JP3423546B2 - 液晶組成物、液晶素子、及び該素子を用いた液晶装置 - Google Patents

液晶組成物、液晶素子、及び該素子を用いた液晶装置

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JP3423546B2
JP3423546B2 JP26954196A JP26954196A JP3423546B2 JP 3423546 B2 JP3423546 B2 JP 3423546B2 JP 26954196 A JP26954196 A JP 26954196A JP 26954196 A JP26954196 A JP 26954196A JP 3423546 B2 JP3423546 B2 JP 3423546B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置や液
晶光シャッターを構成する液晶素子に用いる液晶組成
物、液晶素子、及び、これを用いた液晶装置、特に液晶
表示装置に関し、特に、強誘電性液晶組成物及びこれを
用いた液晶素子、液晶装置に関し、詳しくは、駆動耐久
性を改善した強誘電性液晶組成物、これを用いた液晶素
子、及び、液晶装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】強誘電性液晶分子の屈折率異方性を利用
して、偏光素子との組合せにより透過光線を制御する型
の表示素子がクラーク（Ｃｌａｒｋ）及びラガーウォル
（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特開昭
５６−１０７２１６号公報）。
【０００３】この強誘電性液晶は、一般に、特定の温度
域においてカイラルスメクティックＣ相（ＳｍＣ*）ま
たは、Ｈ相（ＳｍＨ*）を有し、この状態において、加
えられる電界に応答して、第一の光学的安定状態と、第
二の光学的安定状態とのいずれかをとり、且つ電界の印
加のない時はその状態を維持する性質、すなわち双安定
性を有し、また電界の変化に対する応答も速やかであ
り、高速ならびに記憶型の表示素子用として広い利用が
期待され、特に、その機能から、大画面で高精細なディ
スプレイへの応用が期待されている。
【０００４】従来より、このような強誘電性液晶組成
物、及び、これを用いた強誘電性液晶素子、これらを用
いた液晶装置についての様々な問題点の指摘とその解決
手段が提案されている。
【０００５】例えば、特開平３−２５２６２４号公報で
は、素子の構成要因、配向状態からＣ１ユニフォーム配
向状態と呼ぶ、双安定配向状態での透過率（コントラス
ト）改善手法が提案されている。
【０００６】また、特開昭６０−３１１２０号公報、特
開平１−１４０１９８号公報には、液晶表示素子を大画
面化、高精細化するに伴い、フレーム周波数（１画面形
成周波数）が低周波になってしまい、画面書き換え速度
や、文字編集、グラフィック画面などでのスムーズスク
ロール、及びカーソル移動などの動画表示が遅くなるこ
とに対しての改善駆動方法が提案されている。
【０００７】すなわち、走査電極と、情報電極とをマト
リクス配置した表示パネルと、走査電極を全数、又は、
所定数選択する手段（この手段により選択する場合を全
面書込みという）と、走査電極を全数、又は、所定数の
内の一部を選択する手段（この手段により選択する場合
を部分書込みという）とを有する表示装置を用いること
である。
【０００８】これにより、部分的動画表示を部分書込み
で行なうことによって、高速表示が可能になり、部分書
込みと、全面書込みの両立が実現できる。
【０００９】更に、特開平３−３５２２０号公報では、
大画面化、高精細化強誘電性液晶表示素子を実現する上
で、液晶表示素子が駆動マージンと呼ばれる駆動特性を
広く持つ必要性が指摘されている。
【００１０】一方、特開平５−２７３５３７号公報で
は、強誘電性液晶を用いた表示素子を長時間駆動し続け
ると、液晶セル間に挟持された液晶材料が駆動により特
定の方向に移動し、素子を構成し液晶組成物を挟持して
いるガラス基板間の距離（セルギャップ）が次第に増加
していき、黄色に見え始め、表示品質の低下を招くこと
を指摘し、改善手法として、液晶材料に接する素子構成
材料（配向制御層構成材料）の表面形状という観点から
提案している。
【００１１】上記した液晶材料の移動現象について図１
１を用いて説明する。表面安定化型強誘電性液晶素子に
おいて液晶分子は、その平均分子軸方向として、図１１
（ａ）を示すような二つの安定状態１１６ａ、１１６ｂ
のいずれかをとる。ここで１１５はラビング処理などの
一軸配向処理方向である。そして、液晶素子を駆動する
ことによって、液晶分子は一軸配向処理方向と垂直な方
向、例えば１１７に示す向き、に移動する。このような
１１７に示す向きの液晶分子の移動が、図１１（ｂ）に
示すような液晶素子全体にわたって生じると、１１８で
示した領域に液晶材料が集まることになり、領域１１８
で液晶素子のセルギャップが増大する。
【００１２】更に、欧州公開０６４８８２６Ａ２、特開
平７−１５９７９０号公報においては、液晶素子の素子
構成要因と、液晶組成物の相転移の挙動（降温過程にお
けるコレステリック相状態とスメクティックＡ相状態と
が混在する温度範囲）との関連から、液晶移動現象の改
善手法を提案している。
【００１３】本発明者等は、このような耐久特性に関し
て、更に検討を進めたところ、カイラルスメクティック
液晶、強誘電性液晶、又は強誘電性液晶表示素子として
の駆動特性の劣化、特に駆動マージンの低下という問題
が認められた。
【００１４】この現象を細かく観察すると素子構成（各
色のカラーフィルターの形成、メタル配線）などによる
表面段差、或いはスペーサビーズ、粒状接着剤と呼ばれ
るセルギャップ保持・補強材等による何らかの影響が、
長時間の駆動により少しづつ現れ始め、経時的にその影
響を受ける領域が拡大し、各画素周囲に形成されている
段差部、又はギャップ保持・補強材料周囲部での液晶駆
動特性において、クロストーク値が他の領域と比較して
著しく低下する現象に起因していた。
【００１５】図１２にクロストーク値が低下する領域
（駆動耐久性低下領域）の例を示す。図１２中１２１は
メタル配線、１２２はラビング処理などの一軸配向処理
方向、１２３は粒状接着剤、１２４はスペーサビーズを
示す。これらメタル配線１２１、粒状接着剤１２３、ス
ペーサビーズ１２４の近傍に駆動耐久性低下領域１２５
が形成される。
【００１６】このような現象が、表示領域全域で発生し
始めると、表示のちらつき領域が多くなり、更には、表
示面全体のコントラストも低下し、表示品質を低下させ
る結果となる。更には、表示素子としてのセルギャップ
むら、表示装置における表示パネルの面内温度むら等に
よる影響も加味され、駆動マージンが駆動耐久初期に比
べ著しく低下し、満足な画質品質が得られなくなってし
まう。
【００１７】上述したような様々な問題に対して、液晶
組成物が単独の液晶性化合物より構成されているもので
はなく、種々の液晶性化合物からなる組成物であること
から、新規な液晶性化合物、又は、公知な液晶性化合物
を導入することによって要求される特性を改善する試
み、具体的には、室温を含む広い温度領域でカイラルス
メクティックＣ相を示す組成物を提供し、高速応答特
性、配向特性、駆動温度特性、低温保存特性、透過率特
性等の諸特性を改善する試みがなされている。
【００１８】しかし、液晶性化合物が特定の特性につい
て、メリットとデメリットを兼ね備えているのも良く知
られている事実である。そのため、液晶組成物（ここで
はカイラルスメクティック液晶組成物）を構成、構築し
ていく場合、種々の液晶性化合物のメリットを十分に引
き出しながら、デメリットを補充しあえるような、液晶
性化合物の組合せが必要であり、バランスのとれたカイ
ラルスメクティック液晶特に強誘電性液晶組成物を得る
ための液晶性化合物の組合せに関する知見が望まれてい
た。
【００１９】このような化合物の組合せ、又は選択とい
う手法は、特開平６−２４２４５０号公報等に提案され
ている。
【００２０】しかし、これらの提案は、大画面化、高精
細化のなされた液晶表示素子、及び表示装置を実現する
上で非常に有効な手段ではあるが、特に前述したような
表示素子又は表示装置を長時間使用する際の実用上の問
題点、すなわち画質等の表示品質の低下、駆動特性の低
下などの耐久特性の問題について、充分な指摘、及び該
問題点の解決の指針の提案はなされていなかったのが実
状である。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
したような長時間使用による液晶素子の表示品質の低
下、駆動特性の低下といった耐久特性を改善する液晶組
成物を提供することにある。
【００２２】本発明の別の目的は、当該組成物を用いて
耐久特性を改善した液晶素子、並びに液晶装置を提供す
ることにある。
【００２３】本発明の他の目的は、耐久特性を改善した
液晶装置を提供することによる、省資源化、省エネルギ
ー化、省スペース化などに貢献することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、下
記一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）、一般式（Ｃ）で示され
る化合物を必須成分として有する液晶組成物によって達
成される。
【００２５】
【化１２】
【００２６】
【化１３】
【００２７】
【化１４】
【００２８】また、本発明によれば、液晶を挟持して対
向すると共に、該対向面側に液晶に電圧を印加するため
の電極が形成された一対の基板とを具備する液晶素子で
あって、少なくとも一方の基板における対向面側に液晶
の配向状態を制御するための配向制御層を有し、前記液
晶として、上記３成分を必須成分とした液晶組成物を用
いる液晶素子が提供される。
【００２９】更に本発明によれば、上記液晶素子及び該
素子の駆動回路を具備する液晶装置が提供される。
【００３０】特開平５−２７３５３７号公報には、液晶
が充填されている液晶セルの端部におけるセル厚の変化
は、駆動により液晶自身が液晶セル間の特定方向に移動
することによって、セル端部での圧力が増加した結果と
して起こっており、液晶分子が液晶セルの中を移動する
力の発生原因は不明だが、おそらく駆動パルスによる交
