[go: up one dir, main page]

CN101490603A - 液晶光学器件及其制造方法 - Google Patents

液晶光学器件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101490603A
CN101490603A CNA2007800262924A CN200780026292A CN101490603A CN 101490603 A CN101490603 A CN 101490603A CN A2007800262924 A CNA2007800262924 A CN A2007800262924A CN 200780026292 A CN200780026292 A CN 200780026292A CN 101490603 A CN101490603 A CN 101490603A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid crystal
optical device
curable compound
liquid
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007800262924A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101490603B (zh
Inventor
新山聪
田中玲美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Publication of CN101490603A publication Critical patent/CN101490603A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101490603B publication Critical patent/CN101490603B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13718—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on a change of the texture state of a cholesteric liquid crystal
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13775—Polymer-stabilized liquid crystal layers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Abstract

本发明提供在透射状态下雾度值低且透射－散射特性的稳定性和生产性良好的液晶光学器件及其制造方法。本发明的形式1的液晶光学器件是具备至少一方透明的一对绝缘基板11、12，形成于基板的各内表面的电极12、22以及夹持于基板的内表面间的向列型液晶和固化物的复合物50的液晶光学器件1。复合物50通过在下述手性向列型液晶组合物夹持于所述绝缘基板的内表面间且液晶取向了的状态下使所述液晶组合物中的所述固化性化合物固化而得。手性向列型液晶组合物为包含向列型液晶和固化性化合物，所述固化性化合物的至少一部分是具有旋光性的旋光性物质，且所含的具有旋光性的旋光性物质实质上仅包括所述固化性化合物，呈手性向列相的液晶组合物。

Description

液晶光学器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶光学器件及其制造方法。
背景技术
液晶光学器件由于具有低耗电、薄型、轻量等优点，被广泛用于手机、数码相机、便携式信息终端、电视等多种电子设备。其中，近年来提出了通过电场控制液晶分子的排列来改变光散射状态的液晶光学器件。
此外，已知具备LCPC(液晶聚合物组合物，Liquid Crystal PolymerComposite)、PDLC(聚合物分散型液晶，Polymer Dispersed Liquid Crystal)、NCAP(曲线排列向列相，Nematic Curvil inear Aligned Phase)等液晶和固化物的复合物的液晶光学器件(以下称为液晶/固化物复合物器件)(参照专利文献1)。通常，液晶/固化物复合物器件中，树脂相中均匀地分散有向列液晶相，施加电压来切换树脂相和液晶相的折射率的一致/不一致，从而控制光的透射/散射。该液晶/固化物复合物器件理论上不需要偏振片，所以透光率高。因此，适合于例如用于汽车的敞篷车顶等的遮光板、可以显示文字或图案的橱窗、各种公告板、汽车的仪表板、窗等用途。作为这样的液晶/固化物复合物器件的一例，还报道有不施加电压时呈透明状态的器件(参照专利文献2)。
然而，上述液晶/固化物复合物器件大多必须含有通常20质量％以上、较好是30质量％以上的固化物(参照专利文献3、专利文献4)。在这里，液晶相具有多种折射率，而固化物相通常仅具有单一的折射率，所以存在在用于大型的窗玻璃等情况下，除了折射率一致的方向以外，透射时的雾度值大的问题。即，存在以下的问题：透射时，从相对于面板垂直的方向观察的情况下，面板看上去透明，但从斜向观察的情况下，面板看上去不够透明。此外，对于通过聚合相分离方式(如专利文献3、专利文献4的实施例中所记载的通过使相较于液晶含有大量单体的液晶混合物聚合，使液晶和固化物分离的方式)所制成的液晶/固化物复合物器件，要求高耐热温度、即高相转变温度Tc的液晶相的情况下，为了防止液晶相在聚合前从均匀的液晶混合物析出，必须在加热液晶混合物的同时使其聚合固化。为了避免上述的2个问题，揭示有在具有选择性反射可见光的螺距的手性向列型液晶中添加微量的固化性化合物，使手性向列型液晶(也称胆甾醇型液晶)的焦点圆锥(focal conic)取向稳定，在不施加电压时呈散射状态的PSCT(聚合物稳定型胆甾相织构，Polymer stabilized Cholesteric Texture)(参照专利文献5)。
专利文献1：美国专利第4688900号说明书
专利文献2：日本专利特开2000-119656号公报
专利文献3：美国专利第4834509号说明书
专利文献4：美国专利第5200845号说明书
专利文献5：美国专利第5437811号说明书
发明的揭示
然而，专利文献5中所揭示的PSCT在不施加电压时呈光散射状态，提供通过施加电压形成透明状态的液晶光学器件的情况下，需要在对液晶组合物施加电压的同时使固化性化合物固化。因此，特别是大型的液晶光学器件难以整体均匀地制造，存在生产性差的问题。此外，手性向列型液晶由于是可以呈多种取向的所谓多稳态的液晶，所以取向可以通过施加外力等发生变化。因此，存在透射-散射特性的稳定性欠缺的问题。
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供在透射状态下雾度值低且透射-散射特性的稳定性和生产性良好的液晶光学器件及其制造方法。
本发明是为了解决上述的课题而完成的，提供以下的发明。
[1]液晶光学器件，它是具备至少一方透明的一对绝缘基板、形成于所述绝缘基板的各内表面的电极以及夹持于所述绝缘基板的内表面间的向列型液晶和固化物的复合物的液晶光学器件，其特征在于，所述复合物通过在下述手性向列型液晶组合物夹持于所述绝缘基板的内表面间且液晶取向了的状态下使所述液晶组合物中的所述固化性化合物固化而得；
手性向列型液晶组合物为包含向列型液晶和固化性化合物，所述固化性化合物的至少一部分是具有旋光性的旋光性物质，且所含的具有旋光性的旋光性物质实质上仅包括所述固化性化合物，呈手性向列相的液晶组合物。藉此，可以获得在透射状态下雾度值低且透射-散射特性的稳定性和生产性良好的液晶光学器件。
[2]如[1]所述的液晶光学器件，其中，通过在不对电极施加电压的状态下使所述固化性化合物固化而得。
[3]如[1]或[2]所述的液晶光学器件，其中，在使所述手性向列型液晶组合物呈焦点圆锥取向的状态下，使所述固化性化合物固化。藉此，可以获得在不施加电压时呈散射状态的液晶光学器件。
