(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ素化合物を含む前駆物質のポリマーネットワークと、
前記ポリマーネットワーク内に分散した状態で存在する液晶化合物を含む液晶層と、
前記液晶層の両側に配置された偏光層と、
を有し、
前記２個の偏光層の光吸収軸は、互いに８０度〜１００度の範囲内のいずれか１つの角度を成し、
前記液晶層の初期配向は、前記２個の偏光層のうちいずれか１つの偏光層と４０度〜５０度の範囲内のいずれか１つの角度を成す、
液晶素子。
【請求項２】
ケイ素化合物は、下記化学式１または化学式２で表示される、
請求項１に記載の液晶素子：
［化学式１］
【化１】
0006049884.tif 000038
［化学式２］
【化２】
0006049884.tif 000039
化学式１または化学式２で、ｎは、０〜１０の範囲内の数であり、ｍは、２〜８の範囲内の数であり、Ｘは、−Ｏ−または−ＮＷ−であり、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、重合性官能基、−Ａ−Ｒ７または−Ｌ−Ｓｉ（Ｒ８）ｐ（Ｒ９）（３−ｐ）であり、前記Ａ及びＬは、それぞれ独立に、アルキレン基、アルキニレン基、アリレン基、アルケニレン基、アルキリデン基、−Ｏ−または−ＮＷ−であり、Ｒ７は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基または重合性官能基であり、Ｒ８は、重合性官能基であり、Ｒ９は、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基であり、ｐは、０〜３の数であり、Ｗは、水素またはアルキル基である。
【請求項３】
前記液晶化合物は、初期状態で整列された状態で存在する、
請求項１または請求項２に記載の液晶素子。
【請求項４】
前記前駆物質は、下記化学式３〜化学式５のうちいずれか１つで表示される化合物をさらに含む、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液晶素子：
［化学式３］
【化３】
0006049884.tif 000040
［化学式４］
【化４】
0006049884.tif 000041
［化学式５］
【化５】
0006049884.tif 000042
化学式３でＲは、それぞれ独立に、水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは、炭素数１〜２０のアルキレン基またはアルキリデン基であり、化学式４でｎは、３以上の数であり、ｍは、０〜５の数であり、Ｒは、それぞれ独立に、水素または炭素数１〜４のアルキル基で、Ｘは、（ｍ＋ｎ）価のラジカルであり、Ｙは、水素またはアルキル基であり、化学式５でＲは、水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは、炭素数１〜２０のアルキル基である。
【請求項５】
下記数式１を満足する、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液晶素子：
［数式１］
（１−ａ）×｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５≦ｎｐ≦（１＋ａ）×ｎｅ
数式１でａは、０〜０．５の範囲内のいずれか１つの数であり、ｎｏは、前記液晶化合物の正常屈折率であり、ｎｅは、前記液晶化合物の異常屈折率であり、ｎｐは、前記ポリマーネットワークの屈折率である。
【請求項６】
前記液晶化合物は、下記数式２を満足する、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液晶素子：
［数式２］
（ｎｅ＋ｎｏ）／２−ｂ≦｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５≦（ｎｅ＋ｎｏ）／２＋ｂ
数式２でｎｅは、前記液晶化合物の異常屈折率であり、ｎｏは、前記液晶化合物の正常屈折率であり、ｂは、０．１〜１の範囲内のいずれか１つの数である。
【請求項７】
前記液晶層は、前記ポリマーネットワーク５重量部〜７０重量部及び前記液晶化合物３０重量部〜９５重量部を含む、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項８】
下記数式３を満足する、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の液晶素子：
［数式３］
２４７ｎｍ≦｛ｄ×（ｎｅ−ｎｏ）｝×Ａ≦３０２ｎｍ
数式３でｄは、前記液晶層の厚さ（単位：ｎｍ）であり、ｎｅは、前記液晶化合物の異常屈折率であり、ｎｏは、前記液晶化合物の正常屈折率であり、Ａは、前記ポリマーネットワークと前記液晶化合物の合計重量Ｔを基準として前記液晶化合物の重量Ｌの比率Ｌ／Ｔまたは前記液晶層の全体体積ＴＶにおいて前記液晶化合物が占める体積ＶＬの比率ＶＬ／ＴＶである。
【請求項９】
前記液晶層と隣接する配向膜をさらに含む、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項１０】
通常透過または通常遮断モードであり、
通常透過モードで１０％の光透過率または通常遮断モードで９０％の光透過率を具現するための要求電圧が６０Ｖ以下である、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の液晶素子を含む光変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶素子、前駆組成物、液晶素子の製造方法、液晶素子の製造装置及び液晶素子の用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、液晶化合物を配向させ、電圧の印加を通じて配向をスイッチングさせて画像を具現する。ＬＣＤの製造工程は、高費用の工程であり、大型の生産ライン及び設備が必要である。
【０００３】
ポリマー内に液晶化合物を分散させて具現されるいわゆるＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ、本明細書で用語ＰＤＬＣは、いわゆるＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）やＰＳＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）などを含む上位概念である）が知られている。ＰＤＬＣは、ＬＣＤより簡単な工程で製造することができる。
【０００４】
特許文献１などに記載されたように、ＰＤＬＣ内で、通常、液晶化合物は、配向されていない状態で存在する。したがって、ＰＤＬＣは、電圧が印加されていない状態では、濁った不透明状態であり、このような状態は、いわゆる散乱モードと呼ばれる。ＰＤＬＣに電圧が印加されれば、液晶化合物がそれによって整列され、透明な状態になり、これを利用して透過モードと散乱モードのスイッチングが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国公開特許第１９９３−００１３７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、液晶素子、前駆組成物、液晶素子の製造方法、液晶素子の製造装置及び液晶素子の用途を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
例示的な液晶素子（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｅｖｉｃｅ）は、液晶層を含み、上記液晶層は、ポリマーネットワークと液晶化合物を含む。上記で、液晶化合物は、ポリマーネットワーク内に分散した状態で存在することができる。
【０００８】
ポリマーネットワークは、ケイ素化合物を含む前駆物質（以下、ポリマーネットワーク前駆物質と呼ばれる）のポリマーネットワークである。例えば、ポリマーネットワークは、前記前駆物質をその状態で含むか、あるいは上記前駆物質の反応物、例えば重合反応物を含むことができる。
【０００９】
ポリマーネットワーク前駆物質は、ケイ素化合物を含むことができる。上記ケイ素化合物は、重合性ケイ素化合物である。用語重合性ケイ素化合物は、１つ以上の重合性官能基を含むケイ素化合物を意味する。ポリマーネットワークは、例えば、上記重合性ケイ素化合物または上記ケイ素化合物と異なる重合性化合物が架橋または重合されて形成されたネットワークである。前駆物質は、重合性ケイ素化合物はもちろん、非重合成のケイ素化合物をも含むことができる。
【００１０】
前駆物質内で、上記ケイ素化合物の比率は、特に制限されるものではないが、例えば、５重量％以上、１０重量％以上、１５重量％以上、２０重量％以上、２５重量％以上、３０重量％以上、３５重量％以上、４０重量％以上、４５重量％以上または５０重量％以上である。前駆物質内のケイ素化合物の比率の上限は、特に制限されず、前駆物質がすべてケイ素化合物で具現され得る点を勘案すれば、上記の比率の上限は、１００重量％である。
【００１１】
ケイ素化合物としては、例えば、下記化学式１または化学式２の化合物が使用される。
【００１２】
［化学式１］
【化１】
0006049884.tif 000002
【００１３】
［化学式２］
【化２】
0006049884.tif 000003
【００１４】
化学式１または化学式２で、ｎは、０〜１０の範囲内の数であり、ｍは、２〜８の範囲内の数であり、Ｘは、−Ｏ−または−ＮＷ−であり、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、重合性官能基、−Ａ−Ｒ７または−Ｌ−Ｓｉ（Ｒ８）ｐ（Ｒ９）（３−ｐ）であり、上記Ａ及びＬは、それぞれ独立に、アルキレン基、アルキニレン基、アリレン基、アルケニレン基、アルキリデン基、−Ｏ−または−ＮＷ−であり、Ｒ７は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基または重合性官能基であり、Ｒ８は、重合性官能基であり、Ｒ９は、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基であり、ｐは、０〜３の数であり、Ｗは、水素またはアルキル基である。
【００１５】
上記で重合性官能基としては、例えば、アルケニル基、エポキシ基、シアノ基、カルボキシル基、（メタ）アクリロイル基または（メタ）アクリロイルオキシ基などが例示される。本明細書で用語（メタ）アクリルは、アクリルまたはメタクリルを意味する。
