JPH0229491A - 液晶組成物およびこれを含む液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は液晶表示素子や液晶−光シヤツター等に利用さ
れる液晶素子に用いる液晶組成物に関し、更に詳しくは
、電界に対する応答特性が改善された新規な液晶組成物
に関するものである。

〔背景技術〕

従来より、液晶は電気光学素子として種々の分野で応用
されている。現在実用化されている液晶素子はほとんど
が、例えばＭ　、　Ｓ　ｃ　ｈ　ａ　ｄ　ｔとＷ、Ｈｅ
１ｆｒｉｃｈ著“Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ　　Ｖｏ、１８、Ｎｏ、４　（１９７１，
２，１５）、Ｐ、１２７〜１２８の“ＶｏｌｔａｇｅＳ
ｐｅｎｄｅｎｔ　　０ｐｔｉｃａｌ　　Ａｃｔｉｖｉｔ
ｙ　　ｏｒ　　ａＴｗｉｓｔｅｄ　　Ｎｅｍａｔｉｃ　
　Ｌｉｑｕｉｄ　　Ｃｒｙｓｔａビに示されたＴ　Ｎ　
（ｔ　ｗ　ｉ　ｓ　ｔ　ｅ　ｄ　　ｎ　ｅ　ｍ　ａ　ｔ
　ｉ　ｃ　）型の液晶を用いたものである。

これらは、液晶の誘電的配列効果に基づいており、液晶
分子の誘電異方性のために平均分子軸方向が、加えられ
た電場により特定の方向を向く効果を利用している。こ
れらの素子の光学的な応答速度の限界はミリ秒であると
いわれ、多（の応用のためには遅すぎる。一方、大型平
面デイスプレィへの応用では、価格、生産性などを考え
合せると単純マトリクス方式による駆動が最も有力であ
る。単純マトリクス方式においては、走査電極群と信号
電極群をマトリクス状に構成した電極構成が採用され、
その駆動のためには、走査電極群に順次周期的にアドレ
ス信号を選択印加し、信号電極群には所定の情報信号を
アドレス信号と同期させて並列的に選択印加する時分割
駆動方式が採用される。

しかしこのような駆動方式の素子に前述したＴＮ型の液
晶を採用すると走査電極が選択され、信号電極が選択さ
れない領域、或いは走査電極が選択されず、信号電極が
選択される領域（所謂“半選択点”）にも有限に電界が
かかってしまう。選択点にかかる電圧と、半選択点にか
かる電圧の差が充分に大きく、液晶分子を電界に垂直に
配列させるのに要する電圧閾値がこの中間の電圧値に設
定されるならば、表示素子は正常に動作するわけである
が、走査線数（Ｎ）を増やして行った場合、画面全体（
１フレーム）を走査する間に一つの選択点に有効な電界
がかかっている時間（ｄｕｔｙ比）が１／Ｎの割合で減
少してしまう。このために、くり返し走査を行った場合
の選択点と非選択点にかかる実効値としての電圧差は、
走査線数が増えれば増える程小さくなり、結果的には画
像コントラストの低下やクロストークが避は難い欠点と
なっている。

このような現象は、双安定性を有さない液晶（電極面に
対し、液晶分子が水平に配向しているのが安定状態であ
り、電界が有効に印加されている間のみ垂直に配向する
）を時間的蓄積効果を利用して駆動する（即ち、繰り返
し走査する）ときに生ずる本質的には避は難い問題点で
ある。この点を改良するために、電圧平均化法、２周波
駆動法や、多重マトリクス法等が既に提案されているが
、いずれの方法でも不充分であり、表示素子の大画面化
や高密度化は、走査線数が充分に増やせないことによっ
て頭打ちになっているのが現状である。

この様な従来型の液晶素子の欠点を改善するものとして
、双安定性を有する液晶素子の使用がＣ１ａｒｋ及びＬ
　ａ　ｇ　ｅ　ｒ　ｗ　ａ　ｌ　ｌにより提案されてい
る（特開昭５６−１０７２１６号公報、米国特許第　４
３６７９２４号明細書等）。双安定性液晶としては一般
に、カイラルスメクテイツクＣ相（ＳｍＣ＊）又はＨ相
（ＳｍＨ＊）を有する強誘電性液晶が用いられる。この
強誘電性液晶は電界に対して第１の光学的安定状態と第
２の光学的安定状態からなる双安定状態を有し、従って
前述のＴＮ型の液晶で用いられた光学変調素子とは異な
り、例えば一方の電界ベクトルに対して第１の光学的安
定状態に液晶が配向し、他方の電界ベクトルに対しては
第２の光学的安定状態に液晶が配向される。また、この
型の液晶は、加えられる電界に応答して、上記２つの安
定状態のいずれかを取り、且つ電界の印加のないときは
その状態を維持する性質（双安定性）を有する。

以上のような双安定性を有する特徴に加えて、強誘電液
晶は高速応答性であるという優れた特徴を持つ。それは
強誘電液晶の持つ自発分極と印加電場が直接作用して配
向状態の転移を誘起するためであり、誘電率異方性と電
場の作用による応答速度より３〜４オーダー速い。

このように強誘電液晶はきわめて優れた特性を潜在的に
有しており、このような性質を利用することにより、上
述した従来のＴＮ型素子の問題点の多くに対して、かな
り本質的な改善が得られる。

特に、高速光学光シャッターや、高密度、大画面デイス
プレィへの応用が期待される。このため強誘電性を持つ
液晶材料に関しては広く研究がなされているが、現在ま
でに開発された強誘電性液晶材料は、低温作動特性、高
速応答性等を含めて液晶素子に用いる十分な特性を備え
ているとは云い難い。

