(57)【要約】本発明は、液晶材料の製造方法に関する。本発明の方法は、螺旋構造を有する液晶混合物に第１の処理を行う工程であって、該液晶混合物は非感光性である第１の液晶（Ａ）及び感光性である第２の液晶（Ｂ）を含み、該第１の処理は該混合物の螺旋の掌性を修正する工程と、該第２の液晶（Ｂ）が網状高分子を形成するように該混合物に第２の処理を行う工程であって、該第２の処理は該液晶材料が該螺旋の修正の記憶を保持し且つ該材料が該材料の全体において右旋構造及び左旋構造の両方を有するように該第１の処理の期間の全て又は一部に亘って行われる工程とを包含することを特徴とする。本発明はまた、少なくとも螺旋構造を有する液晶を含む液晶材料を備えた液晶デバイスであって、該材料は、その全体に亘って、右旋螺旋構造及び左旋螺旋構造の両方を有し、該デバイスは５０％よりも高い反射率を有することを特徴とする液晶デバイスに関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶材料を製造する方法であって、
非感光性である第１の液晶（Ａ）及び感光性である第２の液晶（Ｂ）を含む螺旋構造を有する液晶混合物に第１の処理を行う工程であって、前記第１の処理は前記混合物の螺旋の掌性を修正する、工程と、
前記第２の液晶（Ｂ）が網状高分子を形成するように前記混合物に第２の処理を行う工程であって、前記第２の処理は、前記液晶材料が前記螺旋の修正の記憶を保持し且つ前記材料が前記材料の全体において右旋構造及び左旋構造の両方を有するように、前記第１の処理の期間の全て又は一部に亘って行われる、工程と、
を包含することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記混合物は、少なくともコレステリック相及び／又はスメクチックＣキラル相を含む多形を呈する
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載の方法において、
前記第１の液晶（Ａ）は、第１のキラル液晶分子（Ａ１）を含む
ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
前記第１の液晶（Ａ）は、前記混合物の前記コレステリック相及び／又は前記スメクチックＣキラル相が臨界温度（Ｔｃ）のいずれかの側に対して前記螺旋の掌性の反転を有するような、第２の液晶の分子（Ａ２）を含む
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の方法において、
前記第１の液晶（Ａ）は、正の誘電異方性を有する
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項２〜４のいずれかに記載の方法において、
前記第１の液晶（Ａ）は第３の液晶分子（Ａ３）を含み、誘電異方性の符号が周波数に応じて変化するように適合されている、
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の方法において、
前記第２の液晶（Ｂ）は、前記混合物中５％以下の濃度を有する
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の方法において、
前記第２の液晶（Ｂ）は、前記混合物中５０％よりも高い濃度を有する
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
前記第２の液晶（Ｂ）は、前記混合物中８０％よりも高い濃度を有する
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、
前記第２の液晶（Ｂ）は、紫外線照射によって活性化されるように適合されている
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、
前記混合物は、紫外線照射において前記網状高分子の形成を促進する光架橋剤（Ｃ）をさらに含む
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、
前記混合物は、前記混合物の成分の分散を促進し、電気アドレッシング時に前記液晶材料の力学を修正する分散剤（Ｄ）をさらに含む
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、
前記混合物は、熱重合阻害剤（Ｅ）をさらに含む
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、
前記混合物は、前記液晶材料が構造上及び／又は機能上の傾斜を有するように、紫外線を吸収するように適合された吸収剤（Ｆ）をさらに含む
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、
前記第２の処理は、紫外線を照射して前記混合物を重合することを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、
前記紫外線照射は、３６５ｎｍのオーダーの波長及び０．１ｍＷ／ｃｍ2の強度を有する紫外線を用いて、３０〜６０分の露光時間で実施される
ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１５又は１６のいずれかに記載の方法において、
前記第２の処理は、前記混合物の架橋を可能にする
ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１５又は１６のいずれかに記載の方法において、
前記第２の処理は、前記混合物のゲル化を可能にする
ことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１〜１４のいずれかに記載の方法において、
前記第２の処理は、前記混合物をガラス化するように適合された急冷処理である
ことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項４〜１９のいずれかに記載の方法において、
