JPH0782256A - 液晶性化合物、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表示方法、表示装置 - Google Patents

液晶性化合物、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表示方法、表示装置

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JPH0782256A
JPH0782256A JP5231678A JP23167893A JPH0782256A JP H0782256 A JPH0782256 A JP H0782256A JP 5231678 A JP5231678 A JP 5231678A JP 23167893 A JP23167893 A JP 23167893A JP H0782256 A JPH0782256 A JP H0782256A
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剛司 門叶
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な配向性、応答速度の高速化、および温
度依存性の軽減、高コントラスト比等の良好な表示特性
を得るために効果的な液晶性化合物、これを含む液晶組
成物、特に強誘電性カイラルスメクチック液晶組成物、
及び該液晶組成物を使用する液晶素子、表示装置を提供
する。 【構成】 下記一般式(I) R−A−B−Cm2m+1 (I) (式中、Rは炭素数1〜18の直鎖状、もしくは分岐状
のアルキル基、アルコキシ基を示す。Aはピリミジン−
2,5−ジイルを示し、Bは1,4−フェニレンを示
す。mは2〜18までの整数である。この液晶性化合物
は非光学活性化合物である。)で表される液晶性化合物
の少なくとも1種を含有する液晶組成物を1対の電極基
板間に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な液晶性化合物、
それを含有する液晶組成物及びそれを使用した液晶素子
並びに表示装置に関し、更に詳しくは電界に対する応答
特性が改善された新規な液晶組成物、及びそれを使用し
た液晶表示素子や液晶−光シャター等に利用される液晶
素子並びに該液晶素子を表示に使用した表示装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、液晶は電気光学素子として種
々の分野で応用されている。現在実用化されている液晶
素子はほとんどが、例えばエム シャット(M.Sch
adt)とダブリュ ヘルフリッヒ(W.Helfri
ch)著“アプライド フィジックス レターズ”
(“Applied Physics Letter
s”)Vol.18,No.4(1971.2.15)
P.127〜128の“Voltage Depend
ent Optical Activity of a
Twisted Nematic Liquid Cr
ystal”に示されたTN(Twisted Nem
atic)型の液晶を用いたものである。これらは、液
晶の誘電的配列効果に基づいており、液晶分子の誘電異
方性のために平均分子軸方向が加えられた電場により特
定の方向に向く効果を利用している。これらの素子の光
学的な応答速度の限界はミリ秒であるといわれ、多くの
応用のためには遅すぎる。一方、大型平面ディスプレイ
への応用では、価格、生産性などを考え合わせると単純
マトリクス方式による駆動が最も有力である。単純マト
リクス方式においては走査電極群と信号電極群をマトリ
クス状に構成した電極構成が採用され、その駆動のため
には走査電極群に順次周期的にアドレス信号を選択印加
し、信号電極群には所定の情報信号をアドレス信号と同
期させて並列的に選択印加する時分割駆動方式が採用さ
れている。
【0003】しかし、この様な駆動方式の素子に前述し
たTN型の液晶を採用すると、走査電極が選択され信号
電極が選択されていない領域、あるいは走査電極が選択
されず、信号電極が選択される領域(所謂“半選択
点”)にも有限に電界がかかってしまう。選択点にかか
る電圧と、半選択点にかかる電圧の差が十分に大きく、
液晶分子を電界に垂直に配列させるのに要する電圧閾値
がこの中間の電圧値に設定されるならば、表示素子は正
常に動作するわけであるが、走査線数(N)を増加して
行った場合、画面全体(1フレーム)を走査する間に一
つの選択点に有効な電界がかかっている時間(duty
比)が1/Nの割合で減少してしまう。このために、繰
り返し走査を行った場合の選択点と非選択点にかかる実
効値としての電圧差は、走査線数が増えれば増える程小
さくなり、結果的には画像コントラストの低下やクロス
トークが避け難い欠点となっている。
【0004】この様な現象は、双安定性を有さない液晶
(電極面に対し、液晶分子が水平に配向しているのが安
定状態であり、電界が有効に印加されている間のみ垂直
に配向する)を時間的蓄積効果を利用して駆動する(即
ち、繰り返し走査する)時に生ずる本質的には避け難い
問題点である。
【0005】この点を改良するために、電圧平均化法、
2周波駆動法、多重マトリクス法等が既に提案されてい
るが、いずれの方法でも不十分であり、表示素子の大画
面化や高密度化は走査線数が十分に増やせないことによ
って頭打ちになっているのが現状である。
【0006】この様な従来型の液晶素子の欠点を改善す
るものとして、双安定性を有する液晶素子の使用がクラ
ーク(Clark)及びラガウェル(Lagerwal
l)により提案されている(特開昭56−107216
号公報、米国特許第4367924号明細書等)。
【0007】双安定性液晶としては一般にカイラルスメ
クチックC相(SC *相)またはH相(SH *相)を有する
強誘電性液晶が用いられる。この強誘電性液晶は電界に
対して第1の光学的安定状態と第2の光学的安定状態か
らなる双安定状態を有し、従って前述のTN型の液晶で
用いられた光学変調素子とは異なり、例えば一方の電界
ベクトルに対して第1の光学的安定状態に液晶が配向
し、他方の電界ベクトルに対しては第2の光学的安定状
態に液晶が配向されている。また、この型の液晶は、加
えられる電界に応答して、上記2つの安定状態のいずれ
かを取り、かつ電界の印加のないときはその状態を維持
する性質(双安定性)を有する。
【0008】以上の様な双安定性を有する特徴に加え
て、強誘電性液晶は高速応答性であるという優れた特徴
を持つ。それは強誘電性液晶の持つ自発分極と印加電場
が直接作用して配向状態の転移を誘起するためであり、
誘電率異方性と電場の作用による応答速度より3〜4オ
ーダー速い。
【0009】この様に強誘電性液晶は極めて優れた特性
を潜在的に有しており、この様な性質を利用することに
より上述した従来のTN型素子の問題点の多くに対し
て、かなり本質的な改善が得られる。特に、高速光学光
シャッターや高密度、大画面ディスプレイへの応用が期
待される。このため強誘電性を持つ液晶材料に関しては
広く研究がなされているが、現在までに開発された強誘
電性液晶材料は低温作動性、高速応答性、コントラスト
等を含めて液晶素子に用いる十分な特性を備えていると
はいい難い。
【0010】応答時間τと自発分極の大きさPs及び粘
度ηの間には下記の式[1]
【0011】
