JPH07261139A - Production of optical element - Google Patents

Production of optical element

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JPH07261139A
JPH07261139A JP7294994A JP7294994A JPH07261139A JP H07261139 A JPH07261139 A JP H07261139A JP 7294994 A JP7294994 A JP 7294994A JP 7294994 A JP7294994 A JP 7294994A JP H07261139 A JPH07261139 A JP H07261139A
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liquid crystal
polymer liquid
optical element
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正伸 二宮
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量磁郎 明石
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Abstract

PURPOSE:To provide a production method of an optical element using a light- diffusing compsn. comprising at least a high-molecular liquid crystal so that optical characteristics such as display characteristics and light controlling characteristics, reproducibility of recording and erasing, and uniformity of display are largely improved. CONSTITUTION:This optical element is produced by heat treating a high- molecular liquid crystal compsn. to control the multidomain structure and crosslinking the compsn. while the multidomain structure is maintained. In this method, heat treatment is preferably performed at a temp. at which the high-molecular liquid crystal compsn. shows a liquid crystal phase. Crosslinking is preferably performed at a temp. lower than the liquid crystal phase-isotropic phase transition temp. of the high-molecular liquid compsn. The max. domain diameter in the domain distribution of the multidomain structure of the obtd. optical element is preferably <=3mum, and especially 200-1500nm.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は外的作用によって光散乱
性を制御することが可能な光学素子の製造方法、具体的
には少なくとも高分子液晶からなる光学素子の製造方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an optical element capable of controlling the light scattering property by an external action, and more particularly to a method of manufacturing an optical element made of at least a polymer liquid crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】高分子液晶は新規な機能性材料として、
記録材料、表示材料への応用が検討されている。例え
ば、記録材料については、特開昭59−10930号公
報および特開昭63−223066号公報に、表示材料
については、特開昭62−14114号公報、特開平2
−2513号公報、およびPolym.Commun.
Vol.24,364(1983)、Japan Di
splay,260(1986)等に開示がなされてい
る。また、高分子液晶を架橋させる技術は、Makro
mol.Chem.Rapid Commun.,Vo
l.2,317(1981)、Makromol.Ch
em.,Vol.667,188(1987)、Ang
ew.Chem.Adv.Mater.,Vol.10
1,1437(1989)、Makromol.Che
m.,Vol.187,1915(1989)等に開示
され、エラストマー、新規な光変調素子や表示素子とし
て応用が期待されている。また主鎖型高分子液晶を架橋
させてサーマルヘッドによるダメージを低減させた表示
素子に関する技術については、特開平2−42415号
公報に開示されている。
2. Description of the Related Art Polymer liquid crystals are a new functional material.
Applications to recording materials and display materials are being studied. For example, regarding recording materials, JP-A-59-10930 and JP-A-63-223066, and regarding display materials, JP-A-62-14114 and JP-A-2 can be used.
-2513 gazette, and Polym. Commun.
Vol. 24, 364 (1983), Japan Di
It is disclosed in spray, 260 (1986) and the like. In addition, the technology for cross-linking polymer liquid crystals is described in Makro
mol. Chem. Rapid Commun. , Vo
l. 2,317 (1981), Makromol. Ch
em. , Vol. 667,188 (1987), Ang
ew. Chem. Adv. Mater. , Vol. 10
1,1437 (1989), Makromol. Che
m. , Vol. 187, 1915 (1989) and the like, and is expected to be applied as an elastomer, a novel light modulation element or a display element. Further, a technique relating to a display element in which main chain type polymer liquid crystal is crosslinked to reduce damage by a thermal head is disclosed in JP-A-2-42415.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術の高分子液
晶を光散乱層として用いた光学素子や媒体においては、
表示特性(光学特性)が低いばかりでなく、熱を利用し
た記録/表示および消去を実施する構成のものにおいて
は、温度むら、冷却速度のむらによって表示特性の再現
性が悪くなることがしばしばあった。つまり高分子液晶
を用いた光学素子においては、その光散乱性(白さ)が
加熱後の冷却速度に大きく依存することから、均一かつ
大きな光散乱性を得るためには精密な冷却速度の制御が
必要であり、また光学素子を大面積化した場合には、白
さにむらが発生しないように大面積にわたった精密な温
度制御が必要であるという問題があった。したがって、
本発明は従来の技術における上記の問題を解決すること
を目的としてなされたものである。すなわち、本発明の
目的は、表示特性や調光特性等の光学特性や、記録/消
去の再現性、表示の均一性を大幅に高めた、少なくとも
高分子液晶からなる光散乱性組成物を用いた光学素子の
製造方法を提供することにある。
DISCLOSURE OF INVENTION Problems to be Solved by the Invention In an optical element or medium using a conventional polymer liquid crystal as a light scattering layer,
Not only the display characteristics (optical characteristics) are low, but in the case of recording / display and erasing using heat, the reproducibility of the display characteristics often deteriorates due to uneven temperature and cooling rate. . That is, in an optical element using polymer liquid crystal, the light scattering property (whiteness) greatly depends on the cooling rate after heating. Therefore, precise cooling rate control is required to obtain uniform and large light scattering property. In addition, when the optical element has a large area, there is a problem that precise temperature control over a large area is required so that uneven whiteness does not occur. Therefore,
The present invention has been made for the purpose of solving the above problems in the conventional art. That is, an object of the present invention is to use a light-scattering composition composed of at least a polymer liquid crystal, which has greatly improved optical characteristics such as display characteristics and dimming characteristics, reproducibility of recording / erasing, and display uniformity. Another object of the present invention is to provide a manufacturing method of the optical element.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の光学素子の製造
方法は、高分子液晶組成物を熱処理することによって、
マルチドメイン構造を制御し、該マルチドメイン構造を
保持した状態で該組成物を架橋させることを特徴とす
る。すなわち、本発明の光学素子は、少なくとも高分子
液晶からなる光散乱性組成物を熱処理することによっ
て、その組成物の内部構造を所望のドメイン径分布を持
つマルチドメイン構造にし、このマルチドメイン構造を
保持した状態でその組成物を架橋させることを特徴とす
るものであり、熱処理によってドメイン径を制御し、マ
ルチドメイン構造を保持した状態で該高分子液晶を含む
組成物を架橋させることに特徴がある。
The method for producing an optical element of the present invention comprises subjecting a polymer liquid crystal composition to a heat treatment,
It is characterized by controlling a multi-domain structure and crosslinking the composition while maintaining the multi-domain structure. That is, the optical element of the present invention, by heat-treating a light-scattering composition comprising at least a polymer liquid crystal, the internal structure of the composition is made into a multi-domain structure having a desired domain diameter distribution, and this multi-domain structure is The composition is characterized in that the composition is crosslinked in the state of being held, and the domain diameter is controlled by heat treatment, and the composition containing the polymer liquid crystal is crosslinked in the state of holding the multi-domain structure. is there.

