JPH03116019A - 離軸時の曇りが低く正弦波電源によって作動可能なカプセル入り液晶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、一般的には液晶材料に関し、より特定的には
カプセル入り液晶材料に、及び電気的に制御可能なグレ
ージング製品に関する。

〔発明の背景〕

液晶材料は、建築用グレージング製品及び視覚表示装置
を含む広範囲の装置に使用可能である。

これらの装置内に液晶を使用可能ならしめる液晶の特性
は、液晶が相対的に自由である即ち減勢状態または電界
遮断状態にあるか、或は相対的に整列している即ち付勢
状態または電界印加状態にあるかに依存して、一方では
光を透過させ、他方では光の散乱及び吸収（特に適切な
染料と組合せた場合）の両方或は何れか一方を行う液晶
の能力である。液晶を横切って選択的に印加される電界
は、電界遮断状態と電界印加状態との間でスイッチさせ
るために使用可能である。

液晶材料には３つのカテゴリ即ちコレステリンク、ネマ
ティック及びスメティソクが存在する。

本発明は、以下に説明する好ましい実施例において、動
作的にネマティックである液晶材料の使用に関する。“
動作的にネマティック”とは、外部電界が印加されてい
ない場合に液晶の構造的ひずみが、極めて強いツイスト
（コレステリック材料）または成層（スネティック材料
）のようなバルク効果ではなく境界における液晶の配向
によって支配されることを意味する。即ち、例えばツイ
ストの傾向を誘起するが液晶材料の境界整列の効果を打
破できないキラル成分を含む液晶材料は動作的にネマテ
ィックであると考えられる。

動作的にネマティック液晶材料のより詳細な説明は、１
９８６年１０月１４日付の合衆国特許４．６１６．９０
３号“カプセル入り液晶及び方法”を参照されたい。ま
た１９８４年３月６日付の合衆国特許４，４３５，０４
７号“カプセル入り液晶及び方法”も参照されたい。

ネマティック曲線整列相（ＮＣＡＰ）液晶材料及びＮＣ
ＡＰ材料を使用した装置も前記合衆国特許４，４３５，
０４７号に記載されている。機能的なＮＣＡＰ液晶装置
は、電極を被膜された２枚のサブストレートの間にサン
ドウィッチされたＮＣＡＰフィルムからなることができ
る。サブストレートは、電極を形成するインジウム・錫
酸化物で被膜されたポリエステル（ＰＥＴ）であってよ
い。カプセル入りＮＣＡＰ材料またはフィルムは、複数
の容積の動作的にネマティックの液晶を収容する閉じ込
め媒体からなっていてよい。複数の容積は離散した、ま
たは相互接続された空洞、またはカプセルであってよい
。相互接続用チャネル即ち通路も液晶材料を含むことが
できる。

電圧源を電極間に接続し、液晶材料を横切って選択的に
電界を印加することができる。液晶材料は、電界遮断状
態においては光の散乱及び吸収の両方或は何れか一方を
行い、電界印加状態においては光を透過させる。従って
液晶フィルムは高度に半透明な状態（電界遮断）と透明
な状態（電界印加）との間でスイッチさせることができ
る。

ＮＣＡＰフィルムは窓及び類似の構造内に使用できる。

これらの装置は１９８８年６月７日付の合衆国特許４，
７４９，２６１号“赤外濾過特性を有するシャッタ・プ
ルーフ液晶パネル”に記載されている。窓は、窓表面に
ＮＣＡＰフィルムを支持する例えばガラスまたはシート
プラスチックのような電極を被膜されたサブストレート
を積層することによって製造することができる。

電力が供給されない状態即ち電界遮断状態においては、
これらの窓はそれらの光散乱特性によってプライバシー
、グレア制御、遮光、及び昼光を提供する。電力を供給
した状態即ち電界印加状態においては、窓は透明となっ
て可視度を提供し、明るく、開かれた、そして視界の良
い作業空間及び生活空間を創る。

窓のような構造的グレージング製品にカプセル入り液晶
材料を使用する際に付随する問題は、材料が限定された
視角に亘ってのみ透明に見えることである。直角の視角
（０°）においては材料は最小の散乱即ち曇りを有する
。しかし、この曇りは視角の増加、即ち観察者が離軸し
て移動すると共に増加し、電力供給状態において最高の
透明度を得たいにも拘わらず、像を不明瞭にする傾向が
あるので、これは好ましくないであろう。

