JPH04139295A

JPH04139295A - 強誘電性液晶組成物およびその用途

Info

Publication number: JPH04139295A
Application number: JP26236390A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Kouden; 充浩向殿; Keiko Taniguchi; 谷口　継子
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1992-05-13
Also published as: EP0478387A3; EP0478387A2; TW221456B

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】（イ）産業上の利用分野本発明は強誘電性液晶組成物およびその用途に関する。

（ロ）従来の技術現在、最も広く用いられている液晶表示装置は液晶のネ
マチック相を利用したちのである。しかし、ツィステッ
ドネマチック（ＴＮ）型液晶表示装置はライン数の増加
に伴ってコントラストが低下するので、大容量の表示装
置を作ることは困難である。このＴＮ型液晶表示装置を
改良するためスーパーツィステッドネマチック（ＳＴＮ
）型液晶表示装置、ダブルレイヤースーパーツィステッ
ドネマチック（ＤＳＴＮ）型液晶表示装置が開発されて
いるが、ライン数の増加と共にコントラスト、応答速度
か低下するので、現状では８００　Ｘ　１０２４ライン
程度の表示容量が限界である。一方、基板上に薄膜トラ
ンジスタ（ＴＰＴ）を配列したアクティブマトリックス
方式の液晶表示装置も開発され、１０００　ｘ　１００
０ライン等の大容量表示が可能になっ１こが、製造プロ
セスが長く、歩留りの低下も生じやすく、製造コストが
非常に高くなるという欠点を有している。またこの方式
は、半導体の移動変による制約などから、２０００ｘ　
２０００ラインなどの大容量表示装置を作製することは
困難と考えられでいる。

これに対して、２０００Ｘ　２０００ライン以上の表示
容量を有する液晶表示装置として有望視されているのが
強誘電性液晶表示装置（アプライド　フィジカル　レタ
ーズ、３６巻、第８９９頁（１９８０年））である。こ
の表示方法は強誘電性液晶であるカイラルスメクチック
Ｃ相、カイラルスメクチック■相などを利用するもので
あり、メモリー性を利用する方式であることから、応答
速度の向上にとちなって表示の大容量化が可能であり、
また薄膜トランジスタなどのアクティブ素子を必要とし
ないことから、製造コストも上からない。まに上記の強
誘電性液晶装置は視角が広いという長所ら兼ね備えてお
り、ＹＹＳＩＷＩＧ　（Ｗｈａｔ　ｙｏｕ　ｓｅｅ　ｉ
ｓ　ｗｈａｔ　ｙｏｕ　ｇｅｔ）の概念を実現する大容
量表示用として大いに有望視されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題強誘電性液晶装置は上記のような長所を有しているが、
１ｏｏｏｘ　１０００本以上の走査線を有する大容量表
示装置においてフリッカのない表示を行おうとすると次
のような問題点か生じてくる。

すなわち、フリッカのない表示を行うための一つの手法
は１６．７ｍ５ｅｃ（６０Ｈｚ）で１画面を書き換える
ことであるか、この場合には強誘電性液晶に非常に速い
応答速度が要求される。例えば、走査線か１０００本の
表示装置の場合、次の式から分かるように８．４μｓｅ
ｃという高速応答が要求される。

１６．７（ｍｓｅｃ）＝　１０００＋　？８．４μｓｅ
ｃここで、２て割っているのは、強誘電性液晶の場合、
書き込みに最低２パスル必要たからでめる。

このｆこめ、強誘電性液晶の研究開発においては、高速
応答性の実現か大きな目標となってきｆコ。応答速度を
向上させるには、スメクチックＣ相を示す低粘性のノン
カイラル液晶組成物に、大きな自発分極を有するカイラ
ル化合物を添加して強誘電性液晶組成物を作成するのか
好ましいことが分かつてきた。そして、このノンカイラ
ル液晶組成物の成分として好ましいものの一つとしてピ
リミンン系化合物がしばしば用いられてきた（例えば；
犬西、他、　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　
Ｒｅｐｏｒｔ、　３３，３５　（１９８７）　、　）。

しかしながら、求められる応答速度を実現する強誘電性
液晶の改良は現状では決して容易ではない。しかち、よ
り大容量の表示装置を作咳する場合には、応答速度をさ
らに速くしなければならｔいということを考え合わせる
と、液晶の高速応答化によって大容量表示装置を実現し
ようとするのはかなり困難であることか想像される。

このような問題点を解決する１ニめの有力な手法として
、部分書き換えと呼ばれる手法（神辺、電子情報通信学
会専門講習会講演論文集・−オプトエレクトロニクス」
一液晶表示と関連材料−、１９９０年１月、　ｐｔｇ〜
２６）か提案されている。この手法は画面を書き換える
必要のあるところたけアクセスする手法である。これに
より、グラフィックスを表示するうえで高速応答性を要
求されるマウスの移動などに追随できる表示装置が可能
となる。

しかしながら、この部分書き換え法を用いてフリッカの
ない表示を得ようとする場合、書き換えを行わない画素
にも書き込み電圧の１．／３のバイアス電圧か印加され
る（以下、この駆動法を１７３バイアス駆動法と呼ぶ）
。