【外1】 の関係が存在する。従って応答速度を速くするには、 (ア)自発分極の大きさPsを大きくする (イ)粘度ηを小さくする (ウ)印加電界Εを大きくする 方法がある。しかし、印加電界はIC等で駆動するため
上限があり、できるだけ低いほうが望ましい。よって、
実際には粘度ηを小さくするか、自発分極の大きさPs
の値を大きくする必要がある。一般的に自発分極の大き
い強誘電性カイラルスメクチック液晶化合物に於ては、
自発分極のもたらすセルの内部電界も大きく、双安定状
態をとりえる素子構成への制約が多くなる傾向にある。
また、いたずらに自発分極を大きくしても、それに連れ
て粘度も大きくなる傾向にあり、結果的には応答速度は
余り速くならないことが考えられる。
【0012】また、実際のディスプレイとしての使用温
度範囲が例えば5〜40℃程度とした場合、応答速度の
変化が一般に20程度もあり、駆動電圧及び周波数によ
る調節の限界を越えているのが現状である。
【0013】また一般に、液晶の屈折率を利用した液晶
素子の場合、直交ニコル下における透過率は下記[2]
式で表わされる。
【0014】
【外2】
【0015】[2]式中、IOは入射光強度、Iは透過
光強度、θaは以下で定義される見かけのチルト角、Δ
nは屈折率異方性、dは液晶層の膜厚、そしてλは入射
光の波長である。前述の非ら旋構造における見かけのチ
ルト角θaは、第1と第2の配向状態でのねじれ配列し
た液晶分子の平均分子軸方向の角度として現われること
になる。[2]式によれば、見かけのチルト角θaが2
2.5°の角度の時最大の透過率となり、双安定性を実
現する非ら旋構造での見かけのチルト角θaは22.5
°にできる限り近いことが必要である。
【0016】しかしながら、前述のクラークとラガウェ
ルによって発表された双安定性を示す非ら旋構造の強誘
電性液晶に対して適用した場合には、下述のごとき問題
点を有し、コントラスト低下の原因となっている。
【0017】第1に従来のラビング処理したポリイミド
膜によって配向させて得られた非ら旋構造の強誘電性液
晶での見かけのチルト角θa(2つの安定状態の分子軸
のなす角度の1/2)が強誘電性液晶でのチルト角(後
述の図4に示す三角錐の頂角の1/2の角度θ)と比べ
て小さくなっているために透過率が低い。第2に電界を
印加しないスタテイク状態におけるコントラストは高く
ても電圧を印加して駆動表示を行なった場合に、マトリ
ックス駆動における非選択期間の微少電界により液晶分
子が揺らぐために黒が淡くなる。
【0018】以上述べたように強誘電性液晶素子を実用
化する為には、高速応答性を有し、応答速度の温度依存
性が小さく、かつコントラストの高いカイラルスメクチ
ック相を示す液晶組成物が要求される。更にディスプレ
イの均一なスイッチング、良好な視角特性、低温保存
性、駆動ICへの負荷の軽減等のために液晶組成物の自
発分極、カイラルスメクチックCピッチ、コレステリッ
クピッチ、液晶相をとる温度範囲、光学異方性、チルト
角、誘電異方性などを適正化する必要がある。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、強誘
電性液晶素子を実用できるようにする為に、応答速度を
速く、しかもその温度依存性を軽減させ、またコントラ
ストを高くするのに効果的な液晶性化合物、これを含む
液晶組成物、特に強誘電性カイラルスメクチック液晶組
成物、及び該液晶組成物を使用する液晶素子、表示装置
を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】下記一般式(I) R―A―B―Cm2m+1 (I) (式中、Rは炭素原子数が1から18である直鎖状また
は分岐状のアルキル基、アルコキシ基を示す。Aはピリ
ミジン−2,5−ジイルを示し、Bは1,4−フェニレ
ンを示す。mは2から18までの整数である。この液晶
性化合物は非光学性化合物である。)で表わされる液晶
性化合物、該液晶性化合物の少なくとも1種を含有する
液晶組成物、及び該液晶組成物を1対の電極基板間に配
置してなる液晶素子並びにそれらを用いた表示方法及び
表示装置を提供するものである。
【0021】前記一般式(I)で表わされる液晶性化合
物のうちで液晶相の温度幅、混和性、粘性、配向性等の
観点から好ましい化合物としてmが3から12までの整
数であり、Rが炭素原子数3から14の直鎖状のアルキ
ル基またはアルコキシ基である化合物が挙げられる。
【0022】従来より、パーフルオロアルキル基を有す
る液晶性化合物については特開昭63−27451号公
報と特開平2−142753号公報、特開平1−230
548号公報、特開平1−233262号公報、特開平
2−69443号公報で開示されているが、これらの化
合物は何れもパーフルオロアルキル側鎖とメソーゲン骨
格を結ぶ結合部分がメチレンあるいはエチレンを含むエ
ーテル又はエステル結合であり、パーフルオロアルキル
が直接メソーゲン骨格に結合している化合物ではない。
また、特開平3−93748号公報及び特開平4−26
679号公報で開示されている一般式で示される化合物
に於ては、パーフルオロアルキル側鎖がメソーゲン骨格
と直結する化合物も包含されるが、前者は光学活性化合
物に限定されており、また後者は具体的な例示はなく、
その効果についてもなんら言及されていない。更に公表
平1−501945号公報に具体的に開示される化合物
はパーフルオロアルキル基がシクロヘキサン環に直結し
ている化合物のみである。従って本発明の化合物は上記
の各公報に開示されている化合物と異なり、新規化合物
である。
【0023】本発明者等は、一般式(I)で示される液
晶性化合物を検討した結果、本発明の液晶性化合物を含
む強誘電性カイラル液晶組成物、及びそれを使用した液
晶素子が良好な配向性、高速応答性、光学応答速度の温
度依存性の軽減、高コントラストなど、諸特性の改良が
なされ、良好な表示特性が得られることを見いだした。
【0024】次に前記一般式(I)で示される液晶性化
合物の合成法の一例を示す。
【0025】
【外3】 (R、A、B、mは前記一般式に準ずる。)
【0026】次に一般式(I)で示される液晶性化合物
の具体的な構造式を示す。但し、略記は以下の基を示
す。
【0027】
【外4】 (1)CH3−Py2−Ph−C1837 (2)C1429−Py2−Ph−C37 (3)C25O−Py2−Ph−C1735 (4)C25−Py2−Ph−C1021 (5)C1429−Py2−Ph−C25 (6)C37O−Py2−Ph−C1123 (7)C37−Py2−Ph−C1633 (8)C1531O−Py2−Ph−C817 (9)C49−Py2−Ph−C1225 (10)C49O−Py2−Ph−C919 (11)C25CH(CH3)CH2O−Py2−Ph−
613 (12)CH3CH(CH3)CH2CH2O−Py2−P
h−C817 (13)C25CH(C25)CH2CH2O−Py2−
Ph−C919 (14)C49−Py2−Ph−C817 (15)C511O−Py2−Ph−C613 (16)C511−Py2−Ph−C511 (17)C511−Py2−Ph−C1021 (18)C1633−Py2−Ph−C49 (19)C613O−Py2−Ph−C613 (20)C613−Py2−Ph−C817 (21)C613−Py2−Ph−C1021 (22)C1735−Py2−Ph−C511 (23)C715O−Py2−Ph−C613 (24)CH3CH(CH3)(CH23−Py2−Ph