この効果は、閉じ込め媒体と液晶材料の屈折率の不整合
によってもたらされる。これらの応用に有用な液晶材料
は、長分子軸に沿う屈折率が典型的には２つの短分子軸
の何れかに沿う屈折率よりも高い異方性屈折率を有する
。長分子軸に沿う屈折率は異常屈折率と呼ばれ、短分子
軸に沿う屈折率は常屈折率と呼ばれる。

もし液晶材料の常屈折率が閉じ込め媒体の屈折率に整合
していれば、材料に直角に入射する光は、電界印加状態
において最小の散乱を与える。これは液晶材料の屈折率
と閉じ込め媒体の屈折率との整合が最適化されているか
らである。しかし、入射光の１偏光に対して視角が増大
すると、液晶材料の実効屈折率がその常屈折率よりも高
くなる。

即ち液晶材料の実効屈折率はその常屈折率と異常屈折率
との混合と見做される。視角が直角から離れて移動する
につれて散乱が、従って曇りが増加するのはこのためで
ある。

もしフィルムに矩形波電源によらずに正弦波電源によっ
て給電すれば、電界印加状態におけるこの曇りは如何な
る視角及びＲＭＳ電圧においても高くなる。周知のよう
に、６０サイクルの正弦波電源は、印加される電圧が正
電圧から負電圧へ（次でその逆に）毎秒６０回スイッチ
される交流源である。その結果、フィルムに印加される
電圧は本質的に毎秒１２０回短時間に亘って０電圧にな
る。カプセル式フィルムは極めて高速なレスポンス時間
を有し得るから、フィルムはこれらのＯ交差期間中部分
的にオフに転する。人間の眼はこのような迅速レスポン
スに追随できないからこの衰退挙動を平均化し、その結
果フィルムは曇って見える。この曇りの増加は好ましく
ない。

以上に鑑みて、カプセル入り液晶材料への給電には、典
型的には矩形波電源が使用される。この電源も毎秒１２
０回Ｏボルトを横切るが、正弦波電源よりも溝かに急速
に行われる。矩形波電源は殆んど瞬間に極性を反転する
。従って液晶材料はひずんだ状態から整列した状態の間
をスイッチするための時間を持たない。従って液晶の常
屈折率と閉じ込め媒体の屈折率との間の整合が各サイク
ル中に維持される。このため電界の印加によって付加的
な曇りがもたらされることはない。しかし矩形波電源の
使用は、カプセル入り材料を組み込んだ建築用グレージ
ング製品のような製品に価格及び複雑さを付加する。

従って、本発明の目的は、広い視角に亘って曇りが少な
いカプセル入り液晶材料を提供することである。

本発明の別の目的は、正弦波電源によって給電可能であ
り且つ広い視角に亘って曇りが少ないカプセル入り液晶
材料を提供することである。

〔発明の概要〕

本発明は、閉じ込め媒体内の低複屈折率カプセル入り液
晶材料を含む液晶装置を指向する。この液晶材料は異常
屈折率及び常屈折率を有する。液晶材料の異常屈折率と
常屈折率との差は約０．０５０と０．１１５との間にあ
る。閉じ込め媒体の屈折率は液晶材料の常屈折率よりも
大きい。

この液晶材料は動作的にネマティック液晶とすることが
できる。この液晶材料は閉じ込め媒体内の複数の容積内
に閉じ込められる。

〔実施例〕

添付図面の第１図を先ず参照する。第１図に全体を参照
番号１０で示すＮＣＡＰ液晶装置は合衆国特許４，４．
３５，０４７号に記載の型である。装置１０は、表面に
位置決めされた電極１３を有するサブストレート１２上
に支持されたＮＣＡＰ液晶フィルム１１を含む。装置１
０はサブストレート１５上に取り付けられた第２の電極
１４をも具備する。

便宜上、サブストレート１２及び電極１３を、電極を被
膜されたサブストレート１８と呼び、また同様にサブス
トレート１５及び電極１４を電極を被膜されたサブスト
レート１８Ａとも呼ぶことができる。

ＮＣＡＰ液晶フィルム１１は、カプセル即ち小満２２の
内容積２１の境界内に多少閉じ込められた液晶材料２０
を含む。周知のように、複数のこれらカプセル状容禎は
閉し込め媒体２５全体に亘って分散している。液晶２０
はこれらのカプセル内に、及びカプセル間の閉じ込め媒
体内の何等かの通路内に配置されている。閉じ込め媒体
２５は液晶を支持し、環境から保護し、そして液晶の方
向配向を決定する。閉じ込め媒体はポリビニルアルコー
ル、或は好ましくはマサチェセッッ州つィルミントンの
ポリビニル・ケミカルズから入手可能なネオレッＲ−９
６６（屈折率約１４９１）或はＲ−９６７（屈折率約１
．４８２）のようなラテックス材料のようなポリマから
なっていてよい。