前記第１の処理は熱処理である
ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、
前記熱処理は、連続的に実施され、前記混合物に温度傾斜を与えることを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の方法において、
前記熱処理は、非連続的に実施され、前記混合物を前記臨界温度（Ｔｃ）とは異なる処理温度に設定することを含み、液晶材料の動作温度が前記臨界温度（Ｔｃ）よりも低い場合、前記処理温度は前記臨界温度（Ｔｃ）よりも高く、逆に前記動作温度が前記臨界温度よりも高い場合、前記処理温度は前記臨界温度よりも低い、
ことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載の方法において、
前記熱処理は、非連続的に実施され、前記混合物を前記臨界温度（Ｔｃ）のいずれかの側における複数の温度に設定することを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１〜１９のいずれかに記載の方法において、
前記第１の処理は紫外線照射である
ことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法において、
前記第１の液晶（Ａ）は、紫外線照射に応じて前記コレステリック相及び／又は前記スメクチックＣキラル相の螺旋の掌性の反転を可能にする第４の液晶分子（Ａ４）をさらに含む
ことを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２４又は２５のいずれかに記載の方法において、
前記紫外線照射は、２８５〜４１０ｎｍの波長及び０．１ｍＷ／ｃｍ2の強度を有する紫外線を用いて、１〜３６００秒の露光時間で実施される
ことを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法において、
前記紫外線照射は、６０〜６００秒の露光時間で実施される
ことを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項１〜１９のいずれかに記載の方法において、
前記第１の処理は、電場を印加することを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項１〜１９のいずれかに記載の方法において、
前記第１の処理は、磁場を印加することを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項３０】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、
前記混合物に対して前記混合物の螺旋のピッチを修正する第３の処理を行うことを含む工程をさらに包含する
ことを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法において、
前記第２の処理は、前記第３の処理の期間の全て又は一部に亘って行われる
ことを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３０又は３１のいずれかに記載の方法において、
前記第３の処理は、前記混合物に電場を印加することを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３２に記載の方法において、
前記電場は、１ｋＨｚの周波数を有し、０．５〜２０Ｖ／μｍの範囲で変化する
ことを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項３０又は３１のいずれかに記載の方法において、
前記第３の処理は、前記混合物に磁場を印加することを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の方法において、
前記磁場は、２〜１５ｋＧの範囲で変化する
ことを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３０又は３１のいずれかに記載の方法において、
前記第３の処理は、前記混合物に機械的圧力を加えることを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項３０又は３１のいずれかに記載の方法において、
前記第３の処理は電磁波照射であり、
前記第１の液晶は第５の液晶分子（Ａ５）をさらに含んで、前記第３の処理が前記混合物の分子配座を修正する
ことを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３７に記載の方法において、
前記電磁波照射は、２５０〜３６５ｎｍの波長及び１〜１００ｍＪ／ｃｍ2のエネルギを有する紫外線を用いて、１〜３６００秒の照射時間で実施される
ことを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３８に記載の方法において、
前記照射時間は６０〜６００秒である
ことを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３７に記載の方法において、
前記電磁波照射は、４３５ｎｍよりも高い波長及び１〜１００ｍＪ／ｃｍ2のエネルギを有する可視光を用いて、１〜３６００秒の照射時間で実行される
ことを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の方法において、
前記照射時間は６０〜６００秒である
ことを特徴とする方法。
【請求項４２】
前記請求項のいずれかに記載の方法において、
前記処理のいずれか１つを実行する前に、前記混合物を、導電膜（２）で覆われた２つの基板（１）を含む容量性セル内に投入する
ことを特徴とする方法。
【請求項４３】