[4]如[1]～[3]中的任一项所述的液晶光学器件，其特征在于，所述手性向列型液晶组合物还包含非旋光性物质的固化性化合物。藉此，可以调整液晶/固化物复合物中的固化物的含量，能够使基于电压施加的透射-散射的动作稳定。
[5]如[1]～[4]中的任一项所述的液晶光学器件，其中，所述固化性化合物的总量相对于手性向列型液晶组合物整体为0.1～20质量％。藉此，可以可靠地获得在透射状态下雾度值低的液晶光学器件。
[6]如[1]～[5]中的任一项所述的液晶光学器件，其中，所述手性向列型液晶组合物的介电各向异性为正。藉此，可以获得施加电压时透射率高且对比度良好的液晶光学器件。
[7]液晶光学器件的制造方法，它是具备向列型液晶和固化物的复合物的液晶光学器件的制造方法，其特征在于，具备以下的工序：在至少一方透明的一对绝缘基板的各内表面形成电极的工序；介以下述手性向列型液晶组合物，使所述绝缘基板的内表面相互对向地粘合所述绝缘基板的工序；通过在所述液晶组合物夹持于所述绝缘基板的内表面间且液晶取向了的状态下使所述液晶组合物中的所述固化性化合物固化，从而形成所述复合物的工序；
手性向列型液晶组合物为包含向列型液晶和固化性化合物，所述固化性化合物的至少一部分是具有旋光性的旋光性物质，且所含的具有旋光性的旋光性物质实质上仅包括所述固化性化合物，呈手性向列相的液晶组合物。藉此，可以获得在透射状态下雾度值低，且散射特性不会因外力而形成不均匀的状态，透射-散射特性的稳定性高，同时生产性良好的液晶光学器件。
[8]如[7]所述的液晶光学器件的制造方法，其中，在不对电极施加电压的状态下进行所述固化性化合物的固化。
[9]如[7]或[8]所述的液晶光学器件的制造方法，其中，在使所述手性向列型液晶组合物呈焦点圆锥取向的状态下，使所述固化性化合物固化。藉此，可以获得在不施加电压时呈散射状态的液晶光学器件。
[10]如[9]所述的液晶光学器件的制造方法，其中，对所述手性向列型液晶组合物施加电压，使其呈焦点圆锥取向。藉此，可以容易地使液晶组合物呈焦点圆锥取向。
[11]如[9]所述的液晶光学器件的制造方法，其中，将所述手性向列型液晶组合物加热或冷却，使其呈焦点圆锥取向。藉此，也可以容易地使液晶组合物呈焦点圆锥取向。
通过本发明，可以提供在透射状态下雾度值低且透射-散射特性的稳定性和生产性良好的液晶光学器件及其制造方法。
附图的简单说明
图1是模式化表示本发明的实施方式的液晶光学器件的结构的图。
图2是表示本发明的实施方式的液晶光学器件的制造流程的一例的图。
符号的说明
1：液晶光学器件，11：第1透明基板，12：第1透明电极，13：第1绝缘膜，14：第1取向膜，21：第2透明基板，22：第2透明电极，23：第2绝缘膜，24：第2取向膜，30：密封材料，40：间隔物，50：复合物层。
实施发明的最佳方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明并不局限于以下的实施方式。此外，为了使说明明确，以下的记载和附图适当经过简化。还有，本说明书中，液晶和固化物的复合物也记作“液晶/固化物复合物”或简单地记作“复合物”。此外，“手性向列型液晶组合物”也简单地记作“液晶组合物”。
图1是模式化表示本发明的实施方式的液晶光学器件的结构的一例的剖视图。如图1所示，本发明的实施方式的液晶光学器件1具备第1透明基板11、第1透明电极12、第1绝缘膜13、第1取向膜14、第2透明基板21、第2透明电极22、第2绝缘膜23、第2取向膜24、密封材料30、间隔物40和复合物层50。
具体来说，液晶光学器件1的结构是第1透明基板11和第2透明基板21相互对向，在第1和第2透明基板11、21间夹持液晶/固化物的复合物层50。
第1和第2透明基板11、21是绝缘基板，可以使用例如玻璃基板或者由聚碳酸酯、丙烯酸类树脂等形成的树脂基板或树脂膜基板等。但是，虽然本实施方式中采用第1和第2透明基板11、21，但并不需要两块基板都是透明的，可以仅一块是透明的。
此外，这些绝缘基板的形状可以是平板，也可以整面或一部分具有曲率。绝缘基板的厚度适当选择，通常较好是0.4～10mm。
在第1透明基板11的内表面上呈条纹状形成有多个第1透明电极12。另一方面，在第2透明基板21的内表面上呈条纹状形成有多个第2透明电极22。还有，多个第2透明电极22以相对于多个第1透明电极12大致垂直地交叉的状态形成。第1和第2透明电极12、22例如由ITO(氧化铟锡)形成。第1和第2透明电极12、22中的任一方可以是A1或电介质多层膜的反射电极。当然，电极的形状并不局限于垂直的条纹状，可以基板面整体为一个电极，也可以显示特定的标记或特征。
第1和第2绝缘膜13、23以分别被覆第1和第2透明电极12、22的状态形成。第1和第2绝缘膜13、23用于提高电绝缘性，由SiO2、TiO2、Al2O3等金属氧化物或其它绝缘性物质形成。还有，可以没有第1和第2绝缘膜13、23。
在第1和第2绝缘膜13、23上分别形成有第1和第2取向膜14、24。取向膜14、24旨在使复合物层50内的液晶向规定方向取向而以与液晶接触的状态形成。本发明的实施方式中，有无取向膜或者有无预倾角或对取向膜的摩擦处理都可以，但为了提高透射状态和光散射状态下的光学的对比度，较好是在不进行摩擦处理的情况下使用预倾角在10°以下的取向膜。
密封材料30在第1和第2透明基板11、21之间沿第1和第2透明电极11、21的周缘形成。第1和第2透明基板11、21通过密封材料30接合。密封材料30可以使用例如紫外线固化树脂。第1和第2透明基板11、21的内表面间距、即复合物层50的厚度(盒厚)恒定，密封材料30的高度与第1和第2透明基板11、21的内表面间距相等。
图1的液晶光学器件1是平面的形状，但本发明的液晶光学器件并不限定于平面的形状，根据用途可以一部分或全部具有曲率。即，可以是立体的形状。但是，该情况下，第1和第2透明基板11、21的内表面间距、即复合物层50的厚度(盒厚)也恒定。
间隔物40均匀地散布于第1和第2透明基板11、21和密封材料30所围成的空间内。间隔物40控制盒厚。盒厚、即间隔物40的直径较好是2～50μm，更好是4～30μm。如果盒厚过小，则对比度下降；如果过大，则驱动电压上升。间隔物40例如由玻璃粒子、二氧化硅粒子、交联的丙烯酸类粒子等硬质的材料形成。还有，可以不是球状，在一方的基板上形成肋条状的间隔物。
复合物层50封入于第1和第2透明基板11、21和密封材料30所围成的空间(以下也称液晶盒空间)内。复合物层50由在液晶盒空间内填充本发明的液晶组合物，在液晶组合物填充于液晶盒空间内且液晶取向了的状态下通过聚合使该液晶组合物中的固化性化合物固化而得的液晶/固化物复合物形成。该液晶组合物中的固化性化合物的含有率(它实质上与液晶/固化物复合物中所含的固化性化合物的的固化物的含有率相等)较好是0.1～20质量％。不足0.1质量％时，液晶/固化物复合物的散射状态下，无法将液晶相通过固化物分割成有效形状的晶畴结构，无法获得所需的透射-散射特性。另一方面，如果超过20质量％，则与以往的液晶/固化物复合物同样，透射状态下的雾度值增大。此外，液晶组合物中的固化性化合物的含有率更好是0.5～10质量％，可以使液晶/固化物复合物的散射状态下的散射强度提高，使可以切换透射-散射的状态的电压值降低。
如上所述，液晶组合物中的固化性化合物的含有率相对于液晶组合物较好是0.1～20质量％，较好是根据作为旋光性物质的固化性化合物的HTP(螺旋扭转力，Helical Twisting Power)在0.1～20质量％的范围内适当选择。作为旋光性物质的固化性化合物的HTP大的情况下，用于在向列型液晶中添加来制备呈所要求的手性向列相的液晶组合物所需的作为旋光性物质的固化性化合物的量可以较少。例如，使用HTP大(HTP为30～60左右)的作为旋光性物质的固化性化合物的情况下，最优选的液晶组合物中的固化性化合物的含有率为0.5～5质量％。作为旋光性物质的固化性化合物的HTP小于30的情况下，如上所述较好是0.5～10质量％。
