JPH02217820A - 強誘電性高分子液晶素子 - 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］ 本発明は強誘電性高分子液晶を用いた液晶素子に関し、
特に駆動に伴なう配向劣化によるコントラストの低下等
を防止した強誘電性高分子液晶素子に関する。

［従来の技術］ 従来、メモリーやデイスプレィ等に使用されている液晶
素子は、高速応答性等の要求に応じるために、低分子液
晶が多く用いられている。しかしながら、近年、大画面
デイスプレィの要望や液晶素子の実装の簡素化などの点
から、高分子液晶性化合物と低分子液晶性化合物との混
合系、あるいは高分子液晶系などいわゆる高分子液晶組
成物を用いた液晶素子の検討か行なわれてきた。

この様な高分子液晶組成物を用いることは、以下の点で
有効であると考えられる。

■　高分子液晶組成物は、溶液塗布等により成膜化する
ことか可ｔｒ＝であり、また液晶素子の大面積化が実現
できる上に、ｔｉ１Ｍ脱化、膜厚制御か容易なため、従
来、低分子液晶で行なわれているセル基板間のギャップ
制御などの難点が解消される。

■　高分子液晶組成物の中には、延伸等によって配向さ
せることが可能なものもあり、低分子液晶で用いられて
いる配向膜が不要になる可能性かある。

■　メモリーやデイスプレィなどに液晶素子を用いる際
には、コントラストの向上のために４光吸収性色素を含
有させることが行なわれる。高分子液晶組成物の場合は
、ポリマーの色素に対する相溶性などを活用できるため
、染料や顔料などの色素類を均一に分散させることがで
きる。

このような有効性が見出される一方、応答速度が遅いた
め動画や書き換えを高速で行なう用途には適していない
欠点かあった。

以上の欠点を解決する方法の１つとして、強誘電性高分
子液晶［エヌ　ニー　ブラーテ等「ポリマー　ブレタン
Ｊ　（Ｎ、　Ａ、　Ｐｌａｔｅ　ｅｔ　ａｌ、　’Ｐｏ
ｌｙｇｉｅｒＢｕｆｆｅｔｉｎｇ）　、　１２．２９９
頁、　　（１９８４年）］の使用か報告されている。こ
の強誘電性高分子液晶は、従来の高分子液晶に比較して
大巾に応答速度を向上できるため、その実用化が期待さ
れている。

［発明が解決しようとするＷ１題］ しかしながら、上記の強誘電性高分子液晶を使用する従
来例においては、繰り返し駆動することに伴ない１強誘
電性高分子液晶の電歪効果によって、その配向性が劣化
し、コントラストや応答性か低下する欠点があった。特
に、基板にプラスチックフィルムを用いた、軽量でフレ
キシブルな表示素子等に応用しようとする場合に５その
解決が望まれていた。

本発明は、この様な従来技術の欠点を改善するためにな
されたものであり、基板に引張り強度が高いプラスチッ
クフィルムを使用し、そのフィルム基板間に強誘電性高
分子液晶を挟持することにより、繰り返し駆動に伴なう
強誘電性高分子液晶の配向性の劣化を防止し、コントラ
ストの低下が極めて少ない強誘電性高分子液晶素子を提
供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 即ち１本発明は、電極を有する一対の基板間に強誘電性
高分子液晶を挟持してなる強誘電性高分子液晶素子にお
いて、前記基板が引張り強度２００ｋｇ／ｃｍ”以上の
プラスチックフィルムからなることを特徴とする強誘電
性高分子液晶素子である。

以下１本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）は本発明の強誘電性高分子液晶素子の一例
を示す概略図、第１図（ｂ）は本発明の強誘電性高分子
液晶素子の一対の基板上に設けたストライプ状電極の方
向と偏光板の偏光方向との関係を示す構成図である。同
図においては、偏光ガラス、またはポリビニルアルコー
ルにヨウ素多量体を吸着後−軸延伸したものや、ポリビ
ニルアルコールあるいはポリエチレンテレフタレートに
二色性染料を染着後−軸延伸したもの等のプラスチ・ン
ク偏光フィルム等からなる偏光板４，４ａの間に、基板
１．ｌａ間に強誘電性高分子液晶層２を挟持してなる積
層体を設けた構造からなる液晶素子を示す。第１図（ａ
）においては、ストライプ状電極３，３ａは基板１．ｌ
ａの外側に設けられている。

第２図は本発明の強誘電性高分子液晶素子の他の例を示
す概略図であり、ストライプ状電極３゜３８を接着層や
絶縁層を介して基板１．ｌａの内側に設けた積層構造の
液晶素子を示す。あるいは、ｙｇ子構成によっては、接
着層や絶縁層を介在させない積層構造のものでも良い。

