JP3036463B2 - Liquid crystal optical element and manufacturing method thereof - Google Patents

Liquid crystal optical element and manufacturing method thereof

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JP3036463B2
JP3036463B2 JP9128760A JP12876097A JP3036463B2 JP 3036463 B2 JP3036463 B2 JP 3036463B2 JP 9128760 A JP9128760 A JP 9128760A JP 12876097 A JP12876097 A JP 12876097A JP 3036463 B2 JP3036463 B2 JP 3036463B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、文字、図形等を表
示する表示装置、入射光の透過量が変化する調光装置、
光シャッター等に利用される液晶光学素子に関する。詳
しくはスメクティック液晶材料と高分子樹脂とからなる
調光層を有する液晶光学素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device for displaying characters, figures, etc., a dimming device in which the amount of transmission of incident light changes,
The present invention relates to a liquid crystal optical element used for an optical shutter or the like. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal optical element having a light control layer composed of a smectic liquid crystal material and a polymer resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】広視野角、高速応答が期待できる液晶デ
ィスプレイとして、N.A.Clark,S.T.La
gerwallにより強誘電性液晶材料の光スィッチン
グ現象を用いた光学素子が提案されている(App.P
hys.Lett.,Vol.36,p.899(19
80))。表面安定化強誘電性液晶(SSFLC)光学
素子は、光学応答が高速(1ミリ秒以下)かつ視野角が
広いという特徴を有している。ただし、SSFLCは双
安定性であり、SSFLC光学素子の電気光学応答は明
状態と暗状態の2つの状態のスイッチングに限定され
る。したがって、電圧を制御することにより中間調の表
示を行うことが困難であるという課題がある。また、液
晶層がシェブロン構造を形成しやすく、このためコント
ラストが低くなること、機械的衝撃で層構造が乱れやす
く、一度乱れた配向の回復が困難であるという問題も有
している。
2. Description of the Related Art N.C. A. Clark, S.M. T. La
Gerwall proposes an optical element using the optical switching phenomenon of a ferroelectric liquid crystal material (App.
hys. Lett. , Vol. 36, p. 899 (19
80)). The surface-stabilized ferroelectric liquid crystal (SSFLC) optical element is characterized by a high optical response (1 millisecond or less) and a wide viewing angle. However, SSFLC is bistable, and the electro-optical response of the SSFLC optical element is limited to switching between two states, a bright state and a dark state. Therefore, there is a problem that it is difficult to display a halftone by controlling the voltage. In addition, the liquid crystal layer has a problem that the liquid crystal layer easily forms a chevron structure, thereby lowering the contrast, causing a layer structure to be easily disturbed by mechanical impact, and making it difficult to recover the orientation that has been disturbed once.

【0003】別の光学素子として、Chandaniら
により反強誘電性相を有する液晶材料(反強誘電性液晶
材料)が報告され(Jpn.J.Appl.Phy
s.,28(1989),L1265)、さらに反強誘
電性液晶材料を利用した表示素子が提案されている(J
pn.J.Appl.Phys.,29(1990)1
757)。反強誘電性液晶材料は反強誘電相と強誘電相
との相転移に基づく三安定性を有し、これらをバイアス
電圧印加下においてスイッチングさせることにより、電
圧制御で中間調表示が可能な光学素子を作製することが
できる。しかしながら、中間調表示にバイアス電圧が必
要であることや、高精細かつ走査線の多い光学素子で
は、駆動波形が複雑となる等の問題を有している。
As another optical element, a liquid crystal material having an antiferroelectric phase (antiferroelectric liquid crystal material) has been reported by Chandani et al. (Jpn. J. Appl. Phy.).
s. , 28 (1989), L1265), and a display element using an antiferroelectric liquid crystal material has been proposed (J.
pn. J. Appl. Phys. , 29 (1990) 1
757). The antiferroelectric liquid crystal material has three stability based on the phase transition between the antiferroelectric phase and the ferroelectric phase, and by switching these under bias voltage application, optical control that can perform halftone display by voltage control. An element can be manufactured. However, there are problems such as the necessity of a bias voltage for halftone display and the complicated driving waveform of an optical element having high definition and many scanning lines.

【0004】一方、乾ら、及び、田中らにより液晶層の
光学軸が印加電圧に対して連続的に変化するスメクティ
ック液晶材料(以下、無しきいスメクティック液晶材料
と呼ぶ)が報告されている(第21回液晶討論会講演予
稿集2CO4,p.222(1995),及びp.25
0(1995))。この材料を用いた無しきいスメクテ
ィック液晶光学素子は、印加電圧による相転移に明確な
しきい値を有さず、また、ヒステリシス特性が小さいと
いう特徴を有する。この無しきいスメクティック液晶光
学素子をMIM、薄層トランジスタ(TFT)などの能
動マトリクス電極と組み合わせることより、中間調表示
が可能で、かつ高速応答のディスプレイを得ることがで
きる。
On the other hand, drying and Tanaka et al. Have reported a smectic liquid crystal material in which the optical axis of a liquid crystal layer continuously changes with applied voltage (hereinafter referred to as a non-smectic smectic liquid crystal material). Proceedings of the 21st Liquid Crystal Symposium 2CO4, p.222 (1995), and p.25
0 (1995)). A threshold smectic liquid crystal optical element using this material has a feature that it does not have a definite threshold value for phase transition due to an applied voltage and has a small hysteresis characteristic. By combining this non-smectic liquid crystal optical element with an active matrix electrode such as a MIM or a thin-layer transistor (TFT), it is possible to obtain a display capable of halftone display and high-speed response.

【0005】特開平6−289372公報には、反強誘
電性を発現するスメクティック液晶材料と高分子樹脂と
で構成される調光層を有する液晶光学素子が記載されて
いる。この素子は、PDLCあるいはNCAP素子に代
表される光散乱モードに属するものであり、この素子中
に分散される高分子樹脂は、液晶材料との屈折率差を発
現させる役割を担うものである。この場合調光層中の液
晶材料と樹脂との割合は4:6かた8:2すなわち液晶
材料100重量部に対し25重量部ないし150重量部
の樹脂を使用する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-289372 describes a liquid crystal optical element having a dimming layer composed of a smectic liquid crystal material exhibiting antiferroelectricity and a polymer resin. This element belongs to a light scattering mode represented by a PDLC or NCAP element, and a polymer resin dispersed in the element plays a role of expressing a refractive index difference from a liquid crystal material. In this case, the ratio of the liquid crystal material to the resin in the light control layer is 4: 6 or 8: 2, that is, 25 to 150 parts by weight of the resin is used for 100 parts by weight of the liquid crystal material.

