本發(fā)明涉及具備包含液晶和取向限制材料的電光學(xué)功能層的液晶光學(xué)元件。

背景技術(shù)：

液晶元件因?yàn)榫哂械秃碾?、薄型、輕量等的優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛用于移動(dòng)電話、數(shù)碼照相機(jī)、便攜信息終端、電視機(jī)等大量電子設(shè)備。其中，近年來提出了通過電場(chǎng)控制液晶分子的排列而使光散射狀態(tài)變化的方式的液晶光學(xué)元件。

專利文獻(xiàn)1中揭示了下述液晶光學(xué)元件：在一對(duì)帶電極的基板上形成垂直取向用聚酰亞胺薄膜，在這些基板間夾持液晶和未固化的固化性化合物的混合物，以該混合物中顯示液晶相狀態(tài)通過光曝光使上述固化性化合物固化以形成液晶/固化性復(fù)合體層的液晶光學(xué)元件。此外，專利文獻(xiàn)2揭示了一種液晶光學(xué)元件：在一對(duì)帶電極的基板間夾持含有特定的二官能聚合性化合物和非聚合性的液晶性組合物的液晶性混合物，以該混合物中顯示液晶相的狀態(tài)通過將上述聚合性化合物聚合而形成高分子，從而具有包含液晶和高分子的電光學(xué)功能層。

采用具有透射－散射型的工作模式的液晶/高分子復(fù)合體(Liquid Crystal Polyer Composite)的液晶光學(xué)元件是液晶/高分子復(fù)合體夾持在一對(duì)帶電極的基板間，對(duì)這些電極施加電壓而使液晶的光學(xué)特性變化的方式，也稱為高分子分散型液晶元件或分散液晶。與以往方式的TN型液晶光學(xué)元件等不同，透射-散射型的液晶光學(xué)元件因?yàn)樵谠砩喜恍枰衿?，所以光的吸收損失少，且具有高散射特性，元件整體的光的利用效率高。靈活運(yùn)用該特性，將其用于調(diào)光玻璃、光遮蔽器、激光裝置和顯示裝置等。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2000-119656號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利特開2005-202391號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

驅(qū)動(dòng)透射－散射模式的液晶的原動(dòng)力是電場(chǎng)強(qiáng)度。該電場(chǎng)強(qiáng)度與單元間隙(日文：セルギャップ)成反比，所以即使是在施加相同強(qiáng)度的電場(chǎng)時(shí)，單元間隙為1μm時(shí)與10μm時(shí)相比，電場(chǎng)強(qiáng)度差10倍。單元間隙不同時(shí)，光學(xué)特性及施加電壓－未施加電壓時(shí)的響應(yīng)速度隨區(qū)域而不同。因此，在一個(gè)元件中，將單元間隙保持為一定值是重要的。但是，隨著基板大型化的發(fā)展，存在難以將單元間隙保持為一定值的問題。此外，作為一對(duì)基板使用曲面基板的情況下，存在難以使其曲率完全一致而將單元間隙保持為一定值的問題。

另外，上文中敘述了透射－散射模式的液晶光學(xué)元件中的課題，但是在通過施加電壓和未施加電壓來改變折射率等光學(xué)特性并進(jìn)行光學(xué)調(diào)制的模式的液晶光學(xué)元件中也會(huì)產(chǎn)生同樣的問題。

本發(fā)明是鑒于上述背景而完成的發(fā)明，其目的是無論基板的面積及形狀如何都能提供高品質(zhì)的液晶光學(xué)元件。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

本發(fā)明提供具有以下[1]～[9]的構(gòu)成的液晶光學(xué)元件。

[1]液晶光學(xué)元件，其具備：至少一方具有透光性且彼此相向的一對(duì)基板，夾持于所述一對(duì)基板的電光學(xué)功能層，和使所述電光學(xué)功能層內(nèi)產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)施加單元；所述電光學(xué)功能層包含具有正介電各向異性且顯示液晶性的液晶化合物、和限制所述液晶化合物取向的取向限制材料；所述電場(chǎng)施加單元構(gòu)造成能夠產(chǎn)生包含與所述一對(duì)基板的至少一方的基板面大致平行的方向的電力線的電場(chǎng)。

[2]如[1]所述的液晶光學(xué)元件，其中，未施加電壓時(shí)顯示透明狀態(tài)，施加電壓時(shí)顯示散射入射光的狀態(tài)。

[3]如[1]或[2]所述的液晶光學(xué)元件，其中，所述取向限制材料由高分子結(jié)構(gòu)體構(gòu)成。

[4]如[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的液晶光學(xué)元件，其中，所述電場(chǎng)施加單元由在所述一對(duì)基板的至少一方的基板上形成的第1電極和第2電極構(gòu)成，通過在所述第1電極和所述第2電極之間施加電壓來產(chǎn)生所述電場(chǎng)。

