JPS63253334A - 微小分散液晶/ポリマー複合材料 - Google Patents
微小分散液晶/ポリマー複合材料Info
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- JPS63253334A JPS63253334A JP63061744A JP6174488A JPS63253334A JP S63253334 A JPS63253334 A JP S63253334A JP 63061744 A JP63061744 A JP 63061744A JP 6174488 A JP6174488 A JP 6174488A JP S63253334 A JPS63253334 A JP S63253334A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、一般的には液晶技術分野に関連し、より具体
的には可視光線を認めうる程度に散乱させることのない
新規な液晶/ポリマー複合材料に関する0本発明の新規
複合材料は、可視波長域に対して透明で曇りのないよう
に見え、カー効果材料として機能する。この新規材料は
、本質的に合成樹脂マトリックス中に分散した液晶から
なるが、液晶の液滴寸法は非常に小さく、可視光線を実
質的に散乱させることができない。好適な材料は、直径
が0.1/Jlより大きい液滴が約15%以下しかない
ようなものである。特に好ましいのは、0.05±0.
02−の液滴寸法のものである。
的には可視光線を認めうる程度に散乱させることのない
新規な液晶/ポリマー複合材料に関する0本発明の新規
複合材料は、可視波長域に対して透明で曇りのないよう
に見え、カー効果材料として機能する。この新規材料は
、本質的に合成樹脂マトリックス中に分散した液晶から
なるが、液晶の液滴寸法は非常に小さく、可視光線を実
質的に散乱させることができない。好適な材料は、直径
が0.1/Jlより大きい液滴が約15%以下しかない
ようなものである。特に好ましいのは、0.05±0.
02−の液滴寸法のものである。
〔従来の技術]
液晶を含有する合成樹脂は当該技術分野で公知であり、
多くの特許および刊行物の主題となっている0本発明に
最も関連する従来技術は1985年9月25日発行の国
際出願公開Na85104262(Doane ela
l)である。この国際出願公開公報は、合成樹脂マトリ
ックス中の液晶分散体からなる光変調材料を開示してお
り、この公報に開示されている材料、樹脂種および技術
は、ある基本的かつ主要な相違点を除いて本発明に等し
く適用することができる。
多くの特許および刊行物の主題となっている0本発明に
最も関連する従来技術は1985年9月25日発行の国
際出願公開Na85104262(Doane ela
l)である。この国際出願公開公報は、合成樹脂マトリ
ックス中の液晶分散体からなる光変調材料を開示してお
り、この公報に開示されている材料、樹脂種および技術
は、ある基本的かつ主要な相違点を除いて本発明に等し
く適用することができる。
上記国際出願公開公報に開示された技術の全体的な目的
は、可視光線を散乱する能力を持った材料を製造するこ
とであり、その主要な用途としてディスプレイ材料を想
定している。一方、本発明は可視光線を散乱しない材料
に関する。すなわち、本発明の材料は上記公開公報に開
示の材料とは全く正反対である。この公開公報に開示の
材料と本発明の材料との主な相違点は、合成樹脂マトリ
・ンクス中に分散させた微小液滴の大きさである。既に
述べたように、本発明の材料の液滴の少な(とも85%
は直径が0.1/jjll以下のものであるのに対し、
上記公開公報に開示の材料は液滴の寸法が0.2pより
大きいと説明されている。
は、可視光線を散乱する能力を持った材料を製造するこ
とであり、その主要な用途としてディスプレイ材料を想
定している。一方、本発明は可視光線を散乱しない材料
に関する。すなわち、本発明の材料は上記公開公報に開
示の材料とは全く正反対である。この公開公報に開示の
材料と本発明の材料との主な相違点は、合成樹脂マトリ
・ンクス中に分散させた微小液滴の大きさである。既に
述べたように、本発明の材料の液滴の少な(とも85%
は直径が0.1/jjll以下のものであるのに対し、
上記公開公報に開示の材料は液滴の寸法が0.2pより
大きいと説明されている。
本発明に関連する別の文献は、^pplied Phy
sicsLetters、 Vol、 48+ Na
4.1986年1月27日発行。
sicsLetters、 Vol、 48+ Na
4.1986年1月27日発行。
269−271頁に掲載のDoane et alによ
る「ネマティック微小液滴からの場制御光散乱(Fil
ed Controlled Light Sca
ttering from Nematic M
icrodr。
る「ネマティック微小液滴からの場制御光散乱(Fil
ed Controlled Light Sca
ttering from Nematic M
icrodr。
plets) Jと題する論文である。この論文は光を
散乱させる材料に関するもので、その270頁には合成
樹脂マトリックス中に分散させた液晶の液滴寸法に関す
るある種の理論曲線を列挙したらしいグラフが示されて
いる。このグラフから分かるように、0.150−とい
った小さな理論的な液滴寸法が示されているが、実験結
果はこれが実際には得られなかったことを示している。
散乱させる材料に関するもので、その270頁には合成
樹脂マトリックス中に分散させた液晶の液滴寸法に関す
るある種の理論曲線を列挙したらしいグラフが示されて
いる。このグラフから分かるように、0.150−とい
