JPH01230693A - 改良された光変調性物質およびその製法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は熱光学および電気光学デイスプレィデバイスに
対する改良された光変調性物質およびその製法に関する
。

発明の背景 液晶は過去に種々の電気光学および熱光学デイスプレィ
用途に使用された。これらには殊に、コンパクトな、エ
ネルギー効率のよい、電圧制御光を必要とする電気光学
光変調用途、例えば時計および計算器デイスプレィが包
含される。電気光学デバイスは、誘電異方性により液晶
の平均分子長軸が印加電界中で所与配向をとる液晶のネ
マチック、コレステリックおよびスメクチック相中の誘
電配列効果を利用する。熱光学デバイスは温度変化によ
り等方性状態への配向または単純融解を行なう。

液晶を実用デイスプレィ形態に組込むために通常使用さ
れる方法は一般に複雑かつ過酷である。

デイスプレィ生成物は通常液晶物質を、電気伝導性コー
ティングを有するガラス２シート間にはさみ、次いでサ
ンドインチ構造の全周辺縁をシールすることにより製造
される。

普通の製造は大サイズの、または異常な形状のデイスプ
レィの製造を困難にする。液晶デイスプレィのサイズお
よび有用性を拡大する試みにおいて、液晶物質を種々の
重合体でコーティングしてそれらの取扱いを簡単にし、
一般にデイスプレィまたは光変調性物質の大シート構造
物を可能にする多くの方法が示唆された。

例えば米国特許第４．．４３５，０４７号にはネマチッ
ク液晶物質の封入および前記封入液晶物質を用いる液晶
デバイスの製造のための水乳濁法が記載されている。し
かし、水乳濁系で作業するときに遭遇する多くの固有の
困難がある。これらには乳濁液中に均一な小満サイズを
得て保持することの困難、プラスチック上の不十分な広
がり、および系中に重要な添加物例えば染料、可塑剤ま
たは電気特性調節剤を溶解および支持する能力のないこ
とが含まれる。

より最近には、単純化された方法がドーネ（Ｄｏａｎｅ
　）ほかの「ネマチックミクロ小滴の界制御光散乱（Ｆ
ｉｅｌｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｌｉｇｈｔ　Ｓｃａ
ｔｔｅｒｉｎｇＦｒｏｍ　Ｎｅｍａｔｉｃ　Ｍｉｅｒｏ
ｄｒｏｐｌｅｔｓ」中に開示された。

この方法において、液晶物質のミクロ小滴は固体エポキ
シ重合体中に、その重合時に自然に形成された。これら
のミクロ小滴を含む硬化重合体マトリックスが伝導性コ
ーティングを含む２層のガラス間にはさまれた。この方
法はデイスプレィの製造を遊離液晶または封入液晶を用
いる方法より単純化させた。しかし、重合体例えばエポ
キシの普通の硬化が連続法におけるコーティングおよび
積層に困難を生じた。物質はコーティング段階の間粘度
が非常に低く、単量体が積層品の端部から漏出するため
に軟質の間に積層できない。

液晶物質のミクロ小滴を熱可塑性マトリックス内に含む
光変調性物質もまた提案された。そのような物質は限定
温度範囲、疲労、遅いスイッチング時間および限定耐久
性を含めて商業用途における多くの欠点を有する。

発明の概要 本発明は熱サイクル、磁界または好ましくは電界をかけ
たときに著しい疲労なく、実質的な半透明光散乱または
拡散状態と実質的な清澄または透明状態との間に速やか
に、可逆的にスイッチングできる改良された耐久性光変
調性物質を指向する。

本発明はまた、そのような物質の製造法およびそのよう
な物質を用いるデバイスを指向する。

本発明の１観点において、液晶相は、好ましくは活性水
素基を含む透明アクリル樹脂例えばヒドロキシ官能性ア
クリル樹脂およびカルボキシ官能性アクリル樹脂、並び
に橋かけ剤を含む重合体マトリックス内に実質的に均一
に分散される。液晶物質は好ましくはネマチック型物質
例えばシアノビフェニルまたはシアノテルフェニル、あ
るいはネマチック型物質とキラルメソゲニック（ｍｅｓ
ｏｇｅｎ　ｉｃ）物質との混合物を含む。好ましくは、
アクリル樹脂および液晶物質は、光変調性物質が一定使
用条件下に実質的に清澄または透明に見えることができ
るように厳密に合う屈折率を有する。

好ましくは液晶相は、液晶物質およびアクリル重合体を
含む均一溶液の蒸発または冷却で自然に形成される。

本発明の好ましい観点において、活性ヒドロキシ官能基
を含むアクリル樹脂をジイソシアネート含有物質と反応
させて重合体マトリックスの部分になるウレタン−アク
リル共重合体を形成する。

この反応は主に光変調性物質の形成後に、例えば光変調
性物質を伝導性媒質に適用し、溶媒が蒸発した後に起り
、光変調性物質に熱硬化アクリル重合体の多くの耐久性
および他の利点を帯有させる。

反応は主に物質の形成後に起るので、通常熱硬化樹脂に
関連する加工の困難が本発明の光変調性物質の製造中に
遭遇されない。

本発明の他の好ましい観点において、有機金属化合物、
好ましくはチタナートまたはジルコナート物質が、液晶
相のターンオン時間の低下および（または）実質的な透
明度の達成に必要な電圧の低下のために光変調性物質中
に混合される。

本発明の好ましい光変調性物質の製造において、ヒドロ
キシ官能性アクリル樹脂が通常溶媒中に溶解される。液
晶物質並びにジイソシアネート含有物質、染料および他
の添加剤を溶媒溶液中へ混合して均一溶液を形成する。