応答時間τと自発分極の大きさＰｓおよび粘度ηの間に
は η τ＝　　　　（ただしＥは印加電圧である）Ｐｓ争Ｅ の関係が存在する。したがって応答速度を速くするには
、 （ア）自発分極の大きさＰｓを大きくする（イ）粘度η
を小さくする （つ）印加電圧Ｅを高くする 方法がある。しかじ印加電圧は、ＩＣ等で駆動するため
上限があり、出来るだけ低い方が望ましい。

よって、実際には粘度ηを小さ（するか、自発分極の大
きさＰｓの値を大きくする必要がある。

一般的に自発分極の大きい強誘電性カイラルスメクチッ
ク液晶化合物においては、自発分極のもたらすセルの内
部電界も大きく、双安定状態をとり得る素子構成への制
約が多くなる傾向にある。又、いたずらに自発分極を大
きくしても、それにつれて粘度も大きくなる傾向にあり
、結果的には応答速度はあまり速くならないことが考え
られる。

また、実際のデイスプレィとしての使用温度範囲が例え
ば５〜４０℃程度とした場合、応答速度の変化が一般に
２０倍程もあり、駆動電圧及び周波数による調節の限界
を越えているのが現状である。

以上述べたように、強誘電性液晶素子を実用化するため
には、粘度が低く高速応答性を有し、かつ応答速度の温
度依存性の小さな強誘電性カイラルスメクチック液晶組
成物が要求される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、強誘電性液晶素子を実用できるように
、応答速度が速く、しかもその応答速度の温度依存性が
軽減されたカイラルスメクチック液晶組成物および該液
晶組成物を使用する液晶素子を提供することにある。

［問題を解決するための手段］ 本発明は下記一般式（１） ％式％ （ただし、Ｒ１はＣ１〜ＣＩ４の直鎖状のアルキル基、
Ｒ２はＣ３〜Ｃ１４の置換基を有していてもよい直鎖状
又は分岐状のアルキル基、 の少なくとも一種と、 下記一般式（ＩＩ　） （ただし、Ｒ３はＣ１〜Ｃ１８の置換基を有していても
よい直鎖状又は分岐状のアルキル基、 Ｒ４は０１〜ＣＩＯの直鎖状のアルキル基、り り で示される化合物の少なくとも一種とを含有することを
特徴とする強誘電性カイラルスメクチック液晶組成物な
らびに該液晶組成物を一対の電極基板間に配置してなる
液晶素子を提供するものである。

前述の一般式（Ｉ）で示される化合物において、より好
ましい化合物としては、Ｘｌが一〇−もしくは一〇〇−
である化合物を挙げることが出来る。

また、一般式（ＩＩ　）で示される化合物において、よ
り好ましい化合物例としては、Ｒ２が直鎖状のアルキル
基である化合物を挙げることが出来る。

また、前述の一般式（ＩＩ　）で示される化合物のうち
、好ましい化合物例としては、下記する（　ＩＩ　−ａ
　）〜（ＩＩ　−ｈ　’Ｉ式で示される化合物が挙げら
れる。

前記一般式（Ｉ）で示される化合物の具体的な構造式を
以下に示す。

又、さらに上述の（ＩＩ−ａ）　〜（ＩＩ−ｈ）式にお
けるＸ３の好ましい例としては、単結合、−〇−ｏｃ−
−ｃｏ−が挙げられる。

Ｏ ■ ■−１１ ■ ○ ■−２５ ■ ■ 】−２８ −数式（１）で示される化合物は下記に示すような合成
経路で得ることが出来る。

合成経路 り 一般式（ＩＩ　）で示される化合物の代表的な合成例を
以下に示す。

合成例１（化合物Ｎｏ、２−１７の合成）ｐ−２−フル
オロオクチルオキシフェノール１．ＯＯｇ（４、１６ｍ
　Ｍ　）をピリジンｔｏｍＬ）ルエン５　ｍ　ｌに溶解
させ、トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキサンカル
ボン酸クロライド１．３０ｇ　（６，ＯＯｍＭ）をトル
エン５　ｍ　ｌに溶解した溶液を、５℃以下、２０〜４
０分間で滴下した。滴下後、室温で一晩撹拌し、白色沈
殿を得た。

反応終了後、反応物をベンゼンで抽出し、さらにこのベ
ンゼン層を蒸留水で洗ったのち、ベンゼン層を硫酸マグ
ネシウムで乾燥し、ベンゼンを留去した。さらにシリカ
ゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製し、さらに
エタノール／メタノールで再結晶して、トランス−４−
ｎ−ペンチルシクロヘキサンカルボン酸−ｐ−２−フル
オロオクチルオキシフェニルエステル１．２０　ｇ　（
２、８５ｍ　Ｍ　）を　得た。（収率６８．６％） ＮＭＲデータ（ｐｐｍ） ０　、８３〜２　、８３　ｐ　ｐ　ｍ　（３４Ｈ、ｍ　
）４　、　ＯＯ〜４　、５０　ｐ　ｐ　ｍ　（２ＨＳｑ
　）７、ｌｌｐｐｍ　　　　　（４ＨＸｓ）ＩＲデータ
（ｃ　ｍ−’　） ３４５６、　２９２８．　２８５２．　１７４２．　１
５０８゜１４７０、　１２４８．　１２００．　１１６
６、　１１３２゜相転移温度（０Ｃ） 前記−数式（ｎ）で示される化合物の具体的な構造式の
例を以下に示す。

