JPH09185043A - 液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性にすぐれ、とくに高温域で使用した際
に十分なコントラストを維持でき、かつ、透明状態／光
散乱状態間の応答時間の短い液晶素子を提供する。 【解決手段】 ３〜４個のベンゼン環またはシクロヘキ
サン環を骨格もつ液晶材料が、スポンジ状構造を有する
架橋高分子マトリクスの連続した孔内に充填されて、室
温から１５０℃の温度域における液晶材料の膨潤率が２
０％以下で、ドメイン径が４μｍ以下である複合膜を構
成し、その複合膜を一対の導電性基材で挟着した液晶素
子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザマーキン
グや照明用調光素子、自動車用表示パネルに使用される
液晶素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ねじれネマティック（ＴＮ）方式、超ね
じれネマティック（ＳＴＮ）方式、強誘電性液晶（ＦＬ
Ｃ）方式等の液晶素子は、一般表示モードで電界印加に
よって起こる液晶の配列変化を可視化するために偏光子
を必要とする。しかし、当該偏光子による光のロスが５
０％以上あるため、光利用効率をあげるのが困難であっ
た。また、とくに照明装置の調光素子等、高温条件下で
使用される素子の場合は、偏光子の吸熱による素子の劣
化等の問題もあった。

【０００３】これに対し、高分子マトリクスからなる担
体膜の連続した孔内に正の誘電率異方性（Δε＞０）を
もつ液晶材料を充填した構造、または高分子マトリクス
からなる担体膜中に、上記液晶材料を粒状に分散した構
造の複合膜を、一対の透明導電性基材で挟着した液晶素
子は、偏光子を必要としないため、光のロスが小さくな
り、光利用効率を向上することができる〔たとえばPoly
mer Preprints ，Japan Vol.37. (8) ，2450 (1988) 参
照〕。

【０００４】この液晶素子は、無電圧時には、液晶分子
が、当該液晶分子と高分子マトリクスとの界面の形状的
な規制（界面作用）を受けてランダムな状態にあるた
め、入射光が液晶材料内で散乱される。また、液晶材料
の見かけの屈折率と、高分子マトリクスの屈折率との差
が大きくなって、入射光が両者の界面で散乱される。そ
の結果、複合膜は不透明な状態となる。一方、一対の透
明導電性基材に電圧を印加すると、その印加電圧の強さ
に応じて、正の誘電率異方性をもつ液晶材料が電場方向
に配向し、配列の乱れが解消されるとともに、液晶材料
の見かけの屈折率と、高分子マトリクスの屈折率との差
が小さくなって、光の透過率が上昇し、最終的には透明
な状態に至るという電気光学効果を示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記複合膜を備えた従
来の液晶素子は、たとえば照明装置の調光素子等のよう
に、高温条件下で使用した際に、無電圧時（光散乱時）
の光の透過率が高くなって、コントラストが低下すると
いう問題があった。また、自動車用表示パネル、半導体
部品等に使用されるレーザマーキングへの適用を考慮し
た場合、実用可能な印加電圧において応答速度が遅い等
の問題があった。

【０００６】上記問題の原因を考察すると、高温条件下
でのコントラストの低下は、高分子マトリクスへの液晶
材料の溶け込み、すなわち液晶材料の高分子マトリクス
への膨潤にあると考えられる。つまり、低分子である液
晶材料が高分子の分子間に入り込んで膨潤すると、高分
子の屈折率が上昇する。その結果、ランダムな配向状態
にある液晶材料の見かけの屈折率との差が小さくなっ
て、両者の界面で入射光を散乱させる効果が低下し、そ
の分だけ、無電圧時の光の透過率が高くなって、コント
ラストが低下するのである。

【０００７】高温条件下における液晶材料の高分子への
溶け込みを防止するには、両者の相互作用（たとえば溶
解度パラメータ、相溶性等）を検討することも重要であ
るが、液晶材料自体の特性の検討、ならびに高分子自体
の特性の検討も必要となる。

