(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向性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一方向に整列され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ていて、互いの光吸収軸が８０〜１００度内のいずれか１つの角度または−１０〜１０度内のいずれか１つの角度をなしている第１及び第２偏光層と、を含み、
前記液晶化合物の初期整列方向が前記偏光層の光吸収軸と４０〜５０度の範囲内のいずれか１つの角度をなしている液晶素子であって、
前記ポリマーネットワークは、下記化学式１で表される二官能性アクリレート化合物、下記化学式２で表される三官能以上の多官能性アクリレート化合物及び下記化学式３で表される単官能性アクリレート化合物のうちの少なくとも１つの化合物を下記数式１〜３を満たすように含む前駆物質のネットワークであり、
［数式１］
Ａ≧１．３×Ｂ
［数式２］
Ａ≧Ｃ
［数式３］
Ａ≧０．６×（Ｂ＋Ｃ）
［化学式１］
0006048901.tif 000006
［化学式２］
0006048901.tif 000007
［化学式３］
0006048901.tif 000008
数式１〜３において、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ前記前駆物質内に存在する前記二官能性アクリレート、前記三官能以上の多官能性アクリレート化合物及び前記単官能性アクリレート化合物の重量合計を１００と換算した場合に得られる各化合物間の重量比であり、
化学式１において、Ｒはそれぞれ独立的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２において、ｎは３以上の数であり、ｍは０〜５の数であり、Ｒはそれぞれ独立的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り、
化学式３において、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、
液晶素子。
【請求項２】
前記液晶化合物は、整列方向が外部作用によって変換可能であり、前記整列方向の変換によって光透過モード及び光遮断モード間に相互転換が可能になるように形成されている請求項１に記載の液晶素子。
【請求項３】
前記光透過モード及び前記光遮断モードにおけるヘイズが１０％以下である請求項２に記載の液晶素子。
【請求項４】
前記液晶化合物の初期配向状態で前記液晶層の５５０ｎｍに対する位相差が２４０〜３１０ｎｍの範囲内にある請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項５】
下記数式Ｄを満たす請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶素子：
［数式Ｄ］
２４７ｎｍ≦｛ｄ×（ｎｅ−ｎｏ）｝×Ａ≦３０２ｎｍ
数式Ｄにおいて、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）を基準とした前記液晶化合物の重量（Ｌ）の割合（Ｌ／Ｔ）または前記液晶層の全体積（ＴＶ）に前記液晶化合物が占める体積（ＶＬ）の割合（ＶＬ／ＴＶ）である。
【請求項６】
前記液晶化合物の異常屈折率から前記液晶化合物の正常屈折率を差引いた値が０．０５〜０．２０の範囲内にある請求項５に記載の液晶素子。
【請求項７】
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）を基準とした前記液晶化合物の重量（Ｌ）の割合（Ｌ／Ｔ）または前記液晶層の全体積（ＴＶ）に前記液晶化合物が占める体積（ＶＬ）の割合（ＶＬ／ＴＶ）が０．５〜０．９８の範囲内にある請求項５または６に記載の液晶素子。
【請求項８】
前記液晶層の厚さが１〜１０μｍの範囲内にある請求項５から７のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項９】
対向配置された基材層をさらに含み、前記液晶層は前記対向配置された基材層との間に存在し、偏光層は前記基材層と前記液晶層との間に存在する請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項１０】
前記偏光層は整列されたリオトロピック液晶を含む偏光コーティング層である請求項９に記載の液晶素子。
【請求項１１】
前記偏光層は整列されたリオトロピック液晶を保護する保護層をさらに含む請求項１０に記載の液晶素子。
【請求項１２】
前記偏光層の二色比が３０〜４０である請求項１０または１１に記載の液晶素子。
【請求項１３】
前記偏光層は整列された反応性液晶化合物と二色性色素を含む偏光コーティング層である請求項１から１２のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項１４】
二色性色素は線形構造またはディスコティック構造を有する請求項１３に記載の液晶素子。
【請求項１５】
前記液晶層と隣接して配置された配向膜をさらに含む請求項１から１４のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項１６】
前記ポリマーネットワークは、前記二官能性アクリレート化合物、前記三官能以上の多官能性アクリレート化合物及び前記単官能性アクリレート化合物のうちの少なくとも１つが下記数式４〜６をさらに満たすように含む請求項１から１５のいずれか１項に記載の液晶素子：
［数式４］
Ａ≧４０
［数式５］
Ｂ≦３０
［数式６］
Ｃ≦５０
数式４〜６において、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ前記前駆物質内に存在する前記二官能性アクリレート、前記三官能以上の多官能性アクリレート化合物及び前記単官能性アクリレート化合物の重量合計を１００と換算した場合に得られる各化合物間の重量比である。
【請求項１７】
請求項１から１６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、重合性組成物、液晶素子の製造方法、及び液晶素子の製造装置並びに液晶素子の用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、ネマチックまたはスメクチック液晶化合物を所定の方向に配向させ、電圧の印加を介して配向をスイッチングさせて画像を実現する。ＬＣＤの製造工程は複雑な工程が要求される高コストの工程であるため大型の生産ライン及び設備が必要である。
【０００３】
高分子マトリックス内に液晶を分散させて実現する、いわゆるＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ、本明細書において、ＰＤＬＣなる用語は、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。）素子が知られている。ＰＤＬＣは、液晶溶液のコーティングにより製造が可能であるので、従来のＬＣＤよりも簡単な工程で製造し得る。
【０００４】
特許文献１などに記載されているように、ＰＤＬＣ内において通常の液晶化合物は配向されない状態で存在する。したがって、ＰＤＬＣは、電圧が印加されない状態ではぼやけた不透明状態であり、このような状態をいわゆる散乱モードと称する。ＰＤＬＣに電圧が印加されると、液晶化合物がそれにより整列されて透明な状態となるが、これを利用して透過モードと散乱モードとのスイッチングが可能となる。
【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、重合性組成物、液晶素子の製造方法、及び液晶素子の製造装置並びに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、配向性ポリマーネットワークと液晶化合物を有する液晶層を含む。一例として、前記液晶化合物は、前記配向性ポリマーネットワークと相分離した状態で前記液晶層内に分散され得る。本明細書において配向性ポリマーネットワークなる用語は、液晶化合物を配向することができるように形成されたポリマーネットワークを意味する。液晶化合物を配向することができるポリマーネットワークは、後述する方式で形成し得る。配向性ポリマーネットワーク内に分散して存在し得る液晶化合物は、前記配向性ポリマーネットワークなどの作用により一方向に整列された状態で存在し得る。また、このように一方向に整列された状態で存在する液晶化合物は、外部作用によりその整列方向が変換され得る。本明細書において外部作用なる用語は、液晶化合物の整列が変更できるように行うすべての種類の作用を意味し、代表例として電圧の印加がある。本明細書において初期配向または通常配向なる用語は、前記外部作用がない状態で前記液晶化合物の配向または整列方向や前記液晶化合物により形成される液晶層の光軸を意味する。また、本明細書において初期状態または通常状態なる用語は、前記外部作用がない前記液晶素子の状態を意味する。前記液晶素子において、液晶化合物は、前記初期配向状態の液晶化合物の整列方向が外部作用によって変換され得、外部作用がなくなると、再び初期配向状態に液晶化合物が復帰し得る。
【０００８】
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得る。配向膜が液晶層と隣接して配置されているということは、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配置されていることを意味し、一例として、配向膜と液晶層とが接して形成されることを意味してもよいが、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、必ずしも両者が接して位置していなくてもよい。図１は、例示的な素子の構造であって、配向膜１０１及び前記配向膜１０１の一面に形成された液晶層１０２を含み、前記液晶層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である。図１では、配向膜１０１が液晶層１０２の一面にだけ存在するが、配向膜は液晶層の両面に存在してもよい。本明細書において液晶領域は、ポリマーネットワーク内において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として、前記ポリマーネットワークとは相分離した状態で前記ネットワーク内に分散している領域を意味し得る。図１において液晶領域１０２２内の液晶化合物は矢印で表示されている。
