JPH01296216A - 液晶焦圧電素子、その製造方法及び赤外線検出器 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶焦圧電素子及びその製造方法ならびに該
液晶焦圧電素子からなる赤外線検出器に関し、さらに詳
しく言うと、優れた焦圧電特性を有し、室温程度の温度
域においても十分使用することができ、しかも屈曲性を
有し、かつ大面積の焦圧電素子が得られ、赤外線センサ
ー、温度センサーをはじめとするセンサー分野もしくは
情報分野などの種々の分野に好適に利用することができ
る液晶高分子系の液晶焦圧電素子及びその実用上特に有
利な製造方法ならびに上記の優れた特性を有する液晶焦
圧電素子からなる実用性の高い赤外線検出器に関する。

〔従来の技術〕

焦圧電素子として従来、無機強誘電体を用いたものが焦
電・圧電性共に優れ、また耐熱性等にも優れることから
実用に供されてきている。

しかしながら、これらの無機系の焦圧電素子は、その製
造工程における素子材料の薄膜化、膜厚の制御、加工が
容易でなく、しかも可撓性に著しく劣り、屈曲性を有す
るものや大面積のものが得難いなどの欠点を有している
。

これらの欠点を克服するためにも、無機系の素子材料に
替わる有機系の素子材料の検討が盛んに進められており
、例えばフン化ビニリデンとトリフルオロエチレンの共
重合体（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）などの有機高分子系の焦電
・圧電材料が提案されてきてはいるが、これらの中で最
も優れた■ＤＦ−ＴｒＦＥにおいても圧電材料としては
それなりの評価を受けているものの、未だ実用に耐える
ものとは言い難く、従来の無機系の焦圧電素子に代替す
るに至っていない（例えば、大東弘二：機能材料、１９
８７年、７月号、２１ページ〜３０ページなどを参照）
。

かかる情勢の中でごく最近、焦電材として強誘電性液晶
化合物を用いて、第２図に示す構成の液晶セルからなる
焦電素子を試作し、これを用いた焦電気的研究から該素
子が、従来の無機系の素子と同等もしくはそれ以上の性
能を有することが示されるに至った〔八、Ｍ、Ｇｌａｓ
ｓ、ｅｔ　ａｌ、、Ｊ、八Ｉ）Ｉ）１．Ｐｈｙｓ。

、６０．　ｐｐ２７７８〜２７８２（１９８６）　）。

なお、第２図は、＾、Ｍ、Ｇｌａｓｓらが考案し、上記
の焦電気的な研究に用いられた液晶セルの構成を示す断
面図「但し、この図面は、上記のＡ、Ｍ、ＧＩａｓＳら
の文献の２７７９ページに掲示されている図（Ｆｉｇ、
２　　Ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌ　　ｃｅｌｌ　　
ｕｓｅｄ　　ｆｏｒ　　ｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　５
ｔｕｄｉｅｓ）を引用して新たに作成したものである。

）であり、第２図中の１′はガラス基板、２′は基板、
３′はＣｒ−Ａｕ　フィルム（１！極）、４′はＩＴＯ
膜（電極）、５′はラビング処理されたポリマー（ＲＵ
ＢＢＨＤ　ＰＯＬＹＭＥＲ）　、６　’はポリイミド製
のスペーサー、７′は強誘電性液晶化合物、８′は入射
光を表す。

しかしながら、この従来の強誘電性液晶化合物を用いる
焦電素子においては、従来の無機系のものに比べて素子
をより簡便に作製することができ、また優れた焦電特性
を示すものの、低分子の液晶化合物を用いているので、
液晶化合物を固定しかつその膜厚を安定に制御するため
にスペーサーを用いるなど特別な構成を必要とし、十分
な屈曲性を有する素子や、大面積の素子が得難いなどの
問題点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記事情に基づいてなされたものである。　
。

本発明の一つの目的は、前記の課題を解決し、焦圧電特
性に優れ、しかも十分な屈曲性を有し、かつ大面積の素
子を容易に実現とすることができる実用上著しく有利な
液晶焦圧電素子を提供することにあり、 また、本発明の他の一つの目的は、その優れた特徴を有
する液晶焦圧電素子を著しく簡便にかつ効率よく製造す
ることができ、しかも連続生産方式を容易に実現するこ
とができる実用上特に有利な液晶焦圧電素子の製造方法
を提供することにあり、 また、本発明のさらに他に一つの目的は、上記の優れた
特徴を有する液晶焦圧電素子からなる赤外線検出器を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重
ねた結果、焦圧電材料として、特定のものすなわち強誘
電性液晶ポリマーを用い、双極子が配向した該液晶ポリ
マーを、二枚の電極もしくは少なくとも一方の電極の外
側にガラス、熱可塑性樹脂などの基板が設けられた二枚
の電極に挟持された構成を有する液晶焦圧電素子あるい
は該素子の少なくとも一つの面に熱吸収材が積層されて
いる液晶焦圧電素子が、焦圧電特性に優れ、しかも十分
な屈曲性を有しかつ大面積の素子を容易に実現できるな
ど実用１優れた液晶焦圧電素子であることを見出し本願
請求項１〜５のそれぞれの発明を完成するに到り、 また、該液晶焦圧電素子からなる赤外線検出器が、室温
程度の温度域においても十分使用可能な実用性の高い赤
外線検出器であること見出して、本願請求項６の発明を
完成するに至り、本発明の液晶焦圧電素子の実用上有利
な製造方法を見出すべく鋭意研究を重ねた結果、種々の
方法の中でも、強誘電性ポリマーを二枚の電極間もしく
は少なくとも一方の電極の外側に基板が設けられている
二枚の電極間に挟持して得られた液晶素子に、特定の条
件でポーリング処理を施すという工程を含む方法が、簡
便でかつ効率のよい、しかも連続生産方式を容易に実現
することができる実用上特に有利な方法であること見出
して、本願請求項７及び８のそれぞれの発明を完成する
に至った。

すなわち本願請求項１の発明は、二枚の電極間に挟持さ
れた、双極子の配向した強誘電性液晶ポリマーからなる
ことを特徴とする液晶焦圧電素子であり、 本願請求項２の発明は、二枚の電極間に挟持された、双
極子の配向した強誘電性液晶ポリマーからなり、かつ該
二枚の電極の少なくとも一方の外側に基板が設けられて
いることを特徴とする液晶焦圧電素子であり、 本願請求項３の発明は、基板が、熱可塑性樹脂である請
求項２に記載の液晶焦圧電素子であり、本願請求項４の
発明は、基板が、ガラスである請求項２に記載の液晶焦
圧電素子であり、本願請求項５の発明は、少なくとも一
つの面に熱吸収材が積層されている請求項１〜４のいず
れかに記載の液晶焦圧電素子であり、 本願請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載
の液晶焦圧電素子からなることを特徴とする赤外線検出
器であり、 本願請求項７の発明は、二枚の電極間に強誘電性液晶ポ
リマーを挟持して得られた液晶セルを、該液晶ポリマー
が等方相を示す温度に加熱し、電界をかけながら該液晶
ポリマーが液晶相を示す温度まで徐冷することを特徴と
する液晶焦圧電素子の製造方法であり、 本願請求項８の発明は、少なくとも一方がその外側に基
板を設けられた二枚の電極間に、強誘電性液晶ポリマー
を挟持して得られた液晶セルを、該液晶ポリマーが等方
相を示す温度に加熱し、電界をかけながら該液晶ポリマ
ーが液晶相を示す温度まで徐冷することを特徴とする液
晶焦圧電素子の製造方法である。