（ここで、ｓ３．ｓ４．ｓ５．ｓ、は、ＳｍＣ＊よりも
秩序度の高い相を示す。） （以下余白） −数式（ｎ）で示される化合物の代表的な合成例を以下
に示す。

合成例２（化合物Ｎｏ、２−４の合成）５−ドデシル−
２−（４’　−ヒドロキシフェニル）ピリミジン１．０
ｇ　（２，９４ｍｍｏｆ　）をトルエン４ｍｌ及びピリ
ジン４ｍＩ！に溶かした。これにトルエン４ｍｌに溶か
したトランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキサンカルボ
ン酸クロリド（関東化学■製）０．５５ｇを氷水浴中５
℃以下で徐々に滴下した。滴下終了後、室温で１２時間
撹拌し、反応混合物を氷水１００　ｍ　！！中に注入し
た。６Ｎ塩酸で酸性側とした後、ベンゼンで抽出し、こ
れを水、５％炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄
した。硫酸マグネシウムにより乾燥した後、溶媒留去し
、クリーム色の粗生成物を得た。これをカラムクロマト
グラフィーにより精製した後、さらにエタノールｌ酢酸
エチル混合溶媒から再結晶し、白色の標記化合物０．９
４ｇを得た。（収率６４．８％）相転移温度（℃） 合成例３（化合物Ｎｏ、２−７２の合成）（Ｉ）トラン
ス−４−ｎ−プロピルシクロヘキサンカルボン酸クロラ
イド１０ｇ　（５３，６ｍｍｏＩりをエタノール３０　
ｍ　ｊ！にとかし、これに少量のトリエチルアミンを加
え室温で１０時間撹拌した。反応混合物を氷水１００ｍ
Ａに注入し、６Ｎ塩酸水溶液を加え酸性側とした後、イ
ソプロピルエ・−チルにより抽出した。有機層を洗液が
中性となるまで水洗を繰り返した後、硫酸マグネシウム
により乾燥した。溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマ
トグラフィーにより精製し、トランス−４−ｎ−プロピ
ルシクロヘキサンカルボン酸エチルエステル９．９ｇを
得た。

（Ｉ［）水素化アルミニウムリチウム０．７３ｇ　（１
９，１ｍｍｏＩりを乾燥エーテル３０ｍＪに添加し、１
時間加熱環流した。氷水浴中で１０℃程度まで冷却した
後、乾燥エーテル３０　ｍ　１．に溶かしたトランス−
４−ｎ−プロピルシクロヘキサンカルボン酸エチルエス
テル５ｇ　（２５，５ｍｍｏＩりを徐々に滴下した。滴
下終了後、室温で１時間撹拌し、さらに１時間加熱環流
させた。これを酢酸エチル、６Ｎ塩酸水溶液で処理した
後、氷水２００ｍｆに注入した。

イソプロピルエーテルにより抽出した後、有機相を水、
水酸化ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、硫酸マグネ
シウムにより乾燥した。溶媒留去後、シリカゲルカラム
クロマトグラフィーにより精製し、トランス−４−ｎ−
プロピルシクロヘキシルメタノール３．５ｇを得た。

（■）トランス−４−ｎ−プロピルシクロへキシルメタ
ノール３．４ｇ　（２２，４ｍｍｏｊ？　）をピリジン
２０ｍ１２に溶かした。これにピリジン２０ｍｊ’に溶
かしたｐ−トルエンスルホン酸クロライド５．３ｇを氷
水洛中で５℃以下に冷却しながら滴下した。室温で１０
時間撹拌した後、氷水２００　ｍ　Ｉ！に注入した。６
Ｎ塩酸水溶液により酸性側とした後、イソプロピルエー
テルで抽出した。有機相を洗液が中性となるまで水洗を
繰り返した後、硫酸マグネシウムにより乾燥した。これ
を溶媒留去して、トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘ
キシルメチル−ｐ−１−ルエンスルホネートを得た。

（■）ジメチルホルムアミド４０　ｍ　ｌに５−デシル
−２−（４’−ヒドロキシフェニル）ピリミジン６．３
ｇ（２０，２ｍｍｏＡ）を溶かした。これに８５％水酸
化カリウム１．５ｇを加え、１００°Ｃで１時間撹拌し
た。

これにトランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシルメチ
ル−ｐ−トルエンスルホネート６．９ｇを加え、さらに
１００°Ｃで４時間撹拌した。反応終了後、これを氷水
２００　ｍ　ｌに注入し、ベンゼンで抽出した。

有機相を水洗した後、硫酸マグネシウムにより乾燥した
。溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーに
より精製し、これをさらにエタノール／酢酸エチル混合
溶媒から再結晶して、前記例示化合物Ｎｏ、２−７２を
得た。

ＩＲ（ｃｍ−’）　： ２９２０、　２８４０．　１６０８．　１５８４１４２
８、　１２５８．　１１６４．　８００相転移温度（０
Ｃ） （Ｓｍ２はＳｍＡ、ＳｍＣ以外のスメクチック相、未同
定）本発明の液晶組成物は前記−数式（１）で示される
化合物の少なくとも１種と、前記−数式（ＩＩ　）で示
される化合物の少なくとも１種と、さらに他の液晶性化
合物１種以上とを適当な割合で混合することにより得る
ことができる。また、本発明による液晶組成物は、強誘
電性液晶組成物、特に強誘電性カイラルスメクチック液
晶組成物が好ましい。

本発明で用いる他の液晶性化合物の具体例を下記にあげ
る。

゛ｊ二二」 υ υ υ υ υ υ Ｕ 本発明の一般式（Ｉ）で示される液晶性化合物および一
般式（ＩＩ　）で示される液晶性化合物それぞれと、一
種以上の上述した他の液晶性化合物あるいは、それを含
む強誘電性液晶組成物（以下強誘電性液晶材料と略す）
との配向割合は、強誘電性液晶材料１００重量部当り、
本発明一般式（Ｉ）および一般式（ＩＩ　）で示される
液晶性化合物それぞれを１〜３００重量部より好ましく
は、５〜１００重量部とすることが好ましい。

また、本発明の一般式（Ｉ）および一般式（ＩＩ　）で
示される液晶性化合物の一方もしくは両方を２種以上用
いる場合も強誘電性液晶材料との配合割合は前述した強
誘電性液晶材料１００重量部当り、本発明一般式（Ｉ）
および一般式（ＩＩ　）で示される液晶性化合物の一方
もしくは両方の２種以上の混合物を１〜５００重量部、
より好ましくは１０〜１００重量部とすることが好まし
い。

