JPH0682766A - 液晶デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射直視画像のコントラストが高く、低い印
加電圧で容易に画像メモリ性を持たせることができ、材
料の選択性やコスト面に優れ、また短時間で書換え可能
な液晶デバイス及びその製造方法を提供することを目的
とする。 【構成】 液晶デバイスは、透明性基板１、１間に調光
層３を設け、この調光層３は使用環境温度で正の誘電率
異方性を示すスメクチックＡ相となる液晶と透明重合体
とからなり、その液晶と透明重合体とが互いに３次元的
に連結し且つその液晶が透明重合体中にほぼ均一に分散
した構造をなしているものである。また、その製造方法
は、液晶材料と透明重合体を形成する重合性組成物との
混合溶液を２つの基板間に介装し、この混合溶液を等方
性液体状態に保ちながら混合溶液中の重合性組成物を紫
外線を照射して重合させることにより、液晶と透明重合
体とを互いに３次元的に連結させ透明重合体中に液晶を
ほぼ均一に分散させるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶デバイス及びその製
造方法に係り、特に、高解像度で大面積化が容易であっ
てメモリ性のある受光型の表示及び記録を行うことがで
きる液晶デバイスとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶物質を透明重合体中に分散させて調
光層を形成する液晶デバイス、いわゆるＰＤＬＣ（Ｐｏ
ｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ）に積極的にメモリ性を与える初期の試みが
特表昭６３−５０１，５１２号公報に開示されている。
特に、その実例２２には熱電気効果と電気光学効果の双
方の作用を示すＰＤＬＣの実施例が示されており、興味
深い。しかしながら、この例ではエポキシ樹脂と液晶Ｍ
２４（ＢＤＨ社）からなる２６μｍ厚のＰＤＬＣを透明
化させるために熱電気効果の場合には４００Ｖを要し、
電気光学効果の場合には実に１ｋＶを要するというよう
に、この実施例のものは駆動電圧の面からみると高電圧
を必要とするため実用に適さない性能を示している。ま
た、この公報では、特に高分解能の表示や記録を行う液
晶デバイスに関する手段が具体的に示されていない。さ
らに、液晶Ｍ２４は、常温において固体相又はスメクチ
ックＡ相以外のスメクチック相（単相転移形）となるた
め、常温では電気光学効果が現れなかったり、メモリ性
の保持が難しいなどの欠点があった。また、より実用的
なものとしては、特開平３−１５５，５２５号公報に示
されるメモリ型ＰＤＬＣデバイスとして使用できる情報
記録媒体がある。この情報記録媒体は、記録の対象にさ
れている情報に対応した強度を有する電界の印加に応じ
た配向状態とされ、かつ、前記した印加電圧が除去され
た状態でも前記の配向状態が保持されるように高分子材
料中に液晶を分散させてなる高分子−液晶メモリ膜を備
えた構成からなり、その高分子−液晶メモリ膜として高
分子マトリクス中にスメクチック相を示す液晶が不定形
に分散しているメモリ膜を用いたものである。

【０００３】さらに、この特開平３−１５５，５２５号
公報には、上記の構成からなる情報記録媒体の高分子−
液晶メモリ膜に光導電層部材を積層してなるものも開示
されている。図５に、スメクチックＡ相を示す液晶材料
を含むＰＤＬＣに、アモルファスシリコンからなる光導
電層を積層した構造のメモリ性情報記録媒体の断面図を
示す。同図において、１０１は透明性基板、１０２は透
明導電層、１０３はスペーサ、１０４は誘電体鏡、１０
５は光導電層であり、その透明導電層１０２と誘電体鏡
１０４との間でスペーサ１０３によって離間された部分
には、ＰＤＬＣからなる調光層１０６が形成されてい
る。透明基板１０１としては、ガラス基板、合成樹脂基
板などが使われている。光導電層１０５としては、無機
光導電層又は有機光導電層の均一単層構造や積層構造の
光導電層が使用されており、特に積層構造の光導電層と
しては電荷発生層や電荷移動層などの層を複数積層され
た光導電層が採用されている。

【０００４】例えば、上記の均一単層構造の光導電層と
しては、アモルファスセレン材料やアモルファスセレン
テルル、アモルファスシリコンなどの無機光導電材料の
薄膜を形成したり、或いは、硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化
チタンなどの顔料又はフタロシアニン系キレート錯体、
アゾ、ジアゾ系色素のような光導電性粒子を樹脂バイン
ダ中に分散させてなる光導電性樹脂分散型光導電層や、
ポリビニルカルバゾールなどの光導電性高分子材料に増
感色素を分散又は溶解させた色素増感型光導電層などに
よって構成されたものが使用される。また、積層構造の
光導電層としては、例えば、電荷発生層ＣＧＬと電荷輸
送層ＣＴＬとを積層させたものが使用される。そこで
は、電荷発生層として、アモルファスセレンやアモルフ
ァスシリコンなどの無機系材料を増感剤を加えて厚さ１
μｍ程度の薄膜としたもの、或いは、光を吸収して電子
とホールからなる電荷対を発生する色素や顔料を含む高
分子材料からなるものが使用され、また電荷輸送層とし
て、電荷を輸送する電荷輸送剤を高分子材料中に分散又
は溶解させて構成したもの、或いは、電荷輸送能力を有
する高分子材料によって構成したものが使用される。

【０００５】以上のような構成を採用することにより、
記録の対象にされている情報と対応する強度を有した電
界を情報記録媒体に印加すると、その情報記録媒体にお
ける高分子膜中に分散されている室温でスメクチック相
を示す液晶は、その印加された電界の強度に応じた配向
状態とされる。そして、その配向状態は印加電界が除去
された後においてもそのまま保持される。このようにし
て、室温でスメクチック相を示す液晶の配向状態として
記録すべき情報が情報記録媒体の高分子−液晶メモリ膜
に記憶されている記録済みの情報記録媒体は、記録の対
象とされている記録情報と対応して光の透過状態（又は
反射状態）を変化させる。このため、情報記録媒体に読
み出し光を投射すると、その読み出し光のうち高分子−
液晶メモリ膜を通過した透過光（又はそのメモリ膜から
の反射光）は、その高分子−液晶メモリ膜に室温でスメ
クチック相液晶配向状態として記録されている情報内容
に応じて光量が変化することになり、それによって、そ
の情報記録媒体に記憶された光学情報が読み出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる構成の液晶デバ
イスは、透明状態と不透明状態の光学的性質（透過率の
変化や反射率の変化）を利用した情報の記録及び読み出
しに利用できるわけであるが、可視画像を直接記録する
にはコントラストが不足しており、特に、直視型の反射
表示を行おうとする場合には極端に低いコントラストと
なってしまう問題があった。また、調光層としてＰＤＬ
Ｃを使った液晶デバイスは、調光層として他の液晶材料
を使った液晶デバイスと比べ、同様の電気光学効果の動
作を行えるようにした場合、それに必要な駆動電圧が一
般的に高くなることが知られている。例えば、調光層と
してスメクチック液晶材料を使った液晶デバイスの典型
的な例では、その駆動電圧は数十ｋＶ／ｃｍであるが、
前記特表昭６３−５０１，５１２号公報に開示されてい
る例ではおよそ４００ｋＶ／ｃｍであり、前記特開平３
−１５５，５２５号公報における例でも２５０ｋＶ／ｃ
ｍであるように何れの場合も高い電圧が必要とされてい
る。このような駆動電圧が高いという問題を改良しよう
とする液晶デバイス例としては、特開平３−２２６，７
２０号公報に示されるものがある。しかしながら、この
公報には高分子−液晶メモリ体の厚みと印加電圧の双方
について記述や実施例がないため、その公報発明による
駆動電圧の低減効果レベルが明確ではなく、断片的な記
述から判断すると１５０ｋＶ／ｃｍ程度まで駆動電圧の
強さを下げることができたものと推察される。