[5]如[4]所述的液晶光學(xué)元件，其中，所述第1電極和所述第2電極分別具有相互平行的多個(gè)電極對(duì)，所述第1電極中的所述電極對(duì)和所述第2電極中的所述電極對(duì)以相互平行的方式交替地配置在所述基板的基板面上。

[6]如[1]～[5]中任一項(xiàng)所述的液晶光學(xué)元件，其中，所述液晶化合物的長(zhǎng)軸的平均方向與未施加電壓時(shí)所述一對(duì)基板的至少一方的基板面的法線方向大致一致。

[7]如[1]～[6]中任一項(xiàng)所述的液晶光學(xué)元件，其中，所述取向限制材料是高分子結(jié)構(gòu)體，該高分子結(jié)構(gòu)體包含柱狀樹脂，所述柱狀樹脂至少具有在所述基板面的法線方向上延伸的成分。

[8]如[1]～[8]中任一項(xiàng)所述的液晶光學(xué)元件，其中，在所述電光學(xué)功能層的外側(cè)形成有取向功能層，該取向功能層是垂直取向功能層。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，具有無論基板面積如何都能夠提供高品質(zhì)的液晶光學(xué)元件的優(yōu)異的效果。

附圖說明

圖1是本實(shí)施方式的液晶光學(xué)元件的未施加電壓時(shí)的主要部分的示意說明圖。

圖2是用于說明本實(shí)施方式的電壓施加單元的構(gòu)成的示意俯視圖。

圖3是本實(shí)施方式的液晶光學(xué)元件的施加電壓時(shí)的主要部分的示意說明圖。

圖4是表示本實(shí)施方式的液晶光學(xué)元件的施加電壓時(shí)的電力線的一例的說明圖。

符號(hào)說明

1 電光學(xué)功能層

2 液晶化合物

3 取向限制材料

10 第1基板

11 第1取向功能層

20 第2基板

21 第2取向功能層

30 電場(chǎng)施加單元

31 第1電極

32、37 連結(jié)部

33、38 梳齒部

36 第2電極

100 液晶光學(xué)元件

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的液晶光學(xué)元件可根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓的施加可逆地控制光學(xué)調(diào)制。光學(xué)調(diào)制有下述模式：通過是否施加驅(qū)動(dòng)電壓而可逆地控制光線透射狀態(tài)和光線散射狀態(tài)的模式、及根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓的施加而可逆地控制折射率等光學(xué)特性的模式。這些光學(xué)調(diào)制通常適用于可見光，但也可以根據(jù)用途而利用可見光以外的光帶(以下稱為其他光帶)的光線。以下，對(duì)適用本發(fā)明的本實(shí)施方式的一例進(jìn)行說明。另外，只要符合本發(fā)明的技術(shù)思想，其他的實(shí)施方式當(dāng)然也屬于本發(fā)明的范疇。此外，下面的圖中的各部件的尺寸和比率是為了便于說明，與實(shí)際的物體不同。

本實(shí)施方式中，對(duì)未施加電壓時(shí)為光線透射狀態(tài)、施加電壓時(shí)散射入射光的狀態(tài)的液晶光學(xué)元件的一例進(jìn)行說明。圖1是示出本實(shí)施方式的液晶光學(xué)元件的一例的主要部分的示意說明圖。該圖中顯示未施加電壓時(shí)的狀態(tài)。

本實(shí)施方式的液晶光學(xué)元件100中，平板狀的第1基板10和第2基板20隔著規(guī)定的間隙相向配置。

在第1基板10的與第2基板20相向的面上形成有電場(chǎng)施加單元30，以覆蓋電場(chǎng)施加單元30的方式形成有第1取向功能層11。此外，在第2基板20的與第1基板10相向的面上設(shè)置有第2取向功能層21。為了將第1基板10和第2基板20的間隙保持為規(guī)定的間隔，設(shè)置有間隔物(未圖示)，在第1基板10和第2基板間的外周端部形成有周邊密封墊(未圖示)，通過周邊密封墊將兩基板貼合。于是，電光學(xué)功能層1被密封在由第1基板10、第2基板20和周邊密封墊圍成的空間內(nèi)。通過在電場(chǎng)施加單元和取向功能層之間設(shè)置絕緣層，在第1基板10和第2基板20之間混入導(dǎo)電性的異物時(shí)，能夠抑制通電時(shí)的短路，所以優(yōu)選。

第1基板10和第2基板20的至少一方使用相對(duì)于可見光為透明的透光性基板。第1基板10和第2基板20可以都是透光性基板，根據(jù)用途也可以是在其他光帶顯示透光性的基板。作為第1基板10和第2基板20，可使用例如透明的玻璃基板、聚酯膜等樹脂基板、由它們的組合構(gòu)成的基板。不需要用相同種類的基板來構(gòu)成第1基板10和第2基板20，可以根據(jù)目的選擇反射基板或半透射的半反射基板等各種基板。

