WO2005008325A1 - スメクティック液晶素子およびその製造方法 - Google Patents

スメクティック液晶素子およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2005008325A1
WO2005008325A1 PCT/JP2003/010103 JP0310103W WO2005008325A1 WO 2005008325 A1 WO2005008325 A1 WO 2005008325A1 JP 0310103 W JP0310103 W JP 0310103W WO 2005008325 A1 WO2005008325 A1 WO 2005008325A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid crystal
phase
smectic
smectic liquid
monomer
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/010103
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hirokazu Furue
Hiroshi Yokoyama
Original Assignee
Japan Science And Technology Agency
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science And Technology Agency filed Critical Japan Science And Technology Agency
Priority to US10/562,673 priority Critical patent/US7361389B2/en
Publication of WO2005008325A1 publication Critical patent/WO2005008325A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/141—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
    • G02F1/1418—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals using smectic liquid crystals, e.g. based on the electroclinic effect
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/141—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/141—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
    • G02F1/1412—Antiferroelectric liquid crystals

Definitions

  • the present invention relates to a smectic liquid crystal device and a method for manufacturing the same.
  • Non-Patent Document 1 ferroelectric liquid crystals and antiferroelectric liquid crystals having spontaneous polarization
  • smectic liquid crystals typified by ferroelectric liquid crystals and antiferroelectric liquid crystals have a layered structure in their molecular alignment structure, and therefore have a smaller size than nematic liquid crystals, which are currently widely used in liquid crystal displays. Obtaining a uniform orientation structure is extremely difficult.
  • Non-Patent Document 2 a polymer-stabilized ferroelectric liquid crystal in which a polymer having a liquid crystal skeleton is introduced into a ferroelectric liquid crystal.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-98553 (Pages 2-3, Figure 1)
  • Non-Patent Document 1 ADL Chandan ieta 1 .: Jpn. J. Ap p 1. Phy s., 28, L 126 1 (1989)
  • Non-Patent Document 2 H. Furue eta 1 .: Jpn. J. App 1. Phy s., 36, L 15 17 (1997)
  • Non-Patent Document 3 Liquid Crystal Handbook Editing Committee: Liquid Crystal Handbook, P. 248, Maruzen Invention disclosure
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional method for obtaining a uniform molecular alignment structure in a smectic liquid crystal phase
  • FIG. 2 is a diagram showing the problems of the conventional technology.
  • the isotropic phase I s 0.
  • the nematic phase N
  • the smectic phase S mA, SmC It is important to form a uniform layer structure.
  • the present invention provides a smectic liquid crystal device capable of realizing uniform alignment of a smectic liquid crystal having no nematic phase in a phase series represented by an antiferroelectric liquid crystal, and a method of manufacturing the same.
  • the purpose is to provide.
  • the polymer acts as a template for storing and stabilizing an alignment structure in the step (b), and isotropically after the step (b). No change at all due to phase transition It is characterized in that a smectic liquid crystal medium having a uniform alignment structure is obtained directly from an isotropic phase.
  • a smectic liquid crystal element which is manufactured by the method for manufacturing a smectic liquid crystal element according to [1] or [2].
  • the liquid crystal cell gap is 2 m.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a conventional method for obtaining a uniform molecular alignment structure in a smectic liquid crystal phase.
  • FIG. 2 is a diagram showing the problems of the prior art.
  • FIG. 3 shows the results after adding the monomer liquid crystal to the smectic liquid crystal according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a texture and a temperature change.
  • FIG. 4 is a view showing a texture when UV light irradiation according to the present invention is performed to photopolymerize and polymerize.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a smectic liquid crystal element showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing an aspect of a direct transition of an isotropic phase obtained through a nematic phase according to the present invention to a smectic phase.
  • FIG. 7 is a view showing a texture photograph when a polymerization is performed by UV light irradiation in a uniformly oriented smectic phase obtained via a nematic phase according to the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a texture photograph of a medium obtained by injecting a smectic liquid crystal according to the present invention through a nematic phase into a polymer template.