【０００９】
液晶素子は、前記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。偏光層としては特に制限されず、従来のＬＣＤなどに用いる通常の素材、例えば、ＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ））偏光フィルムなどや、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実現した偏光層が用いられる。本明細書において、上記のようにコーティング方式で実現した偏光層を偏光コーティング層と称する。偏光コーティング層がリオトロピック液晶を含む場合に前記コーティング層は、前記リオトロピック液晶の層を保護する保護層をさらに含むことができる。リオトロピック液晶としては特に制限されず、公知の液晶を用いることができ、例えば、二色比（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｒａｔｉｏ）が３０〜４０程度であるリオトロピック液晶層を形成し得るリオトロピック液晶が用いられる。一方、偏光コーティング層が反応性液晶（ＲＭ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｍｅｓｏｇｅｎ）と二色性色素（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｄｙｅ）を含む場合に前記二色性色素としては、線形色素を用いるか、あるいはディスコティック色素（ｄｉｓｃｏｔｉｃ  ｄｙｅ）が用いられてもよい。偏光層が存在する場合に光吸収軸の配置などは特に制限されず、例えば、液晶層の通常配向などと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）の素子の実現のためには、液晶層の両側に２つの偏光層を配置し、前記各偏光層の光吸収軸が互いに８０〜１００度の範囲内のいずれか１つの角度、例えば互いに垂直をなすように配置され得る。また、例えば、通常遮断モード（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｂｌａｃｋ  ｍｏｄｅ）の実現のためには、液晶層の両側に２つの偏光層を配置し、前記各偏光層の光吸収軸が互いに−１０〜１０度の範囲内のいずれか１つの角度、例えば互いに平行をなすように配置され得る。このような状態で液晶層の通常配向は、前記２つの偏光層の光吸収軸と４０〜５０度の範囲内のいずれか１つの角度、例えば約４５度をなすように配置され得る。
【００１０】
液晶素子は、１つまたは２つ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つの基材層の間に配置され得る。このような構造において基材層の内側、例えば液晶層と基材層との間に前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た基材層をさらに含み、前記液晶層が前記対向されている基材層の間に存在し得る。場合によっては、配向層が前記液晶層と基材層との間に存在してもよい。図２は、互いに所定間隔で離隔して対向配置された基材層２０１Ａ、２０１Ｂの間に、配向膜１０１と液晶層１０２が存在する例示的な液晶素子を示す。基材層が存在する場合、上述の偏光層は通常基材層の外側に存在し得るが、必要に応じて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、上述した偏光コーティング層の使用が有利となる。
【００１１】
基材層としては特に制限されず、公知の素材が用いられる。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が用いられる。基材層には、光学的に等方性の基材層や、位相差層のように光学的に異方性の基材層または偏光板やカラーフィルタ基板などが用いられる。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用いられた場合でも適切な性能の素子が実現され得る。
【００１２】
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が用いられるが、これに限定されない。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。
【００１３】
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）と接する基材層（２０１Ａまたは２０１Ｂ）の表面には、電極層が含まれ得る。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し得る。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、透明電極層を形成し得る多様な素材及び形成方法が公知されていて、このような方法がすべて適用され得る。必要に応じて、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。
【００１４】
液晶層内で液晶化合物は通常状態、例えば電圧の印加のような外部作用がない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り変化し得る。これにより、本発明では透過モード（ｗｈｉｔｅ  ｍｏｄｅ）と遮断モード（ｂｌａｃｋ  ｍｏｄｅ）との間の相互転換の可能な素子が実現され得る。例えば、本発明の素子は、外部作用がない状態（すなわち、初期状態または通常状態）では透過モードが実現され、外部作用下で遮断モードに転換され、外部作用が除去されると、再び透過モードに転換される素子であるか（このような素子を便宜上通常透過モードの素子と称する。）、あるいは逆に外部作用がない状態（すなわち、初期状態または通常状態）では遮断モードが実現され、外部作用下で透過モードに転換され、外部作用が除去されると、再び遮断モードに転換される素子（このような素子を便宜上通常遮断モードの素子と称する。）とすることができる。例えば、上述のように、光吸収軸が互いに８０〜１００度内のいずれか１つの角度、例えば垂直をなすように配置された２枚の偏光層の間に通常配向が前記偏光層の光吸収軸と４０〜５０度内のいずれか１つの角度、例えば、４５度をな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）の素子が実現され得る。他の例として、上述のように、光吸収軸が互いに−１０〜１０度内のいずれか１つの角度、例えば平行をなすように配置された２枚の偏光層の間に通常配向が前記偏光層の光吸収軸と４０〜５０度内のいずれか１つの角度、例えば、４５度をなすように液晶層が位置する場合に通常遮断モード（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｂｌａｃｋ  ｍｏｄｅ）の素子が実現され得る。上記の状態で電圧の印加により液晶化合物の配向状態を、例えば垂直配向状態に変更して遮断モードを実現し得る。本明細書において遮断モード（ｂｌａｃｋ  ｍｏｄｅ）なる用語は、通常的なＰＤＬＣにおける、いわゆる散乱モードとは区別される概念として、例えば、遮断モードにおけるヘイズは１０％以下、８％以下、６％以下または５％以下である。また、本発明の素子の透過モードにおけるヘイズも１０％以下、８％以下、６％以下または５％以下である。前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とすることができる。前記ヘイズは、ヘイズメーター（ｈａｚｅｍｅｔｅｒ、ＮＤＨ−５０００ＳＰ）を用いて評価し得る。ヘイズは前記ヘイズメーターを用いて次の方式で評価し得る。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。この過程において光は測定対象によって拡散光（ＤＴ）と平行光（ＰＴ）に分離されるが、これらの光は積分球内で反射されて受光素子に集光し、集光された光を介して前記ヘイズの測定が可能である。すなわち、前記過程による全透過光（ＴＴ）は前記拡散光（ＤＴ）と平行光（ＰＴ）の合計（ＤＴ＋ＰＴ）であり、ヘイズは前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。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��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述の光透過率を示すことができる。前記光透過率は、可視光領域、例えば、約４００〜７００ｎｍ範囲内のいずれか１つの波長に対する光透過率とすることができる。
【００１５】
液晶素子は高いコントラスト比を示すことができる。本明細書においてコントラスト比なる用語は、前記透過モードにおける輝度（Ｔ）と遮断モードにおける輝度（Ｂ）との割合（Ｔ／Ｂ）を意味する。一例として、液晶素子は、前記液晶層と液晶層の両側に配置された２つの偏光層、すなわち第１及び第２偏光層を含み、前記コントラスト比の最大値が２００以上、２５０以上、３００以上または３５０以上とすることができる。コントラスト比が高いほど素子の性能が優れていることを意味するため、前記コントラスト比の上限は特に制限されない。例えば、コントラスト比を、６００以下、５５０以下、５００以下、４５０以下または４００以下とすることができる。このようなコントラスト比は、上述の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実現することで、達成することができる。
【００１６】
