JPH0210322A - 液晶光学素子の配向方法 - 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、液晶光学素子の配向方法に関し、より詳しく
言うと、本発明は、高度に配向した強誘電性液晶を有し
、液晶表示素子、液晶記録素子等として好適に利用でき
る液晶光学素子を製造するにあたり、その製造工程にお
ける液晶材料の配向方法として実用上有利に使用するこ
とができる液晶光学素子の配向方法に関する。

〔従来の技術］ 近年、液晶材料として強誘電性液晶を用い、これを高度
に配向制御し、かつこの液晶材料を電極が配設された二
枚の基板に挟持してなる液晶光学素子が、電界等の外部
刺激に対して高速応答性、コントラスト比等に優れるな
どの優れた特性を有することなどから注目され、液晶表
示素子、液晶記憶素子等として盛んに利用されるように
なってきた。

このように優れた特性を得るためには、強誘電性液晶か
らなる液晶材料を高度に配向制御する必要があり、その
ため、各種の配向制御方法が提案されてきている。

たとえば、強誘電性液晶として低分子の強誘電性液晶を
用いる場合、その配向制御には、従来、ラビング法、剪
断法、温度勾配法、斜方蒸着法などが用いられている。

しかしながら、これらの方法を用いる配向制御において
は、予め基板に行う操作および制御が複雑であるなどの
欠点があり、また、基板として通常ガラス基板を用いる
ため、製造装置を極めて清浄に保つ必要があり、しかも
連続的生産が難しく、大面積化も困難であるなどの問題
点がある。

最近、従来のラビング法の改良法もしくは変法を用いる
配向制御方法として、■液晶材料を挟持するガラス基板
の面上に、ラビング処理を施したポリイミド、ポリビニ
ルアルコール等の配向膜を設けて液晶分子の配向状態を
実現するという従来のラビング法に対して、予め回転ド
ラム上に、上記の様な配向膜を設け、そのドラム上で液
晶を配向させて、それを基板上に転写することにより液
晶光学素子を作製する配向方法（特開昭６３−１４．１
２５号公報）、■従来のラビング法では、ポリイミド、
ポリビニルアルコール等の薄膜を、毛を植毛した布で擦
り（ラビング）、この配向膜によって液晶を配向させる
ので、ラビング時にゴミが多く発生し、配向膜を傷つけ
たり、非常に薄いセルを作製するのが困難であるが、こ
れに対して、ゴミの発生を防ぎ、ラビング面を平滑に保
つべく配向膜（ポリイミド等）と同等以上の硬度を有す
る物質で押圧または７捺する配向処理方法（特開昭６３
−６４，０２７号公報）、■ラビング材の交換サイクル
をのばし、広い面積のラビングをより均一に行うべく、
ラビング時にラビング方向と直交する方向におけるラビ
ング材と基板の相対位置をずらしながら行う配向処理方
法（特開昭６３−６６　、５３４号公報）が提案されて
いる。

しかしながら、上記の■の方法においては、（ａ）ドラ
ム上に均一に塗布するためには、液晶を適当な温度に設
定し粘度調整を行わなければならない；［有］）ドラム
上への塗布から基板への転写に至る過程において液晶を
配向させなければならないので、冷却のために待ち時間
を要し、製造スピードの短縮に制約を受ける；（Ｃ）ド
ラムの処理の仕方（塗布するポリマーの種類、ドラムの
溝の形状など）によって液晶の配向状態が大きく異なる
ので、逐一煩雑な最適化処理を要するなどの問題点があ
り、上記の■の方法においては、（ａ）通常のラビング
法とほぼ同程度の煩雑さの製造プロセスを要する；（ハ
）大面積にわたり均一な配向を得ることが難しい；（Ｃ
）プラスチックなどの屈曲性の基板では押圧時に変形を
生じ、細い電極を破損する恐れがある；（ｄ）通常のラ
ビング法と同様に、液晶注入および徐冷というプロセス
を要し、製造時間の短縮が難しいなどの問題点があり、
また、上記の■の方法においては、（ａ）プロセスが複
雑で、製造コストが高くなる；（Ｃ）大面積の配向処理
では、非常に精度の高いテーブルとラビングロールを必
要とする；（Ｃ）製造時間が通常のラビング法と同程度
で長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。

