JPH01213390A - 強誘電性液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents
強誘電性液晶組成物および液晶表示素子Info
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- JPH01213390A JPH01213390A JP63039286A JP3928688A JPH01213390A JP H01213390 A JPH01213390 A JP H01213390A JP 63039286 A JP63039286 A JP 63039286A JP 3928688 A JP3928688 A JP 3928688A JP H01213390 A JPH01213390 A JP H01213390A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
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- C09K19/2021—Compounds containing at least one asymmetric carbon atom
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は強誘電性液晶組成物、及びそれを使用した液晶
素子に関するものである。
素子に関するものである。
（従来の技術）
これまで実用化されている液晶はネマチ、り液晶であり
、これを使用した液晶素子を用いて、時計電卓の表示は
もとよシ、カラーテレビを始めとする各種デイスプレィ
−オプトエレクトロニクス素子等、各種の応用が展開さ
れつつある。しかし応答速度があまり速くないという重
大な弱点があシ応用分野が意外に限られている。これを
いかくして高速化するかが極めて重要な問題となシ、様
様な方面から研究が進められているが、液晶の低粘化や
誘電率異方性の増大などの材料方面からの高速化はほぼ
限界に来ている。
、これを使用した液晶素子を用いて、時計電卓の表示は
もとよシ、カラーテレビを始めとする各種デイスプレィ
−オプトエレクトロニクス素子等、各種の応用が展開さ
れつつある。しかし応答速度があまり速くないという重
大な弱点があシ応用分野が意外に限られている。これを
いかくして高速化するかが極めて重要な問題となシ、様
様な方面から研究が進められているが、液晶の低粘化や
誘電率異方性の増大などの材料方面からの高速化はほぼ
限界に来ている。
高速応答液晶表示として注目されているのがメイヤー（
Ｒ，Ｂ、Ｍａｙｅｒ ）等が発表した強誘電性液晶を用
いる表示素子である６強誘電性液晶は自発分極（以下Ｐ
ｓと略記する）を持つので、電界との相互作用に基づく
駆動力は極めて大きなものとなシその結果、素子の応答
の高速化を、はかる事が可能となる。この強誘電性液晶
を用いて実際に液晶表示素子を作成するには、材料配向
方法、素子の構造、駆動方法等を含めて解決すべき様々
な問題があシ、現在各方面で精力的な研究が続けられて
いる。これらの研究のほとんどは強誘電性液晶相として
カイラルスメクチックＣ相（以下Ｓｃ”相と略記する）
を選び、表面安定化型強誘電性液晶モード（以下５ＳＦ
ＬＣ（５ｕｒｆａｃ＠５ｔａｂｉｌｉｚ＠ｄＦｅｒｒｏ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ）
モードと略記する）で行なわれているが、Ｓｃ”相を使
用した５ＳＦＬＣモードではＰ８がとシうる２つの安定
な状態を利用するため、結果的に明と暗の２通シしか表
示できない。つまりテレビ画像表示などに必要な中間調
の表現が困難なので、応用できる範囲がかな）限られる
。
Ｒ，Ｂ、Ｍａｙｅｒ ）等が発表した強誘電性液晶を用
いる表示素子である６強誘電性液晶は自発分極（以下Ｐ
ｓと略記する）を持つので、電界との相互作用に基づく
駆動力は極めて大きなものとなシその結果、素子の応答
の高速化を、はかる事が可能となる。この強誘電性液晶
を用いて実際に液晶表示素子を作成するには、材料配向
方法、素子の構造、駆動方法等を含めて解決すべき様々
な問題があシ、現在各方面で精力的な研究が続けられて
いる。これらの研究のほとんどは強誘電性液晶相として
カイラルスメクチックＣ相（以下Ｓｃ”相と略記する）
を選び、表面安定化型強誘電性液晶モード（以下５ＳＦ
ＬＣ（５ｕｒｆａｃ＠５ｔａｂｉｌｉｚ＠ｄＦｅｒｒｏ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ）
モードと略記する）で行なわれているが、Ｓｃ”相を使
用した５ＳＦＬＣモードではＰ８がとシうる２つの安定
な状態を利用するため、結果的に明と暗の２通シしか表
示できない。つまりテレビ画像表示などに必要な中間調
の表現が困難なので、応用できる範囲がかな）限られる
。
また、中間調表現ができるねじれネマチック（ＴＮ）モ
ードは応答速度が非常に遅い。つまシ、応答速度が速く
、しかも中間調を出せる液晶素子はない。
ードは応答速度が非常に遅い。つまシ、応答速度が速く
、しかも中間調を出せる液晶素子はない。
（発明が解決しようとする課題）
以上に、述べたことから判るように、本発明の目的は中
間調をも表示でき、かつ、応答速度の極めて大きい液晶
素子を提供することであシ、また、この液晶素子に用い
