JPH0713143A - 反強誘電性液晶複合材料、その製造方法および該反強誘電性液晶複合材料を用いた液晶素子 - Google Patents

反強誘電性液晶複合材料、その製造方法および該反強誘電性液晶複合材料を用いた液晶素子

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JPH0713143A
JPH0713143A JP5174511A JP17451193A JPH0713143A JP H0713143 A JPH0713143 A JP H0713143A JP 5174511 A JP5174511 A JP 5174511A JP 17451193 A JP17451193 A JP 17451193A JP H0713143 A JPH0713143 A JP H0713143A
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antiferroelectric liquid
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antiferroelectric
crystal composite
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Shinichi Nishiyama
山 伸 一 西
Mitsuko Nagai
井 三津子 永
Hideo Hama
秀 雄 浜
Toru Yamanaka
中 徹 山
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 有機重合体と反強誘電性液晶材料とからな
り、前記有機重合体と前記反強誘電性液晶材料とが分散
状態にある反強誘電性液晶複合材料、有機重合体と反強
誘電性液晶複合材料とを混合する工程を有する前記反強
誘電性液晶複合材料の製造方法および一対の電極間に前
記反強誘電性液晶複合材料が挟持された構成の液晶素
子。 【効果】 本発明によれば、安価で、電気光学的な応答
が速く、スイッチング不良が生じることがなく、しかも
表示画面が大きくできるような液晶素子が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、有機重合体と反強誘電性
液晶材料とからなる反強誘電性液晶複合材料、この製造
方法および反強誘電性液晶複合材料を用いた液晶素子に
関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】現在、液晶表示装置では表示速度
の高速化が求められており、液晶表示装置をマルチプレ
ックス駆動したいという要求もある。他方、光スイッチ
ング素子では光スイッチング速度の高速化が求められて
いる。
【０００３】このため、液晶表示装置の表示パネルのよ
うな液晶素子表面からの反射光強度を電気的に変化させ
る反射型液晶素子では、この反射光強度が電気的に高速
に変化することが望まれている。同様に光スイッチング
素子に液晶素子を用いた場合には、液晶素子を通過する
透過光強度が電気光学的に高速に変化することが望まれ
ている。
【０００４】しかしながら、上記光反射型液晶素子また
は光透過型液晶素子がＴＮ型液晶素子またはＳＴＮ型液
晶素子である場合には、この液晶素子は電気光学的に変
化する際の応答が遅く、この応答時間は数ミリ秒〜数十
ミリ秒程度である。
【０００５】そこで、最近ではＴＮ型液晶素子およびＳ
ＴＮ型液晶素子で用いられているネマティック液晶材料
に代えて強誘電性液晶材料を用い、液晶素子の応答時間
を数十マイクロ秒以下にまで短縮する試みがなされてい
る。
【０００６】この強誘電性液晶材料を用いた液晶素子で
は、強誘電性液晶化合物の自発分極を利用して電気光学
的な変化を生じさせている。しかしながら、このような
液晶素子に電圧を印加して強誘電性液晶化合物の自発分
極の向きを一定方向に揃えた状態にして、この状態を保
持すると、この状態を保持している間に液晶素子中の強
誘電性液晶材料が分極し、この分極に起因して強誘電性
液晶材料内部に内部電場が形成される。この内部電場は
強誘電性液晶材料が電気的に他の状態に移行する際の障
害となる。このため、強誘電性液晶材料を用いた液晶素
子に長時間電圧を印加し続けると、液晶素子に多少の逆
電圧を印加した程度では液晶素子表面からの反射光強度
または液晶素子を通過する透過光強度が初期状態に復帰
しなくなる。強誘電性液晶材料を用いた液晶素子では、
このようなスイッチング不良が生じるという欠点があ
る。
【０００７】これに対し、最近、反強誘電性液晶材料を
用いた液晶素子が提案され、強誘電性液晶材料を用いた
液晶素子の欠点、例えば上述したようなスイッチング不
良が生じるといった欠点を改良する試みがなされてい
る。
【０００８】しかしながら、この反強誘電性液晶材料を
用いた液晶素子は、光学的メモリー性がなく、液晶素子
への電圧印加を解除すると液晶素子表面からの反射光強
度または液晶素子を通過する透過光強度が自然に初期状
態に復帰してしまう。このため、液晶表示装置の表示パ
ネルに反強誘電性液晶材料を用いると、バイアス電圧を
印加しなければ表示画像が保持できないという欠点があ
る。
【０００９】また、強誘電性液晶材料または反強誘電性
液晶材料を用いた液晶素子では、液晶素子の電極間距離
を２μｍ以下に調整しないと、これら電極間に充填され
ている液晶材料の配向性が電極間の中央部で悪くなる。
このため、強誘電性液晶材料または反強誘電性液晶材料
を用いた液晶素子では、液晶素子の応答時間を数十マイ
クロ秒以下にまで短縮することができないという欠点も
ある。
【００１０】さらに従来の液晶素子、すなわち上述した
ようなＴＮ型液晶素子、ＳＴＮ型液晶素子および強誘電
性液晶材料を用いた液晶素子では、これらの液晶素子中
に含まれている液晶材料の屈折率異方性または複屈折率
性を利用し、電気的に液晶素子表面からの反射光に含ま
れている特定偏光光（すなわち波動ベクトルが一定の偏
光光）または液晶素子を通過する透過光に含まれている
特定偏光光の光強度を変化させている。例えば、これら
従来の液晶素子を光スイッチング素子に用いた場合に
は、液晶素子の前後には、通常、２枚の偏光板が設けら
れ、これにより第１の偏光板、液晶素子および第２の偏
光板を順次通過して特定偏光光のみが出力されるように
なっている。
【００１１】従って上記従来の液晶素子では、上記２枚
の偏光板によって、通常、入射光強度の７５％程度の光
損失が生じるので、強力な光源を用いなければ光強度を
充分な大きさに変化させることができないなどの欠点が
ある。
【００１２】また、これら従来の液晶素子は、大画面化
が難しく、調光シート、調光ガラスおよび大画面ディス
プレーに用いるには不適当であるという欠点もある。さ
らに、液晶材料が液晶化合物のみからなる場合、液晶化
合物が高価であるため、液晶材料を含む液晶素子の製造
コストが高くなるという欠点もある。
【００１３】これに対し、最近、液晶化合物と有機重合
体とからなる液晶複合材料が提案されている。例えば特
開昭６２−２６０８４１号公報には強誘電性液晶化合物
と有機重合体とからなる液晶複合材料が提案されてい
る。これらの液晶複合材料は、液晶化合物に安価な有機
重合体が混合されているので、液晶化合物のみの場合と
比較して安価である。
【００１４】また、これらの液晶複合材料では、有機重
合体が液晶化合物のマトリックスの役割を果たし、これ
により液晶複合材料をフィルム状にすることができる。
このフィルム状の液晶複合材料を用いれば、液晶素子の
大面積化が容易である。また、このフィルム状の液晶複
合材料を用いた液晶素子は、調光シート、調光ガラスお
よび大画面ディスプレーに用いるのに適している。
【００１５】しかしながら、このフィルム状の液晶複合
