JPH07318982A - Light scattering type light controlling element using liquid crystal composition - Google Patents

Light scattering type light controlling element using liquid crystal composition

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JPH07318982A
JPH07318982A JP6131180A JP13118094A JPH07318982A JP H07318982 A JPH07318982 A JP H07318982A JP 6131180 A JP6131180 A JP 6131180A JP 13118094 A JP13118094 A JP 13118094A JP H07318982 A JPH07318982 A JP H07318982A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
light control
electric field
cell
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Application number
JP6131180A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisato Takeuchi
久人 竹内
Masaya Kawakado
昌弥 川角
Arimitsu Usuki
有光 臼杵
Akane Okada
茜 岡田
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Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

PURPOSE:To obtain a light scattering type light-controlling element having both of memory property and rapid responsiveness by preparing a liquid crystal compsn. containing flat particles having affinity with the liquid crystal. CONSTITUTION:The liquid crystal compsn. contains flat particles 1 showing affinity with the liquid crystal. When the liquid crystal compsn. is kept at a temp. where the liquid crystal state is maintained (the liquid crystal temp.) without applying voltage, the particles 1 are dispersed in random directions to form lots of loose cell structures 2. The orientation of liquid crystal molecules 3 is random for each individual domain so that the liquid crystal compsn. shows a light scattering state. When voltage is applied, the liquid crystal molecules 3 are oriented along the direction of voltage applied so that the particles 1 are orientated in the same direction to give a light transmitting state of the compsn. Even after the voltage is removed, orientation of particles 1 is maintained so that the light transmitting state is maintained. When the liquid crystal compsn. in the memory state is heated to the isotropic temp. and then cooled to the liquid crystal temp. again, the liquid crystal compsn. shows the light scattering state again. As for flat particles 1, organic laminar clay mineral is preferable.

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、液晶組成物を用いた光
散乱型調光素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light scattering type light control device using a liquid crystal composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、いわゆるツイストネマチック型液
晶素子や強誘電性液晶素子と呼ばれる素子が提供されて
いる。しかし、これらの素子は偏光板の使用が必須であ
り、光の利用効率が高くないために明るい表示がし難い
とか、視野角が広くないとかの欠点が指摘されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, elements called so-called twisted nematic liquid crystal elements and ferroelectric liquid crystal elements have been provided. However, it has been pointed out that these elements require the use of a polarizing plate, and that the utilization efficiency of light is not high, so that it is difficult to display bright images and that the viewing angle is not wide.

【0003】そこで、上記の欠点を解消するため、液晶
のドメインの配向方向をランダムにして光散乱状態を作
り出すことにより遮光状態を実現する一方で、電場を印
加してドメインの配向方向を揃えることにより透光状態
を実現する、いわゆる電界効果型の光散乱型調光材料の
開発が試みられ、その調光・表示素子としての応用が検
討されている。
Therefore, in order to solve the above-mentioned drawbacks, the orientation direction of the domains of the liquid crystal is randomized to create a light-scattering state to realize the light-shielding state, while applying an electric field to align the orientation directions of the domains. Therefore, the development of a so-called field-effect light-scattering type light control material that realizes a light-transmitting state has been attempted, and its application as a light control / display element has been studied.

【0004】このような光散乱型調光材料として、例え
ば特公表昭63−501512号公報において「液晶光
変調材料」として開示され、あるいは特公平3−528
43号公報において「液晶構成体と液晶光学装置」とし
て開示された高分子分散型液晶がある。これらの高分子
分散型液晶は、透明な高分子材料の基質中に分散状態で
設けた多数の小空胞に低分子液晶を充填してドメインを
構成させたものである(第一の従来技術)。
As such a light scattering type light control material, for example, it is disclosed as "liquid crystal light modulation material" in Japanese Patent Publication No. 63-501512, or Japanese Patent Publication No. 3-528.
There is a polymer-dispersed liquid crystal disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 43 as "liquid crystal constituent and liquid crystal optical device". These polymer-dispersed liquid crystals are domains in which a large number of small vesicles provided in a dispersed state in a transparent polymer material matrix are filled with a low-molecular liquid crystal (first conventional technique). ).

【0005】一方、メモリー性のある光散乱型調光材料
として低分子液晶−高分子液晶複合体が提案されてい
る。この例として、T. Kajiyama et al., Chemistry Le
tters,p817-820,1989 に開示されたものが挙げられる。
この複合体の場合、高周波の交流電場ON時には透明に
なり、低周波の交流電場ON時には不透明に戻って、電
場除去後もそれぞれの状態で安定に維持される、という
メモリー性がある(第二の従来技術)。
On the other hand, a low molecular weight liquid crystal-polymer liquid crystal composite has been proposed as a light scattering type light control material having a memory property. As an example of this, T. Kajiyama et al., Chemistry Le
Examples include those disclosed in tters, p817-820, 1989.
In the case of this composite, there is a memory property that it becomes transparent when the high-frequency AC electric field is turned on, returns to opaque when the low-frequency AC electric field is turned on, and remains stable in each state even after the electric field is removed (second Prior art).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記第一の従
来技術に係る高分子分散型液晶は、電場を印加すること
により低分子液晶の透光状態を維持する方式であるた
め、透明性を維持するためには常に電場を加え続けなけ
ればならない。即ち、いわゆるメモリー性がない。従っ
て、このタイプの光散乱型調光材料は液晶の耐久性や電
力消費の点で有利ではない。
However, the polymer-dispersed liquid crystal according to the first prior art is a system in which the light-transmitting state of the low-molecular liquid crystal is maintained by applying an electric field. In order to maintain it, the electric field must always be applied. That is, there is no so-called memory property. Therefore, this type of light scattering type light control material is not advantageous in terms of durability of the liquid crystal and power consumption.

【0007】また、前記第二の従来技術に係る複合体
は、高分子液晶の使用により系の粘性が高くなり、通常
の液晶系に比し応答時間が極端に長いという欠点があ
る。即ち、第一の従来技術及び第二の従来技術を総合し
て、従来の電界効果型の光散乱型調光材料においては、
メモリー性と高速応答性という両立し難い性質を併せ持
つものは未だ開発されていない。
Further, the composite according to the second prior art has a drawback that the viscosity of the system is increased due to the use of the polymer liquid crystal, and the response time is extremely longer than that of a normal liquid crystal system. That is, combining the first conventional technology and the second conventional technology, in the conventional field effect type light scattering type light control material,
Nothing has been developed yet that has both memory characteristics and high-speed responsiveness that are difficult to combine.

【0008】(発明の目的)そこで本願発明は、電界効
果型の光散乱型調光素子であってメモリー性と高速応答
性を併せ持つものを提供することを目的とする。また本
願発明は、このような光散乱型調光素子につき、その光
透過状態と光散乱状態との間の光透過量の差を一層大き
くすること、即ち、調光素子の調光コントラストを高く
することをも目的とする。
(Object of the Invention) Therefore, an object of the present invention is to provide a light-scattering type light control device of the field effect type, which has both a memory property and a high-speed response property. Further, the present invention, for such a light-scattering type light control element, further increases the difference in the amount of light transmission between the light transmission state and the light scattering state, that is, increases the light control contrast of the light control element. It is also intended to do.

【0009】(着眼点)本願発明者は、上記目的を達成
するための研究の結果、電場応答性でかつ誘電異方性が
正の液晶中にこの液晶との親和性を示す偏平な粒子を投
入・分散させた組成物を調製すれば、電場による液晶分
子(又は液晶分子及び偏平な粒子)の配向制御や温度場
による液晶の相変化の制御等の種々の制御を通じて、調
光素子として利用するに有用な機能上の変化を実現でき
る、との着眼に至った。
(Points of Interest) As a result of research to achieve the above object, the inventor of the present invention has found that flat particles exhibiting an affinity with the liquid crystal are present in a liquid crystal having electric field response and positive dielectric anisotropy. If a composition that is added and dispersed is prepared, it can be used as a light control element through various controls such as orientation control of liquid crystal molecules (or liquid crystal molecules and flat particles) by an electric field and control of liquid crystal phase change by a temperature field. We have come to the conclusion that we can realize useful functional changes.

【0010】また、専ら光散乱効果を利用する光散乱型
調光材料に対し、光吸収効果も同時に発現できるように
構成すれば、調光コントラストを一層高くすることがで
きる、との着眼に至った。
Further, the light-scattering type light-controlling material which exclusively utilizes the light-scattering effect can be made to have a light-absorbing effect at the same time. It was

【0011】本願発明者は、上記の着眼点に基づき、本
願発明を完成した。
The inventor of the present invention has completed the present invention based on the above points.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(本願第1発明の構成)上記課題を解決するための本願
第1発明(請求項1に記載の発明)の構成は、少なくと
も光透過部分が透明な材料から構成されている中空のセ
ルと、このセル中に充填された、電場応答性でかつ誘電
異方性が正の液晶分子を主成分とする液晶と、この液晶
中に液晶のドメインを有効に形成させる程度の密度に分
散した、液晶との親和性を示す偏平形状の粒子とを含む
液晶組成物と、前記セルに設けられた、前記液晶組成物
に電場を印加することができる電場印加手段と、前記セ
ルに付設された、前記液晶組成物のドメインを形成させ
る機能を有するメモリー状態解除手段と、を備えた光散
乱型調光素子である。
(Structure of the first invention of the present application) The structure of the first invention of the present application (the invention according to claim 1) for solving the above-mentioned problems is a hollow cell in which at least a light transmitting portion is made of a transparent material, A liquid crystal whose main component is a liquid crystal molecule having an electric field responsiveness and a positive dielectric anisotropy, which is filled in the cell, and a liquid crystal dispersed in the liquid crystal at a density such that domains of the liquid crystal are effectively formed. A liquid crystal composition comprising flat particles exhibiting an affinity for, an electric field applying means provided in the cell, capable of applying an electric field to the liquid crystal composition, and attached to the cell, A light scattering type light control device, comprising: a memory state releasing means having a function of forming domains of a liquid crystal composition.

【0013】(本願第2発明の構成)上記課題を解決す
るための本願第2発明(請求項2に記載の発明)の構成
は、少なくとも光透過部分が透明な材料から構成されて
いる中空のセルと、このセル中に充填された、電場応答
性でかつ誘電異方性が正の液晶分子を主成分とする液晶
と、この液晶中に含ませた二色性色素と、前記液晶中に
液晶のドメインを有効に形成させる程度の密度に分散し
た、液晶との親和性を示す偏平形状の粒子とを含む液晶
組成物と、前記セルに設けられた、前記液晶組成物に電
場を印加することができる電場印加手段と、前記セルに
付設された、前記液晶組成物のドメインを形成させる機
能を有するメモリー状態解除手段と、を備えた光散乱型
調光素子である。
(Structure of the Second Invention of the Present Application) The structure of the second invention of the present application (the invention according to claim 2) for solving the above problems is a hollow structure in which at least a light transmitting portion is made of a transparent material. A cell, a liquid crystal filled in the cell, the liquid crystal having an electric field responsive and positive dielectric anisotropy as a main component, a dichroic dye contained in the liquid crystal, and the liquid crystal An electric field is applied to the liquid crystal composition, which is provided in the cell, and a liquid crystal composition containing flat particles having an affinity for the liquid crystal, dispersed in a density such that domains of the liquid crystal are effectively formed. It is a light-scattering type light control device comprising: an electric field applying means capable of performing the above operation; and a memory state releasing means attached to the cell and having a function of forming domains of the liquid crystal composition.

【0014】(本願第3発明の構成)上記課題を解決す
るための本願第3発明(請求項3に記載の発明)の構成
は、前記第1発明又は第2発明において、前記メモリー
状態解除手段が、前記液晶組成物の温度を制御する手段
あるいは前記液晶組成物に対して剪断力を付与する手段
のうちのいずれか1以上の手段からなる光散乱型調光素
子である。
(Structure of the third invention of the present application) The structure of the third invention of the present application (the invention according to claim 3) for solving the above-mentioned problems is the memory state releasing means in the first invention or the second invention. Is a light-scattering type light control device comprising one or more means for controlling the temperature of the liquid crystal composition or means for applying a shearing force to the liquid crystal composition.

【0015】(本願第4発明の構成)上記課題を解決す
るための本願第4発明(請求項4に記載の発明)の構成
は、第1発明〜第3発明のいずれかにおいて、前記液晶
が、通常の調光素子が常用される温度の範囲において液
晶状態と等方状態との間の相変化を起こす液晶である光
散乱型調光素子である。
(Structure of Fourth Invention of the Present Application) The structure of a fourth invention of the present application (an invention according to claim 4) for solving the above-mentioned problems is any one of the first to third inventions, wherein the liquid crystal is , A light-scattering-type light control element that is a liquid crystal that causes a phase change between a liquid crystal state and an isotropic state in a temperature range in which a normal light control element is commonly used.

【0016】(本願第5発明の構成)上記課題を解決す
るための本願第5発明(請求項5に記載の発明)の構成
は、第1発明〜第4発明のいずれかにおいて、前記液晶
分子が低分子量の分子である光散乱型調光素子である。
(Structure of the Fifth Invention of the Present Application) The structure of the fifth invention of the present application (the invention according to claim 5) for solving the above-mentioned problems is the liquid crystal molecule according to any one of the first invention to the fourth invention. Is a light-scattering type light control device in which is a low molecular weight molecule.

【0017】(本願第6発明の構成)上記課題を解決す
るための本願第6発明(請求項6に記載の発明)の構成
は、第1発明〜第5発明のいずれかにおいて、前記偏平
形状の粒子が電場応答性を示す粒子である光散乱型調光
素子である。
(Structure of the sixth invention of the present application) The structure of the sixth invention of the present application (the invention according to claim 6) for solving the above-mentioned problems is the flat shape according to any one of the first invention to the fifth invention. Is a light-scattering type light control element in which the particles of (1) are particles exhibiting electric field response.

【0018】(本願第7発明の構成)上記課題を解決す
るための本願第7発明(請求項7に記載の発明)の構成
は、第1発明〜第6発明において、前記偏平形状の粒子
が有機化された層状粘土鉱物である光散乱型調光素子で
ある。
(Structure of the seventh invention of the present application) In the structure of the seventh invention of the present application (the invention according to claim 7) for solving the above-mentioned problems, in the first invention to the sixth invention, the flat particles are It is a light scattering type light control device which is an organically modified layered clay mineral.

