JP3160701B2 - Liquid crystal element and liquid crystal device - Google Patents

Liquid crystal element and liquid crystal device

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JP3160701B2
JP3160701B2 JP21143195A JP21143195A JP3160701B2 JP 3160701 B2 JP3160701 B2 JP 3160701B2 JP 21143195 A JP21143195 A JP 21143195A JP 21143195 A JP21143195 A JP 21143195A JP 3160701 B2 JP3160701 B2 JP 3160701B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はフラットパネルディ
スプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンター
等に用いられるライトバルブに使用される液晶素子及び
それを使用した液晶装置に関する。
The present invention relates to a liquid crystal element used for a light valve used in a flat panel display, a projection display, a printer, and the like, and a liquid crystal device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から最も広範に用いられてきている
ディスプレイとしては、CRTが知られている。テレビ
やVTRなどの動画出力、あるいはパソコンのモニター
として広く用いられている。しかしながら、CRTはそ
の特性上、静止画像に対してはフリッカや解像度不足に
よる走査縞等が視認性を低下させたり、焼きつきによる
蛍光体の劣化が起こったりする。また、最近ではCRT
が発生する電磁波が人体に悪影響を与えることが分か
り、VDT作業者の健康を害する恐れがある。そして、
構造上、画面後方に広く体積を有するため、オフィス、
家庭の省スペース化を阻害し、ひいては、高度情報社会
におけるディスプレイとしての責任を果たし得ない可能
性がある。
2. Description of the Related Art A CRT is known as the most widely used display. It is widely used as a video output for televisions and VTRs, or as a monitor for personal computers. However, due to the characteristics of the CRT, flicker and scanning fringes due to insufficient resolution lower the visibility of a still image, and the phosphor deteriorates due to burn-in. Recently, CRT
It can be seen that the electromagnetic waves generated by the harmful effects on the human body, which may harm the health of the VDT worker. And
Because of its structure, it has a large volume behind the screen,
It may hinder home space savings and may not be able to fulfill its responsibility as a display in the advanced information society.

【0003】このようなCRTの欠点を解決するものと
して液晶表示素子がある。例えばエム・シャット(M.
Schadt)とダブリュー・ヘルフリッヒ(W.He
lfrich)著”アプライド・フィジックス・レター
ズ”(Applied Physics Letter
s”)第18巻、第4号(1971年2月15日発行)
第127頁〜128頁において示されたツイステッド・
ネマティック(twisted nematic)液晶
を用いたものが知られている。ひとつにはコスト面で優
位性を持つ単純マトリクスタイプの液晶素子がある。こ
の液晶素子は画素密度を高くしたマトリクス電極構造を
用いた時分割駆動の時、クロストークを発生する問題点
があるため、画素数が制限されていた。また、応答速度
が数十ミリ秒以上と遅いため、ディスプレイとしての用
途も制限されていた。近年このような単純マトリクスタ
イプのものに対して、TFTといわれる液晶素子の開発
が行われている。このタイプは一つ一つの画素にトラン
ジスタを作成するため、クロストークや応答速度の問題
は解決される反面、大面積になればなるほど、不良画素
なく液晶素子を作成することが工業的に非常に困難であ
り、また可能であっても多大なコストが発生する。
As a solution to such a disadvantage of the CRT, there is a liquid crystal display element. For example, M. Shut (M.
Schadt) and W. Helfrich (W. He)
Ifrich), "Applied Physics Letters" (Applied Physics Letter)
s ") Volume 18, Issue 4 (issued February 15, 1971)
Twisted pages shown on pages 127-128
A device using a twisted nematic liquid crystal is known. One is a simple matrix type liquid crystal element which has an advantage in cost. This liquid crystal element has a problem that crosstalk occurs in time-division driving using a matrix electrode structure with a high pixel density, so that the number of pixels is limited. In addition, since the response speed is as slow as several tens of milliseconds or more, the use as a display has been limited. In recent years, a liquid crystal element called a TFT has been developed for such a simple matrix type. Since this type creates a transistor for each pixel, it solves the problems of crosstalk and response speed, but the larger the area, the more industrially it is extremely difficult to create a liquid crystal element without defective pixels. Difficult and costly, if possible.

【0004】このような従来型の液晶素子の欠点を改善
するものとして、双安定性からなる液晶素子の使用がク
ラーク(Clark)およびラガウェル(Lagerw
all)により提案されている。(特開昭56−107
216、米国特許第4367924号明細書)この双安
定性からなる液晶としては、一般にカイラルスメクティ
ックC相またはカイラルスメクティックH相からなる強
誘電性液晶が用いられている。この強誘電性液晶は、自
発分極により反転スイッチングを行うため、非常に早い
応答速度からなる上にメモリー性のある双安定状態を発
現させることができる。さらに視野角特性も優れている
ことから、高速、高精細、大面積の表示素子あるいはラ
イトバルブとして適していると考えられる。また、最近
では、チャンダニ、竹添らにより、3つの安定状態を有
するカイラルスメクティック反強誘電液晶素子も提案さ
れている(ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライ
ドフィジックス(Japanese Journal
of AppliedPhysics)27巻、198
8年L729頁)。
As an improvement over the disadvantages of the conventional liquid crystal device, the use of a bistable liquid crystal device has been proposed by Clark and Lagerwell.
all). (JP-A-56-107
216, U.S. Pat. No. 4,367,924) As the liquid crystal having this bistability, a ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic C phase or a chiral smectic H phase is generally used. Since the ferroelectric liquid crystal performs inversion switching by spontaneous polarization, the ferroelectric liquid crystal has a very fast response speed and can exhibit a bistable state with memory properties. Further, since the viewing angle characteristics are also excellent, it is considered that they are suitable as a high-speed, high-definition, large-area display element or light valve. Recently, a chiral smectic antiferroelectric liquid crystal device having three stable states has been proposed by Chandani, Takezoe et al. (Japanese Journal of Applied Physics).
of Applied Physics) 27, 198
8 years, L729).

【0005】このようなカイラルスメクティック液晶素
子においては、例えば「強誘電液晶の構造と物性」(コ
ロナ社、福田敦夫、竹添秀男著、1990年)に記載さ
れているように、ジグザグ状の配向欠陥が発生してコン
トラストを著しく低下させるという問題があった。この
欠陥は、上下基板間に担持されたカイラルスメクティッ
ク液晶の層状構造が2種類のシェブロン状の構造を形成
していることに起因している。最近、低コントラストの
原因であるシェブロン構造を解消し、ブックシェルフと
いわれる層状構造(以下該構造をブックシェルフと記
す)あるいはそれに近い構造を現出させ、高コントラス
トを実現しようという動きがある(例えば「次世代液晶
ディスプレイと液晶材料」(株)シーエムシー、福田敦
夫編、1992年)。ひとつには、ナフタレン系液晶材
料を用いる方法があるが、この場合、ティルト角が10
度程度であり、理想的な最大の透過率を得られる22.
5度とくらべ非常に小さく、低透過率という問題があ
り、さらにはブックシェルフ構造が温度にたいして可逆
的に現出しないという問題もある。今一つの代表的な例
としてはシェブロン構造を取っている液晶素子に外部か
ら高電場を加えてブックシェルフ構造を誘起する方法が
あるが、この方法も温度等の外部刺激に対しての不安定
性が問題となっている。これらのブックシェルフタイプ
のものに関してはいまだ発見されたばかりであり、実用
に供するためにはこの他にさまざまな問題が存在する。
In such a chiral smectic liquid crystal element, for example, as described in “Structure and Physical Properties of Ferroelectric Liquid Crystal” (Corona Co., Atsuo Fukuda, Hideo Takezoe, 1990), a zigzag alignment defect is formed. This causes a problem that the contrast is remarkably reduced due to the occurrence of. This defect is due to the fact that the layered structure of the chiral smectic liquid crystal carried between the upper and lower substrates forms two types of chevron-like structures. Recently, there has been a movement to eliminate the chevron structure that causes low contrast and to exhibit a layered structure called a bookshelf (hereinafter, this structure is referred to as a bookshelf) or a structure similar thereto, thereby realizing high contrast (for example, "Next-generation liquid crystal display and liquid crystal material", edited by CMC Corporation, Atsuo Fukuda, 1992). One method is to use a naphthalene-based liquid crystal material. In this case, a tilt angle of 10 is used.
Degree, and an ideal maximum transmittance can be obtained.
There is a problem that it is very small as compared with 5 degrees and has a low transmittance, and there is also a problem that the bookshelf structure does not appear reversibly with respect to temperature. As another typical example, there is a method of inducing a bookshelf structure by applying a high electric field from the outside to a liquid crystal element having a chevron structure, but this method also has instability to external stimuli such as temperature. It is a problem. These bookshelf types are still being discovered, and there are various other problems for practical use.

