JPH11189772A

JPH11189772A - 強誘電性液晶組成物および液晶素子

Info

Publication number: JPH11189772A
Application number: JP9361569A
Authority: JP
Inventors: Eiji Okabe; 英二岡部; Tatsuji Harufuji; 龍士春藤; Shinichi Saito; 伸一斉藤; Hideo Saito; 秀雄斉藤; Takeshi Kaneko; 毅金子; Tomoaki Furukawa; 智朗古川; Akira Sakaigawa; 亮境川; Mitsuhiro Kouden; 充浩向殿
Original assignee: Sharp Corp; Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp; Sharp Corp
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-13
Also published as: US6067130A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【解決手段】一般式１（Ｒ₁はＣ４−１６のアルキル基またはアルコキシ基、
Ｒ₂はＣ２−１２のアルキル基、環Ａ−Ｂは５−置換，
２−（４−置換フェニル）ピリジンまたは１−，４−
（５−置換ピリジニル−２）ベンゼンを示す。）の化合
物を１種以上含有し、一般式２（Ｒ₃とＲ₄は独立にＣ１−１５のアルキル基またはアル
コキシ基、Ａは１，４−フェニレン、１，４−シクロヘ
キシレンまたは単結合を示す。）の化合物、および一般
式３（Ｒ₅とＲ₆は独立にＣ１−１８のアルキル基またはアル
コキシ基、Ｘ₁とＸ₂は独立にＨまたはＦを示す。）の化
合物を各１種以上含有する強誘電性液晶組成物、これを
用いた液晶素子とその駆動方法。【効果】本組成物は自発分極Ｐｓが大きな温度依存性
を示し、これを用いた液晶素子は応答速度が小さな温度
依存性を示し、実用時の広い温度マージンを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は強誘電性液晶組成物
に関し、さらに詳しくは、自発分極の温度依存性が大き
い強誘電性液晶組成物、それを用いた液晶素子およびそ
の駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶組成物は表示素子材料として広く用
いられているが、現在の液晶表示素子のほとんどはツイ
ストネマチック（ＴＮ）型表示方式のものであり、この
表示方式はネマティック相を利用している。液晶ディス
プレイに用いられているＴＮ型表示方式は、大きく２つ
に分けられる。１つは、各画素にスイッチング素子を取
り付けたアクティブ・マトリクス方式である。この方式
の例としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film
Transistor）を用いたものがある。この方式の表示品位
はＣＲＴ（Cathode Ray Tube）と肩を並べるレベルまで
達しているが、画面の大型化が困難であり、コストも高
い。もう１つは、ＳＴＮ（Super TwistedNematic）方式
であるが、従来の単純マトリクス方式に比べコントラス
ト、視角依存性は改良されているものの、表示品位はＣ
ＲＴのレベルには達していない。しかし、製造コストは
低い。これらの２つの方式は、その品位、製造コストを
考えると一長一短である。

【０００３】この２者の問題点を解決すると期待されて
登場した方式に強誘電性液晶（ＦＬＣ）がある。現在、
単にＦＬＣというと、表面安定化強誘電性液晶（ＳＳＦ
ＬＣ）を指す。このＳＳＦＬＣは、１９８０年にＮ．
Ａ．クラークとＳ．Ｔ．ラガウォール｛アプライドフ
ィジックスレターズ（Appl. Phys. Lett. 36, 899, 1
980）参照｝によって提案された。以来、次世代の液晶
と呼ばれ、家電メーカーや材料メーカーによって製品化
に取り組まれており、特性の改良や商品化が行われてい
る。その理由は、強誘電性液晶素子が原理的に以下の特
徴を有するからである。（１）高速応答性（２）メモリー性（３）広視野角上記の特徴は、ＳＳＦＬＣの大容量表示への可能性を示
唆しており、ＳＳＦＬＣを非常に魅力あるものにしてい
る。

【０００４】しかし、研究が進むにつれて、解決しなけ
ればならない問題が明らかにされてきた。その中でも重
要な課題のひとつはメモリーの安定した発現である。メ
モリーの安定的な発現の困難さの原因は、スメクティッ
ク層構造が一様ではないこと（例えば、ねじれ配列、シ
ェブロン構造）や、自発分極の過度の大きさに起因する
と考えられている内部逆電界の発生などが考えられてい
る。安定したメモリー性を発現させるための手段の１つ
として、負の誘電率異方性（以下、△εと略称する）を
有する強誘電性液晶組成物を用いる方法が提案されてい
る｛パリ・リクィッド・クリスタル・コンファレンス
（Paris Liquid Crystal Conference）、ｐ．２１７
（１９８４年）参照｝。この方法はＡＣスタビライズ効
果と呼ばれている。△εが負の液晶分子は、ホモジニア
ス配向処理したセル中で電極に垂直方向に電界を印加す
ると、ガラス基板に対して平行の状態（電界の方向に対
して分子長軸が垂直）に向く性質がある。低周波電界を
印加した場合は、自発分極が電界に応答するため、電界
の方向が反転すると液晶分子もそれに伴い、もう一方の
安定状態に移動し、そこで△εの効果で基板に対して平
行の状態になる。高周波電界を印加した場合には、自発
分極が電界の反転に追随できなくなり、△εだけが効い
て、電界の方向は反転しても液晶分子の移動は起きず、
そのまま基板に対して平行になる。これが、ＡＣスタビ
ライズ効果を利用したメモリー性の発現メカニズムであ
る。これによって高いコントラストが得られる。この具
体例は既に報告されている｛ＳＩＤ‘８５ダイジェス
トｐ．１２８（１９８５年）参照｝。

【０００５】また、別途「負の誘電異方性を有する液晶
材料を利用する方法」が Surguy ら｛P.W.H.Surguy et
al., Ferroelectrics,１２２，６３（１９９１）｝によ
り提案されている。この手法は高コントラストを実現す
るために有望な手法であり、P.W.Ross, Proc. SID,２１
７（１９９２）には、この手法を用いた強誘電性液晶デ
ィスプレイが開示されている。以下この強誘電性液晶デ
ィスプレイについて詳細に述べる。誘電異方性が負でな
い通常の強誘電性液晶材料の場合、電圧（Ｖ）が高くな
るにつれてτ（メモリさせるために必要なパルス幅）が
単調に低下する。これに対して、負の誘電異方性を有す
る強誘電性液晶材料の場合、極小値（τ−Ｖmin）を示
すτ−Ｖ特性が得られる。Surguyらはこの特性を用いて
駆動する駆動法としてＪＯＥＲＳ／Ａｌｖｅｙ駆動法を
報告している。この駆動法の原理は、｜Ｖｓ−Ｖｄ｜の
電圧を印加したとき、強誘電性液晶素子のメモリー状態
をスイッチングさせ、この電圧より高い電圧である｜Ｖ
ｓ＋Ｖｄ｜を印加したとき、およびこの電圧より低い｜
Ｖｄ｜を印加したときにはスイッチングさせないという
方法である。

