JPH0721085B2 - 強誘電性複合膜 - Google Patents

強誘電性複合膜

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JPH0721085B2
JPH0721085B2 JP61104212A JP10421286A JPH0721085B2 JP H0721085 B2 JPH0721085 B2 JP H0721085B2 JP 61104212 A JP61104212 A JP 61104212A JP 10421286 A JP10421286 A JP 10421286A JP H0721085 B2 JPH0721085 B2 JP H0721085B2
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【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樹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」 カイラル分子から構成されるスメクチックC液晶は、強
誘電性を示す液晶として知られている。カイラルスメク
チックC液晶であって代表的な強誘電性液晶としては、
p−デシルオキシベンジリデン−p′−アミノ−2−メ
チルブチルシンナメート(p−decyloxybenzylidene−
p′−amino−2−methylbutylcinnamate)(以下これ
を「DOBAMBC」という。)がある。
強誘電性液晶の螺旋のピッチは、通常数ミクロン程度で
あるが、液晶層の厚さがこの螺旋のピッチよりも薄くな
ると、螺旋構造が解消されて液晶分子が一方向に揃うよ
うになる。このような状態の液晶に直流電圧を印加する
ことにより、電圧の正または負の極性により双極子の方
向、すなわち液晶分子の向きを切り替えることができ
る。この切り替えに必要な時間は、液晶ディスプレイと
して最も広く一般に使用されているネマチック液晶素子
などにおけるそれに較べて、極めて短く、100万分の1
秒よりも短い応答時間得られる。電圧の印加をオフにし
ても、液晶分子の向きはそのまま保持されるので、双安
定効果やメモリー特性を実現することができる。
このようなカイラルスメクチックC液晶は、ネマチック
液晶やコレステリック液晶には見られない優れた利点を
もつものの、現在までのところほとんど実用化されてい
ない。それは、ネマチック液晶のように、室温付近で熱
力学的に安定した強誘電性を有するカイラルスメクチッ
ク液晶が、見つかっていないからである。例えば、前述
のDOBAMBCは、その強誘電相領域が64〜92℃であり、室
温よりかなり高温側にある。
一方、強誘電性液晶の一種として知られているエステル
系液晶は、上のDOBAMBCとは異なり、室温付近で強誘電
性を示すが、熱力学的に不安定であるという欠点があ
る。
「発明が解決しようとした問題点」 本発明者らは、かかる状況にあって、室温付近で熱力学
的に安定した強誘電相を形成しうる複合膜を提供すべ
く、鋭意検討した結果、DOBAMBCに代表されるカイラル
スメクチックC液晶に、特定のエステル系液晶を混合
し、この混合液晶にさらに熱可塑性樹脂を混合して薄膜
化したものは、この目的が達成されることを見出し、本
発明を完成するに到ったものである。
「問題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、熱可塑性樹脂
(A)、一般式I−1または一般式I−2で表わされる
アゾメチン系液晶群、一般式II−1または一般式II−2
で表わされるアゾキシ系液晶群、および一般式IIIで表
わされるエステル系液晶群の中の少なくとも2つの群か
ら選ばれた強誘電性液晶混合物(B)を含有することを
特徴とする複合膜に存する。
一般式: [一般式I−1において、Aは水素、ハロゲン原子、C
≡N−、炭素数1〜5の炭化水素基から選ばれた原子ま
たは基を意味し、Bはハロゲン原子、炭素数1〜5の炭
化水素基から選ばれた原子または基を表わし、nは1〜
20の整数を表わす。] [一般式I−2において、nは1〜20の整数を表わし、
mは1〜15の整数を表わす。] [一般式II−1において、nは1〜15の整数を表わ
す。] [一般式II−2において、nは1〜15の整数を表わ
す。] [一般式IIIにおいて、XはCnH2n+1O-, で表わされ、かつ、nが1〜20の整数の基、 から選ばれた基を表わし、YはCmH2m+1-,CmH2m+1O-で
表わされ、かつ、mが1〜20の整数の基、 から選ばれた基を表わす。] 以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る複合膜に含まれる熱可塑性樹脂(A)は、
強誘電性混合物(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
リフッ化ビニル、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−ブタジエン共重合体、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、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリテトラフルオロクロルエチレン、ポリフッ化ビ
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、ポリアリルアルコール、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ポリビニルエステル、ポリフタル酸
