TWI559059B - 液晶光調變元件 - Google Patents

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初阪一輝
丸山和則
西山伊佐
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Description

液晶光調變元件
本發明係關於一種使用液晶組成物之液晶光調變元件。
鐵電液晶(FLC：Ferroelectric Liquid Crystal)係具有自發極化而顯示鐵電性之液晶，眾所周知若於與分子長軸方向垂直之方向上具有永久偶極矩之液晶顯示層列型相，則會形成層結構，於成為該層內之分子長軸傾斜的掌性層列型C(以下，省略為SmC*)相時，即便永久偶極矩整體平均化，亦不會抵消，產生自發極化而顯示鐵電性。若向其施加電壓，則永久偶極矩變得與電場方向一致，同時使分子整體一致。作為鐵電液晶，SmC*相者廣泛用於顯示器之用途。鐵電液晶係1975年R.B.Meyer等人進行分子設計，對進行了合成之p-癸氧基亞苄基-p'-胺基-2-甲基丁基桂皮酸酯(p-decyloxybenzylidene p’-amino 2-methylbutyl cinnamate)(DOBAMBC)等層列型液晶本身賦予光學活性(掌性)而成者，但光學活性化合物即便其本身不顯示液晶性(非液晶化合物)，亦可藉由添加光學活性化合物而表現SmC*相，於此情形時，通常使用顯示非掌性之層列型C(以下，省略為SmC)相的母體液晶。
SmC*相於具有層結構之層列型相之中，液晶分子之配向方向亦相對於層法線(layer normal)具有一定傾斜(tilt)。又，相對於層平面傾斜之角度 (方位角)因為逐層地稍微偏移，而於分子配向上產生螺旋結構。
鐵電液晶與使用有向列型液晶之顯示元件相比，具有可獲得十倍以上之高速響應性之特徵，最初對於顯示器用途之研發，係由克拉克(Clark)與賴葛沃(Lagerwall)提出之表面穩定化鐵電液晶(SSFLC：Surface-stabilized FLC)。其後，進行了活躍地研究。
於SSFLC中，使用經實施平行配向處理之基板以層法線與單元之基板面平行之方式對液晶進行配向(沿面(homogeneous)配向)，且藉由使液晶層之厚度變薄，而解開螺旋，液晶分子不易採取向基板面傾斜之配向，方位角可取之範圍抑制為兩種，藉由表面穩定化之作用而表現配向之記憶(memory)性(雙穩定性)獲得具有記憶性之進行黑與白之二值顯示的顯示器，雖然具有高速響應性，但為二值顯示，因此獲得階度顯示較困難而存在問題。進而，於將經升溫之液晶挾持於基板間後，若進行降溫液晶成為SmC*相，則產生傾斜(tilt)而層間隔減少，因此層平面表現彎折成「ㄑ」字狀之人字形結構，容易產生鋸齒形缺陷而高對比度化較困難，為了用於顯示器中，關於配向之研究已在積極地進行(參照非專利文獻1)。
為了解決因雙穩定性所致之階度顯示之困難性，作為不抑制方位角可取之範圍之方式，亦已知有扭轉螺旋(或變形螺旋)鐵電性液晶(DHFLC：Distorted(or Deformed)Helix FLC)(參照非專利文獻2)。於該方式中，充分地縮短FLC之螺旋節距，使之小於基板間之液晶層之厚度。根據該方式，於未施加電壓時，於螺旋軸方向上具有軸之單軸性且具有雙折射，但於施加電壓時，緩慢地偏離液晶配向之螺旋排列並改變雙折射，因此可獲得連續之階度顯示。然而，非專利文獻2記載之DHFLC之層相對於基板面垂直即層法線方向相對於基板面大致水平，因此於顯示元件之視角方面有問題。
又，作為改善鐵電性液晶顯示元件之視角之方法，可列舉將 利用向列型液晶顯示器開發之技術應用於鐵電性液晶中之例。於使用向列型液晶之情形時，垂直配向方式係如下者：雖然使用相對於基板垂直之方向之電場，但利用液晶分子之垂直配向來謀求視角之改善。又，IPS(In-Plane Switching，面內切換)係藉由使用相對於基板為水平方向之橫電場對經水平配向之液晶分子進行切換而謀求視角之改善的方法。藉由將該等垂直配向與IPS組合，例如於非專利文獻3、4中，報告有相對於垂直配向之DHFLC，於下側之基板上配置由一對梳齒電極構成之面內電極施加橫電場之液晶顯示元件。於非專利文獻5中，報告有於對經垂直配向之DHFLC施加橫電場之狀態下，藉由自各種方向入射(lightincidence)用以讀出(readout)之雷射光的光調變器。然而，為了使用鐵電性液晶獲得與利用向列型液晶.開發之VA模式相同之高對比度，而必須消除垂直配向下之SmC*特有之紋影織構或焦點錐線配向缺陷。因此，有使將螺旋節距設為400nm以下之短距之鐵電性液晶進行垂直配向之方法，於該情形時，有如下問題：由於掌性摻雜劑之濃度較高，而熔點變高SmC*相之溫度範圍變窄，因此液晶顯示元件之動作溫度範圍受到限制。又，為了解開短距之螺旋，而必需較高之電場強度，因此亦有液晶元件之驅動電壓變高之問題。進而，為了降低熔點，而組成物之成分數變多，因此阻礙有效率地生產該鐵電性液晶顯示元件，就經濟觀點而言，亦成為實用化之障礙。又，於SSFLCD中，一旦因外壓等使對元件變形而擾亂配向則難以回覆，雖然業界考慮研究單元結構及高分子穩定化等，但未達到大型化。
[非專利文獻1]Chenhui Wang and Philip J. Bos、“5.4: A Defect Free Bistable C1 SSFLC Display”、SID 02 Digest、2002年、p.34-36
[非專利文獻2]J Funfschilling and M. Schadt、“Fast responding and highlymultiplexible distorted helix ferroelectric liquid - crystal displays”、J. Appl.Phys.、1989年10月、第66卷、第8號、p.3877-3882
[非專利文獻3]Ju Hyun Lee, Doo Hwan You, Jae Hong Park, Sin Doo Lee, and Chang Jae Yu、“Wide-Viewing Display Configuration of Helix-Deformed Ferroelectric Liquid Crystals”、Journal of Information display、2000年12月、第1卷、第1號、p.20-24
[非專利文獻4]John W. McMurdy, James N. Eakin, and Gregory P. Crawford、“P-127: Vertically Aligned Deformed Helix Ferroelectric Liquid Crystal Configuration for Reflective Display Device”、SID 06 Digest、2006年、p.677 - 680
[非專利文獻5]A. Parfenov、“Deformation of ferroelectric short-pitch helical liquid crystal by transverse electric field: Application for diffraction - based light modulator”、Applied Physics Letters、1998年12月、第73卷、第24號、p.3489 - 3491
本發明提供一種於使用垂面(homeotropic)配向之液晶組成物之液晶光調變元件中，可以更低之驅動電壓使響應速度高速化之液晶光調變元件。
本發明人等為了解決上述問題，而對使垂面配向之液晶之C指向矢(C-director)一致朝向固定方向之情況進行了研究。其結果發現，於未施加電場時，若成為螺旋大致解開之狀態，且C指向矢一致朝向固定方向成為單軸配向，則不需要先前解開螺旋所必需之高電場強度，可成為低電壓驅動，從而完成本申請案發明。
本發明係一種液晶光調變元件，其具有偏光面相互正交之兩片偏光板；第一基板及第二基板，係配置於上述偏光板之間且至少其中一者為透 明，於相互之間挾持液晶組成物層；以及一對電極結構，其至少一個基板為透明，產生與上述第一基板或第二基板中之至少一個基板面大致平行之電場，上述第一基板或第二基板中之至少一者具有垂直配向膜，具備使液晶分子之C指向矢一致朝向固定方向之配向功能；上述固定方向相對於由上述一對電極結構產生之電場方向，為方位角35~55°的方向；上述液晶組成物層挾持有具有掌性層列型C相之鐵電性液晶組成物、或具有非掌性層列型C相之負介電各向異性之液晶組成物；於上述液晶組成物層與上述第一基板及上述第二基板接觸之部分，液晶分子之C指向矢藉由上述配向功能使而一致朝向上述固定方向，於上述第一基板與第二基板之間液晶分子之C指向矢平行，於相對於上述大致平行之電場方向為方位角35~55°的方向上集中液晶分子之C指向矢，利用由上述電極結構產生之電場改變上述液晶組成物層之雙折射率，藉此調變透射之光的透射率。
根據本發明之液晶光調變元件，若對垂直配向膜表面賦予因摩擦配向處理等造成之預傾角，則SmC相或SmC*相之C指向矢一致朝向摩擦方向，其結果是，即便於未施加電場時，亦成為螺旋大致解開之狀態，可以更低之驅動電壓實現響應高速性。
10、20‧‧‧基板
11、21‧‧‧透明基材
12、22‧‧‧垂直配向膜
13‧‧‧預傾斜(pre-tilt)之配向方向
14‧‧‧施加電壓時之C指向矢之方向
24‧‧‧電極結構
31‧‧‧液晶組成物層
32‧‧‧液晶分子
33‧‧‧相對於電極結構為45°之方向上之折射率分佈
34‧‧‧與電極結構平行之折射率分佈
圖1A係表示本發明之液晶顯示元件之關閉(OFF)時之例的模式圖。
圖1B係表示本發明之液晶顯示元件之開啟(ON)時之例的模式圖。
圖2係表示單元厚d與透射率成為最大之△n之關係之圖表。
圖3A係表示自關閉時之平面看到之折射率分佈之模式圖。
圖3B係表示自開啟時之平面看到之折射率分佈之模式圖。
以下，基於較佳之實施形態並參照圖式對本發明進行說明。
於圖1A及圖1B中表示本發明之液晶顯示元件之一例。圖1A表示關閉時，圖1B表示開啟時。
圖示例之液晶顯示元件具有如下結構之單元，該結構係具備於玻璃板11、21等透明基材上具備配向膜12、22之一對基板10、20，且於該等第一基板10與第二基板20間之液晶組成物層31中挾持具有掌性層列型C相之鐵電性液晶組成物或具有非掌性層列型C相之負介電各向異性之液晶組成物。基板10、20及液晶組成物層31係配置於偏光面相互正交(即，視作正交偏光(crossed Nicol)之)兩片偏光板(未圖示)之間。
具有掌性層列型C相(以下，稱作「層列型C*相」)或非掌性層列型C相(以下，稱作「層列型C相」)之液晶組成物之分子長軸捲成螺旋，於具有垂直配向膜之基板上，於層列型C*相之情形時，螺旋軸位於相對於基板面垂直之方向上。又，可依賴於該螺旋節距而引起以特定之波長為中心之選擇反射。該選擇反射之中心波長可由組成物之平均折射率n與SmC*下之螺旋節距P之積n．P表示，該中心波長除掌性摻雜劑之組成物之折射率以外，取決於其種類與添加量。於本發明之液晶顯示元件中，較佳為螺旋大致解開，較佳為即便有螺旋亦在紅外線區域以上，較佳為單元厚以上之選擇反射，例如較理想為3000nm至500000nm之選擇反射。藉此，螺旋之捲繞力變弱，不需要解開螺旋所必需之較強之電場強度，可為低電壓驅動。又，螺旋節距若為單元厚之8倍以上，則大致解開，因而更佳。若可大致解開螺旋，則C指向矢一致朝向固定方向而獲得單軸配向。使C 指向矢一致朝向固定方向之配向手段係於向列型液晶相中對垂直配向之SmC*相實施如使用垂直配向膜向固定方向賦予預傾角之性質的配向處理者，於未進行該配向處理之情形時，C指向矢之朝向為任意方向，因由熱起伏引起之振動而使可見光散射，若利用偏光顯微鏡看到散射，則可觀察到紋影織構。若將其製成顯示元件，則略微看到白濁而使高對比度化變難。然而，例如若對垂直配向膜實施摩擦處理並賦予液晶分子之指向矢相對於基板面向固定方向傾斜之預傾角，則C指向矢一致朝向摩擦方向，紋影織構消失，藉由C指向矢大致一致朝向固定方向，而獲得單軸配向，因此較大之特徵是變成暗視野。
再者，所謂如於向列型液晶相中使用垂直配向膜向固定方向賦予預傾角之性質之配向處理，係指使用聚醯亞胺等垂直配向膜對其表面實施摩擦處理者，若適用於VA模式之向列型液晶單元中，則為對垂直配向之液晶分子長軸賦予預傾角之性質者，於切換時，利用摩擦處理方向決定液晶分子長軸傾斜之方位方向，若將此種性質之配向膜應用於垂直配向之SmC*相或SmC相中，則其特徵在於C指向矢可一致朝向摩擦方向，只要為此種性質之配向膜即可。作為配向膜之種類，可使用顯示垂直配向之聚醯亞胺配向膜或可對向列型液晶賦予預傾角之垂直配向用光配向膜等。又，亦可使用賦予預傾角之光配向膜。預傾角之大小只要為消除垂直配向之SmC*相或SmC相下之紋影織構使C指向矢一致朝向摩擦配向方向者即可。
第一基板10及第二基板20具有垂直配向膜12、22，對該等垂直配向膜12、22中之至少一者實施可向固定方向13(參照圖1A之俯視圖)賦予預傾角的配向處理。藉此，於未施加電場之關閉時，鐵電性液晶組成物層31可於與經實施上述配向處理之垂直配向膜12、22接觸之部分使液晶分子32之C指向矢向固定方向13配向，SmC*相或SmC相之C指向矢一致朝向配向處理方向，因此可消除紋影織構之出現，獲得單軸配向，將 兩片偏光板中之任一者之偏光軸向13之方向調合，藉此獲得黑色。藉由使用可相對於基板面產生橫電場之電極24(IPS電極)作為利用電壓使液晶分子移動之手段，而顯示開啟狀態並獲得顯示。
於對兩個垂直配向膜12、22實施可向固定方向賦予預傾角之配向處理時，對第1垂直配向膜12實施配向處理之方向13、與對第2垂直配向膜22實施配向處理之方向23可不同，若將對兩基板實施配向處理之方向設為相同之方向，則於兩個基板間之液晶組成物31整體中容易使C指向矢一致朝向固定方向13，因此較佳。又，亦可僅對垂直配向膜12、22中之任一者實施可賦予預傾角之配向處理。