本発明の目的は、前記の課題を解決し、電界等の外部刺
激に対する高速応答性、コントラスト比等の液晶光学素
子としての基本特性に優れ、しかも十分な屈曲性を有し
、かつ大面積化が容易であるなどの優れた特長を有する
液晶光学素子を、極めて容易に、かつ速いスピードで連
続的に量産するどとができ、しかも基板に配向制御のた
めの特定な前処理操作を施すことなしに、容易に高度の
配向を得ることができるなどの優れた利点を有する実用
上著しく有利な液晶光学素子の配向方法を提供すること
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、たとえば、電極付プラスチック基板面に強誘
電性液晶からなる液晶材料を高速に製膜し、次いで対向
する電極付プラスチック基板を重ね合せて高速にラミネ
ートする方法等を用いて予め作製された、電極が配設さ
れた二枚の可撓性基板により挟持された強誘電性液晶か
らなる液晶光学素子を、曲げ変形処理するという極めて
簡単な操作により、基板に特定の前処理操作を施すこと
なしに、強誘電性液晶を容易に高度に配向させることが
でき、高速応答性、コントラスト比等に優れた液晶表示
素子等の液晶光学素子を容易に実現できるという新しい
かつ重要な知見を見出し、これらの知見に基づいて、本
発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、電極が配設されている二枚の可撓性
基板により挟持された強誘電性液晶からなる液晶光学素
子を曲げ変形処理することにより該強誘電性液晶を配向
させることを特徴とする液晶光学素子の配向方法を提供
するものである。

なお、強誘電性液晶として強誘電性高分子液晶を用いる
場合には、高分子化により製膜性が著しく改善され、基
板としてプラスチック等の可撓性基板が好適に適用でき
るなどの点から大面積化が容易であり、生産性に優れ、
しかも、液晶材料の配向制御方法として、ラビング法、
温度勾配法、叙法蒸着法などはもとより、特に、操作が
簡便な力学的配向制御方法、たとえば、延伸法、剪断法
、塗布法などが好適に使用することができるという利点
がある。

本発明において、前記可撓性基板としては、各種の材質
のものを使用することができるが、通常、生産性、汎用
性、加工性等の点から強度、耐熱性、透明性、耐久性な
どに優れたプラスチックからなる基板等が好適に使用さ
れる。

この可撓性を有するプラスチックの具体例としては、た
とえば、−軸または二輪延伸ポリエチレンテレフタレー
トなどの結晶性ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテル
スルホンなどの非結晶性ポリマー、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、ナ
イロン等のポリアミドなどを挙げることができる。

これらの中でも、特に−軸または二軸延伸ポリエチレン
テレフタレート、ポリエーテルスルホンなどが好ましい
。

本発明において、前記二枚の基板は、互いに同じ材質の
ものであってもよく、あるいは、相違する材質のもので
あってもよいが、通常、上記の二枚の基板のうち少なく
とも一方の基板を光学的に透明なものとし、透明な電極
を設けて使用する。

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することができ、特
に、連続的生産方式に有利であることなどからフィルム
状のものが好適に使用することができる。

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、通常２０〜１１０００ａ程度の範囲内
に設定される。

本発明において、前記電極としては、通常用いられるも
の、たとえば、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、光学的に透明もしくは半透明のも
のを使用することが望ましく、少なくとも一枚の透明も
しくは半透明の電極は、透明な基板側に設けることが望
ましい。

この透明もしくは半透明の電極の具体例としては、たと
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、たとえば、スパッ
タリング法、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、基板あるいは液晶層等の所定の面上に設けることが
できる。

これらの電極の形状としては、特に制限はなく、基板等
の所定の面上の全面にわたるものであってもよく、スト
ライプ状のものであってもよく、あるいは他の所望の形
状のものであってもよく、いずれでもよい。

本発明において、前記強誘電性液晶としては、強誘電性
の液晶状態をとるものであればすべてのものを使用する
ことができる。

強誘電性の液晶状態をとるものとして、強誘電性低分子
液晶、強誘電性高分子液晶、あるいは、これらの混合物
もしくは組成物などがある。

この強誘電性低分子液晶としては、たとえば、一種また
は二種以上の強誘電性低分子液晶、一種または二種以上
の強誘電性低分子液晶と他の低分子液晶等の混合物から
なる強誘電性低分子液晶などを挙げることができる。

前記強誘電性高分子液晶としては、たとえば、一種また
は二種以上の強誘電性高分子液晶、一種または二種以上
の強誘電性低分子液晶と一種または二種以上の強誘電性
高分子液晶からなる強誘電性高分子液晶、一種または二
種以上の強誘電性低分子液晶と一種または二種以上の他
の高分子液晶等からなる強誘電性高分子液晶などを挙げ
ることができる。

すなわち、前記強誘電性高分子液晶としては、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（ホモポリマーまたはコポリマーまたはそれらの混合
物）、強誘電性高分子液晶と他の高分子液晶および／ま
たは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との混合物、強誘電性高分子液晶と
強誘電性低分子液晶と高分子液晶および・／または通常
のボリア−との混合物、あるいは、これらと通常の低分
子液晶との混合物などの、すべての強誘電性を示す高分
子液晶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、たとえば、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、特にカ
イラルスメクチック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。

