(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行伝導度が１．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上の液晶層を含み、
前記液晶層内のイオン性化合物の比率は、１重量％以下であり、
下記第１〜第３状態の間でスイッチングされ、前記第２状態の具現のための印加周波数（Ｆ１）および印加電圧（Ｖ１）と第３状態の具現のための印加周波数（Ｆ２）および印加電圧（Ｖ２）が下記の条件１および２を満足する（前記平行伝導度は、前記液晶層の光軸と電場の方向が水平であるように電圧を印加した状態で前記電場の方向に沿って測定した値であり、ここで、測定周波数は６０Ｈｚであり、測定電圧は０．５Ｖであり、前記平行伝導度は、面積が１ｃｍ２で、厚さが１ｃｍである液晶層への換算数値である。）、
第１状態：直進光透過率が２５％以上、ヘイズが５％以下である状態；
第２状態：直進光透過率が１５％以下、ヘイズが５％以下である状態；
第３状態：直進光透過率が１０％以下、ヘイズが８０％以上である状態、
［条件１］
Ｆ１＞Ｆ２
［条件２］
Ｖ１≦Ｖ２、
トリプル相液晶素子。
【請求項２】
液晶層の平行伝導度が５．０×１０−２μＳ／ｃｍ以下である、請求項１に記載のトリプル相液晶素子。
【請求項３】
液晶層の平行伝導度が３．０×１０−２μＳ／ｃｍ以下である、請求項１または２に記載のトリプル相液晶素子。
【請求項４】
液晶層の垂直伝導度（ＶＣ）および液晶層の平行伝導度（ＰＣ）の比率（ＰＣ／ＶＣ）が０．２以上である、請求項１から３の何れか一項に記載のトリプル相液晶素子（前記垂直伝導度は、前記液晶層の光軸と電場の方向が垂直であるように電圧を印加した状態で前記電場の方向に沿って測定した値であり、前記において、測定周波数は６０Ｈｚであり、測定電圧は０．５Ｖであり、前記垂直伝導度は、面積が１ｃｍ２で、厚さが１ｃｍである液晶層への換算数値である。）。
【請求項５】
液晶層の平行伝導度（ＰＣ）および液晶層の垂直伝導度（ＶＣ）の比率（ＶＣ／ＰＣ）が２．０以下である、請求項１から４の何れか一項に記載のトリプル相液晶素子（前記垂直伝導度は、前記液晶層の光軸と電場の方向が垂直であるように電圧を印加した状態で前記電場の方向に沿って測定した値であり、前記において、測定周波数は６０Ｈｚであり、測定電圧は０．５Ｖであり、前記垂直伝導度は、面積が１ｃｍ２で、厚さが１ｃｍである液晶層への換算数値である。）。
【請求項６】
下記の数式Ａを満足する、
［数式Ａ］
２０≦Ｈ１／Ｈ２
数式ＡでＨ１は３０Ｈｚの周波数および６０Ｖの電圧が印加された状態での前記トリプル相液晶素子のヘイズで、Ｈ２は電圧未印加状態または１００Ｈｚの周波数および１０Ｖの電圧が印加された状態での前記トリプル相液晶素子のヘイズである、
請求項１から５の何れか一項に記載のトリプル相液晶素子。
【請求項７】
下記の数式Ｂを満足する、
［数式Ｂ］
５≦Ｔ１／Ｔ２
数式ＢでＴ１は電圧未印加状態または１００Ｈｚの周波数および１０Ｖの電圧が印加された状態での前記トリプル相液晶素子の直進光透過率で、Ｔ２は３０Ｈｚの周波数および６０Ｖの電圧が印加された状態での前記トリプル相液晶素子の直進光透過率である、
請求項１から６の何れか一項に記載のトリプル相液晶素子。
【請求項８】
液晶層は非反応性液晶化合物および反応性メソゲンを含む、請求項１から７の何れか一項に記載のトリプル相液晶素子。
【請求項９】
液晶層は非反応性液晶化合物１００重量部対比１〜３０重量部の反応性液晶化合物を含む、請求項８に記載のトリプル相液晶素子。
【請求項１０】
液晶層はイオン性化合物を２重量％以下の比率でさらに含む、請求項８または９に記載のトリプル相液晶素子。
【請求項１１】
第１状態で液晶層は垂直配向状態である、請求項１から１０の何れか一項に記載のトリプル相液晶素子。
【請求項１２】
第２状態で液晶層は水平配向、ツイスト配向またはハイブリッド配向状態である、請求項１から１１の何れか一項に記載のトリプル相液晶素子。
【請求項１３】
第３状態で液晶層は電気流体力学的不安定状態である、請求項１から１２の何れか一項に記載のトリプル相液晶素子。
【請求項１４】
液晶層を含むトリプル相液晶素子の製造方法であって、
前記液晶層内のイオン性化合物の比率は、１重量％以下であり、
前記液晶層の平行伝導度を１．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上に調節し、前記トリプル相液晶素子が下記第１〜第３状態の間でスイッチングされ得るようにする段階を含み、前記第２状態の具現のための印加周波数（Ｆ１）および印加電圧（Ｖ１）と第３状態の具現のための印加周波数（Ｆ２）および印加電圧（Ｖ２）が下記の条件１および２を満足する（前記平行伝導度は、前記液晶層の光軸と電場の方向が水平であるように電圧を印加した状態で前記電場の方向に沿って測定した値であり、ここで、測定周波数は６０Ｈｚであり、測定電圧は０．５Ｖであり、前記平行伝導度は、面積が１ｃｍ２で、厚さが１ｃｍである液晶層への換算数値である。）、
第１状態：直進光透過率が２５％以上、ヘイズが５％以下である状態；
第２状態：直進光透過率が１５％以上、ヘイズが５％以下である状態；
第３状態：直進光透過率が１０％以下、ヘイズが８０％以上である状態、
［条件１］
Ｆ１＞Ｆ２
［条件２］
Ｖ１≦Ｖ２、
方法。
【請求項１５】
平行伝導度が１．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上の液晶層を含むトリプル相液晶素子の駆動方法であって、
前記液晶層内のイオン性化合物の比率は、１重量％以下であり、
印加電圧の周波数または大きさを調節して前記トリプル相液晶素子が下記第１〜第３状態のうちいずれか１つの状態を具現するようにする段階を含み、前記第２状態の具現のための印加周波数（Ｆ１）および印加電圧（Ｖ１）と第３状態の具現のための印加周波数（Ｆ２）および印加電圧（Ｖ２）が下記の条件１および２を満足する（前記平行伝導度は、前記液晶層の光軸と電場の方向が水平であるように電圧を印加した状態で前記電場の方向に沿って測定した値であり、ここで、測定周波数は６０Ｈｚであり、測定電圧は０．５Ｖであり、前記平行伝導度は、面積が１ｃｍ２で、厚さが１ｃｍである液晶層への換算数値である。）、
第１状態：直進光透過率が２５％以上、ヘイズが５％以下である状態；
第２状態：直進光透過率が１５％以上、ヘイズが５％以下である状態；
第３状態：直進光透過率が１０％以下、ヘイズが８０％以上である状態、
［条件１］
Ｆ１＞Ｆ２
［条件２］
Ｖ１≦Ｖ２、
方法。
【請求項１６】
第１〜第３状態のうちいずれか１つの状態から第１〜第３状態中の他の状態にスイッチングされるように印加電圧の周波数または大きさを制御する段階をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１に記載されたトリプル相液晶素子を含む、光変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２０１５年３月３１日付けで提出された韓国特許第１０−２０１５−００４５０１５号公報および２０１６年３月３０日付けで提出された韓国特許第１０−２０１６−００３８６４５号公報に基づいた優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本出願は、液晶素子およびその用途に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
