JPH10121046A

JPH10121046A - 反強誘電性液晶組成物

Info

Publication number: JPH10121046A
Application number: JP27085796A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Matsumoto; 隆宏松本; Masahiro Kino; 正博城野; Tomoyuki Yui; 知之油井; Hironori Motoyama; 裕規本山
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1996-10-14
Filing date: 1996-10-14
Publication date: 1998-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】実用性の優れた反強誘電性液晶組成物を見い
だす。【解決手段】下記の一般式(1) で示される反強誘電性
液晶に、一般式(2)で表される反強誘電性液晶、一般式
(3) で表されるラセミ化合物及び一般式(4)で表される
アキラル化合物を混合してなる反強誘電性液晶組成物。【化１】（式中、R¹、R²、R³およびR⁴はそれぞれ独立に炭素数８
〜10の直鎖アルキル基、C*は不斉炭素、X¹、X²、X³およ
びX⁴はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であ
り、a は５〜８の整数、b は２以上の偶数、d は４〜８
の整数、e は５〜８の整数、f は６〜10の整数であ
る。) 【効果】本発明の反強誘電性液晶組成物は、広い温度
範囲で反強誘電相を有し、配向性、急峻性に優れかつ、
高速応答を示し、かつ高いコントラストを示し、そのた
め表示品質に優れた液晶表示素子を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な反強誘電性液晶
組成物及びそれを用いた液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、低電圧作動性、低消費
電力性、薄型表示が可能である事等により、現在までに
各種の小型表示素子に利用されてきた。しかし、昨今の
情報、ＯＡ関連機器分野、あるいは、テレビ分野への液
晶表示素子の応用、用途拡大に伴って、これまでのＣＲ
Ｔ表示素子を上回る表示容量、表示品質を持つ高性能大
型液晶表示素子の要求が、急速に高まってきた。

【０００３】しかしながら、現在のネマチック液晶を使
用する限りにおいては、液晶テレビ用に採用されている
アクテイブマトリックス駆動液晶表示素子でも、製造プ
ロセスの複雑さと歩留りの低さにより、その大型化、低
コスト化は容易ではない。又、単純マトリックス駆動の
ＳＴＮ型液晶表示素子にしても、大容量駆動は必ずしも
容易ではなく、応答時間にも限界があり動画表示は困難
である。更にネマチック液晶を用いた表示素子は、視野
角が狭いということが、大きな問題になってきている。
従って、ネマチック液晶表示素子は、上記の高性能大型
液晶表示素子への要求を、満足するものとはいい難いの
が実状である。

【０００４】このような状況のなかで、高速液晶表示素
子として注目されているのが、強誘電性液晶を用いた液
晶表示素子である。クラ−クとラガバ−ルにより発表さ
れた、表面安定化型強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）素子
は、その従来にない速い応答速度と広い視野角を有する
事が注目され、そのスイッチング特性に関しては詳細に
検討されおり、種々の物性定数を最適化するため、多く
の強誘電性液晶が合成されている。しかしながら、しき
い値特性が不十分である、層の構造がシェブロン構造を
しているなどからコントラストが不良である、高速応答
が実現されていない、配向制御が困難でＳＳＦＬＣの最
大の特徴の１つである双安定性の実現が容易でない、機
械的衝撃に依って配向が破壊されそれの回復が困難であ
るなどの問題があり、実用化にはこれらの問題の克服が
必要である。

【０００５】これとは別に、ＳＳＦＬＣと異なるスイッ
チング機構の素子の開発も、同時に進められている。反
強誘電相を有する液晶物質（以下、反強誘電性液晶物質
と呼ぶ）の三安定状態間のスイッチングも、これらの新
しいスイッチング機構の１つである(Japanese Journal
of Applied Physics, Vol.27, pp.L729, (1988))。反強
誘電性液晶素子は、３つの安定な状態を有する。すなわ
ち、強誘電性液晶素子で見られる、２つのユニフォ−ム
状態(Ur,Ul) と第三状態である。この第三状態が、反強
誘電相であることをChandaniらが報告している(Japanes
e Journal of Applied Physics, Vol.28, pp.L1261, (1
989)、Japanese Journal of Applied Physics, Vol.28,
pp.L1265, (1989))。このような三安定状態間のスイッ
チングが、反強誘電性液晶素子の第１の特徴である。

