(57)【要約】  本発明は、液晶セル、液晶層の前駆体、液晶セルの製造方法及び液晶セルの用途に関する。本発明の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用いて簡単に且つ連続的に製造することができる。上記液晶セルは、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の比率を確保することができる。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を含む多様な用途に適用されることができる。
2014527202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向性ネットワーク及び上記配向性ネットワーク内に存在し、液晶化合物を含む液晶領域を有する液晶層を含む液晶セル。
【請求項２】
配向性ネットワークは、光配向性化合物を含む前駆物質のネットワークである、請求項１に記載の液晶セル。
【請求項３】
配向性ネットワークで光配向性化合物は、方向性を有するように整列された状態であり、液晶領域の液晶化合物は、上記整列状態のネットワークによって配向されている、請求項２に記載の液晶セル。
【請求項４】
光配向性化合物が、アゾ化合物、スチルベン化合物、シクロブタンテトラカボキシル酸二無水物、芳香族ポリシラン、芳香族ポリエステル、ポリスチレン、シンナマート化合物、クマリン化合物、シンナムアミド 化合物、テトラヒドロフタルイミド化合物、マレイミド化合物、ベンゾフェノン化合物、ジフェニルアセチレン化合物、チァルコン化合物、アントラセニル化合物、ベンゾエート化合物、ベンゾアミド化合物、メタアクリルアミドアリール（メタ）アクリレート化合物またはスピロピラン化合物である、請求項２に記載の液晶セル。
【請求項５】
配向性ネットワーク及び液晶化合物は、下記数式１を満足する、請求項１に記載の液晶セル：
［数式１］
（１−ａ）×｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５＜ｎｐ＜（１＋ａ）×｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５
上記数式１で、ｎｐは、配向性ネットワークの屈折率であり、ｎｏは、液晶化合物の正常屈折率であり、ｎｅは、液晶化合物の異常屈折率であり、ａは、０≦ａ＜０．５を満足する数である。
【請求項６】
配向性ネットワークは、誘電率が３以上である、請求項１に記載の液晶セル。
【請求項７】
液晶化合物は、下記数式２を満足するネマチック液晶化合物である、請求項１に記載の液晶セル：
［数式２］
（１．５３−ｂ）＜｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５＜（１．５３＋ｂ）
上記数式２で、ｎｏは、液晶化合物の正常屈折率であり、ｎｅは、液晶化合物の異常屈折率であり、ｂは、０．１≦ｂ≦１を満足する数である。
【請求項８】
液晶化合物の異常誘電率εｅと正常誘電率εｏの差εｅ−εｏが３以上である、請求項１に記載の液晶セル。
【請求項９】
液晶層は、配向性ネットワーク１００重量部に対して１００重量部〜２，５００重量部の液晶化合物を含む、請求項１に記載の液晶セル。
【請求項１０】
電圧が印加されていない状態で光透過率が８０％以上である、請求項１に記載の液晶セル。
【請求項１１】
互いに対向して配置された２個の基材層をさらに含み、液晶層が上記基材層の間に形成されている、請求項１に記載の液晶セル。
【請求項１２】
基材層の液晶層の側面には電極層が形成されている、請求項１１に記載の液晶セル。
【請求項１３】
液晶層の両側に配置された偏光板をさらに含む、請求項１に記載の液晶セル。
【請求項１４】
配向性化合物を含む配向性ネットワークの前駆物質及び液晶化合物を含む請求項１に記載の液晶層の前駆体。
【請求項１５】
配向性ネットワーク及び液晶化合物は、下記数式１を満足する、請求項１４に記載の液晶層の前駆体：
［数式１］
（１−ａ）×｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５＜ｎｐ＜（１＋ａ）×｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５
上記数式１で、ｎｐは、配向性ネットワーク前駆物質から形成された配向性ネットワークの屈折率であり、ｎｏは、液晶化合物の正常屈折率であり、ｎｅは、液晶化合物の異常屈折率であり、ａは０≦ａ＜０．５を満足する数である。
【請求項１６】
液晶化合物は、下記数式２を満足するネマチック液晶化合物である、請求項１４に記載の液晶層の前駆体：
［数式２］
（１．５３−ｂ）＜｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５＜（１．５３＋ｂ）
上記数式２で、ｎｏは、液晶化合物の正常屈折率であり、ｎｅは、液晶化合物の異常屈折率であり、ｂは、０．１≦ｂ≦１を満足する数である。
【請求項１７】
液晶化合物の異常誘電率εｅと正常誘電率εｏの差εｅ−εｏが３以上である、請求項１４に記載の液晶層の前駆体。
【請求項１８】
請求項１７に記載の前駆体の層に光を照射することを含む液晶セルの製造方法。
【請求項１９】
照射される光が直線偏光された光である、請求項１８に記載の液晶セルの製造方法。
【請求項２０】
光の照射は、液晶化合物の等方性転移温度またはそれ以上の温度で行う、請求項１８に記載の液晶セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶セル、液晶層の前駆体、液晶セルの製造方法及び液晶セルの用途に関する。
【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一定方向に配向させ、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、複雑な工程が要求される高費用の工程であるから、大型の生産ライン及び設備が必要である。
【０００３】
ＬＣＤ製造工程の問題を解決するために提示された方式のうち、高分子マトリックス内に液晶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。）素子が知られている。ＰＤＬＣは、液晶溶液のコーティングを通じて製造が可能なので、従来のＬＣＤに比べて簡単な工程で製造することができる。
