JPH063705A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JPH063705A
JPH063705A JP15803592A JP15803592A JPH063705A JP H063705 A JPH063705 A JP H063705A JP 15803592 A JP15803592 A JP 15803592A JP 15803592 A JP15803592 A JP 15803592A JP H063705 A JPH063705 A JP H063705A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
compound
phase
ferroelectric liquid
smectic
Prior art date
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Pending
Application number
JP15803592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masami Kido
政美 城戸
Makoto Shiomi
誠 塩見
Mitsuhiro Kouden
充浩 向殿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP15803592A priority Critical patent/JPH063705A/en
Publication of JPH063705A publication Critical patent/JPH063705A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a high contrast by using a liquid crystal compsn. contg. a specific compd. and oriented films having a high pretilt angle. CONSTITUTION:The liquid crystal panel is constituted by disposing a pair of substrates, which are formed with electrodes on the surfaces and are formed with insulating films and the oriented films thereon and are then subjected to a uniaxial orientation treatment, in such a manner that the directions of the uniaxial orientation treatments face each other in parallel and interposing a liquid crystal having a chiral smectic C phase between these substrates. The laminar structure of the chiral smectic C phase is a chevron structure and the ferroelectric liquid crystal layer contains the compd. expressed by formula. The compd. expressed by the formula exhibits a m.p. which is not high. The compd. is liable to exhibit the smectic C phase and smectic A phase and is chemically stable to light as well. Then, the various liquid crystal compsns. are formable by combining the compd. with other compds.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に関し、さ
らに詳しくはコントラストの高いマトリックス型の大容
量表示の強誘電性液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a high-contrast matrix-type large capacity display ferroelectric liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、液晶表示素子は時計、電卓はもと
より、ワープロ、パソコンなどのOA機器、ポケットテ
レビなど幅広い分野において用いられているが、一般に
広く用いられている液晶表示素子はネマチック相を利用
したものである。ネマチック液晶を用いた液晶表示装置
としては、ツイステッドネマチック型(Twisted
Nematic TN型)液晶表示装置、スーパーツ
イステッド型(Supertwisted Biref
rengence Effect、SBE型)液晶表示
装置などがある。
2. Description of the Related Art At present, liquid crystal display elements are used in a wide range of fields such as timepieces, calculators, office automation equipment such as word processors and personal computers, pocket televisions, etc. However, generally widely used liquid crystal display elements have a nematic phase. It was used. A liquid crystal display device using a nematic liquid crystal includes a twisted nematic type (Twisted).
Nematic TN liquid crystal display device, Supertwisted Biref
There is a range effect (SBE type) liquid crystal display device and the like.

【0003】しかしながらツイステッドネマチック型液
晶表示素子では、走査線数の増加とともに駆動マージン
が狭くなり、十分なコントラストが得られなくなるとい
う欠点が存在するため、大容量の表示素子を作ることは
困難である。このTN型液晶表示素子を改良するためス
ーパーツイステッドネマチック(STN)型液晶表示素
子、ダブルレイヤースーパーツイステッドネマチック
(DSTN)型液晶表示素子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、応答速度が低下するの
で、現状では800×1024ライン程度の表示容量が
限界である。
However, in the twisted nematic liquid crystal display element, there is a drawback that the driving margin becomes narrower as the number of scanning lines increases and a sufficient contrast cannot be obtained, so that it is difficult to make a large capacity display element. . In order to improve this TN type liquid crystal display element, a super twisted nematic (STN) type liquid crystal display element and a double layer super twisted nematic (DSTN) type liquid crystal display element have been developed. Therefore, the display capacity of about 800 × 1024 lines is currently the limit.

【0004】一方、基板上に薄膜トランジスタ(TF
T)を配列したアクティブマトリックス方式の液晶表示
素子も開発され、1000×1000ライン等の大容量
表示が可能になったが、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、半導体の移動度に
よる制約などから、2000×2000ラインなどの大
容量表示素子を作製することは困難と考えられている。
On the other hand, a thin film transistor (TF) is formed on the substrate.
An active matrix type liquid crystal display element in which T) is arranged has also been developed, and it has become possible to display a large capacity such as 1000 × 1000 lines, but the manufacturing process is long, the yield is likely to be lowered, and the manufacturing cost is very high. It has the drawback that Further, it is considered that this method is difficult to manufacture a large-capacity display element such as 2000 × 2000 lines due to restrictions such as semiconductor mobility.

【0005】しかしながら、世の中における表示装置に
対する要求は、ますます高解像度の方向に向かってお
り、とくに、DTP(Desk Top Publis
hing),EWS(Engineering Wor
k Station)などの分野ではWYSIWYG
hat ou ee hat ou
et)という概念がさかんに強調されている。これ
は、プリントアウトされるものと同一のものを表示装置
に表示させようという概念である。現在のレーザープリ
ンタの解像度は400DPI(400dot/inc
h)程度であるので、WYSIWYGの概念を実現する
ためには、少なくともA4サイズ以上で、2000×2
000以上の解像度を有する表示装置が求められてい
る。
However, there is a growing demand for display devices in the world toward higher resolutions, and in particular, DTP (Desk Top Publics) is being demanded.
ing), EWS (Engineering Wor)
k Station) and other fields such as WYSIWYG
(W hat y ou s ee i s w hat y ou
The concept of g et) has been actively emphasized. This is a concept of displaying on the display device the same one that is printed out. The resolution of current laser printers is 400 DPI (400 dot / inc)
h), so to realize the concept of WYSIWYG, at least A4 size or more, 2000 × 2
There is a demand for a display device having a resolution of 000 or more.

【0006】2000×2000ライン以上という大容
量表示の可能な液晶素子として有望視されているのが強
誘電性液晶表示素子(N.A.Clark and
S.T.Lagerwall,Appl.Phys.L
ett.,36,899(1980);特開昭56−1
07216;米国特許第4367924号)である。こ
の液晶表示素子は、液晶分子の誘電異方性を利用する電
界効果型の前記ネマチック液晶表示素子とは異なり、強
誘電性液晶の自発分極の極性と電界の極性とが整合する
ように分子がスイッチングする液晶表示素子である。
Ferroelectric liquid crystal display elements (NA. Clark and) are considered to be promising as liquid crystal elements capable of displaying a large capacity of 2000 × 2000 lines or more.
S. T. Lagerwall, Appl. Phys. L
ett. , 36,899 (1980); JP-A-56-1
07216; U.S. Pat. No. 4,367,924). This liquid crystal display element is different from the field effect type nematic liquid crystal display element that utilizes the dielectric anisotropy of liquid crystal molecules, and the molecules are arranged so that the polarities of the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal and the polarities of the electric field are matched. It is a switching liquid crystal display element.