【０００７】その他、前記のようなスメクチックＡ相を
示す液晶材料を含んだＰＤＬＣに積層した光導電層に
は、照射光強度に対して高速のインピーダンス変化が現
れることが要求されるが、従来の有機光導電性材料にお
いてはそのような高速のインピーダンス変化を示すもの
がほとんどなく、一方、無機光導電性材料においては人
体に対する毒性があったり、その破棄処理が困難なもの
が多いという別の問題もあった。また、特に今日実用化
されている光導電性材料は、一部の無機光導電性材料を
除けば非常に高価であり、その上、前述したように電気
光学効果の動作を行わせるための駆動電圧が一般に高く
なる傾向があるため、その高電圧に耐え得る十分な光導
電層の厚さを確保しようとすると、さらにその材料コス
トが嵩むという問題もあった。さらに、従来の機能分離
型の光導電層のように電荷発生層と電荷輸送層とを別々
に積層させて構成した場合には、外部から印加される電
界に対し、その導電特性に極性が生じてしまうため、Ｐ
ＤＬＣに交流電界が有効に印加されないこととなり、そ
の結果、実際にはＰＤＬＣに電気光学効果を起こさせる
のに最低限必要な閾値電界よりもはるかに高い交流電界
を外部から印加しなければならないという問題もあっ
た。

【０００８】そして、以上のごとき構成の液晶デバイス
においては、その液晶デバイスに対して行った記録情報
の消去や再記録を繰り返そうとした場合、電気光学効果
によって生じた透明配向状態を加熱手段により液晶が等
方性液体になるまで加熱して再び不透明未配向状態とす
ることが必要であるが、このままの構成では素子全体を
単純に加熱しなければならないため、その加熱のための
余分なエネルギーが必要となり、また加熱後、その液晶
材料がスメクチック相となるまでは再記録が不可能であ
るため再記録可能となるまでに時間がかかってしまうな
どの問題がある。

【０００９】以上述べたように、従来の液晶デバイスに
おける種々の問題点、すなわち反射直視型画像のコント
ラストが十分でないことや、駆動電圧が高すぎること、
光導電性物質の選択が難しいこと、光導電性物質が高価
であること、消去に時間がかかりすぎること等の問題点
は、高解像度で、低電圧駆動で大面積の表示が容易に行
え、光によりメモリ性を持つ表示や記録が可能で、しか
も柔軟性を持ち得る受光型電子ディスプレイデバイスの
実用化の上で大きな障害となっていた。

【００１０】そこで、本発明者等は、このような問題点
を解消すべく鋭意研究を重ねた結果、使用環境温度でス
メクチックＡ相となる液晶を使用し、その液晶を透明重
合体と互いに３次元的に連結させ且つその液晶が透明重
合体にほぼ均一に分散する微細構造を形成したＰＤＬＣ
により、上記した各問題をすべて解決できる液晶デバイ
スが得られることを見出し、本発明を完成した。従っ
て、本発明の目的は、反射直視型画像のコントラストが
高く、大面積化が容易で、低い駆動電圧により容易にメ
モリ性を持たせることができると共に書換えも短時間で
行うことができ、しかも柔軟性のある液晶デバイスを提
供することにある。また、本発明の付随的な目的は、光
導電性物質の選択が容易で、コストが安い液晶デバイス
の提供にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第一の本発明である液晶
デバイスは、透明性基板間に調光層を設け、この調光層
は使用環境温度で正の誘電率異方性を示すスメクチック
Ａ相となる液晶と透明重合体とからなり、その液晶と透
明重合体とが互いに３次元的に連結し且つその液晶が透
明重合体中にほぼ均一に分散した構造をなしていること
を特徴とするものである。第二の本発明は、上記の技術
的手段において、液晶と透明重合体との間の相分離がほ
ぼ均一な間隔を保っていることを特徴とする液晶デバイ
スである。第三の本発明は、同じく上記の技術的手段に
おいて、液晶材料と透明重合体が、その液晶材料と透明
重合体を形成する重合性組成物とが重合反応中にスピノ
ーダル分解を起こす重量比率に設定されて形成されたも
のであることを特徴とする液晶デバイスである。第四の
本発明は、上記第三発明の技術的手段いおいて、液晶材
料と重合性組成物との重量比が６０：４０〜９５：５の
範囲内であることを特徴とする液晶デバイスである。

【００１２】また、第五の本発明である液晶デバイスの
製造方法は、使用環境温度で正の誘電率異方性を示すス
メクチックＡ相となる液晶を、透明重合体を介して複数
の基板間に保持した液晶デバイスの製造方法において、
液晶材料と透明重合体を形成する重合性組成物との混合
溶液を２つの基板間に介装し、この混合溶液を等方性液
体状態に保ちながら混合溶液中の重合性組成物を紫外線
を照射して重合させることにより、液晶と透明重合体と
を互いに３次元的に連結させ透明重合体中に液晶をほぼ
均一に分散させることを特徴とする。

【００１３】第六の本発明である液晶デバイスの製造方
法は、使用環境温度で正の誘電率異方性を示すスメクチ
ックＡ相となる液晶を、透明重合体を介して複数の基板
間に保持した液晶デバイスの製造方法において、液晶材
料と透明重合体を形成する重合性組成物との混合溶液を
２つの基板間に介装し、この混合溶液を等方性液体状態
に保ちながら混合溶液中の重合性組成物を紫外線を照射
して重合させることにより、液晶と透明重合体とを互い
に３次元的に連結させ透明重合体中に液晶をほぼ均一に
分散させると共にその両者間の相分離の間隔をほぼ均一
にすることを特徴とするものである。

【００１４】第七の本発明は、上記第五又は第六発明の
技術的手段において、液晶と透明重合体との間の相分離
がスピノーダル分解により形成されるように、その液晶
材料と重合性組成物との重量比率を選択することを特徴
とする製造方法である。第八の本発明は、上記第七発明
の技術的手段において、液晶材料と重合性組成物との重
量比を６０：４０〜９５：５の範囲内で選択することを
特徴とする製造方法である。

