JPH0312483A - 強誘電性カイラルスメクチック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
及びそれを有する液晶素子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、５ｃｈａｄｔとＷ、Ｈｅ１ｆｒｉｃｈ著
’Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　
　Ｖｏ、１８、Ｎｏ、４　（１９７１，２，１５）、Ｐ
、１２７〜１２Ｂの”Ｖｏｌｔａｇｅ−３ｐｅｎｄｅｎ
ｔ　　０ｐｔｉｃａｌ　　Ａｃｔｉｖｉｔｙ　　ｏｆ　
　ａＴｗｉｓｔｅｄ　　Ｎｅｍａｔｉｃ　　Ｌｉｑｕｉ
ｄ　　Ｃｒｙｓｔａビに示されたＴＮ　（ｔｗｉｓｔｅ
ｄ　　ｎｅｍａｔｉｃ）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（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、多く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闇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（
ｌ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（ｄ　ａ　ｔ、　ｙ比）がｌ／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
ａｇｅｒｗａｌｌにより提案されている（特開昭５６−
１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２４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本）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。しかし印加電圧は、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を小さくするか、自発分極の大
きさＰｓの値を大きくする必要がある。

−船釣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太き（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、駆動電圧およ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。

代表的な強誘電性液晶セルの構成は、ガラス基板上にＩ
ＴＯ等で電極パターンを形成し、その上にＳｉＯ２等で
上下基板のショート防止層を形成（約１０００人）その
上にポリイミド（ＰＩ　；東１）社５Ｐ５１０，５Ｐ７
１０等）膜を４００人位の膜厚で形成し、さらに２丁膜
をラビング処理したものを上下対称な配向になるように
向い合わせて構成１ノ、その基板間隔を１〜３μｍに保
つものである。

一方、このような条件下で配列した強誘電性液晶は、一
般に上下基板間をねじれた状態でつながり、−軸性の配
向を示さないことが知られている（スプレー配向）。こ
のような場合問題点のひとつに、液晶層の透過率が低い
ことがある。

透過光量は、分子配向の一軸性を仮定すると、クロスニ
コル下で入射光重。の強度に対してＩの強度を得る。

ここで、Δｎは屈折率異方性、ｄはセル厚、λは入射光
の波長、θａは双安定状態間の角度（チルＩ・角）であ
る。

前述のセルを用い、スプレー配向を採った場合、現状で
はθａは５°〜８°である。Δｎｄπ／λのコントロー
ルは、物性的に簡単には行えないので、θａを大きくし
てＩを太き（したいが、スタティックな配向手法によっ
てはなかなか達成出来ない。

このような問題に対して、強誘電性液晶のΔε項のトル
クを用いることにより、θａを広げられることが知られ
ている（１９８３年ＳＩＤでＡＴＴにより発表、特開昭
６１−２４５１４２．６１−２４６７２２．６１−２４
６７２３．６１−２４６７２４．６１−２４９０２４．
６ｌ−２４９０２５）。

液晶のΔεが負であると、液晶分子は電界印加により基
板に平行になろうとする。この特性を利用、すなわち、
スイッチング時以外にも一定の実効的な電界を印加する
ことにより、かかるねじれ配列を解消し、θａを増大さ
せて、透過率を上げることができる（ＡＣスタビライズ
効果）。

状態のスイッチングに関するＦＬＣ分子に働（トルク「
Ｐ８、ＡＣスタビライズ効果に関してＦＬＣ分子に働（
トルクＦ眞とは、各々次のような物性に比例する。

「Ｐｓ　（１）　Ｐｓ　ｏＥ　・・・・・・凹曲間・・
・・・凹曲　（２）ｒΔｅ（３）　−Δε・εｏ−Ｅ２
　　曲・・・・・曲・曲（３）（３）式によっても明ら
かなようにＦＬＣのΔεの符号及び絶対値がきわめて重
要な役割を示すことがわかる。

Δεに関する物性が異なる値を持つ４種のＦＬＣのＶ　
ｒ　ｍ　ｓに対するθａの変化を第４図に示した。

測定はＰｓによる影響を除（ために６０　Ｋ　Ｈｚの矩
形交流で行った。

（Ｉ）はΔｅ−−−５．５、（ＩＩ）はΔｅ−−−３．
０゜（Ｉ［Ｉ）はΔｅ　−−−０、（ＩＶ　）はΔｔ：
　〜１．０である。

グラフを見てもわかるようにΔεが負に大きい極低電圧
でθａが大きくなり、従って、■に貢献することがわか
る。

この（１）と（ｍ）を用いた場合の透過率の差を比較し
てみると（Ｉ）では１５％なのに対し、（ＩＩ）では６
％であり明らかな差があった（６０ＫＨｚ±８ｖ　矩形
波印加時）。

以上の例でも知られるように、ΔεとＰｓの物性をコン
トロールすることにより、５ＳＦＬＣの表示特性を大き
く変えることができる。

強誘電性液晶組成物のΔεを負に太き（するためには、
Δεが負で、その絶対値が大きな材料を混合することが
一番有効である。例えば、分子の短軸方向に、ハロゲン
やシアノ基を導入したり、分子環骨格にペテロ原子を導
入したりすることによりΔεの大きな化合物を得ること
ができる。

