JPH11237612A

JPH11237612A - 高分子分散液晶素子およびその製造方法

Info

Publication number: JPH11237612A
Application number: JP10037813A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yamamoto; 滋山本; Taketo Hikiji; 丈人曳地; Shimizu Sagawa; 清水佐川; Sadaichi Suzuki; 貞一鈴木; Masanobu Ninomiya; 正伸二宮; Naoki Hiji; 直樹氷治
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】高分子化合物と低分子液晶の複合構造で構成
され、かつ内部で屈折率が周期的に変化する多層構造を
有するＰＤＬＣ素子において、高い反射率が得られるよ
うにする。【解決手段】セルに、少なくとも、ジアゾ色素分子側
鎖を有する重合性化合物、低分子液晶および重合性基の
重合開始剤を含む重合性組成物３を注入する。セルにレ
ーザ光４ａ，４ｂを照射して、重合性組成物３中におい
てレーザ光４ａ，４ｂを干渉させる。レーザ干渉光の振
幅が大きい領域では、重合性化合物が重合、硬化して、
高分子層５が形成され、レーザ干渉光の振幅が小さい領
域では、相分離を生じて、ＰＤＬＣ層６が形成される。
直線偏光の、偏向軸８ａが基板面に平行な面内に存在す
る偏向光８をセルに照射する。これによって、液晶領域
７と高分子領域の界面におけるジアゾ色素分子側鎖が、
偏向光８の偏向軸８ａに垂直な方向に屈曲し、これに沿
って液晶領域７内の液晶分子７ａが配向される。

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、表示素子、調光
素子、光変調素子などとして用いることができる高分子
分散液晶素子およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表示素子や調光素子として、３次元構造
の高分子の空隙中に液晶を分散させた高分子分散液晶
（ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅｒｓｅｄＬｉｑｕｉｄ
Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いた素子が知られている。以
下、高分子分散液晶をＰＤＬＣと称し、高分子分散液晶
素子もＰＤＬＣ素子と称する。

【０００３】図８は、このＰＤＬＣ素子の一例を示し、
基板１ａ上の電極２ａと基板１ｂ上の電極２ｂとの間
に、高分子領域１５中に液晶領域（液晶ドロップレッ
ト）７が分散されたＰＤＬＣ層１６を形成したものであ
る。

【０００４】このＰＤＬＣ素子においては、電極２ａ，
２ｂ間に電圧が印加されないとき、同図（Ａ）に示すよ
うに、液晶領域７内の液晶分子７ａがランダムな方向を
向くことにより、液晶と高分子との間に屈折率の差を生
じて、液晶と高分子との界面で入射光１１が屈折し、Ｐ
ＤＬＣ層１６全体では入射光１１が多数の液晶領域７を
通過することになって、散乱状態となる。

【０００５】電極２ａ，２ｂ間に電圧を印加すると、同
図（Ｂ）に示すように、液晶領域７内の液晶分子７ａが
基板面に垂直に配向し、液晶分子７ａの長軸方向の屈折
率と高分子の屈折率とを等しくしておくことによって、
ＰＤＬＣ層１６は透明状態となり、入射光１１は透過光
１３としてＰＤＬＣ層１６を透過する。

【０００６】この高分子分散液晶素子は、偏光板が不要
であるので、明るい表示が期待され、プロジェクタライ
トバルブなどへの応用が考えられている。

【０００７】高分子と液晶の複合構造としては、液晶が
分布する領域が互いに独立に存在したものや、液晶が連
続的に分布したもの、などが考えられているが、このよ
うな高分子液晶複合膜の製造方法としては、大きく分け
て、以下の３つが提案されている。

【０００８】第１は、液晶をランダムに配向させること
ができる多孔質ポリマーに液晶を含浸させる方法であ
る。第２は、溶媒にポリマーと液晶を混合して乳化させ
た後、溶媒を蒸発させることによって、ポリマーを硬化
させる方法である。第３は、モノマーやオリゴマー、ま
たはそれらの混合物と液晶を混合した重合性組成物に、
熱を加え、または紫外線などを照射することによって、
ポリマーを重合させるとともに、ポリマーと液晶を相分
離させる方法である。