【００１５】本発明で使用する重合性組成物の一例は、
重合性官能基をもつモノマー及びオリゴマーからなる重
合性化合物と共に、必要に応じて反応開始剤、増感剤、
連鎖移動剤等を含有しているものである。

【００１６】本発明で使用し得る重合性化合物として
は、例えば、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレ
ン、ビニルトルエン、マレイン酸、イタコン酸、アクリ
ルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジアセトン
アクリルアミド、１，３−ブタジエン等のほか、置換基
としてメチル、エチル、ｉｓｏ−プロピル、ｔｅｒｔ−
ブチル、アミル、２−エチルヘキシル、ｎ−オクチル、
ｎ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシ
ル、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−オクタデシル、シクロヘキ
シル、ベンジル、メトキシエチル、ブトシエチル、フェ
ノキシエチル、アルリル、メタリル、ラウリル、グリシ
ジル、２−ヒドロキシエチル等の基を有するアクリル
酸、メタクリル酸、フマル酸等や、エチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、
ポリプロピレングリコール、１，３−ブチレングリコー
ル、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコ
ール、トリメチロールプロパン、グリセリン及びペンタ
エリストール等のモノ（メタ）アクリル酸エステル、又
はポリ（メタ）アクリル酸エステルや、酢酸ビニル、酪
酸ビニル又は安息香酸ビニルや、アクリロニトリル、ア
セチルビニルエーテル、リモネン、シクロヘキセン、ジ
アリルフタル酸、ジアリルイソフタル酸、２−，３−又
は４−ビニルピリジンや、アクリル酸、メタクリル酸、
アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメ
チルアクリルアミド又はＮ−ヒドロキシエチルアクリル
アミド及びそれらのアルキルエーテル化合物や、ネオペ
ンチルグリコール又は１，６−ヘキサンジオール１モル
に２モルのエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキ
サイドを付加して得たジオールのジ（メタ）アクリレー
ト、トリメチロールプロパン１モルに３モル以上のエチ
レオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して
得たトリオールのジ又はトリ（メタ）アクリレート、ビ
スフェノールＡ１モルに２モル以上のエチレンオキサイ
ド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオー
ルのジ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレート１モルとフェニルイソシアネート
若しくはｎ−ブチルイソシアネート１モルとの反応生成
物や、ジペンタエリストールのポリ（メタ）アクリレー
ト、長鎖脂肪酸ジアクリレート、脂肪族トリアクリレー
ト、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステル
ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリシクロデ
カンジメチロールジアクリレート、トリス（アクリルオ
キシエチル）イソシアヌレート、ポリオレフィン変性ネ
オペンチルグリコールジアクリレート等を挙げることが
できる。

【００１７】このうち好ましいものは、（メタ）アクリ
ル系二重結を２個以上有するものであり、例えば、ポリ
プロピレングリコールジアクリレート、長鎖脂肪族ジア
クリレート、ペンチルグリコール・ポリプロピレングリ
コール変性ジアクリレート、ポリオレフィン変性ネオペ
ンチル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、トリシクロデカンジメチロール
ジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレー
ト、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、トリス（アクリオキシエステ
ル）イソシアヌレート及びカプロラクトン変性ヒドロキ
シピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリ
レートである。

【００１８】また、本発明において使用し得る重合開始
剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１
−フェニルプロパン−１−オン（メルク社製「ダロキュ
ア１１７３」）、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニ
ルケトン（チバ・ガイギー社製「イルガキュア１８
４」）、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（メルク社製
「ダロキュア１１１６」）、ベンジルジメチルケタール
（チバ・ガイギー社製「イルガキュア６１」）、２−メ
チル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モル
ホリノプロパノン−１（チバ・ガイギー社製「イルガキ
ュア９０７」）、２，４−ジエチルチオキサントン（日
本化薬社製「カヤキュアＤＥＴＸ」）、ｐ−ジメチルア
ミノ安息香酸、（日本化薬品社製「カヤキュアＥＰ
Ａ」）、イソプロピルチオキサントン（ワードプレキン
ソップ社製「カンタキュアＩＴＸ」）等が挙げられ、こ
のうち、液晶材料との相溶性の面から、液状である２−
ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−
オンが特に好ましい。

【００１９】さらに、本発明において必要に応じて使用
し得る増感剤としては、ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−
ブチルホスフィン、トリメチルアミン、ジエチルアミノ
エチルメタクリレート等が挙げられる。また、連鎖移動
剤の好適例としては、例えば、ブタンジオールジチオプ
ロピネート、ペンタエリストールテトラキアス（β−チ
オプロピネート）、トリエチレングリコールジメルカプ
タン等が挙げられる。

【００２０】一方、本発明において使用し得る液晶材料
は、使用環境温度で正の誘電率異方性を示すスメクチッ
クＡ相となる液晶であって、上記重合性組成物と相溶性
のあるものであることが必要であり、好ましくはこの液
晶の濃度が６０重量％以上となるように重合性組成物と
相溶するものである。