−C715 (25)C25CH(CH3)(CH25−Py2−P
h−C1021 (26)C49CH(CH3)(CH22−Py2−P
h−C1225 (27)C715−Py2−Ph−C715 (28)C715−Py2−Ph−C817 (29)C1837−Py2−Ph−C49 (30)C817O−Py2−Ph−C919 (31)C817−Py2−Ph−C1021 (32)C817−Py2−Ph−C1123 (33)C817O−Py2−Ph−C1225 (34)C919−Py2−Ph−C613 (35)C919−Py2−Ph−C919 (36)C919O−Py2−Ph−C1021 (37)C1225−Py2−Ph−C817 (38)C1225O−Py2−Ph−C715 (39)C1327−Py2−Ph−C511 (40)C1021−Py2−Ph−C613 (41)C1021−Py2−Ph−C715 (42)C1021O−Py2−Ph−C817 (43)C1123−Py2−Ph−C511 (44)C1123−Py2−Ph−C613 (45)C1123O−Py2−Ph−C715 (46)C1225−Py2−Ph−C919 (47)C919−Py2−Ph−C817 (48)C817−Py2−Ph−C817 (49)C919−Py2−Ph−C49 (50)C1021−Py2−Ph−C511
【0028】本発明の液晶組成物は前記一般式(I)で
示される液晶性化合物の少なくとも一種と他の液晶性化
合物1種以上とを適当な割合で混合することにより得る
ことができる。併用する他の液晶性化合物の数は1〜5
0、好ましくは1〜30、より好ましくは3〜30の範
囲である。
【0029】また、本発明による液晶組成物は強誘電性
液晶組成物、特に強誘電性カイラルスメクチック液晶組
成物が好ましい。
【0030】本発明で用いる他の液晶性化合物として
は、特開平4−272989(23)〜(39)ページ
記載の化合物(III)〜(XII)、好ましい化合物
(IIIa)〜(XIId)、更に好ましい化合物(I
IIaa)〜(XIIdb)が挙げられる。また、化合
物(III)〜(VI)、好ましい化合物(IIIa)
〜(VIf)、更に好ましい化合物(IIIaa)〜
(VIfa)におけるR′1 、R′2 の少なくとも一方
が、また化合物(VII)、(VIII)、好ましい化
合物(VIIa)〜(VIIIb)、更に好ましい化合
物(VIIIba)、(VIIIbb)におけるR′
3 、R′4 の少なくとも一方、および化合物(IX)〜
(XII)、好ましい化合物(IXa)〜(XII
d)、更に好ましい化合物(IXba)、(XIId
b)におけるR′5 、R′6 の少なくとも一方が−(C
2EG2G+1(E:0〜10、G:1〜15 整
数)である化合物も同様に用いることができる。更に、
次の一般式(XIII)〜(XVIII)で示される液
晶性化合物も用いることができる。 R′7 −[Py2]−X′7 −[Ph]−X′8
([PhY′7 ])N −[Tn]−R′8 (XII
I) R′7 −[Py2]−[Ph]−OCO−[Ph4F]
(XIV) R′7 −[Py2]−[Ph]−OCO−[Ph34
F] (XV) R′7 −([PhY′7 ])Q −[Tz1]−[Ph
Y′8 ]−X′7 −([PhY′9 ])R −([C
y])T −R′8 (XVI) R′7 −[Bo2]−A′4 −R′8 (XVII) R′7 −[Bt2]−A′4 −R′8 (XVIII)
【0031】ここでR′7 、R′8 は水素原子又は炭素
数1〜18の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、
該アルキル基中の1つもしくは隣接しない2つ以上の−
CH2 −はヘテロ原子が隣接しない条件で−O−、CO
−、−CH(CN)−、−C(CN)(CH3 )−、に
置き換えられていてもよい。また、該アルキル基中の水
素原子はフッ素原子に交換されていてもよい。
【0032】更にR′7 、R′8 は好ましくはi)〜v
iii)である。 i)炭素数1〜15の直鎖アルキル基
【0033】
【外5】 p:0〜5、q:2〜11 整数 光学活性でもよい
【0034】
【外6】 r:0〜6、s:0または1、t:1〜14 整数 光学活性でもよい
【0035】
【外7】 w:1〜15 整数 光学活性でもよい
【0036】
【外8】 A:0〜2、B:1〜15 整数 光学活性でもよい
【0037】
【外9】 C:0〜2、D:1〜15 整数 光学活性でもよい vii)−(CH2EG2G+1 E:0〜10、G:1〜15 整数 viii)−H N、Q、R、T:0または1 Y′7 、Y′8 、Y′
9 :HまたはF A′4 :Ph、Np X′7 、X′8 :単結合、−COO−、−OCO−、−
CH2 O−、−OCH2− (XIII)の好ましい化合物として(XIIIa)が
挙げられる。 R′7 −[Py2]−[Ph]−OCO−[Tn]−
R′8 (XIIIa) (XVI)の好ましい化合物として(XVIa)、(X
VIb)が挙げられる。 R′7 −[Tz1]−[Ph]−R′8 (XVIa) R′7 −[PhY′7 ]−[Tz1]−[PhY′8
−R′8 (XVIb) (XVII)の好ましい化合物として(XVIIa)、
(XVIIb)が挙げられる。 R′7 −[Boa2]−[Ph]−O−R′8 (XV
IIa) R′7 −[Boa2]−[Np]−O−R′8 (XV
IIb) (XVIII)の好ましい化合物として(XVIII
a)〜(XVIIc)が挙げられる。 R′7 −[Btb2]−[Ph]−R′8 (XVII
Ia) R′7 −[Btb2]−[Ph]−O−R′8 (XV
IIIb) R′7 −[Btb2]−[Np]−O−R′8 (XV
IIIc) (XVIa)、(XVIb)の好ましい化合物として
(XVIba)〜(XVIbc)が挙げられる。 R′7 −[Tz1]−[Ph]−O−R′8 (XVI
aa) R′7 −[Ph]−[Tz1]−[Ph]−R′8
(XVIba) R′7 −[Ph]−[Tz1]−[Ph]−O−R′8
(XVIbb) R′7 −[Ph]−[Tz1]−[Ph]−OCO−
R′8 (XVIbc) Ph、Py2の略記は前記定義に準じ、他の略記につい
ては以下の基を示す。
【0038】
【外10】
【0039】本発明の液晶性化合物と、1種以上の上述
の液晶性化合物、あるいは液晶組成物とを混合する場
合、混合して得られた液晶組成物中に占める本発明の液
晶性化合物の割合は1重量%〜80重量%、好ましくは
1重量%〜60重量%、更に好ましくは1重量%〜40
重量%とすることが望ましい。また、本発明の液晶性化
合物を2種以上用いる場合は、混合して得られた液晶組
成物中に占める本発明の液晶性化合物2種以上の混合物
の割合は1重量%〜80重量%、好ましくは1重量%〜
60重量%、更に好ましくは1重量%〜40重量%とす
ることが望ましい。
【0040】更に本発明による強誘電性液晶素子におけ
る強誘電性液晶層は、先に示したようにして作成した強
誘電性液晶組成物を真空中、等方性液体温度まで加熱
し、素子セル中に封入し、徐々に冷却して液晶層を形成
させ常圧に戻すことが好ましい。
【0041】図1は強誘電性液晶素子の構成の説明のた
めに、本発明の強誘電性液晶層を有する液晶素子の一例
を示す断面概略図である。図1において符号1は強誘電
性液晶層、2はガラス基板、3は透明電極、4は絶縁性