流的な電界で、液晶分子の双極故モーメントが揺らぐこ
とにより発生する電気力学的効果であろうと推定される
旨の記載がある。
【００３１】約１〜５μｍ程度の薄いセルギャップで構
成されている液晶素子、特に強誘電性液晶を用いた素子
におけるセルギャップの変動が、大きな駆動電圧閾値特
性の変化につながることは、容易に類推できる。
【００３２】しかしながら、液晶の移動なる現象が、液
晶組成物全体の均一的移動現象であり、これがセルギャ
ップ変化を引き起こし、色味を変化させ、駆動電圧閾値
特性の変化を引き起こしているのか、或いは、組成物を
構成する成分（化合物）の一部が偏りながら組成物とし
て移動することで、素子（パネル）内での組成物の成分
構成比率と屈折率異方性（Δｎ）の変化、及びセルギャ
ップの変化を引き起こし、これが素子の色味を変化さ
せ、駆動電圧閾値特性の変化を増大させているのかは、
未だ我々の検討でも明らかにされていない。
【００３３】いずれにしても、本発明者等は、液晶の移
動が力学的な要因に基づく移動であるならば、液晶組成
物を構成する液晶性化合物の骨格的要因を制御すること
によっても、液晶の移動現象の抑制が可能であると考え
検討を行なった。
【００３４】本発明者等は、現在数多く提案されている
液晶組成物、特にカイラルスメクティック相を示す液晶
組成物の主成分として、ピリミジン環やフェニル環を中
心骨格に持つ液晶性化合物を用いることが主流となって
いることから、かかる液晶組成物中での液晶のスイッチ
ング特性に悪影響を与えないような骨格形態を持ち、か
つ、成分全体の相溶性を阻害しないような骨格形態を持
つ化合物を使用する液晶組成物の処方であって、上述し
た液晶の移動現象を改善する処方について鋭意検討を行
なった。
【００３５】また、液晶素子構造上、透明電極などの電
極やその補助電極として形成されるメタル配線などによ
る段差（微少なセルギャップの違い）部分近傍の領域
や、スペーサビーズ、粒状接着剤といったギャップ保持
材料周囲の領域においても、何らかの力学的効果が局所
的に増大していると考えられる。この領域において、長
時間駆動に伴って、駆動閾値特性が変化（クロストーク
が著しく低下）する部分が経時的に増大する傾向にあ
る。そこで、この領域と液晶の移動現象との間に何らか
の関係があるものと推定し、液晶移動現象を抑制、改善
することで、このような局所的な駆動閾値特性の変化に
よる表示品質の劣化を改善することを鋭意検討した。
【００３６】本発明者等は、上述したような耐久特性の
問題を改善するため、上述したような技術思想に基づ
き、特定の液晶成分として適する化合物を組合せ、これ
を用いた液晶組成物、これを使用した液晶素子、更に、
これを用いた液晶装置について鋭意検討を重ねた結果、
本発明に至ったものである。
【００３７】
【発明の実施の形態】本発明の液晶組成物は、前記一般
式（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）で表わされる３種の化合物
を必須成分とする。これら３種の化合物は、好ましくは
単独で液晶相を示す液晶化合物であるが、液晶組成物中
で液晶成分として好適に機能するものであれば、単独で
液晶相をとるか否かは限定されない。
【００３８】本発明の液晶組成物は、好ましくは上記必
須成分に加えて、少なくとも一種の光学活性化合物を含
有し、カイラルスメクティック相を示し、また、強誘電
性液晶として機能する。
【００３９】前記一般式（Ａ）で示される化合物は、例
えば特開平５−２６２６７８号公報に開示された方法に
よって合成され得る。
【００４０】一般式（Ａ）で示される化合物の好ましい
具体例を下記の表に化合物を構成する基の組合せの形で
示す。表中におけるアルファベットは下記に示す側鎖
基、又は環状基を示す。また、−は単結合を示す。
【００４１】ｍｅｔ：ＣＨ3，ｈｅｐ：Ｃ7Ｈ15，ｔｒ
ｄ：Ｃ13Ｈ27，ｅｔｈ：Ｃ2Ｈ5，ｏｃｔ：Ｃ8Ｈ17，ｔ
ｅｄ：Ｃ14Ｈ29，ｐｒｏ：Ｃ3Ｈ7，ｎｏｎ：Ｃ9Ｈ19，
ｐｅｄ：Ｃ15Ｈ31，ｂｕｔ：Ｃ4Ｈ9，ｄｅｃ：Ｃ
10Ｈ21，ｈｅｘｄ：Ｃ16Ｈ33，ｐｅｎ：Ｃ5Ｈ11，ｕｎ
ｄ：Ｃ11Ｈ23，ｈｅｐｄ：Ｃ17Ｈ35，ｈｅｘ：Ｃ
6Ｈ13，ｄｏｄ：Ｃ12Ｈ25，ｏｃｄ：Ｃ18Ｈ37，２ｍ
ｂ：２−メチル−１−ブチル
【００４２】
【化１５】
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
【表３】
【００４６】
【表４】
【００４７】前記一般式（Ｂ）で示される化合物は、例
えば特開平７−１０８４９号公報に開示された方法によ
って合成され得る。
【００４８】一般式（Ｂ）で示される化合物の好ましい
具体例を下記の表に化合物を構成する基の組合せの形で
示す。表中におけるアルファベットは下記に示す側鎖
基、又は環状基を示す。また、−は単結合を示す。
【００４９】ｍｅｔ：ＣＨ3，ｈｅｐ：Ｃ7Ｈ15，ｔｒ
ｄ：Ｃ13Ｈ27，ｅｔｈ：Ｃ2Ｈ5，ｏｃｔ：Ｃ8Ｈ17，ｔ
ｅｄ：Ｃ14Ｈ29，ｐｒｏ：Ｃ3Ｈ7，ｎｏｎ：Ｃ9Ｈ19，
ｐｅｄ：Ｃ15Ｈ31，ｂｕｔ：Ｃ4Ｈ9，ｄｅｃ：Ｃ
10Ｈ21，ｈｅｘｄ：Ｃ16Ｈ33，ｐｅｎ：Ｃ5Ｈ11，ｕｎ
ｄ：Ｃ11Ｈ23，ｈｅｐｄ：Ｃ17Ｈ35，ｈｅｘ：Ｃ
6Ｈ13，ｄｏｄ：Ｃ12Ｈ25，ｏｃｄ：Ｃ18Ｈ37，２ｍ
ｂ：２−メチル−１−ブチル
【００５０】
【化１６】
【００５１】
【表５】
【００５２】
【表６】
【００５３】
【表７】
【００５４】前記一般式（Ｃ）で示される化合物は、例
えば特開平６−２５６２３１号公報、特開平７−１１８
１７８号公報に開示された方法によって合成され得る。
【００５５】一般式（Ｃ）で示される化合物の好ましい
具体例を下記の表に化合物を構成する基の組合せの形で
示す。表中におけるアルファベットは下記に示す側鎖
基、又は環状基を示す。また、−は単結合を示す。
【００５６】ｍｅｔ：ＣＨ3，ｈｅｐ：Ｃ7Ｈ15，ｔｒ
ｄ：Ｃ13Ｈ27，ｅｔｈ：Ｃ2Ｈ5，ｏｃｔ：Ｃ8Ｈ17，ｔ
ｅｄ：Ｃ14Ｈ29，ｐｒｏ：Ｃ3Ｈ7，ｎｏｎ：Ｃ9Ｈ19，
ｐｅｄ：Ｃ15Ｈ31，ｂｕｔ：Ｃ4Ｈ9，ｄｅｃ：Ｃ
10Ｈ21，ｈｅｘｄ：Ｃ16Ｈ33，ｐｅｎ：Ｃ5Ｈ11，ｕｎ
ｄ：Ｃ11Ｈ23，ｈｅｐｄ：Ｃ17Ｈ35，ｈｅｘ：Ｃ
6Ｈ13，ｄｏｄ：Ｃ12Ｈ25，ｏｃｄ：Ｃ18Ｈ37，２ｍ
ｂ：２−メチル−１−ブチル
【００５７】
【化１７】
【００５８】
【表８】
【００５９】
【表９】
【００６０】
【表１０】
【００６１】
【表１１】
【００６２】上述したように、本発明の液晶組成物は、
好ましくは少なくとも一種の光学活性化合物を含有する
カイラルスメクティック相を呈する液晶組成物である。
更には、等方性液体相より降温過程において、カイラル
ネマティック相（コレステリック相）、スメクティック
相、カイラルスメクティック相を示す液晶組成物である
ことが望ましく、カイラルスメクティック相がカイラル
スメクティックＣ相である液晶組成物であることがより
望ましい。
【００６３】本発明の液晶組成物では、好ましくは、前
述した一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）、一般式（Ｃ）で示
される化合物をそれぞれ、１．０〜３０重量％、０．３
〜２０重量％、０．３〜２０重量％含有し、より好まし
くは、一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）、一般式（Ｃ）で示
される化合物をそれぞれ、１．０〜２０重量％、０．５
〜１０重量％、０．５〜１０重量％含有する。
【００６４】現在数多く提案されている強誘電性液晶組
成物の主成分に、ピリミジン環やフェニル環を持つ液晶
性化合物をベースとして用いることが主流となってい
る。本発明では、かかる液晶組成物の中においても、強
誘電性液晶組成物等に要求される諸特性に対して、大き
な弊害を引き起こさないような骨格形態を持ち、且つ長
時間駆動時の液晶素子の特性を改善する化合物を用いた
処方の検討を行なった。
【００６５】本発明の液晶組成物における、上述した好
ましい配合比率においてそれぞれの下限未満では、効果
が希薄となることがあり、上限と超えると他の特性との
バランスを大きく崩すことがある。更には、一般式
（Ａ）、一般式（Ｂ）及び一般式（Ｃ）で示される液晶
性化合物で７０重量％を超えると、液晶組成物中にベー
スとして用いられるその他の液晶性化合物（本発明の一
般式（Ａ）、一般式（Ｂ）、一般式（Ｃ）以外）との量
比関係から、相転移温度などの特性調整が困難となる場
合がある。
【００６６】また本発明の液晶組成物に含有される光学
活性化合物としては、フェニル環やピリミジン環よりな
る中心骨格と、種々の光学活性部位を持った側鎖とを有
する化合物が好ましく用いられる。その具体例として、
一般式（５）〜（７）の化合物を以下に例示する。
【００６７】
【化１８】 （式中、Ｒ29は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐
状のアルキル基であり、該アルキル基中の一つもしくは
二つ以上のメチレン基は、−Ｙ2−、−Ｙ2−ＣＯ−、−
ＣＯ−Ｙ2−、−ＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−に置き換えられていてもよい。Ｙ2はＯ
又はＳを示す。Ｒ30は炭素原子数１〜１１の直鎖状、又
は分岐状のアルキル基である。ｍ21、Ｌ1はそれぞれ独
立に０、１又は２である。
【００６８】Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6はそれぞれ独立に単結合、
無置換或いは１個又は２個の置換基（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、
ＣＨ3、ＣＦ3、ＣＮ）を有する１，４−フェニレン、ピ
リジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイ
ル、ピラジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−
ジイル、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサ
ン−２，５−ジイル、１，３−ジチアン−２，５−ジイ
ル、チオフェン−２，５−ジイル、チアゾール−２，５
−ジイル、チアジアゾール−２，５−ジイル、ベンゾオ
