JPH04118629A - 表示素子 - 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、高分子液晶化合物を用いた表示素子に関し、
特に−枚の偏光子と円偏光スプリッターを有する透過型
表示素子に関するものである。

［従来の技術］ 従来の液晶素子としては、例えばエム・シャツ）　（Ｍ
、５ｃｈａｄｔ）とダブりニー・ヘルフリッヒ（ＬＨｅ
ｌｆｒｉｃｈ）著“アプライド・フィジックス・レター
ズ（“Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ”）第１８巻、第４号（１９７１年２月１５日発行）
第１２７頁〜１２８頁の“ボルテージ・デイペンダント
・オプティカル・アクティビイティー・オブ・ア・ツィ
ステッド・ネマチック・リキッド・クリスタル”（Ｖｏ
ｌｔａｇｅ　Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　０ｐｔｉｃａｌ　Ａ
ｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ａＴｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔ
ｉｃ　１ｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ”）に示されたツ
ィステッド・ネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔ
ｔｃ）液晶を用いたものが知られている。このＴＮ液晶
は画素密度を高くしたマトリクス電極構造を用いた時分
割駆動の時、クロストークを発生する問題点があるため
、画素数が制限されていた。

また、電界応答が遅く視野角特性が悪いためにデイスプ
レィとしての用途は限定されていた。また、各画素に薄
膜トランジスタを形成する工程が極めて煩雑な上、大面
積の表示素子を作成することが難しい問題点がある。

この様な従来型の液晶素子の欠点を改善するものとして
、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク（Ｃ１
ａｒｋ）およびラガウェル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）によ
り提案されている（特開昭５６−１０７２１６号公報、
米国特許第４３６７９２４号明細書等）。双安定性を有
する液晶としては、一般にカイラルスメクティックＣ相
（Ｓｍ”Ｃ）またはＨ相（Ｓｍ”Ｈ）を有する強誘電性
液晶が用いられる。

この強誘電性液晶（ＦＬＣ）は、自発分極を有するため
に非常に速い応答速度を有する上に、メモリー性のある
双安定状態を発現させることができる。さらに、視野角
特性もすぐれていることから、大容量、大面積のデイス
プレィ用材料として適していると考えられる。しかし、
実際に液晶セルを形成する場合、広い面積にわたってモ
ノドメイン化することは困難であり、大画面の表示素子
を１作るには技術上の問題があった。

このような問題に対して、界面エネルギーを利用し、エ
ピタキシー的手法により強誘電性スメクチック液晶のモ
ノドメインを作成することが報告されている。（米国特
許第４５６１７２６号明細書）しかしながら、このよう
にして得られたモノドメインは本質的に安定でなく、圧
力や熱刺激により容易にマルチドメイン化するために大
面積化は困難である。

一方、素子化が容易で大面積表示に適したものとして高
分子液晶素子が提案されている。電場によって駆動する
ものとしては、米国特許第４２３９４３５号等が知られ
ている。

又、熱によって、代表的には、レーザー光によってアド
レスするものとして英国特許第２１４６７８７号が知ら
れており、サーマルヘッド等でアドレスするものとして
特開昭６２−１４１１４号公報等がある。

これらの高分子液晶素子を用いるものは大面積で高精細
な表示に適するものであるが、応答速度が遅いため動画
や書き換えを高速で行う用途には適していない欠点があ
った。

以上の欠点を解消するために種々の検討がなされている
。その１つとして、エヌ　ニー　プラーテ等「ポリマー
　ブレタン」旦、２９９頁、　　（１９８４年）　　［
Ｎ、Ａ、Ｐｌａｔｅ　ｅｔａｌ、　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｂ
ｕｌｌｅｔｉｎ、　１２゜２９９　（１９８４）］には
、強誘電性高分子液晶が報告されている。この強誘電性
高分子液晶は成膜等の素子化が容易で大面積表示に適し
ており、従来の高分子液晶に比較して大幅に応答速度が
向上するもので実用化が期待されている。

その中で、強誘電性高分子液晶において電界複屈折効果
を用いた、偏光板を２枚用いるものも提案されている。

（特開昭６３−１５３５２０号公報）また、屈折率変化
による多重反射効果を用いたものも提案されている。（
特開昭６３−２７１２２８号公報） ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、偏光板が２枚以上必要
であり、透過光量が大きく減少する欠点があった。

また、高分、子液晶の駆動電圧は高いために、膜厚を低
減することにより電界強度を太き（し、応答速度を向上
する必要があるが、電界複屈折モードを用いても、その
リターデーションが１／２波長より小さ（なるとコント
ラストが低減する欠点があった。