於層列型C相之情形時，未繞成螺旋，藉由上述配向處理而C指向矢一致朝向固定方向從而顯示單軸配向性。若增加單元厚，則存在單軸配向性被打亂之情形，於該情形時，只要微量添加掌性摻雜劑至未捲成螺旋之程度即可，於所添加之掌性分子之作用下對基板面之C指向矢的配向控制力向單元內部傳播而提昇單軸配向性，對對比度提昇有效，因此較佳。
於第一基板10或第二基板20中之至少一個基板面，具有產生大致平行之電場之一對電極結構24、24，由於由電極結構24、24產生之電場而於具有負介電各向異性之層列型C相之液晶組成物層31或液晶分子32之垂直方向具有永久偶極，顯示引起自發極化之鐵電性，若使螺旋大致解開之液晶組成物31一致朝向圖1B之俯視圖中之液晶分子32之14之方向，則雙折射率改變，與電壓成比例地調變透射之光的透射率。若使14之方向為相對於正交偏光中之任一者之偏光軸傾斜大致45°，則可使開啟時之透射率為最大，因此更佳。於圖示例中，關閉時液晶分子32之C指向矢一致朝向配向處理方向13之方向，於與第一基板10與第二基板20接觸之部分藉由上述配向功能使液晶分子32之C指向矢一致朝向固定方向，於第一基板10與第二基板20之間液晶分子32之C指向矢平行(參照圖1A之俯 視圖)，藉由將此時之液晶分子32之C指向矢之方向設為偏光板的偏光軸之方向，則被視為正交偏光之自兩片偏光板中之一個偏光板入射的光無法透射另一偏光板，因此如上所述般成為暗視野(黑色顯示)。作為電極結構24、24，例如可列舉：梳型電極(IPS電極)或Fring Field Switching(FFS，邊緣場切換)電極。又，亦可於基板10及基板20之兩面設置電極結構24、24。
若經由配置於基板面上之梳型電極(IPS電極)以緩慢增加之方式施加橫電場，則解開螺旋，於該狀態下液晶分子長軸一致朝向相對於橫電場垂直之方向，透射率增加。此時之延遲(retardation)(△nd、△n：雙折射率、d：單元厚)之變化類似向列型液晶中之ECB模式。因此，為了使透射率為最大，必須使延遲與λ/2一致。λ表示透射光之波長(代表值)。通常使用可見度為最大之波長即550nm附近作為λ。
再者，通過延遲(△nd)之單元時之出射光強度I係由(式1)表示。
於式1中，I0表示入射光強度。透射率係由I/I0之比表示。根據式1可知，△nd=π/2時，透射率最大。根據(式1)求出△n，因此可如(式2)般進行變形。
理想的是，相對於入射光強度I0=1，只要使出射光強度I為1即可，為此所必需之條件只要延遲(△nd之積)與λ/2=275nm相等即可。
圖2之圖表表示單元厚與d透射率為最大之△n之關係。因此，只要結 合所使用之鐵電性液晶材料之△n調整單元厚，即可於550nm附近使光大致無損失地透射。又，於製成全彩顯示之情形時，必須考慮色平衡，因此亦可結合延遲之波長分散特性或所使用之彩色濾光片或背光裝置之光譜調整λ/2之波長。
再者，本發明中之液晶之△n於使用未施加電壓而藉由基板之配向處理解開螺旋之情形時所求出的分子長軸方向之折射率ne、分子短軸方向之折射率no、及傾斜(tilt)角θ之情形時，意指對本液晶元件之電壓-透射率特性有效的△n(式3)。圖2之有效△n係式3所表示之△n。
電壓為關閉時，只要C指向矢一致朝向至少一個偏光軸即可，利用C指向矢一致之程度決定黑度，因此較佳為以可提高單軸配向性之方式調整配向膜材料或配向處理之方法、配向處理條件使C指向矢之配向功能實現最佳化。
液晶組成物層31於與第一基板10與第二基板20接觸之部分液晶分子32之C指向矢因配向功能而聚集於固定方向，於第一基板10與第二基板20之間液晶分子32之C指向矢平行，使液晶分子32之C指向矢大致一致朝向相對於大致平行之電場方向為方位角35~55°的方向，利用由電極結構24、24產生之電場改變液晶組成物層31之雙折射率，藉此可調變透射之光的透射率。上述方位角較佳為40~50°，更佳為42~48°，最佳為45°。
為了於施加電壓時獲得明視野，較佳為藉由摩擦處理等基板之配向處理之配向方向為相對於由一對電極結構24、24產生之電場方向為方位角45°之方向。
為了於未施加電場時獲得暗視野，而較佳為如下液晶光調變元件的藉由摩擦處理等基板之配向處理之配向方向與偏光方向於±1°以內一致，更佳為於±0.5°以內一致，最佳為0°，該液晶光調變元件係上述液晶組成物層為掌性層列型C相或非掌性層列型C相之螺旋軸大致解開的狀態，且掌性層列型C相或非掌性層列型C相之層結構與基板面平行，液晶分子之C指向矢朝向上述固定方向。
另一方面，施加電壓時之延遲依賴於施加電壓進行變化。於圖3A及圖3B中表示俯視時之IPS電極24之間之折射率之大小之分佈。對如上所述般於未施加電壓時相對於電場方向為方位角35~55°之方向之橢圓狀之折射率分佈33進行描繪，若施加電壓，則於層列型C相之情形時，藉由使液晶分子具有負介電各向異性，而液晶分子之長軸聚集於相對於電場方向垂直之方向，因此能描繪橢圓狀之折射率分佈34。又，層列型C*相由於電極之橫電場之作用因而與分子長軸垂直之永久偶極一致，同時分子長軸一致朝向橢圓長軸方向，從而描繪與電場方向大致垂直之橢圓狀之折射率分佈34。進而，若增加電壓，則沿IPS電極兩者之橢圓之長徑均變大，△n均增加，橢圓率均增加。若將與該狀態正交之偏光板中之任一者之偏光軸配置於相對於橢圓長軸為45°之方向上，則可最高地擷取出射光。然而，若如上所述般將於電場中飽和之延遲調整為λ/2之值，則出射光變大，因此較佳。增大整個可見光區域之透射率對顯示之亮度或色平衡較為重要，因此根據顯示元件之色調只要為275nm附近即可，較佳為設為225nm~330nm。因此，單元厚取決於除以使用施加電壓時之最大之延遲除以所使用之鐵電性液晶組成物之△n而獲得的值，較佳為2μm~15μm之範圍。
於本發明所使用之液晶之選擇反射之範圍內，較大之特徵在於，即便因外壓等使元件變形而擾亂配向，亦可利用螺旋捲繞之力回覆至原來之配向狀態，可獲得較高之可靠性。
為了將液晶無配向缺陷地填充於基板間，可利用先前之真空注入法、液晶滴加注入法(One Drop Fill)及柔版印刷法進行填充，較佳為至少加熱至各向同性相或向列相而自向列相進行緩冷卻並轉移為層列相，較佳為該鐵電性液晶組成物之相系列(phase series)至少自高溫側起為各向同性相、掌性向列相、層列型A相、掌性層列型C相(ISO-N*-SmA-SmC*)、或上述相系列至少自高溫側起為各向同性相、掌性向列相、掌性層列型C相(ISO-N*-SmC*)。於該情形時，亦可在於溫度比向列相更高之側表現藍相(BP)等其他相，可例示各向同性液體-藍相-掌性向列相-層列型A相-掌性層列型C相、各向同性液體-藍相-掌性向列相-掌性層列型C相等相系列。又，亦可採用表現各向同性液體-掌性層列型C相(ISO-SmC*)之相系列之液晶。
就增大液晶化合物之傾斜角之觀點而言，較佳為相系列中不存在層列型A相，作為其具體例，可列舉INC(ISO-N*-SmC*)或IC(ISO-SmC*)。
於該鐵電性液晶組成物之相系列中，於比掌性向列相之下限溫度高2℃的溫度下，掌性向列相之螺旋節距為至少50μm以上較佳，該掌性向列相之下限溫度即為降溫時自掌性向列相轉移為層列型A相或掌性層列型C相之溫度。藉此，於液晶為掌性向列相時，螺旋節距充分長於單元厚(間隙)，因此掌性向列相於不採用螺旋結構之情況下，於轉移為層列相時獲得無配向缺陷且良好之垂面配向，可獲得更加均勻之配向。為了解開掌性向列相之螺旋節距並向層列相轉移，較佳為使其溫度範圍至少為10℃以上。若溫度範圍較窄，則有解不開螺旋而向層列相轉移之情形，因此成為配向缺陷之原因。又，作為解開掌性向列相之螺旋之方法，亦可添加顯示反向捲繞之螺旋之螺旋節距消除劑調整螺旋。
未施加電壓時之配向狀態為VA模式之SmC相或SmC*相，但C指向矢之動向與使用向列型液晶之IPS模式之顯示元件類似，因此只 要使用IPS模式所使用之相位補償板即可，可視需要使用A板、經單軸延伸等之負C板或經二軸延伸之Z板等光學補償膜用於對比度之提昇或視角提昇之目的。
液晶顯示元件之光源並無特別限定，就消耗電力較低之方面而言，較佳為LED。為了進一步抑制消耗電力，較佳為使用閃爍控制(降低較暗區域之光量或熄燈之技術)、或多域驅動技術(利用顯示活動圖像之情形與顯示靜止圖像之情形區別驅動頻率之技術)、於室內與室外或夜間與白天切換光量之模式之技術、利用液晶顯示元件之記憶性暫時停止驅動之技術等。又，於反射型顯示元件中，即便機器中不具備光源，亦可利用外部之照明(日光或室內光等)，因此較佳。
液晶顯示元件亦可根據場序方式等時間分割、偏光方式、視差屏障方式、整體成像方式等空間分割、分光方式或互補色等波長分割、FPS模式等進行3D顯示。
由於電壓驅動較低，因此亦可設為於一對基板之兩者間具有一對像素電極與共通電極之構成。為了於較低之電壓下進行驅動，可於一對基板之兩者間設置IPS(In-Plane Switching)電極，或利用於單元內部具有突起之電極且單元內部之電場強度分佈下降之元件的Confined geometry(密閉幾何形狀)(Lee,S.-D.,2009,IDW' 09-Proceeding of the 16th International Display Workshots 1,pp.111-112)，或於一對基板之兩者間設置FFS(Fringe-Field Switching)電極。
關於提昇對比度，較佳為使用閃爍控制(降低較暗區域之光量或熄燈之技術)或開口率為50%以上之元件、高配向性配向膜或防眩膜，或者使用場序方式(不使用彩色濾光片而於人眼之時間分辨率以下之短時間內依序點亮RGB三色之LED識別顏色的彩色化方式)。
為了高速響應性，較佳為使用超速驅動功能(於上升時提高 表現階度時之電壓，於下降時降低表現階度時之電壓)，或者併用具有負介電各向異性之層列型液晶與顯示自發極化之層列型液晶。
覆蓋觸控面板之表面之膜為了抑制由污垢所致之顯示質量之下降，較佳為具有拒水、拒油性、防污性、耐指紋性。至少擠壓側之電極基板較佳為使用塑膠基板或薄膜玻璃基板等軟性基板。
作為電極，較佳為使用石墨烯(由碳之單原子層構成之片材)或有機半導體。
液晶單元之兩片基板可使用如玻璃、塑膠之具有柔軟性之透明之材料，另一方面亦可為矽等不透明之材料。具有透明電極層之透明基板例如可藉由於玻璃板等透明基板上濺鍍氧化銦錫(ITO)而獲得。
彩色濾光片例如可藉由顏料分散法、印刷法、電鍍法或染色法等而製成。若以藉由顏料分散法之彩色濾光片之製作方法為一例進行說明，則將彩色濾光片用硬化性著色組成物塗佈於該透明基板上，實施圖案化處理，然後藉由加熱或光照射使其硬化。藉由分別對紅、綠、藍之3色分別進行該步驟，可製作彩色濾光片用之像素部。另外亦可於該基板上設置設有使用有機半導體或無機半導體或氧化物半導體之薄膜電晶體(TFT)、薄膜二極管、金屬絕緣體、金屬比電阻元件等主動元件之像素電極。
為了以提昇可靠性或TFT驅動為目的而去除鐵電性液晶組成物中之雜質等或進一步提高比電阻值，亦可實施藉由二氧化矽、氧化鋁等之精製處理。作為液晶組成物之比電阻值，為了利用TFT進行驅動，較佳為1011Ω．cm以上，更佳為1012Ω．cm以上，更佳為1013．cm以上。又，作為防止於液晶組成物中以雜質之形式存在之陽離子之影響之方法，亦可添加莢醚(podand)、冠醚(coronand)、或穴醚(cryptand)等陽離子包藏化合物。又，於TFT驅動中，以固定時間間隔寫入圖像資訊於此期間於電極間保持電荷而顯示圖像，若進行切換，則由於由自發極化引起之極化反轉電 流之影響而電荷保持在電極間並且減少，因此較佳為將輔助容量與像素連接，可連接適於所使用之液晶之自發極化之輔助容量。
為了於低溫環境下亦可維持液晶顯示元件之性能，較佳為鐵電性液晶組成物具有低溫保存穩定性。液晶組成物之低溫保存穩定性較佳為於0℃以下、24小時以上之環境下維持SmC*，更佳為於-20℃以下、500小時以上之環境下維持SmC*，進而較佳為於-30℃以下、700小時以上之環境下維持SmC*。
<鐵電性液晶組成物>
本發明中所使用之鐵電性液晶組成物可於主體液晶(母體液晶)中含有掌性化合物(摻雜劑)，進而，可任意地添加用以實現高分子穩定化之單體(聚合性化合物)。
藉由使用此種鐵電性液晶組成物，可提昇配向之穩定化或中間階度下之響應速度。為了無配向缺陷地使利用配向膜等對液晶進行配向之狀態固定化，較佳為與未添加單體之情形同樣地，至少自向列相進行緩冷卻而轉移為層列相，更佳為所使用之液晶單元之基板面平坦。又，於向列相或層列相等液晶相中，必須使該單體以網目狀或分散而成之狀態聚合。進而，為了避免形成相分離結構，較佳為減少單體之含量，調整該高分子前驅物含量或該前驅物之組成以使液晶於配向狀態下於液晶分子間形成網目狀高分子，進而，於光聚合之情形時，較佳為調整UV曝光時間、UV曝光強度及溫度形成網目狀之高分子以使液晶無配向缺陷。
<液晶性化合物>
作為成為主體之液晶性化合物，較佳為下述通式所表示之液晶性化合物
(式中，R各自獨立地表示碳原子數1~18之直鏈狀或支鏈狀之烷基、氫原子或氟原子，該烷基中之一個或兩個不鄰接之-CH2-基可由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-SO2-、-SO2-O-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，該烷基中之一個以上之氫原子可由氟原子、氯原子、溴原子或CN基取代，Z各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(Ra)-、-N(Ra)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵，-CO-N(Ra)-或-N(Ra)-CO-中之Ra表示氫原子或碳原子數1~4之直鏈狀或分枝狀之烷基，A各自獨立地表示選自伸苯基、伸環己基、二氧戊環二基(dioxolane-diyl)、伸環己烯基(cyclohexenylene)、二環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、萘二基、十氫萘二基、四氫萘二基或茚烷二基中之環式基，上述伸苯基、萘二基、四氫萘二基或茚烷二基之環內之一個或兩個以上之-CH=基可由氮原子取代，上述伸環己基、二氧戊環二基、伸環己烯基、二環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、十氫萘二基、四氫萘二基或茚烷二基之環內之一個或兩個不鄰接之-CH2-基可由-O-及/或-S-取代，上述環式基中之一個或其以上之氫原子可由氟原子、氯原子、溴原子、CN基、NO2基、烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧基羰基取代，其中該烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧基羰基之一個或兩個以上之氫原子可由氟原子或氯原子取代且碳原子數為1~ 7，n為1、2、3、4或5)