【０００６】反強誘電性液晶素子の第２の特徴は、印加
電圧に対して明確なしきい値が存在することである。更
に、メモリ−性を有しており、これが反強誘電性液晶素
子の第３の特徴である。これらの優れた特徴を利用する
ことにより、応答速度が速く、コントラストが良好な液
晶表示素子を実現できる。又、もう一つの大きな特徴と
して、層構造が、電界により容易にスイッチングする事
があげられる(Japanese Journal of Applied Physics,
Vol.28, pp.L119,(1989)、Japanese Journal of Applie
d Physics, Vol.29, pp.L111, (1990)) 。このことによ
り、欠陥が極めて少なく、配向の自己修復能力のある液
晶表示素子の作製が可能となり、コントラストに優れた
液晶素子を実現できる。

【０００７】更に、強誘電性液晶では殆ど不可能である
電圧階調が、反強誘電性液晶では可能であることが実証
され、フルカラー化への道が開け、一層反強誘電性液晶
の重要性が増してきている（第４回強誘電性液晶国際会
議予稿集、77頁、(1993)) 。しかしながら、実用化を目
指す場合，反強誘電性液晶に求められる条件は、多岐に
わたる。特に重要な主な条件としては、次のような項目
が考えられる。

【０００８】第１の条件として、広い動作温度範囲を確
保するために、反強誘電相の温度範囲が室温付近を中心
として広く存在することが必要である。通常見いだされ
ている反強誘電性液晶は、比較的反強誘電相の温度範囲
が狭く、室温付近を中心に幅広い温度範囲で反強誘電相
を有する液晶はそれほど多くない。従って、２種類以上
の反強誘電性液晶を混合して、反強誘電相の温度範囲を
広げるなどの試みがなされている（特願平7-555850号)
。

【０００９】第２の条件として、良好な配向を得るため
にスメクチックＡ相が存在している必要がある。もっと
も良好な配向を得るためには、カイラルネマチック相が
存在することが必要であるといわれている。しかしなが
ら、現在までカイラルネマチック相を有する反強誘電性
液晶は見いだされていない。このため、反強誘電性液晶
材料においては少なくともスメクチックＡ相が存在する
必要があり、この相が存在しない場合は、殆ど液晶を配
向させることはできない。一方、比較的物性のバランス
の取れた反強誘電性液晶は、スメクチックＡ相を有して
いないことが多い。そのため、スメクチックＡ相を賦与
するために適当な反強誘電性液晶、或いは光学活性化合
物を混合する事などが行われている（特願平7-555850
号) 。

【００１０】第３の条件として、高いコントラストを得
るためには、大きなチルト角と配向欠陥が少ないことが
必要である。反強誘電性液晶のコントラストは、強誘電
状態の光透過率（白状態）を反強誘電状態の光透過率
（黒状態）で割った値で示される。したがって、強誘電
状態の光透過率ができるだけ大きく、反強誘電状態の光
透過率ができるだけ小さいことがコントラスト向上の為
に必要である。強誘電状態の光透過率は、液晶のチルト
角によって決まる。すなわち、チルト角は大きければ大
きいほど素子の光透過率は大きくなる。しかし、チルト
角は何らかの物質の混合によって、大きくする手段は殆
どなく、液晶によって決まってしまう。また、一般にチ
ルト角は反強誘電性液晶の特性を改善するために種々の
物質を混合したとき低下する傾向が強く、いかにしてチ
ルト角の低下を防ぎつつ、物性を整えるかということが
大きな課題となる。

【００１１】もう一方の反強誘電状態の光透過率を抑制
することがコントラスト向上にもっとも大きな影響を与
える。反強誘電状態の光透過率はできるだけ小さいこと
が好ましい。光透過率が大きくなる原因としては配向欠
陥の存在、配向方向の異なるドメインの存在などがあ
る。これらは、適当な物質を反強誘電性液晶に混合する
ことによって大きく改善することが可能である（特願平
8-180617号) 。

