配向方向が９０度近く異なるために、透
光層の内部には屈折率が常光屈折率ｎｏの部分と異常光
屈折率ｎｅの部分が生じる。高分子材料は周期的に分散
されているため、その周期間隔に起因する光の波長が選
択的に反射される。

【００１６】本発明の素子における、高分子材料による
動きの制限のない液晶分子については、ほぼ液晶材料単
品と同じ状態で存在していることになり、液晶材料単品
と同程度の低い電圧による駆動が可能である。印加電圧
を取り除くと、基板からの垂直配向力および分散した高
分子との相互作用により、液晶分子の配向方向は初期状
態である垂直方向に回復する。高分子が存在しない素子
では垂直配向力が基板表面からのみ伝搬するため、応答
速度は遅いが、本発明の素子においては分散した高分子
材料の存在により、配向力の伝搬距離は著しく短くな
り、応答速度が改善されるともに、ヒステリシスの発生
は抑えられる。

【００１７】さらに、本発明においては液晶材料と高分
子材料の選択により、高分子材料による液晶分子の動き
の制限を自由に制御することが可能である。たとえば、
適度な大きさの相互作用を有する液晶分子と高分子材料
の組合せを選ぶことにより、中間の電圧領域でのみ選択
反射する素子を作製することが可能になる。すなわち、
高分子と液晶分子の相互作用を中間の強さとすることに
より、中間の電界領域では高分子材料に束縛された液晶
分子が電界に追随せず選択反射状態となり、強い電界領
域では高分子材料に束縛された液晶分子までが電界に追
随し透明状態となる透過−反射−透過型の素子が得られ
る。強い電界下での内部状態を図３に示す。また、高分
子材料中に液晶が垂直配向したまま完全に固定化されて
いることによっても本発明の効果が得られる。つまり、
高分子材料中に存在する少量の液晶材料は、電圧無印加
状態では透過状態となり、電圧印加状態では固定された
高分子材料中の液晶はその動きを束縛されているために
基板に平行な状態となることはできず、選択反射状態と
なる。

【００１８】次に、本発明の第２の実施の形態について
図４及び図５を参照して説明する。本実施の形態は、２
つの電極および垂直配向膜を有する基板と、垂直配向膜
を有する基板の間に、正の誘電異方性液晶材料を主成分
とする液晶層が挟持されている液晶光学素子についての
ものであり、上記した第１の実施の形態の他の構成例で
ある。液晶層には高分子材料が周期的に分散されてい
る。この液晶光学素子においても図５に示すように上記
同様の効果が得られる。この素子では、選択反射光には
偏光依存性が存在する。

【００１９】次に、本発明の第３の実施の形態について
図６及び図７を参照して説明する。本実施の形態は水平
配向を利用する素子についてのものである。図6に示す
ように、透明電極２２、２７、水平（ホモジニアス）配
向膜３１、３２を有するガラス基板２、９の間に、正の
誘電異方性液晶材料２１を主成分とする液晶層が挟持さ
れている。液晶層中には少量の高分子材料５が分散され
ており、液晶材料の一部はその高分子のため動きが制限
された状態にある。基板２、９が水平配向処理されてい
るために電圧無印加時においては、全ての液晶材料２１
が基板２、９に水平に一方向に配向しており、液晶材料
の屈折率差に起因する選択反射は生じない。

【００２０】また、図７に示すように液晶材料２１中の
高分子材料５の量は少量であり、散乱や回折等を引き起
こすことがない。このため電圧無印加時において本発明
の素子は、高い透過率が得られる。次に、基板上の透明
電極３、８の間に電圧を印加すると、正の誘電異方性を
有する液晶材料２１は電界方向に対して平行（基板に垂
直）になろうとする。

【００２１】しかし、液晶分子の一部は少量分散した高
分子材料により動きが制限されているため電場に追随す
ることができない。従って、高分子材料５により束縛さ
れて電界に応答できない液晶分子と電界により応答する
液晶分子の間で配向方向が９０度近く異なるために、調
光層の内部には屈折率が常光屈折率ｎｏの部分と異常光
屈折率ｎｅの部分が生じる。高分子材料は周期的に存在
しているため、その周期間隔に起因する光の波長が選択
的に反射される。

【００２２】この第３の実施の形態においても上記した
第１及び第２の実施の形態と同様に液晶材料２１と高分
子材料５の選択により、高分子材料５による液晶材料２
１の動きの制限を自由に制御することが可能である。す
なわち、適度な大きさの相互作用を有する液晶材料２１
と高分子材料５の組合せを選ぶことにより、中間の電圧
領域でのみ選択反射する素子を作製することが可能にな
る。つまり、高分子と液晶分子の相互作用を中間の強さ
とすることにより、中間の電界領域では高分子材料に束
縛された液晶分子が電界に追随せず選択反射状態とな
り、強い電界領域では高分子材料に束縛された液晶分子
までが電界に追随し透明状態となる透過−反射−透過型
の素子が得られる。