本明細書でアルキル基は、特に別途規定しない限り、例えば、炭素数１〜２０、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数１〜８または炭素数１〜４の直鎖または分岐鎖アルキル基である。上記アルキル基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されていてもよい。
【００１６】
本明細書でアルコキシ基は、特に別途規定しない限り、例えば、炭素数１〜２０、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数１〜８または炭素数１〜４のアルコキシ基を意味する。上記アルコキシ基は、直鎖、分岐鎖または環状である。上記アルコキシ基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されていてもよい。
【００１７】
本明細書でアリール基またはアリレン基は、特に別途規定しない限り、ベンゼンを含むか、または２個以上のベンゼンが２個または１個の炭素原子を共有しながら縮合されるかまたは結合されている構造を含む芳香族化合物またはその誘導体から由来する１価残基または２価残基を意味する。上記アリール基またはアリレン基は、例えば、炭素数６〜２２、炭素数６〜２０、炭素数６〜１８、炭素数６〜１６、炭素数６〜１４または炭素数６〜１２のアリール基またはアリレン基であることができ、上記アリール基またはアリレン基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されていてもよい。
【００１８】
本明細書でアルキレン基またはアルキリデン基は、特に別途規定しない限り、例えば、炭素数１〜２０、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数１〜８または炭素数１〜４のアルキレン基またはアルキリデン基を意味する。上記アルキレン基またはアルキリデン基は、例えば、直鎖、分岐鎖または環状である。また、上記アルキレン基またはアルキリデン基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されていてもよい。
【００１９】
本明細書でアルケニレン基またはアルキニリデン基は、特に別途規定しない限り、例えば、炭素数２〜２０、炭素数２〜１６、炭素数２〜１２、炭素数２〜８または炭素数２〜４のアルケニレン基またはアルキニリデン基を意味する。上記アルケニレン基またはアルキニリデン基は、例えば、直鎖、分岐鎖または環状である。また、上記アルケニレン基またはアルキニリデン基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されていてもよい。
【００２０】
本明細書でアルケニル基は、特に別途規定しない限り、例えば、炭素数２〜２０、炭素数２〜１６、炭素数２〜１２、炭素数２〜８または炭素数２〜４のアルケニル基である。上記アルケニル基は、例えば、直鎖、分岐鎖または環状である。また、上記アルケニル基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されていてもよい。
【００２１】
本明細書でアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルキレン基、アルキリデン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリレン基または重合性官能基などに置換されていてもよい置換基としては、塩素、ブロームまたはヨードなどのようなハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、エポキシ基、オキソ基、オキセタニル基、チオール基、シアノ基、カルボキシル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基またはアリール基などが例示されるが、これに制限されるものではない。
【００２２】
化学式１または化学式２の化合物が重合性ケイ素化合物である場合には、上記化学式１または２の化合物は、上記重合性官能基を少なくとも１個含むことができ、例えば、２個以上、２個〜１０個、２個〜８個、２個〜６個、２個〜５個、２個〜４個、４個または２個含むことができる。重合性官能基は、上記言及した種類のうち選択されることができ、通常、ビニル基またはアリル基などの炭素数２〜８または炭素数２〜４のアルケニル基、（メタ）アクリロイル基または（メタ）アクリロイルオキシ基などが使用される。
【００２３】
化学式１及び化学式２で、Ｒ５〜Ｒ９などがそれぞれ複数の場合には、それぞれは、互いに同一であるか、または異なっていてもよい。
化学式１でｎは、他の例示で、０〜９、０〜７、０〜５、０〜３の範囲内の数である。化学式２でｍは、他の例示で２〜６の範囲内の数である。
化学式１または２で、Ｘは、−Ｏ−または−ＮＷ−であり、上記でＷは、水素またはアルキル基である。
【００２４】
化学式１または化学式２では、Ｒ１〜Ｒ６が、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、重合性官能基、−Ａ−Ｒ７または−Ｌ−Ｓｉ（Ｒ８）ｐ（Ｒ９）（３−ｐ）であり、上記でＡは、アルキレン基またはアルキリデン基であり、Ｒ７は、アルキル基または重合性官能基であり、上記でＬは、アルキレン基またはアルキリデン基であるか、−Ｏ−であり、ｐは、０〜２の範囲内の数であり、Ｒ８は、重合性官能基であり、Ｒ９は、アルキル基であり、上記で重合性官能基は、アルケニル基、（メタ）アクリロイル基または（メタ）アクリロイルオキシ基から選択され得る。
【００２５】
化学式１でＲ１は、例えば、アルキル基、重合性官能基または−Ａ−Ｒ７であり、上記でＡは、アルキレン基またはアルキリデン基であり、Ｒ７は、重合性官能基であり、上記で重合性官能基は、アルケニル基、（メタ）アクリロイル基または（メタ）アクリロイルオキシ基から選択され得る。
【００２６】
化学式１でＲ２は、例えば、アルキル基、アルコキシ基、重合性官能基、−Ａ−Ｒ７または−Ｌ−Ｓｉ（Ｒ８）ｐ（Ｒ９）（３−ｐ）であり、上記でＡは、アルキレン基またはアルキリデン基であり、Ｒ７は、重合性官能基であり、上記でＬは、アルキレン基またはアルキリデン基であるか、−Ｏ−であり、ｐは、０〜２の範囲内の数であり、Ｒ８は、重合性官能基であり、Ｒ９は、アルキル基であり、上記で重合性官能基は、アルケニル基、（メタ）アクリロイル基または（メタ）アクリロイルオキシ基から選択され得る。
【００２７】
化学式１でＲ３及びＲ４は、例えば、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、−Ａ−Ｒ７または−Ｌ−Ｓｉ（Ｒ８）ｐ（Ｒ９）（３−ｐ）であり、上記でＡは、アルキレン基またはアルキリデン基であり、Ｒ７は、アルキル基であり、Ｌは、アルキレン基またはアルキリデン基であるか、−Ｏ−であり、ｐは、０〜２の範囲内の数であり、Ｒ８は、重合性官能基であり、Ｒ９は、アルキル基であり、上記で重合性官能基は、アルケニル基、（メタ）アクリロイル基または（メタ）アクリロイルオキシ基から選択され得る。
【００２８】
化学式１でｎが１以上の数である場合に、Ｒ５及びＲ６は、例えば、それぞれ独立に、アルキル基であるか、アリール基である。
化学式２でＲ５及びＲ６は、例えば、それぞれ独立に、アルキル基であるか、アリール基または重合性官能基であり、上記で重合性官能基は、アルケニル基、（メタ）アクリロイル基または（メタ）アクリロイルオキシ基から選択され得る。
【００２９】
前駆物質は、化学式１または化学式２のケイ素化合物を１種含むか、あるいは、２種以上含むことができる。
２種以上のケイ素化合物を含む場合に、前駆物質は、少なくとも重合性官能基が２個である二官能性ケイ素化合物を含むことができる。２種以上のケイ素化合物が含まれる場合、上記二官能性ケイ素化合物と混合される他の化合物の種類は、特に制限されず、例えば、２種の二官能性ケイ素化合物が混合されるか、あるいは、二官能性ケイ素化合物と二官能ではない重合性ケイ素化合物または無官能性ケイ素化合物が混合され得る。上記で二官能ではない重合性ケイ素化合物としては、例えば、４官能性ケイ素化合物が例示されるが、これに制限されるものではない。
【００３０】
２種以上のケイ素化合物を含む場合に好適に使用される二官能性ケイ素化合物としては、例えば、化学式１でｎが０〜３であり、Ｒ１及びＲ２が重合性官能基であり、Ｒ３〜Ｒ６が、それぞれ独立に、アルキル基またはアリール基であり、Ｘが−Ｏ−である化合物が例示されるが、これに制限されるものではない。
【００３１】
２種以上のケイ素化合物を含む場合に、上記二官能性ケイ素化合物とともに使用される化合物としては、上記記述した二官能性ケイ素化合物のうち既に選択されたものとは異なる二官能性ケイ素化合物、化学式１でｎが０〜５であり、Ｒ１がアルキル基または−Ａ−Ｒ７（ここで、Ａは、アルキレン基またはアルキリデン基であり、Ｒ７は、重合性官能基である）であり、Ｒ２〜Ｒ４が、それぞれ独立に、アルキル基または−Ｌ−Ｓｉ（Ｒ８）ｐ（Ｒ９）（３−ｐ）であり（ここで、Ｌは、アルキレン基、アルキリデン基または−Ｏ−であり、ｐは、０〜２であり、Ｒ８は、重合性官能基であり、Ｒ９は、アルキル基である）、Ｒ５及びＲ６が、それぞれ独立に、アルキル基またはアリール基であり、Ｘが−Ｏ−である化合物；または化学式２でｍが２〜６であり、Ｒ５及びＲ６が、それぞれ独立に、アルキル基または重合性官能基である化合物などが例示されるが、これに制限されるものではない。
【００３２】
前駆物質が２種以上のケイ素化合物を含む場合に、その配合比率は、特に制限されず、例えば、ポリマーネットワークが配向性を示すことができる範囲で選択され得る。例えば、前駆物質が二官能性ケイ素化合物と二官能性ではない他の重合性ケイ素化合物または無官能性ケイ素化合物を含む場合に、前駆物質は、二官能性ケイ素化合物１００重量部に対して二官能性ではない他の重合性ケイ素化合物または無官能性ケイ素化合物１０重量部〜１５０重量部または１５重量部〜１３０重量部を含むことができる。本明細書では、特に別途規定しない限り、単位重量部は、各成分間の重量比率を意味する。
【００３３】
前駆物質は、上記ケイ素化合物以外に他の化合物、例えば、重合性化合物をさらに含むことができる。このような重合性化合物としては、二官能性アクリレート化合物、３官能以上の多官能性アクリレート化合物及び単官能性アクリレート化合物のうち少なくとも１つが例示される。本発明で用語アクリレート化合物は、アクリロイル基またはメタクリロイル基を含む化合物を意味し、上記官能基を１個含む化合物は、単官能性アクリレート化合物で、２個以上含む化合物は、多官能性アクリレート化合物である。区別の便宜のために、以下では、上記官能基を２個含む化合物は、二官能性アクリレート化合物と称し、３官能以上、すなわち上記官能基を３個以上含むアクリレート化合物は、単に多官能性アクリレート化合物と称する。多官能性アクリレート化合物は、上記官能基を例えば、３個〜８個、３個〜７個、３個〜６個、３個〜５個または３個〜４個含むことができる。アクリレート化合物の種類は、目的物性、例えば、ポリマーネットワークの配向性などを損傷させないものなら、特に制限されない。