  • a smectic and Sokut liquid crystal device with a polymerized and uniform smectic liquid crystal medium with a uniform molecular alignment structure can be obtained, and a smectic that does not have a nematic phase in the phase series represented by antiferroelectric liquid crystal Realizes uniform alignment of liquid crystal.
  • the production includes a step of inducing an isotropic-nematic phase smectic phase as a phase series of a mixture in which a monomer liquid crystal exhibiting a photopolymerizable nematic phase is added to a smectic liquid crystal; and irradiating the mixture with UV light, Photopolymerization of the polymer to produce a smectic liquid crystal medium having a uniform alignment structure.
  • An appropriate amount of a photopolymerizable monomer liquid crystal is added to the smectic liquid crystal.
  • a liquid crystal exhibiting a nematic phase is used as the monomer liquid crystal.
  • the mixture ratio is adjusted so that the mixture becomes a phase series of an isotropic phase-nematic phase-one smectic phase. In other words, if a phase sequence of an isotropic phase-nematic phase-smetic phase is induced in the mixture, a smectic liquid crystal medium having a uniform molecular orientation can be obtained.
  • the smectic phase at this time is antiferroelectric It does not need to be a liquid crystal (rather, as described above, since a nematic phase and an antiferroelectric liquid crystal phase generally do not coexist in the same phase series, an antiferroelectric liquid crystal phase does not appear in this smectic phase).
  • this mixture is irradiated with UV light to cause the monomer liquid crystal to undergo photopolymerization, thereby causing phase separation between the liquid crystal and the polymer.
  • phase separation the liquid crystal returns to the original composition, and thus returns to the original phase series.
  • the orientation is not disturbed due to the polymerization, a smectic liquid crystal medium having a uniform orientation is finally obtained.
  • Another characteristic is that the introduction of a polymer network strongly stabilizes this uniform orientation structure.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a smectic liquid crystal element showing an embodiment of the present invention.
  • 1 is a lower glass substrate
  • 2 is a rubbing alignment film formed on the lower glass substrate
  • 3 is a glass upper substrate
  • 4 is a rubbing alignment film formed below the upper glass substrate 3
  • 5 is a rubbing alignment film formed below the upper glass substrate 3.
  • 6 is a liquid crystal cell.
  • the rubbing alignment films 2 and 4 of the upper and lower glass substrates 1 and 3 are formed so that the rubbing directions are the same.
  • the gap of the liquid crystal cell 6 is 2 ⁇ m.
  • Fig. 3 shows the texture and temperature change after the addition of the monomer-liquid crystal.
  • Fig. 4 shows the texture obtained when this was irradiated with UV light and photopolymerized / polymerized.
  • FIG. 6 is a view showing an embodiment of a direct transition from an isotropic phase to a direct smectic phase obtained via a nematic phase according to the present invention.
  • the smectic phase [Fig. 6 (a): 40 ° C] is heated, and once the isotropic phase [Fig. 6 (b): 60 ° C3], the temperature is lowered again.
  • the uniformity was observed as shown in Fig. 6 (c).
  • a high molecular orientation can be obtained. This is because the formed polymer network memorizes the orientation structure at the time of photopolymerization and acts as a template. As a result, almost completely the same texture is obtained before and after the transition to the isotropic phase (Fig. 6 (b)).
  • a photopolymerizable monomer is added to a liquid crystal having a phase sequence of isotropic phase, nematic phase and smectic phase, polymerized by UV light irradiation, and then phased with a solvent.
  • An example of a method for obtaining a uniform alignment by removing a separated liquid crystal to prepare a polymer template and then injecting a smectic liquid crystal having no nematic phase in a phase series into the template will be described.
  • Smectic liquid crystal having a nematic phase in a phase series FEL I X-020 (C Lariant) and 5 wt% of the above photopolymerizable monomer-liquid crystals were added to the mixture, and the uniform orientation of the smectic phase obtained via the nematic phase was polymerized by UV light irradiation. went.
  • the texture photograph at that time is shown in FIG.
  • FIG. 8 shows a texture photograph of the obtained medium.
  • FIGS. 8 (a) and 8 (b) show a uniform oriented medium at 75 ° C.
  • FIGS. 8 (c) and (d) show a uniform oriented 60 ° C. medium. Shows the medium.
  • the smectic liquid crystal element and the method of manufacturing the same according to the present invention are suitable for a liquid crystal display capable of displaying beautiful moving images.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