Δε＜Ｏの化合物の誘電異方性は、構造によってその大
きさに差がある。例を下に示す。

２　≦　　ε　　　≦　５ Ｎ ５く さ く　　１０ Ｎ ε　　　〈　２ ε ＞　　１０ ※Ｒ，Ｒ’　　はアルキル基を示す。

大きく分類すると、１ε１≦２（１Δε１小）の化合物
、２く１ε］≦１０（１Δε１中）の化合物、Δεｌ＞
１０（ｌΔε１大）の３種に分けることが出来る。１Δ
ε１小のものは、１Δε１を増大させる効果は殆どない
。ｊΔε１大のものは］Δε増大に大変有効な材料であ
る。現在のところ、ジシアノハイドロキノン誘導体のみ
が１Δε１大材料である。

しかしながら、ジシアノハイドロキノン誘導体は、１Δ
ε１増大効果は大きいものの、粘性が高いため、その含
有比率が増加するとスイッチング特性を悪（する傾向が
ある。

一方、１Δε１が中程度のものの中には１Δε増大効果
は１ΔεＩ大　成分よりは小さいが、ある程度粘性の低
いものもある。

以上のことから、スイッチング特性が良好で、かつ、Ａ
Ｃスタビライズ効果を有する液晶組成物およびこれを含
む液晶素子を得るためには、誘電異方性が負の化合物、
好ましくは１Δε１〉２の化合物の選択、混合相手およ
び混合比率をくふうする必要がある。

〔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かかる
液晶組成物を使用する液晶素子を提供することにある。

本発明の他の目的は、本発明の液晶組成物に、さらに誘
電異方性が負の液晶性化合物を混合することによりＡＣ
スタビライズ効果をもたせ、表示特性を大きく向上させ
られ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） （ただし、Ｒ，はＣ１〜ＣＩ４の直鎖状のアルキル基、
Ｒ２は０１〜ＣＩ４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、ｘｌは単結合、−〇−又は−
ＣＯ−） １ で示される化合物の少なくとも１種と、下記一般式（Ｉ
Ｉ） （ただし、Ｒ３はＣ２〜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、 Ｒ４１；ＩＣ，〜ＣＩＧの直鎖状のアルキル基、す で示される化合物の少なくとも１種と、さらに、誘電異
方性が負の液晶性化合物の少なくとも１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。

また本発明は、該誘電異方性が負の液晶性化合物が、好
ましくはΔε＜−２を示し、より好ましくはΔε＜−５
、さらに好ましくはΔε＜−１０を示す液晶化合物を用
いて、前記強誘電性カイラルスメクチック液晶組成物に
さらに含有させた強誘電性カイラルスメクチック液晶組
成物ならびにそれを有する液晶素子を提供するものであ
る。

また本発明は、該誘電異方性が負の液晶性化合物が、下
記−殺伐（■−■）から（■−■）で示される中から選
ばれる化合物を用いて前記強誘電性カイラルスメクチッ
ク液晶組成物にさらに含有させた強誘電性カイラルスメ
クチック液晶組成物ならびにそれを有する液晶素子を提
供するものである。

一般式（■−■） （Ｒａ、Ｒｂは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、 Ａ、、Ａｂがともに単結合の場合、ＸｂＩＸｅは単結合
であり、ｘ、、ｘｄは供に単結合又は供に一〇−でＡｓ
、Ａｆが同時に単結合にはならない。〕一般式（■−■
） Ｙ、、Ｙｂは、シアノ基、ハロゲン、水素、ただしＹｌ
、Ｙｂが同時に水素にはならない。〕一般式（■−■） Ｒ１，Ｒ１は置換基を有してもよい直鎖又は分岐のアル
キル基、ただしＡ、が単結合のとき直鎖アルキル基であ
り、Ｚｌは一〇又は５１ （Ｒａ、　Ｒｔは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、 ただしＡ が単結合のときＸ は単結合であり、 （Ｒｏ、　　Ｒｏは置換基を有していてもよい直鎖又は
分岐のアルキル基、 ＜、Ａ＋が単結合のときＸｋは単結合である。〕一般式
（■−■） Ｘｌ。

Ｘ、は単結合。

一〇− −ｃｏ−−ｏｃ ］１１１ ０　　　　　　０ −　ＯＣＨ２− −ＣＨ２ＣＨ２− ［：Ｒｊ、　Ｒｍは置換基を有してもよい直鎖又は分岐
のアルキル基、 ｈ Ａ１は同時に単結合にならない。

ｔ は単結合、−Ｏ−、−ＣＯ− １ 一０Ｃ−１ １ −ＣＨ２ＣＨ２− −ＣミＣ 〕 一般式 （） 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−Ｃ〇−
である化合物を挙げることができる。