【００３４】
例えば、上記二官能性アクリレート化合物としては、下記化学式３で表示される化合物を使用することができる。
【００３５】
［化学式３］
【化３】
0006049884.tif 000004
【００３６】
化学式３でＲは、それぞれ独立に、水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは、炭素数１〜２０のアルキレン基またはアルキリデン基である。
【００３７】
上記多官能性アクリレート化合物としては、下記化学式４で表示される化合物を使用することもできる。
【００３８】
［化学式４］
【化４】
0006049884.tif 000005
【００３９】
化学式４でｎは、３以上の数であり、ｍは、０〜５の数であり、Ｒは、それぞれ独立に、水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは、（ｍ＋ｎ）価のラジカルであり、Ｙは、水素またはアルキル基である。
【００４０】
上記単官能性アクリレート化合物としては、例えば、下記化学式５で表示される化合物を使用することができる。
【００４１】
［化学式５］
【化５】
0006049884.tif 000006
【００４２】
化学式５でＲは、水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは、炭素数１〜２０のアルキル基である。
【００４３】
化学式３〜化学式５でＲまたはＹに存在することができるアルキル基の例としては、メチル基またはエチル基が挙げられる。
【００４４】
化学式３でＸのアルキレン基またはアルキリデン基は、例えば、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数１〜１０、炭素数１〜８、炭素数２〜８または炭素数４〜８のアルキレン基またはアルキリデン基である。上記は、例えば、直鎖、分岐鎖または環状である。
【００４５】
化学式４でｎは、３以上、３〜８、３〜７、３〜６、３〜５または３〜４の範囲内のいずれか１つの数である。また、化学式４でｍは、０〜５、０〜４、０〜３、０〜２または０〜１の範囲内のいずれか１つの数である。
化学式４でＸは、（ｍ＋ｎ）価のラジカルであり、例えば、炭素数２〜２０、炭素数２〜１６、炭素数２〜１２、炭素数２〜８または炭素数２〜６のハイドロカーボン、例えば、直鎖または分岐鎖のアルカンから誘導された（ｍ＋ｎ）価のラジカルである。
【００４６】
化学式５でＸのアルキル基は、例えば、炭素数１〜２０、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数４〜１２、炭素数６〜１２の直鎖または分岐鎖アルキル基である。
【００４７】
化学式３〜化学式５で定義された置換基、例えば、アルキル基、アルキレン基、アルキリデン基または（ｍ＋ｎ）価のラジカルなどは、必要に応じて、１つ以上の置換基によって置換されていてもよく、この際、置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、エポキシ基、オキソ基、オキセタニル基、チオール基、シアノ基、カルボキシル基またはアリール基などが例示されるが、これに制限されるものではない。
【００４８】
アクリレート化合物のような重合性化合物の前駆物質内での比率は、目的物性、例えば、ポリマーネットワークの配向性などを損傷させないものなら、特に制限されず、例えば、前駆物質内のケイ素化合物１００重量部に対して約４０重量部〜１，０００重量部程度に含まれることができる。
【００４９】
ポリマーネットワークまたはその前駆物質は、上記言及した化合物にさらに必要な場合に、溶媒、ラジカルまたは陽イオン開始剤、塩基性物質、ネットワークを形成することができるその他反応性化合物、液晶化合物または界面活性剤などの添加剤をさらに含むことができる。例えば、ポリマーネットワークまたはその前駆物質は、液晶性化合物、例えば、反応性液晶化合物を含むことができる。このような場合にも、上記液晶性化合物の比率は、少量に調節されることが適切である。
【００５０】
ポリマーネットワークは、液晶領域の液晶化合物とともに下記数式１を満足することができる。
【００５１】
［数式１］
（１−ａ）×｛２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５≦ｎｐ≦（１＋ａ）×ｎｅ
【００５２】
数式１でａは、０〜０．５の範囲内のいずれか１つの数であり、ｎｏは、液晶化合物の正常屈折率（ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）であり、ｎｅは、液晶化合物の異常屈折率（ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）であり、ｎｐは、ポリマーネットワークの屈折率である。
【００５３】
本明細書で屈折率は、特に別途規定しない限り、５５０ｎｍの波長の光に対して測定された屈折率である。また、ポリマーネットワークの正常屈折率と異常屈折率が異なる場合には、用語ポリマーネットワークの屈折率は、上記ネットワークの正常屈折率を意味する。ポリマーネットワークと液晶化合物を、上記数式１を満足するように選択することによって、透過モードで優れた透明性を示し、且つ高いコントラスト比率が確保される素子が提供され得る。
【００５４】
数式１でａは、例えば、０．４未満、０．３未満、０．２未満または０．１未満であるか、０である。
【００５５】
ポリマーネットワークは、３以上、３．５以上または４以上の誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有することができる。このような誘電率の範囲で液晶セルの駆動電圧特性を優秀に維持することができる。上記誘電率の上限は、特に制限されず、例えば、２０以下、１５以下または１０以下程度である。
【００５６】
ポリマーネットワークに分散している液晶領域は、液晶化合物を含む。液晶化合物としては、ポリマーネットワーク内で相分離され、ポリマーネットワークによって配向された状態で存在することができるものなら、すべての種類の化合物を使用することができる。例えば、液晶化合物としては、スメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）液晶化合物、ネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）液晶化合物またはコレステリック（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ）液晶化合物などを使用することができる。液晶化合物は、相分離され、ポリマーネットワークとは、結合されていないし、外部で電圧が印加される場合に、それによって配向が変更され得る形態である。このために、例えば、液晶化合物は、重合性基または架橋性基を有しない化合物である。
【００５７】
１つの例示で液晶化合物としては、下記数式２を満足するネマチック液晶化合物、例えば、ネマチック液晶化合物を使用することができる。
【００５８】
［数式２］
（ｎｅ＋ｎｏ）／２−ｂ≦｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５≦（ｎｅ＋ｎｏ）／２＋ｂ
【００５９】
数式２でｎｅは、液晶化合物の異常屈折率であり、ｎｏは、液晶化合物の正常屈折率であり、ｂは、０．１〜１の範囲内のいずれか１つの数である。
数式２を満足する液晶化合物は、透過モードで優れた透明性を示し、且つ高いコントラスト比率が確保される素子を提供することができる。
【００６０】
数式２でｂは、他の例示では、０．１〜０．９、０．１〜０．７、０．１〜０．５または０．１〜０．３である。
【００６１】
液晶化合物は、異常誘電率εｅ（ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ、長軸方向の誘電率）と正常誘電率εｏ（ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ、短軸方向の誘電率）の差が４以上、６以上、８以上または１０以上である。このような誘電率を有すれば、駆動電圧特性に優れた素子を提供することができる。上記誘電率の差は、その数値の高いほど素子が適切な特性を示すことができるものであって、その上限は、特に制限されない。例えば、液晶化合物としては、異常誘電率εｅ（ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ、長軸方向の誘電率）が６〜５０程度であり、正常誘電率εｏ（ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ、短軸方向の誘電率）が２．５〜７程度である化合物を使用することができる。
【００６２】
液晶層は、ポリマーネットワーク５重量部〜７０重量部及び液晶化合物３０重量部〜９５重量部を含むことができる。他の例示で液晶層は、ポリマーネットワーク５重量部〜６５重量部及び液晶化合物３５重量部〜９５重量部、ポリマーネットワーク５重量部〜６０重量部及び液晶化合物４０重量部〜９５重量部、ポリマーネットワーク５重量部〜５５重量部及び液晶化合物５５重量部〜９５重量部、ポリマーネットワーク５重量部〜５０重量部及び液晶化合物５０重量部〜９５重量部、ポリマーネットワーク５重量部〜４５重量部及び液晶化合物５５重量部〜９５重量部、ポリマーネットワーク５重量部〜４０重量部及び液晶化合物６０重量部〜９５重量部、ポリマーネットワーク５重量部〜３５重量部及び液晶化合物６５重量部〜９５重量部、ポリマーネットワーク５重量部〜３０重量部及び液晶化合物７０重量部〜９５重量部、ポリマーネットワーク５重量部〜２５重量部及び液晶化合物７５重量部〜９５重量部、ポリマーネットワーク２０重量部〜５０重量部及び液晶化合物８０重量部〜９５重量部またはポリマーネットワーク５重量部〜１５重量部及び液晶化合物８５重量部〜９５重量部を含むことができる。このような重量比率の範囲内で目的物性、例えば、ポリマーネットワークの配向性が適切に維持され得る。
【００６３】
液晶層の位相差（Ｒｃ）は、目的する素子モードまたは構造によって決定されるものであって、特に制限されない。例えば、液晶層は、５５０ｎｍ波長に対して約２４０ｎｍ〜３１０ｎｍ、２４５ｎｍ〜３０５ｎｍ、２５０ｎｍ〜３００ｎｍの位相差を示すことができる。このような範囲の位相差は、例えば、２個の偏光層の間で通常透過モード（Ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｍｏｄｅ）の素子を具現するのに適している。
【００６４】
