JPH08209140A

JPH08209140A - 液晶組成物、それを有する液晶素子及びそれらを有する液晶装置

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Publication number: JPH08209140A
Application number: JP7032955A
Authority: JP
Inventors: Masataka Yamashita; 眞孝山下; Masahiro Terada; 匡宏寺田; Yoshimasa Mori; 省誠森; Nobutsugu Yamada; 修嗣山田; Kazuharu Katagiri; 一春片桐; Koji Noguchi; 幸治野口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 1996-08-13
Anticipated expiration: 2015-12-18
Also published as: DE69602288D1; KR960029436A; DE69602288T2; US5744059A; KR0160070B1; JP3119341B2; EP0725125B1; EP0725125A1

Abstract

(57)【要約】【目的】低温領域での駆動マージンの減少を抑え、低
温域でも良好な画像を実現でき、駆動時におけるコント
ラストの低下を防止する液晶組成物、これを用いた液晶
素子及び液晶装置を提供する。【構成】下記式（Ａ）及び式（Ｂ）で示される液晶性
化合物をそれぞれ０．１〜３０重量％含有する液晶組成
物、及び該液晶組成物を１対の電極基板間に配置してな
る液晶素子並びにそれらを用いた液晶装置。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶素子、液晶表示装
置や、液晶光シャッター等に用いる液晶組成物、液晶素
子、及び液晶装置、特に強誘電性液晶組成物、強誘電性
液晶素子、及び、強誘電性液晶装置に関し、詳しくは、
液晶組成物中に特定の液晶性化合物を組み合わせて含有
させることによって、層の傾斜角δの大きさが、低温側
で単調増加していかないように調整した場合でも、低温
領域において、マトリクス駆動時にＣ２配向状態を呈す
る領域が出現せず、低温領域での駆動マージンの減少を
抑制することが可能となり、加えて、非選択時のパルス
による、液晶分子の揺らぎ現象の程度を緩和し、駆動時
におけるコントラストの低下を防止する強誘電性液晶組
成物、及びこれを用いた液晶素子、更にはこの液晶素子
の駆動回路、及び光源を備えた液晶装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】強誘電性液晶分子の屈折率異方性を利用
して偏光素子との組み合わせにより透過光線を制御する
型の表示素子がクラーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガーウ
ォル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特
開昭５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９
２４号明細書）。この強誘電性液晶は、一般に、特定の
温度域において非らせん構造のカイラルスメクティック
Ｃ相（ＳｍＣ＊）またはＨ相（ＳｍＨ＊）を有し、この
状態において、加えられる電界に応答して第１の光学的
安定状態と第２の光学的安定状態とのいずれかを取り、
かつ電界の印加のないときはその状態を維持する性質、
すなわち双安定性を有し、また電界の変化に対する応答
も速やかであり、高速ならびに記憶型の表示素子用とし
ての広い利用が期待され、特にその機能から大画面で高
精細なディスプレイへの応用が期待されている。

【０００３】ところで、このような強誘電性液晶、特に
カイラルスメクティック液晶を大画面・高精細ディスプ
レイに利用した場合において、高いコントラストを有
し、かつ高速表示を可能とした技術が、特開平０３−２
５２６２４号公報に開示されている。

【０００４】まず、高いコントラストを得る方法につい
て説明する。一般に、液晶の複屈折を利用した液晶素子の場合、
直交ニコル下での透過率Ｉ／Ｉ₀ は次の式［１］で表さ
れるが、この式より、透過率Ｉ／Ｉ₀ を高めて表示品質
を向上させるためには、見かけのチルト角θａ（詳細は
後述）が２２．５°であることが望ましいことが分か
る。

【０００５】

【数２】Ｉ／Ｉ₀ ＝ｓｉｎ４θａｓｉｎ² （Δｎｄ／λ）π ［１］ここで、Ｉ₀ は入射光強度、Ｉは透過光強度、θａは
見かけのチルト角、Δｎは屈折率異方性、ｄは液晶層
の膜厚、λは入射光の波長、である。

【０００６】なお、前述の非らせん構造における見かけ
のチルト角θａは第１と第２の配向状態でねじれ配列し
た液晶分子の平均分子軸方向の角度として現れることに
なる。

【０００７】しかし、従来のラビング処理したポリ
イミド膜によって配向させて得られた非らせん構造の強
誘電性液晶においては、見かけのチルト角θａ（２の安
定状態の分子軸のなす角度の１／２）は、強誘電性液晶
でのコーン角（図３に示す三角錐の頂角の１／２の角度
Θ）と較べて小さくなり、一般に３°〜８°程度で、そ
の時の透過率Ｉ／Ｉ₀ はせいぜい３〜５％程度と低かっ
た。

【０００８】ところで、スメクチック液晶は一般に
層構造をもつが、ＳｍＡ相からＳｍＣ相またはＳｍＣ＊
相に転移すると層間隔が縮むので図２のように２１で表
わされる液晶層が、上下基板の中央で折れ曲がった構造
（シェブロン構造）をとる。折れ曲がる方向は、図に示
すように、高温相からＳｍＣ＊相に転移した直後に現わ
れる配向状態（Ｃ１配向状態）の部分２２における場合
と、さらに温度を下げた時にＣ１配向状態に混在して現
われる配向状態（Ｃ２配向状態）の部分２３における場
合、の２つがあり得る。また、Ｃ１配向内に従来見出さ
れていた液晶のディレクタが上下の基板間でねじれてい
る低コントラストの２つの安定状態（以下、スプレイ状
態と呼ぶ）の他に、コントラストの高い別の２つの状態
（以下、ユニフォーム状態と呼ぶ）が現われることが発
見された。

【０００９】そして、これらの状態は電界をかけると互
いに遷移し、弱い正負のパルス電界を印加するとスプレ
イ２状態間の遷移が起こり、強い正負のパルス電界を印
加するとユニフォーム２状態間の遷移が起こるが、ユニ
フォーム２状態を用いると、大きな見かけのチルト角θ
ａを生じ、従来より明るく、コントラストの高い表示素
子が実現できることがわかった。

【００１０】したがって、表示素子として画面全体をＣ
１配向状態に統一し、かつＣ１配向内の高コントラスト
の２状態を白黒表示の２状態として用いれば、従来より
品位の高いディスプレイが実現できると期待される。

【００１１】ここで、Ｃ１配向およびＣ２配向での
基板近くのディレクタは、図３（ａ）及び（ｂ）に示す
ように、それぞれコーン３１上にある。またよく知られ
ているように、基板界面の液晶分子は、ラビングによっ
て基板に対してプレチルトと呼ばれる角度をなし、その
方向はラビング方向（図３（ａ）（ｂ）ではＡ方向）に
向かって液晶分子が頭をもたげる（先端が浮いた格好に
なる）方向である。

【００１２】上のことにより液晶のコーン角Θ、プレチ
ルト角αおよび層傾斜角（液晶層と基板法線とのなす角
度）δの間には、

【００１３】

【数３】Ｃ１配向のとき Θ＋δ＞α Ｃ２配向のとき Θ−δ＞α の関係が成り立っていなければならない。

【００１４】したがって、Ｃ２配向を生ぜずＣ１配向を
生じさせるための条件は、

【００１５】

【数４】 Θ−δ＜α つまり Θ＜α＋δ （Ｉ）となる。

【００１６】さらに界面の液晶分子が一方の位置から他
方の位置へ電界によって移るスイッチングの際に受ける
トルクの簡単な考察より、界面分子のスイッチングが起
こりやすい条件として

