JPH08194208A - 液晶光学素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスプレイ、ＯＨＰ、カード等として応用
した場合にも、駆動電圧が低く、且つヒステリシスの少
ない液晶／高分子複合膜を用いた液晶光学素子を提供す
ること。 【構成】 粒状に分散されたカプセル化液晶粒子と、該
粒子を内包しているマトリックス材料とからなる液晶／
高分子複合膜を用いた液晶光学素子において、上記カプ
セルの壁材料が、分子中にウレタン結合を有する重合体
材料からなることを特徴とする液晶光学素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、公衆表示、パソコン、
携帯用情報端末等のディスプレイ、ＯＨＰ、カード等と
して有用な液晶／高分子複合膜型液晶光学素子、及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶分子を液滴状に高分子マトリ
ックス中に分散させてなる液晶／高分子複合膜、あるい
は液晶と高分子マトリックスとが相互に連続相を形成し
ている液晶／高分子複合膜は、印加される電圧をＯＮ−
ＯＦＦすることによって可逆的に透過−散乱状態を呈
し、液晶光学素子の材料として使用されている。上記液
晶／高分子複合膜の作製技術としては、液晶粒子を分散
保持する高分子マトリックスとしてＰＶＡ（ポリビニル
アルコール）を用いる方法（特表昭５８−５０１６３１
号公報）、エポキシ樹脂を用いる方法（特表昭６１−５
０２１２８号公報）、ＵＶ硬化性樹脂を用いる方法（特
開平１−２５２６８９号公報）等が挙げられ、又、液晶
と高分子マトリックスとの均一溶液から溶媒を除去して
液晶／高分子複合膜を成膜する方法（特開平１−２３０
６９３号公報）等が挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来の方法によって得られる液晶／高分子複合膜を用
いた液晶光学素子は、素子としての駆動電圧が高い、大
きなヒステリシスが発生する等の点で不十分なものであ
り、その応用範囲が限定されている。実際に上記液晶／
高分子複合膜型液晶光学素子を、ディスプレイとして応
用するには、駆動電圧を如何に低減し、且つヒステリシ
スを如何に減少させるかが重要な課題であるが、これら
の特性は、液晶／高分子複合膜の構成に用いる材料によ
って大きく変動し、高分子マトリックスの材料として、
アクリル酸ビフェニルエステル誘導体の重合体を用いる
もの（特開平５−５３０９６号公報）、含フッ素（メ
タ）アクリル酸エステル重合体を用いるもの（特開平５
−１９４９５５号公報）等、最近になっても多数の報告
が為されているが、いずれも十分な特性を発揮するもの
ではない。従って、本発明の目的は、ディスプレイとし
て応用した場合にも、駆動電圧が低く、且つヒステリシ
スの少ない液晶／高分子複合膜を用いた液晶光学素子を
提供することである。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明に
よって達成される。即ち、本発明は、粒状に分散された
カプセル化液晶粒子と、該粒子を内包しているマトリッ
クス材料とからなる液晶／高分子複合膜を用いた液晶光
学素子において、上記カプセルの壁材料が、分子中にウ
レタン結合を有する重合体材料からなることを特徴とす
る液晶光学素子、粒状に分散された液晶粒子と、該液晶
粒子を内包している高分子マトリックス材料とからなる
液晶／高分子複合膜を用いた液晶光学素子において、上
記高分子マトリックス材料が、分子中にウレタン結合を
有する重合体材料からなることを特徴とする液晶光学素
子、液晶と高分子マトリックス材料とが三次元網目を形
成している液晶／高分子複合膜を用いた液晶光学素子に
おいて、上記高分子マトリックス材料が、分子中にウレ
タン結合を有する重合体材料からなることを特徴とする
液晶光学素子、及びその製造方法である。

【０００５】

【作用】本発明者等は、液晶光学素子に使用する液晶粒
子の新規なポリマーカプセル材料、或は液晶粒子の高分
子マトリックス材料を開発すべく鋭意研究開発を重ねた
結果、分子中にウレタン結合を有するウレタンオリゴマ
ーから得られる重合体材料が、液晶／高分子複合膜型液
晶光学素子の駆動電圧を低減させることに効果があるこ
とを見出した。又、液晶との溶解性に優れ、且つ得られ
る素子の駆動電圧及びヒステリシス等を改善することが
出来る新規ウレタンアクリレートオリゴマーを合成し
た。このウレタンアクリレートオリゴマーには、ポリプ
ロピレンオキサイド等のソフトセグメントが導入されて
いない為に、低分子量であり、従って液晶やコモノマー
との相溶性が良い。又、ソフトセグメントが無いにもか
かわらず、非常に柔軟な材料であり、この特性が、上記
材料を用いて得られる素子の駆動電圧の低減に寄与して
おり、しかも、上記ウレタンオリゴマーから合成したポ
リマーは適度に架橋しているので、これを用いて得られ
る素子のヒステリシスを増大させることがない。