キサゾール−２，６−ジイル、ベンゾチアゾール−２，
５−ジイル、ベンゾチアゾール−２，６−ジイル、ベン
ゾフラン−２，５−ジイル、ベンゾフラン−２，６−ジ
イル、キノキサリン−２，６−ジイル、キノリン−２，
６−ジイル、２，６−ナフチレン、インダン−２，５−
ジイル、２−アルキルインダン−２，５−ジイル（アル
キル基は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐状のア
ルキル基である。）、インダノン−２，６−ジイル、２
−アルキルインダノン−２，６−ジイル（アルキル基は
炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐状のアルキル基
である。）、クマラン−２，５−ジイル、２−アルキル
クマラン−２，５−ジイル（アルキル基は炭素原子数１
〜１８の直鎖状、又は分岐状のアルキル基である。）の
中から選ばれる。
【００６９】Ｘ21は単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、
−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−を示し、Ｘ22はＬ1＝０の
時、単結合、−ＣＯ−、又は−ＣＨ2−を示し、Ｌ1＝１
の時、単結合、又は−ＣＨ2−を示す。Ｌ2は０又は１を
表わす。＊は不斉炭素原子を表わす。）
【００７０】上記化合物の具体例としては、特開昭６１
−２９２３８８号公報、特開昭６３−４４５５１号公報
等に記載されているものが好ましく用いられ、各化合物
は上記公報に記載されている方法によって製造される。
【００７１】本発明の液晶組成物に含有される、前記一
般式（５）で表わされる化合物の具体的な例としては、
以下の表１２〜１６に示すものが挙げられる。尚、表中
に用いられる記号は、一般式（５）中の記号に対応し、
表中のΣ0は、
【００７２】
【化１９】 に対応する。また、ｍ21は特に記載のない場合１であ
る。
【００７３】また、表中の略記は以下の基を示す。−は
単結合を示す。
【００７４】
【化２０】
【００７５】
【化２１】
【００７６】
【表１２】
【００７７】
【表１３】
【００７８】
【表１４】
【００７９】
【表１５】
【００８０】
【表１６】
【００８１】
【化２２】 （式中、Ｒ31は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐
状のアルキル基であり、該アルキル基中の一つもしくは
二つ以上のメチレン基は、−Ｙ3−、−Ｙ3−ＣＯ−、−
ＣＯ−Ｙ3−、−ＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−に置き換えられていてもよい。Ｙ3はＯ
又はＳを示す。Ｒ32は炭素原子数１〜１１の直鎖状、又
は分岐状のアルキル基を示す。ｍ22は０、１又は２であ
る。
【００８２】Ｂ7、Ｂ8、Ｂ9はそれぞれ独立に単結合、
無置換或いは１個又は２個の置換基（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、
ＣＨ3、ＣＦ3、ＣＮ）を有する１，４−フェニレン、ピ
リジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイ
ル、ピラジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−
ジイル、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサ
ン−２，５−ジイル、１，３−ジチアン−２，５−ジイ
ル、チオフェン−２，５−ジイル、チアゾール−２，５
−ジイル、チアジアゾール−２，５−ジイル、ベンゾオ
キサゾール−２，６−ジイル、ベンゾチアゾール−２，
５−ジイル、ベンゾチアゾール−２，６−ジイル、ベン
ゾフラン−２，５−ジイル、ベンゾフラン−２，６−ジ
イル、キノキサリン−２，６−ジイル、キノリン−２，
６−ジイル、２，６−ナフチレン、インダン−２，５−
ジイル、２−アルキルインダン−２，５−ジイル（アル
キル基は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐状のア
ルキル基である。）、インダノン−２，６−ジイル、２
−アルキルインダノン−２，６−ジイル（アルキル基は
炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐状のアルキル基
である。）、クマラン−２，５−ジイル、２−アルキル
クマラン−２，５−ジイル（アルキル基は炭素原子数１
〜１８の直鎖状、又は分岐状のアルキル基である。）の
中から選ばれる。
【００８３】Ｘ23は単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、
−ＣＨ2Ｏ−、又は−ＯＣＨ2−を示し、Ｘ24は−Ｏ−、
−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ2−、−ＯＣＨ2ＣＨ2−、−ＯＣ
ＯＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2−、−Ｃ
Ｈ2ＯＣＨ2ＣＨ2−、又は−ＣＨ2ＣＯＯＣＨ2−を示
す。＊は不斉炭素原子を表わす。）
【００８４】上記一般式（６）で表される化合物（以
下、カイラルトリフルオロ化合物という）の具体例とし
ては、特開平１−１６０９８６号公報、特開平１−２４
２５４３号公報、特開平２−１２７号公報、特開平２−
６９４４０号公報、特開平２−２９５９４３号公報、特
開平３−４３４８８号公報、特開平３−５８９８０号公
報、特開平３−８３７９１号公報、特開平３−１９３７
７４号公報、特開平３−２２３２３２号公報、特開平３
−２３６３５３号公報、特開平４−１３７９７号公報、
特開平４−２５３７８９号公報、特開平４−２６４０５
２号公報等に記載されているものが好ましく用いられ、
各化合物は上記公報に記載されている方法によって製造
される。
【００８５】本発明の液晶組成物に含有される、前記一
般式（６）で表わされるカイラルトリフルオロ化合物の
具体的な例としては、以下の表１７〜２１に示すものが
挙げられる。尚、表中に用いられる記号は、一般式
（６）中の記号に対応し、ｍ22は特に記載のない場合１
である。また、表中の略記は以下の基を示し、下記以外
の略記は一般式（５）の表中で用いられた略記と同じ基
を表わす。
【００８６】Ｏｍ：−ＯＣＨ2−，Ｏｄ：−ＯＣＨ2ＣＨ
2−，Ｅｍ：−ＯＣＯＣＨ2−，Ｍｏ：−ＣＨ2−Ｏ−，
Ｃｅｄ：−ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2−，Ｍｏｄ：−ＣＨ2ＯＣ
Ｈ2ＣＨ2−，Ｍｃｅ：−ＣＨ2ＣＯＯＣＨ2−，Ｍｃｄ：
−ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2−
【００８７】
【表１７】
【００８８】
【表１８】
【００８９】
【表１９】
【００９０】
【表２０】
【００９１】
【表２１】
【００９２】
【化２３】 （式中、Ｒ33は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐
状のアルキル基であり、該アルキル基中の一つもしくは
二つ以上のメチレン基は、−Ｙ4−、−Ｙ4−ＣＯ−、−
ＣＯ−Ｙ4−、−ＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−に置き換えられていてもよい。Ｙ4はＯ
又はＳを示す。Ｒ36は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又
は分岐状のアルキル基を表わす。ｍ23は０、１又は２で
ある。Ｒ34は−ＣＨ2−又は−ＣＯ−を示す。Ｒ35はＨ
又はＣＨ3である。
【００９３】Ｂ10、Ｂ11、Ｂ12はそれぞれ独立に単結
合、無置換或いは１個又は２個の置換基（Ｆ、Ｃｌ、Ｂ
ｒ、ＣＨ3、ＣＦ3、ＣＮ）を有する１，４−フェニレ
ン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−
ジイル、ピラジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，
６−ジイル、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオ
キサン−２，５−ジイル、１，３−ジチアン−２，５−
ジイル、チオフェン−２，５−ジイル、チアゾール−
２，５−ジイル、チアジアゾール−２，５−ジイル、ベ
ンゾオキサゾール−２，６−ジイル、ベンゾチアゾール
−２，５−ジイル、ベンゾチアゾール−２，６−ジイ
ル、ベンゾフラン−２，５−ジイル、ベンゾフラン−
２，６−ジイル、キノキサリン−２，６−ジイル、キノ
リン−２，６−ジイル、２，６−ナフチレン、インダン
−２，５−ジイル、２−アルキルインダン−２，５−ジ
イル（アルキル基は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は
分岐状のアルキル基である。）、インダノン−２，６−
ジイル、２−アルキルインダノン−２，６−ジイル（ア
ルキル基は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐状の
アルキル基である。）、クマラン−２，５−ジイル、２
−アルキルクマラン−２，５−ジイル（アルキル基は炭
素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐状のアルキル基で
ある。）の中から選ばれる。
【００９４】Ｘ25は単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、
−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−を示し、Ｘ26はＲ34が−ＣＯ
−の時、単結合又は−ＣＨ2−であり、Ｒ34が−ＣＨ2−
の時、単結合、−ＣＯ−又は−ＣＨ2−である。＊は不
斉炭素原子を表わす。）
【００９５】上記一般式（７）で表わされる化合物（以
下、カイラルフッ素化合物という）の具体例としては、
特開昭６２−９３２４８号公報、特開昭６２−１９８６
３３号公報、特開昭６３−８８１６１号公報、特開昭６