【0006】更にブックシェルフあるいはそれに近い構
造をもつ液晶としてパーフルオロエーテル側鎖をもつ液
晶性化合物(米国特許5,262,082、国際出願特
許WO93/22396、1993年第4回強誘電液晶
国際会議P−46、MarcD.Radcliffe
ら)が開示されている。この液晶は、電場等の外部場を
用いずともブックシェルフあるいはそれに近い層傾き角
の小さな構造を現出することができ、高速、高精細、大
面積の液晶素子、表示装置に適している。しかしなが
ら、液晶素子のスピード、配向、コントラスト、駆動安
定性等の面でさらなる改良が求められている。しかも諸
特性それぞれの改善はもちろんのこと、より高性能化へ
向けて、複数特性の改良方法、発明が求められている。
Further, a liquid crystal compound having a perfluoroether side chain as a book shelf or a liquid crystal having a structure similar thereto (US Pat. No. 5,262,082, International Patent Application WO 93/22396, 4th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals, 1993) P-46, Marc D. Radcliffe
Are disclosed. This liquid crystal can exhibit a bookshelf or a structure having a small layer tilt angle close to the bookshelf without using an external field such as an electric field, and is suitable for a high-speed, high-definition, large-area liquid crystal element and a display device. However, further improvements are required in terms of the speed, alignment, contrast, drive stability and the like of the liquid crystal element. In addition, there is a need for a method of improving a plurality of characteristics and an invention for higher performance as well as improvement of each characteristic.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術を鑑みてなされたものである。本発明はブック
シェルフあるいはそれに近い層傾き角の小さい液晶構造
を有する、高速、高コントラスト、大面積、高精細、高
輝度、高信頼性のカイラルスメクティック液晶素子を実
現しようとするものであり、また、該素子を用いて高輝
度、高コントラストの液晶装置を提供しようとするもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such prior art. The present invention intends to realize a chiral smectic liquid crystal element having a high-speed, high-contrast, large-area, high-definition, high-brightness, high-reliability liquid crystal structure having a bookshelf or a liquid crystal structure with a small layer tilt angle close thereto, and It is an object of the present invention to provide a liquid crystal device with high luminance and high contrast using the element.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、上下基板上に少なくとも電圧を印加する
ための電極、配向制御層を有し、液晶層としてカイラル
スメクティック液晶を用い、該液晶が少なくとも2つの
安定状態を示す液晶素子において、少なくとも一方の配
向制御層の膜厚が100Å以下であり、且つカイラルス
メクティック液晶として、フルオロカーボン末端部分及
び炭化水素末端部分を含み、さらに該フルオロカーボン
末端鎖中に少なくとも一つの連鎖中エーテル酸素を含
み、該両末端部分が中心核によって結合されており、ス
メクティック中間相または潜在的にスメクティック中間
相を持つフッ素含有液晶化合物のうち、少なくとも一種
以上の一つの連鎖中エーテル酸素を持つ化合物を10重
量%以上と少なくとも一種以上の2つの連鎖中エーテル
酸素を持つ化合物を10重量%以上と少なくとも一種以
上の3つの連鎖中エーテル酸素を持つ化合物を10重量
%以上含有するカイラルスメクティック液晶組成物を使
用することを特徴とする液晶素子が非常に高速の応答性
を実現し、且つブックシェルフあるいはそれに近い層傾
き角の小さな構造を発現し、高速、高コントラスト、大
面積、高精細、高輝度のカイラルスメクティック液晶素
子の実現を可能とし、特に広い温度範囲で良好な駆動特
性、高い信頼性、駆動安定性を有することを示すことを
見いだした。尚、本発明において連鎖中エーテル酸素と
は、パーフルオロエーテル鎖中の主鎖を形成する酸素を
言う。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have at least electrodes for applying a voltage on the upper and lower substrates and an alignment control layer, and use a chiral smectic liquid crystal as a liquid crystal layer. A liquid crystal element in which the liquid crystal exhibits at least two stable states, wherein at least one of the alignment control layers has a thickness of 100 ° or less, and includes, as a chiral smectic liquid crystal, a fluorocarbon terminal portion and a hydrocarbon terminal portion; At least one of fluorine-containing liquid crystal compounds containing at least one ether oxygen in the chain in a fluorocarbon terminal chain, both terminal portions of which are linked by a central nucleus, and having a smectic intermediate phase or potentially a smectic intermediate phase. Compounds with ether oxygen in one chain of 10
The compound having an amount% or more and at least one or more compounds having two chain ether oxygen and 10% by weight or more of at least one or more of the three chain ether oxygen 10 weight
% , A liquid crystal element characterized by using a chiral smectic liquid crystal composition containing at least 0.1 % by weight realizes a very high-speed response, and exhibits a structure with a small layer tilt angle close to a bookshelf or a similar one. It has made it possible to realize a chiral smectic liquid crystal device having a large area, high definition, and high brightness, and shows that it has good driving characteristics, high reliability, and driving stability especially in a wide temperature range. In the present invention, the term "ether oxygen in the chain" refers to oxygen that forms the main chain in the perfluoroether chain.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1に本発明のカイラルスメクテ
ィック液晶素子の1例を挙げた。1がカイラルスメクテ
ィック液晶組成物からなる液晶層であり、通常、双安定
性を発現させるため、層厚は5μm以下が好ましい。2
が基板であり、ガラス、プラスチック等が用いられる。
3がITO等の透明電極である。4が配向制御層であ
り、少なくとも一方の基板上に配向制御層が必要であ
り、形成方法としては、例えば基板上に溶液塗工または
蒸着あるいはスパッタリング等により一酸化けい素、二
酸化けい素、酸化アルミニウム、ジルコニア、フッ化マ
グネシウム、酸化セリウム、フッ化セリウム、シリコン
チッ化物、シリコン炭化物、ホウ素チッ化物などの無機
物やポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリイミドア
ミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルイミ
ド、ポリパラキシレン、ポリカーボネート、ポリビニル
アセタール、ポリビニルクロライド、ポリスチレン、ポ
リシロキサン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ウレア
樹脂、アクリル樹脂などの有機物を用いて被膜形成した
のち、表面をビロード、布あるいは紙等の繊維状のもの
で摺擦(ラビング)することにより得られる。また、S
iO等の酸化物あるいはチッ化物などを基板の斜め方向
から蒸着する、斜方蒸着法なども用いられ得る。
FIG. 1 shows an example of a chiral smectic liquid crystal device of the present invention. Reference numeral 1 denotes a liquid crystal layer composed of a chiral smectic liquid crystal composition. Usually, the layer thickness is preferably 5 μm or less in order to exhibit bistability. 2
Is a substrate, and glass, plastic or the like is used.
3 is a transparent electrode such as ITO. Reference numeral 4 denotes an orientation control layer, which requires an orientation control layer on at least one of the substrates. Examples of the formation method include solution coating, evaporation, or sputtering on the substrate, such as silicon monoxide, silicon dioxide, or oxide. Inorganic substances such as aluminum, zirconia, magnesium fluoride, cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, polyvinyl alcohol, polyimide, polyimide amide, polyester, polyamide, polyester imide, polyparaxylene, polycarbonate, After forming a film using an organic material such as polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polystyrene, polysiloxane, cellulose resin, melamine resin, urea resin, and acrylic resin, the surface is made of fibrous material such as velvet, cloth or paper. Obtained by rubbing (rubbing). Also, S
An oblique evaporation method or the like in which an oxide such as iO or a nitride is deposited from an oblique direction of the substrate may be used.