１］ また、−殺伐（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できる。

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　）式で示される化合物が挙げられ
る。

又、さらに上述の（ＩＩ　−ａ　）　〜（ＴＩ　−ｂ　
）式におけるｘ３の好ましい例としては、単結合、−０
−前記−殺伐 （Ｉ） で示される化合物の具体的な構 −６ 造式を以下に示す。

−１ −７− −８ −３ −９ −４ −１０ −５ −１１ −１２ ！−１８ −１３ −１９ ４ −２０ ■−１５ −２１ ■−１６ ■−２２ −１７ −２３ ｌ−２４ １−２５ 一般式（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 −２６ −２７ −２８ 一般式（Ｉ）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、１−１７の合成）ｐ−２−フル
オロオクチルオキシフェノール１．００ｇ（４，１６ｍ
Ｍ）をピリジンｌｏｍｌ、トルエン５ｍｌ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　、３０　ｇ　（６、ＯＯｍ　Ｍ　）をト
ルエン５　ｍ　ｌに溶解した溶液を、５℃以下、２０〜
４０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１．２０ｇ　（２
，８５ｍＭ）を得た。（収率６８．６％） ＮＭＲデータ（ｐｐｍ） ０．８３〜２．８３ｐｐｍ　（３４Ｈ，ｍ）４．００〜
４．５０ｐｐｍ　（２Ｈ，ｑ）７、ｌｌｐｐｍ　　　　
　（４Ｈ，５）ＩＲデータ（ｃ　ｍ−’　） ３４５６、　２９２８．　２８５２．　１７４２．　１
５０８゜１４７０、　１２４８．　１２００．　１１６
６、　１１３２゜８５４゜ 相転移温度（’Ｃ） （ここで、ｓ３．Ｓ４＋　　Ｓ５＋　　Ｓ６は、ＳｍＣ
＊よりも秩序度の高い相を示す。） 前記−殺伐（ｎ） で示される化合物の具体的な −６ 構造式の例を以下に示す。

−１ −７ −２ −８ −３ −９ −４ −１０ −５ −１１ −１２ −１８ −１３ −１９ −１４ −２０ −１５ −２１ −１６ −２２ −１７ −２３ ○ ２−２４ ２−２５ −２６ −２７ −２８ −２９ −３６ ８ −３９ ０ −４１ ○ −３０ −３１ ２ −３３ −３４ −３５ −４２ −４３ −４４ −４５ −４７ ○ −４８ ２ ９ −５９ −６０ −６１ −６２ −６３ Ｉ −６４ −６７ ８ ○ ２−６９ ２−７０ −７１ −７２ −７３ −８４ −８５ −７４ −７５ −７６− ７７−７ −７９ −８６ −８７ −８８ −８９ ２−９３ ２−９４ −９５ −９６ −９７ −１０４ ２−１．０５ −１０６ −１０８ −１０９ −９８ −９９ −１００ −１０１ −１０２ −１０３ −１１０ −１１２ −１１３ −１１４ −１１５ ２−１１６ ２−１１７ −１２１ Ｃ５Ｈｂ 一般式（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．Ｏ
ｇ（２，９４ｍｍｏｌ）をトルエン４ｍｌ及びピリジン
４ｍ、Ｉ２に溶かした。これにトルエン４ｍＡ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１００ｍ、ｆ’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１酢酸エチ
ル混合溶媒から再結晶し、白色の標記化合物０．９４ｇ
を得た。（収率６４．８％）相転移温度（０Ｃ） 合成例３（化合物Ｎｏ、２−７２の合成）（ｒ）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１ｏｇ　（５３，６ｍｍｏｉりをエタノール３０ｍ
＃にとかじ、これに少量のトリエチルアミンを加え室温
でｉｏ時間撹拌した。反応混合物を氷水１００ｍＪに注
入し、６Ｎ塩酸水溶液を加え酸性側とした後、イソプロ
ピルエーテルにより抽出した。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。

（ＩＩ）水素化アルミニウムリチウム０．７３ｇ　（１
９，１ｍｍｏｌ）を乾燥エーテル３０ｍ１に添加し、１
時間加熱環流した。氷水洛中で１０℃程度まで冷却した
後、乾燥エーテル３０ｍ１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５
ｇ　（２５，５ｍｍｏｌ）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２００ｍ１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−プロピルシクロヘキシルメタ
ノール３．４ｇ（２２，４ｍｍｏｆ）をピリジン２０ｍ
１に溶かした。これにピリジン２０ｍｆに溶かしたｐ−
ｔ−ルエンスルホン酸クロライド５，３ｇを氷水浴中で
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２００ｍ１に注入した。６Ｎ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−トルエンスルホネートを得た。

（ｒＶ）ジメチルホルムアミド４０ｍｊ！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℃で１時間撹拌した
。

これにトランス−４−ｎ−プロピルシクロへキシルメチ
ル−ｐ−トルエンスルホネート８．９ｇを加え、さらに
１００℃で４時間撹拌した。反応終了後、これを氷水２
００ｍ１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．　１５８４１４２８
、　１２５８．　１１６４．８００相転移温度 （℃） （Ｓｍ２はＳｍＡ。

