JPH05148482A - 液晶組成物及び液晶光学装置 - Google Patents

液晶組成物及び液晶光学装置

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JPH05148482A
JPH05148482A JP31513091A JP31513091A JPH05148482A JP H05148482 A JPH05148482 A JP H05148482A JP 31513091 A JP31513091 A JP 31513091A JP 31513091 A JP31513091 A JP 31513091A JP H05148482 A JPH05148482 A JP H05148482A
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JP
Japan
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liquid crystal
unsaturated group
polymerizable unsaturated
crystal material
meth
Prior art date
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Pending
Application number
JP31513091A
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English (en)
Inventor
Takemoto Kamata
健資 鎌田
Shiruyoshi Matsumoto
鶴義 松本
Norifumi Hirota
憲史 廣田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05148482A publication Critical patent/JPH05148482A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明状態において波長変化による透明性変化
が少なく、可視光波長全般にわたって透明性良好であ
り、かつ高いコントラストを有する液晶光学装置を得る
こと。 【構成】 液晶材料と、特定の重合性化合物(A)及
び架橋性化合物(B)、並びに光重合開始剤からなる光
重合性組成物を活性エネルギー線硬化して得られる架橋
重合体とからなり、該架橋重合体が液晶材料により5重
量%以上膨潤している液晶組成物、並びに、該液晶組成
物を、電極層を有しても良い、少なくとも一方が透明な
2枚の基板間に挟んで、2枚の基板を対向するように配
置した液晶光学装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶を用いた組成物及び
光学装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より電気的に光学的性質に差を生じ
させる調光技術として、TN型液晶の施光性やエレクト
ロクロミック現象を利用した光シャッター等が知られて
いる。しかしながら、これらは構造上或いは製造技術
上、大面積のものを得ることが極めて難しいという問題
があった。一方、大面積化を容易に達成できる技術とし
て液晶と高分子からなる複合膜が種々提案されている。
特開昭58−501631号公報には液晶を高分子ラテ
ックスにより、カプセル化した高分子・液晶からなる液
晶組成物が提案されている。
【0003】また、特開昭62−2231号公報には、
樹脂マトリックス中に液晶配合物を分散させた樹脂皮膜
よりなる調光材が示され、紫外線硬化性樹脂の中に液晶
が分散した調光材が例示されている。特に後者は、液晶
物質に紫外線硬化性組成物を溶解させた溶液を紫外線硬
化するだけで従来のように硬化工程で溶媒等の不要成分
を揮発させなくてよい為、製造工程が簡略化出来るだけ
でなく、調光材自体の信頼性が高いという長所を有して
いる。このような調光材は視野の遮断又は開放、及び明
かり又は照射光の透過制御、遮断、透過を電気的又は熱
的に操作し得るものであり、その用途としては、建物の
窓やショーウインドウで視野遮断のスクリーンや採光コ
ントロールのカーテンに利用されると共に、文字や図形
を表示し、高速応答性を以て電気的又は熱的にその表示
を切り換えることによって広告板、案内板、装飾表示板
等の表示用デバイスとして利用される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような用途に適し
た液晶光学装置に要求される特性としては、透過光の波
長変化による特性の変化が少ないこと、すなわち(i)
透明状態においては、可視光の全波長にわたって良好な
透明性を示すこと、(ii)特に短波長側において散
乱、吸収が少ないこと、及び(iii)十分なコントラ
ストを有すること、である。本発明者らは、液晶光学装
置に使用される材料の組み合わせについて鋭意検討した
結果、従来の大型液晶光学装置よりも、透明状態におい
て波長変化による透明性変化が少なく、可視光波長全般
にわたって透明性良好であり、特に400nm前後の短
波長領域における吸収あるいは散乱が少なく、かつ高い
コントラストを有する液晶光学装置を作成することに成
功した。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決する為に以下に記述する液晶組成物並びに液晶光学装
置を提供するものである。すなわち、本発明は、液晶材
料と透明固体とからなる液晶組成物において、前記透明
固体が(a)重合性不飽和基が分子中に1個である重合
性化合物(A)、(b)分子中に1個の重合性不飽和基
と、重合性不飽和基以外の架橋性官能基を1個以上有す