電場(chǎng)施加單元30起到使電光學(xué)功能層1內(nèi)產(chǎn)生電場(chǎng)的作用。只要是能產(chǎn)生具有與一對(duì)基板的至少一方的基板面平行的方向的電力線的電場(chǎng)的電場(chǎng)施加單元即可。本實(shí)施方式中，在第1基板10的主面中的設(shè)有電光學(xué)功能層1的一側(cè)的面上，如圖2的示意俯視圖所示，作為電場(chǎng)施加單元30，形成有梳齒形狀的第1電極31和第2電極36。

第1電極31如圖2所示，具有在第1基板10的一邊附近沿X方向延伸的線狀的連結(jié)部32、和在自連結(jié)部32朝向相向的一邊的Y方向上延伸的多個(gè)線狀的梳齒部33。第2電極36具有在與第1電極31的連結(jié)部32相對(duì)的一邊附近沿X方向延伸的線狀的連結(jié)部37、和在自連結(jié)部37朝向相向的連結(jié)部32的Y方向上延伸的多個(gè)線狀的梳齒部38。梳齒部33、38互相平行、且交替地配置。梳齒部33、38互相形成電極對(duì)，使電光學(xué)功能層1產(chǎn)生電場(chǎng)。

第1電極31和第2電極36優(yōu)選使用透明導(dǎo)電膜。作為透明導(dǎo)電膜，可使用ITO(氧化銦-氧化錫)及氧化錫等金屬氧化物的膜等。例如，第1基板10和第2基板20使用玻璃基板，作為第1電極31和第2電極36，使用設(shè)置有ITO等金屬氧化物的圖案的帶透明導(dǎo)電膜的玻璃、在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)上設(shè)有ITO膜的帶透明導(dǎo)電膜的聚酯膜、或者帶透明導(dǎo)電膜的PES(聚醚砜)等。作為透明導(dǎo)電膜的替代，可使用基于金屬膜的細(xì)線的電極、包含金屬納米線或納米粒子的導(dǎo)電油墨的圖畫、基于納米壓印的電極。

電光學(xué)功能層1包含具有正介電各向異性的顯示液晶性的化合物(以下稱為液晶化合物)2、和限制上述液晶化合物2取向的取向限制材料3。圖1中，為了便于說明，圖示了數(shù)個(gè)液晶化合物2，但實(shí)際上在沒有形成取向限制材料3的區(qū)域內(nèi)也填充有液晶化合物2。

液晶化合物2中，化合物的長(zhǎng)軸方向的介電常數(shù)ε_A的值比化合物的短軸方向的介電常數(shù)ε_B的值大，Δε＝ε_A-ε_B的值為正數(shù)。另外，液晶通常在呈現(xiàn)液晶相的環(huán)境下使用，但并不排除以各向同性相使用。

作為液晶的種類，可使用向列型液晶、膽甾型液晶、近晶型液晶和鐵電液晶等。從增大工作溫度范圍、且提高工作速度的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用向列型液晶。

作為液晶化合物2，可使用作為通常的顯示材料、或電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)型顯示元件的材料使用的各種液晶化合物。具體而言，可例舉聯(lián)苯類、苯甲酸苯酯類、環(huán)己基苯類、氧化偶氮苯類、偶氮苯類、甲亞胺類、聯(lián)三苯類、苯甲酸聯(lián)苯酯類、環(huán)己基聯(lián)苯類、苯基吡啶類、環(huán)己基嘧啶類、膽甾醇類等。

與通常使用的情況相同，液晶化合物2不一定必須單獨(dú)使用，可以將兩種以上的液晶化合物組合使用。此外，為了降低驅(qū)動(dòng)電壓，優(yōu)選使用介電各向異性的絕對(duì)值大的液晶化合物。作為介電各向異性的絕對(duì)值大的液晶化合物，從化學(xué)穩(wěn)定性考慮，使用作為取代基具有氰基、及氟、氯等鹵素原子的化合物。在重視驅(qū)動(dòng)電壓的下降的情況下，使用作為取代基具有氰基的化合物；在重視可靠性的情況下，使用作為取代基具有氟原子的化合物。

為了提高對(duì)比度及穩(wěn)定性的目的，電光學(xué)功能層1中可添加各種化合物。例如，為了提高對(duì)比度的目的，可使用蒽醌類、苯乙烯類、甲亞胺類、偶氮類等各種二色性色素。該情況下，二色性色素優(yōu)選基本上與液晶化合物相溶、與高分子化合物不相溶。此外，從提高穩(wěn)定性和耐久性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用抗氧化劑、紫外線吸收劑、各種增塑劑。

