JPS63170485A - 液晶光学素子 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は液晶のメモリー効果を利用した情報記録媒体あ
るいはディスプレー等に用いられる液晶光学素子に関す
る。

〔従来技術〕

通常のネマチック液晶を用いたメモリー材料あるいは表
示材料について近年盛んに研究が行なわれるようになっ
てきた。その例として特開昭！ｔ−／、２ｊコ≠７号あ
るいは特開昭！ター１０２３０号公報などがあげられる
。しかしながらこれらの方法では均一な配向を得にくく
、その結果コントラストが十分得られないという問題点
がある。

〔本発明の目的〕

本発明の目的は、高分子液晶の配向性を良化させること
にある。

〔本発明の構成〕

まず本発明の作動原理について説明する。

主として側鎖に液晶基を有する高分子液晶とターフェニ
ルもしくはその誘導体から成る液晶組成物をＩＴＯなど
の透明電極を有するガラスあるいはプラスチック基板間
に封入、電界等により垂直配向状態を得る。この状態で
はセルは透明である。

Ｏセルに局所的に、例えばレーザー光等により等方性液
体Ｔｃｔ近辺の温度に加熱し冷却すると、光散乱性もし
くは複屈折性の記録点が形成される。

この部分を加熱し、今度は電圧印加を行ないながら冷却
すると再ひもとの透明な垂直配向状態に戻る。これがい
わゆる消去過程に相当するもので、加熱領域を一部に限
定すれば部分消去、加熱領域を全面に行なえば全面消去
が可能である。もちろん、上述の記録、消去を逆に行な
うこともできる。

この場合、電圧印加しながら加熱冷却することでｆｆ１
Ｉ！配向した透明なｄｄ録点を形成し、消去時は単に加
熱冷却すれば良い。

以下、本発明について具体的構成を詳細に説明する。

本発明において用いる高分子液晶としては、アルキル鎖
を介して液晶基を側鎖に有する高分子化合物を使用する
ことができる。

即ち、該９１１Ｉ鎖型高分子液晶は主鎖、スば一す−、
液晶基の３つの部分から形成されるものである。

主鎖とし７ては各種の高分子の主鎖が利用できるが、好
捷しくはポリアクリレート、ポリシロキサン、ポリメタ
クリレート等があげられる。スペーサーとしては炭素数
λ〜／ｌｒのメチレン鎖、オキシメチレン鎖が好ましい
。炭素数／もしくはＯでは主鎖による配向の阻害が起と
ヤ、ｌり以上では結晶化のため配向が生じない。液晶基
としては下記構造式のものがおばられる。

Ｍｕ　ｏｃさ。１ ’　　　　　　　　　、−Ｈ２）ＣＯ−Ａ。

−ｏ（トＮ＝ＣＨＤＣＮ、 ここにＲ：　ＯＣＨ３、ＯＣ２Ｈ５，０Ｃ３Ｈ７、ＱＣ
４Ｈ，，０Ｃ５Ｉ４ｔｔ、ＱＣ６Ｈ１３、ＣＨ８、Ｃ２
Ｈ５、Ｃ３Ｈ７ｓ　Ｃ４Ｈ９％Ｃ３Ｈ１１・Ｃ６８１３
゜Ｃ７Ｈ１５、Ｃ３）１１７、Ｈ％α、Ｂｒ、　ＣｇＨ
ｔｅ、Ｃｌ０Ｈ２１％Ｃ１１Ｈ２３ｓ　Ｃｌ２Ｈ２５１
ＩＣ１４Ｈ２９−Ｃｔｇ）（ａ３％ ここにポリアクリレート、ポリメタクリレートについて
はスペーサー、液晶基から成る側鎖と異なるアルキル鎖
、アリール基等が側鎖であるものと共重合してもよい。

なお、液晶状態を損なわない限度内で低分子液晶、ポリ
マー、染料を混合してもよい。

上記の高分子液晶に以下に記すターフェニルあるいはタ
ーフェニル誘導体をｏ、ｏｉ〜／　２　ｗｔ４好ましく
は０．１〜Ｉｒｗｔ４添加することＫより電界等による
配向性が良化する。