又，較佳為下述通式所表示之液晶性化合物(LC-I)~(LC-III)
(式中，R各自獨立地表示碳原子數1~18之直鏈狀或支鏈狀之烷基、氫原子或氟原子，該烷基中之一個或兩個不鄰接之-CH2-基可由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-SO2-、-SO2-O-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，該烷基中之一個以上之氫原子可由氟原子、氯原子、溴原子或CN基取代，Z各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(Ra)-、-N(Ra)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2 -、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵，-CO-N(Ra)-或-N(Ra)-CO-中之Ra表示氫原子或碳原子數1~4之直鏈狀或分枝狀之烷基，Y各自獨立地表示單鍵或碳原子數1~10之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基，存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而各自獨立地由-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之氫原子可各自獨立地由鹵素原子或碳原子數1~9之烷基取代，X各自獨立地表示鹵素原子、氰基、甲基、甲氧基、-CF3或-OCF3，n各自獨立地表示0~4之整數，n1、n2、n3及n4各自獨立地表示0或1之整數，n1+n2+n3+n4=1~4，環各自獨立地表示碳原子數3~10之環烷烴，可任意地具有雙鍵)
此處，環較佳為環己烷(伸環己基)，例如較佳為下述通式所表示之液晶性化合物(LC-I')~(LC-III')。
(式中，R各自獨立地表示碳原子數1~18之直鏈狀或支鏈狀之烷基、氫原子或氟原子，該烷基中之一個或兩個不鄰接之-CH2-基可由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-SO2-、-SO2-O-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，該烷基中之一個以上之氫原子可由氟原子、氯原子、溴原子或CN基取代，Z各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(Ra)-、-N(Ra)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵，-CO-N(Ra)-或-N(Ra)-CO-中之Ra表示氫原子或碳原子數1~4之直鏈狀或分枝狀之烷基，Y各自獨立地表示單鍵或碳原子數1~10之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基，存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而各自獨立地由-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之氫原子各自獨立地由鹵素原子或碳原子數1~9之烷基取代，X各自獨立地表示氟原子、氯原子、溴原子、氰基、甲基、甲氧基、CF3基或OCF3基，n各自獨立地表示0~4之整數，n1、n2、n3及n4各自獨立地表示0或1之整數，n1+n2+n3+n4=1~4)。
為了表現液晶性，較佳為對環進行1,4-取代。即較佳為該液晶性化合物所含之環式二價基為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2,5-嘧啶二基等。
例如較佳為下述通式所表示之液晶性化合物(LC-Ia)~(LC-IIIa)。
(式中，R11及R12各自獨立地表示碳原子數1~18之直鏈狀或支鏈狀之烷基或者氟原子，R11與R12不同時為氟原子，該烷基中之一個或兩個不鄰接之-CH2-基可由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，該烷基中之一個以上之氫原子可由氟原子或CN基取代，X11~X22各自獨立地表示氫原子、氟原子、CF3基或OCF3基，L11~L14各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH2CH2-、-CH=CH-或-C≡C-，Y各自獨立地表示單鍵或碳原子數1~10之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基，存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而各自獨立地由-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之氫原子各自獨立地由鹵素原子或碳原子數1~9之烷基取代， a1、b1、c1、d1各自獨立地表示0或1之整數，a1+b1+c1+d1為1、2或3，a1為0之情形時d1為0，a1為1之情形時c1為0，c1為1之情形時a1為0，b1=c1=1之情形時a1=d1=0，環各自獨立地表示碳原子數3~10之環烷烴，可任意地具有雙鍵)
又，較佳為下述通式所表示之液晶性化合物(LC-IV)、下述通式所表示之液晶性化合物(LC-V)。
(式中，R11及R12各自獨立地表示碳原子數1~18之直鏈狀或支鏈狀之烷基或者氟原子，R11與R12不同時為氟原子，該烷基中之一個或兩個不鄰接之-CH2-基可由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，該烷基中之一個以上之氫原子可由氟原子或CN基取代，環A1表示1~4個氫原子可各自由氟原子、CF3基、OCF3基、或CN基、或該等中之複數個基取代之1,4-伸苯基或1,4-伸環己基，環B1表示1~4個氫原子可由氟原子、CF3基、OCF3基、或CN基、或該等中之複數個基取代之1,4-伸苯基，環C1表示1~4個氫原子可由氟原子、CF3基、OCF3基、或CN基、或該等中之複數個基取代之1,4-伸環己基，L各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH2CH2-、-CH=CH-或-C≡C-， Y各自獨立地表示單鍵或碳原子數1~10之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基，存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而各自獨立地由-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之氫原子各自獨立地由鹵素原子或碳原子數1~9之烷基取代，a1表示0、1或2，b1及C1表示0、1或2之整數，a1、b1及c1之合計表示1、2或3)
(式中，R21及R22各自獨立地表示碳原子數1~18之直鏈狀或支鏈狀之烷基或者氟原子，R21與R22不同時為氟原子，該烷基中之一個或兩個不鄰接之-CH2-基可由-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，該烷基中之一個以上之氫原子可由氟原子或CN基取代，X21~X27各自獨立地表示氫原子、氟原子、CF3基或OCF3基，L21~L24各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH2CH2-、-CH=CH-或-C≡C-，a2、b2、c2及d2各自獨立地表示0或1之整數，a2+b2+c2+d2為1、2或3，a2為0之情形時d2為0，a2為1之情形時c2為0，b2=c2=1之情形時a2=d2=0)
苯基嘧啶系化合物中，為了獲得表現鐵電性所必需之傾斜之 層列相，或為了增大分子之傾斜角，或為了降低熔點，較佳為於分子之環之部分導入至少1個以上之氟原子、CF3基或OCF3基作為取代基。導入形狀較小之氟作為取代基於使液晶相保持穩定，又，亦保持高速響應性之方面較佳。取代基之數較佳為1~3。
為了黏度較低地進行高速響應，作為連接環之連結基(-Z-Y-Z-或-Y-L-Y-)，較佳為選自由單鍵、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CH=CH-或-C≡C-構成之群，尤佳為單鍵。即便於抑制分子之局部極化減少對切換舉動之不良影響之方面，亦較佳為單鍵。另一方面，作為用以保持層結構之穩定性之材料，較佳為黏度較高者，於該情形時，可較佳地使用選自由-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-構成之群，可尤佳地使用-CO-O-、-O-CO-。
另一方面，就增大使熔點降低之效果之方面而言，較佳為於側鏈(R、R11、R12、R21、R22)中之一者或兩者上使用氫原子、甲基、乙基、丙基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、異丙基、烷基羰氧基、烷氧基羰基、烷氧基羰氧基。
作為適於增大△n，顯示穩定之鐵電性液晶相，且適於黏度較低地高速響應之化合物，較佳為下述通式所表示之液晶性化合物(LC-VI)。
(式中，R21及R22各自獨立地表示碳原子數1~18之直鏈狀或支鏈狀之烷基、氫原子或者氟原子，該烷基中之一個或兩個不鄰接之-CH2-基可由-O-、-S-、-CO -、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-SO2-、-SO2-O-、-O-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，該烷基中之一個以上之氫原子可由氟原子、氯原子、溴原子或CN基取代，X21~X24各自獨立地表示氫原子、鹵素、氰基、甲基、甲氧基、CF3基或OCF3基，環A1表示伸苯基或伸環己基，L各自獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CO-O-、-O-CO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CH2CH2-、-CH=CH-或-C≡C-，a1表示0、1或2，b1及c1表示0、1或2之整數，a1+b1+c1之合計表示1或2，a1=1時c1=0，c1=1時a1=0)
上述通式(LC-I)~(LC-VI)中之Y較佳為各自獨立為單鍵或碳原子數1~7之伸烷基(存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基作為氧原子不相互直接鍵結者可各自獨立地由-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)，更佳為各自獨立為單鍵或碳原子數1~5之伸烷基(存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而各自獨立地由-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)，更佳為各自獨立為單鍵或碳原子數1~3之伸烷基(存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而各自獨立地由-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)。
作為適於TFT驅動，顯示穩定之鐵電性液晶相，且適於黏度較低地高速響應之化合物，尤佳為下述通式所表示之液晶性化合物(LC-VII)。
(式中，e1表示0或1，X21~X26各自獨立地表示氫原子或氟原子基，e1為0時X21~X24中之至少一個為氟原子，e1為1時X21~X26中之至少一個為氟原子，R21及R22各自獨立地表示碳原子數1~18之直鏈狀或支鏈狀之烷基，該烷基中之一個-CH2-基可由-O-取代，L25表示單鍵、-CH2O-或-OCH2-，環A1表示伸苯基或伸環己基)
本發明之鐵電性液晶組成物所使用之液晶性化合物亦可使用上述(LC-0)、(LC-I)~(LC-III)、(LC-IV)、(LC-V)、(LC-VI)、(LC-VII)等中之一個或兩個以上之組合。
<具有非掌性層列型C相之液晶組成物>
本發明中所使用之具有非掌性層列型C相之液晶組成物較佳為顯示負介電各向異性，負介電各向異性化合物可為100%，亦可為負介電各向異性化合物與非極性之不顯示介電各向異性之化合物之組成物。於使用非掌性主體液晶(母體液晶)之情形時，可任意地含有後述之掌性化合物作為外消旋體(消除掌性之狀態)，進而，可任意地添加用以實現高分子穩定化之單體(聚合性化合物)。其係於提高單軸配向性之情形與利用負介電各向異性與自發極化之者使液晶響應電場之情形時使用。
於使用負介電各向異性驅動液晶之情形時，所添加之掌性化合物較佳為使用僅具有不表現無損單軸配向之程度之自發極化之掌性的化合物。於利用自發極化之極化反轉之力驅動液晶之情形時，主體液晶未必有負介電各向異性，較佳為於主體液晶中添加顯示鐵電性之掌性化合物。又，亦可 併用負介電各向異性與極化反轉之力驅動液晶，於具有負介電各向異性之主體液晶中添加表現鐵電性之掌性化合物來使用之情況亦較佳。然而，上述之液晶組成物較理想的是利用外消旋體大致解開螺旋。此種顯示SmC相或SmC*相之液晶組成物相對於施加電壓垂直地配向，因此可用於本發明之液晶元件。
