JPH0881416A - クォターフェニル誘導体及びそれを用いた高分子分散型液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】一般式 【化１】 （上式中、Ａはメタクリレート基またはアクリレート基
を示し、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ₅ 、Ｘ₆ 、Ｘ₇ 、
Ｘ₈ 、Ｘ₉ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、Ｘ₁₄、Ｘ₁₅、Ｘ
₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子、フッ素原子、塩素原子、
炭素数が１〜３のアルキル基又はニトリル基を示す。）
で表されるクォターフェニル誘導体およびそれを用いた
高分子分散型表示素子。 【効果】本発明の化合物は従来のあらゆる液晶組成物と
混ぜた場合に相溶性が良好である。本発明の化合物を高
分子分散型表示装置の高分子前駆体として用いることに
より、駆動電圧が低く反射特性の優れた高分子分散型表
示素子を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は新規なクォターフェ
ニル誘導体及びそれを用いた高分子分散型液晶表示素子
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、偏光板を用いない明るい液晶表示
素子として、液晶と高分子とを互いに分散させた高分子
分散型液晶表示素子が注目されている。この高分子分散
型液晶表示素子の動作原理は液晶と高分子との屈折率の
差を利用しており、電界印加により液晶と高分子の屈折
率が一致した場合には透過状態を示し、電界除去により
屈折率が相違した場合には散乱状態を示すことによる
（特表昭58-501631 参照。これをＮＣＡＰと呼ぶ）。

【０００３】また、電界無印加時に透過し電界印加時に
散乱する逆のモードの液晶表示素子も開発されている
（Mol.Cryst.Liq.Cryst.,198,357,(1991) 参照。これを
リバースタイプと呼ぶ）。また、これらのモードについ
ては色素を混合することにより、視認性を向上させる方
法も提案されている。これらの液晶表示素子に用いられ
る高分子としてはすでにメソーゲン基としてビフェニル
誘導体、フェニルベンゾエート誘導体、ベンゼン環とベ
ンゼン環をシッフ塩基で結合したもの、トラン誘導体を
もつ化合物等（特開平4-227684、特開平5-224187、ＷＯ
93/08497 参照）が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の高分子を用いた液晶表示素子では、得られる調光層の
比抵抗が低い、駆動電圧が高い、散乱時の反射率が十分
でない、という欠点があった。さらには高分子前駆体が
液晶組成物に溶けにくい化合物も何種類かあった。

【０００５】本発明はこのような実状における要請に答
えたものであり、その目的は、高分子の前駆体としてあ
るいは高分子の前駆体の一部として用いて高分子分散型
液晶表示素子を形成した場合に紫外線を照射しても得ら
れる調光層の比抵抗値を低下させることがなく、また高
分子の前駆体としてあるいは高分子の前駆体の一部とし
て用いると他の一種又は二種以上の液晶と相溶性が良
く、さらに、その化合物からなる高分子前駆体あるいは
その化合物を一部に含む高分子前駆体と液晶とを相溶し
たものを重合して高分子と液晶とを相分離させて形成し
た液相表示素子が低電圧で駆動でき、さらに、また、明
るく反射率の優れた高分子分散型の液晶表示素子を得る
のに適している新規化合物及びそれを用いた高分子分散
型液晶表示素子を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、一般式

【０００７】

【化１１】

【０００８】（上式中、Ａはメタクリレート基またはア
クリレート基を示し、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ₅ 、
Ｘ₆ 、Ｘ₇ 、Ｘ₈ 、Ｘ₉ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、Ｘ
₁₄、Ｘ₁₅、Ｘ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子、フッ素原
子、塩素原子、炭素数が１〜３のアルキル基又はニトリ
ル基を示す。）で表されるクォターフェニル誘導体が提
供される。

【０００９】このクォターフェニル誘導体を高分子の前
駆体としてあるいは高分子の前駆体の一部として用いて
高分子分散型液晶表示素子を形成した場合に紫外線を照
射しても光照射によって得られる調光層の比抵抗値を低
下させることがなく、また、このクォターフェニル誘導
体を高分子の前駆体としてあるいは高分子の前駆体の一
部として用いると他の一種又は二種以上の液晶と相溶性
が良く、さらに、このクォターフェニル誘導体からなる
高分子前駆体あるいはこのクォターフェニル誘導体を一
部に含む高分子前駆体と液晶とを相溶したものを重合し
て高分子と液晶とを相分離させて形成した液相表示素子
を低電圧で駆動でき、さらに、また、このクォターフェ
ニル誘導体を高分子の前駆体としてあるいは高分子の前
駆体の一部として用いて高分子分散型液晶表示素子を形
成すると明るく反射率の優れた高分子分散型の液晶表示
素子を得ることができる。