【0007】強誘電性液晶素子はキラルスメクチックC
相、キラルスメクチックF相、キラルスメクチックI相
などの強誘電性液晶を利用するものである。これらの強
誘電性液晶はらせん構造を有しているが、これらの強誘
電性液晶をそのらせんピッチよりセル厚の薄い液晶セル
に挟持すると、らせん構造がほどけることが開示されて
いる。実際には、図2に示すように、液晶分子がスメク
チック層法線にたいして傾き角θだけ傾いて安定する領
域と、逆方向にθだけ傾いて安定する領域とが混在する
状態が実現できることが、その後の研究で明らかとなっ
ている。これに図1において紙面に垂直な方向に電界を
印加することにより、液晶分子とその自発分極の向きを
一様に揃えることができ、印加する電界の極性を切り替
えることによって2状態間のスイッチングを行うことが
できる。このスイッチングに伴い、セル内の強誘電性液
晶では、複屈折光が変化する2つの偏光子間に上記強誘
電性液晶素子を挟むことによって、透過光を制御するこ
とができる。さらに、電圧の印加を停止しても液晶分子
の配向は、界面の配向規制力によって電圧印加停止前の
状態に維持されるので、メモリ効果も得ることができ
る。また、スイッチング駆動に必要な時間は、液晶の自
発分極と電界が直接作用するためにμsecオーダーの
高速応答を得ることができる。
Ferroelectric liquid crystal elements are chiral smectic C
Phase, chiral smectic F phase, chiral smectic I phase, and other ferroelectric liquid crystals are used. Although these ferroelectric liquid crystals have a helical structure, it is disclosed that when these ferroelectric liquid crystals are sandwiched between liquid crystal cells having a cell thickness smaller than the helical pitch, the helical structure is unraveled. Actually, as shown in FIG. 2, it is possible to realize a state in which a region in which liquid crystal molecules are inclined and stabilized with respect to the smectic layer normal by a tilt angle θ and a region in which liquid crystal molecules are inclined and stabilized in the opposite direction by θ are mixed. Subsequent studies have revealed it. By applying an electric field in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1, the directions of the liquid crystal molecules and their spontaneous polarization can be made uniform, and switching between the two states can be performed by switching the polarity of the applied electric field. It can be carried out. With this switching, in the ferroelectric liquid crystal in the cell, the transmitted light can be controlled by sandwiching the ferroelectric liquid crystal element between two polarizers whose birefringent light changes. Furthermore, even if the voltage application is stopped, the alignment of the liquid crystal molecules is maintained in the state before the voltage application is stopped by the alignment regulating force of the interface, so that a memory effect can be obtained. In addition, since the spontaneous polarization of the liquid crystal and the electric field directly act on the time required for the switching drive, a high-speed response on the order of μsec can be obtained.

【0008】以上のように、この強誘電性液晶素子の特
徴としては双安定性、メモリー性、高速応答性などを挙
げることができる。そこで、この強誘電性液晶を利用し
てマルチプレックス駆動方式による走査線の数が多い高
解像度の液晶表示装置を構成することが可能であり、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、製造コストも上がらないという利点を有す
る。加えて、強誘電性液晶素子は視覚が広いという長所
も兼ね備えており、WYSIWYGの概念を実現する大
容量表示用の素子として大いに有望視されている。
As described above, the characteristics of this ferroelectric liquid crystal device include bistability, memory property, high speed response and the like. Therefore, it is possible to configure a high-resolution liquid crystal display device having a large number of scanning lines by a multiplex drive system by using this ferroelectric liquid crystal, and since an active element such as a thin film transistor is not required, It has an advantage that the manufacturing cost does not increase. In addition, the ferroelectric liquid crystal device also has the advantage of wide vision, and it is highly promising as a device for large-capacity display that realizes the concept of WYSIWYG.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】強誘電性液晶素子は上
記のような長所を有しているが、1000×1000本
以上の走査線を有する大容量表示素子において、フリッ
カのない高コントラストの表示を行おうとすると、次の
ような問題点が生じてくる。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16.7msec(60
Hz)以内に1画面を書き換えることであるが、この場
合には強誘電性液晶材料に非常に速い応答速度が要求さ
れる。例えば、走査線が1000本の表示素子の場合、
次の式から分かるように8.4μsecという高速応答
が要求される。
Although the ferroelectric liquid crystal device has the advantages as described above, in a large capacity display device having 1000 × 1000 or more scanning lines, a high-contrast display without flicker is obtained. However, the following problems arise. That is, one method for performing flicker-free display is 16.7 msec (60
One screen is rewritten within (Hz). In this case, the ferroelectric liquid crystal material is required to have a very high response speed. For example, in the case of a display element with 1000 scanning lines,
As can be seen from the following formula, a high-speed response of 8.4 μsec is required.

【0010】 16.7(msec)÷1000÷2=8.4(μsec) (ここで、2で割っているのは、強誘電性液晶の場合、
書き込みに最低2パスル必要だからである。)しかしな
がら、強誘電性液晶材料の改良によって、求められる応
答速度を実現するのは現状では決して容易ではない。し
かも、より大容量の表示素子を作成すると、液晶材料の
高速化によって大容量化を図るのはかなり困難であるこ
とが容易に想像できる。
16.7 (msec) ÷ 1000 ÷ 2 = 8.4 (μsec) (Here, dividing by 2 is for ferroelectric liquid crystal,
This is because writing requires at least 2 pulses. However, at present, it is not easy to realize the required response speed by improving the ferroelectric liquid crystal material. Moreover, it can be easily imagined that it is quite difficult to increase the capacity by increasing the speed of the liquid crystal material when a display element having a larger capacity is produced.

【0011】このような問題点を解決するための有力な
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」−液晶表示と関連材料−、1990年1月、p
18-26)が提案されている。この手法は画面を書き
換える必要のあるところだ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上で高速性を要
求されるマウスの移動などに追随できる表示素子が可能
となる。
As a promising method for solving such a problem, a method called partial rewriting (Kanbe, IEICE Technical Seminar, "Optoelectronics" -Liquid Crystal Display and Related Materials-, 1990) January, p
18 - 26) has been proposed. This method is a method to access only where the screen needs to be rewritten.
As a result, it becomes possible to provide a display element that can follow the movement of the mouse, which requires high speed in displaying graphics.

【0012】しかしながら、この部分書換え方を用いて
フリッカのない表示を得ようとする場合、書換えを行わ
ない画素にも書き込み電圧の1/3のバイアス電圧が印
加される( 以下この駆動方を1/3バイアス駆動法と呼
ぶ) 。この駆動法は例えば、特開昭64−59389に
おいて提案されているが、この1/3バイアス駆動法を
用いた場合の問題は、書換えを行わない画素にも1/3
バイアス電圧が印加され、このバイアス電圧のため書換
えを行わない画素の分子の揺らぎを生じ、メモリ状態が
損なわれたり、分子の揺らぎによるコントラストの低下
がおこったりする。
However, in order to obtain a display without flicker by using this partial rewriting method, a bias voltage which is ⅓ of the writing voltage is also applied to the pixels which are not rewritten (hereinafter, this driving method is 1 / 3 bias drive method). This driving method is proposed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 64-59389, but the problem of using the 1/3 bias driving method is that it is 1/3 even for a pixel which is not rewritten.
A bias voltage is applied, and this bias voltage causes fluctuations in the molecules of pixels that are not rewritten, which impairs the memory state and causes the decrease in contrast due to fluctuations in the molecules.

【0013】例えば、部分書換え法を用いてキャノン社
が試作した強誘電性ディスプレイではわずか5:1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「オプトエレクトロニクス」−
液晶表示と関連材料−、1990年1月、p18−2
6)。また、本発明者らもこれまで種々の強誘電性液晶
表示装置を種々の液晶素子と組み合わせて表示素子を作
成してきたが、1/3バイアス駆動法を用いて表示を行
ったとき得られたコントラストの値は1.5〜8程度で
あり、商品としてははなはだ不満足なものでしかなかっ
た。
For example, in a ferroelectric display prototyped by Canon Inc. using the partial rewriting method, a contrast of only 5: 1 was obtained (Kanbe, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Special Workshop Lecture Collection "Optoelectronics"-
Liquid Crystal Display and Related Materials-, January 1990, p18-2
6). Further, the present inventors have produced a display element by combining various ferroelectric liquid crystal display devices with various liquid crystal elements up to now, but it was obtained when the display was performed using the 1/3 bias driving method. The contrast value was about 1.5 to 8, which was unsatisfactory as a product.

