JPH024216A - 液晶光学素子及びその製造方法並びにそれを用いた液晶表示装置 - 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、透過散乱型の液晶光学素子及びその製造方法
並びにそれを用いた液晶表示装置に関するものである。

［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
方性が負の液晶物質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６またＰＣモードは、必要に
応じて配向処理した透明電極付基板にスメクチック液晶
物質またはコレステリック液晶物質を封入したもので、
ホメオトロピック配列の透過状態と、フォーカルコニッ
ク配列の散乱状態の二状態を制御するものであり、液晶
物質としてスメクチック液晶物質を用いた場合には、電
圧印加及び加熱により、また、コレステリック液晶物質
を用いた場合には、電圧印加により制御される。

これら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
者は液晶物質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、液晶物質の信頼性が低
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Ｈ，Ｇ、　Ｃｒａｉｇｈｅａ
ｄらがＡｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、　。

４０　（１１２２（１９８２）に開示した方法は、液晶
物質が屈折率異方性を有する特徴をいかしたものであり
、具体的には液晶物質を多孔体に含浸させ、電圧印加の
有無により液晶物質の屈折率を変化させ、多孔体の屈折
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、　Ｆｅｒｇａｓｏｎ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、　Ｗ、　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６１−５０２１２８号）
で作成している。また、Ｋ、　Ｎ、　Ｐｅａｒｌｍａｎ
らは、カプセル化したスメクチック液晶により（特開昭
６２−４８７８９号）作成している。

［発明の解決しようとする問題点］ Ｈ，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、
多孔体と液晶物質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
るといった欠点を有していた。

また、Ｊ、　Ｌ、　Ｆｅｒｇａｓｏｎら、Ｋ、Ｎ、　Ｐ
ｅａｒｌｍａｎ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、Ｊ、Ｗ、　Ｄｏａｎｅ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にれらの素子において
、ネマチック液晶物質を用いた場合、電圧印加の有無に
より、透過散乱の制御を行っているため、基本的にスタ
ティック駆動しか行えず、ドツトマトリックス等の高密
度表示は困難であるという欠点を有していた。

また、スメクチック液晶物質を用いたに、Ｎ。

Ｐｅａｒｌｍａｎらによる素子においては、スメクチッ
ク液晶物質のメモリー効果を用いているため、高密度表
示は可能であるが、駆動の際に高い電圧が必要であると
いう問題点を有していた。

一方、コレステリック液晶物質またはスメクチック液晶
物質の相変化を利用したＰＣモードでは、液晶物質その
ものの相構造変化を利用しているために、充分な透過率
変化が得られにくい、大面積化が困難であるといった欠
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
、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（ｎｏ）あるいは
異常光屈折率（ｎｏ）のいずれかと一致するように選ば
れた硬化性化合物及びスメク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、一対の電極付基板間に電
圧を印加させながら硬化性化合物を硬化させ、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、及び、その液晶光学素子の電極付基板として
電極付プラスチック基板を使用し、これら電極付プラス
チック基板の外側に保護板を接着層で接着して一体化し
てなることを特徴とする液晶光学素子、及び、その液晶
光学素子の製造方法において、一方の電極付基板上に硬
化性化合物及びスメクチック液晶物質の溶解物を供給し
、次いで他方の電極付基板を重ね合せ、これら一対の電
極付基板間に電圧を印加させながら硬化性化合物を硬化
させ、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の製造方法または一対の電極付
基板を周辺部でシールしてセルを形成し、このセル内に
硬化性化合物及びスメクチック液晶物質の溶解物を封入
し、これら一対の電極付基板間に電圧を印加させながら
硬化性化合物を硬化させ、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の製造方法
、及び、それらのの液晶光学素子の基板上の電極が夫々
の基板で複数の電極群に分けられており、これらの電極
群に電圧を印加するための駆動回路と、液晶光学素子を
加熱するための加熱手段とを有していることを特徴とす
る液晶表示装置、及び、それらに使用するスメクチック
液晶物質が使用温度域でスメクチックＡ相を示すスメク
チック液晶物質を用いることを提供するものである。

