JPH02240192A - 強誘電性液晶組成物及びそれを用いた液晶光学素子 - Google Patents
強誘電性液晶組成物及びそれを用いた液晶光学素子Info
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- JPH02240192A JPH02240192A JP1059646A JP5964689A JPH02240192A JP H02240192 A JPH02240192 A JP H02240192A JP 1059646 A JP1059646 A JP 1059646A JP 5964689 A JP5964689 A JP 5964689A JP H02240192 A JPH02240192 A JP H02240192A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、液晶表示素子、液晶記憶素子、液晶音響素子
等の液晶材料として好適に使用されるグレースケール(
中間調表示)を容易に実現できる強誘電性液晶組成物及
びそれを用いた液晶光学素子に関する。
等の液晶材料として好適に使用されるグレースケール(
中間調表示)を容易に実現できる強誘電性液晶組成物及
びそれを用いた液晶光学素子に関する。
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
枚の基板の間に扶持してなる液晶光学素子が、電界等の
外部刺激に対しての高速応答性、コントラスト等に優れ
るなどの優れた特性を有することから注目され、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。
に配向制御し、かつこの液晶材料を電極が配設された二
枚の基板の間に扶持してなる液晶光学素子が、電界等の
外部刺激に対しての高速応答性、コントラスト等に優れ
るなどの優れた特性を有することから注目され、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。
これらの液晶光学素子において、フルカラー化を実現す
るためには、グレースケール(中間調表示)が得られる
ことが必要不可欠である.このグレースケールを得る方
法として、特開昭62−131225号公報には電極間
に強誘電性液晶をマルチドメイン化(ドメインが多数同
一領域に存在している状態にする)して存在させること
により、1つの画素内の電極上に複数の強誘電体を散在
せしめ、印加電圧に比例して明度の制御を行う方法が記
載されている.しかしながら、この方法はマルチドメイ
ン化によりグレースケール化を行うので、得られた液晶
光学素子のコントラストが低く、また電極上に強誘電性
液晶をマルチドメイン化するために強誘電体を設ける工
程が必要であり工程が複雑化するという問題点があった
。
るためには、グレースケール(中間調表示)が得られる
ことが必要不可欠である.このグレースケールを得る方
法として、特開昭62−131225号公報には電極間
に強誘電性液晶をマルチドメイン化(ドメインが多数同
一領域に存在している状態にする)して存在させること
により、1つの画素内の電極上に複数の強誘電体を散在
せしめ、印加電圧に比例して明度の制御を行う方法が記
載されている.しかしながら、この方法はマルチドメイ
ン化によりグレースケール化を行うので、得られた液晶
光学素子のコントラストが低く、また電極上に強誘電性
液晶をマルチドメイン化するために強誘電体を設ける工
程が必要であり工程が複雑化するという問題点があった
。
本発明は、前記事情に基づいてなされたもので、電極面
に加工することを何ら必要とせず、液晶光学素子のグレ
ースケールを容易に実現することができる強誘電性液晶
組成物とそれを用いた液晶光学素子を得ることを目的と
する。
に加工することを何ら必要とせず、液晶光学素子のグレ
ースケールを容易に実現することができる強誘電性液晶
組成物とそれを用いた液晶光学素子を得ることを目的と
する。
(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、強誘電性液晶材料に微粒子物質を配合した強
誘電性液晶組成物を電極間に扶持した液晶光学素子が容
易にグレースケールが得られることを見出し、この知見
に基づいて本発明を完成するに至った. すなわち、本発明は強誘電性液晶材料及び微粒子物質か
らなる強誘電性液晶組成物を提供するものである。
ねた結果、強誘電性液晶材料に微粒子物質を配合した強
誘電性液晶組成物を電極間に扶持した液晶光学素子が容
易にグレースケールが得られることを見出し、この知見
に基づいて本発明を完成するに至った. すなわち、本発明は強誘電性液晶材料及び微粒子物質か
らなる強誘電性液晶組成物を提供するものである。
本発明で用いられる強誘電性液晶材料としては、強誘電
性の液晶状態をとるものであれば全てのものを使用する
ことができ、強誘電性高分子液晶、低分子の強誘電性液
晶を単独で使用するものの他、複数の強誘電性高分子液