【００１０】なお、Ａがメタクリレート基またはアクリ
レート基であるので、紫外線照射によって容易に高分子
量化し、液晶その他成分の配向構造をくずさない。ま
た、炭素数が１〜３であるので、一緒に混合される液晶
の配向性をそこなわない。炭素数が３以上であると液晶
の転移点、駆動電圧が高くなる。

【００１１】上記本発明のクォターフェニル誘導体にお
いては、好ましくは、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ₅ 、
Ｘ₆ 、Ｘ₇ 、Ｘ₈ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、Ｘ₁₄、Ｘ
₁₅、Ｘ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子またはフッ素原子を
示すがこれらのうち少なくとも１つはフッ素原子であ
り、Ｘ₉ が水素原子またはニトリル基を示す。

【００１２】また、本発明によれば、式

【００１３】

【化１２】

【００１４】で表される３”−フルオロ−ｐ−クォター
フェニル−４−イルメタクリレートが提供される。

【００１５】この物質を、液晶及び高分子を含有する調
光層を電極間に設けた高分子分散型液晶表示素子形成用
の高分子前駆体して用いると、液晶などの配向を乱すこ
とがなく、また前駆体が硬化して得られる高分子の複屈
折率が大きいので配向の乱れが少ないこととあいまっ
て、表示素子の散乱度が大きくコントラストが良好な素
子が得られる。

【００１６】また、本発明によれば、液晶及び高分子を
含有する調光層を電極間に設けた高分子分散型液晶表示
素子において、前記高分子を形成する前駆体の少なくと
も一部に、一般式

【００１７】

【化１３】

【００１８】（上式中、Ａはメタクリレート基またはア
クリレート基を示し、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ₅ 、
Ｘ₆ 、Ｘ₇ 、Ｘ₈ 、Ｘ₉ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、Ｘ
₁₄、Ｘ₁₅、Ｘ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子、フッ素原
子、塩素原子、炭素数が１〜３のアルキル基又はニトリ
ル基を示す。）で表されるクォターフェニル誘導体を少
なくとも１成分用いることによって、一般式

【００１９】

【化１４】

【００２０】（上式中、Ｂは

【００２１】

【化１５】

【００２２】のいずれかを示し、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ
₄ 、Ｘ₅ 、Ｘ₆ 、Ｘ₇ 、Ｘ₈ 、Ｘ₉ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、
Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、Ｘ₁₄、Ｘ₁₅、Ｘ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原
子、フッ素原子、塩素原子、炭素数が１〜３のアルキル
基又はニトリル基を示す。）で表される構成要素を前記
高分子中の少なくとも一部分に存在させたことを特徴と
する高分子分散型液晶表示素子が提供される。

【００２３】このように上記クォターフェニル誘導体を
高分子の前駆体の少なくとも一部として用いて形成した
高分子分散型液晶表示素子においては紫外線を照射して
も得られる調光層の比抵抗値を低下させることがなく、
また、上記クォターフェニル誘導体を高分子の前駆体の
少なくとも一部として用いると、他の一種又は二種以上
の液晶と相溶性が良いので液晶の配向を乱すことなくま
た硬化後に得られる高分子の複屈折率が大きいので液晶
との屈折率の差が大きく散乱特性が良好となる高分子分
散型液晶表示素子が得られ、さらに、このように上記ク
ォターフェニル誘導体を少なくとも一部に含む高分子前
駆体を用いて形成した高分子分散型液相表示素子は低電
圧で駆動でき、また、このように上記クォターフェニル
誘導体を少なくとも一部に含む高分子前駆体を用いて形
成した高分子分散型液相表示素子を使用すれば明るく反
射率の優れた高分子分散型の液晶表示素子を得ることも
できる。

【００２４】なお、Ａがメタクリレート基またはアクリ
レート基であるので、紫外線照射によって容易に高分子
量化し、液晶その他成分の配向構造をくずさない。ま
た、炭素数が１〜３であるので、一緒に混合される液晶
の配向性をそこなわない。炭素数が３以上であると液晶
の転移点、駆動電圧が高くなる。