次いで溶液を表面例えば伝導性表面にコーティングまた
はキャスチング手法により適用する。溶媒が蒸発すると
、固体の取扱可能なフィルムが生成され、それを直ちに
熱光学または電気光学デイスプレィデバイスの製造に用
いることができる。しかし、数日までの時間にわたりア
クリル樹脂上のヒドロキシ官能基がジイソシアネートと
反応してウレタン−アクリル共重合体を形成し、それが
重合体マトリンクスを改良された耐久性および高い最大
動作温度を有する架橋物質に変換する。これらの好まし
い架橋光変調性物質は速やかなターンオフ時間を示し、
著しい疲労を示さない。疲労は多くの光変調性物質の、
電界を長時間適用するかまたは非常に多くの回数オンお
よびオフにスイッチした後、それらの正常オフ状態（多
くの物質の半透明状態）に完全に戻る能力を失う傾向で
ある。

液晶物質は重合体マトリックス内に形成された相中に存
在する。好ましくは、液晶物質は重合体マトリックス全
体に無秩序に分布した明らかに相互連結したネットワー
クを形成する十分な濃度で存在する（第１図参照）。こ
れらのネットワークは局所的に配向した光学軸を有する
多数のドメインを含むと思われ、それが、集合体中に通
常無秩序に配向され、光を散乱し、それにより実質的に
不透明または半透明外観を重合体フィルムに与える。あ
るいは液晶相が重合体マトリックス内に分離したドメイ
ンまたはミクロ小滴の形態で存在することができ、その
光学軸は通常無秩序に配向し、光を散乱する。

電界を適用すると、液晶ドメインの光学軸が配列され、
物質の屈折率の適当な選択下にフィルムは実質的に清澄
または透明に見える。電界が除かれると液晶はそれらの
もとの無秩序配列に戻る。

物質のこの挙動は光制御デバイスの製造に有用である。

光変調性物質の配合の適当な調整により液晶ドメインは
電位の除去後直ちに無秩序配列に戻る。

あるいは配合を調整し、電位が除かれた後液晶ドメイン
の軸が一定時間配列を保持するメモリー状態を達成する
ことができる。メモリー状態はときどき望ましい完全な
「オン」状態であり、スイッチオフされた後物質が一部
「オン」状態にとどまる前記の一般に望ましくない「疲
労」状態とは異なる。

本発明の組成物で、相分離は通常溶媒が蒸発すると自然
に起る。相分離のための時間は数秒程度の短時間である
ことができる。溶媒の蒸発後、重合体マトリックスは十
分に硬（、コートした物質を直ちに第２伝導性フイルム
またはシートに積層できる。

本発明の他の観点において、染料を液晶物質に加えるこ
とができ、液晶物質が分離するときに液晶相の一部にな
る。これは物質中に着色不透明または半透明状態を生じ
、デイスプレィデバイスに着色状態と実質的な透明状態
との間の変動を可能にする。

前記を留意すると、本発明の主利点は、液晶物質を重合
体マトリックス中へ混合してデイスプレィデバイスに対
する改良された光変調性物質を与える簡単な、経済的な
、有効な方法を提供することである。

本発明の他の主な利点は、コーティングまたはキャスチ
ング手法を用いて容易に表面に適用することができ、フ
ィルム形成後に硬化し共重合して熱硬化重合体の多くの
耐久性および他の利点、例えば反復した熱または電気サ
イクリング後の光学特性の保持、を物質に帯有させる改
良された光変調性物質を提供することである。

本発明の他の主な利点は、電界がオンおよびオフにスイ
ンチされたとき、または温度変化が誘導されたときに速
やかに応答する（すなわち、不透明と透明との間を速や
かに変化する）電気光学および熱光学デイスプレィ物質
を提供することである。さらに、本発明の光変調性物質
は長時間動作後に著しい疲労または光学特性の劣化を示
さない。

本発明の他の利点は、デイスプレィデバイスが着色状態
と実質的に透明な状態との間を変動できる電気光学およ
び熱光学デイスプレィ物質の提供である。

他の利点は本発明の光変調性物質が公知の熱可塑性ベー
ス光変調性物質より低い電圧で動作できることである。

本発明の前記および他の特徴および利点は以下の詳細な
説明で明らかであろう。

図面の簡単な説明 第１図は重合体マトリックス内の相互連結液晶相を示す
本発明により作られた典型的な光変調性物質の顕微鏡写
真を含む。第１Ａ図は実施例５Ｂの物質と実質的に同様
に作られたウレタン−アクリル共重合体を含む本発明の
光変調性物質の表面の顕微鏡写真である。

第１Ｂ図は実施例５Ｂの物質と実質的に同様に作られた
ウレタン−アクリル共重合体を含む本発明の光変調性物
質の縦凍結破壊断面の顕微鏡写真で・ある。

第１Ｃ図は実施例５Ｂの物質と実質的に同様に作られた
ウレタン−アクリル共重合体を含む本発明の光変調性物
質の斜凍結破壊断面の顕微鏡写真である。

第２図は実施例５で製造された光変調性物質のスイッチ
ング挙動を示すグラフが含まれ、有機金属錯体の使用か
ら生ずる改良されたスイッチング時間を示す。

第３図は実施例５の光変調性物質に対する透過対電圧の
プロントを示し、有機金属化合物が混合されたときに完
全または部分「ターンオン」の達成に要した低い電圧を
示す。

第４図は実施例７で製造した光変調性物質のスイッチン
グ挙動を示すグラフが含まれ、橋かけ剤の使用から生ず
る改良されたスイッチング時間を示す。

現在好ましい態様の詳細な説明 本発明の光変調性物質の製造において、重合体マトリッ
クスを形成する重合体または重合体類、および液晶物質
、並びに他の成分を通常相容性溶媒に溶解して均一溶液
を形成する。次いで溶液を表面、例えば電気伝導性表面
、に普通のキャスチングまたはコーティング法を用いて
適用する。重合体と液晶物質との間の相分離が適用後に
、溶媒が蒸発すると生ずる。この相分離は第１Ｂおよび
ＩＣ図に示されるように、重合体マトリックス内に相互
連結または分離した液晶相の形成を生ずる。