まず、本発明の液晶焦圧電素子の構成を図面を参照しな
がら詳細に説明する。

第１図は、本発明に係わる液晶焦圧電素子の構成の一例
、を概略的に示す断面図である。

第１図中、１及び１ａはそれぞれ熱吸収材の層を示し、
２及び６はそれぞれ基板を示し、３及び５はそれぞれ電
極（電極層）を示し、４は双極子の配向した強誘電性液
晶ポリマーの層を示す（なお、以下、双極子の配向した
強誘電性液晶ポリマーを、配向液晶ポリマーと略記する
ことがある。

〕。

第１図には、二層の熱吸収材の層１及び１ａが設けられ
ている場合を示すが、必ずしもこれに限定されるもので
はな（、例えば第１図において層１及び１ａのうちのい
ずれか一層のみを用いてもよく、両方とも用いない構成
としてもよい。

すなわち、本発明に係わる液晶焦圧電素子は、熱吸収材
を有するものであってもよく、あるいは熱吸収材を有し
ないものであってもよい。

熱吸収材を設ける場合、該熱吸収材は赤外線などの入射
光を効率的に熱として吸収できるように液晶焦圧電素子
の少なくとも一面に、通常層状にあるいは分散層として
、積層して設けるのが好まい。

本発明において、前記熱吸収材としては、各種のものを
使用することができるが、通常、赤外線などの入射光を
反射せずに効率的に熱を吸収するものが好適に使用する
ことができる。具体的には、例えば、カーボンブラック
等の従来熱吸収材として用いられているものを挙げるこ
とができる。

なお、前記熱吸収材は、通常、プラスチックフィルム、
ガラスなどの基板上、あるいは電極もしくは基板付きの
電極の面上に、塗布するなどして層状に設けて使用され
るが、所望により、例えば配向液晶ポリマー層中に粒状
に分散させるなどして、分散層として使用することもで
きる。

前記熱吸収材の層の厚さとしては、特に制限はないが、
例えば熱吸収材としてカーボンブラックを用いる場合に
は、通常１〜５０μｍ程度の範囲内に設定するのが好適
である。

一方、配向液晶ポリマー層中に粒状のカーボンブラック
を分散させて用いる場合には、該カーボンブラックの粒
径は、通常、１〜５μｍの範囲内とするのが好適である
。この粒状のカーボンブラックの配合割合は、用いる配
向液晶ポリマーに対して通常、３重量％以下とするのが
望ましい。

本発明に係わる、液晶焦圧電素子は、基板を有する構成
としてもよく、あるいは基板を有しない構成としてもよ
く、いずれでもよい。

基板を設ける場合、通常、第１図に例示するように二枚
の基板（基板２及び６）をそれぞれ前記二枚の電極（電
極３及び５）の外側に、少なくとも配向液晶ポリマーと
二枚の電極からなる積層体を挟持する形式で設けるのが
好ましいが、ｌ・ずしもこれに限定されるものではなく
、目的に応じてこれらの二枚の基板のうちのいずれか一
方のみを用いる構成としてもよく、あるいは上記の二枚
の基板の外側にさらに基板を付加した構成としてもよく
、いずれでもよい。

本発明において、前記基板としては、公知のものなど各
種のものを使用することができる。

具体的には、例えば、通常のガラス、バイコールガラス
、石英もしくは石英ガラス等の特殊ガラスなどのガラス
、フッ化カルシウム、塩化ナトリウム、臭化カリウム、
アルミナなどの様々なセラミック、金属などの無機物系
の基板、各種のプラスチック、ゴム、紙などの有機物系
の基板、複合材料系の基板などを挙げることができる。

これらの中でも、経済性、凡用性、加工性などの点から
、熱可塑性樹脂などのプラスチック又はガラスが好まし
く、屈曲性に特に優れ、大面積化が著しく容易であり、
連続生産が特に容易であるなどの点から可撓性を有する
熱可塑性樹脂などの可撓性プラスチックが特に好ましい
。

前記熱可塑性樹脂としては、各種のものを使用すること
ができるが、中でも特に、例えばポリエチレンテレフタ
社し−）−（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ
）　、ポリカーボネート（ＰＣ）などの可撓性、強度、
耐熱性、透明性、耐久性などに優れたものが好適に使用
することができる。

なお、前記基板として可撓性及び強度等に優れたものを
用いることによって、例えば、基板をロール状のものと
して連続的に供給し、移送ローラー（等）により各工程
に連続的に移送し、製品や中間製品をロール状に巻き取
るなどの連続生産方式を特に好適に実現することができ
る。

基板を二枚もしくは二枚以上設ける場合には、これらの
基板として、同じ材質のものを用いてもよく、あるいは
相違した材質のものを用いてもよ（、いずれでもよい。

例えば、使用する二枚の基板のうちの両方をガラスとし
てもよく、両方を熱可塑性樹脂としてもよく、あるいは
一方の基板をガラスとし、他の一方の基板を熱可塑性樹
脂としてもよい。

なお、光を配向液晶ポリマー層に入射せしめて使用する
形式の焦圧電素子もしくは赤外線検出器においては、上
記の二枚の基板のうち少なくとも一方の基板を透明なも
のとし、この透明な基板を透明な電極の外側に設けて使
用するのが望ましい。

本発明において使用する前記基板の形状としては、特に
制限はなく、使用目的等に応じて各種の形状のものを使
用することができるが、通常、板状、シート状もしくは
フィルム状のものなどが好適に使用される。

基板の厚みは、基板の透明度、可撓性の程度、強度、加
工性などの材質、素子の使用目的などに応じて適宜選定
することができる０例えば、基板として上記例示の熱可
塑性樹脂のフィルムを用いる場合には、このフィルムの
厚さを、通常５０〜５００μｍ程度の範囲内に設定する
のが好ましい。

本発明に係わる液晶焦圧電素子において重要な点の一つ
は、該素子が、少なくとも二枚の層状電極により、少な
くとも配向液晶ポリマー（双極子の配向した強誘電性液
晶ポリマー）からなる層もしくは積層体を挟持してなる
積層構造を有する点である。

すなわち、本発明に係わる液晶焦圧電素子は、二枚の電
極により少なくとも配向液晶ポリマーが挟持された構成
のもであれば、二枚の電極により挟持されている中間層
は、配向液晶ポリマー層のみであっても、例えば第１図
に示すように配向液晶ポリマー層と熱吸収材層とからな
る積層体であっても、上記の熱吸収材粒子が分散した配
向液晶ポリマー層であっても、あるいは配向液晶ポリマ
ー層と例えば接着層や他の強誘電体層などの他の層との
積層体であってもよく、いずれでもよい。

第１図には電極３及び５がいずれも中間層のそれぞれの
面の全面にわたって設けられている構成の例を示すが、
必ずしもこれに限定されるものではなく、これらの電極
のうちいずれか一方あるいは両方を中間層の所定の面の
所望の部分にのみ設けてもよい。

すなわち、これらの電極の形状としては、特に制限はな
（、中間層の全面にわたるものとしてもよく、ストライ
プ状としてもよく、あるいは他の所望の形状としてもよ
く、いずれでもよい。