Ｓ　ｍ　Ｃ以外のスメクチック相１ 未同定） 前記−殺伐（■−■）から（■−■）で表わされる液晶
性化合物の具体的な構造式の例を以下に示す。但し、（
ｍ）式において、各Ｒが示すアルキル基の炭素数は１〜
１８、好ましくは４〜１６、より好ましくは６〜１２を
示す。

一般式（■−■） （３−４） （３−５） （３−１） （３−６） す （３−２） （３−７） す （３−３） （３−８） （３−９） （３−１０） （３−１１） （３−１２） （３−１３） （３−１９） （３−２０） （３−２１） （３−２２） （３−２３） す す す （３−１４） （３−１５） （３−１６） （３−１７） （３−１８） （３−２４） （３−２５） （３−２６） （３−２７） （３−２８） り り （３−２９） （３−３０） （３−３１） （３−３２） （３−３３） （３−３９） （３ ４０） （３−４１） （３−４２） （３−４３） （３−３４） （３−３５） （３−３６） （３−３７） （３−３８） （３−４４） （３−４５） （３−４６） （３−４７） （３−４８） Ｃ す ｒ す ｍ （３−４９） （３−５０） （３−５１） （３−５２） （３−５３） （３−５９） （３−６０） （３−６１） （３−６２） （”ＪＮ ρＮ す Ｎ す Ｎ （′Ｎ （３−５４） （３−５５） （３−５６） （３−５７） （３−５８） （３−６３） （３−６４） （３−６５） （３−６６） （３−６７） ｒ す り り （３−６８） （３−６９） （３−７５） （３ ７６） （３−７７） （３−７８） （３−７９） し し り 一般式（■−■） （３−７０） （３−７１） （３−７２） （３，−７３） （３−７４） （３−８０） （３−８１） （３−８２） （３−８３） （３−８４） す す （３−８５） （３−８６） （３−８７） （３−８８） （３−８９） （３−９６）　。

（３−９７） （３−９８） （３−９９） す 一般式（■−■） （３−９１） （３ ９２） （３−９３） （３ ９４） （３−１０１） （３−１０２） （３−１０３） （３−１０４） （３−１０６） （３−１０７） （３−１０８） （３−１０９） （３−１１６） （３−１１７） （３−１１８） （３−１１９） （３−１１１） （３−１１２） （３−１１３） （３−１１４） （３−１２０） −殺伐（■−■） （３−１２２） （３−１２３） （３−１２４） （３−１２５） （３−１３２） （３−１３３） （３−１３４） （３−１３５） （３−１２７） （３−１２８） （３−１２９） （３ １３０） （３−１３７） （３−１３８） （３−１３９） （３−１４０） （３−１４２） （３−１４３） （３−１４４） （３−１４５） （３−１５１） （３−１４７） （３−１４８） （３−１４９） （３−１５０） 一般式（■−■） （３−１５３） （３−１５４） （３−１５６） Ｎ Ｎ （３−１５８） （３−１５９） （３−１６０） （３−１６１） （３−１６８） （３−１６９＞ （３−１７０） （３−１７１） Ｎ Ｎ Ｎ Ｎ Ｎ Ｎ Ｎ Ｎ （３−１６３） （３−１６４） （３−１６５） （３−１６６） （３−１７３） （３−１７４） （３−１７５） （３−１７６） Ｎ Ｎ Ｎ Ｎ Ｎ Ｎ Ｎ （３−１７８） （３−１８３） Ｎ （３−１７９） （３−１８４） Ｎ （３−１８０） （３−１８５） Ｎ （３−１８１） （３−１８６） Ｎ 本発明の液晶組成物は前記一般式（１）で示される化合
物の少な（とも１種と、前記一般式（ＩＩ）で示される
化合物の少なくとも１種と、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
。

本発明の他の目的の液晶組成物は、上記液晶組成物にさ
らに誘電異方性が負の液晶性化合物を少なくとも１種以
上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。

（１） （５） （６） （４９） （５０） （５６） （５７） （５８） （５９） （６０） （６６） （６７） （６１） υ （６２） υ （６３） （６４） （６５） 本発明の強誘電性液晶組成物において、本発明の一般式
（Ｉ）で示される液晶性化合物、−殺伐（ＩＩ）で示さ
れる液晶性化合物、それぞれと、上述した他の液晶性化
合物一種以上、あるいは、それを含む液晶性組成物（液
晶材料と略す）との配合割合は、液晶材料１００重量部
当り、本発明−殺伐（Ｉ）、−殺伐（Ｉ［）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２〜１００重量部とすることが好ましい。

また、本発明の一般式（Ｉ）、−殺伐（ＩＩ）で示され
る液晶性化合物のいずれか、あるいは全てを２種類以上
用いる場合も他の液晶材料との配合割合は、前述した液
晶材料１００重量部当り、本発明−殺伐（Ｉ）、−殺伐
（ＩＩ）で示される液晶性化合物のいずれか、あるいは
全ての２種以上の混合物を、１〜５００重量部、より好
ましくは２〜１００重量部とすることがのぞましい。

