JPH0331392A

JPH0331392A - 強誘電性液晶組成物および強誘電性液晶素子

Info

Publication number: JPH0331392A
Application number: JP16540589A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Nakatsuka; 正勝中塚
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1991-02-12
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JP2801653B2

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分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、翠マチック（ｎｅｓ
ａＬｉｃ）液晶を利用したツィステッド・ネマチック（
ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｃ）液晶素子が知られて
いる（アプライド・フィジフクス・レターズ（Ａｐｐｌ
。

Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔｅｒｓ　）　ｖｏｌ、１８、Ｐ　
］２７　（Ｉ９７１））　。

この液晶素子は、応答速度が遅く、また画素密度を高（
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、３６、Ｐ
２Ｓ５（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（Ｓｓじ）又
はＨ相（Ｓｓ　Ｈ”　）を有する強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゛ン
イ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
定の駆動特性を全厚するには、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Ｓｓ　Ｃ”層の液晶分子層が基板面に対し垂直で
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（たとえばジグザグ欠陥）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　、Ｐ　１　（Ｉ９８８）
　　；フィジカル・レビエー・レターズ（Ｐｈｙｓ、Ｒ
ｅｖ、　Ｌｅｔｔｅｒｓ）　ｖｏｌ、５９Ｐ　２６５８
　（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、特開昭６３−
２５４１８３号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（
Ｉ９８８））　。

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。

〔発明が解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（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、分子
内にナフタレン骨格を有する化合物を、少なくとも１種
以上含有することを特徴とす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。

前記ナフタレン骨格を有する非光学活性化合物としては
一般式（Ｉ）で示されるものを例示できる。

（Ｉ）（式中、Ｒ１、Ｒ宜は炭素数４〜１６のアルキル基、又
はアルコキシアルキル基を示し％Ｘｌ、Ｘよ、Ｘ、はそ
れぞれ、単結合、−０７−９−０−又は一〇−Ｃ−を示
し、ｍはｌ又は２、Ｚは水素原子又はハロゲン原子を示
す、）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。

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が好ましい、ま
た、光学活性化合物は５〜９５重量％が好ましい。

さらに、非光学活性化合物中、分子内にナフタレン骨格
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
性化合物としては、分子内にナフタレン骨格を有する化
合物以外にも、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
ジン骨格を存する化合物を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、咳強誘
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ができる。

〔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
明を極付の二枚のガラス基［（５０Ｘ５０ｓｕ＋”）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の結晶組成物は３０重量％３０重量％４０重世％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を分子内にナフタレン骨格
を含まない化合物のみで、以下のようなスメクチックＡ
相←□等方性液体組成で液晶組成物を作成した。

の相転移温度を示した。

比較例２５４１％３０重量％３０重量％の光学活性化合物のみから成る液晶組成物はおよびスメクチックＡ相←□等方性液体の相転移を示した。

実施例２．３、の液晶組成物は比較例２に示した光学活性化合物より成る液晶組成物９
０重量％に対し、次に示す各ナフタレン骨格を有する非光学活性化合物を１０重量％を加え、液晶
組成物を作成した。

１５重量％（実施例２）１０重量％光学活性化合物として（実施例３）１５重量％４５重量％実施例５の液晶組成物は０°Ｃから５０°Ｃの間でカイラルスメ
クチックＣ相を示した。

１５重量％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によれば、特定の骨格を有する
化合物を強誘電性液晶組成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・・・透明を橿４・・・配向膜５・・・液晶６・・・スペーサー７・・・シール材

Claims

【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、分子内にナフ
タレン骨格を有する化合物を少なくとも１種以上含有す
ることを特徴とする強誘電性液晶組成物。２）分子内にナフタレン骨格を有する化合物が一般式（
I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）（式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２は炭素数４〜１６のアルキル基
、又はアルコキシアルキル基を示し、Ｘ＿１、Ｘ＿２、
Ｘ＿３はそれぞれ、単結合、−Ｏ−、▲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▼を示し、ｍは１又は
２、Ｚは水素原子又はハロゲン原子を示す。）で表わされることを特徴とする請求項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
として分子内にナフタレン骨格を有する化合物を少なく
とも１種以上含有することを特徴とする強誘電性液晶素
子。４）分子内にナフタレン骨格を有する化合物が一般式（
I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）（式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２は炭素数４〜１６のアルキル基
、又はアルコキシアルキル基を示し、Ｘ＿１、Ｘ＿２、
Ｘ＿３はそれぞれ、単結合、−Ｏ−、▲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▼を示し、ｍは１又は
２、Ｚは水素原子又はハロゲン原子を示す。）で表わされることを特徴とする請求項３記載の強誘電性
液晶素子。