った小さな理論的な液滴寸法が示されているが、実験結
果はこれが実際には得られなかったことを示している。
本発明は、合成樹脂マトリックス、好ましくはエポキシ
樹脂マトリックス中に液晶の液滴を分散させることによ
り、可視光線を認めうる量で散乱させることはないが、
その代わりにカー効果材料として作用する新規な複合材
料を提供せんとするものである。
樹脂マトリックス中に液晶の液滴を分散させることによ
り、可視光線を認めうる量で散乱させることはないが、
その代わりにカー効果材料として作用する新規な複合材
料を提供せんとするものである。
カー効果は、外部電界により媒質中に誘起された複屈折
現象であり、例えばDavid J、何111iass
鳩の「有機および高分子材料の非線形光学特性(Non
linear 0ptical Properties
of Organic and Polymerjc
Materials)Jと題する書籍〔米国化学会(
AC3)シンポジウム・シリーズ233 J 、米国化
学会発行(1983)の236〜238頁を始めとする
文献に説明されている。
現象であり、例えばDavid J、何111iass
鳩の「有機および高分子材料の非線形光学特性(Non
linear 0ptical Properties
of Organic and Polymerjc
Materials)Jと題する書籍〔米国化学会(
AC3)シンポジウム・シリーズ233 J 、米国化
学会発行(1983)の236〜238頁を始めとする
文献に説明されている。
ここに、本発明の要旨は、ポリマーマトリックス中に液
晶の液滴が分散してなり、該液滴の少なくとも85%が
直径0.1−以下のものであることを特徴とする、可視
光線を実質的に散乱させることのできない複合材料であ
る。液滴の寸法がO,OS±0.02−の範囲内が特に
好ましい。
晶の液滴が分散してなり、該液滴の少なくとも85%が
直径0.1−以下のものであることを特徴とする、可視
光線を実質的に散乱させることのできない複合材料であ
る。液滴の寸法がO,OS±0.02−の範囲内が特に
好ましい。
本発明の新規材料は、前述の国際出願公開階85104
262に記載の方法とよく僚だ方法、すなわち、プレポ
リマーもしくはモノマー状態では液晶を溶解するが、最
終的なポリマーの状態では液晶を溶解しない材料のプレ
ポリマーもしくはモノマーに液晶材料を添加した後、液
晶を溶液状態から脱却させて、高分子マトリックス中に
不溶性の液滴を形成するために、この樹脂材料が熱硬化
性樹脂である場合にはこれを硬化させ、熱可塑性樹脂で
ある場合にはこれを重合させるという方法により製造さ
れる。 ゛ 本発明の方法が上記公開公報の方法と相違するのは、硬
化および/または重合を非常に急速に行って、液滴どう
しが「会合もしくは合体」してより大きな寸法の液滴を
形成する時間を与えないようにし、しかも直径約0.b
aより大きな寸法に液滴が成長する機会を与えないよう
急速に液滴を高分子マトリックス中に捕捉する点である
。当業者であればよく承知しているように、硬化もしく
は重合速度は当然ながら具体的な樹脂種および使用する
硬化もしくは重合方法により異なるので、どの単一の樹
脂についてもその硬化もしくは重合操作を厳密に規定す
ることは困難である。
262に記載の方法とよく僚だ方法、すなわち、プレポ
リマーもしくはモノマー状態では液晶を溶解するが、最
終的なポリマーの状態では液晶を溶解しない材料のプレ
ポリマーもしくはモノマーに液晶材料を添加した後、液
晶を溶液状態から脱却させて、高分子マトリックス中に
不溶性の液滴を形成するために、この樹脂材料が熱硬化
性樹脂である場合にはこれを硬化させ、熱可塑性樹脂で
ある場合にはこれを重合させるという方法により製造さ
れる。 ゛ 本発明の方法が上記公開公報の方法と相違するのは、硬
化および/または重合を非常に急速に行って、液滴どう
しが「会合もしくは合体」してより大きな寸法の液滴を
形成する時間を与えないようにし、しかも直径約0.b
aより大きな寸法に液滴が成長する機会を与えないよう
急速に液滴を高分子マトリックス中に捕捉する点である
。当業者であればよく承知しているように、硬化もしく
は重合速度は当然ながら具体的な樹脂種および使用する
硬化もしくは重合方法により異なるので、どの単一の樹
脂についてもその硬化もしくは重合操作を厳密に規定す
ることは困難である。
しかし、急速な重合は当該技術分野では公知であり、後
で実施例において具体的な重合操作について例示する。
で実施例において具体的な重合操作について例示する。
全く同一の高分子材料、同一の硬化剤(熱硬化性樹脂の
場合)、および同一の液晶材料を使用し、これを紫外線
により硬化させた場合に、本発明の範囲内に包含される
寸法と、本発明の範囲外の寸法というように異なる液滴
寸法を得ることが可能であることは、直ちに理解されよ
う。1例を挙げると、エポキシ樹脂と液晶との混合物に
低強度の紫外線を照射すると、この材料の硬化には長時
間を要するので、得られた液滴には「会合もしくは合体
」する時間があり、液滴の直径は大きくなりすぎて本発
明で使用することはできなくなろう、一方、高強度の紫
外線源を使用した場合には、この材料は急速に硬化する
ので、生成した液晶液滴には「会合」する時間がなく、
本発明の新規な複合材料の製造に十分有用な小直径の液
滴が得られよう。
場合)、および同一の液晶材料を使用し、これを紫外線
により硬化させた場合に、本発明の範囲内に包含される
寸法と、本発明の範囲外の寸法というように異なる液滴
寸法を得ることが可能であることは、直ちに理解されよ
う。1例を挙げると、エポキシ樹脂と液晶との混合物に
低強度の紫外線を照射すると、この材料の硬化には長時
間を要するので、得られた液滴には「会合もしくは合体