側鎖型強誘電性高分子液晶の具体例としては、たとえば
、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） −（ＣＩｌｚ−ＣＨ）− ＣＯＯ−（Ｃ１ｌ□）ｍ−０−Ｒ＋ 〔式中、ｋは１〜３０までの整数であり、であり、Ｘは
−ＣＯＯ−又は一０ＣＯ−であり、Ｒ２は−ＣＯＯＲ，
、−０ＣＯＲ３、−０Ｒｆｆ、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−
０１１３、ハロゲン原子又はＣＮであり、但し、？、が
−ＣＨ，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、Ｃ３リ　はｎ≠０の場合不斉炭素原子
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、１．０００〜４００，０
００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、＋？、の種類、ｋの
値、Ｒ３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、ＣＩ＋２．
ＣＨ ＣＯＯ−（ＣＨ２）　ｋ−ＯＲ＋ （ここで、ｋ、　Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、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５
ＩＩＩＣ“相を示す温度Ｔ１２、及び平均分子量Ｍ１の
例を示すと、次の通りである。

（ａ）　　ｋ＝１２．Ｍ、＝５３００．Ｔ、、　　　〜
５〜１２°Ｃ （ｂ）　　ｋ＝１４．Ｍ、、＝６５００．Ｔｓｃ　　：
　　１３〜３１°Ｃ （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）＋０ＣＨｚＣＨ← ＬＣＨｚ）ｋ−０−Ｒ＋ （式中、ｋ、Ｒ，、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ１、Ｒ３、ｍ、ｎ及
びＸは前記（Ｉ）と同じである。） このポリマーの数平均分子量は、好ましくは、１．００
０〜４００，０００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４０ｏ、ｏｏｏ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、Ｒ１の
種類、ｋの値、Ｒ３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 Ｘは前記と同じである。） 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、ポリエーテル系のうち、次式で示す液晶のＳｍｃ
”相を示す温度Ｔよ。、及び平均分子量Ｍ７の例を示す
と、次の通りである。

（ａ）ｋ＝８．　　Ｍ、ｌ＝２８００．　　Ｔ、ｃ”　
　２４〜５０″Ｃ（ｂ）ｋ＝１０．Ｍ、＝２４００．Ｔ
、ｃ　：１９〜５０°Ｃ （Ｉ［Ｉ）ポリシロキサン系（特願昭６２−１１４７１
６号として本出願人が出願したものなど）６ベ しＣＨｚ）ｂ−０−Ｒ。

（式中、Ｒ，は低級アルキル基であり、ｋ，Ｒ，、Ｒ２
、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ，、ｍ，ｎ及びＸは前記と同じである
。

（ここで、ｋＳＲ．、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ，、ｍ，ｎ
及び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を超えると電界応答速度が遅
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、 （式中、Ｒ６は前記と同じ意味を存する。）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、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ，、に、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Ｓｎ＋Ｃ
”相を示す温度Ｔ　ｓ　ｃ　’″及び平均分子ｆＭ７の
例を示すと、次の通りである。

（ａ）ｋ＝６．Ｍ、、＝１６４００．Ｔ、、　　　：　
７０〜９０°Ｃ （ｂ）ｋ＝８．Ｍｎ　＝１５０００．Ｔ、ｃ　　：　３
９〜９１°Ｃ （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Ｒ７はＨ
，ＣＩ３又はＣ２Ｈ５、Ｓは１〜２０の整数、ＡはＯ（
酸素）又は−ｃｏｏ−、ｔはＯ又は１、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ
８、Ｒ４、Ｒ１、ｋ、ｍ及びｎは前記と同じ意味を有す
る。） 又は、 〔式中のｓ　、　Ａ、　ｔ、　Ｒ，、Ｒ，、Ｒ８、Ｒ４
、Ｒ１、ｋｌｍ及びｎは前記と同じ意味を有する。）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ｉｉｉ、ｏｏｏ〜４０．
０００の範囲にあることが好ましい。この分子量が１．
０００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ＣＩ）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（ＩＶ）ポリエス
テル系の繰り返し単位を含む共重合体。

前記（１）〜（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。

■（１）の繰り返し単位と、以下の繰り返し単位を含む
共重合体。

（式中Ｒ８は）ｌ、　ＣＩ！３　、ＣＩ、Ｆ　、　Ｂｒ
、又は■であり、Ｒ９はＣ１〜、。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Ｍ、、は１
，０００〜４００，０００であり、好ましくは１，００
０〜２００，０００である。

また、（ｒ）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Ｃ１ｌ□
＝ＣＨ Ｃ０Ｏ−（ＣＨｚ）＊−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、Ｒ１１１はＣ９〜２゜のアルキル又はアリール
である。〕 ■〔Ｉ〕の繰り返し単位と−ＧＣＩＩ　、　−ＣＨ井Ｃ
００（ＣＨｚ）　ｕＯＲ＋　ｔ の繰り返し単位を含む共重合体。

（式中Ｕは１〜３０の整数であり、札は、あり、ｘｌは
−ｃｏｏ−−ｏｃｏ−又は−ＣＨ＝Ｎ−テあり、Ｒ＋２
は−ＣＯＯＲＩ３、−０ＣＯＲＩ３、−ＱＲｔ３又は−
Ｒ１１であり、Ｒ１３はＣｌ−１０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高分子液晶とじては、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、前記強誘電性高分子液晶に５ＩＩＩじを有する低
分子液晶を混合したものも使用できる。