當(dāng)在電光學(xué)功能層1內(nèi)未施加電壓時(shí)，取向限制材料3起到限制液晶化合物2的長(zhǎng)軸而使其沿大致同一方向取向的作用。另外，這里的“大致同一方向”包括具有光學(xué)波長(zhǎng)以下的有序結(jié)構(gòu)、在能維持透明性的水平下液晶化合物取向。此外，取向限制材料3起到以下作用：在施加電壓時(shí)通過電場(chǎng)和取向限制材料3，使液晶化合物的長(zhǎng)軸方向變化為與未施加電壓時(shí)所限制的方向不同的多個(gè)方向。在電光學(xué)功能層1中，利用電場(chǎng)施加單元30產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，至少一部分液晶化合物2變化為與由取向限制材料3限制的方向不同的方向。籍此，通過施加電壓和未施加電壓的切換進(jìn)行光學(xué)調(diào)制。本實(shí)施方式中，通過施加電壓和未施加電壓的切換，由透射狀態(tài)變化為散射狀態(tài)。

基于施加電壓和未施加電壓的切換而引起的由透射狀態(tài)變化為散射狀態(tài)的原理雖然不明確，但認(rèn)為是以下原因。

圖3示出了對(duì)本實(shí)施方式的液晶光學(xué)元件100施加電壓時(shí)的主要部分的示意說明圖。施加電壓時(shí)，如圖4所示，產(chǎn)生包含與基板面平行的方向的電力線的電場(chǎng)，使液晶化合物2的長(zhǎng)軸以與電力線的方向一致的方式變動(dòng)。此時(shí)，取向限制材料3附近的液晶化合物2，其與電力線方向一致的變動(dòng)受到取向限制材料3阻止，而采取與電力線不同的方位。即，通過使用取向限制材料3，在施加電壓時(shí)，全部液晶化合物2的長(zhǎng)軸不在與電力線一致的方向上取向，而是液晶化合物2的長(zhǎng)軸朝向多個(gè)方位。其結(jié)果是，有序結(jié)構(gòu)被打亂，顯示散射狀態(tài)。另外，圖3的液晶分子的長(zhǎng)軸的方位是為了便于說明，實(shí)際上，液晶分子集合體(域)中的液晶分子的平均長(zhǎng)軸方位(導(dǎo)向偶極子)的排列受到復(fù)雜形狀的取向限制材料3阻礙，無法在基板面的平行方向上取向，而在具有平行方向的矢量成分的多方位取向。

液晶分子的長(zhǎng)軸的平均方向優(yōu)選在未施加電壓時(shí)與一對(duì)基板的至少一方的基板面的法線方向大致一致。而且，在施加電壓時(shí)，液晶分子的長(zhǎng)軸在包含與一對(duì)基板面的至少一方平行的方位成分的多個(gè)方向上取向。

作為取向限制材料3的優(yōu)選例子，可例舉柱狀高分子結(jié)構(gòu)體、網(wǎng)眼狀高分子結(jié)構(gòu)體、多孔質(zhì)無機(jī)結(jié)構(gòu)體等。取向限制材料3可以如間隔物那樣離散設(shè)置在電光學(xué)功能層1內(nèi)，也可以構(gòu)造成將液晶相的域完全分割成間隔壁或蜂窩狀。此外，也可以采用在基板的最外表面形成膜狀或網(wǎng)絡(luò)狀的結(jié)構(gòu)和將它們結(jié)合的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中，對(duì)使用柱狀的高分子結(jié)構(gòu)體作為取向限制材料3的例子進(jìn)行說明。

本實(shí)施方式的電光學(xué)功能層1中所含的高分子結(jié)構(gòu)體包含多個(gè)柱狀樹脂的集合體。柱狀樹脂優(yōu)選其長(zhǎng)軸方向與帶電極的基板面的法線方向大致一致的柱狀樹脂、與自該法線方向傾斜的柱狀樹脂混合。另外，自法線方向傾斜的柱狀樹脂是指以基板面的法線為基準(zhǔn)，柱狀樹脂的長(zhǎng)軸方向傾斜的情況。

從提高耐沖擊性的觀點(diǎn)考慮，電光學(xué)功能層1中的高分子結(jié)構(gòu)體優(yōu)選如下形成：形成多個(gè)柱狀樹脂的集合體，這些柱狀樹脂的集合體分別具有與帶電極的基板面的法線方向大致一致的軸心，且隨著遠(yuǎn)離帶電極的基板，與帶電極的基板面水平的方位面上的電光學(xué)功能層中的柱狀樹脂的占有面積變得越小。

此外，從提高耐沖擊性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使柱狀樹脂的集合體連接，形成液晶的域區(qū)域(日文：ドメイン領(lǐng)域)。這里，液晶域區(qū)域是指液晶分子占有的空間。另外，柱狀樹脂可以與由取向膜等形成的基板表面化學(xué)地或物理地接合，也可以不接合。