【０００９】また、このＰＤＬＣの他の例として、ＳＰ
ＩＥ．１０８０，８３，（１９８９）には、内部で屈折
率が周期的に変化するＰＤＬＣ素子が示されている。

【００１０】具体的には、図９に示すように、基板１ａ
上の電極２ａと基板１ｂ上の電極２ｂとの間に、主とし
て高分子からなる高分子層１８と、高分子領域中に液晶
領域７が分散されたＰＤＬＣ層１９とを、交互に多層に
渡って積層して、屈折率の周期的な変化の構造を形成し
たものである。

【００１１】このＰＤＬＣ素子においては、電極２ａ，
２ｂ間に電圧が印加されないとき、高分子層１８とＰＤ
ＬＣ層１９とによる屈折率の周期的な変化によって、干
渉フィルタの原理により、同図（Ａ）に示すように、入
射光１１中の特定波長成分を反射光１２として反射させ
る。

【００１２】電極２ａ，２ｂ間に電圧を印加すると、同
図（Ｂ）に示すように、液晶領域７内の液晶分子７ａが
基板面に垂直に配向され、液晶分子７ａの長軸方向の屈
折率と高分子の屈折率とを等しくしておくことによっ
て、高分子層１８とＰＤＬＣ層１９とによる屈折率の周
期的な変化が消失して、入射光１１は大部分が透過光１
３としてセルを透過する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図９のＰＤＬＣ素子
は、干渉フィルタの原理によって、高い反射率が得ら
れ、明るい表示が得られることが、期待される。

【００１４】しかしながら、図９のＰＤＬＣ素子では、
電極２ａ，２ｂ間に電圧が印加されないとき、液晶領域
７内の液晶分子７ａはランダムな方向を向いているの
で、高分子層１８とＰＤＬＣ層１９との間の屈折率差が
小さく、実際上は、高い反射率が得られない。

【００１５】すなわち、このとき、液晶領域７内の液晶
分子７ａの配向は、ＰＤＬＣ層１９全体ではランダムと
なるので、ＰＤＬＣ層１９の屈折率ｎａは、液晶領域７
の一次近似された屈折率（ｎｅ＋２ｎｏ）／３、ＰＤＬ
Ｃ層１９中の高分子の屈折率ｎｐ、ＰＤＬＣ層１９中の
液晶の高分子に対する体積分率ｖから、ｎａ＝｛ｎｏ（３−ｖ）＋ｎｅ｝／３ …（１）で表される低い値となる。ただし、ｎｅは液晶の異常光
に対する屈折率、ｎｏは液晶の通常光に対する屈折率で
ある。

【００１６】このため、高分子層１８とＰＤＬＣ層１９
との間の屈折率差が小さく、高い反射率が得られない。

【００１７】図９のＰＤＬＣ素子のように、ＰＤＬＣと
して高分子と液晶の複合構造で構成され、しかも内部で
屈折率が周期的に変化する多層構造を有する液晶素子に
おいて、内部の液晶を特定方向に配向させることができ
れば、高分子層とＰＤＬＣ層との間の屈折率差、ないし
内部の周期的な屈折率の変化を大きくすることができ、
高い反射率を得ることができる。

【００１８】ＰＤＬＣ素子では、以下に示すように、初
期状態における液晶の配向方向を制御することが考えら
れている。

【００１９】（１）米国特許第５，１８８，７６０号明
細書には、ＰＤＬＣの前駆体である重合性組成物に液晶
性モノマーを用いて、配向膜付きセルに注入し、紫外線
や熱を加えることによって、液晶性モノマーの重合体で
ある液晶性高分子と低分子液晶とを、配向膜の方向に配
向した状態で重合相分離し、液晶性モノマー硬化後には
低分子液晶の配向が固定されるようにする方法が示され
ている。