【００２３】また、高分子材料５中に液晶が水平（ホモ
ジニアス）配向したまま完全に固定化されていることに
よっても本発明の効果が得られる。つまり、高分子材料
中に存在する少量の液晶材料は、電圧無印加状態では透
過状態となり、電圧印加状態では固定された高分子材料
中の液晶はその動きを束縛されているために基板に垂直
な状態となることはできず、周期性に起因した選択反射
状態となる。この構成の液晶光学素子では選択反射光の
偏光依存性が存在する。

【００２４】次に、本発明の第４の実施の形態につい
て、図８及び図９を参照して説明する。本実施の形態
は、上記した第３の実施の形態の別構成例である。図８
に示すように、２つの電極および水平配向膜を有する基
板と、水平配向膜を有する基板の間に、正の誘電異方性
液晶材料を主成分とする液晶層が挟持されており、液晶
層には高分子材料が周期的に分散されている。この液晶
光学素子においては、図９に示すように電界を水平配向
膜により得られる配向方向と垂直に電界を印加すること
により上記第３の実施の形態の場合と同様の効果が得ら
れる。この液晶光学素子では、選択反射光の偏光依存性
は存在しない。さらに、この構成では負の誘電異方性液
晶材料も利用でき、この場合は電界を水平配向膜により
得られる配向方向と平行に電界を印加することにより上
記同様の効果が得られる。

【００２５】次に、本発明の第５の実施の形態について
図１０〜図１２を参照して説明する。本実施の形態は、
本発明の他の目的である一つの表示画素で多色表示を行
う構造についてのものである。その構成としては、液晶
材料中に高分子材料が２つ以上の周期性を有し、かつ、
液晶材料の配向方向を制御する２つ以上の電極対を有す
るものである。

【００２６】以下、具体的に説明する。電極および垂直
配向膜を有する基板と垂直配向膜を有する基板との間
に、正の誘電異方性液晶材料を主成分とする液晶層が挟
持されている液晶光学素子である。液晶層中の高分子材
料は２つの周期性を有している。図１０にこの液晶光学
素子の平面図を示す。電極は図中に示されるように２対
の直交したインプレインの構成である。この電極によ
り、高分子材料に規制されていない液晶分子は電界と平
行に配向し、電極対Ａと電極対Ｂという２対の電極対で
電界Ａと電界Ｂに切り替えることにより直交した２方向
に液晶材料を配向させることができる。高分子材料が分
散することにより形成された２つの周期構造は、図１０
中の方向Ｘから見た場合、図１１のような配置となって
おり、また、方向Ｙから見た場合、図１２のような配置
となっている。

【００２７】この液晶光学素子の構成では、電極対Ａに
電圧を印加すると周期構造Ｂから偏光依存性が無い反射
光が、周期構造Ａから偏光依存性が有る反射光が得ら
れ、結果としてこの２つの反射光が混ざった色が表示さ
れる。また、電極対Ｂに電圧を印加すると周期構造Ａか
ら偏光依存性が無い反射光が、周期構造Ｂから偏光依存
性が有る反射光が得られ、結果としてこの２つの反射光
が混ざった色が表示される。偏光依存性が無い反射光と
偏光依存性が有る反射光の強度比は理想的には２対１と
なる。結果として、電界方向を切り替えることにより２
色の色を表示できる。

【００２８】以下、図１３を用いてさらに詳しく説明す
る。図１３はＣＩＥの色度図を示している。図中、Ｒ、
Ｇ、Ｂはそれぞれ赤色（波長６３０ｎｍ）、緑色（波長
５５０ｎｍ）、青色（４５０ｎｍ）を示している。液晶
光学素子中の周期性が図１２中のＢ、Ｇの波長の光を選
択的に反射するような周期性を持っているとすると、結
果として印加電界の方向を変えることにより、図１３中
のＢＧとＧＢという２つの点で示される波長の光を反射
する。また、同様に、液晶光学素子中の周期性が図１３
中のＢ、Ｒの波長の光を選択的に反射するような周期性
を持っているとすると、結果として印加電界の方向を変
えることにより、図１３中のＢＲとＲＢという２つの点
で示される波長の光を反射する。さらに液晶光学素子中
の周期性が図１３中のＧ、Ｒの波長の光を選択的に反射
するような周期性を持っているとすると、結果として印
加電界の方向を変えることにより、図１３中のＲＧとＧ
Ｒという２つの点で示される波長の光を反射する。反射
される２色の光の波長は２つの周期構造によって決まる
ため、間隔が異なる他の周期構造を組み合わせることに
より、任意の異なる２つの波長を選択できる。