」する時間があり、液滴の直径は大きくなりすぎて本発
明で使用することはできなくなろう、一方、高強度の紫
外線源を使用した場合には、この材料は急速に硬化する
ので、生成した液晶液滴には「会合」する時間がなく、
本発明の新規な複合材料の製造に十分有用な小直径の液
滴が得られよう。
このように、硬化および/または重合条件は特に限定さ
れないが、生成した液晶の液滴の少なくとも85%が0
.1p以下の粒径にとどまるように急。
れないが、生成した液晶の液滴の少なくとも85%が0
.1p以下の粒径にとどまるように急。
速な硬化および/もしくは重合が行われるように、条件
を適宜設定する。
を適宜設定する。
本発明の新規材料で使用する液晶材料は当該技術分野で
周知であり、これにはスメクティック、ネマティック、
コレステリックおよびコレステリック−ネマティック液
晶材料が包含される。しかし、これまでの知見では、ネ
マティックのシアノビフェニル型液晶材料で最良の結果
が得られており、したがってこの液晶材料が好ましい。
周知であり、これにはスメクティック、ネマティック、
コレステリックおよびコレステリック−ネマティック液
晶材料が包含される。しかし、これまでの知見では、ネ
マティックのシアノビフェニル型液晶材料で最良の結果
が得られており、したがってこの液晶材料が好ましい。
この種の材料は当該分野では周知であり、米国特許第4
,544,583号の第8欄と第9欄をはじめとする多
数の文献に記載されているので、参照されたい。
,544,583号の第8欄と第9欄をはじめとする多
数の文献に記載されているので、参照されたい。
本発明の新規材料と従来技術との別の顕著な相違点は、
使用するポリマーの屈折率が液晶材料の屈折率と一致も
しくは類領する必要がないことである。実際、液晶の屈
折率がポリマーの屈折率とは異なり、ポリマーの屈折率
ができるだけ低い場合に最良の結果が得られている。
使用するポリマーの屈折率が液晶材料の屈折率と一致も
しくは類領する必要がないことである。実際、液晶の屈
折率がポリマーの屈折率とは異なり、ポリマーの屈折率
ができるだけ低い場合に最良の結果が得られている。
本発明の新規材料の製造における液晶の使用量は、狭い
範囲に限定されるのではなく、液晶+ポリマーの合計重
量の約25〜40重量%の範囲内がよく、特に30〜3
5重量%の範囲内が好ましい。
範囲に限定されるのではなく、液晶+ポリマーの合計重
量の約25〜40重量%の範囲内がよく、特に30〜3
5重量%の範囲内が好ましい。
急速な硬化および/または重合を達成するためには、比
較的薄いフィルムが必要であることも容易に理解されよ
う。そうでないと、生成した微球状の液滴の寸法が確実
に所望の範囲内になるように急速に硬化および/または
重合を生じさせることができない。導波路型デバイスに
適した約17mから、[スラブもしくはバルク」型デバ
イスに適した約36/jlまでの範囲内の厚みを持った
フィルムが特に好ましい。
較的薄いフィルムが必要であることも容易に理解されよ
う。そうでないと、生成した微球状の液滴の寸法が確実
に所望の範囲内になるように急速に硬化および/または
重合を生じさせることができない。導波路型デバイスに
適した約17mから、[スラブもしくはバルク」型デバ
イスに適した約36/jlまでの範囲内の厚みを持った
フィルムが特に好ましい。
ポリマー材料としては、使用する液晶がそのプレポリマ
ーもしくはそのモノマーのいずれかに可溶であるような
任意の透明もしくは実質的に透明な高分子材料が、液晶
材料がこれに悪影響を及ぼすことがない限り使用可能で
ある。好適なポリマーとしては、ポリビニルピロリドン
、ポリエチレンオキシド、エチレンと無水マレイン酸と
のコポリマー、ビニルメチルエーテルと無水マレイン酸
とのコポリマー、エチルセルロース、ポリビニルアルコ
ール、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ビニルア
ルコールと塩化ビニルとのコポリマー、ポリエチレンお
よびポリプロピレンのようなポリオレフィンフィルム、
ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリエチ
レングリコールテレフタレート、ポリアルキルアクリレ
ートおよびメタクリレート (例、ポリメチルアクリレ
ート、ポリエチルアクリレート、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリブチルメタクリレート)などのアクリル樹脂
、ポリスチレン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、
ポリメチルシロキサンなどのポリアルキルシロキサン、
アルキド樹脂、ならびに特に好適にはエポキシ樹脂が挙
げられる。
ーもしくはそのモノマーのいずれかに可溶であるような
任意の透明もしくは実質的に透明な高分子材料が、液晶
材料がこれに悪影響を及ぼすことがない限り使用可能で
ある。好適なポリマーとしては、ポリビニルピロリドン
、ポリエチレンオキシド、エチレンと無水マレイン酸と
のコポリマー、ビニルメチルエーテルと無水マレイン酸
とのコポリマー、エチルセルロース、ポリビニルアルコ
ール、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ビニルア
ルコールと塩化ビニルとのコポリマー、ポリエチレンお
よびポリプロピレンのようなポリオレフィンフィルム、
ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリエチ
レングリコールテレフタレート、ポリアルキルアクリレ
ートおよびメタクリレート (例、ポリメチルアクリレ