本发明的液晶组合物是包含向列型液晶和固化性化合物，该固化性化合物的至少一部分是具有旋光性的旋光性物质(即，手性剂)，所述具有旋光性的旋光性物质实质上仅包括固化性化合物，呈手性向列相的液晶组合物。作为向列型液晶，可以将2种以上的向列型液晶组合使用。如果在向列型液晶中添加规定量以上的具有旋光性的旋光性物质，则相变为具有螺旋结构的手性向列型液晶(也称胆甾醇型液晶)。在这里，螺旋结构的周期、即螺距p使用手性剂的浓度c和HTP以p＝1/(c·HTP)表示。
在这里，呈手性向列相是指如果以第1透明基板11和第2透明基板21间的液晶的扭转角θ表示，θ>360°。换言之，如果将盒厚设为d，则呈手性向列相是指螺距p<d。向列型液晶和手性向列型液晶的扭转角例如可以如下进行测定：在至少一块基板的内表面上具备实施了摩擦处理的预倾角在10°以下的取向膜的一对透明基板间夹持液晶组合物，在偏光显微镜观察中使偏振片旋转的同时观察透射光。此外，可以在楔形的液晶盒中夹持液晶组合物，通过观察其回位线(回位
Figure A200780026292D0010084527QIETU
)间的距离来求得。
此外，手性剂实质上全部是固化性化合物。对于该固化性化合物，在将液晶组合物夹持于带电极的基板后，使固化性化合物固化而在液晶相中形成多个晶畴。同时，由于通过固化而高分子化，丧失作为手性剂的旋光机能的一部分或全部。因此，固化性化合物的固化过程中，手性向列型液晶几乎都相变为向列型液晶。在这里，呈向列型液晶是指θ≤360°，即p≤d。
作为具有固化性的手性剂，优选例如巴斯夫公司(BASF社)制的Paliocolor LC 756等右旋性的旋光性化合物。当然，作为具有固化性的手性剂，也可以使用左旋性的旋光性化合物。如果将存在于自然界中的旋光性物质作为原料来制备旋光性化合物，则可以以较低成本提供右旋性的旋光性化合物。此外，作为具有固化性的手性剂，为了将手性向列型液晶组合物的螺距调整至所需的值，还可以并用右旋性的手性剂和左旋性的手性剂。
还有，只要在固化性化合物固化后呈向列相，本发明的液晶组合物也可以包含微量的非固化性的手性剂。即，只要是通过固化性化合物的固化而由手性向列型液晶相变为向列型液晶的液晶组合物，都可以表现出本发明的效果。
另外，本发明的液晶组合物中可以包含非旋光性化合物的固化性化合物。作为这样的固化性化合物，可以例举例如丙烯酸烷基酯、二丙烯酸烷基酯、聚醚丙烯酸酯、聚醚二丙烯酸酯、聚醚类氨酯丙烯酸酯等。作为非旋光性化合物的固化性化合物，还可以是具有介晶基元结构的固化性化合物。作为具有介晶基元结构的固化性化合物，可以例举例如以下所示的化合物(专利文献2中记载的式(2)和式(4)的固化性化合物)。
Figure A200780026292D00111
  式(2)
Figure A200780026292D00112
  式(4)
如果本发明的液晶组合物中的非旋光性的固化性化合物的含量过多，则透射时的雾度值可能增大。因此，本发明的液晶组合物中的固化性化合物的总量(包括作为旋光性化合物的固化性化合物的量)相对于液晶组合物整体较好是在20质量％以下，特别好是10质量％以下。此外，如上所述，作为旋光性物质的固化性化合物采用HTP大(30～60左右)的固化性化合物的情况下，固化性化合物的总量相对于液晶组合物整体较好是在5质量％以下。此外，非旋光性的固化性化合物的含量相对于液晶组合物整体较好是0.1～10质量％，特别好是0.5～5质量％。
由本发明的液晶组合物使固化性化合物固化而得的液晶除去固化物的影响，可以认为是与从本发明的液晶组合物除去固化性化合物(也包括除固化性手性剂以外的固化性化合物)的混合物的液晶物性大致相同的向列型液晶。因此，该混合物视作满足液晶/固化物复合物所要求的作为向列型液晶的液晶物性的混合物。
本发明中，固化前的液晶组合物中所含的手性剂全部或大部分具有固化性。此外，如上所述，通过手性剂的含量和HTP调整液晶组合物整体的螺距。使该固化前的液晶组合物呈焦点圆锥取向后，通过使具有固化性的手性剂固化而形成液晶/固化物复合物。在这里，液晶组合物的螺距对焦点圆锥取向时的液晶组合物的光散射状态的情况有较大影响。即，如果在液晶组合物显示强的光散射的状态下使固化性化合物固化而形成液晶/固化物复合物，则可以获得施加/不施加电压时的透射状态和光散射状态的光学对比度高的电光学器件，是理想的。作为液晶组合物的螺距，较好是0.6μm～4μm。由于液晶组合物呈焦点圆锥取向时的光散射特性良好，螺距更好是0.8μm～3μm。
另一方面，本发明中，除了使液晶组合物呈焦点圆锥取向以外的情况下也可以发挥本发明的效果。设置于与液晶组合物接触的基板面的取向膜的预倾角在10°以下且对取向膜朝一个方向实施了摩擦处理的情况下，液晶组合物有时呈在与基板面大致垂直的方向具有螺旋轴的平面取向。使液晶组合物呈平面取向后，使液晶组合物中所含的固化性化合物固化，从而也可以形成在不施加电压时呈光散射状态、在施加电压时呈透射状态的液晶光学器件。使液晶组合物呈平面取向的情况下，固化前液晶盒呈透明状态，但在液晶组合物中的固化性化合物的固化过程中呈散射状态。但是，光散射状态和透射状态的对比度在使液晶组合物呈焦点圆锥取向时较好。
本发明的效果在液晶组合物的介电各向异性(Δε)为正时和为负时都可以发挥。此外，基板的内表面所具备的取向膜的预倾角在10°以下时和60°以上时都可以发挥。取向膜可以经过摩擦处理。
如果使具有正的介电各向异性的该手性向列型液晶组合物呈焦点圆锥取向后，再使该液晶组合物中所含的具有固化性的手性剂固化，则通过固化反应生成的固化物可以将固化反应过程中出现的向列相有效地分割呈多个区域(晶畴)。因此，可以非常容易地由本发明的液晶组合物获得在不施加电压时呈散射状态、在施加电压时呈透射状态的液晶光学器件。液晶/固化物复合物中，被分割成晶畴的向列型液晶在每个晶畴中随机取向。具体来说，以1个晶畴内的液晶分子的方向、即指向矢(director)一致，但邻接的晶畴之间的液晶分子的指向矢相互不同的方式排列。因此，推测邻接的晶畴之间的平均折射率相互不同，在不施加电压时呈散射状态。另一方面，推测施加电压时在各晶畴中具有正的介电各向异性的液晶分子相对于透明基板垂直地排列，因此邻接的晶畴之间的平均折射率基本一致，呈透射状态。
手性向列相通过液晶组合物中的固化性化合物的固化而相变为向列相除了可以如上所述通过测定液晶的扭转角来确认以外，还可以通过液晶的N-I相转变点(向列相-各向同性相转变点)的测定来确认。具体来说，也可以通过如下的事实来确认：测定(a)添加固化性化合物(也包括非旋光性物质的固化性化合物)前的向列型液晶的N-I相转变点(转变点a)、(b)添加了固化性化合物(也包括非旋光性物质的固化性化合物)的向列型液晶(即，本发明的手性向列型液晶组合物)的N-I相转变点(转变点b)、(c)通过使手性向列型液晶组合物中的固化性组合物固化而得的液晶/固化物复合物中的向列型液晶的N-I相转变点(转变点c)，(转变点a)和(转变点b)不同，且(转变点a)和(转变点c)为同等的值。(转变点a)和(转变点b)因固化性化合物的有无而不同，由本发明的液晶组合物使固化性化合物固化而得的液晶除去固化物的影响，可以认为是与从本发明的液晶组合物除去固化性化合物(也包括非旋光性物质的固化性化合物)的混合物的液晶物性大致相同的向列型液晶。因此，根据(转变点a)和(转变点b)不同且(转变点a)和(转变点c)为同等的值的结果，可以确认液晶/固化物复合物中的液晶是向列型液晶。
另外，也可以通过对液晶光学器件一度施加外力后除去外力，观察其外观来确认。手性向列型液晶在其本质上具有取向记忆能力。因此，如果一度施加外力而液晶的取向产生混乱，则除去外力后取向依然混乱，散射状态发生偏差。与之相对，向列型液晶不具有取向记忆能力，所以施加外力后除去外力，外观也不会出现变化。这样也可以确认液晶/固化物复合物中的液晶是向列型液晶。
构成本发明的液晶光学器件的液晶是向列型液晶，与在对手性向列型液晶施加电场的状态下使固化性化合物固化而使其取向状态稳定的文献5中记载的PSCT完全不同。液晶/固化物复合物的形成过程中，不需要在对液晶组合物施加电压的同时使固化性化合物固化，在固化前向液晶组合物赋予焦点圆锥取向等规定的取向状态即可。即，利用手性向列型液晶在其本质上具有的取向记忆能力，通过对固化前的液晶组合物给予电场施加、加热或冷却等外部刺激，从而使其记忆焦点圆锥取向等规定的取向状态。接着，使固化性化合物固化而形成液晶/固化物复合物。这时，液晶组合物已经记忆了规定的取向状态，所以不需要再通过电压施加等方法使取向一致，可仅在不施加电压的状态下使固化性化合物固化。