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フ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
たは共重合体、ポリシアン化ビニリデン、マロノニトリ
ルまたはフ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、ポリアルファメチルスチレン、ポリパラ
メチルスチレン、スチレン−アルファメチルスチレン共
重合体、スチレン−パ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; ポリビニルピリジン、ポリN−ビニルピロリジン、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、無水フ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、ポリアリレ
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、一般式I−1または一般式I−2で表わされ
るアゾメチン系液晶群(以下第I群という。)、一般式
II−1または一般式II−2で表わされるアゾキシ系液晶
群(以下第II群という。)、一般式IIIで表わされるエ
ステル系液晶群(以下第III群という。)の3つの液晶
群のうち少なくとも2つの群りょり選ばれた液晶を組み
合せ混合されたものである。
これは各群の中から少なくとも1種を選んだ場合には、
前記のごとき欠点が発現され、本発明の目的は達成され
ない。各群の中から少なくとも1種を選び、少なくとも
2つの群より選ばれた液晶を組み合せ混合すると、本発
明の目的が達成される。
本発明においてアゾメチン系液晶群とは、前記一般式I
−1または一般式I−2で表わされる液晶をいう。その
具体例としては、次のような化合物があげられる。
p−デシルオキシベンジリデン−p′−アミノ−2−メ
チルブチルシンナメート(DOMAMBC)、 p−ヘキシルオキシベンジリデン−p′−アミノ−2−
クロロ−α−プロピルシンナメート(HOBACPC)、 p−オクチルオキシベンジリデン−p′−アミノ−2−
メチルブチル−α−クロロシンナメート(OOBAMBCC)、 o−ヒドロキシ−p−3−メチルヘプトキシベンジリデ
ン−p′−アミノオクチルベンゼン。
本発明においてアゾキシ系液晶群とは、前記一般式II−
1または一般式II−2で表わされる液晶をいう。その具
体例としては、次のような化合物があげられる。
4,4′−アゾキシケイ皮酸−2−メチルブチルエステ
ル、 4,4′−アゾキシフェニルペンチルエーテル。
本発明においてエステル系液晶群とは、前記一般式III
で表わされる液晶をいう。その具体例としては、次のよ
うな化合物があげられる。
p−n−ヘ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−n−オクチ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−n−ノナノ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−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、 p−n−ド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、 p−n−テトラ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、 p−n−ヘキサ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。
上の各液晶群に含まれる化合物の例示は、本発明をこれ
ら例示したものに限定するものではない。
本発明者らの実験によれば、更に、3つの群から選ばれ
た液晶を組み合せる場合、最も少ない群の液晶成分の占
める割合が20モル%以上とすると、本発明の目的が効果
的に達成できることが分った。
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。
前記熱可塑性樹脂(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重量%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重量%を超えると強誘電相を形成する薄膜が得ら
れなくなるので、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。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
調器等に応用することができる。
「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、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。これは第I群の液晶または第II群の液晶
から選択した液晶単独と、熱可塑性樹脂を含む複合膜で
は達成できなかった顕著な効果である。
(2)第III群の液晶単独と熱可塑性樹脂とを含む複合
膜は、常温付近のわずか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、本発明はその要旨を超えない限り、以下の例に
限定されるものではない。
実施例、比較例 <強誘電性液晶混合物の調製> 液晶として、第I群に属するp−デシルオキシベンジリ