液晶素子は低いエネルギー消費により、例えば、低い駆動電圧で駆動することが可能である。例えば、液晶素子は１０％の光透過率または９０％の光透過率を実現するための要求電圧が３０Ｖ以下、２５Ｖ以下または２０Ｖ以下とすることができる。すなわち、通常透過モード（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｍｏｄｅ）の素子の場合、電圧の印加により液晶化合物の整列方向を変化させて遮断モードを実現することができるが、このような過程で光透過率が１０％になるようにするために要求される電圧を前記範囲内とすることができる。逆に、通常遮断モード（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｂｌａｃｋ  ｍｏｄｅ）の素子の場合、電圧の印加により液晶化合物の整列方向を変化させて透過モードを実現することができるが、このような過程で光透過率が９０％になるようにするために要求される電圧を前記範囲内とすることができる。前記要求電圧は、低いほど素子の性能が優れていることを意味するため、前記要求電圧の下限は特に制限されない。例えば、前記要求電圧は５Ｖ以上とすることができる。このような低い駆動電圧は、上述の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実現することで、達成することができる。
【００１７】
液晶素子の液晶層は、ポリマーネットワークと該ポリマーネットワーク内部に分散した液晶化合物を含み、優れた熱安定性を示すことができる。例えば、液晶層は、７０℃で２００時間保持する熱処理前後に、下記数式Ａを満足し得る。
【００１８】
［数式Ａ］
｜１００×（Ｘ２−Ｘ１）／Ｘ１｜≦１０％
【００１９】
数式Ａにおいて、Ｘ１は前記熱処理前の液晶層の位相差であり、Ｘ２は前記熱処理後の液晶層の位相差である。
【００２０】
すなわち、液晶素子の液晶層は、前記熱処理前後の位相差の変化率の絶対値が１０％以下とすることができる。このような変化率の絶対値は、その数値が低いほど液晶層が優れた熱安定性を有することを示すものであって、その下限は特に制限されない。
【００２１】
ポリマーネットワークは、例えば、重合性化合物を含む前駆物質のネットワークとすることができる。よって、ポリマーネットワークは重合状態の前記重合性化合物を含むことができる。重合性化合物としては、液晶性を示さない非液晶性化合物が用いられる。必要に応じて重合性化合物として液晶性化合物が用いられるが、その場合に後述するポリマーネットワークの複屈折が考慮され得る。
【００２２】
ポリマーネットワークが配向性を示すためにポリマーネットワークを形成する前記重合性化合物の組成が調節され得る。例えば、ポリマーネットワークまたは前記前駆物質は、二官能性アクリレート化合物、三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の少なくとも１つを含むことができる。ポリマーネットワークは、前記化合物を架橋または重合された状態で含むことができる。本明細書においてアクリレート化合物なる用語は、アクリロイルまたはメタクリロイルを含む化合物を意味し、前記官能基を１つ含む化合物は単官能性アクリレート化合物であり、２つ以上含む化合物は多官能性アクリレート化合物である。説明の便宜上、以下で前記官能基を２つ含む化合物は、二官能性アクリレート化合物と称し、三官能以上、すなわち前記官能基を３つ以上含むアクリレート化合物は、単純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、前記官能基を、例えば、３〜８個、３〜７個、３〜６個、３〜５個または３〜４個含むことができる。
【００２３】
適切な配向性ポリマーネットワークの実現のために前記ポリマーネットワークまたはその前駆物質は、前記二官能性、多官能性及び単官能性アクリレート化合物のうちの少なくとも１つの化合物を下記数式１〜３を満たすように含むことができる。
【００２４】
［数式１］
Ａ≧１．３×Ｂ
【００２５】
［数式２］
Ａ≧Ｃ
【００２６】
［数式３］
Ａ≧０．６×（Ｂ＋Ｃ）
【００２７】
数式１〜３において、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ前駆物質またはポリマーネットワーク内に存在する前記二官能性アクリレート、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重量合計を１００と換算した場合に得られる各化合物間の重量比である。例えば、前駆物質またはポリマーネットワーク内に二官能性アクリレート化合物だけが存在すれば、数式１〜３において、Ａは１００であり、Ｂ及びＣはそれぞれ０である。他の例として、前駆物質またはポリマーネットワーク内に二官能性及び単官能性アクリレート化合物だけが存在すれば、数式１〜３において、Ａ及びＣはそれぞれ５０であり、Ｂは０である。
【００２８】
適切な配向性の確保のために、例えば、数式１において、Ａから１．３×Ｂを差引いた値（Ａ−１．３Ｂ）は約０．５〜１００または約１〜１００とすることができる。また、適切な配向性の確保のために、例えば、数式２において、ＡからＣを差引いた値（Ａ−Ｃ）は０〜１００とすることができる。また、適切な配向性の確保のために数式３で、Ａから０．６×（Ｂ＋Ｃ）を差引いた値（Ａ−０．６（Ｂ＋Ｃ））は２〜１００、３〜１００または４〜１００とすることができる。
【００２９】
適切な配向性の確保のために前記ポリマーネットワークまたはその前駆物質は、前記二官能性、多官能性及び単官能性アクリレート化合物のうちの少なくとも１つの化合物を下記数式４〜６を満たすように含むことができる。
【００３０】
［数式４］
Ａ≧４０
【００３１】
［数式５］
Ｂ≦３０
【００３２】
［数式６］
Ｃ≦５０
【００３３】
数式４〜６において、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ数式１〜３で定義したものと同じである。
【００３４】
上記のような範囲内でポリマーネットワークに適切な配向性が確保され得る。
【００３５】
ポリマーネットワークまたはその前駆物質に含まれるアクリレート化合物の種類は特に制限されず、例えば、上記記載した数式を満たす範囲で配向性が示されるものであれば、いかなる種類でも使用され得る。
【００３６】
例えば、前記二官能性アクリレート化合物としては、下記化学式１で表される化合物が用いられる。
【００３７】
［化学式１］
0006048901.tif 000002
【００３８】
化学式１において、Ｒはそれぞれ独立的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。
【００３９】
また、例えば、前記多官能性アクリレート化合物としては、下記化学式２で表される化合物が用いられる。
【００４０】
［化学式２］
0006048901.tif 000003
【００４１】
化学式２において、ｎは３以上の数であり、ｍは０〜５の数であり、Ｒはそれぞれ独立的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。
【００４２】
また、例えば、前記単官能性アクリレート化合物としては、下記化学式３で表される化合物が用いられる。
【００４３】
［化学式３］
0006048901.tif 000004
【００４４】
化学式３において、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。
【００４５】
化学式１〜３において、ＲまたはＹに存在し得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。
【００４６】
化学式１において、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とすることができる。前記アルキレン基またはアルキリデン基は、例えば、直鎖、分枝鎖または環状とすることができる。
【００４７】
化学式２において、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つの数とすることができる。また、化学式２において、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つの数とすることができる。
【００４８】
化学式２において、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、直鎖または分枝鎖のアルカンから誘導された（ｍ＋ｎ）価のラジカルとすることができる。
【００４９】
一方、化学式３において、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の直鎖または分枝鎖アルキル基とすることができる。
【００５０】
化学式１〜３に定義された置換基、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り置換され得、このときの置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、エポキシ基、ヨード基、オキセタニル基、チオール基、シアノ基、カルボキシ基またはアリール基などが例示されるが、これに限定されない。
【００５１】
ポリマーネットワークまたはその前駆物質は、上述の化合物にさらに必要に応じて溶媒、前記重合性液晶化合物の重合を誘導し得る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し得る、その他の反応性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。
【００５２】
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。このような場合でも前記液晶性化合物の割合は少量に調節することが好ましい。一例として、前記ポリマーネットワークは、複屈折が３０ｎｍ以下または２０ｎｍ以下とすることができる。すなわち、前記ポリマーネットワークは等方性ポリマーネットワークであるか、複屈折が前記範囲内にあるネットワークとすることができる。よって、液晶性化合物が含まれる場合でもポリマーネットワークが上述した複屈折を示す範囲に含まれるのが好ましい。前記複屈折は、例えば、下記数式７で計算される面上位相差または下記数式８で計算される厚さ方向の位相差を意味し、その下限を０ｎｍとすることができる。
【００５３】
［数式７］
Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）
【００５４】
［数式８］
Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）
【００５５】