反強誘電性液晶に代表される相系列にネマティック相を持たないスメクティック液晶の一様配向を実現することができるスメクティック液晶素子およびその製造方法を提供する。スメクティック液晶に光重合性のネマティック相を示すモノマー液晶を添加した混合物の相系列として等方相-ネマティック相-スメクティック相を誘起させる工程と、前記混合物にUV光照射を行い、モノマーを光重合・高分子化させて、一様配向構造のスメクティック液晶媒質を生成する工程とを施す。

Description

明 細 書 スメクテイツク液晶素子およびその製造方法 技術分野
本発明は、 スメクティック液晶素子およびその製造方法に関するものである。 背景技術
近年、 液晶デイスプレイにおいて美しい動画表示を可能にするなどの様々な特 徴から、 自発分極を有する強誘電性液晶や反強誘電性液晶 〔下記非特許文献 1参 照〕 が注目されている。 しかし、 これらの強誘電性液晶や反強誘電性液晶に代表 されるスメクティック液晶は、 その分子配向構造に層構造を有するため、 現在液 晶ディスプレイなどへ広く利用されているネマティック液晶に比べ、 一様配向構 造を得ることが格段に困難である。
さらに、反強誘電性液晶は、 現在までに数万とも言われる数多くのものが合成 されてきたが、 未だにその相系列にネマティック相を有するものは見出されてお らず、 相系列にネマティック相を有する強誘電性液晶よりもはるかに一様配向構 造を得ることが難しい。
そこで、本願発明者らはこれまでに強誘電性液晶中に液晶骨格を有する高分子 を導入した高分子安定化強誘電性液晶について報告をしてきた 〔下記非特許文献 2参照〕 。
また、 液晶に対して一様配向構造を得るための有効な従来技術としては、 温度 勾配法、 磁場印加配向法、 ずり応力印加法がある （例えば、 下記非特許文献 3参 照） 。 しかし、 これらは、 特別な素子構成や装置を必要とするため、 簡便な方法 とは言えない。
〔特許文献 1〕 特開平 2003 - 98553号公報 （第 2— 3頁 図 1 ) 〔非特許文献 1〕 A. D. L. Chandan i e t a 1. ： Jpn. J. Ap p 1. Phy s. , 28， L 126 1 ( 1989 )
〔非特許文献 2〕 H. Furue e t a 1. ： Jpn. J. App 1. Phy s. , 36, L 15 17 (1997)
〔非特許文献 3〕 液晶便覧編集委員会編：液晶便覧， P P. 248， 丸善 発明の開示
第 1図は従来のスメクテイツク液晶相において一様な分子配向構造を得る方法 を示す模式図、 第 2図はその従来技術の問題点を示す図である。
スメクティック液晶相において一様な分子配向構造を得るためには、 まず、 第 1図 （ a ) に示すように、等方相 （ I s 0. ) から、 降温過程を経て、 第 1図 (b) に示すように、 ネマティック相 （N) に転移して分子の一様配向を形成し た後、 次いで、 第 1図 （c) および（d) に示すように、 スメクティック相 （S mA, SmC) に転移して一様な層構造を形成することが重要である。
しかしながら、 反強誘電性液晶のように等方相 （I s 0. ) から直接スメクテ イツク相 （SmA, SmC)へ転移する場合、 分子配向と層構造形成が同時に起 こるため、 等方相 （ I s 0. ) 中に現れる液晶ドメインの核発生 ·成長の過程で 生じる配向の乱れが層構造形成により固定化され、 第 2図に示すように、 分子配 向の乱れた媒質が得られてしまう (ネマティック相であれば、 分子の再配向が容 易に生じるため、液晶ドメインの成長に伴い、一様配向領域が拡大する） 。 本発明は、 上記状況に鑑みて、 反強誘電性液晶に代表される相系列にネマティ ック相を持たないスメクティック液晶の一様配向を実現することができるスメク ティック液晶素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、 上記目的を達成するために、
〔1〕 スメクティック液晶素子の製造方法において、 （a) スメクティック液晶 に光重合性のネマティック相を示すモノマ一液晶を添加した混合物の相系列とし て等方相一ネマティック相一スメクティック相を誘起させる工程と、 （b)前記 混合物に UV光照射を行い、 モノマーを光重合 '高分子化させて、 一様配向構造 のスメクティック液晶媒質を生成する工程とを施すことを特徴とする。