デン−p′−アミノ−2−メチルブチルシンナメート
(DOBAMBC)と、第III群に属するp−n−ドデカオキシ
ベンゾイックアシド−p′−(2−メチルブチキシカル
ボニル)フェニルエステル(以下これを「C-12」とい
う。)とを、DOBAMBC/C-12とのモル比を50/50とし、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、DOBAMBCのみ(比較例)
の合計2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。
<薄膜の調製> 上の2種類の混合物を、それぞれシクロヘキサノンに溶
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30nm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333Kで数分間処理して、皺
や弛みのない膜を調製した。
<複合膜についてのスイッチング効果の測定> 複合膜についてのスイッチング効果を、次のようにして
測定した。
2枚のスライドグラスのそれぞれの片面上に、幅約5mm
で帯状にアルミニウムを真空蒸着し、これを電極とし
た。電極面を対向させた間に、上で得られた複合膜をは
さみ、第1図に概略斜視図、第2図に第1図II−II部分
での縦断側面図として示したような試験装置を準備し
た。なお、第1図および第2図では、上側のスライドグ
ラスが省略されている。
第1図および第2図において、1はスライドグラス、
2、3はアルミニウム電極、4は複合膜、5、6はリー
ド線をそれぞれ示す。
上に試験装置を用い、両電極間に直流電界を印加し、直
流電界印加に伴なう試料複合膜の分極変化を、電界を印
加してからの時間に対してプロットすることにより求め
た。
第3図は、DOBAMBC/C-12の50/50(モル比)での液晶混
合物を含む複合膜についての320Kの分極反転時間の電界
依存性を示しており、第4図は比較のためDOBAMBCしか
含まない複合膜についての358Kおよび353Kでの分極反転
時間の電界依存性を示している。
第3図および第4図は、本発明に係る複合膜は低温にお
いてもスイッチング時間が短いことを示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は、複合膜についてのスイッチング効果測定に使
用した試験装置の概略斜視図、第2図は第1図のII−II
部分での縦断側面図である。第3図および第4図は、分
極反転時間の電界依存性を示しており、第3図は実施例
のもの、第4図は比較例のものを示す。 図において、1はスライドグラス、2、3はアルミニウ
ム電極、4は複合膜、5、6はリード線をそれぞれ示
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09K 19/48 9279−4H G02F 1/137 500 9315−2K

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱可塑性樹脂(A)、一般式I−1または
    一般式I−2で表わされるアゾメチン系液晶群、一般式
    II−1または一般式II−2で表わされるアゾキシ系液晶
    群、および一般式IIIで表わされるエステル系液晶群の
    中の少なくとも2つの群から選ばれた強誘電性液晶混合
    物(B)を含有することを特徴とする強誘電性複合膜。 一般式: [一般式I−1において、Aは水素、ハロゲン原子、C
    ≡N−、炭素数1〜5の炭化水素基から選ばれた原子ま
    たは基を意味し、Bはハロゲン原子、炭素数1〜5の炭
    化水素基から選ばれた原子または基を表わし、nは1〜
    20の整数を表わす。] [一般式I−2において、nは1〜20の整数を表わし、
    mは1〜15の整数を表わす。] [一般式II−1において、nは1〜15の整数を表わ
    す。] [一般式II−2において、nは1〜15の整数を表わ
    す。] [一般式IIIにおいて、XはCnH2n+1O-, で表わされ、かつ、nが1〜20の整数の基、 から選ばれた基を表わし、YはCmH2m+1-,CmH2m+1O-で
    表わされ、かつ、mが1〜20の整数の基、 から選ばれた基を表わす。]
  2. 【請求項2】液晶混合物(B)に含まれる複数群の液晶
    において、最も少ない群の液晶が占める割合が20モル%
    以上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. 【請求項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. 【請求項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。
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EP0586014B1 (en) * 1992-09-01 1996-11-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical modulation device
JP3491926B2 (ja) * 1992-09-01 2004-02-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光変調装置

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