【0019】[0019]

【作用】[Action]

(第1発明の作用)第1発明の作用を図1及び図2
(a)〜図2(e)に基づいて説明する。図1は、透明
電極を備え、かつ温度制御手段あるいは剪断力付与手段
を備えた透明材料製の調光素子デバイス(図示省略)に
液晶組成物を封入して第1発明の光散乱型調光素子を構
成し、電場や温度場等を所定のプログラムに従って制御
しつつ光線を入射させた時の該調光素子の光透過量の変
化を示す。図2(a)〜図2(e)は、図1に示された
光透過量の変化に対応する液晶組成物の状態を推定した
ものである。なお、偏平形状の粒子として液晶との親和
性を示すものを用いているので、偏平形状の粒子は常に
液晶中で良好に分散している。また、この作用説明にお
いて、偏平形状の粒子は、その光散乱作用が液晶組成物
の光透過率に実質的に影響しない程度の密度に含まれて
いることを前提としている。
(Operation of the first invention) The operation of the first invention is shown in FIGS.
A description will be given based on (a) to FIG. FIG. 1 is a light-scattering type dimming device of the first invention in which a liquid crystal composition is enclosed in a dimming element device (not shown) made of a transparent material, which is provided with a transparent electrode and has a temperature control means or a shearing force applying means. The change of the light transmission amount of the light control element when a light beam is incident on the element while controlling the electric field, the temperature field and the like according to a predetermined program is shown. FIGS. 2A to 2E are estimates of the state of the liquid crystal composition corresponding to the change in the amount of light transmission shown in FIG. In addition, since the particles having the affinity for the liquid crystal are used as the flat particles, the flat particles are always well dispersed in the liquid crystal. Further, in the explanation of this action, it is premised that the flat particles are included in the density such that the light scattering action thereof does not substantially affect the light transmittance of the liquid crystal composition.

【0020】最初、調光素子の液晶組成物を液晶温度
(いわゆる液晶状態が維持される温度)下で電圧非印加
状態に置くと、図2(a)に示すように偏平形状の粒子
1がランダムに配向して分散し、その結果、個々の偏平
な粒子1により周囲を区画されたルーズなセル構造2が
多数形成される。個々のセル構造2の内部においてドメ
インを構成する液晶分子3の配向は、セル構造2を区画
する偏平な粒子1の配向によって規制されるため、液晶
分子3の配向はドメイン毎にランダムとなり、液晶組成
物は光透過量の小さい状態(光散乱状態)になる。従っ
て、調光素子の光透過量も図1中の(1)で示すように
小さい。
First, when the liquid crystal composition of the light control element is placed in a state in which no voltage is applied at a liquid crystal temperature (so-called temperature at which the liquid crystal state is maintained), flat particles 1 are formed as shown in FIG. 2 (a). The particles are randomly oriented and dispersed, and as a result, a large number of loose cell structures 2 whose periphery is divided by the individual flat particles 1 are formed. Since the orientation of the liquid crystal molecules 3 forming domains inside each cell structure 2 is restricted by the orientation of the flat particles 1 partitioning the cell structure 2, the orientation of the liquid crystal molecules 3 becomes random for each domain, The composition is in a state of small light transmission (light scattering state). Therefore, the light transmission amount of the light control element is small as indicated by (1) in FIG.

【0021】次に、透明電極によって調光素子に電圧を
印加すると、図2(b)に示すように電場応答性の液晶
分子3が、その誘電異方性が正なので、電圧の印加方向
に沿って配向する。この時、偏平形状の粒子1も、自ら
電場応答性を持たない場合においても、液晶分子3が配
向しようとする力に駆動されて結果的に同じ方向へ配向
する、と考えられる。この結果前記のセル構造2は解消
され、液晶組成物は光透過量の大きい状態(光透過状
態)となる。従って、調光素子の光透過量も図1中の
(2)で示すように大きくなる。図1中の(1)から
(2)への変化は極めて迅速であり、一般的に、10〜
20ミリ秒程度の応答時間であるため、高速応答性があ
るといえる。
Next, when a voltage is applied to the light control element by the transparent electrode, the electric field responsive liquid crystal molecule 3 has a positive dielectric anisotropy as shown in FIG. Orient along. At this time, even if the flat particles 1 do not have electric field response by themselves, it is considered that the liquid crystal molecules 3 are driven by the force to be aligned and consequently are aligned in the same direction. As a result, the cell structure 2 described above is eliminated, and the liquid crystal composition is in a state where the amount of light transmission is large (light transmission state). Therefore, the light transmission amount of the light control element also becomes large as shown by (2) in FIG. The change from (1) to (2) in FIG. 1 is extremely rapid, generally 10 to
Since the response time is about 20 milliseconds, it can be said that there is a high-speed response.

【0022】そしてここで電圧印加を解除しても、図1
中の(3)に示すように、調光素子の光透過量は若干の
低下を示すに止まり、外場からの特段の干渉を加えない
限りこの光透過状態を維持する。つまり調光素子はメモ
リー性を備えている。このメモリー性は次のようなメカ
ニズムに基づくものと推定している。
Even if the voltage application is canceled here, as shown in FIG.
As shown in (3), the light transmission amount of the light control element shows only a slight decrease, and this light transmission state is maintained unless special interference from the external field is added. That is, the light control element has a memory property. It is estimated that this memory property is based on the following mechanism.

【0023】即ち、調光素子への電圧印加を解除して
も、偏平形状の粒子1の配向は維持され、液晶温度下に
あって液晶組成物中の全ての液晶分子3が偏平形状の粒
子1と同じ方向に配向しようとするため、調光素子は前
記の図2(a)のような光散乱状態へは戻らない。な
お、このメモリー状態において調光素子の光透過量が若
干の低下を示す原因については、前記電圧印加状態にお
ける粒子1の配向が自力によるものでないために必ずし
も完全ではなく、ごく僅かな配向のバラツキを残してい
ることから、電圧印加を解除すると図2の(c)に示す
ように、液晶分子の配向のバラツキを僅かに残した極め
て不完全なドメインが形成されるためである、と推定さ
れる。
That is, even if the voltage application to the light control element is released, the orientation of the flat particles 1 is maintained, and all the liquid crystal molecules 3 in the liquid crystal composition are flat particles at the liquid crystal temperature. The light control element does not return to the light-scattering state as shown in FIG. 2A because it is oriented in the same direction as 1. The reason why the light transmission amount of the light control element slightly decreases in this memory state is not necessarily perfect because the orientation of the particles 1 in the voltage applied state is not due to its own force, and there is a slight variation in the orientation. It is presumed that this is because when the voltage application is released, an extremely incomplete domain with slight variations in alignment of the liquid crystal molecules is formed when the voltage application is released, as shown in FIG. It

【0024】上記のメモリー状態を解除する有効かつ実
用的な手段としては、第3発明に示すように、現在まで
のところ、二通りの手段が判明している。
As an effective and practical means for canceling the above-mentioned memory state, as shown in the third aspect of the invention, two kinds of means have so far been known.

【0025】第一のメモリー状態解除手段は、調光素子
中の液晶組成物の温度を等方温度へ昇温させることであ
る。即ち、温度制御手段によってメモリー状態の液晶組
成物を等方温度に昇温させた後、再度液晶温度に降温さ
せれば、液晶組成物の光透過量は一旦やや大きくなった
後に顕著に小さくなり、光散乱状態に戻る。従って、調
光素子の光透過量も図1中の(4)に示すように一旦や
や大きくなった後に図1中の(5)に示すように顕著に
小さくなる。このことから、第1発明の調光素子は、メ
モリー性と高速応答性を備え、かつ温度場によって光散
乱状態と光透過状態との変化を起こすことができる。
The first memory state releasing means is to raise the temperature of the liquid crystal composition in the light control element to an isotropic temperature. That is, if the temperature control means raises the temperature of the liquid crystal composition in the memory state to an isotropic temperature and then lowers it to the liquid crystal temperature again, the light transmission amount of the liquid crystal composition once becomes slightly large and then becomes significantly small. , Return to the light scattering state. Therefore, the light transmission amount of the light control element once becomes slightly large as shown in (4) of FIG. 1 and then becomes significantly small as shown in (5) of FIG. From this, the light control element of the first invention has a memory property and a high-speed response, and can change between the light scattering state and the light transmitting state depending on the temperature field.

【0026】この場合のメモリー状態解除のメカニズム
は次のように推定される。即ち、液晶組成物の等方温度
への昇温により液晶組成物中の液晶分子3が図2(d)
に示すようにランダムに配向する等方状態が実現され
て、調光素子の光透過量は一旦やや大きくなり、この
時、液晶分子3の等方状態の配向に影響されて、粒子1
の配向のバラツキも大きくなる。そして再度液晶温度に
降温させると、バラツキをもって配向した粒子1により
ルーズなセル構造2が多数形成され、その内部において
ドメインを構成する液晶分子3の配向はドメイン毎にラ
ンダムとなり、液晶組成物が光散乱状態に戻るのであ
る。
The mechanism for canceling the memory state in this case is estimated as follows. That is, when the temperature of the liquid crystal composition is raised to the isotropic temperature, the liquid crystal molecules 3 in the liquid crystal composition are changed to those shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the isotropic state of randomly aligning is realized, and the light transmission amount of the light control element is slightly increased. At this time, the isotropic state of the liquid crystal molecules 3 affects the particle 1
The variation in the orientation of is also large. Then, when the temperature is lowered to the liquid crystal temperature again, a large number of loose cell structures 2 are formed by the particles 1 that are aligned with variations, and the alignment of the liquid crystal molecules 3 that form the domains therein becomes random for each domain, and the liquid crystal composition becomes It returns to the scattered state.

【0027】なお、この時の、図1中の(5)に示す光
散乱状態が、前記図1中の(1)に示す光散乱状態より
も光透過量が大きい場合もある。そのような状態を完全
に解除したい場合には、次に述べる第二の手段である剪
断力を与えることにより、調光素子中の液晶組成物は完
全に図2(e)に示す光散乱状態(図2(a)に示す光
散乱状態に等しい。)に戻り、調光素子の光透過量も図
1中の(1)に示すレベルに戻る。また、前記のメモリ
ー状態を解除した後、そのまま電圧を印加しても、剪断
力を与えた後に電圧を印加しても、図2(b)の光透過
状態を等しく再現できる。
At this time, the light scattering state shown by (5) in FIG. 1 may have a larger light transmission amount than the light scattering state shown by (1) in FIG. When it is desired to cancel such a state completely, the liquid crystal composition in the light control element is completely given the light scattering state shown in FIG. 2 (e) by applying a shearing force which is the second means described below. (Equivalent to the light scattering state shown in FIG. 2A.) And the light transmission amount of the light control element also returns to the level shown in (1) in FIG. In addition, the light transmission state of FIG. 2B can be equally reproduced by applying the voltage as it is after releasing the memory state or applying the voltage after applying the shearing force.

【0028】因みに、液晶100重量部に対して、例え
ば0.5〜0.001重量部程度の所定の濃度で、例え
ばテトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラエチル
アンモニウムブロマイド等の電解質を含ませていた場合
には、液晶組成物に電流を通ずるだけで、液晶組成物が
昇温して行く。そして通電を止めれば、液晶組成物が降
温する。従って、液晶組成物が上記のように電解質を含
む場合には、通電をもって温度制御手段となすことがで
きる可能性もある。
By the way, when the electrolyte such as tetrabutylammonium bromide or tetraethylammonium bromide is contained at a predetermined concentration of, for example, about 0.5 to 0.001 part by weight with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal. The temperature of the liquid crystal composition rises just by passing an electric current through the liquid crystal composition. Then, when the energization is stopped, the temperature of the liquid crystal composition is lowered. Therefore, when the liquid crystal composition contains an electrolyte as described above, there is a possibility that it can be used as a temperature control means by energizing.

【0029】第二のメモリー状態解除手段は、メモリー
状態の調光素子に適当な手段によって外部からのズリ、
振動、衝撃等の剪断力を与えることである。調光素子に
剪断力が与えられると、液晶組成物中の粒子1は一挙に
ランダムな配向状態となり、図2(e)に示す光散乱状
態に戻ると共に調光素子の光透過量も図1中の(1)に
示すレベルに戻る。即ち、この場合、光透過量は図1中
の(3)のレベルから一点鎖線で示すパターンに従い図
1中の(1)に示すレベルに戻るのである。
The second memory state releasing means is a means suitable for the dimming element in the memory state, which is used to shift from the outside.
It is to give a shearing force such as vibration and impact. When a shearing force is applied to the light control element, the particles 1 in the liquid crystal composition are in a random alignment state at once, returning to the light scattering state shown in FIG. 2 (e), and the light transmission amount of the light control element is also shown in FIG. Return to the level shown in (1). That is, in this case, the light transmission amount returns from the level (3) in FIG. 1 to the level (1) in FIG. 1 according to the pattern indicated by the alternate long and short dash line.

【0030】以上の第1発明の作用説明においては、偏
平形状の粒子は、その光散乱作用が液晶組成物の光透過
率に実質的に影響しない程度の密度に含まれていること
を前提としている。しかし、仮に粒子1が液晶組成物の
光透過率に実質的に影響する密度で含まれているとした
場合でも、図2(a)及び図2(e)に示す液晶組成物
の光散乱状態において、ランダムな配向で分散した粒子
1による光散乱作用が加わるため、調光素子の光透過量
が一層小さくなる。従って、調光素子の光散乱状態と光
透過状態との光透過量の差が一層大きくなる。即ち、調
光コントラストが一層高くなる。その他の点は上記の作
用と基本的に同様である。
In the above description of the operation of the first invention, it is premised that the flat particles are included in the density at which the light scattering effect does not substantially affect the light transmittance of the liquid crystal composition. There is. However, even if the particles 1 are contained at a density that substantially affects the light transmittance of the liquid crystal composition, the light scattering state of the liquid crystal composition shown in FIGS. 2A and 2E is shown. In the above, since the light scattering action by the particles 1 dispersed in a random orientation is added, the light transmission amount of the light control element is further reduced. Therefore, the difference in the amount of light transmission between the light scattering state and the light transmitting state of the light control element is further increased. That is, the dimming contrast becomes higher. Other points are basically the same as the above-mentioned operation.

【0031】(第2発明の作用)第2発明は、第1発明
の調光素子に用いられる液晶組成物に対して、更に液晶
中に含ませた二色性色素が組成分として付加された構成
である。従って、吸収スペクトルの異なる各種の色素を
選択して使用することにより、調光素子の透過光に任意
の色彩を付与するという多色化を行うことができる。
(Operation of Second Invention) In the second invention, a dichroic dye contained in the liquid crystal is further added as a component to the liquid crystal composition used in the light control element of the first invention. It is a composition. Therefore, by selecting and using various kinds of dyes having different absorption spectra, it is possible to perform multi-coloring in which an arbitrary color is imparted to the transmitted light of the light control element.