３−１０４９４９号公報、特開昭６３−１０７９５１号
公報、特開昭６３−１２２６５１号公報、特開昭６３−
２２０４２号公報、特開昭６３−１９２７３２号公報、
特開昭６３−１９６５５３号公報、特開昭６３−１９６
５７１号公報、特開昭６３−２１５６６１号公報、特開
昭６３−２１６８７８号公報、特開昭６３−２１８６４
７号公報、特開昭６３−２２５３３７号公報、特開昭６
３−２４３０５９号公報、特開昭６３−３０３９５１号
公報、特開昭６４−２２９９０号公報、特開平１−２７
２５７１号公報、特開昭６４−３１７４０号公報、特開
平１−１２１２４４号公報、特開平１−２０７２８０号
公報、特開平１−３８０７７号公報、特開平１−２６５
０５２号公報、特開平２−２８１５８号公報、特開平２
−６９４２７号公報、特開平２−６９４６７号公報、特
開平２−１１５１４５号公報、特開平２−２２７号公
報、特開平３−２２７９８０号公報、特開平４−３００
８７１号公報等に記載されているものが好ましく用いら
れ、各化合物は上記公報に記載されている方法によって
製造される。
【００９６】本発明の液晶組成物に含有される、前記一
般式（７）で表わされるカイラルフッ素化合物の具体的
な例としては、以下の表２２〜２６に示すものが挙げら
れる。尚、表中に用いられる記号は、一般式（７）中の
記号に対応し、また、ｍ23は特に記載のない場合１であ
る。また、表中の略記は以下の基を示し、下記以外の略
記は一般式（５）の表中で用いられた略記と同じ基を表
わす。
【００９７】Ｍｌ：−ＣＨ2−，
【００９８】
【化２４】 Ｍｙ：−ＣＨ3
【００９９】
【表２２】
【０１００】
【表２３】
【０１０１】
【表２４】
【０１０２】
【表２５】
【０１０３】
【表２６】
【０１０４】本発明においては、液晶組成物を構成す
る、上述した必須成分及び光学活性化合物以外の好まし
い化合物としては、下記一般式（１）〜（４）の構造を
有する液晶性化合物を挙げることができる。これら化合
物を主な構成成分すなわちベース液晶とし、好ましくは
一般式（１）〜（４）で表わされる液晶性化合物をそれ
ぞれ、２０〜７５重量％、５〜２５重量％、５〜３０重
量％、０．１〜３０重量％用いて、適宜、各液晶性化合
物の配合比を変え液晶組成物とすることが好ましい。
【０１０５】
【化２５】 （ｐ、ｑは０、１、２のいずれかであって、ｐ＋ｑは１
又は２であり、Ｙ0は水素原子、またはフッ素原子を表
し、Ｒ21、Ｒ22は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分
岐状のアルキル基であり、該アルキル基中の一つもしく
は二つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条
件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝
ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−に置き換えられていてもよく、Ｗは
ハロゲン原子、ＣＮ基、ＣＦ3基のいずれかを示す。ま
た、Ｒ21、Ｒ22は光学活性であってもよい。）
【０１０６】
【化２６】 Ｙ0は水素原子、またはフッ素原子を表し、Ｙ1は水素原
子、またはフッ素原子を表し、Ｒ23は炭素原子数１〜１
８の直鎖状、又は分岐状のアルキル基であり、Ｒ24は水
素原子、ハロゲン原子、ＣＮ基、又は炭素原子数１〜１
８の直鎖状、又は分岐状のアルキル基のいずれかであ
り、Ｒ23、Ｒ24の示す該アルキル基中の一つもしくは二
つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条件で
−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−に置き換えられていてもよく、Ｗはハロ
ゲン原子、ＣＮ基、ＣＦ3基のいずれかを示す。また、
Ｒ23、Ｒ24は光学活性であってもよい。）
【０１０７】
【化２７】 Ｒ25、Ｒ26は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐状
のアルキル基であり、該アルキル基中の一つもしくは二
つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条件で
−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−に置き換えられていてもよく、Ｗはハロ
ゲン原子、ＣＮ基、ＣＦ3基のいずれかを示す。また、
Ｒ25、Ｒ26は光学活性であってもよい。）
【０１０８】
【化２８】 Ｒ27、Ｒ28は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐状
のアルキル基であり、該アルキル基中の一つもしくは二
つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条件で
−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−に置き換えられていてもよく、Ｗはハロ
ゲン原子、ＣＮ基、ＣＦ3基のいずれかを示す。Ｚは−
Ｏ−又は−Ｓ−を示す。また、Ｒ27、Ｒ28は光学活性で
あってもよい。） 更に好ましくは、前述した、液晶組成物を構成する、例
えばベース液晶となり得るその他の液晶性化合物（一般
式（１）〜（４）で表される化合物）として、下記一般
式（１−１）〜（１〜７）、（２−１）〜（２−５）、
（３−１）〜（３−９）、（４−１）〜（４−６）の構
造を有する液晶性化合物が挙げられる。尚、式中の略号
Ｒ21a〜Ｒ28aは前記一般式（１）〜（４）中のＲ21〜Ｒ
28と同様であり、Ｙ1は前記一般式（１）〜（４）中の
Ｙ1と同様である。
【０１０９】
【化２９】
【０１１０】特に好ましくは、一般式（１−１）〜（１
−５）の２環系のフェニルピリミジン誘導体であって、
Ｒ21aが炭素数４〜１４の直鎖状アルキル基、Ｒ22aが炭
素数４〜１２の直鎖状アルキル基である化合物、及び、
一般式（１−６）〜（１−７）の３環系のフェニルピリ
ミジン誘導体であって、Ｒ21aが炭素数４〜１４の直鎖
状アルキル基、Ｒ22aが炭素数４〜１０の直鎖状アルキ
ル基である化合物が用いられる。
【０１１１】
【化３０】
【０１１２】特に好ましくは、一般式（２−１）〜（２
−５）の化合物であって、Ｒ23aが炭素数４〜１４の直
鎖状アルキル基、Ｒ24aが炭素数２〜１０の直鎖状アル
キル基であるような化合物が用いられる。
【０１１３】
【化３１】
【０１１４】特に好ましくは、一般式（３−１）〜（３
−９）で表わされる化合物であって、Ｒ25aが炭素数２
〜１０の直鎖状アルキル基、Ｒ26aが炭素数２〜１２の
直鎖状アルキル基であるような化合物が用いられる。
【０１１５】
【化３２】
【０１１６】特に好ましくは、一般式（４−１）〜（４
−６）の化合物であって、Ｒ27aが炭素数２〜１０の直
鎖状アルキル基、Ｒ28aが炭素数４〜１２の直鎖状アル
キル基であるような化合物が用いられる。
【０１１７】本発明にかかる液晶組成物は、カイラルス
メクティックＣ相を有し、且つ、０℃〜６０℃の温度範
囲でカイラルスメクティックＣ相における層の傾斜角δ
が、３°以上１５°以下に調整されていることがさらに
好ましい。
【０１１８】本発明の液晶素子は、上述したような液晶
組成物、特にカイラルスメクティック相を呈する液晶組
成物を、該液晶に電圧を印加するための電極を備えた一
対の基板間に挟持した構造をとる。一対の基板のうち少
なくとも一方には液晶の配向状態を制御すべく必要に応
じて一軸配向処理などの配向処理のなされた配向制御層
が設けられる。
【０１１９】好ましくは、本発明にかかるカイラルスメ
クティック液晶素子の室温近傍における液晶分子のプレ
ティルト角をα、液晶分子のティルト角をΘ、液晶の層
の傾斜角をδとした時に、カイラルスメクティック液晶
が、下記（Ｉ）式、及び、好ましくは（ＩＩ）式で表わ
される配向状態を有し、且つ、この配向状態において、
少なくとも二つの安定状態を示し、それらの光学軸のな
す角度の１／２である見かけのティルト角θaと、ティ
ルト角Θとが、下記（ＩＩＩ）式の関係を有する液晶素
子であって、該カイラルスメクティック液晶が前述した
本発明による液晶組成物であることが望ましい。
【０１２０】 Θ＜α＋δ （Ｉ） δ＜α （ＩＩ） Θ＞θa＞Θ／２ （ＩＩＩ） このような関係を満たすことが好ましい理由について説
明する。
【０１２１】一般に、液晶の複屈折を利用した液晶素子
の場合、直交ニコル下での透過率Ｉ／Ｉ0は次式（Ｉ
Ｖ）で表わされるが、この式より、透過率Ｉ／Ｉ0を高
めて表示品質を向上させるためには、見かけのティルト
角θa（詳細は後述）が２２．５°或いはそれに近い値
であることが望ましいことがわかる。
【０１２２】 Ｉ／Ｉ0＝ｓｉｎ４θaｓｉｎ2（Δｎｄ／λ）π （ＩＶ） （ここで、Ｉ0は入射光強度、Ｉは透過光強度、θaは見
かけのティルト角、Δｎは屈折率異方性、ｄは液晶層の
層厚、λは入射光の波長である）
【０１２３】尚、前述のクラーク、ラガーウォルタイプ
のモデルによる液晶分子の長軸方向にらせん構造が解除
された液晶素子、即ち表面安定化型強誘電性液晶素子
（ＳＳＦＬＣ）における見かけのティルト角θaは、第
１の配向状態の液晶分子の平均分子軸方向と第２の配向
状態での液晶分子の平均分子軸方向とのなす角度の１／
２として現れることになる。尚、ＳＳＦＬＣでは、液晶
分子が素子の厚み方向でねじれて配列するため、それら
の液晶分子の分子軸方向の平均が上記平均分子軸方向と
なる。
【０１２４】しかし、例えば一軸配向処理のなされたポ
リイミド膜を配向制御層として用いて配向させて得られ
た液晶分子が大きくねじれた配列を有する強誘電性液晶
素子においては、見かけのティルト角θa（二つの安定
状態の平均分子軸のなす角度１／２）は、強誘電性液晶
でのティルト角（図３に示す三角錐の頂角の１／２の角
度Θ）と比べて小さくなり、一般に３°〜８°程度で、
その時の透過率Ｉ／Ｉ0はせいぜい３〜５％程度と低か
った。
【０１２５】ところで、スメクティック液晶は一般に層
構造を持つが、ＳｍＡ相からＳｍＣ相又はＳｍＣ*相に
転移すると、層間隔が縮むため図２に示すように液晶層
２１が、上下基板の中央で折れ曲がった構造（シェブロ
ン構造）をとる。折れ曲がる方向は、同図に示すよう
