JPH0833559B2 - Liquid crystal optical element manufacturing method - Google Patents

Liquid crystal optical element manufacturing method

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JPH0833559B2
JPH0833559B2 JP63096857A JP9685788A JPH0833559B2 JP H0833559 B2 JPH0833559 B2 JP H0833559B2 JP 63096857 A JP63096857 A JP 63096857A JP 9685788 A JP9685788 A JP 9685788A JP H0833559 B2 JPH0833559 B2 JP H0833559B2
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liquid crystal
voltage
substance
refractive index
cured
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友紀 郡島
裕 熊井
祥一 土屋
香子 増田
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は透過散乱型の液晶光学素子の製造方法並びに
その利用に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a transmission / scattering type liquid crystal optical element and its use.

[従来の技術] 近年、樹脂のマトリックスの空隙部に液晶物質が充填
されたフィルム状液晶層を用いて、このフィルム状液晶
層を一対の電極付基板間に挟持した透過−散乱制御型の
液晶光学素子が注目されている。
[Prior Art] In recent years, a transmission-scattering control type liquid crystal in which a film-shaped liquid crystal layer in which a liquid crystal substance is filled in voids of a resin matrix is sandwiched between a pair of substrates with electrodes is used. Optical elements are receiving attention.

H.G.CraigheadらがAppl.Phys.Lett.,40(1)22(198
2)に開示しており、液晶が屈折率異方性を有する特徴
をいかしたものである。具体的には液晶を多孔体に含浸
させて、電圧印加の有無により液晶の屈折率を変化さ
せ、多孔体との屈折率を調節することにより、透過と散
乱とを制御するものである。この方法は偏光板を用いる
ことなく原理的DSモード、PCモードがもつ欠点を克服す
ることが可能であり有用な方法である。
HG Craighead et al. Appl. Phys. Lett., 40 (1) 22 (198
It is disclosed in 2), and it makes use of the feature that liquid crystal has refractive index anisotropy. Specifically, the porous body is impregnated with liquid crystal, the refractive index of the liquid crystal is changed depending on whether or not a voltage is applied, and the refractive index with the porous body is adjusted to control transmission and scattering. This method is a useful method that can overcome the drawbacks of the fundamental DS mode and PC mode without using a polarizing plate.

同様の素子はJ.L.Fergasonらがポリビニルアルコール
を使ってマイクロカプセル化したネマチック液晶により
(公表昭58-501631号)、またK.N.Pearlmanらは種々の
ラテックス取り込み液晶により(特開昭60-252687
号)、またJ.W.Doaneらは、エポキシ樹脂中に液晶を分
散硬化させる方法(公表昭61-502128号)等で作成して
いる。
A similar device was used by JL Fergason et al. With nematic liquid crystals microencapsulated using polyvinyl alcohol (publication number 58-501631), and by KN Pearlman et al. With various latex uptake liquid crystals (JP-A-60-252687).
No.), and JWDoane et al. Make it by a method of dispersing and hardening a liquid crystal in an epoxy resin (publication No. 61-502128).

[発明の解決しようとする問題点] H.G.Craigheadらの方法は多孔体への含浸といった手
段をとっているため、使用する多孔体の孔や溝のサイズ
にばらつきがある、液晶の含浸が難しい、多孔体と液晶
の量比に自由度がないといった問題点から、透過率変化
が十分とれない、素子作成が困難であるといった欠点を
有していた。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the method of HGCraighead et al. Uses means such as impregnation into a porous body, the sizes of pores and grooves of the porous body to be used vary, the impregnation of liquid crystal is difficult, Due to the problem that there is no degree of freedom in the quantity ratio between the body and the liquid crystal, there are drawbacks in that a change in transmittance cannot be sufficiently obtained, and that it is difficult to prepare an element.

また、J.L.Fergasonら、またはK.N.Pearlmanらによる
素子は、水分の蒸発とともに硬化が進むため、2枚の基
板を挟持した状態で硬化をさせることができなく、2枚
の基板間の接着性がなく、かつ、大面積で平坦度の高い
素子を作成することが困難であった。
In addition, the element by JL Fergason et al., Or KN Pearlman et al., Cannot be cured with the two substrates sandwiched because the curing progresses with the evaporation of water, and there is no adhesiveness between the two substrates. It was difficult to fabricate a device having a large area and high flatness.

また、透過−散乱状態に変化のある素子を作成しよう
とすると、これらの素子ではフィルム状液晶層の硬化時
に、水分の蒸発等が必要になるため、フィルム状液晶層
を電極付基板間に挟持できない。このため、表示に必要
な電極をパターニングしなくてはならなかった。
In addition, when trying to create an element with a change in transmission-scattering state, it is necessary to evaporate water when curing the film-like liquid crystal layer in these elements, so the film-like liquid crystal layer is sandwiched between the substrates with electrodes. Can not. Therefore, it is necessary to pattern the electrodes required for display.

また、J.W.Doaneらの素子も、大面積の基板へのフィ
ルム状液晶層の形成は、未硬化のフィルム状液晶層を塗
布して取り扱うため、その厚みの制御が不充分になりや
すく、特に、湾曲した基板へのフィルム状液晶層の形成
は均一塗布が極めて困難なものであった。
Also, in the element of JW Doane et al., When the film-like liquid crystal layer is formed on a large-area substrate, the uncured film-like liquid crystal layer is applied and handled, so that the control of the thickness thereof tends to be insufficient, and in particular Uniform coating was extremely difficult to form a film-like liquid crystal layer on the substrate.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、前述の課題を解決すべくなされたものであ
り、液晶物質と、得られる硬化物の屈折率が、その液晶
物質の常光屈折率(no)、異常光屈折率(ne)または液
晶物質がランダムに配向するようにした場合の屈折率
(nx)のいずれかと一致するように選ばれ、かつその液
晶物質と相溶性のある硬化性化合物と、この硬化性化合
物の硬化物の屈折率と一致するように選ばれた高分子物
質とからなるラテックスを一方の電極付基板上に供給
し、水分を蒸発させて高分子物質のマトリックスの空隙
部に液晶物質と硬化性化合物の溶解混合物が充填された
半硬化状態のフィルム状液晶層を形成し、その上に他方
の電極付基板を重ね合せて硬化させ硬化性化合物の硬化
物と液晶物質との相分離を固定化して、高分子物質と硬
化物とのマトリックスの空隙部に液晶物質が充填された
フィルム状液晶層を形成することを特徴とする液晶光学
素子の製造方法、及び、少なくとも特定の配向状態に保
ちたい部分の電極には電圧を印加しつつ、特定の配向状
態に保ちたい部分以外の部分をマスクして光露光して硬
化させ、次いでマスクを取り去り電圧を印加せずに未硬
化部分を硬化させるか、または特定の配向状態に保ちた
い部分をマスクして、光露光して特定の配向状態に保ち
たい部分以外の部分を硬化させ、次いでマスクを取り去
り、少なくとも特定の配向状態に保ちたい部分の電極に
は電圧を印加しつつ、未硬化部分を硬化させることを特
徴とする液晶光学素子の製造方法を提供するものであ
る。
[Means for Solving Problems] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the refractive index of the liquid crystal substance and the obtained cured product is the ordinary light refractive index (n o) of the liquid crystal substance. ), An extraordinary light refractive index (n e ) or a refractive index (n x ) when the liquid crystal substance is randomly oriented, and a curability that is compatible with the liquid crystal substance. A latex comprising a compound and a polymer substance selected so as to match the refractive index of a cured product of this curable compound is supplied onto one electrode-attached substrate, and water is evaporated to form a matrix of the polymer substance. A semi-cured film-like liquid crystal layer filled with a dissolved mixture of a liquid crystal substance and a curable compound is formed in the void portion, and the other substrate with an electrode is superposed thereon and cured to cure the curable compound and the liquid crystal. Immobilize phase separation with substances to A method for producing a liquid crystal optical element, characterized by forming a film-like liquid crystal layer filled with a liquid crystal substance in a void portion of a matrix of a child substance and a cured product, and at least a portion of an electrode desired to be kept in a specific alignment state While applying a voltage, mask the part other than the part you want to keep in a specific orientation and light-exposure to cure, then remove the mask and cure the uncured part without applying a voltage, or specify Mask the part you want to keep in the alignment state, cure the parts other than the part you want to keep the specific alignment state by light exposure, then remove the mask, and at least apply a voltage to the electrode in the part you want to keep the specific alignment state. The present invention provides a method for manufacturing a liquid crystal optical element, characterized in that an uncured portion is cured while applying a voltage.

本発明の素子は、液晶物質とそれに溶解可能な硬化性
化合物と、高分子物質とからなるラテックスを用い、水
分の蒸発による高分子物質の硬化工程と、硬化性化合物
の硬化過程の2つの硬化工程を経ることにより、高分子
物質と硬化性化合物の硬化物のマトリックス中に液晶物
質が散在した構造となり、液晶と硬化物の分布が一様と
なり、均質で外観品位、生産性に優れたものである。
The device of the present invention uses a latex composed of a liquid crystal substance, a curable compound that can be dissolved in the liquid crystal substance, and a polymer substance, and has two curing processes: a curing process of the polymer substance by evaporation of water and a curing process of the curable compound. Through the process, a structure in which a liquid crystal substance is dispersed in the matrix of a cured product of a polymer substance and a curable compound, the liquid crystal and the cured product are evenly distributed, and it is homogeneous and has excellent appearance quality and productivity. Is.

本発明では、電圧を印加していない状態又は印加して
いる状態のいずれか一方で、硬化性化合物が硬化させら
れた硬化物の屈折率が、使用する液晶物質の常光屈折率
(no)、異常光屈折率(ne)または液晶物質がランダム
に配向した場合の屈折率(nx)のいずれかと一致するよ
うにされる。また、高分子物質の屈折率は、この硬化性
化合物が硬化させられた硬化物の屈折率と一致されるよ
うにされる。
In the present invention, the refractive index of the cured product obtained by curing the curable compound is the ordinary refractive index (n o ) of the liquid crystal substance used in either the state in which no voltage is applied or the state in which voltage is applied. , The extraordinary light refractive index (n e ) or the refractive index (n x ) when the liquid crystal substance is randomly aligned. Further, the refractive index of the polymer substance is made to match the refractive index of the cured product obtained by curing the curable compound.

これにより、形成されたフィルム状液晶層の樹脂マト
リックスの屈折率と、その空隙部に充填された液晶物質
の屈折率とが一致した時に光が透過し、一致しない時に
光が散乱(白濁)することになる。
As a result, light is transmitted when the refractive index of the resin matrix of the formed film-like liquid crystal layer and the refractive index of the liquid crystal substance filled in the voids match, and light is scattered (white turbidity) when they do not match. It will be.

