JPS6351494A - 液晶光学素子 - 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】 〔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
、ディ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〕

情報記録媒体として特にレーザー光のような高密度エネ
ルギーを有する光を媒体に照射・吸収させ発生する熱く
よる媒体の物理的、変化を利用したいわゆるヒートモー
ド記録が知られている。近てきた。

この場合、例えば、セルに封入された液晶を垂直配向さ
せておき、このセルの局所部分を加熱等方状態とする。

この後冷却すると、光散乱性組織が形成されこれが記録
点となる。この部分を加熱し、今度は電圧を印加しなが
ら冷却すると再びもとの垂直配向状態に戻る。これが消
去過程に相当する。記録時の加熱手段としてビーム径を
絞ったレーザー光等を使用すれば高密度の記録、消去可
能な情報記録媒体を得ることが可能となる。このような
例としては例えば、特開昭！７−／コＯコ３！号公報に
記載されている。しかしながら用いる液晶が低分子液晶
であるため、液晶と等方性液体の相転移点即ち、クリア
リングポイントが１０〜ぶ０°Ｃあるいはそれ以下と低
い九め、保存性が悪いのが欠点である。又、液体状態に
あるためセルの中で液晶が流動し、記録点が破壊される
欠点もあり、これを改善するため、特開昭！ｒ−１００
コ≠７号報に例示されるようにセル内に仕切ｐ板を設け
る等の工夫も成されているが、逆に製造工程が繁雑とな
り、コストアップとなる。

上記欠点は特開昭、ｔｌ−／２ｊ２≠７号報もしくは特
開昭！ター１０り３ｏ号報に例示されるように高分子液
晶を用いることにょ９、解消され得ると考えられる。

しかしながら高分子液晶は低分子液晶に比べ電圧印加を
行なっても、垂直配向状態を得にくい、という欠点があ
る。即ち、強い複屈折が生じるあるいは、本来記録時に
生成すべき光散乱性組織が、部分的に、生じてくるので
ある。この結果、記録点の誤り率が高くなり、情報記録
媒体としての性能が著しく損なわれる。又、該高分子液
晶を用いた光学素子をディスプレーとして用いた場合も
画１＃の乱れとなシ好ましくない。

〔本発明の目的〕

本発明は、このような現状Ｋｍみてなされたものであっ
てその主たる目的は、高分子液晶の良好な配向状態を得
、情報記録媒体あるいはディスプレーに好適な液晶光学
素子を提供することにある。

すなわち本発明は、高分子液晶にビフェニルあるいはビ
フェニル誘導体を含有させることによシ高分子液晶の良
好な配向状Ｂを得るものである。

〔発明の具体的構成〕

以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明に用いる液晶はビフェニルあるいはビフェニル誘
導体を含有する高分子液晶組成物であり、該高分子液晶
は透明導電層を有する支持体間に担持しセルとする。正
の誘電異方性を有する高分子液晶を用いた場合には等方
性液体にした後電圧印加しながら冷却すること等によシ
垂直配向状態を得ることができる。この垂直配向状態に
あるセルは光学的に透明であるが、該セルにレーザー光
のような高密度エネルギー光等を局所的に照射すること
等によシ加熱後冷却することにより、照射部分には、光
散乱性組織が生成あるいは複屈折が生じ、記録点が形成
される。この状態で情報の読みとり、あるいは表示を行
なうことができる。昼分子液晶を用いているため、該記
録点は約ｒｏ　０ｃ以下では安定にメモリーされること
になる。一方記録点を局所的に加熱、もしくは全体を加
熱し、高分子液晶を等方性液体にした後電圧印加しなが
ら冷却することによシ、部分的あるいは全面消去を行な
うことができる。

本発明に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、スに一す−
、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。スは−サーとしては、炭素数２〜
ｉｔのメチレン鎖、オキシメチレン鎖が好ましい。