【０００４】
ＰＤＬＣ内で液晶化合物は、通常、配向されていない状態で存在する。したがって、ＰＤＬＣは、電圧が印加されない状態では、濁った不透明状態である。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、これを利用して透明と不透明状態のスイッチングが可能である。しかしながら、２個の偏光板の間で黒白がスイッチングされる通常的なＬＣＤに比べてＰＤＬＣはコントラストの比率が大きく劣化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、液晶セル、液晶層の前駆体、液晶セルの製造方法及び液晶セルの用途を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例示的な液晶セル（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｃｅｌｌ）は、液晶層を含む。上記で液晶層は、配向性ネットワークと液晶領域を含むことができる。液晶領域は、液晶化合物を含み、上記配向性ネットワークの内部に含まれることができる。
【０００７】
用語「液晶領域」は、液晶化合物を含む領域であって、上記配向性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ことができる。
【０００８】
配向性ネットワークは、配向性化合物を含む前駆体のネットワークであることができる。用語「配向性化合物を含む前駆体のネットワーク」は、例えば、配向性化合物を含む前駆体を含む高分子ネットワークまたは架橋または重合された上記前駆体を含む高分子ネットワークを意味することができる。
【０００９】
用語「配向性化合物」は、例えば、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ことができる。上記化合物は、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ことができる。配向性化合物としては、例えば、光配向性化合物を使用することができる。光配向性化合物は、光の照射、例えば、直線偏光された光の照射によって所定方向に整列し、隣接する液晶化合物の配向を誘導することができる化合物を意味することができる。
【００１０】
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ことができる。液晶化合物の配向に使用されることができる光配向性化合物は、多様に公知されている。光配向性化合物では、例えば、トランス−シース光異性化（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−シー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ことができる。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ことができるが、これに制限されるものではない。
【００１１】
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）形態であることができる。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。
【００１２】
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することができる高分子としては、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ことができるが、これに制限されるものではない。
【００１３】
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ー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ことができるが、これに制限されるものではない。
【００１４】
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。
【００１５】
配向性ネットワークで上記配向性化合物は、方向性を有する整列状態（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎａｌｌｙ  ｏｒｄｅｒｅｄ）であり、上記液晶領域の液晶化合物は、電圧無印加状態で上記整列状態のネットワークによって配向されている状態で存在することができる。
【００１６】
例えば、配向性化合物は、上記整列状態で配向性ネットワークに単純に含まれているか、または整列状態で架橋及び／または重合され、配向性ネットワークを形成していてもよい。
【００１７】
配向性化合物は、架橋または重合され、配向性ネットワークを形成するために、１つ以上の架橋性または重合性官能基を含むことができる。架橋性または重合性官能基としては、例えば、熱の印加または紫外線などの活性エネルギー線の照射によって反応する官能基を使用することができる。このような官能基としては、ヒドロキシ基、カルボキシル基、ビニル基またはアリル基などのアルケニル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基、シアノ基、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またはメタクリロイルオキシ基などが例示されることができるが、これに制限されるものではない。上記のような官能基には、例えば、熱または活性エネルギー線の照射によるラジカル反応または陽イオン反応などや塩基環境下で架橋または重合反応に参加することができる官能基が含まれる。上記のような官能基は、例えば、配向性化合物の主鎖または側鎖などに導入されていてもよい。
【００１８】
配向性ネットワークを形成する前駆物質は、架橋剤をさらに含むことができる。架橋剤は、液晶セルの残像や強度の調節のために添加されることができる。架橋剤としては、例えば、熱の印加や活性エネルギー線の照射によって配向性化合物と反応して架橋構造を具現することができる化合物を使用することができる。高分子化合物などによって架橋構造を具現することができる多様な架橋剤が公知されている。例えば、架橋剤としては、２個以上の官能基を有する多価化合物として、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、イソチオシアネート化合物、ビニルエーテル化合物、アルコール、アミン化合物、チオール化合物、カボキシル酸化合物、アジリジン化合物または金属キレート化合物などが例示されることができる。