第１図は特開昭６４−５９３８９号において提案されて
いる１／３バイアス駆動法の一例である。すなわち、互
いに交差する方向に配列した複数の走査電極りと複数の
信号電極Ｓとの間に強誘電性液晶を介在させ、走査電極
りと信号電極Ｓか交差する部分の強誘電性液晶を画素と
し、信号電極Ｓには表示データに対応する波形の信号電
圧を印加し、走査電極りにはその電極上の画素の表示状
態を書き換えることのできる波形の選択電圧を線順次で
印加する駆動法において、第１図（１）に示す波形は走
査電極りに印加され、その走査電極り上の画素のメモリ
状態つまり表示されている輝度の状態を書き換えること
のできる選択電圧Ａの波形であり、第１図（２）に示す
波形は走査電極りに印加されているが、その走査電極り
上の画素のメモリ状態つまり表示されている輝度の状態
を書き換えることのできない非選択電圧Ｂの波形である
。第１図（３）に示す波形は画素を「明Σの輝度状態に
書き換えるときに信号電極Ｓに印加される書き換え明電
圧Ｃの波形であり、第１図（４）に示す波形は画素を：
暗召の輝度状態に書き換えるときに信号電極Ｓに印加さ
れる書き換え暗電圧りの波形であり、第１図（５）に示
す波形は画素を表示状態を書き換えないときに信号電極
Ｓに印加される非書き換え電圧Ｇの波形である。第１図
（６〕〜（Ｉｌ）は画素Ｐ、Ｊにかかる実効電圧の波形
を示し、そのうち、第１図（６）の波形Ａ−Ｃは走査電
極りよに選択電圧Ａが印加され、信号電極Ｓ、に書き換
え明電圧Ｃか印加され１こときの波形を示し、第１図（
７）の波形Ａ　−Ｄは走査電極Ｌｌに選択電圧Ａか印加
され、信号電極Ｓ、に書き換え暗電圧りか印加されたと
きの波形を示し、第１図（８）の波形Ａ−Ｇは走査電極
り言こ選択電圧Ａが印加され、信号電極Ｓ、に非書き換
え電圧Ｇが印加されたときの波形を示し、第１図（９）
の波形Ｂ−Ｃは走査電極Ｌ□に非選択電圧Ｂか印加され
、信号電極Ｓ、に書き換え明電圧Ｃか印加されたときの
波形を示し、第１図（１０）の波形Ｂ−Ｄは走査電極し
、に非選択電圧Ｂが印加され、信号電極Ｓ、に書き換え
暗電圧りが印加されｆこときの波形を示し、第１図（１
０）の波形Ｂ−Ｇは走査電極Ｌ１に非選択電圧Ｂか印加
され、信号電極Ｓ、に非書き換え電圧Ｇが印加されたと
きの波形を示す。

それゆえ、表示内容か１暗モー「明」に書き換える画素
には第１図（６）の電圧波形が画素に印加され、表示内
容か「明、−１暗」に書き換える画素には第１図（７）
の電圧波形が画素に印加され、それ以外の画素には第１
図（８）、（９）、（１０）、（１１）のうちのいずれ
かの電圧波形が印加されることになる。さて、ここで、
第１図（６）および（７）の波形では、３ｖｏまたは一
３ＶＤの電圧がかかるが、（８）、（９）、（１０）、
（１１）ではその１／３のｖＤま１こは−ｖＤの電圧が
印加される。このような波形を用いることにより、表示
内容を書き換えないときの波形（８）、（９）、（１０
）、（１１）の間で電圧の波高値をなくすことができ、
フリッカの生じない表示か得られる。

さて、この１７３バイアス法を用いた場合の最大の問題
は、書き換えを行わない画素にも１７′３のバイアス電
圧か印加され、このバイアス電圧のために書き換えを行
わない画素の分子の揺ろぎか生じ、コントラストか゛低
下するということである。例えば、部分書き換え法を用
いてキャノン社か試作しｆこ強誘電性液晶デイスプレィ
ではわすか５１のコントラストしか得られていない（神
辺、電子情報通信学会専門講習会講演論文集１オプトエ
レクトロニクス」一液晶表示と関連材料−１１９９０年
１月ｐ１８−２６）。まｆこ、本発明者らもピリミノン
系化合物を主成分とする強誘電性液晶組成物をはじめ多
数の強誘電性液晶を用いて表示素子を作成してきたか、
１／３バイアス駆動法を用いて表示を行っｒことき得ら
れたコントラストの値は１．５〜５程変であり、商品と
しては非常に不満足なものしか作製し得なかった。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用本発明者らは
１／３バイアス駆動法において良好なコントラストを得
ることを目的として、鋭意研究を重ねてきた結果、エス
テル結合を有する化合物をその主成分とする強誘電性液
晶組成物を用いることにより、１／３バイアス駆動法に
おいて良好なコントラストを得ることができるという事
実を見出し本発明に達しｆ二。