に、高温相からＳｍＣ*相に転移した直後に現れる配向
状態（Ｃ１配向状態）の部分２２における方向と、さら
に温度を下げた時にＣ１配向状態に混在して現れる配向
状態（Ｃ２配向状態）の部分２３における方向、の二つ
が有り得る。また、Ｃ１配向内に従来見出されていた液
晶のダイレクタが上下の基板間でねじれている低コント
ラストの二つの安定状態（以下、スプレイ配向状態と呼
ぶ）の他に、液晶のダイレクタが上下の基板間でのねじ
れが低減されたコントラストの高い別の二つの状態（以
下ユニフォーム配向状態と呼ぶ）が現れることが発見さ
れた。
【０１２６】そして、これらの状態即ち、スプレイ配向
状態とユニフォーム配向状態は電界をかけると互いにス
イッチングする。液晶に弱い正負のパルス電界を印加す
るとスプレイ２状態間のスイッチングが起こり、強い正
負のパルス電界を印加するとユニフォーム２状態間のス
イッチングが起こるが、Ｃ１配向状態におけるユニフォ
ーム２状態を用いると、大きな見かけのティルト角θa
を生じ、従来より明るく、コントラストの高い表示素子
が実現できることがわかった。
【０１２７】従って、表示素子として画面全体をＣ１配
向状態に統一し、且つＣ１配向内の高コントラストの２
状態（ユニフォーム配向状態）を白黒表示の２状態とし
て用いれば、従来より品位の高いディスプレイが実現で
きると期待される。
【０１２８】ここで、Ｃ１配向及びＣ２配向での基板近
くの液晶分子のダイレクタは、図３（ａ）及び（ｂ）に
示すように、それぞれコーン３１上にある。また良く知
られているように、基板界面の液晶分子は、ラビング等
の一軸配向処理がなされた配向制御膜に対してプレティ
ルトと呼ばれる角度をなし、その方向はラビング方向
（図３（ａ、（ｂ）ではＡ方向）に向かって液晶分子が
頭をもたげる（先端が浮いた格好になる）方向である。
【０１２９】上述のことにより、液晶のティルト角Θ、
プレティルト角α、及び層傾斜角（液晶層と基板法線と
のなす角度）δの間には、 Ｃ１配向の時 Θ＋δ＞α Ｃ２配向の時 Θ−δ＞α の関係が成り立っていなければならない。
【０１３０】従って、Ｃ２配向を生じさせることなしに
Ｃ１配向を生じさせるための条件は、 Θ−δ＜α、つまり、Θ＜α＋δ （Ｉ） となる。
【０１３１】さらに基板界面付近の液晶分子が一方の位
置から他方の位置へ電界によって移るスイッチングの際
に受けるトルクの簡単な考察より、界面分子のスイッチ
ングが起こり易い条件として、 α＞δ （ＩＩ） が得られる。
【０１３２】よって、Ｃ１→Ｃ２転移が起こりにくく、
Ｃ１配向状態をより安定に形成させるには、（Ｉ）式の
関係に加えて（ＩＩ）式の関係を満たすことが効果的で
あることが理解できる。
【０１３３】この上述した条件（Ｉ）及び（ＩＩ）を満
足する場合には、液晶の見かけのティルト角θaは、上
述した３°〜８°程度から８°〜１６°程度にまで増大
する。ここで、液晶のティルト角Θと見かけのティルト
角θaとの間には、 Θ＞θa＞Θ／２ （ＩＩＩ） なる関係式が成り立つことが好ましい。
【０１３４】以上のように（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩ
Ｉ）式の条件を満足すれば、高コントラストな画像が表
示されるディスプレイが実現できることが明らかとなっ
た。
【０１３５】本発明の液晶素子は、両基板の対向面にそ
れぞれ液晶を配向させるための一軸性の配向処理が施さ
れていることが好ましい。その際液晶を配向させるため
の一軸配向処理軸を平行、或いは互いに所定の角度で交
差せしめ、液晶の配向状態を制御することがさらに好ま
しい。
【０１３６】前述した、Ｃ１配向状態、更にはユニフォ
ーム配向状態を安定に形成し良好な配向性を得るため、
より好ましくは両基板における一軸配向処理軸を０°を
超え、２５°以下の範囲で交差させる。また、本発明の
液晶素子におけるプレティルト角αの大きさは、５°以
上であることが望ましい。
【０１３７】以下、図１に沿って本発明の液晶素子の好
適な構造例について説明する。
【０１３８】当該液晶素子は、２枚のガラス基板１１
ａ，１１ｂを備えており、これらのガラス基板１１ａ，
１１ｂの表面には所定のパターン状に透明電極１２ａ，
１２ｂがそれぞれ形成されている。この透明電極１２
ａ，１２ｂは、Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2或いはＩＴＯ（イン
ジウム ティン オキサイド：Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ
Ｏｘｉｄｅ）等の薄膜からなっている。
【０１３９】透明電極１２ａ，１２ｂは、絶縁膜１３
ａ、１３ｂ及び配向制御膜１４ａ，１４ｂによって被覆
されている。
【０１４０】この絶縁膜１３ａ、１３ｂは、例えばシリ
コン窒化物、水素を含有するシリコン炭化物、シリコン
酸化物、ホウ素窒化物、水素を含有するホウ素窒化物、
セリウム酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸
化物、チタン酸化物やフッ化マグネシウムなどの無機物
質或いは他の有機絶縁物質にて形成されており、少なく
とも一層、或いは必要に応じて多層構成とする。この絶
縁膜１３ａ，１３ｂは、対向基板（電極）間のショート
防止機能を有する。また、上述したショート防止のため
の有機ないし無機絶縁膜上にさらに、Ｔｉ−Ｓｉ等の塗
布型絶縁膜を形成してもよい。更に、駆動時の液晶分子
の移動現象をセル構造の点から解決すべく、例えばＳｉ
Ｏ2ビーズ等の絶縁性ビーズを含有した絶縁性塗布膜を
設け、上層となる配向制御膜を粗面化（不図示）するこ
ともできる。
【０１４１】配向制御膜１４ａ，１４ｂは、ポリビニル
アルコール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエス
テルイミド、ポリパラキシレン、ポリエステル、ポリカ
ーボネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、
ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロー
ス樹脂、メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂やフ
ォトレジスト樹脂などの有機絶縁物質或いは他の無機絶
縁物質にて形成することができる。また、これらの絶縁
膜１３ａ，１３ｂ及び配向制御膜１４ａ，１４ｂは必要
に応じて、上述のように２層以上に分けず、無機物質か
らなる絶縁性配向制御層或いは有機物質からなる絶縁性
配向制御層単層とすることもできる。
【０１４２】さらに、配向制御膜１４ａ，１４ｂの少な
くとも一方は、２層又は単層のいずれかに関わらず、ガ
ーゼやアセテート植毛布等によるラビング処理等の一軸
配向処理が施されている。
【０１４３】また、これらの絶縁膜１３ａ，１３ｂ及び
配向制御膜１４ａ，１４ｂは、無機系ならば蒸着法など
で形成でき、有機系ならば有機絶縁物質を溶解させた溶
液、またはその前駆体溶液（溶剤に０．１〜２０重量
％、好ましくは０．２〜１０重量％）を用いて、スピン
ナー塗布法、浸漬塗布法、スクリーン印刷法、スプレー
塗布法、ロール塗布法等で塗布し、所定の硬化条件下
（例えば加熱下）で硬化させ形成させることができる。
【０１４４】尚、これら絶縁膜１３ａ，１３ｂ及び配向
制御膜１４ａ，１４ｂの膜厚は通常３〜１０００ｎｍ、
好ましくは４〜３００ｎｍ、さらに好ましくは４〜１０
０ｎｍが適している。
【０１４５】かかる液晶素子が、カラー表示素子として
適用される場合、ガラス基板１１ａ，１１ｂの少なくと
も一方には、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ等の種々の色部材からなる
ドット或いはラインより構成されるカラーフィルターパ
ターンが設けられる（不図示）。このカラーフィルター
パターンは基板上に形成され、そのパターンを構成する
ラインやドット間の段差を低減すべく、無機材料或いは
有機材料からなる平坦化層によって被覆され得る。ま
た、カラーフィルターのドットやライン間には、好まし
くは色間の混色を防止すべく、金属や樹脂材料からなる
黒色の遮光層が設けられる（不図示）。このようなカラ
ー表示素子では透明電極１１ａ及び１１ｂのパターン
は、カラーフィルターパターンの形状に応じて設定され
得る。
【０１４６】一方、上述した２枚のガラス基板１１ａ，
１１ｂの間には、スペーサ１６が散布されており、この
スペーサ１６によってガラス基板１１ａ，１１ｂが所定
の間隔（セルギャップ；一般的には０．１〜２０μｍ、
好ましくは０．５〜３μｍ）に保持されている。
【０１４７】尚、かかるセルギャップを保持するスペー
サ１６としては、シリカビーズ、アルミナビーズ、高分
子フィルム、ガラスファイバー等が用いられる。さら
に、スペーサー部材１６と後述するシール剤とにより形
成されるセルギャップを保持・補強し、素子の耐衝撃性
を向上するために粒状接着剤（不図示）などをスペーサ
同様に散布する等して設けることが好ましい。
【０１４８】また、ガラス基板１１ａ，１１ｂの周囲
は、エポキシ系接着剤などのシール剤にて接着されてお
り（不図示）、これらのガラス基板１１ａ，１１ｂ間に
は前述したような本発明のカイラルスメクティック液晶
が封入されている。
【０１４９】一方、ガラス基板１１ａ，１１ｂの外側に
は、偏光板１７ａ，１７ｂが貼り合わせてある。
【０１５０】尚、配向制御膜１４ａ，１４ｂは、例えば
配向方向が下側の配向制御膜１４ｂを基準として、上側
の配向制御膜１４ａが上側の配向制御膜１４ａの方から
見て、左回りに−２５°〜＋２５°の交差角となるよう
に、且つ、同様の方向（図３で言えば、矢印Ａ方向）に
なるようにラビング処理等の一軸配向処理が施されてい
る。
【０１５１】以下においては、上記のように交差角を定
義する。
【０１５２】本発明による液晶素子は、種々の機能及び
部材を伴って液晶装置を構成する。例えば、当該液晶素
子に加え、これを駆動する手段並びにバックライトとな
る光源を設け、液晶表示装置を構成する。具体的には、
当該液晶素子を表示パネル部に使用し、図９及び図１０
に示した走査線アドレス情報を持つ画像情報なるデータ
フォーマット及びＳＹＮＣ信号による通信同期手段をと
ることにより、液晶表示装置を実現する。