作为液晶的取向状态，赋予有效的光散射状态作为焦点圆锥取向的状态后使固化性化合物固化，则可以使不施加电压的状态下的光散射能力提高，是理想的。
此外，与使液晶溶解于固化性化合物而得的液晶混合物整体呈各向同性相后通过聚合相分离方式来获得液晶/固化物复合物的情况不同，即使在要求高相转变温度Tc的液晶相的情况下，也不需要进行加热来防止固化前液晶相从液晶混合物析出。
另外，使具有固化性的手性剂固化而得的液晶/固化物复合物中的液晶相全部或部分是向列相，所以透射-散射特性的稳定性良好。像PSCT那样液晶光学器件包含手性向列型液晶的情况下，从外部对液晶光学器件施加局部的压力时，液晶光学器件内部的液晶的排列发生变化，手性向列型液晶记忆该排列变化，因此光散射状态可能会产生光学的偏差。然而，本发明中所揭示的新的液晶光学器件中，内在的液晶相是向列型液晶相，没有像手性向列型液晶相那样的液晶排列的记忆能力，所以对本器件施加局部的外压等时，即使使其液晶排列发生变化，除去外力后恢复原来的排列，不施加电压时的器件的光散射状态不会产生光学的偏差，是理想的。
此外，本发明的液晶光学器件中的液晶/固化物复合物中，固化物的含有率比以往的分散型液晶低。因此，本发明的液晶光学器件即使制成大面积的器件，透射状态下的雾度值也低，不论观察器件的角度如何，透明性都良好。
液晶/固化物复合物被微量的固化物分割成多个晶畴而得的向列型液晶在每个晶畴中随机地取向。通过各晶畴的向列型液晶在每个晶畴中随机地取向而获得散射状态的构成对于液晶/固化物复合物器件而言，从雾度值、透射-散射特性的稳定性等角度来看，可以说是理想的构成，但至今未能实现。通过本发明，可以实现上述构成。
还有，本发明的液晶组合物的介电各向异性不论正负，都可以实现本发明中所揭示的固化性化合物的固化前后的液晶的相变，但为了获得不施加电压时和施加时的光学对比度高的电光学器件，较好是使用正的介电各向异性的液晶。此外，为了降低驱动电压，介电各向异性越大越好。另外，为了提供散射强度，改善透射-散射的对比度，较好是提高液晶组合物的折射率各向异性(Δn)。另一方面，如果介电各向异性过大，则液晶组合物的电绝缘性(电阻率值)可能会下降。此外，如果折射率各向异性过大，则对于紫外线的耐久性也可能下降。
本发明的液晶组合物中可以包含引发所示固化性化合物的固化的固化剂和用于促进固化的固化促进剂(固化催化剂等)。特别好是使用聚合引发剂。例如，通过光聚合进行固化反应的情况下，可以使用苯偶姻醚类、乙酰苯类、氧化膦类等一般的光聚合引发剂。使用固化引发剂或固化促进剂的情况下，其量相对于液晶组合物中的固化性化合物的总量较好是在5质量％以下。
另外，为了提高对比度或稳定性，还可以添加各种化合物。例如，为了提高对比度，可以使用蒽醌类、苯乙烯基类、偶氮甲碱类、偶氮类等的各种二色性染料。
该情况下，二色性染料较好是基本上与液晶化合物相溶，与固化性化合物不相溶。除此之外，从提高稳定性和耐久性的角度来看，也较好是添加抗氧化剂、紫外线吸收剂、各种增塑剂。
添加这些各种化合物的情况下，其总量相对于液晶组合物较好是在20质量％以下，特别好是10质量％以下。
以下，对将介电各向异性为正的液晶组合物介以预倾角在10°以下的取向膜配置于带电极的基板间，使固化性化合物固化而得到的液晶光学器件1的动作进行说明。如果对第1和第2透明电极12、22之间施加电压，则各晶畴中具有正的介电各向异性的液晶分子相对于透明基板垂直地排列，因此推测邻接的晶畴间的平均折射率基本一致，获得透射状态。另一方面，如果不对第1和第2透明电极12、22之间施加电压，则如上所述，固化反应过程中出现的向列型液晶在电极间随机取向，因此推测由于邻接的晶畴间的平均折射率的差异，获得散射状态。这样散射状态和透明状态通过电压的施加、不施加而变化，因此可以显示所需的图像等。
以下，对液晶光学器件1的制造方法进行说明。图2是表示本发明的实施方式的液晶光学器件的制造流程的一例的图。如图2所示，本制造流程由ST201～ST208这8个步骤构成。
首先，通过溅射法、真空蒸镀法等在第1和第2透明基板11、21的内表面上形成用于形成第1和第2透明电极12、22的透明电极膜(ST201)。作为透明电极膜，如上所述，较好是ITO。将该透明电极膜通过例如光刻法形成所需的文字或图案的形状，形成第1和第2透明电极12、22。
接着，通过溶胶凝胶法、溅射法、真空蒸镀法等以分别被覆第1和第2透明电极12、22的状态形成第1和第2绝缘膜13、23(ST202)。
接着，在第1和第2绝缘膜13、23分别形成第1和第2取向膜14、24(ST203)。第1和第2取向膜14、24为了使呈手性向列相的液晶组合物在一对带电极的基板间向规定方向取向而以与液晶接触的状态形成。如上所述，分别形成于透明基板11、21的取向膜14、24中，至少一方以使液晶在透明基板11、21的内表面水平取向的条件形成。具体来说，较好是形成预倾角在10°以下的取向膜。此外，为了使液晶组合物均匀地取向，可以实施摩擦处理。此外，本发明也可以通过不使用取向膜的构成实现。
接着，在第1或第2透明基板11、21的内表面上用散布机散布间隔物40的粒子(ST204)。
接着，在第1或第2透明基板11、21的内表面上沿该第1或第2透明基板11、21的周缘涂布密封材料30(ST205)。在这里，密封材料30可以使用紫外线固化树脂、热固性树脂等。还有，密封材料30可以含有间隔物。
接着，使上述第1或第2透明基板11、21粘合，在由此形成的液晶盒内填充液晶组合物(ST206)。在这里，将设置2处以上的密封材料的缺口中的一个浸于液晶组合物中，从另一个进行吸引(吸引法)。此外，也可以使设置有1处以上的密封材料的缺口的液晶盒在于真空中将缺口部浸渍于装有液晶组合物的容器中的状态下恢复到大气压下，通过液晶盒的内压和大气压的差而使液晶组合物填充至液晶盒中(真空注入法)。另外，还可以使用ODF(滴注，one-drop-fill)法，在第1或第2透明基板11、21的内表面滴加规定量的液晶组合物，在减压下通过密封材料30将第1或第2透明基板11、21相互粘合。该ODF法需要真空装置，但与上述吸引法和真空注入法相比，可以在较短的时间内填充液晶组合物，在大型液晶光学器件的制造中是有效的。但是，也可以使用除上述以外的方法。还有，ODF法也被称为液晶滴加法、真空滴加法等。
接着，使液晶组合物中的手性向列型液晶呈焦点圆锥取向(ST207)，使液晶组合物中的固化性化合物固化(ST208)。作为焦点圆锥取向的方法，可以考虑电压施加、加热后的急冷、磁场的施加等。由于手性向列型液晶具有取向记忆能力，所以一旦通过所述的方法使液晶组合物取向，则使固化性化合物固化时也维持该取向状态。因此，可以在不施加电压的状态下进行固化性化合物的固化。固化性化合物为光固化性化合物的情况下，通过紫外线光源等曝光，使其固化。通过曝光，光固化性化合物固化，形成液晶/固化物的复合物层50。此外，上述ODF法的情况下使用光固化性的密封材料作为密封材料30时，也可以使密封材料同时固化。还有，密封材料30不使用光固化性树脂的情况下，密封材料的固化必须另外进行。
以下，示例本发明的实施例。雾度值使用须贺试验机株式会社(スガ試
Figure A200780026292D0017084657QIETU
機社)制的直读式雾度测定仪进行测定。还有，以下记载的N-I相转变温度是指向列相和各向同性相的相转变温度。
[实施例1]
在呈正的介电各向异性的向列型液晶(默克公司(メルク社)制：商品名BL-002，Tc＝72℃，Δn＝0.246，Δε＝16)中添加右旋性的旋光性物质(巴斯夫公司(BASF社)制：Paliocolor LC756，上述向列型液晶中的HTP为56)，制成螺距为2μm的手性向列型液晶。上述右旋性的旋光性物质是光固化性化合物，其在上述液晶组合物中的含有率为1.0质量％。然后，通过相对于上述液晶组合物中所含的光固化性化合物添加约1质量％的光聚合引发剂(苯偶姻异丙基醚)，从而获得本发明的液晶组合物(液晶组合物A)。该液晶组合物A的N-I相转变温度为68℃。