【０００６】負の誘電異方性の強誘電性液晶材料は以上
のように、ＡＣスタビライズ効果およびτminを利用し
た表示素子に応用できるので、強誘電性液晶素子の実用
化に利用できる可能性を秘めている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＳＳＦＬＣが抱える、
他の重要な課題のひとつは、その光学応答が温度に対し
て非常に敏感なことである。ＴＮ型表示方式の場合、液
晶分子の誘電異方性と電界との相互作用で所望の透過光
量を得る。従って、得られる透過光量は、液晶分子の誘
電率と印加電圧でほぼ決定し、粘度は過渡光学応答の部
分のみにしか影響しない。これに対し、ＳＳＦＬＣの場
合は、自発分極（Ｐｓ）を有し、それと電界（Ｅ）によ
る駆動力Ｐｓ・Ｅで液晶分子の安定状態を切り替えるこ
とにより透過光量を変化させている。このときの応答速
度（τ）は近似的に、 τ∝（η／ＰS・Ｅ）となり、粘度（η）の影響を直接受ける。さらにこの粘
度が温度により大きく変化するため、応答速度（τ）は
温度の影響を受けやすい。すなわち、ＳＳＦＬＣの場合
は、ＴＮ型表示方式と異なり、式に従った過渡光学応
答を利用して所望の透過光量を得るため、粘度の影響を
直接受けてしまい、温度に対して敏感となってしまうの
である。この課題は、ＳＳＦＬＣの動作原理に関わるも
のである。すなわち、ＳＳＦＬＣの応答速度を粘度に独
立なものにすることは極めて困難である。一方、粘度の
温度依存性を小さくすることも、非常に困難である。よ
って、より温度依存性の小さい素子を実現するために
は、式において粘度（η）以外の因子である自発分極
（Ｐｓ）または電界（Ｅ）を、温度による粘度の変化を
消す方向に変化させなければならない。

【０００８】温度の変化に応じて電界Ｅを変化させるの
は比較的容易であるが、回路が複雑になる、耐電圧の高
いＩＣドライバーが必要になるなど、コストアップとな
ってしまう。また、仮に、このような、温度変化に対応
する電界Ｅの変化機能を素子に付加した場合でも、自発
分極Ｐｓが粘度変化に応じた大きな温度依存性を持つ組
成物を用いることにより、コストアップを抑制すること
が可能である。すなわち、このような、Ｐｓの温度依存
性の大きな組成物を用いることは、それを用いた液晶素
子の性能を向上させる利点がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、自発分
極Ｐｓの温度依存性が大きな強誘電性液晶組成物を提供
すること、また、この強誘電性液晶組成物を用いた液晶
素子およびその駆動方法を提供することにある。本発明
は一般式（１）で表される化合物を少なくとも１種類含
有し、かつ一般式（２）および（３）で表される化合物
を、それぞれ一種類以上含有する強誘電性液晶組成物、
また、該組成物を用いた液晶素子、および、その駆動方
法である。

【００１０】

【化４】

【００１１】（式中、Ｒ₁は炭素数４−１６のアルキル
基またはアルコキシ基を示し、Ｒ₂は炭素数２−１２の
アルキル基を示し、環Ａ−Ｂは５−置換，２−（４−置
換フェニル）ピリジンまたは１−，４−（５置換ピリジ
ニル−２）ベンゼンを示す。）

【００１２】

【化５】

【００１３】（式中、Ｒ₃およびＲ₄はそれぞれ独立
に、炭素数１−１５のアルキル基またはアルコキシ基を
示し、Ａは１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキシ
レンまたは単結合を示す。）

【００１４】

【化６】

【００１５】（式中、Ｒ₅およびＲ₆はそれぞれ独立
に、炭素数１−１８のアルキル基またはアルコキシ基を
示し、Ｘ₁およびＸ₂はそれぞれ独立に、ＨまたはＦを
示す。）一般式（１）で表されるの化合物の中、代表的
な化合物の相転移温度を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１において、数字は相転移温度（℃）を
表し、Ｃr、Ｓx２、Ｓx１、ＳI＊、ＳC＊、Ｎ＊、およ
びＩは、それぞれ結晶、Ｓｘ１より高次のカイラルスメ
クティック相、高次のスメクティック相、カイラルスメ
クティックＩ相、カイラルスメクティックＣ相、コレス
テリック相および等方性液体の各相をそれぞれ意味す
る。・印はその上に略記した相が存在することを意味
し、括弧内の数字は相転移が単変性であることを意味す
る。また、（Ａ）は、一般式（１）中の骨格（環Ａ−
Ｂ）が（５−置換，２−（４−置換フェニル）ピリジ
ン）：

【化７】であるものを、（Ｂ）は、（１−，４−（５置換ピリジ
ニル−２）ベンゼン）：

【化８】であるものを示した。

【００１８】一般式（１）で表される化合物は既に特開
昭６３−１９０８４２に開示されている。それによる
と、この化合物は以下の特徴を有する。（１）自発分極（Ｐｓ）の絶対値が大きい。（２）自発分極の符号が温度に応じて変化する。（３）Ｐｓの符号が変化する温度が２５℃より高い。ま
た、一般式（１）で表される化合物の含有量が６０重量
パーセント未満の液晶組成物では、自発分極の符号が変
化する現象は観察されなくなると記載されている。本発
明においては、新たに、下記の（４）の特徴を見出し、
さらに、この特徴は、一般式（１）で表される化合物の
含有量が６０重量パーセント未満の液晶組成物であって
も発現することを見出した。（４）自発分極の温度依存性が大きい。

【００１９】この液晶組成物の液晶素子への応用を考え
た場合、この低い混合割合は以下のような点で有利であ
る。（１）誘電異方性Δε、粘度η、相系列、相転移温度な
どの重要な物性値を一般式（１）で表される化合以外の
化合物で制御できる。（２）コレステリック相の螺旋のピッチは、一般式
（１）で表される化合の混合割合に応じて短くなるた
め、混合割合が低いとピッチは長くなり、ＳＳＦＬＣと
して用いる場合の均一配向性が向上する。（３）自発分極Ｐｓは、一般式（１）で表される化合の
混合割合が高ければ大きくなる。大きな自発分極を有す
る液晶組成物は一般にその反転によって誘起される反電
界が大きく、いわゆる焼き付き現象がひどくなる。従っ
て、混合割合の低い、比較的小さなＰｓをもつ組成物の
提供により、焼き付き現象の少ない良好なＳＳＦＬＣ素
子が得られる。

【００２０】また、本発明の好ましい液晶組成物は、さ
らに以下の（１）〜（３）の手段により達成される。（１）コレステリック相内で誘起する螺旋の向きが、一
般式（１）で表される化合が誘起する向きと逆向きであ
る光学活性化合物を少なくとも１種類含有する。（２）その相転移系列が、高温側から等方性液体相、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相である（このような相系列をＩＮＡＣ相系
列と略称することがある。）。（３）Δεが負で、その絶対値が２以上である。本発明において、一般式（２）で表される化合物として
は、２−（４−プロピルフェニル）−５−（４−オクチ
ルフェニル）チアジアゾール（式（２）中、Ｒ ₃ がプロ
ピル、Ｒ₄がオクチル、Ａがフェニルの場合）等があげ
られる。