少なくとも螺旋構造を有する液晶を含む液晶材料（４）が設けられた基板（１）を備えた液晶デバイスであって、
前記材料は、その全体に亘って、右旋螺旋構造及び左旋螺旋構造の両方を有し、
前記デバイスは５０％よりも高い反射率を有する
ことを特徴とする液晶デバイス。
【請求項４４】
請求項４３に記載の液晶デバイスにおいて、
電圧の印加によって制御されるように適合された光学特性を有する
ことを特徴とする液晶デバイス。
【請求項４５】
請求項４３又は４４のいずれかに記載の液晶デバイスにおいて、
容量性セルを形成するために、前記液晶材料を覆う別の基板をさらに含む、
ことを特徴とする液晶デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶の技術分野に関し、より具体的には、入射光の反射に適合された液晶材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、可視光波及び不可視光波（赤外線ＩＲ及び紫外線ＵＶ）の制御が可能であるという光学特性のために、液晶型材料の使用が増えている。
【０００３】
特に、コレステリック液晶型材料の開発が進んでいる。というのは、コレステリック液晶の光学特性が、その螺旋構造のために、ネマチック液晶の光学特性とは異なるからである。この螺旋構造により、コレステリック液晶は、以下の関係式（垂直入射の場合）に示すような、螺旋構造のピッチｐに比例する関連波長λＲの光を選択的に反射させることができる
λＲ＝ｎ・ｐ
式中、ｎはコレステリック液晶の平均屈折率である（ｎ＝（ｎｅ＋ｎｏ）／２、ｎｅ及びｎｏはそれぞれ常光屈折率及び異常光屈折率である）。反射帯域幅Δλは、次の関係式に示すように、λＲと、ｎと、複屈折Δｎ＝ｎｅ−ｎｏとに比例する。
【０００４】
Δλ＝λＲ・Δｎ／ｎ
（Δｎ）ｍａｘは、一般の有機化合物について０．３のオーダーの値であるので、Δλは、通常、１００ｎｍ未満の可視光範囲に限定され、典型的には５０ｎｍに等しい。したがって、従来のコレステリック液晶では、限定された一部分の光線のみが反射され得る。
【０００５】
所与のアプリケーションについて、コレステリック液晶には反射選択性が要求されるものの、そのような選択性が欠点となるアプリケーションが多く存在する。
【０００６】
これは、例えば液晶材料で構成された窓を通過するエネルギ（光、熱）を効果的に変化させるために、その材料は広い波長範囲に亘って光を反射するように適合されている必要があるからである。広い波長範囲に亘って光を反射することにより、ビルディング、輸送手段等の、所与の閉空間の熱バランスを向上させることができ、その結果、（例えば空調の必要性を無くすことにより）エネルギを節約できる。
【０００７】
広くて且つ通常とは異なる反射特性を有する液晶材料は、いわゆるスマートウィンドウと呼ばれる分野に加えて、電気通信（フォトニック反射材料）、光学（惑光防止メガネ）、加熱（ＩＲ反射コーティング）、軍事（ＩＲステルス）及び表示（偏光子を用いないブラックオンホワイト(black on white)反射型ディスプレイ）等、その他さまざまな分野におけるアプリケーションをさらに有する。
【０００８】
フィリップスグループによる先駆的な研究により、３００ｎｍのオーダーの、より広い波長範囲に亘って光を反射する、固体コレステリック液晶材料を製造することが可能である（Ｄ．Ｊ．Ｂｒｏｅｒ，Ｊ．Ｌｕｂ及びＧ．Ｎ．ＭｏｌのＮａｔｕｒｅ３７８，４６７［１９９５］を参照）。この向上は、ヘリシティがピッチ勾配に応じて変化するコレステリック液晶材料の構造の結果として得られるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明のある目的は、より広範な反射特性を有する液晶材料及びそのような液晶材料を製造するプロセスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的のために、本発明によると、液晶材料を製造する方法であって、
螺旋構造を有する液晶混合物に第１の処理を行う工程であって、上記液晶混合物は非感光性である第１の液晶（Ａ）及び感光性である第２の液晶（Ｂ）を含み、上記第１の処理は上記混合物の螺旋の掌性(handedness)を修正する、工程と、
上記第２の液晶（Ｂ）が網状高分子を形成するように上記混合物に第２の処理を行う工程であって、上記第２の処理は、上記液晶材料が上記螺旋の修正の記憶を保持し且つ上記材料が上記材料の全体において右旋構造及び左旋構造の両方を有するように、上記第１の処理の期間の全て又は一部に亘って行われる、工程と、
を包含することを特徴とする方法が提供される。
【００１１】
上記本発明の液晶材料の製造方法の好適な局面（但し本発明を限定するものではない）は以下のとおりである：
・前記混合物は、少なくともコレステリック相及び／又はスメクチックＣキラル相を含む多形(polymorphism)を呈する；
・前記第１の液晶（Ａ）は、第１のキラル液晶分子（Ａ１）を含む；
・前記第１の液晶（Ａ）は、前記混合物の前記コレステリック相及び／又は前記スメクチックＣキラル相が臨界温度（Ｔｃ）のいずれかの側に対して前記螺旋の掌性の反転を有するような、第２の液晶の分子（Ａ２）を含む；
・前記第１の液晶（Ａ）は、正の誘電異方性を有するか、又は、誘電異方性の符号が周波数に応じて変化させてもよく、この場合、前記第１の液晶（Ａ）は第３の液晶分子（Ａ３）を含む；
・前記第２の液晶（Ｂ）は、前記混合物中５％以下の濃度を有する；
・前記第２の液晶（Ｂ）は、前記混合物中５０％よりも高い濃度を有し、好適には、前記混合物中８０％よりも高い濃度を有する；
・前記第２の液晶（Ｂ）は、紫外線照射によって活性化されるように適合されている；
・前記混合物は、紫外線照射下で前記網状高分子の形成を促進する光架橋剤（Ｃ）をさらに含む；
・前記混合物は、前記混合物の成分の分散を促進し、電気アドレッシング時に前記液晶の力学を修正する分散剤（Ｄ）をさらに含む；
・前記混合物は、熱重合阻害剤（Ｅ）をさらに含む；
