JPH1160972A - 液晶性高分子フィルム - Google Patents
液晶性高分子フィルムInfo
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- JPH1160972A JPH1160972A JP9217229A JP21722997A JPH1160972A JP H1160972 A JPH1160972 A JP H1160972A JP 9217229 A JP9217229 A JP 9217229A JP 21722997 A JP21722997 A JP 21722997A JP H1160972 A JPH1160972 A JP H1160972A
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- crystalline polymer
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- C09K19/02—Liquid crystal materials characterised by optical, electrical or physical properties of the components, in general
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- 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
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- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/38—Polymers
- C09K19/3804—Polymers with mesogenic groups in the main chain
- C09K19/3809—Polyesters; Polyester derivatives, e.g. polyamides
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B5/3016—Polarising elements involving passive liquid crystal elements
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学用途、力学用途などに有用な新規な液晶
性高分子フィルムを提供する。 【解決手段】 ＳCA相における配向構造を固定化した液
晶性高分子からなるフィルムであって、該配向構造が液
晶性高分子のＣ−ダイレクターとフィルム平面との為す
角度が０度でない液晶性高分子フィルム。
性高分子フィルムを提供する。 【解決手段】 ＳCA相における配向構造を固定化した液
晶性高分子からなるフィルムであって、該配向構造が液
晶性高分子のＣ−ダイレクターとフィルム平面との為す
角度が０度でない液晶性高分子フィルム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学的用途、力学
的用途として有用な液晶性高分子フィルムに関する。
的用途として有用な液晶性高分子フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶性高分子フィルムは、液晶の相構造
・配向構造に起因する特異な光学的、力学的性質により
様々な光学用途、力学用途などに用いられている。この
ような液晶性高分子フィルムは、液晶分子の相構造・配
向構造によってフィルム特性が異なる。液晶性高分子を
相構造で分類すると、ネマチック、コレステリック、ス
メクチックおよびディスコチック液晶の４種類が一般的
に知られている。液晶性高分子フィルムは、これら相構
造に特有の性質を利用して様々な用途に用いられてい
る。例えば特開平３−２９１６０１号公報には、ネマチ
ック液晶性高分子からなるフィルムをλ／４板など位相
差板に用いる技術が開示されている。また特開平３−８
７７２０号公報には、コレステリック液晶性高分子から
なるフィルムを液晶表示素子用補償板として用いる技術
が開示されている。さらにスメクチック液晶性高分子か
らなるフィルムは、特開平１−６５１２４号公報に見ら
れるように光学フィルターなどの用途があることが知ら
れている。上記のように液晶性高分子フィルムは、その
相構造により様々な特性を示す。また該フィルムは、各
液晶相構造における液晶分子の並び方、すなわち配向構
造によっても異なった特性を示す。このため液晶性高分
子においては、従来知られたいなかった液晶相構造・配
向構造を形成したフィルムは、新たな液晶性高分子フィ
ルムの用途を創出するものであり、そのような液晶性高
分子フィルムの開発が強く望まれていた。
・配向構造に起因する特異な光学的、力学的性質により
様々な光学用途、力学用途などに用いられている。この
ような液晶性高分子フィルムは、液晶分子の相構造・配
向構造によってフィルム特性が異なる。液晶性高分子を
相構造で分類すると、ネマチック、コレステリック、ス
メクチックおよびディスコチック液晶の４種類が一般的
に知られている。液晶性高分子フィルムは、これら相構
造に特有の性質を利用して様々な用途に用いられてい
る。例えば特開平３−２９１６０１号公報には、ネマチ
ック液晶性高分子からなるフィルムをλ／４板など位相
差板に用いる技術が開示されている。また特開平３−８
７７２０号公報には、コレステリック液晶性高分子から
なるフィルムを液晶表示素子用補償板として用いる技術
が開示されている。さらにスメクチック液晶性高分子か
らなるフィルムは、特開平１−６５１２４号公報に見ら
れるように光学フィルターなどの用途があることが知ら
れている。上記のように液晶性高分子フィルムは、その