【0010】 本発明の液晶素子は少なくとも一方の配
向制御層の膜厚が100Å以下であり、前記カイラルス
メクティック液晶組成物を必須成分として含み、所定の
機能を付与したものであればその構造は限定されない。
また、特に広い温度範囲で良好な駆動特性、高い信頼
性、駆動安定性を得られる点で配向制御膜層の膜厚は1
00Å以下であり、50Å以下であるとき、さらに好ま
しい場合がある。
The liquid crystal device of the present invention has a structure in which at least one alignment control layer has a thickness of 100 ° or less, contains the chiral smectic liquid crystal composition as an essential component, and has a predetermined function. Not limited.
In addition, the thickness of the orientation control film layer is preferably 1 in that good driving characteristics, high reliability, and driving stability can be obtained particularly in a wide temperature range.
And a 00Å or less, when it is 50Å or less, in some cases more preferred.

【0011】また上下配向膜は同じ構成であってもよ
く、異なる構成であっても良いが、良好な配向を得られ
るという観点で非対称構成がのぞましい。
The upper and lower alignment films may have the same configuration or different configurations. However, an asymmetric configuration is preferred from the viewpoint of obtaining good alignment.

【0012】また、上記配向制御層とは別に上下基板の
ショート防止層としての絶縁層や他の有機物層、無機物
層が形成されていてもよい。5がギャップ制御スペーサ
ーであり、例えばシリカビーズ等が用いられる。6がリ
ード線、7が信号電源、8が偏光板、9が光源である。
7からのスイッチング信号に応じてスイッチングが行わ
れ、表示素子等のライトバルブとして機能する。また、
3の透明電極を上下クロスにマトリクスとすれば、パタ
ーン表示、パターン露光が可能となり、例えばパーソナ
ルコンピューター、ワードプロセッサー等のディスプレ
イ、プリンター用ライトバルブとして用いられる。
In addition to the orientation control layer, an insulating layer, another organic layer, or an inorganic layer may be formed as a short-circuit preventing layer for the upper and lower substrates. Reference numeral 5 denotes a gap control spacer, for example, silica beads or the like is used. 6 is a lead wire, 7 is a signal power supply, 8 is a polarizing plate, and 9 is a light source.
Switching is performed in response to a switching signal from 7 and functions as a light valve such as a display element. Also,
If the three transparent electrodes are arranged in a matrix with upper and lower crosses, pattern display and pattern exposure become possible, and they are used, for example, as displays for personal computers and word processors, and as light valves for printers.

【0013】前記本発明のカイラルスメクティック液晶
組成物中に用いられるパーフルオロエーテル液晶性化合
物は、米国特許5,262,082、国際出願特許WO
93/22396、1993年第4回強誘電液晶国際会
議P−46(Marc D.Radcliffeら)に
記載されており、フルオロカーボン末端部分及び炭化水
素末端部分を含み、且つ該フルオロカーボン末端鎖中に
少なくとも一つの連鎖中エーテル酸素を含み、該両末端
部分が中心核によって結合されており、スメクティック
中間相または潜在的スメクティック中間相を持つフッ素
含有液晶化合物である。
The perfluoroether liquid crystalline compound used in the chiral smectic liquid crystal composition of the present invention is described in US Pat. No. 5,262,082 and International Patent Application WO
93/22396, 1993, 4th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals, P-46 (Marc D. Radcliffe et al.), Comprising a fluorocarbon terminal portion and a hydrocarbon terminal portion, and having at least one terminal in the fluorocarbon terminal chain. A fluorine-containing liquid crystal compound containing ether oxygen in two chains, both terminal portions of which are linked by a central nucleus, and having a smectic mesophase or a potential smectic mesophase.

【0014】ここで言う潜在的スメクティック中間相を
持つ化合物とはそれ自身でスメクティック中間相を示し
ていなくとも、スメクティック中間相を持つ化合物また
は他の潜在的スメクティック中間相を持つ化合物との混
合物において、適当な条件下スメクティック中間相を発
現する化合物を言う。下記一般式Iで表すことができ
る。
The compound having a latent smectic mesophase as used herein refers to a compound having a smectic mesophase or a compound having another potential smectic mesophase, even if the compound does not itself exhibit a smectic mesophase. Refers to compounds that, under appropriate conditions, express a smectic mesophase. It can be represented by the following general formula I.

【0015】[一般式I][General formula I]

【0016】[0016]

【化2】 を表し、a,b,cはそれぞれ独立に0または1から3
の整数を表す。ただしa+b+cは少なくとも2であ
る。
Embedded image A, b and c are each independently 0 or 1 to 3
Represents an integer. However, a + b + c is at least 2.

【0017】M,Nはそれぞれ独立に、−COO−,−
COS−,−COSe−,−COTe−,−(CH2
2d−(dは1から4の整数を表す)、−C≡C−,
−CH=CH−,−CH=N−,−CH2−O−,−C
O−,−O−,単結合を表し、その向きはいずれでもよ
い。
M and N are each independently -COO-,-
COS -, - COSe -, - COTe -, - (CH 2 C
H 2 ) d- (d represents an integer of 1 to 4), -C≡C-,
-CH = CH -, - CH = N -, - CH 2 -O -, - C
O-, -O-, or a single bond, and the orientation may be any.

【0018】X,Y,Zはそれぞれ独立に−H,−Cl
−,−F,−Br,−I,−OH,−OCH3,−C
3,−CF3,−OCF3,−CN,−NO2を表す。
l,m,nはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。
X, Y and Z are each independently -H, -Cl
-, - F, -Br, -I , -OH, -OCH 3, -C
H 3 , —CF 3 , —OCF 3 , —CN, and —NO 2 .
l, m, and n each independently represent an integer of 0 to 4.

【0019】Gは−COO−Ce2e−,−O−Ce2e
−,−O(Ce"2e"O)t−Ce'2e'−,−Ce
2e−,−OSOO−,−SOO−,−SOOCe
2e−,−Ce2e−N(Cp2p+1)−SOO−,−Ce
2e−N(Cp2p+1)−CO−(e,e’はそれぞれ
独立に1から20までの整数を表し、pは0から4まで
の整数を表す。e”はそれぞれの(Ce"2e"O)に独
立に1から10の整数を表わし、tは1から6の整数を
表わす。)を表す。
[0019] G is -COO-C e H 2e -, - O-C e H 2e
-, - O (C e " H 2e" O) t -C e 'H 2e' -, - C e H
2e -, - OSOO -, - SOO -, - SOOC e H
2e -, - C e H 2e -N (C p H 2p + 1) -SOO -, - C e
H 2e -N (C p H 2p + 1) -CO- (e, e ' represents an integer of from 1 independently to 20, p is an integer from 0 to 4 .e "is respectively ( Ce " H2e" O) independently represents an integer of 1 to 10, and t represents an integer of 1 to 6.)