【0014】このようなコントラストの問題を解決する
には、適切な液晶材料を適切な構成の強誘電性液晶素子
に適用することが必要である。このような観点から、コ
ントラストの向上に有用な新規な液晶化合物、これを用
いた液晶組成物及び液晶素子が求められることになる。
実用的な強誘電性液晶組成物は、通常複数の成分を混合
して作製される。ときには、その成分として、スメクチ
ックC相を示さない化合物や、まったく液晶相を示さな
い化合物が用いられることもある。強誘電性液晶組成物
に求められる性質としては、適切な素子構造と組み合わ
せて高コントラストを実現できるだけでなく、次のよう
な性質をあげることができる。すなわち、応答速度が速
いことが求められ、この点から、低粘性が求められる。
応答速度を速くするためには、自発分極を増大化するこ
とも有効ではあるが、強誘電性液晶素子の良好な双安定
性を得るために、強誘電性液晶組成物にはむしろ低い自
発分極の値(例えば、10nC/cm)が求められる場
合が多い。強誘電性素子に適用した場合良好な配向性を
得るためには、強誘電性液晶組成物の相系列が重要であ
り、一般にはINAC(Isotropic−Nmat
ic−Smectic A−SmecticC)相系列
がもっとも好ましい。
In order to solve such a contrast problem, it is necessary to apply an appropriate liquid crystal material to a ferroelectric liquid crystal device having an appropriate structure. From such a viewpoint, a novel liquid crystal compound useful for improving the contrast, a liquid crystal composition using the same, and a liquid crystal element are required.
A practical ferroelectric liquid crystal composition is usually prepared by mixing a plurality of components. Sometimes, as the component, a compound that does not exhibit a smectic C phase or a compound that does not exhibit a liquid crystal phase at all is used. The properties required for the ferroelectric liquid crystal composition include not only the high contrast achieved by combining with a suitable device structure, but also the following properties. That is, it is required that the response speed is fast, and from this point, low viscosity is required.
Although it is effective to increase the spontaneous polarization in order to increase the response speed, the ferroelectric liquid crystal composition has rather low spontaneous polarization in order to obtain good bistability of the ferroelectric liquid crystal device. The value of (for example, 10 nC / cm) is often required. In order to obtain good orientation when applied to a ferroelectric element, the phase sequence of the ferroelectric liquid crystal composition is important, and generally INAC (Isotropic-Nmat) is used.
The ic-Slectic A-Sticc) phase sequence is most preferred.

【0015】ネマチック相およびスメクチックC相にお
けるらせんピッチが長いことも良好な配向性を得るため
に必要である。室温を中心に広い温度範囲でスメクチッ
クC相を示すことも必要であり、化学的に安定であるこ
と、光に対して安定であること、着色がないこと、粘度
が高くないこと、スメクチックC相において適切なチル
ト角を有していることなども求められる。
A long helical pitch in the nematic phase and the smectic C phase is also necessary for obtaining good orientation. It is also necessary to show a smectic C phase in a wide temperature range around room temperature, and it is chemically stable, stable to light, has no coloring, does not have a high viscosity, and has a smectic C phase. It is also required to have an appropriate tilt angle.

【0016】本発明はこのような状況においてなされた
ものであり、高コントラストの実用的な強誘電性液晶組
成物を作製する上で有用な液晶組成物、並びに液晶素子
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in such a situation, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal composition and a liquid crystal element which are useful in producing a high contrast practical ferroelectric liquid crystal composition. To do.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、表面に電極を選択的に形成し、さらにその上に絶縁
膜、配向膜を形成した後、一軸配向処理を施した一対の
基板を、その一軸配向処理の方向を上下基板において略
平行になるよう互いに対向して配置するとともに、これ
らの基板間にカイラルスメクチックC相を有する液晶を
介在させ液晶パネルとし、前記電極に選択的に電圧を印
加することによって液晶の光軸を切り替える駆動手段
と、 光軸の切り替えを光学的に識別する手段を有する強
誘電性液晶表示装置において、カイラルスメクチックC
相に於ける層構造が「く」の字に折れ曲がったシェブロ
ン構造であり、上記一軸配向処理方向と層構造の関係か
ら生じる配向領域が、一軸配向処理方向に発生するライ
トニング欠陥とその欠陥の後方に発生するヘアピン欠陥
に囲まれた領域の内側、もしくは、配向処理方向に発生
するヘアピン欠陥と後方に発生するライトニング欠陥に
囲まれた領域の外側であることを特徴とし、その配向状
態がユニフォームであり、かつ上記強誘電性液晶層が i)下式(I):
Thus, according to the present invention, a pair of substrates, on which electrodes are selectively formed on the surface, an insulating film and an alignment film are further formed thereon, and then uniaxial alignment treatment is applied, are provided. , The uniaxial alignment treatments are arranged to face each other on the upper and lower substrates so as to be substantially parallel to each other, and a liquid crystal having a chiral smectic C phase is interposed between these substrates to form a liquid crystal panel, and a voltage is selectively applied to the electrodes. In a ferroelectric liquid crystal display device having a driving means for switching the optical axis of the liquid crystal by applying a voltage and a means for optically discriminating the switching of the optical axis, a chiral smectic C
The layer structure in the phase is a chevron structure bent in a V shape, and the alignment region resulting from the relationship between the uniaxial alignment treatment direction and the layer structure is a lightning defect generated in the uniaxial alignment treatment direction and behind the defect. The inside of the region surrounded by the hairpin defects that occur in the, or outside the region surrounded by the hairpin defects that occur in the alignment treatment direction and the lightning defects that occur behind, the orientation state is uniform. And the ferroelectric liquid crystal layer is i) the following formula (I):

【0018】[0018]

【化5】 で表される化合物(I)を少なくとも一種含有するか、 ii)下式(II):[Chemical 5] Or at least one compound (I) represented by: ii) the following formula (II):

【0019】[0019]

【化6】 で表される化合物(II)と化合物(I)をそれぞれ少な
くとも一種含有するか、 iii)下式(III) :
[Chemical 6] Or at least one of compound (II) and compound (I) represented by: iii) the following formula (III):

【0020】[0020]

【化7】 で表される化合物(III)と化合物(I)をそれぞれ少な
くとも一種含有するか、 iv)下式(IV):
[Chemical 7] Or at least one compound (III) and compound (I) represented by: iv) the following formula (IV):

【0021】[0021]

【化8】 で表される化合物(IV)と化合物(I)をそれぞれ少な
くとも一種含有することからなるシェブロン構造の強誘
電性液晶組成物からなる液晶表示装置が提供される。本
発明は、上記特定の配向膜と特定の液晶組成物とを組合
せて強誘電性液晶表示装置を構成した際に、均一なC1
U配向のシェブロン構造の液晶層が広い温度範囲に亘っ
て得られ、その結果、欠陥や配向の不均一性を生じるこ
となく高コントラスト比の安定な表示が可能となるとい
う事実の発見に基づくものである。
[Chemical 8] A liquid crystal display device comprising a ferroelectric liquid crystal composition having a chevron structure, which comprises at least one of the compound (IV) and the compound (I) each represented by The present invention provides a uniform C1 when a ferroelectric liquid crystal display device is constructed by combining the above specific alignment film and a specific liquid crystal composition.
It is based on the discovery that a U-aligned chevron-structured liquid crystal layer can be obtained over a wide temperature range, and as a result, stable display with a high contrast ratio can be achieved without causing defects or non-uniformity of alignment. Is.

【0022】上記化合物(I)、(II)、(III)、(I
V)の定義中、直鎖または分枝鎖のアルキル基には、メ
チル、エチル、プロピル、i−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−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、1−または5−メチル
ヘプチル、ノニル、1−又は6−メチルオクチル、デシ
ル、1−メチルノニル、ウンデシル、1−メチルデシ
ル、ドデシル、1−メチルウンデシルなどが含まれる。
Compounds (I), (II), (III) and (I
In the definition of V), straight-chain or branched-chain alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, i-propyl, butyl, i-
Butyl, pentyl, 1- or 2-methylbutyl, hexyl, 1- or 3-methylpentyl, heptyl, 1- or 4-methylhexyl, octyl, 1- or 5-methylheptyl, nonyl, 1- or 6-methyloctyl , Decyl, 1-methylnonyl, undecyl, 1-methyldecyl, dodecyl, 1-methylundecyl and the like.