【0032】一方、前記図2(a)の液晶組成物の光散
乱状態においては二色性色素もランダムに配向して光吸
収効果が現れ、図2(b)の光透過状態ないし図2
(c)のメモリー状態では液晶分子の配向に駆動されて
二色性色素も配向するため光吸収効果がほとんど無くな
る。そして調光素子に剪断力を与えると、二色性色素が
ランダムな配向に戻り、再び光吸収効果が現れる。即ち
液晶組成物の光散乱状態、光透過状態に同期して二色性
色素の光吸収効果の発現、消失が起こるため、調光素子
の調光コントラストが一層高くなる。その他の点は第1
発明の作用と基本的に同様である。
On the other hand, in the light-scattering state of the liquid crystal composition shown in FIG. 2A, the dichroic dyes are also randomly oriented to exhibit a light-absorbing effect, and the light-transmitting state shown in FIG.
In the memory state of (c), the liquid crystal molecules are driven to be aligned and the dichroic dye is also aligned, so that the light absorption effect is almost eliminated. When a shearing force is applied to the light control element, the dichroic dye returns to a random orientation, and the light absorption effect appears again. That is, the light absorption effect of the dichroic dye appears and disappears in synchronization with the light-scattering state and the light-transmitting state of the liquid crystal composition, so that the dimming contrast of the light control element is further increased. Other points are first
The operation of the invention is basically the same.

【0033】(第3発明の作用)第3発明においては、
メモリー状態解除手段が、温度制御手段、剪断力付与手
段のうちのいずれか1以上の手段からなる。各手段の作
用の内容は、前記第1発明の作用の説明において述べた
通りである。
(Operation of Third Invention) In the third invention,
The memory state releasing means is composed of one or more of a temperature control means and a shearing force applying means. The contents of the action of each means are as described in the explanation of the action of the first invention.

【0034】(第4発明の作用)第4発明では、調光素
子に用いる液晶組成物の液晶として、通常の調光素子が
常用される温度の範囲において液晶状態と等方状態との
間の相変化を起こすものを用いる。従って、前記メモリ
ー状態解除手段としての温度制御がこのような常用温度
範囲において行われる。このことは、調光素子の用途の
拡大と、耐久性の向上とに寄与する。その他の点は第1
発明〜第3発明の作用と基本的に同様である。
(Operation of Fourth Invention) In the fourth invention, as the liquid crystal of the liquid crystal composition used for the light control element, the liquid crystal composition is between a liquid crystal state and an isotropic state in the temperature range where a normal light control element is usually used. Use the one that causes a phase change. Therefore, the temperature control as the memory state releasing means is performed in such a normal temperature range. This contributes to expansion of applications of the light control device and improvement of durability. Other points are first
The operation of the invention to the third invention is basically the same.

【0035】(第5発明の作用)第5発明では、調光素
子に用いる液晶組成物の液晶分子が低分子量の分子であ
る。従って、調光素子の液晶組成物が前記図2(a)の
光散乱状態にある場合において、これに電圧を印加した
時、液晶分子が一層迅速に配向する。よって調光素子の
高速応答性が一層向上する。その他の点は第1発明〜第
4発明の作用と基本的に同様である。
(Operation of Fifth Invention) In the fifth invention, the liquid crystal molecules of the liquid crystal composition used for the light control element are low molecular weight molecules. Therefore, when the liquid crystal composition of the light control element is in the light scattering state of FIG. 2 (a), when a voltage is applied to it, the liquid crystal molecules are more rapidly aligned. Therefore, the high speed response of the light control element is further improved. Other points are basically the same as those of the first to fourth inventions.

【0036】(第6発明の作用)第6発明では、液晶組
成物に含まれる偏平形状の粒子が電場応答性を示す粒子
である。従って、前記図2(a)に示す光散乱状態の液
晶組成物に電圧を印加した場合に、液晶分子のみでな
く、偏平形状の粒子も自律的に配向するから、光透過状
態における液晶分子及び偏平形状の粒子の配向に僅かな
バラツキもなくなり、調光素子の光透過量が更に大きく
なる。その結果、第1発明の場合よりも調光素子の調光
コントラストが一層高くなる。その他の点は第1発明〜
第5発明の作用と基本的に同様である。
(Operation of Sixth Invention) In the sixth invention, the flat particles contained in the liquid crystal composition are particles exhibiting electric field response. Therefore, when a voltage is applied to the liquid crystal composition in the light-scattering state shown in FIG. 2A, not only the liquid crystal molecules but also the flat particles are oriented autonomously. There is no slight variation in the orientation of the flat particles, and the light transmission amount of the light control element is further increased. As a result, the dimming contrast of the dimming element becomes higher than that of the first invention. Other points are the first invention ~
It is basically the same as the operation of the fifth invention.

【0037】(第7発明の作用)第7発明では、偏平形
状の粒子が有機化された層状粘土鉱物である。有機化さ
れた層状粘土鉱物は液晶との親和性を示し、また電場応
答性を示す。更に、層状粘土鉱物は、有機化されること
により結晶層単位に分離されたアスペクト比の大きな粒
子となる。以上のことから、有機化された層状粘土鉱物
は、液晶のドメインを区画するためのセル構造の構成材
料として最適なものの一つである。従って第7発明で
は、前記した偏平形状の粒子の種々の作用が典型的かつ
効率的に発現される。
(Operation of Seventh Invention) In the seventh invention, the flat particles are organically modified layered clay minerals. Organized layered clay minerals have affinity for liquid crystals and electric field response. Further, the layered clay mineral becomes a particle having a large aspect ratio, which is separated into crystal layer units by being organized. From the above, the organically modified layered clay mineral is one of the most suitable constituent materials for the cell structure for partitioning the domains of the liquid crystal. Therefore, in the seventh invention, various actions of the above-mentioned flat particles are typically and efficiently exhibited.

【0038】[0038]

【発明の効果】【The invention's effect】

(第1発明の効果)第1発明の光散乱型調光素子は、メ
モリー性と高速応答性とを併せ持つ。
(Effect of the first invention) The light-scattering type light control device of the first invention has both a memory property and a high-speed response property.

【0039】(第2発明の効果)第2発明の調光素子
は、第1発明の調光素子の効果に加え、調光素子の多色
化を図ることができ、また、調光素子の調光コントラス
トを一層高くすることができる。
(Effect of the Second Invention) In addition to the effect of the light control element of the first invention, the light control element of the second invention can achieve multicolor control of the light control element, and further, The dimming contrast can be further increased.

【0040】(第3発明の効果)第3発明の調光素子
は、第1発明及び第2発明の効果に加え、調光素子にお
ける、2,3の有効なメモリー状態解除手段を提供す
る。
(Effect of the third invention) The light control element of the third invention provides, in addition to the effects of the first and second inventions, a few effective memory state releasing means in the light control element.

【0041】(第4発明の効果)第4発明の調光素子
は、第1発明〜第3発明の効果に加え、調光素子の用途
が拡大され、また、その耐久性を向上させることができ
る。
(Effect of Fourth Invention) In addition to the effects of the first invention to the third invention, the light control element of the fourth invention can be used for a wider range of applications, and its durability can be improved. it can.

【0042】(第5発明の効果)第5発明の調光素子
は、第1発明〜第4発明の効果に加え、調光素子の高速
応答性を一層向上させることができる。
(Effect of Fifth Invention) In addition to the effects of the first invention to the fourth invention, the light control element of the fifth invention can further improve the high-speed response of the light control element.

【0043】(第6発明の効果)第6発明の調光素子
は、第1発明〜第5発明の効果に加え、電圧印加時と電
圧非印加時との調光コントラストを一層高くすることが
できる。
(Effect of Sixth Invention) In addition to the effects of the first to fifth inventions, the dimming element of the sixth invention can further increase the dimming contrast between when voltage is applied and when voltage is not applied. it can.

【0044】(第7発明の効果)第7発明の調光素子
は、第1発明〜第6発明の効果に加え、偏平形状の粒子
の種々の作用を典型的かつ効率的に発現させることがで
きる。
(Effect of Seventh Invention) In addition to the effects of the first invention to the sixth invention, the light control element of the seventh invention can exhibit various actions of flat particles typically and efficiently. it can.

【0045】[0045]

【実施態様】次に、第1発明〜第7発明の実施態様につ
いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the first invention to the seventh invention will be described.

【0046】(中空セルの実施態様)中空のセルは、少
なくとも光透過部分が無色あるいは有色の透明である。
従って調光素子が光透過型のものである場合は、光透過
方向に沿うセルの前後の壁部が透明であり、調光素子が
ディスプレーやミラーのような光反射タイプのものであ
る場合は光入射部の壁部は透明であるが、光反射部の壁
部は不透明あるいは光反射性である。
(Embodiment of Hollow Cell) In the hollow cell, at least the light transmitting portion is colorless or colored and transparent.
Therefore, if the light control element is of a light transmission type, the front and rear walls of the cell along the light transmission direction are transparent, and if the light control element is of a light reflection type such as a display or a mirror. The wall of the light incident portion is transparent, while the wall of the light reflecting portion is opaque or light reflective.

【0047】第1発明〜第7発明において「透明」と
は、必ずしも絶対的な透明状態を意味するものではな
く、「調光素子の使用目的に応じて相対的に許容され、
あるいは望まれる限度において光透過性である」という
ことを意味する。従ってまた、「光透過率が低い」と
か、「不透明」とかの語句の意味も、上記の意味での
「透明」との関係で相対的に定まるものであり、必ずし
も完全な遮光状態や完全な不透明を意味しない。
In the first to seventh inventions, "transparent" does not necessarily mean an absolute transparent state, but "relatively allowed depending on the purpose of use of the light control element,
Or it is light-transmissive to the extent desired. " Therefore, the meanings of the terms "low light transmittance" and "opaque" are also relatively determined by the relationship with "transparent" in the above meaning, and it is not always the case that a perfect light-shielded state or a perfect Does not mean opaque.

【0048】セルにおいて液晶組成物を充填するための
中空部は、光透過方向に適当な幅のギャップを有するこ
とが必要である。ギャップの幅は、調光素子の使用目的
や、液晶組成物に形成されるドメインの大きさに応じて
種々に要求されるが、例えば数μm〜数十μmのギャッ
プ、あるいはドメインの径の数倍程度に設定することが
できる。
The hollow portion for filling the liquid crystal composition in the cell needs to have a gap having an appropriate width in the light transmitting direction. The width of the gap is variously required depending on the purpose of use of the light control element and the size of the domain formed in the liquid crystal composition, but for example, a gap of several μm to several tens of μm or the number of domain diameters. It can be set to about double.

【0049】セルの中空部の広がり(光入射方向に対し
て垂直な方向のサイズ)については限定がない。例えば
自動車の窓ガラスに対応するような大きな寸法を持って
いても良い。セルは、全体として大きな広がりを持つよ
うに形成されると共に、隔壁によって多数の小さなサブ
セルに区画されていても良い。その場合、セル全体が1
対の大きな電極でカバーされている場合でもセル破損時
の液晶組成物の漏出を可及的に防止できる効果があり、
更に個々のサブセル毎にあるいは一定数のサブセル群毎
に別個にON−OFF可能な電極が設けられている場合
にはセルの部位ごとに異なる光透過率を設定できる効果
がある。以上の点を除けば、セルあるいはその中空部の
構成材料、形状、寸法には限定がない。
The expansion of the hollow portion of the cell (size in the direction perpendicular to the light incident direction) is not limited. For example, it may have a large size corresponding to the window glass of an automobile. The cell may be formed to have a large spread as a whole, and may be divided into a large number of small subcells by partition walls. In that case, the whole cell is 1
Even if it is covered with a pair of large electrodes, it has the effect of preventing leakage of the liquid crystal composition when the cell is damaged,
Further, when the electrodes that can be turned on and off individually are provided for each individual subcell or for each fixed number of subcell groups, different light transmittance can be set for each cell part. Except for the above points, there is no limitation on the constituent material, shape, and size of the cell or its hollow portion.

【0050】(液晶の実施態様)第1発明〜第7発明の
調光素子に用いる液晶は、電場応答性でかつ誘電異方性
が正の液晶分子を主成分とする。このような液晶分子の
代表的なものとして、例えば、次に「化1」〜「化1
7」として列挙するネマチック液晶分子、「化18」〜
「化26」として列挙するコレステリック液晶分子、
「化27」及び「化28」として示すスメクチック液晶
分子がある。
(Embodiment of Liquid Crystal) The liquid crystal used in the light control device of the first invention to the seventh invention is mainly composed of liquid crystal molecules having electric field response and positive dielectric anisotropy. As typical examples of such liquid crystal molecules, for example, the following "Chemical formula 1" to "Chemical formula 1"
Liquid crystal molecules listed as “7”,
Cholesteric liquid crystal molecules listed as “Chemical Formula 26”,
There are smectic liquid crystal molecules shown as "Chemical Formula 27" and "Chemical Formula 28".

【0051】上記の「化1」〜「化28」に示す液晶分
子のうち、「化1」においてnは3〜8の整数、「化
2」においてnは4〜8の整数である、「化3」におい
てnは6〜8の整数、「化4」においてnは3,5〜
8,10のうちのいずれかの整数、「化5」においてn
は3,5,7,9,10のうちのいずれかの整数、「化
6」においてnは3,4,6,7のうちのいずれかの整
数、「化7」においてnは3,4,6,8のうちのいず
れかの整数、「化8」においてnは2〜4のうちのいず
れかの整数、「化9」においてnは2〜7のうちのいず
れかの整数、「化10」においてnは3,5のうちのい
ずれかの整数、「化13」においてnは5,7のうちの
いずれかの整数、「化14」においてnは4,6のうち
のいずれかの整数、「化15」においてnは4,6,8
のうちのいずれかの整数、「化16」においてnは6、
「化17」においてnは3,5のうちのいずれかの整
数、「化27」においてnは8〜12のいずれかの整
数、「化28」においてnは8〜12のいずれかの整数
である。
Among the liquid crystal molecules shown in "Chemical Formula 1" to "Chemical Formula 28" above, in "Chemical Formula 1", n is an integer of 3 to 8, and in "Chemical Formula 2", n is an integer of 4 to 8. In Chemical formula 3, n is an integer of 6 to 8, and in Chemical formula 4, n is 3.5 to 5.
An integer of 8 or 10, n in "Chemical formula 5"
Is an integer of 3, 5, 7, 9, and 10, n in "Chemical formula 6" is any integer of 3, 4, 6, 7, and n is 3,4 in "Chemical formula 7" , 6, 8 and n in “Chemical formula 8”, n is any integer in 2 to 4, and in “Chemical formula 9” n is any integer in 2 to 7, 10 ", n is an integer of 3, 5", "Chemical 13" is an integer of 5, 7, and "Chemical 14" is an integer of 4, 6 An integer, where n is 4, 6, 8 in "Ka 15"
Any of the integers, n is 6 in “Chemical 16”,
In "Chemical formula 17", n is an integer of 3 or 5, "Chemical formula 27" is an integer of 8 to 12, and "Chemical formula 28" is an integer of 8 to 12. is there.

