JPS6353237B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6353237B2 JPS6353237B2 JP60110740A JP11074085A JPS6353237B2 JP S6353237 B2 JPS6353237 B2 JP S6353237B2 JP 60110740 A JP60110740 A JP 60110740A JP 11074085 A JP11074085 A JP 11074085A JP S6353237 B2 JPS6353237 B2 JP S6353237B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- formula
- crystal composition
- phase
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Liquid Crystal Substances (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
(1) 技術分野
本発明は液晶の熱光学効果を利用した熱書込液
晶素子に用いる液晶組成に関する。 (2) 従来技術とその問題点 透明な液晶組織を呈するコレステリツク液晶、
あるいはスメクチツク液晶の薄層を部分的に加
熱・急冷すると、その部分が一般に光を散乱する
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。また、この現象を利用
して、液晶セルに部分的に温度変化を与えてその
部分を不透明にすることによつて情報を書込む方
式の液晶素子が幾つか提案されている。例えば画
像を書込んで、その画像を直視する形式の直視型
表示素子、書込んだ画像を投映して観る投射型表
示用として用いるライトバルブ素子、書込んだ情
報を電気的・光学的に読取る形式の記録素子等で
ある。また、情報を書込む方法も、レーザ光を照
射して照射部分に温度上昇を生ぜしめる方法や、
抵抗体でのジユール発熱を用いて温度上昇を生ぜ
しめる方法等、幾つかの方法が知られている。以
下では話を簡単にするため、液晶セルにレーザ光
を照射して画像を書込み、書込んだ画像を別の光
学系を用いて拡大投映して観る投射型表示装置に
用いる液晶ライトバルブ素子の場合を例に採り説
明する。 当初、熱書込液晶ライトバルブには一般式 で表わされる、いわゆるシツフ塩基系の液晶化合
からなる組成物が用いられていた。 これは、液晶ライトバルブの動作温度すなわち
室温前後においてスメクチツク相を示し、かつ適
切な相転移温度を有する液晶組成物がシツフ塩基
系以外に見出されていなかつたからである。ここ
で、適切な相転移温度とは液晶が等方性液体相に
転移する温度Tcに関してであり、Tcが高すぎる
と書込みに必要な温度上昇が大きくなり、消費電
力や書込み速度の点で不都合が生じ、またTcが
低すぎると書込み後の定常状態での液晶温度が相
転移温度Tcに近いことに起因する液晶分子配向
秩序度の低下が一因となつてコントラストの低下
という不都合が生じる。このようなシツフ塩基系
の液晶組成物についてはベル研究所のテーラーら
がジヤーナル・オブ・アブライド・フイジクスの
第45巻第10号で報告している。しかしながら、シ
ツフ塩基系の液晶化合物が加水分解を生じ易く、
従つてこの種の液晶組成物を用いた熱書込液晶素
子が特に耐湿性の点で寿命が短く、信頼性に欠け
ることは広く知られている。従つて、その後液晶
化合物の改良が試みられ、化学的に安定な、一般
式
晶素子に用いる液晶組成に関する。 (2) 従来技術とその問題点 透明な液晶組織を呈するコレステリツク液晶、
あるいはスメクチツク液晶の薄層を部分的に加
熱・急冷すると、その部分が一般に光を散乱する
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。また、この現象を利用
して、液晶セルに部分的に温度変化を与えてその
部分を不透明にすることによつて情報を書込む方
式の液晶素子が幾つか提案されている。例えば画
像を書込んで、その画像を直視する形式の直視型
表示素子、書込んだ画像を投映して観る投射型表
示用として用いるライトバルブ素子、書込んだ情
報を電気的・光学的に読取る形式の記録素子等で
ある。また、情報を書込む方法も、レーザ光を照
射して照射部分に温度上昇を生ぜしめる方法や、
抵抗体でのジユール発熱を用いて温度上昇を生ぜ
しめる方法等、幾つかの方法が知られている。以
下では話を簡単にするため、液晶セルにレーザ光
を照射して画像を書込み、書込んだ画像を別の光
学系を用いて拡大投映して観る投射型表示装置に
用いる液晶ライトバルブ素子の場合を例に採り説
明する。 当初、熱書込液晶ライトバルブには一般式 で表わされる、いわゆるシツフ塩基系の液晶化合