第１図は強誘電性液晶素子の構成の説明のために、本発
明の強誘電性液晶層を有する液晶素子の１例の断面概略
図である。

第１図において符号ｌは強誘電性液晶層、２はガラス基
板、３は透明電極、４は絶縁性配向制御層、５はスペー
サー、６はリード線、７は電源、８は偏光板、９は光源
を示している。

２枚のガラス基板２には、それぞれＩｎ２Ｏ３゜ＳｎＯ
２あるいはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ　　０ｘｉｄ
ｅ）等の薄膜から成る透明電極が被覆されている。その
上にポリイミドの様な高分子の薄膜をガーゼやアセテー
ト植毛布等でラビングして、液晶をラビング方向に並べ
る絶縁性配向制御層が形成されている。また絶縁物質と
して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、硼素窒化物、水素を含有する硼
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
どの無機物質絶縁層を形成し、その上にポリビニルアル
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、ポリビニルアセクール、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、ユリャ樹脂、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を配向制御層として、
２層で絶縁性配向制御層が形成されていてもよく、また
無機物質絶縁性配向制御層あるいは有機物質絶縁性配向
制御層単層であっても良い。この絶縁性配向制御層が無
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
０．１〜２０重量％、好ましくは０．２〜１０重１％）
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。

絶縁性配向制御層の層厚は通常３０人〜１μｍ、好まし
くは３０人〜３０００人、さらに好ましくは５０人〜１
０００人が適している。

この２枚のガラス基板２はスペーサー５によって任意の
間隔に保たれている。例えば所定の直径を持つシリカビ
ーズ、アルミナビーズをスベーサ−としてガラス基板２
枚で挾持し、周囲をシール材、例えばエポキシ系接着材
を用いて密封する方法がある。その他スペーサーとして
高分子フィルムやガラスファイバーを使用しても良い。

この２枚のガラス基板の間に強誘電性液晶が封入されて
いる。

強誘電性液晶が封入された強誘電性液晶層は、一般には
０．５〜２０μｍ１好ましくは１〜５μｍである。

また、この強誘電性液晶は室温を含む広い温度域（特に
低温側）でＳ　ｍ　Ｃ＊相（カイラルスメクチックＣ相
）を有し、かつ、素子とした場合には駆動電圧マージン
、および駆動温度マージンが広いことが望まれる。

また、特に素子とした場合に良好な均−配向性を示しモ
ノドメイン状態を得るには、その強誘電性液晶は等吉相
からｃｈ相（コレステリック相）−３ｍＡ相（スメクチ
ックＡ相）−３ｍＣ’相（カイラルスメクチックＣ相）
という相転移系列を有していることが望ましい。

透明電極３からはリード線によって外部電源７に接続さ
れている。

またガラス基板２の外側には偏光板８が貼り合わせであ
る。

第１図は透明型なので光源９を備えている。

第２図は強誘電性液晶素子の動作説明のために、セルの
例を模式的に描いたものである。２１ａと２１ｂはそれ
ぞれＩｎ２Ｏ３，５ｎ０２あるいはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕ
ｍ−Ｔｉｎ　　０ｘｉｄｅ）等の薄膜からなる透明電極
で被覆された基板（ガラス板）であり、その間に液晶分
子層２２がガラス面に垂直になるよう配向したＳｍＣ’
相またはＳ　ｍ　Ｈ＊相の液晶が封入されている。太線
で示した線２３が液晶分子を表わしており、この液晶分
子２３はその分子に直交した方向に双極子モーメント（
Ｐ±）２４を有している。基板２１ａと２１ｂ上の電極
間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子２３
のらせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ±）２４
がすべて電界方向に向くよう、液晶分子２３は配向方向
を変えることができる。液晶分子２３は細長い形状を有
しており、その長袖方向と短軸方向で屈折率異方性を示
し、従って例えばガラス面の上下に互いにクロスニコル
の偏光子を置けば、電圧印加極性によって光学特性が変
わる液晶光学変調素子となることは、容易に理解される
。

本発明の光学変調素子で好ましく用いられる液晶セルは
、その厚さを充分に薄（（例えばＩＯμ以下）すること
ができる。このように液晶層が薄くなるにしたがい、第
３図に示すように電界を印加していない状態でも液晶分
子のらせん構造がほどけ、その双極子モーメントＰａま
たはｐｂは上向き（３４ａ）または下向き（３４ｂ）の
どちらかの状態をとる。このようなセルに、第３図に示
す如く一定の閾値以上の極性の異る電界ＥａまたはＥｂ
を電圧印加手段３１ａと３１ｂにより付与すると、双極
子モーメントは電界ＥａまたはＥｂの電界ベクトルに対
応して上向き３４ａまたは下向き３４ｂと向きを変え、
それに応じて液晶分子は、第１の安定状態３３ａかある
いは第２の安定状態３３ｂの何れか一方に配向する。

このような強誘電性を光学変調素子として用いることの
利点は先にも述べたが２つある。

その第１は、応答速度が極めて速いことであり、第２は
液晶分子の配向が双安定性を有することである。第２の
点を例えば第３図によって更に説明すると、電界Ｅａを
印加すると液晶分子は第１の安定状態３３ａに配向する
が、この状態は電界を切っても安定である。また、逆向
きの電界Ｅｂを印加すると、液晶分子は第２の安定状態
３３ｂに配向してその分子の向きを変えるが、やはり電
界を切ってもこの状態に留っている。また与える電界Ｅ
ａあるいはＥｂが一定の閾値を越えない限り、それぞれ
前の配向状態にやはり維持されている。

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
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１ 下記例示化合物を下記の重量部で混合し、液晶性組成物
１−Ａを作成した。

