(57)【要約】【課題】  改良したカプセル化液晶構造の膜の製造法を提供する。【解決手段】  封入媒体中に分散された液晶組成物からなるカプセル化液晶構造の膜の製造法において、（ａ）液晶組成物に反応性添加剤手段を添加し、（ｂ）反応性添加剤手段を含み封入媒体中に分散された液晶組成物のエマルジョンを形成し、（ｃ）支持シート上にこのエマルジョンを被覆し、乾燥して、支持シートにより支持されるカプセル化液晶構造の膜を形成し、（ｄ）反応性添加剤手段の反応を開始して、液晶組成物と接触する封入媒体の表面上に反応された添加剤手段を堆積する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
封入媒体中に分散された液晶組成物からなるカプセル化液晶構造の膜の製造法であって、
（ａ）液晶組成物に反応性添加剤手段を添加し、
（ｂ）反応性添加剤手段を含み封入媒体中に分散された液晶組成物のエマルジョンを形成し、
（ｃ）支持シート上にこのエマルジョンを被覆し、乾燥して、支持シートにより支持されるカプセル化液晶構造の膜を形成し、
（ｄ）反応性添加剤手段の反応を開始して、液晶組成物と接触する封入媒体の表面上に反応された添加剤手段を堆積する製造法。
【請求項２】
上記の反応性添加剤手段がアクリル化合物またはメタアクリリック化合物である、請求項１に記載された製造法。
【請求項３】
上記の反応性添加剤手段がアクリル官能性またはメタアクリリック官能性を有するシラン結合剤である、請求項１に記載された方法。
【請求項４】
上記の反応性添加剤手段がエポキシ化合物である、請求項１に記載された製造法。
【請求項５】
上記の反応性添加剤手段の反応が紫外光の照射で開始される、請求項１に記載された製造法。
【請求項６】
上記の反応性添加剤手段の反応が加熱により開始される、請求項１に記載された製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カプセル化液晶構造、それを含む素子およびそのための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶材料を含む電気光学的にアクティブな素子を備える液晶表示（ＬＣＤ）は、よく知られている。
【０００３】
１つの型のＬＣＤは、液晶が高分子などの封入媒体中にカプセル化また分散されたカプセル化液晶構造を用いる。十分高い電界に対応する電界がカプセル化液晶構造に加えられるとき（「電界オン」条件）、その中での液晶分子の向きは、電界に従って変わり、このため、入射光は透過される。逆に、そのような電界がないと（「電界オフ」条件）、液晶分子の向きはランダムであるか、および／または、液晶とマトリックスとの界面により影響される。このため、カプセル化液晶構造は、入射光を散乱し、および／または、吸収する。カプセル化液晶構造が、電界オフ条件から電界オン条件に変わる印加電圧は、一般に、作動（operating）電圧といわれる。
【０００４】
封入材料と液晶材料の選択は、しきい値電圧、スイッチング速度、ヒステリシスなどの点でＬＣＤの性能に影響する。いくつかの効果は、バルクの効果であり、他のものは、封入材料と液晶組成物との界面での相互作用から生じる。
【０００５】
重要な性能パラメータは、表示が１つの視覚状態から他の視覚状態へ変化する上記の作動電圧である。より低い電圧は、より小さな電力条件を意味し、電池で動作する装置に対して表示を有利にする。他の重要な性能パラメータは、スイッチング速度とヒステリシスである。われわれは、カプセル化液晶構造を備える表示において、作動電圧、スイッチング速度、および／または、ヒステリシスを大きく減少させる添加剤や他の改良を見出した。
【発明の概要】
【０００６】
１実施形態において、この発明は、減少した作動電圧Ｅ９０を備える液晶素子を提供する。この液晶素子は、第１電極、第２電極（第１電極と第２電極の少なくとも一方は透明である）、および、これらの電極の間のカプセル化液晶構造からなり、上記のカプセル化液晶構造は、（a）封入媒体、（b）この封入媒体の中に分散された液晶組成物、および、（c）液晶素子の作動電圧Ｅ９０を少なくとも１０％減少する添加剤手段からなる。液晶素子において、以下の複数の条件の中の少なくとも１つの条件が満足されている。
【０００７】
（ｉ）液晶組成物は、実質的に染料を含まず、次の式を満足し、
【数１】
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ここに、ＣＲは、液晶素子のコントラスト比であり、Ｖ９０は、液晶素子の作動電圧であり、ｆ／＃は、ｆ／（コントラスト比を決定するために用いた測定光学部品の数）であり、この光学素子は、４００〜７００ｎｍの間の波長で作動し、ｆ／＃は、３.５と１５の間の値を有する。
（ｉｉ）液晶素子の電圧保持比は少なくとも５０％である。
（iii）カプセル化液晶構造は、さらに、液晶材料に溶解される多色染料を有し、その比
【数２】
2004310134.tif 000004
は、添加剤手段が存在しないことを除いては同一の比較装置に対するよりも少なくとも１０％大きく、ここに、Ｔｏｎは、十分な印加電圧の下で液晶素子の最大透過率であり、Ｔｏｆｆは、印加電圧がないときの液晶素子の透過率であり、Ｖ９０は、液晶素子の作動電圧である。
【０００８】
（ｉｖ）液晶素子は、添加剤手段が存在しないことを除いては同一の比較装置の澄明点より２０℃を越えない澄明点を有する。
（ｖ）
【数３】
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ここに、Ｅａｖｇ、ＥｍａｘおよびＥｍｉｎは、１０〜５５℃の温度範囲での作動電圧Ｅ９０の、平均値、最大値および最小値である。
【０００９】
（ｖｉ）液晶組成物と封入材料との間の接触角は、添加剤手段が存在しないことを除いて同一の液晶組成物と封入材料との間の接触角より５℃より多い。
【００１０】
（ｖｉｉ）液晶素子のヒステリシスは、添加剤手段が存在しないことを除いて同一の比較液晶素子のヒステリシスより少なくとも２０％小さい。
【００１１】
（ｖｉｉｉ）添加剤手段は、２％ｗ／ｗより少ない量で用いたときに、水の表面張力を１０ｄｙｎ／ｃｍより多く低下するのに十分な活性を有する非イオン表面活性剤である。
【００１２】
（ｉｘ）カプセル化液晶構造の膜の広角Ｘ線回折スペクトルが、２θが１４゜と３０゜の間の散乱が、添加剤手段が存在しないことを除いて同一のカプセル化液晶構造の膜の回折スペクトルより少なくとも２０％小さい。
【００１３】
（ｘ）添加剤手段は、体積メジアン空洞直径が減少するにつれ、作動電圧Ｅ９０のより大きな減少を生じる。または、
【００１４】
（ｘｉ）添加剤手段は、ヒドロキシル、カルボニル、カルボキシルの酸、エステル、ニトロ化合物からなるグループから選択された極性官能性を有する化合物であり、さらに、少なくとも２個のメチル基を有する少なくとも１個のＣ５〜Ｃ１５の枝分かれアルキル基を有する。
【００１５】
第２実施形態において、この発明は、第１電極、第２電極（第１電極と第２電極の少なくとも一方は透明である）、および、これらの電極の間のカプセル化液晶構造からなる液晶素子を提供し、上記のカプセル化液晶構造は、（a）封入媒体、および、（b）この封入媒体の中に分散された液晶組成物からなり、上記のカプセル化液晶構造は、５℃または液晶素子が作動している温度のいずれか大きい方より低いホメオトロピック転移温度を有する。
【００１６】
第３実施形態において、この発明は、第１電極、第２電極（第１電極と第２電極の少なくとも一方は透明である）、および、これらの電極の間のカプセル化液晶構造からなり、作動電圧Ｅ９０を減少した液晶素子を提供し、上記のカプセル化液晶構造は、（a）封入媒体、（b）この封入媒体の中に分散された液晶組成物、および、（c）液晶素子の作動電圧Ｅ９０を少なくとも１０％減少する添加剤手段からなり、
【００１７】
この添加剤手段は、以下の化合物からなるグループから選択される。
【００１８】
（ｉ）下記の構造のジオール、
【化１】
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または、そのジエーテル（ここに、各Ｒ１は、同一でも異なっていてもよいが、ハロゲンまたはＣ１〜Ｃ１８のアルキル基またはフルオロアルキル基であり、Ｒ２は、下記のものからなるグループから選択される２価の成分（moiety）である）
【化２】
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（ｉｉ）下記の構造のフェノール化合物、
【化３】
2004310134.tif 000008
（ここに、各Ｒ３は、同一でも異なっていてもよいが、水酸基またはＣ１〜Ｃ１８のアルキル基またはフルオロアルキル基である）、
（ｉｉｉ）下記の構造の置換されたベンジルアルコール
【化４】
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（ここに、各Ｒ１は、同一でも異なっていてもよいが、前に定義されており、Ｒ４は、Ｃ１〜Ｃ１８のアルキル基、ヒドロキシアルキル基またはフルオロアルキル基である）、
（ｉｖ）下記の構造のシアヌル酸塩化合物
【化５】
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（ここに、各Ｒ１は、同一でも異なっていてもよいが、前に定義されている）
（ｖ）Ｃ５〜Ｃ２０の炭水化物またはフッ素化アルコール、
（ｖｉ）下記の構造のジケトン
【化６】
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（ここに、Ｒ４は、前に定義されている）、および
（ｖｉｉ）Ｃ５〜Ｃ２０のカルボン酸。
【００１９】