【００１９】
紫外線のような活性エネルギー線の照射によって架橋反応に参加することができる架橋剤として、例えば、ビニル基またはアリル基のようなアルケニル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルエーテル基、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またはメタクリロイルオキシ基などを２個以上含む化合物が使用されることができる。このような化合物としては、多官能性アクリレートなどが代表的に例示されることができる。多官能性アクリレートとしては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ）トリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリグリセロールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、１、６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、トリス［２−（アクリロイルオキシ）エチル］イソシアヌレート、ウレタンアクリレート、グリセロール１、３−ジグリセロレートジ（メタ）アクリレートまたはトリ（プロピレングリコール）グリセロレートジアクリレートなどが例示されることができるが、これに制限されるものではない。
【００２０】
架橋剤は、残像の調節と強度付与の程度と液晶領域と配向性ネットワークの相分離特性及びアンカリング（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ）特性、感光性、誘電率及び屈折率などを考慮して適切な比率で含まれることができる。例えば、配向性ネットワークの前駆物質は、配向性化合物１００重量部に対して０．１重量部〜１００重量部、５重量部〜１００重量部、１０重量部〜９０重量部、１０重量部〜８０重量部、１０重量部〜７０重量部、１０重量部〜６０重量部または１０重量部〜５０重量部の架橋剤を含むことができる。架橋剤の比率は、使用される架橋剤及び配向性化合物の種類によって変更されることができる。本明細書で単位重量部は、特に別途規定しない限り、成分間の重量の比率を意味することができる。
【００２１】
配向性ネットワークの前駆物質は、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。
【００２２】
配向性ネットワークは、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。
【００２３】
［数式１］
（１−ａ）×｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５＜ｎｐ＜（１＋ａ）×｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５
【００２４】
数式１で、ｎｐは、配向性ネットワークの屈折率であり、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、ａは、０≦ａ＜０．５を満足する数である。
【００２５】
上記屈折率は、例えば、５５０ｎｍの波長の光に対して測定された屈折率であることができる。また、配向性ネットワークの正常屈折率と異常屈折率が異なっている場合には、本明細書で使用する用語配向性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。配向性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、電圧無印加下でも、透明性に優れていて、コントラストの比率に優れた素子を提供することができる。
【００２６】
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であることができる。
【００２７】
配向性ネットワークは、また、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以下程度であることができる。
【００２８】
配向性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、配向性ネットワーク内で相分離され、配向性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、配向性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ることができる形態であることができる。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であることができる。
【００２９】
１つの例示で、液晶化合物としては、ネマチック液晶化合物を使用することができる。上記化合物としては、例えば、下記数式２を満足するネマチック液晶化合物を使用することができる。
【００３０】
［数式２］
（１．５３−ｂ）＜｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５＜（１．５３＋ｂ）
【００３１】
数式２で、ｎｏは、数式１で定義した液晶化合物の正常屈折率（ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）、例えばネマチック液晶化合物の短軸方向の屈折率であり、ｎｅは、数式１で定義した液晶化合物の異常屈折率（ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）、例えば、ネマチック液晶化合物の長軸方向の屈折率であり、ｂは、０．１≦ｂ≦１を満足する数である。
【００３２】
数式２を満足する液晶化合物を選択し、電圧が印加されていない状態でも、優れた透明性が確保される液晶セルを製作することができる。
【００３３】
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であることができる。