【0005】本発明における高分子液晶組成物である
「少なくとも高分子液晶からなる光散乱性組成物」は、
組成物が液晶相を示す温度領域においてはマルチドメイ
ン構造を形成する。本発明における「マルチドメイン構
造」とは、性質の異なる複数の相から構成される構造を
意味する。この「マルチドメイン」を構成する一つ一つ
の「ドメイン」は、主としてそのドメイン内部の側鎖液
晶分子の配向性の違いによって形成されている。つま
り、一つのドメイン内部は液晶分子がほぼ同一方向に配
向した状態であり、配向の結果、一つのドメインに光学
的な異方性が生じ、他のドメインとは光学的に区別する
ことができる。「マルチドメイン構造」はこのような光
学異方性を示すドメインの集合体である。光散乱性の向
上には、個々のドメインの配向方向がランダムであるこ
とが望ましい。
The "light-scattering composition comprising at least a polymer liquid crystal" which is a polymer liquid crystal composition in the present invention is
A multi-domain structure is formed in the temperature range where the composition exhibits a liquid crystal phase. The “multi-domain structure” in the present invention means a structure composed of a plurality of phases having different properties. Each "domain" constituting this "multi-domain" is mainly formed by the difference in the orientation of the side chain liquid crystal molecules inside the domain. In other words, the liquid crystal molecules are aligned in substantially the same direction inside one domain, and as a result of the alignment, one domain has optical anisotropy and can be optically distinguished from other domains. . The “multi-domain structure” is an aggregate of domains exhibiting such optical anisotropy. In order to improve the light scattering property, it is desirable that the orientation direction of each domain is random.

【0006】本発明において、マルチドメイン構造は、
光散乱層として用いられるために、個々のドメインの大
きさが可視光の波長程度の大きさの集合であることが望
ましい。具体的なドメイン径の好ましい大きさは、ドメ
インの数分布の極大値が3μm以下、更に好ましくは2
00nm〜1500nmの範囲である。また、ドメイン
径分布範囲も、最小ドメイン径と最大ドメイン径との差
が5μm以下、好ましくは3μm以下、更に好ましくは
1μm程度にほぼ均一である。このようなオーダーの大
きさおよび分布範囲のドメインを有するマルチドメイン
構造は、可視光波長を強く散乱し、白濁度が大きいこと
から好ましい。
In the present invention, the multi-domain structure is
In order to be used as a light scattering layer, it is desirable that the size of each domain is a set having a size of about the wavelength of visible light. The specific preferred size of the domain diameter is such that the maximum value of the number distribution of domains is 3 μm or less, and more preferably 2
It is in the range of 00 nm to 1500 nm. Also, the domain diameter distribution range is substantially uniform such that the difference between the minimum domain diameter and the maximum domain diameter is 5 μm or less, preferably 3 μm or less, and more preferably about 1 μm. A multi-domain structure having domains of such a size and distribution range is preferable because it strongly scatters visible light wavelengths and has a high white turbidity.

【0007】本発明における高分子液晶組成物におい
て、マルチドメイン構造は、架橋前においては外部温度
によってそのドメインの大きさや密度を変化させること
ができる。つまり熱処理を施すことによって所望のオー
ダーの大きさのドメインを有するマルチドメイン構造に
して、より光散乱性の高い光散乱層へと変えることがで
きる。
In the polymer liquid crystal composition of the present invention, the multi-domain structure can change the size and density of the domain by external temperature before crosslinking. That is, by performing heat treatment, a multi-domain structure having domains of a desired order can be formed, and a light scattering layer having a higher light scattering property can be obtained.

【0008】次に、高分子液晶組成物に用いられる高分
子液晶について説明する。一般に高分子液晶は主鎖型高
分子液晶と側鎖型高分子液晶とに分類されるが、本発明
においては側鎖型高分子液晶の方が好ましく使用され
る。また、本発明では主鎖または側鎖の1成分として架
橋するための反応性の基を含有する高分子液晶が好まし
い。反応性の基としては、ビニル基、アクリレート基、
メタクリレート基等の重合性基、エポキシ基等の複素環
基、イソシアネート基、水酸基、アミノ基、酸アミド
基、チオール基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン
酸基、金属アルコラート基、マグネシウムハライド(グ
リニヤール)基等の反応性基が好ましいものとして利用
できる。
Next, the polymer liquid crystal used in the polymer liquid crystal composition will be described. Generally, polymer liquid crystals are classified into main chain type polymer liquid crystals and side chain type polymer liquid crystals, but side chain type polymer liquid crystals are preferably used in the present invention. Further, in the present invention, a polymer liquid crystal containing a reactive group for crosslinking as one component of the main chain or the side chain is preferable. As a reactive group, a vinyl group, an acrylate group,
Polymerizable groups such as methacrylate groups, heterocyclic groups such as epoxy groups, isocyanate groups, hydroxyl groups, amino groups, acid amide groups, thiol groups, carboxyl groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, metal alcoholate groups, magnesium halides (Grignard). ) Groups or other reactive groups can be used as preferred ones.

【0009】次にこのような高分子液晶の製造方法につ
いて説明する。通常、側鎖型高分子液晶は重合可能なメ
ソゲン化合物を重合するか、あるいは水素化ポリシリコ
ーン等の反応性ポリマーに付加反応可能なメソゲン化合
物を付加させることによって製造することができる。こ
のような技術は、Makromol.Chem.,p2
73,179(1978)、Eur,Polym.
J.,p651,18,(1982)およびMol.C
ryst.Liq.Cryst.,p167,169
(1989)等に開示されている。本発明に用いる高分
子液晶もこれ等に開示されているのと同様な方法で製造
することができる。すなわち、重合可能なメソゲン化合
物(メソゲンモノマー)を反応性基を持つ重合可能な化
合物(反応性モノマー)と共重合させるか、或いは、付
加反応可能なメソゲン化合物および反応性化合物を反応
性ポリマーに付加することによって製造することができ
る。本発明において使用することができる重合可能なメ
ソゲン化合物および付加反応可能なメソゲン化合物とし
ては、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、シクロ
ヘキシルベンゼン系、アゾキシベンゼン系、アゾベンゼ
ン系、アゾメチン系、フェニルピリミジン系、ジフェニ
ルアセチレン系、ビフェニルベンゾエート系、シクロヘ
キシルビフェニル系、ターフェニル系等の剛直な分子
(メソゲン)に、所定の長さのアルキルスペーサーを介
して、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル基や
ビニル基が結合した種々化合物等が代表的なものとして
あげられる。
Next, a method for producing such a polymer liquid crystal will be described. Usually, the side chain type high molecular weight liquid crystal can be produced by polymerizing a polymerizable mesogenic compound or by adding a mesogenic compound capable of addition reaction to a reactive polymer such as hydrogenated polysilicone. Such techniques are described in Makromol. Chem. , P2
73, 179 (1978), Eur, Polym.
J. , P651, 18, (1982) and Mol. C
ryst. Liq. Cryst. , P167,169
(1989) and the like. The polymer liquid crystal used in the present invention can also be manufactured by the same method as disclosed in these. That is, a polymerizable mesogenic compound (mesogenic monomer) is copolymerized with a polymerizable compound having a reactive group (reactive monomer), or a mesogenic compound and a reactive compound capable of addition reaction are added to a reactive polymer. Can be manufactured. Examples of the polymerizable mesogen compound and the addition mesogenic compound that can be used in the present invention include biphenyl-based, phenylbenzoate-based, cyclohexylbenzene-based, azoxybenzene-based, azobenzene-based, azomethine-based, phenylpyrimidine-based, diphenyl A variety of rigid molecules (mesogens) such as acetylene, biphenylbenzoate, cyclohexylbiphenyl, terphenyl, etc., to which acrylic acid ester, methacrylic acid ester group or vinyl group is bonded via an alkyl spacer of a specified length. Typical examples are compounds and the like.