【０００８】液晶材料の側から、液晶材料の高分子への
溶け込みの原因を考察すると、分子量が大きい液晶材料
ほど、高温条件下で、高分子への溶け込みが少なくなる
ことが明らかとなった。つまり、液晶材料の全部または
一部を、より分子量の大きい液晶材料に置き換えると、
高温条件下での高分子への溶け込みを防いで、コントラ
ストの低下を抑制できることがわかった。この現象は、
組み合わされる高分子の種類によって、その程度に大小
はあるものの、通常、高分子マトリクスとして使用され
る各種の高分子においては、いずれも同様の傾向がみら
れる。また、無電圧時における光の散乱度合いを向上さ
せるには、液晶ドメインサイズの大きさをコントロール
することが有効であり、光の波長に極力近付けることが
重要である。さらに、液晶のドメインサイズを小さくす
ることは、応答速度の高速化につながる。

【０００９】この発明は、上記の課題に鑑みて上述の知
見に基づいてなされたもので、耐熱性に優れ、応答時間
が速く、室温から高温域で使用した際に十分なコントラ
ストを維持できる液晶素子を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上述の知見
を基に種々の液晶材料について検討した結果、室温から
１５０℃における透過率が１０％以下という優れたコン
トラストを有し、かつ、透明状態及び光散乱状態間の相
互変換の応答時間が１０ｍｓ以下である液晶素子を得る
ためには、室温から１５０℃の範囲内での液晶材料の膨
潤率が２０％以下で前記液晶材料のドメインサイズ径が
４μｍ以下である液晶が、本発明における液晶材料とし
て好適であることを見出した。

【００１１】すなわち本発明の液晶素子は、いわゆるス
ポンジ状構造を有する架橋された高分子マトリクスから
なる担体膜の連続した孔内に液晶材料を充填した構造を
なす複合膜を一対の導電性基材で挾着してなる液晶素子
であり、液晶材料として３〜４個のベンゼン環またはシ
クロヘキサン環を骨格に持つものを用い、かつ、室温か
ら１５０℃における前記液晶材料の膨潤率が２０％以下
であり、前記液晶材料のドメインサイズ径が０．５μｍ
以上４μｍ以下であることによって、本発明の目的を達
成することができる。

【００１２】本発明の液晶素子における液晶相の多環式
液晶材料は、温度域が高いことから、通常の表示素子等
では余り使用されないが、特にレーザマーキング用や照
明用調光素子、自動車用表示パネル等の使用温度が１０
０℃以上に達する高温条件下での使用時には液晶相を示
し、かつ、その動作速度も十分に実用に供し得るもので
ある。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の液晶素子は、図１に示
すように、複合膜Ｌを、一対の導電基材Ｄ，Ｄで挟着す
ることで構成されている。

【００１４】複合膜Ｌとしては、図２(a)に示すよう
に、高分子マトリクスからなる担体膜Ｌ１の連続した孔
内に、液晶材料Ｌ２を充填した構造、または図２(b)に
示すように、高分子マトリクスからなる担体膜Ｌ３中
に、液晶材料Ｌ２を粒状に分散した構造のいずれかが採
用される。

【００１５】複合膜を構成する液晶材料としては、３〜
４個のベンゼン環またはシクロヘキサン環を骨格にもつ
多環式液晶材料が使用される。ベンゼン環またはシクロ
ヘキサン環を骨格に５個以上もつものは、液晶相の温度
域が高すぎて、上記高温条件下でも液晶相を示さない
か、あるいは液晶相を示しても動作速度がきわめて遅い
ため、この発明には使用できない。室温から１５０℃の
範囲内における液晶の膨潤率が２０％以下で液晶のドメ
インサイズ径が４μｍ以下である液晶が使用される。ま
た、液晶材料は素子の使用温度で、ネマチック相、スメ
クチック相またはカイラルネマチック相を示す、正の誘
電率異方性を有する液晶材料が使用される。なお、高分
子の側からも、液晶材料の溶け込みを防止すべく、ガラ
ス転移温度Ｔｇが高くなるように架橋されている。この
発明によって、室温から１５０℃における光の透過率が
１０％以下で、室温から１５０℃における透過率が１０
％以下である液晶素子を実現することが可能となった。