【００３４】
液晶化合物は、また、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３以上、３．５以上、４以上、６以上、８以上または１０以上であることができる。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。
【００３５】
液晶セルで液晶領域の液晶化合物は、配向性ネットワーク１００重量部に対して１００重量部〜２、５００重量部、１００重量部〜２、０００重量部、１００重量部〜１、９００重量部、１００重量部〜１、８００重量部、１００重量部〜１、７００重量部、１００重量部〜１、６００重量部、１００重量部〜１、５００重量部、１００重量部〜１、４００重量部、１００重量部〜１、３００重量部、１００重量部〜１、２００重量部、１００重量部〜１、１００重量部、１００重量部〜１、０００重量部、１００重量部〜９００重量部、１００重量部〜８００重量部、１００重量部〜７００重量部、１００重量部〜６００重量部、１００重量部〜５００重量部、１００重量部〜４００重量部、１００重量部〜３００重量部または１５０重量部〜２５０重量部位の比率で含まれることができる。液晶化合物の比率は、必要に応じて変更されることができる。液晶セルは、例えば、電圧が印加されない状態でも、優れた透明性を示すことができる。例えば、液晶セルは、電圧無印加状態で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。上記光透過率は、可視光領域、例えば、約４００ｎｍ〜７００ｎｍ範囲の波長に対する光透過率であることができる。
【００３６】
液晶セルは、１つまたは２つ以上の基材層をさらに含むことができる。液晶層は、基材層の表面または２つまたはそれ以上の基材層の間に形成されていてもよい。例えば、液晶セルは、互いに対向している基材層をさらに含み、上記液晶層が上記対向されている基材層の間に存在することができる。図１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１０１Ａ、１０１Ｂの間に存在し、配向性ネットワーク１０２１及び液晶領域１０２２を含む液晶層１０２を含む例示的な液晶セルを示している。図１で、液晶化合物は、液晶領域１０２２内に矢印で表示されている。
【００３７】
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基板などを使用することができる。
【００３８】
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（ｄｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；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することができる。
【００３９】
基材層の表面、例えば、基材層の液晶層側の表面（例えば、図１で液晶層１０２と接する基材層１０１Ａまたは１０１Ｂ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ることができる。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いて、このような方法は、すべて適用されることができる。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。
【００４０】
液晶セルは、また、上記液晶層の一側または両側に配置された偏光板をさらに含むことができる。偏光板としては、特別な制限なしに従来のＬＣＤなどで使用される通常の素材を使用することができる。液晶セルの両側に偏光板が配置される場合に、例えば、各偏光板の光吸収軸が互いに垂直するように配置されることができる。
【００４１】
本発明は、また、上記記述した液晶層を形成することができる前駆体に関する。例示的な前駆体は、配向性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。上記配向性ネットワークの前駆物質は、配向性化合物、例えば、上記光配向性化合物を含むことができる。上記前駆物質は、配向性ネットワークを形成し、液晶化合物は、ネットワークの形成過程でネットワークと相分離され、上記液晶領域を形成することができる。
【００４２】
配向性化合物としては、上記記述した化合物、例えば、光配向性化合物やその化合物を形成することができる前駆体化合物を使用することができ、液晶化合物として既に記述したものと同一の化合物を使用することができる。前駆物質は、必要な場合に、配向性化合物とともに配向性ネットワークを形成することができる化合物であって、既に記述した架橋剤を適切に含むことができる。配向性化合物、架橋剤及び液晶化合物の種類及びその比率などについては、既に記述した内容が同一に適用されることができる。
【００４３】
例えば、上記配向性ネットワークの前駆物質と液晶化合物は、下記数式１を満足することができる。
【００４４】
［数式１］
（１−ａ）×｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５＜ｎｐ＜（１＋ａ）×｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５
【００４５】
数式１で、ｎｐは、上記前駆物質によって形成された配向性ネットワークの屈折率であり、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、ａは、０≦ａ＜０．５を満足する数である。
【００４６】
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であることができる。
【００４７】
配向性ネットワークの前駆物質は、また、３以上、３．５以上または４以上の誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有するネットワークを形成することができるように選択されることができる。
【００４８】
また、上記液晶化合物は、ネマチック液晶化合物であることができ、例えば、下記数式２を満足するネマチック液晶化合物であることができる。
【００４９】
［数式２］