【００２１】このような液晶材料としては、具体例には
市販の液晶材料、例えば、ＢＤＨ社製Ｓ１（Ｋ−Ｓ_A：
５、Ｓ_A−Ｎ：４０、Ｎ−Ｉ：４３）、Ｓ２（Ｋ−Ｓ_A：
−１、Ｓ_A−Ｎ：４８、Ｎ−Ｉ：４９）、Ｓ２Ｃ（Ｋ−
Ｓ_A：３、Ｓ_A−Ｎ：４５、Ｎ−Ｉ：４８．１〜４８．
３）、Ｓ３（Ｋ−Ｓ_A：０、Ｓ_A−Ｎ：５４．８〜５５．
０、Ｎ−Ｉ：５８．７〜６１．８）、Ｓ４（Ｋ−Ｓ_A：
０、Ｓ_A −Ｎ：５３．６〜５４．２、Ｎ−Ｉ：５５．
２〜５７．２）、Ｓ５（Ｋ−Ｓ_A：１、Ｓ_A−Ｎ：５５．
５〜５５．７、Ｎ−Ｉ：５７．５〜６１．０）、Ｓ６
（Ｋ−Ｓ_A：１６．１、Ｓ_A−Ｎ：５８．９〜５９．２、
Ｎ−Ｉ：５９．５〜６０．０）、Ｓ７（Ｋ−Ｓ_A：１
２．１、Ｓ_A−Ｎ：５６．０〜５６．１、Ｎ−Ｉ：５
６．７〜５７．４）等を適宜選択して使用することがで
き、また、Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ社製コレステリ
ルエルケイト（Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｙｌ Ｅｒｕｃａｔ
ｅ）（Ｋ−Ｓ：４５℃、Ｓ−Ｉ：５０℃）、Ｎ−（ｐ−
シアノベンジリデン）−ｐ−オクチロキシアニリン（Ｃ
ＢＯＡ）（Ｋ−Ｓ２：７３℃、Ｓ２−Ｓ１：８３℃、Ｓ
１ −Ｉ：１０７℃）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−オクチロ
キシベンジリデン）−ｐ−フェニレンジアミン（ＯＯＢ
ＰＤ）（Ｋ−Ｓ：１１３℃、Ｓ−Ｓ：１４３℃、１５０
℃、１５５℃、１６４℃、２０３℃、Ｓ−Ｉ：２３１
℃）、ジエチル−４，４’−アゾキシジベンゾエート
（Ｋ−Ｓ：１１３℃、Ｓ−Ｉ：１２３℃）及びリチウム
ステアレート（Ｋ−Ｓ：１４０℃、Ｓ−Ｉ：１７４℃）
等や、ＢＤＨ社製Ｋ２４（Ｋ−Ｓ_A：２１．５、Ｓ_A−
Ｎ：３３．５、Ｎ−Ｉ：４０．５）、Ｋ２７（Ｋ−
Ｓ_A：４２、Ｓ_A−Ｎ：４８、Ｎ−Ｉ：４９．５）、Ｋ３
０（Ｋ−Ｓ_A：４４、Ｓ_A−Ｉ：５０．５）、Ｋ３６（Ｋ
−Ｓ：４８、Ｓ−Ｉ：５８．５）、Ｍ２４（Ｋ−Ｓ_A：
５４．５、Ｓ_A−Ｎ：６７、Ｎ−Ｉ：８０）、Ｍ２７
（Ｋ−Ｓ_A：６４、Ｓ_A−Ｎ：７７．５、Ｎ−Ｉ：８
０）、Ｍ３０（Ｋ−Ｓ_A：５９．５、Ｓ_A−Ｉ：８４）、
Ｍ３３（Ｋ−Ｓ_A：７１．５、Ｓ_A−Ｉ：８７．５）及び
Ｍ３６（Ｋ−Ｓ_A：７０、Ｓ_A−Ｉ：９０）等の液晶材料
を適宜混合して使用してもよく、必要に応じてカイラル
な成分を添加してもよい。

【００２２】本発明においては、２枚の透明性基板の隙
間に、スメクチック液晶材料と重合性組成物との混合溶
液を充填させ、等方性液相に保ちながら重合性組成物を
重合させることにより、その液晶と透明重合体とが３次
元的に相互に連結し且つその液晶が透明重合体にほぼ均
一に分散した微細構造を形成させている。

【００２３】その透明性基板としては、例えば、ガラス
板、プラスチックフィルム等を挙げることができ、好ま
しくは透明で電気絶縁性のあるポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエーテルサルホン、ポリスチレン等のフィル
ムである。また、その透明性基板は、液晶デバイスを電
界で駆動する場合、それぞれの基板内面に電極を形成す
る必要がある。本発明においては、後述するようなアモ
ルファスシリコンなどの光導電性材料と組み合せること
により無毒で安全な材料により良好な光書き込み特性を
得ることができる。良く知られているように、アモルフ
ァスシリコン系感光体は、一般にシランを主原料とした
反応ガスのグロー放電分解により製作される。グロー放
電分解法による性膜（プラズマＣＶＤ）装置としては主
に容量結合型が使われる。このような装置による製膜段
階においては、透明性基板が２００〜３００℃の温度に
熱せられる。従って、アモルファスシリコン系感光体を
用いる場合には、その透明性基板として２００〜３００
℃の温度に耐え得るポリイミド系の樹脂材料などを利用
する必要がある。

【００２４】また、スメクチック液晶材料と重合性組成
物との混合溶液は、その前者と後者との重量比が６０：
４０〜９５：５の割合で、液晶の濃度が６０重量％以上
となるように混合したもの、好ましくはその重量比が７
５：２５〜９０：１０の割合となるように混合したもの
がよい。この重量比がこれらの比率範囲を外れると、液
晶が連続した形で分離し難くなり、連続した状態で分散
する透明重合体の強度が不足するなどの問題が生じる。
これは、換言すれば、後述するようなスピノーダル分解
による相分離がなされなくなるのである。また、外部か
ら基板を通して交流電界を印加しＰＤＬＣを電気光学効
果により透明化させるときに、その液晶に印加される実
効値を小さくしないためにも、上記範囲内の重量比とな
るように設定することが必要である。

【００２５】上記混合溶液を２枚の基板間に介在させる
には、この混合溶液を２枚の基板間に注入して行うこと
もよいが、一方の基板上にスピンナやバーコータ等の塗
工手段を使用して予め塗布し、次いで、その塗工面側に
他方の基板を重ねて行ってもよい。

【００２６】このようにして液晶を形成する液晶材料と
透明重合体を形成する重合性組成物との混合溶液を２つ
の基板間に介装した後、この混合溶液を等方性液体状態
に保ちながら混合溶液中の重合性組成物を重合させる。
この混合溶液が等方性液体状態の場合、重合性化合物と
液晶材料とは相溶しており、液晶分子が溶液中に均一に
溶解している。また、混合溶液を等方性液体状態に保つ
には、混合溶液における液晶材料と透明重合体の分離点
と液晶材料における等方性液体への転移点との間の温度
範囲に維持すればよく、実際には使用する液晶材料や重
合性化合物の種類、これら液晶材料と重合性組成物の配
合重量比等により異なるが、通常、Ｎ−Ｉ転移温度〜Ｎ
−Ｉ転移温度−３０℃の温度範囲内で重合性組成物を重
合させるのがよい。なお、Ｎ−Ｉ転移温度とは液晶相が
現れる最高温度である。

【００２７】さらに、上記重合の条件として、スピノー
ダル分解が起こるようにしたほうが良い。図２は、ある
２成分系の相変化を示す平衡状態図、いわゆる相図を模
式的に示したものである。横軸が重量比、縦軸が温度を
示す。図中、実線で示した曲線が溶解度ギャップ曲線で
あり、点線で示した曲線がスピノーダル曲線である。一
般に、その溶解度ギャップ曲線の下側領域では相の変化
が起こるが、そのメカニズムはスピノーダル曲線の下側
領域と、図中に斜線で示した溶解度ギャップ曲線とスピ
ノーダル曲線の間の領域とでは大きく異なる。すなわ
ち、スピノーダル曲線の下側の領域では、スピノーダル
分解と呼ばれるメカニズムで相分離が一気に起きてしま
う。それに対し、斜線で示される準安定領域ではいわゆ
る核の生成と成長による相分離が生ずるのである。さ
て、スピノーダル分解の場合には、その相分離は一定の
間隔を保ち相互に連結したランダムなパターンとなる。
これは、スピノーダル分解の場合、相分離初期に生じた
局所的な濃度のゆらぎが増幅されながら相分離が進行す
るため系に一定の波長の波が生じ、相分離がこの波の波
長に応じてランダムではあるが一定の間隔を保たれつつ
起こるためと考えられている。これに対し、核の生成と
成長を伴ったメカニズムで生じる相分離では、その相分
離は一定の間隔となるとは限らない。実際の液晶材料と
透明重合体を形成する重合性組成物との系は、一成分系
ではなく複雑な液晶相を示すため、液晶成分を一つの成
分と見なし重合性組成物をもう一つの成分と見なさなけ
ればならず、その結果、その平衡状態図は図２ほど単純
なものではなくなる。