【００２５】上記本発明の高分子分散型液晶表示素子に
おいては、好ましくは、Ｘ₁ 、Ｘ₂、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ
₅ 、Ｘ₆ 、Ｘ₇ 、Ｘ₈ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、
Ｘ₁₄、Ｘ₁₅、Ｘ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子またはフッ
素原子を示すがこれらのうち少なくとも１つはフッ素原
子であり、Ｘ₉ が水素原子またはニトリル基を示す。

【００２６】また、本発明によれば液晶及び高分子を含
有する調光層を電極間に設けた高分子分散型液晶表示素
子において、前記高分子を形成する前駆体の少なくとも
一部に、式

【００２７】

【化１６】

【００２８】で表される３”−フルオロ−ｐ−クォター
フェニル−４−イルメタクリレートを用いることによっ
て、

【００２９】

【化１７】

【００３０】で表される構成要素を前記高分子中の少な
くとも一部分に存在させたことを特徴とする高分子分散
型液晶表示素子が提供される。

【００３１】この高分子分散型液晶表示素子では、特
に、液晶などの配向を乱すことがなく、また前駆体が硬
化して得られる高分子の複屈折率が大きいので配向の乱
れが少ないこととあいまって、表示素子の散乱度が大き
くコントラストが良好な素子が得られる。

【００３２】また、本発明によれば、液晶及び高分子を
含有する調光層を電極間に設けた高分子分散型液晶表示
素子において、前記高分子を形成する前駆体として、一
般式

【００３３】

【化１８】

【００３４】（上式中、Ａはメタクリレート基またはア
クリレート基を示し、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ₅ 、
Ｘ₆ 、Ｘ₇ 、Ｘ₈ 、Ｘ₉ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、Ｘ
₁₄、Ｘ₁₅、Ｘ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子、フッ素原
子、塩素原子、炭素数が１〜３のアルキル基又はニトリ
ル基を示す。）で表されるクォターフェニル誘導体を前
記調光層全体に対して０．１〜１５重量％の割合で用い
ることによって、一般式

【００３５】

【化１９】

【００３６】（上式中、Ｂは

【００３７】

【化２０】

【００３８】のいずれかを示し、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ
₄ 、Ｘ₅ 、Ｘ₆ 、Ｘ₇ 、Ｘ₈ 、Ｘ₉ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、
Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、Ｘ₁₄、Ｘ₁₅、Ｘ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原
子、フッ素原子、塩素原子、炭素数が１〜３のアルキル
基又はニトリル基を示す。）で表される構成要素を前記
高分子中に存在させたことを特徴とする高分子分散型液
晶表示素子が提供される。

【００３９】高分子前駆体である上記クォターフェニル
誘導体の含有量が調光層全体に対して０．１重量％未満
では添加による散乱度の向上に効果がなく、１５重量％
を超えると誘導体自身がもつ蛍光性のために良好な黒表
示ができない。

【００４０】上記本発明の高分子分散型液晶表示素子
は、液晶及び高分子を互いに配向分散させた高分子分散
型液晶表示素子に特に好ましく適用される。

【００４１】また、上記液晶及び高分子を含有する調光
層を電極間に設けた高分子分散型液晶表示素子において
は、相分離させた液晶と高分子とをシアリングにより配
向させることが好ましい。相分離させた液晶と高分子と
をシアリングにより配向させるとは、調光層を挟んだ２
枚の基板を一方向にずらすことによりずれ応力で配向さ
せることをいい、このようにすれば粒子状高分子の長軸
方向に液晶が配列される。

【００４２】また、上記液晶及び高分子を含有する調光
層を電極間に設けた高分子分散型液晶表示素子において
は、液晶と高分子とがゲルネットワーク状に相分離して
いることも好ましい。液晶と高分子とがゲルネットワー
ク状に相分離しているとは、高分子が３次元マトリック
スあるいはスポンジ構造を有し、その空隙に液晶が分散
保持されている状態をいい、液晶と高分子の接触面積が
大きくなり、その結果として得られる相互作用が強くな
るので、応答速度（特に立ち上がり）が速くなり、また
高分子と液晶の接触面積の増加により散乱度が増す。

【００４３】また、上記液晶及び高分子を含有する調光
層を電極間に設けた高分子分散型液晶表示素子において
は、液晶中に２色性色素を含有させることも好ましい。
このようにすれば、電界オフの場合は、色素は液晶と共
に配向するので、ツイスト配向する結果、入射光はツイ
スト配向した色素に吸収され表示は黒くなる。電界オン
の場合は、液晶と共に電界方向に配列し吸収はなくな
る。そのため、高分子と液晶の屈折率差だけが生じ、白
く散乱して見える。