配向制御層、5はスぺーサー、6はリード線、7は電
源、8は偏光板、9は光源を示している。
【0042】2枚のガラス基板2には、それぞれIn2
3 、SnO2 あるいはITO(インジウム チン オ
キサイド;Indium Tin Oxide)等の薄
膜からなる透明電極3が被覆されている。その上にポリ
イミドの様な高分子の薄膜をガーゼやアセテート植毛布
等でラビングして、液晶をラビング方向に並べる絶縁性
配向制御層4が形成されている。また、絶縁物質とし
て、例えばシリコン窒化物、水素を含有するシリコン炭
化物、シリコン酸化物、ホウ素窒化物、水素を含有する
ホウ素窒化物、セリウム酸化物、アルミニウム酸化物、
ジルコニウム酸化物、チタン酸化物、フッ化マグネシウ
ム等の無機物質絶縁層を形成し、その上にポリビニルア
ルコール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステ
ルイミド、ポリパラキシレン、ポリエステル、ポリカー
ボネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポ
リ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース
樹脂、メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂やフォ
トレジスト樹脂等の有機絶縁物質を配向制御層として、
2層で絶縁性配向制御層4が形成されていてもよく、ま
た無機物質絶縁性配向制御層あるいは有機物質絶縁性配
向制御層単層であってもよい。この絶縁性配向制御層が
無機系ならば蒸着法などで形成でき、有機系ならば有機
絶縁物質を溶解させた溶液、又はその前駆体溶液(溶剤
に0.1%〜20重量%、好ましくは0.2〜10重量
%)を用いて、スピナー塗布法、浸漬塗布法、スクリー
ン印刷法、スプレー塗布法、ロール塗布法等で塗布し、
所定の硬化条件下(例えば加熱下)で硬化させ形成させ
ることができる。絶縁性配向制御層4の層厚は通常10
Å〜1μm、好ましくは10Å〜3000Å、更に好ま
しくは10Å〜1000Åが適している。この2枚のガ
ラス基板2はスペーサー5によって任意の間隔に保たれ
ている。例えば所定の直径を持つシリカビーズ、アルミ
ナビーズをスペーサーとしてガラス基板2枚で挟持し、
周囲をシール剤、例えばエポキシ系接着剤を用いて密封
する方法がある。その他スペーサーとして高分子フィル
ムやガラスファイバーを使用してもよい。この2枚のガ
ラス基板の間に強誘電性液晶が封入されている。
【0043】強誘電性液晶が封入された強誘電性液晶層
1は、一般には0.5〜20μm、好ましくは1〜5μ
mである。
【0044】透明電極3からリード線によって外部の電
源7に接続されている。またガラス基板2の外側には偏
光板8が貼り合わせてある。図1は透過型なので光源9
を備えている。図2は強誘電性液晶素子の動作説明のた
めに、セルの例を模式的に描いたものである。21aと
21bはそれぞれIn23 、SnO2 あるいはITO
(Indium Tin Oxide)等の薄膜からな
る透明電極で被膜された基板(ガラス板)であり、その
間に液晶分子層22がガラス面に垂直になるように配向
したSC *相又はSH *相の液晶が封入されている。太線で
示した線23が液晶分子を表わしており、この液晶分子
23はその分子に直交した方向に双極子モーメント(P
⊥)24を有している。基板21aと21b上の電極間
に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子23の
ら旋構造がほどけ、双極子モーメント(P⊥)24がす
べて電界方向に向くよう液晶分子23は配向方向を変え
ることができる。液晶分子23は細長い形状を有してお
り、その長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従
って例えばガラス面の上下に互いにクロスニコルの偏光
子を置けば、電圧印加極性によって光学特性が変わる液
晶光学変調素子となることは容易に理解される。
【0045】本発明における光学変調素子で、好ましく
用いられる液晶セルは、その厚さを充分に薄く(例えば
10μ以下)することができる。このように液晶層が薄
くなるに従い、図3に示すように電界を印加していない
状態でも液晶分子のら旋構造がほどけ、その双極子モー
メントPaまたはPbは上向き(34a)又は下向き
(34b)のどちらかの状態をとる。この様なセルに図
3に示す如く一定の閾値以上の極性の異なる電界Eaま
たはEbを電圧印加手段31aと31bにより付与する
と、双極子モーメントは電界Ea又はEbの電界ベクト
ルに対応して上向き34a又は下向き34bと向きを変
え、それに応じて液晶分子は第1の安定状態33aかあ
るいは第2の安定状態33bの何れかの一方に配向す
る。
【0046】この様な強誘電性液晶素子を光学変調素子
として用いることの利点は先にも述べたが2つある。そ
の第1は応答速度が極めて速いことであり、第2は液晶
分子の配向が双安定性を有することである。第2の点を
例えば図3によって更に説明すると、電界Eaを印加す
ると液晶分子は第1の安定状態33aに配向するが、こ
の状態は電界を切っても安定である。また、逆向きの電
界Ebを印加すると、液晶分子は第2の安定状態33b
に配向してその分子の向きを変えるが、やはり電界を切
ってもこの状態に留まっている。また、与える電界Ea
或いはEbが一定の閾値を越えない限り、それぞれ前の
配向状態にやはり維持されている。
【0047】図5は本発明で用いた駆動波形の一例であ
る。図5(A)中のSS は選択された走査線に印加する
選択走査波形を、SN は選択されていない非選択走査波
形を、IS は選択されたデータ線に印加する選択情報波
形(黒)を、IN は選択されていないデータ線に印加す
る非選択情報信号(白)を表わしている。また図中(I
S −SS )と(IN −SS )は選択された走査線上の画
素に印加する電圧波形で、電圧(IS −SS )が印加さ
れた画素は黒の表示状態をとり、電圧(IN −SS )が
印加された画素は白の表示状態をとる。
【0048】図5(B)は図5(A)に示す駆動波形
で、図6に示す表示を行なった時の時系列波形である。
図5に示す駆動例では、選択された走査線上の画素の印
加される単一極性電圧の最小印加時間Δtが書き込み位
相t2 の時間に相当し、1ラインクリヤt1 位相の時間
が2Δtに設定されている。さて、図5に示した駆動波
形の各パラメータVS 、VI 、Δtの値は使用する液晶
材料のスイッチング特性によって決定される。ここでは
バイアス比VI /(VI +VS )=1/3に固定されて
いる。バイアス比を大きくすることにより駆動適性電圧
の幅を大きくすることは可能であるが、バイアス比を増
すことは情報信号の振幅を大きくすることを意味し、画
質的にはちらつきの増大、コントラストの低下を招き好
ましくない。我々の検討ではバイアス比1/3〜1/4
程度が実用的であった。
【0049】本発明の液晶素子を表示パネル部に使用
し、図7及び図8に示した走査線アドレス情報をもつ画
像情報なるデータフォーマット及びSYNC信号による
通信同期手段をとることにより、液晶表示装置を実現す
る。