【００２８】液晶材料と透明重合体を形成する重合性組
成物との系を、図２中に示すＡ地点の濃度及び温度条件
に保った場合、重合性組成物が重合性化合物を形成する
間（即ち、重合反応が進む間）に、重合性組成物の分子
量は次第に増大するため、平衡状態図における溶解度ギ
ャップ曲線及びスピノーダル曲線は図中の矢印方向へ移
動し、その臨界温度が使用環境温度よりも高くなり、液
晶材料と透明重合体は分離する。温度条件を、混合溶液
における液晶材料と透明重合体との分離点と液晶材料に
おける等方性液体への転移点との間の温度に維持した場
合、臨界濃度は重合前の重合性組成物と液晶材料との平
衡状態図にあらわれる臨界濃度とほぼ等しくなる。従っ
て、重合前の重合性組成物と液晶材料との平衡状態図を
調べることにより、スピノーダル分解が確実に起こる臨
界濃度に近い濃度を予測することができる。一方、図２
中に示すＢ地点にあたる濃度及び温度に保った場合、重
合性組成物が重合性化合物を形成する初期の段階におい
てはスピノーダル分解は期待できない。

【００２９】スピノーダル分解が起こる組成にすること
は、液晶と透明重合体との間の相分離が一定の間隔に保
たれ相互に連結したランダムなパターンにするという意
味で重要である。一般に、ネマチック液晶を用いたＰＤ
ＬＣにおいて電気光学効果が起こる閾値電圧は、相分離
の間隔が大きければ大きいほど下がることが知られてい
る。これは、液晶と樹脂の間の相互作用が近距離相互作
用であるため、樹脂から離れた位置にある液晶が樹脂壁
面からの相互作用を受けにくくなるためと解釈されてい
る。従って、相分離の間隔が一定でその間隔が極端に大
きいところや極端に小さいところが生じなければＰＤＬ
Ｃ内での電気光学効果の閾値電圧のばらつきが小さくな
るため、ＰＤＬＣ全体として鋭い閾値の立ち上がり特性
が期待できる。それに対し、相分離の間隔が不均一で相
分離の間隔が極端に大きいところや極端に小さいところ
が生じた場合、ＰＤＬＣ内での電気光学効果の閾値電圧
のばらつきが大きくなるため、ＰＤＬＣ全体として閾値
の立ち上がり特性は鈍くなだらかになる。このような現
象を本発明者等は、スメクチック液晶を用いたＰＤＬＣ
において見い出している。すなわち、スピノーダル分解
は相分離を一定の間隔に保ち相互に連結したランダムな
パターンにするため、このスピノーダル分解が起こる組
成により形成したスメクチック液晶を用いたＰＤＬＣに
よれば、上記の理由により、電気光学効果の鋭い閾値の
立ち上がり特性が得られるのである。

【００３０】また、スピノーダル分解が起こる組成とす
ることは、相分離を一定の間隔に保ち相互に連結したラ
ンダムなパターンにできるため、これにより、例え液晶
に対する樹脂の重量比が小さくなったとしても、ＰＤＬ
Ｃ全体に十分な強度や柔軟性を持たせることができると
いう意味においても重要である。

【００３１】重合性組成物を重合硬化させるには、通
常、一定強度の紫外線や電子線を照射するが、この他加
熱したり、或いは必要に応じてこれら紫外線、電子線及
び加熱を適宜組み合わせて適用してもよい。この重合性
組成物を介装する基板としてのガラス板、プラスチック
フィルム等は、短波長の紫外線を透過し難いため、その
重合のためには３００〜３５０ｎｍの比較的長波長の紫
外線を照射するのが好ましい。また、紫外線を照射する
時には、一定強度の紫外線を基板面に対して均一に照射
することが好ましい。さらに、紫外線は一度だけ照射し
ても、或いは数回に亘って繰り返し照射してもよい。

【００３２】このような紫外線照射によって透明性重合
体と液晶とが均一に３次元的に相互連結した微細構造を
形成させることができる。この微細構造（における３次
元的な網目）の大きさは、透明状態での光散乱の効率を
上げるために０．４〜２．０μｍの範囲であるのが良
い。この大きさが０．４μｍ未満であるとその散乱波長
が可視光線より短波長となり、反対に２．０μｍを越え
ると散乱波長が可視光より長波長となるため、好ましく
ない。

【００３３】本発明の液晶デバイスには、その基板上に
セグメント電極、ドットマトリックス電極、加熱用電極
等を設けたり、その表示面上に紫外線カットフィルタ
ー、光表面反射防止膜等を取り付けたり、その画素部又
は表示部全体にカラーフィルタを取り付けたり、或い
は、液晶材料（調光層）に近接又は隣接した部分に光吸
収層を設けてもよく、また、液晶材料や透明重合体に色
素を添加してもよい。

【００３４】また、本発明の液晶デバイスによれば、ス
メクチックＡ相となる温度においては記録された画像の
保持が可能であるので、大容量のメモリデバイスとして
も利用可能である。

【００３５】さらに、本発明において光導電層として使
用し得る材料としては、例えば、アモルファスカルコゲ
ナイド系材料、すなわち、アモルファスセレン、アモル
ファスセレンテルル、アモルファスセレン−ヒ素など
や、無機結晶−樹脂分散系材料、すなわち、酸化亜鉛、
酸化チタン、硫化カドミウムなどの微粉末をポリカーボ
ネート、ポリメチルメタクリエート、エポキシ、ポリ
（ε−カプロラクトン）、アミノ基のような電子供与性
基を持つようなポリマー、ポリビニルプチラール、ポリ
塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、カルボキシル基の
ような電子受容性基を有するポリマー、シリコーン樹
脂、ガラスなどのバインダに分散させたものや、有機光
導電体系材料、すなわち、ペリレン、多環キノン、無金
属フタロシアニン、金属フタロシアニン、スクアレリリ
ウム色素、アズレニウム色素、チアピリリウム色素、ア
ゾ系色素並びに、これらの誘導体からなるキャリア生成
材料をポリエステル、フェノール樹脂、ブチラール樹脂
などのバインダに分散してなるもの、或いは、ペリレ
ン、多環キノン、無金属フタロシアニン、金属フタロシ
アニン、スクアレリリウム色素、アズレニウム色素、チ
アピリリウム色素、アゾ系色素、並びにこれらの誘導体
からなるキャリア生成材料をポリエステル、フェノール
樹脂、ブチラール樹脂などのバインダに分散してなるキ
ャリア生成層を、オキサジアゾール、オキサゾール、ピ
ラゾリン、ポリビニルカルバゾール、ヒドラゾン、及び
これらの誘導体を単体、若しくはポリカーボネート、ポ
リエステル、メタクリル樹脂などに分散してなるキャリ
ア輸送層と積層したものや、アモルファスシリコン系材
料、すなわち、水素化アモルファスシリコン、水素化ア
モルファスシリコンゲルマニウム、水素化アモルファス
シリコンカーバイド、水素化アモルファスシリコンナイ
トライド、さらにはこれらの水素を一部フッソで置き換
えたもの等が挙げられる。