【0010】これらの化合物の代表的な構造例を下記に
示す。 CH2 =C(R)−COO−(CH2 k −O−A CH2 =CH−(CH2 k −O−A [式中、Rは水素原子またはメチル基を示し、kは1〜
30の中から選ばれる整数を示し、Aは下記構造のメソ
ゲンを表す。
Representative structural examples of these compounds are shown below. CH 2 = C (R) -COO- (CH 2) k -O-A CH 2 = CH- (CH 2) in k -O-A [wherein, R represents a hydrogen atom or a methyl group, k is 1 ~
An integer selected from 30, and A represents a mesogen having the following structure.

【化1】 (式中、XおよびYは、それぞれ単結合、−N=N−、
−N(→O)=N−、−CH=N−、−N=CH−、−
COO−、−O(C=O)−およびエチニレン基から選
択される基を表し、pは1〜5の中から選択される整数
を示し、R1 はアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ
基、カルボキシル基、アルキル基から選択される基を表
し、pが2以上の場合、それぞれのR1 は異なるもので
あってもよい。)]
[Chemical 1] (In the formula, X and Y are each a single bond, -N = N-,
-N (→ O) = N-, -CH = N-, -N = CH-,-
COO -, - O (C = O) - and represents a group selected from an ethynylene group, p is an integer selected from among 1 to 5, R 1 represents an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, a carboxyl Represents a group selected from a group and an alkyl group, and when p is 2 or more, each R 1 may be different. )]

【0011】本発明に用いる高分子液晶は、上記のメソ
ゲン化合物に加えて前記した反応性基を持つ化合物(反
応性モノマー)を共重合或いは共付加させることによっ
て製造することができる。その際に使用される反応性基
を持つ化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸、
ω−カルボキシ−ポリカプロラクトン−モノ(メタ)ア
クリレート、スルホン酸ビニル、ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリ
レート、2−(メタ)アクリロキシエチルアシッドフォ
スフェート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル
(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロキシエチ
ルサクシネート、フタル酸モノ(メタ)アクリレート、
2−(メタ)アクリロキシエチル(2−ヒドロキシエチ
ル)フタレート、4−(メタ)アクリロキシアルキルオ
キシ−ベンゾイックアシッド、グリセリル(メタ)アク
リレート、ヒドロキシ基置換スチレン、(メタ)アクリ
ルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アク
リレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アク
リレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2−プロ
ペン−1−オール、5−ヘキセン−1−オール等が挙げ
られる。また、これらの化合物を共重合或いは共付加さ
せた後に、他の反応性基を導入して反応性基を変換して
も構わない。例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリ
レートを共重合して導入された水酸基に(メタ)アクリ
ル酸等を付加させて高分子側鎖に重合可能な基を導入す
ることができる。さらにまた、上記の反応性基を持つ重
合或いは付加可能な種々のメソゲン化合物を使用するこ
とも可能である。例えば、前記したメソゲン化合物の構
造例において、置換基R1 として水酸基、カルボキシル
基やアミノ基を持った化合物等が使用できる。ここで例
示したものは一例であって、特に限定するものではな
い。
The polymer liquid crystal used in the present invention can be produced by copolymerizing or co-adding the above-mentioned compound having a reactive group (reactive monomer) in addition to the above mesogenic compound. Specific examples of the compound having a reactive group used in that case include (meth) acrylic acid,
ω-carboxy-polycaprolactone-mono (meth) acrylate, vinyl sulfonate, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloxyethyl acid phosphate, 2-hydroxy-3-phenoxy. Propyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloxyethyl succinate, phthalic acid mono (meth) acrylate,
2- (meth) acryloxyethyl (2-hydroxyethyl) phthalate, 4- (meth) acryloxyalkyloxy-benzoic acid, glyceryl (meth) acrylate, hydroxy group-substituted styrene, (meth) acrylamide, N, N- Examples thereof include dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 2-propen-1-ol, and 5-hexen-1-ol. In addition, after reacting these compounds by copolymerization or co-addition, another reactive group may be introduced to convert the reactive group. For example, (meth) acrylic acid or the like can be added to the hydroxyl group introduced by copolymerizing hydroxyethyl (meth) acrylate to introduce a polymerizable group into the polymer side chain. Furthermore, it is also possible to use various mesogenic compounds capable of polymerization or addition having the above-mentioned reactive groups. For example, in the structural example of the mesogen compound described above, a compound having a hydroxyl group, a carboxyl group or an amino group as the substituent R 1 can be used. What is illustrated here is an example, and there is no particular limitation.

【0012】また、本発明に用いる高分子液晶を製造す
るためには、上記したメソゲン化合物と反応性基を持つ
非メソゲン化合物の2種類以外にも、第3成分として反
応性基を有していない種々の化合物を共重合または共付
加させることができる。第3成分として使用できる化合
物としては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルおよ
びその誘導体、スチレンおよびその誘導体、(メタ)ア
クリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ビニル
ピロリドン、酢酸ビニル、1−ヘキセン、1−オクテン
等の非メソゲンモノマーが挙げられる。これらの非メソ
ゲン化合物は、マルチドメイン構造や熱特性の制御に有
益であり、好ましく使用される。これら第3成分の共重
比または共付加量は、0.01〜20重量%の範囲であ
る。なお、上記した各化合物はそれぞれを複数種類用い
ても構わない。
Further, in order to produce the polymer liquid crystal used in the present invention, in addition to the above-mentioned two kinds of mesogenic compound and non-mesogenic compound having a reactive group, a reactive group is contained as a third component. Various compounds that are not present can be copolymerized or co-added. Examples of the compound that can be used as the third component include alkyl (meth) acrylate and its derivatives, styrene and its derivatives, (meth) acrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinylpyrrolidone, vinyl acetate, 1-hexene, 1- Examples include non-mesogenic monomers such as octene. These non-mesogenic compounds are useful for controlling the multi-domain structure and thermal properties and are preferably used. The co-weight ratio or co-addition amount of these third components is in the range of 0.01 to 20% by weight. It should be noted that each of the above compounds may be used in plural kinds.