液晶素子は電圧の印加のような外部信号を通じて液晶の配向をスイッチングさせて光の透過度を調節することができるため、透過率可変素子として使用され得る。このような液晶素子は、各種情報装置のディスプレイ装置はもちろんＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）用遮光板または車両用およびスマートウィンドウなどの多様な遮光製品にも適用され得る。
【０００４】
液晶素子の遮光または投光メカニズムは、透明ホワイト、透明ブラックまたは散乱状態などに分類され得、一般的な液晶素子は透明ホワイトおよび透明ブラック状態の間をスイッチングしたり、透明ホワイトおよび散乱状態の間をスイッチングしたりする二相（ｄｏｕｂｌｅ  ｓｔａｔｅ）素子である。前記において、透明ホワイト状態とは直進光透過率が高くヘイズが低い状態、透明ブラック状態は光の直進光透過率が低くヘイズも低い状態、散乱状態は光の直進光透過率が低くヘイズは高い状態を意味し得る。
【０００５】
ディスプレイ装置などに適用される液晶素子は通常透明ホワイトおよび透明ブラック状態の間をスイッチングし、透明ホワイトおよび散乱状態の間をスイッチングする素子としては、例えば、特許文献１などに記載されたようないわゆるＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国特許第２０１４−００７７８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本出願は、液晶素子およびその用途を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本出願は、トリプル相（ｔｒｉｐｌｅ  ｓｔａｔｅ）液晶素子に関するものである。本出願において用語、トリプル相液晶素子は、透明ホワイト状態、透明ブラック状態および散乱状態をすべて具現することができ、前記３つの状態の間で相互スイッチングが可能な素子を意味し得る。
【０００９】
本出願において用語、透明ホワイト状態は、液晶素子または液晶層の直進光透過率が２５％以上で、ヘイズが５％以下である状態を意味し、これは第１状態と呼称され得る。また、用語、透明ブラック状態は、直進光透過率が１５％以下で、ヘイズが５％以下である状態を意味し、これは第２状態と呼称され得る。用語、散乱状態は、直進光透過率が１０％以下で、ヘイズが８０％以上である状態を意味し、これは第３状態と呼称され得る。
【００１０】
前記において、第１状態は直進光透過率が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％以上または９０％以上で、ヘイズが３％以下、２．５％以下、２％以下、１．５％以下または１％以下であり得、第２状態は直進光透過率が２０％以下、１５％以下、１０％以下または５％以下で、ヘイズが３％以下、２．５％以下、２％以下、１．５％以下または１％以下であり得、第３状態は直進光透過率が５％以下で、ヘイズが９０％以上または９５％以上であり得る。
【００１１】
本出願で透過率、直進光透過率およびヘイズはＡＳＴＭ  Ｄ１００３規格に沿って測定した数値である。
【００１２】
本出願の液晶素子は液晶層を含む。用語、液晶層は少なくとも液晶化合物を含む層を意味し得る。
【００１３】
本出願の液晶層は平行伝導度（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）が１．０×１０−４μＳ（マイクロ秒）／ｃｍ以上であり得る。このような範囲の平行伝導度を示すように液晶層を調節すると、印加される電圧の大きさおよび周波数によって液晶層が前記第１〜第３状態をすべて具現しながら前記３つの状態のうちいずれか一つの状態から他の状態にスイッチングが可能であることを確認した。前記液晶層の平行伝導度は、他の例示で２．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上、３．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上、４．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上、５．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上、６．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上、７．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上、８．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上、９．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上または１．０×１０−３μＳ／ｃｍ以上であり得る。前記平行伝導度は他の例示で５．０×１０−２μＳ／ｃｍ以下、３．０×１０−２μＳ／ｃｍ以下、１．０×１０−２μＳ／ｃｍ以下、９．０×１０−３μＳ／ｃｍ以下、７．０×１０−３μＳ／ｃｍ以下、５．０×１０−３μＳ／ｃｍ以下、３．０×１０−３μＳ／ｃｍ以下または２．５×１０−３μＳ／ｃｍ以下であり得る。
【００１４】
本出願において用語、平行伝導度は、前記液晶層に電圧を印加して測定した伝導度であって、前記液晶層の光軸と前記印加電圧による電場の方向が実質的に水平であるように電圧を印加した状態で前記電場の方向に沿って測定した値であり得る。前記において、印加される電圧の測定周波数は６０Ｈｚであり、測定電圧は０．５Ｖであり得る。
【００１５】
一方、後述する垂直伝導度も前記液晶層に電圧を印加して測定した伝導度であって、前記液晶層の光軸と前記印加電圧による電場の方向が実質的に垂直であるように電圧を印加した状態で前記電場の方向に沿って測定した値であり得る。前記において、印加される電圧の測定周波数は６０Ｈｚであり、測定電圧は０．５Ｖであり得る。
【００１６】
液晶層の光軸は液晶化合物の種類によって決定され得る。例えば、液晶化合物がロッド（ｒｏｄ）形状であれば、液晶層の光軸は前記液晶層に含まれる液晶化合物が配向された状態でその長軸方向を意味し得る。例えば、前記液晶層内の液晶化合物が前記液晶層の厚さ方向に平行して垂直配向されている状態であれば、前記平行伝導度は前記液晶層の厚さ方向に沿って電場が形成されるように電圧を印加した状態で前記厚さ方向に沿って測定した伝導度であり得る。また、液晶層内の液晶化合物がロッド（ｒｏｄ）形状であり、前記液晶化合物が液晶層内で水平配向された状態であれば、前記垂直伝導度は、前記液晶層に厚さ方向に電場が形成されるように電圧を印加して前記厚さ方向に測定した伝導度であり得る。
【００１７】
一方、特に規定しない限り、本出願で前記垂直または平行伝導度は前述した通り、液晶層に対して印加される電圧の測定周波数を６０Ｈｚにし、電圧は０．５Ｖにした状態で前記各方法によって常温で測定した伝導度を面積が１ｃｍ２（横：１ｃｍ、縦：１ｃｍ）で、厚さが１ｃｍである液晶層が表わす数値に換算した値であり得る。
【００１８】
後述する実施例では面積が９ｃｍ２（横：３ｃｍ、縦：３ｃｍ）で、厚さが１５μｍ（マイクロメートル）である液晶層に対して測定した実測値を面積が１ｃｍ２（横：１ｃｍ、縦：１ｃｍ）で、厚さが１ｃｍである液晶層が表わす数値に換算した。
【００１９】
前記換算に適用された数式は下記の数式１〜３の通りである。
【００２０】
［数式１］
Ｃ＝１／ρ
【００２１】
［数式２］
Ｒ＝１／ＣＲ
【００２２】
［数式３］
Ｒ＝ρ×Ｄ／Ａ
【００２３】