数式７及び８において、Ｒｉｎは面上位相差であり、Ｒｔｈは厚さ方向位相差であり、ｄはポリマーネットワークの厚さであり、ｎｘはポリマーネットワークの面上から遅相軸方向の屈折率であり、ｎｙはポリマーネットワークの面上から遅相軸方向の屈折率であり、ｎｚはポリマーネットワークの厚さ方向の屈折率である。
【００５６】
ポリマーネットワークは、液晶領域の液晶化合物と共に下記数式Ｂを満足し得る。
【００５７】
［数式Ｂ］
（１−ａ）×｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５≦ｎｐ≦（１＋ａ）×ｎｅ
【００５８】
数式Ｂにおいて、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。
【００５９】
本明細書において、屈折率、位相差または複屈折なる用語は特に規定しない限り、５５０ｎｍの波長の光に対して測定した屈折率、位相差または複屈折とすることができる。また、ポリマーネットワークの正常屈折率と異常屈折率とが異なる場合には、ポリマーネットワークの屈折率なる用語は前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、前記数式Ｂを満たすように選択することで、透過モードで優れた透明性を示すと共に高いコントラスト比が確保される素子を提供し得る。
【００６０】
数式Ｂにおいて、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とすることができる。
【００６１】
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）を有し得る。このような誘電率の範囲で液晶素子の駆動電圧特性を良好に維持し得る。前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以下程度とすることができる。
【００６２】
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に相分離され、ポリマーネットワークにより配向された状態で存在し得るものであれば、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）液晶化合物などが用いられる。液晶化合物は相分離されてポリマーネットワークとは結合せず、外部から電圧のような外部作用下で配向が変更される形態とすることができる。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とすることができる。
【００６３】
一例として、液晶化合物としてはネマチック液晶化合物が用いられる。前記化合物としては、例えば下記数式Ｃを満たす液晶化合物として、例えばネマチック液晶化合物が用いられる。
【００６４】
［数式Ｃ］
（ｎｅ＋ｎｏ）／２−ｂ≦｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５≦（ｎｅ＋ｎｏ）／２＋ｂ
【００６５】
数式Ｃにおいて、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。
【００６６】
数式Ｃを満たす液晶化合物を選択して、透過モードで優れた透明性を示すと共に高いコントラスト比が確保される素子を提供し得る。
【００６７】
数式Ｃにおいて、ｂは他の例として、０．１〜０．９、０．１〜０．７、０．１〜０．５または０．１〜０．３とすることができる。
【００６８】
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）との差が４以上、６以上、８以上または１０以上とすることができる。このような誘電率を有すると駆動電圧特性が優れた素子を提供し得る。前記誘電率の差は、その数値が高いほど素子が適切な特性を示すことができるもので、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程度である化合物が用いられる。
【００６９】
液晶層または後述する重合性組成物は、ポリマーネットワーク（または後述するポリマーネットワーク前駆物質）５〜５０重量部及び液晶化合物５０〜９５重量部を含むことができる。他の例として、液晶層または後述する重合性組成物は、ポリマーネットワーク（または後述するポリマーネットワーク前駆物質）５〜４５重量部及び液晶化合物５５〜９５重量部、ポリマーネットワーク（または後述するポリマーネットワーク前駆物質）５〜４０重量部及び液晶化合物６０〜９５重量部、ポリマーネットワーク（または後述するポリマーネットワーク前駆物質）５〜３５重量部及び液晶化合物６５〜９５重量部、ポリマーネットワーク（または後述するポリマーネットワーク前駆物質）５〜３０重量部及び液晶化合物７０〜９５重量部、ポリマーネットワーク（または後述するポリマーネットワーク前駆物質）５〜２５重量部及び液晶化合物７５〜９５重量部、ポリマーネットワーク（または後述するポリマーネットワーク前駆物質）２０〜５０重量部及び液晶化合物８０〜９５重量部またはポリマーネットワーク（または後述するポリマーネットワーク前駆物質）５〜１５重量部及び液晶化合物８５〜９５重量部を含むことができる。本明細書において重量部なる用語は、各成分間の重量比を意味する。このような重量比の範囲内でポリマーネットワークの配向性を適切に維持し得る。
【００７０】
液晶層の位相差（Ｒｃ）は、実現しようとする素子のモードまたは構造により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２４０〜３１０ｎｍ、２４５〜３０５ｎｍ、２５０〜３００ｎｍ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つの偏光層間で通常透過モードの素子を実現するのに適切である。
【００７１】
液晶層は、例えば、下記数式Ｄを満足し得る。
【００７２】
［数式Ｄ］
２４７ｎｍ≦｛ｄ×（ｎｅ−ｎｏ）｝×Ａ≦３０２ｎｍ
【００７３】
数式Ｄにおいて、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）を基準とした液晶化合物の重量（Ｌ）の割合（Ｌ／Ｔ）または液晶層の全体積（ＴＶ）に液晶化合物が占める体積（ＶＬ）の割合（ＶＬ／ＴＶ）である。
【００７４】
数式Ｄにおいて、｛ｄ×（ｎｅ−ｎｏ）｝×Ａで計算される値は液晶層の理論位相差である。液晶層の理論位相差は、上述の液晶層の位相差（実測位相差）と近接するほど適切である。例えば、数式Ｄにおいて、｛ｄ×（ｎｅ−ｎｏ）｝×Ａで計算される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以下とすることができる。数式Ｄを満たす液晶層は、例えば、２つの偏光層間で通常透過モードの素子を実現するのに適切である。
【００７５】
数式Ｄにおいて、（ｎｅ−ｎｏ）は、例えば、０．０５〜０．２０とすることができる。前記（ｎｅ−ｎｏ）は他の例として、０．０７以下とすることができる。さらに他の例として、前記（ｎｅ−ｎｏ）は、０．１８以下または０．１５以下とすることができる。
【００７６】
数式Ｄにおいて、Ａはポリマーネットワークと液晶化合物の合計重量（Ｔ）に基づいて液晶化合物の重量（Ｌ）の割合（Ｌ／Ｔ）または液晶層の全体積（ＴＶ）に液晶化合物が占める体積（ＶＬ）の割合（ＶＬ／ＴＶ）であり、例えば、０．５〜０．９８の範囲内とすることができる。前記の割合（Ｌ／ＴまたはＶＬ／ＴＶ）は他の例として、０．６以上または０．７以下とすることができる。
【００７７】
液晶層の厚さは、上記の内容を満たすように設定される限り、特に制限されず、例えば、１〜１０μｍ程度の範囲内とすることができる。
【００７８】
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が用いられる。本明細書において光配向性化合物なる用語は、光の照射などを介して所定方向に整列（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ａｌｌｙｏｒｄｅｒｅｄ）され、前記整列された状態で異方性相互作用（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）などの相互作用を介し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し得る。光配向性化合物は、単分子化合物、単量体化合物、オリゴマー性化合物または高分子性化合物とすることができる。
【００７９】
光配向性化合物は、光感応性残基（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｍｏｉｅｔｙ）を含む化合物とすることができる。液晶化合物の配向に使用し得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−ｃｉｓ  ｐｈｏｔｏｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）により整列される化合物や、鎖切断（ｃｈａｉｎ  ｓｃｉｓｓｉｏｎ）または光酸化（ｐｈｏｔｏ−ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）などのような光分解（ｐｈｏｔｏ−ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）により整列される化合物や、［２＋２］付加環化（［２＋２］ｃｙｃｌｏａｄｄｉｔｉｏｎ）、［４＋４］付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り整列される化合物や、光フリース転移（ｐｈｏｔｏ−Ｆｒｉｅｓ  ｒｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）により整列される化合物または開環／閉環（ｒｉｎｇ  ｏｐｅｎｉｎｇ／ｃｌｏｓｕｒｅ）反応により整列される化合物などが用いられる。トランス−シス光異性化により整列される化合物としては、例えば、スルホン化ジアゾ染料（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、光分解により整列される化合物としては、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物（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り整列される化合物としては、シンナメート（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カルコニル（ｃｈａｌｃｏｎｙｌ）残基を有する化合物（以下、カルコン化合物）またはアントラセン（ａｎｔｈｒａｃｅｎｙｌ）残基を有する化合物（以下、アントラセン化合物）などが例示され、光フリース転移により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、開環／閉環反応により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／閉環反応により整列する化合物などが例示されるが、これに限定されない。