（１．５３−ｂ）＜｛（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３｝０．５＜（１．５３＋ｂ）
【００５０】
数式２で、ｎｏは、液晶化合物の正常屈折率（ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）、例えばネマチック液晶化合物の短軸方向の屈折率であり、ｎｅは、液晶化合物の異常屈折率（ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）、例えば、ネマチック液晶化合物の長軸方向の屈折率であり、ｂは、０．１≦ｂ≦１を満足する数である。
【００５１】
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であることができる。
【００５２】
上記液晶化合物は、また、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３以上、３．５以上、４以上、６以上、８以上または１０以上であることができる。このような誘電率を有する場合、駆動電圧特性に優れた素子を提供することができる。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程度であることができる。
【００５３】
前駆体で液晶化合物は、上記前駆物質１００重量部に対して１００重量部〜２，５００重量部、１００重量部〜２，０００重量部、１００重量部〜１，９００重量部、１００重量部〜１、８００重量部、１００重量部〜１，７００重量部、１００重量部〜１，６００重量部、１００重量部〜１、５００重量部、１００重量部〜１，４００重量部、１００重量部〜１，３００重量部、１００重量部〜１，２００重量部、１００重量部〜１，１００重量部、１００重量部〜１，０００重量部、１００重量部〜９００重量部、１００重量部〜８００重量部、１００重量部〜７００重量部、１００重量部〜６００重量部、１００重量部〜５００重量部、１００重量部〜４００重量部、１００重量部〜３００重量部または１５０重量部〜２５０重量部程度の比率で含まれることができるが、これは、必要に応じて適切に変更されることができる。
【００５４】
前駆体は、必要な場合に溶媒をさらに含むことができる。使用されることができる溶媒は、特に制限されず、例えば、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で適切な種類が選択されることができる。
【００５５】
前駆体は、また、必要に応じて、配向性化合物及び／または架橋剤などのネットワーク形成反応を促進するために、適切なラジカルまたは陽イオン開始剤やアミンなどの触媒などや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。
【００５６】
本発明は、また、液晶セルの製造方法に関する。液晶セルの製造方法は、例えば、上記前駆体の層に光を照射することを含むことができる。前駆体の層に光を照射することによって上記記述した配向性化合物の配向、架橋及び／または重合によるネットワークの形成及び液晶化合物の相分離を誘導することができる。
【００５７】
前駆体の層は、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て形成することができる。前駆体の層は、例えば、前駆体が液状である場合には、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形成されることができる。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。
【００５８】
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８０℃〜１３０℃の温度で約１分〜１０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。
【００５９】
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ことができるように行われることができる。通常、配向性化合物の整列は、直線偏光された光を使用して行われることができる。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を提供することができるように選択されることができる。通常、配向性化合物、例えば光配向性化合物は、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ることができる。
【００６０】
光の照射は、液晶化合物が等方性の状態（Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｓｔａｔｅ）で行われることができる。図２は、基材層１０１１上に形成されており、且つ等方性状態である液晶化合物（矢印）を含む前駆体の層２０１に光を照射する過程を模式的に示す図である。液晶化合物を等方性の状態に維持するために、例えば、光の照射は、液晶化合物の等方性転移温度（ＴＮＩ、ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）またはそれ以上の温度範囲で行うことができる。
【００６１】
光の照射を通じて配向性化合物は、方向性を有する状態に整列され、内部に分散した液晶化合物は、上記配向性化合物の整列方向によって配向されることができる。図３は、光の照射後に基材層１０１１上に形成された配向性ネットワーク１０２１及び液晶領域１０２２を含む液晶層１０２を模式的に示す図である。
【００６２】
必要な場合に、配向性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。
【００６３】
上記過程を通じて液晶層を形成した後、必要な場合に、形成された液晶層に追加的な基材層、例えば、表面に透明電極層が形成されている基材層を付着し、図１に示されたような構造の素子を形成することができる。
【００６４】
上記のような液晶セルの製造過程は、例えば、ロールツーロ−ル（ｒｏｌｌ  ｔｏ  ｒｏｌｌ）方式などによって連続的に進行することができる。
【００６５】
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の比率を確保することができる。
【００６６】