【００２１】また一般式（３）で表される化合物として
は、２−（４−ペンチルオキシフェニル）−５−ヘプチ
ルピリジン（式（３）中、Ｒ₅ がヘプチル、Ｒ₆ がペン
チル、Ｘ₁＝Ｘ₂＝Ｈの場合）等があげられる。次に、本
発明の液晶素子を図１に基づいて説明する。図１は本発
明の液晶組成物を用いた液晶素子の基本構成を示す断面
図である。この液晶素子は、基本的に電極として導電性
膜３、４を有する一対の絶縁性基板１、２と、該基板
１、２間に介在させた液晶組成物８と、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（図示せず）と、前記光軸の切り替えを光学
的に識別する手段としての偏光板９とからなる。なお、
図中、５は絶縁性膜、６は配向制御膜、７はシール剤を
示す。１および２の絶縁性基板としては、透光性の基板
が用いられ、通常ガラス基板が使用される。この絶縁性
基板１及び２の上には、ＩｎＯ₃、ＳｎＯ₂、ＩＴＯ（In
dium-Tin Oxide）等をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposit
ion）法またはスパッタ法で、所定のパターンの透明電
極３および４が形成される。透明電極の膜厚は５０〜２
００nmが好ましい。この透明電極３及び４の上に、所望
により膜厚５０〜２００nmの絶縁性膜５を形成すること
ができる。この絶縁性膜５としては、例えばＳｉＯ₂、
ＳｉＮｘ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅等の無機系薄膜、あるい
はポリイミド、フォトレジスト樹脂、高分子液晶などの
有機系薄膜などを使用することができる。絶縁性膜５が
無機系薄膜の場合には、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ
法、溶液塗布法などによって形成できる。また、絶縁性
膜５が有機系薄膜の場合には、有機物質を溶かした溶液
またはその前駆体溶液を用いて、スピンナー塗布法、浸
漬塗布法、スクリーン印刷法、ロール塗布法などで塗布
し、所定の硬化条件（加熱、光照射など）で硬化させ形
成する方法、または蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、Ｌ
Ｂ（Langmuir-Blodgett）法などで形成することもでき
る。なお、この絶縁性膜５は省略することもできる。

【００２２】絶縁性膜５の上には膜厚１０〜１００nmで
配向制御膜６が形成される。上述のように絶縁性膜を省
略した場合には導電性膜３及び４の上に直接配向制御膜
が形成される。この配向制御膜６には無機系または有機
系の膜を使用することができる。無機系の配向制御膜に
は酸化ケイ素などが使用でき、その成膜方法には斜め蒸
着法、回転蒸着法など公知の方法が使用できる。有機系
の配向制御膜には、ポリアミド、ポリビニルアルコー
ル、ポリイミドなどが使用でき、通常この上をラビング
法により配向処理する。また、高分子液晶やＬＢ膜を用
いる場合には、磁場により配向させたり、スペーサエッ
ジ法による配向なども適用可能である。また、Ｓｉ
Ｏ₂、ＳｉＮｘなどを蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等
によって成膜し、その上をラビングしてもよい。次に２
枚の絶縁性基板１及び２をシール剤７を介して貼り合わ
せ、強誘電性液晶組成物８を注入して液晶素子とする。
強誘電性液晶組成物８としては、前述の一般式（１）で
表されるの化合物を含有する組成物が用いられる。

【００２３】図１においては画素数１のスイッチング素
子として説明したが、本発明の液晶素子は大容量マトリ
クスの表示装置にの適用することができる。この場合に
は、図２の平面模式図に示すように、上下の基板１及び
２の電極配線をマトリクス型に組み合わせて用いる。図
３は、図２の液晶素子におけるＣ１配向とＣ２配向を説
明するための図である。上記液晶素子における配向処理
方法として、好ましい方法はラビング法である。ラビン
グ法には、主にパラレルラビング、アンチパラレルラビ
ング、片ラビングなどの方法がある。パラレルラビング
は上下基板をラビングし、そのラビング方向が略平行な
ラビング法である。アンチパラレルラビングは上下基板
をラビングし、そのラビング方向が略反平行なラビング
法である。片ラビングは上下基板の内片側の基板のみラ
ビングする方法である。本発明において均一な配向を得
る最も好ましい方法は、パラレルラビングで処理された
セルと、ＩＮＡＣ相系列を有する強誘電性液晶とを組み
合わせる方法である。この場合、ネマティック相におい
て螺旋構造が存在するが、上下の基板の両側から分子の
配向方向を規制するため、ネマティック相において均一
な配向が得られやすく、その状態からスメクティックＡ
相、カイラルスメクティックＣ相へと降温してゆけば層
法線の方向の揃った配向が容易に得られる。

【００２４】しかしながら、パラレルラビングの液晶素
子においても、カイラルスメクティックＣ相に生じる配
向状態は決して１つではない。全面的に均一な配向状態
が得られない原因は２つある。ひとつはスメクティック
層の折れ曲がりに関するものである。強誘電性液晶が折
れ曲がった層構造（シェブロン層構造）を示すことは良
く知られており、図３に示すように２つの領域が存在し
うる。神辺らはこれらをプレティルトとの関係からＣ
１、Ｃ２と名付けている。もうひとつはユニフォーム
（Ｕ）とツイスト（Ｔ）である。ユニフォームは消光位
を示す配向、ツイストは消光位をしめさない配向であ
る。向殿らは、ハイプレティルト配向膜を用いたパラレ
ルラビングの強誘電性液晶セルにおいて、Ｃ１Ｕ（Ｃ１
ユニフォーム）、Ｃ１Ｔ（Ｃ１ツイスト）、Ｃ２の３つ
の配向が得られたことを報告している（M. Koden et a
l., Jpn. J. Appl. Phys., 30, L1823 （1991））。

【００２５】本発明者らはさらに詳細に検討した結果、
パラレルラビングの強誘電性液晶セルにおいてはＣ１
Ｕ、Ｃ１Ｔ、Ｃ２Ｕ、Ｃ２Ｔの４つの配向状態が存在す
ることを確認した。図４にこれらの配向状態の分子配向
を示す。これら４つの配向状態について検討した結果、
下記の（１）〜（４）を発見した。（１）Ｃ１ＵおよびＣ１Ｔ配向はスイッチングしにくい
ため駆動が困難である。（２）Ｃ１Ｔ配向は消光位がないため、たとえスイッチ
ングしても良好なコントラストが得られない。（３）Ｃ２Ｕ配向は良好なスイッチング特性およびコン
トラストを与える。（４）Ｃ２Ｔ配向は電界無印加時には消光性を示さない
が、液晶材料が負の誘電異方性を有する場合には、適度
なバイアス電界を印加すれば、ユニフォーム配向のよう
に消光性を示すので、Ｃ２Ｔ配向でも良好なスイッチン
グ特性およびコントラストが得られる。Ｃ１配向および
Ｃ２配向の出現性はプレティルトと関係があり、プレテ
ィルト角が０〜１５゜の範囲ではＣ２状態が発生しう
る。プレティルト角が高いときには、向殿らが報告して
いるように、Ｃ２状態は消光位を示す１つの状態しかな
く、これはむしろ好ましい。しかし、プレティルト角の
増加と共にＣ２配向よりもＣ１配向になりやすくなる傾
向があるため、プレティルト角は１０゜以下が好まし
い。