【００２９】以下、本発明に使用する材料等について説
明する。本発明の調光層とは、液晶材料と、液晶材料中
に周期的に分散され液晶分子の動きを制限する高分子材
料よりなることを特徴とする。液晶材料中の高分子材料
の濃度は１〜１５ｗｔ％であり高分子材料がネットワー
ク状となって液晶材料中に存在し液晶分子に絡みつくこ
とを特徴とする。高分子材料は調光層の液晶材料中に周
期的に存在しており周期間隔は目的とする選択反射波長
により任意に設定することができる。また、特定の波長
を反射する特性を有する調光層を積層してマルチカラー
を表示することもできる。その場合、積層の順番は任意
に選択できる。また、一つの調光層中に二つ以上の異な
る周期性で高分子材料が存在することもできる。

【００３０】本発明の液晶光学素子は少なくとも一対の
電極を有している。その電極の構成は、図１４に示すよ
うなＴＮ液晶素子のように基板平面に垂直に電界が印加
される構成のもの、図１５に示すような一方の基板平面
に一対の電極を有し電界は基板と平行に印加されるイン
プレインスイッチング型のもの、あるいは図１６に示す
ように基板に垂直な壁状の電極を有し、電界は基板と平
行に印加される壁型電極がある。また、電極層は調光層
側になるように設置する。電極層の材料としてはＩＴＯ
等が利用できる。また、使用する基板自身が導電性を有
している場合は基板を電極としても利用することもでき
る。また、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、メタルインシ
ュレーターメタル（ＭＩＭ）等のアクティブ素子を付加
することもできる。必要に応じ電極層をパターニングす
ることもできる。電極層を有する基板は液晶が配向する
ように配向処理されていることが望ましい。これらの配
向処理には配向膜等が利用できる。ホモジニアス配向膜
としてはＴＮ液晶、ＳＴＮ液晶等に用いられるポリイミ
ド等を利用できる。また、ラビング処理をしても構わな
い。さらに絶縁膜を付加することもできる。ホメオトロ
ピック配向膜としてはポリイミドなどが使用できるほ
か、界面活性剤による場合、基板自身が垂直配向特性を
有する場合も可能である。本発明のホメオトロピック配
向型の素子では配向膜は垂直配向であるために、水平配
向処理のようなラビングの工程は不要である。従って、
ラビング工程における不純物の混入、配向膜の破損等の
問題は生じず、生産性が向上するという利点もある。ホ
メオトロピック配向処理とは、厳密に垂直である必要は
なく、電圧無印加時に透明性が得られる程度であれば、
多少傾いていている場合も含まれる。

【００３１】本発明に用いられる基板は、ガラス、プラ
スチック等が使用できる。本発明の基板は光学素子と機
能するために、使用の際には少なくとも一方が透明であ
ることが必要である。基板は光学的に透明であることが
望ましい。基板の間隔設定には、通常の液晶素子に用い
られるガラスまたは高分子樹脂等から成るロッド状、球
状のスペーサーを使用することができ、その間隔は３μ
ｍ以上３０μｍ以下程度が望ましい。また、電極が壁型
となっている場合はこれをスペーサーとして利用するこ
ともできる。本発明の液晶光学素子は特定の波長を回折
し選択的に反射する反射型液晶素子であるが、反射型の
みならず透過型としても用いることができる。すなわ
ち、透過型としては、特定の波長を通さないフィルター
として利用できる。この際、二枚の基板は透明性である
ことが望ましい。反射型の液晶光学素子とする場合は二
枚の透明性基板の一方に光吸収基板を付加することでき
る。光吸収基板は可視光を吸収する材料で構成されてい
れば無機材料でも有機材料でも構わない。吸収強度また
は吸収波長は目的とする素子特性により任意に変更でき
るが、一般に黒色であることが望ましい。

【００３２】本発明で使用する液晶材料としてはネマチ
ック液晶、スメクチック液晶などが使用可能である。素
子の構成、駆動方法により正の誘電異方性を有する液晶
材料を利用することもできるし、負の誘電異方性を有す
る液晶材料を利用することもできる。また、周波数によ
り誘電異方性の符号が変化する２周波駆動液晶も利用で
きる。２周波駆動液晶の誘電率異方性が負になる領域で
駆動させるような場合は負の誘電異方性を有する液晶材
料に該当し、正になる領域で駆動させるような場合は負
の誘電異方性を有する液晶材料に該当する。低駆動電圧
および高反射率特性の点からは、誘電率の異方性が大き
く、屈折率の異方性が大きいものが望ましい。また、本
発明の素子をＴＦＴ等の能動素子として駆動させるため
には、液晶材料の電気抵抗が大きく、電荷保持率の大き
いことが要求される。従って、フッ素系、塩素系等の高
抵抗の液晶材料であり、またレーザーの照射により分解
等が発生し電気光学特性の低下しないものが望ましい。