【0020】Aは−O−(Cf2f−O)u−Cf'
2f'+1,−(Cf2f−O)u−Cf'2f'+1,−Cf2f
R’,−O−Cf2f−R’,−COO−Cf2f
R’,−OCO−Cf2f−R’(R’は−Cl,−
F,−CF3,−NO2,−CN,−H,−COO−Cf'
2f'+1,−OCO−Cf'2f'+1を表し、f,f’はそ
れぞれ独立に1から20の整数を表す。uは1から10
の整数である。)を表し、Aは直鎖でも分岐鎖でも良
い。
[0020] A is -O- (C f H 2f -O) u -C f 'H
2f '+ 1, - (C f H 2f -O) u -C f' H 2f '+ 1, -C f H 2f -
R ', - O-C f H 2f -R', - COO-C f H 2f -
R ', - OCO-C f H 2f -R' (R ' is -Cl, -
F, -CF 3, -NO 2, -CN, -H, -COO-C f '
H 2f '+ 1, -OCO- C f'' represents a + 1, f, f' H 2f each independently represents an integer of 1 to 20. u is 1 to 10
Is an integer. A represents a linear or branched chain.

【0021】Rは−(Cx2xO)zy2y+1であり、
xはそれぞれのCx2xOグループに独立に1から10
までの整数であり、yは1から10までの整数であり、
zは1から10までの整数である。)
[0021] R is - (C x F 2x O) a z C y F 2y + 1,
x is 1 to 10 independently for each C x F 2x O group
And y is an integer from 1 to 10,
z is an integer from 1 to 10. )

【0022】さらにパーフルオロエーテル液晶性化合物
の具体的構造例として以下に挙げる構造の化合物が挙げ
られる。
Further, specific structural examples of the perfluoroether liquid crystalline compound include compounds having the following structures.

【0023】[0023]

【化3】 Embedded image

【0024】[0024]

【化4】 Embedded image

【0025】[0025]

【化5】 Embedded image

【0026】[0026]

【化6】 Embedded image

【0027】[0027]

【化7】 Embedded image

【0028】[0028]

【化8】 Embedded image

【0029】 本発明においては、液晶として、フルオ
ロカーボン末端部分及び炭化水素末端部分を含み、且つ
該フルオロカーボン末端鎖中に少なくとも一つの連鎖中
エーテル酸素を含み該両末端部分が中心核によって結合
されており、スメクティック中間相または潜在的スメク
ティック中間相を持つフッ素含有液晶化合物のうち、少
なくとも一種以上の一つの連鎖中エーテル酸素を持つ化
合物と少なくとも一種以上の2つの連鎖中エーテル酸素
を持つ化合物と少なくとも一種以上の3つの連鎖中エー
テル酸素を持つ化合物が必須に含有される。これら3種
類の化合物が含有されることにより、特徴的に広い温度
範囲良好な駆動特性、高い信頼性、駆動安定性を得る
ことができる。これらの効果を得るために、少なくとも
一種以上の一つの連鎖中エーテル酸素を持つ化合物
0重量%以上と少なくとも一種以上の2つの連鎖中エー
テル酸素を持つ化合物10重量%以上と少なくとも一
種以上の3つの連鎖中エーテル酸素を持つ化合物10
重量%以上含有する組成物を用いる。また、十分なコン
トラスト、応答速度を得るためにブックシェルフあるい
はそれに近い層傾き角が小さい構造が好ましく、このた
めに本発明に用いる液晶組成物中には50重量%以上の
パーフルオロエーテル液晶性化合物が含有されているこ
とが好ましい。また、パーフルオロエーテル液晶性化合
物との相溶性が良好であるという観点でパーフルオロア
ルキル液晶性化合物が含有されることができる。さらに
その他の構成成分として、パーフルオロカーボン鎖を持
たない、いわゆるハイドロカーボンタイプの液晶性化合
物を含有することが可能である。そして本発明に用いる
カイラルスメクティック液晶組成物にはカイラル化合物
が含まれる。
In the present invention, the liquid crystal includes a fluorocarbon terminal portion and a hydrocarbon terminal portion, and the fluorocarbon terminal chain contains at least one ether oxygen in the chain, and the both terminal portions are bound by a central nucleus. , Among fluorine-containing liquid crystal compounds having a smectic intermediate phase or a potential smectic intermediate phase, at least one compound having at least one ether oxygen in a chain and at least one compound having two ether oxygens in a chain and at least one compound The compound having an ether oxygen in the three chains is essentially contained. By containing these three compounds , good driving characteristics, high reliability and driving stability can be obtained characteristically over a wide temperature range. In order to obtain these effects, at least one compound having one or more ether oxygens in the chain is used .
0% by weight or more and at least one or more compounds having two ether oxygens in the chain are 10% by weight or more and at least one or more compounds having three ether oxygens in the chain are 10
A composition containing at least% by weight is used . Further, in order to obtain sufficient contrast and response speed, a bookshelf or a structure having a small layer tilt angle close to the bookshelf is preferable. Therefore, the liquid crystal composition used in the present invention contains 50% by weight or more of a perfluoroether liquid crystal compound. Is preferably contained. Further, a perfluoroalkyl liquid crystal compound can be contained from the viewpoint of good compatibility with the perfluoroether liquid crystal compound. Further, as another component, a so-called hydrocarbon type liquid crystal compound having no perfluorocarbon chain can be contained. The chiral smectic liquid crystal composition used in the present invention contains a chiral compound.

【0030】以上に記述したパーフルオロアルキル液晶
性化合物の具体例として特開平2−142753号公報
に記載のものが挙げられ以下の構造のものが挙げられ
る。
Specific examples of the perfluoroalkyl liquid crystal compounds described above include those described in JP-A-2-142755 and those having the following structures.

【0031】[0031]

【化9】 Embedded image

【0032】[0032]

【化10】 Embedded image

【0033】[0033]

【化11】 Embedded image

【0034】[0034]

【化12】 Embedded image

【0035】[0035]

【化13】 Embedded image

【0036】[0036]

【化14】 Embedded image

【0037】[0037]

【化15】 Embedded image

【0038】[0038]

【化16】 Embedded image

【0039】[0039]

【化17】 Embedded image

【0040】[0040]

【化18】 Embedded image

【0041】[0041]

【化19】 Embedded image

【0042】さらにその他の構成成分としてのパーフル
オロカーボン鎖を持たない、いわゆるハイロドカーボン
タイプの液晶性化合物の具体例として、以下の構造のも
のが挙げられる。
Further, as a specific example of a so-called hydrocarbon type liquid crystal compound having no perfluorocarbon chain as another component, the following structure is exemplified.

【0043】[0043]

【化20】 Embedded image

【0044】[0044]

【化21】 Embedded image

【0045】[0045]

【化22】 Embedded image

【0046】[0046]

【化23】 Embedded image

【0047】[0047]

【化24】 Embedded image

【0048】[0048]

【化25】 Embedded image

【0049】[0049]

【化26】 Embedded image

【0050】[0050]

【化27】 Embedded image

【0051】[0051]

【化28】 Embedded image

【0052】[0052]

【化29】 Embedded image

【0053】[0053]

【化30】 Embedded image

【0054】[0054]

【化31】 Embedded image

【0055】[0055]

【化32】 Embedded image

【0056】[0056]

【化33】 Embedded image

【0057】[0057]

【化34】 Embedded image

【0058】[0058]

【化35】 Embedded image

【0059】[0059]

【化36】 Embedded image

【0060】さらにカイラル化合物の具体例としては以
下の構造のものが挙げられるが本発明はこれらに限定さ
れるものではない。
Further, specific examples of the chiral compound include those having the following structures, but the present invention is not limited thereto.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】[0062]

【表2】 [Table 2]

【0063】[0063]

【表3】 [Table 3]

【0064】[0064]

【表4】 [Table 4]

【0065】[0065]

【表5】 [Table 5]

【0066】[0066]