【００１２】第４の条件として、高い駆動マージンを得
るために印加電圧に対し、反強誘電状態から強誘電状態
へ転移するときの光透過率の変化が急峻であることが必
要である。反強誘電性液晶を表示素子とする場合、通常
は絶縁膜及び配向膜が塗られた２枚のガラス基板の間に
反強誘電性液晶が挟持される。絶縁膜は基板間における
短絡を防止するために設ける必要があり、短絡を完全に
防止するためにある一定の膜厚が必要である。また、配
向膜は液晶分子を一定の方向に並べるために必要であ
り、液晶分子が並ぶときに生じる配向欠陥を、できるだ
け少なくするために、やはりある一定の膜厚が必要であ
る。

【００１３】この様にして形成された液晶素子に電圧を
印加した場合、現象的には絶縁膜、配向膜が薄い場合に
は、或いは絶縁膜、配向膜がない場合には、反強誘電状
態から強誘電状態への相転移は印加電圧に対して急峻に
起こる。しかしながら、実用上必要とされる、絶縁膜と
配向膜の膜厚下では、反強誘電状態から強誘電状態への
相転移は印加電圧に対して、緩やかにおこる。反強誘電
性液晶素子の駆動は、メモリー効果を出すために、書き
込みのための電圧を印加した後、書き込み電圧より低い
電圧の保持電圧をある一定時間印加し続ける。

【００１４】急峻性の乏しい液晶素子では、選択できる
保持電圧の範囲が極めて狭くなり、極端な場合は、保持
電圧を設定できず、メモリー性を確保できなくなる。こ
のことは、反強誘電性液晶素子が成立しなくなることを
意味し、重大な問題となる。また、急峻性が低い材料ほ
ど選択できる保持電圧の幅は狭く、いわゆる駆動マージ
ンが低下してしまう。実用素子を構成する液晶材料とし
てはできるだけ急峻性の高い材料であることが好ましい
ことになる。

【００１５】第５の条件として応答時間ができるだけ速
いことが望ましい．年々液晶デイスプレーの表示品位に
対する要求は厳しくなってきており、特に走査線数の多
い高精細デイスプレーの実現は不可欠になってきてい
る。走査線数の多いデイスプレーの実現のためには応答
速度の高速化が必要である。反強誘電性液晶の場合、反
強誘電状態から強誘電状態へ、強誘電状態から反強誘電
状態への二つのスイッチングが存在する。この電圧によ
る二つのスイッチング速度、即ち、応答速度が表示素子
の表示品質を決める重要な因子となる。

【００１６】反強誘電状態から強誘電状態への応答速度
(=応答速度I)は、例えば、線順次走査する単純マトリッ
クス駆動に於て、走査線一ライン当りの書き込み速度と
なるので一画面を構成する走査線数を決定することにな
りもっとも重要である。応答速度I が速ければ速いほど
走査線数を増やすことができ、高精細素子の実現が可能
となる。

【００１７】また、強誘電状態から反強誘電状態への応
答速度(=応答速度II) は、素子の駆動方法の設計により
必要とされる速度は変わる。例えば、オフセット電圧の
設定電圧によって変わるものである。しかし、余りにも
応答速度IIが速い場合は強誘電状態を維持（明或は暗状
態の維持）できず、逆に余りにも遅い場合には強誘電状
態から反強誘電状態への変化（明或は暗状態から暗或は
明状態への書換え）が起こらず、不都合となる。応答速
度IIは、駆動方法を決定した後に最適な値を設定するこ
とになる。以上、高精細素子の実現のためには、応答速
度I が高速であることが極めて重要である。以上のよう
に、実用材料であるためには上記の要因を全て満たした
材料である必要がある。しかしながら、現在まで上記要
因全てを満足するような材料が得られていないのが実情
である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】実用上、反強誘電性液
晶材料は、上述したように第１から第５の条件全てを満
たす材料である必要がある。第１の条件である、広い動
作温度範囲を確保するためには、反強誘電相の上限温
度、下限温度の拡大の両方を同時に行う必要がある。液
晶素子の使用目的によって、反強誘電性液晶相の存在範
囲は若干異なるが、一般的には上限温度が少なくとも40
℃以上、好ましくは50℃以上である。また、下限温度は
少なくとも10℃以下、好ましくは０℃以下である。この
様な目的の達成のためには、通常できるだけ反強誘電相
の下限温度が低い材料を用い、これに上限温度の高い反
強誘電性液晶材料を混合して、反強誘電相の温度範囲の
広い液晶組成物を作り出すのが比較的容易な手法であ
る。しかしながら、他の諸物性をそれほど犠牲にせず、
必要な反強誘電相の温度範囲を確保することは、材料の
種類が限られているなどの点からそれほど容易に達成で
きることではない。