液晶層は、例えば、下記数式３を満足することができる。
【００６５】
［数式３］
２４７ｎｍ≦｛ｄ×（ｎｅ−ｎｏ）｝×Ａ≦３０２ｎｍ
【００６６】
数式３でｄは、液晶層の厚さ（単位：ｎｍ）であり、ｎｅは、液晶化合物の異常屈折率であり、ｎｏは、液晶化合物の正常屈折率であり、Ａは、ポリマーネットワークと液晶化合物の合計重量Ｔを基準として液晶化合物の重量Ｌの比率Ｌ／Ｔまたは液晶層の全体体積ＴＶにおいて液晶化合物が占める体積ＶＬの比率ＶＬ／ＴＶである。
【００６７】
数式３で｛ｄ×（ｎｅ−ｎｏ）｝×Ａで計算される数値は、液晶層の理論位相差である。液晶層の理論位相差は、上記記述した液晶層の位相差（実測位相差）と近接するほど適切である。例えば、数式３で｛ｄ×（ｎｅ−ｎｏ）｝×Ａで計算される数値と液晶層の実測位相差との差の絶対値は、約１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、８ｎｍ以下または５ｎｍ以下である。数式３を満足する液晶層は、例えば、２個の偏光層の間で通常透過モードの素子を具現するのに適している。
【００６８】
数式３で（ｎｅ−ｎｏ）は、例えば、０．０５〜０．２０である。上記（ｎｅ−ｎｏ）は、他の例示で０．０７以上である。また、他の例示で上記（ｎｅ−ｎｏ）は、０．１８以下または０．１５以下である。
【００６９】
数式３でＡは、ポリマーネットワークと液晶化合物の合計重量Ｔを基準として液晶化合物の重量Ｌの比率Ｌ／Ｔまたは液晶層の全体体積ＴＶにおいて液晶化合物が占める体積ＶＬの比率ＶＬ／ＴＶであり、例えば、０．５〜０．９８の範囲内にあり得る。上記の比率（Ｌ／ＴまたはＶＬ／ＴＶ）は、他の例示で０．６以上または０．７以上である。
【００７０】
液晶層の厚さは、上記を満足するように設定される限り、特に制限されず、例えば、１μｍ〜１０μｍ程度の範囲内にあり得る。
【００７１】
液晶素子は、配向膜をさらに含むことができる。配向膜は、例えば、液晶層と隣接して配置されていてもよい。本発明で配向膜が液晶層と隣接して配置されているというのは、配向膜が液晶層の配向に影響を及ぼすことができるように配置されていることを意味し、１つの例示で配向膜と液晶層が隣接して形成されていることを意味するが、配向膜が液晶層の配向に影響を及ぼすことができる位置に存在する限り、必ず両方が当接して位置しなければならないのではない。図１は、例示的な素子の構造であって、配向膜１０１及び上記配向膜１０１の一面に形成された液晶層１０２を含み、上記液晶層１０２は、ポリマーネットワーク１０２１及び液晶領域１０２２を含む液晶素子の例示である。図１では、配向膜１０１が液晶層１０２の一面にのみ存在するが、配向膜は、液晶層の両面に存在してもよい。本発明で液晶領域は、ポリマーネットワーク内に液晶化合物が存在する領域を意味し、例えば、液晶化合物を含む領域であって、上記ポリマーネットワークとは相分離された状態で上記ネットワーク内に分散している領域を意味する。図１で、液晶領域１０２２内の液晶化合物は、矢印で表示されている。
【００７２】
液晶素子が配向膜を含む場合に、配向膜としては、例えば、光配向性化合物を含む配向膜を使用することができる。本発明で用語光配向性化合物は、光の照射などを通じて所定方向に整列（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎａｌｌｙ  ｏｒｄｅｒｅｄ）され、上記整列された状態で異方性相互作用（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）などの相互作用を通じて隣接する液晶化合物を所定方向に配向させることができる化合物を意味する。配向膜において光配向性化合物は、方向性を有するように整列された状態で存在することができる。光配向性化合物は、単分子化合物、単量体性化合物、オリゴマー性化合物または高分子性化合物である。
【００７３】
光配向性化合物は、光感応性残基（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｍｏｉｅｔｙ）を含む化合物である。液晶化合物の配向に使用される光配向性化合物は、多様に公知されている。光配向性化合物としては、例えば、トランス−シス光異性化（ｔｒａｎｓ−ｃｉｓｐｈｏｔｏｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）によって整列される化合物；鎖切断（ｃｈａｉｎ  ｓｃｉｓｓｉｏｎ）または光酸化（ｐｈｏｔｏ−ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）などのような光分解（ｐｈｏｔｏ−ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）によって整列される化合物；［２＋２］添加環化（［２＋２］ｃｙｃｌｏａｄｄｉｔｉｏｎ）、［４＋４］添加環化または光二量化（ｐｈｏｔｏｄｉｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）などのような光架橋または光重合によって整列される化合物；光フリーズ再配列（ｐｈｏｔｏ−Ｆｒｉｅｓ  ｒｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）によって整列される化合物または開環／閉環（ｒｉｎｇ  ｏｐｅｎｉｎｇ／ｃｌｏｓｕｒｅ）反応によって整列される化合物などを使用することができる。トランス−シス光異性化によって整列される化合物としては、例えば、スルホ化ジアゾ染料（ｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ  ｄｉａｚｏ  ｄｙｅ）またはアゾ高分子（ａｚｏ  ｐｏｌｙｍｅｒ）などのアゾ化合物やスチルベン化合物（ｓｔｉｌｂｅｎｅｓ）などが例示されることができ、光分解によって整列される化合物としては、シクロブタンテトラカボキシル酸二無水物（ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ−１、２、３、４−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、芳香族ポリシランまたはポリエステル、ポリスチレンまたはポリイミドなどが例示される。また、光架橋または光重合によって整列される化合物としては、シンナマート（ｃｉｎｎａｍａｔｅ）化合物、クマリン（ｃｏｕｍａｒｉｎ）化合物、シンナムアミド  （ｃｉｎｎａｍａｍｉｄｅ）化合物、テトラヒドロフタルイミド（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｐｈｔｈａｌｉｍｉｄｅ）化合物、マレイミド（ｍａｌｅｉｍｉｄｅ）化合物、ベンゾフェノン化合物またはジフェニルアセチレン（ｄｉｐｈｅｎｙｌａｃｅｔｙｌｅｎｅ）化合物や光感応性残基としてチァルコニル（ｃｈａｌｃｏｎｙｌ）残基を有する化合物（以下、チァルコン化合物）またはアントラセニル（ａｎｔｈｒａｃｅｎｙｌ）残基を有する化合物（以下、アントラセニル化合物）などが例示されることができ、光フリーズ再配列によって整列される化合物としては、ベンゾエート（ｂｅｎｚｏａｔｅ）化合物、ベンゾアミド（ｂｅｎｚｏａｍｉｄｅ）化合物、メタアクリルアミドアリール（メタ）アクリレート（ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｍｉｄｏａｒｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）化合物などの芳香族化合物が例示されることができ、開環／閉環反応によって整列する化合物としては、スピロピラン化合物などのように［４＋２］π電子システム（［４＋２］π  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｓｙｓｔｅｍ）の開環／閉環反応によって整列する化合物などが例示されるが、これに制限されるものではない。
【００７４】
光配向性化合物は、単分子化合物、単量体性化合物、オリゴマー性化合物または高分子性化合物であるか、または上記光配向性化合物と高分子のブレンド（ｂｌｅｎｄ）形態である。上記でオリゴマー性または高分子性化合物は、上記記述した光配向性化合物から誘導された残基または上記記述した光感応性残基を主鎖内または側鎖に有することができる。
【００７５】
光配向性化合物から誘導された残基または光感応性残基を有するか、または上記光配向性化合物と混合され得る高分子としては、ポリノルボルネン、ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアクリレート、ポリ（メタ）アクリレート、ポリイミド、ポリアミド酸（ｐｏｌｙ（ａｍｉｃ  ａｃｉｄ））、ポリマレインイミド、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリビニルエーテル、ポリビニルエステル、ポリスチレン、ポリシロキサン、ポリアクリルニトリルまたはポリメタクリルニトリルなどが例示されるが、これに制限されるものではない。
【００７６】
配向性化合物に含まれることができる高分子としては、代表的には、ポリノルボルネンシンナマート、ポリノルボルネンアルコキシシンナマート、ポリノルボルネンアリロイルオキシシンナマート、ポリノルボルネンフッ素化シンナマート、ポリノルボルネン塩素化シンナマートまたはポリノルボルネンジシンナマートなどが例示されるが、これに制限されるものではない。
【００７７】
配向性化合物が高分子性化合物である場合に、上記化合物は、例えば、約１０，０００ｇ／ｍｏｌ〜５００，０００ｇ／ｍｏｌ程度の数平均分子量を有することができるが、これに制限されるものではない。
【００７８】
配向膜は、例えば、上記光配向性化合物に光開始剤など必要な添加剤を配合し、コーティングした後に、所望の方向の偏光紫外線などを照射して形成することができる。
【００７９】
液晶素子は、液晶層の一側または両側に配置された偏光層を含むことができる。偏光層としては、特別な制限なしに既存のＬＣＤなどで使用される通常の素材、例えば、ＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ））偏光板などや、リオトロピック液晶（ＬＬＣ：Ｌｙｏｔｒｏｐｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｙｓｔａｌ）や、反応性液晶（ＲＭ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｍｅｓｏｇｅｎ）と二色性色素（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｄｙｅ）を含む偏光コーティング層のようにコーティング方式で具現した偏光層を使用することができる。偏光層が存在する場合に、該偏光層の光吸収軸の配置などは、特に制限されず、例えば、液晶層の初期配向などと具現しようとする素子のモードなどを考慮して選択され得る。例えば、通常透過モード（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｍｏｄｅ）の素子の具現のためには、液晶層の両側に２個の偏光層を配置し、且つ上記各偏光層の光吸収軸が互いに８０度〜１００度の範囲内のいずれか１つの角度、例えば互いに垂直を成すように配置することができる。このような状態で液晶層の初期配向は、上記２個の偏光層の光吸収軸と４０度〜５０度の範囲内のいずれか１つの角度、例えば約４５度を成すように配置され得る。本発明で用語液晶層の初期配向は、電圧が印加されていない状態での液晶層の光軸、例えば、遅相軸を意味する。