さらに、強誘電性高分子液晶として、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
マーと強誘電性低分子化合物とのブレンド物（特願昭６
１−１６９２８８号として本出願人が出願したものから
類推できる）等を挙げることができる。

この強誘電性高分子液晶としては、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
。

Ｃｌツ （ここで、２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′力）Ｌｉ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 さらに他のタイプの強誘電性高分子液晶としては、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６１−
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ｌＯ〜８０ｗｔ％
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
方性を有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−クロロペ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Ｓｍ
Ｃ”相をとる強誘電性の液晶化合物が用いられる。

本発明においては、本発明の目的に支障のない範囲で、
液晶材料にさらに他の液晶状ポリマーや、オレフィン系
樹脂、アクリル系樹脂、メタアクリル系樹脂、ポリスチ
レン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系
樹脂、スチレン−ブタジェン系共重合体、塩化ビニリデ
ン−アクリロニトリル共重合体などの樹脂を混合して使
用することも可能である。

本発明において、曲げ変形処理により配向させるところ
の、電極が配設されている二枚の可撓性基板に挟持され
た強誘電性液晶からなる液晶光学素子〔以下、これを液
晶光学素子（Ａ）と呼ぶことがある。〕の作製方法とし
ては、特に制限はなく、公知の作製方法を用いて作製す
ることができる。

なお、この液晶光学素子（Ａ）は、これを構成する強誘
電性液晶が配向処理を受けている必要がない。

この液晶光学素子（Ａ）の作製方法として、たとえば、
予め電極を配設した二枚の可撓性基板に、前記強誘電性
液晶を挟持する方法が好適に使用することができる。

この方法としては、各種の方法を使用することができ、
そのうち塗布法では製膜と同時に配向処理も行うことが
できるが、本発明の液晶光学素子（Ａ）は配向させる必
要がなく、その好適な操作条件や膜厚等の範囲が広いと
いう利点があり、本発明において好ましい方法である。

液晶光学素子（Ａ）中の強誘電性液晶層の膜厚としては
、通常、０．５〜１０μｍ、好ましくは０゜５〜４μｍ
程度の範囲内に設定するのが適当である。

本発明においては、上記の塗布法（ａ）以外の塗布法と
して、たとえば、強誘電性液晶を適当な溶媒に稀釈した
ものを、グラビアコート、ロールコートなどを用いて塗
布製膜する方法も好適に使用することができる。

第６図は、本発明の配向工程およびラミネート加工等に
よる挟持工程の前工程として好適に使用することができ
る塗布法による強誘電性液晶の製膜方法の一例を表す略
示図である。

第６図中の８は、電極付可撓性基板、９は強誘電性液晶
、１３は強誘電性液晶９を塗布した電極付可撓製基板８
からなる積層基板、１４はロールコータ−１５は誘導ロ
ール、１６は供給ロール、１７はかき取り用ドクターナ
イフを表す。

なお、強誘電性液晶を薄い膜として仕上げる場合等にお
いては、基板間の導通を防止するために、製膜もしくは
挟持段階において、基板間にたとえば、酸化ケイ素や絶
縁性プラスチック等の絶縁性スペーサー材を設けてもよ
く、あるいは、予め、基板と強誘電性液晶層の間に薄い
ポリマー等の絶縁膜を塗布法等により設けておくことも
できる。

この絶縁膜の膜厚としては、特に制限はないが、通常、
１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下とするのが適当
である。

このように塗布製膜された強誘電性液晶を対向基板を重
ね合わせて挟持する方法としては、たとえば、加圧ロー
ラ等を用いる通常のラミネート方法などが好適に使用す
ることができる。

なお、この挟持を行う際、所望により二枚の基板を、た
とえば、エポキシ系接着剤等を用いて固定してもよい。

なお、第５図には、この加圧ローラを用いるラミネート
方法の、最も簡単な例の一つを示す。

第５図中の、１２は、加圧ローラ対を示し、１３は強誘
電性液晶９を塗布した電極付可撓性基板８を示し、８′
は対向する電極付可撓性基板を表す。

本発明において、液晶光学素子（Ａ）の連続的かつ高速
量産的な作製方法としては、たとえば、一方の電極付可
撓性プラスチック基板を高速に移動させながら、これに
強誘電性液晶を上記の塗布法等を用いて連続的に製膜し
、次いで対向する電極付プラスチック基板を重ね合せて
連続的にラミネートする方法が特に好適に使用すること
ができる。

本発明の配向方法においては、たとえば上記の如くして
作製された液晶光学素子（Ａ）を曲げ変形処理すること
により該液晶光学素子（Ａ）中の強誘電性液晶を配向せ
しめる。

本発明の配向方法においては、強誘電性高分子液晶等の
、マルチドメイン状態におけるマクロな弾性率が小さい
強誘電性液晶の場合には、単に曲げるだけでも充分な配
向状態を実現することができる。