本発明の素子は、液晶物質と硬化性化合物が、溶解した
均一状態から、硬化過程を経ることにより、スメクチッ
ク液晶物質と硬化物とを細かい不均一状態で固定化させ
るので、液晶物質と硬化物との分布が一様となり、外観
品位、生産性に優れた素子といえる。

本発明の素子では、印加電圧により液晶が配列した状態
と、液晶が配列していない状態があり、これらの状態の
いずれか一方で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ゆ）あるいは異常光屈折
率（ｎｏ）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。

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表示装置
また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、液晶が配列していない状態で、
液晶物質と硬化物と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、液晶が配列した状態で
、液晶物質の屈折率（ｎｏあるいはｎｊ　と硬化により
得られた硬化物と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、可逆的な表示機
能または調光機能をもつ優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
直である方かヘーズむらが出す、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、使用するスメク
チック液晶のｎ、と一致するように選ばれた硬化性化合
物と誘電異方性が正のスメク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、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（ｎｏ、　ｎｓのいずれが）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６ 使用する液晶物質としては、スメクチック液晶が使用さ
れるが、特に、均一な配列状態を得るために、使用温度
域でスメクチックＡ相を示すスメクチック液晶物質を用
いることが好ましい。また、スメクチック相の高温側に
ネマチック相を狭い温度中、特に０．５〜３℃程度の狭
い温度中で有することが好ましい。

このスメクチック液晶物質は、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。

硬化時に電極間に印加する電圧としては、交流電圧が好
ましく、１０〜１００Ｖ程度を印加すればよい。具体的
な電圧は、液晶物質、硬化性化合物等の使用する系によ
って定めればよい。

本発明の素子は、スメクチック液晶物質を用いているた
め、液晶が配列した状態及び配列していない状態は、電
圧印加の有無によらず保持され、即ち、透過、散乱状態
がメモリーできる素子といえる。

液晶が配列していない状態から、配列した状態へ変化さ
せるには、電極間に電圧を印加させるか、−度加熱によ
り液晶を等方相にした後、電圧を印加しながら冷却すれ
ば良い。

一方、液晶が配列した状態から配列していない状態に変
化させるには、−度加熱により液晶を等方相にした後、
電圧を印加せずに冷却すればよい。なお、ここで電圧を
印加しないという意味は、全く電圧を印加しない場合は
もちろん、しきい値以下の電圧を印加した場合も含める
。

この加熱の方法としては、電極に電流を流すことにより
、電極をヒーターとして使用してもよいし、レーザー光
等外部からの熱源を用いてもよい。電極をヒーターとし
て使用する場合には、行単位の駆動になり、レーザー光
を使用する場合には、画素単位の駆動となる。なお、各
画素に加熱専用の電極を設けてもよい６本発明の最大の
特徴は、硬化性化合物の硬化時に、電圧を印加すること
にある。即ち、硬化性化合物の硬化時に電圧を印加し、
液晶を配列させることにより、硬化した硬化性化合物に
液晶を配列させようとする作用を盛り込むことである。

この作用により、液晶が配列していない状態から配列し
た状態に変化させる際に、より低い電圧で駆動が可能と
なり、かつ、より高い配列状態を得ることができる。

本発明で使用される硬化性化合物は、光硬化性化合物で
も熱硬化性化合物でもよい。好ましくは、素子の均一性
、製造速度の面から光硬化性ビニル系化合物を用いるこ
とがよい。

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１５〜７０ｗ
ｔ％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、液晶光学素子に微小なりラックが発生しに
くく、成形性が良好となる。