本発明において、前記電極としては、通常用いられるも
の、例えば、金属膜、導電性酸化物膜などの導電性無機
膜、導電性有機膜など各種のものを使用することができ
る。

本発明において、前記二枚の電極のうち少なくとも一方
の電極として、通常、透明もしくは半透明のものが好適
に用いられる。

この透明もしくは半透明の電極の具体例としては、例え
ば、ＮＥＳＡ膜といわれる酸化錫膜、ＩＴＯ膜といわれ
る酸化錫を混入した酸化インジウム膜、酸化インジウム
膜、金やチタンなどの蒸着膜状あるいは他の薄膜状の金
属もしくは合金などを挙げることができる。

これらの電極は、公知の手法などの各種の手法、例えば
、蒸着法、印刷法、塗布法、メツキ法、接着法など、あ
るいはこれらを適宜組み合わせた手法を用いて、例えば
配向液晶ポリマー層などの中間層、基板、熱吸収材の層
などの所定の面上に設けることができる。

なお、本発明の製造方法において、これらの電極は予め
基板もしくは基板付きの熱吸収材層等の面上に設けて使
用するのが好ましい。

本発明において、前記強誘電性液晶ポリマーとしては、
強誘電性の液晶状態をとるポリマー（ホモポリマー又は
コポリマー）もしくはポリマーブレンドもしくはポリマ
ー組成物のいずれのものをも使用することができる。

すなわち、ポリマー分子自体が強誘電性の液晶特性を示
す強誘電性高分子液晶（ホモポリマー又コポリマー又は
それらの混合物）、強誘電性高分子液晶と通常のポリマ
ーとの混合物、強誘電性低分子液晶と通常のポリマーと
の混合物、強誘電性高分子液晶と強誘電性低分子液晶、
強誘電性高分子液晶と強誘電性低分子液晶と通常のポリ
マーとの混合物などの、すべての強誘電性を示す液晶ポ
リマーを使用することができる。

前記強誘電性高分子液晶の中でも、例えば、カイラルス
メクティックＣ相をとる側鎖型強誘電性高分子液晶が好
適に使用することができる。

本発明において用いられる強誘電性高分子液晶の具体例
としては、例えば、以下に示すものなどを挙げることが
できる。

（ａ）側鎖に強誘電性の液晶特性を発現する基を有する
強誘電性の液晶ポリマー、（ｂ）ポリマー分子と低分子
液晶化合物が水素結合等により付加体を形成してなる強
誘電性の液晶ポリマー、（Ｃ）上記（ｂ）以外の強誘電
性の液晶性低分子化合物をポリマーに含有させることで
強誘電性の液晶特性が発現するもの、あるいはこれらの
混合物などを使用することができる。これらの各種の強
誘電性液晶ポリマーの中でも、特にカイラルスメクティ
ックＣ相（ＳｍＣ”相）をとるものが好ましい。

前記（ａ）のタイプの強誘電性液晶ポリマーの具体例と
しては、例えば、以下の各々の一般式からなる繰り返し
単位を有するポリマー、コポリマー又はこれらのブレン
ド物等を挙げることができる。

〔１〕ポリアクリレート系（特願昭６１−３０５２５１
号及び特願昭６２−１０６３５３号として本出願人が出
願） イＣＨ，−ＣＨ弁 Ｃ０Ｏ−（ＣＨ汁ｒＯ−Ｒ＋ 〔式中、ｋは１〜３０までの整数であり、であり、Ｘは
−ＣＯＯ−又は−０ＣＯ−であり、Ｒ２は−Ｃ００Ｒ３
、−０ＣＯＲｚ、−〇Ｒ３、又は−Ｒ３であり、ここで
Ｒ３は （式中、ｍ及びｎは、各々独立に、０〜９の整数であり
、ｑは、０又は１であり、Ｒ４及びＲ５は、それぞれ−
ＣＬ、ハロゲン原子又はＣＮであり、但し、Ｒ１が−Ｃ
Ｉ＋、である場合には、ｎは０ではなく、Ｃ１は不斉炭
素原子を表し、Ｃ（−ｋ）　はｎ≠０の場合不整炭素原
子を意味する。）で表される基を表す。〕このポリマー
の数平均分子量は、好ましくは、１．０００〜４００，
０００である。１，０００未満であるとこのポリマーの
フィルム、塗膜としての成形性に支障を生じる場合があ
り、一方、４ｏｏ、ｏｏｏを超えると応答時間が長くな
る等の好ましくない結果の現れることがある。そして、
数平均分子量の特に好ましい範囲は、Ｒ９の種類、ｋの
値、Ｒ１の光学純度等に依存するので一概に規定できな
いがｌ、０００から２００，０００である。

このポリマーの一般的な合成方法は、下式、Ｃ１２，Ｃ
Ｈ ｃｏｏ−＋ｃｏ六ＯＲ。

（ここで、ｋ、Ｒ，、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１、ｍ及び
ｎは前記のものである。） で示されるモノマーを公知の方法で重合することにより
得ることができる。

なお、ポリアクリレート系のうち、次式で示す液晶のＳ
ｗＣ”相を示す温度Ｔｌｅ”、書き込み電圧■６及び平
均分子ｆＭ。の例を示すと、次の通りである。

（ａ）　　ｋ＝１２．Ｍ、＝５３００．Ｔ、ｃ”　　：
５〜１２　”Ｃ１Ｖ、：５Ｖ （ｂ）　　ｋ＝１４．Ｍ、＝６５００．Ｔ、ｃ”　　：
１３〜３１°Ｃ１Ｖ、：５Ｖ （ｎ）ポリエーテル系（特願昭６１−３０９４６６号と
して本出願人が出願したものなど）（式中、ｋは１〜３
０の整数であり、 あり、Ｘは−ＣＯＯ−又は一０ＣＯ−であり、Ｒ１は−
Ｃ００Ｒｉ、−０ＣＯＩｈ、又は−０Ｒ３であり、ここ
でＲ３（式中、ｍ及びｎは、各々独立に、０〜９の整数
であり、ｑは、０又は１であり、Ｒ４及びＲ３は、それ
ぞれ−ＣＨ，、ハロゲン原子又はＣＮであり、但し、Ｒ
１が−ＣＨ，である場合には、ｎは０ではなく、Ｃ０は
不斉炭素原子を表し、Ｃ（°）　はｎ−１の場合不整炭
素原子を意味する。）で表される基を表す。〕このポリ
マーの数平均分子量は、好ましくは、１．０００〜４０
０，０００である。１，０００未満であるとこのポリマ
ーのフィルム、塗膜としての成形性に支障を生じる場合
があり、一方４０ｏ、ｏｏ’ｏを超えると応答速度が遅
くなる等の好ましくない結果の現れることがある。そし
て、数平均分子量の特に好ましい範囲は、Ｒ，の種類、
ｋの値、Ｒ１の光学純度等に依存するので一概に規定で
きないが、１．０００〜２００．０００である。