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、透過型表示素子において、偏光子を
１枚用いるだけでよく、かつ光が偏光子を一度しか通過
しないことにより、透過光量が十分で、良好なコントラ
ストが得られ、応答速度が改善された表示素子を提供す
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、本発明は、偏光子と円偏光スプリッターの間に一
軸配向している高分子液晶化合物を含有する表示層を有
することを特徴とする表示素子である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の表示素子は、偏光子と円偏光スプリッターの間
に一軸配向している高分子液晶化合物を含有する表示層
を有し、特に該表示層のリターデーションが可視光に対
してん（ｍ上１／４）（ｍはＯを含む整数、ｍ＝ｏのと
き＋１７４のみを、λは可視光波長を示す。）であるこ
とにより、偏光子が１枚でよく、かつ−度しか通過しな
いことで透過光量が十分で、かつ表示層膜厚を低減する
ことが出来、それによってコントラストが低下しないよ
うにしたものである。

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の表示素子の一例を示し
、第１図（ａ）は本発明の表示素子の平面図、第１図（
ｂ）はそのＡＡ’線断面図である。

同第１図において、本発明の高分子液晶化合物を用いた
表示素子は、ガラス板又はプラスチック板などからなる
一対の基板１．１’（少な（とも一方の基板が複屈折を
有する）をスペーサ４で所定の間隔に保持し、この一対
の基板１，１′をシーリングするために接着剤６で接着
したセル構造を有しており、さらに基板１′の上には複
数の透明電極２′からなる電極群（例えば、マトリクス
電極構造のうちの走査電圧印加用電極群）が、例えば帯
状パターンなどの所定パターンで形成されている。また
、基板ｌの上には前述の透明電極２′と交差させた複数
の透明電極２からなる電極群（例えば、マトリクス電極
構造のうちの信号電圧印加用電極群）が形成されている
。

この様な透明電極２′、２を設けた基板１′。

１には、例えば、−酸化珪素、二酸化珪素、酸化アルミ
ニウム、ジルコニア、フッ化マグネシウム、酸化セリウ
ム、フッ化セリウム、シリコン窒化物、シリコン炭化物
、ホウ素窒化物などの無機絶縁物質やポリビニルアルコ
ール、ポリイミド。

ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリパラキシ
レリン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニル
アセタール、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリスチレ
ン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂やアク
リル樹脂などの有機絶縁物質を用いて被膜形成した配向
制御膜５゜５′を設けることができる。

この配向制御膜５．５′は、前述の如き無機絶縁物質又
は有機絶縁物質を被膜形成した後に、その表面をビロー
ド、布や紙で一方向に摺擦（ラビング）することによっ
て得られる。

本発明の別の好ましい具体例では、ＳｉＯやＳｉＯ□な
どの無機絶縁物質を基板１．１′の上に斜め蒸着法によ
って被膜形成することによって配向制御膜５，５′を得
ることができる。

また、別の具体例ではガラス又はプラスチックからなる
基板１，１′の表面あるいは基板１゜１′の上に前述し
た無機絶縁物質や有機絶縁物質を被膜形成した後に、該
被膜の表面を斜方エツチング法によりエツチングするこ
とにより、その表面に配向制御効果を付与することがで
きる。

前述の配向制御膜５，５′は、同時に絶縁膜としても機
能させることが好ましく、このためにこの配向制御膜の
膜厚は一般に１００人〜１μｍ、好ましくは５００人〜
５０００人の範囲に設定することができる。この絶縁層
は高分子液晶化合物を含有する表示層３に微量に含有さ
れる不純物等のために生ずる電流の発生を防止できる利
点をも有しており、従って動作を繰り返し行っても液晶
化合物を劣化させることがない。

また、本発明の表示素子では、基板１もしくは基板１′
の高分子液晶化合物を含有する表示層３に接する面の片
側だけに配向制御膜を設けてもよい。

本発明においては、表示層に用いられる高分子液晶化合
物は高い複屈折率（Δｎ）を有しており、従来の延伸高
分子等でλ／４のリターデーションを得るために必要な
厚みと比較して、１／ｌＯ〜１／１０００の厚みで十分
な利点がある。また、ガラス転移点や粘性効果を用いる
ことにより、配向状態もしくは複屈折率を変化させ、か
つ固定することが可能である。