【0023】これらのアルキル基またはアルコキシ基中
で炭素鎖に不斉炭素が含まれてもよい。また、これらの
アルキル基またはアルコキシ基中の1つ以上の水素原子
がフッ素原子、塩素原子、臭素原子、シアノ基、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
れてもよい。化合物(I)に含まれるものの具体的な化
学構造は次のようなものが挙げられる。
In these alkyl groups or alkoxy groups, the carbon chain may contain an asymmetric carbon. Further, one or more hydrogen atoms in these alkyl groups or alkoxy groups may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a cyano group, a nitro group, a trifluoromethyl group, a methoxy group or the like. Specific chemical structures of those contained in compound (I) include the following.

【0024】[0024]

【化9】 [Chemical 9]

【0025】[0025]

【化10】 [Chemical 10]

【0026】[0026]

【化11】 [Chemical 11]

【0027】[0027]

【化12】 [Chemical 12]

【0028】[0028]

【化13】 [Chemical 13]

【0029】[0029]

【化14】 [Chemical 14]

【0030】[0030]

【化15】 [Chemical 15]

【0031】[0031]

【化16】 このうち好ましい化合物としては、(1)-(4) 、(6) 、(1
1)、(14)、(26)、(42)、(45)、(48)、(49)-(51) 、(6
1)、(65)、(69)などが挙げられる。化合物(I) は必ず
しもスメクテイックC相を示さないが、スメクテイック
A相を示し易く、他の化合物と混合してIAC又はIN
AC相系列を実現する上で有用な材料といえる。
[Chemical 16] Among these, preferred compounds include (1)-(4), (6), (1
1), (14), (26), (42), (45), (48), (49)-(51), (6
1), (65), (69) and the like. The compound (I) does not necessarily show the smectic C phase, but it is likely to show the smectic A phase, and when mixed with other compounds, the compound (I) or IAC or IN
It can be said that the material is useful for realizing the AC phase series.

【0032】また、融点もそれほど高くなく、他の化合
物との混合が容易である。化学的にも光に対しても安定
であり、着色もない。化合物(I) は、種々の化合物と
適度な割合で組み合わせることにより、種々の液晶組成
物に適用でき、特に強誘電性液晶組成物を作成する場合
に有用である。強誘電性液晶組成物を作成する場合に組
み合わせると良い化合物の例として、化合物(II) 、
(III)、(IV) を挙げることができる。
Further, the melting point is not so high, and it is easy to mix with other compounds. It is chemically and light stable, and it is not colored. The compound (I) can be applied to various liquid crystal compositions by combining with various compounds at an appropriate ratio, and is particularly useful when preparing a ferroelectric liquid crystal composition. As an example of a compound that may be combined to form a ferroelectric liquid crystal composition, the compound (II),
(III) and (IV) can be mentioned.

【0033】ここで、化合物(II)に含まれるものの具
体的な化学構造は次のようなものが挙げられる。
Here, specific chemical structures of those contained in the compound (II) are as follows.

【0034】[0034]

【化17】 このうち好ましい化合物としては、(75)-(84) などが挙
げられる。さらに、化合物(III)に含まれるものの具体
的な化学構造は次のようなものが挙げられる。
[Chemical 17] Among these, preferred compounds include (75)-(84) and the like. Further, specific chemical structures of those contained in the compound (III) include the following.

【0035】[0035]

【化18】 [Chemical 18]

【0036】[0036]

【化19】 [Chemical 19]

【0037】[0037]

【化20】 [Chemical 20]

【0038】[0038]

【化21】 [Chemical 21]

【0039】[0039]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0040】[0040]

【化23】 このうち好ましい化合物としては、(94)、(96)、(111)
、(112) 、(113) 、(122)-(131) などが挙げられる。
さらに、化合物(IV)に含まれるものの具体的な化学構
造は次のようなものが挙げられる。
[Chemical formula 23] Of these, preferred compounds include (94), (96), (111)
, (112), (113), (122)-(131) and the like.
Further, specific chemical structures of those contained in the compound (IV) include the following.

【0041】[0041]

【化24】 [Chemical formula 24]

【0042】[0042]

【化25】 [Chemical 25]

【0043】[0043]

【化26】 [Chemical formula 26]

【0044】[0044]

【化27】 [Chemical 27]

【0045】[0045]

【化28】 [Chemical 28]

【0046】[0046]

【化29】 このうち好ましい化合物としては、(128)-(131) 、(16
4) 、(184) 、(185) 、(196) などが挙げられる。本発
明の強誘電性液晶組成物は、上記化合物(I)、(I
I)、(III)、(IV)を、公知の強誘電性液晶や組成物
と混合して調製することができる。とくに相系列がIN
ACとなるように、調製するのが適している。
[Chemical 29] Among these, preferred compounds include (128)-(131) and (16
4), (184), (185), (196), etc. The ferroelectric liquid crystal composition of the present invention comprises the compounds (I) and (I
It can be prepared by mixing I), (III) and (IV) with a known ferroelectric liquid crystal or composition. Especially when the phase sequence is IN
It is suitably prepared to be AC.

【0047】通常、化合物(I)の含有量は、全体で 5
wt%以上、上記化合物(I)群に含まれる単品1成分
あたりでは、全体の20wt%以下とするのが好ましい。
化合物(I)全体の含有量が 5wt%未満であると1/
3バイアス駆動でコントラストの改善効果が不充分であ
り、単品1成分あたりの含有量が20wt%を越えると添
加物の結晶化を起こしたり、スメクチックC相の温度範
囲がディスプレイとして使用する温度範囲に適合しなく
なるので適当でない。
Usually, the total content of compound (I) is 5
It is preferable that the content is at least wt% and not more than 20 wt% of the whole single component contained in the compound (I) group.
If the content of the entire compound (I) is less than 5 wt%, 1 /
The effect of improving the contrast is insufficient with 3 bias drive, and if the content per single component exceeds 20 wt%, crystallization of the additive may occur, or the temperature range of the smectic C phase becomes the temperature range used as a display. Not suitable because it will not fit.

【0048】また、化合物(II)の化合物(I)への混
合割合は、20〜95wt%とするのが好ましい。95wt%
を超えると、メモリが不十分だったり、1/3バイアス
駆動でコントラストの改善効果が不充分であり、20wt
%未満であると、ディスプレイとして適当なスメクテイ
ックC相の温度域を維持できないので適さない。また、
化合物(III)の化合物(I)への混合割合は、20〜95w
t%とするのが好ましい。95wt%を越えると、メモリ
が不充分だったり、1/3バイアス駆動でコントラスト
が充分に改善されず、20wt%未満だと、ディスプレイ
としての適当なスメクテイックC相の温度域を維持でき
ないので適さない。
The mixing ratio of the compound (II) to the compound (I) is preferably 20 to 95 wt%. 95 wt%
If the value exceeds 20%, the memory is insufficient, and the effect of improving the contrast by 1/3 bias driving is insufficient,
If it is less than%, the temperature range of the smectic C phase suitable for a display cannot be maintained, which is not suitable. Also,
The mixing ratio of the compound (III) to the compound (I) is 20 to 95w.
It is preferably t%. If it exceeds 95 wt%, the memory is insufficient or the contrast is not sufficiently improved by the 1/3 bias drive, and if it is less than 20 wt%, the suitable smectic C phase temperature range as a display cannot be maintained, which is not suitable. .

【0049】また、化合物(IV)の化合物(I)への混
合割合は、20〜95wt%とするのが好ましく、特に10〜
50wt% が好ましい。50wt%を越えると、メモリが不充
分だったり、1/3バイアス駆動でコントラストが充分
に改善されず、10wt%未満だと、ディスプレイとして
の適当なスメクテイックC相の温度域を維持できないの
で適さない。
The mixing ratio of the compound (IV) to the compound (I) is preferably 20 to 95 wt%, particularly 10 to 95 wt%.
50 wt% is preferred. If it exceeds 50 wt%, the memory is insufficient or the contrast is not sufficiently improved by the 1/3 bias drive, and if it is less than 10 wt%, it is not suitable because the suitable temperature range of the smectic C phase as a display cannot be maintained. .