数式１〜３において、Ｃは平行または垂直伝導度で、ρは液晶層の比抵抗、ＣＲは平行または垂直伝導度の実測値、Ｒは液晶層の抵抗、Ｄは液晶層の厚さ、Ａは液晶層の面積である。
【００２４】
例えば、一定厚さおよび面積を有する液晶層に対して測定した伝導度の実測値（ＣＲ）を数式２に代入して抵抗（Ｒ）を求めた後、前記抵抗（Ｒ）および数式３を用いて液晶層（面積：１ｃｍ２（＝横：１ｃｍ、縦：１ｃｍ）、厚さ：１ｃｍ）の比抵抗（ρ）を求め、その比抵抗を数式１に代入して垂直または平行伝導度を求めることができる。
【００２５】
本明細書で液晶層または液晶化合物の水平配向は、液晶化合物であるロッド（ｒｏｄ）形態である場合、液晶層の液晶化合物が実質的に水平配向されている状態であり、例えば、下記の数式Ａによる面上位相差（Ｒｉｎ）が１５０ｎｍ〜３，０００ｎｍの範囲内であり、下記の数式Ｂによる厚さ方向位相差（Ｒｔｈ）が０ｎｍ〜１００ｎｍまたは０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内である場合を意味し得、用語、液晶層または液晶化合物の垂直配向は、液晶化合物であるロッド（ｒｏｄ）形態である場合、液晶層の液晶化合物が実質的に垂直配向された状態であり、例えば、前記面上位相差（Ｒｉｎ）が０ｎｍ〜１００ｎｍまたは０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内であり、前記厚さ方向位相差（Ｒｔｈ）が１５０ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内である場合を意味し得る。
【００２６】
［数式Ａ］
Ｒｉｎ＝ｄ（ｎｘ−ｎｙ）
【００２７】
［数式Ｂ］
Ｒｔｈ＝ｄ（ｎｚ−ｎｙ）
【００２８】
数式ＡおよびＢにおいて、ｄは液晶層の厚さ、ｎｘは液晶層平面で地上軸方向の屈折率、ｎｙは前記地上軸に垂直な方向の屈折率、ｎｚは厚さ方向、すなわち前記地上軸とそれに垂直な方向すべてと垂直な方向の屈折率である。本明細書で用語、屈折率は特に規定しない限り、５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率であり得る。
【００２９】
また、前記した通り、本出願で伝導度は特に規定しない限り、測定周波数６０Ｈｚおよび測定電圧０．５Ｖ条件で測定した常温での伝導度を１ｃｍ２（横：１ｃｍ、縦：１ｃｍ）で、厚さが１ｃｍである液晶層が表わす数値に換算した値であり、前記において、伝導度は測定機器（ＬＣＲ  ｍｅｔｅｒ、Ａｇｌｉｅｎｔ社（製）、Ｅ４９８０Ａ］を使ってメーカーのマニュアルに沿って測定することができる。一方、本明細書で記載する物性の中で測定温度がその数値に影響を与える場合、特に規定しない限り、該当物性は常温で測定した数値である。前記において、用語、常温は、加温または減温されていない自然そのままの温度であって、約１０℃〜３０℃の範囲内のいずれかの温度、例えば、約２３℃または約２５℃程度の温度を意味し得る。
【００３０】
液晶層の伝導度自体を調整する方式は公知であり、例えば、後述するように液晶層に適切な添加剤、例えば、イオン不純物、イオン性液体（ｉｏｎｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ）、塩（Ｓａｌｔ）、反応性モノマー、開始剤または異方性染料などの添加剤を追加することによって伝導度の調節が可能である。
【００３１】
前記において、液晶層の垂直伝導度（ＶＣ）および液晶層の平行伝導度（ＰＣ）の比率（ＰＣ／ＶＣ）は約０．２以上、約０．２５以上、約０．３以上、約０．３５以上、約０．４以上、約０．４５以上、約０．５以上、約０．５５以上、約０．６以上、約０．６５以上または約０．７以上であり得る。また、前記比率（ＰＣ／ＶＣ）は約２．５以下、約２．０以下、約１．５以下または約１．０以下であり得る。前記において、液晶層の平行伝導度（ＰＣ）および液晶層の垂直伝導度（ＶＣ）の比率（ＶＣ／ＰＣ）が約２．０以下、約１．９以下、約１．８以下、約１．７以下、約１．６以下、約１．５以下、約１．４以下、約１．３以下、約１．２以下、約１．１以下または約１．０以下であり得る。また、前記比率（ＶＣ／ＰＣ）は約０．５以上、約０．３以上、約０．２以上または約０．１以上であり得る。前記のような伝導度（ＰＣ、ＶＣ）も前述した添加剤の適切な添加によって調節が可能であり得る。伝導度の比率（ＶＣ／ＰＣおよび／またはＰＣ／ＶＣ）を前記の通りに調節すれば、液晶素子の駆動効率の側面で有利となり得る。
【００３２】
液晶素子は初期状態で前記第１または第２状態であり得る。本出願において用語、初期状態は、電圧のような液晶化合物の駆動のための外部信号が印加されていない状態を意味し得る。
【００３３】
前記のような初期状態で所定周波数の電圧の印加を通じて他の状態（第１〜第３状態のうちいずれか一つの状態）にスイッチングされ得、印加される電圧の大きさおよび／または周波数を変更するか、印加電圧を除去することによって他の状態にスイッチングされ得る。
【００３４】
前記液晶素子で第１または第２状態の具現のための印加周波数（Ｆ１）および印加電圧（Ｖ１）と第３状態の具現のための印加周波数（Ｆ２）および印加電圧（Ｖ２）が下記の条件１および／または２を満足することができる。
【００３５】
［条件１］
Ｆ１＞Ｆ２
【００３６】
［条件２］
Ｖ１≦Ｖ２．
【００３７】
すなわち、初期状態が第１状態である場合、第２状態を具現するために要求される印加周波数（Ｆ１）または初期状態が第２状態である場合に第１状態を具現するために要求される印加周波数（Ｆ１）は、前記条件１によって第３状態を具現するために要求される印加周波数（Ｆ２）に比べて常に大きい。一つの例示で前記印加周波数の比率（Ｆ１／Ｆ２）は１を超過し、例えば、１．５以上、２以上、２．５以上または３以上であり得る。前記比率（Ｆ１／Ｆ２）は他の例示で１０以下、９以下、８以下、７以下、６以下、５以下または４．５以下であり得る。
【００３８】
一方、初期状態が第１状態である場合、第２状態を具現するために要求される印加電圧（Ｖ１）または初期状態が第２状態である場合に第１状態を具現するために要求される印加電圧（Ｖ１）は、前記条件２によって第３状態を具現するために要求される印加電圧（Ｖ２）に比べて小さいか同じである。１つの例示で前記印加電圧の比率（Ｖ２／Ｖ１）は１以上、２以上、３以上、４以上、５以上または５．５以上であり得る。前記比率（Ｖ２／Ｖ１）は他の例示で２０以下、１５以下または１０以下であり得る。
【００３９】
初期状態が第１状態である場合、第２状態を具現するために要求される印加周波数（Ｆ１）または初期状態が第２状態である場合に第１状態を具現するために要求される印加周波数（Ｆ１）は、例えば、９０Ｈｚ以上、１００Ｈｚ以上、１５０Ｈｚ以上、２００Ｈｚ以上、２５０Ｈｚ以上または３００Ｈｚ以上であり得る。前記印加周波数（Ｆ１）は他の例示で６００Ｈｚ以下、５００Ｈｚ以下または４００Ｈｚ以下であり得る。
【００４０】
また、第３状態を具現するために要求される印加周波数（Ｆ２）は、１１０Ｈｚ以下、１００Ｈｚ以下、９０Ｈｚ以下、８０Ｈｚ以下、７０Ｈｚ以下、６０Ｈｚ以下、５０Ｈｚ以下または４０Ｈｚ以下であり得る。前記印加周波数（Ｆ２）は、他の例示で１０Ｈｚ以上または２０Ｈｚ以上であり得る。
【００４１】
初期状態が第１状態である場合、第２状態を具現するために要求される印加電圧（Ｖ１）または初期状態が第２状態である場合に第１状態を具現するために要求される印加電圧（Ｖ１）は、例えば、５０Ｖ以下、４５Ｖ以下、４０Ｖ以下、３５Ｖ以下、３０Ｖ以下、２５Ｖ以下、２０Ｖ以下または１５Ｖ以下であり得る。前記印加電圧（Ｖ１）は他の例示で５Ｖ以上であり得る。