【００１９】第２の条件として、スメクチックＡ相の存
在が必要である。反強誘電性液晶の場合、良好な配向を
得るためにはこの条件は不可欠である。スメクチックＡ
相を有する反強誘電性液晶は一般的に物性的に不満足な
ものが多い。そのため、比較的物性的に優れたスメクチ
ックＡ相を有しない反強誘電性液晶に小量のスメクチッ
クＡ相を有する反強誘電性液晶、或いは光学活性化合物
を混合してスメクチックＡ相を有する反強誘電性液晶と
するのが妥当な方法である。しかしながら、この場合も
その他の諸物性に悪影響ができるだけ及ばないようにす
るためには、使用できる添加液晶、光学活性化合物は極
めて限定される。

【００２０】第３の条件として、液晶素子は高いコント
ラストを実現しなければならない。特に、最近のアクテ
イブマトリックス駆動素子、ＳＴＮ駆動素子のコントラ
スト向上に関する技術向上はめざましい。したがって、
反強誘電性液晶素子においても、高いコントラストの実
現が最大の課題となる。前述したように高いコントラス
トは、液晶材料の大きなチルト角と液晶分子配向の欠陥
を少なくすることによって達成できる。このうち、液晶
材料のチルト角は材料固有の値であり、何らかの手段に
よって大きくすることは不可能であり、大きなチルト角
を有する液晶を合成するしかない。現在のところ他の諸
物性を考慮し実用上使用できると考えられる液晶材料の
最大チルト角は38゜ぐらいである。

【００２１】また、コントラストの定義から分かるとお
り、コントラスト改善のためには、反強誘電状態の光透
過率をできるだけ小さくすることが効率的な改善法とな
る。反強誘電状態での光透過率が大きくなる原因は配向
欠陥による。即ち、これまでに合成された反強誘電性液
晶の多くは、スメクチック相の層法線方向がラビング軸
から傾いて配向する。

【００２２】以降、ラビング軸からの層法線方向の傾き
角を配向のずれ角（θ）と呼ぶ。液晶セルは通常、ラビ
ング処理したガラス基板をラビング方向が平行あるいは
反平行になるように貼り合わせて作製する。ラビング軸
から傾いて配向する反強誘電性液晶をこの様なセルに充
填した場合、上側のガラス基板から成長した液晶と下側
のガラス基板から成長した液晶とでは配向方向が２θ異
なり、しかもそれぞれの基板から成長した液晶の領域が
結合する際、結合部分に欠陥が発生する。全体の分子配
向方向が一様でないこと、配向のずれ角に起因する欠陥
が存在することから、この様なセルにおける反強誘電状
態の光透過率は非常に大きくなる。

【００２３】この様な問題を解消する方法として、上下
ガラス基板のラビング方向を２θずらす方法と液晶材料
のずれ角を小さくする方法とが考えられる。上下ガラス
基板のラビング方向をずらすことは容易であるが、液晶
単体の種類、液晶組成物の種類によってずれ角は異なる
ので、ずらす角度は用いる液晶ごとに随時変える必要が
ある。一方、配向のずれ角に関する報告はこれまで行な
われていないが、配向のずれ角を容易に小さくすること
ができれば、液晶セル製作上の煩わしさを解消でき、均
一な配向が達成できる。

【００２４】即ち、ラビング軸に対してある傾きをもっ
て配向する反強誘電性液晶あるいは、これとは反対の傾
きを持って配向する反強誘電性液晶あるいは光学活性化
合物から選ばれた化合物の一つを混合することにより、
配向のずれ角の小さな反強誘電性液晶組成物を得ること
ができ、その結果、配向が均一で反強誘電状態の光透過
率が極めて小さな液晶素子が得られる。この様に、配向
状態を改善できる化合物が存在することは事実である
が、その他の諸物性への影響を考慮すると現実に使用で
きる化合物はかなり限定される。