【００１６】かかる多環式液晶材料としては、たとえば
一般式(1) 〜(11)：

【００１７】

【化１】

【００１８】

【化２】

【００１９】〔上記各式中Ｒ¹は、アルキル基またはア
ルコキシ基を示し、Ｒ²は、アルキル基、アルコキシ
基、シアノ基またはハロゲン原子を示す。〕で表される
ものがあげられる。上記各一般式において、Ｒ¹，Ｒ²に
相当するアルキル基としては、たとえばメチル、エチ
ル、ｎ−プロピル、 iso−プロピル、ｎ−ブチル、イソ
ブチル、 sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキ
シル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシ
ル、ドデシル等の、炭素数１〜１２のアルキル基があげ
られる。

【００２０】またアルコキシ基としては、たとえばメト
キシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、ｎ−ブトキシ、ペン
チルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチ
ルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオ
キシ、ドデシルオキシ等の、炭素数１〜１２のアルコキ
シ基があげられる。さらにハロゲン原子としては、ふっ
素、塩素、臭素、よう素があげられる。

【００２１】かかる多環式液晶材料の具体的化合物とし
ては、これに限定されないが、たとえば、下記式(12)(1
3)で表されるものがあげられる。

【００２２】

【化３】

【００２３】これらはそれぞれ単独で使用される他、２
種以上を併用することもできる。多環式液晶材料の２種
以上の組み合わせの好適な例としては、たとえば式(12)
の多環式液晶材料と式(13)の多環式液晶材料の液晶材料
とを、重量比で３５：６５の割合で用いる組み合わせ等
があげられる。

【００２４】上記多環式液晶材料の、全液晶材料中に占
める割合は、前記のように７０〜１００重量％に限定さ
れる。上記割合は、多環式液晶材料を２種以上併用する
場合には、その総量の、全液晶材料中に占める割合であ
る。つまりこの発明においては、複合膜を構成する液晶
材料の全量が、多環式液晶材料の１種または２種以上で
あってもよいが、これら多環式液晶材料と、通常の、よ
り低分子の液晶材料との、重量比７０：３０までの併用
系であってもよいのである。かかる併用系では、素子の
応答速度を向上できるという利点がある。

【００２５】ただしこの併用系では、多環式液晶材料の
割合が、上記のように７０重量％以上に限定される。こ
れは、多環式液晶材料の割合が７０重量％を下回った場
合、相対的に、より低分子の通常の液晶材料の割合が多
くなるため、とくに高温条件下で、かかる液晶材料の高
分子への溶け込みによる、素子のコントラストの低下が
発生するからである。

【００２６】なお上記併用系における、多環式液晶材料
の割合は、素子の耐熱性を考慮すると、上記範囲内でも
特に８０〜１００重量％の範囲内が好ましく、とくに９
０〜１００重量％の範囲内がより一層好ましい。多環式
液晶材料と併用される他の液晶材料としては、現在一般
に用いられている、２個のベンゼン環またはシクロヘキ
サン環を骨格にもつ通常の液晶材料の中から、素子の使
用温度で多環式液晶材料と同じ液晶相を示す、正の誘電
率異方性を有する液晶材料の１種または２種以上があげ
られる。

【００２７】かかる液晶材料の具体的化合物としては、
これに限定されないが、たとえば、下記式(a)(b)で表さ
れるものがあげられる。

【００２８】

【化４】

【００２９】多環式液晶材料と、上記他の液晶材料との
組み合わせの好適な例としては、例えば前記式(12)で表
される多環式液晶材料と、式(a) および(b) で表される
他の液晶材料とを、重量比で７０：１５：１５の割合で
用いる組み合わせ等があげられる。なお液晶材料には、
表示をカラー化するために、従来公知の各種２色性色素
を配合することもできる。かかる２色性色素の具体例と
しては、たとえばアゾ系化合物やアントラキノン系化合
物等があげられる。かかる２色性色素は、液晶材料に対
して０．０１〜１重量％程度の割合で添加される。