【０００６】

【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳細に説明する。本発明の液晶光学素子は、
液晶粒子と高分子マトリックス材料とからなる液晶／高
分子複合膜用いるものであって、その１例は、液晶粒子
がウレタンアクリレートオリゴマーの重合体によってカ
プセル化されている例であり、他の１例は、高分子マト
リックスとして上記のオリゴマーからなる重合体を使用
する例であり、更に別の例は、液晶と高分子マトリック
ス材料とが三次元網目を形成している液晶／高分子複合
膜を用いた液晶光学素子において、上記高分子マトリッ
クス材料が、分子中にウレタン結合を有する重合体材料
からなることを特徴とする液晶光学素子である。本発明
においては特に第一の例が好ましい。

【０００７】本発明で云う液晶とは、常温付近で液晶状
態を示す有機混合物であって、ディスプレイ用途として
は、好ましくはネマチック液晶若しくはコレステリック
液晶が用いられ、ＯＨＰやカード用途としてはスメクチ
ック液晶が用いられる。これらの液晶は誘電率異方性が
正でも負でもよい。尚、液晶混合物中には二色性色素を
含有させることが出来る。二色性色素を使用する場合に
は液晶１００重量部当たり約０．５〜５重量部の範囲で
使用することが好ましい。本発明の第一の実施態様で
は、上記液晶を微細に分散させ、ウレタン結合を有する
重合体によってカプセル化して使用する。

【０００８】本発明において液晶粒子をカプセル化する
為の壁材料又は高分子マトリックス材料として使用する
新規なウレタンアクリレートオリゴマーは、その原料と
して融点が０℃以下の２官能イソシアネートを用いて得
られるウレタンオリゴマーであることが好ましい。２官
能のジイソシアネートとしては、例えば、１，６−ヘキ
サメチレンジイソシアネート、２，２，４（２，４，
４）−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ｍ
−キシレンジイソシアネート、ｍ−テトラメチルキシレ
ンジイソシアネート（ｍ−ＴＭＸＤＩ）、イソフォロン
ジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、２，６−トルエンジイ
ソシアネート及びリシンジイソシアネート等が挙げら
れ、これらのなかでも最終的に得られる重合体の柔軟性
に寄与する脂肪族ジイソシアネートが好ましい。

【０００９】上記２官能イソシアネートにはラジカル重
合性基を２個導入する。このラジカル重合性基として好
ましいものは、水酸基を分子中に１個有する（メタ）ア
クリレートであり、例えば、２−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート（２ＨＥＡ）、２−ヒドロキシプロピ
ル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メ
タ）アクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド等が
挙げられる。又、分子中にフッ素原子が導入されたも
の、例えば、３−（パーフルオロ−３−メチルブチル）
２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−パ
ーフルオロ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレ
ート等も好ましい例として挙げられる。

【００１０】ウレタンオリゴマーを作製する為の上記ジ
イソシアネートと（メタ）アクリル酸エステルとの反応
は、好ましくは前者：後者＝約１：２のモル比率で行わ
れる。反応に際しては、溶剤を使用しても使用しなくて
もよいが、温度制御、反応収率、生成物の純度等を考慮
すると、メチルエチルケトン、トルエン等の不活性有機
溶剤を使用することが好ましい。反応は常温〜１００℃
の温度で３０分〜３時間程度で完結する。次にウレタン
オリゴマーの代表的合成方法を例示する。 （１）２ＨＥＡ（脱水処理済、４００ｐｐｍメチルエチルハイドロキノン含有） １００ｇ （２）ｍ−ＴＭＸＤＩ １０５ｇ （３）メチルエチルケトン（脱水処理済） １００ｇ （４）ベンゾキノン ２０ｍｇ （５）ジブチル錫ジウラレート（触媒） ５０ｍｇ