【００３３】本発明で使用する光硬化性の高分子材料の
前駆体としては、2-エチルヘキシルアクリレート、ブチ
ルエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、
2-シアノエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、
シクロヘキシルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルア
クリレート、2-エトキシエチルアクリレート、N,N-ジエ
チルアミノエチルアクリレート、N,N-ジメチルアミノエ
チルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、
ジシクロペンテニルアクリレート、グリシジルアクリレ
ート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボニ
ルアクリレート、イソデシルアクリレート、ラウリルア
クリレート、モルホリンアクリレート、フェノキシエチ
ルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアク
リレート、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、2,
2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルアクレート、2,2,3,3-
テトラフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,4,4,4-ヘ
キサフルオロブチルアクリレート等の単官能アクリレー
ト化合物、2-エチルヘキシルメタクリレート、ブチルエ
チルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、
2-シアノエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレー
ト、シクロヘキシルメタクリレート、2-ヒドロキシプロ
ピルメタクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、
N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート、N,N-ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート、ジシクロペンタニルメ
タクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、グ
リシジルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタ
クリレート、イソボニルメタクリレート、イソデシルメ
タクリレート、ラウリルメタクリレート、モルホリンメ
タクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、フェ
ノキシジエチレングリコールメタクリレート、2,2,2-ト
リフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3-テトラフル
オロプロピルメタクリレート、2,2,3,4,4,4-ヘキサフル
オロブチルメタクリレート等の単官能メタクリレート化
合物、4,4'-ビフェニルジアクリレート、ジエチルスチ
ルベストロールジアクリレート、1,4-ビスアクリロイル
オキシベンゼン、4,4'-ビスアクリロイルオキシジフェ
ニルエーテル、4,4'-ビスアクリロイルオキシジフェニ
ルメタン、3.9-ビス［1,1-ジメチル-2-アクリロイルオ
キシエチル］-2,4,8,10-テトラスピロ［5,5］ウンデカ
ン、α、α'-ビス［4-アクリロイルオキシフェニル］-
1,4-ジイソプロピルベンゼン、1,4-ビスアクリロイルオ
キシテトラフルオロベンゼン、4,4'-ビスアクリロイル
オキシオクタフルオロビフェニル、ジエチレングリコー
ルジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレー
ト、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、ジシクロ
ペンタニルジアクリレート、グリセロールジアクリレー
ト、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチ
ルグリコールジアクリレート、テトラエチレングリコー
ルジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペ
ンタエリスリトールトリアクリレート、ジトリメチロー
ルプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトー
ルヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒ
ドロキシペンタアクリレート、4,4'-ジアクリロイルオ
キシスチルベン、4,4'-ジアクリロイルオキシジメチル
スチルベン、4,4'-ジアクリロイルオキシジエチルスチ
ルベン、4,4'-ジアクリロイルオキシジプロピルスチル
ベン、4,4'-ジアクリロイルオキシジブチルスチルベ
ン、4,4'-ジアクリロイルオキシジペンチルスチルベ
ン、4,4'-ジアクリロイルオキシジヘキシルスチルベ
ン、4,4'-ジアクリロイルオキシジフルオロスチルベ
ン、2,2,3,3,4,4-ヘキサフルオロペンタンジオー1,5-ジ
アクリレート、1,1,2,2,3,3-ヘキサフルオロプロピル-
1,3-ジアクリレート、ウレタンアクリレートオリゴマー
等の多官能アクリレート化合物、ジエチレングリコール
ジメタクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレー
ト、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート、ジシク
ロペンタニルジメタクリレートグリセロールジメタクリ
レート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオ
ペンチルグリコールジメタクリレート、テトラエチレン
グリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパン
トリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタ
クリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレー
ト、ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート、
ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ジペン
タエリスリトールモノヒドロキシペンタメタクリレー
ト、2,2,3,3,4,4-ヘキサフルオロペンタンジオール 1,5
-ジメタクリレート、ウレタンメタクリレートオリゴマ
ー等の多官能メタクリレート化合物、スチレン、アミノ
スチレン、酢酸ビニル等があるがこれに限定されるもの
ではない。

【００３４】特に本発明の液晶光学素子は、透光層中に
分散した少量の高分子材料により特定の液晶を束縛する
必要があるために、３以上の官能基を有する多官能性化
合物を含む高分子材料の前駆体を使用することが望まし
い。具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレ
ート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペン
タエリスリトールトリアクリレート、ジトリメチロール
プロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトール
ヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒド
ロキシペンタアクリレート、トリメチロールプロパント
リメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタク
リレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、
ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート、ジペ
ンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ジペンタエ
リスリトールモノヒドロキシペンタメタクリレート等が
あるがこれに限定されるものではない。