材料を用いた液晶素子は、例えば液晶複合材料が強誘電
性液晶化合物と有機重合体とからなる場合、強誘電性液
晶材料固有の欠点、例えばスイッチング不良が生じると
いった欠点を有している。
【００１６】また、通常、液晶化合物と有機重合体との
屈折率差は大きく、この屈折率差に起因して液晶化合物
と有機重合体とからなる液晶複合材料は、液晶化合物と
有機重合体との界面で光散乱が生じる。このため、この
種の液晶複合材料を投影型大画面ディスプレーの表示パ
ネルに用いた場合、透明状態と光散乱状態との光学的差
異、すなわちコントラストが大きくとれないといった欠
点がある。
【００１７】さらに、液晶化合物と有機重合体との混合
物からなる液晶複合材料を用いた従来の液晶素子は、電
圧無印加時に光散乱状態を示し、電圧印加時に透明状態
を示す。従ってこの種の液晶素子を調光用窓ガラスとし
て用いた車両では、何らかの原因で電圧印加時に電源の
供給が停止した場合、調光用窓ガラスが光散乱状態を示
して不透明となるので安全性に問題が生じるという欠点
がある。
【００１８】
【発明の目的】本発明は、上記従来技術の問題点を克服
するためになされたもので、安価で、電気光学的な応答
が速く、しかもスイッチング不良が生じることがなく、
調光シート、調光ガラスおよび大画面ディスプレーに用
いるのに好適な液晶素子、このような液晶素子を形成し
得る液晶複合材料および該液晶複合材料の製造方法を提
供することを目的としている。
【００１９】
【発明の概要】本発明に係る反強誘電性液晶複合材料
は、有機重合体と反強誘電性液晶材料（反強誘電性液晶
化合物ということがある）とからなり、これらの有機重
合体と反強誘電性液晶材料とが分散状態にあることを特
徴としている。
【００２０】また、本発明に係る反強誘電性液晶複合材
料の製造方法は、有機重合体と反強誘電性液晶材料とを
混合する工程を有することを特徴としている。さらに、
本発明に係る液晶素子は、相互に対向する一対の電極を
具備し、該電極間に反強誘電性液晶複合材料が充填され
た液晶素子であって、この反強誘電性液晶複合材料が、
有機重合体と反強誘電性液晶材料とからなり、前記有機
重合体と反強誘電性液晶材料とが分散状態にあることを
特徴としている。
【００２１】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係る反強誘電性液
晶複合材料、その製造方法および該反強誘電性液晶複合
材料を用いた液晶素子について具体的に説明する。
【００２２】反強誘電性液晶複合材料 本発明に係る反強誘電性液晶複合材料は、有機重合体と
反強誘電性液晶材料とからなり、これらの有機重合体と
反強誘電性液晶材料とが相互に分散した状態で存在して
いる。
【００２３】本発明に係る反強誘電性液晶複合材料中で
は、有機重合体は、透明であって、熱可塑性樹脂
（Ａ）、反応硬化性化合物または反応硬化性樹脂の硬化
物（Ｂ）、エラストマー（Ｃ）およびその他の重合体
（Ｄ）の１種または２種以上で形成されている。
【００２４】前記熱可塑性樹脂（Ａ）としては、ハロゲ
ン化ビニル化合物の重合体およびその共重合体、不飽和
アルコールまたは不飽和エーテルの重合体およびその共
重合体、不飽和カルボン酸の重合体およびその共重合
体、アルコール残基中に不飽和結合を有する化合物の重
合体およびその共重合体、酸残基または酸残基とアルコ
ール残基とを有し、これらの残基中に不飽和結合を有す
る化合物の重合体およびその共重合体、不飽和ニトリル
重合体およびその共重合体、芳香族ビニル化合物の重合
体およびその共重合体、複素環式化合物の重合体および
その共重合体、ポリエステル、ポリアミド、無水カルボ
ン酸誘導体の重合体およびその共重合体、耐熱性有機高
分子化合物類 ポリオレフィン類（例：ポリエチレン類、ポリプロピレ
ン類、ポリ−４−メチルペンテン−１類、ポリブテン−
１類） アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、お
よびその誘導体 ポリウレタン類およびポリビニルブチラール類を挙げる
ことができる。
【００２５】上記ハロゲン化ビニル重合体およびその共
重合体の具体例としては、ポリ塩化ビニル、ポリ臭化ビ
ニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重
合体、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−ブ
タジエン共重合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル共
重合体、塩化ビニル−スチレン−アクリロニトリル三元
共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン−酢酸ビニル三
元共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロ
エチレン、ポリトリフルオロエチレン、ポリトリフルオ
ロクロロエチレンおよびポリフッ化ビニリデンなどが挙
げられる。
【００２６】不飽和アルコールまたは不飽和エーテルの
重合体およびその共重合体の具体例としては、ポリビニ
ルアルコールおよびポリアリルアルコールのような不飽
和アルコールの重合体およびその共重合体；ポリビニル
エーテルおよびポリアリルエーテルのような不飽和エー
テルの重合体およびその共重合体が挙げられる。
【００２７】不飽和カルボン酸の重合体およびその共重
合体の具体例としては、アクリル酸およびメタクリル酸
などが挙げられる。アルコール残基中に不飽和結合を有
する化合物の重合体およびその共重合体の具体例として
は、ポリ酢酸ビニル等のポリビニルエステルおよびポリ
フタル酸等のポリアリルエステルなどが挙げられる。
【００２８】酸残基または酸残基とアルコール残基とを
有し、これらの残基中に不飽和結合を有する化合物の重
合体およびその共重合体の具体例としては、ポリアクリ
ル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、マレイン酸
エステル重合体、マレイン酸エステル共重合体、フマル
酸エステル重合体およびフマル酸エステル共重合体など
が挙げられる。
【００２９】不飽和ニトリル重合体およびその共重合体
の具体例としては、アクリロニトリル重合体、アクリロ
ニトリル共重合体、メタクリロニトリル重合体、メタク
リロニトリル共重合体およびポリシアン化ビニリデンな
どが挙げられる。
【００３０】芳香族ビニル化合物の重合体およびその共
重合体の具体例としては、ポリスチレン、ポリ−α−メ
チルスチレン、ポリ−ｐ−メチルスチレン、スチレン−
α−メチルスチレン共重合体、スチレン−ｐ−メチルス
チレン共重合体、ポリビニルベンゼンおよびポリハロゲ
ン化スチレンなどが挙げられる。
【００３１】複素環式化合物の重合体およびその共重合
体の具体例としては、ポリビニルピリジン、ポリ−Ｎ−
ビニルピリジンおよびポリ−Ｎ−ピロリドンなどが挙げ
られる。
【００３２】ポリエステルの具体例としては、ポリカー
ボネート化合物などが挙げられ、ポリアミドの具体例と
しては、ナイロン−６、ナイロン−６，６、ポリ−ｐ−
フェニレンテレフタルアミドなどが挙げられる。
【００３３】無水カルボン酸誘導体の重合体およびその
共重合体の具体例としては、無水マレイン酸、無水フマ
ル酸等の酸無水物の重合体およびその共重合体、並びに
これらの酸無水物をイミド化した化合物の重合体および
その共重合体などが挙げられる。
【００３４】耐熱性有機高分子化合物類の具体例として
は、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミ
ド、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルフ
ァイド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンおよびポ
リアリレートなどが挙げられる。
【００３５】また、ポリオレフィン類の具体例として
は、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線形低
密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンおよび変性ポリ
エチレンを含むポリエチレン類などが挙げられる。
【００３６】上述したような有機重合体は、反強誘電性
液晶材料と相溶性があり、しかも反強誘電性液晶化合物
と反応性を有しない、反応硬化性樹脂または反応硬化性
化合物の硬化物（Ｂ）で形成されていてもよい。この反
応硬化性化合物は、重合性モノマー／およびまたは重合
性オリゴマーからなっている。この重合ないし硬化反応
は、触媒の存在下または不存在下で進行する。
【００３７】このような反応硬化性樹脂または反応硬化
性化合物としては、感熱硬化性樹脂（熱硬化性樹脂）ま
たは感熱硬化性化合物、および特定波長領域の放射線、
例えば、可視光線、紫外線、赤外線、電子線、Ｘ線等に
感応して重合・硬化する放射線重合性化合物（光重合性
化合物を含む）または放射線重合性樹脂（光重合性樹脂
を含む）が用いられる。
【００３８】前記反応硬化性樹脂または反応硬化性化合
物は、光重合開始剤の存在下で重合させてもよい。熱硬
化性樹脂硬化物の具体例としては、不飽和ポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラ
ミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂およびシリコン樹脂
などが挙げられる。
【００３９】放射線重合性樹脂の具体例としては、紫外
線感応基、例えばジアゾニウム塩基などを分子中に有す
る紫外線重合性樹脂が挙げられる。本発明では、放射線
重合性化合物として、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タノールジアクリレー
ト、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロ
ピ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
およびトリス（アクリルオキシエチル）イソシアヌレー
トなどの放射線重合性モノマーを用いることもできる。
これらのモノマーを重合させる際に触媒を用いてもよ
い。
【００４０】好ましくは芳香環を有する２−ヒドロキシ
−３−フェニルプロピルアクリレート、フェノキシポリ
エチレングリコールアクリレートなどが放射線重合性化
合物として用いられる。
【００４１】また、有機重合体形成用エラストマー
（Ｃ）としては、２３℃における引張りモジュラスが、
通常、０．１ｋｇ／ｃｍ2〜２０００ｋｇ／ｃｍ2、好ま
しくは１ｋｇ／ｃｍ2〜１５００ｋｇ／ｃｍ2の範囲にあ
る有機重合体または共重合体が用いられる。
【００４２】本発明で用いられるエラストマー（Ｃ）
は、次のような性質を有している。このエラストマー
（Ｃ）のガラス転移温度（Ｔｇ）は、通常、−１５０℃
〜＋５０℃、好ましくは−８０℃〜−２０℃であり、１
３５℃のデカリン中で測定したエラストマー（Ｃ）の極
限粘度〔η〕は、０．２ｄｌ／ｇ〜１０ｄｌ／ｇ、好ま
しくは１ｄｌ／ｇ〜８ｄｌ／ｇであり、エラストマー
（Ｃ）の密度は、通常、０．８２ｇ／ｃｍ3〜０．９６
ｇ／ｃｍ3、好ましくは０．８４ｇ／ｃｍ3〜０．９２ｇ
／ｃｍ3であり、Ｘ線回折法によって測定したエラスト
マー（Ｃ）の結晶化度は、通常、３０％以下、好ましく
は２５％以下である。
【００４３】このようなエラストマー（Ｃ）の具体例と
しては、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共
重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴ
ム、エチレン−ブタジエン共重合体ゴムおよびイソプレ
ン−イソブチレン共重合体ゴムなどが挙げられる。
【００４４】さらに上記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）以
外の有機重合体としては、ポリビニルカルバゾールのよ
うなカルバゾール骨格を有する重合体；メチルセルロー
ス、エチルセルロール、ニトロセルロース等のセルロー
ス類などが用いられうる。
【００４５】これらの有機重合体のうち、可視光に対し
て光透過率の高い有機重合体が好ましく用いられ、特に
反応硬化性樹脂または反応硬化性化合物の硬化物（Ｂ）
が好ましい。
【００４６】上記のような有機重合体は、通常、１．３
０〜１．７０、好ましくは１．４０〜１．６５の屈折率
を有している。本発明に係る反強誘電性液晶複合材料
は、上述したような有機重合体と共に反強誘電性液晶材
料を含んでいる。
【００４７】この反強誘電性液晶材料は、反強誘電性液
晶複合材料中では反強誘電性を示す化合物の集合体の形
で存在していると考えられる。このような反強誘電性液
晶材料（反強誘電性液晶化合物）としては、具体的には
次式〔II〕： Ｒ−Ｘ1−Ａ1−Ｘ2 −Ａ2−Ｘ3−Ａ3−Ｘ4−Ｒ* …〔II〕 で表わされる化合物が挙げられる。
【００４８】上記式〔II〕において、Ｒは、炭素数４〜
２０個のアルキル基または炭素数４〜２０個のポリフル
オロアルキル基を表わす。これらの基中に存在する−Ｃ
Ｈ2−基または−ＣＦ2−基の一部は、ヘテロ原子同士が
結合しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＸ
−（Ｘはハロゲン原子）、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ
−、−ＣＯＯ−および−ＣＨ＝ＣＨ−よりなる群から選
ばれた少なくとも一種類の基で置換されていてもよい。
これらのアルキル基またはポリフルオロアルキル基は、
直鎖状、分岐状および環状のいずれの形態を有していて
もよい。
【００４９】前記Ｒが直鎖状のアルキル基または直鎖状
のポリフルオロアルキル基である分子は、棒状構造をと
り易く、反強誘電性液晶を形成する上で好ましい。この
ような炭素数４〜２０個の直鎖状アルキル基の具体例と
しては、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル
基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシ
ル基、ヘキサデシル基およびオクタデシル基などが挙げ
られる。また、炭素数４〜２０個のポリフルオロアルキ
ル基の具体例としては、上記アルキル基の水素原子がフ
ッ素原子で置換された基などが挙げられる。なお、これ
らのアルキル基またはポリフルオロアルキル基は光学活
性を有していてもよい。
【００５０】また、上記式〔II〕において、Ｘ1、Ｘ2、
Ｘ3およびＸ4は、それぞれ独立して−ＣＯＯ−、−ＯＣ
Ｏ−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−
Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−ＣＯ−、−ＮＨ
−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＨ−、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ
−、および−Ｓ−から選ばれた１種の基または単結合で
ある。
【００５１】このうち、Ｘ1およびＸ4は、それぞれ独立
して−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−および−Ｏ−か