からなる組成物が用いられていた。 これは、液晶ライトバルブの動作温度すなわち
室温前後においてスメクチツク相を示し、かつ適
切な相転移温度を有する液晶組成物がシツフ塩基
系以外に見出されていなかつたからである。ここ
で、適切な相転移温度とは液晶が等方性液体相に
転移する温度Tcに関してであり、Tcが高すぎる
と書込みに必要な温度上昇が大きくなり、消費電
力や書込み速度の点で不都合が生じ、またTcが
低すぎると書込み後の定常状態での液晶温度が相
転移温度Tcに近いことに起因する液晶分子配向
秩序度の低下が一因となつてコントラストの低下
という不都合が生じる。このようなシツフ塩基系
の液晶組成物についてはベル研究所のテーラーら
がジヤーナル・オブ・アブライド・フイジクスの
第45巻第10号で報告している。しかしながら、シ
ツフ塩基系の液晶化合物が加水分解を生じ易く、
従つてこの種の液晶組成物を用いた熱書込液晶素
子が特に耐湿性の点で寿命が短く、信頼性に欠け
ることは広く知られている。従つて、その後液晶
化合物の改良が試みられ、化学的に安定な、一般
式
【式】（Ｒはアルキル
基あるいはアルコキシ基）で表わされるビフエニ
ル系の液晶化合物が作り出された。インターナシ
ヨナル・ビジネス・マシーンズ社のデユーイは、
ル系の液晶化合物が作り出された。インターナシ
ヨナル・ビジネス・マシーンズ社のデユーイは、
【式】の構造でＲが
C8H17、C9H19、C10H21、C11H23、C8H17O、
C9H19Oである液晶物質の一群から選択した三成
分から成る液晶組成物が熱書込液晶ライトバルブ
に用いるのに最適であるという報告をプレナム出
版社刊の「ザ・フイジクス・アンド・ケミスト
リ・オブ・リキツド・クリスタル・デバイシイ
ズ」の219頁から239頁に掲載している。また、ト
ムソン・セー・エス・エフ社のデユポアはアナ
ル・ド・フイジークの第３巻（1978年刊）の131
頁から138頁において、
C9H19Oである液晶物質の一群から選択した三成
分から成る液晶組成物が熱書込液晶ライトバルブ
に用いるのに最適であるという報告をプレナム出
版社刊の「ザ・フイジクス・アンド・ケミスト
リ・オブ・リキツド・クリスタル・デバイシイ
ズ」の219頁から239頁に掲載している。また、ト
ムソン・セー・エス・エフ社のデユポアはアナ
ル・ド・フイジークの第３巻（1978年刊）の131
頁から138頁において、
【式】の構造でＲが
C8H17、C9H19、C8H7O、C8H17O、C8H17、
COO、C9H19COOである液晶化合物の一群から
選択した成分から成る液晶組成物を比較検討し
て、ＲがC8H17、C9H19、C9H19COOである三成
分から成る液晶組成物が熱書込液晶ライトバルブ
に用いるのに最適であると報告している。このよ
うに、液晶化合物の改善が成され、初期のシツフ
塩基系液晶の場合の如き短寿命・低信頼性等の短
所は克服されてきた。しかしながら、以上述べた
如き既知の液晶組成物はいずれも特に液晶相温度
範囲の点で不充分なものであつた。例えば、上述
のデユーイが推奨する
COO、C9H19COOである液晶化合物の一群から
選択した成分から成る液晶組成物を比較検討し
て、ＲがC8H17、C9H19、C9H19COOである三成
分から成る液晶組成物が熱書込液晶ライトバルブ
に用いるのに最適であると報告している。このよ
うに、液晶化合物の改善が成され、初期のシツフ
塩基系液晶の場合の如き短寿命・低信頼性等の短
所は克服されてきた。しかしながら、以上述べた
如き既知の液晶組成物はいずれも特に液晶相温度
範囲の点で不充分なものであつた。例えば、上述
のデユーイが推奨する
【式】と
【式】との液晶組成
物においても結晶液晶転移温度Tmは約12℃であ
り、デユボアが推奨する上述の
り、デユボアが推奨する上述の
【式】
【式】
【式】の三成分
から成る液晶組成物においてもTmは８℃であ
る。このような液晶組成物を用いた液晶ライトバ
ルブは動作時あるいは保存時に液晶組成物のTm
以下、すなわち１℃程度以下になると液晶組成物
が結晶化し、動作しなくなるのは勿論、その後温
度が回復しても結晶化履歴のために液晶分子配列
に欠陥が生じ、表示画質を低下させるという不都
合が生じる。保存温度の下限が10℃程度に制限さ
れるのは実用上極めて不都合であり、−10℃程度
が要求されるのは周知のことである。このように
既存の液晶組成物を用いたのでは満足な液晶ライ
トバルブが得られないのが実情であつた。しかる
に本発明者は、液晶組成物の転移温度と表示性能
との関連を詳細に検討し、数多くの液晶組成物に
ついて実験検討を行なつた結果、液晶相温度が広
く、従来では得られなかつた高性能の素子を実現
せしめる液晶組成物を見出して本発明に至つたも
のである。 (3) 発明の目的 本発明の目的は、優れた性能を有する熱書込液