このポリマーの一般的な合成方法は、下記一般式 ％式％ Ｘは前記のものである。） で示される七ツマ−を公知の方法で重合することにより
得ることができる。

なお、ポリエーテル系のうち、次式で示す液晶のＳｎ＋
じ相を示す温度Ｔ３♂、書き込み電圧Ｖ。

及び平均分子量Ｍ、、の例を示すと、次の通りである。

（ａ）ｋ＝８．Ｍ、ｌ＝２８００．Ｔ、ｃ”　２４〜５
０°Ｃ９ｖ、：３ｖ （ｂ）ｋ＝１０．Ｍ、＝２４００．Ｔ、ｃ”　　：１９
〜５０℃、Ｖ４：３Ｖ （Ｉ［）ポリシロキサン系（特願昭６２−１１４７１６
号として本出願人が出願したものなど）−４０−Ｓｉ′
＋− Ｌ４ＣＨ行ｏ−Ｒｔ （式中、Ｒｔは低級アルキル基であり、ｋは１〜３０の
整数であり、 Ｒ３は−ＣＯＯＲ，、−〇Ｒ４、又は−０ＣＯＲ４、Ｘ
は−ＣＯＯ−又は−０ＣＯ−であり、ここでＲ４は （式中、ｍ及びｎは、各々独立に、０〜９の整数であり
、ｑは、０又は１であり、Ｒ３及びＲ６は、それぞれ−
Ｃ１（３、ハロゲン原子又はＣＮであり、但し、Ｒ６が
−ＣＨ，である場合には、ｎは０ではなく、Ｃ″は不斉
炭素原子を表し、Ｃ（１））はｎ−１の場合不整炭素原
子を意味する。）で表される基を表す。

〕 このポリマーの数平均分子量は、特に限定されないが、
１．０００〜４００，０００であることが好ましい。こ
の数平均分子量が１，０００未満ではこのポリマーのフ
ィルム塗膜としての成形性に支障を生じる場合があり、
一方、４００．０００を超えると電解応答速度が遅い等
の好ましくない結果の現れることがある。数平均分子量
の特に好ましい範囲は、Ｒ１基の種類、ｋ、ｍ、ｎの値
、Ｒ４基の光学純度等に依存するので一概に規定できな
いが、通常、ｉ、ｏｏｏ〜２００，０００である。

このポリマーは例えば、下式、 Ｒ。

−ＧＯ−５ｉ＋− （式中、Ｒ１は前記と同じ意味を有する。）で表される
繰り返し単位からなるアルキルヒドロポリシロキサンと
下式 ％式％ （式中、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒｓ、　ｋ、　ｍ、及びｎ
は前記と同じ意味を有する。） で表される液晶ユニット化合物とを一定条件で反応させ
ることにより合成することができる。

なお、ポリシロキサン系のうち次式で示す液晶５ＬＩＣ
”相を示す温度ＴＳど、書き込み電圧Ｖ４及び平均分子
量Ｍ７の例を示すと、次の通りである。

（ａ）ｋ＝６．　Ｍ＋、＝１６４００．　Ｔ、ｃ”　　
：　７０〜９０°ｃ、　　　　Ｖｄ＝ＩＶ （ｂ）ｋ＝８．Ｍ、＝１５０００．Ｔ、ｃ”　　：　３
９〜９１”ｃ、　　　　Ｖ、＋＝ＩＶ ［ＩＶ）ポリエステル系（特願昭６１．−２０６８５１
号として本出願人が出願したものなど）〔式中のＲ８は
Ｈ，Ｃ１ｈ又はＣ，Ｒ５、Ｌは１〜２０の整数、ｋは１
〜３０の整数、Ａは０（酸素）又は−ＣＯＯ−、ｍは０
又は１、 Ｘは−ＣＯＯ−又は−０ＣＯ−、Ｒ３は−ＣＯＯＲ，、
−〇Ｃ０Ｒ４、−ＯＲ４、−ＣＯＲ４又は−Ｒ４であっ
て、ここでＲ４は（式中、ｍ及びｎは、各々独立に、０
〜９の整数であり、ｑは、０又は１であり、Ｒ１及びＲ
４は、それぞれ−ＣＨ，、ハロゲン原子又はＣＮであり
、但し、Ｒ６が−ＣＬである場合には、ｎはＯではなく
、Ｃ１は不斉炭素原子を表し、０１″　はｎ−１の場合
不整炭素原子を意味する。）で表される基を表す。

〕 又は、 〔式中のしは１〜２０の整数、ｋは１〜３０の整数、Ａ
は○（酸素）又は−ＣＯＯ−、ｍは０又は１であり、Ｒ
１は Ｘは−ＣＯＯ−又は−０ＣＯ−、Ｒ，は−ＣＯＯＩｈ、
−０ＣＯＲｘ、−０Ｒ１、−ＣＯＲ，又は−Ｒ３であっ
て、ここでＲ３は（式中、ｍ及びｎは、各々独立に、０
〜９の整数であり、ｑは、０又は１であり、Ｒ４及びＲ
７は、それぞれ−ＣＨ，、ハロゲン原子又はＣＮであり
、但し、Ｒ１が−ＣＩ！である場合には、ｎはＯではな
く、ＣＩは不斉炭素原子を表し、Ｃ（＊）はｎ−１の場
合不整炭素原子を意味する。）で表される基を表す。

〕 これらのポリマーは、通常のポリエステルの縮重合反応
によって得られる。即ち、上記構造の二塩基酸又はこれ
らの酸クロライドと、二価アルコールの縮重合反応によ
って得られる。

これらのポリマーの数平均分子量１，０００〜４０．０
００の範囲にあることが好ましい。この分子量が１，０
００未満ではこのポリマーのフィルムや塗膜としての成
形性に支障が生じる場合かり、一方、４００．０００を
超えると応答速度が遅い等の好ましくない結果の現れる
ことがある。

数平均分子量の特に好ましい範囲は、Ｒ２の種類、ｋの
値、Ｒ４の光学純度等に依存するので一概に規定できな
いが、通常１，０００〜２００，０００である。

（Ｖ） 前記（１）ポリアクリレート系、（ＩＩ）ポリエーテル
系、（Ｉ［［］ポリシロキサン系及び（ｒＶ）ポリエス
テル系の繰り返し単位を含む共重合体。

前記（Ｉ）〜（ＩＶ）の繰り返し単位を含む具体例とし
ては次のものがある。

■（Ｉ）の繰り返し単位と、以下の繰り返し単位を含む
共重合体。

Ｒ＋　　　　　　　　Ｒ＋　　　　　　　　　　Ｒ＋（
式中Ｒ１はＨ，ＣＩ、　、ＣＩ、　Ｆ　、　Ｂｒ、又は
■であり、Ｒ２はＣ３〜、。のアルキル又はアリールで
ある。）この共重合体の数平均分子量Ｍ７はｉ、ｏｏ。

〜４００，０００であり、好ましくは１．　０００〜２
００，０００である。

また、（１）の繰り返し単位は、２０〜９０％が好まし
い。

■ＣＩ）の繰り返し単位の前駆体単量体であるｃｏｚ＝
ｃｒｔ Ｃ００（ＣＨけ＊　ＯＲ＋ と以下の単量体との重合によって得られる共重合体。

〔式中、Ｒ１はＣ＋’％／ｚ。のアルキル又はアリール
（液晶性ヲ有スるビフェニル、フェニルベンゾエート等
を含んでいてもよい、）である。〕■〔！〕の繰り返し
単位と＋ＣＨｚ・ＣＩ＋？ ＣＯＯ（ＣＨけＬ　ＯＲｚ の繰り返し単位を含む共重合体。

（式中りは１〜３０の整数であり、Ｒ２はあり、Ｘは−
ｃｏｏ−、−ｏｃｏ−又は−Ｃ１（＝Ｎ−であり、Ｒ４
は−ＣＯＯＲｉ、−０ＣＯＲｈ、−〇Ｒ６又は−Ｒ６で
あり、Ｒｈは０１〜１・のアルキル、フルオロアルキル
又はクロロアルキルである。） 本発明に用いられる強誘電性液晶ポリマーとしては、ポ
リマー中の側鎖の末端部分に不斉炭素が１又は２．存在
するものに限定されるものではなく、側鎖の末端部分に
不斉炭素が３以上含まれるものも使用できる。