【００２５】第４の条件として、高い駆動マージンを得
るために印加電圧に対し反強誘電状態から強誘電状態へ
の相転移が急峻に変化することが必要である。液晶素子
の急峻性は、配向膜と絶縁膜の膜厚に大きく関係してい
ることが実験的に認められているが、これに対する考察
から、ヒステリシスの歪の大きな原因は自発分極と配向
膜の相互作用によるものであると言える。したがって、
ヒステリシスに歪みのない液晶素子を得るためには、相
互作用をできるだけ減らすことである。そのための具体
策としては、誘電率の高い配向膜を用いる、配向膜を薄
くする、液晶の自発分極を小さくすることなどがあげら
れる。このうち、誘電率の高い配向膜材料を選択するこ
とはなかなか困難である。そのため、配向膜を薄くす
る、液晶材料の自発分極を小さくするなどが具体的な対
策となる。

【００２６】一般的に反強誘電性液晶の自発分極はかな
り大きく、比較的諸物性に優れた液晶材料のそれは200n
c/cm2 以上である。このため、配向膜の膜厚をかなり薄
くしないと、ヒステリシスの歪みが相当大きくなってし
まう。しかし、配向膜の膜厚を薄くすると、液晶分子の
配向状態が不良になりコントラストが確保できないとい
う問題が生じてくる。従って、配向膜を薄くしてヒステ
リシスの歪みを是正するという手段は、かなりの制限を
受けることになる。一方、液晶材料の自発分極は、まっ
たく自発分極を持たない適当な化合物を混合することに
よって、即ち希釈することによって下げるという手段を
とらざるを得ない。しかしながら、液晶の応答速度は印
加電圧と自発分極の積で決まるので、適当な化合物の混
合によって単純に自発分極を下げた場合は、応答速度が
低下してしまうという新たな問題が発生する。

【００２７】従って、従来実用上の点からヒステリシス
のない素子を得るためには、自発分極が小さくかつしき
い値電圧が小さく、粘性の低い反強誘電性液晶を開発せ
ざるを得ないと考えが主流であった。しかしながら、こ
のような反強誘電性液晶を開発するという試みは十分に
成功していない。

【００２８】第５の条件である応答速度の速い材料を得
るためには，液晶材料の粘性を下げることがもっとも有
効な方法となる。粘性を下げるためには、低分子の化合
物を添加することになるが、この様な化合物を添加する
と確かに応答性は改善されるが、反強誘電相の上限温度
が低下する、チルト角が低下するなどの悪影響も発生す
る。従って、応答性能を改善し、かつ反強誘電相の上限
温度、チルト角にできるだけ影響を及ぼさないような化
合物を見いだすことが重要である。

【００２９】以上のように、実用材料であるためには上
記の５つの条件を全て満たした材料である必要があり、
そのような材料を実現できる構成成分を開発することが
重要である。しかしながら、現在まで上記要因全てを満
足するような材料が得られておらず、またそれを実現す
る構成成分も見いだされていないのが実情である。本発
明はこの様な観点からなされたものであり、上記条件を
満たす実用材料を提供するものである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、下
記の一般式(1) で示される反強誘電性液晶に、一般式
(2) で表される反強誘電性液晶、一般式(3) で表される
ラセミ化合物及び一般式(4) で表されるアキラル化合物
を混合してなる反強誘電性液晶組成物である。

【００３１】

【化２】（式中、R¹、R²、R³およびR⁴はそれぞれ独立に炭素数８
〜10の直鎖アルキル基、C*は不斉炭素、X¹、X²、X³およ
びX⁴はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であ
り、a は５〜８の整数、b は２以上の偶数、d は４〜８
の整数、e は５〜８の整数、f は６〜10の整数であ
る。)

【００３２】本発明で用いる一般式(1) で示される反強
誘電性液晶としては、X¹はフッ素原子、ａは５、ｂは２
であることが好ましい。一般式(2) で表される反強誘電
性液晶としては、X²はフッ素原子、d は５であることが
好ましい。一般式(3) で表されるラセミ化合物として
は、X³はフッ素原子であることが好ましい。また、一般
式(4) で表されるアキラル化合物としては、X⁴はフッ素
原子であることが好ましい。