【００４４】また、上記液晶及び高分子を含有する調光
層を電極間に設けた高分子分散型液晶表示素子において
は、液晶あるいは高分子中の少なくとも一方にカイラル
成分が含有あるいは存在していることも好ましい。ここ
で、カイラル成分が含有とは、液晶または高分子あるい
は高分子前駆体の分子構造の一部分に光学的活性部が存
在することをいい、カイラル成分が存在しているとは、
液晶または高分子あるいは高分子前駆体のほかに光学的
活性部を有する成分が存在することをいう。このよう
に、液晶あるいは高分子中の少なくとも一方にカイラル
成分が含有あるいは存在していることによって、液晶、
高分子前駆体、高分子がツイスト（らせん）構造をとる
ようになるので、入射光の各偏光成分を効果的に吸収あ
るいは散乱する結果、良好なコントラスト、表示品質、
広い視野角が実現可能となる。

【００４５】また、上記液晶及び高分子を含有する調光
層を電極間に設けた高分子分散型液晶表示素子において
は、光照射後に得られる調光層を構成する高分子が、液
晶表示素子の基板近傍においては前記基板から液晶表示
素子の内部に向かって所定のプレチルト角で傾いて配向
していることが好ましい。

【００４６】このようなプレチルトを設けると、ヒステ
リシスが小さくなると共に駆動電圧も低くなる。なお、
プレチルト角としては、好ましくは０．１〜１度、より
好ましくは、０．５〜５度である。

【００４７】また、上記液晶及び高分子を含有する調光
層を電極間に設けた高分子分散型液晶表示素子において
は、光照射後に得られる調光層を構成する高分子の液晶
表示素子表面側での配向方向が前記液晶表示素子裏側で
の高分子の配向方向と異なりらせん状にねじられた構造
となっていることも好ましい。このようにすれば、入射
光の各偏光成分を効果的に吸収あるいは散乱する結果、
良好なコントラスト、表示品質、広い視野角が実現可能
となる。

【００４８】また、液晶及び高分子を互いに配向分散さ
せた上記高分子分散型液晶表示素子においては、液晶及
び高分子を互いに配向分散させた層を挟持する２枚の電
極の一方が光反射性の電極であることが好ましい。この
ようにすれば、光路長が２倍となり、電界オンの場合は
調光層で散乱された入射光は反射性電極で反射されて再
度調光層に戻りここでさらに散乱されるため、より一層
散乱度が増加する。電界オフの場合は、調光層で吸収さ
れなかった入射光は反射性電極で反射され、再度調光層
に戻り、ここで再度吸収されるため、より一層吸収度が
増加する。そのため、より一層コントラスト、表示品質
が向上する。

【００４９】次に、本発明のクォターフェニルメタクリ
レート誘導体（１−ａ）の製造方法について述べる。

【００５０】

【化２１】

【００５１】工程１） 化合物（２）をテトラヒドロフ
ラン中でグリニヤール試薬とし、ほう酸トリイソプピル
と反応させ化合物（３）を得る。

【００５２】工程２） 化合物（３）と化合物（４）を
ベンゼンとエタノールの混合溶媒中でテトラキストリフ
ェニルフォスフィンパラジウムと炭酸ナトリウムの存在
下で反応させ化合物（５）を得る。

【００５３】工程３） 化合物（５）と化合物（６）を
クロロホルム中でトリエチルアミンの存在下反応させ化
合物（１−ａ）を得る。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明をさら
に詳しく説明する。

【００５５】（実施例１）〔化合物（１−ａ）の合成〕 ３”−フルオロ−ｐ−クォターフェニル−４−イルメタ
クリレートの製造。

【００５６】工程１）窒素置換したフラスコ中にマグネ
シウム3.3gを入れ、マグネチックスターラーで攪拌しな
がら４−ブロモ−２−フルオロビフェニル30g をテトラ
ヒドロフラン230ml に溶かした溶液をゆっくり滴下し
た。発熱して反応が進むのを確認した後、15時間攪拌を
続けグリニヤール試薬を調製した。新たに用意したフラ
スコを窒素置換し、その中へテトラヒドロフラン14mlに
ほう酸トリイソプロピル45g を溶かした溶液を入れ、そ
こへグリニヤール試薬を滴下し20時間攪拌した。反応液
をクロロホルムで抽出し、水洗を３回行った後、クロロ
ホルムを留去した。残留物をヘキサン中から再結晶して
２−フルオロビフェニル−４−イルほう酸17g を得た。