【００８０】
液晶素子は、１個または２個以上の基材層を含むことができる。通常、液晶層は、対向配置された２個の基材層の間に配置され得る。このような構造で基材層の内側、例えば、液晶層と基材層との間に上記配向膜が配置され得る。例えば、液晶素子は、互いに対向している基材層をさらに含み、上記液晶層及び配向膜が上記対向している基材層の間に存在することができる。図２は、互いに所定間隔で離隔されて対向配置されている基材層２０１Ａ、２０１Ｂの間に存在し、配向膜１０１と液晶層１０２が存在する例示的な液晶素子を示している。基材層が存在する場合、上記言及した偏光層は、通常、基材層の外側に存在することができるが、必要な場合に、偏光層は、基材層の内側、すなわち液晶層と基材層との間に存在してもよい。このような場合に、偏光層として、上記言及した偏光コーティング層の使用が有利である。
【００８１】
基材層としては、特別な制限なしに公知の素材を使用することができる。例えば、ガラスフィルム、結晶性または非結晶性シリコンフィルム、石英またはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）フィルムなどの無機系フィルムやプラスチックフィルムなどを使用することができる。基材層としては、光学的に等方性である基材層や、位相差層のように光学的に異方性である基材層または偏光板やカラーフィルター基板などを使用することができる。例えば、偏光層が基材層の内側、すなわち液晶層と基材層との間に存在する場合には、基材層として異方性基材層が使用される場合にも、適切な性能の素子が具現され得る。
【００８２】
プラスチック基材層としては、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；ノルボルネン誘導体などのＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ  ｏｌｅｆｉｎ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）；ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）；ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）；ＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；Ｐａｃ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＥＳ（ｐｏｌｙ  ｅｔｈｅｒ  ｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）；ＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｍａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）または非晶質フッ素樹脂などを含む基材層を使用することができるが、これに制限されるものではない。基材層には、必要に応じて、金、銀、二酸化ケイ素または一酸化ケイ素などのケイ素化合物のコーティング層や、反射防止層などのコーティング層が存在してもよい。
【００８３】
基材層の表面、例えば、基材層の液晶層側の表面（例えば、図２で配向膜１０１または液晶層１０２と当接する基材層２０１Ａまたは２０１Ｂの表面には、電極層が含まれることができる。電極層は、例えば、伝導性高分子、伝導性金属、伝導性ナノワイヤまたはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの金属酸化物などを蒸着して形成することができる。電極層は、透明性を有するように形成され得る。この分野では、透明電極層を形成することができる多様な素材及び形成方法が公知されており、このような方法は、いずれも適用され得る。必要な場合に、基材層の表面に形成される電極層は、適切にパターン化されていてもよい。
【００８４】
液晶素子は、散乱モードと透過モードの間または透過モード（ｗｈｉｔｅ  ｍｏｄｅ）と遮断モード（ｂｌａｃｋ  ｍｏｄｅ）の間をスイッチングするように構成され得る。液晶素子が散乱モードと透過モードの間をスイッチングするように具現されている場合には、液晶化合物は、初期状態で整列されない状態で存在することができ、液晶素子が透過モードと遮断モードの間をスイッチングするように具現されている場合には、液晶化合物は、初期状態で整列された状態で存在していてもよい。本発明で用語初期状態は、外部電圧のように液晶化合物の配向に影響を及ぼすことができる外部作用が存在しない状態を意味する。
【００８５】
液晶素子が透過モードと遮断モードの間をスイッチングするように具現されている場合に、液晶層内で液晶化合物は、初期状態で一方向に整列された状態で存在することができ、このような整列方向は、外部作用、例えば、外部電圧の印加によって変化することができる。これによって、本発明では、透過モード（ｗｈｉｔｅ  ｍｏｄｅ）と遮断モード（ｂｌａｃｋ  ｍｏｄｅ）の間をスイッチング（ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ）することができる素子が具現され得る。例えば、上記言及したように、光吸収軸が互いに８０度〜１００度内のいずれか１つの角度、例えば垂直するように配置された２枚の偏光層の間に初期配向が上記偏光層の光吸収軸と４０度〜５０度内のいずれか１つの角度、例えば、４５度を成すように液晶層が位置する場合に通常透過モード（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｍｏｄｅ）の素子が具現され得る。上記状態で電圧の印加によって液晶化合物の配向状態を、例えば垂直配向状態に変更し、遮断モードを具現することができる。本発明で用語遮断モード（ｂｌａｃｋ  ｍｏｄｅ）は、通常的なＰＤＬＣでのいわゆる散乱モードとは区別される概念であって、例えば、遮断モードでのヘイズは、１０％以下、８％以下、６％以下または５％以下である。したがって、本発明で用語散乱モード（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｍｏｄｅ）は、例えば、ヘイズが１０％以上、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上または９５％以上の状態を意味する。また、本発明の素子の透過モードでのヘイズは、１０％以下、８％以下、６％以下または５％以下である。上記ヘイズは、測定対象を透過する全体透過光の透過率に対する拡散光の透過率の百分率である。上記ヘイズは、ヘイズメーター（ｈａｚｅｍｅｔｅｒ、ＮＤＨ−５０００ＳＰ）を用いて評価することができる。ヘイズは、上記ヘイズメーターを用いて次の方式で評価することができる。すなわち、光を、測定対象を透過させて積分球内に入射させる。この過程で光は、測定対象によって拡散光ＤＴと平行光ＰＴとに分離され、この光は、積分球内で反射し、受光素子に集光され、集光された光を通じて上記ヘイズの測定が可能である。すなわち、上記過程による全透過光ＴＴは、上記拡散光ＤＴと平行光ＰＴの総和ＤＴ＋ＰＴであり、ヘイズは、上記全体透過光に対する拡散光の百分率（Ｈａｚｅ（％）＝１００×ＤＴ／ＴＴ）で規定され得る。また、本発明の液晶素子は、透過モードで優れた透明性を示すことができる。例えば、液晶素子は、通常透過モードの場合には、通常配向状態、すなわち電圧無印加状態のように外部作用がない状態で８０％以上、８５％以上、９０％以上または９５％以上の光透過率を示すことができる。また、通常遮断モードの場合には、電圧印加のような外部作用が存在する状態で上記言及した光透過率を示すことができる。上記光透過率は、可視光領域、例えば、約４００ｎｍ〜７００ｎｍ範囲内のいずれか１つの波長に対する光透過率である。
【００８６】
液晶素子は、高いコントラスト比率を示すことができる。本発明で用語コントラスト比率は、上記透過モードでの輝度Ｔと遮断または散乱モードでの輝度Ｂの比率Ｔ／Ｂを意味する。１つの例示で液晶素子は、上記液晶層と液晶層の両側に配置されている２個の偏光層、すなわち第１及び第２偏光層を含み、上記コントラスト比率の最大値が２００以上、２５０以上、３００以上または３５０以上である。コントラスト比率が高いほど素子の性能に優れていることを意味するので、上記コントラスト比率の上限は、特に制限されない。例えば、コントラスト比率は、６００以下、５５０以下、５００以下、４５０以下または４００以下である。このようなコントラスト比率は、前述したような配向性ポリマーネットワークと偏光層などを用いて素子を具現することによって達成することができる。
【００８７】
液晶素子は、低い駆動電圧を通じて駆動が可能である。例えば、液晶素子は、１０％の光透過率または９０％の光透過率を具現するための要求電圧が６０Ｖ以下、５０Ｖ以下、４０Ｖ以下、３０Ｖ以下、２５Ｖ以下、２２Ｖ以下または２０Ｖ以下である。すなわち、通常透過モード（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｍｏｄｅ）の素子の場合、電圧の印加によって液晶化合物の整列方向を変化させて、遮断モードを具現することができ、このような過程で、光透過率が１０％となるようにするために要求される電圧が上記範囲内である。反対に、通常遮断モード（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｂｌａｃｋ  ｍｏｄｅ）または通常散乱モード（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｍｏｄｅ）の素子の場合、電圧の印加によって液晶化合物の整列方向を変化させて透過モードを具現することができるのに、このような過程で光透過率が９０％となるようにするために要求される電圧が上記範囲内である。上記要求電圧は、低いほど素子の性能に優れていることを意味するので、上記要求電圧の下限は、特に制限されない。例えば、上記要求電圧は、５Ｖ以上である。このような低い駆動電圧は、前述したような配向性ポリマーネットワークと偏光層などを用いて素子を具現することによって達成することができる。