〔 2〕 上記 〔 1〕記載のスメクティック液晶素子の製造方法において、 高分子が 上記 (b)工程において配向構造を記憶し安定化させるテンプレートの働きをな し、 上記 （b)工程後の等方相への転移によっても、相転移以前と全く変化しな い一様配向構造のスメクティック液晶媒質を等方相から直接得ることを特徴とす る。
〔3〕 スメクティック液晶素子であって、 上記 〔 1〕 又は 〔2〕 記載のスメクテ ィック液晶素子の製造方法によって製造される。
より具体的な例としては、
〔 4〕 上記 〔 1〕記載のスメクテイツク液晶素子の製造方法において、 前記スメ クテイツク液晶力、 4— c yano— 4 — do de c y l b i p he ny lで あり、前記光重合性のネマティック相を示すモノマー液晶を 3 Owt%添加する ことを特徴とする。
〔 5〕 上記 〔 3〕記載のスメクテイツク液晶素子において、 ラビング配向膜が形 成された上下ガラス基板を有する液晶セル構造を具備する。
〔 6〕 上記 〔 5〕 記載のスメクテイツク液晶素子において、前記上下ガラス基板 のラビング配向膜のラビング方向が同一方向になるように構成する。
〔 7〕 上記 〔 5〕 記載のスメクテイツク液晶素子において、前記液晶セルギヤッ プが 2 mである。
本発明によれば、 次のような効果を奏することができる。
( 1 ) 反強誘電性液晶に代表される相系列にネマティック相を持たないスメク ティック液晶の一様配向を実現することができる。
( 2 ) 簡便な方法により、 高分子化され、 一様な分子配向構造のスメクティッ ク液晶媒質を有するスメクティック液晶素子を得ることができる。
(3) 高分子が配向構造を記憶し安定化させるテンプレートの働きをなし、等 方相への転移によっても、 相転移以前と全く変化しない一様配向構造のスメクテ ィック液晶媒質を等方相から直接得ることができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 従来のスメクテイツク液晶相において一様な分子配向構造を得る方 法を示す模式図である。
第 2図は、 従来技術の問題点を示す図である。
第 3図は、 本発明にかかるスメクテイツク液晶へのモノマー液晶添加後におけ るテクスチャ一と温度変化を示す図である。
第 4図は、 本発明にかかる U V光照射を行い光重合 ·高分子化させた際のテク スチヤ一を示す図である。
第 5図は、本発明の実施例を示すスメクティック液晶素子の構成図である。 第 6図は、 本発明にかかるネマティック相を経由して得られた等方相のスメク ティック相への直接転移の態様を示す図である。
第 7図は、本発明にかかるネマティック相を経由して得られた一様配向のスメ クティック相において、 U V光照射による高分子化を行ったときのテクスチャー 写真を示す図である。
第 8図は、本発明にかかるネマティック相を経由しないスメクティック液晶を 高分子テンプレートに注入して得られた媒質のテクスチヤ一写真を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
高分子化され、 一様な分子配向構造のスメクティック液晶媒質を有するスメク ティ、ソク液晶素子を得ることができ、 反強誘電性液晶に代表される相系列にネマ テイツク相を持たないスメタティック液晶の一様配向を実現する。
その製造は、 スメクティック液晶に光重合性のネマティック相を示すモノマー 液晶を添加した混合物の相系列として等方相ーネマティック相ースメクティック 相を誘起させる工程と、 前記混合物に U V光照射を行い、 モノマ一を光重合'高 分子化させて、 一様配向構造のスメクテイツク液晶媒質を生成する工程とを施す。
(：実施例 1 )
以下、 本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、 本発明の原理について説明する。