られる強誘電性液晶組成物を提供することである。
間調をも表示でき、かつ、応答速度の極めて大きい液晶
素子を提供することであシ、また、この液晶素子に用い
られる強誘電性液晶組成物を提供することである。
（課題を解決する手段）
本発明の強誘電性液晶組成物はかりて全く報告されてい
ない新しい強誘電性液晶相を示す物であり、本発明者等
は、この新規な中間相をここでカイラルスメクチックＹ
相（以下Ｓｙ“相と略記する）と名づけることにする０
本発明の液晶素子はこのカイラルスメクチックＹ組成物
を使用する物である。このｓ Ｙ’ｊ）相は後記するよ
うにこれまでに知られている他の強誘電性液晶相にはな
い、すぐれた特性を持っており、本発明者等はそれらを
有効に利用すべく研究を重ねた結果１本発明を完成した
。
ない新しい強誘電性液晶相を示す物であり、本発明者等
は、この新規な中間相をここでカイラルスメクチックＹ
相（以下Ｓｙ“相と略記する）と名づけることにする０
本発明の液晶素子はこのカイラルスメクチックＹ組成物
を使用する物である。このｓ Ｙ’ｊ）相は後記するよ
うにこれまでに知られている他の強誘電性液晶相にはな
い、すぐれた特性を持っており、本発明者等はそれらを
有効に利用すべく研究を重ねた結果１本発明を完成した
。
すなわち、本発明の第一は
（１）下記の光学活性化合物群から選ばれた少くとも２
の化合物からなる強誘電性カイラルスメクチックＹ液晶
組成物、 υ しｈ３ Ｕ にＭ３ および、 （２）前記第（１）項に記載の化合物群から選ばれた少
くとも１の化合物および該化合物のカイラルスメクチッ
クＹ相に溶解する少くとも１の化合物とからなる強誘電
性カイラルスメクチックＹ液晶組成物、 および、 （３） 前記第（１）項に記載の化合物群から選ばれ
た少くとも１の化合物の２セミ混合物および該ラセミ混
合物のスメクテ、りＹ相に溶解する少くとも１の光学活
性化合物とからなる強誘電性カイラルスメクチックＹ液
晶組成物、 てある、また、第一の発明の好ましい態様は、（４）前
記第（１）項に記載の化合物群から選ばれた少くとも１
の化合物の含量が６０重量％以上である前記第（２）項
に記載の強訪電性カイラルスメクチックＹ液晶組成物、 および、 （５）前記第（１）項に記載の化合物群から選ばれた少
くとも１の化合物のラセミ混合物の含量が６０重量−以
上である前記第（３）項に記載の強誘電性カイラルスメ
クチックＹ液晶組成物、 である。本発明の第二は、 （６）前記第（１）項ないし第（５）項のいずれか一項
に記載の強誘電性カイラルスメクチックＹ液晶組成物を
含んでなる液晶表示素子、 である。
の化合物からなる強誘電性カイラルスメクチックＹ液晶
組成物、 υ しｈ３ Ｕ にＭ３ および、 （２）前記第（１）項に記載の化合物群から選ばれた少
くとも１の化合物および該化合物のカイラルスメクチッ
クＹ相に溶解する少くとも１の化合物とからなる強誘電
性カイラルスメクチックＹ液晶組成物、 および、 （３） 前記第（１）項に記載の化合物群から選ばれ
た少くとも１の化合物の２セミ混合物および該ラセミ混
合物のスメクテ、りＹ相に溶解する少くとも１の光学活
性化合物とからなる強誘電性カイラルスメクチックＹ液
晶組成物、 てある、また、第一の発明の好ましい態様は、（４）前
記第（１）項に記載の化合物群から選ばれた少くとも１
の化合物の含量が６０重量％以上である前記第（２）項
に記載の強訪電性カイラルスメクチックＹ液晶組成物、 および、 （５）前記第（１）項に記載の化合物群から選ばれた少
くとも１の化合物のラセミ混合物の含量が６０重量−以
上である前記第（３）項に記載の強誘電性カイラルスメ
クチックＹ液晶組成物、 である。本発明の第二は、 （６）前記第（１）項ないし第（５）項のいずれか一項
に記載の強誘電性カイラルスメクチックＹ液晶組成物を
含んでなる液晶表示素子、 である。
本発明の強誘電性スメクチックＹ液晶混合物の成分とし
て用いられるカイラルスメクチックＹ液晶化合物として
は前記第（１）項に記した化合物が好ましい、これらの
化合物以外の物であっても強誘電性カイラルスメクチッ
クＹ相を有する化合物であれば前記第（１）項に記載の
化合物と同様に用いることができる。
て用いられるカイラルスメクチックＹ液晶化合物として
は前記第（１）項に記した化合物が好ましい、これらの
化合物以外の物であっても強誘電性カイラルスメクチッ
クＹ相を有する化合物であれば前記第（１）項に記載の
化合物と同様に用いることができる。
また、その化合物自体はカイラルスメクチックＹ相を示
さないが、前記第（１）項に示される化合物もしくはそ
の混合物のカイラルスメクチックＹ相に溶解して強誘電
性スメクチックＹ混合物を構成する化合物であれば前記
第（２）項もしくは第（３）項に示す強訪電性スメクチ
ックＹ液晶混合物の成分として用いうる。これらの化合
物としては以下に示す化合物が好ましく用いられる。
さないが、前記第（１）項に示される化合物もしくはそ
の混合物のカイラルスメクチックＹ相に溶解して強誘電
性スメクチックＹ混合物を構成する化合物であれば前記
第（２）項もしくは第（３）項に示す強訪電性スメクチ
ックＹ液晶混合物の成分として用いうる。これらの化合
物としては以下に示す化合物が好ましく用いられる。
Ｕ Ｏ（：Ｈ３
０ ＣＨ２
これらの化合物は光学活性化合物の外にそのラセミ混合
物を用いることもできる。これらの化合物はそれ自体は
カイラルスメクチックＹ相を示さないものの、前記第（