【００８０】
光配向性化合物は、単分子化合物、単量体化合物、オリゴマー性化合物または高分子性化合物や、前記光配向性化合物と高分子のブレンド（ｂｌｅｎｄ）形態とすることができる。上記において、オリゴマー性または高分子性化合物は、上述の光配向性化合物から誘導された残基または上述の光感応性残基を主鎖内または側鎖に有し得る。
【００８１】
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、または前記光配向性化合物と混合し得る高分子としては、ポリノルボルネン、ポリオレフイン、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、ポリアクリロニトリルまたはポリメタクリロニトリルなどが例示されるが、これに限定されない。
【００８２】
配向性化合物に含まれる高分子としては、代表として、ポリノルボルネンシンナメート、ポリノルボルネンアルコキシシンナメート、ポリノルボルネンアリロイルオキシシンナメート、ポリノルボルネンフッ素化シンナメート、ポリノルボルネン塩素化シンナメートまたはポリノルボルネンジシンナメイトなどが例示されるが、これに限定されない。
【００８３】
配向性化合物が高分子性化合物の場合に前記化合物は、例えば、約１０，０００〜５００，０００ｇ／ｍｏｌ程度の数平均分子量を有し得るが、これに限定されない。
【００８４】
配向膜は、例えば、前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てコーティングした後に所望する方向の偏光紫外線などを照射して形成し得る。
【００８５】
本発明はさらに重合性組成物に関する。重合性組成物は、例えば、上述の液晶素子の液晶層の形成に使用し得る。すなわち、前記重合性組成物は前記液晶層の前駆組成物とすることができる。
【００８６】
例えば重合性組成物は、二官能性アクリレート化合物、三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の少なくとも１つを前記数式１〜３、必要に応じて前記数式１〜６を満たすように含む配向性ポリマーネットワークの前駆物質及び液晶化合物を含むことができる。
【００８７】
また、例えば重合性組成物は、二官能性アクリレート化合物、三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の少なくとも１つを含む配向性ポリマーネットワークの前駆物質５０〜９５重量部及び液晶化合物５〜５０重量部を含むことができる。
【００８８】
例示的な重合性組成物は、配向性ポリマーネットワークの前駆物質と液晶化合物とを含むことができる。前記前駆物質は、配向性ポリマーネットワーク、例えば、上述の配向性ポリマーネットワークを形成するように組成され得る。前駆物質は重合性化合物、例えば、前記二官能性、多官能性及び／または単官能性アクリレート化合物を含むことができる。前駆物質は前記アクリレート化合物を上述の数式１〜６などを満たす割合で含むことができ、その他アクリレート化合物の種類や誘電率、数式Ｂと係る事項も同様に適用し得る。前駆物質に含まれる液晶化合物の種類も特に制限されず、例えば、前記数式Ｃなどに対する事項を含み、上記の内容が適用され得る。また、前駆物質と液晶化合物の割合に対する事項も前記内容が適用され得る。
【００８９】
重合性組成物は必要に応じて、形成された液晶層の間隔の適切な維持などのために、ボール（ｂａｌｌ）形態のスペーサを適正な割合で含むことができる。スペーサの形態、大きさなどは特に制限されず、目的とする液晶層の間隔を確保し得るように選択し得る。スペーサの割合は特に制限されず、例えば、全体重合性組成物内に約０．１〜５重量％に含まれる。
【００９０】
重合性組成物は前記前駆物質と液晶化合物に、さらにその他の必要な添加剤（例えば、開始剤など）を適切な溶媒に溶解させて製造し得る。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。
【００９１】
一例として、前記重合性組成物は無溶剤タイプで組成され得る。無溶剤タイプで組成された重合性組成物は後述するスクィーズコーティング（ｓｑｕｅｅｚｅ  ｃｏａｔｉｎｇ）方式での適用に有利となる。無溶剤タイプで重合性組成物を製造する方式は特に制限されず、上述の組成物の成分中の溶媒を使用せず、他の成分の粘度や割合などを調節して製造し得る。
【００９２】
本発明は、さらに液晶素子の製造方法に関する。前記製造方法は重合性組成物を含む層、例えば重合性組成物をコーティングして形成した層を重合させてポリマーネットワーク内に分散した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。上記において、重合性組成物としては、例えば、上述の液晶層の前駆組成物が用いられる。上記において、重合は、重合を誘導し得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。
【００９３】
重合性組成物を含む層を形成する方法は特に制限されず、例えば、ロールコーティング、印刷法、インクジェットコーティング、スリットノズル法、バーコーティング、コンマコーティング、スピンコーティングまたはグラビアコーティングなどのような公知のコーティング方式によるコーティングにより形成し得る。一例として、重合性組成物を含む層はスクィーズコーティング（ｓｑｕｅｅｚｅ  ｃｏａｔｉｎｇ）方式で形成し得る。スクィーズコーティング方式の適用のために、重合性組成物として上述の無溶剤型の組成物が用いられる。スクィーズコーティング方式の適用を介してより均一な液晶層の形成が可能であり、液晶層と基材層との合着に別途の接着層などを適用せず、上記を直接合着することができ、このような点が駆動電圧側面において有利となる。
【００９４】
スクィーズコーティング方式で重合性組成物を含む層は、例えば２つの基材層、例えば上述の基材層の間に重合性組成物を位置させ、前記基材層のうちの少なくとも１つに圧力を印加して形成し得る。このとき圧力を印加する方式は特に制限されず、例えば加圧ローラなどが用いられ得る。加圧は基材層の全面に同時または順次に行うことができる。図３は、前記スクィーズコーティング方式を例示的に示す図である。図３のように、まず、基材層２０１Ａの所定部位に重合性組成物３０１、例えば上述の無溶剤型組成物を位置させ、その上部にさらに基材層２０１Ｂを位置させる。続いて、基材層のうちの少なくとも１つに加圧ローラ３０２を位置させて順次に基材層を加圧し得る。図示しないが、図３において、基材層２０１Ａ、２０１Ｂの内側、例えば最終的に液晶層と接するようになる側には、上述の電極層及び／または配向膜が位置し得る。スクィーズコーティング方式において重合は前記加圧過程で同時に行うか、加圧終了後に行うことができる。
【００９５】
適切な配向性ポリマーネットワークの形成のために、前記重合は配向膜上で行うことができる。例えば、配向膜上に前記重合性組成物を含む層を形成するか、あるいは２つの対向配置された配向膜との間に前記層を形成した後にエネルギーを印加して重合することで、液晶層を形成し得る。
【００９６】
配向膜は、例えば光配向性化合物、例えば上述の光配向性化合物を含むことができる。このような配向膜は、配向膜前駆体を適切な基板、例えば前記基材層にコーティングし、露光して光配向性化合物を整列させて形成し得る。図４は、基材層２０１Ａに形成された配向膜の前駆体に光を照射して配向膜１０１を形成する過程を模式的に示す。
【００９７】
配向膜の前駆体は、例えば、前記光配向性化合物にさらに開始剤を適正量含むことができ、必要に応じて界面活性剤などの他の添加剤も含むことができる。配向膜の前駆体の層は、例えば、前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でコーティングして形成し得る。前駆体の層が形成される基材層の表面には、例えば上述の透明電極層が形成され得る。
【００９８】
前駆体の層を形成した後、前記層に光の照射などの方式でエネルギーを印加し得る。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て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１〜５分間行うことができるが、これに限定されない。
【００９９】
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るように行うことができる。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うことができる。照射される光の波長や強さは配向性化合物の適切な整列が提供されるように選択し得る。典型的に光配向性化合物は、可視光や近紫外線（ｎｅａｒ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）範囲の光により整列するが、必要に応じて遠紫外線（ｆａｒ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）や近赤外線（ｎｅａｒ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ）範囲の光が用いられる。
【０１００】
配向膜の形成後に前記配向膜に隣接して、例えば、上述のスクィーズコーティングの方式で重合性組成物を含む層を形成し得る。図５は、図４で形成された配向膜１０１の表面に存在する重合性組成物を含む層に光を照射して液晶層１０２を形成する過程を模式的に示す。図５では１つの配向膜上に液晶層が形成される場合を示すが、必要に応じて前記液晶層は上述のように、２つの配向膜の間に形成することができる。
【０１０１】