相構造により様々な特性を示す。また該フィルムは、各
液晶相構造における液晶分子の並び方、すなわち配向構
造によっても異なった特性を示す。このため液晶性高分
子においては、従来知られたいなかった液晶相構造・配
向構造を形成したフィルムは、新たな液晶性高分子フィ
ルムの用途を創出するものであり、そのような液晶性高
分子フィルムの開発が強く望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は上記課題に
鑑み、スメクチック液晶性高分子を用いた新たな液晶性
高分子フィルムの開発を試みた。スメクチック液晶は、
低分子の液晶化合物においては大きく分類するとスメク
チックＡ（ＳA ）相、ＳB 相、ＳC 相、ＳD 相からＳL
までの数多くの相構造（配向構造）が一般的に知られて
いる。しかしながら液晶性高分子においては、数種類の
相構造（配向構造）しか知られていない。特に該液晶性
高分子の相構造を固定化したフィルムとしては、特開昭
６４−６５１２４号公報にカイラルスメクチックＣ相を
固定化した光学フィルターが開示されている程度であ
り、ほとんど知られていない状況にある。そこで本発明
者は、新たな液晶性高分子フィルムを開発するにあた
り、スメクチック液晶の中でもその相構造（配向構造）
が特異なスメクチックＣＡ（ＳCA）相を示す液晶性高分
子に着目した。ＳCA相は、ＳC 相と同様に層状構造を持
ち、液晶のダイレクターがスメクチック層法線から傾い
て配向しており、なおかつ隣接するスメクチック層間で
液晶分子の傾く方向が交互に逆方向を向くという特異な
相構造（配向構造）である。本発明者は鋭意研究を重ね
た結果、遂にＳCA相構造を示す液晶性高分子をフィルム
化し、該相構造における液晶分子の配向構造を三次元的
に制御・固定化したフィルムを発明するに至った。
鑑み、スメクチック液晶性高分子を用いた新たな液晶性
高分子フィルムの開発を試みた。スメクチック液晶は、
低分子の液晶化合物においては大きく分類するとスメク
チックＡ（ＳA ）相、ＳB 相、ＳC 相、ＳD 相からＳL
までの数多くの相構造（配向構造）が一般的に知られて
いる。しかしながら液晶性高分子においては、数種類の
相構造（配向構造）しか知られていない。特に該液晶性
高分子の相構造を固定化したフィルムとしては、特開昭
６４−６５１２４号公報にカイラルスメクチックＣ相を
固定化した光学フィルターが開示されている程度であ
り、ほとんど知られていない状況にある。そこで本発明
者は、新たな液晶性高分子フィルムを開発するにあた
り、スメクチック液晶の中でもその相構造（配向構造）
が特異なスメクチックＣＡ（ＳCA）相を示す液晶性高分
子に着目した。ＳCA相は、ＳC 相と同様に層状構造を持
ち、液晶のダイレクターがスメクチック層法線から傾い
て配向しており、なおかつ隣接するスメクチック層間で
液晶分子の傾く方向が交互に逆方向を向くという特異な
相構造（配向構造）である。本発明者は鋭意研究を重ね
た結果、遂にＳCA相構造を示す液晶性高分子をフィルム
化し、該相構造における液晶分子の配向構造を三次元的
に制御・固定化したフィルムを発明するに至った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ＳCA
相での配向構造を固定化した液晶性高分子からなるフィ
ルムであって、該配向構造が液晶性高分子のＣ−ダイレ
クターとフィルム平面との為す角度が０度でないことを
特徴とする液晶性高分子フィルムに関する。
相での配向構造を固定化した液晶性高分子からなるフィ
ルムであって、該配向構造が液晶性高分子のＣ−ダイレ
クターとフィルム平面との為す角度が０度でないことを
特徴とする液晶性高分子フィルムに関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の液晶性高分子フィルム
は、スメクチックＣＡ（ＳCA）相を示す液晶性高分子か
ら実質的に形成される。本発明でいうＳCA相とは、Ｊｐ
ｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２８，Ｌ１２６５（１
９８９）などに記載されている液晶相構造（配向構造）
を指す。なお、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２１，
２７８（１９８８），同，２２，４０８３（１９８
９），Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ，１３，４５５
（１９９３），Ｐｏｌｙｍ．Ｊ．（Ｊａｐａｎ），２
４，５９７（１９９２），Ｊ．Ｐｈｙｓ．II（Ｆｒａｎ
ｃｅ），２，１２３７（１９９２）など一部の文献には
ＳC2と記載される場合もある配向構造である。
は、スメクチックＣＡ（ＳCA）相を示す液晶性高分子か
ら実質的に形成される。本発明でいうＳCA相とは、Ｊｐ
ｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２８，Ｌ１２６５（１
９８９）などに記載されている液晶相構造（配向構造）
を指す。なお、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２１，
２７８（１９８８），同，２２，４０８３（１９８
９），Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ，１３，４５５
（１９９３），Ｐｏｌｙｍ．Ｊ．（Ｊａｐａｎ），２
４，５９７（１９９２），Ｊ．Ｐｈｙｓ．II（Ｆｒａｎ
ｃｅ），２，１２３７（１９９２）など一部の文献には
ＳC2と記載される場合もある配向構造である。
【０００６】ＳCA相は、スメクチック液晶が形成する数
多く存在する液晶相構造（配向構造）の一形態であり、
液晶分子が相構造を形成している。この時、図１（ａ）
の様に全てのメソゲンが同一方向にチルトしたものは一