【００２０】（２）特開平５−２８１５２７号には、重
合性組成物を配向膜のないセル内に注入し、セルに対し
て水平方向に外部から磁場や電場を印加した状態で、紫
外線や熱を加えることによって、低分子液晶が外場の方
向に配向した状態で重合相分離を行い、重合性組成物硬
化後には低分子液晶の配向が固定されるようにする方法
が示されている。

【００２１】（３）「ＪａｐａｎＤｉｓｐｌａｙ’９
２．６９９」には、ＰＤＬＣの前駆体である重合性組成
物を、液晶濃度が非常に高い液晶相となるように調製し
て、配向膜付きセルに注入し（この状態では液晶相状態
の重合性組成物は配向膜の方向に配向している）、紫外
線や熱を加えて重合相分離させることによって、低分子
液晶の配向を初期配向状態のまま固定する方法が示され
ている。

【００２２】（４）「Ｍｏｌ．Ｍａｔ．，２，２９５
（１９９３）」には、まず、乳化法によって、ジアゾ色
素分子側鎖を有する高分子化合物と、その高分子化合物
の貧溶媒からなる複合膜を作製し、次に、この複合膜か
ら貧溶媒を抽出し、複合膜を乾燥させて、ジアゾ色素分
子側鎖を有する高分子化合物からなる多孔質ポリマーを
作製し、次に、この多孔質ポリマーに低分子液晶を含浸
させて、ジアゾ色素分子側鎖を有する高分子化合物から
なるＰＤＬＣを作製し、次に、このＰＤＬＣに偏向光を
照射して光２量化反応を生じさせ、この光２量化反応に
よる高分子化合物の構造変化に伴って、低分子液晶を配
向させる方法が示されている。

【００２３】しかしながら、（１）（３）の方法では、
配向膜によって液晶を配向制御するので、図９に示すよ
うな、内部で屈折率が周期的に変化する多層構造を形成
することができない。

【００２４】また、（２）の方法では、セルと平行に磁
場または電場を印加するので、セルサイズが大きい場合
には、セルの全面に渡って有効な外場を印加することが
困難となる。例えば、特開平５−２８１５２７号には、
外部電場を印加する場合には電場の大きさが１ｋＶ／ｃ
ｍ以上は必要であると記載されている。しかし、対角１
２インチのセルサイズを仮定すると、印加電圧は約３５
０ｋＶ以上必要となる計算になり、このように大きな印
加電圧は容易には実現できない。

【００２５】さらに、（４）の方法では、含浸法でしか
素子を作製することができない。しかし、含浸法では、
図９に示すような、内部で屈折率が周期的に変化する多
層構造を形成することはできない。

【００２６】要するに、従来の方法では、高分子化合物
と低分子液晶の複合構造で構成され、かつ内部で屈折率
が周期的に変化する多層構造を有するＰＤＬＣ素子にお
いて、高い反射率を得ることはできない。

【００２７】そこで、この発明は、高分子化合物と低分
子液晶の複合構造で構成され、かつ内部で屈折率が周期
的に変化する多層構造を有するＰＤＬＣ素子において、
高い反射率が得られ、明るい表示が得られるようにした
ものである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】この発明の高分子分散液
晶素子は、高分子化合物と低分子液晶の複合構造で構成
され、かつ内部で屈折率が周期的に変化する多層構造を
有する高分子分散液晶素子において、前記高分子化合物
は、直線偏向光の照射によって所定方向に異性化したジ
アゾ色素分子側鎖を有するものとし、前記低分子液晶
は、その異性化したジアゾ色素分子側鎖によって所定方
向に配向されているものとする。

【００２９】

【作用】ジアゾ色素分子側鎖は、これに直線偏向した可
視光を照射することによって、その偏向軸に垂直な方向
に分子が折れ曲がったシス構造に異性化する性質を有す
る。

【００３０】したがって、高分子化合物と低分子液晶の
複合構造で構成され、かつ内部で屈折率が周期的に変化
する多層構造を有する高分子分散液晶素子において、そ
の高分子化合物をジアゾ色素分子側鎖を有するものとし
て、高分子分散液晶素子に直線偏向光を照射することに
よって、高分子化合物中のジアゾ色素分子側鎖が偏向光
の偏向軸に垂直な所定方向に異性化し、これにより液晶
領域内の液晶分子も所定方向に配向される。