スメクティック液晶に光重合性のモノマ一液晶を適量添加する。 このモノマー 液晶にはネマティック相を示す物を用いる。 ネマテイツク液晶モノマーの添加に より混合物の相系列として等方相ーネマテイツク相一スメクテイツク相となるよ うに混合比を調製する。 つまり、 その混合物に等方相ーネマティック相一スメク テイツク相の相系列が誘起されれば、 一様な分子配向を有するスメクティック液 晶媒質が得られることになる。 なお、 このときのスメクティック相は反強誘電性 液晶である必要はない （むしろ、 上述したように、 ネマティック相と反強誘電性 液晶相は同一相系列では一般に共存しないので、 このスメクティック相に反強誘 電性液晶相は現れない） 。
次いで、 この混合物に UV光照射を行い、 モノマー液晶を光重合'高分子化さ せ、 液晶と高分子の相分離を引き起こす。 相分離の結果、液晶は元の組成に戻る ため、 本来の相系列に戻る。 主として添加したモノマ一量に依存するが、 高分子 化に伴う配向の乱れが生じなければ、 最終的に一様配向のスメクティック液晶媒 質が得られることになる。 また、 高分子ネットワークの導入により、 この一様配 向構造が強く安定化されることも特徴である。
一 ί列として 4一 c y an 0— 4 — d o d e c y l b l p h e ny l
〔化 1〕
Figure imgf000007_0001
に対して光重合性モノマ一液晶 UCL— 00 1 (大日本インキ化学工業社製） を 3 Owt%添カ卩した系における実験結果を、 以下に説明する。 なお、 実験に用い た液晶セル構造は、 ガラス基板上にポリイミ ド RN— 1 1 9 9 (日産化学工業社 製） のラビング配向膜が形成されており、 ラビング方向が上下基板で同一方向に なるように配置されている。
第 5図は本発明の実施例を示すスメクテイツク液晶素子の構成図である。 この図において、 1はガラス下基板、 2はガラス下基板 1上に形成されるラビ ング配向膜、 3はガラス上基板、 4はガラス上基板 3下に形成されるラビング配 向膜、 5は本発明における高分子化され、 一様な分子配向構造の液晶媒質を有す るスメクティック液晶、 6は液晶セルである。
ここでは、 例えば、 上下ガラス基板 1， 3のラビング配向膜 2， 4のラビング 方向が同一方向になるように形成する。 また、 前記液晶セル 6のギャップは 2〃 mである。
モノマ一液晶添加後におけるテクスチヤ一と温度変化を第 3図に示す。
( 1 ) まず、 降温過程において等方相 〔第 3図 （a) ： 5 5 からネマティ ック相 〔第 3図 （b) 次いで第 3図 （c) ： 50 °C 3 への転移が、 次いで、 スメ クティック相 〔第 3図 （d) : 36°C] への転移が確認される。 ネマティック相 を経由するため、一様な分子配向を有するスメクティック液晶媒質が得られる。
( 2 ) これに UV光照射を行い光重合 ·高分子化させた際のテクスチャ一を第 4図に示す。
第 3図 （d) に示されるスメクティック相媒質 〔第 4図 （a) ： 36°C〕 に U V光照射を行うことにより、 光重合 ·高分子化された媒質 〔第 4図 （b) 〕 が得 られる。
この時、 相分離が引き起こされるが、 液晶/高分子の相分離による大きな配向 の乱れは確認されず、一様な配向構造が維持される。 なおかつこの光重合'高分 子化された媒質 〔第 4図 （b) 〕 は、相分離により、 元の相系列に戻る。 したが つて、 この等方相からネマテイツク相を経由して得られたスメクティック相が、 今度は相分離によって、 ネマティック相を経由せずにスメクティック相から等方 相へ直接転移することが確認された。
第 6図は本発明にかかるネマティック相を経由して得られた等方相から直接ス メクティック相への直接転移の態様を示す図である。
この図に示すように、 スメクティック相 〔第 6図 （a) ： 40°C] を加熱して、 一度、 等方相 〔第 6図 （b) ： 60°C3 にした後に、 再び降温させると、 等方相 〔第 6図 （b) 〕 から直接スメクティック相 〔第 6図 （c) ： 40°C) へ転移す るにも関わらず、 第 6図 （c) に示すように、 一様な分子配向が得られる。 これ は、形成された高分子ネットワークが光重合時の配向構造を記憶し、 テンプレー 卜の働きをしているからである。 その結果、等方相 〔第 6図 （b) 〕 に転移させ る前後において、 ほぼ完全に同一のテクスチヤ一が得られる。