本発明で用いるターフェニルもしくはターフェニル誘導
体のうち好ましいものは一般式〔Ｉ〕で示される。

一般式ＣＩ） 一般式（ＩＮにおいてＸ、ＹＦｉＨ，アルキル基、すキ
シアルキル基、ハロゲン、ニトリル基、ニトロ基、アル
キルエステル基が好ましい。アルキル基としては炭素数
７からりまでのものを用いることができる。７０以上の
ものでは高分子液晶への溶解性が低く、目的とする効果
が出ない。オキシアルキル基としては炭素数／からｌコ
までのものを用いることができる。炭素数７３以上では
やはり高分子液晶への溶解性が低く、使用することがで
きない。

本発明に好適な構造式の例を以下に示す。

上記ターフェニルもしくはターフェニル誘導体の添加量
は、高分子液晶に対し０，０／−／、Ｚｗｔ憾、好まし
くは０．７〜．ｒｗｔ幅である。０６０１ｗｔ４未満で
は高分子液晶の配向性に良化は認められず、又ｌコｗ　
ｔ　４を超えて添加すると記録、消去をくり返すこと罠
より、一部結晶化し、記録の再生時エラーになるあるい
は、画像等を表示する際、画質が悪くなるという欠点が
生じる。

又、上記ターフェニル、もしくはターフェニル誘導体は
コ穐以上混合して添加してもよいが、もちろん添加量は
全体で上記の０．０／−／２Ｗｔ４の範囲の中におさめ
ることが望ましい。

本発明で用いるセル基板としては、ガラス、プラスチッ
クシート等があるが、後者の具体的物質トシテニトロセ
ルロース、三酢酸セルロースなどのセルロース誘導体、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
トなどのポリエステル、ポリカーボネート、ポリプロピ
レン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリビニル
アルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ナ
イロン、ポリスチレン、ポリエーテルサルホン等があげ
られる。又、上述の如き電界印加を行なう場合には、こ
れらの基板上に透明電極層を設ける必要があり、透明電
極層としてれ通常のインジウム、錫の酸化物等を用いる
ことができる。高分子液晶組成物として正の誘電異方性
を有するものを用いる場合には配向状態とし、又は垂直
配向になる。

この垂直配向を均一にするために垂直配向剤を使用して
もよい。垂直配向剤とＬ７てはステアリン酸、ヘキサデ
シルトリメチルアンモニウム、ブロマイド、塩基性カル
ボン醍クロム錯体、ＤＭＯＡＰなどの有機シラン、ヘキ
サメチル、ジシクロヘキザン、ノーフルオロジメチルシ
クロヘギサン、テトラフルオロエチレン、ポリテトラフ
ルオロエチレン、パーミサイド１０Ｏ、オクタデシルマ
ロン酸などを用いることかで＾る。

基板間に高分子液晶組成物を担持させるＫＩ／′ｉ、一
方の基板上に高分子液晶組成物を溶剤塗布する本しくは
液晶性シロキサンオリゴマーＴｃｔ以上テメルトさせた
状態でｑ￥布した後、溶剤を乾燥あるいはメルトを室温
にし、た後、もう一方の基板と剥りあわせればよい。

以下、本発明における液晶層に熱を加え相転移を起こす
手段につ０て説明する。まず、透明な配向状態に記録点
を形成する場合の加熱する手段としては、レーザー光、
キセノンのようなフラッシュランプ、加熱ヘッド、又は
走査電極を発熱体として用いる方法があげられる。この
中では高密度な記録点を形成する方法きしてはレーザー
光が望ましい。この場合、光を熱に効率良く変換できる
色素を液晶性シロキサンオリゴマ一層に添加するあるい
は色素の薄層を基板上に形成して光吸収層として用いて
もよい。このような色素としては。

用いるレーザー光の波長に吸収、できれば吸収極大を有
するものであればよく、例えば／、０１゜μｍのＹ　Ａ
　Ｇレーザーを用いる場合には、日本感光色素研究ＰＩ
ｔｔＪ、　ＮＫＸ　／　／　４ＡＱ等を用いることがで
きる。父、この波長であれば透明電極として用いるイン
ジウム、飴の酸化物が光吸収体となり別途に光吸収層を
設ける必要がない場合もある。

