JPH05156254A - 液晶組成物およびこれを含む液晶素子 - Google Patents
液晶組成物およびこれを含む液晶素子Info
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- JPH05156254A JPH05156254A JP3317620A JP31762091A JPH05156254A JP H05156254 A JPH05156254 A JP H05156254A JP 3317620 A JP3317620 A JP 3317620A JP 31762091 A JP31762091 A JP 31762091A JP H05156254 A JPH05156254 A JP H05156254A
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- Liquid Crystal Substances (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】強誘電性カイラルスメクチックC相を示すフェ
ニルピリミジン系化合物に4−n−ヘキサデシルピリジ
ンを添加した強誘電性カイラルスメクチックC相を示す
液晶組成物およびそれを用いた液晶素子 【効果】従来の強誘電性カイラルスメクチックC相を示
す液晶化合物に比較して応答時間、配向性に優れ、高速
応答性、コントラスト比の改善された液晶素子を提供で
きる。
ニルピリミジン系化合物に4−n−ヘキサデシルピリジ
ンを添加した強誘電性カイラルスメクチックC相を示す
液晶組成物およびそれを用いた液晶素子 【効果】従来の強誘電性カイラルスメクチックC相を示
す液晶化合物に比較して応答時間、配向性に優れ、高速
応答性、コントラスト比の改善された液晶素子を提供で
きる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電性液晶組成物お
よびそれを用いた液晶素子に関する。さらに詳しくは、
応答性と配向性が改良された新規な強誘電性カイラルス
メクチックC相を示す液晶組成物、およびそれを使用し
た光シャッターや表示素子などに使用できる液晶素子に
関する。
よびそれを用いた液晶素子に関する。さらに詳しくは、
応答性と配向性が改良された新規な強誘電性カイラルス
メクチックC相を示す液晶組成物、およびそれを使用し
た光シャッターや表示素子などに使用できる液晶素子に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、情報化社会の進展に伴い、各種の
表示装置はマンマシーンインターフェースの一つとして
その重要性がますます高まっている。そのような中で平
面ディスプレイ、特に液晶ディスプレイ(LCD)は薄
型・軽量・低電圧駆動・低消費電力などの特長を有し急
速に普及してきた。
表示装置はマンマシーンインターフェースの一つとして
その重要性がますます高まっている。そのような中で平
面ディスプレイ、特に液晶ディスプレイ(LCD)は薄
型・軽量・低電圧駆動・低消費電力などの特長を有し急
速に普及してきた。
【0003】LCDのうち表示容量の大きいマトリクス
型LCDにはアクティブマトリクス方式と単純マトリク
ス方式と呼ばれている二つの方式がある。アクティブマ
トリクス方式はポリシリコン、アモルファスシリコンな
どの薄膜トランジスター(TFT)またはダイオードを
画素毎に非線形素子として装着したものである。複雑な
製造プロセスと歩留まりの悪さから大面積化、低価格
化、高密度化に関して課題を残している。
型LCDにはアクティブマトリクス方式と単純マトリク
ス方式と呼ばれている二つの方式がある。アクティブマ
トリクス方式はポリシリコン、アモルファスシリコンな
どの薄膜トランジスター(TFT)またはダイオードを
画素毎に非線形素子として装着したものである。複雑な
製造プロセスと歩留まりの悪さから大面積化、低価格
化、高密度化に関して課題を残している。
【0004】STN型LCDに代表される単純マトリク
ス方式はTFTなどの非線形素子が不要であるという大
きな特徴を有している。STN型LCDは各種パソコン
やワープロに使用され、技術的な改良が着々と進められ
ている。しかし、原理的に走査線の数を多くできないと