【0013】上記2つまたは3つの成分の共重合比は、
目的とする特性によって種々とり得るが、重合可能なメ
ソゲン化合物(メソゲンモノマ−)の含有量は高分子液
晶の40〜99重量%の範囲が好ましく、更に好ましく
は60〜99重量%の範囲である。また、共重合の形態
はランダム、グラフト、交互等公知の種々形態をとるこ
とが可能であり、特に限定されるものではない。また、
上記した反応性基を持つ化合物の、高分子液晶中への共
重合または共付加量は、単量体単位として0.1モル%
〜70モル%の範囲が好ましい。高分子液晶の分子量
は、重量平均で1000〜100万の範囲、特に好まし
くは1万〜50万の範囲である。
The copolymerization ratio of the above two or three components is
The content of the polymerizable mesogenic compound (mesogen monomer) is preferably in the range of 40 to 99% by weight, more preferably 60 to 99% by weight, based on the polymer liquid crystal, although the content may be varied depending on the desired characteristics. The form of copolymerization may be any of various known forms such as random, graft, and alternating, and is not particularly limited. Also,
The amount of the above-mentioned compound having a reactive group copolymerized or co-added to the polymer liquid crystal is 0.1 mol% as a monomer unit.
The range of ˜70 mol% is preferred. The weight average molecular weight of the polymer liquid crystal is in the range of 1,000 to 1,000,000, particularly preferably 10,000 to 500,000.

【0014】次に、本発明の高分子液晶組成物の特徴お
よび作製方法について説明する。上記した高分子液晶に
は、架橋の目的で種々の触媒や多官能反応性化合物を添
加した組成物として用いるのが好ましい。触媒として
は、各種紫外線重合開始剤、熱重合開始剤等が、多官能
反応性化合物としては多官能イソシアネート化合物、多
官能エポキシ化合物、多官能メラミン化合物、多官能ア
ルデヒド化合物、多官能アミン化合物や多官能カルボキ
シル化合物等好ましく使用される。触媒および多官能反
応性化合物については、例えば、触媒としては、アゾビ
スイソブチロニトリル(ABIN)等のアゾ系重合開始
剤、過酸化ベンゾイル等の過酸化物系重合開始剤や、フ
ェニルケトン系等の紫外線重合開始剤等が挙げられ、多
官能反応性化合物としては、トルエンジイソシアネート
(TDI)、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート、3,4−ジクロロフェニルジイソシアネート、ポ
リメチレンポリフェニルイソシアネート、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート(HDI)、TDIまたはHDIと
トリメチロールプロパン等のポリオールとの付加物、ビ
スフェノールA−ジグリシジル、メラミン、エチレンジ
アミン、ヘキサメチレンジアミン、フェニレンジアミ
ン、グルタルアルデヒド、テレフタルアルデヒド、シュ
ウ酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン酸、テレフタル
酸、ピロメリット酸、ピロメリット酸無水物等が挙げら
れる。触媒や多官能反応性化合物の添加量は高分子液晶
に対して0.01重量%〜20重量%の範囲が好まし
い。
Next, the characteristics of the polymer liquid crystal composition of the present invention and the method for producing the same will be described. It is preferable to use the above-mentioned polymer liquid crystal as a composition to which various catalysts and polyfunctional reactive compounds are added for the purpose of crosslinking. As the catalyst, various UV polymerization initiators, thermal polymerization initiators and the like, and as the polyfunctional reactive compound, a polyfunctional isocyanate compound, a polyfunctional epoxy compound, a polyfunctional melamine compound, a polyfunctional aldehyde compound, a polyfunctional amine compound and a polyfunctional amine compound. Functional carboxyl compounds and the like are preferably used. Regarding the catalyst and the polyfunctional reactive compound, for example, as the catalyst, an azo-based polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile (ABIN), a peroxide-based polymerization initiator such as benzoyl peroxide, or a phenyl ketone-based Examples of the polyfunctional reactive compound include toluene diisocyanate (TDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 3,4-dichlorophenyl diisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, and hexamethylene diisocyanate ( HDI), TDI or an adduct of HDI and a polyol such as trimethylolpropane, bisphenol A-diglycidyl, melamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, phenylenediamine, glutaraldehyde, terephthalaldehyde, Acid, succinic acid, glutaric acid, maleic acid, terephthalic acid, pyromellitic acid, pyromellitic anhydride and the like. The addition amount of the catalyst or polyfunctional reactive compound is preferably in the range of 0.01% by weight to 20% by weight with respect to the polymer liquid crystal.

【0015】本発明における高分子液晶組成物には、特
性向上を目的として、上記以外の種々の成分を加えても
構わない。例えば、耐候性の向上を目的として、ヒンダ
ードアミンやヒンダードフェノール等の各種酸化防止剤
を添加してもよく、また、表示のコントラストを向上さ
せる目的で、アントラキノン系、スチリル系、アゾメチ
ン系やアゾ系等の各種二色性色素を添加してもよい。ま
た、光散乱性の向上を目的として、各種蛍光色素を添加
してもよい。さらにまた、レーザー光による熱書き込み
を効率的に行うために、各種レーザー光吸収色素(78
0〜830nmの一般的な半導体レーザーを用いる場合
は、フタロシアニン、スクアリリウムやアズレニウム等
の近赤外吸収色素が使用可能)を添加することも好まし
い。以上に列挙した種々の成分の添加量は、高分子液晶
組成物中に0.01〜5重量%の範囲であることが好ま
しい。また、高分子液晶組成物には低分子液晶化合物を
1〜20重量%の範囲内で添加しても構わない。
Various components other than the above may be added to the polymer liquid crystal composition of the present invention for the purpose of improving the characteristics. For example, various antioxidants such as hindered amines and hindered phenols may be added for the purpose of improving weather resistance, and anthraquinone-based, styryl-based, azomethine-based and azo-based compounds may be added for the purpose of improving display contrast. You may add various dichroic dyes, such as. Further, various fluorescent dyes may be added for the purpose of improving the light scattering property. Furthermore, in order to efficiently perform thermal writing with laser light, various laser light absorbing dyes (78
When a general semiconductor laser having a wavelength of 0 to 830 nm is used, it is also preferable to add a near infrared absorbing dye such as phthalocyanine, squarylium or azurenium). The addition amount of the various components listed above is preferably in the range of 0.01 to 5% by weight in the polymer liquid crystal composition. A low molecular weight liquid crystal compound may be added to the polymer liquid crystal composition within the range of 1 to 20% by weight.