溶媒が蒸発すると重合体が硬化して液晶相に対する固体
マトリックスを形成する。

あるいは、重合体を軟または融解状態に加熱し、それに
液晶および他の成分を加えて均一な溶液を形成すること
ができる。この場合に相分離は溶液が冷却すると生ずる
。

本発明の好ましい態様において、均一溶液の形成に使用
する重合体物質には活性すなわち反応性の水素を含む架
橋性アクリル樹脂または樹脂類、例えばヒドロキシ官能
性アクリル樹脂およびカルボキシ官能性アクリル樹脂が
包含される。ヒドロキシ官能性アクリル樹脂が好ましい
。

適当なヒドロキシ官能性の架橋性アクリル樹脂にはロー
ム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ　ａｎｄ　Ｈａａｓ）６
０８Ｘ、ジョンソン・ワックス（Ｊｏｈｎｓｏｎ　Ｗａ
ｘ）ＣＤＸ５８７およびジョンソン・ワックス８００Ｂ
が包含される。好ましいヒドロキシ官能性アクリル樹脂
はジョンソン・ワックス８００Ｂである。

適当なカルボキシ官能性の架橋性アクリル樹脂にはジョ
ンソン・ワックス５ＣＸ−８１５Ｂおよび５ＣＸ−８１
７Ｂが包含される。好ましくは、アクリル樹脂は、生ず
る光変調性物質またはフィルムが液晶相の光学軸が配列
したときに清澄または透明に見えるように配列液晶物質
の屈折率に厳密に合う屈折率を有する。

一定の好ましい態様において、均一溶液はまた追加の熱
可塑性樹脂例えばローム・アンド・ハースＢ４４または
Ａ３０を含むことができ、それらはともに普通の非反応
性熱可塑性アクリル樹脂である。そのような樹脂もまた
液晶物質に適合する適当な屈折率を有すべきである。そ
のような樹脂を用いるとき、活性水素含有アクリル樹脂
と追加熱可塑性物質との間の重量比は通常１０：１〜１
：１の範囲内にある。

ヒドロキシ官能性アクリル樹脂を用いる本発明の好まし
い態様において、ジイソシアネート含有化合物または物
質が通常初期均一溶液に混合される。このジイソシアネ
ート含有物質はアクリル樹脂上の活性水素基と数時間〜
数日程度の過程にわたり、通常適当な触媒により、徐々
に反応してウレタン−アクリル共重合体を形成するゆ主
に溶媒の蒸発後に生ずるこの共重合過程は光変調性物質
に熱硬化アクリル樹脂の多くの耐久性および他の利点を
帯有させ、同時に熱可塑性樹脂結合剤の使用に関連する
連続キャスチング利点を保持する。

この目的に適するジイソシアネート物質には、芳香族お
よび脂肪族ジイソシアネートの両方、例えばトルエンジ
イソシアネートおよびヘキサメチレンジイソシアネート
が包含される。好ましいジイソシアネート物質はへキサ
メチレンジイソシアネートである。

好ましくは、ジイソシアネート物質とヒドロキシ官能性
アクリル樹脂とのモル比はｏ、２：ｉ〜１：１である。

アクリル幹上の反応性部位のすべてがジイソシアネート
と反応する必要はない。通常、生ずる重合体マトリック
スは未反応ヒドロキシ官能性アクリル樹脂およびウレタ
ン−アクリル共重合体を含む、これらの重合体の割合は
反応条件およびジイソシアネート物質と反応性アクリル
樹脂との出発割合の両方によって変動する。

イソシアネート活性水素反応に適する触媒にはジブチル
スズジラウラートおよびオクタン酸亜鉛が包含される。

通常、触媒は反応性重合体に関して約０．００１〜０．
０１％の濃度で存在する。

カルボキシ官能性アクリル樹脂を用いる本発明の態様に
おいて、エポキシド含有化合物または物質が通常、初期
均一溶液に混合される。このエポキシド物質はカルボキ
シ官能性アクリル樹脂上の活性水素基と、数時間〜数日
程度の過程にわたり、通常適当な触媒により、徐々に反
応してエポキシ−アクリル共重合体を形成する。この共
重合過程は前記ヒドロキシ官能性アクリル樹脂とジイソ
シアネートとの間の反応と同様に、主に溶媒の蒸発後に
生じ、光変調性物質に熱硬化アクリル重合体の多くの耐
久性および他の利点を帯有させ、同時に熱可塑性樹脂結
合剤の連続キャスチング利点を保持する。

再び、アクリル幹上の反応性部位のすべてがエポキシド
と反応することは必要ではない。反応条件およびエポキ
シド物質とカルボキシ官能性アクリル樹脂との出発割合
により生ずる重合体マトリックスはカルボキシ官能性ア
クリル樹脂およびエポキシ−アクリル共重合体の種々の
量を含有する。

液晶物質は強誘電性のコレステリック、スメクチックま
たはネマチック物質であることができ、ネマチック物質
が最も好ましい。適当な液晶物質にはシアノビフェニル
類、シアノテルフェニル類、シアノフェニルシクロヘキ
サン類、フェニルピリミジン類、シクロヘキソフェニル
ピリミジン類、アルキルベンゾアート類、シアノベンゾ
アート類およびそれらの混合物が包含される。液晶物質
の特定例はＳ２、Ｅ７、Ｋ２４および７Ｍ７４Ａ〔すべ
てＢＤＨケミカル社（Ｂ　Ｄ　ＨＣｈｅｍｉｃａｌＬｉ
１ｌｉｔｅｄ　）により製造・販売される。他の例には
ＲＯＴＮｌ　３２．３０１０．５３０３３／１２９３．
３９１０．３９１２．４０３および６０７〔すべてホフ
マン・う・ロシュ・ケミカル社（Ｈｏｆｆｍａｎ　Ｌａ
　Ｒｏｃｈｅ　Ｃｈｅｌｌｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ　
）により製造・販売される〕が包含される。またＥ、メ
ルク・ケミカル社（Ｅ、　Ｍｅｒｃｋ　Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ）により製造・販売されるＺＬ１１
２６３．１２２２および１９０５が包含される。最も好
ましい液晶物質はＥ７およびＲＯＴＮ１３２である。