般にスメクチックＣ（ＳC ）相（配向構造）と称され
る。一方本発明で言うＳCA相は、図１（ｂ）に示すよう
にメソゲンのチルト方位が隣接層間で交互に逆方向を向
いた構造を形成している。図１において、配向ベクトル
とは分子の配向方向を示す単位ベクトルを意味する。ま
たＣ−ダイレクターとは、配向ベクトルをスメクチック
面へ投影してなるベクトルと同一方向を向く単位ベクト
ルを意味するものである。さらにチルト角（θ）とは、
スメクチック層法線と配向ベクトルとのなす角度であ
る。
多く存在する液晶相構造（配向構造）の一形態であり、
液晶分子が相構造を形成している。この時、図１（ａ）
の様に全てのメソゲンが同一方向にチルトしたものは一
般にスメクチックＣ（ＳC ）相（配向構造）と称され
る。一方本発明で言うＳCA相は、図１（ｂ）に示すよう
にメソゲンのチルト方位が隣接層間で交互に逆方向を向
いた構造を形成している。図１において、配向ベクトル
とは分子の配向方向を示す単位ベクトルを意味する。ま
たＣ−ダイレクターとは、配向ベクトルをスメクチック
面へ投影してなるベクトルと同一方向を向く単位ベクト
ルを意味するものである。さらにチルト角（θ）とは、
スメクチック層法線と配向ベクトルとのなす角度であ
る。
【０００７】本発明の液晶性高分子フィルムは、Ｃ−ダ
イレクターとフィルム平面とのなす角度（φ）がゼロ度
ではなく、絶対値として通常１０度以上、好ましくは３
０度以上、より好ましくは６０度以上である。また図２
に示したように、φが９０度となる相構造（配向構造）
も本発明に含まれる。なお、該構造におけるスメクチッ
ク層法線はフィルム面内にある。また該液晶性高分子フ
ィルムのチルト角（θ）は、通常１０〜８０度、好まし
くは３０〜７０度の範囲である。次に、本発明に用いる
液晶性高分子について説明する。該液晶性高分子は、Ｓ
CA相を示すものであれば特に制限されない。例えば主鎖
型、側鎖型液晶性高分子、またはこれらの混合物などを
用いることができる。なかでも主鎖型液晶性高分子を用
いることが望ましい。なおこれら液晶性高分子を得る際
に、結合形態などには特に制限はない。例えば主鎖に酸
素、窒素などの原子が必ず含まれる必要はなく、全て炭
素であることもあり得る。
イレクターとフィルム平面とのなす角度（φ）がゼロ度
ではなく、絶対値として通常１０度以上、好ましくは３
０度以上、より好ましくは６０度以上である。また図２
に示したように、φが９０度となる相構造（配向構造）
も本発明に含まれる。なお、該構造におけるスメクチッ
ク層法線はフィルム面内にある。また該液晶性高分子フ
ィルムのチルト角（θ）は、通常１０〜８０度、好まし
くは３０〜７０度の範囲である。次に、本発明に用いる
液晶性高分子について説明する。該液晶性高分子は、Ｓ
CA相を示すものであれば特に制限されない。例えば主鎖
型、側鎖型液晶性高分子、またはこれらの混合物などを
用いることができる。なかでも主鎖型液晶性高分子を用
いることが望ましい。なおこれら液晶性高分子を得る際
に、結合形態などには特に制限はない。例えば主鎖に酸
素、窒素などの原子が必ず含まれる必要はなく、全て炭
素であることもあり得る。
【０００８】主鎖型液晶性高分子としては、例えばポリ
イミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポ
リカーボネート、ポリエステルイミド、ポリチオエーテ
ルなどを例示することができる。上記主鎖型液晶性高分
子としては、なかでもポリイミド、ポリエステルが合成
の容易さなどのため好ましく用いられる。さらにＳCA相
を示す液晶性高分子について説明する。該液晶性高分子
の具体的な一例としては、直線性の高い芳香族基などか
ら形成されるメソゲン部分と脂肪族鎖などから形成され
る屈曲鎖部分とが交互に結合する主鎖型液晶性高分子を
挙げることができる。メソゲン部分の構造としてはビフ
ェニル、ターフェニルなどが代表例である。また屈曲鎖
部分は直鎖状脂肪族基が代表的であり、特に主鎖に含ま
れる原子数が奇数であるものが望ましく用いられる。
イミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポ
リカーボネート、ポリエステルイミド、ポリチオエーテ
ルなどを例示することができる。上記主鎖型液晶性高分
子としては、なかでもポリイミド、ポリエステルが合成
の容易さなどのため好ましく用いられる。さらにＳCA相
を示す液晶性高分子について説明する。該液晶性高分子
の具体的な一例としては、直線性の高い芳香族基などか
ら形成されるメソゲン部分と脂肪族鎖などから形成され
る屈曲鎖部分とが交互に結合する主鎖型液晶性高分子を
挙げることができる。メソゲン部分の構造としてはビフ
ェニル、ターフェニルなどが代表例である。また屈曲鎖
部分は直鎖状脂肪族基が代表的であり、特に主鎖に含ま
れる原子数が奇数であるものが望ましく用いられる。
【０００９】以下に、本発明に用いることができる液晶
性高分子を例示する。該高分子は一般式１のような化学
構造を有する。
性高分子を例示する。該高分子は一般式１のような化学
構造を有する。
【００１０】
【化１】 ここで、Ａはメソゲン部分であり、Ｂは屈曲鎖部分であ
る。メソゲン部分の具体例としては、
る。メソゲン部分の具体例としては、
【００１１】
【化２】
【００１２】
【化３】
【００１３】
【化４】 などを挙げることができる。また、屈曲鎖部分の具体例
としては、
としては、
【００１４】
【化５】
【００１５】
【化６】
【００１６】
【化７】
【００１７】
【化８】
【００１８】
【化９】 などを挙げることができる。より具体的にＳCA相を示す
液晶性高分子としては、
液晶性高分子としては、
【００１９】
【化１０】 などを挙げることができる。なお、本発明は上記例示に
何ら限定されるものではない。
何ら限定されるものではない。
【００２０】また上記液晶性高分子の合成法については