第４実施形態において、この発明は、封入媒体中に分散された液晶組成物からなるカプセル化液晶構造の膜の製造法を提供する。この方法では、
（ａ）液晶組成物に反応性添加剤手段を添加し、
（ｂ）反応性添加剤手段を含み封入媒体中に分散された液晶組成物のエマルジョンを形成し、
（ｃ）支持シート上にこのエマルジョンを被覆し、乾燥して、支持シートにより支持されるカプセル化液晶構造の膜を形成し、
（ｄ）反応性添加剤手段の反応を開始して、液晶組成物と接触する封入媒体の表面上に反応された添加剤手段を堆積する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の詳細な説明は、本発明の個々の部分または観点に主にまたは専ら関する部分を含む。理解されるように、これは明快さと便宜のためであり、ある特徴は、それが開示されている部分だけでなく他の部分にも関連していることがあり、ここでの開示は、異なった部分に見出される情報のすべての適当な組合せを含む。同様に、その種々の図と説明は、発明の特定の実施形態に関するものであるけれども、理解されるように、特定の特徴がある１つの図の文脈で開示されるが、そのような特徴は、適当な程度で、他の図の文脈で、他の特徴と組み合わせて、または、一般に本発明において、使用できる。
【００２１】
カプセル化液晶構造において、液晶組成物の離散した複数の体積部分が、封入媒体または封入マトリックスの中に、カプセル化され、分散され、埋め込まれ、そうでなければ、含まれる。これらの体積部分は、必ずしも、球状または実質的に球状に限られない。不規則な形状であっても、相互に結合されていてもよい。体積部分の間の相互結合の量は、液晶が連続的な相を形成するように見える程度であってよい。「液晶組成物」とは、その組成物が単独の離散した液晶化合物、異なった液晶化合物の混合物、液晶化合物と非液晶化合物の混合物であるにせよ、液晶の性質を備える組成物をいう。好ましくは、液晶組成物は、ネマティックであるか、または、ネマティックとして機能する。さらに好ましくは、液晶組成物は、また、正の誘電異方性を有する。
【００２２】
個々の液晶分子は、典型的には、細長い形状を有し、長い分子軸を相互に平行にするように配向する傾向がある。この配向は、液晶組成物を異方的にさせるが、これは、測定される物理的性質、光学的性質などが測定方向（測定方向に平行か垂直か）に依存することを意味する。配向方向は、電界、磁界などの外部刺激により影響される。刺激がないときに１つの方向でのある物理的性質を示していた液晶組成物は、刺激が加えられると、急速に異なった値にスイッチされる。液晶組成物が表示のための材料として有用なのは、この異方性のためであり、その早い再配向のためである。
【００２３】
異方的性質である誘電定数（ε）は、２つの主な値、長い分子軸に対して垂直な場合の値（ε⊥）と平行な場合の値（ε‖）、を有する。平均誘電定数（εａｖｇ）は、計算でき、加重平均により便宜的に求められる（たとえば、Ｗｅｂｅｒ et al., Liq. Crystals Vol.5, No.5, 1381〜1388(1989)参照）。すなわち、
【数４】
2004310134.tif 000012
【００２４】
好ましくは、液晶組成物は、５より大きいεａｖｇ（１ｋＨｚ、２５℃で）を有する。特に好ましくは、εａｖｇは、約５と約１０の間であり、最も好ましいのは、約６と約１０の間である。誘電定数と誘電異方性は、フィンケンツェラー（Ｆｉｎｋｅｎｚｅｌｌｅｒ）らの方法（"Physical Properties of Liquid crystals: III.Dielectric Permittivities",The Merck group Liquid Crystal Newsletters, No.４(１９８９年３月)）により測定できる。
【００２５】
本発明の他の観点では、液晶組成物は、好ましくは、小さな、すなわち、１.８ｍｅｑ／ｇのシアノ基より小さな（さらに好ましくは、０.５ｍｅｑ／ｇより小さな）シアノ成分を有する。特に好ましくは、液晶組成物は、実質的にシアノ基を含まず、または、本質的に、シアノ基を含まない化合物からなる。この発明の実施のために好ましい液晶組成物は、カマス（Kamath)らの米国特許出願第０７／８０６,５７３号（１９９１年１２月１２日出願）に記載されており、この引用により本明細書に組み込まれる。
【００２６】
共通するが、液晶組成物は、一般に、単独のばらばらの化合物からなるのではなく、異なった液晶化合物の混合物である。好ましくは、液晶組成物は、フッ素化液晶組成物および／または塩素化液晶組成物からなり、全体の組成は、２.０ｍｅｑ／ｇより大きな、好ましくは２.０〜１０.０ｍｅｑ／ｇの間の、フッ素および／または塩素の成分を有する。特に好ましくは、上記のハロゲンはフッ素である。
【００２７】
好ましくは、液晶組成物は、複屈折ともいわれる大きな光学的異方性Δｎ（正常屈折率と異常屈折率の差）を有する。大きなΔｎは、電界オフ状態で散乱を多くし、表示のコントラストをさらに高くする。液晶組成物の通常屈折率は一般に実質的に封入媒体の屈折率に合わせられるので、より大きなΔｎは、また、液晶材料の封入媒体の屈折率と液晶材料の異常屈折率との間のより大きな差を意味する。この後の差は、電界がないときの散乱に影響し、より大きな散乱は、より大きな差と関連する。好ましくは、Δｎは、０.１５より大きく。さらに好ましくは０.２０と０.３０との間である。光学的異方性は、フィンケンツェラー（Ｆｉｎｋｅｎｚｅｌｌｅｒ）らの方法（"Physical Properties of Liquid crystals: IV.Optical Anisotropy", The Merck group Liquid Crystal Newsletters, No.5(1989年10月)）により測定できる。
【００２８】
封入媒体は、好ましくは、高分子材料である。適当な封入媒体は、以下の化合物を含むが、それらに限定されない。ポリ（ビニルアルコール）("ＰＶＡ")、およびそのコポリマ、ゼラチン、ポリウレタン、ラテックス、ポリ（酸化エチレン）、ポリ（ビニルピロリドン）、セルロースポリマ、天然ゴム、アクリルポリマとメタアクリルポリマおよびそのコポリマ、エポキシ、ポリオレフィン、ビニルポリマなど。ＰＶＡは、好ましい封入材料である。
【００２９】
この発明のカプセル化液晶構造は、分散媒の存在下で、封入材料と液晶組成物の両方を含むエマルジョンからの堆積により形成される。エマルジョンは、プロペラブレードミキサ、コロイドミキサなどの装置により作成できる。添加手段は、封入媒体と液晶組成物の一方または双方に、エマルジョン作成の前でも後でも、添加できる。好ましいエマルジョン技術は、以下の特許に記載され、この引用により本明細書に組み込まれる。Ｆｅｒｇａｓｏｎの米国特許第４,４３５,０４７号（１９８４年）、同第４,６０６,６１１号（１９８６年）、同第４,６１６,９０３号（１９８６年）および同第４,７０７,０８０号（１９８７年）、Ｐｅａｒｌｍａｎらの米国特許第４,９９２,２０１号（１９９１年）、および、Ｗａｒｔｅｎｂｅｒｇらの米国特許出願第０７／８３４,４３８号（１９９２年２月１２日出願）。
【００３０】
この発明のカプセル化液晶構造は、また、相分離技術により作成できる。１実施形態では、溶媒は、封入媒体と液晶組成物とをともに含む均一な溶液から蒸発される。他の実施形態では、封入媒体と液晶組成物とをともに含む初めは均一な混合物が加熱されて温度が上げられ、次に、冷却されて、封入媒体中に含まれる液晶部（複数）を相分離する。さらに、その場での（in-situ）高分子化法により形成できる。この方法では、封入媒体の前駆体（すなわち、高分子化可能なモノマー）が高分子化され、同時に、液晶組成物が相分離されるにつれ液晶組成物をカプセル化する。液晶組成物は、高分子により全体に囲まれる必要はなく、連続的な相を有する系の１部として存在できる。好ましい相分離技術は、以下の特許に記載され、この引用により本明細書に組み込まれる。Ｗｕらの米国特許第４,６７１,６１８号（１９８７年）、Ｗｅｓｔらの米国特許第４,６７３,２５５号（１９８７年）および同第４,６８５,７７１号（１９８７年）、Ｄｏａｎｅらの米国特許第４,６８８,９００号（１９８７年）および大日本インキの欧州特許第０,３１３,０５３号（１９８９年）。
【００３１】
典型的には、カプセル化液晶構造は、電界がないとき（「電界オフ」状態で）実質的に不透明であり、充分な電界の下で（「電界オン」状態で）実質的に透明になる。電界は、液晶組成物中の液晶分子の配向の変化を起こし、カプセル化液晶構造を、大いに光を散乱（および／または吸収）する状態から大いに非散乱（および／または非吸収）の状態にスイッチさせる。一般に、好ましくは、液晶組成物は、正の誘電異方性を有し、液晶組成物の正常屈折率は、封入媒体の屈折率に合わせられる。一方、異常屈折率は、実質的に封入媒体の屈折率とはずされる。隣接する液晶小滴における異なった液晶配向により、さらに散乱が生じる。もしこれが主要な散乱モードであるならば、屈折率の整合の要求は緩められる。さらに、カプセル化液晶構造の動作の原理は、上述の文献、特にＦｅｒｇａｓｏｎの特許に説明されている。もしカプセル化液晶構造の充分な電界が加えられた部分（複数）において、不透明状態から透明状態への転移が起こり、一方、電界が加えられない隣接領域（複数）は不透明のままである。
【００３２】