第1取向功能層11和第2取向功能層21形成在第1基板10和第2基板20上，與電光學(xué)功能層1連接，且起到使電光學(xué)功能層1中的取向限制材料3、即高分子結(jié)構(gòu)體的前體在制造工序中沿要求的方向取向的作用。換言之，第1取向功能層11和第2取向功能層21形成于電光學(xué)功能層1的外側(cè)。在第1取向功能層11和第2取向功能層21上，大致整面形成有高分子結(jié)構(gòu)體的層。對(duì)第1取向功能層11和第2取向功能層21的材料沒有特別限定，作為一例，可例舉聚酰亞胺、具有烷基及氟烷基的硅烷化合物、烯烴化合物等。從耐熱性、剛性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選聚酰亞胺?？赏ㄟ^摩擦處理或光取向法將這些取向功能層賦予例如薄膜。為了在基板面上形成法線方向的柱狀樹脂，簡(jiǎn)便的是使用垂直取向功能層作為第1取向功能層11和第2取向功能層21，可以不采用摩擦處理。另外，本實(shí)施方式中，只要形成取向限制材料3即可，可以不需要設(shè)置第1取向功能層11和第2取向功能層21。

間隔物起到限定液晶單元的厚度的作用。通過間隔物限定夾持在基板間的電光學(xué)功能層1的厚度。作為間隔物的材料，可使用例如玻璃粒子、樹脂粒子、氧化鋁粒子、玻璃纖維、膜。作為間隔物的形狀，可例示球狀間隔物、纖維型間隔物、柱狀的間隔物等。也可以使用光刻法來設(shè)置壁狀、矩形的間隔物。

電光學(xué)功能層1的厚度通常為1～50μm，更優(yōu)選3～30μm。這是因?yàn)椋喝绻g隔過于小，則對(duì)比度下降，相反，如果間隔過于大，則導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電壓上升。

接著，對(duì)本實(shí)施方式的電光學(xué)功能層的制造方法的一例進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明并不限定于以下的制造方法。

電光學(xué)功能層1可以由電光學(xué)功能層的前體的混合液(以下也簡(jiǎn)稱為“混合液”)形成。從該混合液的狀態(tài)，經(jīng)過相分離的處理，形成能發(fā)揮光學(xué)作用的良好的電光學(xué)功能層1是很重要的。相分離不充分的情況下，用于使液晶工作的驅(qū)動(dòng)電壓升高，會(huì)發(fā)生無法作為液晶光學(xué)元件工作等的不良情況。另外，相分離結(jié)構(gòu)是指經(jīng)過相分離處理而形成的、能夠顯示電光學(xué)的特性·功能的液晶單元內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。

電光學(xué)功能層1的相分離結(jié)構(gòu)的微細(xì)形狀可根據(jù)構(gòu)成前體的混合液的化合物的種類、性質(zhì)、混合比等進(jìn)行各種改變。使用的材料的組合及混合比，在考慮透射-散射特性等光學(xué)特性、驅(qū)動(dòng)電壓的大小、作為電子光學(xué)元件要求的可靠性的程度后進(jìn)行確定。作為電光學(xué)功能層1的前體的混合液，只要能得到上述的電光學(xué)功能層1就沒有特別限定，可以由含有液晶化合物和聚合性化合物的混合液形成。為了得到透射-散射的電光學(xué)特性均勻的高品位的電光學(xué)功能層1，優(yōu)選適當(dāng)選擇摻合物的種類和混合比，使前體的混合液顯示均勻的電光學(xué)功能層。

作為優(yōu)選的電光學(xué)功能層1的前體的混合液，可使用例如包含液晶化合物<C>、第1聚合性化合物<A>、和適當(dāng)添加的聚合引發(fā)劑的混合液。作為第1聚合性化合物<A>，如下進(jìn)行選定：將其與液晶化合物<C>、聚合引發(fā)劑的組合物通過后述的方法注入上述基板間而進(jìn)行聚合的情況下，該聚合得到的高分子形成與基板面的法線方向大致垂直的柱狀樹脂。將第1聚合性化合物<A>的優(yōu)選的一例示于化學(xué)式(1)。上述混合液中可以添加第2聚合性化合物<B>，將該組合物通過后述的方法注入上述基板間進(jìn)行聚合的情況下，形成任意形狀的柱狀樹脂，由此選定第2聚合性化合物<B>。將第2聚合性化合物<B>的優(yōu)選的一例示于化學(xué)式(2)。

[化1]

[化2]

上述液晶化合物<C>優(yōu)選為非聚合性的液晶化合物。第1聚合性化合物<A>與第2聚合性化合物<B>的種類可以分別為一種，也可以使用多種。聚合得到的高分子可以是無規(guī)共聚物、交替共聚物等共聚物，也可以分別為均聚物?？紤]電光學(xué)功能層中的高分子的均勻性時(shí)，優(yōu)選共聚物。可以單獨(dú)使用第1聚合性化合物<A>，但通過使用第1聚合性化合物<A>和第2聚合性化合物<B>，能夠得到與基板面的法線方向大致一致的柱狀樹脂和傾斜取向的柱狀樹脂混合的物質(zhì)。