晶からなるもの、複数の低分子の強誘電性液晶からなる
もの、少な《とも1種の強誘電性高分子液晶と少なくと
も1種の低分子の強誘電性液晶からなるものなども好適
に用いられる。
性の液晶状態をとるものであれば全てのものを使用する
ことができ、強誘電性高分子液晶、低分子の強誘電性液
晶を単独で使用するものの他、複数の強誘電性高分子液
晶からなるもの、複数の低分子の強誘電性液晶からなる
もの、少な《とも1種の強誘電性高分子液晶と少なくと
も1種の低分子の強誘電性液晶からなるものなども好適
に用いられる。
強誘電性高分子液晶には、例えば、アクリレート主鎖系
液晶重合体、メタクリレート主鎖系液晶重合体、クロロ
アクリレート主鎖系液晶重合体、オキシラン主鎖系液晶
重合体、シロキサン主鎖系液晶重合体、エステル主鎖系
液晶重合体などが含まれる。
液晶重合体、メタクリレート主鎖系液晶重合体、クロロ
アクリレート主鎖系液晶重合体、オキシラン主鎖系液晶
重合体、シロキサン主鎖系液晶重合体、エステル主鎖系
液晶重合体などが含まれる。
アクリレート主鎖系液晶重合体の繰り返し単位としては
、例えば、 (A) (B) などが挙げられる。
、例えば、 (A) (B) などが挙げられる。
メタクリレート主鎖系液晶重合体の繰り返し単位として
は、例えば、 (C) CH3 (D) CH3 などが挙げられる。
は、例えば、 (C) CH3 (D) CH3 などが挙げられる。
クロ口アクリレート主鎖系液晶重合体の繰り返し単位と
しては、例えば、 (E) Cl などが挙げられる。
しては、例えば、 (E) Cl などが挙げられる。
エステル主鎖系液晶重合体の繰り返し単位としては、例
えば、 (H) GO. などが挙げられる。
えば、 (H) GO. などが挙げられる。
オキシラン主鎖系液晶重合体の繰り返し単位としては、
例えば、 (F) (I) (J) などが挙げられる. シロキサン主鎖系液晶重合体の繰り返し単位としては、
例えば、 (G) CEI3 などが挙げられる. なお、上記の強誘電性液晶重合体の繰り返し単位ハ、側
鎖の骨格がビフェニル骨格、フエニルベンゾエート骨格
、ビフェニルベンゾエート骨格、フエニル4−フェニル
ベンゾエート骨格で置き換えられてもよく、これらの骨
格中のベンゼン環が、ビリミジン環、ピリジン環、ビリ
ダジン環、ビラジン環、テトラジン環、シクロヘキサン
環、ジオキサン環、ジオキサボリナン環で置き換えられ
てもよく、フッ素、塩素などのハロゲン基あるいはシア
ノ基で置換されてもよく、1−メチルアルキル基、2−
フルオロアルキル基、2−クロロアルキル基、2−クロ
ロー3−メチルアルキル基、2−トリフルオロメチルア
ルキル基、1−アルコキシカルボニルエチル基、2−ア
ルコキシ−1−メチルエチル基、2−アルコキシプロビ
ル基、2一クロロー1−メチルアルキル基、2−アルコ
キシカルボニルー1−トリフルオロメチルブロビル基な
どの光学活性基あるいはエステル結合、エーテル結合を
介してこれらの光学活性基で置き換えられてもよく、ま
たスペーサの長さは、メチレン鎖長が1〜30の範囲で
変化してもよい.また、上記強誘電性液晶重合体は数平
均分子量が1,000〜400,000のものが使用で
きる. 低分子の強誘電性液晶としては、例えばシッフ塩基系強
誘電性低分子液晶化合物、アブ及びアソキシ系強誘電性
低分子液晶化合物、ビフエニル及びアロマティックスエ
ステル系強誘電性低分子液晶化合物、ハロゲン、シアノ
基等の環置換基を導入した強誘電性低分子液晶化合物、
複素環を有する強誘電性低分子液晶化合物などが挙げら
れる。
例えば、 (F) (I) (J) などが挙げられる. シロキサン主鎖系液晶重合体の繰り返し単位としては、
例えば、 (G) CEI3 などが挙げられる. なお、上記の強誘電性液晶重合体の繰り返し単位ハ、側
鎖の骨格がビフェニル骨格、フエニルベンゾエート骨格
、ビフェニルベンゾエート骨格、フエニル4−フェニル
ベンゾエート骨格で置き換えられてもよく、これらの骨
格中のベンゼン環が、ビリミジン環、ピリジン環、ビリ
ダジン環、ビラジン環、テトラジン環、シクロヘキサン
環、ジオキサン環、ジオキサボリナン環で置き換えられ
てもよく、フッ素、塩素などのハロゲン基あるいはシア
ノ基で置換されてもよく、1−メチルアルキル基、2−
フルオロアルキル基、2−クロロアルキル基、2−クロ
ロー3−メチルアルキル基、2−トリフルオロメチルア
ルキル基、1−アルコキシカルボニルエチル基、2−ア
ルコキシ−1−メチルエチル基、2−アルコキシプロビ
ル基、2一クロロー1−メチルアルキル基、2−アルコ
キシカルボニルー1−トリフルオロメチルブロビル基な
どの光学活性基あるいはエステル結合、エーテル結合を
介してこれらの光学活性基で置き換えられてもよく、ま
たスペーサの長さは、メチレン鎖長が1〜30の範囲で
変化してもよい.また、上記強誘電性液晶重合体は数平
均分子量が1,000〜400,000のものが使用で
きる. 低分子の強誘電性液晶としては、例えばシッフ塩基系強