【００３３】一般式(1) で示される反強誘電性液晶は、
組成物のベースとなる成分であり、組成物の45モル％以
上用いるのが好ましい。一般式(2) で示される反強誘電
性液晶の添加量は、組成物の10〜30モル％、一般式(3)
で示されるラセミ化合物の添加量は 5〜25モル％、一般
式(4) で示されるアキラル化合物の添加量は 5〜20モル
％の範囲からそれぞれ選択することが好ましい。上記の
ようにして得られた反強誘電性液晶組成物の相系列は、
結晶相、反強誘電相、スメクチックＡ相、等方相からな
っていることが好ましい。また、スメクチックＡ相と反
強誘電相との間の転移温度が40℃以上、反強誘電相と結
晶相との間の転移温度が−10℃以下であることが実用材
料としては好ましい。

【００３４】本発明で得られる反強誘電性液晶組成物の
チルト角は、実用上必要なコントラストと一定の輝度を
得るために30゜以上であることが好ましい。更に、本発
明で得られた反強誘電性液晶組成物の反強誘電状態にお
ける光透過率は２％以下であることが、高いコントラス
トを得るために必要である。本発明で得られる反強誘電
性液晶組成物の急峻性は 0.6％／Ｖ以上であることが、
一定の駆動マージンを確保するために好ましい。尚、応
答時間は素子の走査線数、駆動電圧に依存するの一義的
に決定することはできない。

【００３５】本発明の一般式(1) 、(2) で示される反強
誘電性液晶は、既に本発明者らが示した方法によって簡
便に製造することができる（特開平4-198155号公報）。
例えば、一般式(1) 、(2) で示される反強誘電性液晶は
次のような方法によって製造される。 (イ) AcO-Ph-COOH + SOCl₂ → AcO-Ph-COCl (ロ) (イ) + R*OH → AcO-Ph-COOR* (ハ) (ロ) + Ph-CH₂NH₂ → HO-Ph-COOR* (ニ) RO-Ph-Ph-COOH + SOCl₂ → RO-Ph-Ph-COCl (ホ) (ハ) + (ニ) → 反強誘電性液晶式中の AcO- はアセチル基、-Ph-は1,4-フェニレン基、
R*は光学活性アルコール残基、Ph- はフェニル基をそれ
ぞれ示す。

【００３６】上記製造法について、以下に簡単に説明す
る。(イ) は、フッ素置換あるいは無置換のp-アセトキシ
安息香酸の塩化チオニルによる塩素化反応である。(ロ)
は、塩素化物(イ) と光学活性アルコールとの反応による
エステル化である。(ハ) は、エステル(ロ) の脱アセチル
化である。(ニ) は、アルキルオキシビフェニルカルボン
酸の塩素化反応である。(ホ) は、フェノール(ハ) と塩素
化物(ニ) との反応による液晶の生成である。

【００３７】また、一般式(3), (4)で示される化合物は
例えば次のような方法によって製造される（特願平7-32
5923号) 。 (イ) HO-Ph-COOH + RCOCl → RCOO-Ph-COOH (ロ) (イ) + SOCl₂ → RCOO-Ph-COCl₂ (ハ) AcO-Ph-COOH + SOCl₂ → AcO-Ph-COCl (ニ) AcO-Ph-COCl + ROH → AcO-Ph-COOR (ホ) AcO-Ph-COOR + Ph-CH₂NH₂ → HO-Ph-COOR (ヘ) (ロ) + (ホ) → 目的物式中の AcO- はアセチル基、-Ph-は1,4-フェニレン基、
R はラセミアルコール又はアルコール残基、Ph- はフェ
ニル基をそれぞれ示す。

【００３８】上記製造法について、以下に簡単に説明す
る。(イ) は、p-ヒドロキシ安息香酸と酸クロライドとの
反応である。(ロ) は、(イ) の塩化チオニルによる塩素化
である。(ハ) は、p-アセトキシ安息香酸の塩化チオニル
による塩素化反応である。(ニ) は、(ハ) とアルコールと
の反応である。(ホ) は、(ハ) の脱アセチル化反応であ
る。(ヘ) は、(ロ) と(ホ) との反応による目的物の生成で
ある。