この特性を生かして、本発明の液晶光学素子は調光体
に使用するとその効果が大きい。
Taking advantage of this characteristic, the liquid crystal optical element of the present invention has a large effect when used as a light control body.

また、本発明の素子は、樹脂マトリックスを構成する
硬化性化合物を硬化して得られる硬化物及びラテックス
の高分子物質の屈折率が、使用する液晶物質の屈折率を
noまたはneと一致させておくことにより、電圧が印加さ
れていない場合は、配列していない液晶物質と、樹脂マ
トリックスの屈折率の違いにより、散乱状態(つまり白
濁状態)を示し、また電圧を印加した場合は、液晶物質
が配列し、液晶の屈折率(noあるいはne)と樹脂マトリ
ックスの屈折率とが一致することにより透過状態を示す
ものであり、可逆的な調光機能を有することとなる。
Further, in the element of the present invention, the refractive index of the polymer substance of the cured product and latex obtained by curing the curable compound constituting the resin matrix is the same as that of the liquid crystal substance used.
By matching with n o or n e , when a voltage is not applied, a scattering state (that is, a cloudy state) is exhibited due to the difference in refractive index between the liquid crystal substance that is not aligned and the resin matrix. If a voltage is applied, the liquid crystal material is arranged, which shows the transmission state by the refractive index of the liquid crystal and (n o or n e) and the refractive index of the resin matrix are matched, reversible dimming function Will have.

本発明の素子のフィルム状液晶層は、水分の蒸発によ
る高分子物質の硬化工程と、硬化性化合物の硬化過程の
2つの硬化工程を経ることにより形成される。
The film-like liquid crystal layer of the device of the present invention is formed by performing two curing processes, a curing process of a polymer substance by evaporation of water and a curing process of a curable compound.

本発明では、硬化性化合物と、液晶物質と、高分子物
質との混合物を使用する。この混合物は、ラテックスを
構成しており、電極付基板に容易に供給して薄膜状にす
ることができ、大面積に供給しても比較的均一の厚みに
することができる。
In the present invention, a mixture of a curable compound, a liquid crystal substance and a polymer substance is used. This mixture constitutes latex, and can be easily supplied to the electrode-attached substrate to form a thin film, and even when supplied to a large area, it can have a relatively uniform thickness.

この前半の硬化工程は、ラテックス中の水分が蒸発す
ることにより、高分子物質が硬化する工程であり、高分
子がマトリックスを構成し、その空隙部に液晶物質と硬
化性化合物との溶解混合物が充填された構造の半硬化状
態のフィルム状液晶層を形成する。この状態で、通常両
者の屈折率が一致していないので、散乱状態になる。
The first half of the curing step is a step in which the polymer substance is cured by evaporation of water in the latex, and the polymer constitutes a matrix, and the dissolved mixture of the liquid crystal substance and the curable compound is formed in the void portion of the matrix. A semi-cured film-like liquid crystal layer having a filled structure is formed. In this state, since the refractive indexes of the two do not usually match, a scattering state occurs.

後半の硬化工程は、この半硬化状態のフィルム状液晶
層の上に他方の電極付基板を重ね合せて、加熱または光
露光等により硬化性化合物を硬化させる。これにより、
前の工程では未硬化であった硬化性化合物が液晶物質か
ら相分離して硬化し、既に硬化している高分子物質と一
緒にマトリックスを構成するようになる。
In the latter curing step, the other substrate with electrodes is superposed on the semi-cured film-like liquid crystal layer, and the curable compound is cured by heating or light exposure. This allows
In the previous step, the uncured curable compound is phase-separated from the liquid crystal substance to be cured, and forms a matrix together with the already cured polymer substance.

この状態で、硬化性化合物から硬化した硬化物と、高
分子の屈折率は一致するようにされているため、前述の
如く、これらの樹脂マトリックスの屈折率と液晶物質の
屈折率とが一致していなければ、このフィルム状液晶層
は散乱状態になる。
In this state, the cured product obtained from the curable compound and the polymer are made to have the same refractive index. Therefore, as described above, the resin matrix and the liquid crystal substance have the same refractive index. If not, the film-like liquid crystal layer is in a scattering state.

本発明では、この後半の硬化工程の際に、特定の部分
のみに電圧を印加した状態で硬化させてやることによ
り、特定の配向が形成される。通常、しきい値電圧以上
の電圧を印加した状態で硬化させてやることにより、そ
の部分が常に光透過状態となる。
In the present invention, in the latter half of the curing step, a specific orientation is formed by curing with a voltage applied only to a specific portion. Normally, by curing under a condition where a voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied, the portion is always in a light transmitting state.

もっとも、使用する硬化性化合物と液晶物質との系に
より、この印加電圧に対する配向形成に差があるため、
しきい値電圧以上の電圧を印加しても、常に光透過状態
にならないこともあり、しきい値電圧よりも充分高い電
圧を印加したり、系の配合を適切に選択するようにす
る。
However, since there is a difference in the alignment formation with respect to the applied voltage depending on the system of the curable compound and the liquid crystal substance used,
Even if a voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied, the light transmission state may not always occur. Therefore, a voltage sufficiently higher than the threshold voltage is applied or the composition of the system is appropriately selected.

この部分は、硬化後には電圧の印加に無関係に光がほ
ぼ透過する。これにより、電極のパターニングをするこ
となしに、特定の文字や図形を表示可能となる。また、
文字、図形、グラフ等を連続した枠で囲むことも容易に
可能となり、表示の自由度、表示パターンの設計の容易
性が向上するという利点も有する。
After curing, light is almost transmitted through this portion regardless of the application of voltage. As a result, specific characters and figures can be displayed without patterning the electrodes. Also,
It is also possible to easily surround characters, figures, graphs, and the like with a continuous frame, and there is an advantage that the degree of freedom of display and the ease of designing display patterns are improved.

その他の電圧を印加しない状態、低い電圧を印加した
状態で硬化させた部分は、電圧は印加したが短時間であ
った部分は、ある程度光が透過して、かつ電圧の印加に
より光の透過率が変化するようになる。
In other areas where no voltage is applied or where a low voltage is applied, the part is cured while the voltage is applied but the area is short, light is transmitted to some extent, and the transmittance of light is increased by applying the voltage. Changes.

この場合、液晶物質が完全に配向しきらない程度の電
圧を印加しつつ、光露光等で硬化した場合、または電圧
を印加してある程度硬化が進行する程度の短時間光露光
する等して硬化した場合には、液晶分子は平均的に見て
基板面にほぼある角度傾いて配向することとなる。
In this case, when the liquid crystal substance is cured by photoexposure while applying a voltage that does not completely align it, or is cured by applying a voltage for a short time so that the curing proceeds to some extent. In such a case, the liquid crystal molecules will be oriented with an angle of inclination to the substrate surface on average.

これにより、電圧を印加しない状態での光の透過率が
周囲の白濁している部分よりは高くなり、中間調の表示
が可能となる。これにより、写真のような表示も可能と
なる。
As a result, the transmittance of light when no voltage is applied is higher than that of the surrounding cloudy part, and halftone display is possible. As a result, it is possible to display like a photograph.

写真のような中間調を表示したい場合には、硬化性化
合物として光硬化性化合物を使用し、高い電圧を印加し
つつ、写真のネガ又はポジを使用して光露光すれば容易
に写真調の液晶光学素子を得ることができる。
If you want to display a halftone like a photo, use a photocurable compound as the curable compound, and apply a high voltage while using a negative or positive of the photo to perform photoexposure. A liquid crystal optical element can be obtained.

これにより、光が強く当たったところは常に透過状態
になり、光が当たる量が少なくなればなるほど散乱の程
度が強い散乱状態となる。これにより、光の透過量によ
って種々の中間調を出すことができる。この散乱状態と
なった部分は電圧の印加によって散乱と透過を制御する
ことができる。
As a result, a place where the light is strongly applied is always in the transmission state, and the smaller the amount of the light is applied, the stronger the scattering degree is. This makes it possible to produce various halftones depending on the amount of transmitted light. It is possible to control scattering and transmission of the portion in the scattering state by applying a voltage.

本発明の光が常に透過してくる部分を形成する目的の
ためには、特定の配向を形成するように電圧を印加しつ
つ硬化して得られた部分の液晶光学素子の液晶のしきい
値電圧以下で測定した誘電率の値(ε)と、電圧を印加
せずに硬化された部分の液晶光学素子の2状態で測定し
た誘電率、つまり (1)液晶が充分に基板に垂直方向に配列できる電圧で
測定した誘電率(εON) (2)液晶のしきい値電圧以下で測定した誘電率(ε
OFF) との関係式が次のようになることが好ましい。
For the purpose of forming a portion through which light is constantly transmitted according to the present invention, the threshold of the liquid crystal of the liquid crystal optical element is obtained by curing while applying a voltage so as to form a specific orientation. The value of the dielectric constant (ε) measured below the voltage and the dielectric constant measured in the two states of the liquid crystal optical element in the cured portion without applying a voltage, that is, (1) the liquid crystal is sufficiently perpendicular to the substrate Dielectric constant (ε ON ) measured at a voltage at which alignment is possible (2) Dielectric constant (ε ON ) measured below the threshold voltage of liquid crystal
OFF ) is preferably as follows.

なお、前述のような方法で常に透過状態とするのでは
なく、散乱状態での透過率を高くした場合、電圧の印加
の有無により透過−散乱を制御できるとともに、透過−
散乱の応答速度が速くなったり、駆動電圧が低下する傾
向がある。このため、散乱状態での透過率をあまり高く
しない範囲で、電圧を印加して硬化性化合物を硬化さ
せ、特定の配向を形成するという使用法もある。この場
合には、素子全面のフィルム状液晶層に電圧を印加して
硬化させる。
In addition, when the transmittance in the scattering state is increased instead of always in the transmitting state by the method as described above, the transmission-scattering can be controlled by the presence or absence of the voltage application, and the transmission-
There is a tendency that the response speed of scattering becomes faster and the driving voltage becomes lower. Therefore, there is also a method of use in which a specific orientation is formed by applying a voltage to cure the curable compound within a range where the transmittance in the scattering state is not so high. In this case, a voltage is applied to the film-like liquid crystal layer on the entire surface of the device to cure it.