【００２６】次に駆動方法について述べる。図５に示す
駆動波形（Ａ）によるＪＯＥＲＳ／Ａｌｖｅｙ駆動法を
用いることができるのはもちろんであるが、図６に示す
ような駆動波形（Ｂ）による駆動法も用いられる。これ
らの駆動法は部分書き換えができる駆動法であり、２０
００×２０００ラインなどの大表示容量のディスプレイ
を作製するには好ましい駆動法である。駆動波形（Ｂ）
では、画素にかかる電圧波形は（ａ）〜（ｄ）で表され
るが、書き換えないときの波形（ｂ）〜（ｄ）の電圧が
印加されたときのτが等しく、透過光量がほぼ等しいた
め、フリッカのない良好な表示が得られる。また、図７
に示す駆動波形（Ｃ）を一例とするＭａｌｖｅｒｎ駆動
法（ＷＯ９２／０２９２５（ＰＣＴ））は、図８に示す
ように、１タイムスロットの０Ｖ部分と１タイムスロッ
トの０Ｖでないメインパルス部分を用いた駆動波形
（Ａ）によるＪＯＥＲＳ／Ａｌｖｅｙ駆動法に対して、
メインパルス幅を任意の長さに変えられるようにしたも
のであり、電圧を印加するタイミングを電極間で重ねら
れ、ラインアドレスタイムを小さくできるので好ましい
駆動法のひとつである。

【００２７】上述の駆動法をはじめとする、パルス幅τ
が極小値を示すτ−Ｖ特性を有する強誘電性液晶材料の
駆動法は以下のような点で特徴付けられる。これらの駆
動法では、まず書き換えの期間において、選択された走
査電極上の画素へ、第１パルス電圧Ｖ１に引き続いて第
２パルス電圧Ｖ２、または第１パルス電圧−Ｖ１に引き
続いて第２パルス電圧−Ｖ２を印加して、電圧印加前の
安定状態に関係なく、印加電圧の極性により強誘電性液
晶分子を一方の安定状態、または他方の安定状態とし、
ついで保持の期間において、その同じ画素へ、第１パル
ス電圧Ｖ３に引き続いて第２パルス電圧Ｖ４、または第
１パルス電圧−Ｖ３に引き続いて第２パルス電圧−Ｖ４
を印加して、前の安定状態を保持させるような、下式を
満足する電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を用いる。０＜Ｖ２＜Ｖ４Ｖ２−Ｖ１＜Ｖ４−Ｖ３すなわち、選択期間最初の２タイムスロットにおいて、
書き換えに適用する波形よりも保持に適用する波形の方
が、第２パルス電圧が高く、かつ、第１パルスと第２パ
ルスの電圧差が大きくなるように電圧を設定する。図５
の駆動波形（Ａ）では、このような電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ
３、Ｖ４の関係は、Ｖ１＝Ｖｄ、Ｖ２＝Ｖｓ−Ｖｄ、Ｖ
３＝−Ｖｄ、Ｖ４＝Ｖｓ＋Ｖｄ図６の駆動波形（Ｂ）では、Ｖ１＝０、Ｖ２＝Ｖｓ−Ｖ
ｄ、Ｖ３＝−Ｖｄ、Ｖ４＝Ｖｓ＋Ｖｄ図７の駆動波形（Ｃ）では、Ｖ１＝Ｖｄ、Ｖ２＝Ｖｓ−
Ｖｄ、Ｖ３＝−Ｖｄ、Ｖ４＝Ｖｓ＋Ｖｄとなる。

【００２８】液晶素子のτ−Ｖ特性において、パルス幅
τの極小値τminを与える電圧Ｖminは、印加する電圧の
最大値に直接関係する。使用する駆動回路の耐圧からＶ
minが６０Ｖ以下、また、汎用のＩＣドライバを使った
駆動回路を用いるためにはＶminが３５Ｖ以下である強
誘電性液晶材料が必要となる。また、パルス幅τが極小
値を示すτ−Ｖ特性を有する強誘電性液晶材料の駆動に
おいては、例えばセルギャップや電極形状など素子構造
を修飾するなどの方法で、画素内に駆動特性の異なる領
域を任意に作ることによって、画素内の特定の部分の書
き換えに適用する波形を同じ画素内の他の部分では保持
に適用する波形として用いたり、画素内の特定の部分の
保持に適用する波形を同じ画素内の他の部分では書き換
えに適用する波形として用いることが可能であるため、
階調表示を行うこともできる。なお、この説明において
は、本発明の液晶素子の非常に好ましい利用法の一例と
してパラレルラビング、Ｃ２配向、特定の駆動法などに
ついて述べたが、もちろん、本発明はこれに限定される
ものではなく、別のタイプの液晶素子、駆動法にも適用
可能なのは言うまでもない。次に、本発明のτminを利
用した液晶表示素子への適用性について説明する。層構
造をブックシェルフ構造であると仮定した単純な系で
は、以下の式が成り立つ｛リキッドクリスタルズ６、
Ｎｏ．３、ｐ３４１（１９８９年）参照｝。

【００２９】

【数１】

【００３０】（式中、Ｅminは極小値のパルス幅におけ
る電圧、Ｐｓは自発分極、ε₀は真空の誘電率、△εは
誘電率異方性、θは傾き角を示す。）この式から、Ｅmi
nを実用的な電圧、例えば４０Ｖ以下にするには、θが
２０゜、△εが−２の液晶材料で、２μｍのセルを使用
した場合には、自発分極は７ｎＣ／ｃｍ²以下でなけれ
ばならない｛フェロエレクトリクス第１２２巻ｐ６
３（１９９１年）参照｝。実際の層構造はシェブロン構
造であるものが多いため、このまま当てはめることはで
きないが、概算値としては使うことができる。この式か
らわかることは、Ｐｓが小さいほど、△εとθが大きい
ほど、Ｅminを低くできることである。

