JPS61137133A - 液晶光学素子および製造法 - 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および製造法に関するつ〔従来の
技術〕 通常の液晶光学素子、例えば液晶表示素子では２枚の透
明導電膜間に挾み、電圧の印加により表示が行われるう
高分子液晶を用いた表示素子や記憶素子も最近検討され
るようになってきた（例えは特開昭５９−１ｆ１９３ｆ
１号公報）つ　しかし、この技術では電場での応答性、
およびコントラストが不足するという問題点があるっｒ
発明が解決しようとする問題点〕 本発明者らは電場での応答性、およびコントラストの改
良された液晶光学素子および製造法について鋭意検討［
た結果、本発明をこ到達したつ〔問題を解決する１こめ
の手段〕本 発明は２枚の透明導電膜に挾持された、延伸配向された
高分子液晶からなることを特徴とする液晶光学素子（第
一発明）およびプラスチックフィルムでサンドイッチさ
れていてもよい高分子液晶をその透明温度以下で延伸す
ることにより得られる配向高分子液晶を、２枚の透明導
電膜に挾持することを特徴とする敢晶光学素子の製造法
（第二発明）であろう高分子液晶の延伸法と１．では、
プラスチックフィルムの延伸に３ＭＩ常用いられる方法
、例えば−軸延伸（一定幅、自由幅）、二動・頗伸、プ
レス延伸、およびインフレーション延伸の各法が月１い
られるっ好ましくは二軸延伸法（同時二軸延伸、遂次二
軸延伸）であろう高分子液晶の延伸の際の拐料温度は、
透明調度以下であろう延伸温度が高分子液晶のガラス転
移温度以下であれは、高分子液晶彫独でも２枚のプラス
チックフィルムで挾んでも延伸することができるっまた
延伸温度が高分子液晶のガラス転移温度以下であれば通
常のプラスチックフィルム２枚に挾持して共延伸するこ
とかでき好ましいうまたカラス転移温度以下であれは透
明基板に高分子液晶を挾持した状態でプレスすることに
より延伸することができる。挾むプラスチックフィルム
としては透明であれはとくに限定されないが、たとえは
ポリ塩化ビニリチンが好ましいう延伸率は通常３０〜１
　ｆｌ　Ｏｆ１％好ましくは５（）〜６００％であるっ
高分子液晶の延伸による配向効果は蝮屈折△ｎの泪ｌ定
によって確められ１こっ偏光顕微鏡のコノスコープ観、
察で延伸しなかった場合、△ｎは測定誤差以下であった
のに対し、延伸した場合は００１〜００３であるっ 本発明において高分子液晶としては、０５〜Ｃ７゜のメ
チレン鎖を介し−てメソゲンを側鎖に有する高分子化合
物を使用することがてきるうこの側鎖型高分子液晶は主
鎖、メソゲン、およびスヘーサの三部分から構成されろ
う高 分子液晶としては一般式 ％式％（］） （式中＋Ｑ、→−Ｑ、−）Ｂ　　はポリマーの主鎖であ
る。ＡはスペーサであるっＭはメソゲンであろう）で示
されるものがあげられるっ （Ｑ、−Ａ、−Ｚ）単位、（Ｑ、）単位はフロックで結
合していてもランダムで結合していてもよいっ主鎖とし
ては各種の高分子の主鎖が使用できるが好ましくはポリ
シロキサン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、
およびポリ（α−クロルアクリレート）の主鎖であろう ポリシロキサンを主鎖とする高分子液晶は、たとえばマ
クロモレキュラーレ・ヘミ−・ラビッ１−・コミュニケ
ーション第１巻第３１頁（１９８＋１年）Ｇこ示されて
いる方法で、ポリシロキザンプレボリマ−に末端ヒニル
基を有するスペーサとメソゲンより成る側鎖を、白金触
媒存在下で付加させて作ることができるっ ポリンロキサンブレボリマ−とし−ては、一般式 （式中Ｔ（ｆｌ　％　Ｒ１、Ｌ　、はアルキル基または
アリール基であるっ［口は（）〜２０００の整数である
。）で示される化合物があけられるっＲ，、、Ｒ，２、
Ｒ，のアルキル基としては、炭素数１〜１８のアルキル
基、好ましくはメチル基、エチル基などがあげられ、ア
リール基としてはフェニル基があけられろう メソゲンとしては、中国一部、堀文−著「液晶の製法と
応用」（幸書房、昭和４９年発行）第３１頁〜第６２頁
に記載の低分子液晶と同様の液晶の残基が使用できるっ
好ましくは下記一般式で表わされるような安息香酸フェ
ニル誘導体の残基（２）、安息香酸ヒフェニル誘導体の
残基（３）、ナフトエ酸フェニル誘導体の残基（４）、
１４−トランスシクロヘキサンジカルボン酸フェニル誘
導体の残基（５）およびシアノヒフェニルの残基（６） ｆｃ　ｏ　ｏ　−Ｃトｘ　　　　＜　２１−ＯＯＣ松グ
Ｃ００Ｋ）Ｘ（５） （〉（ンＣＮ（６） （式中Ｘは／アノ基、ハロケン、アルコ４ニジ基などの
置換基）であろう スペーサとは、主鎖とメソゲンとを隔てる役目をする鎖
状クループで、メチレン鎖やエーテル鎖など用撓１ト１
のあるものであれはイリ・用可能であろっメチレン鎖の
長さとしてはＣ５〜Ｃ２ｏのものが使用できるか、１１
ｆまり、　＜はＣ８〜ＣＮであるっメチレン鎖を長鎖（
Ｃ，〜Ｃ，，）とすることにより延伸配向された高分子
液晶を用いたことによる本発明の効果が顕著にあられれ
るっ尚分 子液晶は異なる１′！ｌｉ　が１の高分子液晶と混合し
て用いることが可能である。また高分子液晶は低分子液
晶との混合物として用いることもｈ」能であるうその場
合の重量比は高分子液晶１に対して好ましくは４以下で
あるっ高分 子液晶は必要にまり通常のポリマーと混合して高分子液
晶膜を作成してもよいっ使用可能な手記ポリマーとして
はオレフィン！　樹１１ｉｉ、アクリル手積・１脂、メ
タクリル系樹脂、ボリヌチレン系樹脂、ポリエステル系
樹脂、ポリカーポイ−−１−Ｘ［脂、スチレン−フタジ
エン共重合体、塩化ビニリチン−アクリロニトリル共重
合体などがあけられるう この重量比については、ｊ１η常のボリマ−全増加する
と、成膜性は向＋１−るかＷ＋品性は低士Ｌ−でＬまう
１こめ最ｊ〆ｉ値があり高分子液晶１に対し、通常のポ
リマー２以下であるっ 本発明ζこおいて透明導電膜は透明基板の内面に設けら
れるのが好ましいうこの場合透明基板は片側のみ（１枚
）設けてもよく、両側（２枚）Ｑこ設けてもよいっこの
透明基板としてはカラスおよびプラスチックかあげ［）
れるっプラスチックとしては熱安定性および経時安定性
の良好なものが好ましいっこのようなものとしてはポリ
メチルメタクリレート系樹脂、ホリカーホイ・−１・系
樹月旨があけられるっ 透明導電膜とｌでは酸化スズを被着させたＮ　ＥＳ　Ａ
膜、おまひ酸化スズと酸化づンシウムよりなる■ＴＯ膜
かあ（ハ）゛られるっまた金属の真空蒸着で透明な導電
膜を作ることもでとる。