・前記混合物は、前記液晶材料が構造上及び／又は機能上の傾斜を有するように、紫外線を吸収するように適合された吸収剤（Ｆ）をさらに含む；
・前記第２の処理は、前記混合物の重合に適合された紫外線照射であり、前記紫外線照射は、好適には、３６５ｎｍの波長及び０．１ｍＷ／ｃｍ2の強度を有する紫外線を用いて３０〜６０分の露光時間で実施され、これにより、前記混合物の架橋又はゲル化が可能になる；
・前記第２の処理は、前記混合物をガラス化するように適合された急冷処理である；
・前記第１の処理は熱処理であり得る。前記熱処理は連続的に実施され、前記混合物に温度傾斜を与えることを含んでもよい。あるいは、前記熱処理は非連続的に実施され、前記混合物を前記臨界温度（Ｔｃ）とは異なる処理温度に設定することを含んでもよく、液晶材料の動作温度が前記臨界温度（Ｔｃ）よりも低い場合、前記処理温度は前記臨界温度（Ｔｃ）よりも高く、逆に前記動作温度が前記臨界温度よりも高い場合、前記処理温度は前記臨界温度よりも低い。若しくは、前記混合物を前記臨界温度（Ｔｃ）のいずれかの側における複数の温度に設定することを含んでもよい；
・前記第１の処理は紫外線照射であってもよい。この場合、前記第１の液晶（Ａ）は、紫外線照射に応じて前記コレステリック相及び／又は前記スメクチックＣキラル相の螺旋の掌性の反転を可能にする第４の液晶分子（Ａ４）をさらに含む。前記紫外線照射は、２８５〜４１０ｎｍの波長及び０．１ｍＷ／ｃｍ2の強度を有する紫外線を用いて、１〜３６００秒の露光時間（好適には６０〜６００秒）で実施される；
・前記第１の処理は、電場又は磁場を印加することを含み得る；
・上記製造方法は、前記混合物に対して前記混合物の螺旋のピッチを修正する第３の処理を行うことを含む工程をさらに包含し、前記第２の処理は、前記第３の処理の期間の全て又は一部に亘って行われる；
・前記第３の処理は、前記混合物に、例えば１ｋＨｚの周波数を有し且つ０．５〜２０Ｖ／μｍの範囲で変化する電場を印加することを含み得る；
・前記第３の処理は、前記混合物に、例えば２〜１５ｋＧの範囲で変化する磁場を印加することを含み得る；
・前記第３の処理は、前記混合物に機械的圧力を加えることを含み得る；
・前記第３の処理は電磁波照射であり得る。この場合、前記第１の液晶は第５の液晶分子（Ａ５）をさらに含んで、前記第３の処理が前記混合物の分子配座を修正する；
・前記電磁波照射は、２５０〜３６５ｎｍの波長及び１〜１００ｍＪ／ｃｍ2のエネルギを有する紫外線を用いて、１〜３６００秒、好適には６０〜６００秒の照射時間で実施され得る；
・前記電磁波照射は、４３５ｎｍよりも高い波長及び１〜１００ｍＪ／ｃｍ2のエネルギを有する可視光を用いて、１〜３６００秒、好適には６０〜６００秒の照射時間で実行される；
・前記処理のいずれか１つを実行する前に、前記混合物を、導電膜で覆われた２つの基板を含む容量性セル内に投入する。
【００１２】
本発明による、少なくとも螺旋構造を有する液晶を含む液晶材料が設けられた基板を備えた液晶デバイスであって、前記材料は、その全体に亘って、右旋螺旋構造及び左旋螺旋構造の両方を有し、前記デバイスは５０％よりも高い反射率を有することを特徴とする、液晶デバイスがさらに提案される。
【００１３】
好適な局面（但し本発明を限定するものではない）によると、上記液晶デバイスは、電圧の印加によって制御されるように適合された光学特性を有する。上記液晶デバイスは、容量性セルを形成するために、前記液晶材料を覆う別の基板をさらに含む。
【００１４】
本発明のその他の特徴及び利点は、以下の説明において明らかである。以下の説明は、純粋に説明のためのものであって、本発明を限定する意図は無く、添付の図面を鑑みて読まれるべきものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
コレステリック液晶はキラルネマチック型液晶であるので、その成分である液晶分子は、ピッチｐを有する螺旋構造ｈを形成する。上で説明したように、この螺旋構成により、コレステリック液晶は、螺旋構造のピッチｐ及び平均屈折率ｎに応じて変化する関連波長λＲを有する光を選択的に反射できる（ブラッグ反射）。
【００１６】
波長選択性による反射限界に加えて、非偏光入射光に対するコレステリック液晶の反射率も、常に最大５０％に制限される。
【００１７】
実際、直線偏光波は、左円偏光波及び右円偏光波の合計として分解し得る。しかし、右又は左のいずれかであり得る螺旋の掌性(handedness)は、直線偏光波の２つの成分、すなわち右円偏光成分及び左円偏光成分の一方のみがコレステリック液晶によって反射され得るということを示唆している。したがって、この選択的偏光規則が、コレステリック液晶によって反射される光の量について、さらなる制限となる。
【００１８】
本発明による液晶材料は、上記液晶材料によって反射する光波の反射率がこの５０％の制限を超えるように調製される。
【００１９】
この液晶材料を調製するための開始媒体は、その組成のために螺旋構造を有する混合物である。
【００２０】
実際、この混合物は、非感光性である第１の液晶（Ａ）と感光性である第２の液晶（Ｂ）とを含む。一般に、第１のキラル液晶（Ａ）が取り上げられる。しかし、第１の液晶（Ａ）がキラルでない場合、第２のキラル液晶（Ｂ）が選択され、第１及び第２の液晶（Ａ及びＢ）の混合物に螺旋構造を与える。
【００２１】
低いモル質量を有するか又は高分子であり得る非感光性の第１の液晶（Ａ）は、同一種の分子又は複数種の分子の混合体によって形成され得る。この第１の液晶（Ａ）は、シアノビフェニル類又はシアノテルフェニル類及びそれらに関連するエステルからなる群より選択され得る。
【００２２】
第１の液晶（Ａ）の一部は、例えばＭｅｒｃｋ  Ｌｔｄ．から入手可能な化合物Ｅ７、ＢＬ００１、Ｅ４４又はＥ６３若しくはＨｏｆｆｍａｎ−ＬａＲｏｃｈｅから入手可能な化合物ＲＯＴＮ−５７０、ＴＮＯ６２３又はＴＮ１０４２７を含み得る。
【００２３】