特に、電圧を印加した際の液晶の配向が、基板面に対
し垂直である方が透過率が上昇するので、樹脂マトリッ
クス、即ち、ラテックスを構成する高分子物質と硬化性
化合物が硬化して得られる硬化物との両者の屈折率が、
使用する液晶物質のnoと一致するように選ばれた光硬化
性化合物と誘電異方性が正の液晶物質とを組みあわせて
使用した方が好ましい。
In particular, since the transmittance increases when the liquid crystal orientation when a voltage is applied is perpendicular to the substrate surface, the resin matrix, that is, the polymer substance forming the latex and the curable compound, are cured. The refractive index of both the cured product and
It is preferable to use a combination of a photo-curable compound selected so as to match n o of the liquid crystal substance used and a liquid crystal substance having a positive dielectric anisotropy.

また、本発明の素子は、硬化性化合物の硬化させられ
た硬化物の屈折率及び高分子物質の屈折率が、使用する
液晶物質がランダムに配向した場合の屈折率(nx)と一
致するようにされることもできる。
Further, in the device of the present invention, the refractive index of the cured product of the curable compound and the refractive index of the polymer substance match the refractive index (n x ) when the liquid crystal substance used is randomly aligned. It can also be done.

ここでいうランダムに配向するとは、全ての液晶分子
が基板面に対して平行又は垂直に配列しているのでな
く、硬化物のマトリックスを構成する網目もしくはカプ
セルの影響により種々の方向を向いていることを表わ
す。この場合には、電圧が印加されていない場合は、配
列していない(ランダムに配向)液晶物質と、樹脂マト
リックスの屈折率が一致しているため、透過状態を示
す。
The term "random alignment" used herein means that not all liquid crystal molecules are arranged parallel or perpendicular to the substrate surface, but are oriented in various directions due to the influence of the mesh or capsule constituting the matrix of the cured product. Indicates that. In this case, when no voltage is applied, the liquid crystal substance that is not aligned (randomly aligned) and the resin matrix have the same refractive index, and thus shows a transmissive state.

逆に、電圧を印加した場合には、液晶物質が配列し、
液晶の屈折率(noあるいはne)と樹脂マトリックスの屈
折率とが一致しなくなり、散乱状態(つまり白濁状態)
を示すこととなる。これらにより電圧を印加しない状態
で透明の素子が得られるが、樹脂マトリックスが網目状
もしくはカプセル状に存在し、液晶がこの樹脂マトリッ
クスの硬化物の影響を受けランダムに配向しているのと
同様の状況にあるため、均一な状態とすることが難しい
という問題点がある。
Conversely, when a voltage is applied, the liquid crystal substance is aligned,
Refractive index of the liquid crystal and (n o or n e) and the refractive index of the resin matrix will not match, scattering state (i.e. opaque state)
Will be shown. By these, a transparent element can be obtained without applying a voltage, but it is similar to the case where the resin matrix exists in the form of a mesh or capsule and the liquid crystal is randomly oriented under the influence of the cured product of the resin matrix. Because of the situation, there is a problem that it is difficult to make a uniform state.

これは、前者のように垂直または水平に配向させた場
合には、均一に配向させやすいが、ランダムに配向させ
るのは、マクロ的にみればランダムであっても、部分的
にみれば配向状態が微妙に異なり、屈折率の差を生じ、
これがムラとなって見え易いためである。
This is because when oriented vertically or horizontally like the former, it is easy to orient uniformly, but randomly oriented is random when viewed macroscopically, but partially when oriented. Is slightly different, causing a difference in refractive index,
This is because it becomes uneven and easy to see.

このタイプの素子は、この前述の場合と同様に、後半
の硬化性化合物の硬化工程の際に特定の部分のみにしき
い値電圧以上の電圧を印加した状態で硬化させてやるこ
とにより、その部分を常に散乱状態にすることができ
る。
This type of element is, similarly to the case described above, cured by applying a voltage equal to or higher than the threshold voltage only to a specific portion during the curing step of the curable compound in the latter half, thereby curing that portion. Can always be in a scattered state.

この部分は、硬化後には電圧の印加に無関係に光が散
乱する。これにより、電極のパターニングをすることな
しに、特定の文字や図形を表示可能となる。
This portion scatters light after curing regardless of the application of a voltage. As a result, specific characters and figures can be displayed without patterning the electrodes.

また、この素子の場合にも液晶物質が完全に配向しき
らない程度の電圧を印加しつつ光露光等で硬化するか、
または電圧を印加してある程度硬化が進行する程度の短
時間光露光等で硬化する等することにより、液晶分子を
平均的に見て基板面にほぼある角度傾いて配向させるこ
とができる。これにより写真のような中間調を表示した
り、低電圧駆動が可能になる。
Also in the case of this element, whether the liquid crystal substance is cured by light exposure while applying a voltage to such an extent that the liquid crystal substance is not completely aligned,
Alternatively, the liquid crystal molecules can be aligned at a certain angle with respect to the substrate surface by averaging the liquid crystal molecules by, for example, curing by light exposure for a short time such that the voltage is applied and the curing proceeds to some extent. This makes it possible to display a halftone like a photograph or to drive at a low voltage.

この場合も、使用する硬化性化合物と液晶物質との系
により、印加電圧に対する配向形成に差があるため、形
成したい配向状態により、印加電圧は実験的に定めるこ
とが好ましい。
Also in this case, since the alignment formation with respect to the applied voltage differs depending on the system of the curable compound and the liquid crystal substance used, it is preferable to experimentally determine the applied voltage depending on the desired alignment state.

なお、本発明ではこの樹脂マトリックスの屈折率と、
使用する液晶物質の屈折率(no、ne、nxのいずれか)と
を一致させるものであるが、この一致とは完全に一致さ
せることが好ましいものであるが、透過状態に悪影響を
与えない程度に、ほぼ一致するようにしておけば良い。
In the present invention, the refractive index of this resin matrix,
It is intended to match the refractive index (any of n o , n e , and n x ) of the liquid crystal substance to be used, and it is preferable that this match is perfectly matched, but it does not adversely affect the transmission state. It is good enough that they are almost the same so that they are not given.

具体的には、ラテックスの高分子物質の屈折率、硬化
性化合物の屈折率及び液晶物質の屈折率の相互間の差を
0.15程度以下にしておくことが好ましい。これは、液晶
物質により高分子物質または硬化物が膨潤して、高分子
物質、硬化物が本来持っていた屈折率よりも液晶物質の
屈折率に近ずくため、この程度の差があっても、光はほ
ぼ透過するようになる。
Specifically, the difference between the refractive index of the polymer substance of the latex, the refractive index of the curable compound, and the refractive index of the liquid crystal substance is calculated.
It is preferable to set it to about 0.15 or less. This is because the polymer substance or the cured product swells due to the liquid crystal substance and comes closer to the refractive index of the liquid crystal substance than the refractive index originally possessed by the polymer substance or the cured product. , The light is almost transmitted.

本発明では、硬化性化合物としては、ラテックスの高
分子物質が水の蒸発で硬化する際には硬化しなく、その
後、熱、光等で硬化するものが使用できる。特に、光硬
化性の化合物が硬化時間が短くて生産性が良く、マスク
により光を遮光するのみで電極をパターニングすること
なしに、容易に所望の部分に特定の配向を形成させて、
固定表示部分を形成することができる。即ち、基板の表
面に光を遮光するマスクを配置することにより、容易に
特定の部分のみを硬化させて、特定の配向を形成させ
て、常に光が透過してくるか散乱している固定表示部分
を形成することができる。
In the present invention, as the curable compound, a compound which does not cure when the polymer substance of the latex is cured by evaporation of water and is then cured by heat, light or the like can be used. In particular, a photocurable compound has a short curing time and good productivity, and it is possible to easily form a specific orientation in a desired portion without patterning the electrode only by blocking light with a mask,
A fixed display portion can be formed. That is, by arranging a mask that blocks light on the surface of the substrate, it is possible to easily cure only a specific portion to form a specific orientation, and a fixed display in which light is always transmitted or scattered. The part can be formed.

この光硬化性とは、赤外線、可視光線、紫外線、電子
線によって硬化する化合物であればよい。その光の作用
も、硬化を促進するものであれば何でもよく、光子、電
子、熱のいずれによってでもよい。
The photo-curing property may be a compound that is cured by infrared rays, visible rays, ultraviolet rays or electron beams. The action of the light may be any as long as it accelerates curing, and may be any of photons, electrons and heat.

従って、光硬化性化合物は、ビニル重合、付加重合、
縮合重合、カチオン重合、アニオン重合、リビング重合
等何れであってもよいが、水分、腐食性物質等の液晶物
質を劣化させるおそれのある物質を発生する縮合重合は
一般的にみて好ましくない。
Therefore, the photocurable compound is vinyl polymerization, addition polymerization,
Although any of condensation polymerization, cationic polymerization, anionic polymerization, living polymerization and the like may be used, condensation polymerization which generates a substance that may deteriorate the liquid crystal substance such as water and a corrosive substance is generally not preferable.

また、マスクして光硬化した後に、全体を加熱して熱
重合を行なってもよい。
Moreover, after masking and photocuring, the whole may be heated to perform thermal polymerization.

光硬化性化合物を用いた場合、硬化速度を速めたいな
ら、光硬化開始剤を加えるなどしてよく、ラジカル種に
より光硬化可能なものであれば、外観品位、信頼性にす
ぐれた素子を作成することができる。
When using a photo-curable compound, if you want to increase the curing speed, you can add a photo-curing initiator, and if it is photo-curable by radical species, create an element with excellent appearance and reliability. can do.

この光硬化性化合物は化合物自身が光反応性をもつも
の、光照射によって生成した物質により硬化が誘起させ
るものであってもよく、大別すると、光照射によって分
解硬化するものと、重合硬化するものに分類される。
This photocurable compound may be a compound which itself has photoreactivity or a compound which is induced to be cured by a substance generated by light irradiation. When roughly classified, it is decomposed and cured by light irradiation and polymerized and cured. Classified as one.

これらの代表的な化合物としては、光硬化性のアクリ
ル系のモノマー、オリゴマーがあり、具体的には、モノ
アクリレート、ジアクリレート、N−置換アクリルアミ
ド、N−ビニルピロリドン、スチレン及びその誘導体、
ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレート、
ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、シリコ
ーンアクリレート、フロロアルキルアクリレート、ポリ
ブタジエン骨格を有するポリアクリレート、イソシアヌ
ル酸骨格を有するポリアクリレート、ヒダントイン骨格
を有するアクリレート、不飽和シクロアセタールなどに
代表される単官能及び多官能ビニル基を有する化合物が
例示される。
Typical examples of these compounds include photocurable acrylic monomers and oligomers, and specifically, monoacrylate, diacrylate, N-substituted acrylamide, N-vinylpyrrolidone, styrene and derivatives thereof,
Polyol acrylate, polyester acrylate,
Monofunctional and polyfunctional vinyl groups represented by urethane acrylate, epoxy acrylate, silicone acrylate, fluoroalkyl acrylate, polyacrylate having a polybutadiene skeleton, polyacrylate having an isocyanuric acid skeleton, acrylate having a hydantoin skeleton, and unsaturated cycloacetal. Compounds having are exemplified.