【００１１】上記成分（１）、（３）、（４）及び
（５）を四つ口フラスコに仕込み、窒素雰囲気下におい
て攪拌しながら６０℃に保ち、次いで成分（２）を１時
間かけて滴下した。その後７０℃に昇温し、赤外線分光
測定によりイソシアネートに基づく吸収が消滅するまで
反応を進行させた。反応終了後、減圧蒸留により溶媒を
除去して油状のウレタンオリゴマーを得た。

【００１２】上記ウレタンオリゴマーによる前記液晶の
カプセル化は、前記液晶と前記ウレタンオリゴマーとを
混合し、この中に適当な種類及び量のモノマーと重合開
始剤を加え溶液とする。この際、液晶と上記オリゴマー
は相溶性に優れ均一な溶液となる。必要であれば加熱す
る。次に得られた混合物を適当な乳化剤、界面活性剤或
は保護コロイドを用い、超音波や機械的撹拌によって水
性媒体中に乳化分散させた後、５０〜９５℃程度の温度
で１〜２４時間加熱重合させることによって、ウレタン
結合を有する重合体によってカプセル化された液晶粒子
が得られる。この際における液晶とオリゴマー（＋モノ
マー）の量は、前者１００重量部当たり後者約５〜５０
重量部の範囲が好ましい。オリゴマー（＋モノマー）の
使用量が少なすぎると液晶粒子のカプセル化が不十分で
液晶の滲み出しや粒子の強度が不足する。一方、オリゴ
マー（＋モノマー）の使用量が多すぎると、素子にした
際における電界応答性が低下する。又、得られるカプセ
ル化粒子径は、重合前の液晶の分散の程度によって変化
するが、本発明では平均粒径として約１〜４μｍのカプ
セル化粒子が好ましい。

【００１３】上記ウレタンアクリレートオリゴマーと共
重合させるモノマーとしては、種々の（メタ）アクリレ
ートやビニル基を有するモノマーを用いることが出来
る。例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メ
タ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキ
シル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メ
タ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレ
ート、スチレン、酢酸ビニル、トリフルオロエチル（メ
タ）アクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオ
ロプロピル（メタ）アクリレート等が挙げられる。又、
２個以上の重合活性基を有する多官能モノマー（オリゴ
マー）も用いることが出来る。例えば、ジビニルベンゼ
ン、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、
ジペンタンエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレー
ト、２，２−ビス［４−（メタクリロイルポリオキシエ
チル）フェニル］プロパン、ポリジメチルシロキサンジ
（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ
（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ
（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【００１４】上記の如くして得られたカプセル化液晶分
散液は、カプセル化液晶を一旦分離することなく、この
中に必要に応じて高分子マトリックス材料を添加して液
晶／高分子複合膜を形成する為の塗布液として使用する
ことが出来る。尚、カプセル化時に使用したポリビニル
アルコール等の保護コロイドをそのまま高分子マトリッ
クスとして使用してもよい。更に、重合時に生じた不純
物を除去する為に、生成したカプセル化液晶を遠心分離
等によって一旦分離し、これを適当な量の高分子マトリ
ックスを含んでいる水性媒体中に分散させて塗布液とし
て使用することが好ましい。前記カプセル化液晶と高分
子マトリックスの使用量としては、高分子マトリックス
／液晶の混合比（重量比）が、ディスプレイ用途の場合
には５／９５〜５０／５０であり、ＯＨＰやカード用途
の場合には５５／４５〜３５／６５である。液晶の使用
量が少な過ぎると、電圧印加時の透明性が不足するだけ
でなく、膜を透明状態にする為に多大の電圧を必要とす
る等の点で不十分であり、一方、液晶の使用量が多過ぎ
ると、電圧印加時の散乱（濁度）が不足するだけでな
く、膜の強度が低下したりするので好ましくない。又、
液晶／高分子複合膜のコントラストや色調を改善させる
為に液晶中に二色性色素を添加することが出来る。この
場合の色素のゲスト−ホスト効果により光吸収（着色）
−透明状態でスィッチングする液晶／高分子複合膜を得
ることが出来る。