【００３１】極小値のパルス幅（τmin）は、自発分極
の２乗に反比例する｛フェロエレクトリクス第１２２
巻、ｐ６３（１９９１年）参照｝。つまり、τminを短
くするには、自発分極Ｐｓを大きくする必要がある。
式と併せて考えると、Ｅminを低く、例えば４０Ｖ以下
にし、なおかつ、τminを短くすることにより、高速駆
動を行うことができるが、そのためには、△εが負の大
きな値を持つ液晶材料が必要がある。逆に言えば、△ε
が負の大きな値を持つ液晶材料を用いれば、Ｅminを低
く設定しても、Ｐｓを大きくとり、τminを短くできる
のである。本発明の液晶組成物に用いる、前記一般式
（２）および（３）で表される化合物は、いずれも△ε
が負の大きな値を持つ化合物である、したがって、本発
明の液晶組成物をτminを利用した液晶表示素子へ適用
することは極めて有効である。以上、τminを利用した
液晶表示素子への適用を中心に述べたが、本発明は、新
規組成物による自発分極Ｐｓの大きな温度依存性の発現
と、それを利用した素子に関するものである。従って本
発明の強誘電性液晶組成物は、τminまたはＡＣスタビ
ライズ効果を利用した素子に適用するだけでなく、通常
のＳＳＦＬＣ素子にも利用できる。

【００３２】

【発明の実施の形態】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
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。本実施例中の各々の物性値の測定は次の方法に
より行った。相転移温度（℃）：温度制御用ホットステージを備えた
偏光顕微鏡下の観察により測定した。融点は、示差走査
熱量分析計（ＤＳＣ）を用いて測定した。以下の実施例
中では、相転移温度（℃）は相を表す記号の間に記載し
た。記号；Ｃｒ、ＳX、ＳC、ＳA、Ｎ、およびＩSO；は
それぞれ結晶、高次のスメクティック相、スメクティッ
クＣ相、スメクティックＡ相、ネマティック相、および
等方性液体の各相を意味する。自発分極（nＣ／ｃｍ²）：配向処理を施した、電極間隔
が１．５μｍのセルに各液晶組成物を注入し、±１５
Ｖ、１ｋＨｚの矩形波を印加したときの電流応答波形か
ら、分極反転電流ピークを取り出し、その面積から決定
した。 τ−Ｖ特性（Ｖmin、τmin）：後述の方法で作成した強
誘電性液晶素子を用い、バイアス電圧を印加せずに、正
負２つの単極性パルスを交互に印加し、偏光顕微鏡下で
のスイッチングドメインの観察により測定した。この単
極性パルスの波高値（Ｖ）を変化させて、各々の波高値
で、ドメインが１００％反転するパルス幅（τ）を求め
ることでτ−Ｖ曲線を得、このτ−Ｖ曲線からその極小
値での波高値（Ｖmin）、パルス幅（τmin）を得た。

【００３３】強誘電性液晶組成物の作製を行う準備とし
て、まず以下に示すような非キラル組成物（非強誘電性
組成物）を作製した。組成物（Ａ）：

【００３４】

【化９】

【００３５】この組成物の相転移温度は、Ｃｒ −３１℃ ＳX −１０℃ ＳC ７２．８℃ ＳA
８５．８℃ Ｎ９８．１℃ ＩSO であった。組成物（Ｂ）：

【００３６】

【化１０】

【００３７】この組成物の相転移温度は, Ｃｒ４３℃ ＳC １２６．９℃ Ｎ１５４．８℃
Ｉｓｏであった。組成物（Ｃ）：

【００３８】

【化１１】

【００３９】この組成物の相転移温度は、Ｃｒ２９℃ ＳA １４４．７℃ Ｎ１４５．０℃
Ｉｓｏであった。組成物（Ｄ）：

【００４０】

【化１２】

【００４１】この組成物の相転移温度は、Ｃｒ −４℃ ＳC ８６．５℃ ＳA ９６．８℃ Ｎ
１０１．８℃ Ｉｓｏであった。組成物（Ｅ）：

【００４２】

【化１３】

【００４３】この組成物の相転移温度は、Ｃｒ −３２℃ ＳC ８０．５℃ ＳA ９２．７℃ Ｎ
１００．５℃ ＩSO であった。組成物（Ｆ）：

【００４４】

【化１４】

【００４５】この組成物の相転移温度は、Ｃｒ −２９℃ ＳC ７４．８℃ ＳA ８５．０℃ Ｎ
８９．６℃ Ｉｓｏであった。組成物（Ｇ）：

【００４６】

【化１５】

【００４７】この組成物の相転移温度は、Ｃｒ −３４℃ ＳC ７１．４℃ ＳA ８１．５℃ Ｎ
８７．２℃ Ｉｓｏであった。組成物（Ｈ）：

【００４８】

【化１６】

【００４９】この組成物の相転移温度は、Ｃｒ −３３℃ ＳC ７５．７℃ ＳA ８６．７℃ Ｎ
９４．９℃ Ｉｓｏであった。組成物（Ｉ）：

【００５０】

【化１７】

【００５１】この組成物の相転移温度は、Ｃｒ −３２℃ ＳC ７７．０℃ ＳA ８８．８℃ Ｎ
９５．８℃ Ｉｓｏであった。組成物（Ｊ）：

【００５２】

【化１８】

【００５３】この組成物の相転移温度は、Ｃｒ −４４℃ ＳC ７３．７℃ ＳA ８５．８℃ Ｎ
９１．７℃ Ｉｓｏであった。組成物（Ｋ）：組成物（Ａ）７５重量％組成物（Ｂ）１０重量％組成物（Ｃ）１５重量％この組成物の相転移温度は、ＳC ７４．５℃ ＳA ９３．８℃ Ｎ１０７．５℃
Ｉｓｏであった。組成物（Ｌ）組成物（Ａ）８０重量％組成物（Ｂ）２０重量％この組成物の相転移温度は、ＳC ８０．８℃ ＳA ８８．９℃ Ｎ１０７．２℃
Ｉｓｏであった。組成物（Ｍ）組成物（Ａ）６０重量％組成物（Ｂ）２０重量％組成物（Ｃ）２０重量％この組成物の相転移温度は、ＳC ８１．１℃ ＳA １００．６℃ Ｎ１１５．７℃
Ｉｓｏであった。

【００５４】組成物（Ｎ）組成物（Ａ）９０重量％組成物（Ｂ）１０重量％この組成物の相転移温度は、ＳC ７６．９℃ ＳA ８７．３℃ Ｎ１０２．８℃
Ｉｓｏであった。組成物（Ｏ）組成物（Ａ）８０重量％組成物（Ｂ）１０重量％組成物（Ｃ）１０重量％この組成物の相転移温度は、ＳC ７６．８℃ ＳA ９２．８℃ Ｎ１０７．１℃
Ｉｓｏであった。組成物（Ｐ）組成物（Ｂ）１０重量％組成物（Ｆ）９０重量％この組成物の相転移温度は、ＳC ７８．６℃ ＳA ９７．０℃ Ｎ９５．５℃ Ｉ
ｓｏであった。

【００５５】組成物（Ｑ）組成物（Ｂ）１０重量％組成物（Ｃ）１０重量％組成物（Ｆ）８０重量％この組成物の相転移温度は、ＳC ７８．９℃ ＳA ９１．９℃ Ｎ１００．６℃
Ｉｓｏであった。