【0050】かかる本発明の強誘電性液晶組成物には、
本発明の意図する効果が阻害されない限り、種々の添加
剤が配合されていてもよい。例えば、配向性向上の点
で、末端にフルオロアルキル基を有する他の液晶性化合
物や液晶相溶性化合物が配合(通常、0.01〜1wt
%)されていてもよく、その例は、例えば特開平3−4
7,891号公報等に示される。
The ferroelectric liquid crystal composition of the present invention includes
Various additives may be incorporated as long as the effects intended by the present invention are not impaired. For example, in order to improve the orientation, another liquid crystal compound having a fluoroalkyl group at the terminal or a liquid crystal compatible compound is compounded (usually 0.01 to 1 wt.
%), And examples thereof are disclosed in, for example, JP-A-3-4
No. 7,891, for example.

【0051】次にその好ましい一例として、一対の基板
の一軸配向処理の方向が平行であり、駆動される液晶相
がキラルスメクチックC相であり、該キラルスメクチッ
クC相においてスメクチック層構造が『く』の字に折れ
曲がったシェブロン構造をとっており、かつその配向状
態が均一なC1配向(C1U配向)であることを特徴と
する液晶素子について述べる。
Next, as a preferred example thereof, the directions of the uniaxial alignment treatment of the pair of substrates are parallel, the driven liquid crystal phase is a chiral smectic C phase, and the smectic layer structure is "ku" in the chiral smectic C phase. A liquid crystal element characterized by having a chevron structure bent in a square shape and having a uniform C1 orientation (C1U orientation) will be described.

【0052】一般に、キラルスメクチックC層における
層構造は、一般的には、図2(a)に示すような『く』
の字に折れたシェブロン構造を有していると言われてい
る。層の折れ曲がる方向には図2(a)に示すように、
二通りの方向がある。このとき層の折れ曲がりの方向が
変化する所には、ジグザグ欠陥と呼ばれる配向欠陥が生
じる。図2(b)はジグザグ欠陥を偏向顕微鏡で観察し
たときの模式図であるが、ジグザグ欠陥はライトニング
欠陥と呼ばれる欠陥と、ヘアピン欠陥と呼ばれる欠陥と
に分類することができる。これまでの研究の結果、層構
造が<<>>となている部分がライトニング欠陥に対応して
おり、層構造が>><<となっている部分がヘアピン欠陥に
対応していることが明らかとなっている(N.Hiji
etal.,Jpn.J.Appl.Phys.,
,L1(1988).)。ラビング方向とプレチルト
角θP の関係は図2に示すとおりであり、上記の2つの
配向はラビング方向との関係からC1配向、C2配向と
呼ばれている(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」−液晶表示と関連材
料−,1990年1月,p18〜26)。ラビング軸と
層の折れ曲がり方向が同じある場合をC1配向(シェブ
ロン1)、逆である場合をC2配向(シェブロン2)と
定義されている。
In general, the layer structure in the chiral smectic C layer is generally "ku" as shown in FIG. 2 (a).
It is said to have a chevron structure that is folded in the shape of. In the bending direction of the layers, as shown in FIG. 2 (a),
There are two directions. At this time, an alignment defect called a zigzag defect occurs at a place where the bending direction of the layer changes. FIG. 2B is a schematic diagram when the zigzag defect is observed with a deflection microscope. The zigzag defect can be classified into a defect called a lightning defect and a defect called a hairpin defect. As a result of previous studies, the part with a layer structure <<>> corresponds to the lightning defect, and the part with a layer structure >><< corresponds to the hairpin defect. It has been clarified (N. Hiji
et al. , Jpn. J. Appl. Phys. , 2
7 , L1 (1988). ). The relationship between the rubbing direction and the pretilt angle θ P is as shown in Fig. 2, and the above two orientations are called C1 orientation and C2 orientation because of the relationship with the rubbing direction (Kanbe, IEICE Special Workshop. Proceedings "Optoelectronics" -Liquid Crystal Display and Related Materials-, January 1990, p18-26). The case where the rubbing axis and the layer bending direction are the same is defined as C1 orientation (chevron 1), and the opposite case is defined as C2 orientation (chevron 2).

【0053】さて、プレチルト角θP を大きくすると、
C1配向とC2配向での液晶分子の配向状態の差が顕著
になってゆき、8°以上という大きな値を示す配向膜を
用いると、高温側のC1配向においては、明確な消光位
置を示す領域と消光する位置を示さない領域とが観察さ
れ、低温側のC2配向では、明確な消光位置を示す領域
のみが観察される。ユニフォーム配向とツイスト配向と
を消光位の有無によって区別することが一般に認められ
ているので(福田,竹添,「強誘電性液晶の構造と物
性」,コロナ社,1990年,p−327)、今ここ
で、C1配向で消光位を示すものをC1U(C1ユニフ
ォーム)配向、C1配向で消光位を示さないものをC1
T(C1ツイスト)配向と呼ぶことにする。C2配向に
ついては一種類の配向しか得られなかったので、C2配
向とのみ標記することにする。
Now, when the pretilt angle θ P is increased,
The difference in the alignment state of the liquid crystal molecules between the C1 orientation and the C2 orientation becomes remarkable, and when an orientation film showing a large value of 8 ° or more is used, a region showing a clear extinction position in the C1 orientation on the high temperature side. And a region showing no extinction position are observed, and in the C2 orientation on the low temperature side, only a region showing a clear extinction position is observed. It is generally accepted that uniform orientation and twist orientation are distinguished by the presence or absence of an extinction position (Fukuda, Takezoe, “Structure and Properties of Ferroelectric Liquid Crystals”, Corona Publishing Co., Ltd., 1990, p-327). Here, a C1 orientation shows an extinction position, a C1U (C1 uniform) orientation, and a C1 orientation shows no extinction position.
This is referred to as T (C1 twist) orientation. Since only one type of C2 orientation was obtained, only the C2 orientation will be described.

【0054】図3(b)に示すような1/3バイアス電
圧波形を印加したとき、C1U配向では良好なコントラ
ストが得られるのに対し、C2配向では電圧無印加時に
消光位置を示していたにもかかわらず、コントラストは
著しく低下し、C1T配向にいたってはさらに低いコン
トラストしか得られない。コントラストには次のような
傾向があることを本発明の研究者らは見いだしており、
C1U配向はコントラストの点で特に好ましいものであ
る。
When a 1/3 bias voltage waveform as shown in FIG. 3B is applied, good contrast is obtained in the C1U orientation, whereas the extinction position is shown in the C2 orientation when no voltage is applied. Nevertheless, the contrast is significantly reduced, and even lower contrast is obtained for the C1T orientation. The researchers of the present invention have found that the contrast has the following tendency,
The C1U orientation is particularly preferable in terms of contrast.

【0055】コントラスト良 C1U>C2>>C1T
コントラスト不良 化合物(I)を含む強誘電性液晶組成物は、プレチルト
角の大きな配向膜と組み合わせたとき、CIU配向を示
し易く、1/3バイアス駆動での良好なコントラストを
与える。かかる本発明の強誘電性液晶表示装置の具体例
を図4に示す。
Good contrast C1U> C2 >> C1T
Poor Contrast The ferroelectric liquid crystal composition containing the compound (I) easily exhibits CIU orientation when combined with an orientation film having a large pretilt angle, and gives good contrast at 1/3 bias driving. A specific example of such a ferroelectric liquid crystal display device of the present invention is shown in FIG.