また、−殺伐（Ｉ）で示される液晶性化合物に対する一
般式（ｎ）で示される液晶性化合物の重】比［−殺伐（
Ｉ）／−殺伐（■）］は１／３００から３００／１であ
り、好ましくは１１５０から５０／１であることが望ま
しい。

一般式（Ｉ）、−殺伐（ｎ）で示される液晶性化合物の
それぞれ２種以上用いる場合、−殺伐（１）／−殺伐（
ｎ）は１１５００から５００／　１であり、好ましくは
１１５０から５０／ｌであることが望ましい。

また、−殺伐（Ｉ）で示される液晶性化合物と、−殺伐
（ＩＩ）で示される液晶性化合物の総量と、上述した液
晶材料との配合割合は、−殺伐（Ｉ）と−殺伐（ＩＩ）
の総量１００重】部当り、他の液晶材料を２〜６００重
量部、好ましくは４〜２００重量部とすることが望まし
い。

また、−殺伐（Ｉ）、−殺伐（ＩＩ）で示される液晶性
化合物のそれぞれを２種以上用いる場合も、−殺伐（Ｉ
）で示される液晶性化合物と一般式（ＩＩ）で示される
液晶性化合物の総Ｉと、上述した液晶材料との配合割合
は、−殺伐（Ｉ）と−殺伐（ｒｌ）の総量１００重量部
当り、上述した液晶材料を２〜ｉ　ｏｏｏ重１部、好ま
しくは４〜２００重量部とすることが望ましい。

さらに、誘電異方性が負の成分を含有する強誘電性液晶
組成物中における誘電異方性が負の成分の含有１は、１
〜９８重量％である。特にΔε＜−２の成分を用いる場
合、Δε＜−２の成分の含有量は、１〜７０重量％、好
ましくは１〜５０重１％とすることが望ましい。

一般式（Ｉ）で示される液晶性化合物と、−殺伐（Ｉ［
）で示される液晶性化合物と、誘電異方性が負の成分と
の総量は、本発明の強誘電性液晶組成物中において、３
〜１００重量％含有される。

本発明で用いる誘電異方性が負の液晶性化合物の誘電異
方性の大きさは、１εｌ〉２であることが好ましい。

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一例の断面概略
図である。

第１図において符号１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Ｉｎ　２０３＋Ｓｎ
Ｏ２あるいはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ　　０ｘｉ
ｄｅ）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、ポリバラキシレン、ポリエステル、ポリカー
ポネー１−、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Ｉ
％）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ペーサーとしてガラス基板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ＳｍＣ＊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
ック人相）−ＳｍＣ＊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２１ｂｉｔ（
−れぞれＩｎ　２０３１　ＳｎＯ２；ｂシイハｌＴ。

（Ｉｎｄｉｕｍ−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ＳｍＨ＊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上）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！・（
Ｐ土）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
ロスニフ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く（例えば１０μ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、１．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Ｅａ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１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 重量部 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。

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ＳｉＯ□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
０］　１．０％ジメチルアセトアミド溶液を回転数３０
０Ｏｒ、ｐ、ｍのスピンナーで１５秒間塗布した。成膜
後、６０分間、３０００Ｃ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Ｈ）］を用いてガラス板をはり合わせ、６０分間
、１００℃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℃／ｈで２５℃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℃　　　２５℃　　　４０°Ｃ 応答速度　　　３６５μｓｅｃ　　　９５μｓｅｃ　　
　　３５μｓｅｃ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．　ｌ　−　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ｌ−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°０　　　４０℃１−
Ａ　　　６２０　μｓｅｃ　　　　１７０　μｓｅｃ　
　　５２　μｓｅｃ１−Ｃ５１５μｓｅｃ　　　　１４
０μｓｅｃ　　　４５μ５ｅｃ１−Ｄ　　　４４０　μ
ｓｅｃ　　　　１２０　μｓｅｃ　　　４０　μｓｅｃ
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いる。

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。

−１７ す −１００ −１０４ 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℃　　　　　４０”Ｃ３７０μｓ
ｅｃ　　　　　９３　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。

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、２−１００．２−１
０４を混合せずにｌ−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　１０℃　　　　２５℃　　　　４０°Ｃ２−
Ｃ５１０μｓｅｃ　　　　１３５　μｓｅｃ　　　４５
　μ５ｅｃ２−０　　４３５　ｐ　ｓｅｃ　　　　１２
５　μｓｅｃ　　　４０μｓｅｃ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。

−２２ −９ −１２ に 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
の均一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℃ ３５５　μｓｅｃ　　　９０　μｓｅｃ　　　　３５　
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。

す −１５ す −Ａ ３ 比較例３ 実施例３で使用した液晶組成物３−Ｈのうち例示化合物
Ｎｏ、１−２２を混合せずに　１−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、２−９．２−１２
゜２−１５を混合せずに１−Ａに対して例示化合物Ｎｏ
、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１−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℃　　　　２５℃　　　　４０℃３−Ｃ
５２０μｓｅｃ　　　１４０μｓｅｃ　　　４５μ５ｅ
ｃ３−Ｄ　　　４５０　μｓｅｃ　　　　１３０　μｓ
ｅｃ　　　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世部で混合し、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６７　　Ｃ４Ｈ，ｏＣＨ２
Ｃ１（２０＠−ＣＯＯ＠＠−ＣｏＯＣ，Ｈ，。