また、前記強誘電性液晶ポリマーに５ｒａＣ”を有する
低分子液晶を混合したものも使用できる。

前記（ロ）のタイプの強誘電性液晶ポリマーとして、例
えばプロトン供与体及び／又はプロトン受容体をそれぞ
れに有するポリマーと低分子化合物とのブレンド物（特
願昭６１−１６９２８８号として本出願人が出願したも
のから類推できる）等を挙げろことができる。

この液晶ポリマーとしては、例えば下記に示す低分子液
晶とポリビニルアセテートとが水素結合して高分子状と
なっているものがある。

強誘電性低分子液晶としては、例えば、次のものがある
。

■ Ｃ８゜ （ここで、ｋは３〜３０の整数である。）■　４−　（
４’　−（１２−ジメチロールプロピオニルオキシドデ
シルオキシ）ベンゾキシ〕安息香酸２−メチルブチルエ
ステル ■　４−（４’　−（１２−（２，２−ジアセトキシプ
ロピオニルオキシ）ドデシルオキシ）ベンゾキシ〕安息
香酸２−メチルブチルエステル■　４’−（１２−ジメ
チロールプロピオニルオキシドデシルオキシ）ビフェニ
ル−４−カルボン酸２−メチルブチルエステル ■　４’　−［１２−（２，２−ジアセトキシプロピオ
ニルオキシ）ドデシルオキシ〕ビフェニルー４−カルボ
ン酸２−メチルブチルエステル■　４’　−（４’　−
（１２−ジメチロールプロピオニルオキシドデシルオキ
シ）ベンゾキシ〕ビフェニルー４−カルボン酸２−メチ
ルブチルエステル ■　４’　−（４’　−（１２−（２，２−ジアセトキ
シプロピオニルオキシ）ドデシルオキシ）ベンゾキシ〕
−ビフェニルー４−カルボン酸２−メチルブチルエステ
ル ■　４−　（４’　−（１２−ジメチロールプロピオニ
ルオキシドデシルオキシ）ビフェニル−４′−カルボニ
ルオキシ〕安息香酸２−メチルブチルエステル ■　４−〔４“−（１２−（２，２−ジアセトキシプロ
ピオニルオキシ）ドデシルオキシ）ビフェニル−４′−
カルボニルオキシ〕安息香酸２−メチルブチルエステル 前記（Ｃ）のタイプの強誘電性液晶ポリマーとしては、
例えば強誘電性低分子液晶と熱可塑性非晶質ポリマーと
のブレンド物〔特願昭５９−１６９５９０号（特開昭６
１−４７４２７号）として本出願人が出願）等を挙げる
ことができる。

この液晶は、熱可塑性非晶質ポリマー１０〜８ＱｗＬ％
と、低分子液晶９０〜２０ｗｔ％とからなる液晶組成物
であって、本来は、自己形状保持能力がない低分子液晶
に特定の非晶質ポリマーを一定量加えることによって、
この混合物をフィルム等に形成することを可能にし、こ
のフィルム状等にすることにより自己形状保持能力を付
与したものである。

この液晶組成物に用いられる熱可塑性非晶質ポリマーと
しては、ポリスチレン、ポリカーボネート等の光学的異
方性を存しないものが用いられる。

また、低分子液晶としては、例えば ■　ＤＯＢＡＭＢＣ（Ｐ−デシロキシベンジリデン−ア
ミノ−２−メチルブチルシンナメート）■　４′−オク
チルオキシビフェニル−４−カルボン酸２−メチルブチ
ルエステル ■　４−　（４”−オクチルオキシビフェニル−４′−
カルボニルオキシ）安息香酸２−メチルブチルエステル ■　４−オクチルオキシ安息香酸４−（２−メチルブチ
ルオキシ）フェニルエステル ■　４′−オクチルオキシビフェニル−４−カルボン酸
３−メチル−２−クロロペンチルエステル■　３−メチ
ル−２−クロロベンクン酸オクチルオキシビフェニル−
４−エステル ■　ｐ−へキシルオキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−
２−クロロプロピルシンナメート■　４−（２−メチル
ブチルベンジリデン）−４′−オクチルアニリン等のＳ
ｍＣ“相をとる強誘電性の液晶化合物が用いられる。

本発明において、前記強誘電性液晶ポリマーは、その双
極子を配向して二枚の電極に挟持して前記したように単
独層、分散層、他の層との積層体などの中間層として使
用するが、この配向液晶ポリマー層（双極子の配向した
強誘電性液晶ポリマーの層）の層厚としては、用いる液
晶ポリマーの種類、配向液晶ポリマーの屈折率、素子の
使用目的などに応じて異なるので一様に規定することが
でない、通常１〜１０μｍ程度の範囲内に設定するのが
好ましい。

なお、配向液晶ポリマーの層厚ｄと該配向液晶ポリマー
の屈折率との積ｎｄが、入射光の所望の波長の整数倍に
なるようにｄを選定することにより特定の波長の光を選
択的に効率よく吸収することも可能である。

本発明の製造方法において、前記強誘電性液晶ポリマー
を前記二枚の電極間に挟持する方法としては、特に制限
はなく、公知の方法などの各種の方法を用いるころがで
きるが、通常次に示す方法が特に好適に使用できる。

すなわち、電極付の基板（フィルム）に強誘電性液晶ポ
リマーを塗布し、該液晶ポリマー層にもう一方の電極付
き基板（フィルム）を重ね合わせて液晶セルを作製する
。この液晶セル中の液晶分子は大抵の場合、基板に平行
な方向を向いているが、界面の性質上垂直となってしま
う場合もありうる。この場合、予め基板の内側（液晶側
）にポリイミド、ＰＶＡ，ＰＶＤＦ等の高分子膜を設け
ると液晶分子を基板と平行に配向させやすくなる〔なお
、以下、この液晶分子の配向のことを、液晶分子の双極
子の配向と区別するために、分子配向と略記することが
ある。〕 ここで強誘電性液晶ポリマーの塗布法としては、特に制
限はないが、通常次に示す（ａ）溶媒稀釈法、（ｂ）直
接塗布法などが好適に使用できる。

（ａ）溶媒稀釈法 前記強誘電性液晶ポリマーを溶媒に溶かし基板に塗布し
た後、溶媒を蒸発させ均一な膜を得る。

この際、溶媒として例えば、ジクロロメタン、トルエン
、キシレン、テトラヒドロフラン（ＴＨＥ）等を用い、
稀釈濃度を、通常５〜４０％程度の範囲内とするのが、
好適である。稀釈濃度が、この範囲外ではむらができて
しまい均一な膜が得られないことがある。

（ｂ）直接塗布法 強誘電性液晶ポリマーを溶媒に溶かさずに等方相あるい
はスメクティックＡ相、カイラルスメクティックＣ相、
ネマティンク相などの流動性を存する状態でバーコータ
ーもしくはグラビアコーター等を用いて基板上に直接塗
布する。

本発明、の製造方法においては、強誘電性液晶ポリマー
の層を上記の如く塗布法など電極付き基板等の下地に設
ける際もしくは設けたのちに、所望により該強誘電性液
晶ポリマーに分子配向処理（液晶分子の配向を目的とす
る処理）を施すことができる。この分子配向処理をを施
すことにより、液晶分子の双極子の配向処理（ポーリン
グ処理）の効果、ひいては液晶焦圧電素子の性能をさら
に高めることもできる。