さらに、第１の液晶（Ａ）は、全体的又は部分的にキラル液晶分子（Ａ１）を含む。これらキラル分子のために、混合物は、少なくともコレステリック相（キラルネマチックとも呼ぶ）及び／又はスメクチックＣキラル相を含む多形(polymorphism)を有する。これらの液晶分子（Ａ１）は、一般に、非感光性のものが選択される。
【００２４】
これら第１の分子（Ａ１）は、例えば、シアノビフェニル類又はシアノテルフェニル類及びそれらに関連するエステルからなる群より選択され得る。特に、ＢＬ０９４又はＢＬ０９５等のＬｉｃｒｉｌｉｔｅＴＭ（Ｍｅｒｃｋ  Ｌｔｄ．）群、若しくはＣ１５、ＣＢ１５、ＺＬＩ−４５７１、ＺＬＩ−４５７２（Ｍｅｒｃｋ  Ｌｔｄ．）等の化合物から選択できる。
【００２５】
第１の液晶は、混合物のコレステリック相（又はスメクチックＣキラル相）が、臨界温度（Ｔｃ）のいずれかの側において螺旋ｈの掌性の反転を呈することを可能にする第２の液晶分子（Ａ２）をさらに含む。
【００２６】
第２の液晶分子（Ａ２）は、例えば、以下の化合物から選択され得る：  
・（Ｓ）−１，２−プロパンジオールのジエステル類、（Ｒ，Ｒ）−２，３−ブタンジオールのジエステル類（ＨｅｐｐｋｅらのＺ．Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ．４２ａ，２７９−２８３，１９８７）；
・（Ｓ，Ｓ）−ＥＰＨＤＢＰＥ、つまり４−［（Ｓ，Ｓ）−２，３−エポキシヘキシルオキシ］−フェニル−４−（デシロキシ）−ベンゾアート（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）
・（Ｓ，ＲＳｒａｃ）−Ｍ９６（ＤｉｅｒｋｉｎｇらのＺ．Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ．４９ａ，１０８１−１０８６，１９９４；ＤｉｅｒｋｉｎｇらのＬｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，１８，４４３−４４９，１９９５）；
・１８，１９，２１，２７−テトラノルコレステリル  アニソエート（ＳｔｅｇｅｍｅｙｅｒらのＺ．Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ．，Ａ  Ｐｈｙｓ．Ｓｃｉ．，４４，１１２７，１９８９）;
・（Ｓ）−２−クロロプロピル４’−（４−ｎ−ノニルオキシフェニルプロピオリルオキシ）ビフェニル−４−カルボキシレート（ＳｌａｎｅｙらのＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，２，８０５，１９９２）。
【００２７】
第１の液晶（Ａ）は、正の誘電異方性を有する。それは、特に第３の液晶分子（Ａ３）をさらに含む場合、デュアルとして公知の液晶、つまり誘電異方性の符号が周波数に応じて変化する液晶であり得る。
【００２８】
これら第３の液晶分子（Ａ３）は、例えば、以下の化合物から選択され得る：
・２Ｆ−３３３３（Ｒｏｌｉｃ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌｔｄ．）；
・４−ペンチルフェニル  ２−クロロ−４−（４−ペンチル−ベンゾイルオキシ）  ベンゾエイト又は４−オクチルフェニル  ２−クロロ−４−（４−ヘプチルベンゾイル−オキシ）ベンゾエイト（Ａｃｒｏｓ  Ｏｒｇａｎｉｃｓ  Ｎ．Ｖ．）。
【００２９】
混合物は、感光性である第２の液晶（Ｂ）をさらに含み、該混合物を感光性にする。実際、第２の液晶（Ｂ）は、紫外線によって活性化され得る。好適には、この第２の液晶（Ｂ）は、２つ以上の官能基、典型的にはアクリレート又はメタクリレートを含む。
【００３０】
混合物中における第２の液晶（Ｂ）の濃度は、３〜１００％の範囲で変化し得る。
【００３１】
第２の液晶（Ｂ）の濃度が低い場合、典型的には５％未満の場合、液晶材料は、処理後に、電場によるアドレッシングに適合されている。つまり、印加される電場に応じて光学特性を変化させることができる。
【００３２】
第２の液晶（Ｂ）の濃度が高い場合、つまり５０％を超える場合、典型的には８０〜１００％の範囲の場合、最終的に得られる液晶材料は架橋重合体である。この場合、液晶材料は、半分自由な状態（剛性又は可撓性の基体上に残った状態）であるか又は自由な状態（基体が無い状態）である膜を形成し得る。
【００３３】
第２の液晶（Ｂ）は、例えば、以下の化合物から選択される：
・ＲＭ２５７，ＲＭ８２（Ｍｅｒｃｋ  Ｌｔｄ．）；
・ＢＡＢ，ＢＡＢ−６，ＢＡＢＢ−６，ＢＭＢＢ−６（Ｌ．−Ｃ．Ｃｈｉｅｎ，Ｒｅｃｅｎｔ  Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｂｏｏｋ  Ｓｅｒｉｅｓ，１９９５）；
・ＣＬＭ０１２ＣＮ，ＣＣ４０３９，ＣＣ３９０，ＣＣ６７０，ＣＣ６８０，ＣＣ１５００等の光架橋性ポリ有機シロキサンオリゴマー類（Ｗａｃｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｌｔｄ．；ＥＰ０７１１７８０Ｂ１；ＵＳ００５，６４１，８５０Ａ）。
【００３４】
好適には、前記混合物は、例えば紫外線照射の後に第２の液晶（Ｂ）の変態を促進することを目的とする光架橋剤（Ｃ）をさらに含む。光架橋剤（Ｃ）の濃度は、成分（Ｂ）の０．５〜５．０％の範囲で変動し得る。
【００３５】
この成分（Ｃ）は、以下の化合物から選択され得る：
・Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ９０７，Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ６５１，Ｄａｒｏｃｕｒ  １１７３（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）；
・２，６−ジ−テルブチル−４−メチルフェノール（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）