次に、 この高分子テンプレートに注目し、等方相一ネマティック相一スメクテ ィック相の相系列を有する液晶に光重合性モノマーを添加し、 UV光照射により 高分子化させた後、 溶媒により相分離された液晶を除去して高分子テンプレート を作製し、 次いで、 ネマティック相を相系列に有さないスメクティック液晶をテ ンプレート中に注入させて一様配向を得る手法について一例を示す。
ネマティック相を相系列に有するスメクティック液晶 FEL I X- 020 (ク ラリアント社製） に上記した光重合性モノマ一液晶を 5 w t %添カ卩し、 ネマティ ック相を経由して得られた一様配向のスメクティック相において、 U V光照射に よる高分子化を行った。 そのときのテクスチャー写真を第 7図に示す。
第 7図から明らかなように、 高分子化に伴う相分離に基づく配向の乱れは確認 されない。
その後、 ァセトンを用いてスメクティック液晶 F E L I X - 0 2 0を除去し、 得られた高分子テンプレート中に反強誘電性液晶 C S 4 0 0 1 (チッソ石油化学 社製） を注入した。 得られた媒質のテクスチャー写真を第 8図に示す。 この図に おいて、 第 8図 （a ) および （b ) は一様配向を有する 7 5 °Cの媒質、 第 8図 ( c ) および（d ) は一様配向を有する 6 0 °Cの媒質を示している。
これらによれば、 大きな配向の乱れは確認されず、 その結果、 液晶媒質の光軸 とクロスニコル偏光子の偏光軸を合わせた暗状態 〔第 8図 （b ) および （d ) 〕 は、光漏れのほとんどない良好な黒レベルとなる。
なお、 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、 本発明の趣旨に基づい て種々の変形が可能であり、 これらを本発明の範囲から排除するものではない。 産業上の利用可能性
本発明のスメクティック液晶素子およびその製造方法によれば、 美しい動画表 示を可能にする液晶ディスプレイに適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1 .
( a ) スメクテイツク液晶に光重合性のネマティック相を示すモノマー液晶を添 加した混合物の相系列として等方相ーネマティック相ースメクティック相を誘起 させる工程と、
( b )前記混合物に U V光照射を行い、 モノマ一を光重合'高分子化させて、一 様配向構造のスメクティック液晶媒質を生成する工程とを施すことを特徴とする スメクテイツク液晶素子の製造方法。
2 . 請求項 1記載のスメクティック液晶素子の製造方法において、 高分子が上 記 （b ) 工程において配向構造を記憶し安定化させるテンプレートの働きをなし、 上記 （b ) 工程後の等方相への転移によっても、 相転移以前と全く変化しない一 様配向構造のスメクティック液晶媒質を等方相から直接得ることを特徴とするス メクテイツク液晶素子の製造方法。
3 . 請求項 1又は 1記載のスメクテイツク液晶素子の製造方法によつて製造さ れるスメクテイツク液晶素子。
PCT/JP2003/010103 2003-07-18 2003-08-08 スメクティック液晶素子およびその製造方法 WO2005008325A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/562,673 US7361389B2 (en) 2003-07-18 2003-08-08 Smectic liquid crystal device and process for producing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003276462A JP3594955B1 (ja) 2003-07-18 2003-07-18 スメクティック液晶素子およびその製造方法
JP2003-276462 2003-07-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005008325A1 true WO2005008325A1 (ja) 2005-01-27