【００３５】また、本発明の素子の駆動電圧は、高分子
材料と液晶材料の界面相互作用にも影響されるため、フ
ッ素元素を含む高分子材料であることも望ましい。この
ような高分子として、2,2,3,3,4,4-ヘキサフルオロペン
タンジオール1,5-ジアクリレート、1,1,2,2,3,3-ヘキサ
フルオロプロピル-1,3-ジアクリレート、2,2,2-トリフ
ルオロエチルアクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロ
プロピルアクレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル
アクリレート、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチルアク
リレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、
2,2,3,3-テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,
3,4,4,4-ヘキサフルオロブチルメタクリレート、フッ素
含有ウレタンアクリレートオリゴマー等を含む化合物か
ら合成された高分子が挙げられるがこれに限定されるも
のではない。

【００３６】さらに、高分子材料の前駆体および高分子
材料は光学的に等方性であることに限定されず、光学異
方性を有していても良い。すなわち、高分子材料の前駆
体は液晶性を有していても構わない。高分子材料の屈折
率およびその異方性は目的とする液晶光学素子の反射ま
たは透過特性により任意に設定できる。その一例として
は、高分子材料の屈折率は液晶材料の常光屈折率または
その近くに設定した場合がある。

【００３７】高分子材料の前駆体には、光照射による重
合を起こしやすくするために光重合開始剤を添加するこ
とが望ましい。本発明の素子においては高分子材料がき
わめて少量であるため、使用する光重合開始剤の種類に
より素子の特性が異なる。これは、光重合開始剤の特性
により、高分子材料の分散状態が変化するためと考えら
れ、高い開始剤を使用したときに良好な特性の素子が得
られる。このような開始剤として、具体的には、光重合
開始剤としては、アセトフェノン系、ベンゾイン系、ベ
ンゾフェノン系、チオキサンソン系等の通常の光重合開
始剤が使用できる。例えば、カンファーキノン、ジエト
キシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１
フェニルプロパン−１−オン、ベンゾインメチルエーテ
ル、ベンゾインエチルエーテル、４−フェニルベンゾフ
ェノン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキ
サンソン等およびこれらの化合物の誘導体がある。開始
剤は固体でも液体でも構わないが素子の均一性の点から
液晶中に溶解または相溶するものが望ましい。開始剤濃
度は高分子材料前駆体の３０重量％以下が好ましい。ま
た、必要の応じてメチルジエタノールアミン、4-ジメチ
ルアミノ安息香酸等の光開始助剤を添加することもでき
る。さらに、重合開始剤の吸収励起波長が光重合に使用
する可視光の光源の波長と合わなければ、長波長の可視
の光を吸収して重合開始剤にエネルギートランスファー
する色素材料を添加することができる。色素材料として
はクマリン系色素、ローダミン系色素、オキサジン系色
素、カルボシアニン系色素、ジカルボシアン系色素、ト
リカルボシアン系色素、テトラカルボシアン系色素、ペ
ンタカルボシアン系色素、オキソノール系色素、スチリ
ル系色素、キサンテン系色素、メロシアニン系色素、ロ
ーダシアニン系色素、ポルフィリン系色素、アクリジン
系色素等が挙げられるが、これに限定されるものでは無
い。色素材料は可視光により励起され、エネルギーを光
重合開始に移動させるものであればいずれのもの構わな
い。

【００３８】本発明の液晶光学素子では、二枚のギャッ
プの定まった基板間に、液晶材料と高分子材料の前駆体
とから成る混合物を注入した後に光照射を行い高分子材
料の前駆体を光重合させて調光層を形成させる。この
際、液晶材料と高分子材料の前駆体とから成る混合物の
注入は、減圧下でも常圧下でも構わないが、素子の均一
性、すなわち空気等の混入を防ぐためには減圧下が好ま
しい。だだし、高分子材料の前駆体等が揮発性を有する
場合は、常圧下で行うことが望ましいがこの限りでは無
い。また、注入時には必要であれば、加温等の温度制御
を行うことができる。

【００３９】本発明の調光層を形成する高分子樹脂の前
駆体の光重合に用いられる光線としては可視光レーザー
が利用できる。特に、調光層内に格子状に高分子材料を
配置するために光重合は二光束レーザー干渉露光により
行う。すなわち、二つのレーザー光を基板に入射しレー
ザー光が干渉した状態で光重合を行う。赤色、緑色、青
色の選択反射を得るためには、レーザーの入射角度を調
整したり、異なる波長のレーザー光源を使用する。レー
ザー光源としてはアルゴンイオンレーザーや各種の半導
体レーザー等が使用できる。例えば図１７に示すような
レーザー干渉露光装置において、レーザー光源として波
長４８８ｎｍのアルゴンイオンレーザーを使用し、９０
度の交差角度で２光束を入射させて本発明の液晶光学素
子を作製すると、電圧印加時に緑色の選択反射を示す特
性が得られる。レーザー照射時には、フォトマスク等の
光遮蔽膜を使用し、任意のパターンを形成することもで
きる。なお、一つの調光層中に二種以上の回折格子を作
製するために二光束以上のレーザー光束を使用しても構
わない。この時、例えば図１８に示すような、波長の異
なる２つのレーザーを使用して４光束を同時に照射する
ことができる。また、図１９に示すように、一つのレー
ザーの光束を４つに分岐し、２つの干渉縞を作製し、間
隔が異なる２つの周期を作製しても良い。さらに、調光
層製造時、すなわち光照射時に電場あるいは磁場等を調
光層前駆体に印加することもできる。