本発明において用いられる高分子液晶化合物の複屈折率
は通常０．Ｏ１〜２．０、好ましくは０．０５〜１．０
が望ましく、０．０１未満では必要なリターデーション
を得るために必要な表示層の膜厚が大きくなり過ぎて表
示層の製造上困難な問題があり、表示速度も低下する。

また２、０を越えると最低次のリターデーションを与え
る表示層の膜厚が小さ（なり過ぎるために、均一に作成
することが困難となり良好な光学的特性が得られない。

表示層の膜厚は通常０．０５〜ｌ　Ｏ）ｚｍ、好ましく
は０．１〜８ｐｍが望ましい。また、表示層は基板上に
デイピング法、バーコード法、スピンコード法等により
容易に形成することができる。

また、上記の表示層の膜厚はリターデーション（Δｎｄ
）（八〇は複屈折率、ｄは膜厚（ｐｍ）を示す。）がλ
（ｍ±ｌ／４）（ｍは０を含む整数、ｍ＝ｏのとき＋１
７４のみを、先は可視光波長（ｐｍ）を示す。）となる
ように上記の範囲において適宜選択されて作成される。

可視光波長えは表示光波長であり、可視光範囲の４００
〜７００　ｎｍで上記条件を満しておればよい。また、
ｍは０を含む整数であるが、通常０〜３、好ましくは０
〜１が望ましい。ｍ＝ｏのとき＋ｌ／４で用いられる。

ｍ＞１のときには、本発明の表示素子は表示色選択性が
強くなり、可視光範囲全域での表示が困難となる。なお
、可視光波長４００ｎｍ〜７００　ｒ＋ｍで各表示画素
毎に表示波長を補正するか、もしくは単色表示を行なう
のであれば上記範囲に制限する必要はない。

より好ましくは、ｍ＝ｏであり、膜厚を薄くすることで
高速応答が可能となる上に可視光波長域全体で良好なコ
ントラストが得られる。

このような表示層の膜厚は、従来の液晶や複屈折材料で
は精度よ（作成することは出来なかったが、本発明の表
示素子においては、高分子液晶化合物を表示層として用
いることで可能となった。

次に、第２図に本発明の表示素子における入射直線偏光
、高分子液晶化合物を含有する表示層の配向軸、出射円
偏光９円偏光スプリッターの相対位置を示す。

本発明においては、偏光子の偏光面と表示層の配向軸と
のなす角度は３５゜〜５５°が好ましい。

３５゜〜５５°の範囲以外では、入射直線偏光が完全な
円偏光とはならず、もれ光が生じるためにコントラスト
が低下して好ましくない。より好ましくは４５°で用い
られる。

第２図において、偏光子７の偏光面と表示層３の配向軸
のなす角度θで直線偏光を表示層３へ入射すると、その
複屈折率によって楕円偏光となり、リターデーションが
λ（ｍ±ｌ／４）のとき円偏光となる。円偏光の向きは
入射直線偏光と表示層の配向軸の相対位置によって決ま
る。配向軸が９０°変化することにより、円偏光の向き
は逆転する。

次に、円偏光スプリッター８に入射される円偏光９は円
偏光スプリッターのねじれの向きと同じであれば反射さ
れ、逆であれば透過することとなり、コントラストが得
られる。

θが０°もしくは９０°、すなわち入射直線偏光が高分
子液晶化合物の表示層の配向軸と平行もしくは直交して
おれば、入射直線偏光は円偏光となることなく、その偏
光方向を保ったまま出射する。もしくは、表示層が入射
直線偏光に対して複屈折率を示さない状態であれば同様
に入射光はそのまま出射される。

上記の効果によって、偏光子１枚で良好なコントラスト
を得ることができる。また、偏光子を１度しか透過しな
いために極めて透過光量が大きく、視認コントラストが
良好である。

また、本発明の表示素子において、表示層を通過した直
線偏光は、そのまま直線偏光もしくは円偏光として出射
する。表示層の配向軸が入射直線偏光に対して＋４５″
もしくは一４５°となるように応答すれば、出射光は右
円偏光もしくは左円偏光となる。そのとき右もしくは左
円偏光スプリッターを配置すれば、どちらかの円偏光の
みを透過して良好なコントラストが得られる。