この曲げ変形処理による高度の配向の実現は、第３図に
例示するように曲げ変形による微小な剪断応力が曲げ変
形を受けた近傍の強誘電性液晶部分に加わることにより
達成されるものと考えられる。

第３図は、曲げ変形処理により、液晶光学素子（Ａ）中
の強誘電性液晶の曲げ変形部分に加わる剪断応力の分布
状態の様子の一例を示す略示図であり、図中の（ａ）は
、液晶光学素子（Ａ）１を曲げ変形処理している状態の
一例を示す略示図であり、８および８′は、それぞれ、
電極付可撓性基板、９は強誘電性液晶、１０’は液晶光
学素子（Ａ）１の曲げ変形部分を表し、（ｂ）はこの曲
げ変形部分近傍１０の部分拡大図であり、１１等の矢印
は変形処理により強誘電性液晶に加わった剪断応力の分
布の状態の一例を表す。

強誘電性液晶は、ネマチック液晶と比較して弾性率が大
きいので、曲げ変形を施すと−様な変形よりもドメイン
単位の相互のすべりによる変形となり易い。したがって
、剪断方向に対して配向方向は垂直となる。

この曲げ変形処理による配向は、液晶の種類によっては
適当な温度に加熱することにより、より有効に行うこと
ができる。

本発明の配向方法においては、前記曲げ変形処理による
配向は、通常、強誘電性液晶が、少なくとも、等方相と
スメクチックＡ相との混相、等方相とカイラルスメクチ
ックＣ相との混相、スメクチックＡ相、カイラルスメク
チックＣ相、カイラルネマチック相等の液晶相をとる温
度範囲の温度で行うのが望ましい。

また、液晶セル全体を均一な配向とするには、液晶光学
素子（Ａ）を連続的に移動させながら曲げ変形処理を行
うのが好適である。

本発明の配向方法において、前記曲げ変形処理による配
向は、各種の装置および方式を用いて行うことができる
が、通常、少なくとも一本の自由回転ローラを用いて、
液晶光学素子（Ａ）を移動させながら曲げ変形処理する
方法、好ましくは少なくとも二本の自由回転ローラ間を
連続的に移動させながら曲げ変形処理する方法が好適に
使用することができる。

第４図は、本発明の配向方法の一例として、本のローラ
２を用いて、液晶光学素子（Ａ）１を連続的に移動させ
ながら曲げ変形処理を行う方式−例を示す略示図である
。

なお、第４図中の１０′は、液晶光学素子（Ａ）１の曲
げ変形部分を表す。

以下に、本発明の曲げ変形処理による配向についてより
詳細に説明する。

本発明の配向方法において、前記曲げ変形処理における
液晶光学素子（Ａ）の曲げの度合は、曲率半径で表して
、通常、５〜１，０００ｒｍ、好ましくは１０〜５００
　ｍｍの範囲内となる度合に設定して行うのが適当であ
る。

この曲率半径が、小さすぎると、基板を損傷したり、細
いパターンの電極を断線する恐れがあり、一方、大きす
ぎると、液晶部分に充分な剪断応力が印加されず、良好
な配向状態が得られないことがある。　本発明の配向方
法において、前記曲げ変形処理による強誘電性液晶の配
向は、該曲げ変形処理を、液晶光学素子（Ａ）を移動し
ながら行うことによって、より有効にかつ効率よ（行う
ことができ、特に液晶光学素子（Ａ）を、少な（とも二
本の自由回転ローラ間を連続的に移動させることによっ
て曲げ変形処理することにより、さらに有効に、かつ高
速量産的に行うことができる。

この曲げ変形処理における液晶光学素子（Ａ）の移動速
度としては、曲げ部分の曲率半径、温度、強誘電性液晶
の種類等に依存するので、−様に規定することができな
いが、通常は、塗布製膜工程およびラミネート処理工程
に適合した連続製造プロセスのライン速度に合せた速度
で充分であり、したがって、曲げ変形処理による配向工
程を含めた各工程のライン速度を同一の速度に設定する
ことができ、これにより、液晶光学素子の連続高速生産
プロセスを効率よく実現することができ、量産性を著し
く高めることができる。

前記連続的生産プロセス等において、曲げ変形処理にお
ける液晶光学素子（Ａ）の移動速度の具体的な大きさと
しては、たとえば、通常、０．１〜５０ｍ／分（０，１
６〜８３．３ｃｍ／秒）程度の範囲内とするのが好適で
ある。

なお、上記に例示の曲げ変形処理における液晶光学素子
（Ａ）の移動速度は、主として、塗布条件によって決定
されたものである。

したがって、曲げ変形処理のみに適合した移動速度は、
特に制限はなく、上記の範囲よりもさらに広い範囲の大
きさとすることもできるが、その移動速度があまり大き
すぎると、基板の種類によっては曲げ変形時に割れなど
の損傷を受けることがあり、一方、あまり小さすぎると
、配向は充分に得られるが、製造時間が長（なり、実用
性が低くなる。