第1基板10和第2基板20是膜基板的情況下，用兩支橡膠輥等夾住連續(xù)供給的帶電極的第1基板10和第2基板20，在該期間，向混合液中供給分散有間隔物的液體，夾入，然后能夠連續(xù)聚合，所以生產(chǎn)性高。

第1基板10和第2基板20是玻璃基板的情況下，在其面內(nèi)散布微量的間隔物，用環(huán)氧樹脂等密封劑將相向的基板的四邊密封而形成密封單元，通過將設(shè)有兩處以上的密封缺口的一方浸在混合液中，從另一方進(jìn)行吸引而使混合液充滿液晶單元內(nèi)來進(jìn)行聚合即可。較小的小型單元的情況下，通過真空注入法，能夠無氣泡地將混合液填充在具有一處以上的密封缺口的單元內(nèi)，因而優(yōu)選。制造大型單元的情況下，可通過下述方法制得，在第1基板10或第2基板20中任一方的基板的周緣部設(shè)置的固化性密封材料的內(nèi)側(cè)，通過分配器或噴墨頭涂布混合物，在減壓氣氛下層疊其他基板，并介以周緣的密封材料進(jìn)行接合后，恢復(fù)至大氣氣氛，用UV光等使周緣密封材料固化(ODF法)。

首先，在第1基板10和第2基板20上分別形成第1電極31和第2電極36、第1取向功能層11、第2取向功能層21等。進(jìn)行取向膜的燒成后，根據(jù)需要進(jìn)行摩擦等取向處理。然后，使用散布機(jī)在第1基板10的形成取向膜的表面?zhèn)壬⒉奸g隔物。在第2基板20上涂布密封材料。使用對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記等將第1基板10和第2基板20對(duì)齊后，進(jìn)行加熱壓接。壓接后的基板間通過間隔物進(jìn)行保持。

接著，將作為電光學(xué)功能層1的前體的混合液注入基板間，進(jìn)行密封。作為密封方法，可使用公知的方法。

然后，對(duì)電光學(xué)功能層1的前體的混合液施加外部刺激，形成電光學(xué)功能層1。作為外部刺激，可例舉可見光線、紫外線、電子射線等光線照射，以及熱等。其中，從能夠容易地控制聚合時(shí)的溫度的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選采用光照射。在光照射中，從操作性、制造容易度等的觀點(diǎn)考慮，更優(yōu)選使用紫外線。

在通過光聚合使電光學(xué)功能層1的前體的混合液發(fā)生相分離而得到電光學(xué)功能層1的所謂的光聚合相分離法的情況下，作為光源，可使用高壓汞燈、低壓汞燈、金屬鹵化物燈、化學(xué)燈、LED燈等。

通過光照射使電光學(xué)功能層1的前體的混合液聚合時(shí)的光照射條件，根據(jù)聚合性單體的種類進(jìn)行設(shè)定。作為對(duì)混合液進(jìn)行直接照射時(shí)的照射光的強(qiáng)度，優(yōu)選采用0.1～400mW/cm²。這是因?yàn)椋喝绻蛔?.1mW/cm²，則相分離速度慢且散射強(qiáng)度降低，如果超過400mW/cm²，則由于光反應(yīng)而發(fā)生分解反應(yīng)，引起保持率的下降。

光照射時(shí)的溫度優(yōu)選設(shè)為混合液能顯示液晶相的溫度范圍。這是因?yàn)椋栽诨旌弦猴@示相溶狀態(tài)的相溶溫度以下的條件進(jìn)行聚合時(shí)，在光聚合之前發(fā)生相分離，液晶可能會(huì)形成不均勻狀態(tài)的液晶/高分子復(fù)合體。此外，混合液的溫度過高時(shí)，混合液由液晶相相轉(zhuǎn)移為各向同性相，有可能無法確保液晶光學(xué)元件的散射-透射的電光學(xué)特性。聚合時(shí)，為了使液晶光學(xué)元件100的整面在均勻的條件(光照射和聚合溫度)下進(jìn)行聚合，優(yōu)選使用恒溫槽及鼓風(fēng)機(jī)等溫度控制裝置，在一定的環(huán)境下進(jìn)行。

作為聚合引發(fā)劑，可適當(dāng)選擇公知的聚合催化劑，在光聚合的情況下，可使用苯偶姻醚類、苯乙酮類、氧化膦類等通常光聚合中使用的光聚合引發(fā)劑。熱聚合的情況下，根據(jù)聚合部位的種類，可使用過氧化物類、硫醇類、胺類、酸酐類等熱聚合引發(fā)劑，此外，根據(jù)需要也可以使用胺類等固化助劑。