接着，在内表面设有ITO薄膜(氧化铟锡)作为透明电极的一对玻璃基板的ITO电极上以约50nm的厚度形成作为绝缘层的SiO2-TiO2类的金属氧化物薄膜(清美化学株式会社(セイミケミカル社)制：MIC-55)。然后，在其上形成预倾角在10°以下的由聚酰亚胺薄膜形成的取向膜。使所述的一对玻璃基板介以直径6μm的由树脂珠形成的间隔物对向，除用于注入液晶组合物的孔以外通过环氧树脂密封而制成液晶盒。在室温下通过真空注入法将上述液晶组合物A填充至该液晶盒内后，将注入孔用室温固化性的密封材料密封。接着，将该液晶盒放置于表面温度为约90℃的加热板上后，呈均匀的透明状态。将透明状态的液晶盒浸渍于保持在25℃的水中而急冷后，液晶盒发生白浊而呈均匀的光散射状态。对于该呈光散射状态的液晶盒，在室温下从液晶盒的两面向玻璃基板面照射中心波长为365nm、照射强度为30W/m2的紫外线10分钟，使固化性化合物固化，从而获得液晶光学器件。该液晶光学器件中的液晶的N-I相转变温度为72℃。
紫外线照射后，液晶光学器件同样呈白浊，光散射能力稍有提高。接着，在上述的一对ITO电极间施加200Hz、60V的矩形波电压后，液晶光学器件呈透明，若除去电压施加则再次呈原来的光散射状态。即，获得在施加电压时呈透射状态、在不施加电压时呈散射状态的液晶光学器件。上述透射状态下的雾度值在2％以下，透明性良好。另外，即使偏离相对于玻璃基板垂直的方位而从斜向观察透明状态的本器件，也几乎没有发现雾度的增加。通过聚光角5°的纹影光学系统在室温下测定了本器件的透明状态和白浊状态的对比度，结果为7。对不施加电压状态的本器件的带电极的基板面垂直地施加局部的外力。除去外力后观察了器件的光散射状态，没有变化。
如果采用本发明的液晶组合物A，则与专利文献5中记载的PSCT不同，液晶光学器件的形成过程中，不需要对液晶组合物施加电压，仅使具有固化性的手性剂固化即可。如果像本实施例这样采用光固化性化合物，则仅通过光照，在具有固化性的手性剂固化而将液晶分割成多个晶畴的同时，液晶从手性向列相变为向列相。藉此，可以非常容易地获得在施加电压时呈透射状态、在不施加电压时呈散射状态的液晶光学器件。此外，本实施例1的液晶光学器件由于固化物的含有率低，因此透射状态下的雾度值低，不论观察器件的角度如何，透明性都良好。另外，即使对白浊状态的液晶盒施加局部的外力，除去外力后其光散射状态也不会发生偏差。
[实施例2]
同样地通过真空注入法将实施例1中制成的液晶组合物A注入与实施例1同样的液晶盒中，将注入孔密封。接着，对该液晶盒的电极端子部施加有效值8V、脉冲宽度为500ms的双向的矩形波脉冲后，该液晶盒发生白浊而呈均匀的光散射状态。对于该呈光散射状态的液晶盒，在不施加电压的状态下与实施例1同样地照射紫外线，使固化性化合物固化，从而获得液晶光学器件。
紫外线照射后，液晶光学器件同样呈白浊，光散射能力稍有提高。接着，在上述的一对ITO电极间施加200Hz、60V的矩形波电压后，液晶光学器件呈透明，若除去电压施加则再次呈原来的光散射状态。即，获得在施加电压时呈透射状态、在不施加电压时呈散射状态的液晶光学器件。上述透射状态下的雾度值在2％以下，透明性良好。另外，即使偏离相对于玻璃基板垂直的方位而从斜向观察透明状态的本器件，也几乎没有发现雾度的增加。通过聚光角5°的纹影光学系统在室温下测定了本器件的透明状态和白浊状态的对比度，结果为8。与实施例1同样地对不施加电压状态的本器件的带电极的基板面施加外力，除去外力后器件的散射状态没有产生光学偏差。
[实施例3]
在与实施例1同样的呈正的介电各向异性的向列型液晶中添加与实施例1同样的右旋性的旋光性物质，制成螺距为1μm的手性向列型液晶。上述右旋性的旋光性物质是光固化性化合物，其在上述液晶组合物中的含有率为1.8质量％。然后，与实施例1同样，通过相对于上述液晶组合物中所含的光固化性化合物添加约1质量％的光聚合引发剂，从而获得本发明的液晶组合物(液晶组合物B)。
接着，通过真空注入法将液晶组合物B填充至与实施例1同样的液晶盒中后，将注入孔密封。接着，对该液晶盒的电极端子部施加有效值12V、脉冲宽度为500ms的双向的矩形波脉冲后，该液晶盒发生白浊而呈均匀的光散射状态。对于该呈光散射状态的液晶盒，在不施加电压的状态下与实施例1同样地照射紫外线，使固化性化合物固化，从而获得液晶光学器件。
紫外线照射后，液晶光学器件呈白浊。接着，在上述的一对ITO电极间施加200Hz、60V的矩形波电压后，液晶光学器件呈透明。上述透射状态下的雾度值比实施例1大。通过聚光角5°的纹影光学系统在室温下测定了本器件的透明状态和白浊状态的对比度，结果为15。
采用本发明的液晶组合物B的情况下，也可以非常容易地获得在施加电压时呈透射状态、在不施加电压时呈散射状态的液晶光学器件。本实施例3的液晶光学器件的光学特性与上述实施例1的液晶光学器件的光学特性相比，虽然透射时的雾度稍大，但透射-散射的对比度良好。
[实施例4]
向实施例1中制成的向列型液晶组合物A中再添加以下述化学式(1)表示的非旋光性物质的固化性化合物(固化性化合物P)，使其相对于包括(1)的整体为1质量％。
Figure A200780026292D00201
固化性化合物P是分子内不具有介晶基元结构的固化性化合物。然后，相对于所添加的固化性化合物P再添加约1质量％的光聚合引发剂(苯偶姻异丙基醚)，制成液晶组合物(液晶组合物C)。固化性化合物P不是旋光性物质，因此液晶组合物C的螺距与液晶组合物A的螺距相同。
接着，与实施例1同样，通过真空注入法将液晶组合物C注入同样的液晶盒中，将注入孔密封。将该液晶盒放置于表面温度为约90℃的加热板上后，呈均匀的透明状态。将透明状态的液晶盒浸渍于保持在25℃的水中而急冷后，液晶盒发生白浊而呈均匀的光散射状态。对于该呈光散射状态的液晶盒，与实施例1同样地从液晶盒的两面照射紫外线，使固化性化合物固化，从而获得液晶光学器件。
紫外线照射后，液晶光学器件呈白浊。接着，在上述的一对ITO电极间施加200Hz、60V的矩形波电压后，液晶光学器件呈透明。上述透射状态下的雾度值在2％以下。即使偏离相对于玻璃基板垂直的方位而从斜向观察透明状态的本器件雾度也小，表现出良好的透明性。此外，通过聚光角5°的纹影光学系统在室温下测定了本器件的透明状态和白浊状态的对比度，结果为6。
[实施例5]
在呈正的介电各向异性的向列型液晶(Tc＝94℃，Δn＝0.230，Δε＝15)中添加右旋性的旋光性物质(巴斯夫公司(BASF社)制：Paliocolor LC756，上述向列型液晶中的HTP为55)，制成螺距为2μm的手性向列型液晶。上述右旋性的旋光性物质是光固化性化合物，其在上述液晶组合物中的含有率为1.0质量％。然后，通过相对于上述液晶组合物中所含的光固化性化合物添加约1质量％的光聚合引发剂(苯偶姻异丙基醚)，从而获得本发明的液晶组合物(液晶组合物F)。该液晶组合物F的N-I相转变温度为90℃。
接着，通过真空注入法将液晶组合物F注入与实施例1同样的液晶盒中后，将注入孔密封。接着，对该液晶盒的电极端子部施加有效值5V、脉冲宽度为500ms的双向的矩形波脉冲后，该液晶盒发生白浊而呈均匀的光散射状态。对于该呈光散射状态的液晶盒，在不施加电压的状态下与实施例1同样地照射紫外线，使固化性化合物固化，从而获得液晶光学器件。该液晶光学器件中的液晶的N-I相转变温度为93℃。
紫外线照射后，液晶光学器件呈白浊。接着，在上述的一对ITO电极间施加200Hz、60V的矩形波电压后，液晶光学器件呈透明。上述透射状态下的雾度值在2％以下，透明性良好。通过聚光角5°的纹影光学系统在室温下测定了本器件的透明状态和白浊状态的对比度，结果为8。
[实施例6]
在呈正的介电各向异性的向列型液晶(Tc＝94℃，Δn＝0.215，Δε＝16.4)中添加右旋性的旋光性物质(巴斯夫公司(BASF社)制：PaliocolorLC756，上述向列型液晶中的HTP为52)，制成螺距为2μm的手性向列型液晶。上述右旋性的旋光性物质是光固化性化合物，其在上述液晶组合物中的含有率为1.0质量％。然后，通过相对于上述液晶组合物中所含的光固化性化合物添加约1.0质量％的光聚合引发剂(苯偶姻异丙基醚)，从而获得本发明的液晶组合物(液晶组合物G)。该液晶组合物G的N-I相转变温度为92℃。