【0050】図中、符号はそれぞれ以下の通りである。 101 強誘電性液晶表示装置 102 グラフィックコントローラ 103 表示パネル 104 走査線駆動回路 105 情報線駆動回路 106 デコーダ 107 走査信号発生回路 108 シフトレジスタ 109 ラインメモリ 110 情報信号発生回路 111 駆動制御回路 112 GCPU 113 ホストCPU 114 VRAM
【0051】画像情報の発生は、本体装置側のグラフィ
ックコントローラ102にて行なわれ、図7及び図8に
示した信号転送手段に従って表示パネル103に転送さ
れる。グラフィックコントローラ102はCPU(中央
演算処理装置、以下GCPU112と略す)及びVRA
M(画像情報格納用メモリ)114を核に、ホストCP
U113と液晶表示装置101間の画像情報の管理や通
信をつかさどっており、本発明の制御方法は主にこのグ
ラフィックコントローラ102上で実現されるものであ
る。なお該表示パネルの裏面には、光源が配置されてい
る。以下実施例により本発明について更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【0052】
【実施例】以下実施例により本発明について更に詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
【0053】(実施例1) 2−(4−パーフルオロヘキシルフェニル)−5−ノニ
ルピリミジン(例示化合物34)の製造 30mlの反応容器に2−(4−ブロモフェニル)−5
−ノニルピリミジン2.0g(5.54mmol)、銅
粉2.11g(33.2mmol)、ジメチルスルホキ
シド12mlを仕込み、アルゴン気流下、105℃でパ
ーフルオロヘキシルアイオダイド2.72g(6.10
mmol)のジメチルスルホキシド2ml溶液を40分
間で滴下した。滴下後110℃で6時間反応させた。冷
却後、反応溶液を水30mlに注入し、酢酸エチル(2
0ml×3)にて抽出した。有機層を水洗、硫酸マグネ
シウム乾燥し、溶媒留去して2.5gの粗生成物を得
た。
【0054】これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘ
キサン/トルエン=3/1)精製し、2−(4−パーフ
ルオロヘキシルフェニル)−5−ノニルピリミジン、
1.67g(収率50%)を得た。ただし、融点は84
℃である。
【0055】(実施例2) 2−(4−パーフルオロオクチルフェニル)−5−ノニ
ルピリミジン(例示化合物47)の製造 30mlの反応容器に2−(4−ブロモフェニル)−5
−ノニルピリミジン2.0g(5.54mmol)、銅
粉2.11g(33.2mmol)、ジメチルスルホキ
シド12mlを仕込み、アルゴン気流下、105℃でパ
ーフルオロオクチルアイオダイド3.33g(6.10
mmol)のジメチルスルホキシド3ml溶液を30分
間で滴下した。滴下後120℃で5時間反応させた。冷
却後、反応溶液を水30mlに注入し、酢酸エチル(2
0ml×3)にて抽出した。有機層を水洗、硫酸マグネ
シウム乾燥し、溶媒留去して1.65gの粗生成物を得
た。
【0056】これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘ
キサン/トルエン=3/1)精製し、2−(4−パーフ
ルオロオクチルフェニル)−5−ノニルピリミジン1.
31gを得た。ただし、収率は36%、融点は102℃
である。
【0057】(実施例3) 2−(4−パーフルオロヘキシルフェニル)−5−ウン
デシルピリミジン(例示化合物44)の製造 50mlの反応容器に2−(4−ブロモフェニル)−5
−ウンデシルピリミジン3.97g(10.2mmo
l)、銅粉3.89g(61.3mmol)、ジメチル
スルホキシド25mlを仕込み、アルゴン気流下、10
5℃でパーフルオロヘキシルアイオダイド5.0g(1
1.2mmol)のジメチルスルホキシド5ml溶液を
25分間で滴下した。滴下後115℃で6時間反応させ
た。冷却後、反応溶液を水50mlに注入し、酢酸エチ
ル(20ml×3)にて抽出した。有機層を水洗、硫酸
マグネシウム乾燥し、溶媒留去して5.7gの粗生成物
を得た。
【0058】これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘ
キサン/トルエン=3/1)精製し、2−(4−パーフ
ルオロヘキシルフェニル)−5−ウンデシルピリミジン
2.14g(収率50%)を得た。
【0059】また、相転移温度系列は以下のようになっ
た。
【0060】
【外11】
【0061】(実施例4) 2−(4−パーフルオロオクチルフェニル)−5−デシ
ルオキシピリミジン(例示化合物42)の製造 30mlの反応容器に2−(4−ブロモフェニル)−5
−デシルオキシピリミジン2.5g(6.40mmo
l)、銅粉2.45g(38.6mmol)、ジメチル
スルホキシド15mlを仕込み、アルゴン気流下、11
0℃でパーフルオロオクチルアイオダイド3.85g
(7.5mmol)のジメチルスルホキシド3ml溶液
を30分間で滴下した。滴下後120℃で8時間反応さ
せた。冷却後、反応溶液を水30mlに注入し、トルエ
ン(20ml×3)にて抽出した。有機層を水洗、硫酸
マグネシウム乾燥し、溶媒留去して3.46gの粗生成
物を得た。
【0062】これをシリカゲルクロマトグラフィー(ヘ
キサン/トルエン=3/1)精製し、2−(4−パーフ
ルオロオクチルフェニル)−5−デシルオキシピリミジ
ン1.40g(収率30%、融点114℃)を得た。
【0063】(実施例5)下記化合物を下記の重量部で
混合し、液晶組成物Aを作成した。
【0064】 構 造 式 重量部 C919−Py2−Ph−OC919 6 C1021−Py2−Ph−OC817 6 C817O−Pr1−Ph−O(CH25 *CH(CH3 )C25 7 C1123O−Py2−Ph−O(CH22 *CH(CH3 )C25 14 C1021−Pr2−Ph−C613 8 C613−Py2−Ph−Ph−C49 4 C817−Ph−Pr2−Ph−OC511 2 C37 −Cy−COO−Ph−Py1−C1225 10 C511−Cy−COO−Ph−Py1−C1225 5 C1021O−Ph−COS−Ph−OC817 10 C613−Ph−COO−Ph−Ph−OCH2 CH(CH3 )C25 7 C37 −Cy−CH2 O−Ph−Py1−C817 7 C1021−Ph−Ph−OCH2 −Ph−C715 5 C1225−Py2−Ph−OCH2 *CH(F)C511 2 C511−Cy−COO−Ph−OCH2 *CH(F)C613 2 C1225O−Ph−Pa−COO(CH23 *CH(CH3 )C25 2 C1225O−Ph−Pa−O(CH23 *CH(CH3 )OC37
【0065】更にこの液晶組成物Aに対して、以下に示
す例示化合物を各々以下に示す重量部で混合し、液晶組
成物Bを作成した。 例示化合物No. 構 造 式 重量部 3 C25 O−Py2−Ph−C1735 2 17 C511−Py2−Ph−C1021 1 A 97
【0066】(実施例6)2枚の0.7mm厚のガラス
板を用意し、それぞれのガラス板上にITO膜を形成
し、電圧印加電極を作成し、更にこの上にSiO2 を蒸
着させ絶縁層とした。ガラス板上にシランカップリング
剤[信越化学(株)製KBM−602]0.2%イソプ
ロピルアルコール溶液を回転数2000r.p.mのス
ピナーで15秒間塗布し、表面処理を施した。この後、
120℃にて20分間加熱乾燥処理を施した。更に表面