【００３１】この発明では、このような原理に基づい
て、高分子化合物と低分子液晶の複合構造で構成され、
かつ内部で屈折率が周期的に変化する多層構造を有する
高分子分散液晶素子において、高分子化合物が、直線偏
向光の照射によって所定方向に異性化したジアゾ色素分
子側鎖を有し、低分子液晶が、その異性化したジアゾ色
素分子側鎖によって所定方向に配向されているものとす
る。

【００３２】したがって、この発明の高分子分散液晶素
子においては、これに電界や磁界などが印加されない初
期状態において、高分子領域中に分散された液晶領域中
の液晶分子が、ランダムな方向ではなく、所定方向を向
くようになり、内部の周期的な屈折率の変化を大きくす
ることができ、高い反射率を得ることができるようにな
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】〔第１の実施形態〕図１は、この
発明の製造方法の第１の例を示し、図２は、これによっ
て得られる、この発明のＰＤＬＣ素子の第１の例を示
す。

【００３４】まず、図１（Ａ）に示すように、一面側に
電極２ａが形成された基板１ａと、一面側に電極２ｂが
形成された基板１ｂとを、電極２ａ，２ｂを内側にして
所定間隔で対向させて、セルを形成する。基板１ａ，１
ｂおよび電極２ａ，２ｂは、光透過性を有するものとす
る。

【００３５】次に、このセルに重合性組成物３を注入す
る。重合性組成物３は、少なくとも、ジアゾ色素分子側
鎖を有する重合性化合物、低分子液晶および重合性基の
重合開始剤を混合して、調製する。

【００３６】ジアゾ色素分子側鎖を有する重合性化合物
は、ジアゾ色素分子側鎖を持った化合物に、重合性基で
あるアクリロイル基やメタクロイル基を付与した化合
物、およびその誘導体である。

【００３７】ジアゾ色素分子としては、これを含む高分
子を配向膜として用いた場合に、トランス体において、
液晶を基板面と平行な方向に配向させるプレーナ配向の
性質を持ち、さらに色素が吸収する波長の直線偏向光の
照射によって、その偏向軸と直交する方向に液晶を配向
させる性質を有するものを用いる。このような性質を有
するジアゾ色素重合体としては、例えば、図５（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）に示すような分子を用いることができる。

【００３８】重合性組成物は、少なくともジアゾ色素分
子側鎖を有する重合性組成物を含むものとするが、その
以外にも種々の重合性組成物を組み合わせて使用して、
ポリマーの骨格を形成することができる。例えば、アク
リル酸アルキルエステル、アクリルアミド、アクリル酸
ヒドロキシエステル、メタクリル酸アルキルエステル、
メタクリルアミド、メタクリル酸ヒドロキシエステル、
ビニルピロリドン、スチレンおよびその誘導体、アクリ
ロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレン、
ブタジエン、イソプレン、ビニルピリジンなどの、単官
能および多官能モノマーが好ましく、特に粘度が高いも
のが好適である。

【００３９】重合性組成物には、重合性化合物を重合さ
せるために、可視光もしくは紫外光または熱による重合
開始剤を含める。

【００４０】低分子液晶としては、ネマチック液晶、コ
レステリック液晶、スメクチック液晶、および強誘電性
液晶など、一般的に電界駆動型表示材料として用いられ
ている種々の低分子液晶材料を用いることができる。具
体的には、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、シ
クロヘキシルベンゼン系、アゾキシベンゼン系、アゾベ
ンゼン系、ターフェニル系、ビフェニルベンゾエート
系、シクロヘキシルビフェニル系、フェニルピリミジン
系、シクロヘキシルピリミジン系などの各種低分子液晶
化合物を用いることができる。これらの低分子液晶化合
物は、一般に使用されている低分子液晶材料と同様に、
単一の組成である必要はなく、複数の成分から構成され
る化合物でもよい。