【0016】本発明において、熱処理の方法としては、
所定温度からの冷却速度の制御や所定温度におけるアニ
ール処理が好ましい方法として適用できる。特に、高分
子液晶の主鎖運動が許容され、かつ光散乱性が確認でき
る液晶相を示す温度範囲で、アニール処理を行う方法が
最も効果的である。高分子液晶組成物の液晶相を示す温
度範囲は、使用する高分子液晶の組成等によって種々異
なるが、本発明においてアニール処理は、一般に0℃〜
300℃、好ましくは20℃〜200℃の範囲の温度で
行うのが望ましい。またアニール時間も、高分子液晶組
成物の組成によって異なるが、5秒〜200時間程度が
適している。上記のように熱処理を行うことによって、
光散乱層の高い「マルチドメイン構造」を形成してマル
チドメイン構造のドメイン径を制御した後、この高分子
液晶組成物を架橋させる。上記高分子液晶組成物の架橋
方法としては、熱処理された高分子液晶組成物を、熱、
光、電子線等を付与することによって行われる。また、
プロセスの効率上からは、前記した熱処理によってドメ
イン径を制御する過程と同時に、架橋を行うのが好まし
い。架橋時における温度は、該マルチドメイン構造が保
持される温度範囲ならば特に限定しないが、該組成物の
液晶相−等方相相転移点以下、ガラス転移点以上の温度
範囲が好ましい。この様にして架橋させることにより、
マルチドメイン構造を安定化させ、外部温度により構造
が変化せず、常に高い光散乱性を示す光散乱層を得るこ
とができる。
In the present invention, the heat treatment method is as follows:
Control of the cooling rate from a predetermined temperature or annealing treatment at a predetermined temperature can be applied as a preferable method. In particular, the method of performing the annealing treatment in the temperature range in which the main chain movement of the polymer liquid crystal is allowed and the liquid crystal phase in which the light scattering property can be confirmed is performed is most effective. The temperature range in which the liquid crystal phase of the polymer liquid crystal composition shows varies depending on the composition of the polymer liquid crystal to be used and the like.
It is desirable to carry out at a temperature in the range of 300 ° C, preferably 20 ° C to 200 ° C. The annealing time also varies depending on the composition of the polymer liquid crystal composition, but 5 seconds to 200 hours is suitable. By performing the heat treatment as described above,
After forming a high "multi-domain structure" of the light scattering layer to control the domain diameter of the multi-domain structure, the polymer liquid crystal composition is cross-linked. As a method for crosslinking the above-mentioned polymer liquid crystal composition, a heat-treated polymer liquid crystal composition is heated,
It is performed by applying light, an electron beam or the like. Also,
From the viewpoint of process efficiency, it is preferable to carry out the crosslinking at the same time as the process of controlling the domain diameter by the heat treatment. The temperature at the time of crosslinking is not particularly limited as long as it is a temperature range in which the multi-domain structure is retained, but a temperature range of the liquid crystal phase-isotropic phase transition point of the composition or lower and the glass transition point or higher are preferable. By crosslinking in this way,
It is possible to stabilize the multi-domain structure and obtain a light-scattering layer which does not change in structure due to external temperature and always exhibits a high light-scattering property.

【0017】本発明においては、上記の高分子液晶或い
はそれに触媒等を混合した組成物の溶液或いは加熱溶液
を用いて、所望の形態に加工された後に、熱処理および
架橋することが好ましい。このようにして作製された高
分子液晶組成物層(以下、「高分子液晶層」という。)
は、そのままでも自己保持性があり、フィルム状、ブロ
ック状、繊維状等の各形態で、光学素子として利用可能
であるが、好ましくは基材上に高分子液晶層を形成した
り、2枚の基材間のラミネートされた形態で光学素子と
して使用される。本発明によって作製された光学素子の
構成例を図1〜図4に示す。図1〜図3は、基材1上に
高分子液晶層(記録層)2を積層し、表面強度、耐熱性
の改善を目的として保護層3を設けた構成のものを示
す。また、図4は2枚の基材1、1間に、透明電極6を
介して高分子液晶層(記録層)2をラミネートした構成
のものである。なお、図中、4は着色層、5は光反射層
である。
In the present invention, it is preferable to heat-treat and crosslink after processing into a desired form using a solution or a heated solution of the above-mentioned polymer liquid crystal or a composition in which a catalyst or the like is mixed. The polymer liquid crystal composition layer thus produced (hereinafter referred to as "polymer liquid crystal layer")
Can be used as an optical element in the form of a film, a block, a fiber, etc., as it is, as it is, as a self-supporting substance, but preferably, a polymer liquid crystal layer is formed on a substrate or two sheets are used. It is used as an optical element in a laminated form between base materials. 1 to 4 show configuration examples of the optical element produced by the present invention. 1 to 3 show a structure in which a polymer liquid crystal layer (recording layer) 2 is laminated on a substrate 1 and a protective layer 3 is provided for the purpose of improving surface strength and heat resistance. Further, FIG. 4 shows a structure in which a polymer liquid crystal layer (recording layer) 2 is laminated between two base materials 1 and 1 with a transparent electrode 6 interposed therebetween. In the figure, 4 is a colored layer and 5 is a light reflection layer.

【0018】基材としてはポリ塩化ビニル、ポリプロピ
レン、ポリエステル(PET等)やポリイミド等の各種
高分子フィルム、紙、金属、セラミックやガラス等が使
用できる。また、基材としてPET(ポリエチレンテレ
フタレート)フィルム等に色素を分散した着色フィルム
やPETフィルム等に着色層を設けたり、反射率の高い
金属を基材表面に蒸着した蒸着フィルム等を用いたりし
て、光吸収層や着色層、光反射層とすることもできる
(図2、図3)。光吸収層や光反射層の厚みは0.00
1〜100μmの範囲から選択される。また、基材とし
て電極付基材を用いることも好ましい。高分子液晶層
は、基材表面に溶剤を用いた塗布法や熱溶融塗布法等一
般的な方法によって形成することができる。この高分子
液晶層の膜厚は、特に限定されないが、目的とするコン
トラストによって種々変化させることができ、好ましく
は1〜100μmの範囲から、特に好ましくは5〜50
μmの範囲から選択される。また、保護層には広く一般
に用いられているオーバーコート材料が使用可能である
が、特に好ましい耐熱性の高いものとして、フッ素系ポ
リマー、シリコーン系ポリマー、熱硬化ポリマー、紫外
線硬化ポリマーや電子線硬化ポリマー等が使用可能であ
る。保護層は複数層積層されていてもよく、その厚みは
0.1〜20μmの範囲から選択される。これらの保護
層は溶剤を用いた塗布方法等で形成することができる。
As the base material, various polymer films such as polyvinyl chloride, polypropylene, polyester (PET, etc.) and polyimide, paper, metal, ceramic, glass and the like can be used. Also, as a base material, a coloring film in which a pigment is dispersed in a PET (polyethylene terephthalate) film or the like or a coloring layer is provided in a PET film or the like, or a vapor deposition film in which a metal having a high reflectance is deposited on the surface of the base material is used. It may also be used as a light absorbing layer, a coloring layer, or a light reflecting layer (FIGS. 2 and 3). The thickness of the light absorption layer and the light reflection layer is 0.00
It is selected from the range of 1 to 100 μm. It is also preferable to use a substrate with an electrode as the substrate. The polymer liquid crystal layer can be formed on the surface of the base material by a general method such as a coating method using a solvent or a hot melt coating method. The thickness of the polymer liquid crystal layer is not particularly limited, but can be variously changed depending on the desired contrast, and is preferably in the range of 1 to 100 μm, particularly preferably 5 to 50.
It is selected from the range of μm. Although a widely used overcoat material can be used for the protective layer, particularly preferable ones having high heat resistance are fluorine-based polymers, silicone-based polymers, thermosetting polymers, UV-curing polymers and electron beam curing. A polymer or the like can be used. A plurality of protective layers may be laminated, and the thickness thereof is selected from the range of 0.1 to 20 μm. These protective layers can be formed by a coating method using a solvent.