この場合、光硬化性ビニル系化合物の残りの部分は、ビ
ニル系のモノマーが使用できる。特に、アクリル系のモ
ノマーがアクリルオリゴマーと相性が良く好ましい。

本発明において、顔料を硬化物中に分散させることが可
能である。顔料を硬化物中に分散させた素子は、単にカ
ラー表示が可能であるというだけでなく、顔料を熱吸収
体として用いることにより、レーザー書込みによる微細
表示に有効である０分散させた顔料を熱吸収体として用
いた素子は、従来の液晶層の外側に熱吸収層を設けたレ
ーザー書込み用素子に比して、熱効率が高く、高速での
書込みが可能となる。顔料の吸収波長域としては、可視
領域でも近赤外領域でもよく、書込みに用いられる光源
の波長近傍のものを持ちいればよい。

このほか、これら硬化性化合物は、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、光
硬化開始剤、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、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硬化性化合物は、前述の要件を
満たした種々の材料の中から、使用するスメクチック液
晶物質の屈折率、スメクチック液晶物質との溶解性を勘
案して選択すればよい。

使用されるスメクチック液晶物質は前述したようなもの
であるが、硬化性化合物に均一に溶解し、硬化後の硬化
物とは溶解しない、もしくは溶解困難なものが必要であ
り、組成物を用いる場合は、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、硬化性化合物とスメクチッ
ク液晶物質とは５：９５〜４０　：　６０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、調製する硬化性化合物とス
メクチック液晶物質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、Ｉｎ２０
ｉ−３ｎＯｚ、　５ｎ０２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、般に粘稠状態の方
が便利である。

基板間ギャップは、５〜１００μｍにて動作することが
できるが、印加電圧、オン・オフ時のコントラストを２
膚すれば、７〜４０μｍに設定することが適当である。

このようにして、基板間に保持した混合物を、電極間に
電圧を印加させつつ光露光、加熱等により硬化させ、ス
メクチック液晶物質と硬化物とを相分離状態で固定化す
る。光露光としては、一般に紫外線照射または電子線照
射がある。光露光または加熱前には、基板間に保持され
た内容物は均一に溶解しているため無色透明であり、電
極間に電圧を印加させつつ光露光または加熱後は透過状
態となる。

次いで、これを等方相まで加熱し、電圧を印加せずに冷
却すると、配列していないスメクチック液晶物質と硬化
物による屈折率散乱のため白濁状態となる。この加熱冷
却処理により、白濁度を強めることができる。

また、電圧を印加して冷却すると、配列したスメクチッ
ク液晶物質と硬化物により透明状態となる。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、スメ
クチック液晶が配列し、硬化物と屈折率が一致するため
透過状態となる。

本発明では、素子が小さい場合には、電極付基板を周辺
部でシールしてセルを形成し、このセル内に硬化性化合
物及びスメクチック液晶物質の溶解物を封入し、この基
板間に保持した混合物を、電極間に電圧を印加させつつ
光露光、加熱等により硬化させ、スメクチック液晶物質
と硬化物とを相分離状態で固定化してもよい。

その後、このセルを等刃組まで加熱して、冷却すればよ
い。

また、本発明では、一方の電極付基板上に硬化性化合物
及びスメク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、電極間に
電圧を印加させつつ硬化させ、スメクチック液晶物質と
硬化物とを相分離状態で固定化するという大型の素子の
製造に適した生産性の良い製造方法が採用できる。特に
、硬化性化合物として光硬化性化合物を用い、光照射し
て硬化させることにより、生産性が向上し好ましい。

特に、電極付基板に電極付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製造できる。

このような液晶物質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表示装置
または液晶調光装置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、電極付基板上に硬化性化合物及びスメクチック
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。

本発明では、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、調光鏡装置
や反射型表示装置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。

本発明のメリットを生かせる大型の液晶光学素子の場合
には、基板としてプラスチック基板を使用して、その外
側に保護のためにプラスチックやガラス等の保護板を接
着剤を用いて接着して用いることが好ましい。また、基
板を強化ガラス、合せガラス、繰入ガラス等にすること
もできる。

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
ルブチラール等のシート状接着剤を介して挟持して、加
熱又は光照射により、シート状接着剤を硬化させて、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。中でもシート状接着剤をポリ
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。