【００８８】
本発明は、また、液晶層の前駆組成物、例えば、上記液晶層を形成することができる前駆組成物またはその組成物を用いた液晶素子の製造方法に関する。
【００８９】
例示的な組成物は、ポリマーネットワークを形成することができるように組成された前駆物質、例えば、前述したポリマーネットワーク前駆物質及び液晶化合物を含むことができる。
【００９０】
前駆物質に対する具体的な事項は、上記記述した内容が同一に適用され得る。例えば、前駆物質は、化学式１または化学式２で表示されるような重合性または非重合性のケイ素化合物を含むことができる。上記で２種以上のケイ素化合物が使用される場合に、その種類やそれぞれの比率、アクリレート化合物などを含む前駆物質が含むことができるその他化合物、上記前駆物質とともに含まれることができる液晶化合物の種類、数式１〜３に対する事項なども上記記述した内容が同一に適用され得る。
【００９１】
組成物内で前駆物質と液晶化合物の重量比率は、特に制限されず、例えば、組成物は、前駆物質１００重量部に対して約６００重量部〜１，２００重量部、約７００重量部〜１，１００重量部、約７５０重量部〜１，０５０重量部、または約８００重量部〜１，０００重量部程度を含むことができる。また、前駆物質内で上記ケイ素化合物の比率は、特に制限されず、例えば、前駆物質の固形分を基準として上記ケイ素化合物が例えば、５重量％以上、１０重量％以上、１５重量％以上、２０重量％以上、２５重量％以上、３０重量％以上、３５重量％以上、４０重量％以上、４５重量％以上または５０重量％以上含まれることができる。前駆物質内のケイ素化合物の比率の上限は、特に制限されず、前駆物質の固形分がすべてケイ素化合物で具現され得る点を勘案すれば、上記の比率の上限は、固形分を基準として１００重量％である。
【００９２】
組成物は、上記前駆物質と液晶化合物にさらにその他必要な添加剤（例えば、開始剤など）を適切な溶媒に溶解させて製造することができる。溶媒としては、トルエン、キシレン、シクロペンタノンまたはシクロヘキサノンなどの公知の溶媒の使用が可能である。
【００９３】
上記製造方法は、上記組成物を含む層、例えば、上記組成物をコーティングして形成された層を重合させてポリマーネットワーク内に分散している液晶化合物を含む液晶層を形成することを含むことができる。上記で重合は、重合を誘導することができる適切なエネルギー、例えば光を照射して行うことができる。
【００９４】
適切な配向性ポリマーネットワークの形成のために、上記重合は、配向膜上に行われる。例えば、配向膜上に上記前駆体の層を形成するか、あるいは、２個の対向配置された配向膜の間に上記層を形成した後、エネルギーを印加して重合することによって、液晶層を形成することができる。
【００９５】
配向膜は、例えば、上記光配向性化合物を含む配向膜前駆体を適切な基板、例えば、上記基材層にコーティングし、露光し、光配向性化合物を整列させて形成することができる。図３は、基材層２０１Ａに形成された配向膜の前駆体に光を照射し、配向膜１０１を形成する過程を模式的に示す。
【００９６】
配向膜の前駆体は、例えば、上記光配向性化合物にさらに開始剤を適正量で含むことができ、必要な場合に界面活性剤などの他の添加剤をも含むことができる。配向膜の前駆体の層は、例えば、上記前駆体をバーコーティング、コンマコーティング、インクジェットコーティングまたはスピンコーティングなどの通常のコーティング方式にコーティングして形成することができる。前駆体の層が形成される基材層の表面には、例えば、上記記述した透明電極層が形成されていてもよい。
【００９７】
前駆体の層を形成した後、上記層に光を照射することができる。光の照射は、例えば、前駆体が溶媒などを含む場合には、形成された層を適切な条件で乾燥し、溶媒を揮発させた後に行うことができる。このような乾燥は、例えば、約６０℃〜１３０℃の温度で約１分〜５分間行うことができるが、これに制限されるものではない。
【００９８】
光の照射は、前駆体の層に含まれる配向性化合物が整列され得るように行われる。通常、配向性化合物の整列は、直線偏光された光を用いて行われる。照射される光の波長や強さは、配向性化合物が適切に整列するように選択され得る。典型的に、光配向性化合物は、可視光や近紫外線（ｎｅａｒ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）範囲の光によって整列するが、必要な場合に、遠紫外線（ｆａｒ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）や近赤外線（ｎｅａｒ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ）範囲の光が使用されてもよい。
【００９９】
配向膜の形成後に上記配向膜に隣接して液晶層の前駆体の層を形成することができる。図４は、図３で形成された配向膜１０１の表面に存在する液晶層の前駆体に光を照射し、液晶層１０２を形成する過程を模式的に示す。図４では、１つの配向膜上で液晶層が形成される場合を示しているが、必要な場合に、上記液晶層は、前述したように、２個の配向膜の間で形成されてもよい。液晶層の前駆体の層は、例えば、上記組成物を塗布して形成することができる。
【０１００】
前駆体の層を形成した後、上記層に光の照射などの方式でエネルギーを印加し、液晶層を形成することができる。これによって、ポリマーネットワーク前駆体の重合と液晶化合物の相分離によってポリマーネットワーク及び液晶領域が形成され得る。重合は、例えば、液晶層の前駆体が溶媒などを含む場合には、形成された層を適切な条件で乾燥し、溶媒を揮発させた後に行うことができる。
【０１０１】
適切な配向性ネットワークの形成のために、重合は、液晶層前駆体の層、すなわち上記記述した組成物の層がネマチック状態を維持した状態で行われる。上記層がネマチック状態ではない状態、例えば、等方性（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）状態で層が形成されれば、適切な配向性が確保されないことがある。ネマチック状態の維持のために、上記重合は、液晶層前駆体の層、すなわち上記記述した組成物の層のネマチック温度（Ｔｎｉ）未満の温度で行われる。本発明で用語ネマチック温度は、上記層がネマチック状態から等方性状態に転移される温度を意味し、この温度の範囲は、上記層の組成によって決定され得る。上記重合が上記層のネマチック温度未満、すなわち上記層がネマチック状態の状態で行われる限り、その温度は、特に制限されない。
【０１０２】
重合のためのエネルギーの印加、例えば、光の照射の条件は、重合性化合物が重合されてポリマーネットワークが形成され、液晶化合物が相分離され、液晶領域を形成することができるように行われる限り、特に制限されない。必要な場合に、ポリマーネットワークの形成などをさらに促進するために、上記光の照射工程の前または後、またはそれと同時に適切な熱の印加または露光工程を行うことができる。
液晶層を形成した後、必要な場合に形成された液晶層に一側または両側に偏光層を配置する工程などがさらに進行され得る。
【０１０３】
本発明は、また、液晶セルの用途に関する。例示的な液晶セルは、例えば、ロールツーロール工程などを通じて簡単に且つ連続的に製造することができる。液晶セルは、また、フレキシブル素子で具現されることができ、優れたコントラスト比率を確保することができる。
【０１０４】
例えば、本発明は、上記液晶素子を含む光変調装置に関する。光変調装置としては、スマートウィンドウ、ウィンドウ保護膜、フレキシブルディスプレイ素子、３Ｄ映像表示用アクティブリターダー（ａｃｔｉｖｅ  ｒｅｔａｒｄｅｒ）または視野角調節フィルムなどが例示されるが、これに制限されるものではない。上記のような光変調装置を構成する方式は、特に制限されず、上記液晶素子が使用される限り、通常的な方式が適用され得る。
【発明の効果】
【０１０５】
本発明では、低い駆動電圧で駆動され得る素子を提供することができる。上記素子は、例えば、通常透過モード（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｍｏｄｅ）または通常遮断モード（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｂｌａｃｋ  ｍｏｄｅ）を具現することができる。上記素子は、また、コントラスト比率などの他の特性に優れている。このような液晶セルは、例えば、スマートウィンドウ、ウィンドウ保護膜、フレキシブルディスプレイ素子、３Ｄ映像表示用アクティブリターダー（ａｃｔｉｖｅ  ｒｅｔａｒｄｅｒ）または視野角調節フィルムなどのような多様な光変調装置に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】例示的な液晶素子を示す。
【図２】例示的な液晶素子を示す。
【図３】例示的な液晶素子の製造過程を示す。
【図４】例示的な液晶素子の製造過程を示す。
【発明を実施するための形態】
【０１０７】
以下、実施例及び比較例を通じて上記記述した内容をより具体的に説明するが、本発明の範囲が下記提示された内容によって制限されるものではない。
【０１０８】
実施例１
配向膜の形成
下記化学式６の繰り返し単位を有するポリノルボルネン（ＰＮＢＣｉ、重量平均分子量８５，０００、ＰＤＩ（ｐｏｌｙｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ  ｉｎｄｅｘ）：約４．７５）及び光開始剤（Ｉｇａｃｕｒｅ  ９０７）（ポリノルボルネン：光開始剤＝２：０．２５（重量比））をトルエンにポリノルボルネン固形分が２重量％となるように溶解させて、配向膜前駆体を製造した。表面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）透明電極層が形成されているＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム（基材層）の電極層に上記前駆体をコーティングし、ＷＧＰ（Ｗｉｒｅ  Ｇｒｉｄ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）を媒介で直線偏光された紫外線（１、２００ｍＪ／ｃｍ２）を照射し、配向膜を形成した。
【０１０９】
［化学式６］
【化６】
0006049884.tif 000007
【０１１０】
液晶層の前駆組成物及び素子の製造