【0006】また、第21回液晶討論会講演予稿集2A
18,p.180(1995)では、強誘電性液晶材料
中に高分子樹脂を形成分散させた液晶光学素子が記載さ
れている。しかし、この素子に用いられている液晶材料
は双安定性を有する強誘電性液晶材料であり、電気光学
応答は明状態と暗状態との2つの状態のスイッチングに
限定されるものである。また、液晶層に分散された高分
子樹脂は、液晶層の構造を疑似ブックシェルフ構造を得
る役目を担うものである。したがって、本発明の液晶光
学素子とは液晶材料、液晶材料の電気光学応答及び高分
子樹脂の役割が異なるものである。
[0006] Proceedings of the 21st Liquid Crystal Symposium
18, p. 180 (1995) describes a liquid crystal optical element in which a polymer resin is formed and dispersed in a ferroelectric liquid crystal material. However, the liquid crystal material used in this device is a ferroelectric liquid crystal material having bistability, and the electro-optical response is limited to switching between two states, a bright state and a dark state. The polymer resin dispersed in the liquid crystal layer plays a role of obtaining a pseudo bookshelf structure of the liquid crystal layer. Accordingly, the liquid crystal optical element of the present invention is different from the liquid crystal optical element in the liquid crystal material, the electro-optical response of the liquid crystal material, and the role of the polymer resin.

【0007】別の報告として、16th Intern
ational Liquid Crystal Co
nference E2,005(1996)では、強
誘電性液晶材料中に高分子樹脂を分散した液晶光学素子
が記載されている。しかし、この素子は、液晶材料が双
安定性を有する強誘電性液晶材料であること、及び液晶
層に分散された高分子樹脂は液晶層の基板面回転現象を
防止する役割を担うことにより、本発明の光学素子とは
異なるものである。
[0007] As another report, 16th Intern
national Liquid Crystal Co
Nreference E2, 005 (1996) describes a liquid crystal optical element in which a polymer resin is dispersed in a ferroelectric liquid crystal material. However, in this device, the liquid crystal material is a ferroelectric liquid crystal material having bistability, and the polymer resin dispersed in the liquid crystal layer plays a role of preventing the substrate surface rotation phenomenon of the liquid crystal layer, This is different from the optical element of the present invention.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】無しきいスメクティッ
ク液晶光学素子では、電圧印加した状態を長時間持続し
た場合、光透過率が最小となる印加電圧の値が0V(電
圧無印加状態)からずれる、また、昇圧側と降圧側の電
圧に対する光透過率の曲線が一致しない、さらに、電圧
無印加の状態を長時間持続した場合、液晶の配向が乱れ
るという課題があった。これら3つの課題は、ディスプ
レイでは、チラツキおよびコントラスト低下という現象
で現れ、表示画像の品位を著しく低下させる。本発明の
目的は、これらの課題を解決する液晶光学素子を提供し
ようとするものである。
In a non-smectic liquid crystal optical element, when a voltage-applied state is maintained for a long time, the value of the applied voltage at which the light transmittance is minimized deviates from 0 V (no voltage applied state). In addition, there is a problem in that the curves of the light transmittance with respect to the voltage on the step-up side and the voltage on the step-down side do not match, and further, when the state where no voltage is applied is maintained for a long time, the alignment of the liquid crystal is disturbed. These three problems appear on the display as phenomena of flickering and lowering of contrast, and significantly lower the quality of the displayed image. An object of the present invention is to provide a liquid crystal optical element that solves these problems.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の課
題を解決するために鋭意研究した結果、無しきいスメク
ティック液晶材料に高分子樹脂を分散すると、電圧印
加、または、無印加状態を長時間持続しても表示画像品
位の低下しない液晶光学素子が得られることを見い出し
た。すなわち、本発明の次のようである。 1 少なくとも一方が透明な2枚の電極付き基板間に、
液晶層の光学軸が印加電圧に対して連続的に変化するス
メクティック液晶材料100重量部と、高分子樹脂0.
01ないし10重量部とからなる調光層が挟持されて
り、かつ前記スメクティック液晶材料が、反強誘電性液
晶材料とスメクティックC相を有する液晶材料から構成
されていることを特徴とする液晶光学素子。 2 前記高分子樹脂が前記スメクティック液晶材料中に
三次元状に存在することを特徴とする上記1記載の液晶
光学素子。 電極付き基板に能動素子を有することを特徴とする
上記1または2記載の液晶光学素子。 少なくとも一方が透明な2枚の電極付き基板間に、
液晶層の光学軸が印加電圧に対して連続的に変化するス
メクティック液晶材料100重量部と高分子樹脂0.0
1ないし10重量部とからなる調光層を挟持してなり、
かつ前記スメクティック液晶材料が、反強誘電性液晶材
料とスメクティックC相を有する液晶材料から構成され
ている液晶光学素子の製造方法において、スメクティッ
ク液晶材料100重量部と前記高分子樹脂の常温常圧で
液体または液晶相を示す前駆体0.01ないし10重量
部とを混合し、前記基板間に挟持した後その高分子樹脂
前駆体を重合することを特徴とする製造方法。 前記高分子樹脂前駆体の重合が光重合であることを
特徴とする上記4記載の製造方法。 前記高分子樹脂前駆体の光重合時における前記スメ
クティック液晶材料の相が、光学軸が印加電圧に対して
連続的に変化する相と等方相との間に存在するいずれか
の相であることを特徴とする請求項4または5記載の製
造方法。 前記高分子樹脂前駆体の光重合時に、前記スメクテ
ィック液晶材料の相がス メクティックA相であることを
特徴とする請求項4、5または6記載の製造方法。
Means for Solving the Problems The present inventors have set forth the aforementioned section.
As a result of diligent research to solve the problem,
When polymer resin is dispersed in the tick liquid crystal material,
Display image product even if the applied or non-applied state lasts for a long time
To obtain a liquid crystal optical element that does not deteriorate
Was. That is, the present invention is as follows. 1 At least one of two transparent substrates with electrodes,
A switch in which the optical axis of the liquid crystal layer changes continuously with applied voltage.
100 parts by weight of a mectic liquid crystal material and 0.
The light control layer consisting of 01 to 10 parts by weight is sandwichedYou
And the smectic liquid crystal material is an antiferroelectric liquid.
Composed of crystalline material and liquid crystal material having smectic C phase
is being doneA liquid crystal optical element characterized by the above-mentioned. 2The polymer resin is contained in the smectic liquid crystal material.
3. The liquid crystal according to the above 1, wherein the liquid crystal exists in a three-dimensional shape.
Optical element.  3Characterized by having active elements on a substrate with electrodes
3. The liquid crystal optical element according to the above 1 or 2.  4At least one of the two transparent substrates with electrodes,
A switch in which the optical axis of the liquid crystal layer changes continuously with applied voltage.
100 parts by weight of mectic liquid crystal material and polymer resin 0.0
A light control layer consisting of 1 to 10 parts by weight,
And the smectic liquid crystal material is an antiferroelectric liquid crystal material.
And a liquid crystal material having a smectic C phase
In the method of manufacturing a liquid crystal optical element, a smectic
100 parts by weight of liquid crystal material and the polymer resin at normal temperature and pressure
0.01 to 10% by weight of precursor showing liquid or liquid crystal phase
And the polymer resin after mixing and sandwiching between the substrates
A production method characterized by polymerizing a precursor.  5That the polymerization of the polymer resin precursor is photopolymerization
5. The manufacturing method according to the above 4, wherein the method is characterized in that:  6The smear during photopolymerization of the polymer resin precursor
The phase of the optic liquid crystal material is
Anything between the continuously changing phase and the isotropic phase
The product according to claim 4 or 5, wherein
Construction method.  7During the photopolymerization of the polymer resin precursor, the smecte
Liquid crystal material phase That it is mectic A phase
The method according to claim 4, 5 or 6, wherein:

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明のスメクティック液晶材料
は液晶層の光学軸が印加電圧に対して連続的に変化する
スメクティック液晶材料であればいずれの材料でも構わ
ないが、特に、室温近傍で液晶層の光学軸が印加電圧に
対して連続的に変化するものが望ましい。さらに詳しく
は、本発明のスメクティック液晶材料は、反強誘電性液
晶材料と、スメクティックC相を有する液晶材料との混
合により形成されるものが望ましい。前記の混合により
得られる液晶材料では、自発分極を低く抑えることが可
能であるため、駆動の際に大きな電荷を必要とせず、T
FT等の能動素子に負担をかけることなく駆動させるこ
とが可能となる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The smectic liquid crystal material of the present invention may be any smectic liquid crystal material in which the optical axis of the liquid crystal layer changes continuously with applied voltage. It is desirable that the optical axis of the layer changes continuously with applied voltage. More specifically, the smectic liquid crystal material of the present invention is preferably formed by mixing an antiferroelectric liquid crystal material and a liquid crystal material having a smectic C phase. In the liquid crystal material obtained by the above-described mixing, spontaneous polarization can be suppressed low, so that a large charge is not required at the time of driving, and T
It is possible to drive the active element such as the FT without burdening the active element.

【0011】本発明の反強誘電性液晶材料としては、反
強誘電相を相系列の何れかに有している液晶材料であれ
ばよい。また、反強誘電性液晶材料は、単成分でも構わ
ないし、2種以上の化合物の混合材料であっても構わな
い。
The antiferroelectric liquid crystal material of the present invention may be any liquid crystal material having an antiferroelectric phase in any of the phase series. The antiferroelectric liquid crystal material may be a single component or a mixed material of two or more compounds.

【0012】本発明の反強誘電性液晶材料と混合するス
メクティックC相を有する液晶材料としては、スメクテ
ィックC相を相系列中に有している液晶材料であれば構
わない。また、スメクティックC相を有する液晶材料
は、単成分でも構わないし、2種以上の化合物の混合材
料であっても構わない。しかし、スメクティックC相を
有する液晶材料の相系列は、低温側よりクリスタル相−
スメクティックC相−ネマティック相−アイソトロピッ
ク相であることが望ましい。単成分では前記の相系列と
は異なる相系列を示す化合物であっても、2種以上の化
合物の混合材料とした際に前記の相系列を示すものであ
れば構わない。
The liquid crystal material having a smectic C phase to be mixed with the antiferroelectric liquid crystal material of the present invention may be any liquid crystal material having a smectic C phase in a phase series. In addition, the liquid crystal material having the smectic C phase may be a single component or a mixed material of two or more compounds. However, the phase series of the liquid crystal material having the smectic C phase is the same as the crystal phase from the low temperature side.
Desirably, the smectic C phase-nematic phase-isotropic phase. A single component may be a compound showing a phase sequence different from the above-mentioned phase sequence, as long as it shows the above-mentioned phase sequence when used as a mixed material of two or more compounds.

【0013】さらに、本発明は反強誘電性液晶材料の代
わりにフェリ誘電相を有する液晶材料を用いても実現す
ることができる。すなわち、前記スメクティック液晶材
料が前記項目3の発明において、フェリ誘電相を有する
液晶材料とスメクティックC相を有する液晶材料から構
成されてもよい。
Further, the present invention can be realized by using a liquid crystal material having a ferrielectric phase instead of the antiferroelectric liquid crystal material. That is, in the invention of Item 3, the smectic liquid crystal material may be composed of a liquid crystal material having a ferrielectric phase and a liquid crystal material having a smectic C phase.

【0014】本発明において液晶層の光学軸とは、個々
の液晶分子の光学軸ではなく液晶層全体の示す屈折率が
最大の方向であり、液晶では光学軸方向とほぼ垂直な二
つの方向に光学軸方向の屈折率より小さな屈折率を有す
る。この結果、液晶層全体は複屈折性を有し、この光学
軸の方向が電界の印加によって変化することにより、電
気光学的な効果を得る。
In the present invention, the optical axis of the liquid crystal layer is not the optical axis of each liquid crystal molecule but the direction in which the refractive index of the entire liquid crystal layer is the maximum. In a liquid crystal, the optical axis is in two directions substantially perpendicular to the optical axis direction. It has a smaller refractive index than the refractive index in the optical axis direction. As a result, the entire liquid crystal layer has birefringence, and the direction of the optical axis changes by application of an electric field, thereby obtaining an electro-optical effect.