例示化合物Ｎｏ、　　　　　　　　構造式％式％ 構造式 重１部 この液晶組成物１−Ａに対して例示化合物１−３．２−
８をそれぞれ下記の重量部で混合し、液晶組成物１−Ｂ
を得た。

Ｃ，Ｈ，０ＣＨ２Ｃ１１２０＠−Ｃｏｏ＠［相］−ＣＯ
ＯＣａＨｕ例示化合物Ｎｏ。

構造式 次に、これらの液晶組成物を以下の手順で作製したセル
を用いて、光学的な応答を観察した。

２枚の１　、１　ｍ　ｍ厚のガラス板を用意し、それぞ
れのガラス板上にＩＴＯ膜を形成し、電圧印加電極を作
成し、さらにこの上に５ｉＯ７を蒸着させ絶縁層とした
。

この基板上にポリイミド樹脂前駆体［東し■５Ｐ−５１
０３１，０％ジメチルアセトアミド溶液を回転数３００
０ｒ、ｐｏｍのスピンナーで１５秒間塗布した。成膜後
、６０分間、３００℃加熱縮合焼成処理を施した。この
時の塗膜の膜厚は約１２０人であった。

この焼成後の被膜には、アセテート植毛布によるラビン
グ処理がなされ、その後イソプロピルアルコール液で洗
浄し、平均粒径１．５μｍのシリカビーズを一方のガラ
ス板上に散布した後、それぞれのラビング処理軸が互い
に平行となる様にし、接着シール剤［リクソンボンド（
チッソ（掬）］を用いてガラス板をはり合わせ、６０分
間、１００°Ｃにて加熱乾燥しセルを作成した。このセ
ルのセル厚をベレツク位相板によって測定したところ約
１．５μｍであった。

このセルに上述の液晶組成物１−Ｂを等方性液体状態で
注入し、等吉相から２０°Ｃ／ｈで２５°Ｃまで徐冷す
ることにより、強誘電性液晶素子を作成した。

この強誘電性液晶素子を用いて、ピーク・トウ・ピーク
電圧Ｖ　ＰＰ　＝　２５　Ｖの電圧印加により直交ニコ
ル下での光学的な応答（透過光量変化０〜９０％）を検
知して応答速度（以後光学応答速度という）を測定した
。その結果を次に示す。

１０°０　　　２５℃　　　４０°Ｃ 応答速度　　　３６５　μｓｅｃ　　　９５　μｓｅｃ
　　　　３５　μｓｅｃまた、２５℃におけるこの駆動
時のコントラストは１３で、明瞭なスイッチング動作が
観察された。

比較例１ 実施例１で使用した液晶組成物１−Ｂのうち例示化合物
Ｎｏ、　１−３を混合せずに１−Ａに対して例示化合物
Ｎｏ、　２−８のみを混合した液晶組成物１−Ｃと例示
化合物Ｎｏ、　２−８を混合せずに１−Ａに対、して例
示化合物Ｎｏ、　１−３のみを混合した液晶組成物１−
Ｄを作成した。

液晶組成物１−Ｂを用いる代わりに液晶組成物１−Ａ、
　　１−Ｃ及び１−Ｄをセル内に注入する以外は、全〈
実施例１と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、光
学応答速度を測定した。その結果を次に示す。

応答速度　　１０℃　　　　２５°Ｃ４０°ＣＩ　−Ａ
　　　６２０μｓｅｃ　　　１７０μｓｅｃ　　　５２
μ５ｅｃ１−Ｃ５１５μｓｅｃ　　　１４０．ｃｚｓｅ
ｃ　　　４５μ５ｅｃ１−Ｄ　　　４４０μｓｅｃ　　
　１２０μｓｅｃ　　　４０μｓｅｃ実施例１と比較例
１より明らかな様に、本発明による液晶組成物１−Ｂを
含有する強誘電性液晶素子の方が、低温における作動特
性、高速応答性が改善され、かつ応答速度の温度依存性
が軽減されて実施例２ 実施例１で使用した液晶組成物１−Ａに対して、以下に
示す例示化合物を以下に示す重量部で混合して液晶組成
物２−Ｂを得た。

これを用いた他は実施例１と同様の方法で強誘電性液晶
素子を作成し、実施例１と同様の方法で光学応答速度を
測定し、スイッチング状態等を観察した。この液晶素子
内の均−配向性は良好であり、モノドメイン状態が得ら
れた。測定結果を次に示す。

応答速度 １０°Ｃ２５°Ｃ４０？Ｃ ３７０ｐ　ｓｅｃ　　　　　９３　μｓｅｃ　　　　３
５　ｐ　ｓｅｃまた、２５℃におけるこの駆動時のコン
トラストは１３で、明瞭なスイッチング動作が観察され
、電圧印加を止めた際の双安定性も良好であった。

比較例２ 実施例２で使用した液晶組成物２−Ｂのうち例示化合物
Ｎｏ、　１−１７を混合せずに　１−Ａに対して例示化
合物Ｎｏ、２−１００．２−１０４のみを混合した液晶
組成物２−Ｃと例示化合物Ｎｏ、２−１００．２−１０
４を混合せずに１−Ａに対して例示化合物Ｎｏ、　１−
１７のみを混合した液晶組成物２−Ｄを作成した。

液晶組成物１−Ｂを用いる代わりに液晶組成物２−Ｃ及
び２−Ｄをセル内に注入する以外は、全（実施例１と同
様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、光学応答速度を
測定した。その結果を次に示す。

応答速度　ｌＯｏＣ２５°Ｃ４０°Ｃ ２−Ｃ５１０μｓｅｃ　　　１３５μｓｅｃ　　　４５
　μ５ｅｃ２−Ｄ　　　４３５　ｐ　ｓｅｃ　　　１２
５　ｐ　ｓｅｃ　　　４０　μｓｅｃ実施例２と比較例
２より明らかな様に、本発明による液晶組成物２−Ｂを
含有する強誘電性液晶素子の方が、低温における作動特
性、高速応答性が改善され、かつ応答速度の温度依存性
が軽減されている。