混合物は、分散剤（Ｄ）をさらに含み得る。この分散剤（Ｄ）は、混合物中に１〜３０％存在し、混合物中の種の分散を促進することを目的とする。液晶材料が電場によってアドレッシングされる場合、分子の配向が変化する間、力学に作用することも可能である。
【００３６】
分散剤（Ｄ）は、例えば、以下の化合物から選択され得る：
・Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６０シリーズ（ＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｌｔｄ．）；
・Ｄｉｓｐｅｒｏｎ＃７０３（Ｋｕｓｕｍｏｔｏ  Ｋａｓｅｉ  Ｌｔｄ．）；
・＃２４０００（ＩＣＩ  Ｌｔｄ．）
混合物は、熱重合阻害剤（Ｅ）をさらに含み得る。この熱重合阻害剤（Ｅ）は、特に第２の液晶（Ｂ）の熱重合を防止することを目的とする。この化合物は、化合物（Ｂ）中０．００１〜５％の範囲の比率で添加される。好適には、熱重合阻害剤（Ｅ）の濃度は、化合物（Ｂ）の０．００１〜１％の範囲である。
【００３７】
この熱重合阻害剤（Ｅ）は、例えば次に挙げる化合物、すなわち、ヒドロキノン、２−ヒドロキシベンゾフェノン、又は４−メトキシ−２−ヒドロキシベンゾフェノン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）から選択される。
【００３８】
最後に、混合物は、構造上及び／又は機能上の傾斜を有する材料を調製するために、紫外線を吸収することを目的とする吸収剤（Ｆ）をさらに含み得る。この吸収剤（Ｆ）は、通常、混合物の０．５〜２％を占める。
【００３９】
吸収剤（Ｆ）は、例えば、Ｔｉｎｕｖｉｎ１１３０等、Ｔｉｎｕｖｉｎシリーズ（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）から選択される。
【００４０】
これらの各種成分が、所定の混合温度で均質に混合される。好適な実施形態において、各化合物の浄化温度(clarification temperature)よりも高い混合温度が選択される。
【００４１】
混合物を生成する別の方法は、キャップ付きガラス管内に各種化合物を投入し、このガラス管に加熱しながら又は加熱せずに超音波を印加することを含む。
【００４２】
混合物は、図１に示すように形成された容量性セル内に、毛管現象により導入され得る。
【００４３】
容量性セルは、２つのガラス又はプラスチック製の基板１を含む。基板１の各々は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）で形成された導電膜２によって覆われ、さらにポリイミド又はポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の表面活性物質膜３によって覆われている。
【００４４】
このように形成された２枚の基板は、スペーサ５を設けることにより、１〜５００μｍの距離をあけて、好適には１０〜２０μｍの距離をあけて保持される。スペーサ５は、例えばビーズ、ポリマー繊維、又は較正された厚さを有するプラスチック膜であり得る。
【００４５】
その後、このように形成された空間に上記液晶混合物４を導入する。
【００４６】
感光性混合物を調製する工程及び調製された混合物を容量性セルに導入する工程は、好適には、暗所にて行われる。
【００４７】
上で説明したように、第２の液晶（Ｂ）の濃度が５０％を超える場合、液晶材料は、半分自由な状態（剛性又は可撓性の基体上に残った状態）であるか又は自由な状態（基体が無い状態）である膜を形成し得る。
【００４８】
一旦混合物が調製されると（そして基板上に配置されるか、容量性セル内に導入されるか、又はそのようにされない）、得られる液晶材料がより優れた、従来得られなかった光学性能及び光学特性を有するように処理する必要がある。得られる液晶材料は、特に、非偏光入射光の５０％を超える部分を反射することが可能である。
【００４９】
混合物の光学特性のそのような変換は、２つの処理を完全又は部分的に同時に実施することにより行われる。
【００５０】
第１の処理は、螺旋構造を有する混合物の螺旋特性の掌性を修正することを目的とする。
【００５１】
混合物は、そのコレステリック相及び／又はスメクチックＣキラル相において、（液晶分子（Ａ２）が存在することが原因で）臨界温度Ｔｃでヘリシティ反転現象が起こるので、第１の処理は、混合物を、例えば臨界温度Ｔｃよりも高い所与の温度に設定することを含み得る。
【００５２】
第２の処理の目的は、第１の処理によって螺旋に施した修正の記憶を液晶材料に与えることである。
【００５３】
第２の処理は、例えば、第１の処理中に行われる紫外線照射であり得る。用いられる紫外線照射は、典型的には３６５ｎｍのオーダーの波長及び０．１ｍＷ／ｃｍ２の強度を有する紫外線を用いて、典型的には３０〜６０分の範囲の照射時間で実施される。
【００５４】
前記第１の処理が混合物をある１つの温度に設定することを含む場合、前記第２の処理の結果として起こる反応は、混合物の螺旋が液晶材料によって反射された光の強度を測定する温度（通常、環境温度）での螺旋の掌性とは異なる掌性を有する状態で実施される。２つの温度、具体的には反応温度並びに反射強度測定温度又は液晶材料の動作温度は、反応前は同一のピッチであるが方向が互いに反対である混合物の螺旋構造に対応する。
【００５５】
この実施形態、特に第２の処理が理由で、網状高分子が液晶の全体に亘って形成される。液晶の配向特性は、網状高分子の性質、つまり分布、均質性、対象性等の強い影響を受ける。
【００５６】