【００４２】
また、第３状態を具現するために要求される印加電圧（Ｖ２）は５０Ｖ以上または６５Ｖ以上であり得る。前記印加電圧（Ｖ２）は他の例示で２００Ｖ以下、１５０Ｖ以下、１００Ｖ以下、８０Ｖ以下または７０Ｖ以下であり得る。
【００４３】
前記印加周波数（Ｆ１および／またはＦ２）および／または印加電圧（Ｖ１および／またはＶ２）は、前記条件１および／または２を満足する範囲内で例えば、前記液晶層の伝導度の変化によって調節され得る。
【００４４】
１つの例示で前記トリプル相液晶素子は、下記の数式Ａを満足することができる。
【００４５】
［数式Ａ］
２０≦Ｈ１／Ｈ２
【００４６】
数式ＡでＨ１は３０Ｈｚの周波数および６０Ｖの電圧が印加された状態での前記トリプル相液晶素子のヘイズで、Ｈ２は電圧未印加状態または１００Ｈｚの周波数および１０Ｖの電圧が印加された状態での前記トリプル相液晶素子のヘイズである。
【００４７】
前記数式ＡでＨ１／Ｈ２は、前記第３状態で発現する前記液晶素子のヘイズ（Ｈ１）と前記第１または第２状態で発現する前記液晶素子のヘイズ（Ｈ２）の比率であり得る。本出願では、液晶層の伝導度を前記範囲で調節することによって、前記数式Ａのような範囲のヘイズ差を具現することができる。前記数式ＡでＨ１／Ｈ２は、他の例示で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以上または９０以上であり得る。数式ＡでＨ１／Ｈ２は、他の例示で１００以下または９８以下または９６以下であり得る。
【００４８】
１つの例示で前記液晶素子は下記の数式Ｂを満足することができる。
【００４９】
［数式Ｂ］
５≦Ｔ１／Ｔ２
【００５０】
数式ＢでＴ１は電圧未印加状態または１００Ｈｚの周波数および１０Ｖの電圧が印加された状態での前記トリプル相液晶素子の直進光透過率で、Ｔ２は３０Ｈｚの周波数および６０Ｖの電圧が印加された状態での前記トリプル相液晶素子のヘイズである。
【００５１】
前記数式ＢでＴ１は前記第１状態での直進光透過度であり得、Ｔ２は前記第２または第３状態での直進光透過度であり得る。本出願では液晶層の伝導度を前記範囲で調節することによって、前記数式Ｂのような範囲の直進光透過度の差を具現することができる。前記数式ＢでＴ１／Ｔ２は、他の例示で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以上または９０以上であり得る。数式ＢでＴ１／Ｔ２は他の例示で１００以下または９８以下または９６以下であり得る。
【００５２】
液晶素子の液晶層は、液晶化合物を少なくとも含むことができる。液晶化合物としては、特に制限なく用途により適合した種類を選択することができる。１つの例示において、液晶化合物としてはネマチック液晶化合物を使うことができる。前記液晶化合物は、非反応性液晶化合物であり得る。用語、非反応性液晶化合物は、重合性基を有さない液晶化合物を意味し得る。前記において、重合性基としては、アクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイル基、メタクリロイルオキシ基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、ビニル基、エポキシ基などが例示されるが、これに制限されず、重合性基として知られている公知の官能基が含まれ得る。
【００５３】
液晶層に含まれる液晶化合物は、陽の誘電率異方性または陰の誘電率異方性を有することができる。本出願において用語、「誘電率異方性」とは、液晶化合物の異常誘電率（εｅ、ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ、長軸方向の誘電率）と正常誘電率（εｏ、ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ、短縮方向の誘電率）の差を意味し得る。液晶化合物の誘電率異方性は例えば±４０以内、±３０以内、±１０以内、±７以内、±５以内または±３以内の範囲内であり得る。液晶化合物の誘電率異方性を前記範囲で調節すれば液晶素子の駆動効率の側面で有利となり得る。
【００５４】
液晶層内に存在する液晶化合物の屈折率異方性は目的物性、例えば、液晶素子のヘイズ特性を考慮して適切に選択され得る。用語、「屈折率異方性」とは、液晶化合物の異常屈折率（ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）と正常屈折率（ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）の差を意味し得る。液晶化合物の屈折率異方性は例えば０．１以上、０．１２以上または０．１５以上〜０．２３以下０．２５以下または０．３以下の範囲内にあり得る。液晶化合物の屈折率異方性が前記範囲を満足する場合、例えば、ヘイズ特性が優秀な通常透過モード素子を具現することができる。
【００５５】
液晶層は、伝導度の調節のための適切な添加剤を含むことができる。前記添加剤としては例えば、イオン不純物、イオン性液体（ｉｏｎｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ）、塩（Ｓａｌｔ）、反応性モノマー、開始剤または異方性染料などを例示することができる。液晶層の伝導度を調節できる前記成分は公知であり、例えば、前記イオン不純物としてはＴＥＭＰＯ（２、２、６、６−Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｐｉｐｅｒｉｄｉｎｅ−１−Ｏｘｙｌ  Ｆｒｅｅ  ｒａｄｉｃａｌ）などがあり、イオン性液体としてはＢＭＩＮ−ＢＦ４（［１−ｂｕｔｙｌ−３−ｍｅｔｈｙｌｉｍｉｄｅａｚｏｌｉｕｍ］ＢＦ４）などがあり、塩としては、ＣＴＡＢ（Ｃｅｔｒｉｍｏｎｉｕｍ  ｂｒｏｍｉｄｅ）、ＣＴＡＩ（Ｃｅｔｒｉｍｏｎｉｕｍ  Ｉｏｄｉｄｅ）またはＣＴＡＩ３（Ｃｅｔｒｉｍｏｎｉｕｍ  ｔｒｉｉｏｄｉｄｅ）などがあり、反応性モノマーとしては液晶と混合性がよいメソゲン（ｍｅｓｏｇｅｎ）作用基を有する反応性メソゲン（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｍｅｓｏｇｅｎ）などを使うことができ、開始剤としては例えばＴＰＯ（２、４、６−Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏｙｌ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｐｈｏｓｐｈｉｎｅｏｘｉｄｅ）などを使うことができ、異方性染料としては例えばアゾ（ａｚｏ）系列の染料、例えばＢＡＳＦ社のＸ１２などを使うことができるが、これに制限されない。液晶層内で前記化合物の比率は目的とする伝導度と液晶化合物の配向性などを考慮して適切に選択され得る。
【００５６】
１つの例示において、前記液晶層は、前述した伝導度を効果的に確保しながらも液晶に対する溶解度（ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ）が優秀であり、分散特性の差を減らして優秀な物性の液晶層を形成するために前記伝導度調節のための添加剤として反応性メソゲンを含むことができる。用語、反応性メソゲンは重合性官能基を１つ以上有する液晶化合物を意味し得る。例えば、前記非反応性液晶化合物に伝導度調節剤として反応性メソゲンを混合すると、前述した伝導度を効果的に達成して液晶層の物性も安定的に維持することができる。反応性メソゲンは、前記液晶層内で非反応された状態、すなわち重合がなされていない状態で存在することができ、必要な場合には少なくとも一部が重合されていることもある。