【００３０】上記液晶材料とともに複合膜を構成する担
体膜の材料である、高分子マトリクスとしては、可視光
に対する透明性の高いものが好ましく、たとえば（メ
タ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、エポキシ系樹
脂、ウレタン系樹脂等が好適に使用される。かかる高分
子は、液晶材料の溶け込みを防止するため、前述したよ
うに、ガラス転移温度Ｔｇが高いことが好ましく、その
ために架橋されているのが望ましい。

【００３１】エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂はとも
に、分子中に官能基を有する硬化性樹脂であって、通常
は液状を呈し、複合膜の形成時に、空気中の酸素、湿
気、加熱あるいは硬化剤や触媒の添加等によって架橋さ
れて、硬化される。一方、（メタ）アクリル系樹脂、ス
チレン系樹脂は熱可塑性樹脂であって、通常は架橋構造
をとらないが、分子中に官能基（たとえばＯＨ基）を導
入しておき、複合膜の形成時に、この官能基と反応する
複数の官能基（たとえばイソシアネート基）を有する架
橋剤を添加すれば、架橋させることができる。架橋剤
は、高分子中の官能基と、架橋剤の官能基が当量となる
ように、添加量を調整するのが好ましい。

【００３２】上記のように架橋されて高いガラス転移温
度Ｔｇとなった高分子を用いた複合膜は、上記のように
液晶材料の溶け込み防止効果にすぐれるだけでなく、相
分離構造がより一層明確化するとともに、高温条件下で
の複合膜の強度低下を効果的に防止できるという利点も
ある。複合膜の膜厚は、十分な光散乱を得るために、可
視光の波長以上である必要がある。ただし、あまりに厚
さが大なるときは、素子の駆動電圧が高くなりすぎると
いう問題があるたは、実際上は１０〜３０μｍ程度、と
くに１５〜２５μｍ程度が適当である。

【００３３】複合膜は、たとえば次に示す３つの方法で
形成される。 i)たとえば前記（メタ）アクリル系樹脂やスチレン系樹
脂等の熱可塑性樹脂を使用する場合には、当該樹脂と液
晶材料とを適当な溶媒に溶解または分散させた塗布液
を、一方の導電基材Ｄの表面に塗布し、溶媒を蒸発させ
て、高分子と液晶材料とを相分離させる（いわゆる溶媒
蒸発法）。その後他方の導電基材を１ｋｇ／ｃｍ²の圧
力で重ね合わす。そうすると、図１(a) に示す構造の複
合膜が得られる。またこの際、上記樹脂として官能基を
有するものを使用するとともに、塗布液に架橋剤を添加
しておくと、透明体マトリクスを構成する高分子が架橋
される。

【００３４】ii)またエポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂
等の熱硬化性樹脂を使用する場合には、硬化前の液状の
樹脂と液晶材料と、さらに必要に応じて硬化剤または触
媒とを、適当な溶媒に溶解または分散させた溶液を、２
枚の導電基材Ｄ間に注入し、さらに必要に応じて加熱す
る。そうすると、高分子中に液晶材料が粒状に分散され
た、図１(b)に示す構造の複合膜が形成される。

【００３５】iii)さらに重合相分離法においては、（メ
タ）アクリル系樹脂やスチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂
の前駆体（プレポリマー）であるモノマーやオリゴマー
と、液晶材料、重合開始剤および、さらに必要に応じて
架橋剤とを混合した溶液を、２枚の導電基材Ｄ間に注入
し、紫外線もしくは熱により重合および架橋反応させる
と、高分子と液晶材料が相分離することにより、図２
(a) に示す構造の複合膜が形成される。

【００３６】導電基材Ｄとしては、基材の表面に導電膜
を形成したものがあげられる。基材としては、ガラス板
等の、液晶素子の基材として従来より使用されている種
々の基材が使用可能であるが、重くかつ割れやすいとい
うガラス板の欠点を解消して、軽量でしかも丈夫な素子
を得るには、プラスチックフィルムやプラスチック板
が、基材として好適に使用される。