【0015】本発明の液晶光学素子の調光層に用いられ
る高分子樹脂は、以下に示す高分子樹脂前駆体の一種類
のみを単独で重合させて得たものでもよいし、二種類以
上の化合物の共重合体であっても構わない。他の高分子
樹脂前駆体としては、アクリロイル基、ビニル基等の通
常の重合性基を有する高分子前駆体であればいずれも使
用できる。本発明で使用される高分子樹脂前駆体として
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
アミルアクリレート、イソボルニルアクリレート、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、イソアミル
アクリレート、テトラフルオロフルフリルアクリレー
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リレ
ート、2−(パーフルオロブチル)エチルアクリレー
ト、2−(パーフルオロデシル)エ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
ソボル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、2,2,3,3,3−ペ
ンタフルオロプロピルメタクリレート、2−(パーフル
オロブチル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオ
ロヘキシル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオ
ロデシル)エチルメタクリレート等の単官能メタクリレ
ート化合物、ジ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、ウレタンアクリレートオリゴマー、ジ
メチロールトリシクロデカンジアクリレート、4,4’
−ビフェノールビスアクリレート、1,4−ジヒドロキ
シベンゼンビスアクリレート、4,4’−ジヒドロキシ
ジフェニルエーテルビスアクリレート、4,4’−ジヒ
ドロキシジフェニルメタンビスアクリレート、2,2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンビスアクリレ
ート、メソ−ヘキセストロールビスアクリレート、α,
α’−ビス[4−ヒドロキシフェニル]−1,4−ジイ
プロピルベンゼンビスアクリレート、2,3,5,6−
テトラフルオロフェニレン−1,4’―ジオールジアク
リレート、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘ
キサフルオロプロパンビスアクリレート、2,2’,
3,3’,5,5’,6,6’―オクタフルオロー4,
4’−ビフェノールビスアクリレート、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、2,2,3,3,4,
4−ヘキサフルオロ1,5−ペンタンジオールジアクリ
レート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフル
オロ1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ベンゼ
ン−1,3,5−トリオールトリアクリレート、1,
1,1−トリス[4−ヒドロキシフェニル]エタントリ
アクリレート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、ウレタンメタクリレートオ
リゴマー、ジメチロールトリシクロデカンジメタクリレ
ート、4,4’−ビフェノールビスメタクリレート、
1,4−ジヒドロキシベンゼンビスメタクリレート、
4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテルビスメタク
リレート、4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタンビ
スメタクリレート、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)プロパンビスメタクリレート、メソ−ヘキセスト
ロールビスメタクリレート、α,α’−ビス[4−ヒド
ロキシフェニル]−1,4−ジイプロピルベンゼンビス
メタクリレート、2,3,5,6−テトラフルオロフェ
ニレン−1,4’−ジオールジメタクリレート、2,2
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロ
パンビスメタクリレート、2,2’,3,3’,5,
5’,6,6’−オクタフルオロ−4,4’−ビフェノ
ールビスメタクリレート、、4,4’−ジメタクリロイ
ルオキシスチルベン、4,4’−ジメタクリロイルオキ
シジエチルスチルベン、4,4’−ジメタクリロイルオ
キシジプロピルスチルベン、4,4’−ジメタクリロイ
ルオキシジブチルスチルベン、2,2,3,3,4,4
−ヘキサフルオロ1,5−ペンタンジオールジメタクリ
レート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフル
オロ1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート等の多
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。
The polymer resin used for the light control layer of the liquid crystal optical element of the present invention may be one obtained by polymerizing only one of the following polymer resin precursors alone, or two or more of them. It may be a copolymer of compounds. As the other polymer resin precursor, any polymer precursor having a usual polymerizable group such as an acryloyl group and a vinyl group can be used. As the polymer resin precursor used in the present invention, 2-ethylhexyl acrylate, butylethyl acrylate, butoxyethyl acrylate, 2-cyanoethyl acrylate, benzyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, N, N-diethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, dicyclopentanyl acrylate, dicyclopentenyl acrylate, glycidyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, isoamyl acrylate, isobornyl acrylate, isodecyl acrylate, lauryl acrylate , Morpholine acrylate, phenoxyethyl acrylate, phenoxydiethylene glycol Acrylate, isoamyl acrylate, tetrafluoroethylene furfuryl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate,
Monofunctional acrylate compounds such as 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl acrylate, 2- (perfluorobutyl) ethyl acrylate, 2- (perfluorodecyl) ethyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, butylethyl methacrylate, Butoxyethyl methacrylate, 2-cyanoethyl methacrylate, benzyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-
Ethoxyethyl acrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, dicyclopentanyl methacrylate,
Dicyclopentenyl methacrylate, glycidyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, isobornyl methacrylate, isodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, morpholine methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, phenoxydiethylene glycol methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2 Monofunctional methacrylate compounds such as 2,3,3,3-pentafluoropropyl methacrylate, 2- (perfluorobutyl) ethyl methacrylate, 2- (perfluorohexyl) ethyl methacrylate, 2- (perfluorodecyl) ethyl methacrylate, diethylene Glycol diacrylate, 1,
4-butanediol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, dicyclopentanyl diacrylate, glycerol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, trimethylol Propane triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol monohydroxypentaacrylate, urethane acrylate oligomer, dimethylol tricyclodecane diacrylate, 4,4 '
-Biphenol bis acrylate, 1,4-dihydroxybenzene bis acrylate, 4,4'-dihydroxy diphenyl ether bis acrylate, 4,4'-dihydroxy diphenyl methane bis acrylate, 2,2-
Bis (4-hydroxyphenyl) propane bisacrylate, meso-hexestrol bisacrylate, α,
α'-bis [4-hydroxyphenyl] -1,4-dipropylbenzenebisacrylate, 2,3,5,6-
Tetrafluorophenylene-1,4′-diol diacrylate, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane bisacrylate, 2,2 ′,
3,3 ′, 5,5 ′, 6,6′-octafluoro-4
4'-biphenol bisacrylate, 4,4'-diacryloyloxystilbene, 4,4'-diacryloyloxydiethylstilbene, 4,4'-diacryloyloxydipropylstilbene, 4,4'-diacryloyloxydibutylstilbene , 2,2,3,3,4,
4-hexafluoro-1,5-pentanediol diacrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1,6-hexanediol diacrylate, benzene-1,3,5-triol triacrylate Acrylate, 1,
Polyfunctional acrylate compounds such as 1,1-tris [4-hydroxyphenyl] ethane triacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, dicyclopentanyl dimethacrylate,
Glycerol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, ditrimethylolpropane tetramethacrylate, dipentaerythritol Hexamethacrylate, dipentaerythritol monohydroxypentamethacrylate, urethane methacrylate oligomer, dimethylol tricyclodecane dimethacrylate, 4,4′-biphenol bismethacrylate,
1,4-dihydroxybenzenebismethacrylate,
4,4′-dihydroxydiphenyl ether bismethacrylate, 4,4′-dihydroxydiphenylmethanebismethacrylate, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propanebismethacrylate, meso-hexestrol bismethacrylate, α, α′-bis [ 4-hydroxyphenyl] -1,4-dipropylbenzenebismethacrylate, 2,3,5,6-tetrafluorophenylene-1,4′-dioldimethacrylate, 2,2
-Bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropanebismethacrylate, 2,2 ', 3,3', 5
5 ', 6,6'-octafluoro-4,4'-biphenol bismethacrylate, 4,4'-dimethacryloyloxystilbene, 4,4'-dimethacryloyloxydiethylstilbene, 4,4'-dimethacryloyloxy Dipropylstilbene, 4,4'-dimethacryloyloxydibutylstilbene, 2,2,3,3,4,4
-Polyfunctional methacrylate compounds such as hexafluoro-1,5-pentanediol dimethacrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1,6-hexanediol dimethacrylate, styrene, aminostyrene, Examples include, but are not limited to, vinyl acetate.

【0016】高分子樹脂は、液晶材料100重量部に対
し0.01重量部以上10.0重量部以下含有されてい
ることが必要である。好ましくは0.1重量部以上、5
重量部以下であり、より好ましくは1重量部以上、3重
量部以下である。少なすぎると電気光学特性の経時変化
を抑える効果が減少し、多すぎると液晶材料の電場応答
を妨げることによる応答速度低下や、液晶材料の配向を
著しく乱すことによるコントラスト低下が確認される。
また、ヒステリシスの増大すなわち印加電圧に対する光
透過率の曲線が昇圧側と降圧側とで大きくずれたり、メ
モリー性等が発現する。
It is necessary that the polymer resin is contained in an amount of 0.01 to 10.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the liquid crystal material. Preferably 0.1 parts by weight or more, 5
It is not more than 1 part by weight, more preferably not less than 1 part by weight and not more than 3 parts by weight. If the amount is too small, the effect of suppressing the change over time of the electro-optical characteristics is reduced. If the amount is too large, a reduction in response speed due to hindering the electric field response of the liquid crystal material and a decrease in contrast due to significantly disturbing the alignment of the liquid crystal material are confirmed.
In addition, the hysteresis increases, that is, the curve of the light transmittance with respect to the applied voltage largely shifts between the step-up side and the step-down side, and the memory property appears.

【0017】高分子樹脂前駆体は、常温常圧で液体また
は液晶相を示し、かつ、室温で液晶材料と相分離しない
ものが望ましいが、スメクティック液晶材料が等方相に
なる温度で液晶材料に均一に混合しており、かつ、重合
温度で液晶材料と相分離しないものであっても構わな
い。
The polymer resin precursor preferably exhibits a liquid or liquid crystal phase at room temperature and pressure and does not phase separate from the liquid crystal material at room temperature. However, the polymer resin precursor is converted into a liquid crystal material at a temperature at which the smectic liquid crystal material becomes an isotropic phase. It may be one that is uniformly mixed and does not phase separate from the liquid crystal material at the polymerization temperature.