ら選ばれた１種の基または単結合であることが好まし
い。さらにＸ1は−Ｏ−、−ＣＯＯ−または単結合であ
ることが特に好ましく、Ｘ4は−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ
−、−ＣＯ−および−Ｏ−から選ばれた１種の基である
ことが特に好ましい。また、Ｘ2およびＸ3は、それぞれ
独立して−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2 ＣＨ2 −、
−ＣＨ2Ｏ−および−ＯＣＨ2−から選ばれた１種の基ま
たは単結合であることが好ましい。
【００５２】上記式〔II〕において、Ａ1、Ａ2およびＡ
3は、それぞれ独立して次式
【００５３】
【化５】
【００５４】で表わされる２価の基から選ばれた１種ま
たは単結合であって、かつＡ1、Ａ2およびＡ3の内、少
なくとも１種の基は上記式から選ばれた２価の基であ
る。このうち、Ａ1は、次式
【００５５】
【化６】
【００５６】から選ばれた１種の基であることが好まし
い。また、Ａ2およびＡ3は、それぞれ独立して、次式
【００５７】
【化７】
【００５８】から選ばれた１種の基であることが好まし
い。上記式〔II〕において、Ｒ*は、不整炭素を有する
炭素数４〜２０の光学活性基である。さらにこの光学活
性基の不整炭素にはフッ素原子のようなハロゲン原子が
結合していてもよい。
【００５９】またこのＲ*は、次式〔III 〕 −Ｑ1−Ｃ*Ｈ（Ｑ2）−Ｑ3 …〔III 〕 で表わされる光学活性基であることが好ましい。
【００６０】上記式〔III 〕において、Ｑ1は−（Ｃ
Ｈ2）q−であり、ｑは０〜６の整数である。また、Ｑ2
およびＱ3は、それぞれ独立して炭素数１〜１０のアル
キル基、炭素数１〜１０のポリフルオロアルキル基およ
びハロゲン原子から選ばれた相互に異なった基または原
子である。ただし、Ｑ2およびＱ3が共にハロゲン原子で
あることはない。
【００６１】さらにＱ1、Ｑ2およびＱ3中に存在する−
ＣＨ2−基または−ＣＦ2−基の一部は、ヘテロ原子同士
が結合しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ
Ｘ−（Ｘはハロゲン原子）、−ＣＨＣＮ−、−Ｏ−ＣＯ
−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−および−ＣＨ＝ＣＨ−
よりなる群から選ばれる少なくとも一種の基で置換され
ていてもよい。
【００６２】特に、上記式〔III 〕において、Ｑ1が単
結合または−ＣＨ2−のいずれかであり、かつＱ2が、−
ＣＨ3、−ＣＦ3、−Ｃ2Ｈ5から選ばれた一種の基である
ことが好ましい。
【００６３】上記式〔II〕において、Ｒ*は以下に示す
基であることが好ましい。
【００６４】
【化８】
【００６５】上記式において、ｍは３〜１０の整数であ
り、ｎは１または２である。さらにＲ*は、上記式で表
わされる基の中でも−Ｃ*Ｈ（ＣＦ3）−Ｃ6Ｈ13または
−Ｃ*Ｈ（ＣＨ3）−Ｃ6Ｈ13であることが特に好まし
い。
【００６６】上記反強誘電性液晶化合物のうちで、本発
明に係る反強誘電性液晶材料として好ましい反強誘電性
液晶化合物の一般式を示すと下記の通りである。 Ｒ−Ｘ1−Ａ1−Ｘ2−Ａ2−Ｘ3−Ａ3−Ｘ4−Ｑ1−Ｃ*Ｈ（Ｑ2）−Ｑ3 …〔Ｉ〕 上記式〔Ｉ〕中、Ｒ、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｘ4、Ａ1、Ａ2、
Ａ3、Ｑ1、Ｑ2およびＱ3は、式〔II〕および〔III 〕で
定義されたものと同様の意味を表わす。
【００６７】上記式〔Ｉ〕で表わされる化合物の中で
も、反強誘電性液晶化合物としては、下記式〔１〕〜
〔１５〕で表される化合物が好ましい。
【００６８】
【化９】
【００６９】
【化１０】
【００７０】上記式〔１〕〜〔１５〕において、Ｒは、
光学活性を有していてもよい炭素数５〜２０の炭化水素
基である。またＲ0はメチル基、エチル基およびトリフ
ルオロメチル基から選ばれる１種の基であり、Ｒ1はＲ0
と異なる炭素数２〜６のアルキル基である。
【００７１】また、上記式〔Ｉ〕または〔II〕で表わさ
れる反強誘電性液晶化合物のなかでも、とりわけ好まし
い化合物は、上記式〔Ｉ〕、〔II〕または〔III 〕にお
けるＡ1、Ａ2およびＡ3のうち少なくとも１つが、下記
式
【００７２】
【化１１】
【００７３】で表わされる。このような反強誘電性液晶
化合物を具体的に示すと下記の通りである。
【００７４】
【化１２】
【００７５】上記式〔Ｉ〕または〔II〕で表わされる反
強誘電性液晶化合物は、例えば、光学活性基を有するア
ルコールとカルボン酸とのエステル化反応、または光学
活性基を有するアルコール誘導体とカルボン酸誘導体と
のエステル交換反応等によって合成することができる。
【００７６】これらの反強誘電性液晶化合物の具体例、
合成方法等の詳細は、本願出願人が先に出願した特開平
３−２５１５５６号公報、特開平４−２０２１５９号公
報、特開平４−３６０８５１号公報、特開平５−１０５
６４４号公報、特願平３−１３６５１３号明細書（ＥＰ
第４３１、９２９号明細書）および特願平３−３４７１
２２号明細書などに記載されている。
【００７７】このような式〔Ｉ〕または〔II〕で表わさ
れる反強誘電性液晶材料は、反強誘電性液晶複合材料中
で反強誘電相を有し、屈折率異方性を示す。また、これ
らの反強誘電性液晶材料の屈折率は、通常、１．４０〜
１．８０、好ましくは１．４３〜１．７０である。
【００７８】この反強誘電性液晶材料の屈折率と上記有
機重合体の屈折率との比較から明らかなように、有機重
合体を適宜選択することにより、上記反強誘電性液晶材
料の屈折率と有機重合体との屈折率差をほとんどなくす
ことができる。このように反強誘電性液晶材料と有機重
合体との屈折率差がほとんどない場合、反強誘電性液晶
複合材料は高い透明度を有する。
【００７９】上述したように反強誘電性液晶複合材料中
に含まれている反強誘電性液晶材料の配向方向が互いに
異なると、それぞれの反強誘電性液晶材料が屈折率異方
性を有するため、反強誘電性液晶複合材料中で光散乱が
生じ、反強誘電性液晶材料が一定方向に配向している状
態と比較して反強誘電性液晶複合材料の透明度が異な
る。
【００８０】この反強誘電性液晶複合材料の光散乱状態
と透明状態との透明度の差異は、例えば電気光学的に生
じさせることができる。このような性質を利用して本発
明に係る反強誘電性液晶複合材料は、液晶表示装置の表
示パネル、調光シート、調光ガラスなどのような電気光
学的な液晶素子に用いられる。
【００８１】本発明に係る反強誘電性液晶複合材料をこ
のような電気光学的な液晶素子に用いる場合、透明状態
において上記反強誘電性液晶複合材料中に含まれている
反強誘電性液晶材料と有機重合体との屈折率差は、０〜
±０．１５の範囲にあることが好ましい。また、この範
囲の屈折率差は、上述したように反強誘電性液晶材料と
有機重合体とを選択することにより簡単に調整できる。
【００８２】また、上述した反強誘電性液晶複合材料の
光散乱状態と透明状態との透明度の差異に関連して、本
発明では、電圧無印加状態で光散乱状態を示し、少なく
とも一方が透明な電極間に挟持して該電極間に電圧を印
加すると透明になり得るような反強誘電性液晶複合材料
と、電圧無印加状態では透明であって、少なくとも片方
が透明な電極間に挟持して該電極間に電圧を印加すると
光散乱状態を示し得るような反強誘電性液晶複合材料と
が提供される。
【００８３】これらの反強誘電性液晶複合材料を液晶素
子、特に調光フィルム、調光ガラスに用いる場合、反強
誘電性液晶複合材料の厚さは２〜２００μｍ、好ましく
は５〜１００μｍ、特に好ましくは７〜４０μｍに調整
される。