【００５６】下記の各実施例においては、以下の方法を
用いて強誘電性液晶素子を得た。２枚のガラス基板上に
２００ｎｍのＩＴＯ透明電極を形成し、この透明電極上
に１００ｎｍのＳｉＯ２からなる絶縁性膜を形成し、こ
の絶縁膜上に配向制御膜を膜厚５０ｎｍで塗布し、ラビ
ング処理を施した。次にこの２枚のガラス基板をラビン
グ方向が平行になるように揃え、セル厚１．５μｍで貼
り合わせた。ここに強誘電性液晶組成物を注入し、注入
後いったん液晶組成物が等方性液体に変化する温度まで
セルを加熱し、その後１℃／ｍｉｎで室温まで冷却する
ことにより画素内全面がＣ２配向を示す強誘電性液晶素
子を得る。以下の実施例において、液晶組成物の成分と
して用いた化合物の表示は前記の表１に示した化合物番
号をもって行う。

【００５７】実施例１化合物（Ｉ−１）と組成物（Ｋ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ａ）を調製した。化合物（Ｉ−１）１０重量％組成物（Ｋ）９０重量％この組成物（ａ）の相転移温度は、ＳC ７３．７℃ ＳA ９３．６℃ Ｎ１０３．１℃
Ｉであった。上記組成物（ａ）の自発分極Ｐｓの温度依存
性を図９に示す。図９より明らかなように、自発分極Ｐ
ｓは大きな温度依存性を示した。実施例２化合物（Ｉ−１）と組成物（Ｋ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｂ）を調製した。化合物（Ｉ−１）５重量％組成物（Ｋ）９５重量％この組成物（ｂ）の相転移温度は、ＳＣ７３．６℃ ＳＡ９３．７℃ Ｎ１０５．１
℃ Ｉであった。上記組成物（ｂ）の自発分極Ｐｓの温度依存
性を図１０に示す。図より明らかなように、自発分極Ｐ
ｓは大きな温度依存性を示した。実施例３化合物（Ｉ−１）と組成物（Ｌ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｃ）を調製した。化合物（Ｉ−１）５重量％組成物（Ｌ）９５重量％この組成物（ｃ）の相転移温度は、ＳC ７９．２℃ ＳA ８９．５℃ Ｎ１０４．９℃
Ｉであった。上記組成物（ｃ）の自発分極Ｐｓの温度依存
性を図１１に示す。図より明らかなように、自発分極Ｐ
ｓは大きな温度依存性を示した。

【００５８】実施例４化合物（Ｉ−１）と組成物（Ａ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｄ）を調製した。化合物（Ｉ−１）４．５重量％組成物（Ａ）９５．５重量％この組成物（ｄ）の相転移温度は、ＳC ７２．０℃ ＳA ８６．０℃ Ｎ９６．４℃ Ｉであった。上記組成物（ｄ）の自発分極Ｐｓの温度依存
性を図１２に示す。図より明らかなように、自発分極Ｐ
ｓは大きな温度依存性を示した。実施例５化合物（Ｉ−１）と組成物（Ｆ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｅ）を調製した。化合物（Ｉ−１）５重量％組成物（Ｆ）９５重量％この組成物（ｅ）の相転移温度は、ＳC ７３．５℃ ＳA ８４．５℃ Ｎ９０．０℃ Ｉであった。上記組成物（ｅ）の自発分極Ｐｓの温度依存
性を図１３に示す。図より明らかなように、自発分極Ｐ
ｓは大きな温度依存性を示した。実施例６実施例２記載の組成物（ｂ）を用いた強誘電性液晶素子
のτ−Ｖ特性を、温度を変えて測定した。極小値でのパ
ルス幅τmin、その時の電圧Ｖminの温度依存性を、それ
ぞれ、図１４、図１８に示す。図より、この素子は低電
圧でかつ高速な応答を示し、さらに、それらの温度依存
性が小さいことが分かる。

【００５９】実施例７実施例４記載の組成物（ｄ）を用いた強誘電性液晶素子
のτ−Ｖ特性を、温度を変えて測定した。極小値でのパ
ルス幅τmin、その時の電圧Ｖminの温度依存性を、それ
ぞれ、図１５、図１９に示す。図より、この素子は低電
圧でかつ高速な応答を示し、さらに、それらの温度依存
性が小さいことが分かる。実施例８化合物（Ｉ−１）と組成物（Ｅ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｆ）を調製した。化合物（Ｉ−１）５重量％組成物（Ｅ）９５重量％この組成物（ｆ）の相転移温度は、ＳC ７９．０℃ ＳA ９１．８℃ Ｎ９８．４℃ Ｉであった。上記組成物（ｆ）を用いた強誘電性液晶素子
のτ−Ｖ特性を、温度を変えて測定した。極小値でのパ
ルス幅τmin、その時の電圧Ｖminの温度依存性を、それ
ぞれ、図１６、図２０に示す。図より、この素子は低電
圧でかつ高速な応答を示し、さらに、それらの温度依存
性が小さいことが分かる。実施例９実施例５記載の組成物（ｅ）を用いた強誘電性液晶素子
のτ−Ｖ特性を、温度を変えて測定した。極小値でのパ
ルス幅τmin、その時の電圧Ｖminの温度依存性を、それ
ぞれ、図１７、図２１に示す。図より、この素子は低電
圧でかつ高速な応答を示し、さらに、それらの温度依存
性が小さいことが分かる。

【００６０】実施例１０実施例２記載の組成物（ｂ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧３．０μs ３７．５Ｖ４２．５Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。実施例１１実施例３記載の組成物（ｃ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧３．６μs ３２．５Ｖ３７．５Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。実施例１２化合物（Ｉ−１）と組成物（Ｍ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｇ）を調製した。化合物（Ｉ−１）５重量％組成物（Ｍ）９５重量％この組成物（ｇ）の相転移温度は、ＳC ７９．０℃ ＳA １００．０℃ Ｎ１１２．９℃
Ｉであった。上記組成物（ｇ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧３．８μs ３０Ｖ３５Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。

【００６１】実施例１３化合物（Ｉ−１）と組成物（Ａ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｈ）を調製した。化合物（Ｉ−１）５重量％組成物（Ａ）９５重量％この組成物（ｈ）の相転移温度は、ＳC ７２．０℃ ＳA ８５．７℃ Ｎ９５．９℃ Ｉであった。上記組成物（ｈ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧２．１μs ４０Ｖ４５Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。実施例１４実施例４記載の組成物（ｄ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧３．０μs ３４．５Ｖ３９．５Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。実施例１５実施例８記載の組成物（ｆ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧３．４μs ３２．５Ｖ３７．５Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。

【００６２】実施例１６化合物（Ｉ−１）と組成物（Ｎ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｉ）を調製した。化合物（Ｉ−１）５重量％組成物（Ｎ）９５重量％この組成物（ｉ）の相転移温度は、ＳC ７５．１℃ ＳA ８７．０℃ Ｎ９９．７℃ Ｉであった。上記組成物（ｉ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧２．２μs ４０Ｖ４５Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。実施例１７化合物（Ｉ−１）と組成物（Ｏ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｊ）を調製した。化合物（Ｉ−１）５重量％組成物（Ｏ）９５重量％この組成物（ｊ）の相転移温度は、ＳC ７４．４℃ ＳA ９１．５℃ Ｎ１０３．６℃
Ｉであった。上記組成物（ｊ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧２．７μs ３７．５Ｖ４２．５Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。