【００５７】工程２）窒素置換したフラスコ中に２Ｍ炭
酸ナトリウム水溶液14mlとベンゼン18mlを入れ、さらに
４−（４’−ブロモフェニル）フェノール2.5g及びテト
ラキストリフェニルホスフィンパラジウム0.1gを入れ
た。そこへエタノール25mlに２−フルオロビフェニル−
４−イルほう酸2.2gを溶かした溶液を滴下し、5 時間還
流した。反応液を水中へ注ぎ析出した結晶をろ過し、水
洗した。得られた結晶をアセトンで洗浄後、乾燥させ、
３”−フルオロ−４−ヒドロキシ−ｐ−クォターフェニ
ル2.9gを得た。

【００５８】工程３）窒素置換したフラスコ中にクロロ
ホルム22ml、３”−フルオロ−４−ヒドロキシ−ｐ−ク
ォターフェニル2.9g、トリエチルアミン3.5ml を入れ、
攪拌した。そこへ蒸留精製したメタクリロイルクロライ
ド1.0gをゆっくり滴下し、5時間攪拌を続ける。反応液
を水中へあけ、クロロホルムで抽出後、dil.HCl_aq.,飽
和NaHCO_3aq. 、水で洗浄した後、クロロホルムを留去す
る。残留物をシリカゲル−クロロホルムカラムクロマト
グラフィーで精製後、アセトンで洗浄して３”−フルオ
ロ−ｐ−クォターフェニル−４−イルメタクリレート0.
9gを得た。この化合物の融点は203.1 ℃であった。この
化合物の赤外吸収スペクトルを図１に示す。

【００５９】（実施例２）〔表示素子〕 図２に示すようにガラス基板１及び２の上に透明電極膜
（例えばＩＴＯ膜）からなる電極３を形成し、この上に
ポリイミド等よりなる配向膜を塗布する。次にラビング
して配向制御層４を形成し、さらにガラス基板１及び２
をシール剤５を介して対向配置して空パネルを作成し
た。そして、この空パネルのガラス基板間に以下に示す
組成物を注入し、液晶表示セルを作成した。なお、セル
ギャップは5μｍで行った。

【００６０】本実施例では、液晶としてTL202とMJ91261
（ともにメルク社製）、カイラル成分としてS-1011（メ
ルク社製）、２色性色素としてS-344（三井東圧染料社
製）、高分子前駆体として本発明の実施例１の化合物
３”−フルオロ−ｐ−クォターフェニル−４−イルメタ
クリレートを用いて本実施例の表示素子を作成し、高分
子前駆体として既存化合物のビフェニル−４−イルメタ
クリレートを用いて比較例となる表示素子を形成した。

【００６１】用いた組成物の比率は、TL202とMJ91261の
8:2の混合物を90.9重量％、S-1011を0.5重量％、S-344
を3.6重量％を混合したものをベース液晶とし、さらに
そのベース液晶に高分子前駆体として本発明の実施例１
の化合物３”−フルオロ−ｐ−クォターフェニル−４−
イルメタクリレート5重量％混合した液晶組成物ａと既
存化合物のビフェニル−４−イルメタクリレート5重量
％混合した液晶組成物ｂをそれぞれ調整した。

【００６２】この液晶組成物ａ、ｂをそれぞれ先に説明
した空パネルに封入して、紫外線照射で高分子前駆体を
光重合して液晶と高分子を相分離させ、液晶組成物ａを
使用した本実施例の表示素子Ａと、液晶組成物ｂを使用
した比較例となる表示素子Ｂとを作成した。

【００６３】この表示素子ＡおよびＢにおいては、図２
に示したようになっている。図２は、２枚の基板１、２
間に挟持された粒子状あるいは連続した粒子状高分子８
の概略の配置を示す図である。粒子状あるいは連続した
粒子状の高分子８は、光学活性物質の影響で基板間では
ツイスト状、あるいはらせん状にねじられて配向、配置
している。高分子粒子は単独でも連続してつながってい
てもよく、また、一部分に液晶しか含有されていない部
分があってもよい。電界が印加されていない場合、調光
層の中では、光学活性物質によりらせん状にねじられた
配向状態をしている高分子８の影響により、電極間に電
界が印加されていない場合には、液晶分子７、二色性分
子６は、らせん状にねじられた配向をする。そのため、
調光層に入射した光は、らせん状配向した二色性色素６
にほとんどすべての偏光方向の光が吸収され、その強度
を減少する。電極間に電界が印加されると、その電界が
作用する範囲の液晶分子７は電界の方向に配向し、それ
につられて二色性色素６も電界方向に配向するため、二
色性色素６による光の吸収はほとんど起こらない。しか
し、らせん状にねじられた配向状態の高分子８は、全く
あるいはほとんどその一を変化させない。そのため、液
晶７と高分子粒子８との間に屈折率の差が生じ、入射し
た光は散乱される。