いう欠点を有しており大容量化、高密度化は容易ではな
い。また視野角の制約や表示画質にも大きな問題を残し
ている。
ス方式はTFTなどの非線形素子が不要であるという大
きな特徴を有している。STN型LCDは各種パソコン
やワープロに使用され、技術的な改良が着々と進められ
ている。しかし、原理的に走査線の数を多くできないと
いう欠点を有しており大容量化、高密度化は容易ではな
い。また視野角の制約や表示画質にも大きな問題を残し
ている。
【0005】このような背景の下に、強誘電性LCDは
単純マトリクス方式で高表示容量で高品質のLCDを実
現するための有力候補の一つとして活発に研究が行われ
ている。強誘電性LCDは上記した他のLCDが液晶材
料としてネマティック液晶を用いるのに対して強誘電性
液晶を用いる。そのため前者とは全く異なる以下の特徴
を有している。 (1)メモリー性 電界印加時の液晶分子の配向が電界を除去してもそのま
ま保持される。したがって走査線を増やしてもコントラ
ストが低下しない。 (2)高速応答性 マイクロ秒オーダーの高速応答性をもつので走査線の増
大や高速動画表示が可能である。 (3)広視野角 液晶分子が基板に対して平行な面内で応答し、セル厚も
薄いので表示の視角依存性が小さい。
単純マトリクス方式で高表示容量で高品質のLCDを実
現するための有力候補の一つとして活発に研究が行われ
ている。強誘電性LCDは上記した他のLCDが液晶材
料としてネマティック液晶を用いるのに対して強誘電性
液晶を用いる。そのため前者とは全く異なる以下の特徴
を有している。 (1)メモリー性 電界印加時の液晶分子の配向が電界を除去してもそのま
ま保持される。したがって走査線を増やしてもコントラ
ストが低下しない。 (2)高速応答性 マイクロ秒オーダーの高速応答性をもつので走査線の増
大や高速動画表示が可能である。 (3)広視野角 液晶分子が基板に対して平行な面内で応答し、セル厚も
薄いので表示の視角依存性が小さい。
【0006】強誘電性LCDはこのような特徴を持つこ
とから、アクティブマトリクス方式の場合のように高価
な非線形素子を必要とせず、単純マトリクス方式で大表
示容量と高表示画質を達成できる高品位大型ディスプレ
イとして期待されている。その代表的なものであり、現
在の開発の主流を占めているのが1980年にN.A.
ClarkとS.T.Lagerwallにより提案さ
れた表面安定化型強誘電性液晶表示装置(SSFLC
D)である。
とから、アクティブマトリクス方式の場合のように高価
な非線形素子を必要とせず、単純マトリクス方式で大表
示容量と高表示画質を達成できる高品位大型ディスプレ
イとして期待されている。その代表的なものであり、現
在の開発の主流を占めているのが1980年にN.A.
ClarkとS.T.Lagerwallにより提案さ
れた表面安定化型強誘電性液晶表示装置(SSFLC
D)である。
【0007】強誘電性液晶化合物に関して現在精力的に
化合物のスクリーニングが行われているが、液晶化合物
に要求される基本的な特性を以下に記載する。 1)強誘電性相を示す温度範囲が室温を中心に充分広い
こと。 2)高フレーム周波数でマルチプレックス駆動できるよ
う応答速度が充分速いこと、そのために適度の大きさの
自発分極と小さい回転粘度を有すること。 3)マルチプレックス駆動可能な良好なしきい値特性と
メモリー性を有すること。 4)均一な配向を得るためカイラルネマチック相(N*
相)及びカイラルスメクチックC相(Sc*相)のヘリ
カルピッチが充分長いこと。 5)好ましくは相系列としてSc*相の高温側にN*相
およびスメクチックA相(SA 相)を有すること。
化合物のスクリーニングが行われているが、液晶化合物
に要求される基本的な特性を以下に記載する。 1)強誘電性相を示す温度範囲が室温を中心に充分広い
こと。 2)高フレーム周波数でマルチプレックス駆動できるよ
う応答速度が充分速いこと、そのために適度の大きさの
自発分極と小さい回転粘度を有すること。 3)マルチプレックス駆動可能な良好なしきい値特性と
メモリー性を有すること。 4)均一な配向を得るためカイラルネマチック相(N*
相)及びカイラルスメクチックC相(Sc*相)のヘリ
カルピッチが充分長いこと。 5)好ましくは相系列としてSc*相の高温側にN*相
およびスメクチックA相(SA 相)を有すること。