【００６３】実施例１８化合物（Ｉ−１）と組成物（Ｄ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｋ）を調製した。化合物（Ｉ−１）５重量％組成物（Ｄ）９５重量％この組成物（ｋ）の相転移温度は、ＳC ７９．６℃ ＳA ９６．０℃ Ｎ１０１．０℃
Ｉであった。上記組成物（ｋ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧４．６μs ３４．５Ｖ３９．５Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。実施例１９化合物（Ｉ−１）と組成物（Ｐ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｌ）を調製した。化合物（Ｉ−１）５重量％組成物（Ｐ）９５重量％この組成物（ｌ）の相転移温度は、ＳC ７７．０℃ ＳA ８６．７℃ Ｎ９３．３℃ Ｉであった。上記組成物（ｌ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧３．７μs ３０．０Ｖ３５．０Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。

【００６４】実施例２０化合物（Ｉ−１）と組成物（Ｇ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｍ）を調製した。化合物（Ｉ−１）５重量％組成物（Ｇ）９５重量％この組成物（ｍ）の相転移温度は、ＳC ７１℃ ＳA ８２℃ Ｎ８７℃ Ｉであった。上記組成物（ｍ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧３．６μs ３１．０Ｖ３６．０Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。実施例２１化合物（Ｉ−１）と組成物（Ｉ）とを下きの割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｎ）を調製した。化合物（Ｉ−１）５重量％組成物（Ｉ）９５重量％この組成物（ｎ）の相転移温度は、ＳC ７７℃ ＳA ８９℃ Ｎ９６℃ Ｉであった。上記組成物（ｎ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧５．４μs ２８．０Ｖ３３．０Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。

【００６５】実施例２２化合物（Ｉ−４）と組成物（Ｊ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｏ）を調製した。化合物（Ｉ−４）４．５重量％組成物（Ｊ）９５．５重量％この組成物（ｏ）の相転移温度は、ＳC ７３．４℃ ＳA ８６．９℃ Ｎ９３．１℃ Ｉであった。また、上記組成物（ｏ）を用いた強誘電性液
晶素子を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この
時の駆動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧３．６μs ３２．０Ｖ３７．０Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。実施例２３化合物（Ｉ−３）と組成物（Ｑ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｐ）を調製した。化合物（Ｉ−３）４重量％組成物（Ｑ）９６重量％この組成物（ｐ）の相転移温度は、ＳC ７８℃ ＳA ９３℃ Ｎ１００℃ Ｉであった。上記組成物（ｐ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図５に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧７．７μs ４０．０Ｖ４５．０Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。

【００６６】実施例２４化合物（Ｉ−３）と組成物（Ｈ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（ｑ）を調製した。化合物（Ｉ−３）４重量％組成物（Ｈ）９６重量％この組成物（ｑ）の相転移温度は、ＳC ７５℃ ＳA ８８℃ Ｎ９５℃ Ｉであった。上記組成物（ｑ）を用いた強誘電性液晶素子
を、図７に示す駆動波形を用いて駆動した。この時の駆
動条件、駆動結果は以下の通り。パルス幅選択電圧非選択電圧バイアス電圧５．３μs ４５．０Ｖ５０．０Ｖ５．０Ｖこの時、素子は低電圧でかつ高速な駆動が可能であり、
良好なコントラストを示した。比較例１光学活性化合物（Ｃ−１）

【００６７】

【化１９】

【００６８】と前記組成物（ｇ）とを下記の割合で混合
して、強誘電性液晶組成物（比−ａ）を調整した。化合物（Ｃ−１）２．５重量％組成物（ｇ）９７．５重量％この組成物（比−ａ）の相転移温度は、ＳC ６６℃ ＳA ９２℃ Ｎ１０４℃ Ｉであった。また、自発分極Ｐｓの温度依存性を図２２に
示す。図より、この液晶組成物（比−ａ）の自発分極の
温度依存性は、特に低温側で値が飽和していき、小さく
なっていることがわかる。比較例２比較例１の液晶組成物（比−ａ）を用いて液晶素子を製
作し、そのτ−Ｖ特性を、温度を変えて測定した。極小
値でのパルス幅τmin、その時の電圧Ｖminの温度依存性
を、それぞれ図２３、図２４に示す。図より明らかなと
おり、τmin、Ｖminともその温度依存性は大きかった。

【００６９】

【発明の効果】以上の実施例、比較例が示すとおり、本
発明により自発分極Ｐｓの温度依存性が大きく、応答速
度の温度依存性の小さい強誘電性液晶素子を得ることが
できる。本発明により提供される強誘電性液晶組成物
は、その自発分極Ｐｓが大きな温度依存性を示す。この
組成物を利用した液晶素子は、その応答速度が小さな温
度依存性を示し、実用時の広い温度マージンを得ること
ができる。

【００７０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の強誘電性液晶組成物を用いた強誘電性
液晶素子の構造および作製法を説明するための断面図。

