JPS6155187A - 液晶用添加物の評価方法 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は液晶の熱光学効果を利用した熱書込み液晶素子
に用いるスメクテイック液晶の添加物の評価方法に関す
る。

（従来技術とその問題点） ある種の液晶物質の透明々薄層に、レーザ光を照射する
等の手段で部分的に加熱・急冷すると、その部分が光を
散乱する不透明な液晶組織に遷移する現象が液晶の熱光
学効果として知られている。

この光散乱状態にある液晶組織は再び加熱して徐冷する
か、あるいは電界を印加することによって元の透明な液
晶組織に戻すことができる。このよう々液晶物質の薄層
を電極を備え迄二枚の相対向する基板で挾持した構造の
液晶ライトパルプにレーザ光ｆ、場所的に選択照射して
、透明な液晶組織の中に光散乱状態の液晶組織を作り出
すことによって画像を書込み、この画像を投映用の光学
系を用いて拡大投写する方式の表示装置が知られている
。ま九、画像等の情報が書込まれた液晶ライトパルプに
読出し用のレーザ光を照射し、反射光あるいは透過光の
強度差等を検出する方式の記録φ記憶装置も知られてい
る。いずれの装置においても、用いられる液晶ライトパ
ルプは、その動作原理および基本宿成は同じであるので
、以下では表示装置に用いられる場合について述べる。

上述の熱光学効果を示す液晶物質としてはスメクデイツ
ク液晶やコレステリック液晶が知られている。幾つかの
液晶物質の熱光学効果の比較については、例えば電気学
会電子装置研究会資料ＥＤＤ　−７８−４４（１９７８
年６月、２２日、佐々木昭夫他著）に述べられており、
スメクテイック液晶を用いたものが、部分消去等の機能
性に富むと同時に、コントラストや記憶保持時間の点で
優れているとされている。しかしながらスメクテイック
液晶を用いたライトパルプにおいても、そのコントラス
トは未だ不充分であシ、液晶にある種の添加物を添加し
てコントラストを向上する等の試みが報告されている。

スメクテイック液晶に添加してコント２スト向上に有効
な添加物の例として、テーラ−とカーノ（Ｇ、　Ｎ、　
Ｔａｙｌｏｒ　ａｎｄ　Ｆ、　Ｊ、　Ｋａｈｎ）はジャ
ーナル・オプ―アプライド・フィツクスの第４５巻（Ｊ
ｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃａ
、　Ｍｏ１．４５．１９７４）の４３３０頁から始まる
論文の中でアダマンタン（Ａｄａｍａｎｔａｎｅ）を推
奨している。このように、ある種の添加物をスメクテイ
ック液晶に添加するとコントラスト向上の効果が得られ
ることは知られているが、どのような添加物が有効であ
るかということに関してはほとんど解明されておらず、
実際に適蟲量の添加物を添加した液晶？用いてライトパ
ルプを作成して、動作させてみて初めて効果が判明する
といった現状である。しかし力から、う・イトパルプは
レーザ光吸収膜、透明電極、光反射膜、液晶配向膜等を
有する複雑な構造であるため、その製造は必ずしも簡単
でば々く、数多くの有機物質の中から添加物として有効
表物質を探し出すのに、すべてライトパルプを作成して
評価するのは現実には極めて効率の悪い方法であり、実
際には行なわれてい々い。従りて、コントラスト向Ｊ＝
に有効力添加物の存在が十二分に期待され々がら、その
有効性の評価が工数的に困難なために実際には有効力添
加物が見出されないまま、熱書込み液晶素子（例えば液
晶ライトバルブ）はコントラスト等の特性不充分といっ
た欠点を克服し得々い状況にある。

（発明の目的） 本発明の目的は、熱書込み液晶素子に用いるスメクテイ
フク液晶に添加することによってコントラスト等の特性
向上に有効が添加物を選別する簡便な評価方法を提供す
ることにある。