【0052】[0052]

【化1】 [Chemical 1]

【0053】[0053]

【化2】 [Chemical 2]

【0054】[0054]

【化3】 [Chemical 3]

【0055】[0055]

【化4】 [Chemical 4]

【0056】[0056]

【化5】 [Chemical 5]

【0057】[0057]

【化6】 [Chemical 6]

【0058】[0058]

【化7】 [Chemical 7]

【0059】[0059]

【化8】 [Chemical 8]

【0060】[0060]

【化9】 [Chemical 9]

【0061】[0061]

【化10】 [Chemical 10]

【0062】[0062]

【化11】 [Chemical 11]

【0063】[0063]

【化12】 [Chemical 12]

【0064】[0064]

【化13】 [Chemical 13]

【0065】[0065]

【化14】 [Chemical 14]

【0066】[0066]

【化15】 [Chemical 15]

【0067】[0067]

【化16】 [Chemical 16]

【0068】[0068]

【化17】 [Chemical 17]

【0069】[0069]

【化18】 [Chemical 18]

【0070】[0070]

【化19】 [Chemical 19]

【0071】[0071]

【化20】 [Chemical 20]

【0072】[0072]

【化21】 [Chemical 21]

【0073】[0073]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0074】[0074]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0075】[0075]

【化24】 [Chemical formula 24]

【0076】[0076]

【化25】 [Chemical 25]

【0077】[0077]

【化26】 [Chemical formula 26]

【0078】[0078]

【化27】 [Chemical 27]

【0079】[0079]

【化28】 [Chemical 28]

【0080】なお、誘電異方性が正であってもその値が
小さい液晶分子や、誘電異方性が負の液晶分子、即ち、
例えば次に「化29」〜「化57」として列挙する液晶
分子でも、前記した「化1」〜「化28」の液晶分子か
らなる液晶と混合した結果として、全体の誘電異方性が
正を示せば、差し支えなく使用できる。
Liquid crystal molecules having a small value even if the dielectric anisotropy is positive, or liquid crystal molecules having a negative dielectric anisotropy, that is,
For example, the liquid crystal molecules listed below as “Chemical formula 29” to “Chemical formula 57” have positive dielectric anisotropy as a result of being mixed with the liquid crystal molecules composed of the liquid crystal molecules of “Chemical formula 1” to “Chemical formula 28”. If you show, you can use without any problem.

【0081】「化29」〜「化57」の液晶分子につ
き、「化29」においてはnは1〜3の整数であってn
が1の時はmは3〜6のいずれかの整数、nが2の時は
mは4,6のうちのいずれかの整数、nが3の時はmは
8であり、「化35」においてはnが1でmが5の組み
合わせか、nが6でmが4の組み合わせのいずれかであ
り、「化36」においてはnが1でmが6の組み合わせ
か、nが5でmが8の組み合わせのいずれかであり、
「化38」においてはnが1でmが5の組み合わせか、
nが6でmが9の組み合わせのいずれかであり、「化4
3」においてはnが4又は5のいずれかの整数で、nが
4の時mが4,6,7のうちのいずれかの整数、nが5
の時mが5であり、「化44」においてはnが3〜5の
いずれかの整数で、nが3の時mが2,4のうちのいず
れかの整数、nが4又は5の時mが2,5のうちのいず
れかの整数である。
Regarding the liquid crystal molecules of “Chemical formula 29” to “Chemical formula 57”, in “Chemical formula 29”, n is an integer of 1 to 3 and n
When 1 is 1, m is an integer of 3 to 6, when n is 2, m is an integer of 4, 6, and when n is 3, m is 8. Is a combination of n = 1 and m = 5, or a combination of n = 6 and m = 4, and in the formula 36, a combination of n = 1 and m = 6, or n = 5 m is one of the combinations of 8,
In “Chemical 38”, the combination of n = 1 and m = 5,
Either n is 6 and m is 9, and
3 ”, n is an integer of 4 or 5, and when n is 4, m is an integer of 4, 6, or 7, and n is 5
When m is 5, when n is any integer of 3 to 5 in "Chemical formula 44", when n is 3, m is any integer of 2, 4 and n is 4 or 5 The hour m is an integer of 2 or 5.

【0082】[0082]

【化29】 [Chemical 29]

【0083】[0083]

【化30】 [Chemical 30]

【0084】[0084]

【化31】 [Chemical 31]

【0085】[0085]

【化32】 [Chemical 32]

【0086】[0086]

【化33】 [Chemical 33]

【0087】[0087]

【化34】 [Chemical 34]

【0088】[0088]

【化35】 [Chemical 35]

【0089】[0089]

【化36】 [Chemical 36]

【0090】[0090]

【化37】 [Chemical 37]

【0091】[0091]

【化38】 [Chemical 38]

【0092】[0092]

【化39】 [Chemical Formula 39]

【0093】[0093]

【化40】 [Chemical 40]

【0094】[0094]

【化41】 [Chemical 41]

【0095】[0095]

【化42】 [Chemical 42]

【0096】[0096]

【化43】 [Chemical 43]

【0097】[0097]

【化44】 [Chemical 44]

【0098】[0098]

【化45】 [Chemical formula 45]

【0099】[0099]

【化46】 [Chemical formula 46]

【0100】[0100]

【化47】 [Chemical 47]

【0101】[0101]

【化48】 [Chemical 48]

【0102】[0102]

【化49】 [Chemical 49]

【0103】[0103]

【化50】 [Chemical 50]

【0104】[0104]

【化51】 [Chemical 51]

【0105】[0105]

【化52】 [Chemical 52]

【0106】[0106]

【化53】 [Chemical 53]

【0107】[0107]

【化54】 [Chemical 54]

【0108】[0108]

【化55】 [Chemical 55]

【0109】[0109]

【化56】 [Chemical 56]

【0110】[0110]

【化57】 [Chemical 57]

【0111】液晶分子の液晶相についてはネマチック性
またはコレステリック性のものが、一般的に電場応答性
が高いという理由から好ましいが、スメクチック性のも
のでも、前記した「化27」,「化28」に示すような
電場応答性を示すものなら使用可能である。
The liquid crystal phase of the liquid crystal molecule is preferably a nematic or cholesteric one because it generally has a high electric field response, but a smectic one is also preferable. Any device that exhibits electric field response as shown in can be used.

【0112】電場応答性でかつ誘電異方性が正の液晶の
うち、通常の調光素子が常用される温度の範囲において
液晶状態と等方状態との間の相変化を起こす液晶を用い
ることが、調光素子の用途が拡大され、又、その耐久性
を向上させることができる、という理由からより好まし
い。このような温度範囲は、調光素子の用途によっても
異なるため一律に規定し難いが、一般的には−10〜6
0°Cの範囲あるいはその近傍の範囲であると観念され
る。前記「化1」〜「化57」に列挙した液晶分子から
なる液晶あるいはこれらの液晶の2種以上の混合物の多
くが前記の温度範囲に含まれる。
Among liquid crystals having electric field responsiveness and positive dielectric anisotropy, use should be made of a liquid crystal which causes a phase change between a liquid crystal state and an isotropic state in a temperature range where a normal light control element is commonly used. However, it is more preferable because the applications of the light control element can be expanded and the durability thereof can be improved. It is difficult to uniformly define such a temperature range because it depends on the use of the light control element, but in general, it is -10 to 6
It is considered to be in the range of 0 ° C or in the vicinity thereof. Most of the liquid crystals composed of the liquid crystal molecules listed in "Chemical Formula 1" to "Chemical Formula 57" or a mixture of two or more of these liquid crystals are included in the above temperature range.

【0113】なお、本願発明において、電場応答性でか
つ誘電異方性が正の液晶のうち、前記のような常用温度
範囲を一部あるいは全部外れた範囲において液晶状態と
等方状態との間の相変化を起こす液晶も使用可能である
ことは言うまでもない。
In the invention of the present application, among the liquid crystals having electric field response and positive dielectric anisotropy, the liquid crystal state and the isotropic state are partially or completely out of the normal temperature range. It goes without saying that a liquid crystal that causes a phase change of can also be used.

【0114】電場応答性でかつ誘電異方性が正の液晶の
うち、液晶分子が低分子量の分子であるものを用いる
と、調光素子の電場応答速度が高くなり、ひいては電場
応答のための閾値電圧を低く設定することができる、と
いう理由から、より好ましい。本発明で言う低分子量と
は、液晶分子の化学構造に応じて異なるが、例えば、分
子量が1000以下のものを言う。このような液晶分子
の例として、前記「化1」〜「化57」に列挙した液晶
分子の多くのものを挙げることができる。
Among liquid crystals having electric field responsiveness and positive dielectric anisotropy, when liquid crystal molecules having a low molecular weight are used, the electric field response speed of the light control element is increased, and eventually, the electric field response is improved. It is more preferable because the threshold voltage can be set low. The low molecular weight referred to in the present invention differs depending on the chemical structure of liquid crystal molecules, but means, for example, one having a molecular weight of 1000 or less. As examples of such liquid crystal molecules, many of the liquid crystal molecules listed in the above-mentioned "Chemical formula 1" to "Chemical formula 57" can be mentioned.

【0115】なお、本願発明において、電場応答性でか
つ誘電異方性が正の液晶のうち、液晶分子が低分子量の
分子でないものも使用可能であることは言うまでもな
い。
In the present invention, it is needless to say that among the liquid crystals having electric field response and positive dielectric anisotropy, those in which liquid crystal molecules are not low molecular weight molecules can be used.

【0116】液晶は、一種類のものを単独で用いても良
く、2種類以上の液晶の混合物を用いても良い。しかし
一般的には、広い温度範囲で液晶相を形成し易いと言う
理由から、後者の方が望ましい。混合液晶の例として、
前記「化29」の液晶(nが1で、mが4)60モル%
と、前記「化29」の液晶(nが2で、mが4)40モ
ル%とを混合したものが挙げられる。
As the liquid crystal, one kind may be used alone, or a mixture of two or more kinds of liquid crystals may be used. However, in general, the latter is preferable because it is easy to form a liquid crystal phase in a wide temperature range. As an example of mixed liquid crystal,
60 mol% of the liquid crystal of "Chemical Formula 29" (where n is 1 and m is 4)
And 40 mol% of the liquid crystal of “Chemical Formula 29” (n is 2 and m is 4).

【0117】(偏平形状の粒子の実施態様)液晶組成物
に分散させる偏平形状の粒子の「偏平」とは、粒子のア
スペクト比がある程度以上大きいことを言い、液晶組成
物中に効率的にセル構造のドメインを形成するために、
一般的にはアスペクト比が2以上、より好ましくは5以
上であることが望ましい。粒子の形状は、板状のものに
限らず、棒状あるいは針状であっても良い。
(Embodiment of Flat-Shaped Particles) “Flatness” of the flat-shaped particles dispersed in the liquid crystal composition means that the aspect ratio of the particles is large to some extent, and the flat-shaped particles can be efficiently dispersed in the liquid crystal composition. To form the domain of structure,
Generally, it is desirable that the aspect ratio is 2 or more, and more preferably 5 or more. The shape of the particles is not limited to the plate shape, and may be a rod shape or a needle shape.

【0118】偏平形状の粒子を構成する材料については
限定しない。但し、この偏平形状の粒子が電場により自
ら配向変化を起こす粒子である場合には、その配向変化
が明瞭・迅速に起こり、これによる前記の作用・効果が
明瞭に生起するという理由から、好ましい。
The material forming the flat particles is not limited. However, it is preferable that the flat particles are particles that change their own orientation by an electric field, because the changes in the orientation occur clearly and quickly, and the above-mentioned actions and effects are clearly generated.

【0119】電場により自ら配向変化を起こす偏平形状
の粒子の好ましい例として、層状粘土鉱物や、酸化チタ
ン、アルミナホワイト(水不溶性塩基性硫酸アルミニウ
ム)、炭酸カルシウム、薄片状酸化亜鉛、鱗片状アルミ
ニウム粉、紺青、ヘマタイト酸化物、各種セラミックス
の板状結晶、グラファイト等が挙げられる。更に、有機
物結晶や有機物の金属錯体等も使用できる。なお、電場
により自ら配向変化を起こさない粒子も、本願発明にお
いて使用することができる。電場応答性の小さい、ある
いは殆どない粒子の例として、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機ポリマー
より構成される粒子が挙げられる。
Preferable examples of flat particles which undergo orientation change by an electric field are layered clay minerals, titanium oxide, alumina white (water-insoluble basic aluminum sulfate), calcium carbonate, flaky zinc oxide, and flaky aluminum powder. , Navy blue, hematite oxide, plate-like crystals of various ceramics, graphite and the like. Furthermore, organic crystals, organic metal complexes, and the like can also be used. Particles that do not change their orientation by an electric field can also be used in the present invention. Examples of particles having little or no electric field response include particles made of organic polymers such as polyethylene, polypropylene, and polytetrafluoroethylene.

【0120】一方、液晶組成物の応答速度を液晶そのも
のの応答速度と同等に保つためには、偏平形状の粒子は
液晶分子と界面を通してのみ相互作用し、液晶の内部粘
性に殆ど影響を与えないものであることが好ましい。
On the other hand, in order to keep the response speed of the liquid crystal composition equal to the response speed of the liquid crystal itself, the flat particles interact with the liquid crystal molecules only through the interface and have little influence on the internal viscosity of the liquid crystal. It is preferably one.

【0121】以上の要求を考慮した時、偏平形状の粒子
として用いる材料としては、層状粘土鉱物が最も好まし
い。層状粘土鉱物としては、天然のあるいは合成された
モンモリロナイト、サポナイト、マイカ、ヘクトライト
等を用いることができるが、とりわけ、液晶中に比較的
分散し易いという理由から、モンモリロナイトが代表的
である。
Taking the above requirements into consideration, the layered clay mineral is most preferable as the material used for the flat particles. As the layered clay mineral, natural or synthetic montmorillonite, saponite, mica, hectorite, or the like can be used, but montmorillonite is typical because it is relatively easily dispersed in liquid crystal.