Family

ID=33535642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2003/010103 WO2005008325A1 (ja) 2003-07-18 2003-08-08 スメクティック液晶素子およびその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7361389B2 (ja)
JP (1) JP3594955B1 (ja)
WO (1) WO2005008325A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5403553B2 (ja) * 2010-01-05 2014-01-29 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及びその駆動方法
KR20110098454A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 (주)엔디스 액정 혼합물, 상기 액정 혼합물을 사용한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
WO2016116040A1 (en) 2015-01-20 2016-07-28 The Hong Kong University Of Science And Technology Standing helix ferroelectric liquid crystal display cell
US11502104B2 (en) 2019-08-15 2022-11-15 Sandisk Technologies Llc Antiferroelectric memory devices and methods of making the same
US11430813B2 (en) 2019-08-15 2022-08-30 Sandisk Technologies Llc Antiferroelectric memory devices and methods of making the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04268389A (ja) * 1991-02-22 1992-09-24 Idemitsu Kosan Co Ltd ゲストホスト型液晶光学素子
US5594569A (en) * 1993-07-22 1997-01-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid-crystal electro-optical apparatus and method of manufacturing the same
JP2000147510A (ja) * 1998-11-11 2000-05-26 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP2003195032A (ja) * 2001-12-25 2003-07-09 Nitto Denko Corp 液晶配向フィルム、その製造方法、光学フィルムおよび画像表示装置
JP2003213265A (ja) * 2002-01-24 2003-07-30 Chisso Corp 反強誘電性液晶複合体

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09281528A (ja) * 1996-04-17 1997-10-31 Sharp Corp 強誘電性液晶素子、その製造方法、及び液晶素子の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04268389A (ja) * 1991-02-22 1992-09-24 Idemitsu Kosan Co Ltd ゲストホスト型液晶光学素子
US5594569A (en) * 1993-07-22 1997-01-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid-crystal electro-optical apparatus and method of manufacturing the same
JP2000147510A (ja) * 1998-11-11 2000-05-26 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP2003195032A (ja) * 2001-12-25 2003-07-09 Nitto Denko Corp 液晶配向フィルム、その製造方法、光学フィルムおよび画像表示装置
JP2003213265A (ja) * 2002-01-24 2003-07-30 Chisso Corp 反強誘電性液晶複合体

Also Published As

Publication number Publication date
US20070114490A1 (en) 2007-05-24
US7361389B2 (en) 2008-04-22
JP2005037797A (ja) 2005-02-10
JP3594955B1 (ja) 2004-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10325955A (ja) 液晶表示装置およびその製造方法
GB2343011A (en) A liquid crystal display device
CN101364012B (zh) 液晶显示元件
CN101535882A (zh) 液晶显示元件的制造方法
WO2005008325A1 (ja) スメクティック液晶素子およびその製造方法
JP4528645B2 (ja) 液晶表示素子
JP2003508820A (ja) 同時アライメント及び相分離による整列液晶セル／膜の製造
JP5648925B2 (ja) Ｔｎ型液晶素子及びその製造方法
Lohr et al. Elasticity-dependent self-assembly of micro-templated chromonic liquid crystal films
JP2005187618A (ja) 液晶組成物、該液晶組成物を用いた高分子液晶の製造方法
JP2000239402A (ja) 液晶フィルム及び光学素子
Zhu et al. Anchoring transition of liquid crystals on crown ether monolayers
US7486371B2 (en) Optical device and method for making the same
TW201020660A (en) The manufacturing and driving method of OCB liquid crystal panel
Kimura et al. Photo-induced alignment behaviour of polymerisable liquid crystals on bisazide in a polymer matrix
JP3808913B2 (ja) 光学補償フィルムの製造方法および光学補償フィルム
JP2007187690A (ja) 低い遅延を有する重合した液晶フィルム
JP2001303058A (ja) スメクチック液晶組成物および機能性フィルム
CN101639599A (zh) 光学补偿双折射型液晶显示器及其制作方法
JP2003248226A (ja) 液晶表示装置、及びその製造方法
Guo et al. Dynamic control of 3D blue-phase photonic crystal lattices
JP4862281B2 (ja) 液晶表示素子
JP4992198B2 (ja) 液晶表示素子および液晶表示素子の製造方法
JPH08286190A (ja) 強誘電性液晶素子の製造方法
CA2330894A1 (en) Optically aligned and network-stabilized ferroelectric liquid crystals using azobenzene-containing diacrylate monomers

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA US

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007114490

Country of ref document: US

Ref document number: 10562673

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10562673

Country of ref document: US