カプセル化液晶構造の動作原理は、図１と図２（同じ参照数字は同じものを指す）に示される。カプセル化液晶構造８は、封入媒体１０を有し、封入媒体１０は、その中に液晶組成物１１の複数部分を分散していて、たとえばインジウムすず酸化物（"ＩＴＯ"）または薄膜被覆からなる上電極１２と下電極１３の間に位置される。上電極１２と下電極１３は、（カプセル化液晶構造８とともに）それぞれ上下の支持シート（図示しない）により支持できる。支持シートは、ガラス、ポリマ（好ましくはポリ(エチレンテレフタレート)("ＰＥＴ")）などの透明材料からなる。電圧源１４は、電極１２、１３に結合されるが、スイッチ１５は、開位置にあり（図１）、電圧は、カプセル化液晶材料８に加えられない。入射光（光線Ａ）は、後方（光線ａ'、ａ）と前方（光線ｂ'、ｂ）に散乱される。スイッチ１５が閉じられると（図２）、電圧がカプセル化液晶材料８に加えられ、加えられた電圧の電界により液晶組成物中の分子をその長い分子軸方向に配向させる。封入材料１０の屈折率と液晶組成物１１の屈折率との整合のため、入射光（光線Ａ）は、散乱されず、カプセル化液晶構造８を通って透過される。
【００３３】
多色性染料は、液晶と混合され、液晶との溶液を作る。多色性染料分子は、一般に、液晶分子とともに配向する。このため、電界を加えることは、液晶の支配的な配向だけでなく、多色性染料の支配的な配向にも影響する。多色性染料による入射光の吸収の程度は、入射光に対するその配向に依存する。液晶と多色性染料との組み合わせに対して外部刺激を加えると、吸収による光の制御された減衰のためのメカニズムを与える。（こうして、ここに用いられるように、「液晶組成物」という用語は、文脈においては、そこに溶解される多色性染料を含む液晶組成物も意味する。）多色性染料は、カプセル化液晶構造において、色付き表示を形成するために使用できる。色付きの像を表示できる表示は、対応する色のカプセル化液晶構造からなる赤、青および緑のピクセルを並べて堆積することにより形成できる。
【００３４】
われわれが見いだしたことは、カプセル化液晶構造を有するＬＣＤの性能は、封入媒体に添加剤を組み込むことにより改善できることである。
【００３５】
１実施形態では、添加剤は、（ｉ）エチレン酸化物のポリマとオリゴマ、（ｉｉ）エチレン酸化物のコポリマ、および、（ｉｉｉ）プロピレン酸化物ポリマからなるグループから選択される。そのような添加剤は、上に引用されたＰｅａｒｌｍａｎの米国特許第４,９９２,２０１号に示されるように、ラテックス封入媒体と組み合わせて用いられると作動電界を低下しない。一方、われわれが予想外に見いだしたように、添加剤は、ＰＶＡのような非ラテックス封入媒体と組み合わせて用いられると、作動電界を減少する。しかし、電圧保持比（後で定義される）を、望ましくなく、低下することがある。
【００３６】
オリゴマに対するものとしてエチレン酸化物ポリマを構成するものについて、しっかりした早いきまりはないが、一般に、われわれは、１０個以上の連続的なエチレン酸化物のブロックを有する組成を、高分子であると考え、そのような繰り返し単位が１０個より少ないものをオリゴマであると考える。適当なエチレン酸化物のポリマとオリゴマの例は、下記のものを含む。ポリ（エチレングリコール）（ＣａｒｂｏｗａｘＴＭ  ポリエチレングリコール４００および８０００ （ＨＯ(ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)ｎＨ（ｎはそれぞれ約１０と約２００)）として、ユニオンカーバイド社から市販されている）、アルキルフェニルを末端基とするエチレン酸化物ポリマ（ＩｇｅｐａｌＴＭ ＣＡ６３０およびＣＯ-４３０)として、（ＧＡＦ社から）市販されている）、および、トリ(エチレングリコール)、テトラ(エチレングリコール)およびエトキシ化アルコール（ＴｅｒｇｉｔｏｌＴＭ １５-ＳおよびＴＭＮ-３（ユニオンカーバイド社から）、ＳｕｒｆｙｎｏｌＴＭ ４２０および４８５（エアプロダクツ社から）として市販されている）。
【００３７】
適当なエチレン酸化物コポリマの例は、下記のものを含む。エチレン酸化物-プロピレン酸化物ブロックコポリマ（ＴｅｔｒｏｎｉｃＴＭ ７０２および７０４ならびにＰｌｕｒｏｎｉｃＴＭ １０Ｒ５、Ｐ１０３、Ｌ６２、Ｌ４４、Ｌ１２２、Ｌ１２１および３１Ｒ１（すべてＢＡＳＦ社から）、および、Ｖｏｒａｎｏｌ ５２８７、２１０３、３１３７（ダウケミカル社から）として市販されている）、シリコン-ポリ（エチレン酸化物）グラフトコポリマ（ＳｉｌｗｅｔＴＭ Ｌ７６１４、Ｌ７６０７、Ｌ７７（ユニオンカーバイド社から）として市販されている）、および、テトラフルオロエチレン-エチレン酸化物コポリマ（ＺｏｎｙｌＴＭ ＦＳＮ（デュポン社から）として市販されている）。
【００３８】
適当なプロピレン酸化物コポリマは、ポリ（プロピレングリコール）（ＮｉａｘＴＭ ポリオ−ルＰＰＧ４２５として（ユニオンカーバイド社から）市販されている）である。
【００３９】
典型的なジオールは、下記の化合物を含む。
【化７】
2004310134.tif 000013
および
【化８】
2004310134.tif 000014
【００４０】
ジオールＩａ、Ｉｂ、Ｉｃは、それぞれ、ＳｕｒｆｙｎｏｌＴＭ １０４、８２および１２４（エアプロダクツ社から）として、そのまままたは分散媒と組み合わせて、市販されている。適当なジオール（Ｉ）のジエステルの中で、ジアセテートエステルが好ましい。
【００４１】
典型的なフェノール化合物（ＩＩ）は下記の化合物を含む。
【化９】
2004310134.tif 000015
および
【化１０】
2004310134.tif 000016
【００４２】
典型的なベンジルアルコール（ＩＩＩ）は、下記の化合物を含む。
【化１１】
2004310134.tif 000017
および
【化１２】
2004310134.tif 000018
【００４３】
典型的なシアヌレート化合物（ＩＶ）は、下記の化合物を含む。
【化１３】
2004310134.tif 000019
および
【化１４】
2004310134.tif 000020
【００４４】
典型的なアルコール（Ｖ）は、下記の化合物を含む。
ＣＦ３（ＣＦ２）６ＣＨ２ＯＨ、
Ｎ−オクタノール、
【化１５】
2004310134.tif 000021
（ｎは、１と１２の間の整数）
【化１６】
2004310134.tif 000022
および
【化１７】
2004310134.tif 000023
【００４５】
典型的な好ましいジケトン（ＶＩ）は、下記の化合物である。
【化１８】
2004310134.tif 000024
【００４６】
他の実施形態では、添加剤は、モノラウリン酸ゾルビタンおよびトリオレイン酸ゾルビタン（ＩＣＩアメリカ社からＳｐａｎＴＭ ８０およびＳｐａｎＴＭ ８５として市販されている）などの、トリポリオールの長鎖アルキルエステル、モノオレイン酸グリセロール、ジイソステアリン酸トリグリセロールである。
【００４７】
また、添加剤は、メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシランやＮ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシランなどのシラン結合剤であってもよい。
【００４８】
典型的なカルボン酸（ＶＩＩ）は、て市販されている）などの、トリポリオールの長鎖アルキルエステル、モノオレイン酸グリセロール、ジイソステアリン酸トリグリセロールである。
【００４９】
また、添加剤は、メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシランやＮ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシランなどのシラン結合剤であってもよい。
【００５０】
典型的なカルボン酸（ＶＩＩ）は、n-ヘプタン酸、t-ブチル酢酸、2-プロピルペンタン酸、および、
【化１９】
2004310134.tif 000025
を含む。
【００５１】
好ましい実施形態では、この発明の添加剤は、ヒドロキシル、カルボニル、カルボキシルの酸、エステル、ニトロ化合物からなるグループから選択された極性官能性を有する化合物であり、さらに、少なくとも２個のメチル基を有する少なくとも１個のＣ５〜Ｃ１５の枝分かれアルキル基を有する。
【００５２】
一般に、添加剤は、封入媒体と液晶組成物の重量で１００あたり、０.１〜２０ｐｐｈ（１００分率）の、好ましくは０.２〜１０ｐｐｈの比較的少量で使用できる。異なった添加剤の混合物も使用できる。
【００５３】
電界オフ条件から電界オン条件への切り替えに必要な電圧は、膜厚、封入媒体の中の液晶部分の大きさの分布、液晶組成物（誘電定数、誘電異方性、弾性定数など）などを含むがそれに限定されない多くのパラメータに依存する。多くの応用のため、望ましくは、２０ボルトより小さく、好ましくは１０ボルトより小さく、さらに好ましくは５ボルトより小さいスイッチング電圧で、よいコントラストと明るさを構造に生じさせることができる。本発明は、光のコントラストまたは明るさをほとんどまたはまったく生じさせずに、比較できる従来の表示の作動電圧の１／２より小さい作動電圧で動作するカプセル化液晶表示の製造を可能にする。作動電圧の特定のパーセントの減少により、われわれが意味するのは、添加剤手段が存在しないことを除いては同一の表示に比較して、表示の作動電圧が、その特定パーセントだけ減少することである。
【００５４】
カプセル化液晶構造からなる膜は、光学的応答においてヒステリシスを示すことがある。ある電圧での膜の光学的応答は、より高いまたはより低い電圧から膜がその電圧へ到達したか否かに依存する。多くの表示は、与えられた電気信号（電圧）が所望の光への応答に対応するように設計される。ヒステリシスは、その所望の光への応答に実際に到達する表示素子の性能を劣化する。このことは、高分解能でのグレイレベルの数を低下する効果を生じる。膜のヒステリシスを測定する１つの方法は、試料に加えられる電圧を増加して次ぎに減少し、光学的応答のカーブを比較することである。増加カーブと減少カーブとの間の差が大きいほど、ヒステリシスは大きくなる。膜に対するヒステリシス値は、試験に用いられた回数と電圧に強く依存する。多くの応用に対して、できるだけ小さい（２０％の差より小さい、好ましくは６％より小さい）ヒステリシスを有することが希望される。従来のカプセル化液晶表示は、非常に大きなヒステリシス、ときには１００％より大きなヒステリシスを示すことがあった。本発明は、著しくヒステリシスを減少したカプセル化液晶表示を製造することを可能にする。