前記過程を介してポリマーネットワーク前駆物質の重合と液晶化合物の相分離が発生してポリマーネットワーク及び液晶領域が形成され得る。
【０１０２】
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、すなわち上述の重合性組成物を含む層を液晶相、例えば、ネマチック相（ｎｅｍａｔｉｃ  ｐｈａｓｅ）に維持した状態で行うことができる。前記層がネマチック相でない状態、例えば、等方相（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｐｈａｓｅ）に層が形成されると、適切な配向性が確保されない場合も有り得る。ネマチック相の維持のために前記重合は液晶層前駆体の層、すなわち前記重合性組成物を含む層のネマチック温度（Ｔｎｉ）未満の温度で行うことができる。本明細書においてネマチック温度なる用語は、前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、この温度の範囲は前記層の組成により決定される。前記重合が前記層のネマチック温度未満、すなわち前記層がネマチック相の状態で行われる限りその温度は特に制限されない。
【０１０３】
重合のためのエネルギーの印加、例えば光照射の条件は、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て液晶領域が形成されるように行われる限り、特に制限されない。必要に応じてポリマーネットワークの形成などをより促進させるために前記光の照射工程の前または後、または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。
【０１０４】
前記過程を介して液晶層を形成した後に、必要に応じて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実施され得る。例えば、液晶層の形成後に前記液晶層の両側に光吸収軸が互いに８０〜１００度の範囲内のいずれか１つの角度をなすように、例えば垂直をなすように偏光層を配置するか、あるいは光吸収軸が互いに−１０〜１０度の範囲内のいずれか１つの角度をなすように、例えば、平行をなすように偏光層を配置する工程などがさらに実施され得る。
【０１０５】
本発明はさらに液晶素子、例えば、上述の液晶素子を製造するための製造装置に関する。
【０１０６】
前記製造装置は、例えば液晶層の前駆体、例えば上述の重合性組成物の重合を誘導し得るエネルギーが提供されるように設けられた重合誘導手段を含むことができる。上記において、液晶層の前駆体に含まれるポリマーネットワーク前駆物質と液晶化合物に対する詳細な事項については既に記述した内容が同じく適用され得る。
【０１０７】
重合誘導手段の種類も特に制限されず、前駆体にエネルギー、例えば熱または光を印加または照射できるようにする加熱または光の照射手段が用いられる。
【０１０８】
前記製造装置は、さらに前記液晶層前駆体層が維持できるように設けられた載置手段を含むことができる。このような載置手段により前駆体の層を維持した状態で重合させて前記液晶層を形成することが可能である。
【０１０９】
載置手段の種類は液晶層前駆体の載置が可能なものであれば特に制限されない。例えば、載置手段は少なくとも液晶層前駆体の重合過程において前記前駆体の層の表面を曲面に維持するように設けられ得る。このような載置手段の例としてはロール（ｒｏｌｌ）が挙げられる。
【０１１０】
すなわち、一例として、前記製造装置は、いわゆるロールツーロール製造装置であって、前記液晶層の前駆体の層を移動させられるように形成された１つ以上のガイドロールを含む製造装置であり、前記ガイドロールにより前記層が移動されながら連続的に液晶素子を製造し得る。また、ガイドロール上に前記層の表面が曲面に維持された状態で前記重合が進行され得、このような場合に前記ガイドロールが前記載置手段として作用され得る。このようにガイドロールなどにより液晶層の表面を曲面に維持した状態で重合を行うと、より均一な液晶層を形成することが可能である。ロールツーロール装置の場合、例えば、前記層または該層が形成される基材層を送り出しながら重合誘導手段側に導入することができる巻出ロールや、重合などの製造工程が終了した液晶素子を巻いて回収し得る巻取ロールをさらに含むことができる。
【０１１１】
前記製造装置は、前記重合過程、すなわち少なくとも前記重合性化合物が重合される間、前記重合性化合物が既述のネマチック相のような液晶相を維持する温度を維持することができるように設けられた温度調節手段を含むことができる。
【０１１２】
温度調節手段は、適切な温度を維持することができるように形成される限り、特に制限されず、例えば、温度調節ドラム及び／または不活性ガスファジングチャンバなどを用いて構成し得る。
【０１１３】
例えば、前記製造装置が上述のロールツーロール装置であれば、前記載置手段としても作用し得るガイドロールに温度調節ドラム、例えば冷却ドラムを含んで前記重合過程で温度を適正範囲に維持できるようにすることができる。必要に応じて、このようなガイドロールに載置した状態で重合が行われる領域などを不活性ファジングチャンバ内に含まれるように構成し、前記ファジングチャンバ内に重合誘導手段などを含んで装置を構成し得る。
【０１１４】
図６は、上記のように実現した製造装置の所定部位を示す例示図であって、冷却ドラムのような温度調節手段を含むガイドロール（Ａ）と、該ガイドロール（Ａ）を介して移動する液晶層の前駆体の層（Ｃ）が導入できるように設けられた不活性ガスファジングチャンバ（Ｂ）と、を含む場合を例示的に示す。図６には、ガイドロール（Ａ）が温度調節手段を含み、チャンバ（Ｂ）も形成されている場合を示しているが、適切な温度が維持されれば、前記２つのうちいずれか１つは省略することができる。このような構成でガイドロール（Ａ）により移動する前記前駆体の層にエネルギーが印加されるように設けられた重合誘導手段、例えば、図６に示すような紫外線ランプ（ＵＶ  ｌａｍｐ）をさらに含むことができ、上記は、例えば前記チャンバ（Ｂ）の内部に存在してもよい。
【０１１５】
製造装置において上述の構成以外の他の手段の具体的な種類は特に制限されない。例えば、当該分野においてはロールツーロール装置を実現する多様な方式が知られていて、このような方式は必要に応じて適切に変形されて前記装置に適用し得る。
【０１１６】
例えば、前記ロールツーロール装置は、巻出ロールなどのような通常的な入力手段により入力された基材層（例えば、図２及び図３の基材層２０１Ａ）を１つ以上のガイドロールにより移動させながら、電極層の形成、配向膜の形成、重合性組成物を含む層の形成（例えば、前記スクィーズコーティング方式で重合性組成物の層を形成し得る。）及び前記層の重合過程を順次行い、必要に応じて偏光層の合着あるいは形成工程を経て最終的に製造された製品が巻取ロールのような回収手段により回収されるように構成され得る。
【０１１７】
本発明は、さらに前記液晶素子の用途に関する。例示的な液晶素子は、例えば、ロールツーロール工程などを介して簡単に、且つ連続的に製造し得る。液晶素子は、さらにフレキシブル素子として実現することができ、優れたコントラスト比を確保し得る。
【０１１８】
例えば、本発明は前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（ａｃｔｉｖｅ  ｒｅｔａｒｄｅｒ）または視野角調節フィルムなどが例示されるが、これに限定されない。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、前記液晶素子が用いられる限り通常的な方式が適用され得る。
【発明の効果】
【０１１９】
本発明の液晶素子は、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）を実現し得る素子であって、高いコントラスト比を示しながら低い駆動電圧で駆動し、優れた熱安定性などの耐久性を示すことができる。このような液晶素子は、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（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し得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【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】例示的な素子製造過程を説明するための図である。
【図４】例示的な素子製造過程を説明するための図である。
【図５】例示的な素子製造過程を説明するための図である。
【図６】例示的な液晶素子の製造装置を示す図である。
【図７】実施例及び比較例における液晶素子などに対する評価結果を示す。
【図８】実施例及び比較例における液晶素子などに対する評価結果を示す。
【図９】実施例及び比較例における液晶素子などに対する評価結果を示す。
【図１０】実施例及び比較例における液晶素子などに対する評価結果を示す。
【図１１】実施例及び比較例における液晶素子などに対する評価結果を示す。
【図１２】実施例及び比較例における液晶素子などに対する評価結果を示す。
【図１３】実施例及び比較例における液晶素子などに対する評価結果を示す。
【図１４】実施例及び比較例における液晶素子などに対する評価結果を示す。
【図１５】実施例及び比較例における液晶素子などに対する評価結果を示す。
【図１６】実施例及び比較例における液晶素子などに対する評価結果を示す。
【図１７】実施例及び比較例における液晶素子などに対する評価結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【０１２１】
以下、実施例及び比較例を介して上記の内容をより具体的に説明するが、本発明の範囲は下記提示内容により制限されない。
【０１２２】
＜実施例１＞
配向膜の形成
配向性化合物として、下記化学式Ａの繰り返し単位を含むポリノルボルネン（ＰＮＢＣｉ、分子量（Ｍｗ）：８５，０００、ＰＤＩ（ｐｏｌｙｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ  ｉｎｄｅｘ）：約４．７５）及び光開始剤（Ｉｇａｃｕｒｅ  ９０７）の混合物（ポリノルボルネン：光開始剤＝２：０．２５（重量比））をトルエン溶媒にポリノルボルネンの固形分濃度が２重量％に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たＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルムの透明電極層に前記配向膜前駆体を塗布し、ＷＧＰ（Ｗｉｒｅ  Ｇｒｉｄ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）を介して直線偏光された紫外線（１，２００ｍＪ／ｃｍ２）を照射して配向膜を形成した。