特に、光硬化性化合物の中でも、アクリル系の化合物
を使用することが、光露光後の液晶と硬化物の相分離状
態及びその均一性に優れていること、また光露光による
硬化速度が速く硬化物が安定であることから好ましい。
In particular, among the photocurable compounds, the use of an acrylic compound is excellent in the phase separation state and uniformity of the liquid crystal and the cured product after photoexposure, and the curing speed by photoexposure is fast. It is preferable because the product is stable.

また、硬化性化合物は、単独もしくは複数混合で用い
てもよく、素子作成に必要な改質剤、作成した素子の改
質剤等、具体的には、架橋剤、界面活性剤、希釈剤、増
粘剤、消泡剤、接着性付与剤、安定剤、吸収剤、色素、
重合促進剤、連鎖移動剤、重合禁止剤などを含んでいて
よい。
The curable compound may be used singly or in a mixture of two or more, and a modifier necessary for element production, a modifier for the element produced, and the like, specifically, a crosslinking agent, a surfactant, a diluent, Thickener, defoaming agent, adhesiveness imparting agent, stabilizer, absorbent, pigment,
It may contain a polymerization accelerator, a chain transfer agent, a polymerization inhibitor and the like.

本発明の素子で使用する硬化性化合物は、前述の要件
を満たした種々の材料の中から、液晶の屈折率、液晶と
の溶解性を勘案して選択すればよい。
The curable compound used in the device of the present invention may be selected from various materials satisfying the above requirements in consideration of the refractive index of the liquid crystal and the solubility with the liquid crystal.

また、光硬化開始剤は、ベンゾインエーテル系、ベン
ゾフェノン系、アセトフェノン系、チオキサントン系な
どが例示される。
Examples of the photo-curing initiator include benzoin ether type, benzophenone type, acetophenone type and thioxanthone type.

本発明で使用される液晶物質は、ネマチック液晶物
質、スメクチック液晶物質等があり、単独で用いても組
成物を用いても良いが、動作温度範囲、動作電圧など種
々の要求性能を満たすには組成物を用いた方が有利とい
える。特に、ネマチック液晶の使用が好ましい。
The liquid crystal substance used in the present invention includes a nematic liquid crystal substance, a smectic liquid crystal substance and the like, and they may be used alone or as a composition, but in order to satisfy various required performances such as an operating temperature range and an operating voltage. It can be said that it is advantageous to use the composition. In particular, the use of nematic liquid crystal is preferable.

また、使用される液晶物質は、硬化性化合物に均一に
溶解することが好ましく、光露光後の硬化物とは、溶解
しない、もしくは困難なものが必要であり、組成物を用
いる場合は、個々の液晶物質の溶解度ができるだけ近い
ものが望ましい。
Further, it is preferable that the liquid crystal substance to be used is uniformly dissolved in the curable compound, and it is necessary that the liquid crystal substance does not dissolve or is difficult with the cured product after photoexposure. It is desirable that the solubility of the liquid crystal substance is as close as possible.

本発明で使用されるラテックスを構成する高分子物質
は、前記の液晶物質と硬化性化合物との溶液を含んで、
安定なラテックスとなるものであればよい。具体的に
は、ビニル系ポリマーとしてポリ酢酸ビニル、ポリスチ
レン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル共重合
体、酢酸ビニル重合体、塩化ビニリデン共重合体、塩化
ビニル共重合体等が、合成ゴム系としてはポリイソブチ
レン、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、SBR、N
BR、MBR等が、このほかに、ポリウレタン、ポリエポキ
シ、ポリシロキサン等が例示され、ラテックスの安定性
を確保するため各種添加剤が含まれていてもよい。
The polymer substance constituting the latex used in the present invention contains a solution of the above liquid crystal substance and a curable compound,
What is necessary is that it becomes a stable latex. Specifically, as the vinyl-based polymer, polyvinyl acetate, polystyrene, polyethylene, polyvinyl chloride, an acrylic copolymer, a vinyl acetate polymer, a vinylidene chloride copolymer, a vinyl chloride copolymer, etc. Polyisobutylene, chloroprene rubber, polybutadiene rubber, SBR, N
In addition to BR, MBR, etc., polyurethane, polyepoxy, polysiloxane, etc. are exemplified, and various additives may be contained in order to ensure the stability of the latex.

このラテックス中の高分子物質は、水分を蒸発させる
ことにより、硬化して(重合ではなく固まるという意
味)樹脂マトリックスの骨組みを形成する。
The polymeric material in this latex hardens (meaning it solidifies rather than polymerize) upon evaporation of water to form the framework of the resin matrix.

本発明の素子を製造する際、硬化性化合物と高分子物
質との合計量と、液晶物質の量とは重量比で5:95〜75:2
5程度の混合物とすればよく、液状なしは粘稠物として
使用されればよい。この場合、硬化性化合物と高分子物
質との重量比は、通常10:90〜90:10程度とされれば良
い。
When manufacturing the device of the present invention, the total amount of the curable compound and the polymer substance, and the amount of the liquid crystal substance is 5:95 to 75: 2 by weight ratio.
A mixture of about 5 may be used, and a liquid form may be used as a viscous substance. In this case, the weight ratio of the curable compound and the polymer substance may be usually about 10:90 to 90:10.

本発明の素子を製造する方法を以下に例示する。 A method for manufacturing the device of the present invention will be exemplified below.

先ず、硬化性化合物と液晶物質との溶解混合物に、ラ
テックスを構成する高分子物質を加えて、それらの混合
された安定なラテックスを形成する。このラテックス中
では、液晶物質と硬化性化合物の溶解混合物が、水に分
散した高分子物質中に分散している状態を形成してい
る。
First, a polymer substance that constitutes a latex is added to a dissolved mixture of a curable compound and a liquid crystal substance to form a stable latex in which they are mixed. In this latex, a dissolved mixture of a liquid crystal substance and a curable compound is in a state of being dispersed in a polymer substance dispersed in water.

このラテックスを、In2O3‐SnO2(ITO)、SnO2等の透
明電極付のガラス基板上に、ロールコート、スピンコー
ト、印刷等の方法により供給して、水分を蒸発させて半
硬化状態のフィルム状液晶層を形成する。この状態で、
フィルム状液晶層は高分子物質が固まって樹脂マトリッ
クスの骨組みを形成し、この空隙部に液晶物質と硬化性
化合物の溶解混合物が分散して存在している。
This latex is supplied onto a glass substrate with a transparent electrode such as In 2 O 3 -SnO 2 (ITO) or SnO 2 by roll coating, spin coating, printing, etc. to evaporate water and semi-cure. A film-like liquid crystal layer in the state is formed. In this state,
In the film-like liquid crystal layer, the polymer substance is solidified to form a framework of the resin matrix, and the dissolved mixture of the liquid crystal substance and the curable compound is dispersed and present in the voids.

次いで、この半硬化状態のフィルム状液晶層の上に、
対向する電極付き基板を重ね合わせ、光露光または加熱
して、硬化性化合物を硬化させる。これにより、高分子
物質が固まった樹脂マトリックスの骨組みの空隙部に分
散されていた液晶物質と硬化性化合物の溶解混合物か
ら、硬化性化合物が硬化して液晶物質と相分離し、高分
子物質と硬化性化合物の硬化した硬化物とからなる樹脂
マトリックス中の空隙部に液晶物質が分散したフィルム
状液晶層が形成される。
Then, on the semi-cured film-like liquid crystal layer,
Substrates with electrodes facing each other are superposed and exposed to light or heated to cure the curable compound. As a result, from the dissolved mixture of the liquid crystal substance and the curable compound dispersed in the voids of the framework of the resin matrix in which the polymer substance is solidified, the curable compound is cured and phase-separated from the liquid crystal substance, and A film-like liquid crystal layer in which a liquid crystal substance is dispersed is formed in a void portion in a resin matrix composed of a cured product of a curable compound.

この硬化性化合物の硬化の際に、必要に応じて加圧し
ながら硬化したり、基板を湾曲させて硬化させたり、電
圧を印加しつつ硬化させたりする。
At the time of curing the curable compound, it is cured while applying pressure, curving the substrate to be cured, or applying a voltage when necessary.

また、この硬化性化合物の硬化を、他方の電極付き基
板を重ね合せずに行い、硬化後に他方の電極付き基板を
貼り合せるようにすることもできる。
Further, it is also possible to cure the curable compound without superimposing the other electrode-attached substrate and to bond the other electrode-attached substrate after the curing.

この硬化した状態でのフィルム状液晶層の厚みは、5
〜100μmにて動作することができるが、印加電圧、オ
ン・オフ時のコントラストを配慮すれば、7〜40μmに
設定することが適当である。
The thickness of the film-like liquid crystal layer in this cured state is 5
It is possible to operate at up to 100 μm, but it is suitable to set at 7 to 40 μm in consideration of the applied voltage and the contrast at the time of on / off.

このようにして、先ずラテックス中の高分子物質を硬
化させ、次いで硬化性化合物を硬化させて、フィルム状
液晶層を形成する。
In this way, the polymer substance in the latex is first cured and then the curable compound is cured to form a film-like liquid crystal layer.

この場合、硬化物の屈折率、正確には樹脂マトリック
スを構成する硬化物と高分子物質の屈折率と、液晶物質
のnoまたはneとを一致させた場合には、硬化後には配列
していない液晶物質と樹脂マトリックスとによる屈折率
散乱のため白濁状態となる。こうして作成した本発明の
素子は、電圧印加することにより、液晶物質が配列し、
樹脂マトリックスの屈折率と配列した液晶物質の屈折率
とが一致するため透過状態となる。
In this case, the refractive index of the cured product, when exactly match the refractive index of the cured product and the polymer material constituting the resin matrix, and n o or n e of the liquid crystal material is arranged and after curing The liquid crystal substance and the resin matrix do not become white due to the refractive index scattering. In the element of the present invention thus produced, the liquid crystal substance is aligned by applying a voltage,
Since the refractive index of the resin matrix and the refractive index of the aligned liquid crystal substance match, the resin matrix is in a transmissive state.

本発明では、この際固定表示の特定の配向を生じせし
めたい場合には、この部分のみに電圧を印加しつつ、硬
化性化合物の硬化を行なう。
In the present invention, when it is desired to cause a specific orientation of the fixed display at this time, the curable compound is cured while applying a voltage only to this portion.