【００５５】
スイッチング速度は、カプセル化液晶構造の膜が電圧を印加または除去して動作しまたは動作を停止する時間の尺度である。スイッチング速度を測定する１つの方法は、電圧を印加または除去するときの膜の光学的応答をモニタすることである。電圧を印加したときに膜が最終的な応答の９０％に達する時間は、通常、「オン時間」といわれ、一方、電圧を除去したときに膜がその応答の１０％に達する時間は、通常、「オフ時間」といわれる。測定されたスイッチング速度は、印加電圧に依存する。動くグラフィックスを表わす表示にとって、４０msecより小さいオン時間とオフ時間を有することが望ましい。もしスイッチング速度がずっと遅ければ、動くイメージの結果をぼんやりさせる。「フレーム・シーケンス」表示にとって、より速い（すなわち５msecより小さい）スイッチング速度は、よい色純度を得るために望ましい。
【００５６】
われわれは理論により縛られることを望まないが、液晶組成物と封入媒体との界面を改良することにより添加剤が性能を改善することは、われわれの信念である。印加電圧がないとき、封入媒体とのインターフェースでの液晶組成物の向きは、界面の性質により強く影響される。界面の化学的組成の変化は、液晶組成物の表面配向（anchoring）強度に影響する。表面配向強度は、表面で液晶分子の好ましい向きから液晶分子の配向ベクトル（director）を曲げるために必要な力の大きさの尺度である。表面配向強度を変えることは、電界中での分子の回転だけでなく、欠陥（向きのずれ）を除くために要するエネルギー、好ましい傾斜角度、さらに、小滴または（放射状、双極状などの）部分の中の液晶分子の好ましい向きにさえ、影響することがある。われわれの信念では、添加剤は、液晶組成物と封入媒体との界面の化学的性質と物理的性質を変えることにより作用する。
【００５７】
液晶の表面配向強度は通常の液晶素子の中で測定できるが、カプセル化液晶構造の中の液晶の表面配向強度の測定のための定量的実験手順はいままで記載されていない。さらに、カプセル化構造における電圧減少がどのように液晶材料を含む空洞の平均体積に依存するかを測定することにより、表面配向強度に対する本発明の添加剤の効果を定性的に試験できる。空洞の表面積の体積に対する比は、空洞が小さくなるにつれ増加する。すなわち、表面と体積との比（Ｓ／Ｖ）は、より小さい空洞に対して、より大きい空洞に対するものより、大きくなる。表面配向エネルギーの相対的重要性は、空洞の相対的表面積に依存するので、より大きな空洞を有するカプセル化液晶構造に比べて、より小さな空洞を有するカプセル化液晶構造の体積を小さくすることにおいて、添加剤がより効果的になる、と期待できる。この議論は、通常の液晶セルにおける固定エネルギーの一般的な測定法と類似している（Ｇ．Ａ.ＤｉＬｉｓｉらの論文、「高分子被覆界面でのモノマーとその２量体の表面配向強度係数」、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ(１９９２),１１,６３〜７１ページ、参照）。この方法において、表面配向強度は、大きなセル間隙に比べて、小さなセル間隙をもつ素子において液晶を配向するために要求される電圧の差を決定することにより、測定される。固定エネルギーが無限でなければ、小さなセル間隙の素子は、常に、大きなセル間隙の素子より低い作動電圧を有ずる。
【００５８】
好ましいＬＣＤは、アクティブマトリックス型であり、ここで、各ピクセル（すなわち画素）は、薄膜トランジスタ（「ＴＦＴ」）、バリスタ、ダイオード、金属-絶縁体-金属素子（「ＭＩＭ」）などのアクティブスイッチング素子により、(１つの視覚状態から他の視覚状態へ)駆動される。スイッチング素子は、アクティブにアドレスされていないときでも、クロストークを除去し、対応するピクセルに初めに印加される電圧を維持することを助ける。このため、そのピクセルは、他のピクセルがアドレスされているときも、「オン」に留まる。ピクセルが初めに印加された電圧をより長く維持できるほど、次にアドレスされるまで、より長い時間「オン」状態に留まる。もしマトリックスが十分小さい大きさの十分多数のスイッチング素子を含むならば、高分解能の表示が可能になる。アクティブナトリックス表示は、テレビ、コンピュータ、機器のスクリーンのために重要である。液晶構造を用いるアクティブマトリックス表示は、Ｂｅｃｋｅｒらの米国特許第５,１２４,８２２（１９９２年）およびＫａｍａｔｈらの米国特許出願第０７／８０６,５７３号（１９９１年１２月１２日出願）に開示され、この引用により本明細書に組み込まれる。
【００５９】
本発明の実施は、さらに、以下の例を参照して理解できる。これらの例は、説明のために与えられ、本発明を限定するものでない。
【００６０】
以下の一般的な手順がこれらの例において用いられた。光測定は、ｆ／３.５集光光学部品と５５０±４０ｎｍの平行光光源を用いてなされた。（染料を含む試料は、ｆ／０光学部品を用いて測定された。）カプセル化液晶構造のＴｏｎと作動電界Ｅ９０を測定するために、試料は、比較的高電界（典型的には８〜１０Ｖ／μｍ）へ、段階的に電界を上下された（上昇（up）は２５段階、下降（down）は２５段階、各段階あたり０.７秒）。各試験において、透過率の最大値は、Ｔｏｎとして定義され、Ｔｏｆｆは、印加電界がないときの、パーセントの透過率である。Ｔ９０の値は、次の方程式により与えられる。
Ｔ９０  ＝  ０.９（Ｔｏｎ−Ｔｏｆｆ）＋Ｔｏｆｆ
上昇カーブにおいてＴ90に達するのに必要な印加電界は、Ｅ９０である（上昇カーブは、電圧を増加して得られた％Ｔ／Ｖカーブである）。好ましくは、この発明のカプセル化液晶構造（および対応する表示）の作動電界Ｅ９０は、電界を低下する添加剤手段が存在しない制御構造または制御表示の作動電界Ｅ９０より、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％、もっとも好ましくは少なくとも５０％、小さい。ヒステリシスは、試料にかける電圧を、典型的には膜に電界Ｅ９０を印加する最大電圧まで、２５段階で上昇し、２５段階で低下する試験（段階あたり０.７秒、）で測定された。例で引用されるヒステリシス値は、Ｅ５０(avg)でのΔＴ／Ｔａｖｇである。Ｅ５０（ａｖｇ）は、Ｅ５０（ｕｐ）とＥ５０（ｄｏｗｎ）の線形平均である。Ｅ５０（ｕｐ）とＥ５０（ｄｏｗｎ）は、それぞれ、上昇カーブと下降カーブでＴ５０に到達するのに要する電界である。Ｔ５０は、次の方程式により定義される。
Ｔ５０  ＝  ０.５（Ｔｏｎ−Ｔｏｆｆ）＋Ｔｏｆｆ
ΔＴは、上昇カーブと下降カーブとの間の透過率の差（Ｅ５０（ａｖｇ）でのＴ（Ｅ５０（ａｖｇ）,ｄｏｗｎ）−Ｔ（Ｅ５０（ａｖｇ）,ｕｐ））であり、Ｔavgは、次の式で与えられる。
【数５】
2004310134.tif 000026
これらの定義は、図３の図式的表現を参照するとさらに理解できる。留意するべきことは、Ｅ９０は、ボルト／μｍの単位を有する電界値であり、試料の厚さに実質的に依存しないが、対応する作動電圧Ｖ９０は、厚さに依存し、ボルトの単位を有する。Ｖ９０は、Ｅ９０にカプセル化液晶構造の厚さｔ（μｍ単位）を掛けることにより得られる。
Ｖ９０  ＝  ｔ・Ｅ９０
【００６１】
スイッチング速度は、Ｅ９０で、１秒、４００Ｈｚの矩形波を試料に与えることにより得られた。試料がＴ１０からＴ９０にいく時間は、立上がり時間である。試料がＴ９０からＴ１０に下がる時間は、立下がり時間である。
【００６２】
カプセル化液晶構造の電圧保持比は、次のように測定される。カプセル化液晶構造の試料は、２つの電極の間に設置され、一連の交互の極性の電圧パルスが加えられた。パルスは、３０〜３００μｓｅｃの長さであり、１５ｍｓｅｃごとに加えられた。１５ｍｓｅｃの保持時間の間に、試料は、開いた回路に保持され、試料に加えた電圧の減衰がモニターされた。電圧保持比（ＶＨＲ）は、１５ｍｓｅｃの保持時間の最後に残っている電圧の、初めに加えた電圧に対するパーセントとして定義される。測定は、「定常状態」で得られ、多くの試料は２０パルスの前に定常状態に到達する。より大きなＶＨＲの値が望ましい。試験は、その最大透過率の９０％に達する電界以上で、すなわち、Ｅ９０以上で、通常は行う。この発明の表示では、ＶＨＲは、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも８０％、もっとも好ましくは少なくとも９０％以上である。
【００６３】
好ましい実施形態では、この発明の添加剤を含むカプセル化液晶構造を用いた表示は、カプセル化液晶構造が添加剤を含まないことを除いては同一の比較のための表示に比べて、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも５０％速い、立上がり時間、および／または、立下がり時間を有する。
【００６４】
他の好ましい実施形態では、この発明の添加剤を含むカプセル化液晶構造を用いた表示は、カプセル化液晶構造が添加剤を含まないことを除いては同一の比較のための表示に比べて、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％のヒステリシスの低下を示す。
【００６５】
例１