５７Ｃ３゜Ｈ２，０−＠−Ｃｏｏ＠ＱＣ，Ｈ，。

６０Ｃ１゜Ｈ２１＠剪◎鵡１１□７ 重量部 ０ この液晶組成物４−Ａに対して例示化合物１−１０、　
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。

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
内の均一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℃　　　２５℃　　　４０℃ 応答速度　　　１２８０μｓｅｃ　　３２０μｓｅｃ　
　　１２０μＳｅＣまた、２５℃におけるこの駆動時の
コンＩ・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
。

す −Ａ ３ 比較例４ 実施例４で使用した液晶組成物４−Ｈ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℃　　　　２５°Ｃ４０℃４−Ａ　　　
２０００　μｓｅｃ　　　５３０　μｓｅｃ　　　１６
８１ｔ　５ｅｃ４−Ｃｌ８００　μｓｅｃ　　　４６５
　μｓｅｃ　　　１４５　μ５ｅｃ４−Ｄ　　　ｌ６２
０　μｓｅｃ　　　４００　μｓｅｃ　　　１３５μｓ
ｅｃ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、高速応寄性が改善され、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１〕で液晶組
成物５−Ｂを得た。

−７３ ０ 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°０　　　　　４０℃ １２５０　μｓｅｃ　　　３１５μｓｅｃ　　　　１１
５μｓｅｃまた、２５℃におけるこの駆動時のコントラ
ストはＩ３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、　ｌ　−３、ｌ　−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Ｓ−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　１０℃　　　　２５°Ｃ４０°Ｃ３−Ｃ１８
３０μｓｅｃ　　　４７０　μｓｅｃ　　　　１４５μ
５ｅｅ５−Ｄ　　　Ｉ４００μｓｅｃ　　　３５５μｓ
ｅｃ　　　　１２（１４ｚｓｅｃ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、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。

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℃　　　２５°０　　　４０℃ 応答速度　　１２３０μｓｅｃ　　３３０μｓｅｃ　　
　１１０μｓｅｃ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−Ｈ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、　ｌ　−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℃　　　　２５℃　　　　４０℃６−Ａ
　　　１６００　μｓｅｃ　　　４３０　μｓｅｃ　　
　　１２０　μ５ｅｃ６−Ｃｌ５２０　μｓｅｃ　　　
４１０１ｔ　ｓｅｅ　　　　１２０μ５ｅｃ６−Ｄ　　
　１４７５μｓｅｃ　　　３７５μｓｅｃ　　　　１１
５μｓｅｃ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℃　　　　　２５°Ｃ４０°Ｃ １２１０μｓｅｃ　　　３２５μｓｅｃ　　　　１１０
μｓｅｃまた、２５℃におけるこの駆動時のコントラス
Ｉ・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
内の均一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−Ｂ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　１０℃　　　　２５°Ｃ４０℃７−Ｃ１５６
０ｐ　ｓｅｃ　　　４０５　ｐ　ｓｅｃ　　　　１２０
　μ５ｅｃ７−Ｄ　　　１４３０４ｓｅｃ　　　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１６ 実施例１で使用した液晶組成物１−Ｂ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
１６−Ｂを得た。

例示化合物ぬ　　　　　構造式　　　　　　　重量部−
Ｂ ０ この液晶組成物を用いた以外は、全〈実施例１と同様な
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。

光学応答速度 １０　’０　　　　２５°０　　４０℃４３８　μｓｅ
ｃ　　　１０７　μｓｅｃ　　３９　μｓｅｃさらに、
上記液晶素子を用い、２５°Ｃにおいて直交ニコル下で
チルト角を測定したところ、７．８″　であった。次に
６０ＫＨｚの周波数で±８■の矩形波を印加しながらチ
ルト角を測定したところ、１３．７’であった。この時
透過率を測定したところ１４％であった。また同時にコ
ントラスト比を測定したところ７０：１であった。

比較例１６ 液晶組成物１−Ｂに代えて、液晶組成物１−Ａに前述の
Ｎｃｔ３−１０の化合物を実施例１６と同様な比率で含
有させた液晶組成物１６−Ｃを作成した。

これら１６−Ｃおよびｌ−Ａ、１−Ｂの液晶組成物を用
いて実施例１と同様な方法でそれぞれ強誘電性液晶素子
を作成し、実施例１と同様な方法で光学応答速度を測定
した。