ート、ポリエチルアクリレート、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリブチルメタクリレート)などのアクリル樹脂
、ポリスチレン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、
ポリメチルシロキサンなどのポリアルキルシロキサン、
アルキド樹脂、ならびに特に好適にはエポキシ樹脂が挙
げられる。
硬化および/もしくは重合は化学的に行うこともでき、
また紫外線のような高強度放射線を照射することによつ
ても実施できる。
また紫外線のような高強度放射線を照射することによつ
ても実施できる。
本発明の新規材料の非常の好都合な製造方法は、液晶を
モノマー(熱可塑性樹脂の場合)もしくはプレポリマー
(熱硬化性樹脂の場合)中に溶解させ、この材料を2枚
のガラス板の間に挟み、これを硬化および/または重合
させることからなる。
モノマー(熱可塑性樹脂の場合)もしくはプレポリマー
(熱硬化性樹脂の場合)中に溶解させ、この材料を2枚
のガラス板の間に挟み、これを硬化および/または重合
させることからなる。
熱硬化性樹脂の場合には、上記の操作は、エポキシ樹脂
と液晶、好ましくはシアノビフェニル型液晶〔例、EM
ケミカル社(EM Ches+1cal Corpor
ation)よりE−7として市販の製品]を利用し、
これに高強度紫外線(例、300ワツト)を、光開始剤
の種類に応じて合計約0.5〜5.0分間照射すること
により都合よ〈実施できる。
と液晶、好ましくはシアノビフェニル型液晶〔例、EM
ケミカル社(EM Ches+1cal Corpor
ation)よりE−7として市販の製品]を利用し、
これに高強度紫外線(例、300ワツト)を、光開始剤
の種類に応じて合計約0.5〜5.0分間照射すること
により都合よ〈実施できる。
前述したように、本発明の新規材料は可視波長域の光線
に対して実質的に透明で、曇らないように見え、カー効
果材料として作用する0例えば、2枚の構成用ガラス板
の間に挟んだ本発明の薄膜状複合材料にその横断方向に
電圧を印加すると、複屈折が誘起される。これは二次電
気光学効果であり、本発明のある種の材料の場合、カ一
定数は液体CS、のカー効果定数(1xto−esu)
の約4 、000倍である。使用する液晶の誘電異方性
が高くなるほど、より高い値を得ることができる。すな
わち、本発明の材料に電界を印加した場合、屈折率の変
化が起こり、これは10−3のオーダーで起こりうる。
に対して実質的に透明で、曇らないように見え、カー効
果材料として作用する0例えば、2枚の構成用ガラス板
の間に挟んだ本発明の薄膜状複合材料にその横断方向に
電圧を印加すると、複屈折が誘起される。これは二次電
気光学効果であり、本発明のある種の材料の場合、カ一
定数は液体CS、のカー効果定数(1xto−esu)
の約4 、000倍である。使用する液晶の誘電異方性
が高くなるほど、より高い値を得ることができる。すな
わち、本発明の材料に電界を印加した場合、屈折率の変
化が起こり、これは10−3のオーダーで起こりうる。
当業者はよく承知しているように、このようなカー効果
材料は、屈折率の変化で作動する多くのデバイスに有用
である。このようなデバイスとしては、電気光学変調器
(バルク型もしくは導波路型)、屈折の程度を電圧制御
するビーム・ステアリング(bea蒙steering
)、屈折の程度および角度が電圧制御屈折率に依存する
反射装置、内部の光学媒質を電圧により制御するエタロ
ン装置、電気光学エタロン素子に基づく双安定スイッチ
が挙げられる。
材料は、屈折率の変化で作動する多くのデバイスに有用
である。このようなデバイスとしては、電気光学変調器
(バルク型もしくは導波路型)、屈折の程度を電圧制御
するビーム・ステアリング(bea蒙steering
)、屈折の程度および角度が電圧制御屈折率に依存する
反射装置、内部の光学媒質を電圧により制御するエタロ
ン装置、電気光学エタロン素子に基づく双安定スイッチ
が挙げられる。
本発明の液晶材料は、大きな第−超分権率(hyper
polarizabHity)βを持つように設計でき
、その場合には、直流電界の印加により大きなχfi+
を生ずる。このような材料は、第二高調波発生装置のよ
うな非線形光学デバイスに使用することができる0周期
性が材料のコヒーレンス長と等しい周期的電極構造を設
計すると、位相整合第二高調波発生をバルクもしくは導
波路内に生じさせることができる。
polarizabHity)βを持つように設計でき
、その場合には、直流電界の印加により大きなχfi+
を生ずる。このような材料は、第二高調波発生装置のよ
うな非線形光学デバイスに使用することができる0周期
性が材料のコヒーレンス長と等しい周期的電極構造を設
計すると、位相整合第二高調波発生をバルクもしくは導
波路内に生じさせることができる。
以下の実施例は、本発明を実施するための現時点で最良
の形態を例示するものである。
の形態を例示するものである。
次の実施例1〜8においては、下記の4種類の混合物を
使用した。
使用した。
■金立土:
4−シアノ−4″−n−ペンチルビフェニル15重量%
、4−シアノ−4“−n−へブチルビフェニル21重量
%、4−シアノ−4°−オクチロキシビフェニル16重
量%および4−シアノ−4゛−ペンチルターフェニル1
2重量%からなるネマティック液晶混合物であるE−7
〔米国ニューヨーク州ホーソーンのfiM Indus
tries、 Inc、より入手筒)5gと、エポキシ
樹脂(Norland 0ptical Adhesi
ves 60なる名称の市販品、米国ニューシャーシー
州ニュープランズウィックのNorland Prod