用いられる円偏光スプリッターとしては、１７４波長板
と偏光子を組み合わせたものか、もしくはコレステリッ
クらせん構造の選択散乱を用いることが出来る。

このような、コレステリックらせん構造を用いた円偏光
子スプリッターの例としては、特開昭５６−１３９５０
６号公報に記載されているような、コレステリック液晶
を重合性モノマーに溶解し、らせんピッチを調節したの
ち重合固定したものが知られている。その他にも、グル
ダミン酸γ−ペンジルーグルダミン酸γ−アルキル共重
合体のようなサーモトロピック高分子液晶のらせんピッ
チの温度変化を利用したものも用いられる。（特開昭６
２−１１６６２９号公報） このような円偏光スプリッターを可視光域で用いるため
には、らせんピッチの異なったものを組み合わせること
が好ましい。

以上の表示素子は、円偏光を表示層に入射し、偏光子に
よってコントラストを得ることも可能である。このとき
偏光子の偏光面により、ネガ表示もポジ表示も可能であ
る。

本発明において、表示層の表示部および非表示部は次に
示す状態、 ■等方相 ■ネマチック相垂直配向 ■ネマチック相水手配向 ■スメクチック相垂直配向 ■スメクチック相水手配向 ■カイラルスメクチック相乗直配向 ■カイラルスメクチック相水平配向 から選択し、それらに合わせて電界、磁場もしくはレー
ザー照射等による加−熱によって表示もしくは非表示状
態を形成する。前記、外部基や加熱は単独であっても組
み合わせて用いてもよ（、各々の配向軸方向や複屈折率
の異なる状態を選択する。

また、高分子液晶化合物のガラス転移点、粘性効果、表
面安定化効果等を用いることによってメモリー性のある
表示を行なうことも可能である。

本発明の表示素子の表示層に用いることが可能な高分子
液晶化合物としては次のようなものがある。

（下記式（１１〜（１３）中、ｐ＝は５〜１０００．　
　ｌ≦ｎ、＜１５である。） （下記式（１４）〜（１７）中、 ｐ＝５〜１０００゜ ｐコ＋ｐｘ： ５〜１０００ ｑ＝ｌ　〜１６゜ ｑ＋＝１〜１６゜ ｑ２＝　１〜１６ である。

→（：Ｈ，−Ｃ→「 （式中、 Ｒ＝−ＣＨ，。

−Ｈまたは−ＣＪ を示す。

瑠 →ＣＨａ−Ｃ＋＋□５− ０−（ＣＨ，１Ｑ−ｏベト［相］’）−０ＣＩ（（式中
、 Ｒ＝−ＣＨ，。

−Ｈまたは ＣＩ！ を示す。

（下記式（工８）〜（３７）中、 車は光学活性炭素原子 を示し、 ｎ＝５〜１０００である。

（ａ＋、＝２〜１０） （ｍ、＝２〜１０） （ｍ、＝２〜１５） （ｍ、＝２〜１５） ＣＨ８ （ｍ２＝２〜１５） ｐ →ＣＨ２−Ｃ→「 （ｍ、＝２〜１５） （ｍ２＝２〜１５） （ｘ＋ｙ＝１゜ ｑ＝１〜１０ ｐ２＝１〜１５） （Ｒ＝−ＣＨ３゜ −Ｈまたは−ＣＩ！ ＝１〜１０） ＣＨ。

（ｐ４ ＝１〜１５） （ｍｓ＝ｏ〜５） 前記高分子液晶化合物は単独で用いることも、２種以上
を混合もしくは共重合して使用することも可能である。

また、屈折率の制御を行なうために、記憶安定性をそこ
なわない範囲で低分子液晶と混合して使用することも好
ましい。

更に、本発明の表示素子における表示層に用いられる高
分子液晶化合物としては、強誘電性高分子液晶が応答速
度が速く、相安定性およびメモノー性に優れている点か
ら好ましい。

本発明において用いることのできる強誘電性高分子液晶
としては、カイラルスメクチック相を有していることが
好ましい。さらに好ましくはＳｍＣ”相、　ＳｍＨ”相
、　ＳｍＩ＠相、　ＳｍＪ＠相、　ＳｍＧ”相を有して
いるものである。

また、強誘電性高分子液晶としては、主鎖型側鎖型、主
鎖−側鎖型の構造を有しいるものが用いられ、主鎖型強
誘電性高分子液晶としては、ポリエステル系、ポリエー
テル系、ポリアゾメチン系、ポリチオエステル系、ポリ
チオエーテル系ポリシロキサン系、ポリアミド系、ポリ
イミド系等を用いることができる。側鎖型強誘電性高分
子液晶としては、ポリメタクリル系、ポリアクリル系、
ポリクロロアクリル系、ポリエーテル系等を用いること
ができる。