【００４０】本発明の素子においては液晶分子を一定の
方向に配向させるため、液晶層中の高分子材料の量は液
晶分子の配向状態が妨げられることがない程度に低くす
る必要がある。また、本発明の素子における電圧印加時
の選択反射は、液晶材料の屈折率と高分子材料の屈折率
の不一致を利用せず、液晶分子同士の配向方向の違い、
ダイレクターの乱れによるため、高分子材料の量をかな
り小さくしても十分な選択反射が得られる。具体的には
高分子材料の種類、液晶分子との相互作用にもよるが、
高分子材料の量は、高分子材料および液晶材料の全量に
対して１％以上１５％以下が望ましく、特に望ましくは
３％から１０％である。

【００４１】このように高分子の量が少ないことによ
り、本発明の素子は以下のような利点を有する。すなわ
ち、高分子材料が少ないために液晶材料との混合が容易
であり、通常の相分離によるＰＤＬＣに比較し、高分子
材料と液晶材料の組合せの自由度が高く、素子特性の制
御が容易である。また高分子材料の量が少ないために、
高分子前駆体を液晶材料に混合した時、溶液の粘度の増
加は小さく、通常のＴＮ液晶パネルと同様の液晶注入技
術により溶液を基板間に導入でき、素子を容易に作製す
ることができる。

【００４２】本発明の素子においては、レーザーの二光
束干渉露光後に直ちに駆動すると、メモリー（電圧印加
後に、電圧を除いても初期透過率に回復しない）性を示
す場合や大きなヒステリシスを示す場合がある。このよ
うな場合には、ポストキュアーとして紫外線等の他の光
線照射や、熱処理を行うことによって特性が著しく改善
される。この熱処理は、透光層内の未反応モノマーを反
応させる、または高分子鎖が安定なエネルギー状態に遷
移するためと考えられ、熱処理温度としては液晶材料の
液晶相−等方相転移温度より１０℃低い温度より高い温
度である場合に特に良好な硬化が得られる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に
限定されるものではない。

【００４４】まず、第１の実施例について説明する。ま
ず、透明電極を有する２枚のガラス基板に垂直配向膜を
塗布する。５ミクロンのガラスロッドをスペーサーとし
て空セルを作製する。負の誘電率異方性を有する液晶材
料ＺＬＩ−４７８８（メルク社製：転移温度８３℃）
０．９５ｇと光重合性モノマー 2,2,3,3,4,4-ヘキサフ
ルオロペンタンジオール 1,5-ジアクリレート０．０５
ｇ、光重合開始剤カンファーキノン０．０００５ｇ、光
重合開始助剤ジエタノールアミン０．０００５ｇからな
る溶液を加熱後、室温まで冷却すると液晶性を示す均一
の溶液が得られる。得られた溶液を作製した空セルに注
入し、室温でこの液晶セルに二光束干渉法により波長４
８８ｎｍのアルゴンレーザーを照射し光重合を行う。二
光束干渉レーザーの交差角度は９０度とする。製造され
る液晶光学素子は電圧無印加時で透明状態（黒表示）を
示し、印加電圧を増加していくと緑色の選択反射光が現
れた。駆動電圧は２０Ｖで、ヒステリシスは０．２Ｖで
あった。さらに電圧を印加すると反射率の低下が観察さ
れた。

【００４５】次に、第２の実施例について説明する。イ
ンプレンの電極対を使用し、正の誘電率異方性を有する
液晶材料ＢＬ０３６（メルク社製）を使用する以外は実
施例１と同様の方法で素子を作製した。製造される液晶
光学素子は電圧無印加時で透明状態（黒表示）を示し、
印加電圧を増加していくと緑色の選択反射光が現れた。
駆動電圧は１５Ｖで、ヒステリシスは０．２Ｖであっ
た。

【００４６】次に、第３の実施例について説明する。透
明電極を有する２枚のガラス基板に水平配向膜を塗布
し、ラビング処理を施す。５ミクロンのガラスロッドを
スペーサーとして空セルを作製する。正の誘電率異方性
を有する液晶材料ＢＬ０３６（メルク社製）０．９５ｇ
に紫外線硬化樹脂Ｒ５５１（日本化薬製）０．０５ｇ、
光重合開始剤カンファーキノン０．０００５ｇ、光重合
開始助剤ジエタノールアミン０．０００５ｇからなる溶
液を混合し、加熱後、室温まで冷却すると液晶性を示す
均一の溶液となる。得られた溶液を作製した空セルに注
入し、室温でこの液晶セルに二光束干渉法により波長４
８８ｎｍのアルゴンレーザーを照射し光重合を行う。二
光束干渉レーザーの交差角度は１８０度とする。製造さ
れる液晶光学素子は電圧無印加時で透明状態（黒表示）
を示し、印加電圧を増加していくと偏光特性を有する青
色の選択反射光が現れた。選択反射光は偏光性を有して
いた。駆動電圧は１６Ｖで、ヒステリシスは０．２Ｖで
あった。さらに電圧を印加すると選択反射光の強度は低
下した。