エチレン酸化物-プロピレン酸化物ブロックコポリマ（ユニオンカーバイド社からのＰｌｕｒｏｎｉｃＴＭ、０.０１２ｇ）が秤量され、３０ｍＬのポリエチレンビーカーの中に入れられた。ＰＶＡ（エアプロダクツ社からのＡｉｒｖｏｌＴＭ、８８％加水分解され、１１％水溶液、３.７００ｇ）が追加され、この２成分が撹袢により混合された。次に、液晶（英国メルク社からのＥ４９、２.０００ｇ）が追加され、この３成分がエマルションにされた。得られたエマルションは、４２重量％の全固体（液晶＋ＰＶＡ）を有し、液晶のＰＶＡに対する比は８７:１３である。体積メジアン小滴直径は、Ｃｏｕｌｔｅｒカウンタにより、約２.７μｍ部分パーセントメジアンであると決定された。このエマルションは、ＩＴＯで被覆されたＰＥＴ基板上に塗布され、１時間以上放置して乾燥された。次に、第２のＰＥＴ／ＩＴＯ基板が、乾燥された膜の上に重ねられた。制御膜は、ブロックコポリマを用いないことを除いて同様に作成された。ブロックコポリマを含む試料は、飽和の９０％まで立ち上げるのに、３.０Ｖ／μｍを要した。制御試料は、同じレベルに達するまで、５.２５Ｖ／μｍを要した。ブロックコポリマを有する膜のヒステリシスは、±２２％であり、制御膜のヒステリシスは、±７７％であった。
【００６６】
上述の手順は、追加の添加剤を用いて繰り返された。添加剤が固体であるときは、１０重量％水溶液が、脱イオン水の中に作成された。添加剤が、低い親水性と疎水性のバランス（ＨＬＢ）を有するならば、その添加剤はまず液晶と混合され、その後で、封入媒体が混合される。添加剤を含む膜の各々に比較するのに適当な小滴の大きさと厚さを有する制御膜（添加剤なし）が作成された。結果は、表Ｉにまとめられ、表Ｉは、本発明による添加剤を含む試料の、より小さな作動電界および／またはヒステリシスを示す。
【００６７】
【表１】
2004310134.tif 000027
【００６８】
例２
この例では、添加剤は、エマルションの生成の前に添加される。ＰＶＡ（エアプロダクツ社からのＡｉｒｖｏｌＴＭ ２０５、１１％水溶液、５.４００ｇ）が秤量され、３０ｍＬのポリエチレンビーカーの中に入れられ、次に、液晶（Ｅ４９、２.９００ｇ）が続いた。両者は、例１におけるように、エマルションにされた。小滴の大きさは、約２.４μｍ体積パーセントメジアンであった。このエマルションは、複数の部分に分割され、添加剤は、エマルションの各部分に混合された。これらのエマルションは、それぞれ、ＩＴＯ被覆ＰＥＴ基板に塗布され、１時間以上放置して乾燥された。次に、第２のＰＥＴ／ＩＴＯ基板が乾燥膜の上に重ねられた。制御試料は、添加剤なしであるが、同様に作成された。表IIは、得られた結果をまとめたものである。
【００６９】
【表２】
2004310134.tif 000028
【００７０】
例３
水溶性ＰＶＡ（ＡｉｒｖｏｌＴＭ ２０５）における液晶組成物（１）のエマルションが作成された。液晶組成物（１）は、以下の液晶を含む混合物である。
【化２０】
2004310134.tif 000029
ここに、Ｒ１は、Ｃ３Ｈ７またはＣ５Ｈ１１であり、Ｒ２は、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７またはＣ５Ｈ１１であり、Ｒ３は、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７またはＣ５Ｈ１１であり、Ｒ４は、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７、Ｃ４Ｈ９またはＣ５Ｈ１１である。
【００７１】
エマルションは、２.５μｍの体積メジアン小滴直径、８３:１７の液晶対ＰＶＡの比、６０％の水成分を有する。このエマルションは、２つの部分に分割された。１つの部分には、ＳｕｒｆｙｎｏｌＴＭ １０４のエタノールの２５％溶液が添加された（ＳｕｒｆｙｎｏｌＴＭ １０４の量は、液晶＋ＰＶＡを１００としたとき、重量で、４.３ｐｐｈである）。添加剤を含む部分と、未処理の部分とは、ＩＴＯ被覆ＰＥＴ上に塗布され、約１０μｍの乾燥厚さを有する。もう１つのＩＴＯ／ＰＥＴシートが上に重ねられて、最終素子が作成された。これらの膜は、乳白色であり（光散乱）、電界の印加により透明になる。ＳｕｒｆｙｎｏｌＴＭを含む試料は、０.８Ｖ／μｍの作動電界Ｅ90を有し、制御試料（ＳｕｒｆｙｎｏｌＴＭなし）は、３.３Ｖ／μｍの作動電界Ｅ90を有する。添加剤含有試料の電圧保持性能は、８７％であり、制御試料の電圧保持性能は、８９％であった（１００Ｖで試験した）。添加剤を含む膜のヒステリシスは、制御試料のヒステリシスの２０％より小さい。添加剤は、異常な透明効果を示した。すなわち、０℃になったとき、電界を加えなくても透明になり、室温にまで温められると、ふたたび、散乱を生じた。
【００７２】
添加剤を含むエマルションは、ＰＶＡに基づいて０.５重量％の液晶のレベルを得るために、ＳｕｒｆｙｎｏｌＴＭ １０４で飽和した２０％の水溶性ＰＶＡで希釈された。希釈されたエマルションは、約６μｍの乾燥厚さまで被覆され、１５００Ｘで交差した偏光子を用いて顕微鏡で観察された。同様な制御試料（添加剤なし）の中の小滴は、周知の「面内双極」方位を有する。添加剤含有試料の中の小滴は、明らかな欠陥構造を含まない点で非常に異なって見えた。
【００７３】
液晶（１）とＰＶＡから同様に作成された（ただし、２ｐｐｈ（エマルションを１００としたとき重量で）のレベルでＳｕｒｆｙｎｏｌｍ  １０４Ｈを含む）エマルションは、作成時に３３.６ｄｙｎｅ／ｃｍであり、１５時間後に３４.２ｄｙｎｅ／ｃｍであった。比較のため、制御試料（Ｓｕｒｆｙｎｏｌ １０４Ｈなし）は、４９.８ｄｙｎｅ／ｃｍの表面張力を有した。
【００７４】
例４
ＰＶＡ（ＡｉｒｖｏｌＴＭ ２０５、１０％水溶性、７.４００ｇ）は、液晶（２）とともに、秤量され、５０ｍＬのビーカーの中に入れられ、例１におけるようにエマルションにされた。液晶（２）は、液晶化合物（Ａ）、（Ｄ）（Ｒ３＝Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７またはＣ５Ｈ１１）、（Ｅ）（Ｒ４＝Ｃ３Ｈ７、Ｃ４Ｈ９またはＣ５Ｈ１１）、および、さらに下記の構造の液晶化合物をふくむ混合物である。
【化２１】
2004310134.tif 000030
ここに、Ｒ５はＣ５Ｈ１１またはＣ７Ｈ１５である。
【００７５】
小滴の大きさは、２.３μｍの体積パーセントメジアンであった。固体の量は、３９.５重量％であり、液晶とＰＶＡとの比は８３:１３であった。このマスターバッチは、２つの部分に分けられる。エマルションの１つの部分には、エチレン酸化物−プロピレン酸化物のブロックコポリマ（Ｐｌｕｒｏｎｉｃ  Ｌ４４）が、エマルションの重量で２％添加された。制御試料は、添加剤を含まなかった。膜は、例１に説明されたように、これらのエマルションから作成された。添加剤を含む試料のＥ90は、１.７３Ｖ／μｍであり、制御試料のＥ90は、３.８Ｖ／μｍであった。添加剤を含む試料のヒステリシスは、２７％であり、制御試料のヒステリシスは、４３％であった。添加剤を含む試料の立上がり時間と立下がり時間は、それぞれ、１４ｍｓｅｃと６ｍｓｅｃであり、制御試料の立上がり時間と立下がり時間は、それぞれ、２１ｍｓｅｃと４１ｍｓｅｃであった。
【００７６】
例５
水溶性ＰＶＡ（ＡｉｒｖｏｌＴＭ ２０５）の中の液晶（１）のエマルションは、２.１μｍのメジアン小滴直径、８３:１７の液晶対ＰＶＡの比、および、６０％の水成分で、作成された。このエマルションは、３つの部分に分けられた。第１部分には、２,５-ジメチル-３-ヘキシン-２,５-ジオールの５０％エタノール溶液（液晶＋ＰＶＡの重量で１００の部分あたり４.３ｐｐｈ）が添加された。第２部分には、ＣＦ３(ＣＦ２)６ＣＨ２ＯＨの５０％エタノール溶液（４.１ｐｐｈ）が添加された。第３部分は、添加剤を加えず、制御試料として使用された。各部分は、ＩＴＯ被覆ＰＥＴ上に塗布され、約６〜１０μｍの乾燥厚さを有した。もう１つのＩＴＯ／ＰＥＴシートが上に重ねられて、それぞれ、第１、第２おおび第３（制御）の素子が作成された。第１素子は、１４ｍｓｅｃ（立上がり時間）と１１ｍｓｅｃ（立下がり時間）のスイッチング速度をもった。第２素子は、２０ｍｓｅｃ（立上がり時間）と１１ｍｓｅｃ（立下がり時間）のスイッチング速度をもった。第３素子は、４２ｍｓｅｃ（立上がり時間）と２１ｍｓｅｃ（立下がり時間）のスイッチング速度をもった。
【００７７】
例６
水溶性ＰＶＡ（ＡｉｒｖｏｌＴＭ ２０５）のなかの液晶のエマルションは、２.５μｍの体積メジアン小滴直径、８３:１７の液晶対ＰＶＡの比、および、６０％の水成分で、作成された。このエマルションは、複数の部分に分けられた。１つの部分には、１-オクタノールの２５％エタノール溶液（１-オクタノールの量は、液晶＋ＰＶＡの重量で１００の部分あたり４.１ｐｐｈ）が添加された。添加剤を含む部分と、添加剤を加えない部分（制御試料）は、ＩＴＯ被覆ＰＥＴ上に塗布され、約１０μｍの乾燥厚さを有した。もう１つのＩＴＯ／ＰＥＴシートが上に重ねられて、最終素子が作成された。これらの膜は、不透明であり（散乱）、電界の印加により透明になった。試験膜と制御膜は、それぞれ、１.８Ｖ／μｍと３.３Ｖ／μｍの作動電界Ｅ９０を有した。試験膜と制御膜の電圧保持性能は、ともに９０％（１００Ｖで試験され、１５ｍｓｅｃの最後で保持される電圧のパーセント）であった。試験膜のヒステリシスは、制御膜のヒステリシスの７０％より小さかった。
【００７８】
例７