一方、不透明あるいは複屈折を示す未配向状態に透明な
垂直配向状態の記録点を形成する場合には電界をかけな
がら上述したレーザー光、フラッシュランプ、加熱ヘッ
ドあるいは発熱体となる走査電極により液晶層を加熱す
れば良い。冷却過程で垂直配向した記録点が形成される
。

以上は記録点を形成する際の方法であるが、記録点を消
去するには透明な配向状態に作られた記録点の場合、電
圧印加を行ないながら加熱冷却すれば良く、又、不透明
あるいＦｉ、複屈折を示す未配向状態に形成された記録
点の場合、そのまま加熱冷却すればより０加熱手段は記
録点形成に用いたものと同じものが用いられる。

宙、圧印加の東件としては短絡を防ぐため１０７■／ｃ
ｒｒＬ以下の電圧であることが望まし７い。父、直流、
交流倒れで本良いが、経時劣化の点から交流が望捷しく
、周波数と１２ては／　ＯＩ−Ｔｚ　−ｊ　０ＫＨｚの
間が好ましい。１０ＩＩｚ未満では経時劣化が生じ、ｔ
ＯＫＨｚ以上では配向が不十分になシやすい。

本発明における再生手段としては、光学的透過率、反射
率を利用することができる。父、偏光板と組合せたり、
あるいはセル１７百交ニコル下？でおいて検出してもよ
い。

以上、本発明全記録媒体として説明してきたが、セルに
上述と同様にしてキャラクタあるいはグラフィック画像
を記録し、これをハロゲン光などでスクリーン上に写し
だす投射型ディスプレーとして用いることもできる。

以下に本発明を具体的な実施例により説明するが、本発
明はこの実施例にのみ限定されるものではない。

（実施例／） 配向剤としてセチルトリメチルアンモニウムブロマイド
を透明導電性ＰＥＴベースの透明電極側に塗布し、配向
剤層を形成せしめた後、該ベース間に高分子液晶／にタ
ーフェニルＪｗｔｌを添加した高分子液晶組成物を７μ
厚に封入し液晶セルを作成した。

＋ＣＨ２ＣＨ−）− ■ ｔｎは約／ｒｏｌ 該液晶セルを／３００Ｃに加熱後、セル間に１ｏｏＨｚ
ｒｏＶの条件で電圧印加を行ない、垂直配向させた。該
液晶セルを直交ニコル下に置き、観察したところ白濁は
全く認められず、複屈折も大変小さい均一な垂直配向状
態であることが分った。

（比較例／） 実施例１と同様にして液晶セルを作成したが、このとき
ターフェニル等の添加剤を加えなかった。

この液晶セルにおいては、目視で明瞭に認められる白濁
が生成しており、垂直配向状態としてはかなり不均一な
ものであることが分った。

〔発明の効果〕

上記実施例からも明らかなように、本発明は高分子液晶
にターフェニルもしくはターフェニル誘導体を添加する
ことにより、高分子液晶の配向性を著しく促進するもの
であり、特に高密度の光記録媒体あるいはディスプレー
の信頼性向上に多大なる貢献をなすものである。

【図面の簡単な説明】

第７図〜第ｑ図は本発明が適用される光学素子の例であ
る。 第７図は透明導電層上に配向剤層が設けられた透過型素
子の例であり、第２図はこれに偏光板が設けられだもの
である。 第３図は、第１図に光吸収１ｄが設けらねた透過型素子
の例である。 第ダ図は支持体の一方に反射層を設けた反射型素子の例
である。 なお本発明の構成はこれらに限られるものではない。 ／、支持体　　　　　　コ、透明導電層３、配向剤層　
　　　　≠、液晶層 ！０反射層　　　　　　ｔ、光吸収層 ７、偏光板 特許出願人　冨士写真フィルム株式会社第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高分子液晶にターフェニルもしくはその誘導体を該高分
   子液晶に対し０．０１〜１２ｗｔ％添加したことを特徴
   とする液晶光学素子。