１）項に記載したカイラルスメクチックＹ液晶化合物も
しくはその混合物に良く溶解してカイ２ルスメクチック
Ｙ液晶混合物をなすので、目的のｓｙ”組成物がこれら
の化合物の外に非ｓｙ”成分を含まない場合には前記第
（２）項または第（３）項においてＳＹ８成分もしくは
ＳＹ酸成分含量を小さくすることができる。
物を用いることもできる。これらの化合物はそれ自体は
カイラルスメクチックＹ相を示さないものの、前記第（
１）項に記載したカイラルスメクチックＹ液晶化合物も
しくはその混合物に良く溶解してカイ２ルスメクチック
Ｙ液晶混合物をなすので、目的のｓｙ”組成物がこれら
の化合物の外に非ｓｙ”成分を含まない場合には前記第
（２）項または第（３）項においてＳＹ８成分もしくは
ＳＹ酸成分含量を小さくすることができる。
しかし、前記した非ｓｙ”化合物の外に非ＳＹ”成分を
含む場合には、Ｂ Ｙ４）成分の含量は６０重量−以上
であることが望ましい。前記した物取外の非ＳＹ４′成
分の混合割合が４０重量−以上になると得られる混合物
のＳｘ”相温度範囲が極めてせまくなったシ、５Ｙ４）
相が消失したシすることがあるので好ましくない。
含む場合には、Ｂ Ｙ４）成分の含量は６０重量−以上
であることが望ましい。前記した物取外の非ＳＹ４′成
分の混合割合が４０重量−以上になると得られる混合物
のＳｘ”相温度範囲が極めてせまくなったシ、５Ｙ４）
相が消失したシすることがあるので好ましくない。
また、従来からカイラルスメクチックＣ液晶混合物の成
分として用いられている、液晶相を示さない光学活性化
合物や液晶相温度範囲の調節等の目的で添加されるネマ
チ、り液晶化合物等もＳｃ相に溶解する物であれば前記
の第（２）項ないし第（５）項に示す組成物の成分とし
て用いることができる。
分として用いられている、液晶相を示さない光学活性化
合物や液晶相温度範囲の調節等の目的で添加されるネマ
チ、り液晶化合物等もＳｃ相に溶解する物であれば前記
の第（２）項ないし第（５）項に示す組成物の成分とし
て用いることができる。
前記の（１）項に記載したＳ、ゝ相を有する液晶化合物
、およびそれ自体は８７“相を示さないが本発明の液晶
組成物の成分として用いられる前記の化合物の多くは特
開昭６０−３２７４７号公報、特開昭６１−２１００５
６号公報、特開昭６２−４８６５１号公報および特願昭
６１−１５７３７号によシ開示されている。また、その
他の化合物は、これらの公報に記載の方法に従って、も
しくはこれらの公報に記載の方法に公知の有機合成の単
位反応を組合せることＫよシ、調製することができる。
、およびそれ自体は８７“相を示さないが本発明の液晶
組成物の成分として用いられる前記の化合物の多くは特
開昭６０−３２７４７号公報、特開昭６１−２１００５
６号公報、特開昭６２−４８６５１号公報および特願昭
６１−１５７３７号によシ開示されている。また、その
他の化合物は、これらの公報に記載の方法に従って、も
しくはこれらの公報に記載の方法に公知の有機合成の単
位反応を組合せることＫよシ、調製することができる。
本発明を説明するにあたり、まず、新規な強誘電性液晶
相であるＳｙ”相について述べる。以下においてｃｒ、
ｓ、 、 Ｓｙ 、 Ｓｘ 、 Ｓｏ 、 ｓ、 、
ｓ、４） 。
相であるＳｙ”相について述べる。以下においてｃｒ、
ｓ、 、 Ｓｙ 、 Ｓｘ 、 Ｓｏ 、 ｓ、 、
ｓ、４） 。
Ｓｘ”および！、。はそれぞれ結晶、スメクチックＧ。
スメクチックＦ、スメクチック！、スメクチックＣ，ス
メクチックＡ、カイ２ルスメクチックＦ。
メクチックＡ、カイ２ルスメクチックＦ。
カイ２ルスメクチ、クエおよび等方性液体の各相を意味
する。
する。
次式で表わされる化合物（１）はＳｙ＋相を示す化合物
でおる。
でおる。
この化合物の相転移温度は
であシ、６５．５℃から１１８．５℃の広い温度領域Ｋ
、おいてｓ？”相を示す。 Ｓ４”は未同定のカイラル
スメクチック相を意味する。
、おいてｓ？”相を示す。 Ｓ４”は未同定のカイラル
スメクチック相を意味する。
この化合物において針”相の高温側にはＳｃ４′相が存
在するので、このＳｘ”相はＳＣ“相とはけりきシ区別
されうる相であることがわかる。さらに、このＳｙ”相
は次の液晶性化合物 のいずれの相とも混和性がない、化合物（１）のＳｌ及
びＳｃ”相がこの化合物（２）のＳｌ及びＳＦ相とそれ
ぞれ混和するので、これらからＳｙ” ａがｓ！、 ’
ｓ、 ’ｔＳ、のいずれの相でもないことがわかる。こ
のＳＹ”相がＳＣ”相と同様ならせん構造を有すること
は、ホメオトロピ、りに配向したＳげ相が選択反射を行
なうことから推定できる。らせん構造を有するカイラル
スメクチック相はＳＣ”、Ｓｌ”及びＳＦ”相の三つだ
けである（グレイ及びグツドビー共著「スメクチック
リキッド クリスタルズ」。
在するので、このＳｘ”相はＳＣ“相とはけりきシ区別
されうる相であることがわかる。さらに、このＳｙ”相
は次の液晶性化合物 のいずれの相とも混和性がない、化合物（１）のＳｌ及
びＳｃ”相がこの化合物（２）のＳｌ及びＳＦ相とそれ
ぞれ混和するので、これらからＳｙ” ａがｓ！、 ’
ｓ、 ’ｔＳ、のいずれの相でもないことがわかる。こ
のＳＹ”相がＳＣ”相と同様ならせん構造を有すること
は、ホメオトロピ、りに配向したＳげ相が選択反射を行
なうことから推定できる。らせん構造を有するカイラル
スメクチック相はＳＣ”、Ｓｌ”及びＳＦ”相の三つだ