【化37】 Embedded image

【0067】[0067]

【化38】 Embedded image

【0068】[0068]

【表6】 [Table 6]

【0069】[0069]

【表7】 [Table 7]

【0070】[0070]

【表8】 [Table 8]

【0071】[0071]

【表9】 [Table 9]

【0072】[0072]

【表10】 [Table 10]

【0073】[0073]

【化39】 Embedded image

【0074】[0074]

【化40】 Embedded image

【0075】[0075]

【化41】 Embedded image

【0076】[0076]

【化42】 Embedded image

【0077】[0077]

【化43】 Embedded image

【0078】[0078]

【化44】 D−1:n=6,2R,5R D−2:n=6,2S,5R D−3:n=4,2R,5R D−4:n=4,2S,5R D−5:n=3,2R,5R D−6:n=2,2S,5R D−7:n=2,2R,5R D−8:n=1,2S,5R D−9:n=1,2R,5REmbedded image D-1: n = 6,2R, 5R D-2: n = 6,2S, 5R D-3: n = 4,2R, 5R D-4: n = 4,2S, 5R D-5: n = 3,2R, 5R D-6: n = 2,2S, 5R D-7: n = 2,2R, 5R D-8: n = 1,2S, 5R D-9: n = 1,2R, 5R

【0079】[0079]

【化45】 D−10:n=1 D−11:n=2 D−12:n=3 D−13:n=4 D−14:n=6 D−15:n=10Embedded image D-10: n = 1 D-11: n = 2 D-12: n = 3 D-13: n = 4 D-14: n = 6 D-15: n = 10

【0080】[0080]

【化46】 D−16:n=8 D−17:n=10Embedded image D-16: n = 8 D-17: n = 10

【0081】[0081]

【化47】 Embedded image

【0082】[0082]

【化48】 Embedded image

【0083】[0083]

【化49】 Embedded image

【0084】[0084]

【化50】 Embedded image

【0085】[0085]

【化51】 Embedded image

【0086】[0086]

【化52】 Embedded image

【0087】また、本発明のカイラルスメクティック液
晶組成物中には、その他の化合物、例えば染料、顔料、
酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加物も含むことが可能
である。
The chiral smectic liquid crystal composition of the present invention contains other compounds such as dyes and pigments.
Additives such as antioxidants and ultraviolet absorbers can also be included.

【0088】本発明の液晶素子は種々の機能をもった液
晶装置を構成するが、図2、図3に示した走査線アドレ
ス情報をもつ画像情報なるデータフォーマット及びSY
N信号による通信同期手段を取ることにより液晶表示装
置を実現する。図中の符号はそれぞれ以下のとおりであ
る。
The liquid crystal element of the present invention constitutes a liquid crystal device having various functions. The data format of the image information having the scanning line address information shown in FIGS.
A liquid crystal display device is realized by using communication synchronization means using N signals. The reference numerals in the figure are as follows.

【0089】 101 カイラルスメクティック液晶表示装置 102 グラフィックコントローラ 103 表示パネル 104 走査線駆動装置 105 情報線駆動装置 106 デコーダ 107 走査信号発生装置 108 シフトレジスタ 109 ラインメモリ 110 情報信号発生装置 111 駆動制御回路 112 GCPU 113 ホストCPU 114 VRAM101 Chiral smectic liquid crystal display device 102 Graphic controller 103 Display panel 104 Scan line driving device 105 Information line driving device 106 Decoder 107 Scan signal generating device 108 Shift register 109 Line memory 110 Information signal generating device 111 Drive control circuit 112 GCPU 113 Host CPU 114 VRAM

【0090】画像情報の発生は、本体装置側のグラフィ
ックコントローラ102にて行われ、図2及び図3に示
した信号転送手段にしたがって表示パネル103へと転
送される。グラフィックコントローラ102は、CPU
(中央演算処理装置、GCPUと略す。)及びVRAM
(画像情報格納用メモリ)114を核にホストCPU1
13と液晶表示装置101間の画像情報の管理や通信を
つかさどっている。尚、該表示パネルの裏面には、光源
が配置されている。
The image information is generated by the graphic controller 102 of the main unit, and is transferred to the display panel 103 according to the signal transfer means shown in FIGS. The graphic controller 102 is a CPU
(Central processing unit, abbreviated as GCPU) and VRAM
(Image information storage memory) Host CPU 1 with 114 as a core
13 manages image information and communicates with the liquid crystal display device 101. Note that a light source is disposed on the back surface of the display panel.

【0091】本発明の表示装置は表示媒体である液晶素
子が前述したように良好なスイッチング特性を有するた
め、優れた駆動特性、信頼性を発揮し、高精細、高速、
大面積の表示画像を得ることができる。
The display device of the present invention exhibits excellent driving characteristics and reliability because the liquid crystal element as a display medium has good switching characteristics as described above.
A large area display image can be obtained.

【0092】本発明の液晶素子の駆動法としては、例え
ば特開昭59−193426号公報、特開昭59−19
3427号公報、特開昭60−156046号公報、特
開昭60−156047号公報などに開示された駆動法
を適用することができる。
The driving method of the liquid crystal element of the present invention is described in, for example, JP-A-59-193426 and JP-A-59-19193.
The driving method disclosed in Japanese Patent No. 3427, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-156046, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-156047 or the like can be applied.

【0093】図6は、上記駆動法の波形図の一例であ
る。また、図5は、マトリクス電極を配置したカイラル
スメクティック液晶パネルの一例の平面図である。図5
の液晶パネル51には、走査電極群52の走査線と情報
電極群53のデータ線とが互いに交差して配線され、そ
の交差部の走査線とデータ線との間にはカイラルスメク
ティック液晶が配置されている。
FIG. 6 is an example of a waveform diagram of the above driving method. FIG. 5 is a plan view of an example of a chiral smectic liquid crystal panel on which matrix electrodes are arranged. FIG.
In the liquid crystal panel 51, the scanning lines of the scanning electrode group 52 and the data lines of the information electrode group 53 are wired so as to cross each other, and a chiral smectic liquid crystal is arranged between the scanning line and the data line at the intersection. Have been.

【0094】図6(A)中のSSは選択された走査線に
印加する選択走査波形を、SNは選択されていない非選
択走査波形を、ISは選択されたデータ線に印加する選
択情報波形(黒)を、INは選択されていないデータ線
に印加する非選択情報信号(白)を表わしている。ま
た、図中(IS−SS)と(IN−SS)は選択された走査
線上の画素に印加する電圧波形で、電圧(IS−SS)が
印加された画素は黒の表示状態をとり、電圧(IN
S)が印加された画素は白の表示状態をとる。
In FIG. 6A, S S applies a selected scanning waveform to be applied to a selected scanning line, S N applies an unselected scanning waveform that is not selected, and I S applies to a selected data line. A selected information waveform (black) and IN indicates a non-selected information signal (white) applied to an unselected data line. In the drawing, (I S -S S ) and (I N -S S ) are voltage waveforms applied to the pixels on the selected scanning line, and the pixels to which the voltage (I S -S S ) is applied are black. Taking the display state, the voltage (I N
The pixel to which S S ) is applied takes a white display state.

【0095】図6(B)は図6(A)に示す駆動波形
で、図4に示す表示を行ったときの時系列波形である。
FIG. 6B is a driving waveform shown in FIG. 6A, and is a time-series waveform when the display shown in FIG. 4 is performed.

【0096】図6に示す駆動例では、選択された走査線
上の画素に印加される単一極性電圧の最小印加時間Δt
が書込み位相t2の時間に相当し、1ラインクリヤt1
相の時間が2Δtに設定されている。
In the driving example shown in FIG. 6, the minimum application time Δt of the unipolar voltage applied to the pixels on the selected scanning line
There corresponds to the write phase t 2 time period of a one-line clearing phase t 1 is set to 2? T.