【００５７】
本出願で使用できる反応性メソゲンとしては、１つ〜６つ、１つ〜５つ、１つ〜４つまたは１つ〜３つの芳香環構造または脂肪族環構造を含むメソゲンコアに重合性官能基が連結されている反応性メソゲンを使うことができる。前記において、芳香族または脂肪族環構造が２つ以上である場合に前記２つ以上の環構造は互いに直接連結されるか、あるいはリンカーによって連結されてメソゲンコアを構成することができる。前記において、リンカーとしては、炭素数１〜１０、炭素数１〜８または炭素数１〜６のアルキレン基、エステル基（−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−または−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−）、エーテル基、炭素数２〜１０、炭素数２〜８または炭素数２〜６のアルケニレン基、炭素数１〜１０、炭素数１〜８または炭素数１〜６のオキシアルキレン基（−Ｏ−アルキレン基−、−アルキレン基−Ｏ−またはアルキレン基−Ｏ−アルキレン基−）などが例示され得る。前記において、芳香族環構造としては、炭素数６〜２０、炭素数６〜１６または炭素数６〜１２の芳香族環構造を例示することができ、例えば、ベンゼン構造であり得る。また、前記において、脂肪族環構造としては、炭素数６〜２０、炭素数６〜１６または炭素数６〜１２の脂肪族環構造を例示することができ、例えば、シクロヘキサン構造であり得る。一方、前記反応性メソゲンは、１つ〜１０つ、１つ〜８つ、１つ〜６つ、１つ〜４つまたは１つまたは２つの重合性基を含むことができる。このような重合性基は前記メソゲンコアに連結されていることができる。この重合性基は直接前記メソゲンコアに連結されているか、あるいは適切なスペーサによって連結されていることができるが、前記において、スペーサとしては前記リンカーと同じ種類が例示され得る。また、前記重合性官能基としては、アクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイル基、メタクリロイルオキシ基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、ビニル基、エポキシ基などが例示され得るが、これに制限されない。
【００５８】
本出願で反応性メソゲンの液晶層内での比率は前記伝導度を達成できる範囲内で調節され得る。例えば、前記反応性メソゲンは、前記非反応性液晶化合物１００重量部対比１〜３０重量部の割合で含まれ得る。前記比率は他の例示で５重量部以上であり得、２５重量部以下、２０重量部以下または１５重量部以下であり得る。
【００５９】
液晶層はイオン性化合物、例えば、前述したイオン性液体や塩などをできるだけ含まないことがある。このようなイオン性化合物は、液晶層の伝導度を調節するための添加剤として広く知られているものであるが、本発明者などはこのような化合物は、液晶化合物に対する溶解度が悪いため、液晶層の物性を悪化させることを確認した。したがって、前記液晶層内でのイオン性化合物の比率は２重量％以下、１．５重量％以下、１重量％以下または約０．７重量％以下であり得る。前記イオン性化合物は、任意の成分であるため、前記比率の下限は０重量％である。
【００６０】
液晶層は異方性染料をさらに含むことができる。異方性染料は、例えば、液晶素子の遮光率を改善して透過度の可変に寄与することができる。本出願において用語、「染料」とは、可視光領域、例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍ波長範囲内で少なくとも一部または全体範囲内の光を集中的に吸収および／または変形させることができる物質を意味し得、用語、「異方性染料」は前記可視光領域の少なくとも一部または全体範囲で光の異方性吸収が可能な物質を意味し得る。
【００６１】
異方性染料としては、例えば、いわゆるホストゲスト（ｈｏｓｔ  ｇｕｅｓｔ）効果によって液晶化合物の整列状態によって整列され得る特性を有するものとして知られている公知の染料を選択して使うことができる。異方性染料としては、例えば、黒色染料（ｂｌａｃｋ  ｄｙｅ）を使うことができる。このような染料としては、例えば、アゾ染料またはアントラキノン染料などで公知されているが、これに制限されない。
【００６２】
異方性染料は、二色比（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｒａｔｉｏ）、すなわち異方性染料の長軸方向に平行した偏光の吸収を前記長軸方向に垂直な方向に平行した偏光の吸収で分けた値が５以上、６以上または７以上である染料を使うことができる。前記染料は可視光領域の波長範囲内、例えば、約３８０ｎｍ〜７００ｎｍまたは約４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲内で少なくとも一部の波長またはいずれか１つの波長で前記二色比を満足することができる。前記二色比の上限は、例えば２０以下、１８以下、１６以下または１４以下程度であり得る。
【００６３】
異方性染料の液晶層内の比率は目的物性、例えば、透過度の可変特性により適切に選択され得る。例えば、異方性染料は０．０１重量％以上、０．１重量％以上、０．２重量％以上、０．３重量％以上、０．４重量％以上、０．５重量％以上、０．６重量％以上、０．７重量％以上、０．８重量％以上、０．９重量％以上、または１．０重量％以上の割合で液晶層内に含まれ得る。異方性染料の液晶層内の比率の上限は、例えば、２重量％以下、１．９重量％以下、１．８重量％以下、１．７重量％以下、１．６重量％以下、１．５重量％以下、１．４重量％以下、１．３重量％以下、１．２重量％以下または１．１重量％以下であり得る。
【００６４】
液晶層はポリマーネットワークをさらに含むことができる。ポリマーネットワークは、例えば液晶層内部にギャップ（ｇａｐ）を維持するスペーサ（Ｓｐａｃｅｒ）役割をすることができる。ポリマーネットワークは、液晶化合物とは相分離された状態で存在することができる。液晶層内のポリマーネットワークは、例えば、ポリマーネットワークが連続相の液晶化合物中に分布されている構造、いわゆるＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）構造で液晶層内に含まれ得、またはポリマーネットワーク内に液晶化合物を含む液晶領域が分散されている状態で存在する構造、いわゆるＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）構造で液晶層内に含まれ得る。
【００６５】
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であり得る。したがって、ポリマーネットワークは重合された状態で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使用され得る。重合性化合物としては、いわゆるＰＤＬＣまたはＰＮＬＣ素子のポリマーネットワークを形成できる物として知られている１つ以上の重合性官能基を有する化合物または必要な場合、重合性官能基がない非重合成化合物を使うことができる。前駆物質に含まれ得る重合性化合物としてはアクリレート化合物などを例示することができるが、これに制限されない。
【００６６】