誘電性低分子液晶化合物、アブ及びアソキシ系強誘電性
低分子液晶化合物、ビフエニル及びアロマティックスエ
ステル系強誘電性低分子液晶化合物、ハロゲン、シアノ
基等の環置換基を導入した強誘電性低分子液晶化合物、
複素環を有する強誘電性低分子液晶化合物などが挙げら
れる。
シッフ塩基系強誘電性低分子液晶化合物としては、例え
ば、次に示す化合物(1)〜(4)が挙げられる。
ば、次に示す化合物(1)〜(4)が挙げられる。
n− 5〜10、12、14
n= 7〜10、11
C}13
ビフェニル及ヒアロマティックスエステル系強誘電性低
分子液晶化合物としては、例えば、次に示す化合物(7
)、(8)が挙げられる。
分子液晶化合物としては、例えば、次に示す化合物(7
)、(8)が挙げられる。
F
n= 4、 8、12
アゾ及びアゾキシ系強誘電性低分子液晶化合物としては
、例えば次に示す(5)、(6)が挙げられる。
、例えば次に示す(5)、(6)が挙げられる。
n=
n=4、5
n= 8
ハロゲン、シアノ基等の環置換基を導入した強誘電性低
分子液晶化合物としては、例えば、次に示す化合物(9
)〜(11)が挙げられる。
分子液晶化合物としては、例えば、次に示す化合物(9
)〜(11)が挙げられる。
n一 6、 8、10
n喀 16
n= 8
n士 4、 6
複素環を有する強誘電性低分子液晶化合物としては、例
えば、次に示す化合物(12)、(13)が挙げられる
. (l3) なお、前記化合物は、強誘電性低分子液晶化合物の代表
的な化合物であり、本発明の強誘電性低分子液晶化合物
はなんら、これらの構造式に限定されるものではない。
えば、次に示す化合物(12)、(13)が挙げられる
. (l3) なお、前記化合物は、強誘電性低分子液晶化合物の代表
的な化合物であり、本発明の強誘電性低分子液晶化合物
はなんら、これらの構造式に限定されるものではない。
本発明の強誘電性液晶材料は全体として強誘電性を示す
ものであればよいので、前記の強誘電性高分子液晶、低
分子の強誘電性液晶に加えて、非強誘電性液晶、多色性
色素、減粘剤等の添加剤、接着剤等の添加物が必要に応
じて添加されたものであってもよい。
ものであればよいので、前記の強誘電性高分子液晶、低
分子の強誘電性液晶に加えて、非強誘電性液晶、多色性
色素、減粘剤等の添加剤、接着剤等の添加物が必要に応
じて添加されたものであってもよい。
上記非強誘電性液晶としては、例えばスメクチック相、
ネマチック相、コレステリック相を示す各種の高分子液
晶を挙げることができる。
ネマチック相、コレステリック相を示す各種の高分子液
晶を挙げることができる。
スメクチック相を示す高分子液晶の代表例として次のも
のを挙げることができる. (1)ポリアクリレート主鎖を有する高分子液晶(Y.
S. Freidzon, Polymer
Commun.+ 1986+ 27+(2)ポリ
メタクリレート主鎖を有する高分子液晶987. 8
. 59) CH. (H.Finkelmann,Makromol.Ch
em.+ 197EL 179t(3)ポリオキシ
ラン主鎖を有する高分子液晶(渡辺順次、第14回液晶
討論会講演予稿集、1988、258) ネマチック及びコレステリック高分子液晶としては次の
ようなものを挙げることができる。
のを挙げることができる. (1)ポリアクリレート主鎖を有する高分子液晶(Y.
S. Freidzon, Polymer
Commun.+ 1986+ 27+(2)ポリ
メタクリレート主鎖を有する高分子液晶987. 8
. 59) CH. (H.Finkelmann,Makromol.Ch
em.+ 197EL 179t(3)ポリオキシ
ラン主鎖を有する高分子液晶(渡辺順次、第14回液晶
討論会講演予稿集、1988、258) ネマチック及びコレステリック高分子液晶としては次の
ようなものを挙げることができる。
ネマチック高分子液晶
(1)ポリアクリレート主鎖を有する高分子液晶(C.
Pugh. Pol3a+er Bulleti
n+ 1986+ 16+ 521)(4)ポリ
シロキサン主鎖を有する高分子液晶(I{. Ric
hard, Mol. Cryst. Liq.
Cryst.+ i9ss,155. 141
) (6)ポリエステル主鎖を有する高分子液晶(H.
Ringsdorf, Makromol. Ch
em.+ Rapid Conu++un., 1
982, 3. 557)(2)ポリメタクリレー
ト主鎖を有する高分子液晶CH3 (H. Finkelmann. Makromo
l. Chem.+ 1978+ 179+(M
. Etch. Makromol. Chew
1 Rapid Comswun.l 1(3)ボリ
シロキサン主鎖を有する高分子液晶COコ (H. Finkelmanr+ Makrosol.
Che+++. Rapid Cow+sun.,
1980. 1. 31)コレステリック高分子
液晶 (1)ポリアクリレート主鎖を有する高分子液晶(H.
Finkelmann, Makromol.
