JPH03259992A - 強誘電性液晶組成物および強誘電性液晶素子 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は強誘電性液晶組成物および該組成物を用いた強
誘電性液晶素子に関する。

さらに詳しくは液晶素子の初期配向状態の優れた強誘電
性液晶組成物に関し、さらに該液晶組成物を用いた表示
ならびに駆動特性の優れた強誘電性液晶素子に関する。

〔従来の技術〕

従来の液晶素子としては、例えば、ネマチック（ｎｅｍ
ａＬＩｃ　）液晶を利用したツィステッド・ネマチック
（ＬｖｌｓＬｅｄ　ｎｅｍａＬｉｃ　）液晶素子が知ら
れている〔アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐ
ｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔｅｒｓ）　ｖｏｌ、　１
８、ｐＬ２７（Ｉ９７１））。

この液晶素子は、応答速度が遅く、また画素密度を高く
したマトリックス電極構造を用いた時分割駆動の時、ク
ロストークが発生するという問題があり、画素数が制限
されていた。

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
て強誘電性液晶を用いた強誘電性液晶素子が提案されて
いる〔アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌ
、　ＰｈＹｓ、　Ｌｅｔｔｅｒｓ）　ｖｏｌ、　３Ｂ、
ｐ　８９９　（Ｉ９８０））。

これは双安定性を有する強誘電性液晶を利用するもので
あり、一般に、カイラルスメクチックＣ＊ 相（Ｓ　　Ｃ）又はＨ相（Ｓ　　Ｈ’）を有する強■　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ｌ誘電性液晶が用いられる。

この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、前述のツィ
ステッドネマチック型の液晶で用いられた光学素子とは
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。さらに
この型の液晶は、加えられる電界に応答し、極めて高速
に上記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を有する。この
ような性質を利用することにより従来にない液晶素子が
得られる。

しかしながら、この双安定性を有する強誘電性液晶が所
定の駆動特性を発揮するには、一対の基板間に配置され
る液晶が、電界印加状態とは無関係に、上記２つの安定
状態の間での変換が効果的に起るような分子配列ならび
に分子層配列状態にすることが必要である。

例えばＳ　Ｃ＊相の液晶分子層が基板面に対し門 垂直であり、液晶分子軸が基板面に対しほぼ平行に配列
した領域（モノドメイン）を形成することが必要となる
。しかしながら従来の強誘電性液晶を利用した強誘電性
液晶素子においては液晶の配向状態が必ずしも満足に形
成されなかったために充分な特性が得られなかったのが
実情である。

すなわち、配向欠陥（たとえばジグザク欠陥）が生じた
りまた、液晶層が曲がったり（シェブロン構造）する〔
ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジ
ックス（Ｊｐｎ、　Ｊ、Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、　）　ｖｏｌ、２７、Ｉ）　１　（Ｉ９８８
）　、フィジカル・レビュー・レターズ（ｒ’ｈｙｓ、
　Ｒｅｖ、　Ｌｅｔｔｅｒｓ）　ｖｏｌ、５９、ｐ　　
２Ｏ２ｇ　　（Ｉ９８７）］　　。

このために、コントラストや双安定性等が悪く実用上非
常に問題となっている。

強誘電性液晶としては実用上単一の強誘電性液晶を用い
ることはほとんどなく、緒特性（たとえば、応答速度、
コントラスト、温度領域）を向上させるために複数の化
合物より成る組成物として用いられることが多い。

工業的見地から見れば、複数の高価な光学活性化合物の
みから強誘電性液晶組成物を構成する方法よりも、非光
学活性化合物と光学活性化合物とより強誘電性液晶組成
物を構成した方が、より経済的に有利である。

これまでにも、非光学活性化合物と、光学活性化合物と
より構成された強誘電性液晶組成物が報告されている（
たとえば、特開昭６３−３０１２９０号公報、特開昭６
３−２５４１８３号公報を挙げることができる）。

しかしながら、現在までに報告されている強誘電性液晶
組成物は層構造が曲がった構造となっているために、ジ
グザグ欠陥が生じている〔ジャパニーズ◆ジャーナル・
オブ・アプライド・フィジックス（Ｊｐｎ、　Ｊ、　Ａ
ｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　）　ｖｏｌ、２７、ｐ７２５（
Ｉ９１１ｇ））。