【００１７】

【数５】 α＞δ （ＩＩ）が得られる。

【００１８】よって、Ｃ１→Ｃ２転移が起こりにくく、
Ｃ１配向状態をより安定に形成させるには、（Ｉ）式の
関係に加えて（ＩＩ）式の関係を満たすことが効果的で
あることが理解できる。

【００１９】この上述した条件（Ｉ）及び（ＩＩ）を満
足する場合には、液晶の見かけのチルト角θａは、上述
した３°〜８°程度から８°〜１６°程度にまで増大
し、液晶のコーン角Θと見かけのチルト角θａとの間に
は、

【００２０】

【数６】 Θ＞θａ＞Θ／２（ＩＩＩ）なる関係式が成り立つことが経験的に得られた。

【００２１】以上のように（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩ
Ｉ）式の条件を満足すれば、高コントラストな画像が表
示されるディスプレイが実現できることが明らかとなっ
た。なお、Ｃ１配向状態を安定に形成し、良好な配向性
を得るために、上下基板のラビング方向を０°〜２５°
（交差角）の範囲でずらしたクロスラビングも極めて効
果がある。

【００２２】次に、高速表示が可能となる技術について
説明する。カイラルスメクティック液晶素子を用いた表示装置
は、従来のＣＲＴやＴＮ型液晶ディスプレイをはるかに
上回る大画面化および高精細化を可能とする表示装置で
あるが、その大画面化・高精細化に伴い、フレーム周波
数（１画面形成周波数）が低周波となってしまい、この
ため、画面書き換え速度や文字編集やグラフィックス画
面等でのスムーズスクロール、およびカーソル移動等の
動画表示の速度が遅くなるという問題点があった。

【００２３】この問題に対する解決法は、特開昭６
０−３１１２０号公報、特開平１−１４０１９８号公報
等で開示されている。すなわち、走査電極と情報電極と
をマトリックス配置した表示パネルと、走査電極を全数
または所定数選択する手段（この手段により選択する場
合を全面書き込みという）と、走査電極を全数または所
定数のうちの一部選択する手段（この手段により選択す
る場合を部分書き込みという）とを有する表示装置を用
いることにより、部分的動画表示を部分書き込みで行う
ことによって高速表示が可能となり、部分書き込みと全
面書き込みの両立が実現できる。

【００２４】この強誘電性液晶層を一対の基板間に挟持
した素子で前述した様な単純マトリクス表示装置とした
場合では、例えば特開昭５９−１９３４２６号公報、特
開昭５９−１９３４２７号公報、特開昭６０−１５６０
４６号公報、特開昭６０−１５６０４７号公報などに開
示された駆動法を適用することができる。

【００２５】図６は、駆動法の波形図の一例である。ま
た、図５は、マトリクス電極を配置した強誘電性液晶パ
ネルの一例の平面図である。図５の液晶パネル５１に
は、走査電極群５２の走査線と情報電極群５３のデータ
線とが互いに交差して配線され、その交差部の走査線と
データ線との間には強誘電性液晶が配置されている。

【００２６】図６（Ａ）中のＳ_S は選択された走査線に
印加する選択走査波形を、Ｓ_N は選択されていない非選
択走査波形を、Ｉ_S は選択されたデータ線に印加する選
択情報波形（黒）を、Ｉ_N は選択されていないデータ線
に印加する非選択情報信号（白）を表わしている。ま
た、図中（Ｉ_S −Ｓ_S ）と（Ｉ_N −Ｓ_S ）は選択された
走査線上の画素に印加する電圧波形で、電圧（Ｉ_S −Ｓ
_S ）が印加された画素は黒の表示状態をとり、電圧（Ｉ
_N −Ｓ_S ）が印加された画素は白の表示状態をとる。

【００２７】図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示す駆動波形
で、図７に示す表示を行ったときの時系列波形である。
図６に示す駆動例では、選択された走査線上の画素に印
加される単一極性電圧の最小印加時間Δｔが書込み位相
ｔ₂ の時間に相当し、１ラインクリヤｔ₁ 位相の時間が
２Δｔに設定されている。さて、図６に示した駆動波形
の各パラメータＶ_S ，Ｖ_I ，Δｔの値は使用する液晶材
料のスイッチング特性によって決定される。

【００２８】図８は後述するバイアス比を一定に保った
まま駆動電圧（Ｖ_S ＋Ｖ_I ）を変化させた時の透過率Ｔ
の変化、即ちＶ−Ｔ特性を示したものである。ここでは
Δｔ＝５０μｓｅｃ、バイアス比Ｖ_I ／（Ｖ_I ＋Ｖ_S ）
＝１／３に固定されている。図８の正側は図６で示した
（Ｉ_N −Ｓ_S ）、負側は（Ｉ_S −Ｓ_S ）で示した波形が
印加される。

【００２９】ここで、Ｖ₁ ，Ｖ₃ をそれぞれ実駆動閾値
電圧及びクロストーク電圧と呼ぶ。また、Ｖ₂ ＜Ｖ₁ ＜
Ｖ₃ の時ΔＶ＝Ｖ₃ −Ｖ₁ を電圧マージンと呼び、マト
リクス駆動可能な電圧幅となる。Ｖ₃ は強誘電性液晶表
示素子駆動上、一般的に存在すると言ってよい。具体的
には、図６（Ａ）（Ｉ_N −Ｓ_S ）の波形におけるＶ_Bに
よるスイッチングを起こす電圧値である。勿論、バイア
ス比を大きくすることによりＶ₃ の値を大きくすること
は可能であるが、バイアス比を増すことは情報信号の振
幅を大きくすることを意味し、画質的にはちらつきの増
大、コントラストの低下を招き好ましくない。

【００３０】我々の検討ではバイアス比１／３〜１／４
程度が実用的であった。ところで、バイアス比を固定す
れば、電圧マージンΔＶは液晶材料のスイッチング特性
に強く依存し、ΔＶの大きい液晶材料がマトリクス駆動
上非常に有利であることは言うまでもない。

【００３１】この様なある一定温度において、情報信号
の２通りの向きによって選択画素に「黒」及び「白」の
２状態を書き込むことが可能であり、非選択画素はその
「黒」又は「白」の状態を保持することが可能である印
加電圧の上下限の値及びその幅（駆動電圧マージンΔ
Ｖ）は、液晶材料間で差があり、特有なものである。ま
た、環境温度の変化によっても駆動マージンはズレてい
くため、実際の表示装置の場合、液晶材料や環境温度に
対して最適駆動電圧にしておく必要がある。

【００３２】以上のように、上述した（Ｉ）、（ＩＩ）
及び（ＩＩＩ）式の条件を満たす液晶素子を、上述の部
分書き込みを行なえる表示装置で駆動すれば、大画面、
高精細ディスプレイにおいて高コントラストな画像が高
速表示で実現できる。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】実用上、ディスプレイ
としての使用温度範囲を５〜３５℃程度とした場合、素
子周辺からの熱蓄積により、液晶素子自身の環境温度は
１０〜５０℃程度になる。通常の強誘電性液晶を用いた
ディスプレイでは、このすべての温度範囲で良好な画質
を保つことは実現されていないのが現状である。特に層
の傾斜角δの大きさを低温側で単調増加していかないよ
うに調整された液晶組成物を用いた場合、低温度領域に
おける駆動マージンの確保は大きな課題となっている。