この特定の配向を生じせしめるには、種々の方法があ
るが、硬化性化合物に光硬化性化合物を用い、光露光す
ることが生産性が良く好ましく、以下にその例を示す。
There are various methods for producing this specific orientation, but it is preferable to use a photocurable compound as the curable compound and to perform photoexposure because of good productivity, and examples thereof will be shown below.

特定の部分のパターンに対応する電極を配置し、そ
の間に電圧を印加しつつ、全体に光を当てて硬化させ
る。
An electrode corresponding to the pattern of a specific portion is arranged, and light is applied to the whole while applying a voltage between the electrodes to cure the electrode.

特定の部分を除く部分に遮光性のマスクを形成し、
少なくとも特定の部分に電圧を印加しつつ、全体に光を
当てて特定の部分のみを硬化させ、次いで、遮光性のマ
スクを除去して残りの部分を硬化させる。
Form a light-shielding mask on the part except the specific part,
While applying a voltage to at least a specific portion, light is applied to the entire portion to cure only the specific portion, and then the light shielding mask is removed to cure the remaining portion.

レーザー等を走査しながら必要の部分には電圧を印
加して特定の部分にのみ特定の配向を形成させる。
A voltage is applied to a necessary portion while scanning with a laser or the like to form a specific orientation only on a specific portion.

また、これらの方法を組み合わせたり、特定の部分と
同じ形状のマスクを使用する等して特定の部分を除いた
部分を先に硬化させるように工程を逆転させてもよい。
Further, these steps may be combined, or the process may be reversed so that the portion excluding the specific portion is cured first by using a mask having the same shape as the specific portion.

特に、とその逆工程のプロセスが、基板に予め形成
したパターニングされていない素子の駆動用の電極を用
いることができ、付加する手段がマスクのみでよく、生
産性も良い。
In particular, the reverse process can use an electrode for driving an unpatterned element formed in advance on the substrate, and only a mask is required as a means for adding, and the productivity is also good.

また、内面に電極を形成した通常の液晶光学素子のセ
ルの構成を採り、その電極を使用して特定のパターンを
特定の配向としてもよいし、外部に電極を配置し、それ
により特定のパターンを特定の配向としてもよい。これ
らにより、例えば、ドットマトリクス表示、セグメント
表示、バーグラフ表示に図形を組み合わせたり、連続し
た枠を形成したりすることもできる。
Further, the cell structure of a normal liquid crystal optical element having an electrode formed on the inner surface thereof may be adopted, and the electrode may be used to form a specific pattern in a specific orientation, or the electrode may be arranged outside to thereby form a specific pattern. May have a specific orientation. With these, for example, a dot matrix display, a segment display, a bar graph display can be combined with a figure, or a continuous frame can be formed.

また、例えば、全面ITO付き円盤状ガラス基板セルを
用い、中心で回転させながらの方法を使用してレーザ
ー光等で書き込むことによりメモリー素子としても使用
できる。
Further, for example, a disk-shaped glass substrate cell with ITO on the entire surface can be used as a memory element by writing with a laser beam or the like using a method while rotating at the center.

さらに、前述のごとく、硬化させる際の電圧をしきい
値電圧付近で段階的に変化させたり、光の照射時間、硬
化温度等を制御してして白濁度が低いが電圧により透過
率が変化する中間調の透過部分を形成してもよい。
Furthermore, as described above, the voltage during curing is changed stepwise near the threshold voltage, and the white turbidity is low by controlling the light irradiation time, the curing temperature, etc., but the transmittance changes depending on the voltage. You may form the halftone transmissive part.

このようにして作成した素子は、特定の配向により常
に光が透過してくる部分と、通常は白濁しているかやや
白濁しているが、電圧を印加することにより、液晶が配
列し、硬化物の屈折率と液晶の屈折率とが一致して透過
状態になるため透過率が変化する部分を有する。
The element thus created is normally cloudy or slightly cloudy with a portion where light is always transmitted due to a specific orientation, but when a voltage is applied, liquid crystals are aligned and a cured product is obtained. Since the refractive index of the liquid crystal layer and the refractive index of the liquid crystal coincide with each other to enter the transmissive state, there is a portion where the transmissivity changes.

また、硬化性化合物と液晶物質の系、印加電圧、光の
強度等を適当に選択することにより、透過−散乱の制御
範囲をあまり狭くせずに、即ち、電圧オフ時の白濁の程
度をあまり落さずに、応答速度を速くしたり、駆動電圧
を低下させることもできる。
Further, by appropriately selecting the system of the curable compound and the liquid crystal substance, the applied voltage, the intensity of light, etc., the control range of transmission-scattering is not so narrowed, that is, the degree of white turbidity when the voltage is off is not so much. It is possible to increase the response speed or reduce the drive voltage without dropping the voltage.

また、樹脂マトリックスの屈折率を液晶物質の屈折率
(nx)と一致させた場合には、硬化後に配列していない
液晶物質の屈折率と樹脂マトリックスの屈折率とが一致
するため透過状態となる。こうして作成した素子は、電
圧印加することにより、液晶物質が配列し、樹脂マトリ
ックスの屈折率と配列した液晶物質の屈折率とがずれて
散乱するため白濁状態となる。
Also, when the refractive index of the resin matrix is made to match the refractive index (n x ) of the liquid crystal substance, the refractive index of the liquid crystal substance not aligned after curing and the refractive index of the resin matrix match, so Become. In the device thus produced, when a voltage is applied, the liquid crystal substance is aligned, and the refractive index of the resin matrix and the refractive index of the aligned liquid crystal substance are deviated and scattered.

この場合には、特定の配向を形成すれば、その部分で
は、常に光が散乱されることとなる。もちろん、この場
合にも前述の場合と同様、中間調部分を形成したり、応
答速度を速めたり、駆動電圧を低くすることもできる。
In this case, if a specific orientation is formed, light will always be scattered at that portion. Of course, also in this case, as in the case described above, it is possible to form a halftone portion, increase the response speed, and decrease the drive voltage.

本発明では、この液晶中に2色性色素や単なる色素、
顔料を添加したり、高分子物質や硬化性化合物として着
色したものを使用したり、基板に着色基板を使用した
り、カラーフィルターを積層したりして特定の色を付け
ることもできる。
In the present invention, in the liquid crystal, a dichroic dye or a simple dye,
It is also possible to add a specific color by adding a pigment, using a colored substance as a polymer substance or a curable compound, using a colored substrate as a substrate, or laminating a color filter.

本発明では、基板にラテックスを供給し、水分を蒸発
させて高分子を硬化させて、半硬化状態とするため、大
面積に速やかに供給でき、かつ比較的にその厚みを容易
に均一にできる。
In the present invention, the latex is supplied to the substrate, the water is evaporated to cure the polymer, and the polymer is brought into a semi-cured state, so that it can be rapidly supplied to a large area and its thickness can be relatively easily made uniform. .

次いで硬化性化合物を硬化させて液晶物質を相分離に
より分離し、フィルム状液晶層の硬化を完了する。この
後半の硬化時には単なる溶媒や水を蒸発させる必要がな
い。このため、密閉系で硬化できるため、信頼性が高
く、かつ、光硬化性化合物で2枚の基板を接着する効果
も有するため、シール剤を不要にすることもできる。ま
た、この工程では、両基板を加圧状態に保持できるた
め、さらに基板間隙を均一にすることができる。この
時、加圧圧力が強くても、既に高分子物質による樹脂マ
トリックスが形成されているため、基板間での短絡の危
険が少なく、生産性が良い。このため、半硬化したフィ
ルム状液晶層を有する基板を湾曲させて、その後、後半
の硬化工程を行うことにより、湾曲した基板の素子も容
易に製造できる。また、前述の如く、特定の部分に特定
の配向を形成させて固定表示をしたりすることも容易に
できる。
Next, the curable compound is cured to separate the liquid crystal substance by phase separation, and the curing of the film liquid crystal layer is completed. During the latter half of curing, it is not necessary to simply evaporate the solvent or water. Therefore, since it can be cured in a closed system, it is highly reliable, and since it also has the effect of adhering two substrates with a photocurable compound, a sealant can be eliminated. Further, in this step, both substrates can be held under pressure, so that the substrate gap can be made more uniform. At this time, even if the pressurizing pressure is strong, the resin matrix is already formed of the polymer substance, so that there is little risk of short circuit between the substrates and the productivity is good. Therefore, by bending the substrate having the semi-cured film-like liquid crystal layer and then performing the latter curing step, the element of the curved substrate can be easily manufactured. Further, as described above, it is possible to easily perform a fixed display by forming a specific orientation on a specific portion.

本発明では、電極付基板は、ガラス、プラスチック等
の基板にITO、SnO2等の透明電極を形成した基板が使用
できる。もちろん、基板と電極間に絶縁層を形成した
り、電極に低抵抗の金属リード線を併用したり、一方の
電極に鏡面電極を形成したり、基板の表側にノングレア
層を形成したりしてもよい。特に、基板としてプラスチ
ック基板を使用することにより、連続プラスチックフィ
ルムを使用した長尺の液晶光学素子が容易に製造でき
る。
In the present invention, as the electrode-attached substrate, a substrate obtained by forming a transparent electrode such as ITO or SnO 2 on a substrate such as glass or plastic can be used. Of course, by forming an insulating layer between the substrate and the electrode, using a low resistance metal lead wire together with the electrode, forming a mirror surface electrode on one electrode, forming a non-glare layer on the front side of the substrate Good. In particular, by using a plastic substrate as the substrate, a long liquid crystal optical element using a continuous plastic film can be easily manufactured.

このような電極付基板間にフィルム状液晶層を挟持す
ることにより、大面積にしても、上下の透明電極が短絡
する危険性が低く、かつ、通常のツイストネマチック型
の表示素子のように配向や基板間隙を厳密に制御する必
要もなく、大面積を有する液晶調光体を極めて生産性良
く製造できる。
By sandwiching the film-like liquid crystal layer between such electrode-attached substrates, the risk of short-circuiting between the upper and lower transparent electrodes is low even when the area is large, and the orientation is similar to that of a normal twisted nematic display element. It is not necessary to strictly control the substrate gap and the liquid crystal light control body having a large area can be manufactured with extremely high productivity.

なお、本発明の素子においても光の透過状態のムラを
少なくするためには、基板間隙はある程度一定である方
が良い。このため、ガラス粒子、プラスチック粒子、セ
ラミック粒子等の間隙制御用のスペーサーを基板間隙に
配置する方が好ましい。具体的には、基板上にラテック
ス中に基板間隙制御用のスペーサーを含有させて供給す
るか、ラテックスを供給前または後にスペーサーを供給
して後、水分を蒸発させるようにすれば良い。
In the device of the present invention as well, in order to reduce unevenness in the light transmission state, it is preferable that the substrate gap be constant to some extent. For this reason, it is preferable to dispose a spacer for controlling the gap such as glass particles, plastic particles, and ceramic particles in the gap between the substrates. Specifically, the spacer for controlling the substrate gap may be contained in the latex on the substrate and supplied, or the spacer may be supplied before or after the latex is supplied, and then the water may be evaporated.