【０１５３】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にて行なわれ、図９及び図１０
に示した信号転送手段に従って表示パネル１０３に転送
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、以下ＧＣＰＵ１１２と略す）及び
ＶＲＡＭ（画像情報格納用メモリ）１１４を核に、ホス
トＣＰＵ１１３と液晶表示装置１０１間の画像情報の管
理や通信を司っており、本発明による液晶素子を用いた
液晶表示装置の制御方法は主にこのグラフィックスコン
トローラ１０２上で実現されるものである。
【０１５４】次に、本発明の液晶素子に適用する駆動法
について説明する。
【０１５５】この強誘電性液晶層を一対の基板間に挟持
した素子で単純マトリクス表示装置とした場合では、例
えば特開昭５９−１９３４２６号公報、特開昭５９−１
９３４２７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。
【０１５６】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。
【０１５７】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−
ＳS）が印加された画素は白の表示状態をとる。
【０１５８】図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示す駆動波形
で、図７に示す表示を行ったときの時系列波形である。
【０１５９】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位
相の時間が２Δｔに設定されている。
【０１６０】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。
【０１６１】図８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Ｖ I／（ＶI＋ＶS）＝１
／３に固定されている。図８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。
【０１６２】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
駆動可能な電圧幅のパラメータとなる。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。
【０１６３】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。
【０１６４】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、Δｔ
2−Δｔ1＝ΔＴを電圧印加時間マージンという。
【０１６５】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。
【０１６６】本発明にかかる液晶素子におけるティルト
角Θ、見かけのティルト角θa、液晶層の傾斜角δ、プ
レティルト角α、及び、自発分極Ｐｓは、以下のように
して測定することができる。
【０１６７】［ティルト角Θの測定］±３０〜±５０
Ｖ、１〜１００ＨｚのＡＣ（交流）を液晶素子の上下基
板間に電極を介して印加しながら、直交クロスニコル
下、その間に配置された液晶素子を偏光板と平行に回転
させると同時に、フォトマル（浜松フォトニクス（株）
製）で光学応答を検知しながら、第１の消光位（透過率
が最も低くなる位置）及び第２の消光位を求める。そし
てこの時の第１の消光位から第２の消光位までの角度の
１／２をティルト角Θとする。
【０１６８】［見かけのティルト角θaの測定］液晶の
閾値の単発パルスを印加した後、無電界下、且つ直交ク
ロスニコル下において、その間に配置された液晶素子を
偏光板と平行に回転させ、第１の消光位を求める。次
に、上記の単発パルスと逆極性のパルスを印加した後、
無電界下、第２の消光位を求める。この時の第１の消光
位から第２の消光位までの角度１／２を見かけのティル
ト角θaとする。
【０１６９】［液晶層の傾斜角δの測定］基本的には、
クラークやラガーウォルによって行なわれた方法（Ｊａ
ｐａｎＤｉｓｐｌａｙ ’８６，Ｓｅｐ．３０〜Ｏｃ
ｔ．２，１９８６，４５６〜４５８）、或いは、大内ら
の方法（Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．２７（５）（１９８８）７２
５〜７２８）と同様の方法により測定した。測定装置
は、回転陰極方式Ｘ線回折装置（ＭＡＣサイエンス製）
を用い、液晶セルのガラス基板へのＸ線の吸収を低減さ
せるため、基板にはコーニング社製のマイクロシート
（８０μｍ）を用いた。
【０１７０】［プレティルト角αの測定法］プレティル
ト角αの測定は、クリスタルローテーション法（Ｊｐ
ａ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏ１．１９（１９８
０）Ｎｏ．１０，Ｓｈｏｒｔ Ｎｏｔｅｓ ２０１３）
により求めた。またプレティルト角αの測定用液晶とし
ては、強誘電性液晶（チッソ社製ＣＳ−１０１４）に下
記の構造式で示される化合物を重量比で２０％混合した
ものを標準液晶として注入して測定した。
【０１７１】
【化３３】 尚、この混合した液晶組成物は１０〜５５℃でＳｍＡ相
を示した。
【０１７２】測定手順は、液晶パネルを上下基板に垂直
且つ配向処理軸（ラビング軸）を含む面で回転させなが
ら、回転軸と４５°の角度をなす偏光面を持つヘリウム
・ネオンレーザー光を回転軸に垂直な方向から照射し
て、その反対側で入射偏光面と平行な透過軸を持つ偏光
板を通して、フォトダイオードで透過光強度を測定し
た。そして、干渉によってできた透過光強度のスペクト
ルに対し、理論曲線と下記に示す式とフィッティングを
行なうシミュレーションによりプレティルト角αを求め
た。
【０１７３】
【数１】
【０１７４】［自発分極の測定方法］自発分極は、Ｋ．
ミヤサト他「三角波による強誘電性液晶の自発分極の直
接測定方法」（日本応用物理学会誌２２、１０号（６６
１）１９８３、”Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔ
ｈ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ Ｗａｖｅｓ ｆｏｒ Ｍｅ
ａｓｕｒｉｎｇ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｐｏｌａｒ
ｉｚａｔｉｏｎ ｉｎＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌ
ｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ”，ａｓ ｄｅｓｃｒｉｂ
ｅｄ ｂｙ Ｋ．Ｍｉｙａｓａｔｏ ｅｔ ａｌ．（Ｊ
ａｐ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２２．Ｎｏ．１０，Ｌ
６６１（１９８３）））によって測定した。
【０１７５】
【実施例】以下、実施例により本発明について更に詳細
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。
【０１７６】［液晶素子の作成方法］２枚の１．１ｍｍ
厚のガラス板を用意し、それぞれのガラス板上にサイド
メタル（モリブデン）付きのＩＴＯ透明ストライプ電極
を形成させ、印加電極を作成し、更にこの上に透明誘電
体膜として、酸化タンタルを１５０ｎｍ厚にスパッタ法
により成膜した。
【０１７７】この酸化タンタル膜上に、ＬＱ−１８０２
（日立化成（株）製）の１％ＮＭＰ溶液を印刷法により
塗布し、２７０℃で１時間焼成することによって、１０
〜３０ｎｍ厚のポリイミド配向膜を形成した。
【０１７８】この焼成後の被膜には、アセテート植毛布
等によりラビング処理を施した。プレティルト角αは、
ラビング布、回転速度、ガラス基板の送り速度等の変更
によるラビングの強度及び各種配向膜の種類を変えるこ
とによって調節した。
【０１７９】その後、１枚の基板には、ノードソン静電
散布方式により、平均粒径５．５μｍのエポキシ樹脂接
着粒子（トレパール；東レ（株）製）を分布密度５０個
／ｍｍ2になるように散布した。もう１枚の基板には、
平均粒径１．２μｍのシリカマイクロビーズをノードソ
ン静電散布方式により分布密度３００個／ｍｍ2 で散布
した。
【０１８０】次いで、シーリング部材として、液状接着
剤（ストラクトボンド；三井東圧（株）製）を６μｍの
膜厚で印刷塗布した。
【０１８１】次いで、上記処理を施した２枚のガラス基
板をラビング軸が左回りに、０〜１０°の交差角で、且
つ、ラビング軸の方向が同方向になるように貼り合わ
せ、７０℃の温度下で、２．８ｋｇ／ｃｍ2の圧力を５
分間印加することによって圧着し、更に、１５０℃の温
度下で、０．６３ｋｇ／ｃｍ2の圧力を加えながら、４
時間かけて２種の接着剤を硬化し、セルを作成した。
【０１８２】このようにして作成したセルのセル厚は
１．０〜１．２μｍであった。
【０１８３】その後、この液晶セル内を約１０Ｐａまで
減圧し、液晶組成物を等方相で注入し、等方相から２０
℃／ｈｏｕｒで２５℃まで徐冷することによって、液晶
素子を作成した。
【０１８４】実施例中、各液晶性化合物の構造を示すア
ルファベットは、下記に示す、環状骨格を意味する。ま
た、側鎖基における「＊」印は不斉炭素原子であること
を意味する。
【０１８５】
【化３４】
【０１８６】下記略記構造で示す液晶性化合物を、各々
下記に示す重量％にて配合し、液晶組成物１を作成し
た。
【０１８７】
【化３５】
【０１８８】続いて、下記略記構造で示す液晶性化合物
を、各々下記に示す重量％にて配合し、液晶組成物２を
作成した。
【０１８９】
【化３６】
【０１９０】更に続いて、下記略記構造で示す液晶性化
合物を、各々下記に示す重量％にて配合し、液晶組成物
３を作成した。
【０１９１】
【化３７】
【０１９２】液晶組成物１をベース液晶として、それぞ
れに一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）、一般式（Ｃ）で示さ
れる液晶性化合物を下記の表２７以降に示す重量％で含