ポリマーネットワークの液晶層内の比率は、目的物性、例えば、液晶素子のヘイズまたは透過度特性などを考慮して適切に選択され得る。ポリマーネットワークは、例えば、４０重量％以下、３８重量％以下、３６重量％以下、３４重量％以下、３２重量％以下または３０重量％以下の比率で液晶層内に含まれ得る。ポリマーネットワークの液晶層内の比率の下限は特に制限されないが、例えば、０．１重量％以上、１重量％、２重量％以上、３重量％以上、４重量％以上、５重量％以上、６重量％以上、７重量％以上、８重量％以上、９重量％以上または１０重量％以上であり得る。
【００６７】
本出願の液晶素子は、例えば、２つの基板をさらに含み、液晶層が前記基板の間に存在することができる。図１に例示的に示した通り、液晶素子で前記２つの基板１０１１、１０１２は互いに対向配置されており、前記液晶層１０２は前記対向配置された２つの基板１０１１、１０１２の間に存在することができる。
【００６８】
前記基板としては、特に制限なく公知の素材を使うことができる。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フィルムやプラスチックフィルムなどを使うことができる。基板としては、光学的に等方性である基板や、位相差層のように光学的に異方性の基板または偏光板やカラーフィルター基板などを使うことができる。
【００６９】
プラスチック基板としては、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）またはアモルファスフッ素樹脂などを含む基板を使用できるが、これに制限されない。基板には、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ト層や、反射防止層などのコート層が存在することもできる。
【００７０】
前記基板は液晶配向性を有する基板であり得る。本出願において用語、「液晶配向性を有する基板」とは、隣接する液晶化合物の配向に影響を及ぼすことができる、例えば隣接する液晶化合物を所定方向に整列させることができる配向能が付与された基板を意味し得る。液晶層は液晶配向性を有する２つの基板の間に存在することによって初期状態で適切な配向状態を維持することができる。液晶素子で対向配置された２つの基板は例えば垂直配向性または水平配向性を有する基板であり得る。本出願において用語、「垂直配向性または水平配向性を有する基板」とは、隣接する液晶化合物を垂直方向または水平方向に配向させることができる配向性を有する基板を意味し得る。
【００７１】
液晶配向性を有する基板としては、例えば配光膜が形成された基板を使うことができる。これによって、液晶素子は前記液晶層と隣接する配光膜をさらに含むことができる。例えば、配光膜２０１、２０２は図２に示した通り、対向する２つの基板１０１１、１０１２の液晶層１０２側面に存在することができる。配光膜としては、例えばラビング配光膜のように接触式配光膜または光配向膜化合物を含んで直線偏光の照射などのような非接触式方式によって配向特性を示し得るものとして公知された配光膜を使うことができる。
【００７２】
配向が誘導された基板の他の例としては、液晶配向性を直接付与した基板を使うことができる。例えば、垂直配向能が付与された基板として親水性表面を有する基板を使うことができる。親水性表面を有する基板は、例えば、水に対する濡れ角（ｗｅｔｔｉｎｇ  ａｎｇｌｅ）が０度〜５０度、０度〜４０度、０度〜３０度、０度〜２０度または０度〜１０度や、１０度〜５０度、２０度〜５０度、３０度〜５０度程度であり得る。前記において、基板の水に対する濡れ角を測定する方式は特に制限されず、この分野で公知されている濡れ角の測定方式を使うことができ、例えば、ＫＲＵＳＳ社製のＤＳＡ１００機器を使って、メーカーのマニュアルに沿って測定することができる。基板に親水性表面を有するようにするためには例えば基板の面に親水化処理を遂行するかまたは親水性官能基を含む基板を使うことができる。親水化処理としては、コロナ処理、プラズマ処理またはアルカリ処理などが例示され得る。
【００７３】
液晶素子は、電極層、例えば、液晶層と隣接する電極層をさらに含むことができる。例えば、電極層３０１、３０２は図３に示した通り、対向する２つの基板１０１１、１０１２の液晶層１０２側面に存在することができる。基板の液晶層の側面に配光膜が存在する場合には、基板、電極層および配光膜が順に存在することができる。このような電極層は液晶層内の液晶化合物の整列状態を切り替えることができるように液晶層に印加することができる。電極層は、例えば、伝導性高分子、伝導性金属、伝導性ナノワイヤーまたは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、透明電極層を形成できる多様な素材および形成方法が公知されており、このような方法はすべて適用され得る。必要な場合に、基板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ることもある。
【００７４】
液晶層は必要な場合に液晶層の一側または両側に配置された偏光層をさらに含むことができる。偏光層は、液晶化合物の配向状態にしたがって液晶素子の光透過率を調節する役割をすることができる。偏光層としては特に制限なく公知の素材を使うことができ、例えば、ＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ））系偏光層、ＬＬＣ（Ｌｙｏｔｒｏｐｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）やＲＭ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｍｅｓｏｇｅｎ）と異方性色素の配向層のような液晶層を適用することもできる。偏光層が液晶層の両側に配置される場合にその偏光層の光透過軸の関係は特に制限されず、目的とするモードによって調節され得る。
【００７５】
液晶素子は前述した構成の他にも必要な場合、公知の任意の構成をさらに含むことができる。
【００７６】
前記のような液晶素子は、印加周波数および／または印加電圧によって前述した第１〜第３状態のうちいずれか１つの状態を具現することができ、前記周波数および／または電圧の変化または除去などによって他の状態にスイッチングされ得る。
【００７７】
各状態で液晶化合物の配向状態は特に制限されず、例えば偏光層や液晶層内の異方性染料の存在の有無などにより適切な配向が選択され得る。
【００７８】
１つの例示において、液晶層は前記第１状態で垂直配向状態であり得る。垂直配向状態は内部の液晶化合物が実質的に垂直配向されている状態であって前述した面上および厚さ方向位相差（Ｒｉｎ、Ｒｔｈ）を有する状態であり得る。
【００７９】
液晶層は、前記第２状態で液晶層は水平配向、垂直配向、ツイスト配向またはハイブリッド配向状態であり得る。前記において、水平配向状態は内部の液晶化合物が実質的に水平配向されている状態であって前述した面上および厚さ方向位相差（Ｒｉｎ、Ｒｔｈ）を有する状態であり得、ツイスト配向状態は、水平配向されている液晶化合物が仮想の螺旋軸に沿って一定の角度で回転している状態を意味し、ハイブリッド配向状態は前記水平、垂直およびツイスト配向状態とスプレイ配向状態の中で２種以上の配向が混在されている場合を意味し得る。
【００８０】
液晶層は、前記第３状態で電気水力学的不安定状態（ＥＨＤＩ、ｅｌｅｃｔｒｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ  ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ）であり得る。前記状態で液晶化合物は一定の規則性なしにランダム配向されていることもあり、これに伴い高いヘイズが誘導され得る。