【００３９】

【実施例】次に、実施例及び比較例を掲げて本発明を更
に具体的に説明するが、本発明はもちろんこれに限定さ
れるものではない。実施例１本発明の一般式(1) 、(2) 、(3) 、(4) で表される化合
物の中から、下記の化合物を選択し、組成物を調製し
て、その相系列、応答時間、チルト角、反強誘電状態に
おける光漏れ、急峻性を測定した。結果を表１、表２に
示した。一般式化学式モル％ (1) C₉H₁₉-O-Ph-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CF₃)(CH₂)₅OC₂H₅ 49 (2) C₉H₁₉-O-Ph-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CH₃)C₅H₁₁ 21 (3) C₉H₁₉-COO-Ph-COO-Ph(3F)-COO-CH(CH₃)C₆H₁₃ 15 (4) C₉H₁₉-COO-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C₇H₁₅ 15 式中の-Ph-は1,4-フェニレン基、-Ph(3F)-は3-位にフッ
素置換した1,4-フェニレン基、C*は不斉炭素をそれぞれ
示す。

【００４０】相系列は偏光顕微鏡下でのテクスチャー観
察、及びＤＳＣ測定により求めた。応答時間、チルト
角、光漏れ、急峻性は次のようにして求めた。ラビング
処理したポリイミド薄膜(30nm)を有する ITO電極付の液
晶セル（セル厚２μｍ）に、上記化合物を等方相の状態
で充填した。このセルを、毎分 1.0℃で徐冷して、液晶
を配向させた。セルを直交する偏向板間に液晶の層方向
がアナライザ−またはポ−ラライザ−と平行になるよう
に設置した。応答時間 (応答時間I : 反強誘電状態から
強誘電状態へ変化する時) は、30℃で30V, 10Hz の三角
波電圧を印加し、光透過率が最大を 100％、最小を 0％
とし、10％から90％に変化するに要する時間と定義して
求めた。チルト角は、30℃でテストセルに±30V, 30Hz
の三角波電圧を印加し、暗視野がでるまでテストセルを
回転し、その角度から求めた。

【００４１】光漏れ（反強誘電状態における光透過率）
は、次のようにして求めた。テストセルを30℃まで冷却
し、±30V, 30Hz の矩形波電圧を５分間印加してジグザ
グ欠陥を減らした。また、この時、セルを透過してくる
光量をフォトマルチプライヤーにより検出し、液晶のス
イッチング時に発現する両強誘電状態の透過光量が等し
くなるようにテストセルを回転した。電圧印加後、反強
誘電状態における透過光量をフォトマルチプライヤーに
より求めた。更に、セルに30Ｖの直流電圧を印加し強誘
電状態とし、この時の透過光量をフォトマルチプライヤ
ーにより求めた。次に、空セルを直交する偏光板間にお
き、同様に透過光量を求めた。この透過光量を偏光板に
よる光漏れとした。強誘電状態の透過光量を 100％、空
セルの透過光量を 0％とし、反強誘電状態の光透過率
（光漏れ）を求めた。

【００４２】急峻性はテストセルに±30V, 30Hz の三角
波電圧を印加したとき、反強誘電状態から強誘電状態へ
変化する際のヒステリシス曲線において、次のように定
義して求めた。急峻性＝ (0.9−0.1)／(V₉₀−V₁₀) (単位; 1/V) V₉₀; 90％透過率における電圧 V₁₀; 10％透過率
における電圧この式で得られた値が大きいほど急峻性に優れていると
いうことになる。

【００４３】実施例２本発明の一般式(1) 、(2) 、(3) 、(4) で表される化合
物の中から、下記の化合物を選択し、組成物を調製し
て、その相系列、応答時間、チルト角、反強誘電状態に
おける光漏れ、急峻性を測定した。結果を表１、表２に
示した。一般式化学式モル％ (1) C₉H₁₉-O-Ph-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CF₃)(CH₂)₅OC₂H₅ 52.5 (2) C₈H₁₇-O-Ph-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CH₃)C₅H₁₁ 22.5 (3) C₉H₁₉-COO-Ph-COO-Ph(3F)-COO-CH(CH₃)C₆H₁₃ 15 (4) C₉H₁₉-COO-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C₇H₁₅ 10 式中の-Ph-、-Ph(3F)-、C*は実施例１と同様である。