前記、主鎖型、側鎖型、主鎖−側鎖型強誘電性高分子液
晶化合物は単独で用いてもよ（、またはそれらの同種あ
るいは異種の型の高分子液晶化合物の２種以上を混合し
ても、もしくは共重合したものを用いてもよい。

本発明で用いられる強誘電性高分子液晶はＳｍＡ相を有
しないものが特に好ましく用いられる。

Ｎ°相もしくはＩｓｏ、相からＳｍＣ”相へ相転移する
ものは、そのチルト角が４５″″程度と大きいことから
、２θ（チルト角の２倍：電界スウィッチングで配向軸
が回転する角度）は９０°程度となり、配向軸を入射直
線偏光と４５＠とすることで右円偏光と左円偏光をスウ
ィッチングにより選択出来る。

しかも、高速で応答するために好適である。

次に、本発明において用いることができる強誘電性高分
子液晶のい（つかの具体例を下記に示すが、 これらに限定されるものではない。

＋ＣＨ２−ＣＨ＋ ｍ≧５゜ ｎ＝４〜１８ −（−ＣＨ２−ＣＨ＋ ｋ＝　１〜２゜ ｋ＝１〜２゜ ｎ＝４〜１８゜ ｍ≧５ ＋ＣＨ、−ＣＨ＋ ｋ＝　１〜２．　　ｋ＝１〜２゜ ｊ＝０またはｌ。

ｎ＝４〜１８゜ ｍ≧５ ＋ＣＨ２−ＣＨ＋Ｔ− Ｊ＝０または１゜ ｍ≧　５ −（−ＣＩ（２−ＣＨｈ− ｆｆ＝１〜２　　ｋ＝　１〜２□ ｊ＝０または１゜ ｎ＝４〜１８ ｍ≧　５ ＋Ｃ）１！−ＣＨ）、− ｆｌ＝１〜２．　　ｋ＝１〜２゜ ｊ＝０または１゜ ｎ＝４〜１ｇ。

ｍ≧　５ ｘ＝０．１　〜１．０ ｍ＝４〜１２．　ｎ＝３ また、ブレンド等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。

具体的には下記のようなものが挙げられる。

（ｘ＋ｙ＝１゜ ｍ２＝２〜１５） （ｘ＋ｙ＝１ ｍ２＝２〜１５） （Ｘ　＋　３’　＝　１　、　ｍｘ＝　２〜１５）（ｍ
、＝１〜５） （ｘ＋ｙ＝１） （ｑｓ＝１〜ｌ０５ ｘ＋ｙ＝１） 本発明においては、前記強誘電性高分子液晶を単独もし
くは組み合わせることによって用いることができる。

本発明においは、強誘電性高分子液晶層に強誘電性高分
子液晶と低分子液晶を含有する液晶組成物を用いること
ができるが、低分子液晶としては、好ましくは強誘電性
液晶が用いられるが、また強誘電性高分子液晶の特性を
損わない範囲であれば強誘電性液晶でなくてもよい。強
誘電性高分子液晶と低分子液晶の混合物中の低分子液晶
の含有量は４０重量％以下であり、４０重量％を越える
と膜強度や成膜性が損われるために好まくない。さらに
好しまくは２０重量％以下である。