【００３４】室温付近の温度では、Ｃ１ユニフォーム配
向状態の高コントラストの良好な画像を実現できても、
低温域ではマトリクス駆動時にＣ２配向状態を呈する領
域が出現する場合がある。このため、低温域では駆動マ
ージンの減少が大きく、使用環境温度範囲内で良好な画
像や駆動マージンを実現できているとは言い難かった。

【００３５】さらに、上記の液晶表示素子に電圧を印加
して駆動した場合、非選択時のパルスによって液晶分子
の揺らぎ現象が起こり、コントラストが著しく低下し
て、表示品位が悪くなる場合があった。

【００３６】すなわち、カイラルスメクチック液晶を用
いた液晶素子をディスプレイパネルとして実際に使用す
る場合には、上下基板に走査電極と情報電極とをマトリ
ックス状に配置し、これらの電極を介して電圧を印加す
るようになっている。

【００３７】ここで、図４は印加される電圧波形の一例
を示したものであり、波形４１は白表示を行うときの電
圧波形を、また波形４２は黒表示を行うときの電圧波形
を示している。これらの波形４１、４２において、各マ
トリックス（各走査電極と情報電極との交差部）上で白
および黒を表示するために必要な電界は、それぞれ区間
４４及び区間４５の選択期間のみであり、他の区間（非
選択期間）においては、白黒書き換えにまでには至らな
い弱い電界が正負交互に印加されている。なお、各マト
リックスには選択期間の電界よりも非選択期間の電界が
圧倒的に長い時間印加されている。

【００３８】そして、この非選択期間においては、液晶
分子の反転に至らない弱い電界が正負交互に印加される
ことにより、ある一方の安定状態にある液晶分子の自発
分極に対向する電界が印加された瞬間に、液晶分子には
もう一方の安定状態へ反転させようとする力が働き、該
液晶分子は、図３（ａ）、（ｂ）に示されるコーン３１
上を反転方向へわずかに移動することとなる。また、次
の瞬間には、印加される逆極性の電界のために元の安定
状態に戻される。そして、液晶分子は、上記電界の極性
に従って反転を繰り返し、いわゆる“液晶分子の揺ら
ぎ”を生じることとなる。この揺らぎによって、黒表示
を行ったときに光り抜けが生じ、黒が淡くなって表示品
位が低下してしまうと考えられる。

【００３９】そこで、本発明は、液晶組成物中にある特
定の化合物を組み合わせて含有させることによって、層
の傾斜角δの大きさを低温側で単調増加していかないよ
うに調整した場合でも、低温領域において、マトリクス
駆動時にＣ２配向状態を呈する領域が出現せず、低温領
域での駆動マージンの減少を抑制することが可能であ
る、加えて、非選択時のパルスによる液晶分子の揺らぎ
現象の程度を緩和し、駆動時におけるコントラストの低
下を防止する液晶組成物、及びこれを用いた液晶素子、
更にはこの液晶素子の駆動回路、及び光源を備えた液晶
装置を提供することを目的とするものである。

【００４０】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
上述の問題点を解決すべく、特定の液晶性化合物を組み
合わせ、これを用いた液晶組成物、これを使用した液晶
素子、更にこれを用いた液晶装置について、鋭意検討を
重ねた結果、本発明に至ったものである。

【００４１】すなわち、本発明は、下記一般式（Ａ）及
び一般式（Ｂ）で示される液晶性化合物をそれぞれ０．
１〜３０重量％含有することを特徴とする液晶組成物を
用いることにより達成される。

【００４２】

【化１７】（式中、Ｒ₁は炭素原子数１〜１８の直鎖状または分岐
状のアルキル基を示し、Ｘ₁は単結合、−Ｏ−、

【００４３】

【化１８】を示し、Ｘ₂は単結合、−ＯＣＨ₂−、

【００４４】

【化１９】を示し、ｎは３〜１６の整数を示す。

【００４５】Ａ₁は

【００４６】

【化２０】を示す。）

【００４７】一般式（Ａ）で示される液晶性化合物の合
成手段は、例えば特願平５−１９７４号あるいは特願平
５−３１２９２４号に開示された方法によって得ること
ができる。一般式（Ａ）で示される液晶性化合物の好ま
しい具体的な化合物例を下記の表に示す。表中における
アルファベットは下記に示す側鎖基または環状基を示
す。

【００４８】

【化２１】

【００４９】

【化２２】

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】

【化２３】（式中、Ｒ₂は炭素原子数１〜１８の直鎖状または分岐
状のアルキル基を示し、Ｘ₃、Ｘ₄は単結合、−Ｏ−、

【００５４】

【化２４】を示し、ｍは３〜１６の整数を示す。

【００５５】Ａ₂は

【００５６】

【化２５】を示す。）

【００５７】一般式（Ｂ）で示される液晶性化合物の合
成手段は、例えば特願平５−２３７２１３号に開示され
た方法によって得ることができる。一般式（Ｂ）で示さ
れる液晶性化合物の好ましい具体的な化合物例を下記の
表に示す。表中におけるアルファベットは下記に示す側
鎖基または環状基を示す。

【００５８】

【化２６】

【００５９】

【化２７】

【００６０】

【表４】

【００６１】

【表５】

【００６２】本発明で用いる液晶性化合物（ｍｅｓｏｍ
ｏｒｐｈｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄ）は、それ自体単独で
液晶としての相転移系列をとるか否かは限定されず、液
晶組成物中で液晶成分としての好適な機能をなすもので
あればよい。

【００６３】本発明の液晶組成物は、一般式（Ａ）及び
一般式（Ｂ）で示される液晶性化合物をそれぞれ０．１
〜３０重量％含有することが望ましく、０．１重量％未
満では効果の出現性が希薄となり、３０重量％を越える
と、多の特性とのバランスを大きく崩し、更には一般式
（Ａ）及び一般式（Ｂ）で示される液晶性化合物で６０
重量％を越えることになり、液晶組成物に用いられる、
その他の液晶性化合物（本発明の一般式（Ａ）、一般式
（Ｂ）以外）との量比関係から、相転移温度などの調整
が困難となってしまい、好ましくない。

【００６４】また、好ましくはそれぞれ０．１〜２０重
量％含有すると、他の特性を大きく損なうことなく、本
発明が目的とする効果を発現させることができる利点が
あり、更に好ましくは、それぞれ０．５〜１５重量％含
有すると、更に本発明が目的とする効果を最も確実に発
現させ、更には、液晶組成物に用いられる、その他の液
晶性化合物（本発明の一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）以
外）との量比関係から、相転移温度などの調整が容易と
なる利点がある。

【００６５】また、好ましくは、前記液晶組成物がカイ
ラルスメクティックＣ相を有し、かつ、０℃〜６０℃の
範囲において、カイラルスメクティックＣ相の層の傾斜
角δの大きさが、３°〜１５°、好ましくは３°〜１２
°に調整されていることが望ましい。

【００６６】更に、本発明は、カイラルスメクティック
液晶と、該液晶を挟持して対向すると共に、その対向面
にそれぞれ、上記液晶に電圧を印加する電極が形成さ
れ、かつ、液晶を配向させるための一軸性配向軸が平行
あるいは互いに所定の角度で交差した配向処理が施され
た一対の基板とを備えた液晶素子において、該液晶が、
前記一般式（Ａ）及び前記一般式（Ｂ）で示される液晶
性化合物を各々０．１〜３０重量％を含有する液晶組成
物であることを特徴とする液晶素子を用いることにより
達成される。