他の適当な閉じ込め媒体は、約１．５１までの屈折率を
有する媒体であろう。

電圧は、電極を被膜したサブストレート１８及び１８Ａ
に、従って液晶フィルム１１にまたがって、電圧源１６
から印加することができる。電圧源１６は、選択的に閉
じることができるスイッチ１７を介して電気リードによ
って電極を被膜したサブストレート１８及び１．８　Ａ
に接続されている。

スイッチ１７を閉じると電圧が電極を被膜したサブスト
レート１８及び１８Ａにまたがって印加され、液晶分子
を電界に整列させるので光学的に透過性となる。スイッ
チ１７を開いて電圧を除くと、液晶は光の散乱及び吸収
の両方或は何れか一方を行うので高度に半透明となる。

窓構造においては、取付は用サブストレート１２及び１
５、及び電極１３及び１４は光学的に透明である。その
ため、液晶装置１０は電極を被膜したサブストレート１
８及び１８Ａにまたがって印加される電界に応答して装
置１０を通る光の透過を制御することができる。

第２図は二重積層窓構造３０を示す。図示のように、窓
３０はガラスパネル或はシート３２及び３４を含み、そ
れらの間に上述の型の液晶装置が配置されている。即ち
、液晶装置は、表面上にインジウム・錫酸化物（ＩＴＯ
）電極層３７及び３９が形成されているポリエステルサ
ブストレート３３及び３５の間にサンドウィッチされて
いるカプセル入り液晶材料３１の層を含む、光学的に透
明な接着層即ち内側層３６がガラスパネル３４をサブス
トレート３３に接着している。同様に、内側層３８がガ
ラスパネル３２をサブストレート３５に接着している。

広く使用されているガラス内側層の１つはポリビニルブ
チラル（ＰＶＢ）である。

前述の如く、電界遮断状態においては第１図に破線で示
す液晶の分子のように液晶を収容しているカプセル２２
によってひずんでいる。これらの分子のアレイは、液晶
材料が全体として無作為に配向されているために、全て
の方向からの光の散乱及び吸収の両方或は何れか一方を
行う。即ち、例えばフィルム３１を通って走行する光は
閉じ込め媒体と液晶材料との間の屈折率の不整合を見る
ことになる。光は多くの液晶と閉じ込め材料との界面に
出会うので、多くの回数曲げられ霜白の或は高度に半透
明な外観を呈するようになる。

第３図に示すように電界印加状態においては、電界Ｅが
液晶２０の分子を電界に関係付けて整列させる。即ち、
液晶ディレクタは電界に平行に（カプセル壁に垂直に）
並ぶようにねじられる。

この場合、液晶分子の長軸は光の方向に平行に配位され
るが、両電界ベクトルに対しては直角であり、これらに
近づくことはできない。閉じ込め媒体の屈折率（ｎｅＯ
Ｒ）と液晶分子の短軸の屈折率（ｎ０＝常屈折率）とが
整合しでいるので、界面は実効的に存在せず、従って散
乱は生じない。そのためフィルムは光を透過させ、透明
に見える。

以上の説明は、常屈折率が閉じ込め媒体の屈折率と整合
していて光がカプセル入り液晶材料に直角（θ＝０°）
に進行する時にのみ通用する。ある角度（θ〉０＠）で
進行する光は液晶材料の長軸の屈折率（ｎ、＝異常屈折
率）に整列する電界の成分を有していよう。従って、液
晶の実効屈折率（ｎｏｔｔ）はｎｏより大きくなる。そ
のため光は散乱し始める。従って電界印加状態において
、高電圧を印加しても離軸して見るとフィルムは曇って
見える。

本発明は、この離軸曇りを減少せしめる液晶装置を指向
する。即ち、この液晶は低い複屈折率（Δｎ）を有する
ように選択され、またその常屈折率（ｎｏ）が閉じ込め
媒体の屈折率（ｎｃｏユ）より小さいものが選択される
。液晶材料の複屈折率が低いと多くの長所が得られる。