【００８１】
具現可能な液晶素子の状態としては、初期状態で前記第１状態であり、印加される電圧の大きさおよび／または周波数によって第２状態および／または第３状態にスイッチングされる素子が例示され得る。
【００８２】
このような素子において、第１状態で液晶層は垂直配向状態であり得、第２状態では水平配向状態であり、第３状態では前記ＥＨＤＩ状態であり得る。このような素子は例えば、垂直配光膜を使って液晶配向力を付与しながら、前記液晶化合物に陰の誘電率異方性の液晶化合物を使って具現することができる。このような状態で液晶層の両側には必要な場合に偏光層が存在することができる。
【００８３】
具現可能な液晶素子の他の状態としては、初期状態で前記第２状態であり、印加される電圧の大きさおよび／または周波数によって第１状態および／または第３状態にスイッチングされる素子が例示され得る。
【００８４】
このような素子において、初期状態で液晶層は水平配向またはツイスト配向状態であるか、スプレイ配向のようなハイブリッド配向状態であり得、第１状態では垂直配向状態であり、第３状態では前記ＥＨＤＩ状態であり得る。このような素子は例えば、水平配光膜と陽の誘電率異方性の液晶を使って具現するか、液晶層の両側に互いに配向方向が異なる２種の配光膜と陽の誘電率異方性の液晶を使って具現するか、水平および垂直配光膜を液晶層の両側に適用して、液晶化合物として陽の誘電率異方性の液晶化合物を使って具現することができる。このような状態で液晶層の両側には必要な場合に偏光層が存在することができる。
【００８５】
前記液晶素子の具現方法は特に制限されず、液晶層の伝導度などを制御する工程を制御すれば、一般的な液晶素子の製造方法を適用して具現することができる。
【００８６】
本出願はまた、液晶層を含む液晶素子の製造方法に関するものであり得る。前記液晶素子の製造方法は前述した液晶素子の製造方法であり得る。
【００８７】
したがって、前記製造方法は、前記液晶層の平行伝導度が１．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上となるように調節する段階を含むことができる。前記過程によって前記液晶素子は前述した第１〜第３状態の間でスイッチングされ得るように構成され得る。
【００８８】
前記において、液晶層の伝導度を調節する方法は特に制限されず、例えば使われる材料である液晶化合物および／または異方性染料の種類を適切に選択するか、前述した塩成分などを添加する方式を適用することができる。
【００８９】
前記液晶素子の製造方法で他の内容、例えば、第１〜第３状態の定義や駆動のための印加周波数（Ｆ１、Ｆ２）および／または電圧（Ｖ１、Ｖ２）の条件などは前述した内容が同一に適用され得る。
【００９０】
本出願はまた、液晶層を含む液晶素子の駆動方法に関するものであり得る。前記液晶素子の駆動方法は前述した液晶素子の駆動方法であり得る。
【００９１】
したがって、前記製造方法は、平行伝導度が１．０×１０−４μＳ／ｃｍ以上の液晶層に電圧を印加する段階を含むものの、前記印加電圧の周波数または大きさを制御して前記液晶素子が前述した第１〜第３状態のうちいずれか１つの状態を具現するようにする段階を含むことができる。また、前記方法は前記第１〜第３状態のうちいずれか１つの状態から他の状態にスイッチングされるように前記印加電圧の周波数または大きさを制御する段階をさらに含むことができる。
【００９２】
前記方法で液晶素子の駆動のために印加される周波数および／または電圧の大きさを制御する方法は特に制限されず、前記言及された条件にしたがって実行され得る。
【００９３】
本出願はまた、液晶素子の用途に関するもので、例えば、前記液晶素子を含む光変調装置に関するものである。このような光変調装置は多様な用途に適用され得、例えば、車両用ウィンドウ、スマートウィンドウ、ウィンドウ保護膜、ディスプレイ装置、ディスプレイ用遮光板、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用途に適用され得る。
【発明の効果】
【００９４】
本出願は、液晶素子などに関するものである。本出願の液晶素子は印加される電圧の周波数および／または大きさによって透明ホワイト状態、透明ブラック状態および散乱状態を具現することができる。前記液晶素子は、例えば、車両用ウィンドウ、スマートウィンドウ、ウィンドウ保護膜、ディスプレイ装置、ディスプレイ用遮光板、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用途に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】液晶素子を例示的に示している図面。
【図２】液晶素子を例示的に示している図面。
【図３】液晶素子を例示的に示している図面。
【図４】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図５】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図６】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図７】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図８】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図９】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図１０】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図１１】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図１２】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図１３】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図１４】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図１５】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図１６】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図１７】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図１８】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図１９】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図２０】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図２１】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図２２】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図２３】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図２４】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図２５】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図２６】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図２７】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図２８】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図２９】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図３０】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【図３１】試験例で全体透過率とヘイズを測定した結果を示している図面。