この分子配向処理は、公知の方法などの各種の方法によ
って行うことができるが、通常例えば、次に示す方法を
用いて好適に行うことができる。

以下に強誘電性液晶ポリマーの層４ｂの、より具体的な
形成方法及び分子配向処理の方法の例を図面を参照しつ
つ詳細に説明する。

第３図は、本発明の液晶焦圧電素子の製造工程における
強誘電性液晶ポリマーの塗布法の一実施例を示す塗布過
程の状態を表す断面図である０図中、８は、強誘電性液
晶ポリマー４ａを、電極５を有する基板６上に塗布・分
子配向せしめ強誘電性液晶ポリマーを形成させるための
塗布棒であり、７は加熱装置付固定台である。

塗布棒８の形状としては特に制限はないが通常、円筒状
のヘラやヘラ状の棒等が好適に用いられる。

この塗布棒は、所望により加熱されていてもよい。

第３図の塗布法では、塗布棒８を、基板６及び固定台７
に対して速度Ｖで移動又は往復させることによって効率
よく分子配向製膜することができる。ここで、速度Ｖは
、通常ｌ〜１０００Ｍ／秒、好ましくは５〜６００ｆｉ
／秒の範囲とするのが好適である。強誘電性液晶ポリマ
ー材４ａもしくはその分子配向された層４ｂは、塗布棒
８によって荷重Ｗを与えられている。この荷重Ｗは、線
圧力として、通常０．５〜１００ｋｇ／１１、好ましく
は１〜３０ｋｇ１０＋の範囲とするのが好適である。

また、液晶ポリマー材４ａ及び液晶ポリマー層４ｂは固
定台７によって加熱されている。その温度は分子配向の
効果を高める点からスメクティックＡ相と等方相の混和
、スメクティックＡ相、あるいはカイラルスメクティッ
クＣ相等の液晶状態に保たれる温度範囲に設定するのが
好ましい、この温度調節を行うために、固定台７の加熱
装置には温度コントローラが設けられていることが望ま
しい。

なお、液晶ポリマー４ａは、前記強誘電性液晶ポリマー
に適切な溶剤等を添加して、塗布膜を形成しやすいよう
な粘度範囲の流動体もしくは半流体として使用するのが
望ましい。

用いる溶剤としては、本発明の目的に支障を生じないも
のであれば、特に制限はないが、用いた溶剤は、上記製
膜工程において、加熱により揮発除去するので、揮発性
の溶剤を用いることが好ましく、具体的には前記例示の
溶媒を挙げることができる。

また、前記液晶ポリマー材４ａは、所望により、粘度付
与材、バインダー、可塑剤などの添加剤を適宜添加して
用いてもよい。

このようにして得られた片面に電極付基板を有する分子
配向した強誘電性液晶ポリマーの層４ｂは、その面上に
直接蒸着等により電極を設け、さらに所望により基板を
用いて挟持するかあるいは、予め導電性膜を有する基板
によって挟持するかして、例えば第１図に示す如き構成
の本発明の液晶焦圧電素子として仕上げることができる
。

さらに本発明の分子配向した強誘電性液晶ポリマーの層
４ｂは、次のような塗布・分子配向方式によっても好適
に形成することができる。

第４図は、その塗布工程の概要を示す断面図である。第
４図において、ロール１２から液晶セルの巻取り用ロー
ルによって電極付高分子フィルム９を速度Ｖで連続的に
移行せしめ、その途中で９の面上に、ノズル１６から前
記の如き液晶ポリマー材４ａを押出、塗布棒１１及び１
１′で荷重Ｗにより圧縮せしめ、分子配向した強誘電性
液晶ポリマーの層４ｂを形成せしめ、さらに、この層４
ｂの面上に、ロール１４から移動する電極付高分子フィ
ルム１０を、重ね合わせ用ローラ１５を用いて積層接着
せしめ、例えば少なくとも一方が透明高分子フィルム付
の透明電極である電極付高分子フィルム（９及び１０）
に挟持された液晶セルとして、送り用ローラにより次の
工程に送られる。

ここで、移動速度Ｖ及び荷重Ｗは、前記の範囲として実
施することができる。

塗布棒１１及び１１′は、ローラ状の回転体であっても
よ（、ローラ状、ヘラ棒状などの種々の形状の固定体で
あってもよい。

また、塗布棒１１もしくは１ビや重ね合わせ用ローラ１
５などのローラは、前記同様、所望に応じて加熱されて
いてもよい。

第４図の方法に用いる高分子フィルムとしては、特に制
限はないが、屈曲性を有するものが好ましく、その少な
くとも一方は、前記例示の如き透明な電極を有する透明
高分子フィルムとするのが好ましく、そのような透明高
分子フィルムとして、例えば、前記例示の熱可塑性樹脂
などが好適に用いるとかできる。

この製膜積層を行うに際しての条件としての温度は、前
記第３図に示した方法の温度範囲に設定して行うことが
できる。

なお、この加熱によって液晶分子の分子配向を促進し、
用いた溶剤を揮発除去することができ、接着積層を効果
的に行うことができる。

この第４図に例示した方法を用いることによって、本発
明の液晶焦圧電素子の生産ラインを容易に連続化するこ
とができ大面積素子や、屈曲性のある素子を、を利に量
産することができる。

本発明の液晶焦圧電素子の製造方法において重要な点の
一つは、以上のようにして作製されだ液晶セル（基板を
有しない二枚の電極又は少なくとも一方が基板を有する
二枚の電極により挟持された、強誘電性液晶ポリマーも
しくは分子配向処理された強誘電性液晶ポリマーからな
る中間層を有する積層体）を、該液晶ポリマーの双極子
を配向させるべく、該セル中の強誘電性液晶ポリマーが
等方相を示す温度に加熱し、電界をかけながらゆっくり
と該液晶ポリマーが液晶相を示す温度まで降温するとい
う方法を用いる点である。

この際、用いる電界強度は、通常、１〜７ＭＶ／ｍ程度
の範囲内に設定するのが好適であり、降温速度は、通常
、１０°Ｃ／１Ｉｉｎ以下、好ましくは３°Ｃ／…ｉｎ
以下とするのが好適である。

以上のようにして、本発明に係わる液晶焦圧電素子を得
ることができる。

本発明の液晶焦圧電素子は、素子の構成材として特定の
無圧電材すなわち強誘電性液晶ポリマーを用いているの
で、焦圧電特性に優れ、従来法に比べて著しく簡便に製
造することができ、しかも、特に基板として熱可塑性樹
脂などの可撓性を有するプラスチックフィルム等を用い
ることにより、十分な屈曲性を仔し、かつ大面積の焦圧
電素子を容易に実現することができるなど利点を有する
実用上著しく有利な液晶焦圧電素子であり、例えば、赤
外線センサー、温度センサーをはじめとするセンサー分
野もしくは情報分野などの種々の分野に好適に利用する
ことができる。

本発明の液晶焦圧電素子の製造方法は、上記の特定の構
成材料を持ち、かつ特定の段階で特定のポーリング処理
を施すという方法を用いているので、上記の優れた特長
を有する焦圧電素子を従来法に比べて大幅に簡便に得る
ことができ、しかも連続的生産方式による量産を容易に
実現することができるなどの利点を有する実用上特に有
利な液晶焦圧電素子の製造方法である。