第１に、低複屈折率液晶材料を使用すると、ｎｏｆｆは
視角θ（第３図）に殆んど依存することがない。これは
ｎ　ｏｆｆに依存するフィルムの曇りが視角の弱い関数
であることを意味する。このようにして、フィルムはよ
り広い視角に亘って一定レベルの曇りを維持する。第２
に、低複屈折率液晶材料はｎ　ｃｏｎとｎ８との不整合
を減少させる。これは拡大した視角θにおいて曇りのレ
ベルの低下をもたらす。

好ましくは、ｎｏとｎ、との差（△ｎ）を０、０５０よ
りは大きいが０．１１５よりは小さく（０，０５０＜△
ｎ＜０．１１５）すべきである。

△ｎが０．０５０より小さい値である場合には、電力が
供給されていない状態における光の散乱が大巾に低下し
、カプセル入り液晶材料はこの効果の故に望ましくない
ものとなる。また△ｎが０．１１５より大きい場合には
曇りが視角の強い関数となり、視覚範囲が大巾に制限さ
れるようになる。適当な液晶材料の例は西ドイツ国ダル
ムシュタットのＥ。

メルク・ケミカルズを通して入手可能なＺＬ１１８００
−０００　　（△ｎが約０．０７７）及びＺＬ１１６４
６　（△ｎが約０．０８０）である。これらの、或は他
の適当な材料は、約０．０８０乃至０、１００の△ｎを
有する。

この範囲内の△ｎを有する液晶材料の使用は小滴或はカ
プセル２２の寸法に制限を付課する。例えば、２ミクロ
ン以下の平均小滴直径は、この寸法の小滴が特に長波長
の光（赤光）において光の散乱に効果がないために、有
用性が低下する。従ってカプセル入り材料の像を隠蔽す
る能力は大巾に低下する。小滴が極めて大きい（直角〉
８ミクロン）場合にはフィルムの散乱効力が低く、これ
も望ましくないフィルムをもたらす。従って、小滴の平
均容積直径は約２乃至８ミクロンとすることが好ましい
。

ｎ　ｃｏ、、をｎ０以上に設定すると、ｎ　ｃａｎとｎ
ｏとが整合しているフィルムに比して、直角視角（θ＝
０６）における曇りのレベルを増加させる。

しかし、より大きい視角（θ〉０°）においてはｎ　ａ
ｆｒが増加し、ある角度θ（≠０）においてはｎｅｒｔ
−ｎｃｏイとなる。この角度においてはフィルムは最小
の曇りを呈する。このようなフィルムは、ｎ　ｅ　ｆ　
ｆとｎ、。７との差を受け入れることができる範囲を実
効的に増加させるので、非常に大きい視角範囲を有する
。

例えば、△ｎ＝０．０８０のような特定の△ｎを有する
液晶材料を想定すれば、最低の曇りを呈する視角範囲か
らθ＝±３０°に受入れ得る視角範囲が存在する。これ
はｎ。とｎｃｏ、、との不整合がこの範囲内では僅かに
増加するだけだからである。

これは、ｎａｆｆ　＝ｎｃｏ、、となる角度θから３０
゜まで離れてもフィルムを見ることができ、しかもフィ
ルムは受け入れ得る曇りを呈することを意味する。この
ような広い視角範囲は、低△ｎ複屈折率液晶材料を使用
した結果得られるのである。

もし液晶材料及び閉じ込め媒体を００＝ｎｃｏ、。

となるように選択すれば、フィルムはθ＝０６の視角に
おいて最低の曇りを呈する。この例ではフィルムは±３
０°の受け入れ得る視認範囲を提供する。しかし、もし
ｎｏがｎ　ｃｏｎよりも小さい材料を選択すれば、最低
の曇りを呈するのはθ″より大きいある角度θになる。

もし最低の曇りを呈する角度をθ−±３０°に設定すれ
ば、受入れ可能な視角は垂直から±６０″である。この
曇りはθ−００における最低の曇りよりも高いが、それ
でも液晶材料の△ｎが低いために受け入れることができ
る。視角が増加すると、曇りはθ＝±３０゜までは低下
する。この点において曇りは最低となる。次で曇りは視
角の増加と共に増大するが、垂直からθ＝±６０°まで
は受け入れ可能を維持する。これにより１２０°の実効
視角範囲が得られる。