【0122】偏平形状の粒子の粒径は、0.1〜20μ
m程度が適当である。粒径がこの範囲より小さいと、液
晶組成物中のドメインを有効に形成させることができな
い、という不具合がある。粒径がこの範囲より大きい
と、調光素子を構成した場合に液晶組成物の不均一性が
目立ち、外観上の不具合を生じ、また、数十ミクロンメ
ーターのセルギャップを有する中空のセルを構成した場
合に、セルギャップの物理的な制約から配向が不十分に
なる恐れがある。特に好ましい粒径の範囲は0.2〜5
μmである。層状粘土鉱物をこれらの適当な粒径の範囲
で調製することは容易である。
The particle size of the flat particles is 0.1 to 20 μm.
m is suitable. If the particle size is smaller than this range, there is a problem that the domains in the liquid crystal composition cannot be effectively formed. When the particle size is larger than this range, nonuniformity of the liquid crystal composition becomes conspicuous when a dimming element is formed, causing an appearance defect, and a hollow cell having a cell gap of several tens of micrometers is formed. In that case, the orientation may be insufficient due to physical restrictions of the cell gap. Particularly preferred range of particle size is 0.2-5
μm. It is easy to prepare layered clay minerals in these appropriate particle size ranges.

【0123】偏平形状の粒子は、液晶のドメインを有効
に形成させる程度の密度に分散していることが好まし
い。一方、偏平形状の粒子の密度が高すぎて、互いにそ
の配向の変化を束縛する程になるのは好ましくない。こ
れらの要求に同時に答える密度は、液晶の種類あるいは
偏平形状の粒子の種類やサイズ等に応じて異なり、一律
に規定することは困難であるが、一般的には、液晶10
0重量部に対し偏平形状の粒子1〜10重量部を分散さ
せるのが望ましい。偏平形状の粒子が層状粘土鉱物であ
る場合にも、この範囲が当てはまる。
The flat particles are preferably dispersed in a density such that the liquid crystal domains are effectively formed. On the other hand, it is not preferable that the density of the flat particles is too high and the changes in their orientations are bound to each other. The density that simultaneously meets these requirements varies depending on the type of liquid crystal or the type and size of flat particles, and it is difficult to uniformly define the density.
It is desirable to disperse 1 to 10 parts by weight of flat particles with respect to 0 part by weight. This range also applies when the flat particles are layered clay minerals.

【0124】偏平形状の粒子の液晶中における分散状態
として、かならずしも個々の粒子が完全に分散した状態
を要求されるものではなく、粒子の一部が数個〜数十個
凝集していても、全体として偏平形状の粒子の前記作用
・効果が奏される程度に分散していれば足りる。例え
ば、層状粘土鉱物は、液晶中での分散状態において、そ
の一部は往々にして数十の粒子個体(単位層)が重なっ
た状態で存在するが、それでも十分に偏平形状の粒子の
前記作用・効果が奏される。
It is not always necessary for the flat particles to be dispersed in the liquid crystal so that the individual particles are completely dispersed. Even if some of the particles are agglomerated, It suffices that the flat particles as a whole are dispersed to the extent that the above-mentioned actions and effects are exhibited. For example, layered clay minerals often exist in a state of being dispersed in liquid crystal, with some dozens of individual particles (unit layers) overlapping each other, but the above-mentioned action of sufficiently flat particles is still observed.・ Effects are played.

【0125】少なくとも上記のような分散状態を維持す
るため、偏平形状の粒子には液晶との親和性が要求され
る。偏平形状の粒子が、例えば一部の有機物結晶や有機
物の金属錯体のように、もともと液晶との親和性を有す
る材料から成っている場合は、そのまま用いれば良い。
しかし、偏平形状の粒子が、例えば層状粘土鉱物の如き
無機物からなる粒子のように、本来的に液晶との親和性
を有しない材料から成っている場合には、液晶との親和
性を持たせるための処理が必要となる。このような処理
の例として、一般的には粒子の表面に有機物を吸着させ
たり結合させたりする処理がある。
In order to maintain at least the dispersion state as described above, the flat particles are required to have affinity with the liquid crystal. If the flat particles are made of a material that originally has an affinity for liquid crystals, such as some organic crystals or organic metal complexes, they may be used as they are.
However, if the flat particles are made of a material that does not inherently have an affinity for liquid crystals, such as particles made of an inorganic substance such as a layered clay mineral, it should have an affinity for liquid crystals. Processing is required. An example of such a treatment is generally a treatment of adsorbing or binding an organic substance on the surface of particles.

【0126】特に偏平形状の粒子が層状粘土鉱物である
場合には、これに液晶との親和性を持たせるために、イ
オン交換を行うことが有効である。即ち、層状粘土鉱物
の層間にはアルカリ金属イオンが存在するので、これを
液晶分子と親和性のある有機オニウムイオンや、液晶基
を有するオニウムイオンと交換(いわゆる、有機化)す
ることにより液晶との親和性を持たせることができる。
Especially when the flat particles are layered clay minerals, it is effective to carry out ion exchange in order to impart affinity to the liquid crystal. That is, since alkali metal ions exist between the layers of the layered clay mineral, they are exchanged with organic onium ions having an affinity for liquid crystal molecules or onium ions having a liquid crystal group (so-called organizing) to form liquid crystals. Can have an affinity of.

【0127】上記オニウムイオンの種類は、液晶分子と
親和性の優れたものが良いから、使用する液晶分子の種
類に応じて最適なものが選択されるが、例えばアルキル
アンモニウムイオン等が代表的である。なお、有機オニ
ウムイオンの選択により、層状粘土鉱物の表面の性質
や、電気的、光学的性質、分散性、電場に対する応答性
等を種々に制御することができる、という利点がある。
Since the type of the onium ion is preferably one having excellent affinity with the liquid crystal molecules, the most suitable one is selected according to the type of the liquid crystal molecules to be used. For example, an alkylammonium ion is typical. is there. It should be noted that there is an advantage that the surface properties, electrical and optical properties, dispersibility, responsiveness to an electric field, etc. of the layered clay mineral can be variously controlled by selecting the organic onium ion.

【0128】液晶と、これに対する親和性を有する偏平
形状の粒子との組成物を調製するに当たっては、両者を
単に混合すれば足りる。但し、共通溶媒を利用して両者
を均一に混合した後、共通溶媒を適当な手段で除去する
と、より均一に混合される。液晶と有機化層状粘土鉱物
との組成物を調製するに当たっても、同じことが言え
る。
In preparing the composition of the liquid crystal and the flat particles having an affinity for the liquid crystal, it is sufficient to simply mix the two. However, if both are uniformly mixed using a common solvent and then the common solvent is removed by an appropriate means, more uniform mixing is achieved. The same is true when preparing a composition of liquid crystal and an organized layered clay mineral.

【0129】(二色性色素の実施態様)本願発明におい
て液晶組成物に含ませる二色性色素としては、スペクト
ル変化がその用途に適したものであれば、いずれのもの
でも用いることができ、その分子形状や結晶形状につい
ても特段の限定はないが、前記偏平形状の粒子の場合と
同じ理由から、棒状等のある程度以上のアスペクト比を
持ったものが、より望ましい。
(Embodiment of Dichroic Dye) As the dichroic dye contained in the liquid crystal composition of the present invention, any dichroic dye can be used as long as its spectral change is suitable for its use. The molecular shape and crystal shape are not particularly limited, but for the same reason as in the case of the flat particles, those having an aspect ratio of a certain degree or more, such as rod-like particles, are more preferable.

【0130】二色性色素の例として、「化58」〜「化
77」に示すアゾ系二色性色素や、「化78」〜「化8
1」に示すアゾメチン系二色性色素、「化82」に示す
スチリル系二色性色素、「化83」〜「化86」に示す
アントラキノン系二色性色素、「化87」に示すテトラ
ジン系二色性色素、「化88」に示すメロシアニン系二
色性色素等が挙げられる。
As examples of the dichroic dye, the azo dichroic dyes shown in "Chemical Formula 58" to "Chemical Formula 77" and "Chemical Formula 78" to "Chemical Formula 8"
1 ”, an azomethine dichroic dye represented by“ Chemical Formula 82 ”, a styryl dichroic dye represented by“ Chemical Formula 82 ”, an anthraquinone type dichroic dye represented by“ Chemical Formula 83 ”to“ Chemical Formula 86 ”, and a tetrazine type compound represented by“ Chemical Formula 87 ”. Examples thereof include dichroic dyes and merocyanine-based dichroic dyes shown in “Chemical Formula 88”.

【0131】[0131]

【化58】 [Chemical 58]

【0132】[0132]

【化59】 [Chemical 59]

【0133】[0133]

【化60】 [Chemical 60]

【0134】[0134]

【化61】 [Chemical formula 61]

【0135】[0135]

【化62】 [Chemical formula 62]

【0136】[0136]

【化63】 [Chemical formula 63]

【0137】[0137]

【化64】 [Chemical 64]

【0138】[0138]

【化65】 [Chemical 65]

【0139】[0139]

【化66】 [Chemical formula 66]

【0140】[0140]

【化67】 [Chemical formula 67]

【0141】[0141]

【化68】 [Chemical 68]

【0142】[0142]

【化69】 [Chemical 69]

【0143】[0143]

【化70】 [Chemical 70]

【0144】[0144]

【化71】 [Chemical 71]

【0145】[0145]

【化72】 [Chemical 72]

【0146】[0146]

【化73】 [Chemical formula 73]

【0147】[0147]

【化74】 [Chemical 74]

【0148】[0148]

【化75】 [Chemical 75]

【0149】[0149]

【化76】 [Chemical 76]

【0150】[0150]

【化77】 [Chemical 77]

【0151】[0151]

【化78】 [Chemical 78]

【0152】[0152]

【化79】 [Chemical 79]

【0153】[0153]

【化80】 [Chemical 80]

【0154】[0154]

【化81】 [Chemical 81]

【0155】[0155]

【化82】 [Chemical formula 82]

【0156】[0156]

【化83】 [Chemical 83]

【0157】[0157]

【化84】 [Chemical 84]

【0158】[0158]

【化85】 [Chemical 85]

【0159】[0159]

【化86】 [Chemical 86]

【0160】[0160]

【化87】 [Chemical 87]

【0161】[0161]

【化88】 [Chemical 88]

【0162】液晶中に二色性色素を含ませる態様に関し
ては、液晶との相溶性のある二色性色素については、液
晶中に溶解させるのが代表的である。
Regarding the mode in which the dichroic dye is contained in the liquid crystal, a dichroic dye compatible with the liquid crystal is typically dissolved in the liquid crystal.

【0163】しかし、二色性色素に液晶との相溶性があ
るか否かに関わらず、これを偏平形状の粒子に吸着させ
たり、偏平形状の粒子が層状粘土鉱物である場合にはオ
ニウム基を有する二色性色素をイオン交換により層状粘
土鉱物の層間にインターカレートさせたりすることも有
効な態様であり得る。これらの場合には、二色性色素の
配向は偏平形状の粒子の配向あるいは層状粘土鉱物の配
向によって規制されるので、二色性色素が偏平形状の粒
子あるいは層状粘土鉱物の長軸方向に対して平行若しく
はほぼ平行に吸着あるいはインターカレートされている
ことが要求される。
However, irrespective of whether or not the dichroic dye is compatible with the liquid crystal, the dichroic dye is adsorbed to the flat particles, or if the flat particles are layered clay minerals, the onium group is used. It may be an effective mode to intercalate a dichroic dye having γ by ion exchange between the layers of the layered clay mineral. In these cases, the orientation of the dichroic dye is controlled by the orientation of the flat-shaped particles or the orientation of the layered clay mineral, so that the dichroic dye is oriented in the long axis direction of the flat-shaped particles or the layered clay mineral. Are required to be adsorbed or intercalated in parallel or substantially parallel to each other.

【0164】液晶中に二色性色素を含ませるための上記
三つの態様は、そのいずれか一の態様のみが選択的に行
われていても良く、そのいずれか二以上の態様が同時に
行われていても良い。
Of the above-mentioned three modes for containing the dichroic dye in the liquid crystal, only one mode may be selectively carried out, and any two or more modes are simultaneously carried out. It may be.

【0165】(その他の組成分についての実施態様)本
願発明の調光素子に用いる液晶組成物については、上記
の液晶、偏平形状の粒子、二色性色素の他、本願発明の
目的を阻害しない限りにおいて、公知の液晶あるいは液
晶組成物に含まれることがある任意の組成分を公知の方
法に従って含ませることができる。そのような組成分の
例として、安定化剤等の液晶改質剤、増粘剤や粘度低下
剤等の粘度調整剤、有機オニウム塩等を挙げることがで
きる。
(Embodiments for Other Compositions) The liquid crystal composition used in the light control device of the present invention does not impair the object of the present invention in addition to the above liquid crystal, flat particles and dichroic dye. As long as it is possible, a known liquid crystal or any component that may be contained in a liquid crystal composition can be included according to a known method. Examples of such components include liquid crystal modifiers such as stabilizers, viscosity modifiers such as thickeners and viscosity reducers, organic onium salts and the like.

【0166】(電場印加手段の実施態様)電場印加手段
は、調光素子のセル中に充填された液晶組成物に電場を
印加することができる手段であり、通常、対の電極であ
る。本願発明においては、液晶組成物の液晶として誘電
異方性が正である液晶を用いるので、対の電極は中空の
セルにおける光入射方向上に位置する対向壁部に設置さ
れる。なお、対の電極を中空のセルにおける光入射方向
に対する垂直方向上に位置する対向壁部に設置すると共
に、液晶組成物の液晶として誘電異方性が負である液晶
を用いる、という選択も可能性として考えられるが、こ
の場合には、セルが幅広に構成されている時の電極間距
離の問題や、偏平形状の粒子が電場応答性を有する時の
配向制御の問題等の新たな技術的課題を生ずる。
(Embodiment of Electric Field Applying Means) The electric field applying means is a means which can apply an electric field to the liquid crystal composition filled in the cell of the light control element, and is usually a pair of electrodes. In the present invention, since a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used as the liquid crystal of the liquid crystal composition, the pair of electrodes is installed on the opposing wall portion located in the light incident direction in the hollow cell. In addition, it is possible to install a pair of electrodes on opposing walls located vertically above the light incident direction in the hollow cell, and use a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy as the liquid crystal of the liquid crystal composition. However, in this case, new technical problems such as the problem of the distance between electrodes when the cell is configured to be wide and the problem of orientation control when flat particles have an electric field response are considered. Create challenges.