【0008】このような観点で現在強誘電性カイラルス
メクチックC相を示す(以下強誘電性カイラルスメクチ
ックと略称する場合がある。)液晶化合物としてシッフ
塩基系、アゾおよびアゾキシ系、ビフェニル系、アロマ
ティックエステル系、フェニルピリミジン系などの多く
の化合物が検討されている。しかしながら単品の液晶化
合物では実用的な特性を満たすことは非常に困難であ
り、実用的な強誘電性液晶材料の開発においては二成分
以上の液晶化合物を混合し、種々の基本的な材料物性を
より実用サイドに近い特性に調製しているのが現状であ
る。
メクチックC相を示す(以下強誘電性カイラルスメクチ
ックと略称する場合がある。)液晶化合物としてシッフ
塩基系、アゾおよびアゾキシ系、ビフェニル系、アロマ
ティックエステル系、フェニルピリミジン系などの多く
の化合物が検討されている。しかしながら単品の液晶化
合物では実用的な特性を満たすことは非常に困難であ
り、実用的な強誘電性液晶材料の開発においては二成分
以上の液晶化合物を混合し、種々の基本的な材料物性を
より実用サイドに近い特性に調製しているのが現状であ
る。
【0009】その中で高速応答性の強誘電性カイラルス
メクチック液晶組成物を調製する一般的な方法には二つ
ある。その一つは強誘電性相を示す各種液晶のみを混合
する方法であり、もう一つはノンカイラルなスメクチッ
クC相(Sc相)を示す母体液晶(ホスト)にカイラル
化合物(ゲスト)を添加する方法である。前者の方法
は、一般的にはカイラル化合物のみを混合するため自発
分極の値を大きくすることは比較的容易であるが、混合
に際して自発分極や螺旋ピッチの向きを調整する必要が
あり、さらに回転粘度が一般に大きいという欠点を有し
ている。一方後者の方法は自発分極を有する強誘電性液
晶にノンカイラルな液晶を添加するため回転粘度の低下
はあるレベルまでは比較的容易である。しかしこの方法
は、強誘電性相としての安定性が低下する傾向にあるこ
とと、現在ノンカイラル液晶としてフェニルピリミジン
系の液晶が多く用いられているが、それらよりもさらに
粘度の低い液晶の開発が非常に困難であるという課題を
有している。
メクチック液晶組成物を調製する一般的な方法には二つ
ある。その一つは強誘電性相を示す各種液晶のみを混合
する方法であり、もう一つはノンカイラルなスメクチッ
クC相(Sc相)を示す母体液晶(ホスト)にカイラル
化合物(ゲスト)を添加する方法である。前者の方法
は、一般的にはカイラル化合物のみを混合するため自発
分極の値を大きくすることは比較的容易であるが、混合
に際して自発分極や螺旋ピッチの向きを調整する必要が
あり、さらに回転粘度が一般に大きいという欠点を有し
ている。一方後者の方法は自発分極を有する強誘電性液
晶にノンカイラルな液晶を添加するため回転粘度の低下
はあるレベルまでは比較的容易である。しかしこの方法
は、強誘電性相としての安定性が低下する傾向にあるこ
とと、現在ノンカイラル液晶としてフェニルピリミジン
系の液晶が多く用いられているが、それらよりもさらに
粘度の低い液晶の開発が非常に困難であるという課題を
有している。
【0010】さらにSSFLCDを実用に供する場合に
おいては明るさを犠牲にせず充分なコントラスト比を得
る必要がある。そのためには暗状態での光の漏れを最小
限にする必要がある。暗状態で光が漏れる原因としてス
メクティック相を有する層がセル中央部で折れ曲がった
シェブロン構造やねじれ状態が存在する。現時点におい
てSSFLCDが実用化に至らない原因の一つがこのシ
ェブロン構造であり、当初N.A.ClarkとS.
T.LagerwallがSSFLCDの概念を発表し
た際には全く予想できなかった構造である。このシェブ
ロン構造を排除し、本来のブックシェルフ構造または傾
斜ブックシェルフ構造を実現するための努力が液晶材料
の側面及び配向制御の側面から活発になされている。
おいては明るさを犠牲にせず充分なコントラスト比を得
る必要がある。そのためには暗状態での光の漏れを最小
限にする必要がある。暗状態で光が漏れる原因としてス
メクティック相を有する層がセル中央部で折れ曲がった
シェブロン構造やねじれ状態が存在する。現時点におい
てSSFLCDが実用化に至らない原因の一つがこのシ
ェブロン構造であり、当初N.A.ClarkとS.