ucts、 Inc、より購入)Logを褐色ビン中に
秤取し、密栓する。この両者が均質な混合物になるまで
ビンをよく振って十分に混合する。それにより液晶33
.3%とプレポリマー66.7%との混合物が得られる
。プレポリマーには、uM’ Industries、
Inc、よりDaocure 1173として市販の
紫外線光開始剤が既に含まれている。
、4−シアノ−4“−n−へブチルビフェニル21重量
%、4−シアノ−4°−オクチロキシビフェニル16重
量%および4−シアノ−4゛−ペンチルターフェニル1
2重量%からなるネマティック液晶混合物であるE−7
〔米国ニューヨーク州ホーソーンのfiM Indus
tries、 Inc、より入手筒)5gと、エポキシ
樹脂(Norland 0ptical Adhesi
ves 60なる名称の市販品、米国ニューシャーシー
州ニュープランズウィックのNorland Prod
ucts、 Inc、より購入)Logを褐色ビン中に
秤取し、密栓する。この両者が均質な混合物になるまで
ビンをよく振って十分に混合する。それにより液晶33
.3%とプレポリマー66.7%との混合物が得られる
。プレポリマーには、uM’ Industries、
Inc、よりDaocure 1173として市販の
紫外線光開始剤が既に含まれている。
徂イ目11:
E−73,3g、アクリル酸エチルモノマー6.5g1
およびDaocure 11730.2gを褐色ビン中
に秤取し、密栓する。これらが均質な混合物になるまで
ビンをよく振って十分に混合する。それにより、ネマテ
ィック液晶33%とモノマー65%と遊離基生成光開始
剤2%との混合物が得られる。
およびDaocure 11730.2gを褐色ビン中
に秤取し、密栓する。これらが均質な混合物になるまで
ビンをよく振って十分に混合する。それにより、ネマテ
ィック液晶33%とモノマー65%と遊離基生成光開始
剤2%との混合物が得られる。
鳳査立主:
E−73,3g、アクリル酸し−ブチルモノマー6.5
g、およびDaocure 11730.2gを褐色ビ
ン中に秤取し、密栓する。これらが均質な混合物になる
までビンをよく振って十分に混合する。それによりネマ
ティック液晶33%とモノマー65%と遊離基生成光開
始剤2%との混合物が得られる。
g、およびDaocure 11730.2gを褐色ビ
ン中に秤取し、密栓する。これらが均質な混合物になる
までビンをよく振って十分に混合する。それによりネマ
ティック液晶33%とモノマー65%と遊離基生成光開
始剤2%との混合物が得られる。
里企糎土:
E−73,3g、アクリル酸イソボルニルモノマ−6,
5g、および[1aocure 11730.2gを褐
色ビン中に秤取し、密栓する。これらが均質な混合物に
なるまでビンをよく振って十分に混合する。それにより
、ネマティック液晶33%と七ツマ−65%と遊離基体
威光開始剤2%との混合物が得られる。
5g、および[1aocure 11730.2gを褐
色ビン中に秤取し、密栓する。これらが均質な混合物に
なるまでビンをよく振って十分に混合する。それにより
、ネマティック液晶33%と七ツマ−65%と遊離基体
威光開始剤2%との混合物が得られる。
尖施■上
米国ミシガン州ホーランドのDonnelly Cor
poraLionより市販の1枚の導電性ガラス(厚み
0.043インチ(1,1am)の酸化インジウム・ス
ズ被覆ガラスからなり、酸化インジウム・スズ被膜の下
には化学的に付着させたSiO□層を有している)を、
10%に011−イソプロピルアルコール溶液にガラス
を2分間浸漬した後、脱イオン水で2回洗浄し、次いで
濃硫酸中に2分間浸漬した後、蒸留水で3回および2−
プロパツールで1回洗浄することにより清浄化し、次い
で熱風対流式乾燥器で10分間乾燥する。
poraLionより市販の1枚の導電性ガラス(厚み
0.043インチ(1,1am)の酸化インジウム・ス
ズ被覆ガラスからなり、酸化インジウム・スズ被膜の下
には化学的に付着させたSiO□層を有している)を、
10%に011−イソプロピルアルコール溶液にガラス
を2分間浸漬した後、脱イオン水で2回洗浄し、次いで
濃硫酸中に2分間浸漬した後、蒸留水で3回および2−
プロパツールで1回洗浄することにより清浄化し、次い
で熱風対流式乾燥器で10分間乾燥する。
このガラスを1X2インチ(2,5X5.1 cm)に
裁断し、導電被膜側を上にして置く、塗布用の木製ステ
ィックをアルミナの微粒子からなるスペーサ中に押し込
んで、スペーサの一部をスティックに付着させる。この
スペーサは米国カリフォルニア州すンノゼのDana
Enterprises InLernational
+Inc、から、5PS−n(ここで、nはアルミナス
ペーサ粒子のミクロン単位の粒径を意味する)という名
称で市販されているものである0例えば、5PS−36
はアルミナ粒子の粒径が36−のものである。本実施例
で使用したスペーサは5PS−12(粒径12s)であ
る、スペーサの一部が付着したスティックを次いで、上
記ガラス断片の2インチ長の辺の半分に沿って転がし、
少量のスペーサをガラス表面に分配する。スペーサを上
に乗せたスライド(ガラス断片)の端部に混合物1を注
入する。
裁断し、導電被膜側を上にして置く、塗布用の木製ステ
ィックをアルミナの微粒子からなるスペーサ中に押し込
んで、スペーサの一部をスティックに付着させる。この
スペーサは米国カリフォルニア州すンノゼのDana
Enterprises InLernational
+Inc、から、5PS−n(ここで、nはアルミナス
ペーサ粒子のミクロン単位の粒径を意味する)という名
称で市販されているものである0例えば、5PS−36
はアルミナ粒子の粒径が36−のものである。本実施例