本発明の液晶光学素子は、表示装置、とりわけ従来の液
晶表示装置が困難であった、大面積表示装置、湾曲状で
の表示装置等に利用でき、また、レーザー書込みによる
細密表示のプロジエクションクイブの表示装置にも利用
できる。

このるほか、本発明の素子は、大面積の調光装置、光シ
ヤツター等、数多くの利用が考えられる。

調光装置として使用する場合には、基板の電極は全面ベ
タの電極でもよいが、表示装置として使用する場合には
、夫々の基板の電極が複数の電極群に分けられる。例え
ば、１０００本のストライブ状電極を有する第１の電極
付基板と、これに直交する方向に１０００本のストライ
ブ状電極を有する第２の電極付基板とを用いて素子化す
ることにより　１００万画素の表示装置とすることがで
きる。これの個々の電極を駆動装置に接続し、駆動装置
から電圧を印加して個々の画素の電極間に印加される電
圧を制御しつつ、加熱手段であるレーザー装置からレー
ザー光を照射して個々の画素を加熱することにより、個
々の画素の透過、散乱を制御することができる。

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、他のデイスプレ
ィであるＴＮ型液晶表示素子、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、発光ダイ
オード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］ 以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。

実施例１ エチルへキシルアクリレート９部及びアクリルオリゴマ
ー（東亜合成化学社製ｒＭ−１２００Ｊ　）６部に、ス
メクチック液晶（ＢＤＨ社製ｒＳ−７Ｊ）を３５部、光
硬化開始剤（メルク社製［ダロキュア−１１１６Ｊ　）
　　０．５部を均一に溶解し、１４μｍのセルギャップ
をもった全面ベタ電極のＩＴＯ付ガラス基板セルに注入
した。注入孔を封止した後、セル全体に５０Ｈｚの交流
電圧を印加しながら紫外線照射装置（三菱電機社製「ネ
オルミスーパー（３０Ｗ）　Ｊ　）により、約９０秒光
露光した。

このようにして製造した液晶光学素子の硬化直後の光透
過率は、硬化時に印加した電圧に依存するが、製造され
た液晶光学素子を一度液晶の等刃組にまで加熱した後、
冷却すると、製造時の印加電圧に依らず、散乱状態とな
った。この製造時の印加電圧と、硬化直後及び加熱冷却
後の光の透過率（脂分光社製「モデル３０４　Ｊ　）を
第１表に示す、なお、比較例として、硬化に電圧を印加
しない例も示した。

第　　　１　　　表 第　　　２　　　表 次いで、５０Ｈｚの交流電圧をセルに印加したところ、
セルは透明になったが、製造時に電圧を印加して硬化さ
せたセルの方が、印加せずに硬化させたセルに比して、
低い電圧で透明状態になった。

この駆動時の印加電圧を１００Ｖ、　１３０Ｖとした場
合の光の透過率を第２表に示す。なお、この表にも、比
較例として、硬化時に電圧を印加せずに硬化させた例も
示した。

このように、製造時に電圧を印加して硬化させ、全画素
を透明状態または散乱状態に初期化したセルでは、電圧
を印加せずに硬化させたセルに比して、散乱状態ではほ
ぼ同等であり、方、比較的低い電圧で高い光の透過率を
得ることができる。

この初期化を、等刃組まで加熱し、その後冷却して行っ
たセルでは、全画素が散乱状態となり、次いで特定の画
素に電圧を印加して、その画素のみを透明にすることに
より、透過、散乱のメモリー性のある駆動ができる。

また、この初期化に関しては、全電極に電圧を印加して
、全画素を透明状態にしてから、各画素を電圧と熱によ
り駆動することにより、透過、散乱のメモリー性のある
駆動ができる。

具体的には、電極のＩＴＯを１行ずつ加熱に使用すると
ともに、対向する電極間への電圧の制御により、透過、
散乱のメモリー性のある駆動ができる。

実施例２ ストライブ状にパターニングしたＩＴＯ付基板基板い、
一方の基板上に実施例１で用いた液晶物質と硬化性化合
物との溶解物に顔料とプラスチック微粒子のスペーサー
を混入した混合物を供給し、他方の基板を重ねて加圧後
、実施例１と同様に光露光して液晶光学素子を製造した
。