【0167】電極は、セル全体に有効に電場を印加し得
るように、そして、光線の透過や反射の邪魔にならない
ように構成されていれば良い。通常は、中空のセルにお
ける液晶組成物充填部の全体をカバーする透明な全面電
極を用いるのが通常であり、この場合には、例えばIT
O(インジウムティンオキサイド)電極をセルの壁部を
構成するガラス板等に貼付したものを用いる。但しこの
場合でも、調光素子が光反射タイプのものである場合に
は、反射側の壁部に設ける電極は透明であることを要し
ない。
The electrodes may be constructed so that an electric field can be effectively applied to the entire cell and they do not interfere with the transmission or reflection of light rays. Usually, a transparent whole surface electrode covering the whole liquid crystal composition filling portion in a hollow cell is used. In this case, for example, IT is used.
An O (indium tin oxide) electrode attached to a glass plate or the like forming the cell wall is used. However, even in this case, when the light control element is of a light reflection type, the electrode provided on the reflection side wall portion does not need to be transparent.

【0168】(メモリー状態解除手段の実施態様)メモ
リー状態解除手段は、液晶組成物に形成されるドメイン
を解消させる機能を有する手段である。第1のメモリー
状態解除手段として液晶組成物の温度を制御する手段が
あり、第2のメモリー状態解除手段として液晶組成物に
剪断力を付与する手段がある。
(Embodiment of Memory State Releasing Means) The memory state releasing means is a means having a function of eliminating domains formed in the liquid crystal composition. There is a means for controlling the temperature of the liquid crystal composition as the first memory state releasing means, and a means for applying a shearing force to the liquid crystal composition as the second memory state releasing means.

【0169】液晶組成物の温度を制御する手段として
は、例えばセルの壁部に透明な発熱体を貼付することが
できるが、組付けの容易さ、温度制御の容易さや制御速
度等が好ましいものである限りにおいて、その他の適宜
な温度制御手段を用いても構わない。また、液晶組成物
に所定の濃度で電解質を含ませておき、これに通電する
ことをもって温度制御手段とすることもできる。等方温
度まで昇温した液晶組成物を液晶温度まで降温させる手
段については、放冷に任せても良く、適当な冷却手段を
設けても良い。
As a means for controlling the temperature of the liquid crystal composition, for example, a transparent heating element can be attached to the wall of the cell, but the ease of assembly, the ease of temperature control and the control speed are preferable. Other appropriate temperature control means may be used as long as the above is satisfied. Alternatively, the liquid crystal composition may contain an electrolyte at a predetermined concentration, and the liquid may be energized to serve as the temperature control means. The means for lowering the temperature of the liquid crystal composition heated to the isotropic temperature to the liquid crystal temperature may be left to cool, or an appropriate cooling means may be provided.

【0170】液晶組成物に剪断力を付与する手段として
は、液晶組成物にズリを与える手段が最も有効である、
と考えている。その具体的な実施態様の例を図3に簡略
化して示す。図3の実施態様の要点は、調光素子のセル
を構成する壁部の一つを水平方向に摺動可能に構成して
いることである。
The means for imparting shear force to the liquid crystal composition is most effective for imparting a shear to the liquid crystal composition.
I believe. An example of the specific embodiment is simplified and shown in FIG. The point of the embodiment shown in FIG. 3 is that one of the wall portions constituting the cell of the light control element is configured to be slidable in the horizontal direction.

【0171】即ち、セルは1対のITO電極付きの透明
ガラス板4を、コロとして作用する球状のスペーサ5を
介して一定のギャップをもって対向状態に配置すること
により構成されている。ガラス板4の端縁部沿いにはゴ
ム製の封止部材6が固定され、ギャップに封入された液
晶組成物7の漏出を防止している。そして、一方のガラ
ス板4にはアクチュエータ8が連係させてあり、このア
クチュエータ8に駆動されてガラス板4が図の矢印Aの
方向沿いに摺動することにより、薄い層状に封入された
液晶組成物7に剪断力を与えるようになっている。アク
チュエータ8は、ガラス板4を上記のように駆動するも
のであれば、どのように構成されたものでも良いが、例
えば応答性やズリ運動量の正確さ等を重視する場合に
は、磁力により駆動用の鉄心を往復動させる形式や、駆
動材として圧電素子を用いる形式等が考えられる。
That is, the cell is constructed by arranging a pair of transparent glass plates 4 with ITO electrodes in a facing state with a certain gap through a spherical spacer 5 acting as a roller. A rubber sealing member 6 is fixed along the edge of the glass plate 4 to prevent leakage of the liquid crystal composition 7 sealed in the gap. An actuator 8 is linked to one of the glass plates 4, and the glass plate 4 is driven by the actuator 8 to slide in the direction of arrow A in the figure, whereby the liquid crystal composition enclosed in a thin layer is formed. Shearing force is applied to the object 7. The actuator 8 may have any structure as long as it drives the glass plate 4 as described above. For example, when importance is attached to responsiveness or accuracy of the displacement momentum, the actuator 8 is driven by magnetic force. A type of reciprocating an iron core for use, a type of using a piezoelectric element as a driving material, and the like are possible.

【0172】液晶組成物に剪断力を付与する他の手段と
して、セルに衝撃を与える打撃部材や、セルに充填した
液晶組成物に超音波振動を与える手段、セルに充填した
液晶組成物に低周波振動を与える手段等も考えられる。
これらの手段の具体的な構成については限定がなく、公
知の各種の方式のものを用いることができる。
As other means for imparting a shearing force to the liquid crystal composition, a striking member for impacting the cell, a means for imparting ultrasonic vibration to the liquid crystal composition filled in the cell, or a liquid crystal composition filled in the cell may be used. Means for applying frequency vibration may be considered.
There is no limitation on the specific configuration of these means, and various known methods can be used.

【0173】[0173]

【実施例】次に本願第1発明〜第7発明の実施例につい
て説明する。
EXAMPLES Examples of the first to seventh inventions of the present application will be described below.

【0174】(実施例1)有機化モンモリロナイトの調製 山形県産のベントナイトから得られた高純度Na−モン
モリロナイト200g(イオン交換容量は119ミリ当
量/100g)を3,500mlの水に分散し、80°
Cに加熱した。一方、ラウリルアミン48.8g(26
2ミリモル)に水と、濃塩酸31.0gを加え、加熱攪
拌して完全に溶解した。前記Na−モンモリロナイト−
水分散液に、このアンモニウム塩溶液を強く攪拌しなが
ら加えたところ、凝集物が生じたが、更に30分攪拌を
続けた。攪拌の終了後、ろ過により凝集物を集め、エタ
ノール洗浄を1回、熱水洗浄を3回行った後、凍結乾燥
し、真空下80°Cで5時間乾燥して、ラウリルアンモ
ニウムイオンで有機化した粉末状のモンモリロナイト
(以下、「ラウリルアンモニウムモンモリロナイト」と
言う。)を得た。
Example 1 Preparation of Organized Montmorillonite 200 g of high-purity Na-montmorillonite (ion exchange capacity: 119 meq / 100 g) obtained from bentonite produced in Yamagata prefecture was dispersed in 3,500 ml of water, and °
Heated to C. On the other hand, laurylamine 48.8 g (26
2 mmol), water and concentrated hydrochloric acid (31.0 g) were added, and the mixture was heated and stirred to completely dissolve it. The Na-montmorillonite-
When this ammonium salt solution was added to the aqueous dispersion with vigorous stirring, aggregates were formed, but the stirring was continued for another 30 minutes. After the completion of stirring, the aggregate was collected by filtration, washed once with ethanol, washed with hot water three times, freeze-dried, and dried under vacuum at 80 ° C for 5 hours, and then organized with lauryl ammonium ion. The powdered montmorillonite (hereinafter referred to as "lauryl ammonium montmorillonite") was obtained.

【0175】液晶組成物の調製 1.0gの4−ペンチル−4’−シアノビフェニル液晶
(等方相と液晶相との相転移温度は35°C)を1ml
のジメチルアセトアミドに均一に溶解し、また0.01
24gのラウリルアンモニウムモンモリロナイト(無機
含量0.0108g)を2mlのジメチルアセトアミド
に均一に分散させ、これらの溶液及び分散液を均一に混
合した。そしてジメチルアセトアミドを真空加熱下(5
0〜60°C)に蒸発除去した後、十分に攪拌混合し、
白色ペースト状の液晶組成物を得た。
Preparation of Liquid Crystal Composition 1 ml of 1.0 g of 4-pentyl-4′-cyanobiphenyl liquid crystal (phase transition temperature between isotropic phase and liquid crystal phase: 35 ° C.)
Dissolved uniformly in dimethylacetamide, and 0.01
24 g of lauryl ammonium montmorillonite (inorganic content 0.0108 g) was uniformly dispersed in 2 ml of dimethylacetamide, and these solutions and dispersions were uniformly mixed. Then, dimethylacetamide was heated under vacuum (5
After evaporating to 0-60 ° C), thoroughly stir and mix,
A white paste liquid crystal composition was obtained.

【0176】偏光顕微鏡観察 オリンパス光学工業製の偏光顕微鏡Model BHS
−Pを用い、等方状態にある上記液晶組成物をクロスニ
コル下に観察することにより、液晶組成物中のラウリル
アンモニウムモンモリロナイトのおよその分散粒径を測
定した。その結果を表1に示す。
Polarizing Microscope Observation Polarizing microscope Model BHS manufactured by Olympus Optical Co., Ltd.
Using -P, the liquid crystal composition in the isotropic state was observed under crossed nicols to measure the approximate dispersed particle size of lauryl ammonium montmorillonite in the liquid crystal composition. The results are shown in Table 1.

【0177】[0177]

【表1】 [Table 1]

【0178】調光素子の作製 前述した、図3に示す調光素子を作製した。この調光素
子において、対のガラス板4のそれぞれ内側面には厚さ
1mmで、縦500mm×横500mmのITO電極
(抵抗値 100Ω/cm2 )を全面に貼付し、このI
TO電極は60Hzの交流電源に接続している。そして
ITO電極付きガラス板4は透明度が高く、その光透過
率は約97%である。スペーサー5としては直径12μ
mのポリマービーズを使用した。従って、セルギャップ
は12μmである。また、セルに封入した液晶組成物7
は2液硬化型のシリコーンゴムを用いた封止部材6によ
り封止した。
Manufacture of Light Control Element The light control element shown in FIG. 3 was manufactured. In this light control element, an ITO electrode (resistance value 100 Ω / cm 2 ) having a thickness of 1 mm and a length of 500 mm and a width of 500 mm was attached to the entire inner surface of each pair of glass plates 4, and the I
The TO electrode is connected to a 60 Hz AC power supply. The glass plate 4 with the ITO electrode has high transparency, and its light transmittance is about 97%. Spacer 5 has a diameter of 12μ
m polymer beads were used. Therefore, the cell gap is 12 μm. In addition, the liquid crystal composition 7 enclosed in the cell
Was sealed with a sealing member 6 made of a two-component curing type silicone rubber.

【0179】アクチュエータ8としては、図示はしない
が、次のような電磁アクチュエータを用いた。即ち、コ
イルを巻きつけた鉄芯を一方のガラス板4の一端に固定
し、その鉄芯を囲むようにして永久磁石を配置する。そ
して前記コイルに交流電場を印加すると、鉄芯が電磁石
として働き、永久磁石との間の引力、反発力により鉄芯
が図の矢印Aに沿う方向に振動する。この振動により液
晶組成物7に剪断力が与えられるのである。以下の各実
施例において、実際にメモリー状態にある液晶組成物に
ついて電磁アクチュエータを作用させたところ、いずれ
の場合にも液晶組成物のメモリー状態は瞬時にして(1
0ミリ秒程度)解除され、初期の光散乱状態に戻った。
Although not shown, the following electromagnetic actuator was used as the actuator 8. That is, an iron core around which a coil is wound is fixed to one end of one glass plate 4, and a permanent magnet is arranged so as to surround the iron core. When an AC electric field is applied to the coil, the iron core acts as an electromagnet, and the iron core vibrates in the direction of arrow A in the figure due to attractive force and repulsive force between the iron core and the permanent magnet. A shearing force is applied to the liquid crystal composition 7 by this vibration. In each of the following examples, when the electromagnetic actuator was made to act on the liquid crystal composition actually in the memory state, the memory state of the liquid crystal composition was instantaneously (1
It was canceled for about 0 millisecond) and returned to the initial light scattering state.

【0180】光透過量の測定 調光素子の光透過量の測定のために構成した装置系の模
式図を図4に示す。図4の装置において、光学系には偏
光顕微鏡11(オリンパス光学工業製のModel B
HS−P偏光顕微鏡を偏光板を外して使用)を用い、光
源12としては偏光顕微鏡11に付属しているハロゲン
ランプを使用した。光透過量は浜松ホトニクス製R−1
547の光電子増倍管(フォトマル13)によって検出
した。
Measurement of Light Transmittance FIG. 4 shows a schematic diagram of an apparatus system configured for measuring the light transmittance of the light control element. In the apparatus shown in FIG. 4, the optical system includes a polarization microscope 11 (Model B manufactured by Olympus Optical Co., Ltd.).
The HS-P polarization microscope was used with the polarizing plate removed), and as the light source 12, a halogen lamp attached to the polarization microscope 11 was used. Light transmission is R-1 made by Hamamatsu Photonics
It was detected by a photomultiplier tube 547 (Photomul 13).

【0181】フォトマル13からの電流出力は200k
Ωの抵抗を直列につなぐことにより電圧に変換し、ペン
レコーダーによって読み取った。このペンレコーダーで
の記録結果を図5及び表1に示す。なお、図4におい
て、フォトマル用高圧直流電圧電源には浜松ホトニクス
製のC448Aを、電圧計にはタケダ理研製のマルチメ
ーターTR6355を、それぞれ用いた。セルへの電圧
の印加は100V交流電源(60Hz)をスライダック
スを通して0V、20V、40V、60V及び80Vに
調節しながら行った。
The current output from the Photomul 13 is 200 k.
It was converted into a voltage by connecting a resistance of Ω in series and read with a pen recorder. The recording results with this pen recorder are shown in FIG. 5 and Table 1. In FIG. 4, a C448A manufactured by Hamamatsu Photonics was used as the high-voltage DC voltage power supply for Photomaru, and a multimeter TR6355 manufactured by Takeda Riken was used as the voltmeter. The voltage was applied to the cell by adjusting a 100 V AC power source (60 Hz) to 0 V, 20 V, 40 V, 60 V and 80 V through a slider box.

【0182】メモリー状態の解除 上記のうち、60Vの電圧を印加してから電圧を解除し
てメモリー状態に保った調光素子について、前記電磁ア
クチュエータに60Hzの交流電場を50ms印加し、
液晶組成物に剪断力を与えたところ、ほぼ瞬間的にメモ
リー状態が解除された。メモリー状態解除後の光透過量
を表1に示す。
Releasing the memory state Among the above, for the light control element in which the voltage of 60 V is applied and then the voltage is released to maintain the memory state, an AC electric field of 60 Hz is applied to the electromagnetic actuator for 50 ms,
When a shearing force was applied to the liquid crystal composition, the memory state was released almost instantaneously. Table 1 shows the light transmission amount after the memory state is released.