液晶光学素子により表示および記憶を行うことができる
（液晶表示素子、液晶記憶素子）。

本発明の光学素子およびそれを用いた表示、記憶を下記
に例示するっ （１）表示 第１図は、本発明の液晶光学素子（液晶表示素子）の−
例の断面図である。透明基板１・２の間に延伸された高
分子液晶３が飼犬されている９両透明基枦１，２の内面
には電極形成のための透明導電膜４，５が設けられてい
るっ両透明導電膜４，５間に電圧が印加されるっ両透明
基枡１，２の外側には、偏光板６，７が配設され、下側
の偏光板７の外側には更に反則板８が配設される。

この液晶表示素子を用いた液晶の電気光学効果に基く表
示は、松本正−１角１１市良著［液晶の最新接種Ｊ−Ｊ
（工業調査会、昭和５８年発行）第３１頁〜第４０頁に
記載されているのと同様の方法により打うことができる
っ（ ２）　Ｈ己″１意 第２図は本発明の液晶光学素子（ｎグ晶記憶素子）の−
例の断面図であるっ透明基板１上に透明導電膜２を設け
この−１−に延伸された高分子液晶を含有する層を設け
、さらにこの」−に透明導電膜４を設は記憶素子として
いるうこの素子に、高密度光を照射すると、光の照射さ
れた部分は温度が上昇し、高分子液晶を含有する層３が
均一液体に変化する温度Ｔ１以十に上昇すれは、分子が
配向していない均一状態となり、入力情報Ｑこ応じた記
録を行うことができる。

また記録の消去は、電栖間に、配向するの０こ必要な電
圧■１を印加した状態で全面を加熱し、高分子を含有す
る層３が相変化するのに必要なｎｉＡ度Ｔ１を与えると
全面消去が用能である。また、■１を印加した状態で高
密度光専心こより局所的に加熱り、Ｔ、以十Ｔｉ以下の
温度にすれば、部分消去もｎ」能になるう 〔実施例〕 以下実施例Ｑこより本発明をさらに説明するが本発明は
これをこ限定されるものではないっ実施例１〜２０、比
較例１〜４ 表示素子としての実施例、比較例を以下に記′ｆｏ高分
子液晶として一般式（７） ％式％ １１．８とした構造をもつ高分子液晶（以下それぞれ液
晶Ｉ　　Ｉｔ、Ｌ　ＩＶ、とする）を用いた。