で使用したスペーサは5PS−12(粒径12s)であ
る、スペーサの一部が付着したスティックを次いで、上
記ガラス断片の2インチ長の辺の半分に沿って転がし、
少量のスペーサをガラス表面に分配する。スペーサを上
に乗せたスライド(ガラス断片)の端部に混合物1を注
入する。
この複合材料(混合物1)およびスペーサを乗せたスラ
イドの上に、別の導電性ガラスのスライドを、その導電
被膜側を下に向けて、両方の導電面が互いに向かい合う
ように置(、上に乗せたスライドは、第一のスライドに
1インチだけ重なるように配置する。こうして形成され
たセルから過剰の材料を絞り出し、上側のガラス、板が
スペーサの上にじかに乗るように、上側のスライドを十
分な圧力で下向きに押す。はみ出た過剰の複合材料をセ
ルから適当なケバのないタオルで拭いとる。
イドの上に、別の導電性ガラスのスライドを、その導電
被膜側を下に向けて、両方の導電面が互いに向かい合う
ように置(、上に乗せたスライドは、第一のスライドに
1インチだけ重なるように配置する。こうして形成され
たセルから過剰の材料を絞り出し、上側のガラス、板が
スペーサの上にじかに乗るように、上側のスライドを十
分な圧力で下向きに押す。はみ出た過剰の複合材料をセ
ルから適当なケバのないタオルで拭いとる。
こうして構成された材料を、カナダ国へイウォードのR
PG Industries製の紫外線照射装置を使用
して紫外線に曝す、この装置の二組のランプを点灯して
、照射強度が300ワツトとなるようにする。
PG Industries製の紫外線照射装置を使用
して紫外線に曝す、この装置の二組のランプを点灯して
、照射強度が300ワツトとなるようにする。
ベルトの速度を20フイ一ト/分(6,b*/win)
に調整する。試料をアルミニウム皿に乗せ、照射装置の
ベルトに置いて、照射装置内を通過させる。出口側で試
料を取り出し、照射装置内をさらに2回通過させる。こ
の照射装置での最初の紫外線照射後に試料は硬化したが
、反応完結を確実にするために後の2回の照射を行った
。試料を次いで裏返してから、照射装置内をさらに3回
通過させる。
に調整する。試料をアルミニウム皿に乗せ、照射装置の
ベルトに置いて、照射装置内を通過させる。出口側で試
料を取り出し、照射装置内をさらに2回通過させる。こ
の照射装置での最初の紫外線照射後に試料は硬化したが
、反応完結を確実にするために後の2回の照射を行った
。試料を次いで裏返してから、照射装置内をさらに3回
通過させる。
肉眼で検査したところ、この材料は透明で、ごくわずか
に青みがかった曇りがあるが、可視光線を著しい量で散
乱させることはなかった。
に青みがかった曇りがあるが、可視光線を著しい量で散
乱させることはなかった。
叉嵐貫主
混合物1に代えて混合物2を使用した以外は、実施例1
の操作を繰り返した。
の操作を繰り返した。
肉眼で検査したところ、得られた材料は透明で、ごくわ
ずかに青みがかった曇りがあるが、可視光線を著しい量
で散乱させることはなかった。
ずかに青みがかった曇りがあるが、可視光線を著しい量
で散乱させることはなかった。
1隻斑主
混合物lに代えて混合物3を使用した以外は、実施例1
と全く同様の方法でセルを調製した。
と全く同様の方法でセルを調製した。
肉眼で検査したところ、得られた材料は透明で、ごくわ
ずかに青みがかった曇りがあるが、可視光線を著しい量
で散乱させることはなかった。
ずかに青みがかった曇りがあるが、可視光線を著しい量
で散乱させることはなかった。
ス皇■土
混合物lに代えて混合物4を使用した以外は、実施例1
と全く同様の方法でセルを調製した。
と全く同様の方法でセルを調製した。
肉眼で検査したところ、得られた材料は透明で、ごくわ
ずかに青みがかった曇りがあるが、可視光線を顕著な量
で散乱させることはなかった。
ずかに青みがかった曇りがあるが、可視光線を顕著な量
で散乱させることはなかった。
次の実施例5〜8は、本発明の範囲外の材料の調製に関
する比較例である。これらの実施例での硬化速度は非常
に遅く、得られた複合材料は本発明で必要な範囲より大
きな液滴寸法となる。
する比較例である。これらの実施例での硬化速度は非常
に遅く、得られた複合材料は本発明で必要な範囲より大
きな液滴寸法となる。
・ 5 (″ )
実施例1に記載の操作を繰り返したが、重合は、米国カ
リフォルニア州サンガブリエルのIIVP Inc。
リフォルニア州サンガブリエルのIIVP Inc。
製の紫外線照射装置(Blak−Ray XX−15型
)を使用し、試料から24インチ(61ca+ )離れ
た距離の365nimに中心のある30ワツト紫外線源
で照射することにより実施した。セルの照射は片面に対
して2時間行った後、裏返して反対側の面を上にし、さ
らに2時間紫外線照射を行った。
)を使用し、試料から24インチ(61ca+ )離れ
た距離の365nimに中心のある30ワツト紫外線源
で照射することにより実施した。セルの照射は片面に対
して2時間行った後、裏返して反対側の面を上にし、さ
らに2時間紫外線照射を行った。
肉眼で検査したところ、得られた材料は白色で不透明で
あった。これは光を多量に散乱させ、これを通して下側
を見通すことはできなかった。
あった。これは光を多量に散乱させ、これを通して下側
を見通すことはできなかった。
6 (六 )
混合物lに代えて混合物2を使用した以外は、実施例5
と全く同様の方法でセルを調製した。
と全く同様の方法でセルを調製した。
肉眼で検査したところ、得られた材料は実施例1で調製
したセルよりはるかに曇りが強く、濁っていたが、実施
例5のセルはどは光の散乱を生じなかった。
したセルよりはるかに曇りが強く、濁っていたが、実施
例5のセルはどは光の散乱を生じなかった。