晶素子用液晶組成物を提供することにある。 (4) 問題点を解決する具体的手段 本発明の熱書込液晶素子用液晶組成物は、液晶
物質に部分的に熱を印加することによつて情報を
書込む方式の熱書込液晶素子に用いるものであ
り、化学式
る。このような液晶組成物を用いた液晶ライトバ
ルブは動作時あるいは保存時に液晶組成物のTm
以下、すなわち１℃程度以下になると液晶組成物
が結晶化し、動作しなくなるのは勿論、その後温
度が回復しても結晶化履歴のために液晶分子配列
に欠陥が生じ、表示画質を低下させるという不都
合が生じる。保存温度の下限が10℃程度に制限さ
れるのは実用上極めて不都合であり、−10℃程度
が要求されるのは周知のことである。このように
既存の液晶組成物を用いたのでは満足な液晶ライ
トバルブが得られないのが実情であつた。しかる
に本発明者は、液晶組成物の転移温度と表示性能
との関連を詳細に検討し、数多くの液晶組成物に
ついて実験検討を行なつた結果、液晶相温度が広
く、従来では得られなかつた高性能の素子を実現
せしめる液晶組成物を見出して本発明に至つたも
のである。 (3) 発明の目的 本発明の目的は、優れた性能を有する熱書込液
晶素子用液晶組成物を提供することにある。 (4) 問題点を解決する具体的手段 本発明の熱書込液晶素子用液晶組成物は、液晶
物質に部分的に熱を印加することによつて情報を
書込む方式の熱書込液晶素子に用いるものであ
り、化学式
【式】（R1は炭
素数n1＝８、９、10の直鎖アルコキシ基）で表わ
される物質の１種内至複数種を主成分として含有
し、さらに、上記主成分に加えて化学式R2CN
（R2は炭素数n2＝８、９、10、11、12の直鎖アル
キル基または直鎖アルコキシ基）で表わされる物
質の１種内至複数種をも主成分として含有する液
晶組成物である点に特徴がある。 本発明の液晶組成物は上述の成分構成をとるこ
とによつて極めて広いスメクチツク液晶相温度範
囲を有するに至り、また主成分液晶が大きな誘電
異方性を有することから、熱書込液晶素子に用い
た場合に書込情報の消去が低い電圧で行なえると
いう長所を有するに至るものでる。 (5) 実施例 以下に実施例を参照して本発明を詳細に説明す
る。図は化学式 で表わされる物質（以下OBTPEと記す）を化学
式
される物質の１種内至複数種を主成分として含有
し、さらに、上記主成分に加えて化学式R2CN
（R2は炭素数n2＝８、９、10、11、12の直鎖アル
キル基または直鎖アルコキシ基）で表わされる物
質の１種内至複数種をも主成分として含有する液
晶組成物である点に特徴がある。 本発明の液晶組成物は上述の成分構成をとるこ
とによつて極めて広いスメクチツク液晶相温度範
囲を有するに至り、また主成分液晶が大きな誘電
異方性を有することから、熱書込液晶素子に用い
た場合に書込情報の消去が低い電圧で行なえると
いう長所を有するに至るものでる。 (5) 実施例 以下に実施例を参照して本発明を詳細に説明す
る。図は化学式 で表わされる物質（以下OBTPEと記す）を化学
式
【式】（以下8BPと
記す）、
【式】（以下
10BPと記す）、
【式】（以下10OBP
と記す）、
【式】（以
下12OBPと記す）で表わされる４種の物質を重
量比で58.6：31.4：8.2：1.8の割合いで混合した
液晶組成物（以下NSP36Aと記す）に種々の割合
いで混合して作成した液晶組成物の相転移温度を
測定した結果を示す図である。図でＩ、Ｎ、Ｓ、
Ｃはそれぞれ等方性液体相、ネマチツク液晶相、
スメクチツク液晶相、固体相が出現する領域を示
す。図から明らかな如く、OBTPEを混合した液
晶組成物はTcが上昇して好都合であるばかりで
なく、ネマチツク液晶相が広がらないという好ま
しい特徴を有している。更にTmは、OBTPEの
混合割合が60重量パーセント程度以下の液晶組成
物においては０℃以下と充分に低い、このよう
に、好ましは60重量パーセント程度以下の
OBTPEを混合した液晶組成物は極めて広いスメ
クチツク液晶相温度範囲と充分に低いTmを有し
ている。例えば75重量パーセントのNSP36Aと25
重量パーセントのOBTPEとからなる液晶組成物
（以下NSP35Bと記す）のTmは−43.5℃と極めて
低く、NSP35Bを用いた液晶ライトバルブは保存
温度−10℃でも何ら支障を生じない。また
NSP35BのTcは51.5℃、ネマチツク相温度範囲
は3.1℃であり、いずれも液晶ライトバルブに用
いた場合の書込みには最適である。すなわち、一
実施例としてNSP35Bを用いた液晶ライトバルブ
に300ｍＷの出射光量のアルゴンレーザ光を一点
あたり1μSの間照射して書込んだ画像を、1KWの
光量のキセノンランプを用いてゲイン6.4のスク
リーン上に投映したところ、明るさ100ft−Ｌで
コントラスト10：１が得られた。またこの画像の