本発明の非常に好ましい態様において、液晶物質にはネ
マチック化合物と小量のキラルメソゲニック化合物、例
えばコレステリックエステルとの混合物が包含される。

ネマチック化合’４ｙＪ９０．０〜９９．５重量％とキ
ラルメソゲニック化合物１０．０〜０．５重量％とを含
む液晶化合物は界が除かれまたはターンオフされるとき
に一層早いスイッチング時間を生ずる。そのような混合
物に使用される好ましいキラルメソゲニック化合物には
安息香酸コレステロールおよびキラルペンチルシアノビ
フェニルが包含される。

通常、液晶物質は、ジイソシアネートまたはエポキシド
含有物質を含む重合体物質に関して約１：５〜１：０．
５の重量比で存在し、約１＝１〜２：１の重量比が好ま
しい。

二色性または他の染料もまた溶液に加えることができる
。染料を用いるとき、染料は好ましくは通常着色不透明
外観を有する光変調性物質中に生ずる液晶相中へ実質的
に分離され、それは前記のように、電位または温度変化
の適用により透明または清澄外観に変化できる。適当な
二色性染料の例にはＢＤＨ・ケミカル社のアントラキノ
ンＤ５またはＤ３５およびホフマン・う・ロシエ・ケミ
カル社の３３０２６が含まれる。通常二色性染料として
分類されない他の染料、例えばイーストマン・コダック
社（Ｈａｓ　ｔｍａｎにｏｄａｋ　Ｃｏｍｐａｎｙ　）
のローダミン（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）　６　Ｇまたはス
ダン（Ｓｕｄａｎ）■もまた系中で良好に機能する。

液晶の約１０重量％までの量で他の添加剤を初期重合体
溶液に加えることができる。これらの添加剤は分散剤、
界面活性剤あるいは生ずる光変調性物質のコントラスト
、外観または性能を改良する他の助剤であることができ
る。液晶物質および関連添加剤の適当な選択により、液
晶相は電界の除去後直ちにその無秩序配向に戻ることが
でき、あるいはメモリーを物質中に組込むことができ、
その場合に液晶相は電界の除去後無秩序配列に戻る前に
一定時間その配向を保持する。物質例えば界面活性剤ま
たは染料の溶媒溶液に対する添加は光変調性物質のスイ
ッチング時間を変化させることができる。

本発明の非常に好ましい態様において、有機金属化合物
、好ましくはチタナートまたはジルコナート化合物を初
期溶液に加えると液晶相の配向に必要な時間を、通常約
２５０〜約１０ミリ秒またはそれ以下程度の大きさ低下
する。あるいは有機金属化合物を用いて実質的透明度の
達成に必要な電圧を低下することができる。相分離中に
これらの化合物は重合体マトリックスの一部になると思
われる。

適当なチタナート化合物にはネオペンチル（ジアリル）
オキシ、トリ（ドデシル）ベンゼン−スルホニルチタナ
ートおよびネオペンチル（ジアリル）オキシ、トリ（Ｎ
−エチレンジアミノ）エチルチタナートが包含される。

適当なジルコナート化合物にはネオペンチル（ジアリル
）オキシ、トリ（ドデシル）ベンゼン−スルホニルジル
コナートおよびネオペンチル（ジアリル）オキシ、トリ
（Ｎ−エチレンジアミノ）エチルジルコナートが包含さ
れる。好ましい有機金属化合物はチタナートまたはジル
コナートの混合物である。必要な有機金属化合物の量は
スイッチング時間に求められる改良程度で変動する。好
ましくは、有機金属化合物と液晶物質との重量比は０．
００２　：　１〜０．０５　：１である。

通常、均一溶液の製造において、重合体が初めに重合体
に適する溶媒に溶解される。溶媒が室温またはその付近
で蒸発すのものであることが好ましい。使用できる溶媒
にはシクロヘキサノン、トルエン、酢酸エチルおよびク
ロロホルムが包含される。重合体が溶解した後、次いで
液晶物質が染料または通常清澄な均一溶液の形成に望ま
れる他の添加剤とともに溶媒溶液に添加される。特殊混
合条件は通常必要でない。

光変調性物質の成分を含む均一溶液は、ローラー塗り、
キャスチング、はけ塗りなどにより適当な表面例えば継
目なしベルト、プラスチックフィルム、または適当に調
製した電気伝導性表面に適用できる。電気伝導性表面は
電気光学デイスプレィデバイスに通常使用される伝導性
材料であることができる。通常伝導性材料はポリエステ
ルフィルム、ガラス板などのベースに適用したアルミニ
ウムまたはインジウムスズ酸化物のフィルムである。

通常、均一溶液は約１〜４ミルの厚さを有する薄膜とし
て表面に適用される。適用後、溶媒を好ましくは室温ま
たはその付近で蒸発させて一般に０．３〜３．０　ミル
の範囲の厚さを有する固体フィルムを形成させる。しか
し、熱をフィルムに適用して蒸発過程を援助することが
できる。