聚合引發(fā)劑的含量相對(duì)于100質(zhì)量份的聚合性單體的總量，通常為0.1～20質(zhì)量份，優(yōu)選0.1～10質(zhì)量份以下。在聚合后的高分子(聚合物)中，在要求高分子量和高電阻率的情況下，優(yōu)選為0.1～5質(zhì)量份。聚合引發(fā)劑的含量超過20質(zhì)量份時(shí)，會(huì)阻礙混合液的相溶性，因而不優(yōu)選。

此外，聚合引發(fā)劑的含量低于0.1質(zhì)量份時(shí)，即使能使混合溶液中所含的聚合性單體聚合，聚合性單體也無法充分聚合。無法形成所需的相分離結(jié)構(gòu)。因此，優(yōu)選滿足上述的范圍。此外，為了提高施加電場(chǎng)/未施加電場(chǎng)時(shí)的液晶光學(xué)元件的對(duì)比度，可在混合溶液中添加公知的手性試劑，為了控制施加電場(chǎng)/未施加電場(chǎng)時(shí)的液晶光學(xué)元件的色調(diào)，也可添加二色性色素或通常的色素、顏料等。

根據(jù)本實(shí)施方式的液晶光學(xué)元件，能夠產(chǎn)生包含與上述一對(duì)基板的至少一方的基板面大致平行的方向的電力線的電場(chǎng)。即，因?yàn)槭褂冒瑱M向電場(chǎng)的電場(chǎng)施加單元，所以電場(chǎng)強(qiáng)度不受基板間距離的影響。專利文獻(xiàn)1、2等的利用一對(duì)帶電極的基板施加電場(chǎng)的施加縱向電場(chǎng)的情況下，為了獲得品質(zhì)高的液晶光學(xué)元件，電場(chǎng)強(qiáng)度隨單元間隙發(fā)生大的變化，所以需要將單元間隙保持恒定。相對(duì)于此，根據(jù)本實(shí)施方式，不需要介于基板間形成電極，可以在一方的基板上設(shè)置電場(chǎng)施加單元，所以能增大相對(duì)于厚度方向的邊緣(日文：マージン)。因此，也可使用較厚的、或面平滑性不充分的帶電極的玻璃基板，特別是容易生產(chǎn)大型的液晶光學(xué)元件，所以優(yōu)選。在一方的基板上形成電極對(duì)的情況下，可通過光刻工序、印刷、壓印等形成圖案，所以無論基板面積如何都能同樣地形成電極對(duì)的圖案。

還有，因?yàn)槭褂镁哂姓殡姼飨虍愋缘囊壕Щ衔?，所以能增大Δε的絕對(duì)值。因此，能夠降低驅(qū)動(dòng)電壓，可實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能。

以下，對(duì)相對(duì)于上述實(shí)施方式的變形例的一例進(jìn)行說明，但本發(fā)明不限定于此。

作為一對(duì)相向基板，可由平面基板和曲面基板形成一對(duì)基板，來代替使用兩塊平面基板的例子。此外，可以將兩塊具有曲面部分和平面部分的基板組合以形成一對(duì)基板，也可將兩塊曲面基板組合以形成一對(duì)基板。

另外，也可以使用多面基板。根據(jù)本發(fā)明的液晶光學(xué)元件，因?yàn)槭褂冒c至少一方的基板面平行的方向的電力線的電場(chǎng)，所以即使像上述專利文獻(xiàn)1、2等那樣，未將單元間隙保持恒定，也能提供品質(zhì)高的液晶光學(xué)元件。

作為電場(chǎng)施加單元，說明了使用梳齒狀的第1電極31、第2電極36的例子，作為其替代，可以在同一基板上將一方的電極設(shè)為梳齒狀電極，將另一方的電極以平面狀電極的形式設(shè)置在梳齒狀電極的下層。此外，也可以將一方的電極設(shè)為狹縫狀電極，將另一方電極以平面狀電極的形式設(shè)置在狹縫狀電極的下層。

此外，上述實(shí)施方式中，采用了在第2基板20上未設(shè)置電極的構(gòu)成，也可以在第2基板上設(shè)置第3電極，同時(shí)具備對(duì)第1電極和第3電極、或第2電極和第3電極、或者第1電極和處于同電位的第2電極及第3電極施加電場(chǎng)且能施加縱向電場(chǎng)的模式。通過這樣的構(gòu)成，在上述實(shí)施方式的透射-散射模式中，可提高對(duì)透明狀態(tài)的響應(yīng)速度，在使液晶/固化性化合物聚合時(shí)，能通過外部電場(chǎng)在賦予液晶取向的狀態(tài)下形成，不需要對(duì)電極基板設(shè)置取向功能層，因而優(yōu)選。此外，在想要恢復(fù)至液晶分子的未施加電壓時(shí)的初期狀態(tài)時(shí)，可施加縱向電場(chǎng)。