【００８４】また、反強誘電性液晶複合材料中に含まれ
る有機重合体と反強誘電性液晶材料との重量比は、通
常、１０：９０〜９０：１０であり、２０：８０〜８
０：２０であることが好ましい。有機重合体と反強誘電
性液晶材料との重量比をこのように調整すると、反強誘
電性液晶複合材料中に含まれている反強誘電性液晶材料
の配向状態を有機重合体によって阻害されることなく電
気的にスムーズに変化させることができる。
【００８５】本発明に係る反強誘電性液晶複合材料中に
多量の有機重合体を含有させることによりフィルム状の
反強誘電性液晶複合材料が得られる。逆に、反強誘電性
液晶複合材料中に含まれている有機重合体の量が少ない
場合には半固体状の反強誘電性液晶複合材料が得られ
る。
【００８６】このように反強誘電性液晶複合材料中に含
まれている有機重合体の量が多い場合でも少ない場合で
も、反強誘電性液晶複合材料中に含まれる反強誘電性液
晶材料は、複数の小滴またはドメインとして分散されて
いる。すなわち、本発明に係る反強誘電性液晶複合材料
中に含まれる有機重合体の量が多いと、図１（ａ）、図
１（ｂ）に示すように、反強誘電性液晶材料２は、有機
重合体３中に、可視光波長の数倍程度の大きさを有する
小滴として分散しているような状態で存在している。逆
に、本発明に係る反強誘電性液晶複合材料中に含まれる
有機重合体の量が少ないと、図２（ａ）、図２（ｂ）に
示すように、反強誘電性液晶複合材料１中で反強誘電性
液晶材料２が連続した複数のドメインからなる連続相を
形成し、この反強誘電性液晶材料２中に有機重合体が分
散し、この有機重合体は３次元ネットワークを形成して
いる。
【００８７】本発明に係る反強誘電性液晶複合材料は、
上記有機重合体および反強誘電性液晶材料以外にも、必
要に応じて他の液晶材料および添加剤などを含有してい
てもよい。
【００８８】例えば、添加剤としては、導電性付与剤、
寿命向上剤などの公知の液晶材料用添加剤が挙げられ
る。また、本発明に係る反強誘電性液晶複合材料が反強
誘電相を形成し得る範囲内で、反強誘電相を有しない他
の液晶材料を反強誘電性液晶複合材料中に配合すること
ができる。この反強誘電相を有しない他の液晶材料は、
このような性質を有する液晶化合物のみから構成されて
いてもよく、また、このような液晶化合物を含む組成物
であってもよい。
【００８９】また、本発明に係る反強誘電性液晶複合材
料を液晶素子に用いる場合、この反強誘電性液晶複合材
料を挟持する電極間距離を一定に保持するため、絶縁性
無機粒子、絶縁性無機繊維などの絶縁性スペーサを反強
誘電性液晶複合材料中に少量配合することもできる。
【００９０】反強誘電性液晶複合材料の製造方法 本発明に係る反強誘電性液晶複合材料は、有機重合体、
反強誘電性液晶材料、および必要に応じて上述したよう
な他の成分を混合する工程を経て製造される。
【００９１】すなわち、本発明に係る反強誘電性液晶複
合材料は、上記のような有機重合体、反強誘電性液晶材
料、および必要に応じて他の液晶材料用成分からなる混
合物を用いて、乾湿製膜法、溶液流延法、溶液塗布法お
よび水上延展法などでこれらの混合物をフィルム状に成
形する工程を経て製造される。
【００９２】本明細書中で、有機重合体とは、上述した
熱可塑性樹脂（Ａ）、反強誘電性化合物とは反応性を有
しない反応硬化性樹脂または反応硬化性化合物の硬化物
（Ｂ）、エラストマー（Ｃ）および上述したようなその
他の有機重合体（Ｄ）の１種または２種以上からなる。
【００９３】このような有機重合体としては、具体的に
は、上述したような材料が挙げられる。例えば、本発明
に係る反強誘電性液晶複合材料の製造方法で有機重合体
として熱可塑性樹脂（Ａ）を用いる場合、有機重合体と
反強誘電性液晶材料とを含む混合物を、有機重合体の良
溶媒、または良溶媒と貧溶媒との混合液に溶解し、得ら
れた溶液を用いて溶液流延法、溶液塗布法または水上延
展法などで上記混合物をフィルム状に成形する工程を経
て製造される。
【００９４】本発明に係る反強誘電性液晶複合材料は、
有機重合体として重合性モノマーおよび／または重合性
オリゴマーである反応硬化性樹脂または反応硬化性化合
物と、反強誘電性液晶材料とを混合し、この混合物を、
例えば液晶素子の電極間に注入するなどして所定の形状
に成形し、次いでこの混合物中の反応硬化性樹脂または
反応硬化性化合物を重合硬化させることによっても製造
することができる。
【００９５】これらの反応硬化性樹脂または反応硬化性
化合物の硬化は、常法に従って行なわれる。すなわち、
反応硬化性樹脂が熱硬化性樹脂の場合には、基本的には
熱硬化性樹脂の反応温度以上に加熱することにより熱硬
化性樹脂が硬化する。また、反応硬化性樹脂（化合物）
が放射線重合性樹脂（化合物）である場合、この放射線
重合性樹脂（化合物）の感応波長域の放射線を放射線重
合性樹脂（化合物）に照射することにより放射線重合性
樹脂（化合物）が重合硬化する。
【００９６】本発明に係る反強誘電性液晶複合材料の製
造方法では、上記混合物の成形過程で、反強誘電性液晶
材料が所定の方向に配向した反強誘電性液晶複合材料が
製造されるように、この混合物に電気的配向処理または
磁気的配向処理を行なってもよい。また、上記混合物の
成形過程で、反強誘電性液晶材料が液晶相を示す上限温
度を越えるまで上記混合物を加熱し、次いで徐冷するこ
ともできる。
【００９７】この場合、この加熱徐冷処理を行ないなが
ら上述したような電気的配向処理または磁気的配向処理
を行なうことが好ましい。このような処理を上記混合物
の成形過程で行なうと、反強誘電性液晶複合材料中で反
強誘電性液晶材料が所定の方向にスムーズに配向する。
例えば、製造されるフィルム状反強誘電性液晶複合材料
のフィルム面に平行な磁界を形成するか、あるいは上記
混合物を電極間に挟持し、この電極間に直流電圧を印加
した場合、反強誘電性液晶複合材料中で反強誘電性液晶
材料の分子長軸がフィルム面に平行に配向し、屈折率ｎ
Eを有する反強誘電性液晶材料を含む反強誘電性液晶複
合材料が得られる。この屈折率ｎEは、反強誘電性化合
物の分子長軸方向の屈折率である。また、製造されるフ
ィルム状反強誘電性液晶複合材料のフィルム面に垂直な
磁界を形成するか、あるいは上記混合物を電極間に挟持
し、この電極間に交流電圧を印加すると、反強誘電性液
晶複合材料中で反強誘電性化合物の分子長軸がフィルム
面に垂直に配向し、屈折率ｎOを有する反強誘電性液晶
材料を含む反強誘電性液晶複合材料が得られる。この屈
折率ｎOは、反強誘電性化合物の分子短軸方向の屈折率
である。
【００９８】特に上記混合物中に含まれている有機重合
体が重合性モノマーおよび／または重合性オリゴマーな
どからなる反応硬化性化合物（樹脂）の硬化物である場
合に、上記のような電気的配向処理または磁気的配向処
理を行なうのが好ましい。この場合、有機重合体が熱可
塑性樹脂（Ａ）である場合と異なり、溶媒を配合する必
要がないので、この溶媒によって邪魔されることなく、
反強誘電性液晶複合材料中で反強誘電性液晶材料を所定
の方向に配向させることができる。
【００９９】本発明に係る反強誘電性液晶複合材料の製
造方法では、電気光学的なコントラストの大きな液晶素
子が得られるように、上記混合過程で反強誘電性液晶複
合材料の透明度が調整される。すなわち、反強誘電性液
晶複合材料を少なくとも一方が透明である電極間に挟持
し、この電極間に電圧を印加している状態（以下、電圧
印加状態という）で、あるいはこの電極間に電圧を印加
していない状態（以下、電圧無印加状態という）で、反
強誘電性液晶複合材料の透明度が最も高くなるように、
反強誘電性液晶複合材料の製造に用いられる有機重合体
と、反強誘電性液晶材料とが選択される。
【０１００】ここで、電圧印加状態で反強誘電性液晶複
合材料は、上述したように反強誘電性液晶複合材料中で
反強誘電性化合物の分子長軸がフィルム面、すなわち電