けである（グレイ及びグツドビー共著「スメクチック
リキッド クリスタルズ」。
１９８４年レオナルトヒル社発行： （” Ｓｍｅｅｔ
ｉｅＬｌｑｕｌｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ’ Ｇ、Ｗ、Ｇ
ｒａｙ ａｎｄ Ｊ、Ｗ、Ｇ。
ｉｅＬｌｑｕｌｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ’ Ｇ、Ｗ、Ｇ
ｒａｙ ａｎｄ Ｊ、Ｗ、Ｇ。
Ｇｏｏｄｂｙ 、Ｌｓｏｎａｒｄ Ｈｌｌｌ 、Ｇｌａ
ｓｇｏｖ、 １９８４ ） 、第１５５ページ参照）と
されているが、混和性試験の結果と総合すると、ｓｙ“
相はＳｃ”、ＳＩ” Ｓ 、４にのいずれの相でもない
、らせん構造をもった第４の相であるということができ
る。この様な相はいまだ報告されておらず、本発明者等
によシはじめて明らかにされたものである。
ｓｇｏｖ、 １９８４ ） 、第１５５ページ参照）と
されているが、混和性試験の結果と総合すると、ｓｙ“
相はＳｃ”、ＳＩ” Ｓ 、４にのいずれの相でもない
、らせん構造をもった第４の相であるということができ
る。この様な相はいまだ報告されておらず、本発明者等
によシはじめて明らかにされたものである。
このｓｙ”相は、強誘電性液晶相として広く研究されて
いるＳｃ”相といくつかの点で大きく異なる特性を有し
ている。まずＳｙ”相はＳｃ”相と同じｐ。
いるＳｃ”相といくつかの点で大きく異なる特性を有し
ている。まずＳｙ”相はＳｃ”相と同じｐ。
を有する強誘電性液晶相であシながら、第１図に示した
ように比訪電率（以下ｅと略記する）が極めて小さい、
比訪電率が小さいと、これを用いた液晶素子の静電容量
は小さくなシ、εが２ケタはど大きいＳｃ”相を用いた
液晶素子に比べると、消極ノ値ハ・Ｓｃ”→ＳＣ相転移
温度においてもゆるやかに連続的に変化しておシ、式 で表わされる化合物（ＨＯＢＡＣＰＣと略す）のＰ。
ように比訪電率（以下ｅと略記する）が極めて小さい、
比訪電率が小さいと、これを用いた液晶素子の静電容量
は小さくなシ、εが２ケタはど大きいＳｃ”相を用いた
液晶素子に比べると、消極ノ値ハ・Ｓｃ”→ＳＣ相転移
温度においてもゆるやかに連続的に変化しておシ、式 で表わされる化合物（ＨＯＢＡＣＰＣと略す）のＰ。
がＳｃ”→Ｓ！”相転移時に非連続的に変化する（Ｊ。
ワール、 Ｓ、Ｃ，ジェイン：フェロエレクトリックス
。
。
（Ｊ、ＷａｈｌとＳ ＊ Ｃ＠ Ｊａｉｎ ： ” Ｆ
ｓｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉ ’ ）５９巻、１６１ペ
ージ、１９８４年発行）のと対照的である。
ｓｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉ ’ ）５９巻、１６１ペ
ージ、１９８４年発行）のと対照的である。
と略記する）が存在し、ｓｙゝ相において温度降下につ
れてその値が増大することである。このしきい電圧とは
、液晶分子の配列に要する最小の外部電界のことであシ
、Ｓ ！＋相における液晶分子を模式的に示した第２図
において、ディレクターベクトル（以下ｎと略記する）
で示される分子長軸の平均方向を■に示す方向から■又
は■に示す方向に配列させるための最舒の電圧である。
れてその値が増大することである。このしきい電圧とは
、液晶分子の配列に要する最小の外部電界のことであシ
、Ｓ ！＋相における液晶分子を模式的に示した第２図
において、ディレクターベクトル（以下ｎと略記する）
で示される分子長軸の平均方向を■に示す方向から■又
は■に示す方向に配列させるための最舒の電圧である。
第２図の■では電界の方向は紙面の表から裏に向かって
おシ、■ではその逆である。これまで知られているＳＣ
”相における液晶分子の配列方向は第２図によれば電界
の極性に応じて■または■のディレクターで示される状
態のみが可能で、この双つの安定な状態の間でのスイッ
チング現象が液晶素子に応用されている。
おシ、■ではその逆である。これまで知られているＳＣ
”相における液晶分子の配列方向は第２図によれば電界
の極性に応じて■または■のディレクターで示される状
態のみが可能で、この双つの安定な状態の間でのスイッ
チング現象が液晶素子に応用されている。
Ｓｃ”相における液晶分子の反転に要するしきい電圧は
第１図に示すように小さい値であるのに比べ、Ｓｙ”相
におけるしきい電圧は大きいことも注目される。さらに
Ｓｙ”相において注目すべきは、印加した電界がしきい
値よシも小さいとｎは第２図における■の状態をとるこ
とである。言い換えると、ＳＦ相においては電界の極性
および強さを変えることによってｎの方向を３通りに選
択することができる。これは２通シの状態しかとシ得な
かったＳＣ”相を用いた５ＳＦＬＣモードの液晶素子に
はまったくない特性である。
第１図に示すように小さい値であるのに比べ、Ｓｙ”相
におけるしきい電圧は大きいことも注目される。さらに
Ｓｙ”相において注目すべきは、印加した電界がしきい
値よシも小さいとｎは第２図における■の状態をとるこ
とである。言い換えると、ＳＦ相においては電界の極性
および強さを変えることによってｎの方向を３通りに選
択することができる。これは２通シの状態しかとシ得な
かったＳＣ”相を用いた５ＳＦＬＣモードの液晶素子に
はまったくない特性である。
この特性を液晶素子の透過光強度の変化で示すと第３図