有させ、本発明によるところの液晶組成物１−Ｓ、及
び、その比較のための液晶組成物１−Ａ、１−Ｂ、１−
Ｃを作成した。
【０１９３】同様に、液晶組成物２をベース液晶とし
て、それぞれに一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）、一般式
（Ｃ）で示される液晶性化合物を下記表２７以降に示す
重量％で含有させ、本発明によるところの液晶組成物２
−Ｓ、３−Ｓ、及び、その比較のための液晶組成物２−
Ａ、２−Ｂ、２−Ｃ、３−Ａ、３−Ｂ、３−Ｃを作成し
た。
【０１９４】更に、液晶組成物３をベース液晶として、
それぞれに一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）、一般式（Ｃ）
で示される液晶性化合物を下記の表２７以降に示す重量
％で含有させ、本発明によるところの液晶組成物４−
Ｓ、５−Ｓ、及びその比較のための液晶組成物４−Ａ、
４−Ｂ、４−Ｃ、５−Ａ、５−Ｂ、５−Ｃ、更に、本発
明によるところの液晶組成物６−Ｓ、７−Ｓ、８−Ｓ、
９−Ｓを作成した。
【０１９５】尚、これらの表において、組成物Ｎｏ．
１、２、３については、前述したベース液晶組成物１、
２、３のそれぞれが１００重量％であること、そのほか
の組成物についてはそれぞれベースとの総量で１００重
量％となるように処方することを示す。
【０１９６】これら作成した液晶組成物のそれぞれにつ
いて、前述した方法等により、相転移温度、３０℃にお
ける自発分極（Ｐｓ）、ティルト角（Θ）、層の傾斜角
（δ）、見かけのティルト角（θa）等を測定し、それ
ぞれの測定値を表２７以降に示す。
【０１９７】尚、液晶組成物の相転移温度は、パーキン
エルマー社製のＤＳＣ７による測定、及び、ガラス膜に
配向膜を塗布し、ラビング処理された液晶セルに該液晶
組成物を注入し、メトラー社製サーモシステムＦＰ−８
０／ＦＰ−８２のホットステージ中、温度制御しながら
偏光顕微鏡で観察することで決定した。
【０１９８】これらの液晶組成物を用いて、前述した液
晶素子の作成方法に従い、液晶素子を作成した。液晶素
子の初期均一配向性においては、液晶組成物１を除いて
は、良好な配向性を示していた。
【０１９９】この液晶素子を用いて、３０℃における配
向性を観察するとともに、図４に示す駆動波形（１／３
バイアス比）を用いて白及び黒の表示を行い、図８で示
されるＶ1＝１５．０Ｖになるように、図４で示される
ΔＴを設定し、このΔＴを一定に保ち電圧を変化させＶ
3を測定し、後述する駆動電圧マージンのパラメータＭ
［（Ｖ3−Ｖ1）／（Ｖ3＋Ｖ1）］を算出した。
【０２００】また、３０℃における駆動時のコントラス
トの測定も同時に行った。
【０２０１】本実験において、コントラスト（Ｃ／Ｒ）
の測定は、光源の光量を一定にし、直交クロスニコル間
で、上記の液晶素子を無電界時の一方の消光位（透過率
が最も低くなる位置）に配置し、フォトマルチメーター
（浜松フォトニクス（株）製）で透過光量を検知して測
定した。
【０２０２】本実施例における測定結果を以下に示す
が、ここにおける駆動電圧マージンのパラメータＭは、 Ｍ＝（Ｖ3−Ｖ1）／（Ｖ3＋Ｖ1） で定義し、この値が大きい方が駆動電圧の変動に対する
画像表示能力の余裕度が大きいことを示している（この
値が、０．１以上であれば実用上表示装置に用いること
が可能であると言える）。
【０２０３】またこの素子において、駆動耐久特性につ
いて評価した。当該実験においては、図４に示す１走査
線書込み時間を、各液晶組成物を用いたそれぞれの液晶
表示素子全面が、良好な白、黒の表示可能となる最低１
Ｈの１．１〜１．２倍（６０〜１２０μｓｅｃ）に設定
し、白黒表示連続切り換え駆動を行ない、それぞれ１０
０時間、３００時間、５００時間、８００時間、１００
０時間後の駆動電圧マージンパラメータＭを測定し、比
較した。
【０２０４】上記液晶素子について、液晶の移動現象を
観察した。
【０２０５】本実験においては、上記実験で用いた液晶
素子と全く同じ構成の素子を表示パネル部に使用し、図
９に示した画面サイズ横（情報線側）約２８０ｍｍ、縦
（走査線側）約２２０ｍｍ、画素数１２８０×１０２４
であり、情報線及び走査線に所定の駆動手段を設け、液
晶表示装置を作成した。
【０２０６】尚、ラビングの中心方向は、走査ストライ
プ電極と平行、即ち水平方向とした。
【０２０７】また、この液晶のディスプレイを図４に示
す駆動波形を用いて、走査線側±１３．９Ｖ（一部６．
１Ｖ）、情報線側±６．１Ｖ、即ち、図４中のＶop＝２
０．０Ｖで１００ライン毎の白黒の縦のストライプ表示
を３０℃で３００時間行なった。続いて、液晶パネル面
内で最もセルギャップが変化（増加）したと判断される
箇所（色味変化で判断）のセルギャップの値をベレック
式コンペンセーターを用いてレタデーションを測定し、
算出することによって得た。長時間駆動前後のセルギャ
ップの差を液晶移動によるセルギャップ変化の値とす
る。
【０２０８】尚、いずれの実験においても環境温度は恒
温槽内で制御し、パネル面の温度を直接熱電対を用いて
モニターした。これらの結果を表３１及び図１３〜１５
に示した。
【０２０９】
【表２７】
【０２１０】
【表２８】
【０２１１】
【表２９】
【０２１２】
【表３０】
【０２１３】
【表３１】
【０２１４】表３１及び図１３〜１５より明らかなよう
に、初期駆動特性などにおいては、駆動電圧マージンパ
ラメータが著しく低い液晶組成物１を除いて、大きな差
はないが、耐久後駆動特性については、液晶移動による
セル厚変化、駆動電圧マージンパラメータＭの変化にお
いて、本発明による液晶組成物、及びこれを用いた液晶
素子、液晶装置、特に液晶表示装置に方が他のそれらよ
りも明らかに優位であることを示している。
【０２１５】セル厚変化が大きい部分は、表示パネルの
一部分での色味を変化させ、表示品質の低下を引き起こ
していた。
【０２１６】耐久後においては、光源からの発熱や、駆
動回路からの発熱、使用環境温度などの駆動環境温度変
化、セル厚分布の影響などによる駆動特性への影響が次
第に大きくなり、電圧駆動マージンパラメータＭが大き
い液晶素子と、小さい液晶素子では明らかに安定した画
像品質を保持する余裕度に大きな差が生じ、駆動電圧マ
ージンパラメータＭが大きい液晶素子の優位性は明らか
であった。
【０２１７】また、数値での表現はできなかったもの
の、耐久後も電圧駆動マージンマラメータＭが大きい液
晶素子と、小さい素子を顕微鏡観察し比較すると、セル
内部における段差周囲、及びセル厚保持剤・補強剤の周
囲における液晶のスイッチング不良（クロストーク電圧
の低下）領域の大きさには大きな差が認められた。
【０２１８】このような現象のため、本発明以外の液晶
組成物を使用した液晶素子においては、耐久後のコント
ラストが低下したものと考えられる。
【０２１９】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明による液
晶組成物、それを用いた液晶素子、及び、それらを用い
た液晶装置を用いることによって、長時間使用する際の
実用上の問題点である、画質等の表示品質の低下、駆動
特性の低下等の耐久特性の問題について改善することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶素子の構成の一例を示す、模式的
断面図である。
【図２】シェブロン構造におけるＣ１配向及びＣ２配向
状態を示す模式図である。
【図３】Ｃ１配向及びＣ２配向でのティルト角Θ、プレ
ティルト角α及び層の傾斜角δの関係を示す模式図であ
る。
【図４】図１に示した液晶素子に印加した電界の波形、
及び、フォトマルによって測定された光学応答波形と駆
動波形との関係を示すためのタイミングチャート図であ
る。
【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。
【図６】従来技術の説明で述べた、駆動法の波形図であ
る。
【図７】図６（Ｂ）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。
【図８】駆動電圧を変化させた時の透過率の変化を表す
Ｖ−Ｔ特性図である。
【図９】本発明にかかる液晶表示装置とグラフィックコ
ントローラとの接続状態を示すブロック図である。
【図１０】本発明にかかる液晶表示装置とグラフィック
コントローラとの間の画像情報通信状態を示すタイミン
グチャート図である。
【図１１】液晶分子のセル内での移動を説明するための
概略図である。
【図１２】駆動耐久特性の低下を説明するための概略図
である。
【図１３】本発明の実施例及び比較例の液晶組成物を用
いた液晶素子の耐久駆動特性を示す線図である。
【図１４】本発明の実施例及び比較例の液晶組成物を用
いた液晶素子の耐久駆動特性を示す線図である。
【図１５】本発明の実施例及び比較例の液晶組成物を用
いた液晶素子の耐久駆動特性を示す線図である。
【符号の説明】
１１ａ，１１ｂ ガラス基板 １２ａ，１２ｂ 透明電極 １３ａ，１３ｂ 絶縁膜 １４ａ，１４ｂ 配向制御膜 １５ カイラルスメクティック液晶 １６ スペーサ １７ａ，１７ｂ 偏光板 ２１ 液晶層 ２２ Ｃ１配向状態 ２３ Ｃ２配向状態 ２４ａ，ｂ 基板界面 ３１ コーン ４１ 白表示を行なう時の電圧波形の一例 ４２ 黒表示を行なう時の電圧波形の一例 ４３ ４２の駆動波形を印加した時の光学応答波形 ４４ 白書込み波形選択期間 ４５ 黒書込み波形選択期間 ５１ 液晶パネル ５２ 走査電極群 ５３ 情報電極群 １０１ 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 走査線駆動回路 １０５ 情報線駆動回路 １０６ デコーダ １０７ 走査信号発生回路 １０８ シフトレジスタ １０９ ラインメモリ １１０ 情報信号発生回路 １１１ 駆動制御回路 １１２ ＧＣＰＵ １１３ ホストＣＰＵ １１４ ＶＲＡＭ １１５ ラビング方向 １１６ａ，１１６ｂ 平均分子軸方向 １１７ 液晶移動方向 １１８ セル厚変化領域 １２１ メタル配線 １２２ ラビング方向 １２３ 粒状接着剤 １２４ スペーサ １２５ 駆動耐久性低下領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中澤 郁郎 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 (72)発明者 森 省誠 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 (72)発明者 野口 幸治 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 (72)発明者 片桐 一春 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 (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６−242450（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−104867（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−209132（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09K 19/00 - 19/46