液晶（１）の水溶性ＰＶＡ（ＡｉｒｖｏｌＴＭ ２０５）の中の液晶のエマルションは、エタノール／水の中に２.５μｍの体積メジアン直径まで混合された。これは、Ｗａｒｔｅｎｂｅｒｇらの米国特許出願第０７／８３４,４３８号に説明されたように、遠心分離を用いてペレット化され、８３:１７の液晶対ＰＶＡの比と６０％の水成分まで水中で加工された。エマルションは複数の部分に分けられた。第１の部分に、トリオレイン酸ゾルビタン（ＳｐａｎＴＭ ８５、ＩＣＩアメリカ社）の２５％エタノール溶液が、３.６ｐｐｈ（液晶＋ＰＶＡの重量で１００の部分あたり）で添加された。第２の部分に、モノオレイン酸グリセロール（ＥｍｅｒｅｓｔＴＭ ２４２１、ヘンケル社）の２５％エタノール溶液が、３.３ｐｐｈで添加された。第３の部分に、ジイソステアリン酸トリグリセロール（ＥｍｅｒｅｓｔＴＭ ２４５２、ヘンケル社）の２５％エタノール溶液が、３.７ｐｐｈで添加された。第４の部分は、処理されず、制御試料として用いられた。この種々の部分は、ＩＴＯ／ＰＥＴシート上に塗布され、約１０μｍの乾燥厚さを有した。もう１つのＩＴＯ／ＰＥＴシートが上に重ねられた。これらの試料のＥ90とヒステリシスのデータは、表IIIに示される。
【００７９】
【表３】
2004310134.tif 000031
【００８０】
例８
多色性の黒染料（２.２重量％、昭和化工社の黒ブレンドＫＫＤ-６０２）が秤量され、液晶（１）を含むホウケイ酸塩のガラスビン（vial）の中に入れられた。この混合物は、磁気撹袢棒で、６０〜６５℃で約４８時間撹袢された。この混合物は、室温でさらに４８時間保持され、その後で、０.６μｍのＮｕｃｌｅｏｐｏｒｅＴＭ フィルタをとおしてろ過された。ＰＶＡ（ＡｉｒｖｏｌＴＭ ２０５、重量で５０:５０の水：エタノールの中の１０％溶液、４０ｇ）は、秤量され、１００ｍＬのポリプロピレンビーカーの中に、染料-液晶混合物（２０ｇ）とともに入れられ、プロペラブレードを用いて、２.９μｍの体積メジアン小滴直径にまでエマルション化された。このエマルションは、水で、７５:２５の水:エタノール比まで希釈され、遠心分離され、エマルションペレットを分散媒から分離した。ペレットは、８３:１７の液晶対ＰＶＡ固体の比と４０％の全体の固体を与えるまSで、１０％ＰＶＡ水溶液の中に分散された。
【００８１】
このマスターバッチは、各々１０ｇの４つの部分に分けられた。１つの部分は、制御試料として用いられた。ＳｕｒｆｙｎｏｌＴＭ １０４Ｈは、他の部分に１.５０％、１.７５％および２.００％のレベル（エマルションのｐｐｈとして表わされる）まで添加された。各部分は、ホウケイ酸塩のガラスビンに入れられていて、手で約１分間振られ、次に。ゆっくりと機械的に２時間回転される。試験セルは、これらのエマルションをＩＴＯ被覆ガラスに被覆し、切断と重ね合わせにより、６０℃で、ＩＴＯのパターンを有するガラスに切断される。結果は、表IVに示される。
【００８２】
【表４】
2004310134.tif 000032
【００８３】
例９
一般に、カプセル化液晶構造の厚さが増加するにつれ、コントラスト比ＣＲも増加する。ＣＲは次のように定義される。
ＣＲ＝Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆ
しかし、カプセル化液晶構造の厚さが増加するにつれ、オンとオフのスイッチに必要な電圧も増加し、これは好ましくない結果である。したがって、作動電圧を増加することなくコントラスト比を改善した素子へ導くカプセル化液晶構造を発展することが望ましい。オン状態とオフ状態との間のコントラストは、オフ状態での光散乱に第１に寄与可能である（すなわち、液晶組成物が実質的に染料を含まない場合）カプセル化液晶素子の性能の比較的に厚さに依存しない尺度を与える表現は、次の通りである。
ＣＲ／（Ｖ９０・(f/#)２）
ここに、ＣＲとＶ９０は、前に定義されており、ｆ／＃は、ｆ／（測定に使用される集光光学部品の数）である。ｆ／＃は、カプセル化液晶構造により散乱される光を検知する集光光学部品の能力の尺度であり、図４ａと図４ｂを参照すると、さらに容易に理解できる。図４ａは、前電極２２と後電極２３との間に挟まれたカプセル化液晶構造２１からなる素子２０を示す。電圧源２４からの電圧は、スイッチ２５の位置に依存して、印加され、または、印加されない。光源２６からの平行光Ｃは、素子２０に入射し、カプセル化液晶構造２１により前方に散乱される（光線Ｃ'）。（図示しないが、後方ヘの散乱もある。）検知器２７に達する光の量は、その直径ｄと、カプセル化液晶構造２１からの距離Ｄに依存する。直径ｄが与えられると、明らかに、検知器２７が近くなるほど（距離Ｄが短いほど）、より多くの光が検知される。逆に、距離Ｄが与えられると、より大きな直径ｄの検知器２７が、より小さな直径ｄの検知器２７より多くの光を集められる。図４ｂは、同じ装置で、スイッチ２５が閉じられた場合を示す。ここで、素子２０は、入射光Ｃに対して実質的に透明であり、入射光Ｃのすべて（図示しないが、少量の残留散乱および／または残留吸収を除いて）が検知器２７に到達する。ｆ／＃は、比Ｄ／ｄとして表現できる。
ｆ／＃＝Ｄ／ｄ
【００８４】
本発明の他の実施形態において、われわれが発見したことは、本発明の好ましい表示が、３.５と１０の間のｆ／＃の値と４００〜７００ｎｍの光での測定において、次の不等式を満足することである。
ＣＲ／（Ｖ９０・(f/#)２）≧０．１１
【００８５】
他の観点において、ネマティック液晶は、温度が上昇すると、ネマティック相から等方的な相へ変わり、「透明化」を示すことが知られている。この転移は、液晶のネマティック-等方転移、すなわち、澄明点といわれる。カプセル化構造を含む素子は、液晶がネマティック相から等方的な相へ変わるときに、類似の転移を示す。多くのその様な素子において、この転移は、液晶のネマティック-等方転移温度で、または、その近くの温度で起こる。素子の澄明点を越えた温度では、素子は、もはや、電界を加えても透過率を変化せず、表示として機能しない。したがって、素子の有用な作動範囲を広げるために、素子の澄明点が高いことが望ましい。
【００８６】
素子の澄明点は、温度を１分あたり１℃の速度で上昇されるときに、透過率の増加を観察することにより決定できる。素子の澄明点は、転移の中点での温度として示される。測定は、温度を制御したステージを備えた顕微鏡を用いて実行できる。
【００８７】
これらの実施形態の結果は、チッソ社の液晶ＲＹ１００７と封入媒体としてのＰＶＡ（８３:１７の液晶:ＰＶＡの重量比）を用いた一連の実験により、表Ｖに与えられる。
【００８８】
【表５】
2004310134.tif 000033
【００８９】
また、カプセル化液晶構造は、エタノール-水分散媒を用い、Ｗａｒｔｅｎｂｅｒｇらの米国特許出願第０７／８３４,４３８号（１９９２年２月１２日出願）に示されるように、遠心分離ステップを続け、液晶ＲＹ１００７と封入媒体としてＰＶＡを用いて（８３:１７の液晶:ＰＶＡの重量比で）、作成された。その結果は、表Ｖａに示される。
【００９０】
【表６】
2004310134.tif 000034
【００９１】
もう１つのシリーズの実験が、チッソ社の液晶ＲＹ１００７と封入媒体としてＰＶＡを用いて（８３:１７の液晶:ＶＡの重量比で）、作成された。その結果は、表Ｖｂに示される。
【００９２】
【表７】
2004310134.tif 000035
【００９３】
例１０
上記の不等式と構成は、オフ状態とオン状態との間のコントラストが散乱に対するものとして吸収により主に起こる素子（たとえば、多色性染料を含む液晶材料の場合など）の性能の評価にはあまり適していない。そのような染料を含む系の性能を評価するための構成は、図５に示される（図４ａと図４ｂに用いられたのと同じ数字は同等なものをさす）。検出器２２'は、素子２０に対して接して配置され（すなわち、ｆ／数の値は非常に小さい）、前方散乱効果を打ち消す。このため、オフ状態とオン状態とで検出器２７'に達する光の間の全体の差は多色性染料による吸収（図示しないが、少量の後方散乱を除いて）によるものである。
本発明の他の観点で、われわれが見出したことは、次の分数
【数６】
2004310134.tif 000036
が、染料を含む素子の電気光学的性能の尺度となることである。ここに、Ｔｏｎ、Ｔｏｆｆ、Ｖ９０は、前に定義されている。測定は、０.２より小さいｆ／数と４００〜７００ｎｍの光を用いた集光光学部品を用いてなされた。この発明の好ましい素子において、この分数は、添加剤を加えないことを除いて同一の比較の素子より少なくとも１０％大きい。典型的な結果は、上の表IVに示されたが、この関係の直接の評価のための形で、下の表VIに再度示しなおされる。
【００９４】
【表８】
2004310134.tif 000037
【００９５】
例１１
本発明の他の好ましい観点において、われわれが見出したことは、添加剤手段が、液晶素子の作動電界Ｅ９０を減少するだけでなく、液晶組成物と封入媒体との間の接触角を、添加剤がないことを除いて同一の液晶組成物と封入媒体との間の接触角にくらべて５°以上増加することである。直感的にはそのような添加剤が実際には接触角を減少すると予想するので、添加剤が接触角を増加することは、非常の予想外のことであった。
【００９６】
少量（≦０.０９ｇ）の各添加剤手段が、ガラスのビンの中で測定された。十分な液晶（チッソ社のＲＹ１００７）が、添加剤手段が混合物の４.０重量％を占めるように（特に記す場合を除いて）、各ビンに添加された。各ビンは完全に混合された。一方、顕微鏡のスライドが、アルコールで洗ってきれいにされ、５０／５０エタノール／水の中にＰＶＡ（エアプロダクツ社からのＶｉｎｏｌＴＭ ２０５）の１０重量％溶液で被覆し、乾燥させた。液晶組成物／添加剤の混合物の滴は、顕微鏡のスライドの上に置かれ、接触角の測定が、ゴニオメータを用いてなされた。結果は、後で表VIIに与えられる。
【００９７】
本発明のさらに別の観点では、見出した添加剤が非イオン性の表面活性剤であり、この表面活性剤は、作動電界を少なくとも１０％低下するだけでなく、２重量％より少ない量で使用したとき、水の表面張力を１０ｄｙｎｅ／ｃｍ（好ましくは２０ｄｙｎｅ／ｃｍ）より大きく低下するのに十分な表面活性を有する。典型的な結果は、また表VIIに示される。