【0056】ガラス基板1a上に透明電極2a、絶縁膜
3a,配向膜4aの順に各層が形成されたものが、基板
9である。ここで、透明電極2aは複数本の透明電極が
互いに平行となるようにストライプ状に配列して形成さ
れ、配向膜4aにはラビングによる一軸配向処理がほど
こされた構造になっている。一方、もう片側のガラス基
板1b上にも同様の条件で透明電極2b,絶縁膜3b,
配向膜4bの順に各層が形成されたものが、基板10で
ある。透明電極2b,配向膜4bは基板9と同様、透明
電極2bは複数本の透明電極が互いに平行となるように
ストライプ状に配列して形成され、配向膜4bにはラビ
ングによる一軸配向処理がほどこされた構造になってい
る。
The substrate 9 is formed by forming the transparent electrode 2a, the insulating film 3a, and the alignment film 4a in this order on the glass substrate 1a. Here, the transparent electrode 2a is formed by arranging a plurality of transparent electrodes in a stripe shape so as to be parallel to each other, and the alignment film 4a has a structure subjected to a uniaxial alignment treatment by rubbing. On the other hand, on the other side of the glass substrate 1b, under the same conditions, the transparent electrode 2b, the insulating film 3b,
The substrate 10 is one in which each layer is formed in the order of the alignment film 4b. Similar to the substrate 9, the transparent electrode 2b and the alignment film 4b are formed by arranging a plurality of transparent electrodes in stripes so that they are parallel to each other, and the alignment film 4b is subjected to a uniaxial alignment treatment by rubbing. It has a special structure.

【0057】ついで、この基板9と基板10は、互いに
配向膜4a,4bが対向しあい、かつ、互いの透明電極
2a,2bが直交し、かつ、基板9と10でラビング方
向がほぼ一致するようにし、1.0〜3μm程度、好ま
しくは1.2〜1.8μmの間隔を隔ててシール部材6
で貼り合わせる。これらの基板9,10間には強誘電性
液晶組成物7を介在させて液晶セル11が作成される。
Next, the alignment films 4a and 4b of the substrate 9 and the substrate 10 are opposed to each other, the transparent electrodes 2a and 2b of the substrates 9 and 10 are orthogonal to each other, and the rubbing directions of the substrates 9 and 10 are substantially the same. The seal member 6 is provided at intervals of about 1.0 to 3 μm, preferably 1.2 to 1.8 μm.
Stick together. A liquid crystal cell 11 is formed with a ferroelectric liquid crystal composition 7 interposed between these substrates 9 and 10.

【0058】更に、このセルの上下に偏光軸をほぼ直交
させた偏光板12a,12bを配置させ、偏光板の一方
の偏光軸をセルの液晶のどちらか一方の光軸にほぼ一致
させて液晶表示装置とする。もちろん、化合物(I)を
少なくとも一種含む液晶組成物を用いることのできる液
晶素子は上記の強誘電性液晶素子に限られるものではな
く、他の構成の強誘電性液晶素子、あるいはネマチック
相を利用した液晶素子(TN,STN,DSTN,な
ど)、スメクチックA相を利用した液晶素子(熱書き込
み、エレクトロクリニック、など)、反強誘電性液晶素
子などに適用できることは言うまでもない。
Further, polarizing plates 12a and 12b whose polarizing axes are substantially orthogonal to each other are arranged above and below the cell, and one polarizing axis of the polarizing plate is substantially aligned with one of the optical axes of the liquid crystals of the cell. Use as a display device. Of course, the liquid crystal device which can use the liquid crystal composition containing at least one compound (I) is not limited to the above-mentioned ferroelectric liquid crystal device, and a ferroelectric liquid crystal device having another structure or a nematic phase is used. It goes without saying that the present invention can be applied to such liquid crystal elements (TN, STN, DSTN, etc.), liquid crystal elements utilizing smectic A phase (thermal writing, electroclinic, etc.), antiferroelectric liquid crystal elements, and the like.

【0059】[0059]

【実施例】【Example】

実施例1 本発明の実施例に使用した化合物を表1に示す。この表
1の化合物を用いて表2に示す組成の液晶組成物No.
201を作製した。この液晶組成物の転移温度を表3に
示す。この液晶組成物は室温でスメクチックC相を示し
た。
Example 1 The compounds used in the examples of the present invention are shown in Table 1. Liquid crystal composition No. 1 having the composition shown in Table 2 was prepared using the compounds shown in Table 1.
201 was produced. Table 3 shows the transition temperatures of this liquid crystal composition. This liquid crystal composition showed a smectic C phase at room temperature.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】[0061]

【表2】 [Table 2]

【0062】[0062]

【表3】 [Table 3]

【0063】[0063]

【表4】 [Table 4]

【0064】[0064]

【表5】 [Table 5]

【0065】実施例2 実施例1で作製した液晶組成物No.201に化合物N
o.119を10重量%添加して、液晶組成物No.2
02を作製した。この液晶組成物も室温でスメクチック
C相を示した。この液晶組成物の組成を表2に示す。
Example 2 Liquid crystal composition No. 1 prepared in Example 1 Compound N in 201
o. Liquid crystal composition No. 119 was added by 10% by weight. Two
02 was produced. This liquid crystal composition also showed a smectic C phase at room temperature. The composition of this liquid crystal composition is shown in Table 2.

【0066】実施例3 実施例2で作製した液晶組成物No.202に表1に示
す光学活性化合物No.130を2重量%添加して、強
誘電性液晶組成物No.203を作製した。この液晶組
成物も室温でスメクチックC相を示した。この液晶組成
物の組成を表2に、転移温度を表3に示す。
Example 3 The liquid crystal composition No. prepared in Example 2 was used. 202 shows the optically active compound No. 2 shown in Table 1. 2% by weight of ferroelectric liquid crystal composition No. 130. 203 was produced. This liquid crystal composition also showed a smectic C phase at room temperature. The composition of this liquid crystal composition is shown in Table 2, and the transition temperature is shown in Table 3.

【0067】[0067]

【表6】 [Table 6]

【0068】実施例4 図4に示す構成の強誘電性液晶素子を作製した。ガラス
基板1a上に1000Åの厚さの複数本のITO透明電
極2aを互いに平衡となるようにストライプ状に配列し
て形成し、その状に絶縁膜3aとして500ÅのSiO
2 を形成し、次に配向膜4aとしてPSI−A−200
1(チッソ石油化学株式会社製ポリイミド)をスピンコ
ーターにて400Åの厚みに形成し、この後レーヨン系
の布を用いてラビングによる一軸配向処理を行い基板9
を形成した。
Example 4 A ferroelectric liquid crystal device having the structure shown in FIG. 4 was produced. On the glass substrate 1a, a plurality of ITO transparent electrodes 2a having a thickness of 1000 Å are formed in stripes so as to be in equilibrium with each other, and 500 Å SiO is formed as an insulating film 3a.
2 is formed, and then PSI-A-200 is formed as the alignment film 4a.
1 (polyimide manufactured by Chisso Petrochemical Co., Ltd.) was formed to a thickness of 400 Å by a spin coater, and then uniaxially oriented by rubbing with a rayon-based cloth to obtain a substrate 9
Was formed.

【0069】一方、もう片側のガラス基板1b上にも同
様の条件で処理を行い、基板10を形成した。ついで、
この基板9ともう一方の基板10とを、互いに配向膜4
a,4bが対向し合い、互いの透明電極2a,2bが直
交し、ラビング方向がほぼ一致するように、1.5μm
の間隔を隔ててシリカスペーサーを介してエポキシ樹脂
製のシール部材6で貼り合わせた。これらの基板9,1
0間には、真空注入法で注入口から実施例3で作製した
強誘電性液晶組成物No.203を注入したのちアクリ
ル系のUV硬化型の樹脂で注入口を硬化して液晶セル1
1を作成した。更に、このセルの上下に偏光軸をほぼ直
交させた偏光板12a,12bを配置し、偏光板の一方
の偏光軸をセルの液晶のどちらか一方の光軸にほぼ一致
させて液晶表示装置とした。
On the other hand, the glass substrate 1b on the other side was also treated under the same conditions to form the substrate 10. Then,
The substrate 9 and the other substrate 10 are aligned with each other by the alignment film 4
1.5 μm so that a and 4 b face each other, the transparent electrodes 2 a and 2 b are orthogonal to each other, and the rubbing directions are substantially the same.
The seal members 6 made of epoxy resin were attached to each other with a space between them and a silica spacer. These substrates 9, 1
0 between the ferroelectric liquid crystal composition No. 1 manufactured in Example 3 from the injection port by the vacuum injection method. After injecting 203, the injection port is cured with an acrylic UV-curable resin to form a liquid crystal cell 1.
Created 1. Further, polarizing plates 12a and 12b whose polarization axes are substantially orthogonal to each other are arranged above and below the cell, and one polarization axis of the polarizing plates is substantially aligned with one of the optical axes of the liquid crystals of the cell to form a liquid crystal display device. did.