【0019】次に、上記高分子液晶組成物を用いた光学
素子の光散乱性制御方法について、図1〜図3に示した
構成からるものを例に説明する。図1〜図3の構成にお
いて、光散乱性は熱のみを利用して制御できる。本発明
の製造方法によって作製された高分子液晶層は、マルチ
ドメイン構造に由来した光散乱状態(白濁状態)を呈す
る。ここにサーマルヘッドやレーザー光等を用いて部分
加熱して高分子液晶組成物を等方性状態とし、急冷する
ことにより加熱部分が等方性状態のまま固定され、その
領域は光散乱性の小さな透明状態となる。このようにし
て光散乱性を制御し情報の記録を行うことができる。一
方、光散乱性を大きくし、記録情報を消去する場合に
は、加熱後、記録時に比べてゆっくりと冷却することに
より、初期の光散乱の大きな状態へと戻すことができ
る。つまり可逆的に何度も光散乱状態を変化させること
ができ、情報の記録/消去が行える。このような光散乱
性制御の加熱手段として例えばサーマルヘッドやレーザ
ー光を用いる場合、印加するパルス幅やエネルギーを制
御することによって、光反射性の制御を実施することが
できる。
Next, a method for controlling the light-scattering property of an optical element using the above-mentioned polymer liquid crystal composition will be described by taking as an example the one having the constitution shown in FIGS. In the configurations of FIGS. 1 to 3, the light scattering property can be controlled using only heat. The polymer liquid crystal layer produced by the production method of the present invention exhibits a light scattering state (white turbid state) derived from the multi-domain structure. Here, the polymer liquid crystal composition is brought into an isotropic state by partial heating using a thermal head, laser light, etc., and the heated portion is fixed in an isotropic state by quenching, and the area is light-scattering. It becomes a small transparent state. In this way, information can be recorded by controlling the light scattering property. On the other hand, in the case of increasing the light scattering property and erasing the recorded information, it is possible to return to the initial state of large light scattering by cooling after heating after heating slowly. That is, the light scattering state can be reversibly changed many times, and information can be recorded / erased. When a thermal head or a laser beam is used as the heating means for controlling the light scattering property, the light reflectivity can be controlled by controlling the pulse width and energy applied.

【0020】[0020]

【作用】本発明においては、高分子液晶組成物を用いた
光学素子の作製に際して、光学液晶組成物を熱処理する
ことによって、その組成物の内部構造を所望のドメイン
径を持つマルチドメイン構造にし、そのマルチドメイン
構造を保持した状態で高分子液晶組成物を架橋させる。
その結果、マルチドメイン構造を効果的に可視光が散乱
される形態に制御し、その形態を保持したままで該組成
物が安定化される。すなわち、本発明の製造方法は、マ
ルチドメイン構造を光散乱性の高い状態に安定化、メモ
リー化させる作用がある。光散乱性組成物の光散乱の大
きさはマルチドメイン構造におけるドメイン径や密度に
依存するが、従来技術では光学特性が低いばかりでな
く、加熱/冷却(記録/消去等)の繰り返し過程におい
てドメイン径や密度が初期状態から変化、或いは熱のむ
らによって部分的に不均一化してしまい光学特性等が低
下していたが、本発明によれば、ドメイン径が所定の大
きさに制御され、かつ架橋によって安定化されたマルチ
ドメイン構造が得られるので、その安定化されたマルチ
ドメイン構造の作用によって、優れた光学特性を獲得で
きると同時に、繰り返し加熱/冷却(記録/消去)の過
程において優れた再現性を発現することが可能となる。
In the present invention, when an optical element using a polymer liquid crystal composition is produced, the optical liquid crystal composition is heat-treated to make the internal structure of the composition a multi-domain structure having a desired domain diameter, The polymer liquid crystal composition is crosslinked while maintaining the multi-domain structure.
As a result, the multi-domain structure is effectively controlled to a form in which visible light is scattered, and the composition is stabilized while maintaining the form. That is, the production method of the present invention has an effect of stabilizing the multi-domain structure in a state of high light scattering and making it a memory. The size of light scattering of the light-scattering composition depends on the domain diameter and density in the multi-domain structure. However, in the conventional technique, not only the optical characteristics are low, but also the domain is increased during repeated heating / cooling (recording / erasing). Although the diameter and density were changed from the initial state, or were partially nonuniform due to heat unevenness, the optical properties and the like were deteriorated. However, according to the present invention, the domain diameter is controlled to a predetermined size and crosslinking is performed. Stabilized multi-domain structure can be obtained by the action of the stabilized multi-domain structure, and excellent optical properties can be obtained, and at the same time, excellent reproduction in the process of repeated heating / cooling (recording / erasing). It becomes possible to express the sex.

【0021】[0021]

【実施例】【Example】

実施例1 メソゲンモノマーとして4−アクリロキシヘキシルオキ
シ−4′−シアノ−ビフェニルを1.9gおよび反応性
非メソゲンモノマーとして2−ヒドロキシエチルアクリ
レート0.1gをアゾビスイソブチロニトリル(ABI
N)を開始剤、テトラヒドロフランを溶媒として共重合
し、エチルアルコールを用いて3回沈殿精製して下記構
造式(I)で示される高分子液晶を1.9g得た。
Example 1 1.9 g of 4-acryloxyhexyloxy-4′-cyano-biphenyl as a mesogenic monomer and 0.1 g of 2-hydroxyethyl acrylate as a reactive non-mesogenic monomer were combined with azobisisobutyronitrile (ABI).
N) was used as an initiator, and tetrahydrofuran was used as a solvent for copolymerization, followed by precipitation and purification with ethyl alcohol three times to obtain 1.9 g of a polymer liquid crystal represented by the following structural formula (I).

【化2】 上記高分子液晶1.0gに架橋剤として多官能イソシア
ネート化合物(コロネートHX、日本ポリウレタン社
製)0.05g、溶媒としてメチルエチルケトン(ME
K)3.0gを加えた溶液を、厚み100μmのアルミ
ニウム蒸着PETフィルム上にブレードコーターを用い
て塗布し、乾燥させて、膜厚約6μmの高分子液晶層を
形成した。塗布、乾燥後の高分子液晶層は白濁してお
り、光散乱性制御膜となっていた。架橋前の組成物のT
i(液晶相−等方相転移点)は約90℃であった。次
に、60℃のオーブン中で、10分間加熱してアニール
処理を行った後、30℃のオープン中で72時間反応さ
せて架橋させた。更に保護層として紫外線硬化組成物
(アロニックスUV、東亜合成社製)を塗布、高圧水銀
ランプを用いて硬化することによって、約2μmの保護
層を高分子液晶層の上に形成し、光学素子を作製した。
このときのマルチドメイン構造におけるドメイン分布数
の極大におけるドメイン径は300nmであった。ま
た、最大ドメイン径と最小ドメイン径との差は0.9μ
mであった。
[Chemical 2] To 1.0 g of the above-mentioned polymer liquid crystal, 0.05 g of a polyfunctional isocyanate compound (Coronate HX, manufactured by Nippon Polyurethane Company) as a cross-linking agent, and methyl ethyl ketone (ME
A solution containing 3.0 g of K) was applied onto a 100 μm thick aluminum vapor-deposited PET film using a blade coater and dried to form a polymer liquid crystal layer with a thickness of about 6 μm. The polymer liquid crystal layer after coating and drying was cloudy and formed a light scattering control film. T of the composition before crosslinking
i (liquid crystal phase-isotropic phase transition point) was about 90 ° C. Next, after heating for 10 minutes in an oven at 60 ° C. to perform an annealing treatment, reaction was carried out in an open at 30 ° C. for 72 hours to crosslink. Further, an ultraviolet curable composition (Aronix UV, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is applied as a protective layer and cured by using a high pressure mercury lamp to form a protective layer of about 2 μm on the polymer liquid crystal layer to form an optical element. It was made.
At this time, the domain diameter at the maximum of the number of distributed domains in the multi-domain structure was 300 nm. The difference between the maximum domain diameter and the minimum domain diameter is 0.9μ.
It was m.