如圖1A及圖1B所示，於液晶分子相對於基板面大致垂直地配向之狀態下，藉由施加與基板面大致平行之電場，可於液晶分子相對於基板面大致垂直地配向之狀態下，直接藉由高速之戈德斯通模使C-指向矢旋轉並調變光之透射率。於本發明中，非掌性層列型C相亦包含完全不含顯示層列型C相之液晶組成物之情形，或即便含有掌性化合物，亦不限於為外消旋體之情形，亦包含掌性化合物之添加量較少或鏡像異構物過剩率(ee)較小為被大致消除而不顯示鐵電性之程度之情形。
為了無配向缺陷地使利用配向膜等對液晶進行配向之狀態固定化，較佳為與未添加單體之情形同樣地，至少自向列相進行緩冷卻而轉移為層列相，更佳為所使用之液晶單元之基板面平坦。又，於向列相或層列相等液晶相中，必須使該單體以網目狀或分散而成之狀態聚合。進而，為了避免形成相分離結構，較佳為減少單體之含量，調整該高分子前驅物含量或該前驅物之組成以使液晶於配向狀態下於液晶分子間形成網目狀高分子，進而，於光聚合之情形時，較佳為調整UV曝光時間、UV曝光強度及溫度形成網目狀之高分子以使液晶無配向缺陷。
<掌性化合物>
作為本發明之鐵電性液晶組成物所含之掌性化合物，可為具有不對稱原子之化合物、具有軸不對稱性之化合物、具有面不對稱性之化合物、旋轉對映異構物中之任一者，該掌性化合物可為具有聚合性基者，亦可為不具有聚合性基者。
於具有不對稱原子之化合物中，若不對稱原子為不對稱碳原子，則難以發生立體反轉而較佳，雜原子亦可成為不對稱原子。不對稱原子可導入至鏈狀結構之一部分中，亦可導入至環狀結構之一部分中。
該鐵電性液晶組成物作為具有不對稱原子之化合物，較佳為通式(IV)所表示之光學活性化合物。
(式(IV)中，R1及R2各自獨立地表示碳原子數1~30之直鏈狀或分枝狀之烷基、氫原子或氟原子，該烷基中之一個或兩個以上之不鄰接之-CH2-基可由-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，烷基中之一個或其以上之氫原子可進一步由氟原子、氯原子、溴原子或CN基取代，亦可具有聚合性基，上述烷基可為含有縮合或螺環式系者，上述烷基亦可為含有可含有一個或兩個以上之雜原子的一個或兩個以上之芳香族或脂肪族之環者，又，該等環可由烷基、烷氧基、鹵素任意地取代，R1及R2中之任一者或兩者為具有不對稱原子之基，Z各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(Ra)-、-N(Ra)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵，-CO-N(Ra)-或-N(Ra)-CO-中之Ra表示氫原子或碳原子數1~4之直鏈狀或分枝狀之烷基， A1及A2各自獨立地表示選自伸苯基、伸環己基、二氧戊環二基、伸環己烯基、二環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、萘二基、十氫萘二基、四氫萘二基或茚烷二基中之環式基，上述伸苯基、萘二基、四氫萘二基或茚烷二基之環內之一個或兩個以上之-CH=基可由氮原子取代，上述伸環己基、二氧戊環二基、伸環己烯基、二環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、十氫萘二基、四氫萘二基或茚烷二基之環內之一個或兩個不鄰接之-CH2-基可由-O-及/或-S-取代，上述環式基中之一個或其以上之氫原子可由氟原子、氯原子、溴原子、CN基、NO2基、烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧基羰基取代，其中該烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧基羰基之一個或兩個以上之氫原子可由氟原子或氯原子取代且碳原子數為1~7，m為1、2、3、4或5)
於上述通式(IV)中，更佳為R1及R2之兩者為掌性之基的二掌性化合物。作為二掌性化合物之具體例，可列舉下述通式(IV-a1)至(IV-a11)所表示之化合物。
於通式(IV-a1)至(IV-a11)中，R3各自獨立地表示碳原子數1~10之直鏈狀或分枝狀之烷基，該烷基之一個或兩個以上之不鄰接之-CH2-基可由-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，烷基中之一個或其以上之氫原子可進一步由氟原子、氯原子、溴原子或CN基取代，亦可具有聚合性基。作為聚合性基，可列舉：乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯醯基等。
又，X3及X4較佳為鹵素原子(F、Cl、Br、I)、氰基、苯基(該苯基中之一個或兩個以上之任意之氫原子可由鹵素原子(F、Cl、Br、I)、甲基、 甲氧基、-CF3、-OCF3取代)、甲基、甲氧基、-CF3或-OCF3。其中，於通式(IV-a3)及(IV-a8)中，為了使附有*之位置成為不對稱原子，X4可選擇與X3不同之基。
又，n3為0~20之整數。
通式(IV-a4)及(IV-a9)中之R5較佳為氫原子或甲基。
通式(IV-a5)及(IV-a10)中之Q可列舉：亞甲基、異亞丙基、亞環己基等二價烴基。
通式(IV-a11)中之k為0~5之整數。
作為更佳之例示，可列舉：R3=C4H9、C6H13、C8H17等碳原子數4~8之直鏈狀或分枝狀之烷基。又，作為X3，較佳為CH3。
通式(IV)及(IV-a1)~(IV-a11)中之部分結構式、-A1-(Z-A2)m-更佳為下述通式(IV-b)，
(式中，環A、B、C各自獨立為伸苯基、伸環己基或萘二基，於該等基中苯環中之任意一個或兩個以上之任意之氫原子可由鹵素原子(F、Cl、Br、I)、甲基、甲氧基、-CF3、-OCF3取代，苯環中之任意一個或兩個以上之碳原子亦可取代成氮原子。Z之定義與式(IV)中的相同)，進而較佳為可列舉下述(IV-b1)~(IV-b6)。
(其中，於該等式中苯環中之任意一個或兩個以上之任意之氫原子可由鹵素原子(F、Cl、Br、I)、甲基、甲氧基、-CF3、-OCF3取代，苯環中之任意一個或兩個以上之碳原子亦可取代成氮原子。Z之定義與式(IV)中的相同)。於擴大液晶之溫度範圍，降低熔點之方面，較良好為使用具有吡啶環、嘧啶環等雜環之化合物，於該情形時，化合物具有之極化性相對較大，於為苯環或環己烷環等烴環之情形時，化合物具有之極化性較低。因此，較佳為根據掌性化合物之極化性選擇適當之含量。
又，作為本發明之鐵電性液晶組成物所使用之掌性化合物，亦可使用具有軸不對稱性之化合物或旋轉對映異構物。
軸不對稱性係藉由如下方式而表現：於如下所述之丙二烯衍生物或、
如下所述之聯苯衍生物等
不妨礙鍵結軸之旋轉之化合物中，於軸之一端側取代基Xa及Ya相互不同，於軸之另一端側取代基Xb及Yb亦相互不同。再者，將聯苯衍生物等因立體障礙等之影響而妨礙鍵結軸之旋轉之情形稱作旋轉對映異構。
作為本發明之鐵電性液晶組成物所使用之具有軸不對稱性之化合物，例如可列舉下述通式(IV-c1)及(IV-c2)所表示之化合物。
式(IV-c1)及(IV-c2)中，X61與Y61、X62與Y62分別至少存在任一者，X61、X62、Y61、Y62各自獨立地表示CH2、C=O、O、N、S、P、B、Si中之任一者。又，於為N、P、B、Si之情形時，亦可與烷基、烷氧基、醯基等取代基鍵結以滿足所需要之原子價。
E61及E62分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基、烯丙基、苄基、烯基、炔基、烷基醚基、烷基酯基、烷基酮基、雜環基或該等衍生物中之任一者。
又，於式(IV-c1)中，R61及R62各自獨立地表示烷基、烷氧基或可由鹵素原子取代之苯基、環戊基或環己基， R63、R64、R65、R66、R67及R68各自獨立地表示氫原子、烷基、烷氧基、醯氧基、鹵素原子、鹵代烷基或二烷基胺基，R63、R64及R65中之兩個可形成可具有取代基之亞甲基鏈或可具有取代基之單或聚亞甲基二氧基，R66、R67及R68中之兩個可形成可具有取代基之亞甲基鏈或可具有取代基之單或聚亞甲基二氧基。
其中，R65與R66均為氫原子之情形除外。
又，作為本發明之鐵電性液晶組成物所使用之掌性化合物，亦可使用具有面不對稱性之化合物。作為具有面不對稱性之化合物，例如可列舉下述(IV-c3)所示之螺烯(Helicene)衍生物。
(式中，X61與Y61、X62與Y62分別至少存在任一者，X61、X62、Y61、Y62各自獨立地表示CH2、C=O、O、N、S、P、B、Si中之任一者。又，於為N、P、B、Si之情形時，亦可與烷基、烷氧基、醯基等取代基鍵結以滿足所需要之原子價。
E61及E62分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基、烯丙基、苄基、烯基、炔基、烷基醚基、烷基酯基、烷基酮基、雜環基或該等衍生物中之任一者)
於此種螺烯衍生物中，前後相互聚合之環之前後關係無法自由地變換，因此可區別採取環向右之螺旋結構情形與採取向左之螺旋結構之情形，並表現出掌性。
作為液晶組成物所含之掌性化合物，為了減小螺旋結構之螺旋節距，較佳為扭轉力(Helical Twisting Power)較大之化合物。扭轉力較大之化合物可減少獲得所期望之螺旋節距所必需之添加量，因此可抑制驅動電壓之上升而較佳。就該觀點而言，作為較佳之掌性化合物，可列舉作為具有不對稱原子之化合物之(IV-d1)~(IV-d3)
或作為具有軸不對稱性之化合物之(IV-d4)~(IV-d5)。
於式(IV-d1)~(IV-d5)中，R71及R72各自獨立地表示氫、鹵素、氰基(CN)、異氰酸酯(NCO)基、異硫氰酸酯(NCS)基或碳數1~20之烷基，該烷基中之任意一個或兩個以上之-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，該烷基中之任意氫可由鹵素取代，A71及A72各自獨立地表示芳香族性或非芳香族性之3至8員環或碳原子 數9以上之縮合環，該等環中之任意之氫可由鹵素、碳原子1~3之烷基或鹵代烷基取代，環中之一個或兩個以上之-CH2-亦可由-O-、-S-或-NH-取代，環中之一個或兩個以上之-CH=可由-N=取代，Z71及Z72各自獨立地表示單鍵或碳原子數1~8之伸烷基，任意之-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-N(O)=N-、-N=N(O)-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，任意之氫可由鹵素取代；X71及X72各自獨立地表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-CH2CH2-，m71及m72各自獨立地表示1~4之整數。其中，式(IV-d5)中之m71及m72中之任一者可為0。
於式(IV-d2)中，Ar71及Ar72各自獨立地苯基或萘基，於該等基中苯環中之任意一個或兩個以上之任意氫原子可由鹵素原子(F、Cl、Br、I)、甲基、甲氧基、-CF3、-OCF3取代。
於本發明之鐵電性液晶組成物中，亦可使用具有液晶原基(mesogenic group)之掌性化合物。作為此種掌性化合物，例如可列舉如下者。
於式(IV-e1)~(IV-e3)中，R81、R82、R83及Y81各自獨立地表示碳原子數1~30之直鏈狀或分枝狀之烷基、氫原子或氟原子，該烷基之一個或兩個以上之不鄰接之-CH2-基可 由-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，烷基中之一個或其以上之氫原子可進一步由氟原子、氯原子、溴原子或CN基取代，亦可具有聚合性基，上述烷基可為含有縮合或螺環式系者，上述烷基亦可為含有可含有一個或兩個以上之雜原子的一個或兩個以上之芳香族或脂肪族之環者，又，該等環可由烷基、烷氧基、鹵素任意地取代，Z81、Z82、Z83、Z84及Z85各自獨立地表示碳原子數為1~40個之伸烷基，該烷基之一個或兩個以上之CH2基可由-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CH-、-CF=CF-、-CF2-或-C≡C-取代，X81、X82及X83各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF=CF-、-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-C≡C-或單鍵，A81、A82及A83各自獨立地表示選自伸苯基、伸環己基、二氧戊環二基、伸環己烯基、二環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、萘二基、十氫萘二基、四氫萘二基或茚烷二基中之環式，上述伸苯基、萘二基、四氫萘二基或茚烷二基之環內之一個或兩個以上之-CH=基可由氮原子取代，上述伸環己基、二氧戊環二基、伸環己烯基、二環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、十氫萘二基、四氫萘二基或茚烷二基之環內之一個或兩個不鄰接之-CH2-基可由-O-及/或-S-取代，上述環式基中之一個或其以上之氫原子可由氟原子、氯原子、溴原子、CN基、NO2基、烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧基羰基取代，其中該烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧基羰基之一個或兩個以上之氫原子 可由氟原子或氯原子取代且碳原子數為1~7，m81、m82、m83分別為0或1，m81+m82+m83為1、2或3。
CH*81及CH*82各自獨立地表示掌性之二價基，CH*83表示掌性之三價基。
此處，作為CH*81及CH*82所使用之掌性之二價基，較佳為具有不對稱原子之如下二價基、 或具有軸不對稱性之如下之二價基。