【0183】また、偏光顕微鏡下で調光素子のセルの観
察を行い、電場印加によるラウリルアンモニウムモンモ
リロナイトの配向変化を観察した。その観察結果は、前
記図2に示す偏平形状粒子の配向変化に対応するもので
あった。
Further, the cell of the light control element was observed under a polarization microscope to observe the orientation change of lauryl ammonium montmorillonite by the application of an electric field. The observation results corresponded to the orientation change of the flat-shaped particles shown in FIG.

【0184】応答速度 大塚電子(株)製の超高感度瞬間マルチ測光システムI
MUC−7000を使用して、調光素子の応答速度を測
定した。測定条件は、サンプリング時間を10ms、イ
ンターバル時間を0ms、測定波長を572nmとし、
電圧70V−60Hzを瞬時に印加してフォトマル出力
の時間変化を測定し、出力が平衡値の90%まで変化す
るに要した時間を応答時間とした。フォトマル出力の時
間変化曲線を図6に示す。ここでサンプリング時間が1
0msなので、今回測定された応答時間は±5ms程度
の誤差を有する
Response speed Ultra-sensitive multi-photometer system I manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
The response speed of the light control device was measured using MUC-7000. The measurement conditions are as follows: sampling time 10 ms, interval time 0 ms, measurement wavelength 572 nm,
A voltage 70 V-60 Hz was instantaneously applied to measure the time change of the Photomul output, and the time required for the output to change to 90% of the equilibrium value was defined as the response time. FIG. 6 shows a time change curve of the photomultiplier output. Here the sampling time is 1
Since it is 0 ms, the response time measured this time has an error of about ± 5 ms.

【0185】透過X線回折測定 液晶組成物について、理学電気(株)製の回転対陰極型
X線回折装置(RU−Z型)を用いて透過X線回折測定
を行った。測定条件は以下の通りである。 管球:Co−Kα 管電圧:40KV 管電流:150mA スリット:DS,0.05mm RS,0.15mm SS,1° CS,0.55mm また、サンプルは、東レ(株)製の導電性フィルムであ
るハイビーム(ポリエステル製で、厚さ100μm)間
に、後述の実施例3で調製した液晶組成物を25μmの
スペーサーを介して封入した。初期状態及び電場印加
(100V−60Hz)後の電場を切った状態(メモリ
ー状態)での層状粘土鉱物の配向変化を、その(00
1)面に由来するピーク強度の変化を観察することによ
り調べた。
Transmission X-ray Diffraction Measurement The transmission X-ray diffraction measurement was performed on the liquid crystal composition using a rotating anticathode type X-ray diffractometer (RU-Z type) manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd. The measurement conditions are as follows. Tube: Co-Kα Tube voltage: 40 KV Tube current: 150 mA Slit: DS, 0.05 mm RS, 0.15 mm SS, 1 ° CS, 0.55 mm The sample is a conductive film manufactured by Toray Industries, Inc. The liquid crystal composition prepared in Example 3 described later was enclosed between certain high beams (made of polyester and having a thickness of 100 μm) via a spacer of 25 μm. The orientation change of the layered clay mineral in the initial state and the state (memory state) in which the electric field was cut off after applying the electric field (100 V-60 Hz) was measured by (00
1) It was investigated by observing a change in peak intensity derived from the plane.

【0186】図7に上記の透過型X線回折測定の結果を
示す。図中の(a)は電場を印加する前の状態(初期状
態)の場合の回折パターンであり、図中の(b)は10
0V−60Hzの電場を印加した後に電場を切った状態
(メモリー状態)の場合の回折パターンである。図7よ
り、初期状態ではモンモリロナイトの(001)面反射
(モンモリロナイトの層間距離に対応する。)に基づく
ピークは小さいのに対し、メモリー状態においてはこの
(001)面反射に基づくピークが大きくなったことが
分かる。この結果から、電場を印加するとモンモリロナ
イトの層面が電場の印加方向と平行に配向変化している
ことが分かる。この結果は、前記図2に示す、偏平形状
の粒子の配向変化に一致するものであった。
FIG. 7 shows the result of the above-mentioned transmission type X-ray diffraction measurement. (A) in the figure is a diffraction pattern in the state before applying an electric field (initial state), and (b) in the figure shows 10
It is a diffraction pattern in the state of turning off the electric field (memory state) after applying the electric field of 0 V-60 Hz. From FIG. 7, the peak based on the (001) plane reflection of montmorillonite (corresponding to the interlayer distance of montmorillonite) is small in the initial state, whereas the peak based on the (001) plane reflection is large in the memory state. I understand. From these results, it can be seen that when an electric field is applied, the orientation of the montmorillonite layer surface changes parallel to the direction of the applied electric field. This result agrees with the change in orientation of the flat particles shown in FIG.

【0187】(実施例2)1.0gの4−ペンチル−
4’−シアノビフェニル液晶に対して0.0252gの
ラウリルアンモニウムモンモリロナイト(無機含量0.
0205g)を用いた以外は実施例1と同様に行い、か
つ、実施例1と同様の測定をした。各測定の結果を表1
に示す。また、偏光顕微鏡下でのラウリルアンモニウム
モンモリロナイトの配向変化の観察、および透過型X線
回折測定の結果については、実施例1と同様であった。
Example 2 1.0 g of 4-pentyl-
0.0252 g of lauryl ammonium montmorillonite (inorganic content: 0.
The same measurement as in Example 1 was carried out except that 0205 g) was used. Table 1 shows the results of each measurement.
Shown in. The observation of the orientation change of lauryl ammonium montmorillonite under a polarizing microscope and the result of the transmission X-ray diffraction measurement were the same as in Example 1.

【0188】(実施例3)1.0gの4−ペンチル−
4’−シアノビフェニル液晶に対して0.0382gの
ラウリルアンモニウムモンモリロナイト(無機含量0.
0311g)を用いた以外は実施例1と同様に行い、か
つ、実施例1と同様の測定をした。各測定の結果を表1
に示す。また、偏光顕微鏡下でのラウリルアンモニウム
モンモリロナイトの配向変化の観察、および透過型X線
回折測定の結果については、実施例1と同様であった。
Example 3 1.0 g of 4-pentyl-
0.0382 g of lauryl ammonium montmorillonite (inorganic content of 0.
The same measurement as in Example 1 was carried out except that 0311 g) was used. Table 1 shows the results of each measurement.
Shown in. The observation of the orientation change of lauryl ammonium montmorillonite under a polarizing microscope and the result of the transmission X-ray diffraction measurement were the same as in Example 1.

【0189】(実施例4)1.0gの4−ペンチル−
4’−シアノビフェニル液晶に対して0.0516gの
ラウリルアンモニウムモンモリロナイト(無機含量0.
0421g)を用いた以外は実施例1と同様に行い、か
つ、実施例1と同様の測定をした。各測定の結果を表1
に示す。また、偏光顕微鏡下でのラウリルアンモニウム
モンモリロナイトの配向変化の観察、および透過型X線
回折測定の結果については、実施例1と同様であった。
Example 4 1.0 g of 4-pentyl-
0.0516 g of lauryl ammonium montmorillonite (inorganic content of 0.
The same measurement as in Example 1 was carried out except that 0421 g) was used. Table 1 shows the results of each measurement.
Shown in. The observation of the orientation change of lauryl ammonium montmorillonite under a polarizing microscope and the result of the transmission X-ray diffraction measurement were the same as in Example 1.

【0190】(実施例5)4−(4−(N−フタルイミド)ブトキシ)−4’−シ
アノビフェニルの合成 250mlのフラスコに4−シアノ−4’−ヒドロキシ
ビフェニル10.5g(54mmol)、無水炭酸カリ
ウム18.8g(136mmol)、およびアセトン−
ジメチルスルホキシド混合溶媒(125:12)137
mlを加え、窒素雰囲気下にて環流温度まで加熱し、約
2時間20分攪拌した。その後、N−(4−ブロモブチ
ル)フタルイミド15.2g(54mmol)を加え、
さらに環流温度にて約17時間攪拌を続けた。得られた
反応混合物を500mlの水中に投入して、しばらく攪
拌した後、水不溶部を吸引濾過により回収した。こうし
て得られた僅かに黄色の粉末を真空下に乾燥した後、ク
ロロホルムに溶解し、カラム法(充填剤はシリカゲル、
溶媒はクロロホルム)により4−(4−(N−フタルイ
ミド)ブトキシ)−4’−シアノビフェニルを分離精製
して、その白色粉末を得た。この白色粉末をエタノール
−クロロホルム(300:200)混合溶媒より再結晶
させて、針状白色結晶14.1g(収率66.0%)を
得た。
(Example 5) 4- (4- (N-phthalimido) butoxy) -4'-si
Synthesis of anobiphenyl 4-cyano-4'-hydroxybiphenyl 10.5 g (54 mmol), anhydrous potassium carbonate 18.8 g (136 mmol), and acetone- in a 250 ml flask.
Dimethyl sulfoxide mixed solvent (125: 12) 137
ml was added, and the mixture was heated to the reflux temperature under a nitrogen atmosphere and stirred for about 2 hours and 20 minutes. Then, 15.2 g (54 mmol) of N- (4-bromobutyl) phthalimide was added,
Further, stirring was continued at the reflux temperature for about 17 hours. The obtained reaction mixture was put into 500 ml of water, stirred for a while, and the water-insoluble portion was collected by suction filtration. The slightly yellow powder thus obtained was dried under vacuum, then dissolved in chloroform, and subjected to a column method (a packing material was silica gel,
4- (4- (N-phthalimido) butoxy) -4'-cyanobiphenyl was separated and purified with chloroform as a solvent to obtain a white powder thereof. This white powder was recrystallized from a mixed solvent of ethanol-chloroform (300: 200) to obtain 14.1 g of needle-shaped white crystals (yield 66.0%).

【0191】4−(4−アミノブトキシ)−4’−シア
ノビフェニルの合成 250mlフラスコに4−(4−(N−フタルイミド)
ブトキシ)−4’−シアノビフェニル13.9gをテト
ラヒドロフラン120ml中に溶解し、50°Cに加熱
した。この溶液中にヒドラジンモノハイドレート11.
08g(221mmol)および50mlのエタノール
を加え、環流温度にて約4時間攪拌した。そして室温に
冷却後、40mlの濃塩酸をゆっくり加えた。反応混合
物を300mlのクロロホルム及び水酸化ナトリウム水
溶液(50g水酸化ナトリウム−120ml水)で抽出
し、有機相を300mlの水で3回洗浄した。次いで有
機相を無水硫酸ナトリウムにて乾燥し、乾燥剤を濾別し
た後、溶媒をロータリーエバポレーターを用いて留去
し、黄色の粘調な液体を得た。この液体から、カラム法
(充填剤はシリカゲル、溶媒はクロロホルム−エタノー
ル=1:1)により分離精製して、4−(4−アミノブ
トキシ)−4’−シアノビフェニルの淡黄色固体5.5
7g(収率60.0%)を得た。
4- (4-aminobutoxy) -4′-sia
Synthesis of nobiphenyl 4- (4- (N-phthalimide) was added to a 250 ml flask.
Butoxy) -4'-cyanobiphenyl (13.9 g) was dissolved in tetrahydrofuran (120 ml) and heated to 50 ° C. Hydrazine monohydrate in this solution 11.
08 g (221 mmol) and 50 ml of ethanol were added, and the mixture was stirred at reflux temperature for about 4 hours. Then, after cooling to room temperature, 40 ml of concentrated hydrochloric acid was slowly added. The reaction mixture was extracted with 300 ml of chloroform and an aqueous solution of sodium hydroxide (50 g of sodium hydroxide-120 ml of water), and the organic phase was washed with 300 ml of water three times. Next, the organic phase was dried over anhydrous sodium sulfate, the desiccant was filtered off, and then the solvent was distilled off using a rotary evaporator to obtain a yellow viscous liquid. This liquid was separated and purified by a column method (silica gel as a packing material, chloroform-ethanol = 1: 1 as a solvent) to give 4- (4-aminobutoxy) -4′-cyanobiphenyl as a pale yellow solid 5.5.
7 g (yield 60.0%) was obtained.

【0192】有機化モンモリロナイトの合成 山形県産のベントナイトから得られた高純度Na−モン
モリロナイト6.31g(イオン交換容量は119ミリ
当量/100g)を400mlの水に分散した。一方、
4−(4−アミノブトキシ)−4’−シアノビフェニル
2.20gをエタノール50mlに溶解し、この溶液に
濃塩酸0.836gを加えアンモニウム塩を調製した。
この際、アンモニウム塩の一部は結晶化して析出した
が、10mlの水を加えることによりこれを溶解するこ
とができた。この溶解液に前記Na−モンモリロナイト
−水分散液を、強く攪拌しながら、加えたところ、凝集
物が生じたが、更に20分攪拌を続けた。
Synthesis of Organized Montmorillonite 6.31 g of high-purity Na-montmorillonite (ion exchange capacity: 119 meq / 100 g) obtained from bentonite produced in Yamagata Prefecture was dispersed in 400 ml of water. on the other hand,
2.20 g of 4- (4-aminobutoxy) -4'-cyanobiphenyl was dissolved in 50 ml of ethanol, and 0.836 g of concentrated hydrochloric acid was added to this solution to prepare an ammonium salt.
At this time, a part of the ammonium salt was crystallized and precipitated, but it could be dissolved by adding 10 ml of water. When the Na-montmorillonite-water dispersion was added to this solution with vigorous stirring, aggregates were formed, but stirring was continued for another 20 minutes.