Chem. 1978+ 179+(3)ボリシ
ロキサン主鎖を有する高分子液晶CH3 (G. M. Janini, Makromol
. Chew. Rapid Commun.,
1985, 6. 57) (J. M. Gugllelminetti. Po
lymer Bull.+ 1986+−4CH.CH
+− COO(CH!) + ocOO−Cholester
yl(V. P. Shibaev. Pure &
Appl. Chew.+ 1985+ 6.(2)
ポリメタクリレート主鎖を有する高分子液晶(H. F
inkeli+ann+ Makromol. C
hew. Rapid Commuロ.. 19B
2. 3. 859)なお、上記高分子液晶のメソ
ゲン部分は、低分子液晶において知られている様々な骨
格(例えばビフェニル骨格、フエニルベンゾエー}tt
Lビフェニルベンゾエート骨格、フエニル−4−フヱニ
ルベンゾエート骨格)で置き換えられていてもよい.そ
して、各骨格中のベンゼン環は、それぞれ、例えば、と
リミジン環、ピリジン環、ピリダジン環、シクロヘキサ
ン環、ジオキソボリナン環等で置き換えられていてもよ
く、また、フッ素、塩素等のハロゲン基を有していても
よい。また、末端基は例えば直鎖又は分枝状のアルキル
基、ハロアルキル基、又はシアノ基等で置き換えられて
いてもよい。また、スベーサーの長さはメチレン鎖長1
〜30の範囲で変化してもよい。分子量は1000〜1
00万が好ましい。また、スメクチック高分子液晶は例
えば特開昭63−99204号公報、同63−2646
29号公報等で知られている強誘電性高分子液晶中の光
学活性碁を不活性基に置き換えることにより容易に得る
ことができる. 次に、前記多色性色素の例としては、スチリル系、アゾ
メチン系、アゾ系、ナフトキノン系、アントラキノン系
、メロシアニン系、ペンゾキノン系、テトラジン系の色
素が挙げられる.好ましくはアゾ系、アントラキノン系
である. これらの色素は強誘電性液晶材料中に通常、0.05〜
5重量%、好ましくは0. 1〜2重量%添加される。
Pugh. Pol3a+er Bulleti
n+ 1986+ 16+ 521)(4)ポリ
シロキサン主鎖を有する高分子液晶(I{. Ric
hard, Mol. Cryst. Liq.
Cryst.+ i9ss,155. 141
) (6)ポリエステル主鎖を有する高分子液晶(H.
Ringsdorf, Makromol. Ch
em.+ Rapid Conu++un., 1
982, 3. 557)(2)ポリメタクリレー
ト主鎖を有する高分子液晶CH3 (H. Finkelmann. Makromo
l. Chem.+ 1978+ 179+(M
. Etch. Makromol. Chew
1 Rapid Comswun.l 1(3)ボリ
シロキサン主鎖を有する高分子液晶COコ (H. Finkelmanr+ Makrosol.
Che+++. Rapid Cow+sun.,
1980. 1. 31)コレステリック高分子
液晶 (1)ポリアクリレート主鎖を有する高分子液晶(H.
Finkelmann, Makromol.
Chem. 1978+ 179+(3)ボリシ
ロキサン主鎖を有する高分子液晶CH3 (G. M. Janini, Makromol
. Chew. Rapid Commun.,
1985, 6. 57) (J. M. Gugllelminetti. Po
lymer Bull.+ 1986+−4CH.CH
+− COO(CH!) + ocOO−Cholester
yl(V. P. Shibaev. Pure &
Appl. Chew.+ 1985+ 6.(2)
ポリメタクリレート主鎖を有する高分子液晶(H. F
inkeli+ann+ Makromol. C
hew. Rapid Commuロ.. 19B
2. 3. 859)なお、上記高分子液晶のメソ
ゲン部分は、低分子液晶において知られている様々な骨
格(例えばビフェニル骨格、フエニルベンゾエー}tt
Lビフェニルベンゾエート骨格、フエニル−4−フヱニ
ルベンゾエート骨格)で置き換えられていてもよい.そ
して、各骨格中のベンゼン環は、それぞれ、例えば、と
リミジン環、ピリジン環、ピリダジン環、シクロヘキサ
ン環、ジオキソボリナン環等で置き換えられていてもよ
く、また、フッ素、塩素等のハロゲン基を有していても
よい。また、末端基は例えば直鎖又は分枝状のアルキル
基、ハロアルキル基、又はシアノ基等で置き換えられて
いてもよい。また、スベーサーの長さはメチレン鎖長1
〜30の範囲で変化してもよい。分子量は1000〜1
00万が好ましい。また、スメクチック高分子液晶は例
えば特開昭63−99204号公報、同63−2646
29号公報等で知られている強誘電性高分子液晶中の光
学活性碁を不活性基に置き換えることにより容易に得る
ことができる. 次に、前記多色性色素の例としては、スチリル系、アゾ
メチン系、アゾ系、ナフトキノン系、アントラキノン系
、メロシアニン系、ペンゾキノン系、テトラジン系の色
素が挙げられる.好ましくはアゾ系、アントラキノン系
である. これらの色素は強誘電性液晶材料中に通常、0.05〜
5重量%、好ましくは0. 1〜2重量%添加される。
次に前起減粘剤等の添加剤は、速度向上、双安定性の改
善のための添加されるもので例えば、非カイラル性の各
種液晶や結晶、各種の電荷移動錯体などを必要に応じて
混合してもよい.次に、前記接着剤としては、特に限定
されないが、接着剤として通常用いられている次のよう
な高分子物質、例えばエボキシ系接着剤、アクリル系接
着剤、不飽和ポリエステル系接着剤、ポリウレタン系接
着剤、ホントメルト型接着剤、エラストマー型接着剤を
挙げることができる。
善のための添加されるもので例えば、非カイラル性の各
種液晶や結晶、各種の電荷移動錯体などを必要に応じて
混合してもよい.次に、前記接着剤としては、特に限定
されないが、接着剤として通常用いられている次のよう