前記曲げ変形処理による配向処理においては、必ずしも
精密な温度設定を必要としないが、広範囲の、特に非常
に大きいライン速度（製品の巻取り速度に対応する速度
）においても極めて良好な配向を得るためには、液晶光
学素子（Ａ）中の強誘電性液晶の温度を、該強誘電性液
晶が、スメクチックＡ相、カイラルスメクチックＣ相、
等方相とスメクチックＡ相（ＳｍＡ相）との混相、また
は等方相とカイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ’″相）
との混相のいずれかの相状態をとる温度範囲内の温度と
し、曲げ変形処理を施すのが好ましく、特に、等方相を
とる温度からスメクチックＡ相、カイラルスメクチック
Ｃ相などの液晶相をとる温度範囲内の温度まで冷却しな
がら曲げ変形処理を行うのが好ましい。

以下に、この等方相温度から液晶相温度まで冷却しなが
ら曲げ変形処理による配向処理を行う配向方法の一例を
図面を参照しながら概説する。

第１図および第２図は、それぞれ、本発明の配向方法の
特に好適な方法の一例として、上記の等方相温度から液
晶相温度まで冷却しながら曲げ変形処理による配向処理
を施す連続的な配向方法の一例を占める略示図である。

第１図中の、工は液晶光学素子（Ａ）、２および３は、
それぞれ自由回転ローラ、５は誘導ロール対、６は巻取
りロール、７は加熱装置を表し、Ｔ、　、Ｔ２、および
Ｔ３は、それぞれ、加熱装置７、自由回転ローラ２およ
び自由回転ローラ３の温度を表す。

また、第２図中の、１は液晶光学素子（Ａ）、２．３お
よび４は、それぞれ自由回転ローラ、５は誘導ロール対
、７は加熱装置を表す。

第１図に示す配向方法の例では、液晶光学素子（Ａ）１
を連続的に移動させながら、温度をＴ。

に設定しである加熱装置７により等方相を示す温度に加
熱し、次いで、温度がそれぞれＴ２およびＴ、の二本の
自由回転ローラ２および３の間を移動させながら、液晶
光学素子（Ａ）１中の強誘電性液晶をその液晶相温度ま
で冷却しつつ曲げ変形処理による配向処理を行い、配向
処理を受けた製品を誘導ロール対５の間を通して、巻取
りロール６により連続的に巻取る。

上記において、温度Ｔ、は、少なくとも液晶光学素子（
Ａ）１が曲げ変形処理を受けはじめた時点まで等方相を
達成するのに充分な温度とすればよく、温度Ｔ２および
Ｔ３は、液晶光学素子（Ａ）１が曲げ変形処理を終了す
るまでに液晶相を示す温度まで冷却することができる温
度範囲の温度に設定すればよい。

ここで、温度Ｔ、は、通常は、Ｔ２およびＴ。

より高い温度に設定するのが好適である。

一方、温度Ｔ２とＴ３は、同じであってもよく、あるい
は相違していてもよく、いずれでもよいが、液晶光学素
子（Ａ）１の熱容量を考慮しつつ温度制御を容易にし、
長時間安定に運転するために、通常、温度Ｔ、をＴｔよ
り低く保つのが好適である。

第２図に示す配向方法の例は、三本の自由回転ローラを
用いるほかは、第１図に示す例と同様にして行うことが
できるので、その詳細な説明は省略する。

なお、本発明の配向方法において、曲げ変形処理による
配向に用いる自由回転ローラの使用方式としは、特に制
限はないが、通常、第１図および第２図に示すそれぞれ
の例のように、少なくとも二本の複数の自由回転ローラ
を逐次的に組合わせて配列し、これらのローラ間に液晶
光学素子（Ａ）を連続的に移動させることにより曲げ変
形処理を行う方式が特に好適に使用することができる。

使用する自由回転ローラの数としては、特に制限はない
が、第１図および第２図に示すそれぞれの例のように、
通常、二本または三本程度を使用することにより充分に
高度の配向を達成することができる。

以上のように、本発明の配向方法は、必ずしも基板等に
煩雑な前処理を要することなく、極めて簡単な操作で高
度の配向を達成することができ、高速応答性、コントラ
スト比等に優れた液晶光学素子を効率よく得ることがで
き、しかも高速の連続量産プロセスを容易に実現するこ
とができるなどの優れた利点を有する実用上著しく有利
な液晶光学素子の配向方法であり、各種の、電極付可撓
性基板挟持型強誘電性液晶光学素子の製造工程における
配向方法として好適に利用することができる。

実施例１ 可撓性基板として、厚み約１００μｍの透明なポリエー
テルスルホン（ＰＥＳ）のフィルムラ用い、このフィル
ムの片面に、電極として透明な導電膜である厚み約７０
０人のＩＴＯ膜を設けることにより電極付可撓性基板を
作製し、この基板の電極面に、下記の式で表される繰り
返し単位からなり、下記の特性を有する強誘電性高分子
液晶を、１００°Ｃに加熱して等方相の状態でバーコー
ターを用いて、その厚みが約２．５μｍになるように塗
布した。