この実施形態の結果、特に第１及び第２の処理は少なくとも一部が同時に実施されるという理由で、形成される網状高分子は、第１の処理の間に行われた螺旋の修正の記憶を液晶材料に与える。構造を規定する螺旋の掌性が円状に反射される光の量（最大５０％）を決定するので、この場合、該材料は、非偏光入射光の５０％を超える部分を反射する。実際、上記のように製造された液晶材料は、少なくとも光の伝播方向と平行な方向にしたがって、右旋螺旋構造及び左旋螺旋構造の両方を有する。これにより、通常の液晶材料が偏光選択性の特性を有するのに対して、非偏光選択性という新たな特性が得られる。光及びエネルギ収率について、反射光波及び／又は透過光波に存在する２つの偏光方向が重要であり、これは１つの同じ光波の中に存在する。材料の全体に亘って、つまり、少なくとも光の伝播方向（通常、材料膜の面に対して垂直な方向）において、右旋螺旋構造及び左旋螺旋構造の両方が存在するので、１つの同じ入射光波が２方向の螺旋と相互に作用する。結果、反射光波は互いに逆方向の２種類の円偏光成分を含み、その特性は従来の反射限界である５０％を超える。
【００５７】
図２は、光の波長に応じて変化する透過光の割合を示す。図２により、２つの処理のいずれも施していない液晶材料（曲線６）及び本発明の実施形態により製造された液晶材料（曲線７）の波長反射帯域幅の具体例を比較することができる。曲線６で明らかなように、処理を行わない場合、液晶材料は従来、３．８μｍの波長を有する非偏光光線の約４０％を反射するのに対して、処理後、反射率は、同じ波長で約８０％の割合に近づく（曲線７）。
【００５８】
混合物の螺旋の掌性を変化させることを含む第１の処理は、他の熱処理によって実施されてもよい。
【００５９】
実際、混合物をある一つの温度に設定する代わりに、例えば、混合物の紫外線照射を含む第２の処理を行いつつ、混合物を複数の温度に変化させてもよい。したがって、ピッチｐ１、ｐ２、．．．．ｐｎに対応する複数の温度Ｔ１、Ｔ２、．．．．Ｔｎについて反応が起こる。その相対物は、逆の螺旋を有する、つまり、ピッチの絶対値が同じであるが方向が逆の螺旋を有する各ピッチｐｉに対応する。この特定のプロセスは、混合物が第２の液晶（Ｂ）を非常に高い濃度、典型的には８０〜１００％の濃度で含む場合に特に好適である。実際、この場合、最終的に生成される液晶材料は固体であり、したがって、複数の温度において熱処理が行われ、それにより、最終構造は両方向の螺旋を有し得る。
【００６０】
非連続熱処理を含む、螺旋の掌性を変更する第１の処理は、さらに、熱傾斜(thermal ramp)の適用などの連続熱処理と置換してもよい。この場合、網状高分子の形成は、混合物の螺旋構造の方向が漸次的に変化する間に起こる。結果として得られる液晶材料は、螺旋の掌性に対するこれらの漸次的な変更の記憶を含んでいる。
【００６１】
本実施形態の別の変形例は、熱処理の代わりに紫外線照射によって螺旋の掌性を修正することを含む。
【００６２】
この場合、開始混合物の第１の液晶（Ａ）は、紫外線照射に応じて螺旋の掌性が変化するような第４の液晶分子（Ａ４）を含む。
【００６３】
第４の液晶分子（Ａ４）は、以下に示す化合物のリストから採用し得る：
・３−（Ｒ）−メチル−６−アリリデンシクロヘキサノン類、（＋）−イソメントン誘導体（ＫｒｉｖｏｓｈｅｙらのＰｒｏｃ．ＳＰＩＥ，５２５７，１３，２００３；ＫｒｉｖｏｓｈｅｙらのＦｕｎｃｔ．Ｍａｔ．，１１，１，７６−８１，２００４）；
・（Ｒ）−３−１−（１−メチルヘキシルオキシ）−３’−オクチロキシ−２，２’−ジメチルアゾベンゼンを含むアゾベンゼン群（ＲｕｓｌｉｍらのＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，１２，３３７７−３３７９，２００２）；
・３，３’−２置換型アゾベンゼン（ＲｕｓｌｉｍらのＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，９，６７３−６８１，１９９９）。
【００６４】
対応する紫外線照射は、２８５〜４１０ｎｍの波長で、数秒〜数十分（１秒〜３６００秒）の照射時間行われる。この照射時間は、好適には６０〜６００秒である。
【００６５】
本発明のさらに別の変形例によると、混合物の構造の螺旋の掌性を変更することを含む第１の処理は、電場又は磁場の印加である。
【００６６】
本発明の別の特定的な実施形態において、初期混合物は、混合物の構造を規定する螺旋の掌性だけでなくピッチｐも変化するように処理される。実際、上述のように、螺旋構造を有する液晶は、特に螺旋のピッチｐに応じて、所定の波長を有する光を選択的に反射する。
【００６７】
螺旋のピッチｐを修正する処理は、網状高分子を形成することを目的とする第２の処理の期間の全て又は一部と同時に行われるので、結果として得られる液晶材料は、螺旋のピッチの変更の記憶を有している。
【００６８】
このことが理由で、結果として得られる液晶材料は、より広い反射波長帯域を有する。得られる反射帯域の拡張は、反応の制御パラメータに応じて変化するピッチの変化量に依存する。すなわち、この変化量が大きくなるのにしたがって、反射帯域が広くなる。
【００６９】
第１の変形例によると、混合物の螺旋のピッチは、螺旋の掌性を修正するために第１の処理として混合物に対して行われる熱処理の結果として変化する。
【００７０】
したがって、複数の温度に応じた非連続熱処理又は温度傾斜に応じた連続熱処理の場合、混合物の構造を規定する螺旋は、熱処理の間に、掌性だけでなくピッチも変化する。したがって、生成される液晶材料は、その掌性のレベル及びピッチの両方について、間接的な結果として、螺旋に対する漸次的修正の記憶を有する。
【００７１】
混合物の掌性を修正しつつ螺旋のピッチを修正する別の方法は、第１の処理の少なくとも一部の期間において同時に行う第３の処理を含み、第２の処理は螺旋の掌性の修正及び網状高分子の形成をそれぞれ含む。
【００７２】
この場合、螺旋のピッチは、電場を印加することによって変更され得る。例えば、１ｋＨｚの周波数を有する、０．５〜２０Ｖ／μｍの範囲の電場を印加し得る。
【００７３】
２〜１５ｋＧ（０．２〜１．５Ｔ）の磁場を印加することによって螺旋のピッチを変更することもさらに可能である。
【００７４】
