JPS63109418A

JPS63109418A - 液晶フイルムとその製造法

Info

Publication number: JPS63109418A
Application number: JP25602986A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Kamimura; 強上村; Shiyuuko Ooba; 大庭　周子; Hisahide Wakita; 尚英脇田; Hiroyuki Onishi; 博之大西; Isao Ota; 勲夫太田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-10-28
Filing date: 1986-10-28
Publication date: 1988-05-14

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】産業上の利用分野本発明は液晶表示装置、あるいは光シヤツター用の液晶
フィルムに係わり、特に液晶フィルムの製造法に関する
。

従来の技術従来の技術を以下、図面を用いて説明する。

現在、液晶表示パネルとしてはＴＮ　（Ｔｗｉｓｔｅｄ
Ｎｅｎ＋ａｔｉｃ：ツイスティソドネマチック）型表示
方式が最も広く用いられている。

しかし、表示容量に限界があるためその改良が望まれて
いる。

最近、強誘電性液晶を利用した表示方式が発表され、そ
の速い応答時間の他に高いマトリクス性を有する可能性
を持つことから非常に注目を集めている０本発明はこれ
らの液晶表示方式に適した液晶パネルの開発を目的とし
ている。

まず、従来の液晶パネルの構成について以下、図面を用
いて説明する。

第２図は従来の液晶パネルの構成を表した図面である。

第２図のように透明導電性［２２を表面に有するガラス
基板２１に挾持された液晶２３が、配向処理を施された
配向ｌＩ２２４により一定方向に配向している。またセ
ル厚を均一にするためにガラス、プラスチックなどのス
ペーサー２５を用いている。２６は偏光板である。

通常のＴＮあるいはＧＨ（ゲスト−ホスト）タイプのパ
ネルではセル厚は約５〜ｌＯμｍで用いられており、ま
た強誘電性液晶では表面のメモリー効果を用いるために
は約２μｍと薄いセル厚を設定する必要がある。

また製作工程としてはまず透明導電膜を有するガラス基
板に配向膜を塗布し、さらに配向処理として通常、ラビ
ングを行う、その後、スペーサーとして通常、ガラスフ
ァイバーを均一にばらまき周辺に上下基板を接着するた
めのシール部を設け、貼り合せた後、圧力を印加して均
一なセル厚を有する空パネルを作成する。その後、パネ
ルを真空中で液晶に浸け、常圧にもどすことにより、空
パネルに液晶を注入する必要がある。

次に強誘電性液晶について図面を用いて説明する。まず
、強誘電性液晶について図を用いて説明する０強誘電性
液晶とは強誘電性を示す液晶のことを言う、結晶の対称
性の理論から強誘電性を示すためにはまず液晶分子が不
斉中心を有しておらなければならず、また層構造を有し
かつ層内で分子が傾いている必要がある。このような対
称性を満足する液晶相としてスメクチックＣカイラル相
。

スメクチックＩカイラル相、スメクチックＧカイラル相
などが現在まで発見され強誘電性液晶相として認められ
ている０本明細書では強誘電性液晶相の中で最も高い対
称性を存するスメクチックＣカイラル相を用いて、その
性質を説明する。第３図は強誘電性液晶分子の模式図で
ある。強誘電性液晶は通常、スメクチック液晶と呼ばれ
る層構造を有する液晶である０分子は層の垂線方向に対
してθだけｆ頃いている。

また強誘電性液晶は不斉中心を持つことから、ラセミ体
でない光学活性な液晶分子によって構成されている。分
子の構成として第３図に示すように強誘電性液晶分子は
分子の長軸に垂直な方向に自発分極となる永久双極子モ
ーメントを有しており、カイラルスメクチックＣ相にお
いては第３図の円錐形（以下コーンと呼ぶ）の外側を自
由に動くことができる。またコーンの中心点Ｏより液晶
分子に対して下したベクトルはＣダイレクタ−と呼ばれ
ている。