【００４１】次に、図１（Ｂ）に示すように、基板１ａ
および１ｂの外側からセルに、レーザ光４ａおよび４ｂ
を照射して、重合性組成物３中において、レーザ光４ａ
および４ｂを干渉させる。

【００４２】これによって、レーザ干渉光の振幅が大き
い領域では、重合性化合物が重合、硬化して、屈折率の
低い高分子層５が形成されるとともに、レーザ干渉光の
振幅が小さい領域では、相分離を生じて、液晶領域７を
有する屈折率の高いＰＤＬＣ層６が形成される。レーザ
干渉光の振幅が大きい領域と小さい領域は、空間的に交
互に繰り返されるので、屈折率が周期的に変化するＰＤ
ＬＣ素子が作製されることになる。ただし、この段階で
は、ＰＤＬＣ層６中の液晶領域７内の液晶分子７ａはラ
ンダムな方向に配向されている。

【００４３】次に、図１（Ｃ）に示すように、一方の基
板１ａの外側からセルに、偏向光８を照射する。偏向光
８は、直線偏光の、偏向軸８ａが基板面に平行な面内に
存在する平面波として、基板面に垂直に照射する。

【００４４】これによって、それぞれのＰＤＬＣ層６に
おいては、液晶領域７と高分子領域の界面におけるジア
ゾ色素分子側鎖が、基板面に平行な面内において、偏向
光８の偏向軸８ａに垂直な方向に屈曲し、これに沿っ
て、液晶領域７内の液晶分子７ａが配向されるようにな
る。

【００４５】したがって、偏向光８の照射後のＰＤＬＣ
素子は、電極２ａ，２ｂ間に電圧が印加されない初期状
態において、ＰＤＬＣ層６内の液晶分子７ａが全て、基
板面に平行な面内において所定方向に配向され、高分子
層５とＰＤＬＣ層６との間の屈折率差が大きくなって、
高い反射率が得られるようになり、図２（Ａ）に示すよ
うに、入射光１１中の特定波長成分を反射光１２とし
て、高い反射率で反射させる。

【００４６】電極２ａ，２ｂ間に電圧を印加すると、同
図（Ｂ）に示すように、ＰＤＬＣ層６内の液晶分子７ａ
が全て、基板面に垂直に配向され、液晶分子７ａの長軸
方向の屈折率と高分子の屈折率とを等しくしておくこと
によって、高分子層５とＰＤＬＣ層６とによる屈折率の
周期的な変化が消失して、入射光１１は大部分が透過光
１３としてセルを透過する。

【００４７】なお、偏向光８の波長は、ジアゾ色素分子
側鎖によって異なるが、４５０ｎｍ前後のものを用いる
ことができる。照射時間は、光の強度やジアゾ色素分子
側鎖の感度などによっても異なるが、１分〜１２０分程
度とするのが望ましい。

【００４８】液晶領域７は、異性化したジアゾ色素分子
側鎖によって内部の液晶分子７ａを確実に配向させるた
めには、できるだけ小さい方が望ましい。具体的には、
可視光の波長より小さいサイズとする。

【００４９】このように液晶領域７を小さくする方法と
しては、重合性組成物の粘度を高め、また多官能アクリ
ルモノマーのような重合速度の速いものを用いるなどの
方法をとることができる。

【００５０】〔第２の実施形態〕図３は、この発明の製
造方法の第２の例を示し、図４は、これによって得られ
る、この発明のＰＤＬＣ素子の第２の例を示す。

【００５１】まず、基板１ａ，１ｂを、電極２ａ，２ｂ
を内側にして所定間隔で対向させて、セルを形成する。
次に、このセルに、図１の例と同様に、ジアゾ色素分子
側鎖を有する重合性化合物、低分子液晶および重合性基
の重合開始剤を混合して調製した重合性組成物を注入す
る。

【００５２】次に、図３（Ａ）に示すように、この重合
性組成物が注入されたセルに紫外線９を照射して、重合
性化合物を重合、硬化させることによって、高分子領域
中に液晶領域７が分散されたＰＤＬＣ層１０を形成し、
図８に示したようなＰＤＬＣ素子を形成する。