処理を行なったITO膜付きのガラス板上にポリイミド
樹脂前駆体[東レ(株)SP−510]1.5%ジメチ
ルアセトアミド溶液を回転数2000r.p.mのスピ
ナーで15秒間塗布した。成膜後、60分間、300℃
加熱縮合焼成処理を施した。この時の塗膜の膜厚は25
0Åであった。
【0067】この焼成後の被膜にはアセテート植毛布に
よるラビング処理がなされ、その後、イソプロピルアル
コール液で洗浄し、平均粒径2μmのシリカビーズを一
方のガラス板上に散布した後、それぞれのラビング処理
軸が互いに平行となるようにし、接着シール剤[チッソ
(株)リクソンボンド]を用いてガラス板を貼り合わ
せ、60分間、100℃にて加熱乾燥しセルを作成し
た。このセルに実施例4で混合した液晶組成物Bを等方
性液体状態で注入し、等方相から20℃/hで25℃ま
で徐冷することにより、強誘電性液晶素子を作成した。
このセルのセル厚をベレック位相板によって測定したと
ころ約2μmであった。この強誘電性液晶素子を使っ
て、ピーク・トゥ・ピーク電圧Vpp=20Vの電圧印加
により直交ニコル下での光学的な応答(透過光量変化0
〜90%)を検知して応答速度(以後光学応答速度とい
う)を測定した。その結果を次に示す。
【0068】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 570μsec 306μsec 171μsec
【0069】(比較例1)実施例5で混合した液晶組成
物Aをセル内に注入する以外は全く実施例6と同様の方
法で強誘電性液晶素子を作成し、光学応答速度を測定し
た。その結果を次に示す。
【0070】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 668μsec 340μsec 182μsec
【0071】(実施例7)実施例4で混合した例示化合
物の代わりに以下に示す例示化合物を各々以下に示す重
量部で混合し、液晶組成物Cを作成した。 例示化合物No. 構 造 式 重量部 9 C49−Py2−Ph−C1225 1 13 C25CH(C25)CH2CH2O−Py2−Ph−C919 2 A 97
【0072】液晶組成物Cをセル内に注入する以外は全
く実施例6と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、
光学応答速度を測定し、スイッチング状態を観察した。
この液晶素子内の均一配向性は良好であり、モノドメイ
ン状態が得られた。その測定結果を次に示す。
【0073】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 578μsec 312μsec 176μsec
【0074】(実施例8)下記化合物を下記の重量部で
混合し、液晶組成物Dを作成した。
【0075】 構 造 式 重量部 C715−Py2−Ph−OC919 12 C1123−Py2−Ph−OC613 10 C817−Pr2−Ph−O(CH25 *CH(CH3)C25 10 C1021−Py2−Ph−O(CH24CH(CH3)OCH3 3 C817−Py2−Ph−Ph−CO613 8 C613O−Ph−OCO−Np−OC919 4 C37−Cy−COO−Ph−Py1−C1123 6 C817−Cy−COO−Ph−Py1−C1123 2 C511−Cy−COO−Ph−Py1−C1123 8 C1021O−Ph−COO−Ph−OCH2 *CH(CH3)C25 15 C49−Cy−CH2O−Ph−Py1−C613 7 C511−Cy−CH2O−Ph−Py1−C613 7 C919O−Ph−OCH2−Ph−Ph−C715 4 C613 CH(CH3)O−Ph−COO−Ph−Ph−OCOCH(CH3 )OC49 2 C1225−Py2−Ph−OCOCH(Cl)CH(CH3)C25
【0076】更にこの液晶組成物Dに対して、以下に示
す例示化合物を各々以下に示す重量部で混合し、液晶組
成物Eを作成した。 例示化合物No. 構 造 式 重量部 27 C715−Py2−Ph−C715 2 34 C919−Py2−Ph−C613 2 D 96
【0077】液晶組成物Eをセル内に注入する以外は全
く実施例6と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、
光学応答速度を測定し、スイッチング状態を観察した。
この液晶素子内の均一配向性は良好であり、モノドメイ
ン状態が得られた。その測定結果を次に示す。
【0078】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 623μsec 321μsec 175μsec
【0079】(比較例2)実施例4で混合した液晶組成
物Dをセル内に注入する以外は全く実施例6と同様の方
法で強誘電性液晶素子を作成し、光学応答速度を測定し
た。その結果を次に示す。
【0080】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 784μsec 373μsec 197μsec
【0081】(実施例9)実施例8で混合した例示化合
物の代わりに以下に示す例示化合物を各々以下に示す重
量部で混合し、液晶組成物Fを作成した。 例示化合物No. 構 造 式 重量部 4 C25−Py2−Ph−C1021 2 25 C25CH(CH3)(CH25−Py2−Ph−C1021 2 D 96
【0082】液晶組成物Fをセル内に注入する以外は全
く実施例6と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、
光学応答速度を測定し、スイッチング状態を観察した。
この液晶素子内の均一配向性は良好であり、モノドメイ
ン状態が得られた。その測定結果を次に示す。
【0083】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 629μsec 325μsec 178μsec
【0084】実施例5〜9より明らかな様に、本発明に
よる液晶組成物B、C、EおよびFを含有する強誘電性
液晶素子は低温における作動特性、高速応答性が改善さ
れ、また光学応答速度の温度依存性も軽減されたものと
なっている。
【0085】(実施例10)実施例5で使用したポリイ
ミド樹脂前駆体1.5%ジメチルアセトアミド溶液に代
えて、ポリビニルアルコール樹脂[クラレ(株)PUA
−117]2%水溶液を用いた他は全く同様の方法で強
誘電性液晶素子を作成し、実施例5と同様の方法で光学
応答速度を測定した。その結果を次に示す。
【0086】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 565μsec 304μsec 169μsec
【0087】(実施例11)実施例6で使用したSiO
2 を用いずに、ポリイミド樹脂だけで配向制御層を作成
した以外は全く実施例6と同様の方法で強誘電性液晶素
子を作成し、実施例5と同様の方法で光学応答速度を測
定した。その結果を次に示す。
【0088】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 558μsec 298μsec 165μsec
【0089】実施例10、11より明らかな様に、素子
構成を変えた場合でも本発明に従う強誘電性液晶組成物
を含有する液晶素子は実施例6と同様に低温作動特性が
非常に改善され、かつ光学応答速度の温度依存性が軽減