第３図において３１は液晶分子、３２は永久双極子、３
３はＣダイレクタ−１３４はコーン、３５は層構造、３
６は層法線方向、３７は傾き角θを示している。

強誘電性液晶分子は不斉原子を有しているため通常、ね
じれ構造を有している。このねじれ構造を第４図に示す
、第４図より層の法線方向にねじれ構造が存在する。

第４図において４１は液晶分子、４２は永久双極子モー
メント、４３はねじれの周期を表すピンチ（Ｌ）、４４
は層構造、４５は層の法線方向、４６は傾き角θを表す
。

次に強誘電性液晶の動作原理について図を用いて説明す
る。強誘電性液晶パネルのセルＩｖ（ｄｌがピッチより
厚いとき（ｄ＞Ｌ）、セル基板表面の影響はセル中央部
まで及ばないため、通常、ねじれ構造を持った状態で存
在する。しかしセル厚がピッチより小さいとき（ｄ　＜
　Ｌ）ねじれ構造は基板表面の力でほどかれ、第５図＋
ａｌのような分子が基板表面と平行になった二つの領域
（ドメイン）が現れる。この二つの領域は分子の持つ永
久双極子モーメントがそれぞれ反対の方向を向いている
ものであり、一方は紙面裏から表方向へもう一方は紙面
表から裏方向へ向いている。これはそれぞれ層法線に対
する分子の傾き角に対応している。

このとき紙面裏方向から表方向に電界を印加すると永久
双極子モーメントは全て電界の方向に向き、第５図１ｂ
）のように分子が全て十〇の傾き角を持った状態となる
。このような状態で偏光板の偏光子（Ｐ）の偏光軸方向
を分子の長軸方向に検光子（Ａ）の偏光軸方向を分子の
短軸方向に平行にすると（第５図（ｂ）参照）、偏光子
（Ｐ）を通過した直線偏光は複屈折を受けずに透過し検
光子（Ａ）により遮られ暗状態が得られる。また電界を
逆方向に印加すると第５図（Ｃ１のように分子が全て一
θの傾きを持つ状態となり、偏光子を通過した直線偏光
は複屈折効果により検光子を通り抜は明状態が得られる
。

第５図（ａ）、中１．　（Ｃ１において、５１は電界の
方向、５２は分子の永久双極子モーメント、５３は層構
造、５４は傾き角θ、５５は偏光子（Ｐ）、５６は検光
子＜Ａ＞の偏光軸をそれぞれ表している。

以上のように電界の正負により明暗の状態をそれぞれ得
ることができる（文献：幅用、竹製、近藤、：強誘電性
液晶を使った高速ディスプレイ、オブトロニクス、９号
、６４頁、１９８３年）。

またこのようにセル厚がピッチより小さいセル（ｄ　＜
　Ｌ）においては、通常ねじれ構造がほどけているため
電界を取り除いた後も分子はそのままの状態で安定であ
り、いわゆるメモリー効果が生じるといわれている。こ
のメモリー効果は表面による効果であり、そのためこの
メモリー効果を用いるためにはセル厚を約２．０μｍ程
度にする必要がある。

発明が解決しようとする問題点しかしながら上記のパネル構成では工程が多く、注入に
も時間がかかった。特に強誘電性液晶ではセル厚が小さ
いため均一なパネルを作成するのが難しく、また注入時
間も大幅に費やす必要があるという問題点があった。ま
た強誘電性液晶パネルでは表面のメモリー効果を用いる
ため振動、あるいはショックに弱いという問題点があっ
た。特に強誘電性液晶パネルは、２．０μｍ程度のセル
厚にしなければならない問題点があった。

問題点を解決するための手段上記、種々の問題点を解決するために液晶を高分子に混
合し、複合膜を作成する。しかる後に一方向に延伸する
ことにより液晶分子の配向制御を行い、液晶フィルムを
作成することを特徴としている。

作用液晶を高分子に混合し、複合膜を作成する、しかる後に
一方向に延伸することにより液晶分子の配向制御を行い
、液晶フィルムを作成することでスペーサーの散布、配
向膜塗布、注入などの工程を省くことができ、工程を簡
単にできる。