【００５３】この段階では、屈折率が周期的に変化する
多層構造は形成されていないとともに、ＰＤＬＣ層１０
中の液晶領域７内の液晶分子７ａはランダムな方向に配
向されている。

【００５４】次に、図３（Ｂ）に示すように、一方の基
板１ａの外側からセルに、偏向光８を照射する。偏向光
８は、直線偏光の、偏向軸８ａが基板面に平行な面内に
存在する平面波として、基板面に垂直に照射する。

【００５５】これによって、ＰＤＬＣ層１０において
は、液晶領域７と高分子領域の界面におけるジアゾ色素
分子側鎖が、基板面に平行な面内において、偏向光８の
偏向軸８ａに垂直な方向に屈曲し、これに沿って、液晶
領域７内の液晶分子７ａが配向されるようになる。

【００５６】したがって、偏向光８の照射後には、ＰＤ
ＬＣ層１０中の液晶分子７ａは全て、基板面に平行な面
内において所定方向に配向されるようになる。ただし、
この段階でも、屈折率が周期的に変化する多層構造は形
成されていない。

【００５７】次に、図３（Ｃ）に示すように、基板１ａ
および１ｂの外側からセルに、レーザ光４ａおよび４ｂ
を照射して、ＰＤＬＣ層１０中において、レーザ光４ａ
および４ｂを干渉させる。ただし、この場合、レーザ光
４ａおよび４ｂは、それぞれ、図３（Ｂ）の工程におい
て照射した偏向光８の偏向軸８ａと直交する偏向軸を有
するものとする。

【００５８】これによって、レーザ干渉光の振幅が大き
い領域１０ａでは、液晶領域７と高分子領域の界面にお
けるジアゾ色素分子側鎖が、基板面に平行な面内におい
て、レーザ光４ａ，４ｂの偏向軸に垂直な方向に屈曲
し、これに沿って、領域１０ａにおける液晶領域７内の
液晶分子７ａが、基板面に平行な面内において、もとの
偏向光８の照射によって決定された方向に対して垂直な
方向に配向される。レーザ干渉光の振幅が小さい領域１
０ｂでは、ジアゾ色素分子側鎖が異性化せず、したがっ
て液晶領域７内の液晶分子７ａの配向方向も変わらな
い。

【００５９】そして、レーザ干渉光の振幅が大きい領域
１０ａと小さい領域１０ｂは、空間的に交互に繰り返さ
れるので、図１および図２に示した例のように高分子層
５とＰＤＬＣ層６が交互に繰り返される形態ではなく、
互いに液晶分子７ａの配向方向が異なることにより屈折
率が異なる２種のＰＤＬＣ層１０ａ，１０ｂが交互に繰
り返される形態の、屈折率が周期的に変化するＰＤＬＣ
素子が作製されることになる。

【００６０】この例のＰＤＬＣ素子は、電極２ａ，２ｂ
間に電圧が印加されない初期状態において、屈折率の周
期的な変化を形成する２種のＰＤＬＣ層１０ａ，１０ｂ
が互いに直交する方向に配向された液晶によって構成さ
れるので、屈折率の周期的な変化が大きくなって、高い
反射率が得られるようになり、図４（Ａ）に示すよう
に、入射光１１中の特定波長成分を反射光１２として、
高い反射率で反射させる。

【００６１】電極２ａ，２ｂ間に電圧を印加すると、同
図（Ｂ）に示すように、ＰＤＬＣ層６内の液晶分子７ａ
が全て、基板面に垂直に配向され、液晶分子７ａの長軸
方向の屈折率と高分子の屈折率とを等しくしておくこと
によって、高分子層５とＰＤＬＣ層６とによる屈折率の
周期的な変化が消失して、入射光１１は大部分が透過光
１３としてセルを透過する。