【0018】高分子樹脂前駆体の重合方法としては、光
重合法、加熱重合法等が挙げられるが、光重合法が好ま
しい。高分子樹脂前駆体の光重合法に用いられる光源と
しては電子線や紫外線を用いることができる。紫外線に
よる光重合を行う際には反応促進のために光重合開始剤
を添加することが望ましい。
Examples of the method for polymerizing the polymer resin precursor include a photopolymerization method and a heat polymerization method, and the photopolymerization method is preferred. As a light source used in the photopolymerization method of the polymer resin precursor, an electron beam or ultraviolet light can be used. When performing photopolymerization by ultraviolet rays, it is desirable to add a photopolymerization initiator to promote the reaction.

【0019】光重合開始剤としては、2,2−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−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニ
ル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オ
ン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−
2−メチルプロパン−1−オン、2−メチル−1−[4
−(メチルチオ)フェニル]―2−モルホリノプロパン
−1等のアセトフェノン系、ベンゾインメチルエーテ
ル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピ
ルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン
系、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、4−フェニ
ルベンゾフェノン、3,3−ジメチル−4−メトキシベ
ンゾフェノン等のベンゾフェノン系、チオキサンソン,
2−メチルチオキサンソン等のチオキサンソン系、ジア
ゾニウム塩系、スルホニウム塩系、ヨードニウム塩系、
セレニウム塩系等の公知のものが使用できる。
Examples of the photopolymerization initiator include 2,2-diethoxyacetophenone and 2-hydroxy-2-methyl-1-.
Phenyl-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- (4-dodecylphenyl) -2-hydroxy-
2-methylpropan-1-one, 2-methyl-1- [4
Acetophenone such as-(methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1, benzoin such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzyl dimethyl ketal; benzophenone; benzoyl benzoic acid; 4-phenylbenzophenone; Benzophenones such as 3,3-dimethyl-4-methoxybenzophenone, thioxanthone,
Thioxanthone, such as 2-methylthioxanthone, diazonium salt, sulfonium salt, iodonium salt,
Known materials such as selenium salts can be used.

【0020】光重合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前駆体の30重量%
以下が好ましい。また必要に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重合開始助
剤を添加しても構わない。
The photopolymerization initiator may be a solid or a liquid, but is preferably dissolved or compatible with the liquid crystal in view of the uniformity of the device. The initiator concentration is 30% by weight of the polymer precursor
The following is preferred. If necessary, a photopolymerization initiation aid such as methyldiethanolamine or 4-dimethylaminobenzoic acid may be added.

【0021】高分子樹脂前駆体の光重合は、液晶層の光
学軸が印加電圧に対して連続的に変化する相より高温
側、かつ、等方相より低温側で行うことが望ましい。ま
た、スメクティック液晶材料の相系列にスメクティック
A相を有する液晶材料では、スメクティックA相で光重
合を行うことが望ましい。等方相や液晶層の光学軸が印
加電圧に対して連続的に変化する相で高分子樹脂前駆体
を光重合した場合は、液晶材料の配向状態が乱れやすく
なり、液晶光学素子のコントラストが低下したり、昇圧
側と降圧側の電圧に対する光透過率の曲線が一致しなく
なるので好ましくない。
The photopolymerization of the polymer resin precursor is desirably performed at a higher temperature than the phase in which the optical axis of the liquid crystal layer changes continuously with applied voltage and at a lower temperature than the isotropic phase. Further, in a liquid crystal material having a smectic A phase in the phase series of the smectic liquid crystal material, it is desirable to perform photopolymerization in the smectic A phase. If the polymer resin precursor is photopolymerized in an isotropic phase or a phase in which the optical axis of the liquid crystal layer changes continuously with applied voltage, the alignment state of the liquid crystal material is easily disturbed, and the contrast of the liquid crystal optical element is reduced. This is not preferable because the light transmittance curve with respect to the voltage on the step-up side and the voltage on the step-down side do not match.

【0022】本発明の液晶光学素子は、間隔の定まった
基板間に、無しきいスメクティック液晶材料および高分
子樹脂前駆体の混合物を挟持した後、光を照射して製造
する。この際、混合物の注入は、減圧下でも常圧下でも
構わない。また必要であれば、加温を行っても構わな
い。
The liquid crystal optical element of the present invention is manufactured by sandwiching a mixture of a non-smectic smectic liquid crystal material and a polymer resin precursor between substrates having a fixed interval, and irradiating the mixture with the light. At this time, the mixture may be injected under reduced pressure or normal pressure. If necessary, heating may be performed.

【0023】本発明に用いられる基板の材質は、ガラ
ス、プラスチック、金属等が使用できる。またカラーフ
ィルターを有する基板を用いたり、顔料や色素等を基板
中に分散させることによって、カラー化することができ
る。
As the material of the substrate used in the present invention, glass, plastic, metal and the like can be used. Coloring can be achieved by using a substrate having a color filter, or by dispersing a pigment or a dye in the substrate.

【0024】基板は電極が調光層側になるように設置す
る。電極としてはITO等の材質のものが利用できる
が、使用する基板自体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。電極は調光層
と密着した状態で設置する。
The substrate is set so that the electrode is on the light control layer side. As the electrode, a material such as ITO can be used, but if the substrate used has conductivity, the substrate can also be used as an electrode. The electrodes are placed in close contact with the light control layer.

【0025】これらの電極付き基板は液晶が配向するよ
うに処理されていることが望ましい。この際、2枚の基
板ともホモジニアス配向であることが望ましいが、用途
に応じて、他の配向状態であっても構わない。この配向
処理には、TN液晶、STN液晶等に用いられるポリイ
ミド等の通常の配向膜が利用できるが特に低いプレティ
ルト角を有するものが望ましい。
These substrates with electrodes are desirably treated so that liquid crystals are aligned. At this time, it is desirable that both substrates have a homogeneous orientation, but other orientations may be used depending on the application. For this alignment treatment, a normal alignment film such as polyimide used for TN liquid crystal, STN liquid crystal or the like can be used, but one having a particularly low pretilt angle is desirable.

【0026】ポリイミド等の配向膜は、ポリイミド等が
溶剤に溶けこんでいる可溶性タイプでもよいし、焼成す
ることによってポリイミド化する焼成タイプであっても
構わない。またラビング等の配向処理を行うことが望ま
しい。
The alignment film of polyimide or the like may be of a soluble type in which polyimide or the like is dissolved in a solvent, or may be of a fired type in which the polyimide is formed by firing. It is desirable to perform an alignment treatment such as rubbing.

【0027】基板の間隔設定には、通常の液晶デバイス
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、球状等のスペーサーを使用することができ、その間
隔は1μm〜4μm程度が望ましい。
For setting the distance between the substrates, a rod-shaped or spherical spacer made of glass or a polymer resin or the like used in ordinary liquid crystal devices can be used, and the distance is desirably about 1 μm to 4 μm.