またθ＝０″においてｎｏとｎ　ｃｏｎとの不整合を如
何に大きくできるかという限界が存在する。

θ＝０″におけるｎｏとｎｃｏ９との不整合が大き過ぎ
る（即ちｎｃ６．、〉〉ｎｏ）と、ｏ’における曇りは
好ましいものではない。現在ではｎｏとｎ　ｃｏ、、の
不整合は０．０２０より小さくすべきであり、最も好ま
しくはｏ、ｏｉｏより大きくすべきではないものと考え
られる。

更に、低△ｎ液晶材料を使用し、ｎｏ〈ｎｃｏｌ’１で
あるような閉じ込め媒体及び液晶材料を選択すれば、カ
プセル入り材料は正弦波電源による動作により適するよ
うになる。前述のように、もしカプセル入りのフィルム
内の液晶材料が印加正弦電圧の０交差中に遮断されるの
であれば、感知される曇りが増加する。これは、垂直の
視角においては、液晶がそのひずんだ（電界遮断）状態
に戻り始めるにつれてｎａｆｆが増加するからである。

即ち以上の説明から、正弦波給電動作によってもたらさ
れる感知される曇りを、ｎ、６＜ｎｃｏｎであるような
低△ｎ液晶材料を使用することによって最低にできるこ
とが理解できよう。この場合、液晶分子がひずみ始める
とｎ　ａｆｆはゆっくりと増加するため感知される曇り
は最低になる。また、液晶分子が回転するにつれてｎ　
ａｆｆとｎ　ｃａｎとの整合が実際に改善される。従っ
て感知される曇りを低くするような広い範囲の配向角が
存在する。即ち、印加される交流電圧が０交差中に液晶
分子は弛緩しないのでそれ程臨界ではない。従って正弦
波源を使用できるのである。

低△ｎ液晶の使用によってもたらされる付加的な便益は
、低離軸曇りを得るために液晶分子を電界に完全に整列
させる必要がないことである。そのため動作電圧を低く
することができる。

上述の型のカプセル入り液晶材料の製造方法を以下に説
明する。

開−よ １つの方法は液晶ＺＬ１１６４６　（西ドイツ国ダルム
シュタソトのＥ、メルク・ケミカルズを通して入手可能
）の６７．６　ｇと、約３６０，０００　ｇ１モルの分
子量を有するＰＶＰＫ−９０にュージャージー州ウニイ
ンのＧＡＦケミカルズ社から入手可能）の２０％水溶液
の１５．３　ｇとを混合することからなる。この液晶材
料の△ｎは約ｏ、　ｏ　ｓ　ｏであり、そのｎｏは約１
．４８１である（液晶のｎｏの値は全て２５℃において
測定した値である。）溶液は、ペンシルヴアニア州ピッ
ツバーグのフィッシャー・サイエンティフィック社から
入手可能のダイナ・ミックス可変速度回転高速混合機を
使用して、５００ＲＰＭで３０秒間混合することができ
る。次で０．０４　ｇの界面活性剤ＩＧＥＰＡＬ−Ｃ０
−６１０（ＧＡＦを通して入手可能）を混合体に添加し
、全混合体が乳化するまで５００ＰＰＭで２〜３分間混
合することができる。乳化中に消泡のために約０．０２
　ｇの界面活性剤Ｄ　ＯＷ−５０９８（ミシガン州ミツ
ドランドのダウ・ケミカルから入手可能）を添加しても
良い。次で４０重量％のラテックス粒子を含む４１．６
ｇのネオレツＲ９６７（マサチュセツツ州つイルミント
ンのポリビニル・ケミカルズを通して入手可能）を乳化
した混合体に添加し、混合体が均質になるまで約６００
ＯＲＰ　Ｍで１分間混合することができる。カプセルの
好ましい平均容積直径は、フロリダ州バイアレアのクー
ルタ・エレクトロニクス社から入手可能のクールタカウ
ンタモデルＴＡ１１粒子寸法解析機を使用しての測定で
は約３乃至４ミクロンと決定された。この混合体を脱ガ
スし、０．１２　ｇの橋かけ結合剤ＣＸ−１００（ポリ
ビニル・ケミカルズを通して入手可能）を緩混合で添加
することができる。この閉じ込め媒体の屈折率（ｎｅｏ
ｎ）は約１．４８７である。次にこの材料を７６μｍ（
０，００３インチ）のバードドククブレード或は他の適
当な手段を用いて適当な電極を被膜したサブストレート
上に成層し、乾燥させることができる。更に、第２の電
極を被膜したサブストレートを被膜に積層して動作用装
置を作ることができる。