【0097】さて、図6に示した駆動波形の各パラメー
タVS,VI,Δtの値は使用する液晶材料のスイッチン
グ特性によって決定される。
The values of the parameters V S , V I , and Δt of the drive waveform shown in FIG. 6 are determined by the switching characteristics of the liquid crystal material used.

【0098】図7は後述するバイアス比を一定に保った
まま駆動電圧(VS+VI)を変化させた時の透過率Tの
変化、即ちV−T特性を示したものである。ここではΔ
t=50μsec、バイアス比VI/(VI+VS)=1
/3に固定されている。図7の正側は図6で示した(I
N−SS)、負側は(IS−SS)で示した波形が印加され
る。
FIG. 7 shows a change in the transmittance T when the drive voltage (V S + V I ) is changed while a bias ratio described later is kept constant, that is, a VT characteristic. Where Δ
t = 50 μsec, bias ratio V I / (V I + V S ) = 1
/ 3. The positive side of FIG. 7 is shown in FIG.
N- S s ), and the waveform shown by (I s -S s ) is applied to the negative side.

【0099】ここで、V1,V3をそれぞれ実駆動閾値電
圧及びクロストーク電圧と呼ぶ。また、V2<V1<V3
の時ΔV=V3−V1を電圧マージンと呼び、マトリクス
駆動可能な電圧幅となる。V3はカイラルスメクティッ
ク液晶表示素子駆動上、一般的に存在すると言ってよ
い。具体的には、図6(A)(IN−SS)の波形におけ
るVBによるスイッチングを起こす電圧値である。勿
論、バイアス比を大きくすることによりV3の値を大き
くすることは可能であるが、バイアス比を増すことは情
報信号の振幅を大きくすることを意味し、画質的にはち
らつきの増大、コントラストの低下を招き好ましくな
い。
Here, V 1 and V 3 are called an actual driving threshold voltage and a crosstalk voltage, respectively. Also, V 2 <V 1 <V 3
In this case, ΔV = V 3 −V 1 is referred to as a voltage margin, which is a voltage width in which matrix driving is possible. V 3 is a chiral smectic liquid crystal display device driving on, it may be said that generally present. Specifically, a voltage value causing switching by V B in the waveform of FIG. 6 (A) (I N -S S). Of course, it is possible to increase the value of V 3 by increasing the bias ratio, increasing the bias ratio corresponds to a large amplitude of a data signal, an increase in flickering in image quality, contrast Is undesirably caused.

【0100】我々の検討ではバイアス比1/3〜1/4
程度が実用的であった。ところで、バイアス比を固定す
れば、電圧マージンΔVは液晶材料のスイッチング特性
及び素子構成に強く依存し、ΔVの大きい素子がマトリ
クス駆動上非常に有利であることは言うまでもない。
In our study, the bias ratio was 1/3 to 1/4.
The degree was practical. By the way, if the bias ratio is fixed, the voltage margin ΔV strongly depends on the switching characteristics of the liquid crystal material and the element configuration, and it goes without saying that an element having a large ΔV is very advantageous for matrix driving.

【0101】また、同様に上述した電圧を一定に保ち、
電圧印加時間をΔtを変化させていくことにより、駆動
をすることも可能である。上述した電圧をそのまま電圧
印加時間とすればよく、その際電圧印加時間閾値をΔt
1とし、電圧印加時間クロストーク値をΔt2とし、(Δ
2−Δt1)=ΔTを電圧印加時間マージンという。
Similarly, the above-mentioned voltage is kept constant,
It is also possible to drive by changing the voltage application time Δt. The above-described voltage may be used as the voltage application time as it is, and in this case, the voltage application time threshold is Δt
1 , the voltage application time crosstalk value is Δt 2, and (Δ
t 2 −Δt 1 ) = ΔT is referred to as a voltage application time margin.

【0102】この様なある一定温度において、情報信号
の2通りの向きによって選択画素に「黒」及び「白」の
2状態を書き込むことが可能であり、非選択画素はその
「黒」又は「白」の状態を保持することが可能である電
圧マージンまたは電圧印加時間マージンは液晶材料及び
素子構成によって差が有り、特有なものである。また、
環境温度の変化によっても駆動マージンはズレていくた
め、実際の表示装置の場合、液晶材料、素子構成や環境
温度に対して最適な駆動条件にしておく必要がある。
At such a certain temperature, two states of “black” and “white” can be written to the selected pixel depending on the two directions of the information signal, and the unselected pixel can be written in the “black” or “white” state. The voltage margin or the voltage application time margin capable of maintaining the “white” state varies depending on the liquid crystal material and the element configuration, and is unique. Also,
Since the driving margin shifts due to a change in the environmental temperature, in the case of an actual display device, it is necessary to set optimal driving conditions for the liquid crystal material, the element configuration, and the environmental temperature.

【0103】[0103]

【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0104】[実施例1][Example 1]

【0105】[0105]

【化53】 Embedded image

【0106】[0106]

【化54】 Embedded image

【0107】 また、用いた液晶セルは、ITO付きガ
ラス基板に6,6−ナイロンの蟻酸溶液をスピンコート
した後乾燥し、厚さ50Åの膜を膜し、ラビング処理
を施した後、基板とITO付きガラス基板にシラン
カップリング剤(オクダデシルトリエトキシシラン)を
スピンコートし、熱処理した基板にシリカビーズスペー
サーを散布し、ギャップを形成しり合わせた1.8μ
mの厚のものである。
[0107] Further, the liquid crystal cell used, after the formic acid solution of 6,6-nylon ITO-coated glass substrate was dried after spin coating, and film the film having a thickness of 50 Å, a rubbing treatment, the a substrate, ITO-coated glass substrate to a silane coupling agent (Okuda decyl triethoxysilane) was spin-coated, sprayed with silica beads spacer substrate was heat-treated, combined Ri bonded to form a gap 1.8μ
m.

【0108】層傾き角δの測定はJpn. J. Ap
pl. Phys. 27.L725(1988)に記
載されている方法に準拠して行った。
The measurement of the layer inclination angle δ is described in Jpn. J. Ap
pl. Phys. 27. L725 (1988).

【0109】駆動波形は図6に記載した波形を使用し
た。バイアス比は1/3とし、(VI+VS)は18Vに
固定し、電圧印加時間を可変として、マージンを測定し
た。
The drive waveform used was the waveform shown in FIG. The bias ratio was 1/3, (V I + V S ) was fixed at 18 V, and the voltage application time was variable to measure the margin.

【0110】下記の組成(重量部)のカイラルスメクテ
ィック液晶組成物を調製した。
A chiral smectic liquid crystal composition having the following composition (parts by weight) was prepared.

【0111】組成物α ////////(a)/(b)=0
/0/0/45/30/0/15/0/5/2 組成物β ////////(a)=3/3/4
/40/20/0/20/0/5 組成物γ ////////(a)/(b)=3
/3/4/40/10/10/10/10/5/2 組成物ρ ////////(b)=0/0/0
/45/20/0/20/0/5 組成物σ ////////(c)=0/0/0
/45/20/0/20/0/10
Composition α //////// (a) / (b) = 0
/ 0/0/45/30/0/15/0/5/2 composition β //////// (a) = 3/3/4
/ 40/20/0/20/0/5 composition γ //////// (a) / (b) = 3
/ 3/4/40/10/10/10/10/5/2 composition ρ //////// (b) = 0/0/0
/ 45/20/0/20/0/5 composition σ //////// (c) = 0/0/0
/ 45/20/0/20/0/10

【0112】各組成物の25℃での注入直後の電圧印加
時間閾値Δt1、電圧印加時間マージンΔT(μsec
以下同じ)、また、50時間経過後のΔT50、15℃で
のΔT(15)を下表に示した。
The voltage application time threshold Δt 1 and the voltage application time margin ΔT (μsec) immediately after the injection of each composition at 25 ° C.
The same applies hereinafter), ΔT 50 after 50 hours, and ΔT (15) at 15 ° C. are shown in the following table.