【００３６】これらの光導電材料には、必要に応じて、
各種の増感剤、例えば無機では銅、リチウム、ガリウ
ム、有機では２，４，６−トリニトロフルオレノンなど
をドープまたは添加しても良い。また、光導電層の一部
として、ブロッキング層やオーバーコート層などの機能
層を設けても良い。特に、アモルファスシリコン系材料
は、ホール並びに電子のドリフト移動度が速く（ホール
で１０^-3〜１０^-7ｃｍ／Ｖ・ｓ、電子で１．０〜１０^-2
ｃｍ／Ｖ・ｓ）、アモルファスシリコン系材料と同様に
ホール並びに電子のドリフト移動度が速いアモルファス
カルコゲナイド系材料や硫化カドミウム等と比べて無公
害であるなどの点で優れている。

【００３７】本発明においては、上記のような光導電層
を調光層と透明性基板の間に設けることにより、高速
で、高分解能の光による２値記録、並びに２値画像記録
を達成することができる。これは、光導電層の露光によ
る局所的なインピーダンス変化が調光層の対応する部分
への局所的な交流印加を可能とするためである。しか
も、この光導電層を水素化アモルファスシリコン材料に
て構成することにより、毒性を示す材料を使用すること
なしに、高速で、高分解能の光による２値記録、並びに
値画像記録を達成できる利点がある。

【００３８】

【作用】本発明の液晶デバイスは、使用環境温度で正の
誘電率方性を示すスメクチックＡ相となる液晶と透明重
合体とが互いに３次元的に連結し且つその液晶が透明重
合体中にほぼ均一に分散した微細構造を形成してなる調
光層を、複数の透明性基板間に保持して構成しているた
め、その複数の透明性基板を介して外部から交流電界を
印加した場合には透明となり、加熱冷却した場合には不
透明となるコントラストの高い反射型画像表示が行える
光変調メモリデバイスとして機能する。

【００３９】また、本発明の液晶デバイスにおける表示
・記録動作の原理は、従来の同種のものと共通である
が、特に、調光層を液晶と透明重合体とが互いに３次元
的に連結し且つその液晶が透明重合体中にほぼ均一に分
散した微細構造を形成させるように構成したことによ
り、電気光学効果の鋭い閾値の立ち上がり特性が得られ
る。この理由は以下のように考えられる。すなわち、ま
ず、液晶と透明重合体とが互いに３次元的に連結し且つ
その液晶が透明重合体中にほぼ均一に分散した微細構造
を形成した場合、その相分離の間隔がほぼ一定となる。
そして、前記したように、ネマチック液晶を用いたＰＤ
ＬＣにおいて電気光学効果が起こる閾値電圧は、相分離
の間隔が大きければ大きいほど下がる事が知られてお
り、これは、液晶と樹脂の間の相互作用が近距離相互作
用であるため、樹脂から離れた位置にある液晶が樹脂壁
面からの相互作用を受けにくくなるためと解釈されてい
る。従って、以上のことから、調光層が上記の如き微細
構造をなし、その相分離の間隔がほぼ一定となるため、
相分離の間隔の粗なる部分と相分離の間隔の密なる部分
とが存在することにより生じる、ＰＤＬＣ内での電気光
学効果の閾値電圧のばらつきを小さくすることができ、
これによってＰＤＬＣ全体として鋭い閾値の立ち上がり
特性が得られるものと考えられる。また、以上のことか
ら、この効果は液晶と透明重合体との間の相分離の間隔
をほぼ均一にすることにより、より確実に顕著に得られ
ることが容易に理解される。

【００４０】また、本発明の液晶デバイスは、透明性基
板として柔軟性のあるプラスチックフィルム材料を使用
することにより、デバイス全体に柔軟性を持たせること
ができる。これは、液晶と透明重合体とが上記のごとき
特定の微細構造を形成してなる調光層が、液晶の流出や
配向変化を防ぐ自己保持能力を持っていることに相まっ
て得られる本発明特有の効果である。なお、透明性基板
として耐熱性のある材料、特にポリイミドフィルムを使
用することにより、柔軟性のある液晶デバイスとするこ
とができる共にその光導電層として水素化アモルファス
シリコンを成膜形成することできる等の利点がある。

【００４１】さらに、液晶材料と透明重合体を形成する
重合性組成物との重量比を６０：４０〜９５：５の範囲
となるように特定し、その重合性組成物を重合させる際
にスピノーダル分解をさせることにより、低い駆動電圧
で鋭い閾値特性を示す電気光学効果が達成される。これ
は、液晶と透明重合体とが前記の如き微細構造を形成し
てなる調光層がたやすく得られるという理由と、その液
晶の重量比を上げることにより、外部からの印加電圧に
対して液晶部分に印加される交流実効値の割合を高くす
ることができるという理由によるものである。また、低
い駆動電圧で鋭い閾値特性を示す電気光学効果を実現で
きたために、光導電層の厚みを薄くすることが可能とな
り、低コストの液晶デバイスとすることもできる。

【００４２】このように、本発明の液晶デバイスの構成
及び製造方法を採用することにより、反射直視型画像の
コントラストや分解能が高く、低い印加電圧で容易に画
像メモリ性を持たせることができると共に書換えが短時
間ででき、しかも柔軟性のある液晶デバイスを提供する
ことができる。その上、光導電性物質の選択が容易であ
り、コストも安い液晶デバイスの提供も可能となる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明の一実施例を示す液晶
デバイスの概略断面図である。図中、１は透明性基板、
２は透明電極層、３は調光層、４は調光層３を構成する
液晶−透明重合体層（ＰＤＬＣ）、５は調光層３を構成
するスペーサ、６は光導電層、７、９はいずれも光導電
層６を構成するキャリア注入阻止層、８は光導電層６を
構成する感光層をそれぞれ示す。この液晶デバイスは、
例えば、次のようにして製造される。まず、２枚の透明
性基板１、１の内側の面にそれぞれスパッタリング法に
よりＩＴＯ透明電極２を形成する。次いで、その一方の
基板１のＩＴＯ透明電極２上にプラズマＣＶＤ法によ
り、例えば水素化アモルファスシリコンナイトライドか
らなるキャリア注入阻止層９を形成した後、このキャリ
ア注入阻止層９の内側に例えばホウ素をドープした真性
水素化アモルファスシリコンからなる感光層８をキャリ
ア注入阻止層９で挟むような状態となるように形成す
る。このキャリア注入阻止層７、９及び感光層８の３層
により光導電層６を形成される。次いで、光導電層６を
形成した基板１のキャリア注入阻止層７面と、前記ＩＴ
Ｏ透明電極２のみを形成した他方の基板１の透明電極２
面の間をスペーサ５により一定の間隔に保つようにし
て、その隙間部分に液晶と重合性組成物とを所定割合で
調合した混合溶液を挿入する。しかる後、透明性基板面
全体に均一に紫外線を照射して重合性組成物を重合せし
めて、前記した如き特定の微細構造からなる液晶−透明
重合体層４を形成せしめて調光層３を形成することによ
り、液晶デバイスが得られる。なお、図中、右側は書き
込み側であり、例えばハロゲンランプ等により像露光を
行なわれる。また、左側は読み出し側であり、その被露
光領域のＰＤＬＣが透明化することが目視により確認さ
れる。読み出し側から得られた画像はメモリ性があり、
透明電極２の間の交流電圧の印加を取り除いた後も保持
される。