h例7(′1)
混合物lに代えて混合物3を使用した以外は、実施例5
と全く同様の方法でセルを調製した。
と全く同様の方法でセルを調製した。
肉眼で検査したところ、得られた材料は実施例1で調製
したセルよりはる力弓こ曇りが強く、濁っていたが、実
施例5のセルはどは光の散乱を生じなかった。
したセルよりはる力弓こ曇りが強く、濁っていたが、実
施例5のセルはどは光の散乱を生じなかった。
犬1」■−」u交匠り
混合物lに代えて混合物4を使用した以外は、実施例5
と全く同様の方法でセルを調製した。
と全く同様の方法でセルを調製した。
肉眼で検査したところ、得られた材料は実施例Iで調製
したセルよりはるかに曇りが強く、濁っていたが、実施
例5のセルはどは光の散乱を生じなかった。
したセルよりはるかに曇りが強く、濁っていたが、実施
例5のセルはどは光の散乱を生じなかった。
以下の実施例では下記の混合物を使用した。
盃丘劣立:
E−73,3g、アクリル酸エチルモノマー6.3g1
トリメタノールプロパントリアクリレート0.2g、
および口aocure 11730.2gを褐色ビン中
に秤取し、密栓する。これらが均質な混合物になるまで
ビンをよく振って十分に混合する。それにより、ネマテ
ィック液晶33%と架橋性モノマー溶液65%と遊離基
生成光開始剤2%との混合物が得られる。この混合物5
は、架橋剤として3官能性アクリレートを含有しており
、架橋性のモノマーである。
トリメタノールプロパントリアクリレート0.2g、
および口aocure 11730.2gを褐色ビン中
に秤取し、密栓する。これらが均質な混合物になるまで
ビンをよく振って十分に混合する。それにより、ネマテ
ィック液晶33%と架橋性モノマー溶液65%と遊離基
生成光開始剤2%との混合物が得られる。この混合物5
は、架橋剤として3官能性アクリレートを含有しており
、架橋性のモノマーである。
■豆立■=
E−73,3g、アクリル酸t−ブチルモノマー6.3
g、トリメタノールプロパントリアクリレート0.2g
、およびDaocure 11730.2gを褐色ビン
中に秤取し、密栓する。これらが均質な混合物になるま
でビンをよく振って十分に混合する。それによりネマテ
ィック液晶33%と架橋性モノマー溶液65%と遊1m
基生成光開始剤2%との混合物が得られる。
g、トリメタノールプロパントリアクリレート0.2g
、およびDaocure 11730.2gを褐色ビン
中に秤取し、密栓する。これらが均質な混合物になるま
でビンをよく振って十分に混合する。それによりネマテ
ィック液晶33%と架橋性モノマー溶液65%と遊1m
基生成光開始剤2%との混合物が得られる。
徂イLLt:
E−73,3g、アクリル酸イソボルニルモノマー6.
3g、)リメタノールプロパントリアクリレート0.2
g、およびDaocure 11730.2gを褐色ビ
ン中に秤取し、密栓する。これらが均質な混合物になる
までビンをよく振って十分に混合する。それにより、ネ
マティック液晶33%と架橋性モノマー溶?a65%と
遊離基生成光開始剤2%との混合物が得られる。
3g、)リメタノールプロパントリアクリレート0.2
g、およびDaocure 11730.2gを褐色ビ
ン中に秤取し、密栓する。これらが均質な混合物になる
までビンをよく振って十分に混合する。それにより、ネ
マティック液晶33%と架橋性モノマー溶?a65%と
遊離基生成光開始剤2%との混合物が得られる。
ス111−
混合物1に代えて混合物5を使用した以外は、実施例1
と全く同様にしてセルを調製した。
と全く同様にしてセルを調製した。
肉眼で検査したところ、得られた材料は透明で、ごくわ
ずかに青みがかった曇りがあるが、可視光線を著しい量
で散乱させることはなかった。
ずかに青みがかった曇りがあるが、可視光線を著しい量
で散乱させることはなかった。
裏胤拠刊
混合物1に代えて混合物6を使用した以外は、実施例1
と全く同様の方法でセルを調製した。
と全く同様の方法でセルを調製した。
肉眼で検査したところ、得られた材料は透明で、ごくわ
ずかに青みがかった曇りがあるが、可視光線を著しい量
で散乱させることはなかった。
ずかに青みがかった曇りがあるが、可視光線を著しい量
で散乱させることはなかった。
2施涯■
混合物1に代えて混合物7を使用した以外は、実施例1
と全く同様の方法でセルを調製した。
と全く同様の方法でセルを調製した。
肉眼で検査したところ、得られた材料は透明で、ごくわ
ずかに青みがかった曇りがあるが、可視光線を著しい量
で散乱させることはなかった。
ずかに青みがかった曇りがあるが、可視光線を著しい量
で散乱させることはなかった。
実施例1で得られた材料の透過型電子顕微鏡写真を、ダ
イヤモンドナイフを用いたLKBウルトラマイクロドー
ムを使用して調製した厚さ約70n+sの極薄切片を利
用して作成した。この極薄切片はコントラストを増大さ
せるためにOs’、蒸気で後染色し、次いで炭素被覆を
施した後、80 KVで操作されたJEOL 100−
CX透過型電子顕微鏡で検査した。
イヤモンドナイフを用いたLKBウルトラマイクロドー
ムを使用して調製した厚さ約70n+sの極薄切片を利
用して作成した。この極薄切片はコントラストを増大さ
せるためにOs’、蒸気で後染色し、次いで炭素被覆を
施した後、80 KVで操作されたJEOL 100−
CX透過型電子顕微鏡で検査した。
粒度分布を求めるために、この透過型電子顕微鏡写真に
ついて、Quantin+et−970イメージ・アナ
ライザを使用して自動画像分析を実施した6粒度はフィ
ルムの厚み方向において均一ではなく、バルクすなわち
中心部の粒子は表面付近の粒子より一般に小さくなるこ
とが認められている。しかし、以下に示すように、0.