溶媒の蒸発中またはその直後にフィルムは通常透明溶液
から曇ったまたは不透明なフィルムに変わる。これは相
分離が液晶物質と重合体マトリックスとの間に生じたこ
と、および液晶相が形成されたことを示す。これは溶媒
蒸発とともに自然に起こり、相分離の時間は通常１分未
満であり、数秒程度の短時間であることができる。重合
体フィルムの不透明または曇った外観が液晶相内のドメ
インの無秩序配列に由来する。

溶媒の蒸発後、重合体マトリックスは十分に硬くフィル
ムを直ちに他の材料例えば第２伝導性フイルムまたはシ
ートに積層し、および（または）デイスプレィデバイス
の形成に用いることができる。ジイソシアネートまたは
エポキシド化合物が均一溶液中に存在すると、それがフ
ィルムの重合体マトリックス部中に実質的に保持され、
約数時間〜数日の期間にわたりアクリル樹脂上の活性基
と反応し、架橋アクリル−ウレタンまたはアクリル−エ
ポキシ共重合体を形成する。これは光変調性物質に熱硬
化アクリル重合体の多くの耐久性利点を帯有させる。

フィルムの部分を横切って一般に１０〜２００ボルトの
範囲内の電位を適用することにより液晶ドメインの光学
軸が配列され、電位をかけたフィルムのすべてまたは一
部を実質的に清澄または透明にならせる。この現象の有
効性は液晶物質および重合体マトリックスの屈折率に大
きく依存する。

最適水準の透明度は液晶物質の屈折率が重合体マトリッ
クスの屈折率に厳密に合うときに達成され、その過程は
通常、試行錯誤により決定される。得ることができる透
明度の水準は屈折率間の差異が増すと低下する。

電位は電気スタイラス、プリント素手またはイオン源を
用いて光変調性物質に適用できる。スタイラスが使用さ
れると、例えば文字または語を光変調性層上に形成する
ことができる。あるいは、光変調性物質を２つの電気伝
導層間にはさむことができる。２電気伝導層を用いると
きに、電位を光変調性物質の一定部分または領域を横切
って通過させ、所望のメツセージまたは効果を発生させ
るように計画することができる。

本発明の光変調性物質を用いて多くの電気光学デイスプ
レィ用途、例えば信号、電気透明窓、時計、鏡などに用
いることができる。

本発明の光変調性物質はまた熱スタイラス、レーザーま
たは高い室温のような方法により熱的に像比させること
ができ、従って、温度指示デバイス、サーモグラフィー
用途などに有用である。

以下の実施例は本発明の光変調性物質の製造の例示であ
る。

実施例１ 次の物質を混合し、次いでインジウムスズ酸化物被覆ポ
リエステルの伝導性面上に３．０ミルの湿潤厚さにキャ
ストした。

１．１５ｇ　　（）ルエン中３５％）ローム・アンド・
ハース、６０８Ｘ、ヒドロキシ官能性 アクリル樹脂 ０．８０ｇ　　ＢＤＨ・ケミカル社、Ｅ７、液晶混合物
０．６４ｇ　　（）ルエン中２０％）モベイ・ケミカル
社（Ｍｏｂａｙ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ、）　、Ｎ　
７５、ヘキサメチレンジイソシアネート ０．Ｏｌｇ　　　（）ルエン中０．１％）ＭアンドＴ・
ケミカル社（Ｍａｎｄ　Ｔ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ、
）、ジブチルスズジラウラート トルエンを室温で１０分間蒸発させると半透明層が形成
された。次いでＩＴ○コートマイラー（！Ｊｙｌａｒ）
の第２片を半透明層に熱（１２０Ｆ）ロールで積層した
。積層品を約３５ポル）ＡＣ（ＶＡＣ）の界にさらした
ときに透明に変わった。

実施例２ 次の物質を混合し、実施例１のようにコートし積層した
。

４．７６ｇ　　（）ルエン中３５％）ローム・アンド・
ハース、Ｂ４４、熱可塑性アクリル 樹脂 ４．３６ｇ　　　（）ルエン中３５％）ジョンソン・ワ
ックス、８００Ｂ、ヒドロキシ官能性 アクリル樹脂 ４．００ｇ　　ホフマン・う・ロシュ、ＲＯＴＮ５７０
、ネマチック液晶混合物 ０．６３ｇ　　（ｂルエン中２５％）モベイ・ケミカル
社、Ｎ７５、ヘキサメチレンジイソ シアネート樹脂 ０．４３ｇ　　（）ルエン中１％）ケンリッチ・ペトロ
レアム社（Ｋｅｎｒｉｃｈ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｃｏ
、）、ＬＩＣＡ４４ネオアルコキシチタナー ト ０．２２ｇ　　（）ルエン中１％）ケンリッチ・ペトロ
レアム社、Ｌ　Ｉ　ＣＡＯ９ネオアルコキシチタナート ０．４８ｇ　　　（ｂルエン中０．１％）アルドリッチ
・ケミカル社（Ａｌｄｒｉｃｈ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃ
ｏ、）、ジブチルスズジラウラート １．２０ｇ　　（）ルエン中１．０％）ＢＤＨ・ケミカ
ル社、ＣＢ１５キラルメソゲニック液 晶 積層品は約６０ＶＡＣＯ界にさらしたときに透明に変わ
った。

実施例３ 次の物質を混合し、３０分間放置した。次いで溶液を濾
過し、実施例１のようにキャストし積層した。

３．９０ｇ　　　（）ルエン中３５％）ジョンソン・ワ
ックス、８００　Ｂ、ヒドロキシ官能性アクリル樹脂 ３．００ｇ　　ＢＤＨ・ケミカル社、Ｅ７液晶混合物０
．５８ｇ　　（）ルエン中２０％）モベイ・ケミカル社
、Ｎ７５、ヘキサメチレンジイソ シアネート樹脂 ０．３０ｇ　　（）ルエン中１％）ケンリッチ・ペトロ
レアム社、ＬＺ４４、ネオアルコキ シジルコナート ０．１５ｇ　　Ｄルエン中１％）ケンリッチ・ペトロレ
アム社、ＬＺ０９、ネオアルコキ シジルコナート ０．４０ｇ　　　（）ルエン中０．１％）アルドリッチ
・ケミカル社、ジブチルスズジラウラー ト 仕上積層品は、３８ＶＡＣでターンオフしく透明になり
）、ターンオン時間はジルコナート添加剤のない同一物
質より実質的に速かった。