な高分子物質、例えばエボキシ系接着剤、アクリル系接
着剤、不飽和ポリエステル系接着剤、ポリウレタン系接
着剤、ホントメルト型接着剤、エラストマー型接着剤を
挙げることができる。
接着剤は通常強誘電性液晶材料中にO〜50重量%添加
され、液晶光学素子の機械的強度を改善する. 次に、本発明に用いられる微粒子物質は液晶材料と相溶
性を有しないものであれば、有機物質であっても、無機
物質であってもいずれでもよい。
され、液晶光学素子の機械的強度を改善する. 次に、本発明に用いられる微粒子物質は液晶材料と相溶
性を有しないものであれば、有機物質であっても、無機
物質であってもいずれでもよい。
微粒子の例としては金属、金属酸化物、金属塩、プラス
チックなどの微粒子、具体的にはFe , W−Co合
金、B4C , NbSCu, Ag, AI、Ni,
Go、Sn..Au,Pts A1z03 、Fez
e3−. CaO 、MgO −. S10z、MgA
1zOn 、Y!0,、Tie., BaTi03、Z
nFezOa 、CIOn 、ZrOz、Ah(SO4
:h 、Crz(SOa)s 、ポリビニルアルコール
、ボリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン/トリフロ
ロエチレン共重合体、フツ化ビニリデン/テトラフ口口
エチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルな
どの微粒子が挙げられる。また、粒子の形状も特に制限
はなく、球やそれ以外の形状のものが用いられる。この
粒子の平均粒径は好ましくは0.3μm以下、さらに好
ましくは0.005〜0.2μmである.粒径が小さす
ぎると液晶と混合するときに凝集が起き一様に分散しな
いことがあり、大きすぎるとコントラストを低下させた
り、グレースケールが得られなくなることがある。
チックなどの微粒子、具体的にはFe , W−Co合
金、B4C , NbSCu, Ag, AI、Ni,
Go、Sn..Au,Pts A1z03 、Fez
e3−. CaO 、MgO −. S10z、MgA
1zOn 、Y!0,、Tie., BaTi03、Z
nFezOa 、CIOn 、ZrOz、Ah(SO4
:h 、Crz(SOa)s 、ポリビニルアルコール
、ボリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン/トリフロ
ロエチレン共重合体、フツ化ビニリデン/テトラフ口口
エチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルな
どの微粒子が挙げられる。また、粒子の形状も特に制限
はなく、球やそれ以外の形状のものが用いられる。この
粒子の平均粒径は好ましくは0.3μm以下、さらに好
ましくは0.005〜0.2μmである.粒径が小さす
ぎると液晶と混合するときに凝集が起き一様に分散しな
いことがあり、大きすぎるとコントラストを低下させた
り、グレースケールが得られなくなることがある。
簡単に入手できる微粒子物質の例としては、SiO.微
粒子があり、例えば日本アエロジル株式会社のAERO
SIL(商品名)が好適に用いられる. 強誘電性液晶材料と微粒子物質の混合比は混合物中に占
める微粒子物質の体積分率を1〜70%、好ましくは5
〜40%とする。微粒子物質が少なすぎるとグレースケ
ールが得られなくなくことがあり、多すぎるとコントラ
ストが低下することがある。
粒子があり、例えば日本アエロジル株式会社のAERO
SIL(商品名)が好適に用いられる. 強誘電性液晶材料と微粒子物質の混合比は混合物中に占
める微粒子物質の体積分率を1〜70%、好ましくは5
〜40%とする。微粒子物質が少なすぎるとグレースケ
ールが得られなくなくことがあり、多すぎるとコントラ
ストが低下することがある。
混合方法は特に限定しないが、強誘電性液晶材料と微粒
子物質の混合は、強誘電性液晶材料が組成物の場合は予
め混合して得られた強誘電性液晶材料と微粒子物質とを
混合してもよいし、強誘電性材料の各成分の混合と微粒
子物質との混合を同時に行ってもよい。微粒子物質の分
散が悪い場合には液晶材料を等方相などの粘度が低くな
る温度に加熱したり、微粒子が溶解しない溶媒を用いて
溶液時に混合したり、さらによく知られているように振
動、特に超音波振動を加えながら混合することもできる
. 溶媒としては、メチレンクロライド、クロロホルム、ト
ルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、メチルエチル
ケトン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド
など種々のものが利用できる。
子物質の混合は、強誘電性液晶材料が組成物の場合は予
め混合して得られた強誘電性液晶材料と微粒子物質とを
混合してもよいし、強誘電性材料の各成分の混合と微粒
子物質との混合を同時に行ってもよい。微粒子物質の分
散が悪い場合には液晶材料を等方相などの粘度が低くな
る温度に加熱したり、微粒子が溶解しない溶媒を用いて
溶液時に混合したり、さらによく知られているように振
動、特に超音波振動を加えながら混合することもできる
. 溶媒としては、メチレンクロライド、クロロホルム、ト
ルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、メチルエチル
ケトン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド
など種々のものが利用できる。
本発明はまた、強誘電性液晶材料及び微粒子物賞からな
る強誘電性液晶組成物を少なくとも一方が透明な電極間
に扶持してなる液晶光学素子を提供するものである。
る強誘電性液晶組成物を少なくとも一方が透明な電極間
に扶持してなる液晶光学素子を提供するものである。
透明電極としては酸化スズを被着させたNESA膜、酸
化スズと酸化インジウムよりなるIT○膜等が用いられ