【0193】攪拌の終了後、ろ過により凝集物を集め、
エタノール洗浄を1回、熱水洗浄を3回行った後、凍結
乾燥し、真空下80°Cで5時間乾燥して、シアノビフ
ェニルオキシブチルアンモニウムイオンで有機化した粉
末状のモンモリロナイト(以下、「シアノビフェニルオ
キシブチルアンモニウムモンモリロナイト」と言う。)
を得た。
After the completion of stirring, the aggregate was collected by filtration,
After washing with ethanol once and washing with hot water three times, it was freeze-dried, dried under vacuum at 80 ° C. for 5 hours, and powdered montmorillonite organized with cyanobiphenyloxybutylammonium ion (hereinafter, “ "Cyanobiphenyloxybutyl ammonium montmorillonite".)
Got

【0194】液晶組成物の調製 1.0gの4−ペンチル−4’−シアノビフェニル液晶
を1mlのジメチルスルホキシドに均一に溶解し、また
0.0128gのシアノビフェニルオキシブチルアンモ
ニウムモンモリロナイト(無機含量0.0096g)を
2mlのジメチルアセトアミドに均一に分散させ、これ
らの溶液及び分散液を均一に混合した。そしてジメチル
アセトアミドを真空加熱下(50〜60°C)に蒸発除
去した後、十分に攪拌混合し、白色ペースト状の液晶組
成物を得た。
Preparation of liquid crystal composition 1.0 g of 4-pentyl-4'-cyanobiphenyl liquid crystal was uniformly dissolved in 1 ml of dimethylsulfoxide, and 0.0128 g of cyanobiphenyloxybutylammonium montmorillonite (inorganic content 0.0096 g ) Was uniformly dispersed in 2 ml of dimethylacetamide, and these solutions and dispersions were uniformly mixed. Then, the dimethylacetamide was removed by evaporation under vacuum heating (50 to 60 ° C.), and then sufficiently stirred and mixed to obtain a white paste liquid crystal composition.

【0195】上記の液晶組成物を用いて、実施例1と同
様に、偏光顕微鏡観察、調光素子の作製、光透過量の測
定、応答速度の測定、透過X線回折測定、メモリー状態
解除操作、メモリー状態解除後の光透過量測定、その応
答速度測定を行った。測定結果を表1に示す。また、偏
光顕微鏡下でのラウリルアンモニウムモンモリロナイト
の配向変化の観察、および透過型X線回折測定の結果に
ついては、実施例1と同様であった。
Using the above liquid crystal composition, in the same manner as in Example 1, observation with a polarizing microscope, preparation of a light control element, measurement of light transmission amount, measurement of response speed, transmission X-ray diffraction measurement, memory state releasing operation. The light transmission amount after releasing the memory state and its response speed were measured. The measurement results are shown in Table 1. The observation of the orientation change of lauryl ammonium montmorillonite under a polarizing microscope and the result of the transmission X-ray diffraction measurement were the same as in Example 1.

【0196】(実施例6)0.0250gのシアノビフ
ェニルオキシブチルアンモニウムモンモリロナイト(無
機含量0.0190g)を用いた以外は実施例5と同様
に行い、かつ、実施例5と同様の測定をした。各測定の
結果を表2に示す。また、偏光顕微鏡下でのラウリルア
ンモニウムモンモリロナイトの配向変化の観察、および
透過型X線回折測定の結果については、実施例1と同様
であった。
Example 6 The same procedure as in Example 5 was carried out except that 0.0250 g of cyanobiphenyloxybutylammonium montmorillonite (inorganic content 0.0190 g) was used, and the same measurements as in Example 5 were carried out. The results of each measurement are shown in Table 2. The observation of the orientation change of lauryl ammonium montmorillonite under a polarizing microscope and the result of the transmission X-ray diffraction measurement were the same as in Example 1.

【0197】[0197]

【表2】 [Table 2]

【0198】(実施例7)0.0382gのシアノビフ
ェニルオキシブチルアンモニウムモンモリロナイト(無
機含量0.0288g)を用いた以外は実施例5と同様
に行い、かつ、実施例5と同様の測定をした。各測定の
結果を表2に示す。また、偏光顕微鏡下でのラウリルア
ンモニウムモンモリロナイトの配向変化の観察、および
透過型X線回折測定の結果については、実施例1と同様
であった。
(Example 7) The same measurement as in Example 5 was carried out in the same manner as in Example 5 except that 0.0382 g of cyanobiphenyloxybutylammonium montmorillonite (inorganic content of 0.0288 g) was used. The results of each measurement are shown in Table 2. The observation of the orientation change of lauryl ammonium montmorillonite under a polarizing microscope and the result of the transmission X-ray diffraction measurement were the same as in Example 1.

【0199】(実施例8)0.0531gのシアノビフ
ェニルオキシブチルアンモニウムモンモリロナイト(無
機含量0.0400g)を用いた以外は実施例5と同様
に行い、かつ、実施例5と同様の測定をした。各測定の
結果を表2に示す。また、偏光顕微鏡下でのラウリルア
ンモニウムモンモリロナイトの配向変化の観察、および
透過型X線回折測定の結果については、実施例1と同様
であった。
Example 8 The same procedure as in Example 5 was carried out except that 0.0531 g of cyanobiphenyloxybutylammonium montmorillonite (inorganic content 0.0400 g) was used, and the same measurements as in Example 5 were carried out. The results of each measurement are shown in Table 2. The observation of the orientation change of lauryl ammonium montmorillonite under a polarizing microscope and the result of the transmission X-ray diffraction measurement were the same as in Example 1.

【0200】(比較例1)前記実施例1における液晶セ
ルの内容物として、実施例1で用いた液晶組成物に代
え、4−ペンチル−4’−シアノビフェニル液晶を単独
で封入した点以外は実施例1と同様に行い、かつ、実施
例1と同様の測定をした。各測定の結果を表2に示す。
Comparative Example 1 The contents of the liquid crystal cell in Example 1 were changed to the liquid crystal composition used in Example 1 except that 4-pentyl-4′-cyanobiphenyl liquid crystal was enclosed alone. The same measurement as in Example 1 was performed, and the same measurement as in Example 1 was performed. The results of each measurement are shown in Table 2.

【0201】(比較例2)日本板ガラス(株)製の液晶
調光シートPDLCウムフィルム(セルギャップ22μ
m)についてのカタログデータを表2に掲げた。
(Comparative Example 2) Liquid crystal light control sheet PDLC film made by Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (cell gap 22μ
Table 2 lists the catalog data for m).

【0202】(比較例3)雑誌「機能材料」のVol.
112,No.4,P28(1992)に掲載された梶
山らの論文「液晶ポリマーの機能化と応用展望」より引
用した低分子液晶−高分子液晶複合体についての文献デ
ータを表2に掲げた。
(Comparative Example 3) Vol.
112, No. 4, P28 (1992), Kajiyama et al.'S article "Functionalization of Liquid Crystal Polymers and Perspective of Application" is cited in Table 2 as reference data on low molecular weight liquid crystal-polymer liquid crystal composites.

【0203】(実施例1〜8、比較例1〜3の評価)表
1及び表2より、各実施例の調光素子は、印加電圧が0
Vの初期状態において不透明な光散乱状態となり、次い
で所定の電場を印加すると透明な透光状態となると共
に、その電場を解除した後も初期の光散乱状態とは格段
に差のある透明性が維持され、メモリー性を示してい
る。かかる特徴は、比較例1との対比において極めて明
瞭である。
(Evaluation of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3) From Tables 1 and 2, the applied voltage was 0 in the light control element of each Example.
In the initial state of V, it becomes an opaque light-scattering state, and then when a predetermined electric field is applied, it becomes a transparent light-transmitting state. It is maintained and shows memory. Such characteristics are extremely clear in comparison with Comparative Example 1.

【0204】次に、電場を印加した際の応答速度につい
ては、液晶を単独で用いた比較例1と対比しても低下の
度合いが極めて少なく、比較例3の低分子液晶−高分子
液晶複合体の場合の応答速度に対しては、比較にならぬ
程に応答速度が高い。なお、いずれの実施例において
も、液晶セルに外部から振動、衝撃あるいはずり剪断を
与えた場合には図1の(1)に相当する初期状態に、あ
るいは液晶セルの内部温度を一旦等方転移点以上に上昇
させた後に冷却した場合には図1の(5)に相当する初
期状態に、それぞれ戻った。
Regarding the response speed when an electric field was applied, the degree of decrease was extremely small even when compared with Comparative Example 1 in which liquid crystal was used alone, and the low-molecular liquid crystal-polymer liquid crystal composite of Comparative Example 3 was used. Compared with the response speed in the case of the body, the response speed is incomparably high. In any of the examples, when the liquid crystal cell is externally subjected to vibration, shock, or shear shear, the liquid crystal cell is initially brought into an initial state corresponding to (1) of FIG. When the temperature was raised above the point and then cooled, the state returned to the initial state corresponding to (5) in FIG.

【0205】次に、いずれの実施例においても、調光素
子にメモリー状態の解除操作を加えたところ、ほぼ瞬時
に初期の光散乱状態に戻った。
Next, in any of the examples, when the operation for releasing the memory state was applied to the light control element, the initial light scattering state was returned almost instantly.

【0206】これに対し、比較例1は電場を印加する、
しないに関わらず透明であり、全く光散乱状態を示さな
い。比較例2では電場を印加することにより生じた透明
状態が、電場を除去したとき維持されず、メモリー性が
ないことが分かる。比較例3では十分なメモリー性を示
すが、応答時間が極端に長い。
On the other hand, Comparative Example 1 applies an electric field,
It is transparent whether or not it does not show any light scattering state. In Comparative Example 2, it can be seen that the transparent state generated by applying the electric field is not maintained when the electric field is removed and has no memory property. Comparative Example 3 exhibits a sufficient memory property, but the response time is extremely long.

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

【図1】本願第1発明の作用を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an operation of the first invention of the present application.

【図2】図2(a)〜図2(e)は、図1における光透
過量の変化に対応する液晶分子及び偏平粒子の配向状態
を示す図である。
2 (a) to 2 (e) are diagrams showing alignment states of liquid crystal molecules and flat particles corresponding to changes in the amount of light transmission in FIG.

【図3】調光素子の実施例を簡略化して示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a simplified example of a light control element.

【図4】実施例で用いた光透過量の測定系を簡略化して
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a simplified system for measuring the amount of light transmission used in the examples.

【図5】実施例における光透過量変化の電場応答性の測
定例を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an example of measurement of electric field responsiveness to changes in light transmission amount in Examples.

【図6】実施例における液晶セルの電場応答時間の測定
例を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an example of measurement of an electric field response time of a liquid crystal cell in an example.

【図7】実施例の液晶セルの透過型X線回折曲線を示す
グラフである。
FIG. 7 is a graph showing a transmission type X-ray diffraction curve of the liquid crystal cell of the example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 偏平形状の粒子 2 セル構造 3 液晶分子 4 ガラス板 5 スペーサー 6 封止部材 7 液晶組成物 8 アクチュエータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flat particle 2 Cell structure 3 Liquid crystal molecule 4 Glass plate 5 Spacer 6 Sealing member 7 Liquid crystal composition 8 Actuator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 茜 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Akane Okada Akane, Aichi Prefecture, Nagakute Town, Aichi Prefecture, Nagatoji, 1 41 Yokochi, Yokota Central Research Institute Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも光透過部分が透明な材料から
構成されている中空のセルと、 このセル中に充填された、電場応答性でかつ誘電異方性
が正の液晶分子を主成分とする液晶と、この液晶中に液
晶のドメインを有効に形成させる程度の密度に分散し
た、液晶との親和性を示す偏平形状の粒子とを含む液晶
組成物と、 前記セルに設けられた、前記液晶組成物に電場を印加す
ることができる電場印加手段と、 前記セルに付設された、前記液晶組成物のドメインを形
成させる機能を有するメモリー状態解除手段と、を備え
たことを特徴とする光散乱型調光素子。
1. A hollow cell having at least a light-transmitting portion made of a transparent material, and a liquid crystal molecule filled in the cell and having electric field response and positive dielectric anisotropy as a main component. A liquid crystal composition comprising a liquid crystal and flat particles having an affinity for the liquid crystal, dispersed in such a density as to effectively form a domain of the liquid crystal, and the liquid crystal provided in the cell, Light scattering, comprising: an electric field applying unit capable of applying an electric field to the composition; and a memory state releasing unit attached to the cell and having a function of forming domains of the liquid crystal composition. Type light control element.
【請求項2】 少なくとも光透過部分が透明な材料から
構成されている中空のセルと、 このセル中に充填された、電場応答性でかつ誘電異方性
が正の液晶分子を主成分とする液晶と、この液晶中に含
ませた二色性色素と、前記液晶中に液晶のドメインを有
効に形成させる程度の密度に分散した、液晶との親和性
を示す偏平形状の粒子とを含む液晶組成物と、 前記セルに設けられた、前記液晶組成物に電場を印加す
ることができる電場印加手段と、 前記セルに付設された、前記液晶組成物のドメインを形
成させる機能を有するメモリー状態解除手段と、を備え
たことを特徴とする光散乱型調光素子。
2. A hollow cell having at least a light-transmitting part made of a transparent material, and liquid crystal molecules filled in the cell and having electric field response and positive dielectric anisotropy as a main component. A liquid crystal containing a liquid crystal, a dichroic dye contained in the liquid crystal, and flat particles having an affinity for the liquid crystal dispersed in the liquid crystal at a density such that domains of the liquid crystal are effectively formed. A composition, an electric field applying means that is provided in the cell and can apply an electric field to the liquid crystal composition, and a memory state release function that is attached to the cell and has a function of forming domains of the liquid crystal composition A light-scattering type light control device comprising:
【請求項3】 前記メモリー状態解除手段が、前記液晶
組成物の温度を制御する手段あるいは前記液晶組成物に
対して剪断力を付与する手段のうちのいずれか1以上の
手段からなることを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の光散乱型調光素子。
3. The memory state releasing means comprises one or more means of controlling the temperature of the liquid crystal composition or applying a shearing force to the liquid crystal composition. Claim 1 or claim 2
The light-scattering type light control element described in.
【請求項4】 前記液晶が、通常の調光素子が常用され
る温度の範囲において液晶状態と等方状態との間の相変
化を起こす液晶であることを特徴とする請求項1〜3の
いずれかに記載の光散乱型調光素子。
4. The liquid crystal according to claim 1, wherein the liquid crystal is a liquid crystal that causes a phase change between a liquid crystal state and an isotropic state in a temperature range in which a normal light control element is commonly used. The light-scattering type light control device as described in any one of items
【請求項5】 前記液晶分子が低分子量の分子であるこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光散乱
型調光素子。
5. The light scattering type light control device according to claim 1, wherein the liquid crystal molecules are low-molecular weight molecules.
【請求項6】 前記偏平形状の粒子が電場応答性を示す
粒子であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに
記載の光散乱型調光素子。
6. The light-scattering type light control device according to claim 1, wherein the flat particles are particles showing an electric field response.
【請求項7】 前記偏平形状の粒子が有機化された層状
粘土鉱物であることを特徴とする請求項1〜6のいずれ
かに記載の光散乱型調光素子。
7. The light-scattering light control element according to claim 1, wherein the flat particles are organically modified layered clay minerals.
JP6131180A 1994-04-14 1994-05-19 Light scattering type light controlling element using liquid crystal composition Pending JPH07318982A (en)

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