【００４４】比較例１本発明の一般式(1) 、(2) で表される化合物の中から、
下記の化合物を選択し、組成物を調製して、その相系
列、応答時間、チルト角、反強誘電状態における光漏
れ、急峻性を測定した。結果を表１、表２に示した。一般式化学式モル％ (1) C₉H₁₉-O-Ph-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CF₃)(CH₂)₅OC₂H₅ 60.0 (2) C₈H₁₇-O-Ph-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CH₃)C₅H₁₁ 40.0 式中の-Ph-、-Ph(3F)-、C*は実施例１と同様である。

【００４５】

【表１】相系列実施例１ Cr(<-20)SCA*(71)SC*(73)SA(88)I 〃２ Cr(<-20)SCA*(72)SC*(76)SA(90)I 比較例１ Cr(<-10)SCA*(58)SC*(101)SA(111)I 相系列中の () 内の数値は転移温度 (℃) 、Crは結晶
相、SCA*は反強誘電相、SC* は強誘電相、SAはスメクチ
ックＡ相、I は等方相をそれぞれ示す。

【００４６】

【表２】項目応答時間チルト角光漏れ急峻性 (単位) (μ秒) (°) (％) (１／Ｖ) 実施例１ 35 30 1.6 0.7 〃２ 40 31 1.0 0.8 比較例１ 106 35 1.5 0.3

【００４７】

【発明の効果】本発明は、新規な反強誘電性液晶組成物
を提供することができるものである。そして、本発明に
より提供された新規な反強誘電性液晶組成物は、広い温
度範囲を有し、配向性、急峻性に優れかつ、高速応答を
示し、かつ、高いコントラストを示し、そのため表示品
質に優れた反強誘電性液晶表示素子を実現できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本山裕規茨城県つくば市和台22番地三菱瓦斯化学株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の一般式(1) で示される反強誘電性
液晶に、一般式(2)で表される反強誘電性液晶、一般式
(3) で表されるラセミ化合物及び一般式(4)で表される
アキラル化合物を混合してなる反強誘電性液晶組成物。【化１】（式中、R¹、R²、R³およびR⁴はそれぞれ独立に炭素数８
〜10の直鎖アルキル基、C*は不斉炭素、X¹、X²、X³およ
びX⁴はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であ
り、a は５〜８の整数、b は２以上の偶数、d は４〜８
の整数、e は５〜８の整数、f は６〜10の整数であ
る。)
【請求項２】該一般式(1) において、X¹はフッ素原
子、a は５、b は２である請求項１記載の反強誘電性液
晶組成物。
【請求項３】該一般式(2) において、X²はフッ素原
子、d は５である請求項１記載の反強誘電性液晶組成
物。
【請求項４】該一般式(3) において、X³はフッ素原子
である請求項１記載の反強誘電性液晶組成物。
【請求項５】該一般式(4) において、X⁴はフッ素原子
である請求項１記載の反強誘電性液晶組成物。
【請求項６】該一般式(2) で示される反強誘電性液晶
が組成物の10〜30モル％の範囲である請求項１記載の反
強誘電性液晶組成物。
【請求項７】該一般式(3) で示されるラセミ化合物が
組成物の５〜25モル％である請求項１記載の反強誘電性
液晶組成物。
【請求項８】該一般式(4) で示されるアキラル化合物
が組成物の５〜20モル％である請求項１記載の反強誘電
性液晶組成物。
【請求項９】反強誘電性液晶組成物の液晶相が、結晶
相、反強誘電相、スメクチックＡ相、等方相からなる請
求項１記載の反強誘電性液晶組成物。
【請求項１０】スメクチックＡ相から反強誘電相への
転移温度が40℃以上である請求項１記載の反強誘電性液
晶組成物。
【請求項１１】反強誘電相から結晶相への転移温度が
−10℃以下である請求項１記載の反強誘電性液晶組成
物。
【請求項１２】反強誘電性液晶組成物のチルト角が30
゜以上である請求項１記載の反強誘電性液晶組成物。
【請求項１３】反強誘電性液晶組成物の電圧無印加時
の直交する偏光板の条件下での光漏れ量が２％以下であ
る請求項１記載の反強誘電性液晶組成物。
【請求項１４】反強誘電性液晶組成物の急峻性が 0.6
V^-1以上である請求項１記載の反強誘電性液晶組成物。
【請求項１５】請求項１記載の反強誘電性液晶組成物
を ITO電極、絶縁膜、配向膜を付けた電極基板に挟持し
てなる反強誘電性液晶素子。