消去は90Vの電圧印加で行なうことができた。こ
れは従来の液晶組成物を用いた液晶ライトバルブ
では同一の書込み条件でコントラスト７：１であ
り、消去電圧が100Vであるのに比べて優れた表
示性能である。なお、NSP35Bに限定されること
なく、NSP36AとOBTPEの混合比の異なる数多
くの液晶組成物においてNSP35Bと同様の極めて
優れた性能が認められた。OBTPEの代りに化学
式 （以下NBTPEと記す）あるいは （以下DPTPEと記す）で表わされる物質を用い
た場合、更にOBTPE、NBTPE、DPTPEから
選ばれた２種あるいは３種を併用した場合にも同
様の効果が認められた。また、NSP36Aの代りに
8BP、10BP、10OBP、12OBPおよび化学式
量比で58.6：31.4：8.2：1.8の割合いで混合した
液晶組成物（以下NSP36Aと記す）に種々の割合
いで混合して作成した液晶組成物の相転移温度を
測定した結果を示す図である。図でＩ、Ｎ、Ｓ、
Ｃはそれぞれ等方性液体相、ネマチツク液晶相、
スメクチツク液晶相、固体相が出現する領域を示
す。図から明らかな如く、OBTPEを混合した液
晶組成物はTcが上昇して好都合であるばかりで
なく、ネマチツク液晶相が広がらないという好ま
しい特徴を有している。更にTmは、OBTPEの
混合割合が60重量パーセント程度以下の液晶組成
物においては０℃以下と充分に低い、このよう
に、好ましは60重量パーセント程度以下の
OBTPEを混合した液晶組成物は極めて広いスメ
クチツク液晶相温度範囲と充分に低いTmを有し
ている。例えば75重量パーセントのNSP36Aと25
重量パーセントのOBTPEとからなる液晶組成物
（以下NSP35Bと記す）のTmは−43.5℃と極めて
低く、NSP35Bを用いた液晶ライトバルブは保存
温度−10℃でも何ら支障を生じない。また
NSP35BのTcは51.5℃、ネマチツク相温度範囲
は3.1℃であり、いずれも液晶ライトバルブに用
いた場合の書込みには最適である。すなわち、一
実施例としてNSP35Bを用いた液晶ライトバルブ
に300ｍＷの出射光量のアルゴンレーザ光を一点
あたり1μSの間照射して書込んだ画像を、1KWの
光量のキセノンランプを用いてゲイン6.4のスク
リーン上に投映したところ、明るさ100ft−Ｌで
コントラスト10：１が得られた。またこの画像の
消去は90Vの電圧印加で行なうことができた。こ
れは従来の液晶組成物を用いた液晶ライトバルブ
では同一の書込み条件でコントラスト７：１であ
り、消去電圧が100Vであるのに比べて優れた表
示性能である。なお、NSP35Bに限定されること
なく、NSP36AとOBTPEの混合比の異なる数多
くの液晶組成物においてNSP35Bと同様の極めて
優れた性能が認められた。OBTPEの代りに化学
式 （以下NBTPEと記す）あるいは （以下DPTPEと記す）で表わされる物質を用い
た場合、更にOBTPE、NBTPE、DPTPEから
選ばれた２種あるいは３種を併用した場合にも同
様の効果が認められた。また、NSP36Aの代りに
8BP、10BP、10OBP、12OBPおよび化学式
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】で表わされ
る物質の中から選ばれた物質あるいはそれらの中
から選ばれた複数の物質からなる液晶組成物を用
いた場合にも同様の効果が認められた。これらの
有効な液晶組成物の例と、そのTcを表に示す。
これらの液晶組成物のTmはすべて−10℃以下で
ある。なお、表中（ ）内は混合割合を示すモル
パーセントである。
から選ばれた複数の物質からなる液晶組成物を用
いた場合にも同様の効果が認められた。これらの
有効な液晶組成物の例と、そのTcを表に示す。
これらの液晶組成物のTmはすべて−10℃以下で
ある。なお、表中（ ）内は混合割合を示すモル
パーセントである。
【表】
また、以上では化学式
【式】で表わさ
れる物質と化学式
【式】
で表わされる物質だけからなる液晶組成物の例を
述べたが、それらを主成分とする液晶組成物であ
れば良く、他の構造の液晶化合物を若干量含有し
ても差支えないことは言うまでもない。他の構造
の液晶化合物としては例えば次のような化学式で
表わされる物質が挙げられる。ここでＲはアルキ
ル基またはアルコキシ基を表わす。
述べたが、それらを主成分とする液晶組成物であ
れば良く、他の構造の液晶化合物を若干量含有し
ても差支えないことは言うまでもない。他の構造
の液晶化合物としては例えば次のような化学式で
表わされる物質が挙げられる。ここでＲはアルキ
ル基またはアルコキシ基を表わす。
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
以上では、液晶セル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拡