【００６２】〔他の実施形態〕この発明の製造方法とし
ては、上述した方法のほかに、例えば、以下のような方
法を行うこともできる。

【００６３】まず、ジアゾ色素の末端に重合性官能基を
有する重合性化合物、多官能アクリルモノマー、低分子
液晶、および重合性基の重合開始剤を混合して、重合性
組成物を調液し、セルに注入する。この場合、液晶領域
７を小さくするために、アクリルモノマーは重合速度の
速い多官能モノマーとし、混合された重合性組成物は粘
度が高くなるようにする。

【００６４】さらに、このセルに対してレーザ光による
干渉光を照射する。レーザ干渉光の振幅が大きい領域で
は、レーザ光の偏向軸と垂直な方向に、液晶と高分子の
界面のジアゾ色素分子側鎖が屈曲し、液晶はこれに従っ
て配向する。レーザ干渉光の振幅が小さい領域では、配
向方向はランダムなままとなる。レーザ干渉光の振幅の
大きい領域と小さい領域は、空間的に交互に繰り返され
るため、屈折率が周期的に変化するＰＤＬＣ素子を作製
することができる。

【００６５】〔実施例〕この発明のＰＤＬＣ素子を試作
し、その特性を測定した。

【００６６】（実施例１）実施例１では、図１に示した
例の方法によって、図２に示した例のＰＤＬＣ素子を作
製した。

【００６７】ジアゾ色素モノマーとして、図５（Ａ）の
ジアゾ色素モノマーを合成した。重合性化合物は、ジペ
ンタエリスルトールヘキサアクリレート（日本化薬社
製）８０ｗｔ％、Ｎビニルピロリドン（和光純薬社製）
２０ｗｔ％とした。低分子液晶として、ネマチック液晶
Ｅ７（メルク社製）を用いた。

【００６８】ジアゾ色素１０ｗｔ％、重合性化合物５０
ｗｔ％、液晶４０ｗｔ％を混合し、重合性化合物の重合
開始剤としてローズベンガル（和光純薬社製）５ｍＭと
Ｎ−フェニルグリシン（和光純薬社製）５０ｍＭとを添
加して、重合性組成物を調液した。

【００６９】２枚のＩＴＯ透明電極付き石英基板を１０
μｍのギャップ間隔で貼り合わせたセルに、調液した重
合性組成物を注入した。

【００７０】４８８ｎｍのＡｒイオン・レーザ光を、ビ
ームエキスパンダによりビーム径を拡大した後、２光束
に分け、重合性組成物を注入したセルの表裏から、セル
内に１０分間照射して、内部で屈折率が周期的に変化す
る多層構造を有するＰＤＬＣ素子を得た。

【００７１】さらに、４８８ｎｍのＡｒイオン・レーザ
光を、ビームエキスパンダによりビーム径を拡大して得
た直線偏向光を、セルの片側からセル内に照射した。

【００７２】（実施例２）実施例２では、図３に示した
例の方法によって、図４に示した例のＰＤＬＣ素子を作
製した。

【００７３】ジアゾ色素モノマー、重合性化合物および
低分子液晶としては、実施例１と同じものを使用した。
ジアゾ色素１０ｗｔ％、重合性化合物５０ｗｔ％、液晶
４０ｗｔ％を混合し、重合性化合物の重合開始剤として
ダロキュア１１７３（日本チバガイギー社製）５ｗｔ％
を添加して、重合性組成物を調液した。

【００７４】２枚のＩＴＯ透明電極付き石英基板を１０
μｍのギャップ間隔で貼り合わせたセルに、調液した重
合性組成物を注入した。

【００７５】高圧水銀灯を光源とした５０ｍＷの紫外線
を、重合性組成物を注入したセルの片側から、セル内に
５分間照射して、ＰＤＬＣ素子を得た。

【００７６】次に、４８８ｎｍのＡｒイオン・レーザ光
を、ビームエキスパンダによりビーム径を拡大して得た
直線偏向光を、セルの片側からセル内に照射した。

【００７７】さらに、４８８ｎｍのＡｒイオン・レーザ
光を、ビームエキスパンダによりビーム径を拡大した
後、２光束に分け、セルの表裏からセル内に１０分間照
射して、内部で屈折率が周期的に変化する多層構造を有
するＰＤＬＣ素子を得た。