【００６７】好ましくは、前記液晶素子に使用される前
記液晶組成物が、カイラルスメクティックＣ相を有し、
０℃〜６０℃の範囲において、カイラルスメクティック
Ｃ相の層の傾斜角δの大きさが、３°〜１５°に調整さ
れている液晶組成物であることが望ましい。

【００６８】更に好ましくは、前記液晶素子において、
カイラルスメクティック液晶、及びその液晶素子の室温
近傍におけるプレチルト角をα、コーン角Θ、液晶の層
の傾斜角をδとすれば、カイラルスメクティック液晶
が、下記（Ｉ）式、及び、（ＩＩ）式で表される配向状
態を有し、かつ、この配向状態において、少なくとも２
つの安定状態を示し、それらの光学軸のなす角度の１／
２である、見かけのチルト角θａとコーン角Θとが、下
記（ＩＩＩ）式の関係を有し、該液晶が、前記一般式
（Ａ）及び一般式（Ｂ）で示される液晶性化合物を各々
０．１〜３０重量％を含有する液晶組成物であることが
望ましい。

【００６９】

【数７】 Θ＜α＋δ （Ｉ） δ＜α （ＩＩ） Θ＞θａ＞Θ／２（ＩＩＩ）

【００７０】更に好ましくは、前記液晶素子の一軸性配
向軸の交差角が０°〜２５°であることが望ましい。よ
り好ましくは、前記液晶素子のプレチルト角αの大きさ
が、５°以上であることが望ましい。更に、本発明は、
前記液晶組成物を使用した前記液晶素子の駆動回路と、
光源を具備する液晶装置により達成される。

【００７１】更に好ましくは、本発明において、液晶組
成物を構成するその他の好ましい液晶性化合物として
は、下記一般式（１）〜（５）の構造を有する液晶性化
合物などをあげることができ、これらを主な構成成分と
し、適時、各液晶性化合物の配合比を変え、液晶組成物
とすることが望ましい。

【００７２】

【化２８】

【００７３】（式中、Ｒ_２１、Ｒ_２２は炭素原子数１〜
１８の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、該アル
キル基中の１つもしくは２つ以上のメチレン基は、ヘテ
ロ原子が隣接しない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、
−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き
換えられていてもよく、Ｗはハロゲン、ＣＮ、ＣＦ_３を
示す。また、Ｒ_２１、Ｒ_２２は光学活性であっても良
い。Ｙ_１は水素原子またはフッ素原子を表す。ｐ，ｑ
は、０、１、２であって、ｐ＋ｑは１または２であ
る。）

【００７４】

【化２９】（式中、Ｂ_１は、

【００７５】

【化３０】を表し、Ｙ_１は水素原子またはフッ素原子を表す。

【００７６】Ｒ_２３は炭素原子数１〜１８の直鎖状また
は分岐状のアルキル基であり、Ｒ_２４は水素原子、ハロ
ゲン、ＣＮ基または炭素原子数１〜１８の直鎖状または
分岐状のアルキル基であり、Ｒ_２３、Ｒ_２４の示す該ア
ルキル基中の１つもしくは２つ以上のメチレン基は、ヘ
テロ原子が隣接しない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ
−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって
置き換えられていてもよく、Ｗはハロゲン、ＣＮまたは
ＣＦ_３を示す。また、Ｒ_２３、Ｒ_２４は光学活性であっ
ても良い。）

【００７７】

【化３１】（式中、Ｂ_２は、

【００７８】

【化３２】を表す。

【００７９】Ｒ_２５、Ｒ_２６は、炭素原子数１〜１８の
直鎖状または分岐状のアルキル基であり、該アルキル基
中の１つもしくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子
が隣接しない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ
Ｗ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えら
れていてもよく、Ｗはハロゲン、ＣＮまたはＣＦ_３を示
す。また、Ｒ_２５、Ｒ_２６は光学活性であっても良
い。）

【００８０】

【化３３】（式中、Ｂ_３は、

【００８１】

【化３４】を表し、Ｚは−Ｏ−または−Ｓ−を表す。

【００８２】Ｒ_２７、Ｒ_２８は炭素原子数１〜１８の直
鎖状または分岐状のアルキル基であり、該アルキル基中
の１つもしくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が
隣接しない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ
−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられ
ていてもよく、Ｗはハロゲン、ＣＮまたはＣＦ_３を示
す。また、Ｒ_２７、Ｒ_２８は光学活性であっても良
い。）

【００８３】

【化３５】

【００８４】（式中、Ｒ_２９、Ｒ_３０は炭素原子数１〜
１８の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、該アル
キル基中の１つもしくは２つ以上のメチレン基は、ヘテ
ロ原子が隣接しない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、
−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き
換えられていてもよく、Ｗはハロゲン、ＣＮまたはＣＦ
_３を示す。また、Ｒ_２９、Ｒ_３０は光学活性であって
も良い。）

【００８５】一般式（１）〜（４）の化合物のより好ま
しい化合物例を下記に示す。一般式（１）の化合物のより好ましい化合物例

【００８６】

【化３６】

【００８７】一般式（２）の化合物のより好ましい化合
物例

【００８８】

【化３７】

【００８９】一般式（３）の化合物のより好ましい化合
物例

【００９０】

【化３８】

【００９１】一般式（４）の化合物のより好ましい化合
物例

【００９２】

【化３９】

【００９３】上記の式中、Ｒは、水素原子、ハロゲン、
ＣＮ基または炭素原子数１〜１８の直鎖状、分岐状また
は環状のアルキル基であり、該アルキル基中の１つ、も
しくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しな
い条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−Ｃ
Ｈ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていても
よく、Ｗはハロゲン、ＣＮまたはＣＦ_３を示す。ま
た、Ｒは光学活性であっても良い。Ｙ_１は、水素また
は、フッ素を表す。

【００９４】本発明の構成をより詳細に、図に基づいて
以下に説明する。図１は強誘電性液晶素子の構成を説明
するために、液晶素子の一例を示す断面概略図である。
図１において、符号１５は液晶層、１１ａ，１１ｂはガ
ラス基板、１２ａ，１２ｂは透明電極、１３ａ，１３
ｂ，１４ａ，１４ｂは絶縁性配向制御層、１６はスペー
サー、１７ａ，１７ｂは偏光板を示している。

【００９５】２枚のガラス基板１１ａ，１１ｂには、そ
れぞれＩｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２あるいはＩＴＯ（Ｉｎ
ｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）などの薄膜からなる透
明電極１２ａ，１２ｂが被覆されている。その上に、液
晶を特定の方法に並べる絶縁性配向制御層が形成されて
いる。絶縁性配向制御層は、単層であっても、複数の材
料で構成された、複数の層であってもよい。

【００９６】図１においては、絶縁性配向制御層が、無
機物質で絶縁膜１３ａ，１３ｂを形成し、その上に有機
物質で配向制御膜１４ａ，１４ｂを形成する、２層構成
の絶縁性配向制御層である場合を例示している。

【００９７】無機物質としては、例えばシリコン窒化
物、水素を含有するシリコン炭化物、シリコン酸化物、
ホウ素窒化物、水素を含有するホウ素窒化物、セリウム
酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チ
タン酸化物、タンタル酸化物やフッ化マグネシウムなど
を用いることができ、具体的には、ＳｉＯ_２膜、Ｔｉ
Ｏ_２膜、Ｔａ_２Ｏ_５膜などを挙げることができ
る。