【００９８】
【表９】
2004310134.tif 000038
【００９９】
図６は、接触角に対して作動電界を示す。図７は、２重量％の添加剤手段での表面張力に対する作動電界Ｅ９０を示す。
【０１００】
例１２
他の実施形態では、添加剤手段は、反応性添加剤手段である。これは、カプセル化液晶構造の生成に続き、それ自体と反応して、液晶組成物を取り囲む封入媒体の壁に分離または堆積できる、より高い分子量の種を生成するか、または、液晶組成物と封入媒体との界面で封入媒体の中の官能性基と反応する。
したがって、封入媒体中に分散された液晶組成物からなるカプセル化液晶構造の膜の製造法が提供される。この方法は、
（ａ）液晶組成物に反応性添加剤手段を添加し、
（ｂ）反応性添加剤手段を含み封入媒体中に分散された液晶組成物のエマルションを形成し、
（ｃ）支持シート上にこのエマルションを被覆し、乾燥して、支持シートにより支持されるカプセル化液晶構造の膜を形成し、
（ｄ）反応性添加剤手段の反応を開始して、液晶組成物と接触する封入媒体の表面上に反応された添加剤手段を堆積するステップからなる。
【０１０１】
反応性の添加剤手段を含むことは、カプセル化液晶構造に、希望の性質を与え、より低い作動電界Ｅ９０、より小さいヒステリシス、より速いスイッチング速度を有する素子を生じる。反応性添加剤手段が液晶組成物と封入媒体との界面の性質を変えることによりこれらの効果を生じたものと考えられる。
【０１０２】
反応性添加剤手段の反応の開始は、たとえば、熱または光（特に紫外光）である。反応促進剤、触媒、活性化剤などは、添加剤の反応を開始および／または制御するために添加できる。一般に、反応性添加剤の反応の開始は、カプセル化液晶構造の被覆の後でなされる。しかし、被覆ステップの前のエマルション時において行ってもよい。すなわち、ステップ（ｄ）は、ステップ（ｃ）の前に行ってもよい。
【０１０３】
通常、反応性添加剤手段は、物理的けん濁液（サスペンション）またはその液晶組成物との溶液を生成することにより、液晶組成物に添加される。しかし、積層していないカプセル化液晶構造への反応性添加剤手段のガス拡散などの他の添加方法を用いてもよい。言い換えれば、エマルションステップの前に液晶組成物に反応性添加剤手段を添加する必要はない。
【０１０４】
適当な反応性添加剤手段の例は、アクリルまたはメタアクリルの官能性を有するシラン結合剤、たとえば、メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、他のアクリル化合物およびメタアクリル化合物、エポキシ化合物、アルデヒド、チオール化合物などである。
【０１０５】
被覆の後の硬化（cure）を説明する１例において、液晶（０.５ｇ、メルク社からのＥ７）、ビス-エポキシド（チバガイギー社からのアラルダイトＴＭ ＧＹ２６００の０.５７ｇ ＋ ウィルミントンケミカル社からのビス−エポキシドＭＫ-１０７の０.３３ｇ）、トリス-メルカプタン（１.２１ｇ、ヘンケル社からのＣａｐｃｕｒｅＴＭ ３-８００）および塩化メチレン（０.１５ｇ）が、ビーカーの中で組み合わされた。この混合物は、均一化され、ＰＶＡ（ＡｉｒｖｏｌＴＭ ２０５）の１５％水溶液と水が、１:１の液晶とＰＶＡとの重量比と６５％の水成分を生じるのに十分な量で、加えられた。この混合物は、エマルションにされ、２.５μｍの体積メジアン小滴の大きさのエマルションが得られた。エマルションは、ＩＴＯ被覆ＰＥＴのシートの上に広げられ、約０.５時間放置して乾燥され、ＩＴＯ被覆ＰＥＴの第２のシートが重ねられた。各々の場合に、ＩＴＯ被覆は、カプセルか液晶構造に面していた。この素子は、エポキシ成分を硬化するために５０℃のオーブンで２０〜３０時間加熱された。制御素子は、反応性添加剤を加えないことを除いて、同様に作成された。試験素子の作動電圧Ｖ９０は３０Ｖであり、制御素子の作動電圧V９０は７０Ｖであった。試験素子のヒステリシスは、制御素子のヒステリシスの１／４であった。
【０１０６】
被覆の前の硬化を説明する他の例において、第１エポキシ（シェル社からのＥｐｏｎＴＭ ８２８）、第２エポキシ（９ＭＫ-１０７）、トリス−メルカプタン（ＣａｐｃｕｒｅＴＭ ３−８００）および液晶（Ｅ７）が、ビーカーの中で２.８／９.５／１７.７／７０の重量比で組み合わされた。この混合物は、水溶性ＰＶＡを用いてエマルション化され、１.８μｍの体積メジアンの大きさのエマルションが得られた。エマルションは、温かい水（４０〜８０℃）で約１０の因子で希釈され、加熱して一晩中撹袢されてエポキシを硬化した。この材料は、冷凍乾燥され、次に、１:１の液晶とＰＶＡとの重量比と７０％の水成分を生じるのに適当な量のＰＶＡと水を用いで再分散された。得られたエマルションは、ＩＴＯ／ＰＥＴのシートの上に被覆され、放置して乾燥され、ＩＴＯ／ＰＥＴの第２のシートが重ねられた。この素子の作動電圧Ｖ９０は、エポキシを加えない制御素子の値より５０％より多く低下したことがわかった。ヒステリシスは、制御素子より、５より大きい因子で低下した。
【０１０７】
もう１つの例では、２-エチルヘキシルアクリレート（１０重量％、３％のＩｒｇａｃｕｒｅＴＭ １８４ 光開始剤を含む）が、液晶（ＲＹ１０１１、チッソ社）に溶かされた。この溶液は、水溶性ＰＶＡ（ＡｉｒｖｏｌＴＭ ２０５）に加えられ、混合されて、２.３μｍの体積メジアン小滴直径と８３:１７の液晶:ＰＶＡのエマルションが得られた。得られたエマルションは、ＩＴＯ／ＰＥＴの上に被覆され、面を開放して放置して乾燥され、１０.５μｍの膜厚が得られた。ＩＴＯ／ＰＥＴの第２のシートが、この膜に重ねられた。この膜は、紫外光で約１０ｍＷ／ｃｍ２で５分間照射され、アクリレートを硬化した。この膜は、３.３Ｖ／μｍの作動電界Ｅ９０（制御素子より４５％小さい）を有した。
【０１０８】
例１３
本発明の他の実施形態では、カプセル化液晶構造は、５℃より低いホメオトロピック転移温度ＴＨ、または、素子が作動する温度のいずれか大きい方を示した。好ましくは、ＴＨは、−２０〜＋５℃の範囲にある。ホメオトロピック転移温度とは、その温度以下で液晶組成物が封入媒体の壁に実質的に垂直に配向する温度である。（これに対し、その温度より上では、液晶組成物は壁に実質的に平行に配向する。）ホメオトロピック転移温度は、容易に決定できる。なぜなら、この温度以下では、カプセル化液晶構造は、電界が存在しても、実質的に透明になり、すなわち、非散乱が少なくなるからである。この透明化、ホメオトロピック転移は、上記の例９の説明における素子澄明点と混同するべきでない。
【０１０９】
われわれが意外にも発見したことは、そのような転移の発生が、液晶素子の通常の動作温度範囲である０〜４０℃（投射素子などのいくつかの応用では０〜５５℃）での液晶素子の作動電界Ｅ９０の有利な変化と関連していることである。これらの有利な変化は、作動電界Ｅ９０の減少、および／または、動作温度範囲での平らな(flatter)Ｅ90カーブ、または、これら両者として表れる。第１の表れでは、作動電界Ｅ90は、添加剤手段がないことを除いて同一の比較素子の作動電界Ｅ９０と比べて、少なくとも１０％減少する。第２の表れでは、次の比
【数７】
2004310134.tif 000039
として測定される作動電界Ｅ90の変化は、好ましくは０.３０より小さく、さらに好ましくは０.１０より小さい。ここに、Ｅａｖｇ、ＥｍａｘおよびＥｍｉｎは、それぞれ、１０〜５５℃の温度範囲におけるＥ９０の平均値、最大値および最小値である。動作温度範囲での平らなＥ９０カーブは、広い駆動電圧範囲で動作するように設計する必要がないので、有利である。
【０１１０】
カプセル化液晶構造は、ホメオトロピック添加剤を添加することにより、本発明の範囲内でホメオトロピック転移温度ＴＨを有するように誘導できる。
典型的な結果は、表VIIIに示され、ここに、ＲＹ１０１１の液晶とＰＶＡの封入媒体が８３:１７の重量比で用いられている。
【０１１１】
【表１０】
2004310134.tif 000040
【０１１２】
これらの添加剤は、０.５〜２０ｐｐｈ（封入媒体と液晶組成物の重量で１００部分に対して）の間、好ましくは２〜１０ｐｐｈの間の量で使用される。図８は、ホメオトロピック添加剤を用いて得られた効果を示す。
【０１１３】
一方、ホメオトロピック効果は、封入媒体と液晶組成物の適当な組み合わせを選択することにより達成できる。典型的な組み合わせは、封入媒体としてのＡｉｒｆｌｅｘＴＭポリ（エチレン-酢酸ビニル）と液晶組成物としてのＥ７（メルク社）である。
【０１１４】
例１４
この例は、高分子化誘導相分離法により得られるカプセル化液晶構造の作成における本発明の添加剤の使用を説明する。液晶（１.７ｇ、４.２５重量％のＳｕｒｆｙｎｏｌＴＭ１０４を含むＲＹ１００７）が、紫外光で硬化可能な光学的接着剤（０.８ｇ、ノーランドアドヘッシブ社からのＮｏｒｌａｎｄＴＭ ６５）とバイアルビンの中で組み合わされた。このバイアルビンは、２分間手で揺すられ、これにより混合物は透明になる。７μｍのスペーサを用いてあらかじめ重ね合わされたセルは、５０℃に保持されて、キャピラリの作用で混合物で満たされれる。ＳｕｒｆｙｎｏｌＴＭ １０４がないことを除いて同一である制御セルも、作成された。これらのセルは、種々の強度の紫外光（エレクトロライト社からのＥＬＣ６００ユニットを用いて）で２９９秒硬化された。１０ｍＷ／ｃｍ２の紫外光で硬化されたセルは、不満足であったが、しかし、より大きな強度の紫外光（３０〜１００ｍＷ／ｃｍ２）で硬化されたセルは評価に適していた。一般に、作動電界Ｅ９０の約１／３の減少が、制御セルに比べて、見出された。素子の電圧保持比は、一般に、約８５％であった。詳細な結果は、表IXに示される。