実施例３ 実施例１で使用した液晶組成物１−Ａに対して、以下に
示す例示化合物を以下に示す重量部で混合して液晶組成
物３−Ｂを得た。

れを用いた他は実施例１と同様の方法で強誘電性液晶素
子を作成し、実施例１と同様の方法で光学応答速度を測
定し、スイッチング状態等を観察した。この液晶素子内
の均−配向性は良好であり、モノドメイン状態が得られ
た。測定結果を次に示す。

応答速度 １０°Ｃ２５°Ｃ４０°Ｃ ３５５μｓｅｃ　　　　９０　μｓｅｃ　　　　３５　
μｓｅｃまた、２５℃におけるこの駆動時のコントラス
トは１３で、明瞭なスイッチング動作が観察され、電圧
印加を止めた際の双安定性も良好であった。

（以下余白） 比較例３ 実施例３で使用した液晶組成物３〜Ｂのうち例示化合物
Ｎｏ、　１−２２を混合せずに　ｉ−Ａに対して例示化
合物Ｎｏ、２−９．　２−１２．２−１５のみを混合し
た液晶組成物３−Ｃと例示化合物Ｎｏ、２−９．２−１
２゜２−１５を混合せずに１−Ａに対して例示化合物Ｎ
ｏ、１−２２のみを混合した液晶組成物３−Ｄを作成し
た。

液晶組成物ｉ−Ｂを用いる代わりに液晶組成物３−Ｃ及
び３−Ｄをセル内に注入する以外は、全〈実施例１と同
様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、光学応答速度を
測定した。その結果を次に示す。

応答速度　１０°Ｃ２５°Ｃ４０’Ｃ ３−Ｃ５２０１ｔ　ｓｅｅ　　　　１４０　μｓｅｃ　
　　４５　ｐ　５ｅｃ３−Ｄ　　　４５０μｓｅｃ　　
　　１３０μｓｅｃ　　　４０μｓｅｃ実施例３と比較
例３より明らかな様に、本発明による液晶組成物３−Ｂ
を含有する強誘電性液晶素子の方が、低温における作動
特性、高速応答性が改善され、かつ応答速度の温度依存
性が軽減されている。

実施例４ 下記例示化合物を下記重量部で混合し、液晶組成物４−
Ａを作成した。

例示化合物Ｎｏ、　　　　　　　　構造式例示化合物Ｎ
ｏ。

構造式 ％式％ この液晶組成物４−Ａに対して例示化合物１１０、　２
−１．　２−４をそれぞれ下記の重量部で混合し、液晶
組成物４−Ｂを得た。

例示化合物Ｎｏ。

構造式 これを用いた他は実施例１と同様の方法で強誘電性液晶
素子を作成し、実施例１と同様の方法で光学応答速度を
測定し、スイッチング状態等を観察した。この液晶素子
内の均−配向性は良好であり、モノドメイン状態が得ら
れた。測定結果を次に示す。

１０’Ｃ２５°Ｃ４０°Ｃ 応答速度　　　１２８０　μｓｅｃ　　３２０　Ｉｔ　
ｓｅｃ　　　１２０　ｐ　ｓｅｃまた、２５°Ｃにおけ
るこの駆動時のコントラストは１２で、明瞭なスイッチ
ング動作が観察され、電圧印加を止めた際の双安定性も
良好であった。

（以下余白） 比較例４ 実施例４で使用した液晶組成物４−Ｂのうち例示化合物
Ｎｏ、　１−１０を混合せずに　４−Ａに対して例示化
合物Ｎｏ、２−４．　２−１を混合した液晶組成物４−
Ｃと例示化合物Ｎｏ、２−１．２−４を混合せずに４−
Ａに対して例示化合物Ｎｏ、　１−１０のみを混合した
液晶組成物４−Ｄを作成した。

液晶組成物１−Ｂを用いる代わりに液晶組成物４−Ａ、
４−Ｃ及び４−Ｄをセル内に注入する以外は、全〈実施
例１と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、光学応
答速度を測定した。その結果を次に示す。

応答速度　１０°Ｃ２５°Ｃ４０°Ｃ ４−Ａ　　　２０００　μｓｅｃ　　　５３０１ｔ　ｓ
ｅｃ　　　１５８　μ５ｅｅ４−Ｃｌ８００　μｓｅｃ
　　　４６５　μｓｅｃ　　　１４５　μ５ｅｃ４−Ｄ
　　　１６２０１ｔ　ｓｅｃ　　　４００　μｓｅｃ　
　　１３５μｓｅｃ実施例４と比較例４より明らかな様
に、本発明による液晶組成物４−Ｂを含有する強誘電性
液晶素子の方が、低温における作動特性、高速応答性が
改善され、かつ応答速度の温度依存性が軽減されている
。

実施例５ 実施例４で使用した液晶組成物４−Ａに対して、以下に
示す例示化合物を以下に示す重量部で混合して液晶組成
物５−Ｂを得た。

す これを用いた他は実施例１と同様の方法で強誘電性液晶
素子を作成し、実施例１と同様の方法で光学応答速度を
測定し、スイッチング状態等を観察した。この液晶素子
内の均−配向性は良好であり、モノドメイン状態が得ら
れた。

測定結果を次に示す。

応答速度 １０℃　　　　　　２５°Ｃ４０°Ｃ １２５０μｓｅｃ　　　３１５μｓｅｃ　　　　１１５
μｓｅｃまた、２５°Ｃにおけるこの駆動時のコントラ
ストは１３で、明瞭なスイッチング動作が観察され、電
圧印加を止めた際の双安定性も良好であった。