【００９８】有機物質としては、ポリビニルアルコー
ル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミ
ド、ポリパラキシレン、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸
ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、
メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂やフォトレジ
スト樹脂などを用いることができ、具体的には、下記構
造式で示されるポリイミドなどを挙げることができる。

【００９９】更に、また無機物質絶縁性配向制御層の単
層、あるいは有機物質絶縁性配向制御層の単層で絶縁性
配向制御層が形成されていてもよい。

【０１００】

【化４０】

【０１０１】配向制御膜１４ａと１４ｂは、配向方向が
下配向膜１４ｂを基準として、上配向膜１４ａが、上配
向膜１４ａの方から見て、左回り（または右回り）に０
〜２５°の交差角を持って一軸配向処理を行い、かつ、
同一方向（図１で言えば矢印Ａ方向）になる様にラビン
グ処理してある。以下においては、上記の様に交差角を
定義する。この絶縁性配向制御層が無機系ならば、蒸着
法等で形成できる。

【０１０２】又、有機系ならば有機絶縁物質を溶解させ
た溶液又はその前駆体溶液（溶剤に０．１〜２０ｗｔ
％、好ましくは０．２〜２０ｗｔ％を配合）を用いて、
スピンナー塗布法、浸漬塗布法、スクリーン印刷法、ス
プレイ塗布法、ロール塗布法等で塗布し、所定の硬化条
件下（例えば加熱下）で硬化させることができる。

【０１０３】絶縁性配向制御層１３ａ，１３ｂ，１４
ａ，１４ｂの層厚は、各々、通常３〜１０００ｎｍ、好
ましくは３〜３００ｎｍ、更に好ましくは５〜２００ｎ
ｍが適している。

【０１０４】この２枚のガラス基板１１ａ，１１ｂはス
ペーサー１６によって任意の間隔に保たれている。例え
ば所定の直径を持つシリカビーズ、アルミナビーズをス
ペーサーとしてガラス基板２枚で挟持し、周囲をシール
剤、例えばエポキシ系接着剤を用いて接着する方法があ
る。その他スペーサーとして高分子フィルムやガラスフ
ァイバーを使用してもよい。

【０１０５】この２枚のガラス基板の間に強誘電性液晶
が封入されている。

【０１０６】強誘電性液晶が封入される液晶層１５は、
一般的には０．５〜２０μｍ、好ましくは、０．８〜５
μｍである。また素子とした場合に、良好な配向性を示
すモノドメイン状態を得るには、その強誘電性液晶が、
等方相からカイラルネマティック相（コレステリック
相）、スメクティックＡ相、カイラルスメクティックＣ
相と変化する相転移系列を有していることが望ましい。

【０１０７】また、ガラス基板１１ａ，１１ｂの外側に
は偏光板１７ａ，１７ｂが貼り合わせてある。図１は透
過型なので、光源を備えている。

【０１０８】この強誘電性液晶層を一対の基板間に挟持
した素子で、単純マトリクス表示装置とした場合では、
例えば、特開昭５９−１９３４２６号公報、特開昭５９
−１９３４２７号公報、特開昭６０−１５６０４６号公
報、特開昭６０−１５６０４７号公報などに開示された
駆動法を適用することができる。

【０１０９】図４は、駆動法の波形図の一例である。図
５は、本発明で用いたマトリクス電極を配置した強誘電
液晶パネルの平面図である。図５の液晶パネル５１に
は、走査電極群５２の走査線と情報電極群５３のデータ
線とが互いに交差して配線され、その交差分の走査線と
データ線との間には強誘電性液晶が配置されている。

【０１１０】本発明の液晶素子は、種々の液晶装置を構
成するが、特に表示素子として液晶表示装置を構成する
ものが好ましい。本発明による液晶素子を表示パネル部
に使用し、図９及び図１０に示した走査線アドレス情報
を持つ画像情報なるデータフォーマット及びＳＹＮＣ信
号による通信同期手段をとることにより、液晶表示装置
を実現する。

【０１１１】画像情報の発生は、本体装置側のグラフィ
ックスコントローラ１０２にて行われ、図９及び図１０
に示した信号転送手段に従って表示パネル１０３に転送
される。

【０１１２】グラフィックスコントローラ１０２は、Ｃ
ＰＵ（中央演算処理装置、以下ＧＣＰＵ１１２と略す）
及びＶＲＡＭ（画像情報格納用メモリ）１１４を核に、
ホストＣＰＵ１１３と液晶表示装置１０１間の画像情報
の管理や通信をつかさどっており、本発明による液晶素
子を用いた液晶表示装置の制御方法は主にこのグラフィ
ックスコントローラ１０２上で実現されるものである。

【０１１３】本発明に係る液晶素子におけるコーン角
Θ、見かけのチルト角θａ、液晶層の傾斜角δ、プレチ
ルト角α、及び自発分極Ｐｓは、以下の様にして測定す
ることができる。

【０１１４】＜コーン角Θの測定＞±３０Ｖ〜±５０
Ｖ、１〜１００ＨｚのＡＣ（交流）を液晶素子の上下基
板間に電極を介して印加しながら、直交クロスニコル
下、その間に配置された液晶素子を偏光板と平行に回転
させると同時に、フォトマル（浜松フォトニクス（株）
製）で光学応答を検知しながら、第１の消光位（透過率
が最も低くなる位置）及び第２の消光位を求める。そし
て、この時の第１の消光位から第２の消光位までの角度
の１／２をコーン角Θとする。

【０１１５】＜見かけのチルト角θａの測定＞液晶の閾
値の単発パルスを印加した後、無電界下、かつ直交クロ
スニコル下において、その間に配置された液晶素子を偏
光板と平行に回転させ、第１の消光位を求める。次に、
上記の単発パルスと逆極性のパルスを印加した後、無電
界下、第２の消光位を求める。この時の第１の消光位か
ら第２の消光位までの角度の１／２を見かけのチルト角
θａとする。

【０１１６】＜液晶層の傾斜角δの測定＞基本的には、
クラークやラガーウォルによって行われた方法（Ｊａｐ
ａｎＤｉｓｐｌａｙ‘８６，Ｓｅｐ．３０〜Ｏｃｔ．
２，１９８６，４５６〜４５８）、あるいは、大内らの
方法（Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．２７（５）（１９８８）７２５
〜７２８）と同様の方法により測定した。測定装置は、
回転陰極方式Ｘ線回折装置（ＭＡＣサイエンス製）を用
い、液晶セルのガラス基板へのＸ線の吸収を低減させる
ため、基板にはコーニング社製のマイクロシート（８０
μｍ）を用いた。

【０１１７】＜プレチルト角αの測定＞Ｊ．Ｊ．Ａ．
Ｐ．１９（１９８０）Ｎｏ．１０，ＳｈｏｒｔＮｏｔ
ｅｓ２０１３に記載されている方法（クリスタルロー
テイション法）に従って求めた。つまり、ラビングした
基板を平行、かつ反対方向にはり合わせて、厚さ２０μ
ｍのセルを作成し、チッソ（株）製の強誘電性液晶ＣＳ
−１０１４に、下記の構造式で示される化合物を重量比
で２０％混合したものを標準液晶として注入し、測定を
行った。