る架橋性化合物(B)、及び(c)光重合開始剤(C)
とからなる光重合性組成物に活性エネルギー線を照射し
て得られる架橋重合体であり、かつ該架橋重合体が前記
液晶材料により5重量%以上膨潤していることを特徴と
する液晶組成物を第1の発明とし、電極層を有しても良
い、少なくとも一方が透明な2枚の基板間に、上記の液
晶組成物を挟んで対向するように配置されたことを特徴
とする液晶光学装置を第2の発明とするものである。本
発明で使用される重合性化合物(A)は分子内に1個の
重合性不飽和基を有するものであり、例えば重合性不飽
和基としてアクリロイルオキシ基(CH2 =CH−CO
O−)又はメタアクリロイルオキシ基(CH2 =CCH
3 −COO−)(以下、(メタ)アクリロイルオキシ基
と称記する)を有する重合性化合物としては、メチル
(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、
ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アク
リレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチ
ルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)ア
クリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、シクロ
ヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アク
リレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、エチ
ルカルビトール(メタ)アクリレート、下記一般式 X−(OC2 H4 )n −O−RまたはX−(OC2 H4
)−OCO−R (但し、Xは(メタ)アクリロイルオキシ基を示し、n
=1〜10、Rはアルキル基、置換アルキル基、フェニ
ル基、置換フェニル基、ベンジル基または置換ベンジル
基を示す)で示されるモノ(メタ)アクリレート、例え
ばメトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレー
ト、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレ
ート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アク
リレート、ブトキシエチレングリコール(メタ)アクリ
レート、及び各種公知のエポキシ(メタ)アクリレー
ト、ウレタン(メタ)アクリレート、スチレン、ビニル
トルエン等の芳香族ビニルモノマー類、N−ビニルピロ
リドン、ビニルピリジン、ビニルカルバゾールなどの含
窒素環含有モノマー等を挙げることができる。次に分子
内に1個の重合性不飽和基と重合性不飽和基以外の架橋
性官能基を1個以上有する架橋性化合物(B)として
は、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グ
リシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリ
ル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−クロロ
プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−
フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、ジシクロペ
ンテニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピ
ル−2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタレー
ト、フタル酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエチルエ
ステル、コハク酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエチ
ルエステル、ヘキヒドロフタル酸モノ−2−(メタ)ア
クリロイルオキシエチルエステル、(メタ)アクリルア
ミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、
N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒ
ドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロ
キシブチル(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシメチル
ジアセトン(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。ま
た本発明で用いられる光重合開始剤(C)としては、例
えばトリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキ
サイド、ベンゾイルエトキシフォスフィンオキサイド等
のアシロフォスフィンオキサイド化合物、ベンゾイン、
ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテ
ル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチ
ルエーテル、アセトイン、ブチロイン、トルオイン、ベ
ンジル、ベンゾフェノン、p−メトキシベンゾフェノ
ン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、α,α−ジメ