特に制限はなく、公知の方法を採用することができる。
例えばポリエステルの場合には、酸クロライド法、溶融
重合法などにより合成することができる。溶融重合法を
用いる場合には、必要であれば酢酸ナトリウム、オルト
チタン酸エステルなどを触媒として共存させることもで
きる。該高分子の重合度は、例えばフェノールとテトラ
クロロエタン（重量比６０：４０）を溶媒として３０℃
において０．５ｇ／ｄｌの濃度でウベローデ粘度計によ
り測定する固有粘度により評価する。本発明に用いられ
る液晶性高分子としては、該固有粘度が通常０．０５〜
５．０、好ましくは０．１〜３．０の範囲である。
特に制限はなく、公知の方法を採用することができる。
例えばポリエステルの場合には、酸クロライド法、溶融
重合法などにより合成することができる。溶融重合法を
用いる場合には、必要であれば酢酸ナトリウム、オルト
チタン酸エステルなどを触媒として共存させることもで
きる。該高分子の重合度は、例えばフェノールとテトラ
クロロエタン（重量比６０：４０）を溶媒として３０℃
において０．５ｇ／ｄｌの濃度でウベローデ粘度計によ
り測定する固有粘度により評価する。本発明に用いられ
る液晶性高分子としては、該固有粘度が通常０．０５〜
５．０、好ましくは０．１〜３．０の範囲である。
【００２１】次に本発明の液晶性高分子フィルムの製造
方法について説明する。本フィルムの製造においては、
フィルム化への成形工程と配向形成工程とを同時に行う
こともできるし、別々に行うこともできる。例えは、ア
イソトロピック状態にある該液晶性高分子を延伸するこ
とでフィルム化すると同時にＳCA相構造（配向構造）を
得ることが可能である。一方、一旦適当な方法によりフ
ィルム化した後、該フィルム化物をアイソトロピック状
態に転移せしめ、次いで延伸操作を行ってもよい。この
場合、フィルム化の成形方法には特に制限はなく、キャ
スティング法、溶融押出法、圧延法など公知の方法を用
いることができる。
方法について説明する。本フィルムの製造においては、
フィルム化への成形工程と配向形成工程とを同時に行う
こともできるし、別々に行うこともできる。例えは、ア
イソトロピック状態にある該液晶性高分子を延伸するこ
とでフィルム化すると同時にＳCA相構造（配向構造）を
得ることが可能である。一方、一旦適当な方法によりフ
ィルム化した後、該フィルム化物をアイソトロピック状
態に転移せしめ、次いで延伸操作を行ってもよい。この
場合、フィルム化の成形方法には特に制限はなく、キャ
スティング法、溶融押出法、圧延法など公知の方法を用
いることができる。
【００２２】ここで製造方法の一例を挙げると、通常Ｓ
CA相を示す液晶性高分子を、そのアイソトロピック状態
を呈する温度領域において延伸処理を行い、その後冷却
することにより製造される。アイソトロピック状態を呈
する温度領域とは、フィルム原料とする液晶性高分子の
アイソトロピック転移温度以上に加温した温度領域を意
味する。通常アイソトロピック転移温度から該転移温度
プラス１００度、好ましくは該転移温度プラス５０度の
温度領域である。なお延伸処理を行う温度領域がアイソ
トロピック転移温度以上であることは必ずしも必要とし
ない。アイソトロピック転移温度以下において、例えば
過冷却など非平衡状態において液晶状態が出現していな
い状態を呈する温度領域において延伸処理を行うことも
できる。
CA相を示す液晶性高分子を、そのアイソトロピック状態
を呈する温度領域において延伸処理を行い、その後冷却
することにより製造される。アイソトロピック状態を呈
する温度領域とは、フィルム原料とする液晶性高分子の
アイソトロピック転移温度以上に加温した温度領域を意
味する。通常アイソトロピック転移温度から該転移温度
プラス１００度、好ましくは該転移温度プラス５０度の
温度領域である。なお延伸処理を行う温度領域がアイソ
トロピック転移温度以上であることは必ずしも必要とし
ない。アイソトロピック転移温度以下において、例えば
過冷却など非平衡状態において液晶状態が出現していな
い状態を呈する温度領域において延伸処理を行うことも
できる。
【００２３】延伸処理を行うに際して、該フィルムの自
己保持性が十分であればフィルム単体で該処理を行って
もよい。また自己保持性が不十分であれば、適当な基板
にフィルムを貼合して保持し、その保持した状態におい
て延伸処理を行うこともできる。この時用いることがで
きる基板としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポ
リビニルアセテート、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレンナフタレンジカルボキシレート、ポリブチレ
ンテレフタレート、ポリイミドフィルム、ポリフェニレ
ンサルファイドフィルム、ポリエーテルスルホンフィル
ムなどを挙げることができる。また基板と該液晶性高分
子フィルムは密着した状態であることが望ましい。上記
保持する方法には、特に制限はない。例えば別々にフィ
ルムを作製した後圧着などにより貼合する、基板フィル
ムに該液晶性高分子溶液を塗布した後乾燥する、などの
方法を採用することにより基板に液晶性高分子フィルム
を保持することができる。上記延伸処理した後、液晶性
高分子を室温付近の温度まで冷却する。冷却手段として
は水、ドライアイス、冷風などを用いて強制的に冷却す
ることもできるが、通常、常温の空気にフィルムを接触
させるだけで十分冷却される。
己保持性が十分であればフィルム単体で該処理を行って
もよい。また自己保持性が不十分であれば、適当な基板
にフィルムを貼合して保持し、その保持した状態におい
て延伸処理を行うこともできる。この時用いることがで
きる基板としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポ
リビニルアセテート、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレンナフタレンジカルボキシレート、ポリブチレ
ンテレフタレート、ポリイミドフィルム、ポリフェニレ
ンサルファイドフィルム、ポリエーテルスルホンフィル
ムなどを挙げることができる。また基板と該液晶性高分
子フィルムは密着した状態であることが望ましい。上記
保持する方法には、特に制限はない。例えば別々にフィ
ルムを作製した後圧着などにより貼合する、基板フィル
ムに該液晶性高分子溶液を塗布した後乾燥する、などの
方法を採用することにより基板に液晶性高分子フィルム
を保持することができる。上記延伸処理した後、液晶性
高分子を室温付近の温度まで冷却する。冷却手段として
は水、ドライアイス、冷風などを用いて強制的に冷却す
ることもできるが、通常、常温の空気にフィルムを接触
させるだけで十分冷却される。
【００２４】本発明フィルムのフィルム厚は、通常０．
０１〜１００μｍ、好ましくは０．１〜５０μｍであ
る。一方、フィルム幅はフィルム厚の３倍以上、好まし
くは５倍以上の幅を有すればよく、上限については特に
制限されない。したがって例えば厚さ１μｍ、幅１０μ
ｍのような通常糸と称される形態も、本発明で言う液晶
性高分子フィルムに含むものである。なおここで言うフ
ィルム幅とは、延伸方向と直行する方向であることを念
のため付言する。本発明の液晶性高分子フィルムを得る
上で、このフィルム厚とフィルム幅との関係が該フィル
ムの液晶相構造（配向構造）を得るためには重要とな
る。この関係を満たさない場合には、均一なＳCA相構造
（配向構造）を得ることが困難となる。本発明の液晶性
高分子フィルムは、その効果が損なわれる恐れがないの
であれば、原料となる液晶性高分子に光架橋性モノマ
ー、ラジカル開始剤、加硫剤などを添加して混合物と
し、該混合物にて上記の如きフィルム成形工程、配向形
成工程に供することができる。該混合物にて均一なＳCA
相構造（配向構造）を有するフィルムを得た後、γ線、
紫外線などによる光照射、熱処理などによって架橋を行
い、それによりフィルム強度を高めることもできる。さ
らに該フィルム表面には、表面保護のためにオーバーコ
ート層などを設けてもよい。
０１〜１００μｍ、好ましくは０．１〜５０μｍであ
る。一方、フィルム幅はフィルム厚の３倍以上、好まし
くは５倍以上の幅を有すればよく、上限については特に
制限されない。したがって例えば厚さ１μｍ、幅１０μ
ｍのような通常糸と称される形態も、本発明で言う液晶
性高分子フィルムに含むものである。なおここで言うフ
ィルム幅とは、延伸方向と直行する方向であることを念
のため付言する。本発明の液晶性高分子フィルムを得る
上で、このフィルム厚とフィルム幅との関係が該フィル
ムの液晶相構造（配向構造）を得るためには重要とな
る。この関係を満たさない場合には、均一なＳCA相構造
（配向構造）を得ることが困難となる。本発明の液晶性
高分子フィルムは、その効果が損なわれる恐れがないの
であれば、原料となる液晶性高分子に光架橋性モノマ
ー、ラジカル開始剤、加硫剤などを添加して混合物と
し、該混合物にて上記の如きフィルム成形工程、配向形
成工程に供することができる。該混合物にて均一なＳCA
相構造（配向構造）を有するフィルムを得た後、γ線、
紫外線などによる光照射、熱処理などによって架橋を行
い、それによりフィルム強度を高めることもできる。さ
らに該フィルム表面には、表面保護のためにオーバーコ
ート層などを設けてもよい。
【００２５】以上説明したように本発明の液晶性高分子
フィルムは、ＳCA相という特異な相構造（配向構造）を
有する新たな液晶性高分子フィルムである。該フィルム
は、ＳCA配向から期待される光散乱特性、複屈折特性を
利用することにより、従来に見られない有用な光学材料
を構築することが可能となる。その一例としては、配向
ベクトルが膜厚方向の成分を持つことを利用し、フィル
ム法線方向の屈折率を制御した光学的な二軸性フィルム
が挙げられる。この時、一軸のみの延伸により二軸性フ
ィルムが得られることが本発明の液晶性高分子フィルム
の大きな特徴となる。また、本発明フィルムを伸縮させ
ることにより屈折率楕円体構造を制御でき、これにより
光センサー、光導波路の制御などに使用することができ
る。またメソゲン部に双極子モーメントを持つ基を導入
することにより、圧電性、焦電性を付与し、光センサー
などの材料として使用することも可能となる。さらに、
伸縮に伴う液晶相構造（配向構造）の変化を利用した力
学材料などへの応用も可能となる。このように本発明の
液晶性高分子フィルムは、様々な分野への応用の可能性
を切り開くものであり、その有用性は大きなものがあ
る。
フィルムは、ＳCA相という特異な相構造（配向構造）を
有する新たな液晶性高分子フィルムである。該フィルム
は、ＳCA配向から期待される光散乱特性、複屈折特性を
利用することにより、従来に見られない有用な光学材料
を構築することが可能となる。その一例としては、配向
ベクトルが膜厚方向の成分を持つことを利用し、フィル
ム法線方向の屈折率を制御した光学的な二軸性フィルム
が挙げられる。この時、一軸のみの延伸により二軸性フ
ィルムが得られることが本発明の液晶性高分子フィルム
の大きな特徴となる。また、本発明フィルムを伸縮させ
ることにより屈折率楕円体構造を制御でき、これにより
光センサー、光導波路の制御などに使用することができ
る。またメソゲン部に双極子モーメントを持つ基を導入
することにより、圧電性、焦電性を付与し、光センサー
などの材料として使用することも可能となる。さらに、
伸縮に伴う液晶相構造（配向構造）の変化を利用した力
学材料などへの応用も可能となる。このように本発明の
液晶性高分子フィルムは、様々な分野への応用の可能性
を切り開くものであり、その有用性は大きなものがあ
る。
【００２６】
（実施例１）化１０（１）に記載の液晶性高分子を、ビ