【００３７】プラスチックフィルムとしては、たとえば
耐熱性、実用的強度、光学的均一性などにすぐれたポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムやポリエー
テルスルホン（ＰＥＳ）フィルム等があげられる。プラ
スチックフィルムの厚みは、これに限定されるものでは
ないが、５０〜５００μｍ程度が好ましい。プラスチッ
ク板としては、たとえば各種アクリル樹脂板、ポリカー
ボネート板、ポリスチレン板等の、光学的特性にすぐれ
たプラスチック板が好適に使用される。プラスチック板
の厚みは、これに限定されるものではないが０．５〜３
mm程度が好ましい。

【００３８】基材の表面に形成される導電膜としては、
ＩＴＯ（インジウム−チン−オキサイド）やＳｎＯ₂等
の透明導電材料からなる透明導電膜が好適に使用され
る。透明導電膜は、真空蒸着法や反応性スパッタリング
法により形成される他、上記透明導電材料を含むインク
を基材上に塗布あるいは印刷して形成することもでき
る。この発明の液晶素子を、たとえば表示装置や各種の
イルミネーション等に使用する場合には、その表示パタ
ーンに合わせて、液晶層を、個別に駆動される複数のセ
グメントに分割すべく、上記導電膜を、エッチング等に
よって、上記セグメントに対応する所定の形状にパター
ン化するとともに、各セグメント毎に個別の駆動電圧を
印加できるように、駆動回路を接続すればよい。

【００３９】また、素子を反射型とする場合には、一方
の導電基材Ｄの裏面に、金属薄膜等からなる反射膜を形
成するか、一方の導電基材Ｄの導電膜を金属薄膜で形成
して反射膜を兼ねさせればよい。

【００４０】

【実施例】以下にこの発明を、実施例、比較例に基づい
て説明する。 実施例１ 多環式液晶材料としての、前記式(12)で表される化合物
と、式(13)で表される化合物とを、重量比で２０：８０
の割合で配合した混合液晶材料〔ネマチック相→等方相
転移温度１９０℃〕７０重量部と、アクリル系樹脂〔帝
国化学社製の商品名ＷＳ０２３〕２５重量部とを、架橋
剤としてのポリイソシアネート５重量部とともに、溶媒
としての１，２−ジクロロエタン中に溶解して、溶質濃
度が２０％の塗布液を作製した。

【００４１】つぎにこの塗布液を、ＩＴＯコートガラス
基材の、ＩＴＯ膜上に、バーコート法によって塗布し、
２５℃、１気圧の空気中で溶媒を蒸発させて、図２(a)
に示す構造を有する、厚み１７μｍの複合膜を形成し
た。つぎに、上記複合膜を、ガラス基材ごと１００℃に
加熱して、複合膜中に残留する溶媒を除去するととも
に、高分子マトリクスの架橋を完了させた。そして上記
複合膜上に、前記と同じＩＴＯコートガラス基材を、Ｉ
ＴＯ膜が複合膜と接するように重ね合わせた後、約１kg
／cm²の圧力をかけて密着させて、液晶素子を作製し
た。

【００４２】実施例２ 混合液晶材料に代えて、前記式(12)で表される多環式液
晶材料〔ネマチック相→等方相転移温度２１９℃〕７０
重量部を使用したこと以外は、実施例１と同様にして液
晶素子を作製した。