実施例４ 次の物質を混合し、前記実施例におけるように２ミル湿
潤フイルムとしてキャストし、乾燥し、積層した。

３．９６ｇ　　（酢酸エチル中３５％）ジョンソン・ワ
ックス、８００Ｂ、ヒドロキシ官能 性アクリル樹脂 ０．２９ｇ　　（酢酸エチル中２０％）モベイ・ケミカ
ル社、Ｎ７５、ヘキサメチレンジイ ソシアネート樹脂 ３．００ｇ　　ＲＯＴＮ　１３２、ホフマン・う・ロシ
ュ液晶 ０．３０ｇ（ｂルエン中１％）ケンリッチ・ベトロレア
ム、ＬＩＣＡ４４、ネオアルコ ールチタナート ０．１５ｇ　　（酢酸エチル中１％）ケンリッチ・ペト
ロレアム、ＬＩＣＡＯ９、ネオアル コキシチタナート ０．４５ｇ　　　（）ルエン中１０％）トロイ・ケミヵ
ル社（Ｔｒｏｙ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ、）、コロイ
ブイスパース（ｃｏｌｌｏｉｄｉｓｐｅｒｓｅ）物質を
室温で２４時間放置し、次いで約２８ＶＡＣでスイッチ
させた。これはフィルム厚さミクロン当り約１．２■で
ある。

実施例５ Ａ 次の成分を実施例４のように混合し、キャストし、積層
した。

３、ＯＯｇ　　ホフマン・う・ロシュ・ケミカル社のＲ
ＯＴＮ５７０液晶 ２．８０ｇ　　（ｂルエン中５０％）ジジンソン・ワッ
クス、８００Ｂ、ヒドロキシ官能性 アクリル樹脂 ２．９０ｇ　　（）ルエン中２０％）モベイ・ケミカル
社、Ｎ７５、ヘキサメチレンジイソ シアネート ０．４３ｇ　　（）ルエン中０．１％）ジブチルスズジ
ラウラート ０．８ｇ）ルエン 試料を試験前に２４時間放置した。４０ＶＡＣ１１００
ヘルツを用い、１秒間持続したこの＠！Ｊ質のスイッチ
ング時間試験の結果は第２図に示される。

スラントランプ（Ｓｌａｎｔｅｄ　ｒａｍｐ）が半透明
状態から透明状態への遅いスイッチングを示す。

透過を電圧の関数として測定した他の試験の結果が第３
図に示される。実線は透過を電圧の増加するときの電圧
の関数として示す。破線は電圧が低下するときのヒステ
リシス（すなわち各電圧水準における高い透過）を示す
。

ｌ旦 次の成分を実施例５Ａのように混合し、キャストし、積
層した。

３、ＯＯｇ　　ＲＯＴＮ５７０液晶 ２．８０ｇ　　）ルエン中５０％、８００Ｂ２．８０ｇ
　　トルエン中２０％、Ｎ７５０．９０ｇ　　トルエン
中１％ＫＳ１００有機金属チタナート錯体（ケンリッチ
・ペトロレ アム） ０．４３ｇ　　トルエン中０．１％ジブチルスズジラウ
ラート ０．９０ｇ　　）ルエン ４０ＶＡＣ１１００ヘルツ、１秒間を用いたこの物質の
スイッチング時間試験の結果もまた第２図に示される。

この実施例は有機金属錯体が電気光学デバイスのスイッ
チング時間に改善を有することができる効果の例示であ
る。スラントランプのないことは実施例５Ｂの光変調性
物質が透明状態から透明状態へ速やかに完全にスイッチ
することを示す。

第２図のグラフはまた本発明の光変調性物質で得ること
ができる速やかなターンオフ時間および一定の好ましい
態様例えば実施例５Ｂに用いた有機金属錯体がターンオ
フ時間に不利に影響しないことを示す。

第３図はまたこの物質に対する透過対電圧を示す。チタ
ナートの存在が完全な「ターンオン」までおよびそれを
示す透過の所与パーセントの達成に必要な電圧の有意な
低下を示す。これは電圧が上昇または低下されても真実
である。

実施例６ 次の物質を実施例１のように混合し、キャストし、積層
した。

３、ＯＯｇ　　ＢＤＨ・ケミカル社、Ｎ７、液晶混合物 ２．５０ｇ　　（）ルエン中５０％）ジョンソン・ワッ
クス、８１５Ｂ、カルボキシ官能性 アクリル重合体 ０．７１ｇ　　（酢酸エチル中３５％）シェル・ケミカ
ル社（Ｓｈｅｌｌ　Ｃｈｅｎ＋１ｃａｌ　Ｃｏ、）　、
Ｅ　ＰＯＮ１００４、エポキシ橋かけ剤 ０．４３ｇ　　Ｉ−ルエン 試料を室温で２４時間放置した。１ミル厚さ試料を約５
０　ＶＡＣでターンオンすることができた。