次に、具体的に用いられる低分子液晶の構造を以下に示
すが、これに限定されるものではない。

（２−メチルブチル） エステル オキシビフェニル ４−カルボキシレート ４−へキシルオキシフェニル−４−（２″−メチルブチ
ル）ビフェニル−４′−カルボキシレートブチル） ビフェニル−４′−カルボキシレート ４−へキシルオキシフェニル−４−（２″−メチルブチ
ル）ビフェニル−４′−カルボキシレート４−（２″−
メチルブチル）フェニル−４−（４″−メチルヘキシル
）ビフェニル−４′−カルボキシレート＼　７４．３℃ ５ｆｆｉＣ″〈− ’８１．０℃ ｍＡ ＣＩ−９） ａ＝６゜ ｂ＝１２ （Ｉ−１０１ ａ＝８゜ ｂ＝１０ ｆＩ−１１） ネ占占自−−−一一一一−−り　ｂｍ＋、；−−−ブ　
ｂｆｆｌＡ　　−−り　琴ナカ千日ノンカイラルスメク
チックを八す の （１−１２＋ ４′ ｎ−ノニルオキシ−４−ビフェニリル シアノベンゾエート 等方相→ネマチック→スメクチックＣ （■ ４−ｎ−ヘプチルフェニル−４−（４’−ニトロベンゾ
イルオキシ）ベンゾエート　（ＤＢ、ＮＯ，＞等方相→
ネマチック→スメクチックＡ （Ｉ−１４１ ４−ｎ−才クチルフェニル−４−（４’−ニトロベンゾ
イルオキシ）ベンゾニー１−　　（Ｄ８１１ＮＯ，）等
方相→ネマチック→スメクチックＡ＋スメクチックＣ（
工 ４−ｎ−デシルフェニル ルオキシ）ベンゾエート ４−（４’ （ＤＢ、ｏＮｏ、） ニトロベンシイ 等方相→ネマチック→スメクチックＡ→スメクチックＣ
（Ｉ−１６） トランス−４−（４″−オクチルオキシベンゾイルオキ
シ）−４′−シアノスチルベン（Ｔ８）等方相→ネマチ
ック→スメクチックＡ →スメクチックＡ２ →ネマチック ４−ｎ−ペンチルフェニル−４−（４′−シアノベンゾ
イルオキシ）ベンゾエート（ＤＢ、ＣＮ）等方相→ネマ
チック→スメクチックＡ ＣＩ−１８） ４−ｎ−ノニルオキシフェニル−４−（４’−二トロペ
ンゾイルオキシ）ベンゾエート　（ＤＢ９ＯＮＯ□）等
方相→ネマチックラスメクチックＡ＋スメクチックＣ（
■ ２−（４′−ｎ−ペンチルフェニル）−５−ペンチルオ
キシフェニル）ピリミジン （４″−ｎ− 等方相→スメクチックＡ→スメクチックＣ→スメクチッ
クＦ→スメクチックＧ （Ｉ−２０） Ｃ，Ｈ，、Ｏ（（ン恒旨Ｎ ４−シアノ−４′−ｎ−オクチルオキシビフェニル（８
０ＣＢ） 等方相→ネマチック→スメクチックＡ （Ｉ エチル−４ アゾベンゾエート 等方相→スメクチックＡ （Ｉ ｎ−ＣａＬｓｏ　１ｓＨ＋３−ｎ ４−ｎ−へキシル−４’−ｎ−ヘキシルオキシビフェニ
ル 等方相→スメクチックＢ＋スメクチックＥ（Ｉ−２３） ４−ｎ−へキシルオキシフェニル−４′−〇−オクチル
オキシビフェニルー４−カルボキシレート等方相→ネマ
チック→スメクチックＡ＋スメクチックＣ→スメクチッ
クＢ （Ｉ−２４） ジ−ｎ−オクチル−４ シレート ４′−ターフエニルジカルホキ 等方相→スメクチックＡ→スメクチックＣ（Ｉ−２５） ｎ−へキシル−４’−ｎ−ペンチルオキシビフェニル−
４−カルボキシレート（６５０８Ｃ）等方相→スメクチ
ックＡ→スメクチックＢ→スメクチックＥ （Ｉ−２６） ４−ｎ−へキシル−４′−ｎ−デシルオキシビフェニル
−４−カルボキシレート 等方相→スメクチックＡ→スメクチックＣ（Ｉ−２７） Ｕ ４−ｎ−へブチルオキシフェニル−４−ｎ−デシルオキ
シベンゾエート 等吉相→スメクチックＡ→スメクチックＣ前記高分子液
晶化合物及びその組成物は配向膜を用いた配向法のみで
なく、下記のような配向法によっても良好な配向が得ら
れる。分子配列を確実に行うものとしては、一軸延伸、
二軸延伸、インフレーション延伸等の延伸法やシェアリ
ングによる再配列が好ましい。単独ではフィルム性がな
く延伸が困難なものはフィルムにサンドイッチすること
で共延伸し、望ましい配向を得ることができる。

次に、基板として用いることができるポリマーフィルム
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。

すなわち、低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエ
チレンフィルム（三井東圧化学　ハイブロン等）、ポリ
プロピレンフィルム（東し　トレファン等）、ポリエス
テルフィルム（デュポンマイラー等）、ポリビニルアル
コールフィルム（日本合成化学工業　ハイセロン等）、
ポリアミドフィルム（東洋合成フィルム　レイファン等
）ポリカーボネートフィルム（奇人　ティジンパンライ
ト等）、ポリイミドフィルム（デュポンＫＡＰＴＯＮ等
）、ポリ塩化ビニルフィルム（三菱樹脂ヒシレックス等
）、ポリ四ふっ化エチレンフィルム（三井）四ロケミカ
ル　テフロン等）、ポリアクリルフィルム（住友ベーク
ライト　スミライト）、ポリスチレンフィルム（旭ダウ
　スタイロシート）、ポリ塩化ビニリデンフィルム（旭
ダウサランフィルム）、セルロースフィルム、ポリフッ
化ビニルフィルム（デュポン　テトラ−）等が挙げられ
る。