および第４図のように表わすことができる。
および第４図のように表わすことができる。
化合物（１）を平行配向処理を施したセル厚２μｍのセ
ルに封入し、第２図のＰおよびＡで示す方向に互いに直
交した偏光面をもつ２枚の偏光板の間にこの液晶セル−
をはさみ、振幅±１０ｖ１１０００１ Ｈｚの三角波を
印加した時のＳＹ”相における透過光強度の変化は第３
図に示される。同様にＳｃ”相における透過光強度の変
化は第４図に示す如くなる。
ルに封入し、第２図のＰおよびＡで示す方向に互いに直
交した偏光面をもつ２枚の偏光板の間にこの液晶セル−
をはさみ、振幅±１０ｖ１１０００１ Ｈｚの三角波を
印加した時のＳＹ”相における透過光強度の変化は第３
図に示される。同様にＳｃ”相における透過光強度の変
化は第４図に示す如くなる。
両図からただちに判るようにＳｃ４に相では明と暗の２
状態しか得られないのに対して、ｓ Ｙ４Ｉ相では明と
暗のほかに、それらの中間の明るさの状態が、電圧Ｏｖ
を中心とするかなシ広い電圧領域で安定に存在しうる。
状態しか得られないのに対して、ｓ Ｙ４Ｉ相では明と
暗のほかに、それらの中間の明るさの状態が、電圧Ｏｖ
を中心とするかなシ広い電圧領域で安定に存在しうる。
つまシＳｃ＋相ではなしえない３色表示が針”相におい
ては印加電圧を変えるだけできわめてたやすくできるの
である。この特性を生かして時計や電卓の表示のように
、今まで白と黒の２色による図と地の表現しかできなか
ったものが、例えば灰色の地の上に白と黒、または黒地
の上に白と灰色などの表示が可能となる。これは、たと
えば基盤の色板外に白と黒の表示が必要な囲碁やオセロ
などのゲームを表示するデイスプレィとして好適である
。またパソコンなどのディスグレイのテキスト画面など
においても通常のテキストをある色、たとえば灰色など
で表現し、注目やマークすべき表示部分を他の色、たと
えば白などで強調して表現でき、よシ見やすい画面を作
ることができる。さらに３色表示という特性を生かして
、光シヤツターや高マルチプレツクスディスグレイはも
とよシ、信号機や屋外表示板など、種々の表示装置に応
用でき、現在の液晶素子にとってかわれる能力をもつも
のである。
ては印加電圧を変えるだけできわめてたやすくできるの
である。この特性を生かして時計や電卓の表示のように
、今まで白と黒の２色による図と地の表現しかできなか
ったものが、例えば灰色の地の上に白と黒、または黒地
の上に白と灰色などの表示が可能となる。これは、たと
えば基盤の色板外に白と黒の表示が必要な囲碁やオセロ
などのゲームを表示するデイスプレィとして好適である
。またパソコンなどのディスグレイのテキスト画面など
においても通常のテキストをある色、たとえば灰色など
で表現し、注目やマークすべき表示部分を他の色、たと
えば白などで強調して表現でき、よシ見やすい画面を作
ることができる。さらに３色表示という特性を生かして
、光シヤツターや高マルチプレツクスディスグレイはも
とよシ、信号機や屋外表示板など、種々の表示装置に応
用でき、現在の液晶素子にとってかわれる能力をもつも
のである。
また、セルギャップが大きな場合でもＳｙ”相における
この特性はそこなわれず、薄いセルギヤ。
この特性はそこなわれず、薄いセルギヤ。
プのみで使用されうる５ＳＦＬＣセルに比べて、工業的
な面においても大変有利である。
な面においても大変有利である。
さらに第２図の■の状態での光学異方性（以下Δｎと略
記する）が化合物（１）の場合０．１１であるのに対し
て■または■の状態のΔｎは０．１６で、ｎの位置によ
シΔｎが異なるという５ｃ４Ｉ相にはない特性を示す。
記する）が化合物（１）の場合０．１１であるのに対し
て■または■の状態のΔｎは０．１６で、ｎの位置によ
シΔｎが異なるという５ｃ４Ｉ相にはない特性を示す。
複屈折型素子のレターデーションによる着色は、セル厚
さ（以下ｄと略記する）と光学異方性値との積Δｎｄに
よるので、比較的大きなセルギャップのセルでは■の状
態と■、■の状態は明るさ以外に色も異なる。それ故、
セルギャップを適宜変えることによりて、任意の色の組
合せを選ぶことができ、濃淡だけではなく、本当の三色
表示ができるのである。たとえば化合物（１）を用いた
セルギヤ、グ６μｍの表示素子ならば、黒、オレンジ、
青の三色、５μｍならば黒、紫、黄緑の三色表示ができ
る。
さ（以下ｄと略記する）と光学異方性値との積Δｎｄに
よるので、比較的大きなセルギャップのセルでは■の状
態と■、■の状態は明るさ以外に色も異なる。それ故、
セルギャップを適宜変えることによりて、任意の色の組
合せを選ぶことができ、濃淡だけではなく、本当の三色
表示ができるのである。たとえば化合物（１）を用いた
セルギヤ、グ６μｍの表示素子ならば、黒、オレンジ、
青の三色、５μｍならば黒、紫、黄緑の三色表示ができ
る。
また、電気光学的しきい値特性の急峻度は、セル全体に
わたって測定すると配向状態のばらつきを反映しである
程度はなだらかになる。それ故しきい電圧よシも少し高
い電圧領域では■と■または■と■の状態が混在し、そ
の割合が電界強度によシ決るので電界強度を適宜変える
ことによシ３色に限らずにその間に階調を表現すること
ができる。このしきい値特性の急峻度はまた初期配向に
おける降温速度や配向膜を変えることによっても変化さ
せることができる。
わたって測定すると配向状態のばらつきを反映しである