【0028】本液晶化合物の駆動方法としては、電極に
能動素子を組み込んだアクティブマトリックス駆動が望
ましいが、用途に応じて単純マトリックス駆動させても
よい。能動素子としては、薄層トランジスタ(TFT)
素子、メタル−インシュレーター−メタル(MIM)素
子などがあげられるが、これに限定されない。
As a driving method of the present liquid crystal compound, active matrix driving in which an active element is incorporated in an electrode is desirable, but simple matrix driving may be performed according to the application. Active devices include thin-film transistors (TFTs)
Elements, metal-insulator-metal (MIM) elements, and the like, but are not limited thereto.

【0029】本発明の液晶光学素子は、調光層を電極を
有する2枚の透明な基板間に挟持した構造である光透過
型のみならず一方の基板が不透明な光反射型にも適用で
きる。例えば調光層を電極を有する透明な基板と電極を
有する光反射板間に挟持した素子構造、電極を有する透
明な基板と電極を有する光吸収板間に挟持した素子構造
等がある。
The liquid crystal optical element of the present invention can be applied not only to a light transmission type in which a light control layer is sandwiched between two transparent substrates having electrodes but also to a light reflection type in which one substrate is opaque. . For example, there are an element structure in which a light modulating layer is sandwiched between a transparent substrate having electrodes and a light reflecting plate having electrodes, and an element structure in which a light modulating layer is sandwiched between a transparent substrate having electrodes and a light absorbing plate having electrodes.

【0030】光反射板は光を反射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。また反射強
度または反射波長は目的とする素子特性により任意に変
更できる。その構造は光反射材料が光反射板全体を形成
しているものであってもよいし、光反射材料がガラス等
の別の材質が基板上にコーティングされていてもよい。
光反射材料をコーティングした場合、光反射材料が調光
層側にある必要はない。また光反射材料をコーティング
する基板は光反射材料が調光層側に位置していない場合
は必ずしも透明である必要はない。
The light reflecting plate may be made of an inorganic material or an organic material as long as it is made of a material that reflects light. Further, the reflection intensity or the reflection wavelength can be arbitrarily changed according to the target device characteristics. The structure may be such that the light reflecting material forms the entire light reflecting plate, or the light reflecting material may be coated on the substrate with another material such as glass.
When a light reflecting material is coated, the light reflecting material does not need to be on the light control layer side. The substrate on which the light reflecting material is coated is not necessarily required to be transparent when the light reflecting material is not located on the light control layer side.

【0031】光吸収板は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。その構造は光吸収材料が光吸収板全体を形成して
いるものであってもよいし、光吸収材料がガラス等の別
の材質が基板上にコーティングされていてもよい。光吸
収材料をコーティングした揚合、光吸収材料が調光層側
にある必要はない。また光吸収材料をコーティングする
基板は光吸収材料が調光層側に位置していない場合は必
ずしも透明である必要はない。光反射材料または光吸収
材料が導電性を有している場合はこれらを電極としても
利用することもできる。
The light absorbing plate may be an inorganic material or an organic material as long as it is made of a material that absorbs light. The absorption intensity or absorption wavelength can be arbitrarily changed depending on the target device characteristics. In the structure, the light absorbing material may form the entire light absorbing plate, or the light absorbing material may be coated on the substrate with another material such as glass. When the light absorbing material is coated, the light absorbing material does not need to be on the light control layer side. Further, the substrate on which the light absorbing material is coated is not necessarily required to be transparent when the light absorbing material is not located on the light control layer side. When the light reflecting material or the light absorbing material has conductivity, these can also be used as electrodes.

【0032】本発明の液晶光学素子の用途としては、窓
や間仕切り等の建築材料や文字や図形を表示する表示装
置がある。
As a use of the liquid crystal optical element of the present invention, there is a display material for displaying a building material such as a window or a partition, a character or a figure.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
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。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

【0034】実施例中に記載されている駆動電圧、コン
トラスト、応答速度は以下のように定義する。
The driving voltage, contrast, and response speed described in the embodiments are defined as follows.

【0035】駆動電圧:印加電圧−光透過率の曲線にお
いて最も低い光透過率を0%(最小透過率)、電圧印加
により飽和した光透過率を100%(最大透過率)とし
た時、素子の光透過率が90%となる電圧とする。
Driving voltage: When the lowest light transmittance in the applied voltage-light transmittance curve is 0% (minimum transmittance) and the light transmittance saturated by voltage application is 100% (maximum transmittance), the device Is a voltage at which the light transmittance becomes 90%.

【0036】コントラスト:電圧印加により飽和した光
透過率(最大透過率)を最小透過率で割った値とする。
Contrast: A value obtained by dividing light transmittance (maximum transmittance) saturated by voltage application by minimum transmittance.

【0037】応答速度:電圧無印加状態から光透過率が
飽和する電圧を印加した際、光透過率が0%から90%
に変化するまでに要する時間と、光透過率が90%から
0%に変化するまでに要する時間の和とする。
Response speed: When a voltage at which the light transmittance is saturated is applied from the state where no voltage is applied, the light transmittance is 0% to 90%.
And the time required for the light transmittance to change from 90% to 0%.

【0038】実施例1 以下に示す反強誘電性液晶材料(1)30重量部に、化
合物(II)と(III)の混合物(((II):(I
II)=34:66(重量割合))からなるスメクティ
ックC相を有する液晶材料(IV)70重量部を添加
し、スメクティック液晶材料(A)を得た。
Example 1 A mixture of compound (II) and (III) (((II): (I)) was added to 30 parts by weight of the following antiferroelectric liquid crystal material (1).
II) = 34: 66 (weight ratio)) and 70 parts by weight of a liquid crystal material (IV) having a smectic C phase was added to obtain a smectic liquid crystal material (A).

【0039】[0039]

【化1】 スメクティック液晶材料(A)99重量部、高分子樹脂
前駆体として下記式(V)で表されるジメチロールトリ
シクロデカンジアクリレート
Embedded image 99 parts by weight of smectic liquid crystal material (A), dimethylol tricyclodecane diacrylate represented by the following formula (V) as a polymer resin precursor

【0040】[0040]

【化2】 と重合開始剤として2,2−ジエトキシアセトフェノン
との混合物1重量部(重合開始剤は高分子樹脂前駆体に
対して5重量%)の混合物を90℃まで加熱し、充分攪
拌した後、あらかじめ90℃に加熱しておいた二枚のホ
モジニアス配向処理済みの電極層付きガラス基板からな
るギャップ2μmの液晶セルに注入した。この液晶セル
を毎分1℃の速度で65℃まで徐冷し、その温度を保ち
つつ0.05mW/cm2の紫外線(波長365nm)
を360分照射し、高分子樹脂前駆体を重合させた。そ
の後、液晶セルをノーマリーブラックモードになるよう
に配置した二枚の直交した偏光板で挟み込み、液晶光学
素子を得た。
Embedded image A mixture of 1 part by weight of a mixture of 2,2-diethoxyacetophenone and 2,2-diethoxyacetophenone as a polymerization initiator (the polymerization initiator was 5% by weight based on the polymer resin precursor) was heated to 90 ° C., and sufficiently stirred. The mixture was injected into a liquid crystal cell having a gap of 2 μm and consisting of two glass substrates with electrode layers which had been heated to 90 ° C. and had been subjected to a homogeneous alignment treatment. The liquid crystal cell is gradually cooled to 65 ° C. at a rate of 1 ° C. per minute, and while maintaining the temperature, ultraviolet rays of 0.05 mW / cm 2 (wavelength 365 nm)
For 360 minutes to polymerize the polymer resin precursor. Thereafter, the liquid crystal cell was sandwiched between two orthogonal polarizing plates arranged so as to be in a normally black mode, to obtain a liquid crystal optical element.