【００６４】こうして作製した表示素子を図３に示した
ような光学系に配置して、1KHzの短形波で波高値を変化
させた信号を印加し、電圧を変化させながら反射率を測
定し、最小反射率、最大反射率、しきい値電圧（最小反
射率から最大反射率へ5 ％変化したときの電圧値、以下
Ｖthと表す）、飽和電圧（最小反射率から最大反射率へ
95％変化したときの電圧値、以下Ｖsat と表す）を測定
した。反射率は素子の代わりに白色上質紙を配置した場
合の反射率を100 ％とした。

【００６５】測定にあたっては、図３に示すように、表
示素子１０の背面に反射性背景板９を設け、表示素子１
０表面への法線から７０゜傾いた方向の光源１１から光
を入射して、法線方向への反射光強度を結像用レンズ１
２および光電子増倍管１３を使用して反射率を測定し
た。ただし、表示素子１０に反射電極を使用する場合に
は反射性背景板９を設ける必要はない。

【００６６】ところで、素子の反射率はパネルへの入射
角度を一定にしても光の入射方向により反射率の値が変
わるという素子の回転による視角依存性があることが、
すでに調べられている。したがって測定条件を合わせる
ために、ここで示した反射率は最も反射率が大きくなる
入射角度でパネルを固定したときの値を用いた。このよ
うにして次に示した表のとおりの表示素子測定結果を得
た。なお、測定はセル温度20゜Cで行った。

【００６７】

【表１】

【００６８】この測定結果を見ると本発明の化合物を使
用することにより、既存化合物を使用した場合に比べ、
Ｖth 及びＶsatをほぼ同等にしながら、最大反射率を50
％ほど増加させることができた。最大反射率の増加は表
示素子を作成する場合に重要な特性であり、これを増加
できたことの意義は大きい。

【００６９】以上のように、本発明の化合物を用いるこ
とにより、駆動電圧が低く、最大反射率が大きく、表示
が明るく見やすい液晶表示素子を得ることができた。ま
た、本発明の化合物の液晶との相溶性であるが、本実施
例の組成物を調合するのに問題はなく、実用的な高分子
前駆体の含有量において十分な溶解性があることがわか
った。さらに本発明の化合物を高分子前駆体として含ん
だ液晶組成物の表示素子としての比抵抗は1.5×10¹¹Ωc
mであり、電圧保持率は97％以上であり、操作上問題の
ない値であった。

【００７０】なお、上記の実施例においてはＴＮ型の液
晶表示セルを用いたが、ＭＩＭ素子、ＴＦＴ素子などを
用いたアクティブ駆動型の液晶表示素子の場合にも同様
な効果が得られた。

【００７１】ここで、液晶の混合比率は上記の例に限ら
ないが、あまりMJ91261を増やすと比抵抗が落ちるため
好ましくない。またTL202が多すぎると駆動電圧が高く
なり、また散乱度も低下して好ましくない。この液晶組
成物に他の液晶を任意の割合で混ぜても表示素子として
機能する。

【００７２】カイラル成分はここに示した物に限らず用
いることができる。カイラル成分としては高分子前駆体
にカイラル中心を持つ物も利用できる。また混合比率に
ついてもここに示した量に限らない。ただしあまり多く
入れるとヒステリシスが大きくなる傾向がある。

【００７３】２色性色素については、ここに示した物に
限らず用いることができるが、できれば紫外線領域で吸
収の少ない物が好ましい。もちろん２色比が高ければさ
らに好ましい。色素の色については用途に応じて任意に
選ぶことができる。色素の含有量についてはここに示し
た量に限らないが、あまり多いと色素が結晶化したり表
示が暗くなる。

【００７４】重合開始剤についてはここでは用いなかっ
たが、光増感剤も含めて用いることができる。ただし、
比抵抗が低下しやすいため注意して用いる。

【００７５】用いる高分子の前駆体としては、本発明の
化合物と他の光重合性の高分子前駆体とを混合して用い
ることもできる。高分子前駆体の含有量についてはここ
に示した量でなくてもよいが、あまり少ないと散乱度が
弱くなり、あまり多いと駆動電圧が高くなる。