この場合、他方の基板を重ね合わせた後に加圧し、そ
の後、硬化性化合物を硬化させることにより、より均一
な基板間隙になりやすい。
In this case, it is easy to form a more uniform substrate gap by applying pressure after stacking the other substrate and then curing the curable compound.

このような液晶光学素子は、表示素子としても使用可
能であるが、大面積化が容易であること及び後で切断し
て所望のサイズにできること等から調光体として使用し
た場合に好適である。調光体として使用される場合に
は、通常は透過型であるため、電極は透明電極とされ
る。もちろん、その一部に低抵抗化するための金属リー
ド部を併設したりしてもよい。また、調光鏡として使用
する場合には、一方の電極を反射電極としてもよい。
Such a liquid crystal optical element can be used also as a display element, but is suitable when used as a dimmer because it can be easily enlarged to a large area and can be cut into a desired size later. . When used as a dimmer, the electrode is usually a transparent electrode because it is a transmission type. Of course, a metal lead portion for lowering the resistance may be provided together with a part thereof. When used as a dimming mirror, one of the electrodes may be a reflective electrode.

この液晶光学素子は、基板がプラスチックや薄いガラ
スの場合にさらに保護のためにプラスチックやガラス等
の保護板を積層したり、基板を強化ガラス、合せガラ
ス、線入ガラス等にしてもよい等種々の応用が可能であ
る。
In this liquid crystal optical element, when the substrate is plastic or thin glass, a protective plate such as plastic or glass may be laminated for protection, or the substrate may be tempered glass, laminated glass, lined glass, etc. Can be applied.

特に、電極付基板としてプラスチック基板を使用して
液晶光学素子とし、電極取り出し線を付けて、これを液
晶光学素子よりもやや大きい2枚のガラス板間にポリビ
ニルブチラール等の接着性材料層を介して挟持して、加
熱又は光照射により、接着性材料層を硬化させて、液晶
光学素子とガラス板とを一体化し合せガラス状にして使
用することが好ましい。中でも接着性材料をポリビニル
ブチラールとすることにより、通常の合わせガラスと極
めて類似した構造とすることができる。
In particular, a plastic substrate is used as a substrate with electrodes to make a liquid crystal optical element, and an electrode lead-out line is provided, and this is interposed between two glass plates slightly larger than the liquid crystal optical element via an adhesive material layer such as polyvinyl butyral. Preferably, the adhesive material layer is cured by heating or light irradiation, and the liquid crystal optical element and the glass plate are integrated to form a laminated glass. Above all, by using polyvinyl butyral as the adhesive material, a structure very similar to ordinary laminated glass can be obtained.

この液晶光学素子を製造するには、所望の形状の基板
を2枚準備して、これを組合せて液晶光学素子を製造し
てもよいし、連続プラスチックフィルム基板を使用した
り、長尺ガラス基板を用いて製造して、後で切断する方
式で製造してもよい。
In order to manufacture this liquid crystal optical element, two substrates having a desired shape may be prepared and combined to manufacture a liquid crystal optical element, or a continuous plastic film substrate may be used, or a long glass substrate may be used. It may be manufactured by using the method described above and then cut.

この液晶光学素子を用いた調光体の用途としては窓、
天窓、間仕切り、扉等の建築材料、窓、ムーンルーフ等
の車両用材料、各種電気製品用のケース、ドア、蓋等の
材料に使用可能である。
The use of the light control body using this liquid crystal optical element includes a window,
It can be used for building materials such as skylights, partitions and doors, vehicle materials such as windows and moon roofs, cases, doors and lids for various electric products.

調光体として使用する場合には、この液晶光学素子
に、これを駆動するための駆動手段を付加すれば良い。
この駆動手段としては、後述するように通常数十V程度
の交流電圧を印加することができるものが使用される。
In the case where the liquid crystal optical element is used as a dimmer, a driving unit for driving the liquid crystal optical element may be added.
As the driving means, a driving means which can apply an AC voltage of about several tens of volts as described later is used.

また、この液晶光学素子を種々の物体を配置する配置
手段として組み合せ、かつこれを駆動するための駆動手
段を付加することにより、各種商品を展示するショーウ
インドウ、ショーケース等の物体展示体に使用すること
もできる。これには、ファイル棚に使用してファイルの
タイトルは電圧を印加して透明にしないと見えないが、
ファイルの有無は常に透明の部分により確認できるとい
うような応用もある。
In addition, by combining this liquid crystal optical element as an arrangement means for arranging various objects and adding a driving means for driving the same, it is used for an object exhibit such as a show window or a showcase for displaying various products. You can also do it. To do this, use it on the file shelf to see the file title without applying a voltage to make it transparent,
There is also an application in which the presence or absence of a file can always be confirmed by the transparent part.

また、本発明の液晶光学素子を複数個組合せて、夫々
を個別に駆動可能にし、文字や図形を表示するという表
示装置にも使用できる。例えば、10cm角の液晶光学素子
を16×16ドットになるように配置し、漢字を表示するこ
とにより、従来の液晶表示素子ではできなかったような
1文字が1m以上の大型表示装置も可能となる。
Further, a plurality of liquid crystal optical elements of the present invention can be combined and driven individually, and can be used for a display device for displaying characters and figures. For example, by arranging a 10 cm square liquid crystal optical element to be 16 x 16 dots and displaying kanji, it is possible to make a large display device with one character more than 1 m, which was not possible with conventional liquid crystal display elements. Become.

本発明の液晶光学素子は、駆動のために電圧を印加す
る時には、液晶の配列が変化するような交流電圧を印加
すればよい。具体的には、5〜100Vで10〜1000Hz程度の
交流電圧を印加すればよい。
In the liquid crystal optical element of the present invention, when a voltage is applied for driving, an AC voltage that changes the alignment of liquid crystals may be applied. Specifically, an AC voltage of 5 to 100 V and about 10 to 1000 Hz may be applied.

また、電圧を印加しない時には、電極間をオープンに
するか短絡すればよい。これらの内でも、電極間のイン
ピーダンス、即ち、電極のインピーダンス、端子部での
接続インピーダンス、回路インピーダンスの合計インピ
ーダンスが、液晶物質と硬化物との層のインピーダンス
よりも低くなるようにすることにより、電圧を切った時
の液晶の応答が速い。
When no voltage is applied, the electrodes may be opened or short-circuited. Among them, the impedance between the electrodes, that is, the impedance of the electrodes, the connection impedance at the terminal portion, the total impedance of the circuit impedance, by lowering the impedance of the layer of the liquid crystal material and the cured product, The response of the liquid crystal when the voltage is turned off is fast.

特に、電極間のインピーダンスが、液晶物質と硬化物
との層のインピーダンスの1/10以下になるようにするこ
とが好ましい。このため、電極のインピーダンス及び端
子部での接続インピーダンスが高い場合には、回路のイ
ンピーダンスを下げることが好ましい。
In particular, it is preferable that the impedance between the electrodes be 1/10 or less of the impedance of the layer of the liquid crystal substance and the cured product. Therefore, when the electrode impedance and the connection impedance at the terminals are high, it is preferable to lower the circuit impedance.

このように自己放電回路を形成することにより、通常
の液晶表示素子に比して素子自体の有するキャパシタン
スが非常に大きいものであっても、電極間に蓄積された
電荷が速やかに放電され、液晶がランダムな配向に戻る
運動を阻害しなく、透過と散乱との間の変化が速くな
る。
By forming the self-discharge circuit in this way, even if the capacitance of the device itself is much larger than that of a normal liquid crystal display device, the charge accumulated between the electrodes is quickly discharged, and Does not impede the movement of the film back to the random orientation, and the change between transmission and scattering is fast.

本発明の素子は、表示用素子、とりわけ従来の液晶表
示素子が困難であった、大面積表示素子、湾曲状での表
示素子等に利用できるほか、大面積の調光素子、光シャ
ッター等、数多くの利用が考えられる。
The element of the present invention is a display element, in particular, a conventional liquid crystal display element was difficult, large-area display element, in addition to being usable as a curved display element, a large-area dimming element, an optical shutter, etc. Many uses are possible.

また、電球等の光源の前に設置して、例えばフォグラ
ンプと通常のランプの切替を電気的に行う用途にも使用
できる。
Further, it can be installed in front of a light source such as a light bulb or the like, and can also be used, for example, for electrically switching between a fog lamp and a normal lamp.

また、本発明では一方の電極を鏡面反射電極として鏡
として使用してもよく、この場合には裏側の基板は不透
明なガラス、プラスチック、セラミック、金属製とされ
てもよい。
Further, in the present invention, one electrode may be used as a mirror as a specular reflection electrode, and in this case, the back substrate may be made of opaque glass, plastic, ceramic or metal.

また、カラーフィルターを併用したり、液晶中に二色
性色素を混入したりしてカラー化したり、他のディスプ
レーであるTN液晶表示素子、エレクトロクロミック表示
素子、エレクトロルミネッセンス表示素子等と積層して
使用してもよく、種々の応用が可能である。
In addition, color filters can be used in combination, or dichroic dyes can be mixed into the liquid crystal to produce a color, or laminated with other displays such as TN liquid crystal display devices, electrochromic display devices, and electroluminescent display devices. It may be used, and various applications are possible.

[実施例] 以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples.

実施例1 n−ブチルアクリレート2部、2−ヒドロキシエチル
アクリレート4部、アクリルオリゴマー(東亜合成化学
社製「M-6200」)3部に、液晶(BDH社製「E−8」)
を18部、光硬化開始剤(メルク社製「ダロキュアー111
6」)0.18部を加え均一に溶解した。この溶液0.9gを、
ウレタンラテックス(バイエルジャパン社製「インプラ
ニールDLS」)3.1gに加え、拡散装置(ヤマト科学社製
「LK-21」)によって拡散して安定なラテックスを調整
した。
Example 1 2 parts of n-butyl acrylate, 4 parts of 2-hydroxyethyl acrylate, 3 parts of acrylic oligomer ("M-6200" manufactured by Toagosei Co., Ltd.), and liquid crystal ("E-8" manufactured by BDH)
18 parts, a photo-curing initiator (“Darocur 111
6 ") 0.18 part was added and dissolved uniformly. 0.9 g of this solution,
In addition to 3.1 g of urethane latex (“Implanyl DLS” manufactured by Bayer Japan), a stable latex was prepared by diffusing with a diffusion device (“LK-21” manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.).