【０１１８】

【化４１】なお、この混合した液晶組成物は、１０〜５５℃でＳｍ
Ａ相を示す。

【０１１９】測定方法は、液晶セルを上下基板に垂直、
かつ配向処理軸を含む面で回転させながら、回転軸と４
５°の角度をなす偏光面を持つヘリウム・ネオンレーザ
光を回転軸に垂直な方向から照射して、その反対側で入
射偏光面と平行な透過軸を持つ偏光版を通して、フォト
ダイオードで透過光強度を測定した。

【０１２０】そして、干渉によってできた透過光強度の
スペクトルに対して、理論曲線と下記に示す式とフィッ
ティングを行うシミュレーションにより、プレチルト角
αを求めた。

【０１２１】

【数８】

【０１２２】＜自発分極の測定方法＞自発分極は、Ｋ．
ミヤサト他［三角波による強誘電性液晶の自発分極の直
接測定方法］（日本応用物理学会誌２２、１０号、Ｌ
（６６１）１９８３、（“ＤｉｒｅｃｔＭｅｔｈｏｄ
ｗｉｔｈＴｒｉａｎｇｕｌａｒＷａｖｅｓｆｏ
ｒＭｅａｓｕｒｉｎｇＳｐｏｎｔａｎｅｏｕｓＰ
ｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｎＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒ
ｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ”，ａｓｄｅｓｃ
ｒｉｂｅｄｂｙＫ．Ｍｉｙａｓａｔｏｅｔａ
ｌ．（Ｊａｐ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２２．Ｎｏ１
０．Ｌ６６１（１９８３）））によって測定した。

【０１２３】

【実施例】以下、実施例により、本発明について、更に
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。

【０１２４】実施例１下記構造の化合物を、下記に示す配合比にて配合して、
液晶組成物１を作成した。

【０１２５】

【化４２】

【０１２６】この液晶組成物に対して、下記に示す本発
明の例示液晶性化合物を下記の配合比にて配合し、液晶
組成物１Ｓ、１Ａ、１Ｂを作成した。なお、液晶組成物
１Ａ、１Ｂはそれぞれ、比較例１、２のために作成し
た。

【０１２７】

【０１２８】

【０１２９】

【０１３０】なお、本実施例１、及び、比較例１、２の
ために作成した液晶の相転移温度、及び、３０℃におけ
る自発分極の大きさ（Ｐｓ）、コーン角Θ、ならびに、
層の傾斜角δの値を表６に示す。

【０１３１】本実施例において、ガラス基板１１ａ，１
１ｂの厚さを１．１ｍｍとし、透明電極１２ａ，１２ｂ
としては、サイドメタル（モリブデン）付きのＩＴＯ膜
を用いた。さらに、該透明電極１２ａ，１２ｂの上に
は、透明誘電体膜としての酸化タンタルを、スパッタ法
により１５０ｎｍ厚に成膜した。また、配向制御膜１４
ａ，１４ｂとしては、３０ｎｍ厚のポリイミド膜を用い
ており、その形成は、ポリイミド前駆体溶液であるＬＱ
１８０２（日立化成（株）製）のＮＭＰ溶液を用いてス
ピンナー塗布法により行った。配向制御膜１４ａ，１４
ｂには、アセテート植毛布によるラビング処理を施して
いる。

【０１３２】またさらに、スペーサ１６としては平均粒
径１．２μｍのシリカマイクロビーズを用いており、ノ
ードソン静電散布方式で分布密度３００個／ｍｍ^２にな
るように散布した。さらに、シール材としては液状接着
剤（商品名：ストラクトボンド；三井東圧社製）を用い
ており、６μｍの膜厚になるように印刷塗布している。

【０１３３】次いで、２枚のガラス基板１１ａ，１１ｂ
を左回りに４〜１２°の交差角でかつ同方向に貼り合わ
せ、７０℃の温度下で２．８Ｋｇ／ｃｍ^３の圧力を５分
間印加することによって圧着し、さらに１５０℃の温度
下で０．６３Ｋｇ／ｃｍ^３の圧力を加えながら、４時間
かけて２種の接着剤を硬化し、セルを作製した。

【０１３４】その後の液晶セル内を約１０Ｐａまで減圧
し、前記の液晶組成物１、１Ｓ、１Ａ、１Ｂを等方性液
体相、または、コレステリック相で注入し、その後、コ
レステリック相とスメクチックＡ相を通してカイラルス
メクチックＣ相を生じる３０℃に冷却した。

【０１３５】この液晶素子を用いて、３０℃及び５℃に
おける配向性を観察すると共に、図４に示す駆動波形
（１／３．３バイアス比）で駆動マージンΔＶ（Ｖ_３−
Ｖ_１）を測定し駆動性を観察した（但し、ΔＴはＶ_１＝
１５．０Ｖになるように設定した。）。

【０１３６】また、３０℃における駆動時のコントラス
トの測定も同時に行った。本実験において、コントラス
ト（Ｃ／Ｒ）の測定は、光源の光量を一定にし、直交ク
ロスニコル間で、上記の液晶素子を無電界時の一方の消
光位（透過率が最も低くなる位置）に配置し、フォトマ
ルチメーター（浜松フォトニクス（株）製）で透過光量
を検知して測定した。色および黒の表示は、同様に図４
に示す駆動波形を用いて走査側±１１．２Ｖ（一部±
４．８Ｖ）、情報側±４．８Ｖ、すなわち図４中のＶｏ
ｐ＝１６．０Ｖで行った（ΔＴは同様にＶ_１＝１５．０
Ｖになるように設定した）。

【０１３７】本実施例における測定結果を表７に示す
が、ここにおける配向性とは、未駆動時の配向性を示
す。また、駆動電圧マージンのパラメータＭは、

【０１３８】

【数９】Ｍ＝（Ｖ_３−Ｖ_１）／（Ｖ_３＋Ｖ_１）で定義し、この値が大きい方が、駆動電圧の変動に対す
る画像表示能力の余裕度が大きい事を示している。（こ
の値が、０．１以上であれば実用上表示装置に用いるこ
とが可能であるといえる）

【０１３９】配向性、および駆動性のランクは次のよう
にした。配向性Ｃ１Ｕ：全領域Ｃ１ユニフォーム配向Ｃ１Ｔ：Ｃ１スプレイ配向の出現Ｃ２：Ｃ２配向の出現

【０１４０】駆動性Ｃ１Ｕ：Ｃ１ユニフォーム配向間のみのスイッチン
グＣ１Ｔ：Ｃ１スプレイ配向の出現Ｃ２：Ｃ２配向の出現

【０１４１】実施例２下記に示す液晶性化合物を各々下記に示すｗｔ％にて配
合し、液晶組成物２を作成した。

【０１４２】

【化４３】

【０１４３】

【化４４】

【０１４４】この液晶組成物に対して、下記に示す本発
明の例示液晶性化合物を下記の配合比にて配合し、液晶
組成物２Ｓ、２Ａ、２Ｂを作成し、実施例１、及び、比
較例１、２で用いた液晶組成物に替えて、これらの液晶
組成物を使用した以外は同様に液晶素子を作成し、実施
例１、及び比較例１、２と同様の評価を行った。結果を
表７に示す。

【０１４５】なお、液晶組成物２Ａ、２Ｂはそれぞれ、
比較例３、４のために作成した。

【０１４６】

【０１４７】

【０１４８】

【０１４９】なお、本実施例２及び比較例３、４のため
に作成した液晶の相転移温度、及び３０℃における自発
分極の大きさ（Ｐｓ）、コーン角Θ、ならびに層の傾斜
角δの値を表６に示す。