此外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)具有透射－散射模式的液晶光學(xué)元件的例子進(jìn)行了說明，但也可應(yīng)用于折射率等光學(xué)特性變化的液晶光學(xué)元件。此外，通過使用TFT基板作為第1基板，能夠逐個(gè)像素地控制透射－散射模式。該情況下，只要在第1取向功能層的下層形成作為電場(chǎng)施加單元的像素電極(第1電極)、對(duì)置電極(第2電極)、開關(guān)元件、向開關(guān)元件供給信號(hào)的布線等即可。此外，通過使用濾色片基板作為第2基板，還能賦予色彩。

此外，上述實(shí)施方式中，作為限制液晶分子取向的手段，使用了取向限制材料，但也可以同時(shí)使用取向限制材料和取向功能層來限制液晶分子的取向。

本發(fā)明的液晶光學(xué)元件，根據(jù)是否施加電壓能夠控制透射－散射，所以可適用于液晶光學(xué)遮蔽器、液晶調(diào)光裝置、透明顯示器等。此外，根據(jù)是否施加電壓能控制光學(xué)狀態(tài)，所以可用作光學(xué)調(diào)制元件。

此外，可用于能夠顯示文字及圖案的櫥窗、各種電子公告板、汽車的儀表盤等。

[實(shí)施例]

將90質(zhì)量％的具有正介電各向異性的向列型液晶(Tc＝92℃、Δn＝0.228、Δε＝17.9)、和10質(zhì)量％的化學(xué)式(1)的固化性化合物1(取向限制材料的前體)混合。進(jìn)一步混合相對(duì)于上述硬化性化合物1為1質(zhì)量％的量的光聚合引發(fā)劑(苯偶姻異丙基醚)，在設(shè)定為60℃的加熱攪拌器上進(jìn)行加熱攪拌，得到混合物1。

作為一方的帶電極的基板，在玻璃基板上形成作為透明電極的ITO薄膜(氧化銦錫)，以電極寬度為5μm、電極間距離為5μm的梳齒狀進(jìn)行圖案化，形成一對(duì)梳齒狀電極。在該玻璃基板的電極上，形成由預(yù)傾角為約90°的聚酰亞胺薄膜構(gòu)成的取向膜。接著，作為另一方的基板，準(zhǔn)備僅形成有由預(yù)傾角為約90°的聚酰亞胺薄膜構(gòu)成的取向膜的玻璃基板。使上述兩塊玻璃基板介以由直徑6μm的樹脂珠構(gòu)成的間隔物相向，通過使其夾持上述混合物1來得到液晶單元。

在將該液晶單元保持于35℃的狀態(tài)下，利用主波長(zhǎng)為約365nm的化學(xué)燈，從上下照射10分鐘3mW/cm²的紫外線，將固化性化合物1固化，得到液晶光學(xué)元件。

照射紫外線后，液晶光學(xué)元件呈現(xiàn)透明狀態(tài)。接著，對(duì)一方的玻璃基板上的上述一對(duì)梳形ITO電極間施加200Hz、40V的矩形波電壓，結(jié)果本元件呈現(xiàn)散射狀態(tài)。

本液晶光學(xué)元件的5μm寬度的電極間的散射特性如下算出：在本元件的背面設(shè)置光源，將未施加電壓的透射狀態(tài)變?yōu)槭┘与妷旱纳⑸錉顟B(tài)，將通過本液晶光學(xué)元件的光源亮度換算為透射率數(shù)據(jù)而導(dǎo)出。對(duì)本元件施加電壓，在顯示散射狀態(tài)的情形下，使用光學(xué)透鏡用CCD照相機(jī)拍攝規(guī)定區(qū)域的圖像，從該圖像數(shù)據(jù)測(cè)定位于5μm寬度的電極間區(qū)域的5μm×20μm的矩形區(qū)域的相關(guān)亮度水平。在3處實(shí)施測(cè)定，以平均值進(jìn)行評(píng)價(jià)。

接著，作為對(duì)照元件，使用其他液晶光學(xué)元件，其通過施加不同水平的電壓，顯示由透射狀態(tài)到散射狀態(tài)的情形變化，使用聚光角為5°的紋影光學(xué)系統(tǒng)測(cè)定電壓-透射率特性。對(duì)于上述對(duì)照元件，與上述同樣地用亮度測(cè)定裝置測(cè)定施加不同水平的電壓時(shí)通過對(duì)照元件的光源亮度，測(cè)定了電壓－亮度特性。根據(jù)得到的電壓－透射率特性與電壓－亮度特性的相關(guān)，導(dǎo)出亮度－透射率的換算特性。

使用本液晶光學(xué)元件測(cè)定電壓-亮度特性，根據(jù)由對(duì)照元件導(dǎo)出的亮度-透射率的換算特性，僅對(duì)本液晶光學(xué)元件的梳形電極間使用聚光角為5°的紋影光學(xué)系統(tǒng)測(cè)定透射率。未施加電壓時(shí)的透射狀態(tài)的透射率為81％，施加矩形波40V的電壓時(shí)的透射率為15％。