本発明において、偏光子としては偏光フィルム、偏光ビ
ームスプリッタ−等を用いることができる。

本発明の表示素子において、加熱による効果を用いて表
示を行なう場合は、サーマルヘッドやレーザー光を用い
ることが出来る。

レーザー光としては、Ｈｅ　−ＮｅガスレーザーＡｒ”
ガスレーザー＋Ｎ２ガスレーザー等のガスレーザーや、
ルビーレーザー、ガラスレーザーＹＡＧレーザー等の固
体レーザーや、半導体レーザー等を用いることが望まし
い。また、　６００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲の半
導体レーザーが好ましく用いられる。特に好ましくは６
００〜９００’　ｎｍの波長範囲の半導体レーザーが用
いられる。また、これらのレーザー光の第２高調波、第
３高調波を用いれば短波長化が可能となる。

レーザー光を用いる場合は、光吸収層を別途設けるが、
もしくは表示層中に分散・溶解して用いられる。表示面
に光吸収層もしくは光吸収剤の影響が８る場合は、可視
光域に吸収のないものが望ましい。

高分子液晶層へ添加するレーザー光吸収化合物の例とし
ては、アゾ系化合物、ビスアゾ系化合物、トリスアゾ系
化合物、アンスラキノン系化合物、ナフトキノン系化合
物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合
物、テトラベンゾポルフィリン系化合物、アミニウム塩
系化合物、ジイモニウム塩系化合物、金属キレート系化
合物等がある。

前記のレーザー光吸収化合物のうち半導体レーザー用化
合物は近赤外域に吸収をもち、安定な光吸収色素として
有用であり、かつ高分子液晶化合物に対して相溶性もし
くは分散性がよい。また、中には二色性を有するものも
あり、これら二色性を有する化合物を高分子液晶中に混
合すれば、熱的に安定なホスト−ゲスト型のメモリー及
び表示媒体を得ることもできる。

また高分子液晶化合物中には上記の化合物が二種類以上
含有されていてもよい。

また、上記化合物と他の近赤外吸収色素や２色性色素を
組み合せてもよい。好適に組み合せられる近赤外吸収色
素の代表的な例としては、シアニン、メロシアニン、フ
タロシアニン、テトラヒドロコリン、ジオキサジン、ア
ントラキノン、トリフエツジチアジン、キサンチン、ト
リフェニルメタン、ピリリウム、クロコニウム、アズレ
ンおよびトリフェニルアミン等の色素が挙げられる。

なお、高分子液晶化合物に対する上記化合物の添加量は
重量％で、０．１〜２０％程度、好ましくは、０．５〜
ｌＯ％がよい。本発明で用いる高分子液晶化合物は高分
子サーモトロピック液晶であり、中間相であるネマチッ
クやスメクチックやカイラルスメクチックやコレステリ
ックの相を利用する。

［実施例コ 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 （１）高分子液晶 下記構造式（Ｉ）に示される単量体１ｇを乾燥トルエン
中に溶解し、３　ｍｏρ％のＡＩＢＮを加え凍結脱気後
、６０℃で２４ｈｒ反応させた。メタノール中で再沈殿
をく り返し、 高分子液晶化合物０．５１　ｇを得 た。

ＣＨ＝ＣＨ２ ■ 相転移温度 （”Ｃ） （Ｓｍｌは不明なスメクチック相もしくは結晶相を示す
） この高分子液晶化合物をクロロホルムへ溶解し、 ２０ｗｔ％の溶液とした。

次に、　ＩＴＯを１０００人の厚さに蒸着したガラス基
板へポリイミド配向膜（日産化学工業■製、高純度ポリ
イミドワニス　サンエバー１００　）を焼成して形成し
、ラビング法によって一軸配向性を与えた。該ＩＴＯ付
きガラス基板へ上記の高分子液晶化合物の溶液をスピン
ナー塗布し、乾燥後０．７ｐｍの膜厚とした。上記ＩＴ
Ｏ付きガラス基板と同様に処理をしたガラス基板を圧着
し、シェアリングによって配向させた。

上下基板間へ１４０℃で＋５０Ｖの電圧を印加すること
により一軸配向を得た。このもののリターデーションは
偏光顕微鏡でベレックコンペンセーター（可視光波長λ
＝　５００〜６００　ｎｍ）を用いて測定したところ　
１３５ｎｍであった。