【0070】この強誘電性液晶素子の配向の様子を調べ
たところ、スメクチックC相の温度領域において、微小
なジグザグ欠陥に囲まれた面積的には小さなC2配向の
領域を除けば、全面C1U配向であった。これらの強誘
電性液晶素子のキラルスメクチックC相におけるチルト
角θを測定した。チルト角θは液晶セル±10Vの矩形
波を印加し、このとき得られる2つの消光位間の角度の
1/2で定義した。θを温度に対してプロットした(図
5)。
When the state of orientation of this ferroelectric liquid crystal element was examined, in the temperature region of the smectic C phase, the entire surface was C1U oriented except for the region of C2 orientation surrounded by minute zigzag defects and small in area. Met. The tilt angle θ in the chiral smectic C phase of these ferroelectric liquid crystal devices was measured. The tilt angle θ was defined as ½ of the angle between two extinction positions obtained by applying a rectangular wave of a liquid crystal cell ± 10V. θ was plotted against temperature (FIG. 5).

【0071】図3(a)に示す波形の電圧(V=±10
V)を印加し、メモリパルス幅を測定した。結果を図6
に示す。メモリパルス幅は双安定スイッチングさせるこ
とのできる最小のパルス幅とした。パルス幅をメモリパ
ルス幅に設定して、図3(a)の波形を印加したところ
30以上のコントラストが得られた。図3(b)に示す
1/3バイアス波形の電圧(V=±10V)を印加し、
メモリパルス幅を測定した。メモリパルス幅は双安定ス
イッチングさせることのできる最小のパルス幅とした。
結果を図7に示す。また、パルス幅をメモリパルス幅に
設定して図3(b)の波形を印加したところ10という
高いコントラストが得られた。この場合、バイアス印加
時において良好な黒状態が維持できており、バイアス電
圧による分子の揺らぎが抑制されていることが結論でき
る。
The voltage of the waveform shown in FIG. 3 (a) (V = ± 10
V) was applied and the memory pulse width was measured. The result is shown in Fig. 6.
Shown in. The memory pulse width was set to the minimum pulse width that enables bistable switching. When the pulse width was set to the memory pulse width and the waveform of FIG. 3 (a) was applied, a contrast of 30 or more was obtained. A voltage (V = ± 10V) having a 1/3 bias waveform shown in FIG. 3B is applied,
The memory pulse width was measured. The memory pulse width was set to the minimum pulse width that enables bistable switching.
The results are shown in Fig. 7. When the pulse width was set to the memory pulse width and the waveform of FIG. 3B was applied, a high contrast of 10 was obtained. In this case, it can be concluded that a good black state can be maintained when a bias is applied, and the fluctuation of molecules due to the bias voltage is suppressed.

【0072】実施例5 実施例3で作製した液晶組成物No.203に含まれる
成分のうち、化合物No.109に置き換えた強誘電性
液晶組成物No.204を作製した。この液晶組成物も
室温でスメクチックC相を示した。この液晶組成物N
o.204の組成を表2に、転移温度を表3に示す。
Example 5 The liquid crystal composition No. prepared in Example 3 was used. Of the components contained in 203, compound No. Ferroelectric liquid crystal composition No. 204 was produced. This liquid crystal composition also showed a smectic C phase at room temperature. This liquid crystal composition N
o. The composition of 204 is shown in Table 2, and the transition temperature is shown in Table 3.

【0073】実施例3における強誘電性液晶組成物N
o.203を強誘電性液晶組成物No.204に置き換
えるほかは実施例3と同様にして、強誘電性液晶素子を
作製した。実施例4と同様にして、チルト角θを測定
し、温度に対してプロットした(図7)。さらに図3
(b)に示す1/3バイアス波形の電圧(V=±10
V)を印加し、メモリパルス幅を測定したが、この強誘
電性液晶組成物No.204はメモリ性を持たなかっ
た。
Ferroelectric liquid crystal composition N in Example 3
o. 203 is a ferroelectric liquid crystal composition No. A ferroelectric liquid crystal element was produced in the same manner as in Example 3 except that the liquid crystal element was replaced with 204. The tilt angle θ was measured and plotted against the temperature in the same manner as in Example 4 (FIG. 7). Furthermore, FIG.
The voltage of the 1/3 bias waveform shown in (b) (V = ± 10
V) was applied and the memory pulse width was measured. 204 did not have a memory property.

【0074】実施例6 実施例3で作製した液晶組成物No.203に含まれる
成分のうち、化合物No.119を化合物No.129
に置き換えた強誘電性液晶組成物No.205を作製し
た。この液晶組成物も室温でスメクチックC相を示し
た。この液晶組成物No.205の組成を表2に、転移
温度を表3に示す。
Example 6 The liquid crystal composition No. prepared in Example 3 was used. Of the components contained in 203, compound No. 119 as Compound No. 129
Ferroelectric liquid crystal composition No. 205 was produced. This liquid crystal composition also showed a smectic C phase at room temperature. This liquid crystal composition No. The composition of 205 is shown in Table 2, and the transition temperature is shown in Table 3.

【0075】実施例3における強誘電性液晶組成物N
o.203を強誘電性液晶組成物No.205に置き換
えるほかは実施例3と同様にして、強誘電性液晶素子を
作製した。さらに実施例4と同様にして、チルト角θを
測定し、温度に対してプロットした(図8)。図3
(a)に示す0バイス波形の電圧(V=±10V)及び
図3(b)に示す1/3バイアス波形の電圧(V=±1
0V)を印加し、メモリパルス幅を測定した(図9)。
Ferroelectric liquid crystal composition N in Example 3
o. 203 is a ferroelectric liquid crystal composition No. A ferroelectric liquid crystal element was produced in the same manner as in Example 3 except that 205 was substituted. Further, the tilt angle θ was measured and plotted against the temperature in the same manner as in Example 4 (FIG. 8). Figure 3
The voltage (V = ± 10V) of the 0 vice waveform shown in (a) and the voltage (V = ± 1) of the 1/3 bias waveform shown in FIG. 3B.
0 V) was applied and the memory pulse width was measured (FIG. 9).

【0076】パルス幅をメモリパルス幅に設定して図3
(a)の波形を印加したところ30以上のコントラスト
が得られ、図3(b)の波形を印加したところ、10と
いう高いコントラストが得られた。
The pulse width is set to the memory pulse width, and FIG.
When the waveform of (a) was applied, a contrast of 30 or more was obtained, and when the waveform of FIG. 3 (b) was applied, a high contrast of 10 was obtained.

【0077】比較例 比較のために、表1の化合物を用いて表2に示す液晶組
成物No.206〜No.211を作成した。これらの
液晶組成物は室温でスメクチックC相を示した。実施例
5における強誘電性液晶組成物No.203を、これら
の強誘電性液晶組成物No.206〜No.211に置
き換えるほかは実施例5と同様にして、強誘電性液晶素
子を作製した。
Comparative Example For comparison, the compounds of Table 1 were used and the liquid crystal composition Nos. 206-No. 211 was created. These liquid crystal compositions exhibited a smectic C phase at room temperature. The ferroelectric liquid crystal composition No. 3 in Example 5 was used. 203 to these ferroelectric liquid crystal composition No. 206-No. A ferroelectric liquid crystal element was manufactured in the same manner as in Example 5 except that the liquid crystal element was replaced with 211.

【0078】それらの結果を表4に示すが、いずれの強
誘電性液晶組成物も実施例5,6で得られたような良好
な結果は得られなかった。
The results are shown in Table 4. None of the ferroelectric liquid crystal compositions gave good results as obtained in Examples 5 and 6.