111mより大きな寸法の粒子(液滴)は実質的に存在
していない。透過型電子顕微鏡の結果を次の表にまとめ
て示す。
ついて、Quantin+et−970イメージ・アナ
ライザを使用して自動画像分析を実施した6粒度はフィ
ルムの厚み方向において均一ではなく、バルクすなわち
中心部の粒子は表面付近の粒子より一般に小さくなるこ
とが認められている。しかし、以下に示すように、0.
111mより大きな寸法の粒子(液滴)は実質的に存在
していない。透過型電子顕微鏡の結果を次の表にまとめ
て示す。
第1表
変動係数=標準偏差/平均値X100(%)上の表は本
発明の新規材料の液滴寸法が非常に小さいことを明確に
示している。なお、上の表に示した数値は約200回の
測定の結果から得られたものである0次の第2表および
第3表はそれぞれ中心部および表面付近の粒径の頻度分
布を示し、第1表に示した結果の算出の基礎となったも
のである。
発明の新規材料の液滴寸法が非常に小さいことを明確に
示している。なお、上の表に示した数値は約200回の
測定の結果から得られたものである0次の第2表および
第3表はそれぞれ中心部および表面付近の粒径の頻度分
布を示し、第1表に示した結果の算出の基礎となったも
のである。
第2表
電子顕微鏡写真の画像分析による粒度分布(中心部)測
定個数:248 第3表 電子顕微鏡写真の画像分析による粒度分布(表面)測定
個数;273 実施例Iの方法により得られた材料のカ一定数を、この
セルの横断方向に電圧を印加することにより測定した。
定個数:248 第3表 電子顕微鏡写真の画像分析による粒度分布(表面)測定
個数;273 実施例Iの方法により得られた材料のカ一定数を、この
セルの横断方向に電圧を印加することにより測定した。
測定されたカ一定数は液体C32のカ一定数(約] X
l0−” esu)の約4,000倍である。実施例1
の材料を約5V/pの電界にさらすと、約2X10−″
のオーダーの屈折率の変化を生じる。
l0−” esu)の約4,000倍である。実施例1
の材料を約5V/pの電界にさらすと、約2X10−″
のオーダーの屈折率の変化を生じる。
このパルス電界を取り除いた後、応答減衰時間(res
ponse decay Lime)は50μs(マイ
クロ秒)以下である。電界を印加した場合、第二高調波
の発生が認められる。IOV/pmの電界強度で、この
材料の有効χ121 は約10−” esuである。
ponse decay Lime)は50μs(マイ
クロ秒)以下である。電界を印加した場合、第二高調波
の発生が認められる。IOV/pmの電界強度で、この
材料の有効χ121 は約10−” esuである。
Claims (10)
- (1)ポリマーマトリックス中に液晶の液滴が分散して
なり、該液滴の少なくとも85%が直径0.1μm以下
のものであることを特徴とする、可視光線を実質的に散
乱させることのできない複合材料。 - (2)該液晶が25〜40重量%の量で存在する、請求
項1記載の材料。 - (3)該液晶が30〜35重量%の量で存在する、請求
項1記載の材料。 - (4)該液滴の寸法が0.05±0.02μmの範囲内
である、請求項2または3記載の材料。 - (5)該ポリマーが熱硬化性樹脂である、請求項1また
は2記載の材料。 - (6)該ポリマーがエポキシ樹脂である、請求項5記載
の材料。 - (7)該液晶材料がシアノビフェニル型化合物からなる
ものである、請求項6記載の材料。 - (8)該ポリマーが熱可塑性樹脂である、請求項1また
は3記載の材料。 - (9)該ポリマーがアクリレートである、請求項8記載
の材料。 - (10)該液晶材料がシアノビフェニル型化合物からな
るものである、請求項9記載の材料。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US026,404 | 1987-03-16 | ||
US07/026,404 US4869847A (en) | 1987-03-16 | 1987-03-16 | Microdisperse polymer/liquid crystal composite |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63253334A true JPS63253334A (ja) | 1988-10-20 |
Family
ID=21831640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63061744A Pending JPS63253334A (ja) | 1987-03-16 | 1988-03-15 | 微小分散液晶/ポリマー複合材料 |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US4869847A (ja) |
EP (1) | EP0282963B1 (ja) |
JP (1) | JPS63253334A (ja) |
DE (1) | DE3871196D1 (ja) |
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