されたものとなっている。
【0090】(実施例12)下記化合物を下記の重量部
で混合し、液晶組成物Gを作成した。
【0091】 構 造 式 重量部 C613−Py2−Ph−O(CH2437 5 C1123−Py2−Ph−OCH249 10 C817O−Pr1−Ph−O(CH25 CH(CH3 )C25 5 C1021−Py2−Ph−O(CH24 CH(CH3 )OCH3 10 C613−Py2−Ph−Ph−C817 7 C817−Py2−Ph−OC613 15 C511−Cy−COO−Ph−Py1−C1225 5 C49 −Cy−COO−Ph−Py1−C1123 5 C37 −Cy−COO−Ph−Py1−C1123 5 C1225O−Ph−Pa−CO(CH23 *CH(CH3 )C25 2 C1021−Py2−Ph−OCH2 *CH(F)C25 5 C613−Cy−COO−Ph−OCH2 *CH(F)C613 2 C817−Ph−OCO−Ph−Ph−CH(CH3 )OCOC613 6 C817−Py2−Ph−OCO−Ph−F 2 C715O−Ph−Tz1−Ph−C511 3 C613O−Btb2−Ph−OCO(CH2625 3 C817O−Ph−COS−Ph−OCH237 10
【0092】更にこの液晶組成物Gに対して、以下に示
す例示化合物を各々以下に示す重量部で混合し、液晶組
成物Hを作成した。 例示化合物No. 構 造 式 重量部 10 C49 O−Py2−Ph−C919 3 31 C817−Py2−Ph−C1021 3 G 94
【0093】次にこれらの液晶組成物を以下の手順で作
成したセルを用いて、光学的な応答を観察した。
【0094】2枚の0.7mm厚のガラス板を用意し、
それぞれのガラス板上にITO膜を形成し、電圧印加電
極を作成し、更にこの上にSiO2 を蒸着させ絶縁層と
した。ガラス板上にシランカップリング剤[信越化学
(株)製KBM−602]0.2%イソプロピルアルコ
ール溶液を回転数2000r.p.mのスピナーで15
秒間塗布し、表面処理を施した。この後、120℃にて
20分間加熱乾燥処理を施した。更に表面処理を行なっ
たITO膜付きのガラス板上にポリイミド樹脂前駆体
[東レ(株)SP−510]1.0%ジメチルアセトア
ミド溶液を回転数3000r.p.mのスピナーで15
秒間塗布した。成膜後、60分間、300℃加熱縮合焼
成処理を施した。この時の塗膜の膜厚は120Åであっ
た。
【0095】この焼成後の被膜にはアセテート植毛布に
よるラビング処理がなされ、その後、イソプロピルアル
コール液で洗浄し、平均粒径1.5μmのシリカビーズ
を一方のガラス板上に散布した後、それぞれのラビング
処理軸が互いに平行となるようにし、接着シール剤[チ
ッソ(株)リクソンボンド]を用いてガラス板を貼り合
わせ、60分間、100℃にて加熱乾燥しセルを作成し
た。このセルのセル厚をベレック位相板によって測定し
たところ約1.5μmであった。このセルに液晶組成物
Hを等方性液体状態で注入し、等方相から20℃/hで
25℃まで徐冷することにより、強誘電性液晶素子を作
成した。この強誘電性液晶素子を用いて前述した図5に
示す駆動波形(1/3バイアス比)で30℃における駆
動時のコントラストを測定した結果21.0であった。
【0096】(比較例3)実施例12で混合した液晶組
成物Gをセル内に注入する以外は全く実施例12と同様
の方法で強誘電性液晶素子を作成し、同様の駆動波形を
用いて30℃における駆動時のコントラストを測定し
た。その結果コントラストは8.1であった。
【0097】(実施例13)実施例12で使用した例示
化合物の代わりに以下に示す例示化合物を各々以下に示
す重量部で混合し、液晶組成物Iを作成した。 例示化合物No. 構 造 式 重量部 23 C715O−Py2−Ph−C613 3 48 C817−Py2−Ph−C817 3 G 94
【0098】この液晶組成物を用いた以外は全く実施例
12と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、実施例
12と同様の駆動波形を用いて30℃における駆動時の
コントラストを測定した。その結果コントラストは2
3.1であった。
【0099】(実施例14)実施例12で使用した例示
化合物の代わりに以下に示す例示化合物を各々以下に示
す重量部で混合し、液晶組成物Jを作成した。 例示化合物No. 構 造 式 重量部 2 C1429−Py2−Ph−C37 2 33 C817O−Py2−Ph−C1225 2 50 C1021−Py2−Ph−C511 2 G 94
【0100】この液晶組成物を用いた以外は全く実施例
11と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、実施例
12と同様の駆動波形を用いて30℃における駆動時の
コントラストを測定した。その結果コントラストは2
0.9であった。
【0101】(実施例15)実施例12で使用した例示
化合物の代わりに以下に示す例示化合物を各々以下に示
す重量部で混合し、液晶組成物Kを作成した。 例示化合物No. 構 造 式 重量部 16 C511−Py2−Ph−C511 3 40 C1021−Py2−Ph−C613 5 G 92
【0102】この液晶組成物を用いた以外は全く実施例
12と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、実施例
12と同様の駆動波形を用いて30℃における駆動時の
コントラストを測定した。その結果コントラストは2
0.8であった。
【0103】実施例12〜15より明らかな様に、本発
明による液晶組成物H、I、JおよびKを含有する強誘
電性液晶素子は駆動時におけるコントラストが高くなっ
ている。
【0104】(実施例16)実施例12で使用したポリ
イミド樹脂前駆体1.0%ジメチルアセトアミド溶液に
代えて、ポリビニルアルコール樹脂[クラレ(株)製P
VA−117]2%水溶液を用いた他は全く実施例12
と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、実施例12
と同様の方法で30℃における駆動時のコントラストを
測定した結果コントラストは23.0であった。
【0105】(実施例17)実施例12で使用したSi
2 を用いずに、ポリイミド樹脂だけで配向制御層を作
成した以外は全く実施例12と同様の方法で強誘電性液
晶素子を作成し、実施例12と同様の方法で30℃にお
ける駆動時のコントラストを測定した結果コントラスト
は17.0であった。
【0106】(実施例18)実施例12で使用したポリ
イミド樹脂前駆体1.0%ジメチルアセトアミド溶液に
代えて、ポリアミド酸[日立化成(株)製LQ180
2]1%NMP溶液を用い、270℃で1時間焼成した
以外は全く実施例15と同様の方法で強誘電性液晶素子
を作成し、実施例15と同様の方法で30℃における駆
動時のコントラストを測定した。その結果コントラスト
は25.2であった。
【0107】実施例16、17、18より明らかなよう
に、素子構成を変えた場合でも本発明に従う強誘電性液
晶組成物を含有する液晶素子は実施例15と同様に高い
コントラストが得られている。また駆動波形を変えた場
合においても詳細に検討した結果、同様に本発明の強誘
電性液晶組成物を含有する液晶素子の方が高いコントラ
ストが得られることが判明した。
【0108】