このために、配向性の良好な強誘電性液晶組成物ならび
に強誘電性液晶素子が望まれている。

〔発明が角ｑ決しようとする課題〕

本発明の目的は、前述した事情に鑑み、高速応答性、高
密度画素と大面積を有する表示素子、あるいは高速度の
シャッタースピードを有する光シヤツター等として潜在
的な適性を有する強誘電性液晶において、従来問題であ
った配向性を改善することによりその特性を充分に発揮
させうる強誘電性組成物および該組成物を用いた強誘電
性液晶素子を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、少なくとも１種以上の非光学活性化合物と、
少なくとも１１２以上の光学活性化合物とよりなる強誘
電性液晶組成物において、非光学活性化合物として、あ
るいは光学活性化合物として分子内にオキサゾール骨格
を有する化合物およびチオキサゾール骨格を有する化合
物よりなる群より選んだ少なくとも１種の化合物を含有
してなる強誘電性液晶組成物であり、また該強誘電性液
晶組成物を対向する２枚の基板間に配置した強誘電性液
晶素子である。

第１図は本発明の代表的な強誘電性液晶素子の構成を部
分断面図で示す。

前記オキサゾール骨格を有する化合物およびチオキサゾ
ール骨格を有する化合物よりなる群より選んだ少なくと
も１種の非光学活性化合物あるいは光学活性化合物とし
ては一般式（Ｉ）で示されるものが好ましい。

アルキル基またはアルコキシ基は光学活性基でもよく、
Ｘは酸素原子または硫黄原子を示し、Ｙは単結合、 −Ｃ−０−−ＣＨ−ＣＨ−または−Ｎ−ＣＨ−１ 一般式（Ｉ）で示される具体的な化合物の例としては、
以下の構造の化合物を挙げることができる。

（式中、Ｒ，Ｒ２は水素原子あるいは炭素数１〜２０の
アルキル基、アルコキシ基を示し、そのこれらの化合物
は、公知の方法〔たとえば、モレキュラー◆クリスタル
・アンド・リキッド・クリスタル（Ｎｏｔ、　Ｃｒｙｓ
ｔａｌ、　Ｌｆｑ、　Ｃｒｙｓｔ、、　３７．３５（Ｉ
９７Ｂ））あるいは特開昭５８−４７７８号公報記載の
方法〕により製造できる。

強誘電性液晶組成物中、非光学活性化合物は、１００重
量％では、強誘電性を示さなくなるために好ましくなく
、５〜９５重量％の範囲で存在することか好ましい。ま
た、光学活性化合物は５〜９５重量％が好ましい。

また非光学活性化合物、あるいは光学活性化合物中、分
子内に、オキサゾール骨格あるいはチオキサゾール骨格
を有する化合物は５重量％以上存在すれば液晶組成物の
配向性を大幅に改善する効果がある。

また、非光学活性化合物として、あるいは光学活性化合
物としては、分子内にオキサゾール骨格あるいはチオキ
サゾール骨格を有する化合物以外に、粘度の調整やカイ
ラルスメクチックＣ相の温度領域の調整等の目的で、公
知の化合物を液晶組成物の構成成分として使用できる。

たとえば、その例としてはフェニルベンゾエート化合物
のようなエステル化合物あるいは、フェニルピリミジン
化合物のようなピリミジン骨格を有する化合物を非光学
活性化合物の代表例として挙げることができる。

また、光学活性化合物としては、たとえば公知の光学活
性フェニルベンゾエート化合物、光学活性ナフタレン化
合物、光学活性ビフェニル化合物あるいは光学活性フェ
ニルピリミジン化合物等を挙げることができる。

〔作用〕

本発明の特定の骨格を有する化合物を含有してなる強誘
電性液晶組成物は、非常に配向性に優れており、該強誘
電性液晶組成物を用いた強誘電性液晶素子は、双安定性
に優れ、高コントラストの表示かできる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により詳しく説明する。

実施例及び比較例における液晶パネルの評価は次のよう
にして行った。

実施例および比較例に示す組成物をラビング処理を施し
たＰＶＡ　（ポリビニールアルコール）を配向膜とし、
透明型極付の二枚のガラス基板（５０Ｘ５０ｍｍ２）の
間（ギャップ２μｍ）に封入し、液晶パネルを作成した
。

この液晶パネルをクロスニコル状態で顕微鏡観察し、ジ
グザグ欠陥の有無を調べた。

また双安定性（メモリー性）の評価は次のようにして行
なった。

長さ４００μｓ１波高値１５Ｖのパルス波を各パネルに
印加し、０．５秒後の透過光量をパルス印加時の透過光
量と比較した。パルス印加時の透過率を１００％とした
時、０．５秒後の透過率が何パーセントであるかによっ
て評価した。すなわち、０．５秒後の光透過率が高いほ
ど双安定性が良いことになる。