炭素数７もしくはＯでは主鎖による配向の阻害が起こり
、／Ｐ以上では結晶化の次め、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：　０ＣＨａ、ＯＣ２Ｈ５、Ｑ　Ｃ３Ｈ７，０
Ｃ３Ｈ７，０Ｃ４Ｈ９，０Ｃ５Ｈ１１，０Ｃ６Ｈ１３、
ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７、Ｃ４）Ｔｇ、Ｃ３Ｈ１１
、Ｃ６Ｈ１３、Ｃ７ＨＩＳ、Ｃ８Ｈ１７、Ｈｃｚ、Ｂｒ
。

Ｃ９Ｈ１９、Ｃｌ０Ｈ２１、Ｃ１１Ｈ２３、Ｃｌ２Ｈ２
＆Ｃ１４Ｈ２９、Ｃ１６Ｈ３３ Ｃｈｏｔ： 又、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、
アリール基が側鎖であるものと共重合してもよい。又、
スペーサー、液晶基から成る側鎖としてもコ種以上異な
るものを共重合したものを用いてもよい。なお、液晶状
態を損なわない限度内で、低分子液晶、染料を１会して
もよい。

本発明で用いることができるビフェニル、もしくはビフ
ェニル誘導体は、一般式（１）で示される。

一般式ＣＩ） 一般式〔Ｉ〕においてＸ、ＹはＨ，アルキル犀オキシア
ルキル基、ハロゲン、ニトリル基、ニトロ基が好ましい
。アルキル基としては炭素数／ｉら、／／”ｔでのもの
を用いることができる。７２以上のものでは、高分子液
晶への溶解性が低く、目的とする効果が出ない。オキシ
アルキル基トシては、炭素数／から７！までのものを用
いることができる。炭素数７６以上ではやはシ、高分子
部品への溶解性が低く使用することかできない。

本発明に好適な構造式の例を以下に示す。

上記ビフェニル、もしくはビフェニル誘導体の添加量は
、高分子液晶に対し、０．０／〜／　Ｏｗｔチである。

０．０／ｗｔ％未満では高分子液晶の配向性に良化は認
められず、又、１ＯＷｔｑｂを超えて添加すると記録、
消去をくり返すことによυ、一部活晶化し８ｅ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、上記ビフェニル、もしくはビフェニル誘導体はコ種
以上混合して添加してもよいが、添加量は全体で、上記
のｏ、ｏｉ〜１０ｗｔ％の範囲の中におさめることがの
ぞましい。

本発明で用いる支持体としては、ガラス、プラスチック
シート等があげられるが、可撓性があり、破損しにくい
プラスチックシートの方が好ましく、例えばニトロセル
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ィン、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、ポリエチレン、ポリエーテルスルホンなどを用い
ることができる。

又、透明電極層を有する通常の導電性プラスチックシー
トとしては、ポリエチレンテレフタレートのようなポリ
エステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ
カーボネート、ポリイミドなどを用いることができる。

透明電極としては、通常のインジウム、錫の酸化物等を
用いることができる。

高分子液晶の均一な垂直配向を得る次めに、配向剤を塗
布することが、望ましい。垂直配向剤としては、レシチ
ン、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７ｆｌｋクロム錯本、Ｄ
　Ｍ　ＯＡ　Ｐなどの有機シラ／、ヘキサメチルジシロ
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、パ
ーサミド１０Ｏ１オクタデシルマロン酸などを用いるこ
とができる。又、平行配向剤としては、カーボン、ポリ
オキシエチレン、パーサミドノコ！、ポリビニルアルコ
ール、ポリイミド、二酸基性カルボン酸、クロム錯体、
ＭＡＰ等の有機シラン、ポリアセチレン、二塩基性脂肪
酸、クラウンエーテルなトを用いることができる。更に
は、この配向剤層を合成繊維、天然繊維、金属等で数回
ラビングすることが望ましい。