この液晶光学素子は、実施例１と同等の透過散乱状態を
示した。

個々の電極に電圧を印加しつつ、個々の画素をレーザー
で加熱したところ、レーザーで加熱した後、電圧を印加
させて冷却した画素は透過状態となり、電圧を印加させ
ずに冷却した画素は散乱状態となり、その後は電圧を切
ってもその透過散乱状態が保持された。

実施例３ 実施例１の全面ベク電極のＩＴＯ付ガツガラス基板セル
りに、全面ベク電極のＩＴＯ付フィルム基板を用い、実
施例２と同様に一方の基板上に実施例１で用いた液晶物
質と硬化性化合物との溶解物にプラスチック微粒子のス
ペーサーを混入した混合物を供給し、他方の基板を重ね
て加圧後、実施例１と同様に光露光して液晶光学素子を
製造した。

この液晶光学素子は、実施例１と同等の透過散乱状態を
示した。

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。

［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（ｎｏ
）のいずれかと一致するように選ばれた硬化性化合物と
スメク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、電極間に電圧を印加しつつ光露光等に
より、硬化性化合物を硬化させ、スメクチック液晶物質
とを硬化物との相分離を固定化した素子である。

従って、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。

本発明ではスメクチック液晶物質を用いているため、メ
モリー性のある表示が可能であり、硬化物のマトリック
ス中に液晶物質が分散した構造の液晶光学素子であって
もドツトマトリックス表示が可能となる。

また、硬化性化合物の硬化時に電圧を印加しつつ硬化さ
せているため、その硬化物と液晶物質の配向作用が高く
なり、低い電圧で液晶物質が硬化物に配向し易（なり、
低い駆動電圧で高い透過率を得ることができる。

さらに、この液晶光学素子の外側に保護板を接着剤で接
着して設けることにより、破損を生じにくくなり、安全
性が向上する。

特に、基板上にスメクチック液晶物質と硬化性化合物と
の溶解物を供給し、その上に他方の基板を載置すること
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、強度が劣っているため、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、シート状接着剤で接着すること
により、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でき
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、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。

Claims (6)

【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＿■）のいずれかと一致するよ
   うに選ばれた硬化性化合物及びスメクチック液晶物質の
   溶解物を一対の電極付基板間に保持し、一対の電極付基
   板間に電圧を印加させながら硬化性化合物を硬化させ、
   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）請求項１の液晶光学素子の電極付基板として電極
   付プラスチック基板を使用し、これら電極付プラスチッ
   ク基板の外側に保護板を接着層で接着して一体化してな
   ることを特徴とする液晶光学素子。
3. （３）請求項１の液晶光学素子の製造方法において、一
   方の電極付基板上に硬化性化合物及びスメクチック液晶
   物質の溶解物を供給し、次いで他方の電極付基板を重ね
   合せ、これら一対の電極付基板間に電圧を印加させなが
   ら硬化性化合物を硬化させ、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の製造方
   法。
4. （４）請求項１の液晶光学素子の製造方法において、一
   対の電極付基板を周辺部でシールしてセルを形成し、こ
   のセル内に硬化性化合物及びスメクチック液晶物質の溶
   解物を封入し、これら一対の電極付基板間に電圧を印加
   させながら硬化性化合物を硬化させ、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
   の製造方法。
5. （５）請求項１または２の液晶光学素子の基板上の電極
   が夫々の基板で複数の電極群に分けられており、これら
   の電極群に電圧を印加するための駆動回路と、液晶光学
   素子を加熱するための加熱手段とを有していることを特
   徴とする液晶表示装置。
6. （６）請求項１〜５のいずれか一項の液晶光学素子にお
   いて、使用するスメクチック液晶物質が使用温度域でス
   メクチックＡ相を示すスメクチック液晶物質であること
   を特徴とする液晶光学素子。