；Ｍｎ＝５０００ 〔実施例〕 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。

次いで、対向基板として厚さ約１００μｍのＰＥＳのフ
ィルムを用い、これを上記の強誘電性高分子液晶の塗布
膜の面にラミネートし、幅１０ｃｍ、長さ３０ｃｍの液
晶光学素子を得た。

なお、この状態では、液晶分子はランダムに配向してい
る。

次に、上記の方法により作製した液晶光学素子を、第２
図に示すようにして、加熱装置７により８０°Ｃに加熱
した後、第１表に示すような雰囲気温度（Ｔ）に保たれ
た自由に回転できる直径３０謡、中心間距離４０ｍｇ＋
のローラを３本組合わせたローラ群により、連続的に曲
げ変形処理した。

このような実験を、別々に５回行い、配向度に及ぼす雰
囲気温度および移動速度の効果を調べた。

結果を第１表に示す。

第１表に示す結果から、上記の如き極めて簡単な方法に
より、充分な配向を得ることができ、しかも曲げ変形処
理における設定条件を厳密にする必要がないことがわか
る。

なお、第１表に示す配向度Ａの値は、以下に示す良く知
られた一般的な測定方法に従って求めた。

すなわち、上記の曲げ変形処理を施した液晶光学素子を
、偏光軸が互いに直交する二枚の偏光子間に平行に配置
して結晶セルを構成し、該液晶セルにハロゲンランプの
白色光を入射しながら液晶光学素子を光のスポットを中
心に回転したときの透過光の強度変化を測定し、その際
の最大強度（Ｉｍａｘ）と最小強度（Ｉ　ｍ　ｉ　ｎ　
）の比Ａ＝１ｍａｘ／ｌｍ１ｎを配向度Ａとした。

第１表 実施例２ 厚み１２５μｍのＩＴＯ膜付き（ＴＴＯ厚み約１０００
人）２軸延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を
電極付可撓性基板とし、次のポリ牙キシラン系強誘電性
高分子液晶を第６図に示す方法により塗布した。

すなわち、液晶を溶媒（ジクロロメタン）で１０重量％
に希釈した溶液を Ｃｒｙ←−一−−→Ｓｎ＋Ｃ”　　←−−−−→ＳｍＡ
　　←−−−−→　Ｉｓｏ　　（”Ｃ）１５　　　　　
　４Ｂ　　　　　　　７６第６図に示すようなロールコ
ータ−で約１５μｍ厚に塗布し、しかるのち溶媒を蒸発
させることで１．５μｍ厚の未配向液晶膜を形成させた
。

次に、上記の液晶膜上に、上記と同じ２軸延伸ＰＥＴか
らなる厚さ１２５μｍのＩＴＯ膜付対向基板をラミネー
トしたのち第１図に示す方法を用いて二本の自由回転ロ
ール（直径２０ｍｍ、中心距離４０胴）間を連続的に通
すことにより曲げ変形処理による配向を行った。なお、
この際、未配向液晶光学素子を予め加熱装置７により温
度Ｔ１に加熱し、２本の自由回転ローラ２および３によ
り曲げ変形を与えながら温度１２次いでＴ３に冷却した
。

上記の操作をＴ、、１０５°ｃ、　’ｒｚ＝７０°Ｃ，
Ｔ３＝２５°Ｃ３送り速度５０ｃｍ／秒で行った結果、
２５°Ｃに冷却されたときの配向度Ａは約１６０であっ
た。また、基材の幅１５ｃｍにわたり配向度Ａは１５０
〜１７０の範囲であり、配向操作が良好に均一におこな
われたことが確認された。

また、送り速度が５０ｃｍ／秒と比較的高速であるので
大量生産に向いており、また液晶塗布工程およびラミネ
ート工程とともに同時に連続して行うことができた。

実施例３ 実施例２の方法で低分子の強誘電性液晶ＤＯＢＡＭＢＣ
（ｐ−デシルオキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２−
メチルブチルシンナメート）を、実施例１で用いたＩＴ
Ｏ膜付ＰＥＳ基板で挟持して幅２０■、長さ１５０ＣＴ
Ｉ＋、厚み約３μｍの未配向液晶素子を作製し、実施例
２と同様の方法で配向処理を行った。Ｔ１・１２０°ｃ
ＳＴｔ・１００”ｃ、Ｔ、・８０℃、送り速度４ｃｍ＋
／秒の条件で行ったところ、冷却ロールを通過直後（約
７５°Ｃ）の配向度Ａは約７０となった。また、配向の
均一性はフィルムの幅２０ｃｍにわたり配向度Ａ＝５５
〜８０であり、実用上十分な均一性を有していた。

この様に低分子および高分子の強誘電性液晶に対する優
れた配向法であることが確認された。また、これらの結
果などから特にＩｓｏ相とＳｍＡ相などの混相温度域が
広い強誘電性高分子液晶では非常に有効であることもわ
かった。