其中，於CH*81及CH*82所使用之該等二價基中，苯環之任意一個或兩個以上之任意氫原子可由鹵素原子(F、Cl、Br、I)、甲基、甲氧基、-CF3、 -OCF3取代，苯環之任意一個或兩個以上之碳原子可取代成氮原子。
作為CH*83所使用之掌性之三價基，只有藉由可於CH*81及CH*82所使用之掌性之二價基的任意位置鍵結-X83(Z83A83)m83R83而形成三價基即可。
進而較佳為可列舉具有異山梨酯骨架作為掌性之二價基之如下化合物。
式中，R91及R92各自獨立地表示碳原子數1~30之直鏈狀或分枝狀之烷基、氫原子或氟原子，該烷基之一個或兩個以上之不鄰接之-CH2-基可由-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，烷基之一個或其以上之氫原子可進一步由氟原子、氯原子、溴原子或CN基取代，亦可具有聚合性基，上述烷基可為含有縮合或螺環式系者，上述烷基亦可為含有可含有一個或兩個以上之雜原子的一個或兩個以上之芳香族或脂肪族之環者，又，該等環可由烷基、烷氧基、鹵素任意地取代，Z91及Z92各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(Ra)-、-N(Ra)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵，-CO-N(Ra)-或-N(Ra)-CO-中之Ra表示氫原子或碳原子數1~4之直鏈狀或分枝狀之烷基。
<聚合性化合物>
本發明之鐵電性液晶組成物亦可添加聚合性化合物而製成高分子穩定化液晶組成物。
<聚合性化合物(I)>
本發明之鐵電性液晶組成物所使用之聚合性化合物(I)較佳為通式(I-a)
(式(I-a)中，A1表示氫原子或甲基，A2表示單鍵或碳原子數1至15之伸烷基(存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之氫原子可分別獨立地由氟原子、甲基或乙基取代)，A3及A6分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至18之烷基(存在於該烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該烷基中之一個或兩個以上之氫原子可分別獨立地由鹵素原子或碳原子數1至17之烷基取代)，A4及A7分別獨立地表示氫原子或碳原子1至10之烷基(存在於該烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該烷基中之一個或兩個以上之氫原子可分別獨立地由鹵素原子或碳原子數1至9之烷基取 代)，k表示1至40，Za及Zb表示單鍵、-CO-、-COO-或-OCO-，B1、B2及B3分別獨立地表示氫原子、碳原子數1至10之直鏈或支鏈烷基(存在於該烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代)、或通式(I-b)所表示之聚合性化合物。
(式(I-b)中，A9表示氫原子或甲基，A8表示單鍵或碳原子數1至15之伸烷基(存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之氫原子可分別獨立地由氟原子、甲基或乙基取代)所表示之基。其中，於有2k+1個之B1、B2及B3中，成為上述通式(I-b)所表示之基者之個數為0~3個)又，較佳為該聚合性化合物之聚合物之玻璃轉移溫度為-100℃至25℃。
再者，於本申請案發明中，所謂「伸烷基」，於無特別說明之情形時，意指自脂肪族直鏈烴之兩端之碳原子中各去除1個氫原子而成的二價基「-(CH2)n-」(其中n為1以上之整數)，於有該自氫原子向鹵素原子或烷基之取代、或者自亞甲基取代為氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-之之情形時，會對其意義進行特別說明。又，所謂「伸烷基鏈長」，意指「伸烷基」之通式「-(CH2)n-」中之n。
非液晶性單體(I)亦可於通式(I-a)所表示者中含有複 數個主鏈長或烷基側鏈長不同者。
作為通式(I-a)所表示之聚合性化合物(I)之較佳之結構，可列舉選自由如下化合物構成之群中之一種以上，該化合物係下述通式(I-c)所表示之化合物
(式(I-c)中，A11及A19分別獨立地表示氫原子或甲基，A12及A18分別獨立地表示單鍵或碳原子數1至15之伸烷基(存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之氫原子可分別獨立地由氟原子、甲基或乙基取代)，A13及A16分別獨立地表示碳原子數2至20之直鏈烷基(存在於該直鏈烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代)，A14及A17分別獨立地表示氫原子或碳原子數1至10之烷基(存在於該烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該烷基中之一個或兩個以上之氫原子可分別獨立地由鹵素原子或碳原子數1至9之烷基取代)，A15表示碳原子數9至16之伸烷基(於存在於該伸烷基中之至少1個以上且5個以下之亞甲基，該亞甲基中之一個氫原子分別獨立地由碳原子數1至10之直鏈或支鏈烷基取代。存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO -或-OCO-取代))、通式(I-d)所表示之化合物
(式(I-d)中，A21及A22分別獨立地表示氫原子或甲基，a表示6~22之整數)、通式(I-e)所表示之化合物
(式(I-e)中，A31及A32分別獨立地表示氫原子或甲基，b及c分別獨立地表示1~10之整數，d表示1~10之整數，e表示0~6之整數)、及通式(I-f)所表示之化合物
(式(I-f)中，A41及A42分別獨立地表示氫原子或甲基，m、n、p及q分別獨立地表示1~10之整數)。於該等中，較佳為含有式(I-C)所表示之化合物。
作為通式(I-c)所表示之聚合性化合物之較佳結構，較佳為A11及A19均為氫原子。於該等取代基A11、A19為甲基之化合物中，表現本申請案發明之效果，且該等取代基為氫原子之化合物於聚合速度更快之方面較為有利。
較佳為A12及A18分別獨立為單鍵或碳原子1~3之伸烷基。兩個聚合性官能基間距離可利用A12及A18與A15分別獨立地改變碳數之長度 而調整。通式(I-c)所表示之化合物之特徵為聚合性官能基間之距離(交聯點間之距離)較長，若該距離過長，則聚合速度極端緩慢而對相分離產生較差之影響，因此聚合性官能基間距離有上限。另一方面，A13及A16之兩個側鏈間距離亦對主鏈之運動性有影響。即，若A13及A16之間之距離較短，則側鏈A13及A16相互干擾，導致運動性下降。因此，於通式(I-c)所表示之化合物中，聚合性官能基間距離由A12、A18及A15之和決定，其中與加長A12與A18相比，較佳為加長A15。
另一方面，於側鏈即A13、A14、A16、A17中，較佳為該等側鏈之長度具有如下態樣。
於通式(I-c)中，A13與A14鍵結於與主鏈相同之碳原子上，於該等之長度不同時，將較長者之側鏈稱作A13(於A13之長度與A14之長度相等之情形時，將任一者稱作A13)。同樣地，於A16之長度與A17之長度不同時，將較長者之側鏈稱作A16(於A16之長度與A17之長度相等之情形時，將任一者稱作A16)。
此種A13及A16於本申請案中設為分別獨立地表示碳原子數2至20之直鏈烷基(存在於該直鏈烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代)，較佳為分別獨立為碳原子數2至18之直鏈烷基(存在於該直鏈烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代)，更佳為分別獨立為碳原子數3至15之直鏈烷基(存在於該直鏈烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代)。
側鏈與主鏈相比運動性較高，因此存在側鏈有助於低溫下之 高分子鏈之運動性提昇，如上所述般於在兩個側鏈間產生空間干擾之狀況下運動性反而下降。為了防止此種側鏈間之空間干擾，較為有效的是加長側鏈間距離及於需要之範圍內縮短側鏈長。
進而，關於A14及A17，於本申請案中設為分別獨立表示氫原子或碳原子數1至10之烷基(存在於該烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該烷基中之一個或兩個以上之氫原子可分別獨立地由鹵素原子或碳原子數1至9之烷基取代)，較佳為分別獨立為氫原子或碳原子數1至7之烷基(存在於該烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代)，更佳為分別獨立為氫原子或碳原子數1至5之烷基(存在於該烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代)，進而較佳為分別獨立為氫原子或碳原子數1至3之烷基(存在於該烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代)。
關於該A14及A17，其長度過長會引起側鏈間之空間干擾，因此不佳。另一方面，於A14及A17具有長度較短之烷基鏈之情形時，認為可成為具有較高之運動性之側鏈及具有阻礙鄰接之主鏈彼此之接近的作用，認為具有防止高分子主鏈間之干擾之作用從而提高主鏈之運動性，可抑制錨定能量於低溫下增加，於改善高分子穩定化液晶顯示元件之低溫域中之表示特性方面有效。
位於兩個側鏈間之A15就改變側鏈間距離之意義、拓寬交聯點間距離降低玻璃轉移溫度之意義而言，較佳為較長者。然而，於A15過長 之情形時，通式(I-c)所表示之化合物之分子量變得過大而與液晶組成物之相溶性下降、及聚合速度變得過於緩慢而對相分離產生不良影響等，因此自然對其長度設定上限。
因此，於本申請案發明中，A15較佳為碳原子數9至16之伸烷基(於存在於該伸烷基中之至少一個以上且五個以下之亞甲基中，該亞甲基中之一個氫原子分別獨立地由碳原子數1至10之直鏈或支鏈烷基取代。存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基作為氧原子不相互直接鍵結者，亦可分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代)。
即，於本申請案發明中A15之伸烷基鏈長較佳為碳原子數9至16。A15具有伸烷基中之氫原子可由碳原子數1至10之烷基取代的結構作為結構上之特徵。烷基之取代數為1個以上且5個以下，較佳為1個至3個，更佳為取代2個或3個。取代之烷基之碳原子數較佳為1個至5個，更佳為1個至3個。
通式(I-a)所表示之化合物可利用Tetrahedron Letters,Vol.30,pp4985,Tetrahedron Letters,Vol.23,No6,pp681-684及Journal of Polymer Science Part A：Polymer Chemistry,Vol.34,pp217-225等公知之方法合成。
例如於通式(I-c)中，A14及A17為氫之化合物可藉由如下方法而獲得：使具有複數個環氧基之化合物、與具有可與環氧基反應之活性氫之丙烯酸或甲基丙烯酸等聚合性化合物反應，合成具有羥基之聚合性化合物，其次，與飽和脂肪酸反應。
進而，可藉由如下方法而獲得：使具有複數個環氧基之化合物與飽和脂肪酸應，合成具有羥基之化合物，其次與具有可與羥基反應之基之丙烯酸氯化物等聚合性化合物反應。
又，關於自由基聚合性化合物，例如於通式(I-C)中之A14及A17為烷基，且A12及A18為碳原子數為1之亞甲基之情形時，可藉由如 下方法1與如下方法2等而獲得。該方法1係使具有複數個氧呾基之化合物與可與氧呾基反應之脂肪酸氯化物或脂肪酸反應，進而，與丙烯酸等具有活性氫之聚合性化合物反應，該方法2係時具有一個氧呾基之化合物與可與氧呾基反應之多元脂肪酸氯化物或脂肪酸反應，進而，與丙烯酸等具有活性氫之聚合性化合物反應。
又，於通式(I-c)中之A12及A18為碳原子數3之伸烷基(伸丙基：-CH2CH2CH2-)之情形時，可藉由使用具有複數個呋喃基之化合物替代氧呾基而獲得。進而，於通式(I-c)中之A12及A18為碳原子數為4之伸烷基(伸丁基：-CH2CH2CH2CH2-)之情形時，可藉由使用具有複數個吡喃基之化合物作為雜環丁烷基而獲得。
<聚合性液晶化合物(III)>
本發明之高分子穩定化液晶組成物所使用之聚合性液晶化合物(III)為選自由以下通式構成之群中之至少一種以上之聚合性化合物(III)。該通式係下述通式(III-a)、
(式(III-a)中，R3及R4分別獨立地表示氫原子或甲基，C4及C5分別獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、嗒-3,6-二基、1,3-二烷-2,5-二基、環己烯-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基或茚烷-2,5-二基(該等基中，1,4-伸苯基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基及茚烷-2,5-二基為未經取代或可具有一個或兩個以上之氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基作為取代基)，Z3及Z5分別獨立地表示單鍵或碳原子數1至15之伸烷基(存在於該伸 烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之氫原子可分別獨立地由氟原子、甲基或乙基取代)，Z4表示單鍵、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-CH2CH2OOO-、-OCOCH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-或-OCO-，n2表示0、1或2。其中，於n2表示2之情形時，所具有之複數個C4及Z4可相同亦可不同)