【００４７】次に、第４の実施例について説明する。イ
ンプレンの電極対を使用し、正の誘電率異方性を有する
液晶材料ＢＬ０３６（メルク社製）を使用する以外は実
施例１と同様の条件で素子を作製した。なお、インプレ
インの電極対で形成される電界の方向はラビング方向と
直交している。作製された液晶光学素子は電圧無印加時
で透明状態（黒表示）を示し、印加電圧を増加していく
と緑色の選択反射光が現れた。駆動電圧は１５Ｖで、ヒ
ステリシスは０．２Ｖであった。

【００４８】次に、第５の実施例について説明する。電
界が基板平面に平行でかつ直交するよう設置された２対
のインプレインの電極対を有しかつ垂直配向膜を有する
ガラス基板と、垂直配向膜を有するガラス基板で空セル
を作製する。ギャップ制御には５ミクロンのガラスロッ
ドをスペーサーとして使用した。負の誘電率異方性を有
する液晶材料ＺＬＩ−４７８８（メルク社製：転移温度
８３℃）０．９５ｇと光重合性モノマー 2,2,3,3,4,4-
ヘキサフルオロペンタンジオール 1,5-ジアクリレート
０．０５ｇ、光重合開始剤カンファーキノン０．０００
５ｇ、光重合開始助剤ジエタノールアミン０．０００５
ｇからなる溶液を加熱後、室温まで冷却すると液晶性を
示す均一の溶液が得られる。得られた溶液を作製した空
セルに注入した。室温でこの液晶セルに四光束干渉露光
により波長４８８ｎｍのアルゴンレーザーを照射し光重
合を行なった。２光束は１８０度で交差させ、他の２光
束は９０度で交差させた。また、２つの周期構造は基板
平面傾くようにレーザーを照射した。作製した液晶光学
素子は電圧無印加時で透明状態（黒表示）を示した。イ
ンプレインの電界方向を変えることにより図１３中に示
されるＢＧ、ＧＢという波長とほぼ同等の２色の選択反
射光が得られた。

【００４９】高分子材料を混合しない以外は、上記した
第１の実施例と同様に素子を作製した場合、素子のキャ
パシタンスの変化より１０Ｖ以下で液晶分子の配向方向
が変化することが確認できたが、反射光は観察されなか
った。

【００５０】又、液晶材料と高分子材料の混合量を、液
晶材料０．７ｇ、高分子材料０．３ｇとした以外は、上
記した第１の実施例と同様に素子を作製した場合、レー
ザー照射前は透明であった素子が照射とともに白濁し
た。３０Ｖの電圧を印加しても選択反射光は観察されな
かった。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、駆動電圧が低く、ヒス
テリシス特性に優れるとともに、高い反射率を有する新
規な液晶光学素子を提供することができる。

【００５２】又、本発明によれば、一つの表示画素で多
色表示を可能とするという従来の他の開示技術に無い新
規な液晶光学素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電圧無印加における本発明の第１の実施の形態
に係る液晶光学素子の断面図である。