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）、一般
    式（Ｃ）で示される化合物を必須成分として含有する液
    晶組成物。 【化１】 【化２】 【化３】
  2. 【請求項２】 更に少なくとも一種以上の光学活性化合
    物を含有する請求項１記載の液晶組成物。
  3. 【請求項３】 少なくともカイラルスメクティック相を
    呈する請求項２記載の液晶組成物。
  4. 【請求項４】 強誘電性を呈する請求項２記載の液晶組
    成物。
  5. 【請求項５】 等方性液体相より降温過程において、カ
    イラルネマティック相（コレステリック相）、スメクテ
    ィック相、カイラルスメクティック相を示す液晶組成物
    である請求項３記載の液晶組成物。
  6. 【請求項６】 前記カイラルスメクティック相がカイラ
    ルスメクティックＣ相である請求項３又は５記載の液晶
    組成物。
  7. 【請求項７】 前記一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）、一般
    式（Ｃ）で示される化合物をそれぞれ、１．０〜３０重
    量％、０．３〜２０重量％、０．３〜２０重量％含有す
    る請求項１〜６のいずれかに記載の液晶組成物。
  8. 【請求項８】 前記一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）、一般
    式（Ｃ）で示される化合物をそれぞれ、１．０〜２０重
    量％、０．５〜１０重量％、０．５〜１０重量％含有す
    る請求項１〜６のいずれかに記載の液晶組成物。
  9. 【請求項９】 更に下記一般式（１）で示される化合物
    を２０〜７５重量％、一般式（２）で示される化合物を
    ５〜２５重量％、一般式（３）で示される化合物を５〜
    ３０重量％、一般式（４）で示される化合物を０．１〜
    ３０重量％含有してなる請求項１〜８のいずれかに記載
    の液晶組成物。 【化４】 （ｐ、ｑは０、１、２のいずれかであって、ｐ＋ｑは１
    又は２であり、Ｙ0は水素原子、またはフッ素原子を表
    し、Ｒ21、Ｒ22は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分
    岐状のアルキル基であり、該アルキル基中の一つもしく
    は二つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条
    件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝
    ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−に置き換えられていてもよく、Ｗは
    ハロゲン原子、ＣＮ基、ＣＦ3基のいずれかを示す。ま
    た、Ｒ21、Ｒ22は光学活性であってもよい。） 【化５】 Ｙ0は水素原子、またはフッ素原子を表し、Ｙ1は水素原
    子、またはフッ素原子を表し、Ｒ23は炭素原子数１〜１
    ８の直鎖状、又は分岐状のアルキル基であり、Ｒ24は水
    素原子、ハロゲン原子、ＣＮ基、炭素原子数１〜１８の
    直鎖状、又は分岐状のアルキル基のいずれかであり、Ｒ
    23、Ｒ24の示す該アルキル基中の一つもしくは二つ以上
    のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条件で−Ｏ
    −、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
    −Ｃ≡Ｃ−に置き換えられていてもよく、Ｗはハロゲン
    原子、ＣＮ基、ＣＦ3基のいずれかを示す。また、
    Ｒ23、Ｒ24は光学活性であってもよい。） 【化６】 Ｒ25、Ｒ26は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐状
    のアルキル基であり、該アルキル基中の一つもしくは二
    つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条件で
    −Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ
    −、−Ｃ≡Ｃ−に置き換えられていてもよく、Ｗはハロ
    ゲン原子、ＣＮ基、ＣＦ3基のいずれかを示す。また、
    Ｒ25、Ｒ26は光学活性であってもよい。） 【化７】 Ｒ27、Ｒ28は炭素原子数１〜１８の直鎖状、又は分岐状
    のアルキル基であり、該アルキル基中の一つもしくは二
    つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条件で
    −Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ
    −、−Ｃ≡Ｃ−に置き換えられていてもよく、Ｗはハロ
    ゲン原子、ＣＮ基、ＣＦ3基のいずれかを示す。Ｚは−
    Ｏ−又は−Ｓ−を示す。また、Ｒ27、Ｒ28は光学活性で
    あってもよい。）
  10. 【請求項１０】 前記一般式（１）で示される化合物
    が、下記一般式（１−１）〜（１〜７）のいずれかで示
    される化合物であり、前記一般式（２）で示される化合
    物が、下記一般式（２−１）〜（２−５）のいずれかで
    示される化合物であり、一般式（３）で示される化合物
    が、下記一般式（３−１）〜（３−９）のいずれかで示
    される化合物であり、一般式（４）で示される化合物
    が、下記一般式（４−１）〜（４−６）のいずれかで示
    される化合物である請求項９記載の液晶組成物。 【化８】 【化９】 【化１０】 【化１１】 （但し、式中Ｒ21a〜Ｒ28aは炭素原子数１〜１８の直鎖
    状又は分岐状のアルキル基であり、該アルキル基中の一
    つもしくは二つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接
    しない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＷ−、
    −ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−に置き換えられていてもよ
    く、Ｗはハロゲン原子、ＣＮ基、ＣＦ3基のいずれかを
    示す。またＲ21a〜Ｒ28aは光学活性であってもよい。Ｙ
    1は前記一般式（１）〜（４）で示したものと同じ。）
  11. 【請求項１１】 液晶と、該液晶を挟持して対向すると
    共に、該対向面に液晶に電圧を印加する電極が形成され
    た一対の基板とを具備する液晶素子であって、少なくと
    も一方の基板における対向面側に液晶の配向状態を制御
    するための配向制御層を有し、前記液晶が、請求項１〜
    １０のいずれかに記載の液晶組成物であることを特徴と
    する液晶素子。
  12. 【請求項１２】 前記液晶組成物がカイラルスメクティ
    ックＣ相を呈する液晶組成物であって、該カイラルスメ
    クティックＣ相の層の傾斜角δが０℃〜６０℃の温度範
    囲で３°以上１５°以下に調整されている請求項１１記
    載の液晶素子。
  13. 【請求項１３】 前記液晶組成物が、カイラルスメクテ
    ィック液晶であり、素子のプレティルト角をα、液晶の
    ティルト角をΘ、液晶の層の傾斜角をδとした場合、該
    カイラルスメクティック液晶が、下記（Ｉ）式、及び
    （ＩＩ）式を満たす配向状態を有し、且つ、この配向状
    態において、少なくとも二つの安定状態を示し、それら
    の光学軸のなす角度の１／２である見かけのティルト角
    θaと、ティルト角Θとが、下記（ＩＩＩ）式の関係を
    有する請求項１２記載の液晶素子。 Θ＜α＋δ （Ｉ） δ＜α （ＩＩ） Θ＞θa＞Θ／２ （ＩＩＩ）
  14. 【請求項１４】 前記両基板の対向面にそれぞれ液晶の
    配向状態を制御するための配向制御層を有し、該配向制
    御層は、いずれも一軸配向処理がなされており、該一軸
    配向処理軸が実質的に平行である請求項１１又は１３記
    載の液晶素子。
  15. 【請求項１５】 両基板の対向面にそれぞれ液晶の配向
    状態を制御するための配向制御層を有し、該配向制御層
    はいずれも一軸配向処理がなされており、該一軸配向処
    理軸が所定の角度で交差している請求項１１又は１３記
    載の液晶素子。
  16. 【請求項１６】 前記一軸配向処理軸の交差角が２５°
    以下である請求項１５記載の液晶素子。
  17. 【請求項１７】 前記プレティルト角αの大きさが、５
    °以上である請求項１３記載の液晶素子。
  18. 【請求項１８】 請求項１１〜１７のいずれかに記載の
    液晶素子と、該液晶素子の駆動回路とを具備することを
    特徴とする液晶装置。
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