トキシ−α−フェニルアセトフェノン、メチルフェニル
グリオキシレート、エチルフェニルグリオキシレート、
4,4′−ビス(ジメチルアミノベンゾフェノン)、2
−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1
−オンなどのカルボニル化合物、テトラメチルチウラム
モノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィドな
どの硫黄化合物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビ
ス−2,4−ジメチルバレロニトリルなどのアゾ化合
物、ベンゾイルパーオキサイド、ジターシャリーブチル
パーオキサイドなどのパーオキサイド化合物などが挙げ
られる。本発明においては、重合性化合物(A)および
架橋性化合物(B)は1個の重合性不飽和基を有するこ
とが必須であり、分子内に2個以上の重合性不飽和基を
有する架橋性モノマー、オリゴマーを使用しない。
【0006】従って、重合性化合物(A)、架橋性化合
物(B)および光重合開始剤からなる光重合性組成物に
活性エネルギー線を照射して得られる架橋重合体の架橋
密度は低いものであり、液晶材料により膨潤しているこ
とを特徴とする。膨潤度は、液晶材料の組成、光重合性
組成物の組成により変化するが、架橋重合体が液晶材料
により5重量%以上膨潤する組み合わせの液晶組成物が
液晶光学装置において、良好な透明性と高いコントラス
トを得るために必要である。本発明において、分子内に
2個以上の重合性不飽和基を有する架橋性モノマー、オ
リゴマーを用いないことにより、可視光の全波長にわた
って良好な透明性と高いコントラストを有する液晶光学
装置を得る理由は必ずしも明確ではないが、得られる液
晶光学装置の特性は調光材として優れたものであり、そ
の効果は大きい。液晶材料は、単一の液晶性化合物であ
ることを要しないのは勿論で、2種以上の液晶化合物や
液晶化合物以外の物質を含んだ混合物であっても良く、
通常、この技術分野で液晶材料として認知されるもので
あれば良い。用いられる液晶としてはネマチック液晶、
スメクチック液晶、コレステリック液晶が好ましく、正
の誘電率異方性を有するものである。調光材構成成分に
占める液晶材料の比率は30〜90重量%が好ましい。
上記割合が30重量%未満になると、液晶の多くが架橋
重合体中に溶解してしまうことがある。一方、90重量
%よりも多くなると、基板と調光層との密着が低下した
り、自己支持性が低下することがある。本発明の液晶組
成物には、必要に応じ、光増感剤、連鎖移動剤、染料等
を適宜添加しても良い。本発明の第2の発明である液晶
光学装置は、電極層を有しても良い、少なくとも一方が
透明な2枚の基板間に、上記第1の発明である液晶組成
物を挟んで対向するように配置することにより得られ
る。本発明の液晶組成物を構成する(A)、(B)、
(C)の3成分からなる光重合性組成物を2枚の基板間
に支持させる方法としては、この溶液を基板間に注入す
る方法、又は、一方の基板上にスピンナー等のコーター
を使用して塗布し、次いで他の基板を重ねる方法、いず
れの方法でも良い。調光層の厚みは通常5μm〜30μ
mの範囲に調節され、基板間に挟み込まれた光重合性組
成物に活性エネルギー線を照射して硬化させることによ
り本発明の液晶光学装置を製造することができる。本発
明に用いられる基板としては、通常、透明電極付の透明
基板、例えばITO(In2 O3 −SnO2 )、SnO
2 等の透明電極付のガラス、プラスチック等の透明基板
が使用できる。反射型液晶光学装置、調光鏡のような用
途の場合には、一方の電極を反射基板や不透明な基板と
しても良い。2枚の基板間には、液晶組成物が保持され
る。なお、2枚の基板間には、通常周知の液晶光学装置
と同様、間隔保持用のスペーサーを導入することが望ま
しい。このようにして得た、液晶光学装置は基板の電極
間に印加される電圧によって、液晶材料の分子配列を可
逆的に変更して、それによって光散乱不透明状態と透明
状態とに可逆変化する。その際、透明状態においては、
透過光の短波長領域と長波長領域とにおける透明性に差
が少なく、特に短波長領域の透明性に優れる。又、透明
状態と散乱不透明状態とのコントラストが十分にあると
いう特徴を有するものである。上記特徴を得るための好
ましい液晶材料としては、前記透明状態における400
nmの光による平行光線透過率:T0N(400)、60
0nmの光による平行光線透過率:T0N(600)およ
び、前記光散乱不透明状態における400nmの光によ
る平行光線透過率:T0FF (400)とすると を満たすものである。以下、実施例により本発明を詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。実施例中「部」は「重量部」を表す。な
お、実施例中の評価は次に示す方法により行った。 (1)透明性およびコントラスト 実施例において作成したサンプルにAc60HZ 、10
0Vの電圧印加時の平行線透過率、および電圧無印加時
(OV)の平行線透過率を積分球式光線透過率測定装置
を用いて測定した。但し、光源は、600nmおよび4
00nm波長の光を使用した。
【0007】
【実施例】
(実施例1)2−ヒドロキシエチルアクリレート0.1
部、シクロヘキシルアクリレート0.9部、及び光重合
開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケ
トン0.05部からなる光重合性組成物に、液晶材料と
して「E7」(BDH社製)1部を混合し、スペーサー
として平均粒径15μmのガラスファイバーを少量加え
た混合物を、5cm×5cmの透明導電性フィルムでは
さみ、80W/cmのメタルハライドランプの下を3.