程度はなだらかになる。それ故しきい電圧よシも少し高
い電圧領域では■と■または■と■の状態が混在し、そ
の割合が電界強度によシ決るので電界強度を適宜変える
ことによシ３色に限らずにその間に階調を表現すること
ができる。このしきい値特性の急峻度はまた初期配向に
おける降温速度や配向膜を変えることによっても変化さ
せることができる。
５Ｔ４Ｉ相における応答特性を次式で示される化合物に
ついて求めたところを第５図に示す。
ついて求めたところを第５図に示す。
これは、平行配向処理を施し、ＩＴＯｇ極を備えたセル
厚さ２μｍの液晶セルを２枚の直交する偏光板にはさみ
、±ＩＯＶ、５０Ｈｚの矩形波を印加して測定したもの
で、第５図には融点以下の過冷却状態のＳｃ相における
測定結果も併せて点描しである。
厚さ２μｍの液晶セルを２枚の直交する偏光板にはさみ
、±ＩＯＶ、５０Ｈｚの矩形波を印加して測定したもの
で、第５図には融点以下の過冷却状態のＳｃ相における
測定結果も併せて点描しである。
一般に低温側の相では高温側の相よシも粘性が大きいた
め、応答が遅いことが知られている。
め、応答が遅いことが知られている。
８ｃゝ相の低温側相の中で最も低粘性の５ｘ４Ｉ相にＳ
ｅ２相から転移する際においても、応答特性に段階的な
変化が生じるのが通常であるのに、第５図においてはＳ
ｃ“→Ｓ？Ｓｃの際にはかかる急激な応答時間の増加は
第５図からは認められない。すなわち、Ｓｙ”相におけ
る応答時間はＳｃ′に相におけるものと本質的に同じで
あると言える。しかも第５図から判るようにｓ Ｙ４）
相における応答時間の温度依存性はＳｃ”相におけるそ
れよシも小さく、これは液晶素子として極めて望まれる
性質である。
ｅ２相から転移する際においても、応答特性に段階的な
変化が生じるのが通常であるのに、第５図においてはＳ
ｃ“→Ｓ？Ｓｃの際にはかかる急激な応答時間の増加は
第５図からは認められない。すなわち、Ｓｙ”相におけ
る応答時間はＳｃ′に相におけるものと本質的に同じで
あると言える。しかも第５図から判るようにｓ Ｙ４）
相における応答時間の温度依存性はＳｃ”相におけるそ
れよシも小さく、これは液晶素子として極めて望まれる
性質である。
以上忙新規なスメクチック相であるＳげ相についてその
性質をＳＣ２相等の既知の相と比較しながら、単一化合
物のＳｙ”相を例に説明したが、前述したＳＹ”相の示
す特性は混合物のＳＹ”相においてもほとんど同様に示
される。
性質をＳＣ２相等の既知の相と比較しながら、単一化合
物のＳｙ”相を例に説明したが、前述したＳＹ”相の示
す特性は混合物のＳＹ”相においてもほとんど同様に示
される。
先に、Ｓげ相を有する具体的な化合物および該化合物の
ＳＹ”相に溶解することを確認された光学活性化合物を
示したが、これらの化合物以外の化合物の液晶相がＳｙ
またはＳＹ相であるかどうかはこれらの化合物を標準物
質としてテクスチャー観察、または混和性試験を行なう
ことによって容易に判別しうる。
ＳＹ”相に溶解することを確認された光学活性化合物を
示したが、これらの化合物以外の化合物の液晶相がＳｙ
またはＳＹ相であるかどうかはこれらの化合物を標準物
質としてテクスチャー観察、または混和性試験を行なう
ことによって容易に判別しうる。
以上述べてきたＳｙ”相を有する液晶混合物の諸特性を
利用することによシ、高速応答性を有しながら階調表示
ができるまったく新しい液晶素子が得られる。この素子
を駆動する方法は５ＳＦＬＣモードに限らず、先に述べ
た比較的ギャップの厚いセルを用いてレターデージ、ン
による着色を利用する単純な複屈折モードや、ヘリカル
変歪型（Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅｌｉｅｏ
ｉｄａｌ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ （ＤＨ８））モード、
過渡散乱型（Ｔｒａｎｇｅｎｔ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ
ｍｏｄｅ（ＴＳＭ））型素子（吉野勝美；高速液晶技
術、シーエムシー刊１９８６）など、また色素を混合し
たＧ、Ｉ（モード々どＳｃ”相に使用されうる既知の駆
動方法はもちろん全て８丁”相にも適用できる。
利用することによシ、高速応答性を有しながら階調表示
ができるまったく新しい液晶素子が得られる。この素子
を駆動する方法は５ＳＦＬＣモードに限らず、先に述べ
た比較的ギャップの厚いセルを用いてレターデージ、ン
による着色を利用する単純な複屈折モードや、ヘリカル
変歪型（Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅｌｉｅｏ
ｉｄａｌ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ （ＤＨ８））モード、
過渡散乱型（Ｔｒａｎｇｅｎｔ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ
ｍｏｄｅ（ＴＳＭ））型素子（吉野勝美；高速液晶技
術、シーエムシー刊１９８６）など、また色素を混合し
たＧ、Ｉ（モード々どＳｃ”相に使用されうる既知の駆
動方法はもちろん全て８丁”相にも適用できる。
配向膜についても、同じ強誘電性液晶であるため、Ｓｅ
２相を用いた強誘電性液晶素子に従来から使用されてい
る、ＰＶＡ 、 ＰＩ 、 ＳｉＯ、５ｉｎ２． ＰＡ