大投映して観る方式の投射型表示装置用液晶ライ
トバルブに用いる場合を例に採り本発明を説明し
たが、他の手段による熱書込の場合や、直視型表
示素子、記憶素子その他の素子として用いる場合
にも本発明の液晶組成物が優れた性能を有するこ
とは言うまでもない。 (6) 発明の効果 以上説明したように、本発明によれば液晶相温
度範囲が広く、かつ印加電圧が低くて済む、優れ
た性能を有する熱書込液晶素子用液晶組成物が得
られる。
を書込み、書込んだ画像を別の光学系を用いて拡
大投映して観る方式の投射型表示装置用液晶ライ
トバルブに用いる場合を例に採り本発明を説明し
たが、他の手段による熱書込の場合や、直視型表
示素子、記憶素子その他の素子として用いる場合
にも本発明の液晶組成物が優れた性能を有するこ
とは言うまでもない。 (6) 発明の効果 以上説明したように、本発明によれば液晶相温
度範囲が広く、かつ印加電圧が低くて済む、優れ
た性能を有する熱書込液晶素子用液晶組成物が得
られる。
図は本発明を説明するための、液晶組成物の混
合割合と相転移温度との関係を示す図であり、図
中のＩ，Ｎ，Ｓ，Ｃはそれぞれ等方性液体相、ネ
マチツク液晶相、スメクチツク液晶相、固体相が
出現する領域を示す。
合割合と相転移温度との関係を示す図であり、図
中のＩ，Ｎ，Ｓ，Ｃはそれぞれ等方性液体相、ネ
マチツク液晶相、スメクチツク液晶相、固体相が
出現する領域を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 化学式
【式】（R1は炭 素数n1＝８、９、10の直鎖アルコキシ基）で表わ
される物質の１種乃至複数種を４〜60重量パーセ
ント含有し、さらに、化学式
【式】（R2は炭素数n2＝ ８、10、12の直鎖アルキル基または直鎖アルコキ
シ基）で表わされる物質の複数種を40〜96重量パ
ーセント含有していることを特徴とする熱書込液
晶素子用液晶組成物。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60110740A JPS61275384A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 熱書込液晶素子用液晶組成物 |
| US06/864,919 US4699731A (en) | 1985-05-23 | 1986-05-20 | Liquid crystal material for a thermal writing liquid crystal element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60110740A JPS61275384A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 熱書込液晶素子用液晶組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61275384A JPS61275384A (ja) | 1986-12-05 |
| JPS6353237B2 true JPS6353237B2 (ja) | 1988-10-21 |
Family
ID=14543322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60110740A Granted JPS61275384A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | 熱書込液晶素子用液晶組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61275384A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103184053B (zh) * | 2011-12-29 | 2015-03-11 | 苏州汉朗光电有限公司 | 高散射态近晶相液晶材料及其显示器件 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61189263A (ja) * | 1985-02-18 | 1986-08-22 | Kawasaki Kagaku Kogyo Kk | 液晶化合物及びその製造方法並びに液晶組成物 |
-
1985
- 1985-05-23 JP JP60110740A patent/JPS61275384A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61275384A (ja) | 1986-12-05 |
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