【0113】[0113]

【表11】 [Table 11]

【0114】また、組成物αの25℃での層傾き角は
3.6度であった。
The layer inclination angle of the composition α at 25 ° C. was 3.6 degrees.

【0115】[実施例2]6,6−ナイロンを上下両サ
イドに用いてを実施例1と同様に1.8μmのセルを作
成した。また、実施例1と同様にΔT(25)、ΔT
(25)50を下記の組成物を用いて測定した結果を、下
表に示した。
Example 2 A 1.8 μm cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that 6,6-nylon was used on both upper and lower sides. Further, as in the first embodiment, ΔT (25), ΔT
(25) The results of measuring 50 using the following composition are shown in the table below.

【0116】[0116]

【表12】 [Table 12]

【0117】[比較例1]下記の組成の組成物を調整し
た。
Comparative Example 1 A composition having the following composition was prepared.

【0118】組成物ζ ////////(a)=3/3/4
/70/0/0/10/0/5
Composition II //////// (a) = 3/3/4
/ 70/0/0/10/0/5

【0119】この組成物を25℃で実施例1のセルで同
じ方法で評価したところ、Δt1(μsec)は43μ
sec、ΔT(25)が4、ΔT(25 50が0、ΔT
(15)が0であった。
This composition was prepared at 25 ° C. in the cell of Example 1.
When evaluated by the same method, Δt1(Μsec) is 43μ
sec, ΔT (25) is 4, ΔT (25 )50Is 0, ΔT
(15) was 0.

【0120】[比較例2]実施例1の6,6−ナイロン
の膜厚を250Åのセル(x)を作成した。これで実施
例1の組成物α、βを用いて同様に評価したところ、い
ずれもΔT(25)、ΔT(25)50がなかった。
[Comparative Example 2] A cell (x) having a film thickness of 250 ° of 6,6-nylon of Example 1 was prepared. When the same evaluation was performed using the compositions α and β of Example 1, ΔT (25) and ΔT (25) 50 were not found in any case.

【0121】[0121]

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明のカイラ
ルスメクティック液晶組成物を用いた液晶素子によれ
ば、非常に高速の応答性を実現し、且つブックシェルフ
あるいはそれに近い層傾き角の小さな構造を発現し、高
速、高コントラスト、大面積、高精細、高輝度のカイラ
ルスメクティック液晶素子が実現した。本発明の液晶素
子は、特に広い温度範囲で良好な駆動特性を示し、さら
は非対称配向膜構成の素子において高い信頼性、駆動
安定性を有する。
As described above, according to the liquid crystal device using the chiral smectic liquid crystal composition of the present invention, a very high-speed response is realized, and the bookshelf or a layer having a small layer tilt angle close thereto is obtained. A chiral smectic liquid crystal device with high speed, high contrast, large area, high definition and high brightness was realized by expressing the structure. The liquid crystal element of the present invention exhibit particularly good drive characteristics in a wide temperature range, furthermore has a high reliability, the driving stability in the device of non-symmetrical alignment layer configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の液晶素子の断面図を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a sectional view of a liquid crystal element of the present invention.

【図2】本発明の液晶素子を備えた表示装置とグラフィ
ックスコントローラを示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a display device including a liquid crystal element of the present invention and a graphics controller.

【図3】表示装置とグラフィクスコントローラとの間の
画像情報通信タイミングチャートを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a timing chart of image information communication between a display device and a graphics controller.

【図4】図6に示す時系列駆動波形で実際の駆動を行な
った時の表示パターンの模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a display pattern when actual driving is performed with the time-series driving waveform shown in FIG.

【図5】マトリクス電極を配置した液晶パネルの平面図
である。
FIG. 5 is a plan view of a liquid crystal panel on which matrix electrodes are arranged.

【図6】本発明の液晶素子の駆動に用いられる駆動波形
の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a driving waveform used for driving the liquid crystal element of the present invention.

【図7】本発明にかかる、駆動電圧を変化させた時の透
過率の変化を表すグラフ(V−T特性図)である。 1 液晶層 2 基板 3 透明電極 4 配向制御層 5 スペーサー 6 リード線 7 信号電源 8 偏光板 9 光源 101 カイラルスメクティック液晶表示装置 102 グラフィックコントローラ 103 表示パネル 104 走査線駆動装置 105 情報線駆動装置 106 デコーダ 107 走査信号発生装置 108 シフトレジスタ 109 ラインメモリ 110 情報信号発生装置 111 駆動制御回路 112 GCPU 113 ホストCPU 114 VRAM
FIG. 7 is a graph (VT characteristic diagram) showing a change in transmittance when a drive voltage is changed according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal layer 2 Substrate 3 Transparent electrode 4 Alignment control layer 5 Spacer 6 Lead wire 7 Signal power supply 8 Polarizer 9 Light source 101 Chiral smectic liquid crystal display device 102 Graphic controller 103 Display panel 104 Scan line drive device 105 Information line drive device 106 Decoder 107 Scanning signal generator 108 Shift register 109 Line memory 110 Information signal generator 111 Drive control circuit 112 GCPU 113 Host CPU 114 VRAM