【００４３】実施例３ 実施例１で使用したのと同じ混合液晶材料７０重量部
と、二成分触媒硬化型のウレタン系樹脂〔武田薬品社製
の商品名Ａ５０〕２５重量部とを、触媒としてのポリイ
ソシアネート５重量部とともに、溶媒としてのジクロロ
メタン中に溶解して、溶質濃度が２０％の塗布液を作製
した。つぎにこの塗布液を、ＩＴＯコートガラス基材
の、ＩＴＯ膜上に、バーコート法によって塗布し、２５
℃、１気圧の空気中で溶媒を蒸発させるとともにウレタ
ン系樹脂を架橋、硬化させて、図２(b) に示す構造を有
する、厚み１７μｍの複合膜を形成した。つぎに、上記
複合膜を、ガラス基材ごと１００℃に加熱して、複合膜
中に残留する溶媒を除去するとともに、高分子マトリク
スの架橋を完了させた。そして上記複合膜上に、前記と
同じＩＴＯコートガラス基材を、ＩＴＯ膜が複合膜と接
するように重ね合わせた後、約１kg／cm²の圧力をかけ
て密着させて、液晶素子を作製した。

【００４４】実施例４ 実施例１で使用したのと同じ混合液晶材料７０重量部
と、エポキシ系樹脂〔油化シェルエポキシ社製の商品名
エピコート１００１〕３０重量部とを、硬化剤としての
ジエチルアミンの当量重量部とともに、溶媒としてのジ
クロロメタン中に溶解して、溶質濃度が２０％の塗布液
を作製した。

【００４５】つぎにこの塗布液を、ＩＴＯコートガラス
基材の、ＩＴＯ膜上に、バーコート法によって塗布し、
２５℃、１気圧の空気中で溶媒を蒸発させるとともにウ
レタン系樹脂を架橋、硬化させて、図２(b) に示す構造
を有する、厚み１７μｍの複合膜を形成した。つぎに、
上記複合膜を、ガラス基材ごと１００℃に加熱して、複
合膜中に残留する溶媒を除去するとともに、高分子マト
リクスの架橋を完了させた。そして上記複合膜上に、前
記と同じＩＴＯコートガラス基材を、ＩＴＯ膜が複合膜
と接するように重ね合わせた後、約１kg／cm²の圧力を
かけて密着させて、液晶素子を作製した。

【００４６】実施例５ 前記式(12)で表される多環式液晶材料〔ネマチック相→
等方相転移温度２１９℃〕と、前記式(a) で表される通
常の液晶材料〔ネマチック相→等方相転移温度１９０
℃〕と、同じく前記式(b) で表される通常の液晶材料
〔ネマチック相→等方相転移温度１８０℃〕とを、重量
比で７０：１０：２０の割合で配合した混合液晶材料７
０重量部を使用したこと以外は、実施例１と同様にして
液晶素子を作製した。

【００４７】比較例１ 式(12)で表される多環式液晶材料と、式(a) および(b)
で表される通常の液晶材料の割合を５５：３０：１５と
した混合液晶材料７０重量部を使用したこと以外は、実
施例１と同様にして液晶素子を作製した。上記各実施
例、比較例の液晶素子について、以下の各試験を行い、
その特性を評価した。

【００４８】液晶材料の膨潤率測定 屈折率計のプリズムの表面に、実施例、比較例の液晶素
子で使用したのと同じ高分子の薄膜（膜厚３μｍ）を形
成し、その上に、実施例、比較例の液晶素子で使用した
のと同じ液晶材料を塗布して、複合膜における透明体マ
トリクスと液晶材料の界面のモデルを作製し、このモデ
ルを６０〜１２０℃に加熱した際の屈折率変化を測定し
て、図３に実線で示すようにプロットした。また上記液
晶材料単独および高分子単独の屈折率変化も測定して、
図３に二点鎖線（液晶材料）および破線（高分子）で示
すようにプロットした。そして、液晶材料単独の屈折率
変化曲線と高分子単独の屈折率変化曲線との、所定温度
における差（たとえば１２０℃の場合は図中符号ａ）
と、モデルの屈折率変化曲線と高分子単独の屈折率変化
曲線との、所定温度における差（たとえば１２０℃の場
合は図中符号ｂ）を求め、下記計算式により、所定温度
における膨潤率（％）を計算した。