このラテックスをITO付ポリエステル基板上に塗布
し、水分を蒸発させて膜厚が約20μmの半硬化状態のフ
ィルム状液晶層を形成した。
This latex was applied on a polyester substrate with ITO, and water was evaporated to form a semi-cured film-like liquid crystal layer having a film thickness of about 20 μm.

次いで、他方の基板として、ITO付ポリエステル基板
を重ね合せ、紫外線照射装置(東芝社製「トスキュアー
400」)により、約5分光露光し、硬化を完了させた。
Next, as the other substrate, an ITO-attached polyester substrate is overlaid and an ultraviolet irradiation device (Toshiba
400 ") for about 5 spectral exposures to complete the cure.

この素子は、この状態で全面が白濁しているものであ
った。この素子に50Hz、80Vの交流電圧を印加したとこ
ろ、全面にわたって透明になった。
The entire surface of this device was clouded in this state. When an alternating voltage of 50 Hz and 80 V was applied to this element, the entire surface became transparent.

また、他方の基板として、ITO付ポリエステル基板を
重ね合せた後、、Tの字を切り抜いた黒色テープを遮光
用マスクとして張り付け、セル全体に50Hz、60Vの交流
電圧を印加しながら紫外線照射装置により、約1分光露
光し、次いでマスクを取り去り、紫外線照射装置によ
り、約5分光露光し、硬化を完了させた。
In addition, after stacking the polyester substrate with ITO as the other substrate, a black tape with a T cut out was attached as a light-shielding mask, and an ultraviolet irradiation device was applied while applying an AC voltage of 50 Hz and 60 V to the entire cell. After about 1 spectral exposure, the mask was removed, and about 5 spectral exposure was performed by an ultraviolet irradiation device to complete curing.

この素子は、この状態で、Tの字型に透明な部分があ
り、他の部分は白濁した素子が得られた。
In this state, a T-shaped transparent portion was formed in this state, and the other portion was opaque.

この素子にAC80V(50Hz)の交流電圧を印加したとこ
ろ、全面にわたって透明状態となった。
When an AC voltage of AC80V (50Hz) was applied to this element, the entire surface became transparent.

実施例2 n−ブチルアクリレート1部、2−ヒドロキシエチル
アクリレート5部に、液晶(BDH社製「E−8」)を18
部、光硬化開始剤としてベンゾインイソプロピルエーテ
ル0.12部を加え、均一に溶解した。この溶液を実施例1
と同様にして安定なラテックスを調整した。
Example 2 18 parts of liquid crystal (“E-8” manufactured by BDH) was added to 1 part of n-butyl acrylate and 5 parts of 2-hydroxyethyl acrylate.
And 0.12 part of benzoin isopropyl ether as a photocuring initiator were added and uniformly dissolved. This solution was used in Example 1
A stable latex was prepared in the same manner as in.

このラテックスをITO付ポリエステル基板上に塗布
し、水分を蒸発させて膜厚が約20μmの半硬化状態のフ
ィルム状液晶層を形成した。
This latex was applied on a polyester substrate with ITO, and water was evaporated to form a semi-cured film-like liquid crystal layer having a film thickness of about 20 μm.

次いで、他方の基板として、ITO付ポリエステル基板
を重ね合せ、紫外線照射装置(東芝社製「トスキュアー
400」)により、約3分光露光し、硬化を完了させた。
Next, as the other substrate, an ITO-attached polyester substrate is overlaid and an ultraviolet irradiation device (Toshiba
400 ") for about 3 spectral exposures to complete the cure.

この素子は、この状態で全面が白濁しているものであ
った。この素子に50Hz、80Vの交流電圧を印加したとこ
ろ、全面にわたって透明になった。
The entire surface of this device was clouded in this state. When an alternating voltage of 50 Hz and 80 V was applied to this element, the entire surface became transparent.

また、他方の基板として、ITO付ポリエステル基板を
重ね合せた後、、Tの字を切り抜いた黒色テープを遮光
用マスクとして張り付け、セル全体に50Hz、60Vの交流
電圧を印加しながら紫外線照射装置により、約1分光露
光し、次いでマスクを取り去り、紫外線照射装置によ
り、約3分光露光し、硬化を完了させた。
In addition, after stacking the polyester substrate with ITO as the other substrate, a black tape with a T cut out was attached as a light-shielding mask, and an ultraviolet irradiation device was applied while applying an AC voltage of 50 Hz and 60 V to the entire cell. After about 1 spectral exposure, the mask was removed, and about 3 spectral exposure was performed by an ultraviolet irradiation device to complete curing.

この素子は、この状態で、Tの字型に透明な部分があ
り、他の部分は白濁した素子が得られた。
In this state, a T-shaped transparent portion was formed in this state, and the other portion was opaque.

この素子にAC80V(50Hz)の交流電圧を印加したとこ
ろ、全面にわたって透明状態となった。
When an AC voltage of AC80V (50Hz) was applied to this element, the entire surface became transparent.

実施例3 実施例1と同様の素子を用い、黒色の遮光テの間に2
枚のポリビニルブチラール膜を介して挟持し、オートク
レーブ内で加熱加圧して一体化させた。
Example 3 An element similar to that of Example 1 was used, and 2 elements were provided between the black light-shielding te
The sheet was sandwiched via a sheet of polyvinyl butyral and was heated and pressurized in an autoclave to be integrated.

このようにして一体化された素子は、外圧に対して安
全であり、信頼性も高いものであった。
The element integrated in this way was safe against external pressure and had high reliability.

実施例4 実施例1のTの字を切り抜いた黒色テープを遮光用マ
スクの代わりに、写真のネガをマスクに使用して、実施
例1と同様にして光露光を行い、次いで電圧を印加せず
に光露光を行なって素子を作成した。
Example 4 In the same manner as in Example 1, except that the black tape obtained by cutting out the letter T in Example 1 was used as a mask instead of the light-shielding mask, light exposure was performed, and then a voltage was applied. Without light exposure, a device was prepared.

この素子に交流電圧(AC80V、50Hz)を印加したとこ
ろ、全面にわたって透明状態となり、電圧をきると透明
な部分から白濁したした部分までの中間調のある像が得
られた。
When an AC voltage (AC80V, 50Hz) was applied to this device, the entire surface became transparent, and when the voltage was cut off, an image with a halftone from the transparent part to the clouded part was obtained.

実施例5 マスクのパターンとしてスキーをしている人物像のパ
ターンを使用し、実施例1と同様にして素子を製造し
た。
Example 5 A device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the pattern of the person who was skiing was used as the mask pattern.

この素子をスキー用品を配置したショーウインドウの
前に設けた。このショーウインドウは電圧を印加しない
状態では、スキーをしている人物像のパターンが白濁し
て表示されているが、交流電圧(AC80V、50Hz)を印加
すると全面が透明となった。
This element was provided in front of the show window where the ski equipment was placed. In this show window, the pattern of the person who is skiing is displayed cloudy when no voltage is applied, but the entire surface became transparent when an AC voltage (AC80V, 50Hz) was applied.

実施例6 マスクのパターンとして円状の孔を有するパターンを
使用し、実施例1と同様にして素子を製造した。
Example 6 A device was manufactured in the same manner as in Example 1 using a pattern having circular holes as a mask pattern.

この素子を調光体として使用し、ドアに使用した。こ
のドアは電圧を印加しない状態では、丸い孔の部分のみ
から中が見え、これに交流電圧(AC80V、50Hz)を印加
すると全面が透明となった。これにより、ドアの内部の
部屋を使用中には中が丸い孔からしか見えなく、未使用
の時にはドアが完全に透明で一目で分かる。
This element was used as a dimmer and used for a door. When no voltage was applied to this door, the inside was visible only from the round hole, and when an AC voltage (AC80V, 50Hz) was applied to it, the entire surface became transparent. Thus, when the room inside the door is in use, the inside can be seen only through the round hole, and when not in use, the door is completely transparent and can be seen at a glance.

実施例7 マスクのパターンとして長方形状の孔の有するパター
ンを使用し、実施例1と同様にして素子を製造した。
Example 7 A device was manufactured in the same manner as in Example 1 using a pattern having rectangular holes as a mask pattern.

この素子を調光体として使用し、ファイル棚のガラス
戸として使用した。このガラス戸は電圧を印加しない状
態では、長方形状の孔の部分のみからファイル棚の中が
見え、これに交流電圧(AC80V、50Hz)を印加するとガ
ラス戸全面が透明となった。
This element was used as a dimmer and used as a glass door for a file shelf. When no voltage was applied to this glass door, the inside of the file shelf was visible only from the rectangular hole, and when the AC voltage (AC80V, 50Hz) was applied to it, the entire glass door became transparent.

これにより、ファイル棚に置かれているファイルの他
人に見られてもよいファイル番号等は常に見えるが、フ
ァイルのタイトルは電圧を印加した時のみ見えるという
ようにすることができる。
As a result, the file number or the like that may be seen by others on the file placed on the file shelf is always visible, but the title of the file can be seen only when a voltage is applied.

実施例8 マスクのパターンとして周囲を枠状にくりぬいた正方
形状のマスクを使用し、実施例1と同様にして素子を製
造した。
Example 8 A device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a square mask whose periphery was hollowed out was used as a mask pattern.

この素子を8×8個で1文字を表示できるようにして
ドット表示型の表示装置を作成した。
A dot display type display device was prepared by making it possible to display one character with 8 × 8 elements.

この表示装置は、各ドットの周囲の部分は常に透明で
あり、光が透過してくるが、交流電圧(AC80V、50Hz)
を印加すると印加したドットのみが全面透明となって、
表示がなされた。
In this display device, the area around each dot is always transparent, allowing light to pass through, but AC voltage (AC80V, 50Hz)
When you apply, only the applied dots become completely transparent,
The display was made.

[発明の効果] 以上の如く、本発明は、新規な液晶光学素子の製造方
法を提供するものであり、得られる硬化物の屈折率が、
使用する液晶物質の常光屈折率(no)、異常光屈折率
(ne)または液晶物質がランダムに配向した場合の屈折
率(nx)のいずれかと一致するように選ばれた硬化性化
合物と、液晶物質と、高分子物質とを混合したラテック
スを使用し、まず水分を蒸発させて高分子を硬化させ、
高分子物質の樹脂マトリックスの空隙部に、硬化性化合
物と液晶物質との溶解混合物が充填された構成の半硬化
のフィルム状液晶層を形成し、次いで、硬化性化合物を
硬化させて液晶物質と硬化物との相分離を固定化した素
子である。したがって本発明は偏光板を必要とせず、外
観品位、生産性に優れた素子であって、大面積で均一な
性能の素子が容易に得られる。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides a novel method for producing a liquid crystal optical element, in which the cured product obtained has a refractive index of
A curable compound selected to match either the ordinary refractive index (n o ), extraordinary refractive index (n e ) of the liquid crystal substance used, or the refractive index (n x ) when the liquid crystal substance is randomly aligned. Using a latex mixed with a liquid crystal substance and a polymer substance, first evaporate water to cure the polymer,
A semi-cured film-like liquid crystal layer having a structure in which a dissolved mixture of a curable compound and a liquid crystal substance is filled in a void portion of a resin matrix of a polymer substance, and then the curable compound is cured to form a liquid crystal substance. It is an element with fixed phase separation from the cured product. Therefore, the present invention does not require a polarizing plate, is an element excellent in appearance quality and productivity, and an element having a large area and uniform performance can be easily obtained.