実施例７ 基本ヒドロキシ官能性アクリルおよびネマチック液晶フ
ィルムの２変形を前記実施例のように製造した。

Ａ ３、ＯＯｇ　　ＢＤＨ・ケミカル社、ネマチック液晶３
．００ｇ　　ジョンソン・ワックス、８００Ｂ、ヒドロ
キシ官能性アクリル樹脂（ｂルエ ン中５０％） ０．４３ｇ　　アルドリッチ・ケミカル社、ジブチルス
ズジラウラート（ｂルエン中０．１％）１．８６ｇ　　
）ルエン Ｂ ３．００ｇ　　ＢＤＨ・ケミカル社、ネマチック液晶２
．７７ｇ　　ジョンソン・ワックス、８００Ｂ、ヒドロ
キシ官能性アクリル樹脂（ｂルエ ン中５０％） ０．５８ｇ　　モベイ・ケミカル社、Ｎ７５、ヘキサメ
チレンジイソシアネート（ｂルエン 中２０％） ０．４３ｇ　　アルドリッチ・ケミカル社、ジブチルス
ズジラウラート　（ｂルエン中０．１％）１．５１ｇ　
　）ルエン ４０ＶＡＣ，１００ヘルツで、１秒の「オン」時間に対
するこれらの物質のスイッチング時間試験の結果が第４
図に示される。７Ａに対する遅いターンオフ時間は橋か
け剤例えばジイソシアネートで架橋しないかまたはでき
ない重合体の典型である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により作られた典型的な光変調性物質の
顕微鏡写真であり、 第１Ａ図は実施例５Ｂの物質と実質的に同様に作られた
ウレタン−アクリル共重合体を含む本発明の光変調性物
質の表面の顕微鏡写真であり、第１Ｂ図は実施例５Ｂの
物質と実質的に同様に作られたウレタン−アクリル共重
合体を含む本発明の光変調性物質の縦凍結破壊断面の顕
微鏡写真であり、 第１Ｃ図は実施例５Ｂの物質と実質的に同様に作られた
ウレタン−アクリル共重合体を含む本発明の光変調性物
質の斜凍結破壊断面の顕微鏡写真であり、 第２図は実施例５で製造された光変調性物質のスイッチ
ング挙動を示すグラフであり、第３図は実施例５の光変
調性物質に対する透過対電圧のプロットを示すグラフで
あり、第４図は実施例７で製造された光変調性物質のス
イッチング挙動を示すグラフである。 図面の浄ご（内容に変更なし） ＦＩＧ、ＩＡ 図面の浄：Δ（内容に変更なし） ＦＩＧ、ＩＢ 図面の浄乞（内容に変更なし） ＦＩＧ、ＩＣ か１６ 透過％