【図２】電圧印加における本発明の第１の実施の形態に
係る液晶光学素子の断面図である。

【図３】高電圧印加における本発明の第１の実施の形態
に係る液晶光学素子の断面図である。

【図４】電圧無印加における本発明の第２の実施の形態
に係る液晶光学素子の断面図である。

【図５】電圧印加における本発明の第２の実施の形態に
係る液晶光学素子の断面図である。

【図６】電圧無印加における本発明の第３の実施の形態
に係る液晶光学素子の断面図である。

【図７】電圧印加における本発明の第３の実施の形態に
係る液晶光学素子の断面図である。

【図８】電圧無印加における本発明の第４の実施の形態
に係る液晶光学素子の断面図である。

【図９】電圧印加における本発明の第４の実施の形態に
係る液晶光学素子の断面図である。

【図１０】本発明における第５の実施の形態に係る液晶
光学素子の電極構成を示す平面図である。

【図１１】本発明における第５の実施の形態に係る液晶
光学素子の断面図である。

【図１２】本発明における第５の実施の形態に係る液晶
光学素子の断面図である。

【図１３】本発明の２つの周期性を有する液晶光学素子
のＣＩＥ色度図の一例を示した図である。

【図１４】本発明に利用される電極対の一実施例を示し
た断面図である。

【図１５】本発明に利用される電極対の他の実施例を示
した断面図である。

【図１６】本発明に利用される電極対の更に他の実施例
を示した断面図である。

【図１７】本発明における二光束干渉露光の光学系を示
した図である。

【図１８】本発明における四光束干渉露光の光学系を示
した図である。

【図１９】本発明における四光束干渉露光の光学系を示
した図である。

【符号の説明】

１入射光２ガラス基板３透明電極４垂直配向膜５高分子材料６負の誘電異方性液晶材料７垂直配向膜８透明電極９ガラス基板１０光吸収材料１１反射光１２電源２１正の誘電異方性液晶材料２２透明電極２３反射光３１水平配向膜３２水平配向膜３３反射光３４反射光４０電極対Ａ４１電極対Ｂ４２電界方向Ａ４３電界方向Ｂ４４方向Ｘ４５方向Ｙ５１周期構造１５２周期構造２５３スペーサー５４電界方向６０スペーサー６１電界方向６２電界方向６３壁型電極７０レーザー７１レーザービーム７２ビームスプリッター７３ミラー７４ミラー７５液晶光学素子８１レーザー１８２レーザービーム１８３レーザー２８４レーザービーム２８５ミラー８６ミラー８７ビームスプリッター８８シャッター８９液晶光学素子９０レーザー９１ビームスプリッター９２ビームスプリッター９３ビームスプリッター９４ミラー９５ミラー９６ミラー９７ミラー９８ミラー９９ミラー１００液晶光学素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者五藤智久東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者村井秀哉東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者三村広二東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者中田大作東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内Ｆターム(参考） 2H089 HA04 JA04 KA04 QA06 RA03 4H027 BB11 BD04 BD10 BD11 BD22 BD24 BE07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板間に液晶を含有する調光層が挟持さ
れている液晶光学素子において、前記調光層は、液晶材
料と、液晶材料中に周期的に分散され液晶分子の動きを
制限する高分子材料とよりなることを特徴とする液晶光
学素子。
【請求項２】高分子材料がネットワーク状となって液
晶材料中に周期的に分散され液晶分子に絡みつくことを
特徴とする請求項１記載の液晶光学素子。
【請求項３】高分子材料が透光性材料層中１〜１５重
量％を占めることを特徴とする請求項１記載の液晶光学
素子。
【請求項４】液晶材料が負の誘電異方性を有し、かつ
少なくとも一方の基板が垂直配向処理されていることを
特徴とする請求項１記載の液晶光学素子。
【請求項５】液晶材料が正の誘電異方性を有し、かつ
少なくとも一方の基板が垂直配向処理されていることを
特徴とする請求項１記載の液晶光学素子。
【請求項６】液晶材料が正の誘電異方性を有し、かつ少
なくとも一方の基板が水平配向処理されるていることを
特徴とする請求項１記載の液晶光学素子。
【請求項７】液晶材料が負の誘電異方性を有し、かつ少
なくとも一方の基板が水平配向処理されるていることを
特徴とする請求項１記載の液晶光学素子。
【請求項８】印加電圧が増加するにつれて可視光の選
択反射強度が増加することを特徴とする請求項１記載の
液晶光学素子。
【請求項９】印加電圧が増加するにつれて可視光の選
択反射強度が増加し、さらに印加電圧を増加することに
より選択反射強度が低下することを特徴とする請求項１
記載の液晶光学素子。
【請求項１０】高分子材料が二つ以上の周期性を有し
て存在していることを特徴とする請求項１記載の液晶光
学素子。
【請求項１１】基板平面に平行に電界を印加でき、か
つ電界方向を変化させることができる電極を具備するこ
とを特徴とする請求項１記載の液晶光学素子。
【請求項１２】強度および波長の異なる二つの可視光
線を同時に選択反射することを特徴とする請求項７記載
の液晶光学素子。
【請求項１３】電界の方向を変化させることにより二
つの選択反射光の強度が変化することを特徴とする請求
項７記載の液晶光学素子。
【請求項１４】高分子材料が２以上の官能基を有する
多官能化合物を含むモノマー、オリゴマを重合して得ら
れる高分子材料である請求項１記載の液晶光学素子。
【請求項１５】基板間に、液晶材料と光重合開始剤お
よび高分子前駆体から成る混合溶液を注入し、その後、
可視光レーザーの照射により液晶材料中に周期的に存在
し液晶分子の動きを制限する高分子材料を形成する工程
を有することを特徴とする液晶光学素子の製造方法。
【請求項１６】光重合開始剤が、４００ｎｍ以上の波
長領域に吸収を有する開始剤である請求項１５記載の液
晶光学素子の製造方法。
【請求項１７】可視光レーザーの照射が二光束干渉露
光であることを特徴とする請求項１５記載の液晶光学素
子の製造方法。
【請求項１８】二つ以上の二光束干渉露光を同時に行
うことにより、二つ以上の周期性で液晶材料中に高分子
材料を存在させることを特徴とする請求項１５記載の液
晶光学素子の製造方法。