本発明では、単に液晶物質とこれに溶解可能な硬化性
化合物を混合した溶液を用いてフィルム状液晶層を得る
のに比して、大面積であっても、膜厚が均一にし易く、
湾曲した基板に対しても容易に対応できる。
In the present invention, compared to simply obtaining a film-like liquid crystal layer using a solution obtained by mixing a liquid crystal substance and a curable compound that can be dissolved therein, even if it has a large area, it is easy to make the film thickness uniform,
Even a curved substrate can be easily dealt with.

また、単に液晶物質と高分子物質のみによるラテック
スを用いてフィルム状液晶層を得るのに比して、後工程
で基板を加圧して硬化が可能なため、均一な膜厚とし易
く、かつ、光露光のような速い硬化速度が得られ、生産
性が良く、それ自体で2枚の基板の接着性も有している
という利点を有している。さらに、電圧を印加しつつ部
分的に硬化させることにより、一部に特定の配向を形成
させて、容易に固定表示を得ることができる。
Further, as compared with a case where a film-like liquid crystal layer is simply obtained by using a latex containing only a liquid crystal substance and a polymer substance, it is possible to pressurize and cure the substrate in a subsequent step, so that a uniform film thickness is easily obtained, and It has the advantages that a high curing rate such as light exposure can be obtained, the productivity is good, and the adhesiveness between the two substrates is also provided by itself. Furthermore, by partially curing while applying a voltage, a specific orientation can be partially formed and a fixed display can be easily obtained.

特に、硬化性化合物を硬化させる際に、その少なくと
も一部の基板間に電圧を印加して特定の配向を生ぜしめ
ることにより、表示用、とりわけ大面積、湾曲状での表
示に、また大面積での調光、光シャッター等に広く利用
することができる。
In particular, when a curable compound is cured, a voltage is applied between at least a part of the substrates to cause a specific orientation, thereby making it possible to display, particularly in a large area, a curved display, and a large area. It can be widely used for light control, optical shutter, etc.

特に、一対の電極付基板間に保持し、硬化性化合物と
して光硬化性化合物を用い、光露光により、光硬化性化
合物を硬化させ、液晶物質と硬化物との相分離を固定化
することが、硬化時間も短く、極めて生産性が高く、か
つ、マスクのみで特定の固定表示を得ることが容易にで
き好ましい。
In particular, it is possible to fix the phase separation between the liquid crystal substance and the cured product by holding it between a pair of substrates with electrodes, using the photocurable compound as the curable compound, and curing the photocurable compound by light exposure. It is preferable that the curing time is short, the productivity is extremely high, and a specific fixed display can be easily obtained only with a mask.

また、特定のパターンのマスクを用いてパターニング
することにより、この特定の部分の硬化と残りの部分の
硬化とを同じ装置で連続して行うことができるという利
点もある。
Further, there is also an advantage that the patterning using a mask of a specific pattern allows the specific part and the remaining part to be continuously cured by the same apparatus.

さらに、電極のパターニングをすることなしに、特定
の文字や図形が表示可能となる。また、文字、図形、グ
ラフ等を連続した枠で囲むことも容易に可能となり、表
示の自由度、表示パターンの設計の容易性が向上すると
いう利点も有する。
Further, specific characters and figures can be displayed without patterning the electrodes. In addition, it is possible to easily enclose characters, figures, graphs, etc. in a continuous frame, and there is an advantage that the degree of freedom in display and the ease of designing a display pattern are improved.

また、しきい値電圧付近の電圧を印加しつつ光硬化さ
せた場合、または電圧を印加しつつ短時間光を露光して
硬化させた場合には、完全に光が透過状態ではないが、
周囲のマスクした部分よりは光が透過してくるまたは白
濁している部分も形成できる。これにより、透過か白濁
の2値でない中間調の表示が可能になる。
In addition, when light curing while applying a voltage near the threshold voltage, or when curing by light exposure for a short time while applying a voltage, light is not completely in the transmission state,
It is also possible to form a part where light is transmitted or is clouded more than the surrounding masked part. This makes it possible to display a halftone that is not binary, transparent or cloudy.

さらに、この基板の少なくとも一面に保護板を設ける
ことにより、安全性が向上し、特に、両面に保護板を設
けることにより破損を生じにくくなる。
Further, by providing a protective plate on at least one surface of the substrate, safety is improved. In particular, by providing the protective plate on both surfaces, breakage is less likely to occur.

特に、基板上に液晶物質、硬化性化合物、高分子物質
とを混合したラテックスを供給し、水分を蒸発させて高
分子物質を硬化させ、その上に他方の基板を載置して光
露光や加熱をして硬化性化合物を硬化することにより、
均一で大面積の素子を極めて生産性良く製造できる。こ
のため、基板がガラスの場合にもかなり長尺の基板が使
用できるし、基板がプラスチックの場合には連続フィル
ムによる連続プロセスも可能となる。
In particular, a latex mixed with a liquid crystal substance, a curable compound, and a polymer substance is supplied onto the substrate, the moisture is evaporated to cure the polymer substance, and the other substrate is placed on the latex to perform light exposure or exposure. By heating to cure the curable compound,
Uniform and large-area devices can be manufactured with extremely high productivity. Therefore, a considerably long substrate can be used even when the substrate is glass, and a continuous process using a continuous film is also possible when the substrate is plastic.

特に、基板にプラスチック基板を使用した場合には、
生産性は良い反面、強度が劣っているため、大面積化し
た際に、破損し易くなったり、湾曲したりする。このた
め、両面に保護板を設ける効果が大きい。中でも保護板
としてガラス板を使用し、接着性材料で接着することに
より、合わせガラスと類似の構造となり、安全で信頼性
が高くなる。
Especially when a plastic substrate is used as the substrate,
Although the productivity is good, the strength is inferior, so that when the area is increased, it is easily broken or curved. Therefore, the effect of providing the protective plates on both sides is great. Above all, by using a glass plate as a protective plate and adhering it with an adhesive material, a structure similar to that of laminated glass is obtained, and safety and reliability are enhanced.

本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内で
種々の応用が可能である。
In addition to the above, the present invention can be applied in various ways within a range that does not impair the effects of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−2231(JP,A) 特開 昭60−252687(JP,A) 特開 昭62−48789(JP,A) 特開 昭49−53063(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP 62-2231 (JP, A) JP 60-252687 (JP, A) JP 62-48789 (JP, A) JP 49- 53063 (JP, A)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】樹脂のマトリックスの空隙部に液晶物質が
充填されてなるフィルム状液晶層を一対の電極付基板間
に挟持してなる液晶光学素子の製造方法において、液晶
物質と、得られる硬化物の屈折率が、その液晶物質の常
光屈折率(no)、異常光屈折率(ne)または液晶物質が
ランダムに配向するようにした場合の屈折率(nx)のい
ずれかと一致するように選ばれ、かつその液晶物質と相
溶性のある硬化性化合物と、この硬化性化合物の硬化物
の屈折率と一致するように選ばれた高分子物質とからな
るラテックスを一方の電極付基板上に供給し、水分を蒸
発させて高分子物質のマトリックスの空隙部に液晶物質
と硬化性化合物の溶解混合物が充填された半硬化状態の
フィルム状液晶層を形成し、その上に他方の電極付基板
を重ね合せて硬化させ硬化性化合物の硬化物と液晶物質
との相分離を固定化して、高分子物質と硬化物とのマト
リックスの空隙部に液晶物質が充填されたフィルム状液
晶層を形成することを特徴とする液晶光学素子の製造方
法。
1. A method for producing a liquid crystal optical element, comprising a film-like liquid crystal layer having a liquid crystal substance filled in voids of a resin matrix and sandwiched between a pair of substrates with electrodes. The refractive index of an object matches either the ordinary refractive index (n o ), extraordinary refractive index (n e ) of the liquid crystal substance or the refractive index (n x ) when the liquid crystal substance is randomly oriented. And a liquid crystal substance that is compatible with the curable compound, and a polymer substance selected so as to have a refractive index that matches the refractive index of the cured product of the curable compound, the latex with one electrode It is supplied to the above to evaporate water to form a semi-cured film-like liquid crystal layer in which a dissolved mixture of a liquid crystal substance and a curable compound is filled in a void portion of a matrix of a polymer substance, and the other electrode is formed thereon. Hardened by stacking attached substrates And fixing the phase separation between the cured product of the curable compound and the liquid crystal substance to form a film-like liquid crystal layer in which the liquid crystal substance is filled in the voids of the matrix of the polymer substance and the cured product. Liquid crystal optical element manufacturing method.
【請求項2】少なくとも特定の配向状態に保ちたい部分
の電極には電圧を印加しつつ、特定の配向状態に保ちた
い部分以外の部分をマスクして光露光して硬化させ、次
いでマスクを取り去り電圧を印加せずに未硬化部分を硬
化させる請求項1記載の液晶光学素子の製造方法。
2. A voltage is applied to at least a portion of an electrode where a specific orientation state is desired to be applied, and a portion other than a portion where the specific orientation state is desired to be masked is exposed to light to be cured, and then the mask is removed. The method for producing a liquid crystal optical element according to claim 1, wherein the uncured portion is cured without applying a voltage.
【請求項3】特定の配向状態に保ちたい部分をマスクし
て、光露光して特定の配向状態に保ちたい部分以外の部
分を硬化させ、次いでマスクを取り去り、少なくとも特
定の配向状態に保ちたい部分の電極には電圧を印加しつ
つ、未硬化部分を硬化させる請求項1記載の液晶光学素
子の製造方法。
3. A part desired to be kept in a specific alignment state is masked, and a part other than the part to be kept in a particular alignment state is exposed to light to be cured, and then the mask is removed to keep at least a particular alignment state. The method for producing a liquid crystal optical element according to claim 1, wherein the uncured portion is cured while applying a voltage to the electrode of the portion.
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