0m/minの速度で通過させた、光重合性組成物を硬
化させた。得られた液晶光学装置はAc60HZ 、50
Vの電圧を印加したところ、全面透明となった。このサ
ンプルの透明性とコントラストを評価した結果を第1表
に示した。また、上記光重合性組成物を2枚のポリエチ
レンテレフタレートフィルムの間にはさみ、80W/c
mのメタルハライドランプの下を3.0m/minの速
度で通過させ、光重合性組成物を硬化させた。得られた
架橋重合体を「E7」の中に浸漬して25℃において1
週間後の重量変化を測定したところ、45重量%の重量
増加があった。 (実施例2〜4)第1表に示した光重合性組成物と液晶
材料とからなる混合物を用いて、実施例1と同様にして
液晶光学装置を得た。スペーサーは15μmのガラスフ
ァイバーを用いた。評価結果を第1表に示した。 (比較例1〜4)第2表に示した光重合性組成物と液晶
材料とからなる混合物を用いて、実施例1と同様にして
液晶光学装置を得た。評価結果を第2表に示した。
【0008】
【表1】
【0009】
【表2】
【0010】なお、第1表及び第2表中の化合物は次の
通りである。
【0011】CHA:シクロヘキシルアクリレート HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート HPA:2−ヒドロキシプロピルアクリレート MTGA:メトキシトリエチレングリコールアクリレー
ト HOAP:フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート MEA:2−メトキシエチルアクリレート PHEA:2−フェノキシエチルアクリレート TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート 3PA:トリス(2−アクリロイルオキシエチル)ホス
フェート ビスコート823:大阪有機化学工業(株)製ウレタン
アクリレートオリゴマー ビスコート540:大阪有機化学工業(株)製エポキシ
アクリレートオリゴマー BNP:ベンゾフェノン イルガキュア184:チバガイギー社製光重合開始剤、
1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン E44:BDH社製液晶 T0N(600):Ac60HZ 、100V印加時の60
0nmの光による平行光線透過率(%) T0N(400):Ac60HZ 、100V印加時の40
0nmの光による平行光線透過率(%) TOFF (400):電圧無印加時の400nmの光によ
る平行光線透過率(%)
【0012】
【発明の効果】以上の如く、本発明の液晶光学装置は、
透明状態において可視光波長全般にわたって透明性良好
であり、特に短波長領域において散乱が少なく、かつコ
ントラストが高いという特徴を有しており、調光材とし
て優れた性能を示すものである。
【0013】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 33/26 LJV 7921−4J C09K 19/52 6742−4H G02F 1/1333 8806−2K

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶材料と透明固体とからなる液晶組成
    物において、前記透明固体が(a)重合性不飽和基が分
    子中に1個である重合性化合物(A)、(b)分子中に
    1個の重合性不飽和基と、重合性不飽和基以外の架橋性
    官能基を1個以上有する架橋性化合物(B)、及び
    (c)光重合開始剤(C)とからなる光重合性組成物に
    活性エネルギー線を照射して得られる架橋重合体であ
    り、かつ該架橋重合体が前記液晶材料により5重量%以
    上膨潤していることを特徴とする液晶組成物。
  2. 【請求項2】 電極層を有しても良い、少なくとも一方
    が透明な2枚の基板間に、請求項1記載の液晶組成物を
    挟んで対向するように配置されたことを特徴とする液晶
    光学装置。
  3. 【請求項3】 液晶材料が、基板の電極間に印加される
    電圧によって、その分子配列を可逆的に変更して、それ
    によって光散乱不透明状態と透明状態として可逆変化
    し、前記透明状態における400nmの光による平行光
    線透過率:T0N(400)、600nmの光による平行
    光線透過率:T0N(600)および前記光散乱不透明状
    態における400nmの光による平行光線透過率:T0F
    F (400)が を満たすことを特徴とする請求項2記載の液晶光学装
    置。
JP31513091A 1991-11-29 1991-11-29 液晶組成物及び液晶光学装置 Pending JPH05148482A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015510529A (ja) * 2012-01-17 2015-04-09 エルジー・ケム・リミテッド 液晶組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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