フェニル−４，４’−ジカルボン酸ジメチルとジエチレ
ングリコールをオルトチタン酸イソプロピルを触媒とし
て溶融重縮合させることで得た。該高分子の固有粘度を
フェノールとテトラクロロエタン（重量比６０：４０）
を溶媒として３０℃において０．５ｇ／ｄｌの濃度でウ
ベローデ粘度計により測定したところ１．３ｄｌ／ｇで
あった。該液晶性高分子は、ＤＳＣ分析（Ｐｅｒｋｉｎ
Ｅｌｍｅｒ ＤＳＣ II 使用）の結果、昇温時にＳCA
相状態からアイソトロピック状態に転移するのは１９９
℃で、降温時には１８０℃においてアイソトロピック状
態からＳCA相状態となることがわかった。上記液晶性高
分子を押出延伸機を用い、２３０℃において１ｍ／ｓｅ
ｃの速度で延伸し、幅０．５ｃｍのフィルムを作成し
た。該フィルムの膜厚は１０μｍであった。該フィルム
の液晶相構造（配向構造）を観察するためにＸ線回折に
よる解析を行った。結果を図３から図４に示す。
フェニル−４，４’−ジカルボン酸ジメチルとジエチレ
ングリコールをオルトチタン酸イソプロピルを触媒とし
て溶融重縮合させることで得た。該高分子の固有粘度を
フェノールとテトラクロロエタン（重量比６０：４０）
を溶媒として３０℃において０．５ｇ／ｄｌの濃度でウ
ベローデ粘度計により測定したところ１．３ｄｌ／ｇで
あった。該液晶性高分子は、ＤＳＣ分析（Ｐｅｒｋｉｎ
Ｅｌｍｅｒ ＤＳＣ II 使用）の結果、昇温時にＳCA
相状態からアイソトロピック状態に転移するのは１９９
℃で、降温時には１８０℃においてアイソトロピック状
態からＳCA相状態となることがわかった。上記液晶性高
分子を押出延伸機を用い、２３０℃において１ｍ／ｓｅ
ｃの速度で延伸し、幅０．５ｃｍのフィルムを作成し
た。該フィルムの膜厚は１０μｍであった。該フィルム
の液晶相構造（配向構造）を観察するためにＸ線回折に
よる解析を行った。結果を図３から図４に示す。
【００２７】図３の（ａ）は、Ｘ線をフィルム側面か
ら、張力方向に垂直にあてたときのＸ線回折写真であ
る。これより子午線方向にスメクチック層起因の回折
像、赤道線方向に幅が広く、しかし明確にスプリットし
た回折像（交互にダイレクターがその方向を変えるＳCA
相構造に特徴的な回折像）が観察された。また図３の
（ｂ）は、Ｘ線をフィルム法線方向からあてたときのＸ
線回折写真である。（ｂ）では、子午線方向にスメクチ
ック層起因の回折像、赤道線方向に幅が広く、しかし一
点に集まった回折像が観察された。さらに図３の（ｃ）
は、Ｘ線をフィルム側面から、張力方向と平行にあてた
ときのＸ線回折写真である。（ｃ）からは、子午線方向
のスメクチック層起因の回折像はもはや現れず、全方位
に同等な円形の幅広い回折像が観察された。図４の
（ａ）は、Ｘ線をフィルム側面方向から、張力方向に垂
直に照射し、回折角を一定にした場合における、方位角
による回折強度の変化を測定した結果を示す。この結
果、２本に分裂していることが観察された。また図４の
（ｂ）は、Ｘ線をフィルム法線方向から照射し、回折角
を一定にした場合における、方位角による回折強度の変
化を測定した結果を示す。この結果、分裂は観察されな
かった。以上の結果より、該フィルムのＣ−ダイレクタ
ーはフィルムに垂直で張力方向を含む平面上にあり、図
２に示すようにスメクチックＣＡ相構造（配向構造）が
固定化されたものであることが明らかとなった。
ら、張力方向に垂直にあてたときのＸ線回折写真であ
る。これより子午線方向にスメクチック層起因の回折
像、赤道線方向に幅が広く、しかし明確にスプリットし
た回折像（交互にダイレクターがその方向を変えるＳCA
相構造に特徴的な回折像）が観察された。また図３の
（ｂ）は、Ｘ線をフィルム法線方向からあてたときのＸ
線回折写真である。（ｂ）では、子午線方向にスメクチ
ック層起因の回折像、赤道線方向に幅が広く、しかし一
点に集まった回折像が観察された。さらに図３の（ｃ）
は、Ｘ線をフィルム側面から、張力方向と平行にあてた
ときのＸ線回折写真である。（ｃ）からは、子午線方向
のスメクチック層起因の回折像はもはや現れず、全方位
に同等な円形の幅広い回折像が観察された。図４の
（ａ）は、Ｘ線をフィルム側面方向から、張力方向に垂
直に照射し、回折角を一定にした場合における、方位角
による回折強度の変化を測定した結果を示す。この結
果、２本に分裂していることが観察された。また図４の
（ｂ）は、Ｘ線をフィルム法線方向から照射し、回折角
を一定にした場合における、方位角による回折強度の変
化を測定した結果を示す。この結果、分裂は観察されな
かった。以上の結果より、該フィルムのＣ−ダイレクタ
ーはフィルムに垂直で張力方向を含む平面上にあり、図
２に示すようにスメクチックＣＡ相構造（配向構造）が
固定化されたものであることが明らかとなった。
【００２８】（実施例２）実施例１と同じ液晶性高分子
を用い、ダイリップ幅５０μｍのＴダイを備えたイクス
トルーダーに仕込み、２３０℃において２ｍ／ｓｅｃの
速度で溶融押し出し法により幅２ｃｍ、膜厚１２μｍの
フィルムを作成した。該フィルムの相構造（配向構造）
を観察するために実施例１と同様にＸ線回折による解析
を行ったところ、図２に示すような配向構造を有してい
ることが明らかとなった。
を用い、ダイリップ幅５０μｍのＴダイを備えたイクス
トルーダーに仕込み、２３０℃において２ｍ／ｓｅｃの
速度で溶融押し出し法により幅２ｃｍ、膜厚１２μｍの
フィルムを作成した。該フィルムの相構造（配向構造）
を観察するために実施例１と同様にＸ線回折による解析
を行ったところ、図２に示すような配向構造を有してい
ることが明らかとなった。
【００２９】（実施例３）化１０（２）に記載の液晶性
高分子を、ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸ジメチ
ルとペンタンジオールをオルトチタン酸イソプロピルを
触媒として溶融重縮合させることで得た。該液晶性高分