接着，通过真空注入法将液晶组合物G注入与实施例1同样的液晶盒中后，将注入孔密封。接着，对该液晶盒的电极端子部施加有效值6V、脉冲宽度为300ms的双向的矩形波脉冲后，该液晶盒发生白浊而呈均匀的光散射状态。对于该呈光散射状态的液晶盒，在不施加电压的状态下与实施例1同样地照射紫外线，使固化性化合物固化，从而获得液晶光学器件。该液晶光学器件中的液晶的N-I相转变温度为94℃。
紫外线照射后，液晶光学器件呈白浊。接着，在上述的一对ITO电极间施加200Hz、60V的矩形波电压后，液晶光学器件呈透明。上述透射状态下的雾度值在2％以下，透明性良好。通过聚光角5°的纹影光学系统在室温下测定了本器件的透明状态和白浊状态的对比度，结果为8。
[合成例]化合物(3)的合成例
在茄形瓶中使异山梨醇(0.5g，3.4mmol)、4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酸(2.0g，6.8mmol)和1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(1.3g，10.2mmol)、4-二甲氨基吡啶(0.03g)溶解于二氯甲烷(100mL)。在氮气氛下于室温进行2小时左右的搅拌操作后，在加热至40℃的油浴中进行约8小时的加热回流操作。过滤分离固体后，依次用pH4左右的离子交换水、碳酸氢钠水溶液、离子交换水进行萃取操作。用无水硫酸镁使有机层干燥后，过滤分离，用旋转式蒸发器馏去二氯甲烷。将得到的残渣通过柱色谱法进行纯化操作(展开溶剂 己烷:乙酸乙酯＝2:1)。将得到的白色固体再用乙醇重结晶，得到目标化合物。收量为0.62g，收率为26％。
[实施例7]
在呈正的介电各向异性的向列型液晶(默克公司(メルク社)制：商品名BL-002，Tc＝72℃，Δn＝0.246，Δε＝16)中添加合成例中得到的化合物(3)(具有固化性的右旋性的旋光性物质，上述向列型液晶中的HTP为42)，制成螺距为2μm的手性向列型液晶。上述右旋性的旋光性物质是光固化性化合物，其在上述液晶组合物中的含有率为1.2质量％。然后，通过相对于上述液晶组合物中所含的光固化性化合物添加约1.0质量％的光聚合引发剂(苯偶姻异丙基醚)，从而获得本发明的液晶组合物(液晶组合物H)。该液晶组合物H的N-I相转变温度为66℃。
接着，通过真空注入法将液晶组合物H注入与实施例1同样的液晶盒中后，将注入孔密封。接着，对该液晶盒的电极端子部施加有效值7V、脉冲宽度为300ms的双向的矩形波脉冲后，该液晶盒发生白浊而呈均匀的光散射状态。对于该呈光散射状态的液晶盒，在不施加电压的状态下与实施例1同样地照射紫外线，使固化性化合物固化，从而获得液晶光学器件。该液晶光学器件中的液晶的N-I相转变温度为71℃。
紫外线照射后，液晶光学器件呈白浊。接着，在上述的一对ITO电极间施加200Hz、60V的矩形波电压后，液晶光学器件呈透明。上述透射状态下的雾度值在2％以下，透明性良好。通过聚光角5°的纹影光学系统在室温下测定了本器件的透明状态和白浊状态的对比度，结果为8。
[实施例8]
在呈负的介电各向异性的向列型液晶(Tc＝84.5℃，Δn＝0.221，Δε＝-6.98)中添加右旋性的旋光性物质(巴斯夫公司(BASF社)制：PaliocolorLC756，上述向列型液晶中的HTP为42)，制成螺距为2μm的手性向列型液晶。上述右旋性的旋光性物质是光固化性化合物，其在上述液晶组合物中的含有率为1.2质量％。然后，通过相对于上述液晶组合物中所含的光固化性化合物添加约1.0质量％的光聚合引发剂(苯偶姻异丙基醚)，从而获得本发明的液晶组合物(液晶组合物I)。该液晶组合物I的N-I相转变温度为83℃。
接着，通过真空注入法将液晶组合物I注入与实施例1同样的液晶盒中后，将注入孔密封。接着，对该液晶盒的电极端子部施加有效值7V、脉冲宽度为300ms的双向的矩形波脉冲后，该液晶盒发生白浊而呈均匀的光散射状态。对于该呈光散射状态的液晶盒，在不施加电压的状态下与实施例1同样地照射紫外线，使固化性化合物固化，从而获得液晶光学器件。该液晶光学器件中的液晶的N-I相转变温度为84.5℃。
紫外线照射后，液晶光学器件呈白浊。接着，在上述的一对ITO电极间施加200Hz、60V的矩形波电压后，液晶光学器件呈透明。上述透射状态下的雾度值在2％以下，透明性良好。通过聚光角5°的纹影光学系统在室温下测定了本器件的透明状态和白浊状态的对比度，结果为5。
[比较例1]
作为固化性化合物，将氨酯丙烯酸酯低聚物(东亚合成株式会社(東亞合成社)制：ARONIX M1200)和丙烯酸异辛酯以12/7的质量比混合，获得均匀的固化性组合物(固化性组合物Q)。接着，将与实施例1同样的呈正的介电各向异性的向列型液晶(默克公司(メルク社)制：商品名BL-002，Tc＝72℃，Δn＝0.246，Δε＝16)和固化性组合物Q以31/19的质量比混合，获得均匀的组合物。然后，相对于所含的固化性组合物添加约1质量％的光聚合引发剂(苯偶姻异丙基醚)，均匀地溶解，获得组合物(组合物D)。在室温下，组合物D不呈现液晶状态而呈各向同性相，呈均匀的透明状态。
接着，除了设于透明电极间的球形珠间隔物的直径设为8μm以外，与实施例1同样地向在与液晶组合物D接触的基板面具备预倾角在10°以下的聚酰亚胺取向膜的液晶盒中通过吸引注入法注入液晶组合物D，密封注入孔。为了使用吸引注入法，在密封部设有2处以上的孔。注入液晶组合物D后，该液晶盒呈均匀的透明状态。接着，在室温下从液晶盒的两面向玻璃基板面照射中心波长为365nm、照射强度为10W/m2的紫外线3分钟，使液晶组合物D固化，从而获得液晶光学器件。
紫外线照射后，该液晶光学器件呈白浊。接着，在上述的一对ITO电极间施加200Hz、40V的矩形波电压后，液晶光学器件呈透明。透射状态下的雾度值在2％以下，通过聚光角5°的纹影光学系统测定了本器件对于自垂直于玻璃基板的方向的入射光的透射率，在包括玻璃基板表面的反射和透明电极层的入射光的吸收的状态下结果为84％。接着，通过同样的测定系统测定了相对于入射光倾斜45°配置本器件时的透射率，透射率为72％。如果偏离相对于玻璃基板垂直的方位而从斜向观察透明状态的本器件，则雾度逐渐变大，失去良好的透明性。通过同样的测定系统在室温下测定了本器件的透明状态和白浊状态的对比度，结果为5。
[比较例2]
在与实施例3同样的呈正的介电各向异性的向列型液晶中添加非固化性的右旋性的旋光性物质(默克公司(メルク社)制：R-1011)，制成螺距为1μm的手性向列型液晶。接着，添加以下述化学式(2)表示的非旋光性物质的固化性化合物(固化性化合物R)，使其含量相对于包括(2)的整体达到与实施例3的液晶组合物B所含的固化性化合物的含量同样的1.8质量％。
Figure A200780026292D00251
然后，通过相对于上述液晶组合物中所含的固化性组合物R添加约1质量％的光聚合引发剂(苯偶姻异丙基醚)，获得本发明的液晶组合物(液晶组合物E)。
接着，除了设于对向的带电极的基板间的作为间隔物的树脂珠的直径设为4μm以外，通过真空注入法将液晶组合物E注入与实施例3同样的液晶盒中，密封注入孔。接着，对该液晶盒的电极端子部施加有效值12V、脉冲宽度为500ms的双向的矩形波脉冲后，该液晶盒发生白浊而呈均匀的光散射状态。与实施例3同样地进行操作，对于该液晶盒照射紫外线，使固化性化合物固化，从而获得液晶光学器件。
紫外线照射后，该液晶光学器件同样呈白浊。接着，在上述的一对ITO电极间施加200Hz、60V的矩形波电压后，液晶光学器件呈透明，若将电压施加急速除去，则形成呈现弱的光散射的透明状态。再次施加60V的矩形波电压后，液晶光学器件呈透明，若再慢慢除去施加电压而形成不施加电压的状态，则液晶光学器件呈光散射状态。
本液晶光学器件中液晶/固化物复合物中的液晶为包含非固化性的旋光性物质的手性向列型液晶。即，手性向列型液晶残留本质上所具有的取向记忆能力，表现出根据施加电压的除去速度而呈现不同的液晶取向的双稳定状态，不施加电压的状态下的光散射状态不稳定。
产业上利用的可能性