上記例１で示した１、　４８７という閉じ込め媒体の屈
折率の値は、かなりの量の液晶を吸収できるＮＣＡＰフ
ィルム内において閉じ込め材料が達成する値である。液
晶の吸収は、吸収した液晶の量及び液晶の屈折率の値に
依存して、フィルム内の閉じ込め媒体の屈折率を純粋な
材料の屈折率（約１．４８２）よりも上昇させる。従っ
て、広い視角を有するフィルムに関してネマティック及
び閉じ込め媒体を選択する場合、ポリママトリクスへの
ネマティックの可溶性の効果を考慮に入れなけれならな
い。

上述の方法は、液晶材料ＺＬ１１６４６の代りに、△ｎ
が約０．０７７でありｎｏが約１．４７９６である液晶
材料ＺＬ１１８００−０００　（Ｅ、メルク・ケミカル
ズから人手可能）を使用して実施することができる。

廿り−４ 閉じ込め媒体の屈折率は、別のポリマ材料を主ポリマに
混合することによっても調整することができる。このよ
うな混合材料の一例は、水中に分散させた５５％のエポ
キシポリマを含むライトコボンドＸＷにューヨーク州ニ
ューヨークのライトコ・コーポレーションから入手可能
）である。

この特定の材料は爾後のＮＣＡＰ被膜に被膜欠陥を生せ
しめることなくＮＣＡＰ乳剤に添加できるので、ラテッ
クス基ポリマ（Ｒ−９６７のような）に有用である。ま
たこの材料は、透明なフィルムを形成するようにラテッ
クスポリマと混合される。

例えば、例１において特定した乳剤（ネマティック液晶
としてＺＬ１１６４６を使用）に７．５ｇのウィトコボ
ンドＸＷエポキシを攪拌しなからゆっくりと添加する。

この材料を添加すると、閉じ込め媒体の屈折率は１．４
９８に増加し、ｎ　ｅｏｒ＋とｎｏとの不整合が大きく
なるので最低曇り角を２０６から４０６へ移動させるよ
うになる。

カプセル入り液晶材料によって生ずる曇りは、材料の表
面に対しである角度に平行化した内光ビームを導くこと
によって測定することができる。

第４図に示すシステムは視角の関数として曇りを測定す
るのに適する。

図示のようにシステムは、コネティカット州ストラドフ
ォードのオリニル社から入手可能なキセノン光源４０を
使用して約３．２　ｍｍ　（１／８インチ）の直径の平
行化された光ビームを発生させる。ビームが入口ボート
４２及び出口ボート４３の両中心を通るように積算球体
４１を配列する。積算球体４１の直径は約２５．４ｃｍ
（１０インチ）であり、例えばニューハンプシャ州ノー
スサフトンのラブスフェア社から購入できる。入口ポー
トの寸法は、孔の角度中がビーム方向から±４６である
ように作られている。ＮＣＡＰ試料は入口ボートから約
８９ｍｍ（３，５インチ）の距離に回転取付はシステム
４４によって配置される。ＮＣＡＰ試料を特定の角度に
固定した後に２つの測定を行う。先ず出口ポートを反射
用カバー４５で覆い球体に進入する全ての光を検出する
。この場合積算球体によって測定される光強度が１００
％基準値である。第２に、反射用カバー４５を、黒くし
た栓付きシリンダからなる光トラップ４６に置換する。

散乱せずにフィルムを通過した光はトラップによって捕
えられ、積算球体によって検出されない。±４゜以上に
亘って散乱した光は捕えられず、従って球体によって検
出される。％曇りはこれら２つの強度の比として定義さ
れる。即ち 給電した時に試料が低い曇りを呈することが最も望まし
い。次でＮＣＡＰフィルム試料を新しい角度に回転させ
て上述のようにして再測定する。

上記システムによる曇り測定は、観測者が目視する曇り
と極めて良く相関する。

これらの測定の結果は、ｙ軸に離軸曇りを％で表わし、
ｙ軸に視角を度で表わしたグラフにプロットすることが
できる。第５図は１００ボルトの矩形波源から給電した
ＮＣＡＰフィルムのプロット例である。曲線Ａは低複屈
折（△ｎ）ＮＣＡＰＣＡ相料を表わし、曲線Ｂ及びＣは
高△ｎ　ＮＣＡＰＣＡ相料を表わす。詳述すれば、曲線
Ａによって表わされているＮＣＡＰ材料は約０．０８０
の△ｎを有するＺＬ１１６４６液晶材料を使用している
。