（発明の構成） 本発明の液晶用添加物の評価方法は、熱書込み液晶素子
用のスメクテイック液晶に添加して用いる添加物の評価
方法であって、前記添加物の添加による前記スメクテイ
ック液晶の相図上での液体相と液晶相との共存領域の出
現の有無によって添加物の有効性を評価する点く特徴が
ある。

（本発明の作用・原理） 以下に本発明の詳細な説明する。熱書込み液晶素子に用
いられるスメクテイック液晶は一般に温度上昇に従って
結晶（Ｃ）相、スメクテイック（Ｓ）相、ネマティック
（Ｎ）相、等方性液体（Ｉ）相と相変化する。

このよう人スメクテイック液晶に添加物を添加すると一
般にそれぞれの相変化が生じる温度（相転移温度）が変
化し、添加物含有スメクテイック液晶の相転移温度は添
加物の種類および添加量によって異々る。ある添加物の
添加量に対する相転移温度の変化の様子２表わす相図の
一例を第２図に示す。第２図はスメクテイック液晶とし
てノルマル・オクチルｅシアノ・ビフェニル （ｎ−Ｏｃｔｙｌｃｙａｎｏｂｉｐｈｅｎｙｌ　、　　
以下ＯＣＢと記す。）を用い、添加物としてトリフェニ
レン （Ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）　　を用いた場合の相図
である。なお、Ｃ相とＳ相との相転移温度については、
本発明と直接関係が危く、また温度上昇時と温度下降時
とで異カリ繁雑となるので省略する。一般に″は第２図
のように添加物の添加によって各転移温度がほぼ直線状
に変化する相図が得られるが、ある種の添加物に対して
は第１図に一例を示すように、添加物を添加すると１相
とＮ相とが安定に共存する領域が出現する場合がある。

本発明者は、第１図のように相図上で液体相（１相）と
液晶相（Ｎ相）との共存領域の出現する添加物を添加し
たスメクテイック液晶を用いて熱書込み液晶素子（ライ
トパルプ）を構成すると、第２図のように共存領域の出
現し々い添加物を添加したスメクテイック液晶を用いた
場合と比べて、同じ条件で画像書込みを行なってもコン
トラストの高い表示が得られることを見出した。このよ
うな差異が生じる原理は明らがでは々いが、第１図のよ
うに、ある温度範囲で相分離を生じるような添加物は、
スメクテイック液晶に対して液体相においては良く溶解
するが、液晶相においては相溶性が悪いものと考えられ
、液晶ライトパルプにおいて画像書込みを行なう際に一
旦工相にまで加熱された後、Ｎ相を経てＳ相Ｋまで降温
する時に液晶分子の均一配向を乱す核となり、その結果
、Ｓ相で光を強く散乱する液晶配向組織を形成するもの
と考えられる。

（実施例） 以下に実施例を参照して本発明の詳細な説明する。添加
物としてドデカハイドロトリフェニレン（Ｄｏｄｅｃａ
ｈｙｄｒｏｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）を上述のスメク
テイック液晶ＯＣＲに添加して相転移温度を測定したと
ころ、第１図の相図が得られた。また、モル比率０．０
１のドデカハイドロトリフェニレンｋｍ加したスメクテ
イック液晶ＯＣＲを用いて、熱書込み液晶素子の一例と
して第３図に断面図を示す構造の液晶ライトパルプを作
成した。第３図において、１および２はガラス基板、３
および４はそれぞれガラス基板１および２の内面に設け
た消去電圧印加用の酸化インジウム透明電極、５は液晶
薄層９を部分的に選択加熱して情報ｆｔ？込むための書
込み用レーザ光を吸収して熱に変換する光吸収層であり
、本実施例ではカドミウムテルル（Ｃｄ　Ｔｅ）膜であ
る。６はこの液晶ライトパルプに書込んだ画像情報を拡
大投写して表示するための投写光を反射するミラ一層で
あυ、本実施例ではアルミ（Ａｌ）膜である。７，８は
それぞれ透明′ｉ！Ｌ極３およびミラ一層６の内面に形
成された液晶分子を均一に配向させるための膜であり、
本実施例では酸化ケイ素（Ｓｉｎ）の斜方蒸着膜である
。液晶薄層９として、本実施例では上述のドデカハイド
ロトリフェニレン添加ＯＣＲを用いた。この液晶ライト
パルプに、１０のようにアルゴンレーザ光を光量８０　
ｍＷ１走査走査速度７抄／照射して、液晶の熱光学効果
を利用して画像書込みを行ない、１１のようにキセノン
ランプによる白色光を投写光として照射し、液晶ライト
パルプのミラ一層６による反射光をスクリーン上に投写
結像したところ、コントラス）１０：１が得られ念。一
方、添加物としてアントラセン（Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ
）、１　、２．５．６ジベｙズアントラセン（１，２，
５，６−Ｄｉｂｅｎｚａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）　、　）
リフエニレン（Ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）　　をＯＣ
Ｂに添加して相転移温度を測定し、相図を作成したとこ
ろ、いずれも第２図に示したトリフェニレンの場合と同
様の液体相と液晶相の共存領域のない相図が得られ友。

