JPS6325622A

JPS6325622A - 強誘電性複合膜

Info

Publication number: JPS6325622A
Application number: JP16949686A
Authority: JP
Inventors: Chisato Kajiyama; 千里梶山; Atsushi Takahara; 淳高原; Hirotsugu Kikuchi; 裕嗣菊池
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1986-07-18
Publication date: 1988-02-03

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、強誘電性複合膜に関するものである。

更に詳しくは、室温付近で熱力学的に安定な強誘電相を
形成しうる液晶と熱可塑性ム（脂とを含有する強誘電性
複合膜に関するものである。

「従来の技術」現在、液晶表示装置の主流をなしているのは、゛ン７７
ビフェニル系混合液晶を用いたＴＮ型（Ｔｗｉｓｔｅｃ
ｌ　Ｎｅｍａｔｉｃ）のもので、この液晶表示装置の動
作原理は、分子長軸方向の誘電率ε、が分子軸垂直方向
のｙｉ電率εよよりも大きいことに基づいている。液晶
表示装置のさしあたっての目標は、テレビ画面として実
用化することである。ａ晶テレビを単純マトリックス方
式によってＣＲＴなみのきめ細かさにするためには、液
晶セルの応答速度はμＳｅｅのオーダーになければなら
ないとされている。しかし、ＴＮ型セルの応答速度は、
たかだか１　ｍ５ｅｃのオーダーであり、たとえ単純マ
トリックス方式により液晶テレビを作ったとしても、画
面は非常に粗いものとなってしまう。

１９７５年Ｍｅｙｅｒ　らは、ｐ−デシロキシベンノリ
テ゛ンー１〕゛−７ミ７−２−メチルブチルシンナメー
）（ＤＯＢＡＭＢＣ）を合成し、そのカイラルスメクチ
ックＣ相（Ｓｃ車相）が強誘電性であることを見出した
。またこの液晶は、μｓｅｃのオーダーの高速応答性、
およびメモリー性を示すという、これまでの液晶技術の
常識をくつがえす画期的なものである。

もしＤＯＢＡＭＢＣが室温付近で強誘電性を有するなら
ば、強誘電性液晶テレビとして飛躍的な発展を遂げる可
能性は非常に高い。しかしながら、現実には、ＤＯＢＡ
ＭＢＣは、６４〜９２°Ｃの温度範囲でしか強誘電性を
示さない。また、この液晶単独ではＷｉ膜化しにくいと
いう欠点がある。

一方、室温付近で、強誘電性を示す液晶としてｐ−ｎ−
フルフオキシベンゾイックアシド−ｐ’−（２−メチル
ブトキシカルボニル）フェニルエステル［ｐ−ｎ−ａｌ
ｋｏｘｙｂｅｎｚｏｉｃ　　ａｃｉｄ　　ｐ’　　　　
（２−ｍｅｔｈｙｌｂｕｔｏｘｙｃａｒｂｏｎｙｌ）ｐ
ｈｅｎｙｌ　ｅｓｔｅｒｌ（以下アルフキシ鎖長の炭素
数ｎを用いて、Ｃ−ｎ例えばオクチルオキシのものをＣ
−８というように略記する）が知られている。この系列
の強誘電性液晶は、Ｓｃ本相がモノトロピックであり、
しかもＳへ→Ｓｃ本転移温度がｍ、ｐ、（結晶→Ｓ＾転
移温度）よりもかなり低いので、Ｓｅｔ相は熱力学的に
不安定相であり、そのため容易に結晶化してしまい、単
独での使用はＳｃ本相の安定性という点に関して難点が
ある。まだ、この液晶も単独では薄膜化しにくいという
欠点がある。

［発明が解決しようとした問題、α」本発明者らは、かかる状況にあって、室温付近で熱力学
的に安定した強ｙｆ重相を形成しうる複合膜を提供すべ
く、鋭意検討した結果、エステル系カイラルスメクチッ
ク液晶群から選択した２種以上を混合し、この混合液晶
にさらに熱可塑性０（脂を混合したものは薄膜化するの
が容易であり、かつこの薄膜によって、上の目的が達成
されることを見出し、本発明を完成するに至ったもので
ある。

「問題、１．ｉ、を解決するための手段」しかして本発
明の要旨とするところは、熱可塑［（ＪＪＩｌｆ（Ａ）
と、下記一般式（１）で表わされるエステル系カイラル
スメクチック液晶群の中から選ぼれた少なくとも２種類
の液晶混合物とを、含有することを特徴とする強誘電性
複合膜に存する。