Ｎ。
２相を用いた強誘電性液晶素子に従来から使用されてい
る、ＰＶＡ 、 ＰＩ 、 ＳｉＯ、５ｉｎ２． ＰＡ
Ｎ。
Ａｔ２０３等の配向膜が同様に使用できることは言うま
でもない。
でもない。
前記したほかに、強誘電性Ｂ ｃ＋相液晶混合物及び該
混合物を利用する液晶素子において既に知られている技
術の多くが本発明にも応用できる。−例を挙げると、Ｓ
Ｙ”相の高温側にｓｃ” 、 ｓムまたはＮ“相があっ
てもなくても、本発明の組成物の特性にはなんら影響が
ないのであるが、配向特性の点からＳ、相を有する組成
物が望ましい０組成物がＳＡ相を有するためには、調製
の際にＳＡ相を有する成分の混合比を高くすれば良い。
混合物を利用する液晶素子において既に知られている技
術の多くが本発明にも応用できる。−例を挙げると、Ｓ
Ｙ”相の高温側にｓｃ” 、 ｓムまたはＮ“相があっ
てもなくても、本発明の組成物の特性にはなんら影響が
ないのであるが、配向特性の点からＳ、相を有する組成
物が望ましい０組成物がＳＡ相を有するためには、調製
の際にＳＡ相を有する成分の混合比を高くすれば良い。
また構成成分の化合物は絶対配置がＳ型、Ｒ型いずれの
ものでも良いが、Ｐ８の符号はそろえた方がいいことは
言うまでもない。
ものでも良いが、Ｐ８の符号はそろえた方がいいことは
言うまでもない。
（実施例）
以下に実施例により本発明を詳述するが１本発明はこれ
らの例に限られるものではない。
らの例に限られるものではない。
実施例１゜
次の組成から成る組成物（イ）を調製した。
Ｃｒ−一→融←−→Ｓｙ′Ｓｃ” Ｉ ｓ。
Ｃ，−一→Ｉ８０
化合物の下に示した相転移においてＭ、は同定されてい
ない中間相であシ、８℃はスメクチックＥ相を示す。こ
の組成物（イ）の相転移温度はで、室温を中心とする広
い温度範囲でＳＹ“相を示す、ここで示した様にＳＹ”
相を示さない化合物である第４〜第６の化合物に、Ｓげ
相を有する第１〜第３の化合物を混合することによって
も、ＳＹ４に相を有する組成物を調製することができる
。なお、ユ。組成物。８ｃ′相も液晶素子に、Ｓ？相同
様に利用できることは言うまでもない、２５℃でのＰｓ
Ｏ値は９’７ｎＣｃ！ｎ であった。
ない中間相であシ、８℃はスメクチックＥ相を示す。こ
の組成物（イ）の相転移温度はで、室温を中心とする広
い温度範囲でＳＹ“相を示す、ここで示した様にＳＹ”
相を示さない化合物である第４〜第６の化合物に、Ｓげ
相を有する第１〜第３の化合物を混合することによって
も、ＳＹ４に相を有する組成物を調製することができる
。なお、ユ。組成物。８ｃ′相も液晶素子に、Ｓ？相同
様に利用できることは言うまでもない、２５℃でのＰｓ
Ｏ値は９’７ｎＣｃ！ｎ であった。
実施例２゜
実施例１で調製した組成物（イ）を、平行配向処理を施
したＩＴＯ電極電極上ルギャッ７°２μｍのセルに入れ
、直交する２枚の偏光板にはさみ、２５℃で±２０Ｖ、
５０Ｈｚの矩形波を印加して、明→暗への応答時間を測
定したところ５０μｓｅｃと非常に早い応答時間が得ら
れ、液晶素子として非常に有効であることが認められた
。
したＩＴＯ電極電極上ルギャッ７°２μｍのセルに入れ
、直交する２枚の偏光板にはさみ、２５℃で±２０Ｖ、
５０Ｈｚの矩形波を印加して、明→暗への応答時間を測
定したところ５０μｓｅｃと非常に早い応答時間が得ら
れ、液晶素子として非常に有効であることが認められた
。
実施例３゜
実施例１で調製した組成物（イ）を、平行配向処理を施
した、ＩＴＯ電極付セルギヤ、プ４μｍのセルに入れ直
交する２枚の偏光板にはさみ２５℃で±１０ Ｖ 、
０．１ Ｈｚの三角波を印加したところ、暗→オレンジ
→青の色の周期的な変化が観測された。
した、ＩＴＯ電極付セルギヤ、プ４μｍのセルに入れ直
交する２枚の偏光板にはさみ２５℃で±１０ Ｖ 、
０．１ Ｈｚの三角波を印加したところ、暗→オレンジ
→青の色の周期的な変化が観測された。
（発明の効果）
本発明によシ、階調表示ができる高速応答液晶素子なら
びに３色表示に適した強誘電性カイラルスメクチック液
晶混合物が得られる。
びに３色表示に適した強誘電性カイラルスメクチック液
晶混合物が得られる。
第１図は化合物（１）のＳＣ２相及びＳｒ１相における
しきい電圧（Ｖｔｈと略する）、比誘電率（ｅと略記す
る）、及び自発分極（Ｐｓと略記する）の温度依存性を
示す図である。 第２図はＳＹ１相における液晶分子のディレクター（ｎ
と略記する）を模式的に示す図であ夛、■は外部電界が
しきい電圧以下の場合を、■及び■は極性の反対のしき
い電圧以上の外部電界を印加した状態を示している。第
２図においてＰ及びＡは偏光子及び検光子の偏光方向を
示す。 第３図及び第４図は、化合物（１）のＢ 、＋相及びＳ
ｏ”相における透過光強度の電界依存性を示す図である
。 第５図は化合物（３）の応答時間の温度依存性を示す図
である。
しきい電圧（Ｖｔｈと略する）、比誘電率（ｅと略記す
る）、及び自発分極（Ｐｓと略記する）の温度依存性を
示す図である。 第２図はＳＹ１相における液晶分子のディレクター（ｎ
と略記する）を模式的に示す図であ夛、■は外部電界が
しきい電圧以下の場合を、■及び■は極性の反対のしき
い電圧以上の外部電界を印加した状態を示している。第
２図においてＰ及びＡは偏光子及び検光子の偏光方向を
示す。 第３図及び第４図は、化合物（１）のＢ 、＋相及びＳ
ｏ”相における透過光強度の電界依存性を示す図である