【００７６】重合条件は、ここでは300nm 以長の紫外線
を用いたが、これより短い光を用いても重合できる。た
だし、比抵抗が低下しやすいので重合には注意を要す
る。光強度については3mW/cm² としたが、これに限らな
い。光強度が弱ければ重合時間を長くし、光強度が強け
れば重合時間を短くする。ただしあまり光強度が強いと
比抵抗が低下しやすい。光重合時にわずか加熱（20〜50
℃程度）すると重合しやすい。

【００７７】上記実施例２においては、電極３としてＩ
ＴＯ等の透明電極を用いたから、反射型の表示素子とす
るためには、表示素子の裏側に反射性背景板を用いるこ
とが好ましい。また、電極３の一方に反射性電極を用い
て反射型表示素子を形成することができる。反射性電極
についてはアルミニウム、銀、ニッケル、クロムなど光
を反射する電極であれば用いることができる。

【００７８】配向処理については、液晶が配向するよう
な処理であればどのような方法であっても構わない。

【００７９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の化合物を用
いることにより、駆動電圧が低く、反射率が大きい反射
型表示素子を作製することが可能となった。また、本発
明の化合物は従来のあらゆる液晶組成物と混ぜた場合に
相溶性が良好であった。さらにまた、本発明の化合物を
用いれば、大容量ディスプレイなどの明るい省電力マン
マシンインターフェイスを容易に、そして安価に作製す
ることができる。

【００８０】次に、本発明の高分子分散型液晶表示素子
を用いることによって、駆動電圧が低く、反射率が大き
い反射型表示装置を作製することが可能となった。ま
た、本発明の高分子分散型液晶表示素子を用いれば、大
容量ディスプレイなどの明るい省電力マンマシンインタ
ーフェイスを容易に、そして安価に作製することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１で得られた３”−フルオロ−
ｐ−クォターフェニル−４−イルメタクリレートの赤外
吸収スペクトル図である。