比較例５ 実施例５で使用した液晶組成物５−Ｂのうち例示化合物
Ｎｏ、１−３．　１−１６を混合せずに４−Ａに対して
例示化合物Ｎｏ、　２−７３のみを混合した液晶組成物
５−Ｃと例示化合物Ｎｏ、２−７３を混合せずに４−Ａ
に対して例示化合物Ｎｏ、１−３．　１−１６のみを混
合した液晶組成物５−Ｄを作成した。

液晶組成物１−Ｂを用いる代わりに液晶組成物５−Ｃ及
び５−Ｄをセル内に注入する以外は、全（実施例１と同
様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、光学応答速度を
測定した。その結果を次に示す。

応答速度　ｌＯｏＣ２５°Ｃ４０°Ｃ ３−Ｃｌ８３０μｓｅｃ　　　４７０μｓｅｃ　　　１
４５μ５ｅｃ５−Ｄ　　　１４００　μｓｅｃ　　　３
５５　ｐ　ｓｅｅ　　　１２０　μｓｅｃ実施例５と比
較例５より明らかな様に、本発明による液晶組成物５−
Ｂを含有する強誘電性液晶素子の方が、低温における作
動特性、高速応答性が改善され、かつ応答速度の温度依
存性が軽減されている。

実施例６ 下記例示化合物を下記重量部で混合し、液晶組成物６−
Ａを作成した。

例示化合物Ｎｏ、　　　　　　　　構造式％式％ 構造式 重量部 この液晶組成物６−Ａに対して例示化合物１１７、　２
−１２．　２−１６をそれぞれ下記の重量部で混合し、
液晶組成物６−Ｂを得た。

−Ａ これを用いた他は実施例１と同様の方法で強誘電性液晶
素子を作成し、実施例１と同様の方法で光学応答速度を
測定し、スイッチング状態等を観察した。この液晶素子
内の均−配向性は良好であり、モノドメイン状態が得ら
れた。測定結果を次に示す。

１０’ｔ　　　　２５°０４０°Ｃ 応答速度　　１２３０　μｓｅｃ　　３３０μｓｅｃ　
　　１１０　μｓｅｃまた、２５℃におけるこの駆動時
のコントラストは１４で、明瞭なスイッチング動作が観
察され、電圧印加を止めた際の双安定性も良好であった
。

比較例６ 実施例６で使用した液晶組成物６−Ｂのうち例示化合物
Ｎｏ、　１−１７を混合せずに　６−Ａに対して例示化
合物Ｎｏ、２−１２．２−１６のみを混合した液晶組成
物６−Ｃと例示化合物Ｎｏ、２−１２．２−１６を混合
せずに４−Ａに対して例示化合物Ｎｏ、　１−１７のみ
を混合した液晶組成物６−Ｄを作成した。

液晶組成物１−Ｂを用いる代わりに液晶組成物６−Ａ、
６−Ｃ及び６−Ｄをセル内に注入する以外は、全〈実施
例１と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、光学応
答速度を測定した。その結果を次に示す。

応答速度　１０°Ｃ２５°Ｃ４０’Ｃ ６−Ａ　　　１６００　μｓｅｃ　　　４３０　μｓｅ
ｃ　　　１２０　Ｉｔ　５ｅｃ６−Ｃｌ５２０μｓｅｃ
　　　４１０ｃｚｓｅｃ　　　１２０μ５ｅｃ６−Ｄ　
　　１４７５μｓｅｃ　　　３７５．ｃｚｓｅｃ　　　
１１５μｓｅｃ実施例６と比較例６より明らかな様に、
本発明による液晶組成物６−Ｂを含有する強誘電性液晶
素子の方が、低温における作動特性、高速応答性が改善
され、かつ応答速度の温度依存性が軽減されている。

実施例７ 実施例６で使用した液晶組成物６−Ａに対して、以下に
示す例示化合物を以下に示す重量部で混合して液晶組成
物７−Ｂを得た。

応答速度 １０°Ｃ２５°Ｃ４０°Ｃ １２１０μｓｅｃ　　　３２５　ｐ　ｓｅｃ　　　　１
１０　μｓｅｃまた、２５°Ｃにおけるこの駆動時のコ
ントラストは１１で、明瞭なスイッチング動作が観察さ
れ、電圧印加を止めた際の双安定性も良好であった。

これを用いた他は実施例１と同様の方法で強誘電性液晶
素子を作成し、実施例１と同様の方法で光学応答速度を
測定し、スイッチング状態等を観察した。この液晶素子
内の均−配向性は良好であり、モノドメイン状態が得ら
れた。測定結果を次に示す。

比較例７ 実施例７で使用した液晶組成物７−Ｈのうち例示化合物
Ｎｏ、１−２５を混合せずに６−Ａに対して例示化合物
Ｎｏ、　２−６６のみを混合した液晶組成物７−Ｃと例
示化合物Ｎｏ、２−６６を混合せずに６−Ａに対して例
示化合物　Ｎｏ、１−２５のみを混合した液晶組成物７
−Ｄを作成した。

液晶組成物１−Ｂを用いる代わりに液晶組成物７−Ｃ及
び７−Ｄをセル内に注入する以外は、全〈実施例１と同
様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、光学応答速度を
測定した。その結果を次に示す。

応答速度　１００Ｃ２５°Ｃ４０℃ ７−Ｃｌ５６０　μｓｅｃ　　　４０５　μｓｅｃ　　
　１２０　μ５ｅｃ７−Ｄ　　　１４３０　μｓｅｃ　
　　３６５　μｓｅｃ　　　１１５μｓｅｃ実施例７と
比較例７より明らかな様に、本発明による液晶組成物７
−Ｂを含有する強誘電性液晶素子の方が、低温における
作動特性、高速応答性が改善され、かつ応答速度の温度
依存性が軽減されている。