【００１５】上記塗布液を用いて液晶／高分子複合膜を
作製する方法としては、特に大面積化、フイルム電極に
よる軽量化等に対処しやすいコーティング法や電着法が
望ましいが、上記の如き塗布液を使用することなく、例
えば、溶液等を用いて、光、熱硬化による相分離法、溶
媒蒸発による相分離法、温度変化による相分離法等も排
除するものではない。塗布方法としては、例えば、電着
塗装方法、スクリーン印刷、メタルマスクを用いたステ
ンシル印刷、刷毛塗り、スプレーコーティング、ブレー
ドコーティング、ドクターコーティング等の適当な手段
により素子基板の一方の表面に塗工し、これを乾燥する
ことによって液晶／高分子複合膜を形成することが出来
る。形成される液晶／高分子複合膜の厚みは約３〜１５
μｍの範囲が好ましく、該複合膜が薄すぎると、光散乱
状態での散乱強度の低下、散乱−透過のコントラストが
低下する等の点で問題があり、一方、厚すぎると得られ
る素子の駆動電圧が高くなる等の点で問題がある。

【００１６】前記塗布液の塗布方法としては、コーティ
ング法と共に電着塗布法が好ましい。ここでいう電着塗
布とは、液晶粒子を含む塗工液中に、塗布基板となる主
電極と対向電極とを配置して通電し、液晶粒子と高分子
マトリックス材料とを電気的に基板上に吸着若しくは沈
着させ、次いで電着塗布された基板を取り出して溶媒を
乾燥除去することにより液晶／高分子複合膜を形成する
ものである。電着塗布には、陽極上に液晶と高分子材料
とを折出させるアニオン電着法と、陰極上に折出させる
カチオン電着法とがあるが、ＩＴＯ等の透明金属酸化物
が電極となっている基板が塗布基板として通常使用され
る為に、還元による透明電極の着色を避ける為にアニオ
ン電着法が好ましく用いられる。電着法において用いら
れる高分子マトリックスとして好ましく用いられるアニ
オン性樹脂としては、マレイン化油樹脂、アニオン変性
ポリブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂
が挙げられる。

【００１７】電着塗布により液晶／高分子複合膜を作製
する為に使用する塗工液は、上記アニオン性樹脂の水溶
液中に液晶を乳化分散して調製することが出来る。又、
形成される液晶／高分子複合膜の塗膜構造の適正化、及
び液晶／高分子複合膜への電圧配分を適正化する為に、
前述の如く液晶を予めカプセル化し、これを上記アニオ
ン性樹脂水溶液中に分散した塗工液を用いることが特に
好ましい。高分子マトリックス材料の溶解性の向上及び
平滑な塗膜を得る為に、電着浴には通常有機溶剤が添加
される。ここで用いられる有機溶剤としてはエタノー
ル、メタノール、イソプロパノール等のアルコール類、
メチルセルソルブ、エチルセルノルブ等のセルソルブ
類、グリコール、カービトール等の親水性有機溶剤が好
ましく用いられるが、場合によりキシロール、トルオー
ル等の疎水性溶剤も使用することが出来る。

【００１８】又、使用し得る助剤としては、液晶粒子の
分散安定性を付与する為の界面活性剤、塗膜の平滑性を
良くする為のレベリング剤、消泡剤等が挙げられる。
又、カプセル化液晶にカルボキシル基等のアニオン性基
を持たせた場合には、カプセル自体が電気的に泳動して
基板上に沈着する能力がある為にアニオン性樹脂を使用
しなくても電着可能である。この様にして電極上に付着
形成された膜は、水分、有機溶剤等の揮発性成分を取り
除く為に加熱乾燥されて、所望の液晶／高分子複合膜と
なる。

【００１９】以上の液晶／高分子複合膜の形成に使用す
る素子基板としては、従来公知の液晶光学素子に一般的
に使用されているもの、例えば、ＩＴＯ系、ＳｎＯ₂
系、ＺｎＯ系の様な透明導電性材料をガラスや高分子フ
イルム等の様な透明基板に付着させた透明電極基板が挙
げられ、一方の基板として不透明導電性基板を用いる場
合には、その電極が高反射率の金属、例えば、アルミニ
ウム、銀、クロム、ニッケル等で表面凹凸形状を有する
反射型電極を用いることも出来る。その基板自体はガラ
ス、高分子フイルム或いはその他のものであってもよ
い。