【００４９】

【数１】

【００５０】そして、温度と膨潤率との関係を図４にプ
ロットした。図４の結果より、実施例１〜５で使用した
液晶材料はいずれも、比較例１で使用した液晶材料に比
べて、高温条件下での高分子への膨潤が少ないことが確
認された。コントラストの温度特性測定 実施例、比較例の液晶素子の、複合膜を挟む一対の透明
導電膜間に、矩形波状の駆動電圧（周波数２００Ｈｚ、
電圧１００Ｖ）を印加した状態におけるHe−Neレーザー
光（波長６３３nm）の透過率（ＯＮ時透過率）と、電圧
を印加していない状態における上記He−Neレーザー光
（波長６３３nm）の透過率（ＯＦＦ時透過率）とを、雰
囲気温度６０〜１４０℃の条件下で測定し、下記計算式
により、コントラストを計算した。

【００５１】 コントラスト＝ＯＮ時透過率／ＯＦＦ時透過率 そして、温度とコントラストとの関係を図５にプロット
した。図５の結果より、実施例１〜５の液晶素子はいず
れも、比較例１の液晶素子に比べて、高温条件下でのコ
ントラストの低下が少ないことから、耐熱性にすぐれた
ものであることが確認された。

【００５２】応答速度の測定 上記液晶素子の一対の透明電極膜に１００Ｖのステップ
電圧を印加したときに、その透過率が飽和透過率の９０
％に到達するまでの時間を、光散乱状態から透明状態へ
の応答時間τ_on、逆に印加電圧０Ｖにしたときに、その
透過率が飽和透過率の１０％に減衰するまでの時間を透
明状態から光散乱状態への応答時間τ_offとして、それ
ぞれ測定した。その結果を表１に示す。液晶ドメイン径の測定 光学顕微鏡により平均粒径を求めた。その結果を表１に
示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明の液晶素
子によれば、複合膜を構成する液晶材料は、室温から１
５０℃の温度域において、透過率が１０％で、膨潤率が
２０％以下で、ドメイン径が４μｍ以下であるものを使
用しているので、使用温度が１００℃以上に達する高温
条件下でも、液晶材料の高分子マトリクス中への膨潤が
発生しない。したがってこの発明の液晶素子は、耐熱性
にすぐれ、とくに高温域で使用した際に十分なコントラ
ストを維持でき、たとえば照明装置の調光素子等、従来
は適用不可能であった、より高温領域への液晶素子の利
用可能性を拡大できるという、特有の作用効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の液晶素子の層構成を示す断面図であ
る。

【図２】同図(a)(b)はいずれも、この発明の液晶素子を
構成する複合膜の構造を示す断面図である。

【図３】この発明の実施例、比較例における、高分子へ
の液晶材料の膨潤率を求めるための基礎データを示すグ
ラフである。

【図４】この発明の実施例、比較例における、高分子へ
の液晶材料の膨潤率と温度との関係を示すグラフであ
る。

【図５】この発明の実施例、比較例における、素子のコ
ントラストと温度との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

Ｄ 導電基材 Ｌ 複合膜 Ｌ１ 担体膜 Ｌ２ 液晶材料 Ｌ３ 担体膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】架橋された高分子マトリクスからなる担体
   膜の連続した多孔内に液晶材料を充填した構造をなす複
   合膜を一対の導電性基材で挾着してなる液晶素子におい
   て、前記液晶材料が３〜４個のベンゼン環またはシクロ
   ヘキサン環を骨格を持つ多環式液晶材料を７０重量％以
   上含み、かつ、室温から１５０℃における前記液晶材料
   の膨潤率が２０％以下であり、前記液晶材料のドメイン
   サイズ径が０．５μｍ以上４μｍ以下であることを特徴
   とする液晶素子。
2. 【請求項２】液晶材料が、３〜４個のベンゼン環または
   シクロヘキサン環を骨格に持つ多環式液晶材料と２個の
   ベンゼン環またはシクロヘキサン環を骨格にもつ他の液
   晶材料からなり、かつ、素子の使用温度で多環式液晶材
   料と同じ液晶相を示す、正の誘電率異方性を有する液晶
   材料である請求項１記載の液晶素子。