る。これらの電極は、公知の各種の手法、例えば、スパ
ッタリング法、蒸着法、印刷法、塗布法、メッキ法、接
着法等、又は、これらを適宜組み合わせた手法を用いて
、ガラス、プラスチック等の基板上に設けられている。
化スズと酸化インジウムよりなるIT○膜等が用いられ
る。これらの電極は、公知の各種の手法、例えば、スパ
ッタリング法、蒸着法、印刷法、塗布法、メッキ法、接
着法等、又は、これらを適宜組み合わせた手法を用いて
、ガラス、プラスチック等の基板上に設けられている。
強誘電性液晶組成物を電極間に扶持して、素子化する方
法はこれまでに知られている方法により行うことができ
、特に限定されるものでなく、例えば、少なくとも一方
が透明である対向する電極間に一軸配向された液晶組成
物を扶持し、さらに偏光板で挟持して素子化する.色素
を混合してゲストホストタイプの素子とする場合は偏光
板は1枚でよい. 電極の種類、電極の外側に基板があるときはその基板の
種類(ガラス、プラスチック等)、強誘電性液晶材料の
配向方法(ラビング法、斜方蒸着法、温度勾配法、磁場
による法、音波による法、曲げ配向法)などはいずれに
よる方法であってもよい. このうち、大面積、高コントラストの液晶光学素子が連
続的、低コストで製造できることから、プラスチック基
板を用いて、塗布、ラミネート、配向を連続して行うプ
ロセスが望ましい。
法はこれまでに知られている方法により行うことができ
、特に限定されるものでなく、例えば、少なくとも一方
が透明である対向する電極間に一軸配向された液晶組成
物を扶持し、さらに偏光板で挟持して素子化する.色素
を混合してゲストホストタイプの素子とする場合は偏光
板は1枚でよい. 電極の種類、電極の外側に基板があるときはその基板の
種類(ガラス、プラスチック等)、強誘電性液晶材料の
配向方法(ラビング法、斜方蒸着法、温度勾配法、磁場
による法、音波による法、曲げ配向法)などはいずれに
よる方法であってもよい. このうち、大面積、高コントラストの液晶光学素子が連
続的、低コストで製造できることから、プラスチック基
板を用いて、塗布、ラミネート、配向を連続して行うプ
ロセスが望ましい。
本発明により得られた液晶光学素子は極めて容易にグレ
ースケールを実現できる. 〔作用〕 強誘電性液晶は基板界面に特に何の操作もしない場合は
スメクチック相の屠構造は第1図に示すようなシェブロ
ン構造をとることが知られている。
ースケールを実現できる. 〔作用〕 強誘電性液晶は基板界面に特に何の操作もしない場合は
スメクチック相の屠構造は第1図に示すようなシェブロ
ン構造をとることが知られている。
図の1は液晶分子である.印加電界の向きを反転したと
きに起こる液晶分子の応答は主としてセル界面付近2と
層の折れ曲がった中心部付近3からである(これらは反
転核と呼ばれている)。通常、厚さが数μm以下のセル
では双安定性(メモリー性)を有するためにクロスニコ
ル下での光透過率と印加電界の関係は第2図に示すよう
になる.従って、閾値電界±Eい付近では光透過率が大
きく変化し、その中間的状態を実現することが難しい。
きに起こる液晶分子の応答は主としてセル界面付近2と
層の折れ曲がった中心部付近3からである(これらは反
転核と呼ばれている)。通常、厚さが数μm以下のセル
では双安定性(メモリー性)を有するためにクロスニコ
ル下での光透過率と印加電界の関係は第2図に示すよう
になる.従って、閾値電界±Eい付近では光透過率が大
きく変化し、その中間的状態を実現することが難しい。
一方、セル厚をより厚くした場合には双安定性は発現し
ないが液晶分子の配列がらせん構造をとり、それが安定
であるので光透過率と印加電界の関係は第3図のように
なる.従って、中間的な光透過率をとることが容易にな
るが、セル厚が厚《なることに伴って複屈折効果による
強い着色が生じ、また明状態と暗状態の差が極めて小さ
くなるので実用化できない。
ないが液晶分子の配列がらせん構造をとり、それが安定
であるので光透過率と印加電界の関係は第3図のように
なる.従って、中間的な光透過率をとることが容易にな
るが、セル厚が厚《なることに伴って複屈折効果による
強い着色が生じ、また明状態と暗状態の差が極めて小さ
くなるので実用化できない。
本発明においてグレースケールが容易に得られる原理は
明らかではないが、強誘電性液晶材料に微粒子物質を混
入することにより液晶分子間にコントラストを劣化させ
ない程度にミクロの欠陥が多数導入され、印加電界の符
号を変化させたときに生じる反転核をその欠陥から生じ
せしめるものと考えられる。従って、光透過率一印加電
界曲線は例えば第4図のようになる。このような特性は
非常に薄い(5μm以下)セルでも容易に実現できるの
でグレースケールが容易に得られることになる。また、
強誘電性液晶材料に微粒子物質を混合することにより粘
性が増大し液晶分子の運動が抑制されるため、その結果
明状態と暗状態との間の変化が連続的になりグレースケ
ールが容易に得られるとも考えられる。
明らかではないが、強誘電性液晶材料に微粒子物質を混
入することにより液晶分子間にコントラストを劣化させ
ない程度にミクロの欠陥が多数導入され、印加電界の符
号を変化させたときに生じる反転核をその欠陥から生じ
せしめるものと考えられる。従って、光透過率一印加電
界曲線は例えば第4図のようになる。このような特性は
非常に薄い(5μm以下)セルでも容易に実現できるの
でグレースケールが容易に得られることになる。また、
強誘電性液晶材料に微粒子物質を混合することにより粘
性が増大し液晶分子の運動が抑制されるため、その結果
明状態と暗状態との間の変化が連続的になりグレースケ
ールが容易に得られるとも考えられる。
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.実施例 低分子の強誘電性液晶 』l11邑紘 (Cry:結晶相、SmC”: カイラルスメクチック
C相、S+aA :スメクチックA相、Iso:等方相