本発明によれば、−船蔵（Ｉ）Ｒ−■−ＣＯＯ−■−Ｒ’　　　　　　　（Ｉ）（式中
、−７９−は１．４−）ユニしンまｆこは１．４−ノク
ロヘキンレノを表し、−■−は１，４−フェニレンまた
は２．６−ナフチレンを表し、ＲおよびＲは同一または
異なって炭素数４〜１５の直鎖状または分岐状のアルキ
ルまｆこはアルキルオキシ基を表す）。て表される化合
物の少なくとも一種と、−船蔵１）Ｒ−（○）ｋ−◎−ＣＯＯ−◎−（○）Ｊ−Ｒ’　　　
（Ｉ［）（式中、ｋおよびｊはそれぞれ０又はｌを表し
、ｋ＋ｊ＝１であり、ＲおよびＲ゛は同一または異なっ
て炭素数４〜１５の直鎖状または分岐状のアルキル又は
アルキルオキシ基を表す。）で表される化合物の少なく
とも一種とも含有することがらなる強誘電性液晶組成物
（１）、この強誘電性液晶組成物（１）であって、更に一般式（ＩＩＩ）Ｒ５−Ｃｏｏ−◎−Ｃｏｏ−Ｒ’　　　　（ＩＩ［）（
式中、ＲおよびＲｏは同一まｆ二は異なって炭素数４〜
１５の直鎖状まｆこは分岐状のアルキルまたはアルキル
オキシ基を表わす。）で表される化合物の少なくとも一種を含有する強誘電性
液晶組成物（２）、強誘電性液晶組成物（１）又は（２
）のいずれかであって、更に、一般式（ＩＶ）Ｒ−◎−
ＣＯＯ−◎−◎−０−Ｃ）Ｉ−Ｒ’　　　　（ＩＶ）Ｈ
３（式中、Ｒは炭素数１　＝　１５の直鎖状または分枝状
のアルキルまたはアルキルオキソ基を表し、Ｒｏは炭素
数２〜１５の直鎖状または分枝状のアルキル基を表し、
＊はその炭素原子が不斉炭素であることを示す。）で表される化合物のＳ体又は一般式（Ｖ）・Ｒ−◎−Ｃ
ＯＯ−◎−０−ＣＨ−Ｒ’　　　　　（Ｖ　）Ｈ３Ｃ式中、Ｒは炭素数１〜】５の直鎖状または分岐状のア
ルキル基まｆこはアルキルオキシ基を表し、Ｒは炭素数
２〜１５の直鎖状または分枝状のアルキル基を表し、＊
はその炭素原子が不斉炭素であることを示す。）で表さ
れる化合物のＲ体のうちから少なくとも１種と、一般式
（ＶＴ）Ｒ−◎−ＣＯＯ−◎−◎−０−ＣＩ（−Ｒ’　
　　（■）Ｆ３（式中、Ｒは炭素数１〜Ｉ５の直鎖状まｆ二は分岐状の
アルキルまたはアルキルオキシ基を表し、Ｒｏは炭素数
２〜１５の直鎖状または分枝状のアルキル基を表し、＊
はその炭素原子が不斉炭素であることを示す。）で表される化合物Ｒ体又は一般式（■）Ｒ−◎−ＣＨ，
Ｏ−（◎−Ｃｏｏ）　ｋ−◎−Ｃ）Ｉ−ＯＣＯ−Ｒ’　
　（■）Ｈ３（式中、Ｒは炭素数１−１５の直鎖状まｒ二は分岐状の
アルキルまたはアルキルオキソ基を表し、Ｒは炭素数２
〜１５の直鎖状ま１こは分枝状のアルキル基を表し、ｋ
は０またはＩを表し、＊：よその炭素原子か不斉炭素で
あることを示す。）で表される金物のＳ体のうちから少
なくとも１種とを更に含有する強誘電性液晶組成物（３
）、並びに強誘電性液晶組成物（１）又は（２）のいず
れかであって、更に一般式（ＩＶ）で表される化合物の
Ｒ体又は−般式（Ｖ）で表される化合物のＳ体のうちか
ら少なくとも１種と、一般式（ＶＩ）で表される化合物
のＳ体又は一般式（■）で表される化合物のＲ体のうち
から少なくとも１種とを更に含有する強誘電性液晶組成
物（４）が提供される。

エステル系化合物は粘変か高く、高速応答性を目指す上
では不利であると言われてきた（例えば大曲、他、　Ｎ
ａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ、
　３３，３５　（１９８７）、）か、本発明者らは１／
３バイアス駆動法で表示を行う場合には、エステル系化
合物を主成分をする強誘電性液晶組成物を用いた方が高
いコントラストが得られることを見いだしたのである。

式（Ｉ）〜（Ｉｎ）の定義における直鎖または分枝鎖で
４〜１５の炭素数を有するアルキルまたはアルキルオキ
シ基には、ブチル、ｌ−ブチル、ペンチル、ｌ−又は２
−メチルブチル、ヘキシル、ｌ−又は３−メチルペンチ
ル、ヘプチル、１−又は４−メチルヘキシル、オクチル
、■−メチルへブチル、ノニル、ｌ−又は６−メチルオ
クチル、デンル、■−メチルノニル、ウンデシル、■−
メチルデノル、ドブノル、ｌ−メチルペンチルなどのア
ルキルおよびこれらのアルキル基にエーテル基の結合し
ｆニアルキルオキノ基が含まれる。これらのアルキルま
たはアルキルオキシ基中で炭素鎖に不斉炭素が含まれて
もよい。また、これらのアルキルまたはアルキルオキソ
基中の１つ以上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、臭
素原子、ンアノ基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、
メトキノ基などで置換されていてもよい。

さて、液晶組成物が強誘電性を示すためには、その組成
物がスメクチックＣ相などの傾斜したスメクチック相を
有し、かつ光学活性な化合物を含んていなくてはｔらな
い。化合物（１）〜（ＩＩ）を用いて液晶組成物を作成
する場合、これらの化合物のうち少なくとらＩ成分を光
学活性化合物とすることにより強誘電性液晶組成物を作
成することももちろん可能である。しかし、より好まし
くは、化合物（１）〜（ＩＩ）を用いてスメクチックＣ
相を示すノンカイラル液晶組成物を作成し、これに他の
光学活性化合物を添加するほうか強誘電性液晶組成物の
作成法として簡便であり、また、特性の良いものら得ら
れやすい。この場合、組み合わせる光学活性化合物とし
ては、既に報告されている多数の強誘電性液晶用光学活
性化合物の内から適宜用いることができる。ところで、
強誘電性液晶素子においては液晶の良好な配向性か必須
条件で有り、そのｆこめにはネマチック相のらせんピン
チがセル厚に比べて充分長いことが必要である。そこで
、光学活性化合物としても、ネマチック相において誘起
するらせんピッチがセル厚に比へて充分長い光学活性化
合物（例えば、竹原、第１４回液晶討論会予稿集、　ｌ
Ｂ１０２．　（１９８ｇ）、）を用いるか、あるいはネ
マチック相において誘起するらせんピンチか互いに逆で
ある光学活性化合物を組み合わせて用いることが好まし
い（例えば；大曲。

Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ
、　３３．３５　（１９８７）、）。

また、ネマチック相において誘起するらせんピッチか互
いに逆である光学活性化合物を組み合わせて用いる場合
には、当然のことながう、それらの光学活性化合物がス
メクチックＣ相において発現させる自発分極の向きか等
しいほうか好ましい。

例えば、光学活性化合物（■）〜（■）においては、自
発分極の向きと、ネマチック相において誘起するらせん
ピッチの向きは第１表のようになっており、これらの中
から適宜組み合わせて用いることかできる。

なお、式（ＩＶ）〜（■）の定義における直鎖まｆこは
分枝鎖で４〜１５の炭素数を有するアルキルまたはアル
キルオキシ基には先に式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）のアルキル
まｆこはアルキルオキシ基と同様のものを用いうる。一
方、式（ＩＶ）〜（■）の定義における直鎖または分枝
鎖でアルキル基について直鎖または分枝鎖で２〜１５の
炭素数を有するアルキル基には、エチル、プロピル、１
−プロピル、ブチル、ｉ−ブチル、ペンチル、１−又は
２−メチルブチル、ヘキシル、１−文は３−メチルペン
チル、ヘプチル、ｌ−又は４−メチルノニル、オクチル
、ｌ−メチルヘプチル、ノニル、ｌ−又は６−メチルオ
クチル、デシル、１−メチルノニル、ウンデノル、１−
メチルノニル、ドデシル、１メチルウンデシルなどのア
ルキル基が含まれる。

これらのアルキル基中て炭素鎖に不斉炭素か含まれても
よい。まｆこ、これらのアルキル基まｆこはアルキルオ
キシ基中の１つ以上の水素原子かフッ素原子、塩素原子
、臭素原子、ンアノ基、ニトロ基、トリフルオロメチル
基、メトキシ基、などで置換されていてもよい。

さて、次に化合物（Ｉ）〜（■）の好ましい化合物例に
ついて述べる。

化合物（＋）の例としては次のような化合物をあげるこ
とができる。

Ｃ−Ｕ　−−ｆさＮ−（”凸ｎ、４２へ−ｎｒ−ＩＪ−
−ＣＪ、９−Ｑ−Ｃ００−Ｑ−ＯＣ，０）１２１ＣｅＨ
１７０−Ｑ−Ｃｏｏ−Ｑ−ＯＣ４Ｈ９ＣａＨ＋７０（）
−Ｃｏｏ　（）−ＯＣｓＨＩ＊ＣａＨ１７０−ａ−■３
４−ＯＣ＋ｏＨ＋＋＋ｃＩＩＨ，７０（）−Ｃ個（）−
ｏ−２Ｍ４Ｃ１゜Ｈｔ　＋　ｏ（）−ｃｏｏ（）→Ｃ８
）（１７１Ｍ７−０−４つ−Ｃｏｏ（）−ＱＣ，Ｈｌ　
７ＣＪ、３（）−ω）（〉−０ＣＪＬ７ｃｔＨ＋５−Ｏ−Ｃｏｏで５−０−２Ｍ４ＣｅＨ＋７０
（）−Ｃ００％０Ｃｅ）Ｉ＋７ＣＩ０１（ｔ、ｏ（）−
Ｃ００％０Ｃ８）１．７Ｃ６Ｈ，、（）−Ｃｏｏイｑト
ＱＣ８Ｈｌ　７（ここで、２Ｍ４は２−メチルブチル基
を、１Ｍ７は１−メチルヘプチル基を示す。）化合物（ＩＩ）の例としては次のような化合物をあげる
ことができる。

Ｃａｔ（１ｓｏ（）−ＣＣＸ）−Ｏ（）−Ｃｓ［（＋　
＋Ｃ５）Ｉ　ｌ　３０Ｃ２＞−ＣＨＪ−Ｑ−Ｑ−ＣｅＨ
ｌ　？ＣａＨ＋　？ｏ６−Ｃｏ０６（）−ｃ５［（＋　
１２Ｍ４−０＜ζ＞−ＣＯＯ唖へ＝〉−ＣｓＨｒ　＋Ｃ
５Ｈ，，−○（）−０個（）−０−２Ｍ４Ｃ８Ｈ１３−
Ｑ−Ｑ−■γＱ−ｏｃ、）Ｉ、７（ここで、２Ｍ４は２
−メチルブチル基を示す。）化合物（Ｉ［Ｉ）の例とし
ては次のような化合物をあげることができる。

Ｃ，Ｈ，３慢シＣ（イ）（）−Ｃ霞−Ｃ，Ｈ，？Ｃ，Ｈ
１，Ｏ櫂＞Ｃ（Ｘ）（）−Ｃ霞−Ｃ，ｌ（、。

ＣａＨ，，０−ｚ暮−Ｃ（イ）（）−Ｃ（３）−２Ｍ４
（ここで、２Ｍ４は２−メチルブチル基を示す。）化合
物（ＩＶ）の例としては次のような化合物をあげること
ができる。

＊ＣｓＨｒ４−■喋（）（シー０−ＣＨ−ＣＪ＋＋ＣＨ４
１＊Ｃ７Ｈ＋　、０（）−Ｃｏｏ（ツ（）−０−ＣＨ−Ｃｏ
　Ｈｌ　３ＣＩ（３＊Ｃ９Ｈ１９０（）−ＣＯＯ−Ｑ壱→−ＣＨ−Ｃ，）ｌ、
３ＣＪ１７０−Ｑ−ＣＣＸ）ベラ−Ｑ（イ）−ＣＨ−Ｃ
，Ｈ，。