子の固有粘度を実施例１と同様の方法にて測定したとこ
ろ、１．４ｄｌ／ｇであった。上記液晶性高分子を用
い、実施例１と同様にして幅０．５ｃｍ、膜厚１０μｍ
のフィルムを作製した。該フィルムの配向状態を観察す
るために実施例１と同様にＸ線回折による解析を行った
ところ、図２に示すような配向構造を有していることが
明らかとなった。
高分子を、ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸ジメチ
ルとペンタンジオールをオルトチタン酸イソプロピルを
触媒として溶融重縮合させることで得た。該液晶性高分
子の固有粘度を実施例１と同様の方法にて測定したとこ
ろ、１．４ｄｌ／ｇであった。上記液晶性高分子を用
い、実施例１と同様にして幅０．５ｃｍ、膜厚１０μｍ
のフィルムを作製した。該フィルムの配向状態を観察す
るために実施例１と同様にＸ線回折による解析を行った
ところ、図２に示すような配向構造を有していることが
明らかとなった。
【図１】スメクチック液晶のＳC 相、ＳCA相構造（配向
構造）のモデル図
構造）のモデル図
【図２】Ｃ−ダイレクターとフィルム平面とのなす角度
（φ）が９０度の場合における本発明の液晶性高分子フ
ィルムの液晶相構造（配向構造）モデル図
（φ）が９０度の場合における本発明の液晶性高分子フ
ィルムの液晶相構造（配向構造）モデル図
【図３】実施例１で得られたフィルムのＸ線写真 （ａ） Ｘ線をフィルム側面から、張力方向に垂直にあ
てたときのＸ線回折写真。 （ｂ） Ｘ線をフィルム法線方向からあてたときのＸ線
回折写真。 （ｃ） Ｘ線をフィルム側面から、張力方向と平行にあ
てたときのＸ線回折写真。
てたときのＸ線回折写真。 （ｂ） Ｘ線をフィルム法線方向からあてたときのＸ線
回折写真。 （ｃ） Ｘ線をフィルム側面から、張力方向と平行にあ
てたときのＸ線回折写真。
【図４】実施例１で得られたフィルムの液晶相構造（配
向構造）の解析結果 （ａ） Ｘ線をフィルム側面方向から、張力方向に垂直
に照射し、回折角を一定にした場合における、方位角に
よる回折強度の変化を示す。 （ｂ） Ｘ線をフィルム法線方向から照射し、回折角を
一定にした場合における、方位角による回折強度の変化
を示す。
向構造）の解析結果 （ａ） Ｘ線をフィルム側面方向から、張力方向に垂直
に照射し、回折角を一定にした場合における、方位角に
よる回折強度の変化を示す。 （ｂ） Ｘ線をフィルム法線方向から照射し、回折角を
一定にした場合における、方位角による回折強度の変化
を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】 ＳCA相における配向構造を固定化した液
晶性高分子からなるフィルムであって、該配向構造が液
晶性高分子のＣ−ダイレクターとフィルム平面との為す
角度が０度でないことを特徴とする液晶性高分子フィル
ム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9217229A JPH1160972A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 液晶性高分子フィルム |
| US09/132,393 US6068792A (en) | 1997-08-12 | 1998-08-11 | Liquid crystalline polymer film |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9217229A JPH1160972A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 液晶性高分子フィルム |
| US09/132,393 US6068792A (en) | 1997-08-12 | 1998-08-11 | Liquid crystalline polymer film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1160972A true JPH1160972A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=26521904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9217229A Pending JPH1160972A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 液晶性高分子フィルム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6068792A (ja) |
| JP (1) | JPH1160972A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001023917A1 (fr) * | 1999-09-27 | 2001-04-05 | Nippon Mitsubishi Oil Corporation | Dispositif de diffraction composite |
| US7153548B2 (en) | 2003-01-10 | 2006-12-26 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Compound, retardation plate and method for forming optically anisotropic layer |