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 修嗣 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−243227(JP,A) 特開 平3−209222(JP,A) 特開 平4−43325(JP,A) 特表 平7−506368(JP,A) 米国特許5417883(US,A) 米国特許5262082(US,A) 国際公開95/17481(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 19/00 - 19/34 C09K 19/42 - 19/46 CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Shuji Yamada 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References JP-A-4-243227 (JP, A) JP-A-3 -209222 (JP, A) JP-A-4-43325 (JP, A) JP-A-7-506368 (JP, A) US Patent 5,418,883 (US, A) US Patent 5,208,822 (US, A) International Publication 95/17481 (WO, A1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C09K 19/00-19/34 C09K 19/42-19/46 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 上下基板上に少なくとも電圧を印加する
ための電極、配向制御層を有し、液晶層としてカイラル
スメクティック液晶を用い、該液晶が少なくとも2つの
安定状態を示す液晶素子において、少なくとも一方の配
向制御層の膜厚が100Å以下であり、且つカイラルス
メクティック液晶として、フルオロカーボン末端部分及
び炭化水素末端部分を含み、さらに該フルオロカーボン
末端鎖中に少なくとも一つの連鎖中エーテル酸素を含
み、該両末端部分が中心核によって結合されており、ス
メクティック中間相または潜在的にスメクティック中間
相を持つフッ素含有液晶化合物のうち、少なくとも一種
以上の一つの連鎖中エーテル酸素を持つ化合物を10重
量%以上と少なくとも一種以上の2つの連鎖中エーテル
酸素を持つ化合物を10重量%以上と少なくとも一種以
上の3つの連鎖中エーテル酸素を持つ化合物を10重量
%以上含有するカイラルスメクティック液晶組成物を使
用することを特徴とする液晶素子。
At least one of a liquid crystal element having an electrode for applying a voltage on at least one of upper and lower substrates, an alignment control layer, a chiral smectic liquid crystal as a liquid crystal layer, and the liquid crystal exhibiting at least two stable states. or less thickness 100 Å of the orientation control layer, and a chiral smectic liquid crystal comprises a fluorocarbon terminal portion and a hydrocarbon terminal portion further comprises at least one chain ether oxygen in the fluorocarbon terminal chain, the both Among the fluorine-containing liquid crystal compounds having a smectic mesophase or potentially a smectic mesophase having a terminal portion linked by a central nucleus, at least one compound having ether oxygen in one or more chains of 10 % or more.
The compound having an amount% or more and at least one or more compounds having two chain ether oxygen and 10% by weight or more of at least one or more of the three chain ether oxygen 10 weight
% , Using a chiral smectic liquid crystal composition containing 0.1 % or more .
【請求項2】 上下で異なる配向処理を施してなる請求
1に記載の液晶素子。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein different alignment treatments are applied to upper and lower portions.
【請求項3】 前記フッ素含有液晶化合物のフルオロカ
ーボン末端鎖が、−V(Cx2xO)zy2y+1で表さ
れ、xはそれぞれのCx2xOに独立に1から10で、
yは1から10で、zは1から10であり、Vは単結
合、−COO−Cr2r−、−O−Cr2r−、−O−
(Cs2sO)t−Cr’2r’−、−OSO2−、−SO
2−、−SO2−Cr2r−、−Cr2r−、−Cr2r
N(Cp2p+1)−SO2−、−Cr2r−N(C
p2p+1)−CO−、rとr’はそれぞれ独立に1から
20であり、sはそれぞれのCs2sOグループに独立
に1から10であり、tは1から6であり、pは0から
4であるカイラルスメクティック液晶組成物を使用する
請求項1または2に記載の液晶素子。
Fluorocarbon terminal chain of claim 3 wherein said fluorine-containing liquid crystal compound is represented by -V (C x F 2x O) z C y F 2y + 1, x 1 are independently each C x F 2x O At 10,
y is from 1 to 10, z is 10 1, V is a single bond, -COO-C r H 2r - , - O-C r H 2r -, - O-
(C s H 2s O) t -C r 'H 2r' -, - OSO 2 -, - SO
2 -, - SO 2 -C r H 2r -, - C r H 2r -, - C r H 2r -
N (C p H 2p + 1 ) -SO 2 -, - C r H 2r -N (C
p H 2p + 1) -CO-, r and r 'are 20 each independently 1, s is 1 to 10 independently in each of the C s H 2s O group, t is 1 to 6 a liquid crystal device according to claim 1 or 2 p is using a chiral smectic liquid crystal composition is from 4 to 0.
【請求項4】 前記フッ素含有液晶化合物が、下記一般
式Iで表される化合物であるカイラルスメクティック液
晶組成物を使用した請求項1〜いずれかに記載の液晶
素子。 [一般式I] 【化1】 を表し、 a,b,cはそれぞれ独立に0または1から3の整数を
表す。ただしa+b+cは少なくとも2である。M,N
はそれぞれ独立に、−COO−,−COS−,−COS
e−,−COTe−,−(CH2CH2d−(dは1か
ら4の整数を表す)、−C≡C−,−CH=CH−,−
CH=N−,−CH2−O−,−CO−,−O−,単結
合を表し、その向きはいずれでもよい。X,Y,Zはそ
れぞれ独立に−H,−Cl−,−F,−Br,−I,−
OH,−OCH3,−CH3,−CF3,−OCF3,−C
N,−NO2を表す。l,m,nはそれぞれ独立に0〜
4の整数を表す。Gは−COO−Ce2e−,−O−Ce
2e−,−O(Ce”2e”O)t−Ce’2e’−,−
e2e−,−OSOO−,−SOO−,−SOOCe
2e−,−Ce2e−N(Cp2p+1)−SOO−,−Ce
2e−N(Cp2p+1)−CO−(e,e’はそれぞれ
独立に1から20までの整数を表し、pは0から4まで
の整数を表す。e”はそれぞれの(Ce”2e”O)に
独立に1から10の整数を表わし、tは1から6の整数
を表わす。)を表す。Aは−O−(Cf2f−O)u−C
f’2f’+1,−(Cf2f−O)u−Cf’2f’+1,−
f2f−R’,−O−Cf2f−R’,−COO−Cf
2f−R’,−OCO−Cf2f−R’(R’は−C
l,−F,−CF3,−NO2,−CN,−H,−COO
−Cf’2f’+1,−OCO−Cf’2f’+1を表し、
f,f’はそれぞれ独立に1から20の整数を表す。u
は1から10の整数である。)を表し、Aは直鎖でも分
岐鎖でも良い。Rは−(Cx2xO)zy2y+1であ
り、xはそれぞれのCx2xOグループに独立に1から
10までの整数であり、yは1から10までの整数であ
り、zは1から10までの整数である。)
Wherein said fluorine-containing liquid crystal compound, a liquid crystal device according to any one of claims 1 to 3 using a chiral smectic liquid crystal composition is a compound represented by the following general formula I. [General formula I] A, b, and c each independently represent 0 or an integer of 1 to 3. However, a + b + c is at least 2. M, N
Are independently -COO-, -COS-, -COS
e -, - COTe -, - (CH 2 CH 2) d - (d is an integer of from 1 4), - C≡C -, - CH = CH -, -
CH = N—, —CH 2 —O—, —CO—, —O—, a single bond, and the orientation may be any. X, Y and Z are each independently -H, -Cl-, -F, -Br, -I,-
OH, -OCH 3, -CH 3, -CF 3, -OCF 3, -C
N, representing the -NO 2. l, m, and n are each independently 0 to
Represents an integer of 4. G is -COO-C e H 2e -, - O-C e
H 2e -, - O (C e "H 2e" O) t -C e 'H 2e' -, -
C e H 2e -, - OSOO -, - SOO -, - SOOC e H
2e -, - C e H 2e -N (C p H 2p + 1) -SOO -, - C e
H 2e -N (C p H 2p + 1) -CO- (e, e ' represents an integer of from 1 independently to 20, p is an integer from 0 to 4 .e "is respectively ( C e "H 2e" O) independently represents an integer of 1 to 10, t is .A representative of the representative.) an integer from 1 to 6 -O- (C f H 2f -O ) u -C
f 'H 2f' + 1, - (C f H 2f -O) u -C f 'H 2f' + 1, -
C f H 2f -R ', - O-C f H 2f -R', - COO-C f
H 2f -R ', - OCO- C f H 2f -R' (R ' is -C
l, -F, -CF 3, -NO 2, -CN, -H, -COO
-C f 'H 2f' + 1 , represents -OCO-C f 'H 2f' + 1,
f and f ′ each independently represent an integer of 1 to 20. u
Is an integer of 1 to 10. A represents a linear or branched chain. R is - (C x F 2x O) a z C y F 2y + 1, x is an integer from 1 independently each C x F 2x O group until 10, integer y is from 1 to 10 And z is an integer from 1 to 10. )
【請求項5】 前記一般式Iで表される化合物がフェニ
ルピリミジンコアからなる化合物である液晶組成物を使
用した請求項記載の液晶素子。
5. The liquid crystal device according to claim 4, wherein the compound represented by the general formula I is a compound comprising a phenylpyrimidine core.
【請求項6】 フルオロカーボン末端部分及び炭化水素
末端部分を含み、且つ該フルオロカーボン末端鎖中に少
なくとも一つの連鎖中エーテル酸素を含み、該両末端部
分が中心核によって結合されており、スメクティック中
間相または潜在的スメクティック中間相を持つフッ素含
有液晶化合物を50重量%以上含有するところの液晶組
成物を使用した請求項1〜いずれかに記載の液晶素
子。
6. A composition comprising a fluorocarbon end portion and a hydrocarbon end portion, and at least one ether oxygen in the chain in the fluorocarbon end chain, wherein both end portions are linked by a central nucleus, wherein the smectic mesophase or The liquid crystal device according to any one of claims 1 to 5, wherein a liquid crystal composition containing 50% by weight or more of a fluorine-containing liquid crystal compound having a latent smectic mesophase is used.
【請求項7】 請求項1〜いずれかに記載の液晶素子
を使用した液晶装置。
7. A liquid crystal device using the liquid crystal device according to any of claims 1-6.
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