【図２】本発明の強誘電性液晶素子を用いて大容量の強
誘電性液晶素子を作製する方法を模式的に示した図。

【図３】強誘電性液晶素子のＣ１配向とＣ２配向を説明
するための図。

【図４】強誘電性液晶素子の４つの配向状態の分子配向
モデルを示す図。

【図５】強誘電性液晶材料のτ−Ｖ特性を用いて強誘電
性液晶素子を駆動する駆動波形（Ａ）を示す図。

【図６】強誘電性液晶材料のτ−Ｖ特性を用いて強誘電
性液晶素子を駆動する駆動波形（Ｂ）を示す図。

【図７】強誘電性液晶材料のτ−Ｖ特性を用いて強誘電
性液晶素子を駆動する駆動波形（Ｃ）を示す図。

【図８】強誘電性液晶材料のτ−Ｖ特性を用いて強誘電
性液晶素子を駆動する駆動波形を示す図。

【図９】本発明の強誘電性液晶組成物（ａ）の自発分極
Ｐｓの温度依存性を示す図。

【図１０】本発明の強誘電性液晶組成物（ｂ）の自発分
極Ｐｓの温度依存性を示す図。

【図１１】本発明の強誘電性液晶組成物（ｃ）の自発分
極Ｐｓの温度依存性を示す図。

【図１２】本発明の強誘電性液晶組成物（ｄ）の自発分
極Ｐｓの温度依存性を示す図。

【図１３】本発明の強誘電性液晶組成物（ｅ）の自発分
極Ｐｓの温度依存性を示す図。

【図１４】本発明の強誘電性液晶組成物（ｂ）を用いた
強誘電性液晶素子のτminの温度依存性を示す図。

【図１５】本発明の強誘電性液晶組成物（ｄ）を用いた
強誘電性液晶素子のτminの温度依存性を示す図。

【図１６】本発明の強誘電性液晶組成物（ｆ）を用いた
強誘電性液晶素子のτminの温度依存性を示す図。

【図１７】本発明の強誘電性液晶組成物（ｅ）を用いた
強誘電性液晶素子のτminの温度依存性を示す図。

【図１８】本発明の強誘電性液晶組成物（ｂ）を用いた
強誘電性液晶素子のＶminの温度依存性を示す図。

【図１９】本発明の強誘電性液晶組成物（ｄ）を用いた
強誘電性液晶素子のＶminの温度依存性を示す図。

【図２０】本発明の強誘電性液晶組成物（ｆ）を用いた
強誘電性液晶素子のＶminの温度依存性を示す図。

【図２１】本発明の強誘電性液晶組成物（ｅ）を用いた
強誘電性液晶素子のＶminの温度依存性を示す図。

【図２２】比較例の強誘電性液晶組成物（比−ａ）の自
発分極Ｐｓの温度依存性を示す図。

【図２３】比較例の強誘電性液晶組成物（比−ａ）を用
いた強誘電性液晶素子のτminの温度依存性を示す図。

【図２４】比較例の強誘電性液晶組成物（比−ａ）を用
いた強誘電性液晶素子のＶminの温度依存性を示す図。

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【化８】であるものを示した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤秀雄千葉県市原市飯沼195番地６ (72)発明者金子毅大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者古川智朗大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者境川亮大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者向殿充浩大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の一般式（１）【化１】（式中、Ｒ₁は炭素数４−１６のアルキル基またはアル
コキシ基を示し、Ｒ₂は炭素数２−１２のアルキル基を
示し、環Ａ−Ｂは５−置換，２−（４−置換フェニル）
ピリジンまたは１−，４−（５−置換ピリジニル−２）
ベンゼンを示す。）で表される化合物を少なくとも１種
以上含有し、一般式（２）【化２】（式中、Ｒ₃およびＲ₄はそれぞれ独立に炭素数１−１５
のアルキル基またはアルコキシ基を示し、Ａは１，４−
フェニレン、１，４−シクロヘキシレンまたは単結合を
示す。）で表される化合物、および一般式（３）【化３】（式中、Ｒ₅およびＲ₆はそれぞれ独立に炭素数１−１８
のアルキル基またはアルコキシ基を示し、Ｘ₁およびＸ₂
はそれぞれ独立にＨまたはＦを示す。）で表される化合
物をそれぞれ少なくとも１種類含有する強誘電性液晶組
成物。
【請求項２】一般式（１）式で表される化合物の含有
量が３０重量パーセント以下であることを特徴とする請
求項１に記載の強誘電性液晶組成物。
【請求項３】一般式（２）で表される化合物を４０〜
９０重量パーセント、一般式（３）で表される化合物を
１０〜６０重量パーセントそれぞれ含有することを特徴
とする請求項１または２に記載の強誘電性液晶組成物。
【請求項４】一般式（１）、（２）および（３）で表
されるそれぞれの化合物以外の成分として、コレステリ
ック相内で誘起する螺旋の向きが、一般式（１）で表さ
れる化合物が誘起する向きと逆向きである光学活性化合
物を少なくとも１種類含有することを特徴とする請求項
１ないし３のいずれか１項に記載の強誘電性液晶組成
物。
【請求項５】その相転移系列が高温側から等方性液体
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相であることを特徴とする請求項１な
いし４のいずれか１項に記載の強誘電性液晶組成物。
【請求項６】誘電異方性値（Δε）が負で、その絶対
値が２以上であることを特徴とする請求項１ないし５の
いずれか１項に記載の強誘電性液晶組成物。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれか１項に記載
の強誘電性液晶組成物を用いた強誘電性液晶素子。
【請求項８】前記強誘電性液晶組成物のスメクティッ
ク層構造の折れ曲がり方向と液晶／配向膜界面の液晶分
子のプレティルトの方向が同一であることを特徴とする
請求項７記載の強誘電性液晶素子。
【請求項９】液晶と配向膜との界面での液晶分子のプ
レティルト角が１０゜以下であることを特徴とする請求
項７または８に記載の強誘電性液晶素子。
【請求項１０】電極を有する１対の絶縁性基板と、該
基板間に介在させた強誘電性液晶組成物の層とを含んで
成り、該強誘電性液晶組成物がコレステリック相とカイ
ラルスメクティックＣ相を有し、該コレステリック相に
おいては、液晶組成物層の厚さの0.5倍以上のコレステ
リックピッチを有し、該カイラルスメクティックＣ相に
おいては、液晶組成物層の厚さ以上のカイラルスメクテ
ィックＣピッチを有することを特徴とする請求項７ない
し９のいずれか１項に記載の強誘電性液晶素子。
【請求項１１】電極を有する１対の絶縁性基板と、該
基板間に介在させた強誘電性液晶組成物と、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
換える駆動手段と、前記光軸の切り換えを光学的に識別
する手段とを有する液晶素子であって、前記液晶組成物
として、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の少な
くとも２つの安定状態を持った強誘電性液晶組成物を用
い、前記電極として複数の走査電極と複数の信号電極を
互いに交差する方向に配列し、該走査電極と該信号電極
が交差した領域を画素とし、０＜Ｖ２＜Ｖ４Ｖ２−Ｖ１＜Ｖ４−Ｖ３なる電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を用いて前記液晶素子
を駆動するに当たり、ある画素が選択されたとき、まず
書き換えの期間において、その画素へ第１パルス電圧Ｖ
１に引き続いて第２パルス電圧Ｖ２、または第１パルス
電圧−Ｖ１に引き続いて第２パルス電圧−Ｖ２を印加す
ることにより、該画素内のある部分を構成する強誘電性
液晶分子を一方の安定状態または他方の安定状態とし、
ついで保持の期間において、その同じ画素へ第１パルス
電圧Ｖ３に引き続いて第２パルス電圧Ｖ４、または第１
パルス電圧−Ｖ３に引き続いて第２パルス電圧−Ｖ４を
印加することにより、その画素内の同じ部分を構成する
強誘電性液晶分子の安定状態を保持する駆動方法で画素
を駆動することを特徴とする強誘電性液晶表示素子の駆
動方法。
【請求項１２】強誘電性液晶が２つの安定状態を持っ
た強誘電性液晶素子であって、一方の安定状態から他方
の安定状態へ書き換えるのに必要な単極性パルスのパル
ス幅−パルス電圧特性において、パルス幅の極小値を与
えるパルス電圧を有し、該パルス電圧値が６０Ｖ以下で
ある請求項１１記載の強誘電性液晶素子の駆動方法。
【請求項１３】強誘電性液晶が２つの安定状態を持っ
た強誘電性液晶素子であって、一方の安定状態から他方
の安定状態へ書き換えるのに必要な単極性パルスのパル
ス幅−パルス電圧特性において、パルス幅の極小値を与
えるパルス電圧を有し、該パルス電圧値が３５Ｖ以下で
あることを特徴とする請求項１１記載の強誘電性液晶素
子の駆動方法。