また、強誘電性液晶パネルなどのように薄いセル厚の場
合でも高分子との複合膜であるため作製しやすく、また
振動、　ショックに対しても強いという作用を存する。

実施例以下、本発明の一実施例として強誘電性液晶と高分子と
の複合材料について図面を用いて説明する。

まず、用いた複合膜の作製法について説明する。

高分子はポリビニルクロライド（ＰＶＣ）を用いた０強
誘電性液晶はチッソ社製Ｃ３１０１５の混合液晶材料を
用いた。

作製法としてはシクロヘキサノン溶液にＰＶＣとＣ３１
０１５を５＝２の割合で混合し、混合溶液を作製した。

こののちロールコータ−にてテフロン板の上に約３０μ
ｍの膜厚に塗布し、加熱し、乾燥を行った。乾燥後、延
伸機により約５μｍの厚さまで一方向に延伸を行った。

延伸後の複合膜を強誘電性液晶Ｃ３１０１５が等方性液
体になるように約１００℃まで上昇させ、その後、ゆっ
くりと室温まで降下させた。

このようにして作製した複合膜における強誘電性液晶の
配向を偏光顕微鏡によって観察したところ、クロスニコ
ル下で電界を印加することにより、くっきりとした明暗
を電界の正負により、観察することができた０次に、こ
のようにして作製した複合膜の光学特性を測定した。用
いた光学測定系について図面を用いて説明する。ここで
用いた複合フィルムの特性を測定するために、第１図に
示すような液晶パネルを作成した。ここで１は上下の偏
光板、２は上下のガラス基板、３は透明′：！！極層、
４は強誘電性液晶と高分子の複合フィルム、このように
対向電極間に強誘電性液晶の複合フィルムを封入し強誘
電性液晶パネルを作成した。

次に、このパネルを用いて電圧−透過率曲線（以下、Ｂ
−Ｖ曲線とする）を測定した。

Ｂ−Ｖ曲線の測定に用いた光学実験系を第６図に示す、
第６図において、光源６１より発せられた白色光は偏光
子６２を通り液晶セル６３に直線偏光として入射した後
、検光子６４を通って集光レンズ６５によって集光され
光電子倍増管６６で恩知され、ストレージオシロ６７に
よりＢ−Ｖ曲線として測定される。なお液晶セルにはプ
ログラマブルパルスジェネレーター６８により、任意の
波形を加えることができるようにした。

このような実験系において、前述の構成を存する強誘電
性液晶パネルのＢ−Ｖ曲線を測定した。

また強誘電性液晶パネルのセル厚は約５．０μｍのもの
を用いた。

得られたＢ−Ｖ曲線を第７図ｔａｇ、　（ｂｌに示す、
第７図（ａｌ、　（ｂ）において横軸は時間（１）であ
り、縦軸は電圧（Ｖ）あるいは輝度（Ｂ）である、第７
図＋ａｌは印加した電圧波形であり、第７図中）は対応
する輝度曲線である。

この図面より、第７図＋ａｌにおいて、まず正の印加パ
ルス（波高値＋２０ｖ１幅１．　　Ｑｍｓ　ｅ　ｃ）が
印加され、第７図（ｂｌにおいて対応する輝度変化は暗
状態から明状態へと輝度は変化した。正のパルスが印加
された後、ｌ、Ｑｓｅｃの間、Ｏｖの状態が続いている
。

この０■の状態でも輝度は明のままでメモリー効果が存
在している。その後、負の印加パルス（波高４ａ−２０
Ｖ、幅１．０ｍ５ｅｃ）が印加され、メモリー状態の明
状態から暗状態に輝度は変化した。この暗状態にもメモ
リー性があり、１．０秒後に正の印加パルスが印加され
るまで変化しなかワた。

またこのメモリー状態は高分子との複合膜であるため多
少のシラツク、振動には影響されなかった。

発明の効果本発明における液晶フィルムは従来の液晶パネルの製造
法を簡素化し、しかも強誘電性液晶に対してはそのメモ
リー状態を振動、シラツクに対して強固なものにすると
いうような効果があった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶フィルムを用いたパネルを表す模
式図、第２図は従来の液晶パネルの構成を表す模式図、
第３図は強誘電性液晶分子の模式図、第４図は強誘電性
液晶のねじれ構造を表す模式図、第５図ｉａｌ、　（ｂ
ｌ、　（Ｃ）は強誘電性液晶の表示原理を表す模式図、
第６図はＢ−Ｖ曲線を測定するための光学実験系を表す
模式図、第７図ｒａｔ、　ｆｂ）は本構成の液晶パネル
のＢ−Ｖ曲線を表すグラフである。１・・・・・・偏光板、２・・・・・・ガラス基板、３
・・・・・・透明電極層、４・・・・・・複合フィルム
。代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第３図第５図第６図第７図晴間（１）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高分子と液晶との複合材料であることを特徴とす
る液晶フィルム。
（２）液晶が強誘電性液晶であることを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項記載の液晶フィルム。
（３）液晶が多色性染料を含んでおり、ゲスト−ホスト
方式として用いられることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の液晶フィルム。
（４）高分子と液晶からなる複合材料を延伸することに
より液晶の配向制御を行うことを特徴とする液晶フィル
ムの製造法。
（５）液晶が強誘電性液晶であることを特徴とする特許
請求の範囲第（４）項記載の液晶フィルムの製造法。
（６）液晶が多色性染料を含んでおり、ゲスト−ホスト
方式として用いられることを特徴とする特許請求の範囲
第（４）項記載の液晶フィルムの製造法。