極面に垂直に配向しており、反強誘電性液晶複合材料中
に含まれる反強誘電性液晶材料は屈折率ｎOを有してい
る。
【０１０１】また、上述したような電気的配向処理また
は磁気的配向処理を行なって製造された反強誘電性液晶
複合材料に含まれる反強誘電性液晶材料は、屈折率ｎE
を有している。他方、このような処理を行なわないで製
造された反強誘電性液晶複合材料に含まれる反強誘電性
液晶材料の屈折率ｎLCは、上記屈折率ｎOおよびｎEの中
間値を示す。
【０１０２】ここで、反強誘電性液晶材料として、上記
式〔Ｉ〕または〔II〕で表わされる化合物を用いた場
合、上記式〔Ｉ〕または〔II〕で表わされる反強誘電性
液晶材料の屈折率ｎLCは、通常、１．４０〜１．８０、
好ましくは１．４３〜１．７０であり、有機重合体の屈
折率ｎPが、通常、１．３０〜１．７０、好ましくは
１．４０〜１．６５であることから、有機重合体と反強
誘電性液晶材料とを選択して混合することにより、反強
誘電性液晶材料と有機重合体との屈折率差ΔＮ＝ｎ LC−
ｎP、ΔＮO＝ｎO−ｎPおよびΔＮE＝ｎE−ｎPのいずれ
の値も０〜±０．１５の範囲に調整することができる。
従って本発明に係る反強誘電性液晶複合材料を製造する
際、反強誘電性液晶材料として、上記式〔Ｉ〕または
〔II〕で表わされる化合物を用いることが好ましい。
【０１０３】上記ΔＮまたはΔＮOが０〜±０．１５で
ある場合、反強誘電性液晶複合材料の透明度が電圧無印
加状態で高くなり、電圧印加状態の反強誘電性液晶複合
材料で光散乱が生じ、電圧印加状態での透明度が低くな
る。また、ΔＮEが０〜±０．１５である場合、反強誘
電性液晶複合材料の透明度が電圧印加状態で最も高く、
電圧無印加状態の反強誘電性液晶複合材料で光散乱が生
じ、電圧無印加状態での透明度が低くなる。
【０１０４】本発明では、上記ΔＮEが０〜±０．１５
の範囲に調整されるように有機重合体と反強誘電性液晶
材料とを選択して混合し、さらに必要に応じて添加剤な
どを添加し、得られた混合物からフィルム状反強誘電性
液晶複合材料が形成される。この混合物からフィルムを
形成する過程で、このフィルム状反強誘電性液晶複合材
料のフィルム面に平行に反強誘電性液晶材料が配向する
ような電気的配向処理または磁気的配向処理を行ないな
がら反強誘電性液晶複合材料を製造することが好まし
い。このように反強誘電性液晶複合材料のフィルム面に
略平行に反強誘電性液晶材料が配向する電気的配向処理
条件は、反強誘電性液晶複合材料の組成、厚さなどに応
じて変化し、特に限定できるものではないが、通常、５
ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ、好ましくは１０ｋＨｚ〜３０ｋＨ
ｚの周波数および１０ボルト〜２００ボルト、好ましく
は５０ボルト〜１５０ボルトボルトの交流電圧を上記混
合物からフィルムを形成する過程で、この混合物を挟持
する電極間に印加することが望ましい。
【０１０５】このようにして製造した反強誘電性液晶複
合材料は、上記混合物からフィルムを形成する過程で電
場もしくは磁場を印加しないで製造された反強誘電性液
晶複合材料に比較して電気光学的なコントラストが大き
い。すなわち、上記のようにして製造された反強誘電性
液晶複合材料は、電圧無印加状態でほぼ屈折率ｎOを有
する。この屈折率ｎOと電圧印加状態での屈折率ｎEとの
絶対値差｜ｎO−ｎE｜は、電圧無印加状態でほぼ屈折率
ｎLCを有する反強誘電性液晶材料の屈折率ｎLCと電圧印
加状態での屈折率ｎEとの絶対値差｜ｎLC−ｎE｜よりも
大きい。
【０１０６】液晶素子 以上のようにして製造される反強誘電性液晶複合材料
は、光シャッター等の光スィッチング素子、光変調素子
などのような光透過型液晶素子、および液晶表示装置の
表示パネルなどのような光反射型液晶素子に用いること
ができる。
【０１０７】本発明に係る反強誘電性液晶複合材料を用
いた液晶素子の一例を図３に示す。図３に示す液晶素子
１０は、相互に電極面が対向し合う一対の電極２０、２
０と、この電極２０、２０間に充填された反強誘電性液
晶複合材料１とから構成されている。また、この反強誘
電性液晶複合材料１中には略同一径を有する複数の絶縁
性球状粒子３０、・・・が分散しており、これら複数の
絶縁性球状粒子３０、・・・によって電極２０、２０間
距離が一定に保持されている。
【０１０８】上記一対の電極２０、２０のうち、少なく
とも一方は透明電極であって、この透明電極を通して電
極２０、２０間に充填された反強誘電性液晶複合材料１
の電気光学的な変化が観察できるようになっている。
【０１０９】すなわち、一対の電極２０、２０のうち、
一方の電極が透明であって、他方が不透明な場合には、
光反射型液晶素子として用いられ、両方の電極が透明な
場合には、光透過型液晶素子または光反射型液晶素子と
して用いられる。
【０１１０】図３では、一対の電極２０、２０のそれぞ
れが、透明基板２０ａとその上に形成された透明電極膜
２０ｂとからなり、それぞれの透明電極膜２０ｂと反強
誘電性液晶複合材料１とが接触している。
【０１１１】透明基板２０ａとしては、通常、０．０１
〜１．０ｍｍのガラス基板が用いられるが、このガラス
基板の少なくとも一方に可撓性を有するプラスチックフ
ィルムを用いてもよい。なお、透明基板２０ａとしてガ
ラス基板を用いる場合には、ガラス基板から溶出したア
ルカリ成分が反強誘電性液晶複合材料１中に侵入するの
を防止するため、ガラス基板と電極膜との間に酸化珪素
等を主成分とするアンダーコート層を設けることが好ま
しい。
【０１１２】また、透明電極膜２０ｂとしては、厚さ１
００〜２０００オングストロームのＩＴＯ膜などが挙げ
られる。なお、上記絶縁性球状粒子３０は、電極２０、
２０間距離を一定に保つためのスペーサとして用いられ
ているが、絶縁性球状粒子３０に代えて他のスペーサ、
例えば絶縁性無機繊維などを用いてもよい。
【０１１３】図３に示す液晶素子１０は、次のようにし
て製造される。反強誘電性液晶複合材料１中に含まれて
いる有機重合体と反強誘電性液晶材料との重量比は、通
常、１０：９０〜９０：１０、好ましくは２０：８０〜
８０：２０に調整されているが、反強誘電性液晶複合材
料１中に含まれている有機重合体の量が多く、反強誘電
性液晶液晶複合材料１がフィルム状であって充分な自己
支持性を有する場合には、このフィルム状反強誘電性液
晶複合材料１の両面に、蒸着法、スパッタリング法など
の公知の薄膜形成方法でＩＴＯ膜などの透明電極膜２０
ｂを形成する。このようにしてフィルム状反強誘電性液
晶複合材料１の両面に透明電極膜２０ｂが形成された積
層体をそのまま液晶素子１０として用いることもできる
が、通常、両透明電極膜２０ｂの表面に、例えば接着剤
などを用いてガラス基板などの透明基板２０ａが積層す
るなどの方法で液晶素子１０が製造される。
【０１１４】逆に反強誘電性液晶複合材料１中に含まれ
ている有機重合体の量が少なく、反強誘電性液晶複合材
料１が半固体状であって充分な自己支持性を有しない場
合には、例えば反強誘電性液晶複合材料１中に上述した
ような絶縁性球状粒子または絶縁性無機繊維を配合し
て、この反強誘電性液晶複合材料１を一対の電極２０、
２０間にサンドウィッチするなどの方法で液晶素子１０
が製造される。
【０１１５】また、反強誘電性液晶複合材料１を製造す
る際に用いられる有機重合体が重合性モノマーおよび／
または重合性オリゴマーなどからなる反応硬化性樹脂ま
たは反応硬化性化合物の硬化物であって、有機重合体と
反強誘電性液晶材料との混合物が充分な流動性を有する
場合、この混合物にさらに上述したような絶縁性球状粒
子または絶縁性無機繊維を配合して、得られた混合物を
一対の電極２０、２０間に注入し、次いでこの混合物中
の反応硬化性樹脂または反応硬化性化合物を硬化させる