下記化学式７の化合物（ＨＤＤＡ）７０重量部及び化学式８のケイ素化合物３０重量部を混合して前駆物質を製造し、上記前駆物質１０重量部及び液晶化合物（ＺＧＳ−８０１７、ＪＮＣ、異常屈折率：約１．５９７、正常屈折率：約１．４８７）９０重量部を混合した後、上記を適正量の開始剤とともにトルエン溶媒に溶解させて、前駆組成物を製造した。その後、上記製造された配向膜の表面に上記前駆組成物をコーティングした。コーティングされた組成物上に上記配向膜形成項目で記述したものと同一の方式で一面に配向膜を形成したＰＣフィルムの配向膜面を上記コーティング層と当接するように積層した後に、紫外線（３００ｍＷ／ｃｍ２）を照射し、液晶層を形成した。その後、ＰＣフィルムの両方の外側に互いに吸収軸の方向が直交するように２個の偏光板（ＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ））系）を配置した。この過程でＰＣフィルムの配向膜の配向方向と偏光板の吸収軸は、互いに４５度を成すようにした。
【０１１１】
［化学式７］
【化７】
0006049884.tif 000008
【０１１２】
［化学式８］
【化８】
0006049884.tif 000009
【０１１３】
実施例２
前駆物質の製造時に下記化学式９の化合物３０重量部を上記化学式７の化合物７０重量部と混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１１４】
［化学式９］
【化９】
0006049884.tif 000010
【０１１５】
実施例３
前駆物質の製造時に下記化学式１０の化合物５０重量部を上記化学式７の化合物５０重量部と混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１１６】
［化学式１０］
【化１０】
0006049884.tif 000011
【０１１７】
実施例４
前駆物質の製造時に上記化学式１０の化合物４５重量部、化学式７の化合物４５重量部及び下記化学式１１の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例３と同一の方式で素子を製造した。
【０１１８】
［化学式１１］
【化１１】
0006049884.tif 000012
【０１１９】
実施例５
前駆物質の製造時に上記化学式１０の化合物４５重量部、化学式７の化合物４５重量部及び下記化学式１２の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例３と同一の方式で素子を製造した。
【０１２０】
［化学式１２］
【化１２】
0006049884.tif 000013
【０１２１】
実施例６
前駆物質の製造時に上記化学式１０の化合物４０重量部、化学式７の化合物４０重量部及び上記化学式１２の化合物２０重量部を混合したことを除いて、実施例３と同一の方式で素子を製造した。
【０１２２】
実施例７
前駆物質の製造時に上記化学式１０の化合物８０重量部、上記化学式１１の化合物１０重量部及び上記化学式１２の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例３と同一の方式で素子を製造した。
【０１２３】
実施例８
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物７０重量部及び上記化学式１２の化合物３０重量部を混合したことを除いて、実施例３と同一の方式で素子を製造した。
【０１２４】
実施例９
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物６０重量部、上記化学式１０の化合物３０重量部及び上記化学式１１の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１２５】
実施例１０
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物６０重量部、上記化学式１０の化合物３０重量部及び上記化学式１２の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１２６】
実施例１１
前駆物質の製造時に上記化学式１０の化合物５０重量部及び上記化学式１１の化合物５０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１２７】
実施例１２
前駆物質の製造時に上記化学式１０の化合物８０重量部及び上記化学式１１の化合物２０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１２８】
実施例１３
前駆物質の製造時に上記化学式１０の化合物５０重量部及び下記化学式１３の化合物５０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１２９】
［化学式１３］
【化１３】
0006049884.tif 000014
【０１３０】
実施例１４
前駆物質の製造時に上記化学式１０の化合物８０重量部及び上記化学式１３の化合物２０重量部を混合したことを除いて、実施例１３と同一の方式で素子を製造した。
【０１３１】
実施例１５
前駆物質の製造時に上記化学式１０の化合物２０重量部及び上記化学式１３の化合物８０重量部を混合したことを除いて、実施例１３と同一の方式で素子を製造した。
【０１３２】
実施例１６
前駆物質の製造時に下記化学式１４の化合物５０重量部及び上記化学式１０の化合物５０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１３３】
［化学式１４］
【化１４】
0006049884.tif 000015
【０１３４】
実施例１７
前駆物質の製造時に下記化学式１５の化合物５０重量部及び上記化学式１０の化合物５０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１３５】
［化学式１５］
【化１５】
0006049884.tif 000016
【０１３６】
実施例１８
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び上記化学式８の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１３７】
実施例１９
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び上記化学式９の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１３８】
実施例２０
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び下記化学式１６の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１３９】
［化学式１６］
【化１６】
0006049884.tif 000017
【０１４０】
実施例２１
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び上記化学式１４の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１４１】
実施例２２
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び上記化学式１０の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１４２】
実施例２３
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び上記化学式１３の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１４３】
実施例２４
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び下記化学式１７の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１４４】
［化学式１７］
【化１７】
0006049884.tif 000018
【０１４５】
実施例２５
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び上記化学式１５の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１４６】
実施例２６
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び下記化学式１８の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１４７】
［化学式１８］
【化１８】
0006049884.tif 000019
【０１４８】
実施例２７
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び下記化学式１９の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１４９】
［化学式１９］
【化１９】
0006049884.tif 000020
【０１５０】
実施例２８
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び下記化学式２０の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１５１】
［化学式２０］
【化２０】
0006049884.tif 000021
【０１５２】
実施例２９
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び下記化学式２１の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１５３】
［化学式２１］
【化２１】
0006049884.tif 000022
【０１５４】
実施例３０
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び下記化学式２２の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１５５】
［化学式２２］
【化２２】
0006049884.tif 000023
【０１５６】
実施例３１
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び下記化学式２３の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１５７】
［化学式２３］
【化２３】
0006049884.tif 000024
【０１５８】
実施例３２
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び上記化学式１１の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１５９】