螺旋のピッチを変更する別の方法は、容量性セルに機械的圧力を加えることを含む。
【００７５】
最後に、混合物の構造を規定する螺旋のピッチの変更は、電磁放射によって、該構造の分子配座を修正することによって実施されてもよい。この電磁放射は、可視光又は紫外線の照射であり得る。この目的のために、混合物の第１の液晶（Ａ）は、混合物の０．１〜１０％を占める第５の液晶分子（Ａ５）を含む。これら第５の液晶分子は、以下の化合物から選択される：
・４，４’−ジアルキルアゾベンゼン類（ＭｏｒｉｙａｍａらのＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，１１，１００３−１０１０，２００１）を含む、アゾベンゼン類又はアゾキシベンゼン類からなる群（ＫｕｒｉｈａｒａらのＣｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１３，１９９２，２００１；ＫｕｓｕｍｏｔｏらのＭｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，１４，７２７，１９９３；ＮｅｇｉｓｈｉらのＣｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，３１９，１９９６及び５８３，１９９６；ＢｏｂｒｏｖｓｋｙらのＡｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１２，１１８０−３，２０００；ＫｉｔａｅｖａらのＭｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，２，２６１−２７９，１９９２）；
・インドールフルギド（ＪａｎｉｃｋｉらのＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１７，８５２４，１９９５）、ビスナフトール型キラルフルギド誘導体類（ＹｏｋｏｙａｍａらのＣｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，６８７，１９９７）を含むフルギド群（ＹｏｋｏｙａｍａらのＣｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，６８７，１９９７）；
・ジアリールエチレン−ビスイミン（ＤｅｎｅｋａｍｐらのＡｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１０，１０８１，１９９８）を含むジアリールエテン群（ＵｃｈｉｄａらのＣｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，６５４，２０００；ＹａｍａｇｕｃｈｉらのＣｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１２，８６９，２０００）；
・電子過剰アルケン類(overcrowded alkenes)からなる群（ＦｅｒｉｎｇａらのＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１７，９９２９，１９９５；ＨｕｃｋらのＳｃｉｅｎｃｅ，２７３，１６８６，１９９６）。
【００７６】
この場合、例えば、２５０〜３６５ｎｍの波長の紫外線の影響によって、トランス−シス光異性化又は光環化が起こる。
【００７７】
４３５ｎｍ以上の波長での可視光照射の作用によって、逆進変化が起こり得る。
【００７８】
電磁照射は、典型的には１〜１００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギを有する放射線を印加するものである。照射時間は、数秒〜数十分（１〜３６００秒）の範囲で変動し得、典型的には数分（つまり６０〜６００秒）のオーダーであり得る。
【００７９】
初期混合物の構造を規定する螺旋の掌性及びピッチを修正するのと同時に網状高分子を形成することによる結果として得られる液晶材料は、非偏光入射光の５０％を超える部分を反射するだけでなく、より広い波長帯域に亘る光、典型的には可視光スペクトルにおける数百ナノメートル（１００〜５００ナノメートル）のオーダーの光を反射することを可能にする。
【００８０】
最後に、材料が５％未満の網状高分子を含む場合、光反射特性は、典型的には１ｋＨｚのオーダーの周波数の交流電場を印加することにより修正され得る。このことは、例えば、混合物の光反応性液晶（Ｂ）の濃度が低い場合、典型的には５％未満の場合にあてはまる。
【００８１】
この場合、液晶材料はアドレッシングされ得る。光学セルは、反射状態から分散状態へと徐々に移行し（典型的には１Ｖ／μｍから）、その後、透過状態になる（典型的には１０Ｖ／μｍから）。
【００８２】
本明細書を読めば、本明細書に記載の新規な方法及び利点から実質的に逸れることなくさまざまな変形が可能であることが理解できる。したがって、この種の変形例は全て、本発明による液晶材料を生成する装置及びその液晶材料を含む液晶方法の範囲内に包含されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明による液晶材料を含むセルの模式図である。
【図２】本発明によって製造された液晶材料によって透過される光スペクトルの変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  基板
２  導電膜
３  表面活性物質膜
４  液晶材料
５  スペーサ
【図１】
2009508153.tif 000003
【図２】
2009508153.tif 000004
【国際調査報告】
2009508153.tif 000005
2009508153.tif 000006
2009508153.tif 000007
2009508153.tif 000008
2009508153.tif 000009
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