また、さらに、実施例１６と全く同様な方法でチルト角
を測定した。結果を次に示す。

光学応答速度 １０℃　　　２５°Ｃ４０’Ｃ Ｉ−Ａ　　６２０μｓｅｃ　　１７０μｓｅｃ　　　５
２μ５ｅｃ１−８　３６５　μｓｅｃ　　　９５　μ５
ｅｃ３５　μ５ｅｃ１６−Ｃ７７２μｓｅｃ　　２１０
　μｓｅｃ　　　６０　μｓｅｃチルト角（２５℃） 初期チルト角　　ＡＣスタビライズ時 （無電界時）　　　（６０ＫＨｚ、±８■矩形波印加時
）１−Ａ　　　　７．８°　　　　　　　８．０゜１−
８　　　７．７″′７．８゜ １６−０　　　８．０’　　　　　　　　１３．７゜実
施例１６と比較例１６により明らかな様に、本発明によ
る液晶組成物に誘電異方性が負の液晶性化合物を混合す
ることにより、応答特性が改善された上に、さらに、Ａ
Ｃスタビライズ効果による表示方法に用いる場合、表示
特性が大幅に改善されることがわかった。

実施例１７ 実施例１で使用した液晶組成物１−Ｂ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
１７−Ｂを得た。

例示化合物Ｎ０　　　　　　構造式　　　　　　　重量
部例示化合物Ｎａ 構造式 この液晶組成物を用いた以外は、全〈実施例１と同様な
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。

光学応答速度 １０℃　　　　　　２５℃　　　　　４０°０４３２　
μｓｅｃ　　　　１０８　μｓｅｃ　　　　４０　μｓ
ｅｃ化合物 ０ さらに、上記液晶素子を用い、２５°Ｃにおいて直交ニ
コル下でチルト角を測定したところ、８．５°　であっ
た。次に６０ＫＨｚの周波数で±８■の矩形波を印加し
ながらチルト角を測定したところ、１４．２゜であった
。この時透過率を測定したところ１４．９％であった。

また同時にコントラスト比を測定したところ５９：１で
あった。

比較例１７ 液晶組成物１−Ｈに代えて、液晶組成物１−Ａに前述の
魚３　９０．　３　１２．　３　１１２．　３　７０゜
３−１０７．３−１１１．３−１６６の化合物を実施例
１７と同様な比率で含有させた液晶組成物１７−Ｃを作
成した。

これら１７−Ｃおよび１−Ａ、ｌ−Ｂの液晶組成物を用
いて実施例１と同様な方法でそれぞれ強誘電性液晶素子
を作成し、実施例１と同様な方法で光学応答速度を測定
した。

また、さらに、実施例１７と全（同様な方法でチルト角
を測定した。結果を次に示す。

光学応答速度 １０℃　　　２５℃　　　４０℃ １−Ａ　　６２０　μｓｅｃ　　１７０　μｓｅｃ　　
　５２　μ５ｅｃ１−８　３６５　μｓｅｃ　　　９５
　μｓｅｃ　　　３５　μ５ｅｃ１７−Ｃ７７５μｓｅ
ｃ　　２０７　μｓｅｃ　　　６２　μｓｅｃ化合物を
混合することにより、応答特性が改善された上に、さら
に、ＡＣスタビライズ効果による表示方法に用いる場合
、表示特性が大幅に改善されることがわかった。

チルト角（２５°Ｃ） 初期チルト角　　ＡＣスタビライズ時 （無電界時）　　　（６０ＫＨｚ、±８Ｖ矩形波印加時
）１−Ａ　　　　７．８’　　　　　　　　８．０゜１
−Ｂ　　　　７．７°　　　　　　　７．８゜１７−Ｃ
９，０°　　　　　　　１３．７’実施例１７と比較例
１７により明らかな様に、本発明による液晶組成物に誘
電異方性が負の液晶性実施例８〜１７より明らかな様に
、本発明による液晶性組成物８−Ｂ−１７−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。

また、実施例１６．１７より明らかな様に、本発明によ
る液晶組成物は、さらに、ＡＣスタビライズ効果による
表示方法に用いる場合表示特性が大幅に改善されている
。

実施例１８ 実施例１及び比較例１で使用した液晶組成物をＳｉＯ□
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℃　　　　２５℃　　　　４０°ＣＩ　−Ｂ　　　
３５５μｓｅｃ　　　　９０μｓｅｃ　　　　３５μ５
ｅｃ１−Ｃ５１０μｓｅｃ　　　　１３５μｓｅｃ　　
　　４Ｃｌμ５ｅｃ１−Ｄ　　　４２０　μｓｅｃ　　
　　１２０　μｓｅｃ　　　　４０μ５ｅｃ１−Ａ　　
　６００μｓｅｃ　　　　１６０μｓｅｃ　　　　５０
μｓｅｃ実施例１８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、
及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。また、さらに本発明の特定の化合物を有
する強誘電性液晶組成物に誘電異方性が負の液晶性化合
物を含有することにより、前述の特徴を有したうえにさ
らにＡＣスタビライズ効果による表示特性が大幅に改善
された液晶素子を得ることができる。

【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わす斜視図。 第４図はΔεの値の異なるＦＬＣのＶｒｍｓに対するθ
ａの変化を示す。 第１図において、 強誘電性液晶層 ガラス基板 透明電極 絶縁性配向制御層 スペーサー 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 ２ 基板 基板 強誘電性液晶層 ３ ４ 第３図において、 １ａ １ｂ ３ａ ３ｂ ４ａ ４ｂ ａ ｂ 液晶分子 双極子モーメント（Ｐ±） 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 下向きの双極子モーメント 上向きの電界 下向きの電界 Ｚ１α