【００２０】以上の如くして一方の素子基板上に形成さ
れた液晶／高分子複合膜の面に、他の素子基板を常法に
従って積層し、必要なシールや配線を行うことによって
本発明の液晶光学素子が得られる。尚、以上の説明で
は、液晶をカプセル化した例について説明したが、本発
明では、後述の実施例に示す様に、液晶をカプセル化せ
ずに、前記のウレタンオリゴマーからなる高分子マトリ
ックス中に液晶粒子を分散及び内包させても同様に優れ
た特性を有する液晶光学素子が得られる。又、本発明の
素子がＯＨＰやカード用途の場合は、電極を１枚だけ用
いその上に液晶／高分子複合膜を形成し、更に必要に応
じて保護層を形成して素子とし、コロナ電界を用いて液
晶／高分子複合膜を駆動させることが出来る。カードの
場合には、電極には反射型電極を用いることが好まし
く、上記反射電極の他、白色ＰＥＴフイルム上に上記透
明電極性材料を付着させた電極も用いることが出来る。

【００２１】

【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。 実施例１ ハロゲン系液晶（ＴＬ−２０５、メルク（株）製）２．
０ｇ、イソフォロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）１モ
ルに対し２−ヒドロキシエチルアクリレート（２ＨＥ
Ａ）２モル付加したもの（オリゴマー１）０．１ｇ、２
−エチルヘキシルアクリレート（ＥＨＡ）０．４ｇ及び
アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．０１ｇの
均一な混合液を作製した。上記混合液に、ポリビニルア
ルコール（ＥＧ−０５、日本合成（株）製）２％水溶液
を１０ｇ加え、超音波分散した後、８５℃で２０時間重
合して液晶粒子のカプセル化を行った。これを遠心分離
して遊離のＥＧ−０５を除去し、水媒体を加えて適当な
粘度に調整してコーティング用インキを作製した。

【００２２】上記インキをＩＴＯガラス上にステンシル
印刷法により、乾燥後の膜厚が１０μｍになる割合で塗
布及び乾燥して液晶／高分子複合膜を成膜し、対向電極
としてＩＴＯ−ＰＥＴフイルムを貼り合せたて本発明の
液晶光学素子とした。上記素子について電気光学特性を
測定したところ、電圧無印加時の透過率（Ｔ₀ ）と電圧
印加時の飽和透過率（Ｔ₀₀）の差を１００％とした場合
の１０％透過率時の印加電圧（Ｖ₁₀）が９．２Ｖ、９０
％透過率時の印加電圧（Ｖ₉₀）が１６．３Ｖであった。
尚、Ｔ₀ は２％、Ｔ₁₀₀ は８４％であった。又、セルに
５０Ｖを２分間印加し続けた後の立ち下がり緩和時間
（τ_off）は３５ミリ秒であった。又、１０Ｖの３０マ
イクロ秒のパルスを印加し、その１６ミリ秒後の電圧保
持率（Ｖ_hr）は９３％であった。

【００２３】実施例２ 実施例１におけるオリゴマーを、２，２，４−トリメチ
ルヘキサメチレンジイソシアネートと２，４，４−トリ
メチルヘキサメチレンイソシアネートの１：１混合物
（ＴＭＤＩ）１モルに２ＨＥＡを２モルを付加したもの
（オリゴマー２）に代えて、実施例１と同様にして本発
明の液晶光学素子を作製した。その特性は、Ｖ₁₀＝７．
８Ｖ、Ｖ₉₀＝１５．４Ｖ、Ｔ₀ ＝２％、Ｔ₁₀₀ ＝８４
％、τ_off＝３３ミリ秒、Ｖ_hr＝９３％であった。 実施例３ 実施例１におけるオリゴマー１を、ｍ−テトラメチルキ
シレンジイソシアネート（ｍ−ＴＭＸＤＩ）１モルに２
ＨＥＡを２モル付加したもの（オリゴマー３）に代え
て、他は実施例１と同様にして本発明の液晶光学素子を
作製した。その特性は、Ｖ₁₀＝１１．３Ｖ、Ｖ₉₀＝２
３．４Ｖ、Ｔ₀ ＝２％、Ｔ₁₀₀ ＝８５％、τ_off＝２７
ミリ秒、Ｖ_hr＝８７％であった。