T.LagerwallがSSFLCDの概念を発表し
た際には全く予想できなかった構造である。このシェブ
ロン構造を排除し、本来のブックシェルフ構造または傾
斜ブックシェルフ構造を実現するための努力が液晶材料
の側面及び配向制御の側面から活発になされている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電界の変化
に対する応答時間が速く、また配向性の優れた強誘電性
カイラルスメクチック液晶組成物、およびそれを用いた
応答速度、コントラスト比が改善された液晶素子を提供
することを目的とする。
に対する応答時間が速く、また配向性の優れた強誘電性
カイラルスメクチック液晶組成物、およびそれを用いた
応答速度、コントラスト比が改善された液晶素子を提供
することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記した課
題を解決することを目的に鋭意検討した結果、強誘電性
カイラルスメクチック液晶化合物または組成物に比較し
て、これら化合物または組成物に単独では液晶相を示さ
ない特定の化合物を混合することにより応答性および配
向性が優れた強誘電性カイラルスメクチック液晶組成物
が得られることを見い出し本発明に到達した。
題を解決することを目的に鋭意検討した結果、強誘電性
カイラルスメクチック液晶化合物または組成物に比較し
て、これら化合物または組成物に単独では液晶相を示さ
ない特定の化合物を混合することにより応答性および配
向性が優れた強誘電性カイラルスメクチック液晶組成物
が得られることを見い出し本発明に到達した。
【0013】すなわち、本発明は、強誘電性カイラルス
メクチックC相を示す液晶化合物または組成物に、下記
一般式(1) A−R (1) (但し、Aはフェニル基、ピリジル基または水素であ
り、Rは炭素数6〜22の直鎖状のアルキル基であ
る。)で示される化合物を添加してなることを特徴とす
る応答性および配向性が改良された強誘電性カイラルス
メクチックC相を示す液晶組成物およびこれを含む液晶
素子を提供することにある。
メクチックC相を示す液晶化合物または組成物に、下記
一般式(1) A−R (1) (但し、Aはフェニル基、ピリジル基または水素であ
り、Rは炭素数6〜22の直鎖状のアルキル基であ
る。)で示される化合物を添加してなることを特徴とす
る応答性および配向性が改良された強誘電性カイラルス
メクチックC相を示す液晶組成物およびこれを含む液晶
素子を提供することにある。
【0014】本発明において強誘電性カイラルスメクチ
ック液晶化合物または組成物は公知のものが使用でき
る。以下、これらについて説明する。強誘電性液晶化合
物としては、シッフ塩基系、アゾおよびアゾキシ系、ビ
フェニル系、アロマティックエステル系、フェニルピリ
ミジン系化合物等の強誘電性カイラルスメクチック液晶
化合物単独または二種以上の混合物が挙げられる。また
強誘電性液晶組成物としてはスメクチックC相を示す液
晶化合物を母体液晶としてこれにカイラル化合物を加え
て強誘電性カイラルスメクチック液晶組成物としたもの
等が挙げられる。
ック液晶化合物または組成物は公知のものが使用でき
る。以下、これらについて説明する。強誘電性液晶化合
物としては、シッフ塩基系、アゾおよびアゾキシ系、ビ
フェニル系、アロマティックエステル系、フェニルピリ
ミジン系化合物等の強誘電性カイラルスメクチック液晶
化合物単独または二種以上の混合物が挙げられる。また
強誘電性液晶組成物としてはスメクチックC相を示す液
晶化合物を母体液晶としてこれにカイラル化合物を加え
て強誘電性カイラルスメクチック液晶組成物としたもの
等が挙げられる。
【0015】具体的には例えば特開平3−12487号
公報等に例示されているフェニルピリミジン系の強誘電
性カイラルスメクチック液晶化合物およびそれらを含む
液晶組成物、特開平3−83949号公報に例示されて
いる光学活性なビフェニル系の強誘電性カイラルスメク
チック液晶化合物およびそれを含む液晶組成物、特開昭
59−98051号および同60−199865号公報
に例示されているシッフ塩基系の強誘電性カイラルスメ
クチック液晶化合物およびそれを含む組成物、特開昭6
1−183256号公報に例示されているアゾキシ系強
誘電性カイラルスメクチック液晶化合物およびそれを含
む組成物、特開平2−167251号公報に例示されて
いるアロマチックエステル系の強誘電性液晶化合物およ