ＣＨ３化合物（Ｖ）の例としては次のような化合物をあげるこ
とがてきる。

＊Ｃｌ０Ｈ２１−Ｑ−Ｃ（Ｘ）−Ｑ−Ｃｏｏ−ＣＨ−Ｃｅ
Ｈ１３Ｈ３＊Ｃ，Ｉ（１３０−◎−Ｃ順（づ−ＣＯＱ−Ｃ）ｔ−Ｃ，
Ｈ、ｆｆＣＨ３＊Ｃ３Ｈ７Ｈ３）−Ｃｏｏ−Ｑ−Ｃｏｏ−ＣＨ−Ｃ３Ｈ７
Ｈ３＊ＣＢ）＋１７０４）−Ｃｏｏ−ｏ＋−Ｃ（Ｘ）−Ｃ）ｌ
−ＣｓＨｒ　−ｒＨ３化合物（ＶＩ）の例としては次のような化合物をあげる
ことができる。

＊自。Ｈ２，（）（）−ＣＣＸ）−ＣＨ−ＣｅＨ＋３Ｃ８
Ｈ１７０（）−◎−Ｃｏｏ−ＣＨ−Ｃ，Ｈ、３Ｆ３＊Ｃ，Ｈ，７０ぺ））（コ−Ｃｏｏ−ＣＨ−ＣｅＨ＋７Ｆ
３化合物（■）の例としては次のような化合物をめげるこ
とかできる。

＊Ｃ，Ｈ、３０Ｋ）−ＣＨ２０−Ｏｌ−ＣＨ−ＯＣＯ−Ｃ
３ＨｔＣＩ（３Ｃ８Ｈ１７０（）−ＣＨ２０（）−ＣＨ−ＯＣＯ−Ｃｅ
Ｈｌ　３ＣＨ。

＊Ｃ６Ｈ１３や−ＣＨ，０（）−０個（）−ＣＨ−ＯＣＯ
−ＣＪ１３ＣＨ。

＊ＣｓＨｒ　７Ｏ−Ｑ−ＣＨ２０−ｔＱ−Ｃｏｏ−ｔＱ−
ＣＩ（（イ）ω−Ｃ，Ｈ，７ＣＩ（３さて、次にそれぞれの化合物の好ましい添加量について述べる
。

化合物（Ｉ）は融点か低く、広い温度範囲でスメクチッ
クＣ相を示すという長所を有するので本発明の液晶組成
物の主成分として用いることかできるが、一方で、スメ
クチックＡ相を示さないという短所も有している。強誘
電性液晶素子において良好な配向を得るためには、Ｉ　
ＮＡＣ（ｌ５ｏｔｒｏｐｉｃ　−Ｎｅｍａｔｉｃ　−Ｓ
ｍｅｃｔｉｃ　Ａ　−Ｓｍｅｃｔｉｃ　Ｃ）相系列を有
することが好ましいことかよく知られている（例えば、
大曲、他、　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　
Ｒｅｐｏｒｔ、　３３．３５　（１９８７）、）か、こ
の観点から言って、化合物（１）の濃度を極端に高くす
ることは好ましくない。それゆえ、化合物（Ｉ）の濃度
は４０〜８０重！ｉ％かまず好ましく、４５〜７０重量
％かより好ましい。

化合物（ｎ）は透明点か高いという長所を有しており、
化合物（ｎ）を用いることにより、液晶上限温度を上昇
させることができる。また、化合物（ＩＩ）はスメクチ
ックＡ相を示しやすく、スメクチックＡ相を示さない化
合物（Ｉ）と適度な割合で組み合わせることにより、Ｉ
ＮＡＣ相系列を実現させることができる。しかし、化合
物（ＩＩ）は化合物（Ｉ）に比べて融点か高く、組成物
中の化合物（ＩＩ）の＃変をあまり高くすると、室温で
の結晶の析出か生しやすい。また、化合物（Ｕ＞は化合
物（Ｉ）に比べて粘度が高いことが予想でき、濃度を高
くすることは得策ではない。それゆえ、化合物（ＩＩ）
の濃度は１０〜５００〜５０重量％く、１５〜３０５〜
３０重量好ましい。

化合物（ＩＩＩ）はスメクチックＡ相を示しやすい化合
物であり、化合物（Ｉ）と組み合わせてＩＮＡＣ相系列
全系列するのに有用である。しかし、この化合物はネマ
チック相を示しにくいので、濃度をあまり高くすると、
ネマチック相が消失するという問題か生しやすい。それ
ゆえ、化合物（Ｉ［Ｉ）の濃度は４〜２０重量♂が好ま
しく、５〜１０重量♂がより好ましい。

化合物（ＩＶ）〜化合物（■）の光学活性化合物は液晶
組成物の自発分極を増大化させ、応答速度を速くさせる
化合物であるが、あまり濃度を高くすると、粘度の上昇
、結晶の析出、スメクチックＣ相の熱安定性の低下、な
どの問題点が生じやすい。一方、濃度が低すぎると、組
成物の自発分極が小さすぎて、十分な応答速度が得られ
にくい。

それゆえ、化合物（ＩＶ）〜化合物（■）の濃度はそれ
ぞれ０．５〜１５重ｔ％が好ましく、１〜１０重量％か
より好ましい。また、化合物（■）〜化合物（■）の濃
度の合計としては１〜２０重量％か好ましく、２〜１５
重量へかより好ましい。

なお、本発明においては、化合物（１）〜（■）以外の
液晶性化合物、光学活性化合物、イオン性化合物などを
適宜添加して用いることができるのは言うまでもない。

次に、本発明の強誘電性液晶素子について説明する。

第２図は本発明の強誘電性液晶組成物を用いた液晶素子
の例を示す説明図である。

第２図は透過型表示素子の１例であり、１および２は絶
縁性の基板、３及び４は電極層、５は絶縁性膜、６は配
向制御層、７はシール剤、８は強誘電性液晶、９は偏光
板を示す。