通式(III-b)、
(式(III-b)中，R5及R6分別獨立地表示氫原子或甲基，C6表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、嗒-3,6-二基、1,3-二烷-2,5-二基、環己烯-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基或茚烷-2,5-二基(於該等基中1,4-伸苯基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基及茚烷-2,5-二基為未經取代或可具有一個或兩個以上之氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基作為取代基)，C7表示苯-1,2,4-三基、苯-1,3,4-三基、苯-1,3,5-三基、環己烷-1,2,4-三基、環己烷-1,3,4-三基或環己烷-1,3,5-三基，Z6及Z8分別獨立地表示單鍵或碳原子數1至15之伸烷基(存在於該伸烷基中之一個或兩個以上之亞甲基可作為氧原子不相互直接鍵結者而分別獨立地由氧原子、-CO-、-COO-或-OCO-取代，存在於該伸烷基中 之一個或兩個以上之氫原子可分別獨立地由氟原子、甲基或乙基取代)，Z7表示單鍵、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-CH2CH2COO-、-OCOCH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-或-OCO-，n3表示0、1或2。其中，於n3表示2之情形時，所具有之複數個C6及Z7可相同亦可不同) 及通式(III-C)
(式(III-c)中，R7表示氫原子或甲基，六員環T1、T2及T3分別獨立地表示
中之任一者(其中，m表示1至4之整數)，n4表示0或1之整數，Y0、Y1及Y2分別獨立地表示單鍵、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-(CH2)4-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-或-CH2CH2CH=CH-，Y3表示單鍵、-O-、-COO-或-OCO-， R8表示氫原子、鹵素原子、氰基、碳原子數1至20之烷基、碳原子數1至20之烯基、碳原子數1至20之烷氧基、或碳原子數1至20之烴基)
更具體而言，若使用通式(III-d)及(III-e)中之任一者所表示之化合物
(式(III-d)及(III-e)中，m1表示0或1，Y11及Y12分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-或-OCO-，Y13及Y14分別獨立地表示-COO-或-OCO-，Y15及Y16分別獨立地表示-COO-或-OCO-，r及s分別獨立地表示2~14之整數。存在於式中之1,4-伸苯基為未經取代或可具有一個或兩個以上之氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基作為取代基)，則可獲得機械強度或耐熱性優異之光學各向異性體，因此較佳。
可將通式(III-a)所表示之化合物之具體例列舉為以下之(III-1)至(III-10)。
(式中，j及k分別獨立地表示2~14之整數)
又，可將通式(III-d)及(III-e)中之任一者所表示之化合物之具體例列舉為以下之(III-11)至(III-20)。
(式中，j及k分別獨立地表示2~14之整數)
<顯示掌性之光聚合性單體>
作為光聚合性單體(聚合性化合物)，不限於如上所述之非掌性物質，亦可使用掌性之物質。作為顯示掌性之光聚合性單體，例如可使用由下述通式(III-x)構成之聚合性化合物。
於上述式(III-x)中，X表示氫原子或甲基。又，n4表示0或1之整數。又，六員環T1、T2、T3表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基等具有六員環結構之取代基。其中，六員環T1、T2、T3並非僅限於該等取代基，於具有下述結構之取代基中，只要具有下述結構之取代基中之任一種取代基即可，
相互可相同亦可不同。再者，於上述取代基中，m表示1~4之整數。
又，式(III-x)中之Y1及Y2分別獨立為碳原子數為1~10之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基，存在於該基中之一個CH2基或不鄰接之兩個CH2基可由-O-、-S-、-CO-O-或-O-CO-取代，亦可含有單鍵、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-(CH2)4-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-或-CH2CH2CH=CH-。又，可含有不對稱碳原子，亦可不含。即，Y1及Y2只要具有如上所述之任一結構，則可為相同者，亦可為不同者。
又，Y0及Y3表示單鍵、-O-、-OCO-、-COO-。
Z1表示具有不對稱碳原子且含有支鏈結構之碳原子數3~20之伸烷基。
Z2表示碳原子數1~20之伸烷基，可含有不對稱碳原子，亦可不含。
<鐵電性液晶組成物>
為了獲得良好之配向，較佳為儘可能地加長掌性向列相之螺旋節距，為了此目的，較好為藉由組合使用螺旋節距之掌性不同之複數個掌性化合物作為消除螺旋節距之添加劑即螺旋節距消除劑，消除螺旋節距而加長。於此情形時，較佳為以不消除自發極化之方式選擇具有相同符號者，或即便自發極化之符號相反，利用自發極化較大者與較小者之組合亦可獲得差值充分之自發極化。又，較佳亦為選擇如即便不進行此種螺旋節距消除亦可獲得充分良好之配向之掌性化合物。
作為本發明之鐵電性液晶組成物含有聚合性化合物之情形時之聚合方法，可使用自由基聚合、陰離子聚合、陽離子聚合等，較佳為藉由自由基聚合進行聚合。
作為自由基聚合起始劑，可使用熱聚合起始劑、光聚合起始劑，較佳為光聚合起始劑。具體而言，較佳為以下之化合物。
較佳為二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苯偶醯二甲基縮酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基-(2-羥基-2-丙基)酮、1-羥基環己基-苯基酮、2-甲基-2-啉基(4-硫代甲基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮等苯乙酮系；安息香、安息香異丙醚、安息香異丁醚等安息香系；氧化2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦等醯基氧化膦系；苯偶醯、苯甲醯甲酸甲酯系；二苯甲酮、鄰苯甲醯基安息香酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、羥基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基-二苯硫醚、丙烯酸化二 苯甲酮、3,3',4,4'-四(過氧化第三丁基羰基)二苯甲酮、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系；2-異丙基9-氧硫、2,4-二甲基9-氧硫、2,4-二乙基9-氧硫、2,4-二氯9-氧硫等9-氧硫系；米其勒酮、4,4'-二乙基胺基二苯甲酮等胺基二苯甲酮系；10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蔥醌、9,10-菲醌、樟腦醌等。其中，最佳為苯偶醯二甲基縮酮。
於本發明中，除聚合性液晶化合物(III)以外，亦可添加多官能液晶性單體。作為該多官能液晶性單體，作為聚合性官能基，可列舉：丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、丙烯醯胺基、甲基丙烯醯胺基、環氧基、乙烯基、乙烯基氧基、乙炔基、巰基、順丁烯二醯亞胺基、ClCH=CHCONH-、CH2=CCl-、CHCl=CH-、RCH=CHCOO-(此處，R表示氯、氟或碳原子數1~18之烴基)，該等之中，較佳為丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、環氧基、巰基、乙烯基氧基，尤佳為甲基丙烯醯氧基或丙烯醯氧基，最佳為丙烯醯氧基。
作為多官能液晶性單體之分子結構，較佳為具有以具有兩個以上之環結構為特徵之液晶骨架、聚合性官能基、進而至少兩個連結液晶骨架與聚合性官能基之柔軟性基者，進而較佳為具有三個柔軟性基者。作為柔軟性基，可列舉如-(CH2)n-(此處n表示整數)所表示之伸烷基間隔基或如-(Si(CH3)-O)n-(此處n表示整數)所表示之矽氧烷間隔基，其中，較佳為伸烷基間隔基。於該等柔軟性基與液晶骨架或與聚合性官能基之鍵結部分，可如介存有-O-、-COO-、-CO-之鍵。
為了對液晶組成物之配向進行輔助(配向輔助劑)等，亦可添加有機粒子、無機粒子、有機無機混合粒子等奈米粒子。作為有機粒子，可列舉：聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚羥基丙烯酸酯、二乙烯苯等聚合物粒子。作為無機粒子，可列舉：鈦酸鋇(BaTiO3)、SiO2、TiO2、Al2O3 等氧化物、或Au、Ag、Cu、Pd等金屬。有機粒子或無機粒子可為利用其他材料對表面進行塗佈而成之混合粒子，亦可為利用有機材料對無機粒子之表面進行塗佈而成之有機無機混合粒子。若賦予至無機粒子之表面之有機物顯示液晶性，則周圍之液晶分子變得容易配向，因而較佳。
此外，視需要可適當添加抗氧化劑、紫外線吸收劑、非反應性之低聚物或無機填充劑、有機填充劑、聚合抑制劑、消泡劑、調平劑、塑化劑、矽烷偶合劑等。又，亦可含有盤型液晶等二軸性化合物或離子及極性化合物之捕捉(trap)材料等。
於有兩片偏光板之情形時，亦可以視角或對比度變良好之方式調整各偏光板之偏光軸。
<配向膜>
可於挾持液晶之基板面設置配向膜。作為配向膜，可使用通常之聚醯亞胺等配向膜或光配向膜。
作為配向膜，較佳為具有垂直配向性之配向膜。
較佳為具有垂直配向性之聚醯亞胺系配向膜，具體而言，可列舉使烷基長鏈或脂環基進行取代之酸酐、烷基長鏈或脂環基進行取代之二胺與酸二酐反應所得之聚醯胺酸、或者對該聚醯胺酸進行開環脫水所得之聚醯亞胺。藉由將由此種具有龐大之基之聚醯亞胺、聚醯胺或聚醯胺酸構成之液晶配向劑於基板上形成膜，可製造具有垂直配向性之液晶配向膜。
作為酸酐，例如可列舉以下通式(VII-a1)~(VII-a3)所表示之化合物。又，作為二胺，例如可列舉以下通式(VII-b1)~(VII-b3)所表示之化合物。
式(VII-a1)~(VII-a3)及(VII-b1)~(VII-b3)中，R101、R102、R103及R104各自獨立地表示碳原子數1~30之直鏈狀或分枝狀之烷基、氫原子或氟原子，該烷基中之一個或兩個以上之不鄰接之-CH2-基可由-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2取代，烷基中之一個或其以上之氫原子可進一步由氟原子、氯原子、溴原子或CN基取代，Z101、Z102、Z105及Z104各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2 -、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵，A101及A102各自獨立地表示選自伸苯基、伸環己基、二氧戊環二基、伸環己烯基、二環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、萘二基、十氫萘二基、四氫萘二基或茚烷二基中之環式基，上述伸苯基、萘二基、四氫萘二基或茚烷二基之環內之一個或兩個以上之-CH=基可由氮原子取代，上述伸環己基、二氧戊環二基、伸環己烯基、二環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、十氫萘二基、四氫萘二基或茚烷二基之環內之一個或兩個不鄰接之-CH2-基可由-O-及/或-S-取代，上述環式基之一個或其以上之氫原子可由氟原子、氯原子、溴原子、CN基、NO2基、烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧基羰基取代，其中該烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧基羰基之一個或兩個以上之氫原子可由氟原子或氯原子取代且碳原子數為1~7，n101及n102各自獨立地表示0或1、n103表示0~5之整數。
又，於通式(VII-a2)~(VII-a3)及(VII-b2)~(VII-b3)中，類固醇骨架之-CH2-基可由-O-及/或-S-取代，類固醇骨架可於任意之位置具有一個或兩個以上之不飽和鍵(C=C)。
於在橫方向上施加電場之橫電場型液晶顯示元件中，作為配向膜之較佳態樣，若為使用具有式(VII-c1)及(VII-c2)所表示之結構之聚醯胺酸或聚醯亞胺作為液晶配向劑者，則於具有優異之殘像特性，降低未施加電場時之暗狀態下之光線透射率之方面較佳。
式(VII-c1)中，R121各自獨立地表示碳原子數1~6之烷基，R122各自獨立地表示碳原子數1~6之烷基、鹵素原子、氰基、羥基或羧基，n121表示1~10之整數，n122各自獨立地表示0~4之整數，「＊」表示鍵結鍵。
式(VII-c2)中，R123各自獨立地表示碳原子數1~6之烷基，R124各自獨立地表示碳原子數1~6之烷基、鹵素原子、氰基、羥基或羧基，n123表示0~5之整數，n124表示0~4之整數，n125表示0~3之整數，「＊」表示鍵結鍵。