−力曲線Ｂは約０．１２３の△ｎを有する液晶を使用し
たＮＣＡＰフィルムを表わし、曲線Ｃは約０、１４３の
△ｎを有するＺＬ１１８４０の液晶（Ｅ、メルクから入
手可能）を使用したＮＣＡＰフィルムを表わす。図示の
ように、低△ｎ液晶ＮＣＡＰ材料（曲線Ａ）は広範囲の
視角に亘って低い曇りを呈する。

加えて、４％の曇りがあると観察者は気付くが、それで
も受け入れる。しかし、２０％の曇りは殆んどの観察者
が受け入れ難いものとして感知する。

第５図から理解できるように、低△ｎ液晶材料は垂直か
ら約±６０°の視角までは受け入れ得る曇りレベルを発
生する（曲線Ａ）。一方高△ｎ材料（曲線Ｂ及びＣ）は
３０°乃至４０°の視角において受け入れ難い曇りレベ
ル（２０％曇り）を発生する。

第６図は、低複屈折液晶を使用し正弦波電源により給電
した場合の曇りの改善例を、高複屈折ネマティック液晶
と対比して示す。即ち、第６図は正弦波及び矩形波の両
電源からの電圧の関数として視角０°における％曇りを
プロットしたグラーフである。曲線り及びＥはネマティ
ックとしてＺＬ１１６４．６（△ｎ＝０．０８０）を使
用したＮＣＡＰをそれぞれ矩形波及び正弦波電源によっ
て動作させた時のプロットである。曲線Ｆ及びＧは約０
．１２３の△ｎを有するネマティック液晶を使用したＮ
ＣＡＰフィルムをそれぞれ矩形波及び正弦波電圧源によ
って動作させた時のプロットである。矩形波電源の場合
には両材料（曲線り及びＦ）共１００ボルトにおいて低
い曇り値を示していることが分る。しかし正弦波電源の
場合には１００ボルトにおいて△ｎ＝０．１２３のフィ
ルム（曲線Ｇ）の曇りは劇的に上昇し、一方ＺＬ１１６
４６フイルム（曲線Ｅ）が支払う罰金は小さい。前述の
ように正弦波の０ボルト期間中の小滴の弛緩が曇りに及
ぼす効果は、低△ｎ材料の方が高△ｎ材料よりも這かに
小さい。