方法でも液晶素子１０が製造される。なお、この場合に
も、反強誘電性液晶複合材料１中に含まれている反強誘
電性液晶材料が電極２０、２０面に平行に配向するよう
な処理を行ないながら反強誘電性液晶複合材料を製造す
ることが好ましい。
【０１１６】これらの方法により、上述したように反強
誘電性液晶材料と有機重合体との屈折率差ΔＮ、ΔＮO
およびΔＮEのいずれかの値が透明状態で０〜±０．１
５の範囲に調整された液晶素子１０が製造される。この
うち、ΔＮまたはΔＮOが透明状態で０〜±０．１５の
範囲に調整された液晶素子１０は、電圧無印加状態では
透明であって、電圧印加状態で光散乱状態を示すので、
車載用調光窓ガラス用の液晶素子として好ましい。特に
ΔＮOが０〜±０．１５の範囲に調整された液晶素子１
０は、電気光学的なコントラストが高いので好ましい。
【０１１７】この液晶素子１０の電気光学的なコントラ
ストは、液晶素子１０に印加される電圧および液晶素子
１０中に含まれている反強誘電性液晶複合材料１の厚さ
に応じて変化する。
【０１１８】例えば液晶素子１０を調光シートまたは調
光ガラスに用いた場合、調光層としての反強誘電性液晶
複合材料１の厚さは、印加電圧を低くしてコントラスを
高めるという観点から、通常、２〜２００μｍ、好まし
くは５〜１００μｍ、特に好ましくは７〜４０μｍに調
整される。
【０１１９】本発明に係る液晶素子は、その中に含まれ
ている反強誘電性液晶複合材料がこのように厚いが、そ
れにもかかわらず、この反強誘電性液晶複合材料を用い
た液晶素子の電気光学的な応答速度は、反強誘電性液晶
複合材料の厚さから予測される応答速度よりも高い。こ
れは、本発明に係る反強誘電性液晶複合材料中に含まれ
ている反強誘電性液晶材料が複数の小滴またはドメイン
に分割され、それぞれの小滴またはドメイン毎に、小滴
またはドメインを形成している分子の配向性が電気光学
的に制御されていることに起因すると推定される。
【０１２０】上記方法で得られた液晶素子１０は、電圧
無印加状態で透明（または不透明）であって、電極２
０、２０間に所定値以上の電界が形成されるように電圧
を印加すると、不透明状態（または透明状態）に変化す
る。
【０１２１】また、この反強誘電性液晶複合材料１を用
いた液晶素子１０は、電気光学的な応答速度が高く、し
かも強誘電性液晶材料を用いた液晶素子のようなスイッ
チング不良が生じることがない。
【０１２２】さらにこの反強誘電性液晶複合材料１を用
いた液晶素子１０は、有機重合体の含量が多くなるほ
ど、メモリー性があらわれる。逆に有機重合体の含量が
少ないと、メモリー性は失われる。液晶表示パネルとし
て使用する場合にはメモリー性が必要なことから、メモ
リー性を発揮する電界領域に移行するようなバイアス電
圧を印加することにより、液晶表示装置の表示パネルな
どとして用いることができる。
【０１２３】
【発明の効果】本発明に係る反強誘電性液晶複合材料に
よれば、安価で、電気光学的な応答が速く、スイッチン
グ不良が生じることがなく、しかも表示画面が大きくで
きるような液晶素子が提供される。
【０１２４】また、本発明に係る反強誘電性液晶複合材
料の製造方法によれば、このような優れた性質を有する
反強誘電性液晶複合材料が提供される。さらに、本発明
によれば、電圧無印加状態で透明であって、電圧印加状
態で光散乱状態に変化し得る液晶素子が提供される。本
発明で得られた液晶素子は、車載用調光窓ガラス、投射
型大画面ディスプレー用表示パネルなどに用いるのに適
している。
【０１２５】
【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明は、
この実施例によって限定されるものではない。以下に示
す実施例において「％」とのみ記載しているが、特に断
りのない限り、この「％」は「重量％」を意味する。
【０１２６】
【実施例１】有機重合体形成用材料として紫外線硬化性
モノマーであるトリメチロールプロパントリアクリレー
ト１９．８％、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０．２％、お
よび反強誘電性液晶化合物として下記化合物８０％を混
合した。この混合物に平均粒径１０μｍのシリカ粉を少
量加えて混合し、反強誘電性液晶複合材料用組成物を得
た。 用いた反強誘電性液晶化合物 ４−〔４’−（１”，２”，３”，４”−テトラヒドロ
−６”−ｎ−デシルオキシ−２”−ナフトイルオキシ〕
安息香酸Ｒ−１"'−トリフルオロメチルヘプチルエステ
ル〔例示化合物１４−１〕：
【０１２７】
【化１３】
【０１２８】別に２０ｃｍ×２０ｃｍのガラス板を２枚
用意して、それぞれのガラス板の片面にＩＴＯ電極膜を
形成した。このＩＴＯ電極膜が形成された２枚のガラス
板をＩＴＯ膜が対面するように配置し、このＩＴＯ電極
膜間に上記反強誘電性液晶複合材料用組成物を注入し
た。このようにして得られた液晶素子用積層体を３．５
ｍ／分の速度で紫外光中を通過させ、この積層体中の紫
外線硬化性モノマーを硬化させたところ、有機重合体と
反強誘電性液晶材料との混合物を含み、有機重合体と反
強誘電性液晶材料とが相互に分散している厚さ１１μｍ
の反強誘電性液晶複合材料が透明電極間に挟持された構
成の液晶素子が製造された。
【０１２９】硬化条件は次の通りである。 光源…メタルハライドランプ（８０Ｗ／ｃｍ） 照射エネルギー量…５０ｍＪ／ｃｍ2 に相当する。
【０１３０】このようにして製造された液晶素子の断面
を走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、上記モノ
マーが３次元的に結合した有機重合体が観察された。こ
の液晶素子の両透明電極間に回路を形成し、液晶素子に
電圧が印加されていない状態で液晶素子中の反強誘電性
液晶複合材料を透過する光の透過率を測定したところ１
０％であった。
【０１３１】次いで、この液晶素子に直流電圧２０Ｖを
印加しながら、上記と同様の光透過率を測定したところ
５５％であった。この液晶素子に１０Ｈｚ、８０Ｖの交
流電圧を印加した際の電気光学的応答時間は９１０μ秒
であった。
【０１３２】
【実施例２】実施例１で用いた反強誘電性液晶化合物に
代えて下記組成物
【０１３３】
【化１４】
【０１３４】を用い、重合開始剤として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（商品名 ダロキュア、メルク社製）を
用い、液晶素子用積層体中の透明電極間に１５０Ｖの交
流電圧を印加した状態で、液晶素子用積層体の基板全体
が１１０℃になるまで加熱し、次いで冷却しながら、静
止状態の同液晶素子用積層体に紫外線を照射し、この積
層体中の紫外線硬化性モノマーを硬化させた以外は、実
施例１と同様にして液晶素子を製造した。
【０１３５】この液晶素子の電圧無印加状態での光透過
率、電圧印加状態の光透過率および電気光学的応答時間
を実施例１と同様にして測定したところ、電圧無印加状
態での光透過率は９０％、直流電圧印加状態の光透過率
は６０％、電気光学的応答時間は８２０μ秒であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明に係る反強誘電性液晶複合材
料を説明する第１の実施例を示す図面である。
【図２】 図２は、本発明に係る反強誘電性液晶複合材
料を説明する第２の実施例を示す図面である。
【図３】 図２は、本発明に係る液晶素子の一例を示す
断面図である。
【符号の説明】
１ …反強誘電性液晶複合材料 ２ …反強誘電性液晶材料 ３ …有機重合体 １０ …液晶素子 ２０ …電極 ２０ａ…透明基板 ２０ｂ…透明電極膜 ３０ …絶縁性球状粒子
フロントページの続き (72)発明者 山 中 徹 千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二号580番32 三 井石油化学工業株式会社内