このような液晶セルは、多様な用途に適用されることができ、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に至る多様な分野に応用されることができる。
【発明の効果】
【００６７】
本発明の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用いて簡単に且つ連続的に製造することができる。上記液晶セルは、また、フレキシブル素子に具現されることができ、優れたコントラストの比率を確保することができる。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を含んだ多様な用途に適用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、例示的な液晶セルを示す。
【図２】図２及び図３は、例示的な液晶セルの製造過程を説明するための図である。
【図３】図２及び図３は、例示的な液晶セルの製造過程を説明するための図である。
【図４】図４は、実施例で製造された液晶セルの二枚の偏光板の間での輝度変化を示す写真である。
【図５】図５は、実施例で製造された液晶セルの透過率を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例で製造された液晶セルの偏光可視光の回転による位相差を示す図である。
【図７】図７は、実施例で製造された液晶セルのコントラストの比率を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
以下、本発明による実施例により上記液晶セルを具体的に説明するが、上記液晶セルの範囲が下記提示された実施例に制限されるものではない。
【実施例】
【００７０】
前駆体の調剤
液晶化合物（ＺＧＳ−８０１７、ＪＮＣ、異常屈折率：約１．５９７、正常屈折率：約１．４８７）７ｇ、配向性化合物として下記化学式１の繰り返し単位を有するポリノルボルネンフッ素化シンナマート化合物（ＰＮＢＣｉ、重量平均分子量８５，０００、ＰＤＩ（ｐｏｌｙｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ  ｉｎｄｅｘ）：約４．７５）３ｇ及び紫外線硬化性化合物（ＮＯＡ−６５、Ｎｏｒｌａｎｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  ６５）１ｇを１００ｇのトルエンに配合し、開始剤を適正量配合し、前駆体を製造した。
【００７１】
【化１】
2014527202.tif 000003
【００７２】
液晶セルの製造
表面にＩＴＯ透明電極層が形成されている透明ポリカーボネート基材層の電極層上に製造された前駆体をバーコーターでコーティングし、溶媒であるトルエンを揮発させて、約７μｍの厚さの前駆体の層を形成させた。その後、前駆体の層を上部にＷＧＰ（Ｗｉｒｅ  Ｇｒｉｄ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）が配置されたホットプレートに位置させた後、ホットプレートの温度を９０℃に設定した。前駆体の層が透明になるまで維持させた後、透明な状態の前駆体の層にＷＧＰを介して直線偏光された紫外線（１，２００ｍＪ／ｃｍ２）を照射し、配向性ネットワーク及び液晶領域を含む液晶層を形成させた。上記形成された配向性ネットワークに対してプリズムカプラを利用して測定した屈折率は、約１．５７３程度であった。その後、表面にＩＴＯ透明電極層が形成されたポリカーボネートフィルムのＩＴＯ透明電極層の面を形成された液晶層に付着し、液晶セルを製造した。
【００７３】
試験例１
実施例で製造された液晶セル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（上部及び下部偏光板）の間に位置させた。液晶セルの液晶の配向方向を上部偏光板の光透過軸と４５度または９０度を成すように配置した状態で下部偏光板側に光を照射しながら輝度を評価した。図４は、上記評価結果を示す写真であり、図４の左側図面は、光透過軸と４５度を成す場合を示し、右側図面は、９０度を成す場合を示す。
【００７４】
試験例２
実施例と同一の方式で液晶セルを製造し、且つ光の照射強度を変化させながら液晶セルを製造し、それによる透過率を測定し、これを図５に示した。図５から配向性ネットワークの整列程度によって液晶セルの透明性が変化することを確認することができる。
【００７５】
試験例３
実施例と同一の方式で液晶セルを製造し、且つ光の照射強度を変化させながら液晶セルを製造し、エキソステップ（ａｘｏｓｔｅｐ）装備で露光量による偏光可視光の回転による位相差特性を評価し、その結果を図６に示した。
【００７６】
試験例４
実施例で製造された液晶セル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（上部及び下部偏光板）の間に位置させた。液晶セルの配向方向が２つの偏光板のうちいずれか１つの偏光板の光透過軸と４５度を成すように配置した。次いで、上下基材層（ポリカーボネートフィルム）のＩＴＯ透明電極層にＡＣ電源を連結し、フォトダイオードレーザーで駆動電圧による透過率を測定し、これを図７に示した。図７から明らかなように、実施例の液晶セルは、約４３Ｖの電圧で約４００：１のコントラストの比率を示した。
【符号の説明】
【００７７】
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１１  基材層
１０２  液晶層
２０１  前駆体の層
１０２１  配向性ネットワーク
１０２２  液晶領域
【図１】
2014527202.tif 000004
【図３】
2014527202.tif 000005
【図４】
2014527202.tif 000006
【図２】
2014527202.tif 000007
【図５】
2014527202.tif 000008
【図６】
2014527202.tif 000009
【図７】
2014527202.tif 000010
【国際調査報告】
2014527202.tif 000011
2014527202.tif 000012
2014527202.tif 000013
2014527202.tif 000014
2014527202.tif 000015
2014527202.tif 000016