【0022】実施例2 実施例1と同じメソゲンモノマー1.8g、反応性非メ
ソゲンモノマー0.1gおよびアクリル酸ブチル0.1
gを実施例1と同様に重合して下記構造式(II)で示さ
れる高分子液晶を合成した。
Example 2 1.8 g of the same mesogenic monomer as in Example 1, 0.1 g of reactive non-mesogenic monomer and 0.1 g of butyl acrylate.
g was polymerized in the same manner as in Example 1 to synthesize a polymer liquid crystal represented by the following structural formula (II).

【化3】 この高分子液晶1.0gに架橋剤として多官能イソシア
ネート化合物(コロネートHX、日本ポリウレタン社
製)0.05g、溶媒としてメチルエチルケトン(ME
K)3.0gを加えた溶液を、厚み100μmのアルミ
ニウム蒸着PETフィルム上にブレードコーターを用い
て塗布し、乾燥させて、膜厚約6μmの高分子液晶層を
形成した。塗布、乾燥後の高分子液晶層は白濁してお
り、光散乱性制御膜となっていた。また、架橋前の組成
物のTi(液晶相−等方相転移点)は約85℃であっ
た。次に、70℃のオーブン中で、24時間加熱して、
アニール処理と架橋反応を同時に行った。更に実施例1
と同様な方法で保護層を形成し、光学素子を作製した。
このときのマルチドメイン構造におけるドメイン分布数
の極大におけるドメイン径は330nmであった。ま
た、最大ドメイン径と最小ドメイン径との差は0.8μ
mであった。
[Chemical 3] To 1.0 g of this polymer liquid crystal, 0.05 g of a polyfunctional isocyanate compound (Coronate HX, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) as a crosslinking agent, and methyl ethyl ketone (ME
A solution containing 3.0 g of K) was applied onto a 100 μm thick aluminum vapor-deposited PET film using a blade coater and dried to form a polymer liquid crystal layer with a thickness of about 6 μm. The polymer liquid crystal layer after coating and drying was cloudy and formed a light scattering control film. The Ti (liquid crystal phase-isotropic phase transition point) of the composition before cross-linking was about 85 ° C. Next, heat in an oven at 70 ° C for 24 hours,
The annealing treatment and the crosslinking reaction were performed at the same time. Further Example 1
A protective layer was formed in the same manner as in 1. to produce an optical element.
At this time, the domain diameter at the maximum of the number of distributed domains in the multi-domain structure was 330 nm. The difference between the maximum domain diameter and the minimum domain diameter is 0.8μ
It was m.

【0023】実施例3 実施例1と同じメソゲンモノマー1.8g、反応性非メ
ソゲンモノマーとしてグリジルアクリレート0.1g、
非メソゲンモノマーとしてブチルメタクリレート0.1
gを実施例1と同様に重合して下記構造式(III )で示
される高分子液晶を合成した。
Example 3 1.8 g of the same mesogenic monomer as in Example 1, 0.1 g of glycidyl acrylate as a reactive non-mesogenic monomer,
Butyl methacrylate 0.1 as non-mesogenic monomer
g was polymerized in the same manner as in Example 1 to synthesize a polymer liquid crystal represented by the following structural formula (III).

【化4】 この高分子液晶1.0gに架橋剤として多官能アミン化
合物であるヘキサメチレンジアミン0.02g、溶媒と
してメチルエチルケトン(MEK)3.0gを加えた溶
液を、厚み100μmのアルミニウム蒸着PETフィル
ム上にブレードコーターを用いて塗布し、乾燥させて、
膜厚約6μmの高分子液晶層を形成した。塗布、乾燥後
の高分子液晶層は白濁しており、光散乱性制御膜となっ
ていた。また、架橋前の組成物のTi(液晶相−等方相
転移点)は約90℃であった。次に、60℃のオーブン
中で、10分間加熱してアニール処理を行い、その後5
0℃のオーブン中で24時間反応させて架橋させた。更
に保護層として実施例1と同様な方法で形成し、光学素
子を作製した。このときのマルチドメイン構造における
ドメイン分布数の極大におけるドメイン径は280nm
であった。また、最大ドメイン径と最小ドメイン径との
差は1.0μmであった。
[Chemical 4] A solution prepared by adding 0.02 g of hexamethylene diamine, which is a polyfunctional amine compound as a cross-linking agent, and 3.0 g of methyl ethyl ketone (MEK) as a solvent, to 1.0 g of this liquid crystal polymer was placed on a 100 μm thick aluminum vapor-deposited PET film using a blade coater. Apply and dry
A polymer liquid crystal layer having a thickness of about 6 μm was formed. The polymer liquid crystal layer after coating and drying was cloudy and formed a light scattering control film. The Ti (liquid crystal phase-isotropic phase transition point) of the composition before crosslinking was about 90 ° C. Next, heat in an oven at 60 ° C. for 10 minutes to anneal, then
The reaction was carried out in an oven at 0 ° C. for 24 hours for crosslinking. Further, a protective layer was formed in the same manner as in Example 1 to fabricate an optical element. At this time, the domain diameter at the maximum of the number of distributed domains in the multi-domain structure is 280 nm.
Met. The difference between the maximum domain diameter and the minimum domain diameter was 1.0 μm.

【0024】比較例1 実施例1で合成した高分子液晶(構造式(I))を用
い、イソシアネート化合物による架橋反応を行わない以
外は、実施例1と同じ操作によって、光学素子を作製し
た。作製後の高分子液晶層は白濁していた。 比較例2 実施例1で合成した高分子液晶(構造式I)を用い、ア
ニール処理を行わない以外は、実施例1と同じ操作によ
って、光学素子を作製した。作製後の高分子液晶層は白
濁していた。
Comparative Example 1 An optical element was produced by the same procedure as in Example 1 except that the polymer liquid crystal (structural formula (I)) synthesized in Example 1 was used and the crosslinking reaction was not performed with an isocyanate compound. The polymer liquid crystal layer after production was cloudy. Comparative Example 2 An optical element was produced by the same operation as in Example 1 except that the polymer liquid crystal (Structural Formula I) synthesized in Example 1 was used and no annealing treatment was performed. The polymer liquid crystal layer after production was cloudy.