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）活性水素基を有するアクリル樹脂を含む重合体マ
   トリックス内に形成された液晶相を含み、電気または磁
   気界あるいは熱サイクリングをかけたときに実質的な半
   透明状態と実質的な透明状態との間を可逆的にスイッチ
   ングできる光変調性物質。 （２）液晶相が、液晶物質およびアクリル樹脂を含む均
   一溶液の蒸発または冷却から生ずる相分離で形成される
   、請求項（１）記載の光変調性物質。 （３）液晶相が通常無秩序に配向して光を散乱し、光変
   調性物質に対し実質的な半透明外観を与える光学軸を有
   し、光学軸が界または温度変化の適用により配列されて
   光変調性物質を実質的に透明にする、請求項（２）記載
   の光変調性物質。 （４）重合体マトリックスが少なくとも一部架橋された
   アクリル樹脂を含む、請求項（１）、（２）または（３
   ）記載の光変調性物質。 （５）重合体マトリックスがウレタン−アクリル共重合
   体を含む、請求項（１）、（２）または（３）記載の光
   変調性物質。 （６）活性水素基を有するアクリル樹脂がヒドロキシ官
   能性アクリル樹脂を含み、ウレタン−アクリル共重合体
   がヒドロキシ官能性アクリル樹脂とジイソシアネートと
   反応により形成される、請求項（５）記載の光変調性物
   質。 （７）重合体マトリックスがエポキシ−アクリル共重合
   体を含む、請求項（１）、（２）または（３）記載の光
   変調性物質。 （８）活性水素基を有するアクリル樹脂がカルボキシ官
   能性アクリル樹脂を含み、エポキシ−アクリル共重合体
   がカルボキシ官能性アクリル樹脂とエポキシドとの反応
   により形成される、請求項（７）記載の光変調性物質。 （９）重合体マトリックスが活性水素基を有するアクリ
   ル樹脂に加えてさらに熱可塑性樹脂を含む、請求項（１
   ）記載の光変調性物質。 （１０）液晶物質がネマチック物質を含む、請求項（１
   ）記載の光変調性物質。 （１１）液晶物質がネマチック物質とキラルメソゲニッ
   ク物質との混合物を含む、請求項（１）記載の光変調性
   物質。 （１２）液晶物質がスメクチック物質を含む、請求項（
   １）記載の光変調性物質。 （１３）さらに、有機金属物質を含む、請求項（１）記
   載の光変調性物質。 （１４）有機金属物質がネオペンチル（ジアリル）オキ
   シ、トリ（ドデシル）ベンゼン−スルホニルチタナート
   ；ネオペンチル（ジアリル）オキシ、トリ（Ｎ−エチレ
   ンジアミノ）エチルチタナート；およびそれらの混合物
   からなる群から選ばれるチタナートを含む、請求項（１
   ３）記載の光変調性物質。 （１５）有機金属物質がネオペンチル（ジアリル）オキ
   シ、トリ（ドデシル）ベンゼン−スルホニルジルコナー
   ト；ネオペンチル（ジアリル）オキシ、トリ（Ｎ−エチ
   レンジアミノ）エチルジルコナート；およびそれらの混
   合物からなる群から選ばれるジルコナートを含む、請求
   項（１３）記載の光変調性物質。 （１６）液晶ドメインが染料を含む、請求項（１）記載
   の光変調性物質。 （１７）フィルムの形態にある、請求項（１）記載の光
   変調性物質。 （１８）請求項（１）、（２）または（３）記載の光変
   調性物質を含む電気光学デバイス。 （１９）請求項（５）記載の光変調性物質を含む電気光
   学デバイス。 （２０）請求項（６）記載の光変調性物質を含む電気光
   学デバイス。 （２１）請求項（１）、（２）または（３）記載の光変
   調性物質を含む熱光学デバイス。（２２）請求項（７）
   記載の光変調性物質を含む電気光学デバイス。 （２３）請求項（８）記載の光変調性物質を含む電気光
   学デバイス。 （２４）ウレタン−アクリル共重合体を含む重合体マト
   リックス内に形成された液晶相を含み、電気または磁気
   界あるいは熱サイクリングをかけたときに実質的に半透
   明状態と実質的な透明状態との間を可逆的にスイッチン
   グできる光変調性物質。 （２５）液晶相がネマチック物質を含む、請求項（２４
   ）記載の光変調性物質。 （２６）液晶相がネマチック物質とキラルメソゲニック
   物質との混合物を含む、請求項（２４）記載の光変調性
   物質。 （２７）液晶相がスメクチック物質を含む、請求項（２
   ４）記載の光変調性物質。 （２８）さらに、チタナート、ジルコナートおよびそれ
   らの混合物からなる群から選ばれる有機金属物質を含む
   、請求項（２４）記載の光変調性物質。 （２９）重合体マトリックス内に分散された液晶相並び
   にチタナート、ジルコナートおよびそれらの混合物から
   なる群から選ばれる有機金属物質を含む光変調性物質。 （３０）液晶相が液晶物質および重合体マトリックスを
   含む均一溶液の蒸発または冷却から生ずる相分離で形成
   される、請求項（２９）記載の光変調性物質。 （３１）有機金属物質がネオペンチル（ジアリル）オキ
   シ、トリ（ドデシル）ベンゼン−スルホニルチタナート
   ；ネオペンチル（ジアリル）オキシ、トリ（Ｎ−エチレ
   ンジアミノ）エチルチタナート；およびそれらの混合物
   からなる群から選ばれるチタナートを含む、請求項（２
   ９）または（３０）記載の光変調性物質。 （３２）有機金属物質がネオペンチル（ジアリル）オキ
   シ、トリ（ドデシル）ベンゼン−スルホニルジルコナー
   ト；ネオペンチル（ジアリル）オキシ、トリ（Ｎ−エチ
   レンジアミノ）エチルジルコナート；およびそれらの混
   合物からなる群から選ばれるジルコナートを含む、請求
   項（２９）または（３０）記載の光変調性物質。 （３３）液晶相がネマチック物質を含む、請求項（２９
   ）記載の光変調性物質。 （３４）液晶相がネマチック物質とキラルメソゲニック
   物質との混合物を含む、請求項（２９）記載の光変調性
   物質。 （３５）液晶相がスメクチック物質を含む、請求項（２
   ９）記載の光変調性物質。 （３６）請求項（２９）記載の光変調性物質を含む電気
   光学デバイス。 （３７）光変調性物質を製造する方法であって、 （ａ）活性水素基を含むアクリル樹脂、樹脂に対する溶
   媒および液晶物質を含む均一な溶液を形成する段階、 （ｂ）均一溶液を表面上にコーティングする段階、およ
   び （ｃ）溶媒を蒸発させ、それにより相分離を起こさせ固
   体重合体マトリックス内に液晶相の形成を生成させる段
   階、 を含む方法。 （３８）均一溶液が、さらにアクリル樹脂と反応してア
   クリル−ウレタン共重合体を形成するジイソシアネート
   含有物質を含む、請求項（３７）記載の方法。 （３９）均一溶液が、さらにアクリル樹脂と反応してア
   クリル−エポキシ共重合体を形成するエポキシド含有物
   質を含む、請求項（３７）記載の方法。 （４０）液晶がネマチック物質を含む、請求項（３７）
   記載の方法。 （４１）液晶がネマチック物質とキラルメソゲニック物
   質との混合物を含む、請求項（３７）記載の方法。 （４２）液晶がスメクチック物質を含む、請求項（３７
   ）記載の方法。 （４３）均一溶液が、さらに有機金属物質を含む、請求
   項（３７）、（３８）または（３９）記載の方法。 （４４）有機金属物質がネオペンチル（ジアリル）オキ
   シ、トリ（ドデシル）ベンゼン−スルホニルチタナート
   ；ネオペンチル（ジアリル）オキシ、トリ（Ｎ−エチレ
   ンジアミノ）エチルチタナート；およびそれらの混合物
   からなる群から選ばれるチタナートを含む、請求項（４
   ３）記載の方法。 （４５）有機金属物質がネオペンチル（ジアリル）オキ
   シ、トリ（ドデシル）ベンゼン−スルホニルジルコナー
   ト；ネオペンチル（ジアリル）オキシ、トリ（Ｎ−エチ
   レンジアミノ）エチルジルコナート；およびそれらの混
   合物からなる群から選ばれるジルコナートを含む、請求
   項（４３）記載の方法。 （４６）光変調性物質を製造する方法であって、 （ａ）活性水素基を含むアクリル樹脂および液晶物質を
   含む均一な溶液を形成する段階、（ｂ）均一溶液を表面
   上にコーティングする段階、および （ｃ）溶液を冷却し、それにより相分離を起こさせ固体
   重合体マトリックス内に液晶相の形成を生成させる段階
   、 を含む方法。 （４７）均一溶液が、さらにアクリル樹脂と反応してア
   クリル−ウレタン共重合体を形成するジイソシアネート
   含有物質を含む、請求項（４６）記載の方法。 （４８）均一溶液が、さらにアクリル樹脂と反応してア
   クリル−エポキシ共重合体を形成するエポキシド含有物
   質を含む、請求項（４６）記載の方法。 （４９）均一溶液が、さらにチタナート、ジルコナート
   、およびそれらの混合物を含む、請求項（４６）、（４
   ７）または（４８）記載の方法。