実施例３３
前駆物質の製造時に上記化学式７の化合物９０重量部及び上記化学式１２の化合物１０重量部を混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１６０】
比較例１
前駆物質の製造時に下記化学式２４の化合物のみを液晶化合物及び開始剤などと混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１６１】
［化学式２４］
【化２４】
0006049884.tif 000025
【０１６２】
比較例２
前駆物質の製造時に下記化学式２５の化合物のみを液晶化合物及び開始剤などと混合したことを除いて、実施例１と同一の方式で素子を製造した。
【０１６３】
［化学式２５］
【化２５】
0006049884.tif 000026
【０１６４】
試験例１．配向有無に対する確認
実施例で製造された液晶層を光吸収軸が互いに直交するように配置された二枚の偏光板の間に位置させ、液晶層を回転させながら、透過（ｗｈｉｔｅ）モードと遮断（ｂｌａｃｋ）モードの間をスイッチングするか否かを確認し、配向性を評価した。上記過程を通じて透過及び遮断モードの間をスイッチングする場合、ポリマーネットワーク内の液晶化合物が液晶層内で配向されているものと評価することができる。評価結果、すべての実施例の場合、透過及び遮断モードの間でのスイッチングが確認されたが、比較例は、スイッチングが確認されなかった。
【０１６５】
試験例２．駆動電圧の評価
実施例及び比較例で製造された素子の上下基材層のＩＴＯ透明電極層にＡＣ電源を連結し、駆動させながら、各素子の駆動時に要求される駆動電圧を評価した。駆動電圧は、通常透過モード（Ｎｏｒｍａｌｌｙ  Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｍｏｄｅ）で形成された素子が電圧の印加によって遮断モードに転換されるときに遮断率が最大となる時点での電圧を評価した。
【０１６６】
このような駆動電圧の評価結果を下記表１に記載した。
【０１６７】
【表１】
0006049884.tif 000027
［項目１］
ケイ素化合物を含む前駆物質のポリマーネットワーク及び上記ポリマーネットワーク内に分散した状態で存在する液晶化合物を含む液晶層を有する液晶素子。
［項目２］
ケイ素化合物は、下記化学式１または化学式２で表示される、項目１に記載の液晶素子：
［化学式１］
［化１］
0006049884.tif 000028
［化学式２］
［化２］
0006049884.tif 000029
化学式１または化学式２で、ｎは、０〜１０の範囲内の数であり、ｍは、２〜８の範囲内の数であり、Ｘは、−Ｏ−または−ＮＷ−であり、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、重合性官能基、−Ａ−Ｒ７または−Ｌ−Ｓｉ（Ｒ８）ｐ（Ｒ９）（３−ｐ）であり、上記Ａ及びＬは、それぞれ独立に、アルキレン基、アルキニレン基、アリレン基、アルケニレン基、アルキリデン基、−Ｏ−または−ＮＷ−であり、Ｒ７は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基または重合性官能基であり、Ｒ８は、重合性官能基であり、Ｒ９は、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基であり、ｐは、０〜３の数であり、Ｗは、水素またはアルキル基である。
［項目３］
上記液晶化合物は、初期状態で整列された状態で存在するか、あるいは、整列されない状態で存在する、項目１または項目２に記載の液晶素子。
［項目４］
上記前駆物質は、下記化学式３〜化学式５のうちいずれか１つで表示される化合物をさらに含む、項目１から項目３のいずれか１項に記載の液晶素子：
［化学式３］
［化３］
0006049884.tif 000030
［化学式４］
［化４］
0006049884.tif 000031
［化学式５］
［化５］
0006049884.tif 000032
化学式３でＲは、それぞれ独立に、水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは、炭素数１〜２０のアルキレン基またはアルキリデン基であり、化学式４でｎは、３以上の数であり、ｍは、０〜５の数であり、Ｒは、それぞれ独立に、水素または炭素数１〜４のアルキル基で、Ｘは、（ｍ＋ｎ）価のラジカルであり、Ｙは、水素またはアルキル基であり、化学式５でＲは、水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは、炭素数１〜２０のアルキル基である。
［項目５］
下記数式１を満足する、項目１から項目４のいずれか１項に記載の液晶素子：
［数式１］
（１−ａ）×｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５≦ｎｐ≦（１＋ａ）×ｎｅ
数式１でａは、０〜０．５の範囲内のいずれか１つの数であり、ｎｏは、上記液晶化合物の正常屈折率であり、ｎｅは、上記液晶化合物の異常屈折率であり、ｎｐは、上記ポリマーネットワークの屈折率である。
［項目６］
上記液晶化合物は、下記数式２を満足する、項目１から項目４のいずれか１項に記載の液晶素子：
［数式２］
（ｎｅ＋ｎｏ）／２−ｂ≦｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５≦（ｎｅ＋ｎｏ）／２＋ｂ
数式２でｎｅは、上記液晶化合物の異常屈折率であり、ｎｏは、上記液晶化合物の正常屈折率であり、ｂは、０．１〜１の範囲内のいずれか１つの数である。
［項目７］
上記液晶層は、上記ポリマーネットワーク５重量部〜７０重量部及び上記液晶化合物３０重量部〜９５重量部を含む、項目１から項目６のいずれか１項に記載の液晶素子。
［項目８］
下記数式３を満足する、項目１から項目７のいずれか１項に記載の液晶素子：
［数式３］
２４７ｎｍ≦｛ｄ×（ｎｅ−ｎｏ）｝×Ａ≦３０２ｎｍ
数式３でｄは、上記液晶層の厚さ（単位：ｎｍ）であり、ｎｅは、上記液晶化合物の異常屈折率であり、ｎｏは、上記液晶化合物の正常屈折率であり、Ａは、上記ポリマーネットワークと上記液晶化合物の合計重量Ｔを基準として上記液晶化合物の重量Ｌの比率Ｌ／Ｔまたは上記液晶層の全体体積ＴＶにおいて上記液晶化合物が占める体積ＶＬの比率ＶＬ／ＴＶである。
［項目９］
上記液晶層と隣接する配向膜をさらに含む、項目１から項目８のいずれか１項に記載の液晶素子。
［項目１０］
上記液晶層の両側に配置された偏光層をさらに含み、上記２個の偏光層の光吸収軸は、互いに８０度〜１００度の範囲内のいずれか１つの角度を成し、上記液晶層の初期配向は、上記２個の偏光層のうちいずれか１つの偏光層と４０度〜５０度の範囲内のいずれか１つの角度を成す、項目１から項目９のいずれか１項に記載の液晶素子。
［項目１１］
通常透過または通常遮断モードであり、通常透過モードで１０％の光透過率または通常遮断モードで９０％の光透過率を具現するための要求電圧が６０Ｖ以下である、項目１から項目１０のいずれか１項に記載の液晶素子。
［項目１２］
ケイ素化合物を含む前駆物質及び液晶化合物を含む液晶層前駆組成物。
［項目１３］
上記ケイ素化合物は、下記化学式１または化学式２で表示される、項目１２に記載の液晶層前駆組成物：
［化学式１］
［化１］
0006049884.tif 000033
［化学式２］
［化２］
0006049884.tif 000034
化学式１または化学式２で、ｎは、０〜１０の範囲内の数であり、ｍは、２〜８の範囲内の数であり、Ｘは、−Ｏ−または−ＮＷ−であり、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、重合性官能基、−Ａ−Ｒ７または−Ｌ−Ｓｉ（Ｒ８）ｐ（Ｒ９）（３−ｐ）であり、上記Ａ及びＬは、それぞれ独立に、アルキレン基、アルキニレン基、アリレン基、アルケニレン基、アルキリデン基、−Ｏ−または−ＮＷ−であり、Ｒ７は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基または重合性官能基であり、Ｒ８は、重合性官能基であり、Ｒ９は、アルキル基、アルコキシ基またはアリール基であり、ｐは、０〜３の数であり、Ｗは、水素またはアルキル基である。
［項目１４］
前駆物質は、下記化学式３〜化学式５のうちいずれか１つで表示される化合物をさらに含む、項目１２に記載の液晶層前駆組成物：
［化学式３］
［化３］
0006049884.tif 000035
［化学式４］
［化４］
0006049884.tif 000036
［化学式５］
［化５］
0006049884.tif 000037
化学式３でＲは、それぞれ独立に、水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは、炭素数１〜２０のアルキレン基またはアルキリデン基であり、化学式４でｎは、３以上の数であり、ｍは、０〜５の数であり、Ｒは、それぞれ独立に、水素または炭素数１〜４のアルキル基で、Ｘは、（ｍ＋ｎ）価のラジカルであり、Ｙは、水素またはアルキル基であり、化学式５でＲは、水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｘは、炭素数１〜２０のアルキル基である。
［項目１５］
下記数式１を満足する、項目１２から項目１４のいずれか１項に記載の液晶層前駆組成物：
［数式１］
（１−ａ）×｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５≦ｎｐ≦（１＋ａ）×ｎｅ
数式１でａは、０〜０．５の範囲内のいずれか１つの数であり、ｎｏは、上記液晶化合物の正常屈折率であり、ｎｅは、上記液晶化合物の異常屈折率であり、ｎｐは、ポリマーネットワークの屈折率である。
［項目１６］
上記液晶化合物は、下記数式２を満足する、項目１２から項目１４のいずれか１項に記載の液晶層前駆組成物：
［数式２］
（ｎｅ＋ｎｏ）／２−ｂ≦｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５≦（ｎｅ＋ｎｏ）／２＋ｂ
数式２でｎｅは、上記液晶化合物の異常屈折率であり、ｎｏは、上記液晶化合物の正常屈折率であり、ｂは、０．１〜１の範囲内のいずれか１つの数である。
［項目１７］
項目１から項目１１のいずれか１項に記載の液晶素子を含む光変調装置。
【符号の説明】
【０１６８】
１０１  配向膜
１０２  液晶層
１０２１  ポリマーネットワーク
１０２２  液晶領域
２０１Ａ、２０１Ｂ  基材層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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