【発明を実施するための形態】
【００９６】
以下、実施例および比較例を通じて前記の内容をより具体的に説明するが、本出願の範囲は下記提示された内容によって制限されるものではない。
【符号の説明】
【００９７】
１０１１、１０１２：対向配置された２つの基板
１０２：液晶層
２０１、２０２：配光膜
３０１、３０２：電極層
【００９８】
１．伝導度評価
実施例および比較例で製造された液晶素子に対し、ＬＣＲ  Ｍｅｔｅｒ（Ｅ４９８０Ａ、Ａｇｉｌｅｎｔ社）を利用して、測定周波数が６０Ｈｚであり、測定電圧の大きさが０．５Ｖである条件で、常温で伝導度を測定した。平行伝導度は垂直配向された液晶層に対して垂直電圧、すなわち厚さ方向に電圧を印加して測定し、必要な場合に垂直伝導度は水平配向された液晶層に対して同様に前記垂直電圧を印加して測定した。各液晶素子の液晶層を面積が９ｃｍ２（横：３ｃｍ、縦：３ｃｍ）であり、厚さが１５μｍとなるように製作して測定した。
【００９９】
２．ヘイズおよび透過率評価
実施例および比較例で製造された液晶素子に対してヘイズメータ、ＮＤＨ−５０００ＳＰを利用して、ＡＳＴＭ  Ｄ１００３規格に沿ってヘイズおよび透過率を測定した。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、この過程で光は測定対象によって拡散光（ＤＴ、拡散されて出光されたすべての光の合計を意味する）と直進光（ＰＴ、拡散光を排除した正面方向の出光を意味する）に分離されるが、この光は積分球内で受光素子に集光され、集光される光を通じて前記ヘイズの測定が可能である。すなわち、前記過程による全体透過光（ＴＴ）は前記拡散光（ＤＴ）と直進光（ＰＴ）の総合（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（％）＝１００ＸＤＴ／ＴＴ）で規定され得る。また、下記の試験例で全体透過率は前記全体透過光（ＴＴ）を意味し、直進透過率は前記直進光（ＰＴ）を意味する。
【０１００】
製造例１．
ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）透明電極層と垂直配光膜が順次形成されている２つのＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルムを前記垂直配光膜が互いに対向し、間隙（ｃｅｌｌ  ｇａｐ）が約１５μｍ程度となるように離隔配置させた後で前記離隔配置された２枚のＰＣフィルムの間に液晶組成物を注入し、エッジ（ｅｄｇｅ）をシーリングして面積９ｃｍ２および間隙（Ｃｅｌｌ  ｇａｐ）１５μｍの液晶素子を製作した。前記液晶組成物は、液晶化合物として屈折率異方性が０．２５で、誘電率異方性が−４．０である液晶化合物（メーカー：ＨＣＣＨ、商品名：ＨＮＧ７２６２００−１００）、異方性染料（メーカー：ＢＡＳＦ、商品名：Ｘ１２）および伝導度調節のための添加剤（メーカー：ＨＣＣＨ、商品名：ＨＣＭ−０２１）を８７：１０：３の重量比率（ＨＮＧ７２６２００−１００：Ｘ１２：ＨＣＭ−０２１）で含むものを使った。前記の通りに製造された液晶層の平行伝導度の実測値は約７．９×１０−６Ｓであり、これを前記数式１〜３を使って面積が１ｃｍ２で、厚さが１ｃｍである液晶層が表わす数値に換算した結果は１．３×１０−３μＳ／ｃｍであった。
【０１０１】
試験例１．
製造例１で製造された液晶素子に対して駆動周波数を変更しながら全体透過率とヘイズを評価して、その結果を図４〜１７に整理した。図４〜１０は順次的にそれぞれ３０Ｈｚ、６０Ｈｚ、１００Ｈｚ、３００Ｈｚ、５００Ｈｚ、７００Ｈｚおよび１０００Ｈｚで測定した全体透過率であり、図１１〜１７は順次的にそれぞれ３０Ｈｚ、６０Ｈｚ、１００Ｈｚ、３００Ｈｚ、５００Ｈｚ、７００Ｈｚおよび１０００Ｈｚで測定したヘイズである。図面から分かるように、製造例１の液晶素子の場合、約３００Ｈｚ以上と４０Ｖ未満の条件で第１および第２状態の具現が可能で、３０Ｈｚ以上、３００Ｈｚ未満の印加電圧６０Ｖの条件でＥＨＤＩ駆動による透過率とヘイズが飽和されることを確認することができる。
【０１０２】
このような素子において、適切な第１状態（液晶化合物が垂直配向された状態）、第２状態（液晶化合物が水平配向された状態）および第３状態（ＥＨＤＩ状態）を表わす条件を下記の表１に整理して記載した。
【０１０３】
【表１】
0006551536.tif 000002
【０１０４】
製造例２．
液晶組成物として、液晶化合物として屈折率異方性が０．２５で、誘電率異方性が−４．０である液晶化合物（メーカー：ＨＣＣＨ、商品名：ＨＮＧ７２６２００−１００）、異方性染料（メーカー：ＢＡＳＦ、商品名：Ｘ１２）および伝導度調節のための添加剤（メーカー：ＨＣＣＨ、商品名：ＨＣＭ−０２１）を８９：１０：１の重量比率（ＨＮＧ７２６２００−１００：Ｘ１２：ＨＣＭ−０２１）で含むものを使ったことを除いては製造例１と同一に素子を製作した。前記素子の液晶層の平行伝導度の実測値は約１．０×１０−５Ｓであり、これを前記数式１〜３を使って面積が１ｃｍ２で、厚さが１ｃｍである液晶層が表わす数値に換算した結果は１．７×１０−３μＳ／ｃｍであった。
【０１０５】
試験例２．
製造例１で製造された液晶素子に対して駆動周波数を変更しながら全体透過率とヘイズを評価して、その結果を図１８〜３１に整理した。図１８〜２４は順次的にそれぞれ３０Ｈｚ、６０Ｈｚ、１００Ｈｚ、３００Ｈｚ、５００Ｈｚ、７００Ｈｚおよび１０００Ｈｚで測定した全体透過率であり、図２５〜３１は順次的にそれぞれ３０Ｈｚ、６０Ｈｚ、１００Ｈｚ、３００Ｈｚ、５００Ｈｚ、７００Ｈｚおよび１０００Ｈｚで測定したヘイズである。図面から分かるように、製造例２の液晶素子の場合、約１００Ｈｚ以上と２０Ｖ未満の条件で第１および第２状態の具現が可能で、３０Ｈｚ以上、１００Ｈｚ以下の印加電圧６０Ｖ以下の条件でＥＨＤＩ駆動による透過率とヘイズが飽和されることを確認することができる。
【０１０６】
このような素子において、適切な第１状態（液晶化合物が垂直配向された状態）、第２状態（液晶化合物が水平配向された状態）および第３状態（ＥＨＤＩ状態）を表わす条件を下記の表２に整理して記載した。
【０１０７】
【表２】
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【図１】
0006551536.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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