本発明において使用される基板１．ｌａは、その基板材
料の引張り強度が通常の室温で２００ｋｇ／ａｍ”以上
、好ましくは３００　ｋｇ／ｃｍ”以上であるようなプ
ラスチックフィルムが、大面積でフレキシブルな液晶素
子を提供する点で望ましい、引張り強度が２００　ｋｇ
／ｃｍ”未満の場合には、強誘電性高分子液晶素子が駆
動される際の電歪効果により発生する応力を繰り返し受
けることにより、基板表面にも徐々に変化が発生し、そ
の結果強誘電性高分子液晶相の配向に影響し、配向劣化
となって現われてくる。

本発明において使用される基板としては、引張り強度が
２００　ｋｇ／Ｃｓ”以上で、大面積でフレキシブルな
素子を提供する点でポリマーフィルムを使用するのが好
ましく、その具体例としては、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステルフ
ィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアミドフィル
ム、ポリイミドフィルム、ポリメタクリル酸メチルフィ
ルム。

メタクリル酸メチル−スチレン共重合体フィルム、ポリ
スチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリビニ
ルアルコールフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ
塩化ビニリデンフィルム。

ポリフッ化ビニリデンフィルム、ボリアリレートフィル
ム等の透明フィルムが挙げられるか、これらに限定され
るものてはない。

これらのフィルムを前記の基板として使用するには、−
軸延伸、二輌延伸等の処理を行なった配向フィルムある
いは無配向フィルムの何れも使用可能である。延伸処理
を行なったフィルムは、引張り強度を２〜４倍程度（例
えば、ポリエチレンテレフタレートの場合）に向上させ
ることができるので好ましい処理の一つである。

本発明において用いられる強誘電性高分子液晶としては
、カイラルスメクチ・ンクＣ相（Ｓａｃ”）　。

Ｈ相（Ｓａｌｔ’）　、　Ｉ相（Ｓｍｌ’）　、　Ｊ相
（Ｓ膳Ｊ’）　、　Ｋ相（Ｓ−に１）、Ｇ相（Ｓ膳Ｇ″
）又はＦ相（Ｓ＋＋Ｆ”）を有する側鎖型高分子液晶性
化合物および主鎖型高分子液晶性化合物等を用いること
ができ、具体的には下記に示すようなものが挙げられる
が、これらに限定されるものではない、（但し１式中＊
は不斉炭素中心を示す、） −（−（：＋１．−ＣＨ）ｉ− ｍ≧５゜ ｎ＝４〜１８ 一＋−ｃ１１．−Ｃ亀−−− 首 ｐ＝ｉ〜２゜ ｋ　＝　１〜２　、　　ｎ　＝　４〜１ｇ。

ｍ≧５ ＋引１□−Ｃ１ｌ）７− ！　＝ １〜２．に＝１〜２゜ ｊ＝０またはｌ。

ｎ＝４〜】８゜ ｍ≧５ ｊ＝０または１ ｊ＝０またはｌ ｊ：Ｏまたは１ ｍ≧５ ｍ≧５ ｍ≧５ ｙ　＝０．１　〜１．０　　、ｍ＝　４〜１２．　　ｎ
≧３これらの強誘電性高分子液晶は１種または２種以上
を混合あるいは共重合して用いたり、低分子液晶性化合
物とブレンドして用いる等の方法で素子化に適した組成
のものが使用される。

また、ブレンドによって強誘電性を発現することが可能
な光学活性高分子液晶も用いることができる。その具体
例を下記に示す、ブレンドするものとしては、一般の低
分子強誘電性液晶が用いられる。ただし、低分子強誘電
性液晶とのブレンドを行う場合、相溶性を考慮しなけれ
ばならない。

ブレンドする低分子液晶の割合としては、１〜９０％、
好ましくは５〜５０５％の範囲が望ましい。

（ｍ２＝２〜１５゜ ｘ＋ｙ＝１） （ｘ＋ｙ＝１．　−、＝２〜１５） （ｘ＋ｙ＝１） （ｘ＋ｙ−１） （ｘ　＋　ｙ　＝　１　、１１．＝　ｚ〜ｔｓ）（ｘ＋
ｙ＝　ｌ　、　ｍ２＝２〜１５）（■、＝１〜５） （■、＝１〜３゜ Ｒ＝１〜２０） （■５＝０〜５） （ｓ５＝Ｏ〜５） （鳳、＝０〜５） （■５−０〜５） 本発明においては、フィルム状に成形された強誘電性高
分子液晶を延伸した後に、これを基板間にはさんで圧着
したり１強誘電性高分子液晶と基板とを積層した後に基
板とともに共延伸する等の方法により、第１図あるいは
第２図に示す構成の素子を得ることができる。これにら
の手法は配向性を付与する点で有効である。

その他、従来用いられている公知の手法も使用できる０
例えば、加熱溶融あるいは溶媒に溶解して基板上に塗工
後、それぞれ冷却あるいは溶媒蒸発する等の手法が挙げ
られる。