結果を第１表に示した。

（実施例１） υ ４６重量％ から戊る液晶組成物は ０℃ 結晶　く−カイラルスメクチツクＣ相 ６４℃ スメクチックＡ相　〈−等方性液体 ４９℃ 〈− の相転移温度を示した。

（比較例１） 実施例１に示した液晶組成物からチオキサゾール骨格を
含む化合物を除いた以下のような液晶組成物を調製した
。

実施例３で使用したチオキサゾール骨格を有する化合物 から成る液晶組成物は ５０重量％ 実施例４で使用したチオキサゾール骨格を有する化合物 スメクチックＡ相　〈−等方性液体 の相転移を示した。

（実施例２．３．４，５．６） 比較例１に示した液晶組成物９０重量部に対し、次に示
すオキサゾール骨格、あるいはチオキサゾール骨格を有
する化合物を１０重量部を加え液晶組成物を作成した。

実施例２で使用したチオキサゾール骨格を有する化合物 実施例５で使用したオキサゾール骨格を有する化合物 実施例６て使用したオキサゾール骨格を有する化合物 （実施例７） （比較例２） 実施例７に示した液晶組成物からオキサゾール骨格を有
する化合物を除いた以下のような液晶組成物を調製した
。

２２重量％ ２５重量％ から成る液晶組成物は から成る液晶組成物は 結晶 ０℃ 〈−カイラルスメクチックＣ相 ５８℃ 〈− ７５℃ スメクチックＡ相　〈−等方性液体 ０相転移を示した。

０℃ 結晶　〈−カイラルスメクチックＣ相 ７０℃ スメクチックＡ相　　　　　等方性液体の相転移を示し
た。

６０℃ 〈− 第１表 （液晶パネルの評価） 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明の特定の骨格を有する化合物
を強誘電性液晶素子物の構成成分として使用すると、そ
の組成物は非常に配向性が良く、双安定性も良好であり
、すぐれた強誘電性液晶素子を提供することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の強誘電性液晶素子の部分断面図であ
る。 １・・・偏光板、２・・・ガラス基板、３・・・透明電
極、４・・・配向膜、５・・・液晶、６・・・スペーサ
ー　７・・・シール材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１種以上の非光学活性化合物と少なくと
   も１種以上の光学活性化合物とよりなる強誘電性液晶組
   成物において、非光学活性化合物として、あるいは光学
   活性化合物として分子内にオキサゾール骨格を有する化
   合物およびチオキサゾール骨格を有する化合物よりなる
   群より選んだ少なくとも１種の化合物を含有してなる強
   誘電性液晶組成物。 ２、分子内に、オキサゾール骨格を有する化合物および
   分子内にチオキサゾール骨格を有する化合物よりなる群
   より選んだ少なくとも１種の化合物が一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＿１，Ｒ＿２は水素原子あるいは炭素数１〜
   ２０のアルキル基、アルコキシ基を示し、そのアルキル
   基またはアルコキシ基は光学活性基でもよく、Ｘは酸素
   原子または硫黄原子を示し、Ｙは単結合、 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる請求項１記載の強誘電性液晶組成物。 ３、対向する２枚の基板間に、少なくとも１種以上の非
   光学活性化合物と少なくとも１種以上の光学活性化合物
   とよりなる強誘電性液晶組成物を配置した強誘電性液晶
   素子であって、強誘電性液晶組成物が非光学活性化合物
   として、あるいは光学活性化合物として分子内にオキサ
   ゾール骨格を有する化合物およびチオキサゾール骨格を
   有する化合物よりなる群より選んだ少なくとも１種の化
   合物を含有してなる組成物である強誘電性液晶素子。 ４、分子内に、オキサゾール骨格を有する化合物および
   チオキサゾール骨格を有する化合物よりなる群より選ん
   だ少なくとも１種の化合物が一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＿１，Ｒ＿２は水素原子あるいは炭素数１〜
   ２０のアルキル基、アルコキシ基を示し、そのアルキル
   基またはアルコキシ基は光学活性基でもよく、Ｘは酸素
   原子または硫黄原子を示し、Ｙは単結合、▲数式、化学
   式、表等があります▼ を示す。） で表わされる化合物である請求項３記載の強誘電性液晶
   素子。