一般式（１）は、次のとおり。

［一般式（１）において、ＸはＣｎＨ２ｎ、、　Ｏ−１
から選ばれた基、ＹはＣｍＨ１４１−１Ｃ＋ｎ　Ｈ２１
６＋　、　Ｏ−で表わされ、がっ、Ｉが１〜２０の整数
の基、Ｃ２Ｈ３ＣＨＣＨ２−１ＣＩ（。

ｃ２Ｈ９ＣＨＣＨ２０−がら選ばれた基を表わす。］Ｃ
Ｈ。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に係る複合膜に含まれる熱可塑性Ｕ（脂（Ａ）は
、強ｙｉ電性混合物（Ｂ）と相溶性があれば、特に制限
はない。具体的には、ポリ塩化ビニル、ポリ臭化ビニル
、ポリ７ツ化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体
、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−プロピ
レン共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、
塩化ビニル−ブタジェン共重合体、塩化ビニル−アクリ
ル酸エステル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル
共重合体、塩化ビニル−スチレン−アクリロニトリル三
元共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン−酢酸ビニル
共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラプルオロエ
チレン、ポリテトラフルオロクロルエチレン、ポリ７フ
化ビニリデン等のハロゲン化ビニル重合体または共重合
体；ポリビニルアルコール、ポリアリル７　ル：７−ル、ポ
リビニルエーテル、ポリアリルエーテル等の不飽和アル
コールまたはエーテルの重合体または共重合体；アクリル酸またはメタクリル酸等の不飽和カルボン酸の
重合体または共重合体；ポリ酢酸ビニル等のベリビニルエステル、ポリ７タル酸
等のポリアリルエステル等のアルコール残基中に不飽和
結合をもつものの重合体または共重合体；ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、
マレイン酸エステルまたは７マル酸エステルの重合体等
の酸残基または酸残基とアルコール残基中に不飽和結合
をもつものの重合体または共重合体；アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルの重合体ま
だは共重合体、ポリシアン化ビニリデン、マロノニトリ
ルまたは７マロニトリルの重合体または共重合体等の不
飽和ニトリル重合体または共重合体；ポリスチレン、ポリフル７アメチルスチレン、ポリパラ
メチルスチレン、スチレン−アルレフアメチルスチレン
共重合体、スチレン−バラメチルスチレン共重合体、ポ
リビニルベンゼン、ポリハロゲン化スチレン等の芳香族
ビニル化合物の重合体または共重合体；ポリビニルピリノン、ポリＮ−ビニルピロリノン、ポリ
Ｎ−ビニルピロリドン等の複素環式化合物の重合体また
は共重合体；ポリカーボネート等のポリエステル縮合物、ナイロン６
、ナイロン６・６等のポリアミド縮合物；無水マレイン
酸、無水７マル酸およびそのイミド化物を含む重合体ま
たは共重合体；ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、
ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ボリアリレ
ート等の耐熱性有機高分子；等があげられる。これら例
示は、本発明を限定するものではない。

本発明に係る複合膜に含まれる強誘電性液晶混合物（Ｂ
）は、前記一般式（＋）で表わされるエステル系カイラ
ルスメクチック液晶群の中から選ばれた少なくとも２種
類の液晶を組み合せ混合されたものである。

エステル系カイラルスメクチック液晶群から１種のみを
選んだ場合には、前記のごとき欠点が発現され、本発明
の目的が達成されないが、少なくとも２ＦＩＩ類を選び
組み合せ混合すると、本発明の目的が達成される。

前記一般式（１）で表わされるエステル系カイラルスメ
クチック液晶の具体例としては、次のような化合物があ
げられる。

ｐ−ｎ−へキシルオキシベンゾイックアシド−ｐ゛−（
２−メチルブトキシカルボニル）フェニルエステル、ｐ−１１−へブチルオキシベンゾイックアシド−ｐ′−
（２−メチルブトキシアルボニル）フェニルエステル、ｐ　　１１−オクチルオキシベンゾイックアンド−１）
−（２−メチルブトキシカルボニル）フェニルエステル
、１）−１＋−７ナノオキシベンゾイノクアシドーｐ’　
−（２−メチルブトキシカルボニル）フェニルエステル
、＋１−ローデカオキシベンゾイックアンド−ｐ’　　（
２−メチルブトキシカルボニル）フェニルエステル、ｐ
−ｎ−ウンデカオキシベンゾイックアシド−ｐ゛−（２
−メチルブトキシカルボニル）フェニルエステル、ｐｎ−ドデカオキシベンゾイックアンド−ｐ゛−（２−
メチルブトキシカルボニル）フェニルエステル、ｐｎ−）リデカオキシベンゾイック７シド−ｐ′−（２
−メチルブトキシカルボニル）フェニルエステル、ｐｎ−テトラデ力オキシベンゾイ７り７シドーｐ’−（
２−メチルブトキシカルボニル）フェニルエステル、ｐｎ−ペンタデカオキシベンゾイック７シドーｐ’−（
２−メチルブトキシカルボニル）フェニルエステル、ｐｎ−へキサデカオキシベンゾイック７シドーｐ’−（
２−メチルブトキシカルボニル）フェニルエステルｐ−ローへブタデカオキシベンゾイック７シドーｐ“−
（２−メチルブトキシカルボニル）フェニルエステル、ｐ−ｎ−オクタデカオキシベンゾイックアシド−ｐ’−
（２−メチルブトキシカルボニル）フェニルエステル。