【０１２３】
［化学式Ａ］
0006048901.tif 000005
【０１２４】
液晶素子の製造
ポリマーネットワーク前駆物質として、１、６−ヘキサンジオールジアクリレートと液晶化合物（Ｍｅｒｃｋ、ＭＡＴ−１２−５２９、ｎｅ：１．６０９２、ｎｏ：１．４８２０）を１：９の重量比（ポリマーネットワーク前駆物質：液晶化合物）で混合し、これを適正量の開始剤と共にトルエンに溶解させて液晶層前駆体（重合性組成物）（ネマチック温度（Ｔｎｉ）：約５０℃）を製造した。その後、前記製造された配向膜の表面に前記液晶層の前駆体を最終液晶層の厚さが２．５μｍになるようにコーティングした。コーティングされた液晶層前駆体上に前記配向膜の形成の項目で記述した方式と同じ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前記コーティング層と接するように積層した後に紫外線（３００ｍＷ／ｃｍ２）を照射してポリマーネットワーク前駆物質を重合させて液晶層を形成した。紫外線照射時の温度を約２５℃に維持して液晶層前駆体がネマチック相を維持できるようにした。液晶層を形成するポリマーネットワークの屈折率をプリズムカプラーで測定した結果、約１．４５６であった。また、液晶層の位相差（実測位相差）をＡｘｏｓｔｅｐ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社）を使用して、５５０ｎｍの波長に基づいて製造会社のマニュアルに従って測定した結果、約２８８ｎｍであった。図７は前記液晶層の光学マイクロ顕微鏡（ｏｐｔｉｃａｌ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）のイメージであり、図８は前記液晶層のＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）のイメージである。
【０１２５】
＜実施例２＞
ポリマーネットワーク前駆物質として、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート５０重量部及び２−エチルヘキシルアクリレート５０重量部を混合したものを使用する以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。上記において、液晶層前駆体のネマチック温度（Ｔｎｉ）は約４５℃であり、紫外線の照射は前記前駆体がネマチック相を維持する温度である２５℃で行った。形成された液晶層内のポリマーネットワークの屈折率は約１．４４６であり、液晶層の実測位相差は約２８６．７ｎｍであった。
【０１２６】
＜実施例３＞
ポリマーネットワーク前駆物質として、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート４０重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート２０重量部及び２−エチルヘキシルアクリレート４０重量部を混合したものを使用する以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。上記において、液晶層前駆体のネマチック温度（Ｔｎｉ）は約４５℃であり、紫外線の照射は前記前駆体がネマチック相を維持する温度である２５℃で行った。形成された液晶層内のポリマーネットワークの屈折率は約１．４５２であり、液晶層の実測位相差は約２８５．３ｎｍであった。
【０１２７】
＜実施例４＞
ポリマーネットワーク前駆物質として、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート４０重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート３０重量部及び２−エチルヘキシルアクリレート３０重量部を混合したものを使用する以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。上記において、液晶層前駆体のネマチック温度（Ｔｎｉ）は約５０℃であり、紫外線の照射は前記前駆体がネマチック相を維持する温度である２５℃で行った。形成された液晶層内のポリマーネットワークの屈折率は約１．４５５であり、液晶層の実測位相差は約２８６．１ｎｍであった。
【０１２８】
＜実施例５＞
ポリマーネットワーク前駆物質として、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート７０重量部及びトリメチロールプロパントリアクリレート３０重量部を混合したものを使用する以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。上記において、液晶層前駆体のネマチック温度（Ｔｎｉ）は約５０℃であり、紫外線の照射は前記前駆体がネマチック相を維持する温度である２５℃で行った。形成された液晶層内のポリマーネットワークの屈折率は約１．４６１であり、液晶層の実測位相差は約２８７ｎｍであった。
【０１２９】
＜比較例１＞
ポリマーネットワーク前駆物質として、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート４０重量部及び２−エチルヘキシルアクリレート６０重量部を混合したものを使用して、前記ポリマーネットワーク前駆物質と液晶化合物とを１０：９０（ポリマーネットワーク前駆物質：液晶化合物）の重量比で混合したこと以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。上記において、液晶層前駆体のネマチック温度（Ｔｎｉ）は約４５℃であり、紫外線の照射は前記前駆体がネマチック相を維持する温度である２５℃で行った。形成された液晶層内のポリマーネットワークの屈折率は約１．４４４であり、液晶層の実測位相差は約１２４ｎｍであった。
【０１３０】
＜比較例２＞
ポリマーネットワーク前駆物質として、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート３０重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート２０重量部及び２−エチルヘキシルアクリレート５０重量部を混合したものを使用して、前記ポリマーネットワーク前駆物質と液晶化合物とを１０：９０（ポリマーネットワーク前駆物質：液晶化合物）の重量比で混合したこと以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。上記において、液晶層前駆体のネマチック温度（Ｔｎｉ）は約４５℃であり、紫外線の照射は前記前駆体がネマチック相を維持する温度である２５℃で行った。形成された液晶層内のポリマーネットワークの屈折率は約１．４５０であり、液晶層の実測位相差は約１６２ｎｍであった。
【０１３１】
＜比較例３＞
ポリマーネットワーク前駆物質として、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート３０重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート４０重量部及び２−エチルヘキシルアクリレート３０重量部を混合したものを使用して、前記ポリマーネットワーク前駆物質と液晶化合物とを１０：９０（ポリマーネットワーク前駆物質：液晶化合物）の重量比で混合したこと以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。上記において、液晶層前駆体のネマチック温度（Ｔｎｉ）は約４５℃であり、紫外線の照射は前記前駆体がネマチック相を維持する温度である２５℃で行った。形成された液晶層内のポリマーネットワークの屈折率は約１．４５７であり、液晶層の実測位相差は約１６６ｎｍであった。
【０１３２】
＜比較例４＞
ポリマーネットワーク前駆物質として、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート４０重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート４０重量部及び２−エチルヘキシルアクリレート２０重量部を混合したものを使用して、前記ポリマーネットワーク前駆物質と液晶化合物とを１０：９０（ポリマーネットワーク前駆物質：液晶化合物）の重量比で混合したこと以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。上記において、液晶層前駆体のネマチック温度（Ｔｎｉ）は約５０℃であり、紫外線の照射は前記前駆体がネマチック相を維持する温度である２５℃で行った。形成された液晶層内のポリマーネットワークの屈折率は約１．４５９であり、液晶層の実測位相差は約１５７ｎｍであった。
【０１３３】
＜比較例５＞
ポリマーネットワーク前駆物質として、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート６０重量部及びトリメチロールプロパントリアクリレート４０重量部を混合したものを使用して、前記ポリマーネットワーク前駆物質と液晶化合物とを１０：９０（ポリマーネットワーク前駆物質：液晶化合物）の重量比で混合したこと以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。上記において、液晶層前駆体のネマチック温度（Ｔｎｉ）は約５０℃であり、紫外線の照射は前記前駆体がネマチック相を維持する温度である２５℃で行った。形成された液晶層内のポリマーネットワークの屈折率は約１．４６３であり、液晶層の実測位相差は約１８２ｎｍであった。
【０１３４】
＜比較例６＞
ポリマーネットワーク前駆物質を使用せず、配向膜が形成されたＰＣフィルムの間に液晶化合物だけを注入して液晶層を形成する以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。上記において、液晶層の実測位相差は約３１９ｎｍであった。
【０１３５】