【０１５０】実施例３下記に示す液晶性化合物を各々下記に示すｗｔ％にて配
合し、液晶組成物３を作成した。

【０１５１】

【化４５】

【０１５２】

【化４６】

【０１５３】この液晶組成物に対して、下記に示す本発
明の例示液晶性化合物を下記の配合比にて配合し、液晶
組成物３Ｓ、３Ａ、３Ｂを作成し、実施例１及び比較例
１、２で用いた液晶組成物に替えて、これらの液晶組成
物を使用した以外は同様に液晶素子を作成し、実施例１
及び比較例１、２と同様の評価を行った。結果を表７に
示す。なお、液晶組成物３Ａ、３Ｂはそれぞれ、比較例
５、６のために作成した。

【０１５４】

【０１５５】

【０１５６】

【０１５７】なお、本実施例３及び比較例５、６のため
に作成した液晶の相転移温度、及び３０℃における自発
分極の大きさ（Ｐｓ）、コーン角Θならびに層の傾斜角
δの値を表６に示す。

【０１５８】実施例４実施例３で使用した、本発明の例示液晶性化合物に替え
て、下記に示す本発明の例示液晶性化合物を下記の配合
比にて配合し、液晶組成物４Ｓを作成した以外は実施例
１と同様に液晶素子を作成し、同様の評価を行った。結
果を表７に示す。

【０１５９】

【０１６０】なお、本実施例４に使用した液晶の相転移
温度、及び３０℃における自発分極の大きさ（Ｐｓ）、
コーン角Θ、ならびに層の傾斜角δの値は表６に示す。

【０１６１】実施例５実施例３で使用した、本発明の例示液晶性化合物に替え
て、下記に示す本発明の例示液晶性化合物を下記の配合
比にて配合し、液晶組成物５Ｓを作成した以外は実施例
１と同様に液晶素子を作成し、同様の評価を行った。結
果を表７に示す。

【０１６２】

【０１６３】なお、本実施例５に使用した液晶の相転移
温度、及び３０℃における自発分極の大きさ（Ｐｓ）、
コーン角Θ、ならびに層の傾斜角δの値は表６に示す。

【０１６４】実施例６実施例３で使用した、本発明の例示液晶性化合物に替え
て、下記に示す本発明の例示液晶性化合物を下記の配合
比にて配合し、液晶組成物６Ｓを作成した以外は実施例
１と同様に液晶素子を作成し、同様の評価を行った。結
果を表７に示す。

【０１６５】

【０１６６】なお、本実施例６に使用した液晶の相転移
温度、及び３０℃における自発分極の大きさ（Ｐｓ）、
コーン角Θ、ならびに層の傾斜角δの値は表６に示す。

【０１６７】表７より明らかなように、ベースとなる液
晶組成物１と比較して、液晶性化合物Ａ及びＢを同時に
含有させた本発明による液晶組成物１Ｓが、表示コント
ラスト、低温での駆動性が共に優れ、総合的に実用的で
あることがわかる。

【０１６８】一方、液晶性化合物Ａを加えた１Ａは表示
コントラストは向上しているが、低温での駆動性では劣
る。また、液晶性化合物Ｂを加えた１Ｂは逆に低温での
駆動性は向上しているが、表示コントラストは優れてい
るとは言えない。

【０１６９】このように低温駆動特性、表示コントラス
トの両方の特性を向上させる為には液晶化合物Ａ、Ｂを
共に含有させることが重要であり、更には、液晶化合物
Ａ、Ｂを各々単独で導入した場合よりも格段に効果があ
ることがわかる。

【０１７０】また、実施例２においても、液晶性化合物
Ａ、Ｂを同時に含有させた液晶組成物２Ｓは、ベースと
なる液晶組成物２、及び液晶性化合物Ａ、Ｂを各々単独
で導入した２Ａ、２Ｂと比較して、表示コントラスト、
低温駆動特性の両方の特性が向上している。

【０１７１】更に、実施例３においても、液晶性化合物
Ａ、Ｂを同時に含有させた液晶組成物３Ｓは、ベースと
なる液晶組成物３、及び液晶性化合物Ａ、Ｂを各々単独
で導入した３Ａ、３Ｂと比較して、表示コントラスト、
低温駆動特性の両方の特性が向上している。

【０１７２】同様に液晶性化合物Ａ、Ｂを同時に含有さ
せて調製した液晶組成物４Ｓ、５Ｓ、６Ｓも表示コント
ラスト、低温駆動特性の両方の特性を満足させている。

【０１７３】

【表６】

【０１７４】ここで、Ｃｒｙ；結晶相または高次のスメクチック相ＳｍＣ＊；カイラルスメクチックＣ相ＳｍＡ；スメクチックＡ相Ｃｈ；コレステリック相Ｉｓｏ；等方性液体相を各々示す。

【０１７５】

【表７】

【０１７６】表７中コントラスト測定の欄（Ｃ／Ｒ）に
おいて、“−”表示されているのは、コントラストが測
定不能であったことを意味する。

【０１７７】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、液
晶組成物中に一般式（Ａ）及び（Ｂ）で示される液晶性
化合物を組み合わせて含有させることによって、層の傾
斜角δの大きさが、低温側で単調増加していかないよう
に調整した場合でも、低温領域において、マトリクス駆
動時にＣ２配向状態を呈する領域が出現せず、低温領域
での駆動マージンの減少を抑制することが可能となり、
加えて、非選択時のパルスによる、液晶分子の揺らぎ現
象の程度を緩和し、駆動時におけるコントラストの低下
を防止する液晶組成物、及びこれを用いた液晶素子、更
にはこの液晶素子の駆動回路、及び光源を備えた液晶装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶素子の構成の一例を示す模式的断
面図である。