（２）円偏光スプリッター 厚さ５０ｐｍのＰＶＡフィルム上にポリ（γ−ベンジル
ーし一グルタメートーγ−ドデシルーし一グルタメート
）（ドデシル基含有率５０　ｍｏ４７％）を塗布し、厚
みを２０Ｈとしたものを延伸配向し、モノドメイン化し
た。

二のフィルムをそれぞれ１２０℃、１３０℃、１４０℃
で５ｈｒ熱処理したところ、選択散乱波長がそれぞれ４
１０ｎｍ、　　５２０ｎｍ、　　６３０ｎｍとなった。

これを積層し円偏光スプリッターとした。

（３）表示素子 前述の高分子液晶基板の配向軸と偏光板のなす角度を４
５″　とし、さらに前記円偏光スプリッターを設置し、
キセノンランプ照射を偏光板側から行った。

高分子液晶基板と円偏光スプリッターのないときの透過
光量を１００％として透過光量を測定した。高分子液晶
基板に１３５℃で＋５０ｖの電圧を印加したときの透過
光量は、７６％であった。

次に、−５０ｖの電圧を印加したところ、１０％の透過
光量であり、良好なコントラストと高い透過率が得られ
た。

このときの応答速度は５００ｐｓと高速であった。

実施例２ 下記構造式（ＩＩ）で示される高分子液晶化合物をシク
ロヘキサノンに溶解して２０ｗｔ％溶液とした。

−（−ＣＨ−ＣＨ２← 下記構造式 で表わされるＩＲ吸収色素を高 ｃｒｏ、。

（Ｉ［Ｉ） この高分子液晶化合物の溶液を実施例１で用いたラビン
グポリイミド配向膜付き ＩＴＯガラス基板 へ、３０００ｒｐｍでスピナー塗布し、乾燥後の厚みを
０．８ｇｍとした。　１０５℃で３ｈｒ熱処理すること
により良好な一軸配向を得た。そのリターデーションを
偏光顕微鏡を用いてベレックコンベンセンター（可視光
波長λ＝５００〜ｇｏｏ　ｎｍ）により測定したところ
　１４０ｎｍであった。

この素子に８３０ｎｍ、　５０ｍＷ半導体レーザーを約
１０ｐｍに集光し走査することによって表示部を作成し
た。

偏光板と上記表示層の配向軸を４５°としてさらに実施
例１で用いた円偏光スプリッターを用いて、実施例１と
同様にキセノンランプの透過率を測定したところ、非表
示部で５％、表示部で４５％と良好なコントラストと透
過光量が得られた。

比較例１ 実施例２において、円偏光スプリッターのかわりに入射
偏光板と直交した偏光板を設置したところ、非表示部で
１８％、表示部で２％の透過率であった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、偏光子と円偏光
スプリッターの間に一軸配向している高分子液晶化合物
を含有する表示層を有し、特に該表示層のリターデーシ
ョンが可視光に対してλ（ｍ±ｌ／４）とすることによ
って、偏光子が１枚でよく、かつ該偏光子を一度しか通
過しないために透過光量が多（、良好なコントラストを
得ることが出来る効果が得られた。

また、表示層の膜厚を薄（することが可能となり、高速
応答が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の表示素子の一例を
示し、第１図（ａ）は本発明の表示素子の平面図、第１
図（ｂ）はそのＡＡ’線断面図および第２図は本発明の
表示素子における入射直線偏光と、表示層の配向軸と、
円偏光スプリッターの相対関係を示す説明図である。 １．１′・・・基板 ２．２′・・・透明電極 ３・・・表示層 ４・・・スペーサ ５．５′・・・配向制御膜 ６・・・接着剤 ７・・・偏光子 ８・・・円偏光スプリッター ９・・・円偏光 ｌＯ・・・偏光方向

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）偏光子と円偏光スプリッターの間に一軸配向して
   いる高分子液晶化合物を含有する表示層を有することを
   特徴とする表示素子。
2. （２）前記一軸配向している高分子液晶化合物を含有す
   る表示層のリターデーションが可視光に対してλ（ｍ±
   １／４）（ｍは０を含む整数、ｍ＝０のとき＋１／４の
   みを、λは可視光波長を示す。）である請求項１記載の
   表示素子。
3. （３）前記偏光子と表示層の配向軸のなす角度が３５゜
   〜５５゜である請求項１記載の表示素子。
4. （４）前記高分子液晶化合物が強誘電性高分子液晶であ
   る請求項１記載の表示素子。