以上に本発明の好ましい実施例を説明したが、当業者な
らばこれらの実施例に種々の変更を施し得ることは明白
であろう。従ってこれらの変更は本発明の範囲内にある
ものと理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はＮＣＡＰ液晶装置の概要図であり、第２図はカ
プセル入り液晶材料を組み入れた窓構造の概要図であり
、 第３図はカプセル入り液晶材料のカプセルの概要図であ
り、 第４図は異なる視角における曇りを測定する装置の概要
図であり、 第５図は異なるＮ　Ｃ、Ａ、　Ｐ液晶材料の視角の関数
としての曇りを表わすグラフであり、 第６図は異なるＮＣＡＰ液晶材料の電圧の関数としての
曇りを表わすグラフである。 １０・・・・・・ＮＣＡＰ液晶装置、 １１・・・・・・ＮＣＡＰ液晶フィルム、１２．１５・
・・・・・サブストレート、１３．１４・・・・・・電
　極、 １６・・・・・・電圧源、 １７・・・・・・スイッチ、 １８．１８Ａ・・・・・・電極を被膜されたサブストレ
ート、 ２０・・・・・・液晶材料、 ２１・・・・・・内容積、 ２２・・・・・・カプセル、 ２５・・・・・・閉じ込め媒体、 ３０・・・・・・二重積層窓構造、 ３１・・・・・・液晶材料、 ３２．３４・・・・・・ガラスパネル、３３．３５・・
・・・・サブストレート、３６．３８・・・・・・内側
（接着）層、３７．３９・・・・・・電極層、 ４０・・・・・・光　源、 ■・・・・・・積算球体、 ２・・・・・・入口ポート、 ３・・・・・・出口ボート、 ４・・・・・・回転取付はシステム、 ５・・・・・・反射用カバー ６・・・・・・光トラップ。 ○°１こおける％曇り ； ％曇す 手 続 補 正 書（方式） ％式％ １、事件の表示 平成２年特許願第１７８４９３号 ２、発明の名称 離軸時の曇りが低く正弦波電源によって作動可能なカプ
セル入り液晶装置 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、閉じ込め媒体と、この閉じ込め媒体内の複数の容積
   内に分散されている低複屈折率液晶材料とを具備し、前
   記液晶材料の実効屈折率が垂直から約±３０°までの視
   角に対して実質的に不変であり、閉じ込め媒体の屈折率
   が液晶材料の常屈折率より大きい液晶装置。２、通過す
   る光の透過を制御するように２枚の光学的に透明なパネ
   ルの間に配置された請求項１記載の液晶装置。 ３、光を透過させるために液晶材料を横切って電界を印
   加するための正弦波電源をも含む請求項２記載の液晶装
   置。 ４、液晶材料の複屈折率が約０．１１５よりは大きくな
   く、約０．０５０よりは小さくない請求項１記載の液晶
   装置。 ５、受け入れ得る曇りのレベルが垂直から約±６０°ま
   での視角に存在する請求項１記載の液晶装置。 ６、閉じ込め媒体内のカプセル入り液晶材料を具備し、
   液晶材料が異常屈折率と常屈折率とを有し異常屈折率と
   常屈折率との差は約０．０５０乃至０．１１５であり、
   閉じ込め媒体の屈折率が前記常屈折率より大きい液晶装
   置。 ７、異常屈折率と常屈折率との差が約０．０８０乃至０
   ．１００である請求項６記載の液晶装置。 ８、閉じ込め媒体の屈折率が常屈折率よりも約０．０２
   ０より大きくない請求項６記載の液晶装置。 ９、閉じ込め媒体の屈折率が常屈折率よりも約０．０１
   ０より大きくない請求項８記載の液晶装置。 １０、液晶材料が複数のカプセル状容積内に分散され、
   これらのカプセルの平均容積直径が約２乃至８ミクロン
   である請求項６記載の液晶装置。 １１、平均容積直径が約３乃至４ミクロンである請求項
   １０記載の液晶装置。 １２、液晶装置を間に配置して窓手段を形成している２
   枚の光学的に透明なパネルをも含み、液晶装置が窓手段
   を通る光の透過を制御する請求項６記載の液晶装置。 １３、少なくとも若干の液晶材料を横切って電界を印加
   するための電極手段をも含む請求項６記載の液晶装置。 １４、電極手段へ電力を供給する電気回路手段をも含む
   請求項１３記載の液晶装置。 １５、電気回路手段が、好ましからざる曇りを発生させ
   ることなく電界を印加するための正弦波電源を含む請求
   項１４記載の液晶装置。 １６、２枚の光学的に透明なパネルと、それらの間に配
   置されている閉じ込め媒体内のカプセル入り液晶材料と
   を具備し、液晶材料が異常屈折率と常屈折率とを有し異
   常屈折率と常屈折率との差は約０．０５０乃至０．１１
   ５であり、閉じ込め媒体の屈折率が前記常屈折率より大
   きく、液晶材料は好ましからざる曇りレベルを発生させ
   ることなく正弦波電源からの電界の印加によって電界印
   加状態と電界遮断状態との間で切替え可能である窓。 １７、低離軸曇りを有する光制御装置を製造する方法で
   あって：約０．０５０乃至０．１１５の複屈折率を有す
   る複屈折液晶材料を選択し；前記液晶材料と、その常屈
   折率よりも大きい屈折率を有する閉じ込め媒体とを混合
   して液晶材料を収容する複数のカプセル状容積を形成さ
   せる諸段階を具備する方法。 １８、ポリマ材料を閉じ込め媒体に添加してその屈折率
   を調整する段階をも具備する請求項１７記載の方法。 １９、液晶材料の実効屈折率が垂直から約±３０°まで
   の視覚に対して実質的に不変である請求項１７記載の方
   法。 ２０、光制御装置を全体的に光学的に透過性のパネルに
   付着せしめる段階をも含む請求項１７記載の方法。 ２１、好ましからざる曇りを生じさせることなく少なく
   とも若干の液晶材料に正弦波電圧を印加する段階をも含
   む請求項１７記載の方法。 ２２、閉じ込め媒体の屈折率が液晶材料の常屈折率より
   も約０．０２０より大きくならないように閉じ込め媒体
   と液晶材料とを選択する段階をも請求項１７記載の方法
   。 ２３、約２乃至８ミクロンの平均直径を有する複数のカ
   プセル状容積を形成させるために、液晶材料と閉じ込め
   媒体とを混合する請求項１７記載の方法。 ２４、光制御装置の視角が垂直から約±６０°であり、
   曇りが約２０％を超えない請求項１７記載の方法。