〕上記低分子の強誘電性液晶に日本アエロジル■のAE
ROS IL (S ioz 、平均粒径7nm,見掛
比重50g/j2)を体積分率15%になるように混合
し、液晶が等方相を示す70゜Cに加熱して超音波振動
を与えながら10分間攬拌した。
発明はこれに限定されるものではない.実施例 低分子の強誘電性液晶 』l11邑紘 (Cry:結晶相、SmC”: カイラルスメクチック
C相、S+aA :スメクチックA相、Iso:等方相
〕上記低分子の強誘電性液晶に日本アエロジル■のAE
ROS IL (S ioz 、平均粒径7nm,見掛
比重50g/j2)を体積分率15%になるように混合
し、液晶が等方相を示す70゜Cに加熱して超音波振動
を与えながら10分間攬拌した。
上記液晶をPVA (ポリビニルアルコール)膜をコー
トしてラビングしたITO付きガラス板で挟持し、60
゛Cまで加熱して5゜C/minで室温まで冷却した。
トしてラビングしたITO付きガラス板で挟持し、60
゛Cまで加熱して5゜C/minで室温まで冷却した。
こうして作製した配向セルの厚みは2.5μmであった
.室温でのコントラストを測定したところ、クロスニコ
ル下で±5vの印加で28であった。
.室温でのコントラストを測定したところ、クロスニコ
ル下で±5vの印加で28であった。
次に0. 1 H zの三角波を印加して透過光量一印
加電界曲線を測定したところ第5図の曲線が得られ、グ
レースケールを容易に得ることができる。
加電界曲線を測定したところ第5図の曲線が得られ、グ
レースケールを容易に得ることができる。
比較例1
実施例1と同じ液晶、セル作製方法を用いて微粒子物質
(AEROSIL)を混合しないでセルを作製した。セ
ルの厚みは2.2μmであり、室温でのコントラストは
クロスニコル下で±5■の印加で34であった.同じ様
に0. 1 H zの三角波で透過光量一印加電界曲線
を測定すると第6図のようになり、実施例1と比較して
グレースケールのための駆動条件が極めて難しいことが
わかる。
(AEROSIL)を混合しないでセルを作製した。セ
ルの厚みは2.2μmであり、室温でのコントラストは
クロスニコル下で±5■の印加で34であった.同じ様
に0. 1 H zの三角波で透過光量一印加電界曲線
を測定すると第6図のようになり、実施例1と比較して
グレースケールのための駆動条件が極めて難しいことが
わかる。
実施例2
強誘電性液晶組成物
A:B:C−16:64:20 (モル%)A
CH! B Cll. 會 7図の曲線が得られ、グレースケールを容易に得ること
ができる。
CH! B Cll. 會 7図の曲線が得られ、グレースケールを容易に得ること
ができる。
Mn−3000
?舵混合液晶に日本アエロジル■のAEROSIL(S
iO■とA1■0,の5=1の混合物、平均粒径15n
m、見掛比重50g/j!)を体積分率30%なるよう
に混合し、ジクロルメタンに溶解して5分間攪拌した。
iO■とA1■0,の5=1の混合物、平均粒径15n
m、見掛比重50g/j!)を体積分率30%なるよう
に混合し、ジクロルメタンに溶解して5分間攪拌した。
このときの溶液濃度は10重量%とじた。マイクログラ
ビアコータを用いてこの溶液をITO付きPES基板に
塗布しPES対向基板とラミネートし、次いで曲げ配同
法によって配向処理した.セル厚は′2.4μmとなり
、室温でのコントラストを測定したところ、クロスニコ
ル下で±5■の印加で83であった.このクロスニコル
下で0. 1 H zの三角波を印加して透過光量一印
加電界曲線を測定したところ第比較例2 実施例2と同じ液晶、セル作製法を用いて微粒子物質(
AEROSIL)を混合しないでセルを作製した.セル
の厚みは2.6μmであり、室温でのコントラストはク
ロスニコル下で±5■の印加で95であった。同じ様に
0. 1 H zの三角波で透過光量一印加電界曲線を
測定すると第8図の曲線が得られ、実施例2と比較して
グレースケールのための駆動条件が極めて難しいことが
わかる。
ビアコータを用いてこの溶液をITO付きPES基板に
塗布しPES対向基板とラミネートし、次いで曲げ配同
法によって配向処理した.セル厚は′2.4μmとなり
、室温でのコントラストを測定したところ、クロスニコ
ル下で±5■の印加で83であった.このクロスニコル
下で0. 1 H zの三角波を印加して透過光量一印
加電界曲線を測定したところ第比較例2 実施例2と同じ液晶、セル作製法を用いて微粒子物質(
AEROSIL)を混合しないでセルを作製した.セル
の厚みは2.6μmであり、室温でのコントラストはク
ロスニコル下で±5■の印加で95であった。同じ様に
0. 1 H zの三角波で透過光量一印加電界曲線を
測定すると第8図の曲線が得られ、実施例2と比較して
グレースケールのための駆動条件が極めて難しいことが
わかる。
本発明の強誘電性液晶組成物を用いると、電極面への加
工を何ら必要とせず、強誘電性液晶材料と微粒子物質を
混合するだけでグレースケールが得られる液晶光学素子
を製造することができる。
工を何ら必要とせず、強誘電性液晶材料と微粒子物質を
混合するだけでグレースケールが得られる液晶光学素子
を製造することができる。
また、得られた液晶光学素子はグレースケールが容易に
得られるばかりでなく、コントラストにおいても優れて
おり、液晶表示素子のフルカラー化を可能とするもので
、その工業的価値は極めて大である。
得られるばかりでなく、コントラストにおいても優れて
おり、液晶表示素子のフルカラー化を可能とするもので
、その工業的価値は極めて大である。
第1図はスメクチック相の層構造を示す模式的断面図、
第2図〜第8図は液晶光学素子に電界を印加させた場合
の印加電界強度と光透過率との関係を示すグラフである
。
第2図〜第8図は液晶光学素子に電界を印加させた場合
の印加電界強度と光透過率との関係を示すグラフである
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、強誘電性液晶材料及び微粒子物質からなる強誘電性