これら例示は、本発明を限定するものではない。

本発明者らの実験によれば、エステル系カイラルスメク
チック液晶群から選ばれた液晶を組み合せる場合、最も
少ない群の液晶成分の占める割合を３〜３０モル％の範
囲とすると、本発明の目的が効果的に達成でさることが
分った。

本発明の（Ｂ）成分である液晶混合物には、液晶分子の
配向を助けるために極性界面活性剤を添加することがで
きるし、カラー表示するために２色性色素を添加するこ
ともできる。

前記熱可塑性（Ｂ脂（Ａ）と液晶混合物（Ｂ）との配合
割合は、熱可塑性樹脂（Ａ）の割合を２０〜６０重１％
の範囲とするのがよい、熱可塑性樹脂が２０重量％未満
であると、本発明に係る組成物から薄膜を得るのが困難
となり、６０重１％を超えると強誘電相を形成する薄膜
が得られな（なるので、好ましくない。

本発明に係る強誘電性薄膜は、平膜、スパイラル膜、中
空系膜等種々の形態で使用できる６平膜として使用する
場合には、極薄膜として使用されることが多く、その性
能を充分に発揮することができる。

本発明に係る強誘電性薄膜を調製するには、乾湿製膜法
、溶液流延法、溶液塗布法、水上延展法等のいずれの方
法によってもよい。性能を充分に発揮する平膜状の極薄
膜を得るには、熱、可塑性樹脂（Ａ）と液晶混合物（Ｂ
）との混合物を、熱可塑性樹脂（Ａ）の良溶媒または良
溶媒と貧溶媒との混合液に溶解し、溶液流延法、溶液塗
布法、水上延展法等によって製膜するのが好適である。

本発明に係る強誘電性薄膜は、電気光学素子、大型液晶
ディスプレイ、温度センサー、液晶光シャッター、光変
調器等に応■することができる。

［発明の効果］本発明は次のように特別に顕著な効果を奏し、その産業
上の利用価値は極めて大である。

（１）本発明に係る複合膜は、熱可塑性樹脂を含んでい
るので、液晶単独の場合に較べて９１膜化の毘作が容易
である。

（２）本発明に係る複合膜は、常温付近で強誘電相を形
成し、ディスプレイの用途に使用した場合、優れた輝度
が達成される。これは一般式（Ｎで表わされる液晶群か
ら選択した液晶単独と、熱可塑性ム（脂を含む複合膜で
は達成できなかった顕著な効果である。

（３）一般式（１）で表わされる液晶単独と熱可塑性樹
脂とを含む複合膜は、常温付近のわずがな温度変化によ
って液晶の結晶構造が変化する傾向が強いが、本発明に
係る複合膜は、常温付近で熱力学的に安定であり、わず
かの温度変化では結晶構造が変化しにくい性質をもって
いる。また、常温での分極反転時間が短く、スイッチ等
の用途に好適である。

「実施例」以下、本発明を実施例、比較例にもとづいて詳細に説明
するが、本発明はその要冑を超えない限り、以下の例に
限定されるものではない。

実施例１〜２、比較例１く強誘電性液晶混合物の調製〉液晶として、前述の一般式（Ｉ）で表わされるｐ−オク
チルオキシベンゾイックアンド−ｐ’−（２−メチルブ
トキシカルボニル）フェニルエステル（以下これをＣ−
８という）、ｐ−ｎ−ヘキシルオキシベンゾイックアン
ド−ｐ’−（２−メチルブトキシカルボニル）フェニル
エステル（以下これをＣ−６という）とを、Ｃ−８／Ｃ
−６：　　９６／４．８３／１７（モル比）でそれぞれ
混合した強誘電性液晶混合物を得た。