■及び２の絶縁性基板としては透光性の基板か用いられ
、通常ガラス基板が使われる。

ｌ及び２の絶縁性基板にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉ
ｎ　０Ｘｉｄｅ）ｒａとの導電性薄膜かろなる所定のパ
ターンの透明な電極層３．４が形成される。

その上に通常、絶縁性膜５が形成されるが、これは場合
によっては省略できる。絶縁性膜５は例えば、５ｉＯｔ
、ＳｉＮｘ、Ａｌｚ０３などの無機系薄膜、ポリイミド
などの有機系薄膜などを用いることかできる。絶縁性膜
５が無機系薄膜の場合には蒸着法、スパッタ法、ＣＶ　
Ｄ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐａｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉ。

ｎ）法、あるいは溶液塗布法などによって形成できる。

また、絶縁性膜５が有機系薄膜の場合には有機物質を溶
かしｆこ溶液またはその前駆体溶液を用いて、スピンナ
ー塗布法、浸せき塗布法、スクリーン印刷法、ロールを
古注、などで塗布し、所定の硬化条件（加熱、光照射な
ど）で硬化させ形成する方法などで形成することができ
る。

絶縁性膜５の上には配向制御層６が形成される。

ただし、絶縁性膜５が省略された場合には電極層３及び
４の上に直接配向制御層６か形成される。

配向制御層には無機系の層を用いる場合と有機系の層を
用いる場合とがある。

無機系の配向制御層を用いる場合、よく用いられる方法
としては酸ｆヒケイ素の斜め蒸着がある。

まｆこ、回転蒸着などの方法を用いることもできる。

有機系の配向制御層を用いる場合、ナイロン、ポリビニ
ルアルコール、ポリイミド、ポリアミドなとの高分子を
用いることができ、通常この上をラビングする。

次に２枚の絶縁性基板を張り合わせ、液晶を注入して強
誘電性液晶素子とする。

以上第２図においては画素数１のスイッチング素子とし
て説明したが、本発明の強誘電性液晶及び液晶素子は大
容量マトリクスの表示装置に適用可能であり、この場合
には第３図の平面模式図に示すように上下基板の配線を
マトリクス型に組み合わせて用いる。

さて、強誘電性液晶を用いた大容量表示装置の駆動法と
してはこれまで提案されている種々の駆動性（例えば、
脇田、上村、大曲、大庭、古林。

太田、ナショナル　テクニカル　レポート、３３巻、第
４４頁　（１９８７）　）を用いることができるわけで
あるか、上述したように、フリッカのない大容量表示を
得るためには、例えば第１図に示すような駆動波形を用
いる１／３バイアス駆動法を用いた部分書き換え法が有
利である。この１／３バイアス駆動法を用いて駆動する
場合、大きな問題点はそのバイアス電圧によって液晶分
子が動くことによってコントラストが低下することこと
であることは既に述べたが、エステル系液晶化合物を主
成分とする本発明の強誘電性液晶組成物を用いたときに
は、バイアス電圧による分子の動きか小さく、良好なコ
ントラストが得られる。

（以下余白）（ホ）実施例実施例１第２表に示す化合物Ｎｏ、１〜１１を用いて、第３表に
示す組成のノンカイラル液晶組成物ＮＯ，１０１〜１０
３を作成した。これらの組成物は室温でスメクチックＣ
相を示した。その相転移温度を第３表にあわせて示す。

組成物Ｎｏ、１０２および１０３はＩＮＡＣ相系列全系
列、好ましい。これに対して、組成物Ｎｏ。

１０１はスメクチックＡ相を示さないが、他の化合物と
組み合わせることにより、実用に供することができる。

実施例２第４表に示す組成のノンカイラルスメクチックＣ相液晶
組成物Ｎｏ、２０１を作成した。この液晶組成物Ｎｏ、
２（１１は室温でスメクチックＣ相を示したが、その相
転移温度は第４表に示すとおりである。液晶組成物Ｎｏ
、２０１に第５表に示す光学活性化合物Ｎｏ。

３０１〜３０８をそれぞれ２ｗｔ％添加して強誘電性液
晶組成物を作成した。作成した強誘電性液晶組成物はす
べて室温でカイラルスメクチックＣ相を示し、かつＩ　
Ｎ　Ａ　Ｃ相系列を示した。

２枚のガラス基板上にＩＴＯ膜を形成し、更にＳ　ｉ　
Ｏｔを形成し、ＰＶＡ１ｊを塗布し、ラビングした。次
にこの２枚のガラス基板をラビング方向か同一になるよ
うにセル厚２μｍで張り合わせ、表１に示す強誘電性液
晶組成物をそれぞれを注入した。注入後いったん液晶組
成物か等方性液体に変化する温度にセルを加熱し、その
後１℃／　ｍ　ｉ　ｎで室温まで冷却することにより良
好な配向を有する強誘電性液晶素子を得た。室温で、こ
の強誘電性液晶素子を互いに直交する偏光板の間に設置
し、±ＩＯＶの矩形波電圧を印加し、そのときの分子の
動く方向を目視によって観察することにより、各光学活
性化合物が発現させる自発分極の向きを決定した。結果
を第５表に示す。

実施例２第６表に示す組成のノンカイラルネマチック液晶組成物
Ｎｏ、２０２を作成した。液晶組成物Ｎｏ、２０２は室
温でネマチック相を示したが、その相転移温度は第６表
に示すとおりである。第５表に示す光学活性化合物Ｎｏ
、３０１〜３０８をそれぞれ１ｗｔ％添加してカイラル
液晶組成物を作成した。これらの液晶組成物はいずれも
室温でネマチック相を示した。このネマチック液晶組成
物のらせんピッチの値をくさびセルを用いて測定した。