【0079】[0079]

【表7】 [Table 7]

【0080】[0080]

【発明の効果】式(I)で表される化合物はそれほど高
くない融点を示し、スメクチックC相およびスメクチッ
クA相を示しやすく、また、化学的にも光に対しても安
定である。このため、式(I)で表される化合物は、液
晶組成物の成分として有用であり、他の化合物と組み合
わせることにより、種々の強誘電性液晶組成物をはじ
め、様々な液晶組成物を作製することができ、種々の液
晶素子に適用できる。特に式(I)で表される化合物を
含む強誘電性液晶組成物と、プレチルト角の高い配向膜
とを用いて、C1U配向を利用した強誘電性液晶素子を
作製した場合、1/3バイアス駆動においても高いコン
トラストえを得ることができる。
The compound represented by the formula (I) has a melting point not so high, tends to show a smectic C phase and a smectic A phase, and is chemically and light-stable. Therefore, the compound represented by the formula (I) is useful as a component of a liquid crystal composition, and by combining with another compound, various liquid crystal compositions including various ferroelectric liquid crystal compositions are produced. It can be applied to various liquid crystal elements. In particular, when a ferroelectric liquid crystal device utilizing the C1U orientation was produced using a ferroelectric liquid crystal composition containing the compound represented by the formula (I) and an orientation film having a high pretilt angle, a 1/3 bias High contrast can be obtained even in driving.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】強誘電性液晶のスイッチングについて説明する
ための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining switching of a ferroelectric liquid crystal.

【図2】カイラルスメクチックC相のシェブロン層構造
およびC1配向,C2配向について説明するための図で
ある。
FIG. 2 is a diagram for explaining a chevron smectic C-phase chevron layer structure and C1 and C2 orientations.

【図3】(a)は、0バイアスの印加電圧波形を示す図
である。(b)は、1/3バイアスの印加電圧波形の一
例を示す図である。
FIG. 3A is a diagram showing an applied voltage waveform of 0 bias. (B) is a figure which shows an example of the applied voltage waveform of 1/3 bias.

【図4】本発明の強誘電性液晶素子について説明するた
めの素子の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a device for explaining a ferroelectric liquid crystal device of the present invention.

【図5】本発明の化合物を用いた強誘電性液晶組成物N
o.203のチルト角θの温度変化を示す図である。
FIG. 5: Ferroelectric liquid crystal composition N using the compound of the present invention
o. 6 is a diagram showing a change in tilt angle θ of 203 with temperature. FIG.

【図6】本発明の化合物を用いた強誘電性液晶組成物N
o.203のメモリパルス幅の温度変化を示す図であ
る。
FIG. 6 is a ferroelectric liquid crystal composition N using the compound of the present invention.
o. FIG. 6 is a diagram showing a temperature change of a memory pulse width of 203.

【図7】本発明の化合物を用いた強誘電性液晶組成物N
o.204のチルト角θの温度変化を示す図である。
FIG. 7: Ferroelectric liquid crystal composition N using the compound of the present invention
o. FIG. 6 is a diagram showing a change in tilt angle θ of 204 with temperature.

【図8】本発明の化合物を用いた強誘電性液晶組成物N
o.205のチルト角θの温度変化を示す図である。
FIG. 8 shows a ferroelectric liquid crystal composition N using the compound of the present invention.
o. FIG. 6 is a diagram showing a temperature change of a tilt angle θ of 205.

【図9】本発明の化合物を用いた強誘電性液晶組成物N
o.205のメモリパルス幅の温度変化を示す図であ
る。
FIG. 9: Ferroelectric liquid crystal composition N using the compound of the present invention
o. FIG. 5 is a diagram showing a temperature change of a memory pulse width of 205.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b ガラス基板 2a,2b 透明電極 3a,3b 絶縁膜 4a,4b 配向膜 6 シール部材 7 強誘電性液晶組成物 9,10 基板 11 液晶セル 12a,12b 偏光板 15 ライトニング欠陥 16 ヘアピン欠陥 1a, 1b Glass substrate 2a, 2b Transparent electrode 3a, 3b Insulating film 4a, 4b Alignment film 6 Sealing member 7 Ferroelectric liquid crystal composition 9, 10 Substrate 11 Liquid crystal cell 12a, 12b Polarizing plate 15 Lightning defect 16 Hairpin defect

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に電極を選択的に形成し、さらにそ
の上に絶縁膜、配向膜を形成した後、一軸配向処理を施
した一対の基板を、その一軸配向処理の方向を上下基板
において略平行になるよう互いに対向して配置するとと
もに、これらの基板間にカイラルスメクチックC相を有
する液晶を介在させ液晶パネルとし、前記電極に選択的
に電圧を印加することによって液晶の光軸を切り替える
駆動手段と、 光軸の切り替えを光学的に識別する手段を
有する強誘電性液晶表示装置において、 カイラルスメクチックC相に於ける層構造が「く」の字
に折れ曲がったシェブロン構造であり、上記一軸配向処
理方向と層構造の関係から生じる配向領域が、一軸配向
処理方向に発生するライトニング欠陥とその欠陥の後方
に発生するヘアピン欠陥に囲まれた領域の内側、もしく
は、配向処理方向に発生するヘアピン欠陥と後方に発生
するライトニング欠陥に囲まれた領域の外側であること
を特徴とし、その配向状態がユニフォームであり、かつ
上記強誘電性液晶層が i)下式(I): 【化1】 で表される化合物(I)を少なくとも一種含有するか、 ii)下式(II): 【化2】 で表される化合物(II)と化合物(I)をそれぞれ少な
くとも一種含有するか、 iii)下式(III) : 【化3】 で表される化合物(III)と化合物(I)をそれぞれ少な
くとも一種含有するか、 iv)下式(IV): 【化4】 で表される化合物(IV)と化合物(I)をそれぞれ少な
くとも一種含有することからなるシェブロン構造の強誘
電性液晶組成物からなる液晶表示装置。
1. A pair of substrates, on which electrodes are selectively formed on the surface, an insulating film and an alignment film are further formed on the electrodes, and a uniaxial alignment treatment is performed on the upper and lower substrates. The liquid crystal panel is arranged so as to be substantially parallel to each other and a liquid crystal having a chiral smectic C phase is interposed between these substrates to form a liquid crystal panel, and the optical axis of the liquid crystal is switched by selectively applying a voltage to the electrodes. In a ferroelectric liquid crystal display device having a drive means and a means for optically distinguishing the switching of the optical axes, the layer structure in the chiral smectic C phase is a chevron structure bent in a V shape, The alignment region resulting from the relationship between the alignment treatment direction and the layer structure is surrounded by a lightning defect that occurs in the uniaxial alignment treatment direction and a hairpin defect that occurs behind the defect. Inside the region, or outside the region surrounded by the hairpin defect generated in the alignment treatment direction and the lightning defect generated in the rear, the alignment state is uniform, and the ferroelectric liquid crystal layer I) The following formula (I): Or at least one compound (I) represented by: ii) the following formula (II): Or at least one of compound (II) and compound (I) represented by: iii) the following formula (III): Or at least one compound (III) and compound (I) represented by: iv) the following formula (IV): A liquid crystal display device comprising a ferroelectric liquid crystal composition having a chevron structure, which comprises at least one of the compound (IV) and the compound (I).
【請求項2】配向膜との界面での液晶分子のプレチルト
角度が8°以上である請求項1項に記載の装置。
2. The device according to claim 1, wherein the pretilt angle of the liquid crystal molecules at the interface with the alignment film is 8 ° or more.
【請求項3】上記液晶組成物のチルト角が、駆動温度領
域において、プレチルト角より5°以上大きくないこと
を特徴とする請求項2項に記載の装置。
3. The device according to claim 2, wherein the tilt angle of the liquid crystal composition is not larger than the pretilt angle by 5 ° or more in the driving temperature range.
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