【００４４】次に、具体的な実施例を挙げて本発明を更
に詳細に説明する。 実施例１ 液晶材料としてシアノビフェニル系スメクチック液晶混
合物（ＢＤＨ社製「Ｓ１」）８０重量％を使用し、重合
性組成物として重合性化合物のアクリル酸−２−エチル
ヘキシル（関東化学製）１１．６重量とウレタンアクリ
レートオリゴマー（ダイセル・ユーシービー社製「エベ
クリル２０４」）８重量％と重合開始剤の２−ヒドロキ
シ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（メ
ルク・ジャパン社製「ダロキュア１１７３」）０．４重
量％との混合物を使用し、この液晶材料と重合性組成物
の他に、さらにスペーサとして平均粒径８μｍのガラス
球（積水ファインケミカル社製、ミクロパールＳＰ２０
８）を少量加え、これらを超音波洗浄器で混合した後、
脱気して混合溶液を調製した。この得られた混合溶液は
均一で透明であり、液晶材料と重合性組成物とが完全に
溶解していることが確認された。

【００４５】次いで、この混合溶液を、２枚の５０ｍｍ
×５０ｍｍサイズのＩＴＯガラス板（コーニング７０５
９）の間に挿入した後、ＩＴＯガラス全体を２５°Ｃに
保ち、そのＩＴＯガラス全体に均一にブラックランプ光
源から波長３６０ｎｍ程度の紫外線を照射して重合性組
成物の重合反応を行った。数秒の紫外線照射により、Ｉ
ＴＯガラス全面が均一に白濁不透明状態になった液晶デ
バイスが得られた。このようにして得られた液晶デバイ
スは、その電極間隔が８μｍであり、ハロゲンランプを
光源として使用して調光層中の液晶の配向前及び配向時
における光透過率を調べた結果、スメクチックＡ相の白
濁状態での光透過率は１５％であり、スメクチック相で
１００Ｖｒｍｓ（１００Ｈｚ）の交流電圧を印加して配
向させた後の透明状態での光透過率は８４％であった。
また、２枚のガラス基板の間に形成された調光層の断面
を走査型電子顕微鏡で観察したところ、３次元的な網目
の大きさが１〜１．３μｍである均一な３次元微細構造
が認められた。

【００４６】実施例２ 図１に例示した構成の液晶素子で次のようにして作成し
た。５０ｍｍ×５０ｍｍ×１．１ｍｍのガラス（コーニ
ング７０５９）からなる２枚の透明性基板１の５０ｍｍ
×５０ｍｍなる面に、スパッタリング法によりＩＴＯ透
明電極２を形成する。次いで、その一方の基板１のＩＴ
Ｏ透明電極２上にプラズマＣＶＤ法により、水素化アモ
ルファスシリコンナイトライドからなるキャリア注入阻
止層９、ホウ素をドープした真性水素化アモルファスシ
リコンからなる感光層８、水素化アモルファスシリコン
ナイトライドからなるキャリア注入阻止層７をこの順に
積層して光導電層６を形成する。光導電層６の厚みはお
よそ２０μｍであった。この光導電層６を形成した基板
１のキャリア注入阻止層７の面とＩＴＯ透明電極２のみ
を形成した他方の基板１の透明電極２の面の間に、実施
例１と同様にして調合した混合溶液を注入し、その全体
を２５°Ｃに保ち、基板１全体に均一に実施例１と同じ
紫外線を照射して重合性組成物の重合反応を行った。こ
の紫外線照射により、デバイスはＩＴＯガラス全面が均
一に白濁不透明状態になった液晶デバイスが得られた。
この液晶デバイスは、その電極間隔が８μｍであり、二
つの透明電極２の間に１５０Ｖｒｍｓ（１００Ｈｚ）の
交流電圧を印加しながらその書き込み側からハロゲンラ
ンブにより像露光を行った結果、被露光領域が透明化す
ることがその読み出し側から目視により確認された。書
き込みにより得られた画像はメモリ性があり、透明電極
２の間の交流電圧の印加を取り除いた後も保持された。
また、コントラストも良好であり、４００ドット／イン
チ以上の分解能も確認された。

【００４７】実施例３ 透明性基板１としてＩＴＯガラスに代えてポリイミドフ
ィルムを使用した以外は実施例２と同様の条件及び製造
手順で液晶デバイスを作成した。得られた液晶デバイス
は、実験例２のものと同様の画像表示動作を示したが、
実験例２のものに比べ、デバイス全体の重量が大幅に軽
減され、しかも柔軟性があるため、携帯性や操作性の面
で優れた特性を示すものであった。

【００４８】実施例４ 液晶材料としてシアノビフェニル系スメクチック液晶混
合物（ＢＤＨ社製「Ｓ２」）を使用し、重合性化合物と
して１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（日本化
薬社製「カヤラッドＨＤＤＡ］）を使用した。まず、こ
の両材料による平衡状態図を作成した。それを図３に示
す。この図中の上方に凸となる部分を有する曲線は溶解
度ギャップ曲線であり、この曲線の頂点より、液晶材料
における臨界温度は８°Ｃで、その臨界濃度は液晶７８
重量％となることがわかる。このことから、上記液晶材
料（Ｓ２）のＮ−Ｉ転移温度４９°Ｃとその臨界温度８
°Ｃとの間の温度に保ちながら重合性組成物を重合し、
液晶材料（Ｓ２）と重合性組成物（カヤラッドＨＤＤＡ
など）との混合溶液からスピイノーダル分解により相分
離を行わせしめるためには、その液晶材料を７８重量
％、重合性組成物を１１．６重量％の割合で使用すれば
よいことが予測できる。そして、上記の割合の液晶材料
と重合性組成物からなる混合溶液には、さらに重合開始
剤として２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプ
ロパン−１−オン（メルク・ジャパン社製「ダロキュア
１１７３」）０．４重量％と、スペーサとして平均粒径
１０μｍのガラス球（積水ファインケミカル社製ミクロ
パールＳＰ２１０）を少量加え、これらを超音波洗浄器
で混合した後、脱気して混合溶液を調製した。得られた
混合溶液は均一で透明であり、液晶材料と重合性化合物
とが完全に溶解していることが確認された。次いで、こ
の混合溶液を５０ｍｍ×５０ｍｍのＩＴＯガラス板（コ
ーニング７０５９）の間に注入した後、ＩＴＯガラス全
体を２５℃に保ち、そのガラス全体に均一にブラックラ
ンプ光源から波長３６０ｎｍ程度の紫外線を照射して重
合性組成物の重合反応を行った。数秒の紫外線照射によ
り、ＩＴＯガラス全面が均一に白濁不透明状態になった
液晶デバイスが得られた。