【図２】シェブロン構造におけるＣ１配向及びＣ２配向
状態を示す模式図である。

【図３】Ｃ１配向及びＣ２配向でのコーン角Θ、プレチ
ルト角α及び層の傾斜角δの関係を示す模式図である。

【図４】図１の液晶素子に印加した電界の波形、及びフ
ォトマルによって測定された光学応答波形と駆動波形と
の関係を示すためのタイミングチャート図である。

【図５】マトリクス電極を配置した液晶パネルの平面図
である。

【図６】従来技術の説明で述べた駆動法の波形図であ
る。

【図７】図６（Ｂ）に示す時系列駆動波形で実際の駆動
を行った時の表示パターンの模式図である。

【図８】駆動電圧を変化させた時の透過率の変化を表わ
すＶ−Ｔ特性図である。

【図９】本発明に係る液晶表示装置とグラフィックコン
トローラとの接続状態を示すブロック図である。

【図１０】本発明に係る液晶表示装置とグラフィックコ
ントローラとの間の画像情報通信状態を示すタイミング
チャート図である。

【符号の説明】

１１ａ，１１ｂ基板（ガラス基板）１２ａ，１２ｂ電極（透明電極）１３ａ，１３ｂ絶縁膜（絶縁性配向制御層）１４ａ，１４ｂ配向制御膜（絶縁性配向制御層）１５液晶層１６スペーサー１７ａ，１７ｂ偏光版４１白表示を行う時の電圧波形の一例４２黒表示を行う時の電圧波形の一例４３４２の駆動波形を印加した時の光学応答波形４４白書き込み波形選択期間４５黒書き込み波形選択期間５１液晶パネル５２走査電極群５３情報電極群１０１液晶表示装置１０２グラフィックスコントローラ１０３表示パネル１０４走査線駆動回路１０５情報線駆動回路１０６デコーダ１０７走査信号発生回路１０８シフトレジスタ１０９ラインメモリ１１０情報信号発生回路１１１駆動制御回路１１２ＧＣＰＵ１１３ホストＣＰＵ１１４ＶＲＡＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ (72)発明者山田修嗣東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者片桐一春東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者野口幸治東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（Ａ）及び一般式（Ｂ）で示
される液晶性化合物をそれぞれ０．１〜３０重量％含有
することを特徴とする液晶組成物。【化１】（式中、Ｒ₁は炭素原子数１〜１８の直鎖状または分岐
状のアルキル基を示し、Ｘ₁は単結合、−Ｏ−、【化２】を示し、Ｘ₂は単結合、−ＯＣＨ₂−、【化３】を示し、ｎは３〜１６の整数を示す。Ａ₁は【化４】を示す。）【化４】（式中、Ｒ₂は炭素原子数１〜１８の直鎖状または分岐
状のアルキル基を示し、Ｘ₃、Ｘ₄は単結合、−Ｏ−、【化５】を示し、ｍは３〜１６の整数を示す。Ａ₂は【化６】を示す。）
【請求項２】請求項１記載の液晶組成物がカイラルス
メクティックＣ相を有し、かつ０℃〜６０℃の範囲にお
いて、カイラルスメクティックＣ相の層の傾斜角δの大
きさが、３°〜１５°に調整されていることを特徴とす
る請求項１記載の液晶組成物。
【請求項３】前記液晶組成物が更に下記一般式（１）
で示される液晶性化合物を２５〜７５ｗｔ％、一般式
（２）で示される液晶性化合物を５〜２５ｗｔ％、一般
式（３）で示される液晶性化合物を５〜３０ｗｔ％、一
般式（４）で示される液晶性化合物を０．１〜３０ｗｔ
％、一般式（５）で示される液晶性化合物を１〜２５ｗ
ｔ％含有してなることを特徴とする請求項１記載の液晶
組成物。【化７】（式中、Ｒ₂₁、Ｒ₂₂は炭素原子数１〜１８の直鎖状また
は分岐状のアルキル基であり、該アルキル基中の１つも
しくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しな
い条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−Ｃ
Ｈ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていても
よく、Ｗはハロゲン、ＣＮ、ＣＦ₃ を示す。また、
Ｒ₂₁、Ｒ₂₂は光学活性であっても良い。Ｙ₁ は水素原子
またはフッ素原子を表す。ｐ，ｑは、０、１、２であっ
て、ｐ＋ｑは１または２である。）【化８】（式中、Ｂ₁ は、【化９】を表し、Ｙ₁ は水素原子またはフッ素原子を表す。Ｒ₂₃
は炭素原子数１〜１８の直鎖状または分岐状のアルキル
基であり、Ｒ₂₄は水素原子、ハロゲン、ＣＮ基または炭素原子数１
〜１８の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、
Ｒ₂₃、Ｒ₂₄の示す該アルキル基中の１つもしくは２つ以
上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条件で−Ｏ
−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていてもよく、Ｗはハロゲン、ＣＮまたはＣＦ₃ を示す。また、Ｒ₂₃、
Ｒ₂₄は光学活性であっても良い。）【化１０】（式中、Ｂ₂ は、【化１１】を表す。Ｒ₂₅、Ｒ₂₆は、炭素原子数１〜１８の直鎖状ま
たは分岐状のアルキル基であり、該アルキル基中の１つ
もしくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接し
ない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−
ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていて
もよく、Ｗはハロゲン、ＣＮまたはＣＦ₃ を示す。ま
た、Ｒ₂₅、Ｒ₂₆は光学活性であっても良い。）【化１２】（式中、Ｂ_３は、【化１３】を表し、Ｚは−Ｏ−または−Ｓ−を表す。Ｒ_２７、Ｒ
_２８は炭素原子数１〜１８の直鎖状または分岐状のアル
キル基であり、該アルキル基中の１つもしくは２つ以上
のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条件で−Ｏ
−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていてもよく、Ｗはハ
ロゲン、ＣＮまたはＣＦ_３を示す。また、Ｒ_２７、Ｒ
_２８は光学活性であっても良い。）【化１４】（式中、Ｒ₂₉、Ｒ₃₀は炭素原子数１〜１８の直鎖状また
は分岐状のアルキル基であり、該アルキル基中の１つも
しくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しな
い条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−Ｃ
Ｈ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていても
よく、Ｗはハロゲン、ＣＮまたはＣＦ₃ を示す。また、
Ｒ₂₉、Ｒ₃₀は光学活性であっても良い。）
【請求項４】前記一般式（１）で示される液晶性化合
物が下記一般式（１−１）〜（１−７）で示される液晶
性化合物であり、一般式（２）で示される液晶性化合物
が下記一般式（２−１）〜（２−５）で示される液晶性
化合物であり、一般式（３）で示される液晶性化合物が
下記一般式（３−１）〜（３−９）で示される液晶性化
合物であり、一般式（４）で示される液晶性化合物が下
記一般式（４−１）〜（４−６）で示される液晶性化合
物であることを特徴とする請求項３記載の液晶組成物。【化１５】【化１６】（式中、Ｒは、水素原子、ハロゲン、ＣＮ基または炭素
原子数１〜１８の直鎖状、分岐状または環状のアルキル
基であり、該アルキル基中の１つもしくは２つ以上のメ
チレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条件で−Ｏ−、−
Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡
Ｃ−によって置き換えられていてもよく、Ｗはハロゲ
ン、ＣＮまたはＣＦ₃ を示す。また、Ｒは光学活性であ
っても良い。Ｙ₁ は水素原子またはフッ素原子を表
す。）
【請求項５】カイラルスメクティック液晶と、該液晶
を挟持して対向すると共に、その対向面にそれぞれ上記
液晶に電圧を印加する電極が形成され、かつ、液晶を配
向させるための一軸性配向軸が平行あるいは互いに所定
の角度で交差した配向処理が施された一対の基板とを備
えた液晶素子において、該カイラルスメクティック液晶
が請求項１乃至４のいずれかの項に記載の液晶組成物で
あることを特徴とする液晶素子。
【請求項６】カイラルスメクティック液晶、及びその
液晶素子の室温近傍におけるプレチルト角をα、コーン
角Θ、液晶の層の傾斜角をδとすれば、カイラルスメク
ティック液晶が、下記（Ｉ）式及び（ＩＩ）式で表され
る配向状態を有し、かつこの配向状態において、少なく
とも２つの安定状態を示し、それらの光学軸のなす角度
の１／２である、見かけのチルト角θａとコーン角Θと
が、下記（ＩＩＩ）式の関係を有する請求項５記載の液
晶素子。【数１】 Θ＜α＋δ （Ｉ） δ＜α （ＩＩ） Θ＞θａ＞Θ／２（ＩＩＩ）
【請求項７】前記一軸性配向軸の交差角が０°〜２５
°である請求項５または６に記載の液晶素子。
【請求項８】前記プレチルト角αの大きさが５°以上
である請求項５乃至７のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項９】請求項５乃至８のいずれかに記載の液晶
素子を具備した液晶装置。
【請求項１０】該液晶素子の駆動回路を具備した請求
項９記載の液晶装置。
【請求項１１】更に光源を具備する請求項１０記載の
液晶装置。