また、添加物としてアントラセンまたは１，２，５．６
ジペンズアントラセンまたはトリフェニレンを用いた以
外は上述の実施例と同じ構造の液晶ライトパルプを作成
して、実施例と同じ動作で表示を打力ったところ、コン
トラストはいずれも５〜６：１の低い値しか得られなか
った。更に、第二の実施例として、添加物としてアダマ
ンタン１００Ｂに添加して相転移温度を測定し、相図を
作成したところ、やはり第１図に示したドデカハイドロ
トリフェニレン体 領域の出現する相図が得られ、添加物としてアダマンタ
ンを用いた以外は前述の第一の実施例と同じ構造の液晶
ライトパルプを作成して、同じ動作で表示を行なったと
ころ７：１のコントラストが得られ念。このように、添
加物を添加し几スメクテイック液晶の相図において液体
相と液晶相の共存領域が出現するような添加物は熱書込
み液晶ライトパルプの表示コントラスト向上に有効であ
ることが明らかと々つた。以上では、液晶ライトノ（ル
プにレーザ光を照射して画像を書込み、書込んだ画像を
別の光学系を用いて投映表示する方式の投写型表示装置
に用いる場合の液晶ライトノクルプを例に採り本発明を
説明したが、本発明の評価方法は、他の手段による熱書
込み液晶表示）くネルや、表示以外にも記憶・記憶装置
に用いられる熱書込み液晶セルに使用すると表示コント
ラストあるいは信号雑音比等の特性向上に有効なスメク
テイック液晶用添加物の選定評価に有効であることは言
うまでもない。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば熱書込み液晶素子に
用いるスメクテイック液晶に添加することによってコン
トラスト等の特性向上に有効な添加物を、熱書込み液晶
素子を作成するとと々しに相転移温度を測定するだけで
選定評価できる簡便々評価方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の評価方法に用いられる液
晶の相図であり、図においてＩ、Ｎ、Ｓはそれぞれ等方
性液体相、ネマティック液晶相、スメクテイック液晶相
の領域を表わし、第１図においてＮ＋Ｉは液晶相（ネマ
ティック相）と液体相との共存領域を表わす。第３図は
本発明の評価方法が適用される添加物含有液晶を利用し
た熱書込み液晶素子の一実施例の構造を示す断面図であ
り、第３図において、１，２Ｖｉガラス基板、３゜４は
透明電極、５は光吸収層、６はミラ一層、７゜８は液晶
配向膜、９は添加物を含有する液晶の薄層、１０は書込
みレーザ光、１１は投写光である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スメクテイック液晶に添加物を添加しこの添加物が添加
   された前記スメクテイック液晶の相図を求め、この相図
   上での液体相と液晶相との共存領域が出現したものを有
   効、共存領域が出現しないものを有効でないとして添加
   物を評価することを特徴とする液晶用添加物の評価方法
   。