【００２４】実施例４ 実施例１におけるオリゴマー１を、１，６−ヘキサンメ
チレンジイソシアネート（ＨＤＩ）１モルに２ＨＥＡを
２モル付加したもの（オリゴマー４）に代えて他は実施
例１と同様にして本発明の液晶光学素子を作製した。そ
の特性は、Ｖ₁₀＝１１．５Ｖ、Ｖ₉₀＝２５．０Ｖ、Ｔ₀
＝２．０％、Ｔ₁₀₀ ＝８５％、τ_off＝３０ミリ秒、Ｖ
_hr＝９３％であった。 実施例５ 実施例１におけるオリゴマー１を、ｍ−キシレンジイソ
シアネート（ｍ−ＸＤＩ）１モルに２ＨＥＡを２モル付
加したもの（オリゴマー５）に代えて、他は実施例１と
同様にして本発明の液晶光学素子を作製した。その特性
は、Ｖ₁₀＝１１．５Ｖ、Ｖ₉₀＝２５．０Ｖ、Ｔ₀ ＝２．
１％、Ｔ₁₀₀ ＝８５％、τ_off＝３０ミリ秒、Ｖ_hr＝９
３％であった。

【００２５】実施例６ 実施例１におけるオリゴマー１を、２，６−トルエンジ
イソシアネート（ＴＤＩ）１モルに２ＨＥＡを２モル付
加したもの（オリゴマー６）に代えて、他は実施例１と
同様にして本発明の液晶光学素子を作製した。その特性
は、Ｖ₁₀＝８．０Ｖ、Ｖ₉₀＝２０．０Ｖ、Ｔ₀ ＝２％、
Ｔ₁₀₀ ＝８５％、τ_off＝５０ミリ秒、Ｖ_hr＝９１％で
あった。 実施例７ 実施例１におけるオリゴマー１を、リシンジイソシアネ
ート（ＬＤＩ）１モルに２ＨＥＡを２モル付加したもの
（オリゴマー７）に代えて、他は実施例１と同様にして
本発明の液晶光学素子を作製した。その特性は、Ｖ₁₀＝
１２．０Ｖ、Ｖ₉₀＝２５．５Ｖ、Ｔ₀ ＝２％、Ｔ₁₀₀ ＝
８４％、τ_off＝２４ミリ秒、Ｖ_hr＝９１％であった。

【００２６】比較例１ 実施例１におけるカプセル壁材料を、メチルメタクリレ
ート０．５ｇに代えて、他は実施例１と同様にして比較
例の液晶光学素子を作製した。その特性は、Ｖ₁₀＝３５
Ｖ、Ｖ₉₀＝６５Ｖであった。 比較例２ 実施例１におけるカプセル材料を、ＥＨＡ０．５ｇに代
えて、他は実施例１と同様にして比較例の液晶光学素子
を作製した。その特性は、Ｖ₁₀が７０Ｖ以上と非常に高
駆動電圧であった。 比較例３ 実施例１におけるオリゴマー１を、１，６−ヘキサンジ
オールジアクリレートに代えて、他は実施例１と同様に
して比較例の液晶光学素子を作製した。その特性は、Ｖ
₁₀＝６５Ｖと非常に高駆動電圧であった。

【００２７】実施例８ 液晶（ＴＬ−２０５）に、黒色用に配合した２色性色素
（三井東圧化学（株）製、ＳＩ８００：ＳＩ１４８６：
ＳＩ４２６＝３０：７：７）を３％溶解し、実施例１と
同様の組成比でカプセル化液晶を作製した。このカプセ
ルの懸濁液を遠心分離後、カプセルに対して１０％の割
合で中和したアニオン型電着用樹脂と水を加え、固形分
濃度２０％の電着用組成物を作製した。電着用電極とし
てアルミ蒸着された白色ポリエチレンテレフタレートフ
イルムを用い、電着により膜厚６μｍの液晶／高分子複
合膜を作製した。薄膜トランジスタ基板上に上記２色性
色素含有液晶をスピンコートした後、上記液晶／高分子
複合膜と圧着し、余分な液晶を除去した後に紫外線硬化
型樹脂で封止して本発明の液晶光学素子を得た。これを
駆動させたところ、１５Ｖの電圧印加で反射率４０％を
示した。又、電圧無印加時の反射率は６％であった。
又、表示品位は視差がなく、広い視野角を持つ良好なも
のであった。