【図２】本発明の実施例２における表示素子の断面を示
す図である。

【図３】本発明の実施例２における表示素子の電気光学
特性を測定した際の光学系を示す図である。

【符号の説明】

１、２…ガラス基板 ３…電極 ４…配向制御層 ５…シール剤 ６…色素 ７…液晶 ８…高分子 ９…反射性背景板 １０…表示素子 １１…光源 １２…結像用レンズ １３…光電子増倍管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢崎 正幸 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 飯坂 英仁 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 土屋 豊 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式 【化１】 （上式中、Ａはメタクリレート基またはアクリレート基
   を示し、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ₅ 、Ｘ₆ 、Ｘ₇ 、
   Ｘ₈ 、Ｘ₉ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、Ｘ₁₄、Ｘ₁₅、Ｘ
   ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子、フッ素原子、塩素原子、
   炭素数が１〜３のアルキル基又はニトリル基を示す。）
   で表されるクォターフェニル誘導体。
2. 【請求項２】Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ₅ 、Ｘ₆ 、Ｘ
   ₇ 、Ｘ₈ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、Ｘ₁₄、Ｘ₁₅、
   Ｘ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子またはフッ素原子を示す
   がこれらのうち少なくとも１つはフッ素原子であり、Ｘ
   ₉ が水素原子またはニトリル基を示す請求項１記載のク
   ォターフェニル誘導体。
3. 【請求項３】式 【化２】 で表される３”−フルオロ−ｐ−クォターフェニル−４
   −イルメタクリレート。
4. 【請求項４】液晶及び高分子を含有する調光層を電極間
   に設けた高分子分散型液晶表示素子において、 前記高分子を形成する前駆体の少なくとも一部に、一般
   式 【化３】 （上式中、Ａはメタクリレート基またはアクリレート基
   を示し、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ₅ 、Ｘ₆ 、Ｘ₇ 、
   Ｘ₈ 、Ｘ₉ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、Ｘ₁₄、Ｘ₁₅、Ｘ
   ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子、フッ素原子、塩素原子、
   炭素数が１〜３のアルキル基又はニトリル基を示す。）
   で表されるクォターフェニル誘導体を少なくとも１成分
   用いることによって、 一般式 【化４】 （上式中、Ｂは 【化５】 のいずれかを示し、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ₅ 、Ｘ
   ₆ 、Ｘ₇ 、Ｘ₈ 、Ｘ₉ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、
   Ｘ₁₄、Ｘ₁₅、Ｘ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子、フッ素原
   子、塩素原子、炭素数が１〜３のアルキル基又はニトリ
   ル基を示す。）で表される構成要素を前記高分子中の少
   なくとも一部分に存在させたことを特徴とする高分子分
   散型液晶表示素子。
5. 【請求項５】Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ₅ 、Ｘ₆ 、Ｘ
   ₇ 、Ｘ₈ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、Ｘ₁₄、Ｘ₁₅、
   Ｘ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子またはフッ素原子を示す
   がこれらのうち少なくとも１つはフッ素原子であり、Ｘ
   ₉ が水素原子またはニトリル基を示す請求項４記載の高
   分子分散型液晶表示素子。
6. 【請求項６】液晶及び高分子を含有する調光層を電極間
   に設けた高分子分散型液晶表示素子において、 前記高分子を形成する前駆体の少なくとも一部に、 式 【化６】 で表される３”−フルオロ−ｐ−クォターフェニル−４
   −イルメタクリレートを用いることによって、 【化７】 で表される構成要素を前記高分子中の少なくとも一部分
   に存在させたことを特徴とする高分子分散型液晶表示素
   子。
7. 【請求項７】液晶及び高分子を含有する調光層を電極間
   に設けた高分子分散型液晶表示素子において、 前記高分子を形成する前駆体として、一般式 【化８】 （上式中、Ａはメタクリレート基またはアクリレート基
   を示し、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ₅ 、Ｘ₆ 、Ｘ₇ 、
   Ｘ₈ 、Ｘ₉ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、Ｘ₁₄、Ｘ₁₅、Ｘ
   ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子、フッ素原子、塩素原子、
   炭素数が１〜３のアルキル基又はニトリル基を示す。）
   で表されるクォターフェニル誘導体を前記調光層全体に
   対して０．１〜１５重量％の割合で用いることによっ
   て、 一般式 【化９】 （上式中、Ｂは 【化１０】 のいずれかを示し、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ 、Ｘ₅ 、Ｘ
   ₆ 、Ｘ₇ 、Ｘ₈ 、Ｘ₉ 、Ｘ₁₀、Ｘ₁₁、Ｘ₁₂、Ｘ₁₃、
   Ｘ₁₄、Ｘ₁₅、Ｘ₁₆、Ｘ₁₇はそれぞれ水素原子、フッ素原
   子、塩素原子、炭素数が１〜３のアルキル基又はニトリ
   ル基を示す。）で表される構成要素を前記高分子中に存
   在させたことを特徴とする高分子分散型液晶表示素子。
8. 【請求項８】前記高分子分散型液晶表示素子が、液晶及
   び高分子を互いに配向分散させた高分子分散型液晶表示
   素子であることを特徴とする高分子分散型液晶表示素
   子。
9. 【請求項９】相分離させた液晶と高分子とをシアリング
   により配向させたことを特徴とする請求項４乃至８のい
   ずれかに記載の高分子分散型液晶表示素子。
10. 【請求項１０】液晶と高分子とがゲルネットワーク状に
    相分離していることを特徴とする請求項４乃至７のいず
    れかに記載の高分子分散型液晶表示素子。
11. 【請求項１１】液晶中に２色性色素を含有していること
    を特徴とする請求項４乃至１０のいずれかに記載の高分
    子分散型液晶表示素子。
12. 【請求項１２】液晶あるいは高分子中の少なくとも一方
    にカイラル成分が含有あるいは存在していることを特徴
    とする請求項４乃至１１のいずれかに記載の高分子分散
    型液晶表示素子。
13. 【請求項１３】光照射後に得られる調光層を構成する高
    分子が、液晶表示素子の基板近傍においては前記基板か
    ら液晶表示素子の内部に向かって所定の角度で傾いて配
    向していることを特徴とする請求項４乃至１２のいずれ
    かに記載の高分子分散型液晶表示素子。
14. 【請求項１４】光照射後に得られる調光層を構成する高
    分子の液晶表示素子表面側での配向方向が前記液晶表示
    素子裏側での高分子の配向方向と異なりらせん状にねじ
    られた構造となっていることを特徴とする請求項４乃至
    １３のいずれかに記載の高分子分散型液晶表示素子。
15. 【請求項１５】液晶及び高分子を互いに配向分散させた
    層を挟持する２枚の電極の一方が光反射性の電極である
    ことを特徴とする請求項４乃至１４のいずれかに記載の
    高分子分散型液晶表示素子。