【0041】作製した液晶光学素子は、直ちに(初
期)、±6V、0.1Hzの三角波を8時間印加した後
(8時間印加)および無印加で10日間静置した後(1
0日間静置)にその電気光学特性を測定し表1に示し
た。電気光学特性は、光源としてヘリウム−ネオンレー
ザー、検出器としてフォトダイオードを用いて0.1H
zの三角波を印加して25℃で測定した。
The produced liquid crystal optical element was immediately (initial) applied with a triangular wave of ± 6 V, 0.1 Hz for 8 hours (applied for 8 hours) and allowed to stand without application for 10 days (1).
(Leaving for 0 days) and its electro-optical properties were measured and are shown in Table 1. Electro-optical characteristics were measured using a helium-neon laser as a light source and a photodiode as a detector for 0.1H.
The measurement was performed at 25 ° C. by applying a z-triangular wave.

【0042】[0042]

【表1】 なお、実施例1および次に述べる比較例1の液晶光学素
子の調製初期、8時間印加、10日間静置における印加
電圧と光透過率の関係を表すグラフをそれぞれ図4、5
および6に示した。
[Table 1] 4 and 5 are graphs showing the relationship between the applied voltage and the light transmittance in the initial stage of preparation of the liquid crystal optical element of Example 1 and the liquid crystal optical element of Comparative Example 1 to be described next, applied for 8 hours, and allowed to stand for 10 days.
And 6.

【0043】比較例1 高分子樹脂前駆体と重合開始剤との添加をしなかった以
外は実施例1と同様にして液晶光学素子を作製し、実施
例1と同様の特性を測定し、結果を表2に示した。
Comparative Example 1 A liquid crystal optical element was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymer resin precursor and the polymerization initiator were not added, and the same characteristics as in Example 1 were measured. Are shown in Table 2.

【0044】[0044]

【表2】 実施例2 高分子樹脂前駆体として下記式(VI)で表わされる
2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−1,5−ペ
ンタジオールジアクリレートを用いた以外は、実施例1
と同等な条件で液晶光学素子を作製し評価し、結果を表
3に示してある。
[Table 2] Example 2 Example 1 was repeated except that 2,2,3,3,4,4-hexafluoro-1,5-pentadiol diacrylate represented by the following formula (VI) was used as the polymer resin precursor.
A liquid crystal optical element was prepared and evaluated under the same conditions as those described above, and the results are shown in Table 3.

【0045】[0045]

【化3】 Embedded image

【0046】[0046]

【表3】 実施例3 実施例1で用いた反強誘電性液晶材料(I)に、以下に
示す液晶材料(VII)及び(VIII)を(I):
(VII):(VIII)=40:40:20(重量割
合)となるよう添加し、スメクティック液晶材料(B)
を得た。
[Table 3] Example 3 The following liquid crystal materials (VII) and (VIII) were added to the antiferroelectric liquid crystal material (I) used in Example 1 (I):
(VII): (VIII) = 40: 40: 20 (weight ratio), and added to a smectic liquid crystal material (B).
I got

【0047】[0047]

【化4】 スメクティック液晶材料(A)の替わりにスメクティッ
ク液晶材料(B)を用いた以外は実施例1と同様な条件
で液晶光学素子を作製し、評価し、結果を表4に示し
た。
Embedded image A liquid crystal optical element was produced and evaluated under the same conditions as in Example 1 except that the smectic liquid crystal material (B) was used instead of the smectic liquid crystal material (A). The results were shown in Table 4.

【0048】[0048]

【表4】 実施例4 実施例3で用いた反強誘電性液晶材料(VII)20重
量部に、実施例1で用いたスメクティックC相を有する
液晶材料(IV)80重量部を添加し、スメクティック
液晶材料(C)を得た。
[Table 4] Example 4 To 20 parts by weight of the antiferroelectric liquid crystal material (VII) used in Example 3, 80 parts by weight of the liquid crystal material (IV) having the smectic C phase used in Example 1 was added. C) was obtained.

【0049】スメクティック液晶材料(C)98重量
部、高分子樹脂前駆体として下記式(IX)
98 parts by weight of a smectic liquid crystal material (C), and a polymer resin precursor represented by the following formula (IX)

【0050】[0050]

【化5】 で表される1,4−フェニレンビス{4−[6−(アク
リロイルオキシ)ヘキシルオキシ]ベンゾエート}と重
合開始剤としてベンゾインメチルエーテルとの混合物2
重量部(重合開始剤は高分子樹脂前駆体にたいして5重
量部)の混合物を100℃まで加熱し、充分攪拌した
後、あらかじめ100℃に加熱しておいた二枚のホモジ
ニアス配向処理済みの電極層付きガラス基板からなるギ
ャップ2μmの液晶セルに注入した。この液晶セルを毎
分0.5℃の速度で60℃まで除冷し、その温度を保ち
つつ0.05mW/cm2の紫外線(波長365nm)
を240分照射し、高分子樹脂前駆体を重合させた。そ
の後、液晶セルをノーマリーブラックモードになるよう
に配置した二枚の直交した偏光板で挟み込み、液晶光学
素子を得た。
Embedded image A mixture of 1,4-phenylenebis {4- [6- (acryloyloxy) hexyloxy] benzoate} and benzoin methyl ether as a polymerization initiator
A mixture of 2 parts by weight (a polymerization initiator is 5 parts by weight with respect to the polymer resin precursor) is heated to 100 ° C., sufficiently stirred, and then heated to 100 ° C. in advance to obtain two homogeneously oriented electrode layers. It was injected into a liquid crystal cell having a gap of 2 μm made of a glass substrate provided with. The liquid crystal cell is cooled to 60 ° C. at a rate of 0.5 ° C./min, and while maintaining the temperature, ultraviolet rays of 0.05 mW / cm 2 (wavelength 365 nm)
For 240 minutes to polymerize the polymer resin precursor. Thereafter, the liquid crystal cell was sandwiched between two orthogonal polarizing plates arranged so as to be in a normally black mode, to obtain a liquid crystal optical element.

【0051】作製した液晶光学素子は、実施例1と同様
の特性を測定し、結果を表5に示した。
The characteristics of the manufactured liquid crystal optical element were measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 5.