＜比較例７＞
散乱及び透過モード間をスイッチングする素子を形成し得る前駆物質として、ポリマーネットワーク前駆物質（ＰＮ−３９３、Ｍｅｒｃｋ社製）４０重量部と液晶化合物６０重量部を混合した液晶層前駆体を使用して配向膜が形成されない２枚のＰＣフィルムの間に厚さが約２５μｍである液晶層を形成して散乱モードと透過モードとの間をスイッチングする液晶層を形成した。このように形成された液晶層の散乱モードにおけるヘイズは約９２．９１％であり、位相差は約６５ｎｍであった。
【０１３６】
＜比較例８＞
反応性液晶化合物（ＲＭ２５７、Ｍｅｒｃｋ社製）をポリマーネットワーク前駆物質として使用して前記反応性液晶化合物１０重量部と液晶化合物９０重量部とを混合した液晶層前駆体を使用する以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。上記において、液晶層前駆体のネマチック温度（Ｔｎｉ）は約８５℃であり、紫外線の照射は前記前駆体がネマチック相を維持する温度である２５℃で行った。
【０１３７】
＜比較例９＞
ポリマーネットワーク前駆物質として、１、６−ヘキサンジオールジアクリレート２０重量部と液晶化合物８０重量部とを混合した液晶層前駆体を使用する以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。上記において、液晶層前駆体のネマチック温度（Ｔｎｉ）は約１０℃であり、紫外線の照射は、前記前駆体が等方性を維持する温度である２５℃で行った。液晶層の位相差（実測位相差）をＡｘｏｓｔｅｐ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社）を使用して、５５０ｎｍの波長に基づいて製造会社のマニュアルに従って測定した結果、約１３９ｎｍであった。
【０１３８】
＜比較例１０＞
液晶層前駆体が等方性を維持する温度である約６０℃で紫外線を照射する以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。製造された液晶層でポリマーネットワークの屈折率をプリズムカプラーで測定した結果、約１．４５６であり、液晶層の位相差（実測位相差）をＡｘｏｓｔｅｐ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社）を使用し、５５０ｎｍの波長に基づいて製造会社のマニュアルに従って測定した結果、約８８ｎｍであった。図１７は、Ａｘｏｓｔｅｐによる前記液晶層の測定データを示す。
【０１３９】
＜比較例１１＞
光配向膜を形成しないＰＣフィルムを使用する以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。製造された液晶層でポリマーネットワークの屈折率をプリズムカプラーで測定した結果、約１．４５６であり、液晶層の位相差（実測位相差）をＡｘｏｓｔｅｐ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社）を使用して、５５０ｎｍの波長に基づいて製造会社のマニュアルに従って測定した結果、約４６ｎｍであった。図１７は、Ａｘｏｓｔｅｐによる前記液晶層の測定データを示す。
【０１４０】
＜比較例１２＞
ポリマーネットワーク前駆物質と液晶化合物との重量比が４：６（ポリマーネットワーク前駆物質：液晶化合物）になるように配合して液晶層前駆体を製造する以外は、実施例１と同じ方式で液晶層を形成した。液晶層の位相差（実測位相差）をＡｘｏｓｔｅｐ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社）を使用して、５５０ｎｍの波長に基づいて製造会社のマニュアルに従って測定した結果、約１３９ｎｍであった。
【０１４１】
＜試験例１．ポリマーネットワークの配向性評価＞
実施例により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２枚の偏光板の間、または光吸収軸が互いに４５度をなすように配置された２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）モードとの間をスイッチングしているか否かを確認して配向性を評価した。前記過程を介して透過及び遮断モード間をスイッチングする場合、ポリマーネットワークの配向性により液晶化合物が液晶層内に配向されたものと評価し得る。評価結果、実施例１〜５の場合、透過及び遮断モード間におけるスイッチングが確認されたが、比較例１〜５及び比較例９〜１２に対する確認の結果、ポリマーネットワークが配向性を示さなかった。図９に実施例１〜５に対する評価結果を示し、図１０に比較例１〜５に対する評価結果を示す。また、図１６は実施例１と比較例９との比較を示す図であって、図に示すように、液晶層の形成が、前駆体がネマチック相で行われた実施例１の場合、偏光軸と４５度をなす状態で透過モード（左側）が実現され、９０度の状態で遮断モード（右側）が実現されるが、液晶層の形成が、前駆体が等方性の状態で行われた比較例９の場合には、偏光軸と４５度をなす状態（左側）と９０度をなす状態（右側）両方で光が遮断されて透過及び遮断モード間のスイッチングが不可能であることが分かった。
【０１４２】
＜試験例２．液晶層の位相差、ヘイズ及び透過率評価＞
実施例１〜５により製造された液晶層の位相差、ヘイズ及び透過率を評価した。上記において、位相差（測定波長：５５０ｎｍ）はＡｘｏｓｔｅｐ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社）を使用して、５５０ｎｍの波長に基づいて製造会社のマニュアルに従って測定し、ヘイズ及び透過率はヘイズメーター（ｈａｚｅｍｅｔｅｒ、ＮＤＨ−５０００ＳＰ）を使用して、同様に製造会社のマニュアルに従って測定した。上記において、位相差は液晶層に電圧を印加しない状態で評価し、ヘイズと透過率は駆動電圧を印加しながら評価した。図１１は実施例に対して位相差を評価した結果を示す図であり、図１２は実施例に対してヘイズと透過率を評価した結果を示す図である。図１５は実施例１及び比較例１に対するＡｘｏｓｔｅｐの測定データを示す。
【０１４３】
＜試験例３＞
実施例及び比較例により製造された液晶層に電圧を段階的に印加しながら輝度を評価してコントラスト比を評価した。輝度及びコントラスト比は、ＬＣＭＳ−２００（Ｓｅｓｉｍ光電子技術）で測定した値を換算して評価した。評価過程で測定対象と受光部（ディテクタ）の間隔は約１０ｃｍに維持し、受光部（ディテクタ）としては直径が約１．５ｍｍのものを使用した。図１３は、実施例１、比較例１及び比較例７に対する前記評価結果を示す。実施例１と比較例１の液晶層は、光吸収軸が互いに直交するように配置された２枚の偏光板の間に位置させて評価し、散乱モードと透過モードとの間をスイッチングするように構成された比較例７の場合は、偏光板を使用せず、散乱モードと透過モードとの間のコントラスト比を評価した。図に示すように、実施例１の場合は最大３５０以上のコントラスト比を示すが、比較例１と比較例７の場合は１００以下のコントラスト比を示した。一方、実施例２〜５の最大コントラスト比はすべて３５０以上であって、比較例２〜６、８及び９の最大コントラスト比はすべて１００未満であった。
【０１４４】
＜試験例４＞
実施例１と比較例７に対して駆動電圧による透過率を評価した。実施例１の場合は、液晶層を光吸収軸が互いに直交するように配置された２枚の偏光板の間に液晶層の配向方向が偏光板の光吸収軸と４５度をなすように配置して通常状態で透過モード（ｎｏｒｍａｌｌｙ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｍｏｄｅ）を実現する素子を構成し、電圧を印加して遮断モード（ｂｌａｃｋ  ｍｏｄｅ）にスイッチングしながら透過率を評価し、比較例７の場合は、偏光板を使用せず、通常状態で散乱モードである素子に電圧を印加して透過モードに転換させながら駆動電圧を測定した。図１４は前記測定結果を示し、図１４に示すように、実施例１の場合は、透過率１０％が実現される駆動電圧が１６．５Ｖであって、比較例７の場合は、透過率９０％が実現される駆動電圧が９２．４Ｖであった。一方、実施例２〜５の場合を同様に評価した結果、透過率１０％が実現される駆動電圧はすべて３０Ｖ未満であって、比較例１〜６、８及び９の場合、透過率１０％が実現される駆動電圧はすべて９０Ｖ以上であった。
【０１４５】
＜試験例５．熱安定性評価＞
実施例１により製造された液晶層（実測位相差：２８８ｎｍ）と比較例６により製造された液晶層（実測位相差：３１９ｎｍ）との熱安定性を評価した。熱安定性は、具体的には各液晶層を７０℃のオーブンで、それぞれ２００時間保持した後に位相差で評価した。オーブン放置後、実施例１の最小位相差と最大位相差はそれぞれ２５４．４ｎｍ及び２７８．９ｎｍであって、平均位相差は２６３ｎｍとして位相差変化率が８．７％であったが、比較例６の最小位相差と最大位相差はそれぞれ２２６．２ｎｍ及び２７３．９ｎｍであり、平均位相差は２５４．２ｎｍであって、位相差変化率が２０．４％であった。また、実施例２〜５に対してそれぞれ同じ方式で熱安定性を評価した結果、位相差変化率は全部１０％未満であった。
【符号の説明】
【０１４６】
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
３０１  重合性組成物
３０２  加圧ローラ
【図１】
0006048901.tif 000009
【図２】
0006048901.tif 000010
【図３】
0006048901.tif 000011
【図４】
0006048901.tif 000012
【図５】
0006048901.tif 000013
【図６】
0006048901.tif 000014
【図８】
0006048901.tif 000015
【図１１】
0006048901.tif 000016
【図１２】
0006048901.tif 000017
【図７】
0006048901.tif 000018
【図９】
0006048901.tif 000019
【図１０】
0006048901.tif 000020
【図１３】
0006048901.tif 000021
【図１４】
0006048901.tif 000022
【図１５】
0006048901.tif 000023
【図１６】
0006048901.tif 000024
【図１７】
0006048901.tif 000025