【発明の効果】本発明の液晶性化合物を含有する液晶組
成物は、液晶組成物が示す強誘電性を利用して動作させ
ることができる。この様にして利用されうる本発明の強
誘電性液晶素子は、スイッチング特性が良好で、高速応
答性、光学応答速度の温度依存性の軽減、高コントラス
ト等の優れた特性を有する液晶素子とすることができ
る。なお、本発明の液晶素子を表示素子として光源、駆
動回路等と組み合わせた表示装置は良好な装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カイラルスメクチック相を示す液晶を用いた液
晶素子の一例の断面概略図である。
【図2】液晶の持つ強誘電性を利用した液晶素子の動作
説明のために素子セルの一例を模式的に表わす斜視図で
ある。
【図3】液晶の持つ強誘電性を利用した液晶素子の動作
説明のために素子セルの一例を模式的に表わす斜視図で
ある。
【図4】チルト角(θ)を示す説明図である。
【図5】本発明で用いる液晶素子の駆動法の波形図であ
る。
【図6】図5(B)に示す時系列駆動波形で実際の駆動
を行なった時の表示パターンの模式図である。
【図7】強誘電性を利用した液晶素子を有する液晶表示
装置とグラフィックコントローラを示すブロック構成図
である。
【図8】液晶表示装置とグラフィックコントローラとの
間の画像情報通信タイミングチャート図である。
【符号の説明】 1 カイラルスメクチック相を有する液晶層 2 ガラス基板 3 透明電極 4 絶縁性配向制御層 5 スペーサー 6 リード線 7 電源 8 偏光板 9 光源 IO 入射光 I 透過光 21a 基板 21b 基板 22 カイラルスメクチック相を有する液晶層 23 液晶分子 24 双極子モーメント(P⊥) 31a 電圧印加手段 31b 電圧印加手段 33a 第1の安定状態 33b 第2の安定状態 34a 上向きの双極子モーメント 34b 下向きの双極子モーメント Ea 上向きの電界 Eb 下向きの電界 101 強誘電性液晶表示装置 102 グラフィックコントローラ 103 表示パネル 104 走査線駆動回路 105 情報線駆動回路 106 デコーダ 107 走査信号発生回路 108 シフトレジスタ 109 ラインメモリ 110 情報信号発生回路 111 駆動制御回路 112 GCPU 113 ホストCPU 114 VRAM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門叶 剛司 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 山田 容子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(I)で示される液晶性化合
    物。 R―A―B―Cm2m+1 (I) (式中、Rは炭素原子数が1から18である直鎖状また
    は分岐状のアルキル基、アルコキシ基を示す。Aはピリ
    ミジン−2,5−ジイルを示し、Bは1,4−フェニレ
    ンを示す。mは2から18までの整数である。この液晶
    性化合物は非光学活性化合物である。)
  2. 【請求項2】 前記一般式(I)で表わされる液晶性化
    合物のうちmが3から12までの整数である請求項1記
    載の液晶性化合物。
  3. 【請求項3】 前記一般式(I)で表わされる液晶性化
    合物のうちRが炭素原子数3から14の直鎖状のアルキ
    ル基またはアルコシキ基である請求項1記載の液晶性化
    合物。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の液晶性化合物の少なくと
    も1種を含有することを特徴とする液晶組成物。
  5. 【請求項5】 一般式(I)で示される液晶性化合物を
    前記液晶組成物に対し、1〜80重量%含有する請求項
    4記載の液晶組成物。
  6. 【請求項6】 一般式(I)で示される液晶性化合物を
    前記液晶組成物に対し、1〜60重量%含有する請求項
    4記載の液晶組成物。
  7. 【請求項7】 一般式(I)で示される液晶性化合物を
    前記液晶組成物に対し、1〜40重量%含有する請求項
    4記載の液晶組成物。
  8. 【請求項8】 前記液晶組成物がカイラルスメクチック
    相を有する請求項4記載の液晶組成物。
  9. 【請求項9】 請求項4記載の液晶組成物を1対の電極
    基板間に配置してなることを特徴とする液晶素子。
  10. 【請求項10】 前記電極基板上に更に配向制御層が設
    けられている請求項9記載の液晶素子。
  11. 【請求項11】 前記配向制御層がラビング処理された
    層である請求項10記載の液晶素子。
  12. 【請求項12】 液晶分子のら旋が解除された膜厚で前
    記1対の電極基板を配置する請求項9記載の液晶素子。
  13. 【請求項13】 請求項9記載の液晶素子を有する表示
    装置。
  14. 【請求項14】 更に液晶素子の駆動回路を有する請求
    項13記載の表示装置。
  15. 【請求項15】 更に光源を有する請求項13記載の表
    示装置。
  16. 【請求項16】 下記一般式(I)で示される液晶性化
    合物の少なくとも1種を含有する液晶組成物を用いた表
    示方法。 R―A―B―Cm2m+1 (I) (式中、Rは炭素原子数が1から18である直鎖状また
    は分岐状のアルキル基、アルコキシ基を示す。Aはピリ
    ミジン−2,5−ジイルを示し、Bは1,4−フェニレ
    ンを示す。mは2から18までの整数である。この液晶
    性化合物は非光学性化合物である。)
  17. 【請求項17】 前記一般式(I)で表わされる液晶性
    化合物のうちmが3から12までの整数である請求項1
    6記載の表示方法。
  18. 【請求項18】 前記一般式(I)で表わされる液晶性
    化合物のうちRが炭素原子数3から14の直鎖状のアル
    キル基またはアルコキシ基である請求項16記載の表示
    方法。
  19. 【請求項19】 一般式(I)で示される液晶性化合物
    を前記液晶組成物に対し、1〜80重量%含有する請求
    項16記載の表示方法。
  20. 【請求項20】 一般式(I)で示される液晶性化合物
    を前記液晶組成物に対し、1〜60重量%含有する請求
    項16記載の表示方法。
  21. 【請求項21】 一般式(I)で示される液晶性化合物
    を前記液晶組成物に対し、1〜40重量%含有する請求
    項16記載の表示方法。
  22. 【請求項22】 前記液晶組成物がカイラルスメクチッ
    ク相を有する請求項16記載の表示方法。
  23. 【請求項23】 下記一般式(I)で示される液晶性化
    合物の少なくとも1種を含有する液晶組成物を1対の電
    極基板間に設置した液晶素子を用いた表示方法。 R―A―B―Cm2m+1 (I) (式中、Rは炭素原子数が1から18である直鎖状また
    は分岐状のアルキル基、アルコキシ基を示す。Aはピリ
    ミジン−2,5−ジイルを示し、Bは1,4−フェニレ
    ンを示す。mは2から18までの整数である。この液晶
    性化合物は非光学活性化合物である。)
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