びそれを含む組成物、特開平3−207790号公報に
例示されているスメクチック液晶を示すフェニルピリミ
ジン系化合物、フェニルピリジン系化合物、ビフェニル
化合物またはアロマチックエステル系化合物を母体液晶
とし、これにカイラル化合物を加えた強誘電性カイラル
スメクチック液晶組成物、特開平3−62885号公報
に例示されているスメクチック液晶化合物にアロマチッ
クエステル系カイラル化合物を添加した強誘電性カイラ
ルスメクチック液晶組成物等が例示される。
公報等に例示されているフェニルピリミジン系の強誘電
性カイラルスメクチック液晶化合物およびそれらを含む
液晶組成物、特開平3−83949号公報に例示されて
いる光学活性なビフェニル系の強誘電性カイラルスメク
チック液晶化合物およびそれを含む液晶組成物、特開昭
59−98051号および同60−199865号公報
に例示されているシッフ塩基系の強誘電性カイラルスメ
クチック液晶化合物およびそれを含む組成物、特開昭6
1−183256号公報に例示されているアゾキシ系強
誘電性カイラルスメクチック液晶化合物およびそれを含
む組成物、特開平2−167251号公報に例示されて
いるアロマチックエステル系の強誘電性液晶化合物およ
びそれを含む組成物、特開平3−207790号公報に
例示されているスメクチック液晶を示すフェニルピリミ
ジン系化合物、フェニルピリジン系化合物、ビフェニル
化合物またはアロマチックエステル系化合物を母体液晶
とし、これにカイラル化合物を加えた強誘電性カイラル
スメクチック液晶組成物、特開平3−62885号公報
に例示されているスメクチック液晶化合物にアロマチッ
クエステル系カイラル化合物を添加した強誘電性カイラ
ルスメクチック液晶組成物等が例示される。
【0016】また、本発明において使用の上記一般式
(1)で示される化合物はそれ単独では液晶性を示さな
い化合物であり、これを上記で詳述した強誘電性カイラ
ルスメクチックC相を示す液晶化合物または組成物に添
加して得られる組成物は強誘電性カイラルスメクチック
C相を示す液晶となり、この液晶の応答時間や液晶の配
向性に関係する液晶素子での応答速度、コントラスト比
などが添加前のそれらより向上する。このような効果が
得られる化合物の例としては、炭素数が6〜22の直鎖
状アルキル基を有する4−n−アルキルピリジン、n−
アルキルベンゼンおよびn−アルカンが挙げられる。4
−n−アルキルピリジンとしては、4−n−デシルピリ
ジン、4−n−ドデシルピリジン、4−n−テトラデシ
ルピリジン、4−n−ペンタデシルピリジン、4−n−
ヘキサデシルピリジン、4−n−オクタデシルピリジ
ン、4−n−エイコサンピリジンなどが挙げられる。n
−アルキルベンゼンとしては、n−デシルベンゼン、n
−ドデシルベンゼン、n−テトラデシルベンゼン、n−
ペンタデシルベンゼン、n−ヘキサデシルベンゼン、n
−オクタデシルベンゼン、n−エイコサンベンゼンなど
が挙げられる。n−アルカンとしては、n−デカン、n
−ドデカン、n−テトラデカン、n−ペンタデカン、n
−ヘキサデカン、n−オクタデカン、n−エイコサンな
どが挙げられる。またこれらの化合物は単独、または二
種以上の混合物で用いることができる。
(1)で示される化合物はそれ単独では液晶性を示さな
い化合物であり、これを上記で詳述した強誘電性カイラ
ルスメクチックC相を示す液晶化合物または組成物に添
加して得られる組成物は強誘電性カイラルスメクチック
C相を示す液晶となり、この液晶の応答時間や液晶の配
向性に関係する液晶素子での応答速度、コントラスト比
などが添加前のそれらより向上する。このような効果が
得られる化合物の例としては、炭素数が6〜22の直鎖
状アルキル基を有する4−n−アルキルピリジン、n−
アルキルベンゼンおよびn−アルカンが挙げられる。4
−n−アルキルピリジンとしては、4−n−デシルピリ
ジン、4−n−ドデシルピリジン、4−n−テトラデシ
ルピリジン、4−n−ペンタデシルピリジン、4−n−
ヘキサデシルピリジン、4−n−オクタデシルピリジ
ン、4−n−エイコサンピリジンなどが挙げられる。n
−アルキルベンゼンとしては、n−デシルベンゼン、n
−ドデシルベンゼン、n−テトラデシルベンゼン、n−
ペンタデシルベンゼン、n−ヘキサデシルベンゼン、n
−オクタデシルベンゼン、n−エイコサンベンゼンなど
が挙げられる。n−アルカンとしては、n−デカン、n