〈熱可塑性樹脂との混合〉上の液晶混合物（実施例）と、Ｃ−８のみ（比較例）の
合計３種類の液晶に、ポリ塩化ビニル（平均重合度１．
０５０のもの）の粉末を、液晶／ポリ塩化ビニルとを重
量比で７０／３０の割合で混合した。

く複合膜のａ！！！＞上の２種類の混合物を、それぞれシクロへキサノンに溶
解し、樹脂の濃度が１０重量％の溶液を調製した。

上の重合体溶液のそれぞれを、２８３Ｋに保たれた水槽
中の水面の壁際に１滴静かに落とし、水面上に薄膜を形
成させ、直ちにすくい上げ、室温で真空乾燥して約３０
ｎｍの膜（水面展開膜）を得た。このようにして得られ
た水面展開膜をテフロン板上に４０枚積層したのち、こ
の膜をリング状フレームに固定してから、フレームごと
テフロン板から剥離し、窒素雰囲気中で３３３にで数分
間処理して、皺や弛みのない複合膜を調製した。

〈複合膜についての光スイツチング効果〉ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）の薄膜で被われた透明電極の表面を
、キムフイプ（十條キンバリー（株）！％ｔ）でラビン
グした。このように表面処理した透明電極間に、複合膜
をそう人した。第１図には光スイツチング効果測定に使
用した装置を示した。第１図において、１は試料の複合
膜、２は透明電極、３はＨｅＮｅレーザー、４は光ダイ
オード、５はパルス発振器、６はプリアンプ、７はディ
ジタルメモリーレコーダー、８はパーソナルコンピュー
ター、９はフロッピーディスクをそれぞれ示す。パルス
発振器には水銀リレーを用い、パルス立ち上がり時間が
数μＳｅｅの単発パルスが発振できるようにしである。

セルの片側からＨｅ−Ｎｅレーザー光＃Ｘ（１ｍＷ＞を
照射し、セルを透過した透過光を光ダイオードでキャッ
チし、その起電力を一旦デイノタルメモリーレコーダー
に記憶したのち、パーソナルコンピューターにてデータ
解析した。　第２図には、電界の極性を反転させてから
のセル透過光強度の経時変化曲線を示した。立ち上がり
時開τＳを、光スイツチング時開と定義した。

第　　　１　　　表第１表は、本発明に係る複合膜は、室温近傍においても
、光スイツチング時間が短いことを示している。

【図面の簡単な説明】

ｆ５１図は、複合膜についての光スイツチング効果測定
に用いた測定装置の概略図を示し、第２図は、比較例１
の複合膜についての透過光強度の経時変化曲線を示す。図において１は試料、２は透明電極、３はＨｅ−Ｎｅレ
ーザー、４は光グイオード、５はパルス発振器、６はプ
レアンプ、７はディジタルメモリーレコーダー、８はパ
ーソナルフンビューター、９は７０ツピーデイスクをそ
れぞれ示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱可塑性樹脂（Ａ）と、下記一般式（ I ）で表
わされるエステル系カイラルスメクチック液晶群の中か
ら選ばれた少なくとも２種類の液晶混合物（Ｂ）とを含
有することを特徴とする強誘電性複合膜。記一般式（ I ）は、次のとおり。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ）［一般式（ I ）において、ＸはＣｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿
１Ｏ−、▲数式、化学式、表等があります▼で表わされ
、かつ、ｎが１〜２０の整数の基、▲数式、化学式、表等があります▼ から選ばれた基を表わし、ＹはＣ＿ｍＨ＿２＿ｍ＿＋＿
１−、Ｃ＿ｍＨ＿２＿ｍ＿＋＿１Ｏ−で表わされ、かつ
、ｍが１〜２０の整数の基、▲数式、化学式、表等があ
ります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼から選ばれた基を表
わす。］
（２）液晶混合物（Ｂ）に含まれる複数の液晶において
、最も少ない液晶が占める割合が３〜３０モル％の範囲
内であることを特徴とする、特許請求の範囲第（１）項
記載の強誘電性複合膜。
（３）熱可塑性樹脂（Ａ）と液晶混合物（Ｂ）を含有す
る複合膜において、熱可塑性樹脂（Ａ）の割合が２０〜
６０重量％であることを特徴とする、特許請求の範囲第
（１）項ないし第（２）項いずれかに記載の強誘電性複
合膜。
（４）複合膜が、熱可塑性樹脂（Ａ）の良溶媒または良
溶媒と貧溶媒との混合液に溶解し、この溶液から製膜さ
れたものであることを特徴とする、特許請求の範囲第（
１）項ないし第（３）項いずれかに記載の強誘電性複合
膜。