【0025】(評価結果) 光散乱性制御の再現性評価 光学素子への情報記録として、サーマルプリンター(8
dots/mm,〜0.3mJ/dot)を用いて光散
乱性を小さくした領域(透明状態)を設けた。また光学
素子への情報消去として、ホットスタンプ(130℃)
を用いて光散乱性が大きい状態(光散乱状態)へと戻し
た。また、アニール処理を行う前後、および記録/消去
を1回と100回繰り返した後の反射光学濃度を、それ
ぞれX−rite968(X−rite社製)を用いて
測定し、繰り返し再現性、表示品質の安定性を評価し
た。それらの評価結果を表1に示す。なお、表1中光学
濃度は、反射光学濃度を意味する。
(Evaluation Result) Reproducibility Evaluation of Light Scattering Control A thermal printer (8
An area (transparent state) having a reduced light scattering property was provided by using dots / mm, 0.3 mJ / dot). Hot stamping (130 ° C) is also used to erase information on optical elements.
Was used to return to a state where the light scattering property was large (light scattering state). Further, the reflection optical density before and after the annealing treatment and after repeating recording / erasing once and 100 times were measured using X-rite968 (manufactured by X-rite), and the reproducibility and display quality were repeatedly measured. Was evaluated for stability. The evaluation results are shown in Table 1. The optical density in Table 1 means the reflection optical density.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】表1から明らかなように、実施例1〜2に
おいては、記録前、消去1回目および100回繰り返し
た後も、光散乱状態(反射光学濃度)には殆ど変化がな
く、優れた白さの再現性がある。一方、比較例1では、
架橋反応を行っていないのでアニールした効果が繰り返
し性の光学濃度に反映されていない。また比較例2の場
合は、アニール処理による効果がないために、初期状態
においても反射光学濃度が最適化されておらず、また、
反射光学濃度が記録前と消去後において差がないものと
なっており、表示(白濁)特性が悪いままである。以上
から、本発明の作製方法によって作製されたこの光学素
子は、記録/消去の再現性や表示特性に優れていること
が明らかである。
As is clear from Table 1, in Examples 1 and 2, there was almost no change in the light scattering state (reflection optical density) before recording, after the first erasing, and after 100 times of erasing, which was excellent. There is reproducibility of whiteness. On the other hand, in Comparative Example 1,
Since the crosslinking reaction is not performed, the effect of annealing is not reflected in the repeatable optical density. Further, in the case of Comparative Example 2, since there is no effect of the annealing treatment, the reflection optical density is not optimized even in the initial state, and
There is no difference in the reflection optical density between before recording and after erasing, and the display (white turbidity) characteristic remains poor. From the above, it is clear that this optical element manufactured by the manufacturing method of the present invention is excellent in reproducibility of recording / erasing and display characteristics.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、高分子液晶組成物を熱
処理することによって、マルチドメイン構造を制御し、
該マルチドメイン構造を保持した状態で該組成物を架橋
させるから、得られた光学素子においては、高分子液晶
組成物のマルチドメイン構造におけるドメイン径が所定
の大きさに制御され、効果的に可視光が散乱される形態
に保持されたまま、安定化される。したがって、本発明
の方法によって製造される光学素子は、その安定化され
たマルチドメイン構造の作用によって、優れた光学特性
を有すると同時に、繰り返し加熱/冷却(記録/消去)
の過程において優れた再現性を発現することが可能とな
り、調光素子、光記録媒体、光変調素子、可逆性表示記
録素子等の光学素子として応用可能な有用なものとな
る。
According to the present invention, a multi-domain structure is controlled by heat-treating a polymer liquid crystal composition,
Since the composition is cross-linked while maintaining the multi-domain structure, in the obtained optical element, the domain diameter in the multi-domain structure of the polymer liquid crystal composition is controlled to a predetermined size and is effectively visible. The light is stabilized while being held in a scattered form. Therefore, the optical element manufactured by the method of the present invention has excellent optical characteristics due to the action of the stabilized multi-domain structure, and at the same time, it is repeatedly heated / cooled (recording / erasing).
In the above process, excellent reproducibility can be exhibited, and it is useful as an optical element such as a light control element, an optical recording medium, an optical modulation element, and a reversible display recording element.

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

【図1】 本発明によって製造された光変調素子の一例
の模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a light modulation element manufactured according to the present invention.

【図2】 本発明によって製造された光変調素子の他一
例の模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of another example of the light modulation element manufactured by the present invention.

【図3】 本発明によって製造された光変調素子の他一
例の模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of another example of the light modulation element manufactured according to the present invention.

【図4】 本発明によって製造された光変調素子のさら
に他一例の模式的断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of still another example of the light modulation element manufactured according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基材、2…高分子液晶層、3…保護層、4…着色
層、5…光反射層、6…透明電極。
1 ... Substrate, 2 ... Polymer liquid crystal layer, 3 ... Protective layer, 4 ... Colored layer, 5 ... Light reflecting layer, 6 ... Transparent electrode.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高分子液晶組成物を熱処理することによ
って、マルチドメイン構造を制御し、該マルチドメイン
構造を保持した状態で該組成物を架橋させることを特徴
とする光学素子の製造方法。
1. A method for producing an optical element, which comprises subjecting a polymer liquid crystal composition to a heat treatment to control a multi-domain structure and crosslinking the composition while maintaining the multi-domain structure.
【請求項2】 マルチドメイン構造におけるドメイン分
布数の極大におけるドメイン径が3μm以下であること
を特徴とする請求項1記載の光学素子の製造方法。
2. The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the domain diameter at the maximum of the number of domain distributions in the multi-domain structure is 3 μm or less.
【請求項3】 マルチドメイン構造におけるドメイン分
布数の極大におけるドメイン径が200nm〜1500
nmであることを特徴とする請求項2記載の光学素子の
製造方法。
3. The domain diameter at the maximum of the number of distributed domains in the multi-domain structure is 200 nm to 1500.
The optical element manufacturing method according to claim 2, wherein the optical element has a thickness of nm.
【請求項4】 マルチドメイン構造における最大ドメイ
ン径と最小ドメイン径の差が5μm以下であることを特
徴とする請求項1記載の光学素子の製造方法。
4. The method of manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the difference between the maximum domain diameter and the minimum domain diameter in the multi-domain structure is 5 μm or less.
【請求項5】 高分子液晶組成物が、液晶性単量体およ
び非液晶性単量体を含有する共重合体からなることを特
徴とする請求項1記載の光学素子の製造方法。
5. The method for producing an optical element according to claim 1, wherein the polymer liquid crystal composition comprises a copolymer containing a liquid crystal monomer and a non-liquid crystal monomer.
【請求項6】 高分子液晶組成物が液晶相を示す温度で
熱処理を行うことを特徴とする請求項1記載の光学素子
の製造方法。
6. The method for producing an optical element according to claim 1, wherein the polymer liquid crystal composition is heat-treated at a temperature at which the polymer liquid crystal composition exhibits a liquid crystal phase.
【請求項7】 高分子液晶組成物の液晶相−等方相相転
移温度以下の温度で架橋を行うことを特徴とする請求項
1記載の光学素子の製造方法。
7. The method for producing an optical element according to claim 1, wherein the crosslinking is carried out at a temperature not higher than the liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature of the polymer liquid crystal composition.
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