−ドデカン、n−テトラデカン、n−ペンタデカン、n
−ヘキサデカン、n−オクタデカン、n−エイコサンな
どが挙げられる。またこれらの化合物は単独、または二
種以上の混合物で用いることができる。
【0017】本発明においては、液晶を示さない上記し
た化合物を強誘電性カイラルスメクチックC相を示す液
晶化合物または組成物に添加するが、添加して得られる
組成物も強誘電性カイラルスメクチックC相を示すこと
が必要である。そのため上記一般式(1)で示される液
晶とならない化合物の添加量は得られる組成物が強誘電
性カイラルスメクチックC相を示す範囲に制限される。
本発明においては、液晶とならない化合物の含有量の上
限は添加する対象である強誘電性カイラルスメクチック
液晶を示す化合物または組成物の種類によって異るので
一義的に添加量を限定することはできないが、概ね一般
式(1)で示される液晶とならない化合物の添加量は、
得られる組成物中の含有量で好ましくは15モル%程度
以下である。一方、下限は特にないが添加により上記効
果を顕著に発現させるには含有量は0.5モル%以上が
好ましく、1モル%以上がより好ましい。
た化合物を強誘電性カイラルスメクチックC相を示す液
晶化合物または組成物に添加するが、添加して得られる
組成物も強誘電性カイラルスメクチックC相を示すこと
が必要である。そのため上記一般式(1)で示される液
晶とならない化合物の添加量は得られる組成物が強誘電
性カイラルスメクチックC相を示す範囲に制限される。
本発明においては、液晶とならない化合物の含有量の上
限は添加する対象である強誘電性カイラルスメクチック
液晶を示す化合物または組成物の種類によって異るので
一義的に添加量を限定することはできないが、概ね一般
式(1)で示される液晶とならない化合物の添加量は、
得られる組成物中の含有量で好ましくは15モル%程度
以下である。一方、下限は特にないが添加により上記効
果を顕著に発現させるには含有量は0.5モル%以上が
好ましく、1モル%以上がより好ましい。
【0018】本発明の強誘電性カイラルスメクチック液
晶組成物は公知の方法で一対の透明電極間に挟持するこ
とにより液晶素子を構成することができる。また、通常
は該組成物を挟持する透明電極の少なくとも一方、好ま
しくは両方に液晶配向膜を公知の方法で設ける。このよ
うにして本発明の強誘電性カイラルスメクチック液晶組
成物を使用して応答速度が速く、コントラストの大きい
液晶素子が得られる。
晶組成物は公知の方法で一対の透明電極間に挟持するこ
とにより液晶素子を構成することができる。また、通常
は該組成物を挟持する透明電極の少なくとも一方、好ま
しくは両方に液晶配向膜を公知の方法で設ける。このよ
うにして本発明の強誘電性カイラルスメクチック液晶組
成物を使用して応答速度が速く、コントラストの大きい
液晶素子が得られる。
【0019】
【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
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。
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。
【0020】実施例1 強誘電性カイラルスメクチックC相を示す液晶化合物と
して下記化1
して下記化1
【0021】
【化1】 (*は不整炭素を表す。)で示される化合物90モル%
と液晶とならない化合物として4−n−オクタデシルピ
リジン10モル%との組成物を調製した。
と液晶とならない化合物として4−n−オクタデシルピ
リジン10モル%との組成物を調製した。
【0022】この組成物を以下の手順で作製したセルに
封入した。1.1mm厚みのガラス基板上に透明電極と
してITOを常法により150Åの厚みに蒸着したもの
を2枚用意し、このITO薄膜上にポリイミド樹脂前駆
体を10重量%溶解させたN−メチル−2−ピロリドン
溶液を回転数2000rpmのスピンナーで45秒間ス
ピンコートを行い、ついで3時間、200℃加熱処理を
してポリイミド樹脂薄膜を作製した。この薄膜の厚みは
120Åであった。次いでこの薄膜にナイロン植毛布に
よりラビング処理を行った。その後、平均粒径2μmの
シリカ球を混合した接着剤を一方のガラス基板の薄膜が
設けられた側に印刷し、ラビング方向が平行になるよう
にもう一方のガラス基板を貼り合わせ、20分間180
℃で乾燥してセルを作製した。このセルのセル厚を分光