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有機重合体と反強誘電性液晶材料とから
    なり、前記有機重合体と前記反強誘電性液晶材料とが分
    散状態にあることを特徴とする反強誘電性液晶複合材
    料。
  2. 【請求項２】 前記有機重合体が、前記反強誘電性液晶
    材料と相溶性を有し、かつ前記反強誘電性液晶材料とは
    反応性を有しない反応硬化性樹脂または反応硬化性化合
    物の硬化物であることを特徴とする請求項第１項記載の
    反強誘電性液晶複合材料。
  3. 【請求項３】 前記反強誘電性液晶材料が次式〔Ｉ〕： Ｒ−Ｘ1−Ａ1−Ｘ2−Ａ2−Ｘ3−Ａ3−Ｘ4−Ｑ1−Ｃ*Ｈ（Ｑ2）−Ｑ3 …〔Ｉ〕 （但し、式中、 Ｒは、炭素数４〜２０個のアルキル基または炭素数４〜
    ２０個のポリフルオロアルキル基であり、かつこれらの
    基中に存在する−ＣＨ2−基または−ＣＦ2−基の一部
    は、ヘテロ原子同士が結合しないように−Ｏ−、−Ｓ
    −、−ＣＯ−、−ＣＨＸ−（Ｘはハロゲン原子）、−Ｏ
    −ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−および−ＣＨ＝
    ＣＨ−から選ばれた少なくとも一種の基で置換されてい
    てもよく、また、前記アルキル基またはポリフルオロア
    ルキル基は光学活性を有していてもよく、 Ｘ1は、−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−および−
    Ｏ−よりなる群から選ばれた１種の基または単結合であ
    り、 Ｘ2およびＸ3は、それぞれ独立して−ＣＯＯ−、−Ｏ−
    ＣＯ−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−および−ＯＣＨ2
    −から選ばれた１種の基または単結合であり、 Ｘ4は−ＣＯＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−および−Ｏ−ＣＯ
    −から選ばれた１種の基または単結合であり、 Ａ1、Ａ2およびＡ3は、それぞれ独立して次式 【化１】 で表わされる２価の基から選ばれた１種の基または単結
    合であって、かつＡ1、Ａ2およびＡ3の内、少なくとも
    １種の基は前記式から選ばれた２価の基であり、 Ｑ1は−（ＣＨ2）q−であり、ｑは０〜６の整数であ
    り、 Ｑ2およびＱ3は、それぞれ独立して炭素数１〜１０のア
    ルキル基、炭素数１〜１０のポリフルオロアルキル基お
    よびハロゲン原子から選ばれた相互に異なった基または
    原子であって、Ｑ2およびＱ3が共にハロゲン原子である
    ことはなく、さらにＱ1、Ｑ2およびＱ3中に存在する−
    ＣＨ2−基または−ＣＦ2−基の一部は、ヘテロ原子同士
    が結合しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ
    Ｘ−（Ｘはハロゲン原子）、−ＣＨＣＮ−、−Ｏ−ＣＯ
    −、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−および−ＣＨ＝ＣＨ−
    から選ばれた少なくとも一種類の基で置換されていても
    よい）で表わされる化合物であることを特徴とする請求
    項第１項に記載の反強誘電性液晶複合材料。
  4. 【請求項４】 前記Ａ1が次式： 【化２】 から選ばれる基であり、 前記Ａ2およびＡ3が、それぞれ独立して次式： 【化３】 から選ばれる基であり、 前記Ｘ1およびＸ4が、−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｃ
    Ｏ−および−Ｏ−よりなる群から選ばれた１種の基また
    は単結合であり、 前記Ｘ2およびＸ3は、それぞれ独立して−ＣＯＯ−、−
    Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−および−Ｏ
    ＣＨ2−から選ばれた１種の基または単結合であること
    を特徴とする請求項第１項に記載の反強誘電性液晶複合
    材料。
  5. 【請求項５】 前記反強誘電性液晶材料が次式： 【化４】 から選ばれる化合物であることを特徴とする請求項第１
    項に記載の反強誘電性液晶複合材料。
  6. 【請求項６】 前記有機重合体と前記反強誘電性液晶材
    料との屈折率差が、透明状態で０〜±０．１５の範囲内
    にあることを特徴とする請求項第１項に記載の反強誘電
    性液晶複合材料。
  7. 【請求項７】 反強誘電性液晶複合材料が、厚さ２〜２
    ００μｍの範囲内にあるフィルムであることを特徴とす
    る請求項第１項に記載の反強誘電性液晶複合材料。
  8. 【請求項８】 前記有機重合体と前記反強誘電性液晶材
    料との重量比が、１０：９０〜９０：１０の範囲内にあ
    ることを特徴とする請求項第１項に記載の反強誘電性液
    晶複合材料。
  9. 【請求項９】 有機重合体と反強誘電性液晶材料とを混
    合する工程を有することを特徴とする反強誘電性液晶複
    合材料の製造方法。
  10. 【請求項１０】 有機重合体が前記反強誘電性液晶材料
    と相溶性を有し、かつこの反強誘電性液晶材料とは反応
    性を有しない反応硬化性樹脂または反応硬化性化合物の
    硬化物であり、前記反応硬化性樹脂または反応硬化性化
    合物と前記反強誘電性液晶材料とを混合した後、得られ
    た混合物中の反応硬化性樹脂または反応硬化性化合物を
    硬化させることを特徴とする請求項第９項に記載の反強
    誘電性液晶複合材料の製造方法。
  11. 【請求項１１】 電場または磁場を印加しながら前記混
    合物中に含まれる反応硬化性樹脂または反応硬化性化合
    物を硬化させることを特徴とする請求項第１０項に記載
    の反強誘電性液晶複合材料の製造方法。
  12. 【請求項１２】 反強誘電性液晶複合材料中の反強誘電
    性液晶材料が液晶相を示す上限温度を越える温度まで前
    記混合物を加熱し、次いで前記混合物中に含まれる反応
    硬化性樹脂または反応硬化性化合物を硬化させることを
    特徴とする請求項第１０項または第１１項に記載の反強
    誘電性液晶複合材料の製造方法。
  13. 【請求項１３】 反強誘電性液晶材料が液晶相を示す上
    限温度を越える温度まで前記混合物を加熱し、次いで冷
    却しながら前記混合物中の反応硬化性樹脂または反応硬
    化性化合物を硬化させることを特徴とする請求項第１２
    項に記載の反強誘電性液晶複合材料の製造方法。
  14. 【請求項１４】 少なくとも一方が透明電極であって相
    互に対向し合う一対の電極を具備し、該電極間には反強
    誘電性液晶複合材料が充填され、該反強誘電性液晶複合
    材料が、有機重合体と反強誘電性液晶材料とからなり、
    前記有機重合体と前記反強誘電性液晶材料とが分散状態
    にあることを特徴とする液晶素子。
  15. 【請求項１５】 電圧無印加状態では透明であって、電
    極間に電圧を印加すると光散乱状態に変化し得ることを
    特徴とする請求項第１４項記載の液晶素子。
  16. 【請求項１６】 電圧無印加状態では光散乱状態を示
    し、電極間に電圧を印加するとに透明状態に変化し得る
    ことを特徴とする請求項第１４項記載の液晶素子。
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