液晶組成物。 2、強誘電性液晶材料が複数の低分子の強誘電性液晶か
らなる請求項1記載の強誘電性液晶組成物。 3、強誘電性液晶材料が複数の強誘電性高分子液晶から
なる請求項1記載の強誘電性液晶組成物。 4、強誘電性液晶材料が少なくとも1種の強誘電性高分
子液晶と少なくとも1種の低分子の強誘電性液晶からな
る請求項1記載の強誘電性液晶組成物。 5、微粒子物質の平均粒径が0.3μm以下である請求
項1、2、3又は4記載の強誘電性液晶組成物。 6、強誘電性液晶材料及び微粒子物質からなる強誘電性
液晶組成物を少なくとも一方が透明な電極間に挟持して
なる液晶光学素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1059646A JP2729074B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 強誘電性液晶組成物及びそれを用いた液晶光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1059646A JP2729074B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 強誘電性液晶組成物及びそれを用いた液晶光学素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02240192A true JPH02240192A (ja) | 1990-09-25 |
JP2729074B2 JP2729074B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=13119185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1059646A Expired - Lifetime JP2729074B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 強誘電性液晶組成物及びそれを用いた液晶光学素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2729074B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0480415A2 (de) * | 1990-10-12 | 1992-04-15 | Eidenschink,Rudolf | Flüssigkristallines Medium und Verfahren zur Erzeugung von Bildern |
JPH05203980A (ja) * | 1992-01-29 | 1993-08-13 | Sharp Corp | 空間光変調器 |
DE102010054758A1 (de) | 2010-01-28 | 2011-08-25 | Lg Display Co., Ltd. | Flüssigkristallanzeigeelement und Verfahren zum Herstellen desselben |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63297491A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶複合組成物 |
-
1989
- 1989-03-14 JP JP1059646A patent/JP2729074B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63297491A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶複合組成物 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0480415A2 (de) * | 1990-10-12 | 1992-04-15 | Eidenschink,Rudolf | Flüssigkristallines Medium und Verfahren zur Erzeugung von Bildern |
JPH04263217A (ja) * | 1990-10-12 | 1992-09-18 | Rudolf Eidenschink | 液晶媒体と、それを使用して映像を発生する方法 |
US5729320A (en) * | 1990-10-12 | 1998-03-17 | Rudolf Eidenschink | Liquid crystalline medium including closely packed particles and method for generating images using same |
JPH05203980A (ja) * | 1992-01-29 | 1993-08-13 | Sharp Corp | 空間光変調器 |
DE102010054758A1 (de) | 2010-01-28 | 2011-08-25 | Lg Display Co., Ltd. | Flüssigkristallanzeigeelement und Verfahren zum Herstellen desselben |
US8648994B2 (en) | 2010-01-28 | 2014-02-11 | Lg Display Co., Ltd. | Liquid crystal display element and method for manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2729074B2 (ja) | 1998-03-18 |
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