反射スペクトルを測定することにより求めたところ約2
μmであった。得られたセルに調製した強誘電性液晶組
成物を封入し、液晶素子を作製した。なお、2枚のガラ
ス基板のそれぞれ外側に偏光面が90゜回転した状態で
二枚の偏光板を設置した。この際、光の入射側の偏光軸
はポリイミド配向膜のラビング方向に一致するように設
置した。この液晶素子を用いて下記の測定方法で性能を
評価した結果を表1に示す。
封入した。1.1mm厚みのガラス基板上に透明電極と
してITOを常法により150Åの厚みに蒸着したもの
を2枚用意し、このITO薄膜上にポリイミド樹脂前駆
体を10重量%溶解させたN−メチル−2−ピロリドン
溶液を回転数2000rpmのスピンナーで45秒間ス
ピンコートを行い、ついで3時間、200℃加熱処理を
してポリイミド樹脂薄膜を作製した。この薄膜の厚みは
120Åであった。次いでこの薄膜にナイロン植毛布に
よりラビング処理を行った。その後、平均粒径2μmの
シリカ球を混合した接着剤を一方のガラス基板の薄膜が
設けられた側に印刷し、ラビング方向が平行になるよう
にもう一方のガラス基板を貼り合わせ、20分間180
℃で乾燥してセルを作製した。このセルのセル厚を分光
反射スペクトルを測定することにより求めたところ約2
μmであった。得られたセルに調製した強誘電性液晶組
成物を封入し、液晶素子を作製した。なお、2枚のガラ
ス基板のそれぞれ外側に偏光面が90゜回転した状態で
二枚の偏光板を設置した。この際、光の入射側の偏光軸
はポリイミド配向膜のラビング方向に一致するように設
置した。この液晶素子を用いて下記の測定方法で性能を
評価した結果を表1に示す。
【0023】・応答時間(t)は30℃で±20Vの矩
形波を印加した際の分極反転電流の半値巾より求めた。 ・コントラスト比はこの液晶素子に光を入射し、液晶素
子に±20Vの矩形波を印加した場合の出射光の強度を
フォトマルで計測し、暗状態と明状態との光の強度比よ
り求めた。 ・チルト角θは10V/μmの矩形波電圧を試料台に載
せた液晶素子に印加し、試料台を回転させて各々の電
場、極性に対して消光位になる角度θ1 、θ2 を測定
し、これらの角度の差の半分をチルト角として求めた。 ・自発分極はジャパニーズ・ジァーナル・オブ・アプラ
イド・フィジックス(Jpn.J.Appl.Phy
s.)22巻、パート2、L661−663頁(198
3年)に記載の三角波法を用いて算出した。 ・チルト角22.5°に修正した場合の応答時間
(t1 )を下式によりで求めた。 t1 =t×sin22.5°÷sin(チルト角) この理由は、単独では液晶とならない化合物の添加によ
り通常チルト角が減少するが、チルト角(θ)と応答時
間の間には下記の関係があるため、 t ∝ sinθ チルト角の減少による見かけの応答時間の短縮ではない
ことを示すために、添加前後におけるチルト角を22.
5゜に仮定した場合の応答時間が真の応答時間の比較に
なると考えられるためである。 ・回転粘度〔η0 (Pa・s)〕は下式より求めた。 η0 =(t×|Ps|×E×10-5)/(1.76×s
in2 θ) ここでtは応答時間(μs)、Psは自発分極(nC/
cm2 )、Eは電場(V/μm:液晶厚み1μm当りの
印加電圧)、θはチルト角である。
形波を印加した際の分極反転電流の半値巾より求めた。 ・コントラスト比はこの液晶素子に光を入射し、液晶素
子に±20Vの矩形波を印加した場合の出射光の強度を
フォトマルで計測し、暗状態と明状態との光の強度比よ
り求めた。 ・チルト角θは10V/μmの矩形波電圧を試料台に載
せた液晶素子に印加し、試料台を回転させて各々の電
場、極性に対して消光位になる角度θ1 、θ2 を測定
し、これらの角度の差の半分をチルト角として求めた。 ・自発分極はジャパニーズ・ジァーナル・オブ・アプラ
イド・フィジックス(Jpn.J.Appl.Phy
s.)22巻、パート2、L661−663頁(198
3年)に記載の三角波法を用いて算出した。 ・チルト角22.5°に修正した場合の応答時間
(t1 )を下式によりで求めた。 t1 =t×sin22.5°÷sin(チルト角) この理由は、単独では液晶とならない化合物の添加によ
り通常チルト角が減少するが、チルト角(θ)と応答時
間の間には下記の関係があるため、 t ∝ sinθ チルト角の減少による見かけの応答時間の短縮ではない
ことを示すために、添加前後におけるチルト角を22.