実施例８〜１５ 実施例１．４．　６で用いた例示化合物および液晶性組
成物に代えて表１に示した例示化合物および液晶性組成
物を各重量部で用い８−Ｂ〜１５−Ｂの液晶性組成物を
得た。これらを用いた他は全〈実施例１と同様の方法に
より強誘電性液晶素子を作成し、実施例１と同様の方法
で光学応答速度を測定し、スイッチング状態等を観察し
た。それぞれの液晶素子内の均−配向性は良好であり、
モノドメイン状態が得られた。測定結果を表１に示す。

実施例８〜１５より明らかな様に、本発明による液晶性
組成物８−Ｂ−１５−Ｂを含有する強誘電性液晶素子は
低温における作動特性、高速応答速度が改善され、かつ
応答速度の温度依存性が軽減されている。

実施例１６ 実施例１及び比較例１で使用した液晶組成物を５ｉ０２
を用いずに、ポリイミド樹脂だけで配向制御層を作成し
た以外は全〈実施例１と同様の方法で強誘電性液晶素子
を作成し、実施例１と同様の方法で光学応答速度を測定
した。その結果を次に示す。

１０°０　　　　２５℃　　　　４０°ＣＩ　−８３５
５μｓｅｃ　　　９０　μｓｅｃ　　　　３５　μｓｅ
ｃ１−Ｃ５１０μｓｅｃ　　　１３５　μｓｅｃ　　　
４０　ｌ１ｓｅｃ１−Ｄ　　　４２０　μｓｅｃ　　　
１２０　μｓｅｃ　　　４０１ｔ　５ｅｅ１−Ａ　　　
６００　ｐ　ｓｅｃ　　　１６０　μｓｅｃ　　　５０
　μｓｅｃ実施例１６より明らかな様に、素子構成を変
えた場合でも本発明に従う強誘電性液晶組成物を含有す
る素子は、他の液晶組成物を含む素子に比べ実施例１と
同様に低温作動特性が非常に改善され、かつ応答速度の
温度依存性が軽減されたものとなっている。

〔発明の効果〕

本発明の強誘電性液晶組成物を含有する素子は、スイッ
チング特性が良好で、作動特性の改善された液晶素子、
および応答速度の温度依存性が軽減された液晶素子とす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は強誘電性液晶を用いた液晶表示素子の一例の断
面概略図、 第２図および第３図は強誘電性液晶素子の動作説明のた
めに、素子セルの一例を模式的に表す斜視図、 第１図において、 １・・・・・・・・・・・・・・強誘電性液晶層２・・
・・・・・・・・・・・・・・ガラス基板３・・・・・
・・・・・・・・・・・・・透明電極４・・・・・・・
・・・・・・絶縁性配向制御層５・・・・・・・・・・
・・・・・・スペーサー６・・・・・・・・・・・・・
・・・・・リード線電源 偏光板 光源 入射光 透過光 第２図において、 １ａ １ｂ 第３図において、 １ａ １ｂ ３ａ ３ｂ ４ａ ４ｂ ａ ｂ 基板 基板 強誘電性液晶層 液晶分子 双極子モーメン！−（Ｐ土） 電圧印加手段 電圧印加手段 第１の安定状態 第２の安定状態 上向きの双極子モーメント Ｔ向きの双極子モーメント 上向きの電界 下向きの電界 ５゜ 補正の対象 明細書 ６、補正の内容 ■）明細書第５３頁のを削除する。 手続補正書（自発） 昭和６３年１１、轟、８

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （ただし、Ｒ＿１はＣ＿１〜Ｃ＿１＿４の直鎖状のアル
   キル基、Ｒ＿２はＣ＿１〜Ｃ＿１＿４の置換基を有して
   いてもよい直鎖状又は分岐状のアルキル基、 Ｘ＿１は単結合、−Ｏ−、又は▲数式、化学式、表等が
   あります▼）で示される化合物の少なくとも一種と、 下記一般式（II） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （ただし、Ｒ＿３はＣ＿１〜Ｃ＿１＿８の置換基を有し
   ていてもよい直鎖状又は分岐状のアルキル基、 Ｒ＿４はＣ＿１〜Ｃ＿１＿０の直鎖状のアルキル基、Ｘ
   ＿２は単結合、−Ｏ−、▲数式、化学式、表等がありま
   す▼、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化
   学式、表等があります▼、Ｙは▲数式、化学式、表等が
   あります▼、▲数式、化学式、表等があります▼、−Ｃ
   Ｈ＿２Ｏ−、−ＯＣＨ＿２−、▲数式、化学式、表等が
   あります▼、▲数式、化学式、表等があります▼は▲数
   式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等
   があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼）で
   示される化合物の少なくとも一種とを含有することを特
   徴とする強誘電性カイラルスメクチツク液晶組成物。
2. （２）下記一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （ただし、Ｒ＿１はＣ＿１〜Ｃ＿１＿４の直鎖状のアル
   キル基、Ｒ＿２はＣ＿１〜Ｃ＿１＿４の置換基を有して
   いてもよい直鎖状又は分岐状のアルキル基、 Ｘ＿１は単結合、−Ｏ−、又は▲数式、化学式、表等が
   あります▼で示される化合物の少なくとも一種と、 下記一般式（II） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （ただし、Ｒ＿３はＣ＿１〜Ｃ＿１＿８の置換基を有し
   ていてもよい直鎖状又は分岐状のアルキル基、 Ｒ＿４はＣ＿１〜Ｃ＿１＿０の直鎖状のアルキル基、Ｘ
   ＿２は単結合、−Ｏ−、▲数式、化学式、表等がありま
   す▼、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化
   学式、表等があります▼、Ｙは−▲数式、化学式、表等
   があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼、−
   ＣＨ＿２Ｏ−、−ＯＣＨ＿２−、▲数式、化学式、表等
   があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼は▲
   数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表
   等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼）
   で示される化合物の少なくとも一種とを含有する強誘電
   性カイラルスメクチツク液晶組成物を一対の電極基板間
   に配置してなることを特徴とする液晶素子。