。 第５図は化合物（３）の応答時間の温度依存性を示す図
である。
Claims (8)
- （１）下記の化合物群から選ばれた少くとも２つの化合
物からなる強誘電性カイラルスメクチックＹ液晶組成物
。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ - （２）特許請求の範囲第（１）項に記載の化合物群から
選ばれた少くとも１つの化合物、および該化合物のカイ
ラルスメクチックＹ相に溶解する少くとも１つの化合物
とからなる強誘電性カイラルスメクチックＹ液晶組成物
。 - （３）特許請求の範囲第（１）項に記載の化合物群から
選ばれた少くとも１つの化合物のラセミ混合物、および
該ラセミ混合物のスメクチックＹ相に溶解する少くとも
１つの光学活性化合物とからなる強誘電性カイラルスメ
クチックＹ液晶組成物。 - （４）特許請求の範囲第（１）項に記載の化合物群から
選ばれた少くとも１つの化合物の含量が６０重量％以上
である、特許請求の範囲第（２）項に記載の強誘電性カ
イラルスメクチックＹ液晶組成物。 - （５）特許請求の範囲第（１）項に記載の化合物群から
選ばれた少くとも１つの化合物のラセミ混合物の含量が
６０重量％以上である、特許請求の範囲第（３）項に記
載の強誘電性カイラルスメクチック液晶組成物。 - （６）特許請求の範囲第（１）項に記載の化合物群から
選ばれた少くとも１つの化合物のカイラルスメクチック
Ｙ相に溶解する少くとも１つの化合物が下記の化合物群
から選ばれた少くとも１つ光学活性化合物もしくはその
ラセミ混合物てある、特許請求の範囲第（２）項に記載
の強誘電性カイラルスメクチックＹ液晶組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ - （７）特許請求の範囲第（１）項に記載の化合物群から
選ばれた少くとも１つの化合物のラセミ混合物のスメク
チックＹ相に溶解する光学活性化合物が特許請求の範囲
第（６）項に記載の化合物群から選ばれた光学活性化合
物である、特許請求の範囲第（３）項に記載の強誘電性
カイラルスメクチックＹ液晶組成物。 - （８）特許請求の範囲第（１）項ないし第（７）項のい
ずれか一項に記載の強誘電性カイラルスメクチックＹ液
晶組成物を用いることを特徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039286A JP2526085B2 (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | 強誘電性液晶組成物および液晶表示素子 |
| US08/850,866 US5919397A (en) | 1988-02-22 | 1997-05-02 | Ferroelectric liquid crystal composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039286A JP2526085B2 (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | 強誘電性液晶組成物および液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01213390A true JPH01213390A (ja) | 1989-08-28 |
| JP2526085B2 JP2526085B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=12548913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63039286A Expired - Lifetime JP2526085B2 (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | 強誘電性液晶組成物および液晶表示素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5919397A (ja) |
| JP (1) | JP2526085B2 (ja) |
Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01261493A (ja) * | 1988-04-12 | 1989-10-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 液晶組成物 |
| JPH02918A (ja) * | 1988-03-10 | 1990-01-05 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 光変調素子 |
| EP0422904A2 (en) * | 1989-10-09 | 1991-04-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of driving antiferroelectric liquid crystal device |
| JPH03223390A (ja) * | 1989-10-11 | 1991-10-02 | Sharp Corp | 液晶素子 |
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