【００４９】得られた液晶デバイスの電気光学特性を調
べるために、その印加電圧と光透過率の関係を図４に示
した。図中の左側で立ち上がる曲線は本実施例のもので
あり、図中の右側で立ち上がる曲線は本発明と同様に１
０μｍの厚みをからなる従来の液晶デバイスによるもの
である。図４の結果から、本実施例の液晶デバイスにお
ける閾値電圧は７０Ｖｒｍｓであるのに対し、従来の液
晶デバイスにおける閾値電圧は２５０Ｖｒｍｓであるこ
とが読み取れ、これにより、本実施例の方が圧倒的に透
明化に必要な駆動電界が小さくて済むことがわかる。ま
た、本実施例による液晶デバイスの断面を走査型電子顕
微鏡で観測した結果、ＰＤＬＣよりなる調光層が、スピ
ノーダル分解による相分離が成されたことを示す、液晶
と透明重合体とが互いに３次元的に連結し且つ液晶が透
明重合体にほぼ均一に分散し、しかも相分離の間隔もほ
ぼ一定である微細構造が形成されてていることが確認さ
れた。このような駆動電圧の低い液晶デバイスは、実施
例２で例示したような光導電層と組み合せて構成した場
合、光導電層の厚みを薄くできるため、コストを低く抑
えられるという利点もある。

【００５０】

【発明の効果】本発明の液晶デバイスは、使用環境温度
で正の誘電率方性を示すスメクチックＡ相となる液晶と
透明重合体とが互いに３次元的に連結し且つ液晶が透明
重合体にほぼ均一に分散した微細構造を形成してなる調
光層を複数の透明性基板間に保持した構成としたため、
その複数の透明性基板を介して、低い駆動電圧による外
部からの交流電界の印加により透明状態となり、加熱冷
却により不透明状態になり、そのコントラストも高い反
射型画像表示が行える光変調メモリデバイスを得ること
ができる。なお、この効果は上記調光層における液晶と
透明重合体との間の相分離間隔が一定であるとより確実
且つ顕著となる。また、この液晶デバイスは透明性基板
として柔軟性のある樹脂フィルム材料を使用することに
より、デバイス全体に柔軟性を持たせることができる。

【００５１】また、この液晶デバイスは、液晶液晶材料
と透明重合体を形成する重合性組成物との重量比を６
０：４０〜９５：５の範囲内に特定し、重合性組成物を
重合させる際にスピノーダル分解を生じせしめることに
より、低い駆動電圧で鋭い閾値特性を示す電気光学効果
が得られる。しかも、低駆動電圧で鋭い閾値特性を示す
電気光学効果が実現できるため、光導電層を設ける場
合、その層厚みを薄くすることができ、低コスト化が図
れる。

【００５２】以上のように本発明によれば、反射直視型
画像のコントラストや分解能が高く、低い印加電圧で容
易に画像メモリ性を持たせることができ、書換えが短時
間で行える柔軟性のある液晶デバイスを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す液晶デバイスの概略
断面図である。

【図２】 スピノーダル分解を説明するための平衡状態
図である。

【図３】 実施例４で使用する液晶材料と重合性化合物
とにおける平衡状態図である。

【図４】 実施例４で得られた液晶デバイスと従来品と
における電気光学特性を示すための印加電圧と光透過率
の相関図である。

【図５】 従来の液晶デバイスを示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１…透明性基板、３…調光層、４…液晶−透明重合体層
（ＰＤＬＣ）。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明性基板間に調光層を設け、この調光
   層は使用環境温度で正の誘電率異方性を示すスメクチッ
   クＡ相となる液晶と透明重合体とからなり、その液晶と
   透明重合体とが互いに３次元的に連結し且つその液晶が
   透明重合体中にほぼ均一に分散した構造をなしているこ
   とを特徴とする液晶デバイス。
2. 【請求項２】 上記液晶と透明重合体との間の相分離が
   ほぼ均一な間隔を保っていることを特徴とする請求項１
   記載の液晶デバイス。
3. 【請求項３】 上記液晶材料と透明重合体が、その液晶
   材料と透明重合体を形成する重合性組成物とが重合反応
   中にスピノーダル分解を起こす重量比率に設定されて形
   成されたものであることを特徴とする請求項１記載の液
   晶デバイス。
4. 【請求項４】 上記液晶材料と重合性組成物との重量比
   が６０：４０〜９５：５の範囲内であることを特徴とす
   る請求項３記載の液晶デバイス。
5. 【請求項５】 使用環境温度で正の誘電率異方性を示す
   スメクチックＡ相となる液晶を、透明重合体を介して複
   数の基板間に保持した液晶デバイスの製造方法におい
   て、液晶材料と透明重合体を形成する重合性組成物との
   混合溶液を２つの基板間に介装し、この混合溶液を等方
   性液体状態に保ちながら混合溶液中の重合性組成物を紫
   外線を照射して重合させることにより、液晶と透明重合
   体とを互いに３次元的に連結させ透明重合体中に液晶を
   ほぼ均一に分散させることを特徴とする液晶デバイスの
   製造方法。
6. 【請求項６】 使用環境温度で正の誘電率異方性を示す
   スメクチックＡ相となる液晶を、透明重合体を介して複
   数の基板間に保持した液晶デバイスの製造方法におい
   て、液晶材料と透明重合体を形成する重合性組成物との
   混合溶液を２つの基板間に介装し、この混合溶液を等方
   性液体状態に保ちながら混合溶液中の重合性組成物を紫
   外線を照射して重合させることにより、液晶と透明重合
   体とを互いに３次元的に連結させ透明重合体中に液晶を
   ほぼ均一に分散させると共にその両者間の相分離の間隔
   をほぼ均一にすることを特徴とする液晶デバイスの製造
   方法。
7. 【請求項７】 上記液晶と透明重合体との間の相分離が
   スピノーダル分解により形成されるように、その液晶材
   料と重合性組成物との重量比率を選択することを特徴と
   する請求項５又は６記載の液晶デバイスの製造方法。
8. 【請求項８】 上記液晶材料と重合性組成物との重量比
   を６０：４０〜９５：５の範囲内で選択することを特徴
   とする請求項７記載の液晶デバイスの製造方法。