本発明の赤外線検出器は、本発明の液晶焦圧電素子を用
いるほかは、公知の焦圧電素子もしくはそれと同様の検
出原理を有する素子を用いた赤外線検出器と同様な構成
のものとすることができる。

以下に、本発明の液晶焦圧電素子及びこれを用いて得る
ことができる赤外線センサー、温度センサー等の感熱型
のセンサーの動作原理について、図面を参照しながら説
明する。

第５図は、本発明の液晶焦圧電素子の一例に外部回路Ａ
を設けたセンサーの構成例を概略的に表す断面図であり
、図中の３及び５はそれぞれ電極を示し、４は双極子の
配向した強誘電性液晶ポリマーの層を示しｉ　（ｔ）は
回路Ａに、時間ｔにおいて流れる電流を表す。

第５図に示す素子に、第６図（ａ）に示すように時間１
＝０においてステップ状の熱量Ｑが加わった際に、回路
Ａに流れる電流の時間変化ｉ　（ｔ）は、次の式（１） ％式％ 〔但し、式（１）中のＰ、は、双極子の配向した強誘電
性液晶ポリマーの自発分橿を示し、Ｃは該液晶ポリマー
の熱容量を示し、Ｋは、センサーと周辺との熱コンダク
タンスを示し、Ｔｏは初期温度を示し、ｄＰｓ　／ｄＴ
は、該液晶ポリマーの焦電係数を示す。また、を及び１
（ｔ）は、それぞれ前記同様の意味を表す、〕 なお、第６図は、第５図に示す素子に、熱量Ｑをステッ
プ状に印加及び消去した際に流れる電流１（ｔ）の様子
を示す略示図であり、（ａ）にはＱの時間変化を示し、
（ｂ）には１（ｔ）を示す。

以上のようにして、本発明の赤外線検出器を構成するこ
とができる。

本発明の赤外線検出器は、上記の優れた特徴を有すると
ころの本発明の液晶焦圧電素子を用いているので、比感
度等に優れ、屈曲性を有し、かつ大面積化が容易なので
実質的な感度を大幅に向上させることができ、しかも製
造が簡便であるなどの利点を有する実用上有利な赤外線
検出器であり、各種の赤外線検出分野に好適に利用する
ことができる。

〔実施例〕

（実施例１） ＩＴＯ付ガラスセルに下記の強誘電性液晶ポリマー（以
下液晶Ａと呼ぶ）を挟んだ。なお該ガラスセルの片面は
熱吸収を良くするために、カーボンブラックを塗布しで
ある。電極面積１ｄ、セル厚は１．ｃｚｍである。素子
の構成は第７図に示す。

なお、第７図において本実施例１の場合は熱吸収材の層
がカーボンブラック（層厚１０μｍ）、基板２．６はと
もにガラス（厚さ１．５　ｔｒｍ　）の層、電極３．５
はともにＩＴＯ（膜厚０．１μｍ）、配向液晶ポリマー
の層４の材料は液晶Ａ（層厚１μｍ）とした。

相転移挙動 ２４℃　　　　５０°Ｃ９８°Ｃ Ｃｒｙｓｔ　　←→Ｓｎ＋Ｃ”　←→ＳｍＡ　　廿１１
ｓ。

２４°Ｃ４７°Ｃ８７°Ｃ Ｃｒｙｓｔ　　：結晶あるいはガラス状Ｓａｃ”：カイ
ラルスメクティックＣ相ＳｍＡ　　　：スメクティソク
Ａ相 Ｉｓｏ　　　：等方相 セルを１００°Ｃまで加熱し液晶を等方相にした後、電
極間に２■の電圧をかけて３°Ｃ／ｎ＋ｉｎの速度で４
５°Ｃまで徐冷した後、電界をきった。４５°Ｃにおい
てセルにＡＯモジュレータを用いて変調をかけレーザ光
（ＹＡＧレーザ−）を当てると電極間にピーク電流０．
２μＡが流れた。

第８図はその電流れた電流の時間変化の結果を示す。液
晶の熱容量は１．２Ｘ１０−’　　ＪＫ−１、電流の減
衰時間がＱ、　ｌ　ｓｅｃであったのでＫは１．２×１
０−’Ｊ　Ｋ−’５ｅｃ−’である。また、この液晶の
焦電係数はＳｍＡ−＋Ｓｎ＋Ｃ”相転移点Ｔｃ近傍にお
いてｐ＝　４　Ｘ　１０−’ｃｍ−”Ｋ−’であルノテ
加えラレタ熱量はＱ＝６　Ｘ　１０−３Ｊｓｅｃ　−’
Ｔ：ある。

３０°Ｃでは焦電係数の値が１桁以下小さくなるので、
ピーク電流も小さくなる。よってＴＣにより近い温度で
使用することが望ましい。

（実施例２） −辺の長さが５　ｃｍの正方形のＩＴＯ電極付ＰＥＴフ
ィルムにバーコーターを用いて液晶Ａを塗布した。具体
的には液晶Ａをジクロロメタンで２０％希釈したものを
用いた。溶媒蒸発後の液晶ポリマーの膜厚は３μｍであ
った。これに同じ＜ＩＴＯ電極付のＰＥＴフィルムを重
ね合わせ、得られたセルを１００　”Ｃに加熱した後、
４■の電圧をかけながら３°（／ｗｉｎで徐冷し４５°
Ｃにした。

（実施例３） ＩＴＯ電極付ＰＥＴフィルム（５Ｘ５ｃｍ＋）にパーコ
ーターを用いて液晶Ａを直接塗布した。塗布前の液晶Ａ
の温度は１００°Ｃで等方相であるが、ＰＥＴフィルム
は室温程度なので塗布するときの液晶の温度は１００°
Ｃ以下のＳＡ相の温度域になっていると思われる。塗布
後の膜厚は２μｍであった。塗布後、実施例２と同様の
操作をした。

（比較例１） 液晶Ａに代えて下記の低分子強誘電性液晶を用いて実施
例３と同様の操作をした。

但し、この液晶は等方相への転移温度が５５°Ｃなので
６０°Ｃの等方相で塗布した。塗布後、液晶層の膜厚は
不均一で液晶のほとんど塗布されていない部分もあった
。すなわち、低分子強誘電性液晶を用いる場合このよう
な簡便な塗布方法により、素子の作製はできなかった。

（実施例４） 実施例２と同様の操作によりＰＥＴフィルムセルを作製
した。フィルム表面には熱吸収材を塗布せずに透明なま
まにしておいた。またセルの大きさは２　Ｘ　２　ｃｍ
とし、セル厚は３μｍとした。

このようにセル表面を透明にした場合、干渉効果により
特定の波長の赤外線を選択的に検知することが可能にな
る。

上記セルにニクロム線光源及び回折格子を用いて約５０
００　ｎｍの赤外線を照射した。このときセルにピーク
電流０．１６μＡが流れた。第９図はその除波れた電流
の時間変化のチャートを示す。

なお、フィルムに塗布した液晶Ａの屈折率は１．８であ
るのでｎｄ〜５０００である。

一方間様にしてキセノンランプ（スペクトルのピークは
約５００　ｎｍ）を用いたところ検知できるだけの電流
は流れなかった。すなわち、この素子は高い波長選択性
を有することがわかった。

（実施例５、比較例２及び３） 焦圧電素子材料として第１表に示す結晶性の無機物（比
較例２）、高分子の強誘電体（比較例３）、及び液晶Ａ
（実施例５）を用い、実施例１と同様の操作で素子を作
製し、第１表に示す特性を測定した。結果を第１表に示
す。