又、反射光で再生あるいは、画像表示を行なう場合には
、反射層としてアルミニウム、ロジウム、金、銅などの
金属薄膜を設けてもよいし、透明支持体裏面にプラスチ
ック反射板等を設けてもよい。

本発明においては、液晶層に熱を加え相転移を起こす手
段としては、レーザー光、キセノンのようなフラッシュ
ランプ加熱ヘッド、又は、走査電極を発熱体として用い
ることができる。

但し、光を用いる場合には、光を熱に効率よく変換でき
る色素を高分子液晶層に添加するあるいは、色素の薄層
を形成せしめ光吸収層として用いてもよい。このような
色素としては、用いるレーザー光等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、／、
Ｏ４μｍのＹＡＧレーザーを用いる場合には、日本感光
色素研究新製、ＮＫＸ／／μＧ（下記構造式）等を用い
ることができる。

ＮＫＸ／／μＧ 又、／、０２μｍのアルゴンレーザー、／、Ｏ４μｍの
ＹＡＧレーザー等の赤外レーザーを用いると透明電極と
して用いるインジウム錫の酸化物が光吸収体とな）、別
途光吸収層を設ける必要がない場合もある。又、このよ
うな赤外領域に、吸収を有する金属もしくは金属酸化物
を薄層にして、光吸収層としてもよい。

本発明における消去過程においては、セル間の高分子液
晶に電圧印加を行なうが、このとき、電圧としては、１
０７ｖ／α以下にすることが望ましい。又、直流、交流
例れでもよいが、高分子液晶の経時劣化が小さい交流の
方が望ましく、周波数としては、１０Ｈｚ〜！　０ＫＨ
ｚの間が好ましい。

１０Ｈｚ未満では、交流としての効果がなく、高分子液
晶の劣化が生じる場合がある。又ｚｏＫＨｚより高い周
波数においては、配向を促進する効果が低減する場合が
ある。

本発明における再生もしくは表示手段としては、光学的
透過率、反射率を利用することができる。

又、偏光板を用いるあるいはセルを直交ニコル間にはさ
んで、偏光を利用した方法を用いてもよい。

以下に本発明を具体的な実施例により説明するが、本発
明はこの実施例のみに限定されるものではない。

（実施例／） 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／にビ
フェニル２ｗｔ％添加した高分子液晶組成物を！μ厚に
封入し、液晶セルを作成した。

該液晶セルを／３ｏ　０ｃに加熱後、セル間に！ＯＶ、
１００Ｈｚ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、
白濁あるいは複屈折が全く生じない、均一な垂直配向状
態であることが分った。

（実施例２） 実施例／を同（［１て液晶セルを作成したがこのとキヒ
フェニルのかわりにジメトキシビフェニルを２ｗｔ％添
加した。この液晶セルにおいても白濁あるいは複屈折が
生じない、均一な垂直配向状態が得られた。

（比較例／） 実施例／と同様にして液晶セルを作成したが、このとき
、ビフェニル等の添加剤は加えなかったこの液晶セルに
おいては、目視で明瞭に認められる白濁が生成しておｐ
、垂直配向状態としては、かなシネ均一なものであるこ
とが分った。

〔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
にビフェニルもしくはビフェニル誘導体を添加すること
によシ、高分子液晶の配向性を著しく促進するものであ
う、待に、高そりの光記録媒体あるいは、ディスプレー
の信頼性向上に多大々る貢献をなすものと考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第弘図は本発明が適用される液晶光学素子の例
であるが、もちろんこれらに限定されるものではない。 ／、支持体 λ、透明導Ｔ！層 ３、配向剤層 ≠、液晶層 ！０反射層 ６、光吸収層 ７、偏光板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高分子液晶にビフェニルもしくはビフェニル誘導体と該
   高分子液晶に対し０．０１〜１０ｗｔ％添加したことを
   特徴とする液晶光学素子。