そのピッチの逆数１７Ｐ（１％）の値を第５表に示す。

実施例３ネマチック液晶組成物Ｎｏ、２０２に第５表に示す光学
活性化合物Ｎｏ、３０１〜３０８をそれぞれ１０〜４０
％添加したネマチック液晶組成物を作成した。化合物Ｎ
ｏ。

３０３がネマチック相において誘起する螺旋ピッチの向
きはすてにＲ（＋）であると報告されている。

また、化合物Ｎｏ、３０４がネマチック相において誘起
する螺旋ピッチの向きはすてにＬ　（−）であると報告
されている。そこで、化合物ＮｏＪＯ１〜Ｎｏ、３０８
をそれぞれ添加したネマチック液晶組成物と化合物Ｎｏ
、３０３またはＮｏ、３０４を添加したネマチック液晶
組成物とをプレパラート上で接触させた。このプレパラ
ートを偏光顕微鏡によって観察したところ、らせんピッ
チが非常に長くなったときにのみ現れるシュリーレン組
織が化合物Ｎｏ、３０３を添加されｒコ液晶組成物と接
触させたときか、化合物Ｎｏ、　３０４を添加されｆこ
液晶組成物と接触させたときか、のいずれか一方におい
てのみ観察され１こ。化合物Ｎｏ、３０３を添加された
液晶組成物と接触させたときノユリーレン組織が観察さ
れた化合物は、ネマチック相において誘起するらせんピ
ッチの向きがＬ（−）と結論できｆこ。逆に、化合物Ｎ
ｏ、３０４を添加された液晶組成物と接触させ１ことき
ンユリーレン組織が観察され１こ化合物は、ネマチック
相において誘起するらせんピッチの向きかＲ（つと結論
できた。

このようにして化合物Ｎｏ、３０１〜３０８かネマチッ
ク相において誘起するらせんピッチの向きを第３表に示
すように決定した。

実施例４第５表に示す光学活性化合物、第２表に示す化合物（Ｉ
）〜（■）、および第３表に示すノンカイラル液晶組成
物を用いて、第７表に示す組成の強誘電性液晶組成物Ｎ
ｏ、４０１およびＮｏ、４０２を作成した。ところで、
ネマチック相におけるらせんピッチには、次式に示すよ
うな線形加’ｉ’ｈがあることが知られている（例えば
；　Ｊ、　Ｅ、　Ａｄａｍｓ　ａｎｄ　１１．　ＥＬ、
　Ｈａｓｓ、　Ｍｏ１．　Ｃｒｙｓｔ、　Ｌｉｑ、　Ｃ
ｒｙｓｔ、、　１６．３３　（１９７２）、）。

１／Ｐ　　−Σ（Ｃｉ／Ｐ　ｉ）（ただし、ΣＣ１−４，Ｐは混合液晶のピッチ、Ｃ１は
固有のピッチＰ１をもった各成分の重量濃度である。）カイラル化合物を組み合わせる場合、この式を用いて、
混合した液晶のピッチが十分長くなるように計算して組
み合わせた。作製した強誘電性液晶組成物のネマチック
相でのピッチの逆数の計算値を第８表に示すか、いずれ
の組成物においても十分長いピッチを実現できた。

実施例５２枚のガラス基板上にＩＴＯ膜を形成し、ＨＩＤミド系
配向ＩＬＸ−１４００（日立化成製）を塗布し、ラビン
グした。次にこの２枚のガラス基板をラビング方向が同
一になるようにセル厚２μｍで張り合わせ、第７表に示
す強誘電性液晶組成物をそれぞれを注入した。注入後い
ったん液晶組成物が等方性液体に変化する温度にセルを
加熱し、その後１　’Ｃ／　ｍｉｎで室温まで冷却する
ことにより良好な配向を有する強誘電性液晶素子を得た
。この強誘電性液晶素子を互いに直交する偏光板の間に
設置し、応答速度、チルト角、メモリ角、メモリパルス
幅を測定した。また、偏光顕微鏡によって相転移温度を
測定し、三角波法（例えば；　Ｋ、　Ｍｉｙａｓａｔｏ
、　ｅｔａｌ、、　Ｊｐｎ、　Ｊ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈ
ｙｓ、、　２２．　Ｌ６６１．　（１９８３）、）によ
って自発分極を測定した。測定結果を第８表に示す。な
お、応答速度は２５℃てＶ＝±ＩＯＶの矩形波電圧を印
加したときの、電圧印加時から透過光量がそれぞれ０＝
５０Ｓ、０−９０Ｓ、ｔｏ−９０５変化するまでの時間
とした。また、メモリパルス幅は、２５℃でＶ；±ＩＯ
Ｖのパルス波形電圧を印加してスイッチングさせること
のできる最小のパルス幅で定義した。

この強誘電性液晶素子を互いに直交する偏光板の間に設
置し、第４図に示す波形の電圧を印加し、電界印加後５
秒後の透過光量よりコントラストを求めた。測定結果を
第９表に示す。

実施例６実施例５にｊ　ＩＪ　（ミＦ系配向膜ＬＸ−１４００（
日立化成製）をＰＶＡに変えるほかは実施例５と同様に
して強誘電性液晶素子を作成し、コントラストを測定し
た。測定結果を第９表に示す。

実施例７実施例５にポリイミド系配向膜ＬＸ−１４００（日立化
成製）をポリイミド系配向膜（チッソ石油化学型ＰＳ　
ｌ　−Ａ２０（ＩＩ）に変えるほかは実施例５と同様に
して強誘電性液晶素子を作成し、コントラストを測定し
几。