【0052】[0052]

【表5】 実施例5 実施例4で用いたスメクティック液晶材料(C)97重
量部と、高分子樹脂前駆体として下記式(X)で表され
る4,4−ジアクリロイルオキシジエチルスチルベン
[Table 5] Example 5 97 parts by weight of the smectic liquid crystal material (C) used in Example 4 and 4,4-diacryloyloxydiethylstilbene represented by the following formula (X) as a polymer resin precursor

【0053】[0053]

【化6】 と重合開始剤としてベンゾインメチルエーテルとの混合
物3重量部(重合開始剤は高分子樹脂前駆体にたいして
5重量部)の混合物を用いた以外は実施例4と同様な条
件で液晶光学素子を作製し評価し、結果を表6に示し
た。
Embedded image A liquid crystal optical element was manufactured under the same conditions as in Example 4 except that a mixture of 3 parts by weight of a mixture of benzoin methyl ether and benzoin methyl ether as a polymerization initiator (the polymerization initiator was 5 parts by weight with respect to the polymer resin precursor) was used. The results were evaluated and the results are shown in Table 6.

【0054】[0054]

【表6】 [Table 6]

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明の液晶光学素子は、電圧印加状態
を長時間持続するか、電圧無印加状態で長時間静置して
も電気光学特性の劣化はほとんどなく、したがって例え
ば表示装置に組み込んだ場合表示画像の品位を長く良好
に保つことができる。
According to the liquid crystal optical element of the present invention, the electro-optical characteristics are hardly deteriorated even when the voltage is continuously applied for a long time or when the voltage is not applied for a long time. In this case, the quality of the displayed image can be kept good for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の液晶光学素子の構造の一例を模式的に
示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one example of the structure of a liquid crystal optical element of the present invention.

【図2】従来の液晶光学素子の構造の一例を模式的に示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of the structure of a conventional liquid crystal optical element.

【図3】本発明の製法における、高分子樹脂前駆体の重
合前の液晶光学素子の構造の一例を示す模式的断面図で
ある。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of a liquid crystal optical element before polymerization of a polymer resin precursor in the production method of the present invention.

【図4】本発明および従来の液晶光学素子の調製初期に
おける印加電圧と光透過率との関係の一例を示すグラフ
である。
FIG. 4 is a graph showing an example of a relationship between an applied voltage and light transmittance in an initial stage of preparation of the liquid crystal optical element of the present invention and a conventional liquid crystal optical element.

【図5】本発明および従来の液晶光学素子の8時間電圧
印加後の印加電圧と光透過率の関係の一例を示すグラフ
である。
FIG. 5 is a graph showing an example of a relationship between an applied voltage and a light transmittance of the present invention and a conventional liquid crystal optical element after applying a voltage for 8 hours.

【図6】本発明および従来の液晶光学素子の10日間静
置後の印加電圧と光透過率の関係の一例を示すグラフで
ある。
FIG. 6 is a graph showing an example of a relationship between an applied voltage and a light transmittance of the present invention and a conventional liquid crystal optical element after standing for 10 days.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 電極 3 配向膜 4 スメクティック液晶材料 5 高分子樹脂 6 調光層 7 偏光板 8 高分子樹脂前駆体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Electrode 3 Alignment film 4 Smectic liquid crystal material 5 Polymer resin 6 Dimming layer 7 Polarizing plate 8 Polymer resin precursor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 正春 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 大西 康晴 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−202358(JP,A) 特開 平5−307170(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1334 G02F 1/141 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Masaharu Sato 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Within NEC Corporation (72) Inventor Yasuharu Onishi 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC (56) References JP-A-5-202358 (JP, A) JP-A-5-307170 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1334 G02F 1/141

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも一方が透明な2枚の電極付き基
板間に、液晶層の光学軸が印加電圧に対して連続的に変
化するスメクティック液晶材料100重量部と、高分子
樹脂0.01ないし10重量部とからなる調光層が挟持
されており、かつ前記スメクティック液晶材料が、反強
誘電性液晶材料とスメクティックC相を有する液晶材料
から構成されていることを特徴とする液晶光学素子。
1. A method according to claim 1, wherein at least one of the two substrates with electrodes is transparent, and 100 parts by weight of a smectic liquid crystal material whose optical axis continuously changes with applied voltage; A light modulating layer of 10 parts by weight is sandwiched , and the smectic liquid crystal material is
Dielectric liquid crystal material and liquid crystal material having smectic C phase
The liquid crystal optical element characterized by being composed.
【請求項2】前記高分子樹脂が前記スメクティック液晶
材料中に三次元状に存在することを特徴とする請求項1
記載の液晶光学素子。
2. A method according to claim 1, wherein the polymeric resin is present in the three-dimensional shape in the smectic liquid crystal material
The liquid crystal optical element according.
【請求項3】電極付き基板に能動素子を有することを特
徴とする請求項1または2記載の液晶光学素子。
3. A liquid crystal optical element according to claim 1, wherein it has an active element in the electrode-attached substrate.
【請求項4】少なくとも一方が透明な2枚の電極付き基
板間に、液晶層の光学軸が印加電圧に対して連続的に変
化するスメクティック液晶材料100重量部と高分子樹
脂0.01ないし10重量部とからなる調光層を挟持し
てなり、かつ前記スメクティック液晶材料が、反強誘電
性液晶材料とスメクティックC相を有する液晶材料から
構成されている液晶光学素子の製造方法において、スメ
クティック液晶材料100重量部と前記高分子樹脂の常
温常圧で液体または液晶相を示す前駆体0.01ないし
10重量部とを混合し、前記基板間に挟持した後その高
分子樹脂前駆体を重合することを特徴とする製造方法。
4. A method according to claim 1, wherein at least one of the two transparent substrates is provided with 100 parts by weight of a smectic liquid crystal material in which the optical axis of the liquid crystal layer changes continuously with applied voltage and 0.01 to 10 parts of a polymer resin. Ri Na by sandwiching the composed light control layer and a part by weight, and the smectic liquid crystal material, an antiferroelectric
Liquid crystalline materials and liquid crystal materials with smectic C phase
In the method for manufacturing a liquid crystal optical element, 100 parts by weight of a smectic liquid crystal material and 0.01 to 10 parts by weight of a precursor of the polymer resin which exhibits a liquid or liquid crystal phase at room temperature and normal pressure are mixed. A production method characterized by polymerizing the polymer resin precursor after being sandwiched between the two.
【請求項5】前記高分子樹脂前駆体の重合が光重合であ
ることを特徴とする請求項記載の製造方法。
5. The method according to claim 4, wherein the polymerization of the polymer resin precursor is photopolymerization.
【請求項6】前記高分子樹脂前駆体の光重合時における
前記スメクティック液晶材料の相が、光学軸が印加電圧
に対して連続的に変化する相と等方相との間に存在する
いずれかの相であることを特徴とする請求項または
記載の製造方法。
6. A phase of the smectic liquid crystal material at the time of photopolymerization of the polymer resin precursor, wherein the phase exists between a phase in which an optical axis changes continuously with an applied voltage and an isotropic phase. claim, characterized in that a phase 4 or 5
The manufacturing method as described.
【請求項7】前記高分子樹脂前駆体の光重合時に、前記
スメクティック液晶材料の相がスメクティックA相であ
ることを特徴とする請求項または記載の製造方
法。
7. A the time photopolymerization of polymer resin precursor according to claim 4, 5 or 6 manufacturing method, wherein a phase of the smectic liquid crystal material is a smectic A phase.
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