於分子內之至少一部分均具有式(VII-c1)所表示之結構與式(VII-c2)所表示之結構之聚醯胺酸例如可藉由如下方法而獲得：使具有式(VII-c1)所表示之結構之四羧酸二酐與具有式(VII-c2)所表示之結構之四羧酸二酐與二胺進行反應，或使具有式(VII-c1)所表示之結構之二胺與具有式(VII-c2)所表示之結構之二胺與四羧酸二酐進行反應。
作為具有(VII-c1)或式(VII-c2)所表示之結構之四羧酸二酐，具體而言，可列舉具有「＊」所表示之鍵結鍵之兩末端的苯環各自為無水苯二甲酸基的化合物。
作為具有(VII-c1)或式(VII-c2)所表示之結構之二胺，具體而言，可列舉具有「＊」所表示之鍵結鍵之兩末端的苯環各自為苯胺基之化合物。
又，作為光配向膜，可列舉：具有偶氮苯、茋、α-亞肼基-a-酮酸酯、香豆素等結構，且使用光異構化之光配向膜；具有偶氮苯、茋、苯亞甲基鄰苯二甲二醯亞胺、桂皮醯基之結構，且使用光幾何異構化之光配向膜；具有螺吡喃、螺等結構，且使用光開閉環反應之光配向膜；具有桂皮醯基、查耳酮、香豆素、二苯基乙炔等結構，且使用光二聚(photodimerization)之光配向膜；具有可溶性聚醯亞胺、環丁烷型聚醯亞胺 等結構，且使用藉由光照射之光分解之光配向膜；對使聯苯四羧酸二酐與二胺基二苯基醚(BPDA/DPE)反應所得之聚醯亞胺進行光照射而成的光配向膜等。
光配向膜可藉由如下方式而製造：對含有具有光配向性基之化合物之塗膜照射具有各向異性之光，使光配向性基排列，固定光配向狀態。
於具有光配向性基之化合物具有聚合性基之情形時，較佳為於賦予液晶配向能力之光照射處理後進行聚合。聚合方法可為光聚合、熱聚合中之任一者。於光聚合之情形時，於光配向劑中添加光聚合起始劑，於光照射處理後，例如照射不同波長之光，藉此進行光聚合反應。另一方面，於熱聚合之情形時，於光配向劑中添加熱聚合起始劑，於光照射處理後進行加熱，藉此進行熱聚合反應。
為了於光配向膜中固定光配向狀態，亦可使用光交聯性高分子。
作為光交聯性高分子光配向膜，可列舉下述(VIII-a)及(VIII-b)記載之化合物。
(式中，R201及R202各自獨立地表示碳原子數1~30之直鏈狀或分枝狀之烷基、氫原子或氟原子，該烷基中之一個或兩個以上之不鄰接之-CH2-基可由-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，烷基中之一個或其以上之氫原子可進一步由氟原子、氯原子、溴原子 或CN基取代，亦可具有聚合性基，上述烷基可為含有縮合或螺環式系者，上述烷基亦可為含有可含有一個或兩個以上之雜原子的一個或兩個以上之芳香族或脂肪族之環者，又，該等環可由烷基、烷氧基、鹵素任意地取代，Z201及Z202各自獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(Ra)-、-N(Ra)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵，-CO-N(Ra)-或-N(Ra)-CO-中之Ra表示氫原子或碳原子數1~4之直鏈狀或分枝狀之烷基，A201及A202各自獨立地表示選自伸苯基、伸環己基、二氧戊環二基、伸環己烯基、二環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、萘二基、十氫萘二基、四氫萘二基或茚烷二基中之環式基，上述伸苯基、萘二基、四氫萘二基或茚烷二基之環內之一個或兩個以上之-CH=基可由氮原子取代，上述伸環己基、二氧戊環二基、伸環己烯基、二環[2.2.2]伸辛基、哌啶二基、十氫萘二基、四氫萘二基或茚烷二基之環內之一個或兩個不鄰接之-CH2-基可由-O-及/或-S-取代，上述環式基中之一個或其以上之氫原子可由氟原子、氯原子、溴原子、CN基、NO2基、烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧基羰基取代，其中該烷基、烷氧基、烷基羰基或烷氧基羰基之一個或兩個以上之氫原子可由氟原子或氯原子取代且碳原子數為1~7，n201及n202各自獨立地表示1~3之整數，P201及P202各自獨立地表示桂皮醯基、香豆素、苯亞甲基鄰苯二甲二醯亞胺、查耳酮、偶氮苯、茋等光配向性基，P201表示一價基，P202表示二價基。
作為更佳之化合物，可列舉：具有桂皮醯基基之式(VIII-c)、具有香豆素基之式(VIII-d)、具有苯亞甲基鄰苯二甲二醯亞胺基之式 (VIII-e)之化合物。
式(VIII-c)、(VIII-d)及(VIII-e)中，R201、R202、A201、A202、Z201、Z202、n201及n202之定義與式(VIII-a)及(VIII-b)中的相同，R203、R204、R205、R206及R207各自獨立地鹵素原子(F、Cl、Br、I)、甲基、甲氧基、-CF3、-OCF3、羧基、磺基、硝基、胺基或羥基，n203表示0~4之整數，n204表示0~3之整數，n205表示0~1之整數，n206表示0~4之整數，n207表示0~5之整數。
[實施例]
以下，用實施例對本發明進行具體說明，本發明並非僅限定於該等實施例。又，於無特別說明之情形時，「%」意指「質量%」。
實施例中所示之液晶顯示元件之電壓-透射率特性之略稱及意義係如下所示。
V10：將未施加電壓時之液晶顯示元件之透光率(T0)設為0%，將增加施加電壓而透光率增加並飽和幾乎無變化時之透光率(T100)設為100%時，達到由(T100-T0)×0.1+T0所定義之透光率所必需的施加電壓值。
V90：將未施加電壓時之液晶顯示元件之透光率(T0)設為0%，將增加 施加電壓而透光率增加並飽和幾乎無變化時之透光率(T100)設為100%時，達到由(T100-T0)×0.9+T0所定義之透光率所必需的施加電壓值。
電壓-透射率測定係於兩片正交偏光之偏光板之間放置單元，以梳型電極之長軸相對於偏光板之偏光軸為45°之方式進行配置，利用頻率60Hz之矩形波施加0~50Vo-p電壓對透射光量之變化進行測定。
<實施例1>
準備兩片具有垂直配向膜(JSR公司製造之聚醯亞胺垂直配向膜JALS2096)之基板，藉由與平行配向處理同樣之反向平行摩擦於第1基板側與第2基板側以成為相反方向之方式對垂直配向膜進行摩擦處理，配置梳型電極(ITO透明電極、電極間距離：12.5μm、電極寬度：20μm)。使兩片基板以單元厚(間隙)成為5.5μm之方式對向，利用因加熱所致之毛細管現象注入如下所示之鐵電性液晶組成物LC-1，注入後密封液晶單元，製造實施例1之液晶顯示元件。
鐵電性液晶組成物LC-1為ISO-N*-SmA-SmC*之相系列，關於其相轉移溫度，ISO-N*間為85.5℃，N*-SmA間為76.4℃，SmA-SmC*間為60.3℃。又，比自N*向SmC*之轉移溫度高2℃之溫度(87.5℃)下之掌性向列相液晶之螺旋節距為148μm。
於實施例1中，若將梳型電極間之光透射之面積設為開口率，則為 0.385。使用大塚電子公司製造之REST-100並利用旋轉檢偏器法測定延遲。
電場開啟時之延遲：275nm，關閉時之延遲：193nm，SmC*相之螺旋節距為16.4μm。
利用偏光顯微鏡進行觀察之結果時，若摩擦配向之方向與偏光方向一致，則成為完全黑暗之視野，若藉由施加電場使C-指向矢旋轉，則變為明視野，於傾斜45度處最明亮。即判定為液晶成為單軸配向。
對V-T特性進行測定之結果是，最小透射率T0為1.5%(偏光方向)，最大透射率T100為18%(45°)，電壓V10為6.5V，電壓V90為35.4V。
實施例1即便於電壓關閉時螺旋結構亦解開，透射率依賴於透射之光之偏光方向，因此藉由將液晶分子配向於相對於電場開啟時之電場方向成為方位角45°之固定方向上，而於關閉時可維持完全黑暗之視野，可藉由開啟-關閉實現高對比度。
<實施例2>
使用如下所示之非掌性層列型C液晶組成物LC-2替代鐵電性液晶組成物LC-1，利用與實施例1同樣之方法製作單元。
非掌性層列型C液晶組成物LC-2為ISO-N-SmA-SmC之相系列，於室溫下SmC相較穩定。關於其相轉移溫度，ISO-N間為131.9℃，N-SmA間為110.3℃，SmA-SmC間為64.2℃。由於不含有掌性化合物，因此N相及SmC相之螺旋未捲繞。
利用偏光顯微鏡觀察之結果是，於相對於梳型電極之橫電場方向為傾斜45°方向上實施摩擦配向處理，若該方向與偏光方向一致，則成為暗視野。若藉由施加橫電場而C-指向矢一致朝向正交之偏光板之傾斜45度之電場方向，則變得最明亮。即判定C-指向矢進行共面切換動作。
對V-T特性進行測定之結果是，最小透射率T0為0.6%(偏光方向)，最大透射率T100為11%(45°)，電壓V10為7.3V，電壓V90為17V。
實施例2即便於電壓關閉時，螺旋結構亦解開，透射率依賴於透射之光之偏光方向，因此藉由將液晶分子配向於相對於電場開啟時之電場方向為方位角45°之固定方向上，可於關閉時維持暗視野，於層列型C相下確認利用負介電各向異性之開啟-關閉切換動作。
<比較例1>
使用如下所示之鐵電性液晶組成物LC-3替代鐵電性液晶組成物LC-1，利用與實施例1同樣之方法製作單元。
鐵電性液晶組成物LC-3為ISO-N*-SmA-SmC*之相系列，關於其相轉移溫度，ISO-N*間為91℃，N*-SmA間為71℃，SmA- SmC*間為65.4℃。又，利用選擇反射對SmC*相之螺旋節距進行評價。選擇反射為480nm。
利用偏光顯微鏡觀察之結果是，若摩擦配向之方向與偏光方向一致，則成為完全黑暗之視野，若藉由施加電場施加而使C-指向矢旋轉，則變為明視野，於傾斜45度處最明。即判定為液晶成為單軸配向。
對V-T特性進行測定之結果是，最小透射率T0為0.3%(偏光方向)，最大透射率T100為7%(45°)，電壓V10為24V，電壓V90為48V。驅動電壓較高。
10、20‧‧‧基板
11、21‧‧‧透明基材
12、22‧‧‧垂直配向膜
13‧‧‧預傾斜之配向方向
14‧‧‧施加電壓時之C指向矢之方向
24‧‧‧電極結構
31‧‧‧液晶組成物層
32‧‧‧液晶分子

Claims (7)

  1. 一種液晶光調變元件，其具有：偏光面相互正交之兩片偏光板；第一基板及第二基板，係配置於該偏光板之間且至少其中一者為透明，相互之間挾持有液晶組成物層；及一對電極結構，其產生與該第一基板或第二基板中之至少一基板面大致平行之電場，該第一基板或第二基板中之至少一者具有垂直配向膜，具備使液晶分子之C指向矢(C-director)一致朝向固定方向的配向功能；該固定方向相對於由該一對電極結構產生之電場方向，為方位角35~55°的方向；該液晶組成物層挾持具有掌性層列型C相之鐵電性液晶組成物、或具有非掌性層列型C相之負介電各向異性之液晶組成物；於該液晶組成物層與該第一基板及該第二基板接觸之部分，液晶分子之C指向矢藉由該配向功能而一致朝向該固定方向，於該第一基板與第二基板之間液晶分子之C指向矢平行，使液晶分子之C指向矢一致朝向該相對於大致平行之電場方向為方位角35~55°的方向，利用由該電極結構產生之電場改變該液晶組成物層之雙折射率，藉此調變透射之光的透射率。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶光調變元件，其中，於電場中飽和之延遲(retardation)的範圍在225nm至330nm之間。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液晶光調變元件，其中，該液晶組成物層於未施加電場時，為掌性層列型C相或非掌性層列型C相之螺旋軸大致解開的狀態，且掌性層列型C相或非掌性層列型C相之層結構與基板面平行，液晶分子之C指向矢朝向該固定方向。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液晶光調變元件，其中，該液晶組成 物為具有掌性層列型C相之鐵電性液晶組成物，該鐵電性液晶組成物之相系列(phase series)至少自高溫側起為各向同性相、掌性向列相、層列型A相、掌性層列型C相，或該相系列至少自高溫側起為各向同性相、掌性向列相、掌性層列型C相。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之液晶光調變元件，其中，該液晶組成物為具有掌性層列型C相之鐵電性液晶組成物，於該鐵電性液晶組成物之相系列中，於比掌性向列相之下限溫度高2℃的溫度下，掌性向列相之螺旋節距為50μm以上，該掌性向列相之下限溫度即為降溫時自掌性向列相轉移為層列型A相或掌性層列型C相之溫度。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之液晶光調變元件，其中，該液晶組成物為具有非掌性層列型C相之負介電各向異性之液晶組成物，該非掌性層列型C相之相系列至少自高溫側起為各向同性相、向列相、層列型A相、層列型C相，或該相系列至少自高溫側起為各向同性相、向列相、層列型C相。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之液晶光調變元件，其具備光學相位補償膜。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI661223B (zh) * 2017-04-28 2019-06-01 南韓商Ｌｇ化學股份有限公司 光調變裝置及眼睛佩戴物

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103499900B (zh) * 2013-09-02 2015-11-11 京东方科技集团股份有限公司 液晶面板及其制作方法、显示器
US9971193B2 (en) * 2014-09-05 2018-05-15 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display panel
US10451948B2 (en) * 2015-01-20 2019-10-22 The Hong Kong University Of Science And Technology Standing helix ferroelectric liquid crystal display cell