測定結果を第９表に示す。

（へ）発明の効果以上の実施例から分かるように本発明のエステル系液晶
組成物を１／３バイアス駆動法で表示した場合７〜８と
いう高いコントラストが得られた。

本発明を用いることにより、従来品の１．５〜５という
コントラストに比べて高コントラストの大容量の強誘電
性液晶素子を得ることができる。

と　　て

【図面の簡単な説明】

第１図は強誘電性液晶素子を駆動するための１７３バイ
アス駆動法の一例を示す駆動電圧波形図、第２図は本発
明の強誘電性液晶組成物を用いた強誘電性液晶素子の構
造及び作成法の説明図、第３図は本発明の強誘電性液晶
素子を用いて大容量の強誘電性液晶表示装置を作成する
方法を模式的に示した図、第４図はコントラスト測定の
ために強誘電性液晶素子に印加した１／３バイアス駆動
電圧波形を示した図である。１．２・・・・・・基板、３．４・・・・・・電極層、
５．６・・・・−・絶縁性膜、７・・・・・・シール材
、８・・・・・・強誘電性液晶、９・・・・・・偏光板
。第図シ震笛ト

Claims

【特許請求の範囲】１、一般式（ I ）： ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）（式中、▲数式、化学式、表等があります▼は１，４−
フェニレンまたは１，４−シクロヘキシレンを表し、▲
数式、化学式、表等があります▼は１，４−フェニレン
または２，６−ナフチレンを表し、ＲおよびＲ’は同一
または異なって炭素数４〜１５の直鎖状または分枝状の
アルキルまたはアルキルオキシ基を表す。）で表される
化合物の少なくとも一種と、一般式（II）： ▲数式、化学式、表等があります▼（II）（式中、ｋおよびｊはそれぞれ０又は１を表し、ｋ＋ｊ
＝１であり、ＲおよびＲ’は同一または異なって炭素数
４〜１５の直鎖状または分岐状のアルキル又はアルキル
オキシ基を表す。）で表される化合物の少なくとも一種
とを含有することからなる強誘電性液晶組成物。２、更に、一般式（III）： ▲数式、化学式、表等があります▼（III）（式中、ＲおよびＲ’は同一または異なって炭素数４〜
１５の直鎖状または分岐状のアルキルまたははアルキル
オキシ基を表わす。）で表される化合物の少なくとも一種を含有する請求項１
記載の強誘電性液晶組成物。３、一般式（IV）： ▲数式、化学式、表等があります▼（IV）（式中、Ｒは炭素数１〜１５の直鎖状または分枝状のア
ルキルまたはアルキルオキシ基を表し、Ｒ’は炭素数２
〜１５の直鎖状または分枝状のアルキル基を表し、＊は
その炭素原子が不斉炭素であることを示す。）で表される化合物のＳ体又は一般式（Ｖ）：▲数式、化
学式、表等があります▼（Ｖ）（式中、Ｒは炭素数１〜１５の直鎖状または分枝状のア
ルキルまたはアルキルオキシ基を表し、Ｒ’は炭素数２
〜１５の直鎖状または分枝状のアルキル基を表し、＊は
その炭素原子が不斉炭素であることを示す。）で表され
る化合物のＲ体のうちから少なくとも１種と、一般式（
VI）： ▲数式、化学式、表等があります▼（VI）（式中、Ｒは炭素数１〜１５の直鎖状または分枝状のア
ルキルまたはアルキルオキシ基を表し、Ｒ’は炭素数２
〜１５の直鎖状または分枝状のアルキル基を表し、＊は
その炭素原子が不斉炭素であることを示す。）で表される化合物Ｒ体又は一般式（VII）： ▲数式、化学式、表等があります▼（VII）（式中、Ｒは炭素数１〜１５の直鎖状または分枝状のア
ルキルまたはアルキルオキシ基を表し、Ｒ’は炭素数２
〜１５の直鎖状または分枝状のアルキル基を表し、ｋは
０または１を表し、＊はその炭素原子が不斉炭素である
ことを示す。）で表される化合物のＳ体のうちから少な
くとも１種とを更に含有する請求項１又は２のいずれか
に記載の強誘電性液晶組成物。４、一般式（IV）で表される化合物のＲ体又は一般式（
Ｖ）で表される化合物のＳ体のうちから少なくとも１種
と、一般式（VI）で表される化合物のＳ体又は一般式（
VII）で表される化合物のＲ体のうちから少なくとも１
種とを更に含有する請求項１又は２のいずれかに記載の
強誘電性液晶組成物。５、請求項１〜４記載の強誘電性液晶組成物であって、
等方性液体の低温側に、少なくともカイラルネマチック
相、スメクチックＡ相、およびカイラルスメクチックＣ
相を呈する強誘電性液晶組成物。６、少なくとも表面に電極層とその上に配向制御層とが
積層されていなる液晶用基板の１対が間隙をおいて対向
配置され、この間隙に請求項１〜５のいずれかの強誘電
性液晶組成物が封入されてなる強誘電性液晶素子。７、少なくとも表面に複数の並設された走査電極を有す
る液晶用基板と複数の並設された信号電極を有する液晶
用基板とが、走査電極と信号電極が互いに交差する方向
に間隙をおいて対向配置され、この間隙に請求項１〜５
のいずれかの強誘電性液晶組成物が封入されてなり、走
査電極と信号電極が交差する部分の強誘電性液晶を画素
とし、信号電極には表示データに対応する波形の信号電
圧を印加し、走査電極にはその電極上の画素の表示状態
を書き換えることのできる波形の選択電圧を線順次で印
加し、画素の表示状態を書き換えるときに強誘電性液晶
に印加される電圧に対して、画素の表示状態を書き換え
ないときに強誘電性液晶に印加される電圧が１／３の電
圧であるような駆動波形を用いる液晶表示装置。