高分子液晶は、８０℃において延伸速度１側／秒で一輔
延伸配向処理施し、膜厚ＪＯ７１ｍｊこし７．：。

その後基板形状に合わせて四辺を切断し、ＩＴＯ導電膜
を蒸着した２枚の基板間に挾んだ後、偏光］ル、反則板
を配設し、第１図（二示すような表示パネルを作成した
。

表　　　１ 表１（続き） （注１）コントラスト比は透過率の比で示ずつ（注２）
応答時間はコントラスト比１（１に達するまでの所要時
間（単位μ秒　で示１゜実 施例２１−４＋１、比較例５−８記 憶素子としての実施例、比較例を以下に記す、高分子液
晶として一般式（８）％ 式％ １１．８とした構造をもつ高分子液晶（以下それぞれ液
晶ｖ、ｖｒ、■、■とする）に対して、逐次二軸延伸法
による配向処理を施した液晶を用いた。

高分子液晶層は８（）℃において、延伸速度】ｃｒｎ／
秒、表２に示す各種延伸率で一軸延伸を行った後、４０
℃において一回目の延伸方向と垂直な方向に、延伸速度
０１Ｃ７ｎ／秒、延伸比５０％で二回目の延伸配向処理
を行うことにより、膜厚９μｍとしたつこの高分子液晶
層を、ＩＴＯ導電膜を蒸着した基板十に置き、さらに導
電膜を配設することにより第２１ｇ目こ示すような表示
パネルを作成したつ 書き込みの光源と［ては、波長ｇｆｌｔｌｎｍの半導体
レーサーを用い、光学九によってビーム径Ｉ　Ｆ１μｍ
に絞ったものを照射し１こっ書き込みに要したエイ・ル
ギー密度の測定結果を表２Ｑこ示す。

表　　　２ 表２（続き） （注３）延伸率は一回目の延伸率を示すっ（注４）エオ
ルキー密度は１（）μ秒間の照射でコントラスト比］（
）に達せしめるのに必要な光ヒームのパワー密度（単位
はｍｌ／ｃａ）で示すっ 消去動作は電圧印加状態でレーザー光を照射することに
より行った。高分子液晶層挾む電極間に５ｖの電圧を印
加し、書き込みに用いたのと同じレーサー光をビーム径
２　！ｌ　０μｍで照則し、書と込み個所を含む他職を
１秒間に１側の速度で丸査したところ、コンストラスト
比０９〜１５の範囲で書と込み前の配向状態に戻ったっ
〔発明の効果〕 本発明の液晶光学素子は長いスペーサを有する側鎖型高
分子液晶を延伸配向させることにより、次のような顕著
な効果が得られるっ（］）電場での応答性（応答速度）
およＵ・コントラスト比が向１−する。

（２）表示、記録の密度の大幅な向上が可能となろう （３）また素子の大面積比が容易であり情報表示記憶用
として秀れているっ

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の液晶表示素子の一例を示す断面図で
ある。 １．２・・・・透明基板　　３・・・・高分子液晶４．
５・・・・透明導電膜　　６，７・・・・・・偏光板８
・・・・反射板 第２図は、本発明の液晶記憶素子の一例を示す断面図で
あろう １・・・透明基鈑　　２，４・・・・・透明導電膜３・
・・・・高分子液晶 特許出願人　　三洋化成工業株式会社 第２図 手　　続　　補　　　正　　書 昭和６０年　１月２２日 １、事件の表示 昭和５９キ１２月７日提出の特許願（１）（特願昭５９
−２５９６６８号）２　発明の名称 液晶光学素子および製造法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 居所　　京都市東山区−橋野本＋１１Ｔ　］、　１１番
の１自　　発 ５−ｆ＋Ｉｉ正に４：す増加する発明の数いたします（
内容に変更なし）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２枚の透明導電膜に挾持された、延伸配向された高
   分子液晶からなることを特徴とする液晶光学素子。 ２、該液晶が、一軸延伸法、二軸延伸法、プレス延伸法
   、またはインフレーション延伸法、により配向された高
   分子液晶である特許請 求範囲第一項記載の素子。 ３、該液晶がＣ＿５〜Ｃ＿２＿０のメチレン鎖を介して
   メソゲンを側鎖に有する高分子液晶である特 許請求範囲第１項または第２項に記載の素子。 ４、高分子液晶が、高分子主鎖としてポリシロキサンを
   含む特許請求範囲第１項〜第３項のいずれか一項に記載
   の素子。 ５、高分子液晶が、高分子主鎖としてポリアクリレート
   、ポリメタクリレート、および／またはポリ（α−クロ
   ルアクリレート）を含む、特許請求範囲第１項〜第３項
   のいずれか一項に記載の素子。 ６、プラスチックフィルムでサンドイッチされていても
   よい高分子液晶をその透明温度以下で延伸することによ
   り得られる配向高分子液晶を、２枚の透明導電膜に挾持
   することを特徴とする液晶光学素子の製造法。