また、このようにして基板上に形成した強誘電性高分子
液晶層を塗工時にせん断力をかけて配向させたり、或い
は予め基板上に配向膜等の配向処理を行なっておき等吉
相から液晶相へ徐冷する等の公知の配向手法の使用も可
能である。

［作用］ 本発明の強誘電性高分子液晶素子は、電極を有する一対
の基板間に強誘電性高分子液晶を挟持してなる強誘電性
高分子液晶素子において、前記基板材料の引張り強度か
２００　ｋｇ／ｃ＋ｓ”以上のプラスチックフィルム基
板を使用することにより、強誘電性高分子液晶素子が駆
動される際の電歪効果により発生する応力を繰り返し受
けることにより。

基板表面に発生する変化を防止し、その結果強誘電性高
分子液晶相の配向性の劣化を防止して、コントラストの
低下を極めて少なくすることができる。

［実施例］ 以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１ 下記の構造式（Ｉ）で示される側鎖型強誘電性高分子液
晶 −（（：　１１゜−Ｃ）Ｉ）７ （ｎ＝２０） （Ｉ） ３０”Ｃ７４℃　　　　　　８３℃ ｇｌａｓｓ　　　　　　　　Ｓ＠ｃ’　　　　　　　　
　Ｓｓへ　　　　　　　ｌ５Ｏ１をジクロロエタンに溶
解させて、これを４０終鳳厚のポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ　’）　　（引張り強度　７００ｋｇ／ｃ
ｍ”　）基板上にスピンコード法でコーティングを行い
、ジクロロエタンを加熱除去し、　ＰＥＴ基板上に３ｇ
ｍ厚の液晶フィルム層を作成した。この液晶フィルム層
の上に４０ｐｍ厚のＰＥＴフィルムを積層して、約８５
℃のヒートロールを通過させて得た積層体を１強誘電性
高分子液晶がＳａｃ”相を示す温度で一軸延伸を行ない
、−軸配向させた。

次に、ＩＴＯ透明透明付極付ポリエチレンテレフタレー
トフィルムを、第１図（ｂ）に示すように上下で直交さ
せて基板に接着させた０次に、直交する２枚の偏光板間
に挟み、±２５Ｖ　、　２０Ｈｚの電圧を印加して、初
期と２４時間駆動後の透過光量のコントラストを比較し
たところ、いずれもｌ：５で変化は無かった。

前記の素子の偏光板を外して、配向状態を偏光顕微鏡で
観察したところ、配向の乱れは観察されなかった。

実施例２ 実施例１の強誘電性高分子液晶素子において、基板をポ
リ塩化ビニリデン（引張り強度　２５０ｋｇ／ｃ■２）
に代えた以外は同様にして作成した積層体に、実施例１
と同様の周波数の電圧を印加し、初期と２４時間後の透
過光量のコントラストを比較したところ、それぞれ１：
４，１：３．８で低下率は５％であった。

配向状態を偏光顕微鏡てＵ察したところ、−軸配向の乱
れはごくわずかであった。

比較例１ 実施例１の強誘電性高分子液晶素子において、基板を低
密度ポリエチレン（引張り強度　１３０ｋｇ／ｃｍ２）
に代えた以外は同様にして作成した積層体に、実施例１
と同様の周波数の電圧を印加し、初期と″２４時間後の
透過光量のコントラストを比較したところ、それぞれｌ
　：　２．６　、１　：　１．８で３１％低下した。

配向状態を偏光類ａｍで観察したところ、顕著な配向の
乱れが認められた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の強誘電性高分子液晶素子
は、引張強度か２００ｋｇ／ａｍ”以上のプラスチック
フィルムからなる基板間に強誘電性高分子液晶を挟持し
てなるので、繰り返し駆動に伴なう強誘電性高分子液晶
の配向性の劣化を防止し、コントラストの低下か極めて
少なく、また軽量で大面積の表示素子等への応用が可能
な優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の強誘電性高分子液晶素子の一例
を示す概略図、第１図（ｂ）は本発明の強誘電性高分子
液晶素子の一対の基板上に設けたストライブ状電極の方
向と偏光板の偏光方向との関係を示す構成図および第２
図は本発明の強誘電性高分子液晶素子の他の例を示す概
略図である。 １．１ａ−−一基板 ２・・・強誘電性高分子液晶層 ３．３ａ・・・ストライブ状電極 ４．４８・・・偏光板 ・・・偏光板の偏光方向を示す矢印

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電極を有する一対の基板間に強誘電性高分子液晶を挟持
   してなる強誘電性高分子液晶素子において、前記基板が
   引張り強度２００ｋｇ／ｃｍ＾２以上のプラスチックフ
   ィルムからなることを特徴とする強誘電性高分子液晶素
   子。