CN105182586B (zh) * 2015-09-24 2018-12-11 京东方科技集团股份有限公司 柔性液晶显示面板、显示器、可穿戴设备及面板制作方法
JP6699124B2 (ja) * 2015-10-08 2020-05-27 Jnc株式会社 液晶表示装置および液晶組成物
KR20170136029A (ko) * 2016-05-30 2017-12-11 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법
WO2018172232A1 (en) 2017-03-21 2018-09-27 Merck Patent Gmbh Light modulation element
JP2022513832A (ja) * 2018-12-13 2022-02-09 メルク・パテント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング スイッチング可能な窓部材
US20240094584A1 (en) * 2022-09-06 2024-03-21 Meta Platforms Technologies, Llc Optical dimming devices with chiral ferroelectric nematic liquid crystal

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5061045A (en) * 1988-09-02 1991-10-29 Hitachi, Ltd. Liquid crystal light modulation device and liquid crystal light modulation apparatus
CN1326560A (zh) * 1998-11-21 2001-12-12 斯马特显示器株式会社 垂直排列螺旋变形液晶显示器
JP2005258463A (ja) * 2005-04-27 2005-09-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶電気光学装置
US20100039597A1 (en) * 2005-11-03 2010-02-18 Au Optronics Corp. Liquid Crystal Display Panel and Method for Manufacturing Thereof and Liquid Crystal Display Incorporating the Same
JP2010066717A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Yasuki Takahashi 液晶装置
WO2011001565A1 (ja) * 2009-07-01 2011-01-06 シャープ株式会社 液晶表示素子及び液晶表示装置

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0309774B1 (de) 1987-09-18 1992-11-19 F. Hoffmann-La Roche Ag Ferroelektrische Flüssigkristallzelle
JP2548979B2 (ja) 1988-12-28 1996-10-30 富士通株式会社 液晶表示装置
JP2761781B2 (ja) 1988-12-30 1998-06-04 キヤノン株式会社 高分子液晶化合物、モノマー性の液晶化合物、それらの液晶組成物及びそれらの液晶素子
US5539555A (en) 1990-07-20 1996-07-23 Displaytech, Inc. High contrast distorted helex effect electro-optic devices and tight ferroelectric pitch ferroelectric liquid crystal compositions useful therein
US5494762A (en) 1992-01-16 1996-02-27 Nippondenso Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte lithium secondary cell
JP3171370B2 (ja) * 1994-05-16 2001-05-28 キヤノン株式会社 光学活性化合物、それを含有する液晶組成物、それを有する液晶素子及びそれらを用いた液晶装置及び表示方法
JPH08136915A (ja) 1994-11-07 1996-05-31 Casio Comput Co Ltd 強誘電性液晶表示素子
US5728318A (en) 1994-11-10 1998-03-17 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal composition, liquid crystal device and liquid crystal display apparatus
JPH10282500A (ja) 1997-04-09 1998-10-23 Canon Inc 液晶素子
US6067136A (en) * 1997-07-23 2000-05-23 Citizen Watch Co., Ltd. Birefringence-type color liquid crystal display device
DE19825487A1 (de) * 1998-06-08 1999-12-09 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Monostabiles ferroelektrisches Akivmatrix-Display
JP4209530B2 (ja) 1999-02-19 2009-01-14 新日本石油株式会社 液晶フィルム及び光学素子
US6757045B1 (en) * 1999-03-23 2004-06-29 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal device and liquid crystal apparatus including same
JP2001091719A (ja) 1999-09-27 2001-04-06 Nippon Mitsubishi Oil Corp 光学素子およびセキュリティ素子
JP2001226674A (ja) 2000-02-17 2001-08-21 Sony Corp 単安定強誘電液晶表示装置
JP2001311969A (ja) * 2000-04-27 2001-11-09 Fuji Xerox Co Ltd 調光装置
JP2003098504A (ja) 2001-09-25 2003-04-03 Ricoh Co Ltd 光偏向素子およびそれを用いた光偏向装置、ならびに画像表示装置
US6911238B2 (en) 2002-02-27 2005-06-28 Fuji Photo Film Co., Ltd. Liquid crystal compositions, polarization selective membranes and liquid crystal displays
JP2003277754A (ja) 2002-03-25 2003-10-02 Fuji Photo Film Co Ltd 液晶組成物、それを用いた偏光選択膜および偏光選択性光学フィルム
JP2003280041A (ja) 2002-03-20 2003-10-02 Ricoh Co Ltd 光偏向素子・光偏向装置および画像表示装置
JP2004021098A (ja) 2002-06-19 2004-01-22 Ricoh Co Ltd 光路偏向デバイス及び画像表示装置
JP4031702B2 (ja) 2002-11-29 2008-01-09 株式会社リコー 光路偏向素子
JP4530632B2 (ja) 2003-09-19 2010-08-25 富士通株式会社 液晶表示装置
JP2005309364A (ja) * 2004-02-16 2005-11-04 Fuji Photo Film Co Ltd 光学補償フイルム、楕円偏光板及び液晶表示装置
JP4574428B2 (ja) 2004-04-30 2010-11-04 株式会社リコー 光学軸偏向素子、光路偏向素子、光学軸偏向方法、光路偏向方法、光学軸偏向装置、光路偏向装置、画像表示装置
JP2007094020A (ja) 2005-09-29 2007-04-12 Dainippon Printing Co Ltd 液晶表示装置
JP2007231166A (ja) 2006-03-01 2007-09-13 Ricoh Co Ltd 液晶素子、光路偏向素子及び画像表示装置
US8158020B2 (en) 2006-03-01 2012-04-17 Ricoh Company, Ltd. Liquid crystal element, optical path deflecting element, and image displaying apparatus
JP5261881B2 (ja) 2006-03-01 2013-08-14 株式会社リコー 液晶素子、光路偏向素子及び画像表示装置
JP5560532B2 (ja) 2007-03-30 2014-07-30 Ｄｉｃ株式会社 高分子安定化強誘電性液晶組成物及び液晶表示素子
JP5305061B2 (ja) 2007-10-31 2013-10-02 Ｄｉｃ株式会社 液晶組成物及び強誘電性液晶組成物
JP5509569B2 (ja) 2008-10-08 2014-06-04 Ｄｉｃ株式会社 高分子安定化強誘電性液晶組成物、及び液晶素子及び当該表示素子の製造方法
KR101996503B1 (ko) 2012-04-13 2019-07-05 삼성디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5061045A (en) * 1988-09-02 1991-10-29 Hitachi, Ltd. Liquid crystal light modulation device and liquid crystal light modulation apparatus
CN1326560A (zh) * 1998-11-21 2001-12-12 斯马特显示器株式会社 垂直排列螺旋变形液晶显示器
JP2005258463A (ja) * 2005-04-27 2005-09-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶電気光学装置
US20100039597A1 (en) * 2005-11-03 2010-02-18 Au Optronics Corp. Liquid Crystal Display Panel and Method for Manufacturing Thereof and Liquid Crystal Display Incorporating the Same
JP2010066717A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Yasuki Takahashi 液晶装置
WO2011001565A1 (ja) * 2009-07-01 2011-01-06 シャープ株式会社 液晶表示素子及び液晶表示装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI661223B (zh) * 2017-04-28 2019-06-01 南韓商Ｌｇ化學股份有限公司 光調變裝置及眼睛佩戴物
US10768461B2 (en) 2017-04-28 2020-09-08 Lg Chem, Ltd. Light modulation device
US11009725B2 (en) 2017-04-28 2021-05-18 Lg Chem, Ltd. Light modulation device
US11262600B2 (en) 2017-04-28 2022-03-01 Lg Chem, Ltd. Light modulation device
US11314106B2 (en) 2017-04-28 2022-04-26 Lg Chem, Ltd. Light modulation device
US11347080B2 (en) 2017-04-28 2022-05-31 Lg Chem, Ltd. Light modulation device
US11506915B2 (en) 2017-04-28 2022-11-22 Lg Chem, Ltd. Light modulation device
US11536987B2 (en) 2017-04-28 2022-12-27 Lg Chem, Ltd. Light modulation device

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US9771517B2 (en) 2017-09-26
TW201405224A (zh) 2014-02-01
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JPWO2013183684A1 (ja) 2016-02-01
WO2013183684A1 (ja) 2013-12-12

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