本发明的液晶光学器件特别适合于汽车的敞篷车顶，但也可以用于其它用途。例如，可以用于窗(汽车用(侧窗、门玻璃、后围外侧板等)、建筑用、航空器用、船舶用、铁路车辆用等)，天窗、间壁、门等建筑的内装·外装的材料，招牌，广告商用媒体，大型的间壁装置，与投射型显示装置组合的投射用荧幕，相机或数码相机的取景器等。通过用于冰箱门，可以在不打开冰箱门的情况下确认收纳于内部的食品。或者，可以组合图形或图案显示或显示文字等，向使用者提供信息。此外，可以根据需要对透明板进行文字等的装饰。
另外，在这里引用2006年7月14日提出申请的日本专利申请2006-194172号的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有内容作为本发明说明书的揭示。

Claims (11)

1.液晶光学器件，它是具备至少一方透明的一对绝缘基板、形成于所述绝缘基板的各内表面的电极、
以及夹持于所述绝缘基板的内表面间的向列型液晶和固化物的复合物的液晶光学器件，其特征在于，
所述复合物通过在下述手性向列型液晶组合物夹持于所述绝缘基板的内表面间且液晶取向了的状态下使所述液晶组合物中的所述固化性化合物固化而得；
手性向列型液晶组合物为包含向列型液晶和固化性化合物，所述固化性化合物的至少一部分是具有旋光性的旋光性物质，且所含的具有旋光性的旋光性物质实质上仅包括所述固化性化合物，呈手性向列相的液晶组合物。
2.如权利要求1所述的液晶光学器件，其特征在于，通过在不对电极施加电压的状态下使所述固化性化合物固化而得。
3.如权利要求1或2所述的液晶光学器件，其特征在于，在使所述手性向列型液晶组合物呈焦点圆锥取向的状态下，使所述固化性化合物固化。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的液晶光学器件，其特征在于，所述手性向列型液晶组合物还包含非旋光性物质的固化性化合物。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的液晶光学器件，其特征在于，所述固化性化合物的总量相对于手性向列型液晶组合物整体为0.1～20质量％。
6.如权利要求1～5中的任一项所述的液晶光学器件，其特征在于，所述手性向列型液晶组合物的介电各向异性为正。
7.液晶光学器件的制造方法，它是具备向列型液晶和固化物的复合物的液晶光学器件的制造方法，其特征在于，具备以下的工序：
在至少一方透明的一对绝缘基板的各内表面形成电极的工序；
介以下述手性向列型液晶组合物，使所述绝缘基板的内表面相互对向地粘合所述绝缘基板的工序；
通过在所述液晶组合物夹持于所述绝缘基板的内表面间且液晶取向了的状态下使所述液晶组合物中的所述固化性化合物固化，从而形成所述复合物的工序；
手性向列型液晶组合物为包含向列型液晶和固化性化合物，所述固化性化合物的至少一部分是具有旋光性的旋光性物质，且所含的具有旋光性的旋光性物质实质上仅包括所述固化性化合物，呈手性向列相的液晶组合物。
8.如权利要求7所述的液晶光学器件的制造方法，其特征在于，在不对电极施加电压的状态下进行所述固化性化合物的固化。
9.如权利要求7或8所述的液晶光学器件的制造方法，其特征在于，在使所述手性向列型液晶组合物呈焦点圆锥取向的状态下，使所述固化性化合物固化。
10.如权利要求9所述的液晶光学器件的制造方法，其特征在于，对所述手性向列型液晶组合物施加电压，使其呈焦点圆锥取向。
11.如权利要求9所述的液晶光学器件的制造方法，其特征在于，将所述手性向列型液晶组合物加热或冷却，使其呈焦点圆锥取向。
CN2007800262924A 2006-07-14 2007-07-11 液晶光学器件及其制造方法 Expired - Fee Related CN101490603B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP194172/2006 2006-07-14
JP2006194172 2006-07-14
PCT/JP2007/063846 WO2008007715A1 (fr) 2006-07-14 2007-07-11 Dispositif optique à cristaux liquides et procédé de fabrication de celui-ci

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101490603A true CN101490603A (zh) 2009-07-22
CN101490603B CN101490603B (zh) 2011-04-20

Family

ID=38923271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800262924A Expired - Fee Related CN101490603B (zh) 2006-07-14 2007-07-11 液晶光学器件及其制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090147211A1 (zh)
EP (1) EP2042915A4 (zh)
JP (1) JP5315995B2 (zh)
CN (1) CN101490603B (zh)
RU (1) RU2415452C2 (zh)
WO (1) WO2008007715A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104111561A (zh) * 2014-05-07 2014-10-22 友达光电股份有限公司 制作液晶显示面板的方法
CN107703661A (zh) * 2017-09-20 2018-02-16 南京中电熊猫平板显示科技有限公司 一种透明显示装置及其制作方法
CN109154747A (zh) * 2016-05-17 2019-01-04 默克专利股份有限公司 光调制元件
CN117850105A (zh) * 2014-11-17 2024-04-09 阿法密克罗有限公司 用于生产柔性电光元件的方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8643691B2 (en) * 2008-05-12 2014-02-04 Microsoft Corporation Gaze accurate video conferencing
JP2010128365A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Fujitsu Ltd 表示装置
US10914991B2 (en) 2014-11-17 2021-02-09 Alphamicron Incorporated Method for producing a flexible electro-optic cell
JP6808915B2 (ja) 2015-08-06 2021-01-06 Ａｇｃ株式会社 液晶組成物および液晶光学素子
KR101941118B1 (ko) * 2016-11-25 2019-01-23 주식회사 엘지화학 액정필름셀 및 이의 용도

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4178260A (en) * 1974-10-31 1979-12-11 Exxon Research & Engineering Co. Ester based metal working lubricants
KR0130554B1 (ko) 1984-03-19 1998-04-11 유젠 웬닝거 합성수지 매트릭스 및 이에 분산된 액정으로 이루어진 광변조제와 그 제조방법
EP0272585B1 (en) 1986-12-23 1997-03-12 Asahi Glass Company Ltd. Liquid crystal optical device and process for its production.