5゜に仮定した場合の応答時間が真の応答時間の比較に
なると考えられるためである。 ・回転粘度〔η0 (Pa・s)〕は下式より求めた。 η0 =(t×|Ps|×E×10-5)/(1.76×s
in2 θ) ここでtは応答時間(μs)、Psは自発分極(nC/
cm2 )、Eは電場(V/μm:液晶厚み1μm当りの
印加電圧)、θはチルト角である。
【0024】
【表1】
【0025】表1から明らかなように本発明の強誘電性
カイラルスメクチック液晶組成物を用いた液晶素子にお
いては応答速度、コントラスト比が顕著に向上している
ことが判る。
カイラルスメクチック液晶組成物を用いた液晶素子にお
いては応答速度、コントラスト比が顕著に向上している
ことが判る。
【0026】実施例2〜5 強誘電性カイラルスメクチック液晶化合物として実施例
1に使用のものを用い、この化合物90モル%に対して
それぞれn−テトラデシルピリジン(実施例2)、n−
オクタデシルベンゼン(実施例3)、n−オクタデカン
(実施例4)およびn−ヘキサデシルピリジン(実施例
5)を10モル%の割合で混合して4つの組成物を調製
した。これらの組成物を用いてそれぞれ実施例1と同様
の液晶素子を作製して性能を評価した。結果を表2に示
す。
1に使用のものを用い、この化合物90モル%に対して
それぞれn−テトラデシルピリジン(実施例2)、n−
オクタデシルベンゼン(実施例3)、n−オクタデカン
(実施例4)およびn−ヘキサデシルピリジン(実施例
5)を10モル%の割合で混合して4つの組成物を調製
した。これらの組成物を用いてそれぞれ実施例1と同様
の液晶素子を作製して性能を評価した。結果を表2に示
す。
【0027】
【表2】
【0028】表3の結果から明らかなようにチルト角を
22.5゜に修正した応答時間が向上している。
22.5゜に修正した応答時間が向上している。
【0029】
【発明の効果】本発明の強誘電性カイラルスメクチック
C相を示す液晶組成物は従来の強誘電性カイラルスメク
チックC相を示す液晶化合物、組成物に比較して応答時
間が短く、配向性において優れているため、高速応答
性、コントラスト比が改善された液晶素子を提供するこ
とができる。
C相を示す液晶組成物は従来の強誘電性カイラルスメク
チックC相を示す液晶化合物、組成物に比較して応答時
間が短く、配向性において優れているため、高速応答
性、コントラスト比が改善された液晶素子を提供するこ
とができる。
Claims (2)
- 【請求項1】強誘電性カイラルスメクチックC相を示す
液晶化合物または組成物に、下記一般式(1) A−R (1) (但し、Aはフェニル基、ピリジル基または水素であ
り、Rは炭素数6〜22の直鎖状のアルキル基であ
る。)で示される化合物を添加してなることを特徴とす
る応答性と配向性が改良された強誘電性カイラルスメク
チックC相を示す液晶組成物。 - 【請求項2】請求項1記載の応答性と配向性が改良され
た強誘電性カイラルスメクティックC相を示す液晶組成
物を一対の透明電極基板間に挟持したことを特徴とする
液晶素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3317620A JPH05156254A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 液晶組成物およびこれを含む液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3317620A JPH05156254A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 液晶組成物およびこれを含む液晶素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05156254A true JPH05156254A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18090210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3317620A Pending JPH05156254A (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 液晶組成物およびこれを含む液晶素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05156254A (ja) |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP3317620A patent/JPH05156254A/ja active Pending
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