第１表 材料　ｐ（ｎｃ−ｃｍ−”　Ｋ−’）　ｐ／　ｅ　’　
　動作温度比較例２　ＬｉＴａ０：＋　ａ）　　１９　
　　０．４比較例３　ＰＶｈ　”　　　３　　　０．３
　　５０〜６０°Ｃ実施例５液晶Ａ　　　　４　　　　
１．０　　２５〜４５°Ｃ１ゝ１　　とも出典はＪ、Ａ
ｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、　６０，２７７８，１９８６ｂ）　
　ポリフッ化ビニリデン 第１表中のｐは焦電係数、ε′は複素誘電率の実部を表
し、ε＝εＬ　　ｉ　　ｔｚである。

ｐ及びε′は実施例工で述べたガラスセルを用い測定し
た。ｐは焦電素子の電流特性を表しているが、本発明の
液晶はＬｉＴａ０ｉに比べて少し劣る。しかし、電圧特
性を表すＰ／ε′は大きな値になっており従来の無機物
あるいは高分子強誘電体に比べて優れている。使用温度
に関しては高分子誘電体は室温より高い６０°Ｃ付近に
しなければならないが、液晶Ａでは室温程度で十分使用
可能である。

〔発明の効果〕

本発明によると、素子の構成要素として特定の無圧電材
すなわち双極子の配向した強誘電性液晶ポリマーを用い
ているので、焦圧電特性に優れ、従来法に比べて著しく
簡便に製造することができ、しかも、特に基板として熱
可塑性樹脂などの可撓性を有するプラスチックフィルム
等を用いることにより、十分な屈曲性を有し、かつ大面
積の焦圧電素子を容易に実現することができるなど利点
を有する実用上著しく有利な液晶焦圧電素子を提供する
ことができる。

また、本発明の方法によると、素子の構成材料として強
誘電性液晶ポリマーを用い、かつ特定の段階で特定のポ
ーリング処理を施すという方法を用いているので、上記
の優れた特長を有する焦圧電素子を従来法に比べて大幅
に簡便に得ることができ、しかも基板の種類等を適宜選
定することにより連続的生産方式による量産を容易に実
現することができるなどの利点を有する実用上特に有利
な液晶焦圧電素子の製造方法を提供することができる。

さらに、本発明によると、上記の優れた特長を有すると
ころの本発明の液晶焦圧電素子を用いているので、比感
度等に優れ、屈曲性を有し、かつ大面積化が容易なので
実質的な感度を大幅に向上させることができ、しかも製
造が簡便であるなどの利点を有する実用上有利な赤外線
検出器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わる液晶焦圧電素子の構成の一例
を概略的に示す断面図である。 第１図中、１及び１ａはそれぞれ熱吸収材の層を示し、
２及び６はそれぞれ基板を示し、３及び５はそれぞれ電
極を示し、４は双極子の配向した強誘電性液晶ポリマー
の層を示す。 第２図は、従来の、焦電気的な研究に用いられた液晶セ
ルの構成を概略的に示す断面図である。 第２図中の１′はガラス基板、２′は基板、３′はＣｒ
−Ａｕフィルム（電極）、４′はＩＴＯ膜（電極）、５
′はラビング処理′されたポリマー（ＲＵＢＢＥＤ　Ｐ
ＯＬＹＭ［ＥＲ）　、６　’はポリイミド製のスペーサ
ー、７′は強誘電性液晶化合物を表す。 第３図は、本発明の液晶焦圧電素子の製造工程における
強誘電性液晶ポリマーの塗布法の一実施例を示す塗布過
程の状態を表す断面図である。 図中の４ａは強誘電性液晶ポリマーの層を示し、５は電
極を示し、６は基板を示し、７は加熱装置付固定台を示
し、８は塗布棒を示し、■は速度を示し、Ｗは荷重を示
す。 第４図は、本発明の液晶焦圧電素子の製造工程においる
強誘電性液晶ポリマーの塗布法の一実施例を示す塗布過
程の状態を表す断面図である。 図中の４ａは強誘電性液晶ポリマー材を示し、４ｂは強
誘電性液晶ポリマーの層を示し、９及び１０は電極付高
分子フィルムを示し、１１及び１１′は塗布棒を示し、
１２及び１４０−ルを示し、１３はローラを示し、１５
は重ね合わせ用ローラを示し、１６はノズルを示し、■
は速度を示し、Ｗは荷重を示す。 第５図は、本発明の液晶焦圧電素子の一例に外部回路Ａ
を設けたセンサーの構成例を概略的に表す断面図であり
、図中の３及び５はそれぞれ電極を示し、４は双極子の
配向した強誘電性液晶ポリマーの層を示し、１（ｔ）は
回路Ａに、時間ｔにおいて流れる電流を表す。 第６図は、第５図に示す素子に、熱量Ｑをステップ状に
印加及び消去した際に流れる電流１（ｔ）の様子を示す
略図であり、（ａ）にはＱの時間変化を示し、（ｂ）に
は１（ｔ）を示す。 第７図は、実施例１において、作製した液晶焦圧電素子
の構成を概略的に示す断面図である。 第７図中、１は熱吸収材の層を示し、２及び６はそれぞ
れを基板を示し、３及び５はそれぞれ電極を示し、４は
双極子の配向した強誘電性液晶ポリマーの層を示す。 第８図は、セルにレーザー光を照射したときの電流変化
を示すグラフで第９図はセルに赤外線を照射したときの
電流変化を示すグラフである。 第７図 ／、ｌａ、　　効１萌ｌ又’Ｑｒビー ２．４　　基哲 ３５，５　　　官金 第２１！］ 奉３図 貯 尾４図 域５図 劣ら　凹 鍵、７図 ／　弘π図Ｕ精Ｖ盾 ２、乙基扱 ３．５　電極 ４　　　　由こ司書〉−品キ°リマ一〇１尾９図 く 手続補正書 昭和６３年　６月２９日

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．二枚の電極間に挟持された、双極子の配向した強誘
   電性液晶ポリマーからなることを特徴とする液晶焦圧電
   素子。
2. ２．二枚の電極間に挟持された、双極子の配向した強誘
   電性液晶ポリマーからなり、かつ該二枚の電極の少なく
   とも一方の外側に基板が設けられていることを特徴とす
   る液晶焦圧電素子。
3. ３．基板が、熱可塑性樹脂である請求項２に記載の液晶
   焦圧電素子。
4. ４．基板が、ガラスである請求項２に記載の液晶焦圧電
   素子。
5. ５．少なくとも一つの面に熱吸収材が積層されている請
   求項１〜４のいずれかに記載の液晶焦圧電素子。
6. ６．請求項１〜５のいずれかに記載の液晶焦圧電素子か
   らなることを特徴とする赤外線検出器。
7. ７．二枚の電極間に強誘電性液晶ポリマーを挟持して得
   られた液晶セルを、該液晶ポリマーが等方相を示す温度
   に加熱し、電界をかけながら該液晶ポリマーが液晶相を
   示す温度まで徐冷することを特徴とする液晶焦圧電素子
   の製造方法。
8. ８．少なくとも一方がその外側に基板を設けられた二枚
   の電極間に、強誘電性液晶ポリマーを挟持して得られた
   液晶セルを、該液晶ポリマーが等方相を示す温度に加熱
   し、電界をかけながら該液晶ポリマーが液晶相を示す温
   度まで徐冷することを特徴とする液晶焦圧電素子の製造
   方法。