JPH07787B2

JPH07787B2 - 液晶光学素子

Info

Publication number: JPH07787B2
Application number: JP62002465A
Authority: JP
Inventors: 丘高柳; 英夫川口
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1987-01-08
Filing date: 1987-01-08
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPS63170486A

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
るいはデイ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〕

通常のネマテイツ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
つてきた。その例として、特開昭58−125247あるいは特
開昭59−10930号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。

〔発明の構成〕

まず本発明の作業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アダマン
タン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ツク基板間
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。該セルに局所的に例えばレーザー
光等により等方性液体Tcl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、今後は電圧印加を行ないながら冷却
すると再び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、垂直配向した透明な記録点を形成し、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。

即ち該側鎖型高分子液晶は主鎖、スペーサー、液晶基の
３つの部分から形成されるものである。主鎖としては各
種の高分子の主鎖が利用できるが、好ましくはポリアク
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２〜18のメチレ
ン鎖、オキシメチレン鎖が好ましい。炭素数１もしくは
０では主鎖による配向の阻害が起こり、19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
ものがあげられる。

ここにR:OCH₃、OC₂H₅、OC₃H₇、OC₄H₉、 OC₅H₁₁、OC₆H₁₃、CH₃、C₂H₅、 C₃H₇、C₄H₉、C₅H₁₁、C₆H₁₃、 C₇H₁₅、C₈H₁₇、Ｈ、Cl、Br、 C₉H₁₉、C₁₀H₂₁、C₁₁H₂₃、 C₁₂H₂₅、C₁₄H₂₉、C₁₆H₃₃ 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アダマンタンあるいはア
ダマンタン誘導体を0.01〜15wt％好ましくは0.1〜10wt
％添加することにより、電界等による配向性が良化す
る。アダマンタンとは構造式〔Ｉ〕で与えられるもので
ある。

又、このアダマンタン及びその誘導体については以下に
あげるものを好ましく用いることができる。

アダマンタン、1,3−ジメチルアダマンタン、１−ブロ
モアダマンタン、１−クロロアダマンタン、２−ブロモ
アダマンタン、２−クロロアダマンタン、２−アダマン
タン、２−アダマンタノール、1,3−ジメチルアダマン
タン−5,7−ジオール、１−ヒドロキシメチルアダマン
タン、１−シアノアダマンタン、１−アダマンタンカル
ボン酸エチルエステル、１−アセチルアミノアダマンタ
ン、１−アミノミチルアダマンタン。

上記アダマンタンもしくはアダマンタン誘導体の添加量
は、高分子液晶に対し、0.01〜15wt％好ましくは0.1〜1
0wt％である。0.01wt％未満では高分子液晶の配向性に
良化は認められず、又15wt％を超えて添加すると記録、
消去をくり返すことにより、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、上記アダマンタン、もしくはアダマンタン誘導体は
２種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0.01〜15wt％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、後者の具体的物質として、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イン、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、
透明電極層としては、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て
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。垂直配向剤としては、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、塩基性カルボン酸クロム錯体、DMOAPなどの有
機シラン、ヘキサメチル、ジシクロヘキサン、パーフル
オロジメチルシクロヘキサン、テトラフルオロエチレ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、バーミサイド100、
オクタデシルマロン酸などを用いることができる。

基板間に高分子液晶組成物を担持させるには、一方の基
板上に高分子液晶組成物を溶剤塗布するもしくは、液晶
性シロキサンオリゴマーTcl以上メルトさせた状態で塗
布した後、溶剤を乾燥あるいはメルトを室温にした後も
う一方の基板を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
段について説明する。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ツシユランプ、加熱ヘツド、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としてはレーザー
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ー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1.06μｍのYAGレーザーを用いる場合には、日
本感光色素研究所製NKX114G等を用いることができる。
又、この波長であれば透明電極として用いるインジウ
ム、錫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、フラツシユランプ、加熱ヘツ
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
るいは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い。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。

電圧印加の条件としては、短絡を防ぐため107V/cm以下
の電圧であることが望ましい。又直流、交流何れでも良
いが、経時劣化の点から交流が望ましく、周波数として
は10Hz〜50KHzの間が好ましい。10Hz未満では経時劣化
が生じ50KHz以上では、配向が不十分になりやすい。

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。又偏光板と組合せたりある
いはセルを直交ニコル下において検出してもよい。

以上、本発明を記録媒体として説明してきたがセルに上
述と同様にしてキヤラクタあるいはグラフイツク画像を
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。投射型デイスプレイ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１）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１にアダ
マンタン2wt％を添加した高分子液晶組成物を５μ厚に
封入し、液晶セルを作成した。

該液晶セルを130℃に加熱後、セル間に100Hz 50V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
が分つた。

（比較例１）実施例１と同様にして液晶セルを作成したが、このとき
アダマンタン等の添加剤を加えなかつた。

この液晶セルにおいては、目視で明僚に認められる白濁
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つた。

〔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
にアダマンタンもしくはアダマンタン誘導体を添加する
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イスプレー
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１図〜第４図は本発明が適用される光学素子の例であ
る。第１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たも
のである。第３図は、第１図に光吸収層が設けられた透過型素子の
例である。第４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。１……支持体２……透明導電層３……配向剤層４……液晶層５……反射層６……光吸収層７……偏光板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子液晶にアダマンタンもしくはその誘
導体を該高分子液晶に対し0.01〜15wt％添加したことを
特徴とする液晶光学素子。