【０１１５】
【表１１】
2004310134.tif 000041
【０１１６】
例１５
上に述べたように、われわれは、液晶-封入媒体の界面を変化することにより少なくとも部分的に性能を改善できると信じる。周知のように、広角Ｘ線回折は、オングストロームの領域での分子の秩序を測定するために使用できる。Ｘ線回折スペクトルは、Ｘ線ビームの試料に対する入射角θに対して散乱強度を図示したものであり、ブラッグ方程式
ｎλ＝２ｄｓｉｎθ
により決定される。ここに、ｎは正の整数であり、λは、Ｘ線放射の波長であり、ｄは、試料の中の散乱面の間の間隔であり、θは、上に定義されている。もし試料が、巨視的な単結晶のように高度に秩序化されていれば、１連の鋭いピークが観測される。秩序化がより少ない試料（たとえばネマティック液晶）は、より広い回折ピークを示す。もしネマティック配向ベクトルが、カプセル化液晶構造を有する膜の中で実質的に均一に配向されるならば、間隔（複数）ｄは、ネマティックディレクタと構造の面の両者に直交する方向に関連する。Ｘ線回折計における試料に対するＸ線源と検出器の幾何学的配置のため、膜の表面に平行な面だけが、ある角度で回折に寄与する。したがって、もし液晶散乱面が膜の表面に実質的に平行に向いているならば、散乱されたＸ線の強度は、面が表面に対して角度を有する場合より大きい。封入媒体と膜の面の界面に対するネマティックディレクタの向きに対する添加剤手段の効果は、Ｘ線回折によりモニタできる。
【０１１７】
図９ａは、８３:１７の液晶（ＲＹ１０１４、チッソ社）対ＰＶＡの重量比の組成を有するカプセル化液晶構造からなる膜の広角Ｘ線スペクトルを示す。ＰＶＡだけの比較膜の回折スペクトルも示される。両膜は、ＩＴＯをスパッタしたガラスの上に被覆され、広角回折計（ジーメンス社Ｄ-５０００）において膜面を開いて解析された。２１°、３０°および３５°の２θでの鋭いピークは、ＩＴＯ被覆から生じる。これらのデータから、明らかに、膜中の液晶は、１４〜３０°の２θの範囲でＸ線散乱強度を優勢に示し、ＰＶＡは、十分には秩序化されていず、または、大きな散乱を起こすほど豊富である。
【０１１８】
図９ｂは、カプセル化液晶構造の２つの膜の散乱を示す。２つの膜は、８３:１７の重量比の液晶（ＲＹ１０１４、チッソ社）とＰＶＡから作成され、７.０μｍの厚さを有した。両者は、１００あたり４.２５部分の添加剤を含むか否かにより異なるだけである。添加剤を含む試料において、１４〜３０°の２θの範囲での散乱強度が４０％減少した。この減少は、膜表面に対するディレクタの配向の変化を示す。
【０１１９】
したがって、本発明の他の実施形態において、添加剤手段は、表示の作動電界Ｅ90を少なくとも１０％減少するだけでなく、カプセル化液晶構造の膜の広角Ｘ線スペクトルは、添加剤を含まないことを除いて同一の膜に比べて、１４〜３０°の２θの範囲での散乱強度が少なくとも２０％減少した。
【０１２０】
例１６
染料を含む液晶（２.２６５５ｇ、メルク社からのＺＬＩ-３４９９）と３-メタアルリロキシプロピルトリメトキシシランとの混合物が、ＰＶＡ溶液に添加され、混合されて、エマルションを形成する。このエマルションの体積メジアンは、２.１１μｍであった。エマルションは、ＩＴＯ／ＰＥＴ上に被覆され、８０℃で空気循環オーブンの中に置かれた。２時間後、オーブンのスイッチが切られ、夜通しで室温まで冷えるままにされた。次に、試料は、第２のＩＴＯ／ＰＥＴシートに重ねられた。試料のＶ９０は約２０Ｖであり、一方、制御試料のＶ９０は６０〜８０Ｖであった。
【数８】
2004310134.tif 000042
の値は、試料について３３であった。
【０１２１】
例１７
この例は、高分子化誘起相分離法によるカプセル化液晶構造の作成における本発明の添加物の使用を説明する。アクリレートモノマー（ＰＮ３９３、メルク社）と液晶（ＴＬ２０５、メルク社）の溶液が、１：４の重量比で作成された。この溶液に、３.９重量％の化合物Ｉｄ（エアプロダクツ社）が添加された。この溶液は、あらかじめ間隔（１０μｍ）をあけたＩＴＯ被覆ガラスセルの中に導入された。試料は、１４ｍＷ／ｃｍ２で２分間硬化された。この試料の作動電界Ｅ９０は、５.５Ｖ／μｍであった。これに対し、制御試料（化合物Ｉｄなし）については、７.６Ｖ／μｍであった。
【０１２２】
例１８
いくつかのエマルションが作成された。ここに、エマルションを作成する前に、有機酸が液晶に溶解された。一般的手順は、液晶（ＢＬ００４、メルク社、ドイツ、ダルムシュタット）とこの有機酸（液晶の重量の１０％）との混合物を作成することからなる。使用された酸は、ｎ-ヘプタン酸、２-プロピルペンタン酸およびｔ-酢酸ブチルであり、それぞれ、オルドリッチケミカル社から得られた。各溶液は、８３:１７の液晶対ＰＶＡ（ＡｉｒｖｏｌＴＭ ２０５）の水溶性ＰＶＡにおけるエマルションにされた。（酸を含まない）制御エマルションも作成された。各エマルションの平均体積直径は、Ｃｏｕｌｔｅｒカウンタを用いて測定され、３.０±０.５μｍの範囲内であった。各エマルションは、ＩＴＯ／ＰＥＴ基板上に被覆され、１時間放置して乾燥された。第２のＩＴＯ／ＰＥＴ基板がこの膜の上に重ねられ、最終素子を作成した。各試料のＥ９０は、ｆ／３.５集光光学部品と５５０ｎｍの光を用いて測定され、下の表Ｘに示される。酸を含む試料のＥ９０測定値は、制御試料の値より著しく低いことがわかった。
【０１２３】
【表１２】
2004310134.tif 000043
【０１２４】
例１９
多色性染料（２.２重量％、ＫＫＤ-６０２、ショーワ社）は、液晶（ＲＹ１００５、チッソ社）に溶解された。この液晶混合物の２つのエマルションＡ、Ｂが、水溶性ＰＶＡ中に作られ、それぞれ、３.８μｍと２.１μｍのメジアン体積直径（Ｃｏｕｌｔｅｒカウンタで測定）を有し、各エマルションは、８３:１７の液晶:ＰＶＡの重量比と６０％の水成分を有した。各エマルションは、２つの部分に分けられた。１つの部分には、（液晶の重量の）２％の添加剤Ｉａが添加された。エマルションは、夜通し揺すられた。各エマルションは、ＩＴＯ／ＰＥＴ基板上に被覆され、１時間放置して乾燥された。第２のＩＴＯ／ＰＥＴ基板がこの膜の上に重ねられ、最終素子を作成した。各素子は、１５±１μｍの乾燥膜厚を有した。
【０１２５】
図１０は、試料Ａ、Ｂ（それぞれ、添加剤を有する部分と有しない部分）の（ｆ／０）での透過率を電圧に対して示す。添加剤Ｉａを含まない２つのエマルションを比べると、エマルションＡは、エマルションＢより、液晶を再配向するのにより低い電圧を要した。この作動電圧の差は、カプセル化液晶システムにおいて周知であり、より大きな空洞の大きさを有する素子は、より低い作動電圧を要する。
【０１２６】
しかし、２％の添加剤Ｉａを含む２つのエマルションを比べると、両エマルションＡ、Ｂは、ほぼ同じ作動電圧を有する。これは、添加剤が、エマルションＡ（大きな小滴のエマルション）において作動電圧を低下するよりも、エマルションＢ（小さな小滴のエマルション）の電圧を低下するのに有効であることを意味する。化合物Ｉａが、より小さな小滴の膜において、より大きな効果を有するということは、高分子の壁での固定強度を弱めることとつじつまがあう。
【０１２７】
表XIを参照すると、表XIは、上で比較された４つのエマルションのＴ５０値を示す。Ｔ５０は、先に定義されている。明らかに、２％の添加剤のレベルで、Ｔ５０での電圧は、エマルションＡにおけるよりも、エマルションＢにおいてより低下する。
【０１２８】
【表１３】
2004310134.tif 000044
【０１２９】
したがって、本発明の実施形態において、添加剤手段は、体積メジアン空洞直径が減少するにつれ、作動電界Ｅ９０をより大きく減少させる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】カプセル化液晶ＬＣＤの作動を示す図
【図２】カプセル化液晶ＬＣＤの作動を示す図
【図３】透過率−印加電界のカーブの図
【図４ａ】オン状態とオフ状態との間のコントラストが前方光散乱に主に寄与している装置の性能を見積もるための構成を示す図
【図４ｂ】オン状態とオフ状態との間のコントラストが前方光散乱に主に寄与している装置の性能を見積もるための構成を示す図
【図５】オン状態とオフ状態との間のコントラストが多色染料による吸収に主に寄与可能な装置の性能を見積もるための構成を示す図
【図６】異なった装置についての、接触角と表面張力に対する作動電圧の図
【図７】異なった装置についての、接触角と表面張力に対する作動電圧の図
【図８】作動電界でのホメオトロピック添加剤の効果を示す図
【図９ａ】この発明のカプセル化液晶構造からなる膜の広角Ｘ線回折スペクトルに関する図
【図９ｂ】この発明のカプセル化液晶構造からなる膜の広角Ｘ線回折スペクトルに関する図
【図１０】本発明のある表示についての電圧対透過率の図
【符号の説明】
【０１３１】
８  カプセル化液晶構造、    １０  封入媒体、    １１  液晶組成物、    １２  上電極１２、    １３  下電極。
【図１】
2004310134.tif 000045
【図２】
2004310134.tif 000046
【図３】
2004310134.tif 000047
【図４ａ】
2004310134.tif 000048
【図４ｂ】
2004310134.tif 000049
【図５】
2004310134.tif 000050
【図６】
2004310134.tif 000051
【図７】
2004310134.tif 000052
【図８】
2004310134.tif 000053
【図９ａ】
2004310134.tif 000054
【図９ｂ】
2004310134.tif 000055
【図１０】
2004310134.tif 000056