| US7250116B2 (en) | 2003-03-14 | 2007-07-31 | Fujifilm Corporation | Liquid crystal composition, polymerization product, retardation plate and ellipsoidally polarizing plate |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2002356562A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-28 | Lightwave Microsystems Corporation | Waveplate and optical circuit formed from mesogen-containing polymer |
| WO2010131764A1 (en) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. | Organic semiconductor material, organic semiconductor thin film, and organic thin-film transistor |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2566787B2 (ja) * | 1987-09-04 | 1996-12-25 | 日本石油株式会社 | カイラルスメクチックｃ液晶性ポリエステルおよび光学フィルター |
| DE69018282T2 (de) * | 1989-01-26 | 1995-08-03 | Nippon Oil Co Ltd | Ausgleicher für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. |
| US5472635A (en) * | 1990-04-10 | 1995-12-05 | Nippon Oil Company, Ltd. | Phase plate and liquid crystal display using same |
| US5316693A (en) * | 1991-04-18 | 1994-05-31 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Liquid crystal composition and information display apparatus using the liquid crystal composition |
| US5920301A (en) * | 1994-06-10 | 1999-07-06 | Casio Computer Co., Ltd. | Liquid crystal display apparatus using liquid crystal having ferroelectric phase and method of driving liquid crystal display device using liquid crystal having ferroelectric phase |
| JP3099937B2 (ja) * | 1995-06-29 | 2000-10-16 | 日本電気株式会社 | 液晶表示装置 |
-
1997
- 1997-08-12 JP JP9217229A patent/JPH1160972A/ja active Pending
-
1998
- 1998-08-11 US US09/132,393 patent/US6068792A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001023917A1 (fr) * | 1999-09-27 | 2001-04-05 | Nippon Mitsubishi Oil Corporation | Dispositif de diffraction composite |
| US6750941B2 (en) | 1999-09-27 | 2004-06-15 | Nippon Mitsubishi Oil Corporation | Complex diffraction device |
| EP1219979A4 (en) * | 1999-09-27 | 2006-06-07 | Nippon Mitsubishi Oil Corp | Composite diffraction device |
| CN100343700C (zh) * | 1999-09-27 | 2007-10-17 | 日石三菱株式会社 | 复合的衍射设备 |
| US7153548B2 (en) | 2003-01-10 | 2006-12-26 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Compound, retardation plate and method for forming optically anisotropic layer |
| US7250116B2 (en) | 2003-03-14 | 2007-07-31 | Fujifilm Corporation | Liquid crystal composition, polymerization product, retardation plate and ellipsoidally polarizing plate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6068792A (en) | 2000-05-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050630 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050705 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051101 |