【００２８】実施例９ ハロゲン系液晶（ＴＬ−２０５、メルク（株）製）８０
％、実施例１で用いたオリゴマー１を１０％及びＥＨＡ
１０％の割合で混合し、この混合物に対して０．２％の
割合で光重合開始剤（ＺＬＩ−３３３１、メルク（株）
製）を加え、１１．０μｍのガラスファイバー製スペー
サーが散布された２枚のＩＴＯ電極ガラス基板に挟み込
み、基板全体を３８℃に保ちながら、５０ｍＷ／ｃｍ^２
の強度の紫外線を６０秒間照射し、液晶／高分子複合膜
を得た。この膜の構造は液晶と高分子マトリックス材料
とが相互に三次元網目を形成したものであった。上記液
晶／高分子複合膜の特性は、Ｖ₁₀＝５．８Ｖ、Ｖ₉₀＝１
０．０Ｖ、Ｔ₀＝５％、Ｔ₁₀₀＝９０％、τ_off＝３０ミ
リ秒、Ｖ_hr＝９４％であった。

【００２９】実施例１０ スメクチック液晶（Ｓ−６、メルク（株）製）２．０
ｇ、二色性色素（Ｓ−４２８、三井東圧化学（株）製）
０．０４ｇ、オリゴマー１を０．１ｇ、ＨＥＡ０．４ｇ
及びＡＩＢＮ０．０１ｇの均一な混合液を作製した。上
記混合液に、ＥＧ−０５の２％水溶液を１０ｇ加え、超
音波分散した後、７０℃で２４時間重合して液晶粒子の
カプセル化を行った。この液晶マイクロカプセル分散液
に増粘剤としてＫＨ−２０（日本合成（株）製）を加え
てインキを作製した。このインキの固形分中の液晶の割
合は５０％になる様に調整した。上記インキをＩＴＯ付
白色ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フイルム上
にステンシル印刷法によりコーティングし、乾燥させて
膜厚が８μｍの液晶／高分子複合膜を成膜した。この膜
に５ｋＶのコロナ電圧を印加すると、膜は黒色から薄い
灰色に変化した。この２つの状態のコントラストは２．
５であった。又、このコントラストは室温で１ケ月以上
良好に保持された。

【００３０】

【発明の効果】以上の如き本発明によれば、ウレタン結
合を有する重合体材料を用いることによって、液晶光学
素子の駆動電圧を顕著に低減することが出来、且つ高コ
ントラスト、高電圧保持率、低ヒステリシスの高い信頼
性を有する液晶／高分子複合型液晶光学素子を提供する
ことが出来る。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒状に分散されたカプセル化液晶粒子
   と、該粒子を内包しているマトリックス材料とからなる
   液晶／高分子複合膜を用いた液晶光学素子において、上
   記カプセルの壁材料が、分子中にウレタン結合を有する
   重合体材料からなることを特徴とする液晶光学素子。
2. 【請求項２】 粒状に分散された液晶粒子と、該液晶粒
   子を内包している高分子マトリックス材料とからなる液
   晶／高分子複合膜を用いた液晶光学素子において、上記
   高分子マトリックス材料が、分子中にウレタン結合を有
   する重合体材料からなることを特徴とする液晶光学素
   子。
3. 【請求項３】 液晶と高分子マトリックス材料とが三次
   元網目を形成している液晶／高分子複合膜を用いた液晶
   光学素子において、上記高分子マトリックス材料が、分
   子中にウレタン結合を有する重合体材料からなることを
   特徴とする液晶光学素子。
4. 【請求項４】 ウレタン結合を有する重合体が、１分子
   中に２個のウレタン結合を有し、且つ２個の（メタ）ア
   クリル基を有するウレタンオリゴマーからなる請求項１
   〜３に記載の液晶光学素子。
5. 【請求項５】 ウレタンオリゴマーが、融点が０℃以下
   であるジイソシアネートから調製されている請求項４に
   記載の液晶光学素子。
6. 【請求項６】 ジイソシアネートが、１，６−ヘキサメ
   チレンジイソシアネート、２，２，４（２，４，４）−
   トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ｍ−キシ
   レンジイソシアネート、ｍ−テトラメチルキシレンジイ
   ソシアネート、イソフォロンジイソシアネート、２，６
   −トルエンジイソシアネート及びリシンジイソシアネー
   トからなる群から選ばれる請求項５に記載の液晶光学素
   子。
7. 【請求項７】 電着浴中に、一対の電極を浸漬し、両電
   極間に通電し、一方の電極面に液晶／高分子複合膜を電
   着形成し、該液晶／高分子複合膜を使用する液晶光学素
   子の製造方法において、上記電着浴が、水性媒体中に、
   ウレタン結合を有する重合体によりカプセル化された液
   晶粒子と、高分子マトリックス材料とを含む電着浴であ
   ることを特徴とする液晶光学素子の製造方法。