【００７８】（反射特性の測定と評価）作製した試料の
反射率は、図６に示すような、白色光が得られる光源３
１、ゴニオメーターヘッドを用いたθ−２θ光学系、お
よびスペクトロメータ３４を組み合せた評価用光学系３
０で測定した。すなわち、光源３１からの白色光を入射
光３２として試料２０の素子に入射させ、試料２０から
の反射光３３をスペクトロメータ３４で測定した。

【００７９】図７に、測定評価の結果を示す。ここで
は、体積ホログラム素子の反射率特性評価の目安とし
て、反射率３０％以下を「×」、３０％〜５０％を
「△」、５０％〜７０％を「○」、７０％以上を「☆」
とした。

【００８０】図７に示すように、この発明の方法ないし
素子によれば、反射率が向上することがわかる。

【００８１】

【発明の効果】上述したように、発明によれば、高分子
化合物と低分子液晶の複合構造で構成され、かつ内部で
屈折率が周期的に変化する多層構造を有する高分子分散
液晶素子において、反射率を高くすることができる。

【００８２】また、発明によれば、そのような高分子分
散液晶素子を確実かつ容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の製造方法の一例を示す図である。

【図２】この発明の高分子分散液晶素子の一例を示す図
である。

【図３】この発明の製造方法の他の例を示す図である。

【図４】この発明の高分子分散液晶素子の他の例を示す
図である。

【図５】ジアゾ色素モノマーの例を示す図である。

【図６】測定評価に用いた光学系を示す図である。

【図７】測定評価の結果を示す図である。

【図８】従来の高分子分散液晶素子の一例を示す図であ
る。

【図９】従来の高分子分散液晶素子の他の例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ基板２ａ，２ｂ電極３重合性組成物４ａ，４ｂレーザ光５高分子層６ＰＤＬＣ層７液晶領域８偏向光９紫外線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木貞一神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者二宮正伸神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者氷治直樹神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子化合物と低分子液晶の複合構造で構
成され、かつ内部で屈折率が周期的に変化する多層構造
を有する高分子分散液晶素子において、前記高分子化合物が、直線偏向光の照射によって所定方
向に異性化したジアゾ色素分子側鎖を有し、前記低分子
液晶が、その異性化したジアゾ色素分子側鎖によって所
定方向に配向されていることを特徴とする高分子分散液
晶素子。
【請求項２】請求項１の高分子分散液晶素子において、前記多層構造は、高分子層と高分子分散液晶層とが交互
に積層されたものであることを特徴とする高分子分散液
晶素子。
【請求項３】請求項１の高分子分散液晶素子において、前記多層構造は、前記異性化したジアゾ色素分子側鎖に
よって互いに低分子液晶の配向方向が直交するものとさ
れた２種の高分子分散液晶層が交互に積層されたもので
あることを特徴とする高分子分散液晶素子。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかの高分子分散液晶
素子において、液晶領域のサイズが可視光の波長より小さいことを特徴
とする高分子分散液晶素子。
【請求項５】ジアゾ色素分子側鎖を有する重合性化合物
と低分子液晶とを含む重合性組成物に、干渉波を照射し
て、前記重合性化合物を重合し、その後、直線偏向光を
照射して、前記ジアゾ色素分子側鎖を異性化し、これに
より前記低分子液晶を配向させることを特徴とする液晶
素子製造方法。
【請求項６】ジアゾ色素分子側鎖を有する重合性化合物
と低分子液晶とを含む重合性組成物に、熱を加え、また
は光を照射して、前記重合性化合物を重合し、その後、
直線偏向光を照射して、前記ジアゾ色素分子側鎖を異性
化し、これにより前記低分子液晶を配向させるととも
に、その後さらに、偏向軸が前記直線偏向光の偏向軸と
直交する光による干渉光を照射して、前記ジアゾ色素分
子側鎖の一部を異性化し、これにより前記低分子液晶の
一部の配向方向を他の部分の配向方向に対して直交させ
ることを特徴とする液晶素子製造方法。