US4818070A (en) * 1987-01-22 1989-04-04 Asahi Glass Company Ltd. Liquid crystal optical device using U.V.-cured polymer dispersions and process for its production
US6122021A (en) * 1988-10-04 2000-09-19 Asahi Glass Company, Ltd. Liquid crystal display element and a projection type liquid crystal display apparatus
US5150232A (en) * 1988-10-04 1992-09-22 Asahi Glass Company Ltd. Active matrix liquid crystal display element and projection type active matrix liquid crystal display device
US5162934A (en) * 1989-07-31 1992-11-10 Asahi Glass Company Ltd. Method of manufacturing liquid crystal display element
US5200845A (en) 1989-10-31 1993-04-06 University Of Hawaii At Manoa Color liquid crystal display consisting of polymer-dispersed chiral liquid crystal having negative dielectric anisotropy
US5103327A (en) * 1990-07-26 1992-04-07 Asahi Glass Company Ltd. Active matrix liquid crystal display element and a projection type active matrix liquid crystal display apparatus
US5216531A (en) * 1990-08-28 1993-06-01 Asahi Glass Company Ltd. Projection type active matrix polymer dispersed liquid crystal display apparatus with particles of liquid crystal material randomly oriented
DE69225738T2 (de) * 1991-03-27 1998-10-01 Technology Co Ag Flüssigkristallanzeigeelement und Projektionsanordnung unter Verwendung desselben
DE69217693T2 (de) * 1991-04-17 1997-06-12 Technology Co Ag Optisches Flüssigkristallelement, Flüssigkristallanzeigeelement und Flüssigkristall-Projektionsanzeigegerät das dieses Element verwendet
US6104448A (en) * 1991-05-02 2000-08-15 Kent State University Pressure sensitive liquid crystalline light modulating device and material
DE69229003T2 (de) 1992-05-18 1999-10-21 Kent State University, Kent Flüssigkristalline, lichtmodulierende vorrichtung und material
JPH08190086A (ja) * 1995-01-12 1996-07-23 Dainippon Ink & Chem Inc 液晶表示素子及びこれを用いた表示装置
GB2329481A (en) * 1997-09-19 1999-03-24 Sharp Kk Supertwist nematic liquid crystal
DE19823797A1 (de) * 1998-05-28 1999-12-09 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zum Stranggießen von Werkstücken
JP4352480B2 (ja) 1998-10-20 2009-10-28 旭硝子株式会社 液晶光学素子およびその製造方法
JP2001042349A (ja) * 1999-07-27 2001-02-16 Minolta Co Ltd 液晶表示素子
JP2001100189A (ja) * 1999-09-28 2001-04-13 Japan Science & Technology Corp 高分子ネットワークを利用する熱書き込み用液晶光学材料
JP3467529B2 (ja) * 2000-06-13 2003-11-17 広島大学長 金型鋳造用の粉体離型潤滑剤および金型鋳造法
TWI245952B (en) * 2001-05-14 2005-12-21 Tadahiro Asada Liquid crystal display device and its production method
US6950157B2 (en) * 2003-06-05 2005-09-27 Eastman Kodak Company Reflective cholesteric liquid crystal display with complementary light-absorbing layer
US20050253987A1 (en) * 2004-05-17 2005-11-17 Eastman Kodak Company Reflectance-matching layer for cholesteric display having dye layer and reflective conductors
JP4095102B2 (ja) * 2004-08-31 2008-06-04 株式会社青木科学研究所 油性ダイカスト用離型剤、溶剤混合比率の設定方法、鋳造方法及びスプレー装置
US7111665B2 (en) * 2004-10-26 2006-09-26 Alcon Inc. Lubricant for improved surface quality of cast aluminum and method
JP2006194172A (ja) 2005-01-14 2006-07-27 Fujitsu Ten Ltd 内燃機関制御装置
CN101479363B (zh) * 2006-06-27 2012-09-05 旭硝子株式会社 液晶组合物、液晶光学元件及液晶光学元件的制造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104111561A (zh) * 2014-05-07 2014-10-22 友达光电股份有限公司 制作液晶显示面板的方法
CN104111561B (zh) * 2014-05-07 2017-05-31 友达光电股份有限公司 制作液晶显示面板的方法
CN117850105A (zh) * 2014-11-17 2024-04-09 阿法密克罗有限公司 用于生产柔性电光元件的方法
CN117850105B (zh) * 2014-11-17 2025-03-04 阿法密克罗有限公司 用于生产柔性电光元件的方法
CN109154747A (zh) * 2016-05-17 2019-01-04 默克专利股份有限公司 光调制元件
CN107703661A (zh) * 2017-09-20 2018-02-16 南京中电熊猫平板显示科技有限公司 一种透明显示装置及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2008007715A1 (ja) 2009-12-10
RU2009105068A (ru) 2010-08-27
RU2415452C2 (ru) 2011-03-27
CN101490603B (zh) 2011-04-20
WO2008007715A1 (fr) 2008-01-17
EP2042915A4 (en) 2010-05-26
JP5315995B2 (ja) 2013-10-16
EP2042915A1 (en) 2009-04-01
US20090147211A1 (en) 2009-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101490603B (zh) 液晶光学器件及其制造方法
CN101479363A (zh) 液晶组合物、液晶光学元件及液晶光学元件的制造方法
Sharma et al. Simultaneous effects of external stimuli on preparation and performance parameters of normally transparent reverse mode polymer-dispersed liquid crystals—a review
US7295272B2 (en) Liquid crystal device, a method for producing a liquid crystal device and method for controlling a liquid crystal device
KR101021696B1 (ko) 액정 표시 소자
US20170336663A1 (en) Bistable liquid crystal dispersion devices comprising metal-organic mesogens and applications thereof
KR101066784B1 (ko) 액정 표시 소자
CN107077023A (zh) 含有聚合物的散射型垂直取向的液晶器件
EP1715371B1 (en) Liquid crystal display device
US20230004052A1 (en) Liquid crystal device
JP2005258428A (ja) 液晶表示素子
US20130070193A1 (en) Method of stabilizing a blue phase liquid crystal composition
JP5560525B2 (ja) 液晶組成物及び液晶組成物の製造方法、並びに、液晶素子及び液晶素子の製造方法
JP2005258430A (ja) 液晶表示素子
JP2001083496A (ja) ポリマーネットワーク型コレステリック液晶素子の製造方法
JP2008191524A (ja) 液晶光学素子
JP5439891B2 (ja) 液晶表示素子
JP2005258429A (ja) 液晶表示素子
JP2006323223A (ja) 液晶表示素子
Han et al. Diffractive liquid crystal smart window for privacy application
KR101892568B1 (ko) 고분자 분산 액정 렌즈
JP4679973B2 (ja) 液晶表示素子
JP2010230886A (ja) 液晶表示素子
Lin et al. A Polarizer-free liquid crystal display using dye-doped liquid crystal gels
Smith Investigations into the morphological control of polymer dispersed liquid crystal materials

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110420

Termination date: 20120711