Claims (6)

【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＿１４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１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１種と、 さらに、誘電異方性（Δε）が負の液晶性化合物の少な
   くとも１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。
2. （２）前記誘電異方性が負の液晶性化合物がΔε＜−２
   であるところの請求項１記載の強誘電性カイラルスメク
   チック液晶組成物。
3. （３）前記誘電異方性が負の液晶性化合物がΔε＜−５
   であるところの請求項２記載の強誘電性カイラルスメク
   チック液晶組成物。
4. （４）前記誘電異方性が負の液晶性化合物がΔε＜−１
   ０であるところの請求項３記載の強誘電性カイラルスメ
   クチック液晶組成物。
5. （５）前記誘電異方性が負の液晶性化合物が下記一般式
   （III−［１］）から（III−［５］）のいづれかで示さ
   れる化合物の中から選ばれることを特徴とする請求項１
   から４項記載の強誘電性カイラルスメクチック液晶組成
   物。 一般式（III−［１］） ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔Ｒ＿ａ、Ｒ＿ｂは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＿ａ、Ｘ＿ｄ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▼、
   Ｘ＿ｂ、Ｘ＿ｃは単結合、▲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＿
   ２ＣＨ＿２−、Ａ＿ａ、Ａ＿ｂは単結合、▲数式、化学
   式、表等があります▼（トランス）、▲数式、化学式、
   表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
   （トランス・トランス）、 ▲数式、化学式、表等があります▼（トランス）、▲数
   式、化学式、表等があります▼、Ａ＿ａ、Ａ＿ｂがとも
   に単結合の場合、Ｘ＿ｂ、Ｘ＿ｃは単結合であり、Ｘ＿
   ａ、Ｘ＿ｄは供に単結合又は供に−Ｏ−であるか、又は
   Ｘ＿ａが▲数式、化学式、表等があります▼で、Ｘ＿ｄ
   が▲数式、化学式、表等があります▼である。 Ｙ＿ａ、Ｙ＿ｂは、シアノ基、ハロゲン、水素、ただし
   Ｙ＿ａ、Ｙ＿ｂが同時に水素にはならない。〕一般式（
   III−［２］） ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔Ｒ＿ｅ、Ｒ＿ｆは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＿ｅ、Ｘ＿ｈ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▼、
   Ｘ＿ｆ、Ｘ＿ｇ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▼、単結合、Ａ＿ｅ、
   Ａ＿ｆ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▼、単結合、ただしＡ＿ｅ、Ａ
   ＿ｆが同時に単結合にはならない。〕一般式（III−［
   ３］） ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔Ａ＿ｉは単結合、▲数式、化学式、表等があります▼
   、 Ａ＿ｊは単結合、▲数式、化学式、表等があります▼、
   ▲数式、化学式、表等があります▼、 Ｒ＿ｉ、Ｒ＿ｊは置換基を有してもよい直鎖又は分岐の
   アルキル基、ただしＡ＿ｊが単結合のとき直鎖アルキル
   基であり、Ｚ＿１は−Ｏ又はＳ、 Ｘ＿ｉ、Ｘ＿ｋ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▼、Ｘ＿ｊは単結合、
   ▲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−、
   ただしＡ＿ｉが単結合のときＸ＿ｉは単結合であり、Ａ
   ＿ｊが▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化
   学式、表等があります▼のときＸ＿ｊは単結合ではなく
   、Ａ＿ｊが単結合のときＸ＿ｋは単結合である。〕一般
   式（III−［４］） 〔Ｒ＿ｌ、Ｒ＿ｍは置換基を有してもよい直鎖又は分岐
   のアルキル基、 Ａ＿ｌ、Ａ＿ｍは単結合、▲数式、化学式、表等があり
   ます▼、▲数式、化学式、表等があります▼、ただしＡ
   ＿ｋ、Ａ＿ｌは同時に単結合にならない。 Ｘ＿ｌ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▼、Ｘ＿ｍは
   単結合、▲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−、−ＣＨ＿２ＣＨ＿２−、−Ｃ≡Ｃ−〕 一般式（III−［３］） ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔Ｒ＿ｎ、Ｒ＿ｏは置換基を有していてもよい直鎖又は
   分岐のアルキル基、 Ｘ＿ｎ、Ｘ＿ｑ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▼、
   Ｘ＿ｏ、Ｘ＿ｐは単結合、▲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−、−ＣＨ＿２ＣＨ＿２−、Ａ＿
   ｎ、Ａ＿ｐは単結合、▲数式、化学式、表等があります
   ▼、▲数式、化学式、表等があります▼、Ａ＿ｏ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▼、 Ｚ＿２は▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式
   、化学式、表等があります▼〕
6. （６）請求項１記載の強誘電性カイラルスメクチック液
   晶組成物を１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。