〔発明の効果］ 本発明によると、以下の（１）〜（５）に示す効果を奏
することができる。

（１）曲げ変形処理という極めて簡単かつ容易な操作に
より高度の配向を達成することができる。

（２）高速かつ連続的な配向が可能であり、製膜工程、
ラミネート加工等による挟持工程等を含めた連続生産プ
ロセスの効率を著しく高めることができ、高速な量産が
容易に実現することができる。

（３）基板に煩雑な特定の前処理を施すことなく、容易
に高度の配向を得ることができる。

（４）液晶材料として、強誘電性液晶を用いており、か
つ高度の配向が得られるので、高速応答性、コントラス
ト比等に優れた液晶光学素子を容易にかつ安定に得るこ
とができる。

（５）基板としてプラスチック等の可撓性基板を用いて
いるので、大面積化が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の配向方法の例を表す略示図である。 第Ｉ図中の、■は液晶光学素子（Ａ）、２および３は、
それぞれ自由回転ローラ、５は誘導ロール対、６は巻取
りロール、７は加熱装置を表し、ＴＩ　、Ｔ２　、およ
びＴ３は、それぞれ、加熱装置７、自由回転ローラ２お
よび自由回転ローラ３の温度を表す。 第２図は、本発明の配向方法の例を表す略示図である。 第２図中の、１は液晶光学素子（Ａ）、２．３および４
は、それぞれ自由回転ローラ、５は誘導ロール対、７は
加熱装置を表す。 第３図は、本発明の発明方法において、曲げ変形処理に
より、液晶光学素子（Ａ）中の強誘電性液晶の曲げ変形
部分に加わる剪断応力の分布状態の様子の一例を示す略
示図であり、図中の（ａ）は、液晶光学素子（Ａ）を曲
げ変形処理している状態の一例を示す略示図であり、（
ｂ）はこの曲げ変形部分近傍の部分拡大図である。 図中の、１は液晶光学素子（Ａ）、８および８′は、そ
れぞれ電極付可撓性基板、９は強誘電性液晶ｌＯ′は液
晶光学素子（Ａ）１の曲げ変形部分、１１等の矢印は曲
げ変形処理により曲げ変形部分近傍１０の強誘電性液晶
に加わった剪断応力の分布の状態の一例を表す。 第４図は、本発明の配向方法の例を表す略示図である。 第４図中の１は液晶光学素子（Ａ）、２は自由回転ロー
ラ、１０′は曲げ変形部分を表す。 第５図は、本発明の配向工程の前工程として好適に使用
することができるラミネート方式の一例を表す略示図で
ある。 第５図中の、１２は加圧ローラ対を示し、９は強誘電性
液晶、８は電極付可撓性基板、１３は強誘電性液晶９を
塗布した電極付可撓性基板８からなる積層基板、８′は
対向する電極付可撓性基板を表す。 第６図は、本発明の配向工程およびラミネート加工等に
よる挟持工程の前工程として好適に使用することができ
る塗布法による強誘電性液晶の製膜方法の一例を表す略
示図である。 第６図中の８は、電極付可撓性基板、９は強誘電性液晶
１３は強誘電性液晶９を塗布した電極付可撓性基板８か
らなる積層基板、１４は、ロールコータ−１５は誘導ロ
ール、１６は供給ロール、１７はかき取り用のドクター
ナイフを表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電極が配設されている二枚の可撓性基板により挟持
   された強誘電性液晶からなる液晶光学素子を曲げ変形処
   理することにより該強誘電性液晶を配向させることを特
   徴とする液晶光学素子の配向方法。 ２、請求項１に記載の液晶光学素子の配向方法において
   、液晶光学素子を連続して移動させながら曲げ変形処理
   する液晶光学素子の配向方法。 ３、請求項２に記載の液晶光学素子の配向方法において
   、液晶光学素子を少なくとも二本の自由回転ローラ間を
   連続して移動させながら曲げ変形処理する液晶光学素子
   の配向方法。 ４、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶光学素子の配
   向方法において、曲げ変形処理による強誘電性液晶の配
   向を、少なくとも該強誘電性液晶が液晶相を示す温度範
   囲内の温度で行う液晶光学素子の配向方法。 ５、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶光学素子の配
   向方法において、曲げ変形処理による強誘電性液晶の配
   向を、少なくとも該強誘電性液晶が等方相とスメクチッ
   クＡ相との混相を示す温度範囲内の温度で行う液晶光学
   素子の配向方法。 ６、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶光学素子の配
   向方法において、曲げ変形処理による強誘電性液晶の配
   向を、少なくとも該強誘電性液晶が等方相とカイラルス
   メクチックＣ相との混相を示す温度範囲内の温度で行う
   液晶光学素子の配向方法。 ７、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶光学素子の配
   向方法において、曲げ変形処理による強誘電性液晶の配
   向を、該強誘電性液晶が等方相を示す温度以上の温度に
   加熱し、次いで該強誘電性液晶が液晶相を示す温度範囲
   内の温度まで冷却しながら行う液晶光学素子の配向方法
   。