JPH069961A - 強誘電性液晶組成物及び液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速応答が可能な強誘電性液晶組成物、及び
これを用いた液晶表示素子を提供する。 【構成】 キラル化合物及び非キラル化合物を含む強誘
電性液晶組成物であって、一般式（Ａ）： 【化１】 （式中、Ｒ¹ 及びＲ² はそれぞれ独立に、炭素数２〜１
６の直鎖又は分岐のアルキル基又はアルコキシ基を表
す）で表される非キラル化合物（Ａ）を５〜６０重量％
含有し、且つ一般式（Ｂ）： 【化２】 （式中、Ｒ³ は炭素数５〜１５の直鎖又は分岐のアルキ
ル基を表し、Ｒ⁴ は炭素数９〜１５の直鎖又は分岐のア
ルキル基を表す）で表される非キラル化合物（Ｂ）を５
〜５０重量％含有する強誘電性液晶組成物。この強誘電
性液晶組成物を封入した液晶表示素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大面積、高密度、高速
度表示に適した強誘電性液晶組成物に関し、特に応答速
度の大きい強誘電性液晶表示素子に使用するために適し
た強誘電性液晶組成物、及びこの強誘電性液晶組成物を
用いた液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子の表示方式として現在広く
実用化されている代表的なものとしてねじれネマチック
（ＴＮ）型を挙げることができる。このＴＮ型は、ネマ
チック液晶相を利用する方式で、ディスプレイに用いた
場合ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)などの表示方式と比較し
て応答速度が遅い、視野角特性に劣る等の問題がある。
このため、ディスプレイに対しては、限定した用途にし
か向けられなかった。

【０００３】最近、表面安定化強誘電性液晶素子がクラ
ークとラガーウォル（Clark,Lagerwall , 特公昭６３−
２２２８７号公報、米国特許第４，３６７，９２４号明
細書等）により提案されている。この素子は、偏光板と
組み合わされたギャップ２μｍ程度の基板にはさまれた
強誘電性液晶が、印加電界の極性に応じてその分子長軸
の方位を変更することにより透過光量を制御するもの
で、高速な応答性と双安定性を示すことが特長である。
しかも、視野角特性においても優れているので、この素
子は、大容量高密度表示素子としての広い利用が期待さ
れている。

【０００４】上記強誘電性液晶は、液晶相の一つとし
て、キラルスメクチックＣ（以下、Ｓｃ^* と省略する）
相を有する。強誘電性液晶を表示素子として使用するに
は、幅広いＳｃ^* 相を有している（実用可能な温度範囲
を拡大する）こと、高速で応答すること、また表示時の
良好なコントラストを得るには双安定性が良好なこと及
び良好な配向性を示すこと等多くの特性が要求される。

【０００５】上記表示素子に要求される特性の内、幅広
いＳｃ^* 相は液晶化合物の混合により改善が試みられて
おり、このような組成物の調製方法としては、例えば、
強誘電性を示さないスメクチックＣ（以下、Ｓｃと省略
する）相を示す液晶化合物もしくは液晶混合物（以下、
ベース液晶という）に光学活性化合物を添加する方法が
知られている（Mol. Cryst. Liq. Cryst. 、89巻、 327
(1982)) 。ここでは、Ｓｃ相を示すベース液晶の成分と
しては、フェニルベンゾエート系、シッフ塩基系、ビフ
ェニル系、フェニルピリミジン系、フェニルピリジン系
等の液晶化合物が用いられている。

【０００６】強誘電性液晶に於いては、応答時間は自発
分極値に逆比例すること、即ち、応答速度を高くするた
めには自発分極値を増加させることが有効であることが
知られている。光学活性である化合物は、強誘電性液晶
組成物の一成分として使用したとき、この組成物の自発
分極を発現させる役割を担っており、強誘電性液晶組成
物の自発分極を増加させるために有効な光学活性な化合
物（キラル化合物）の開発が行われている。このような
キラル化合物は、同時にキラルネマチック（以下、Ｎ^*
と省略する）相やＳｃ^* 相に於いて螺旋を形成する性質
を有している。強誘電性液晶表示素子に於いては配向膜
を用いて液晶分子を単一方向に配向させる必要性がある
ことからＮ^* 相及びＳｃ^* 相に於ける螺旋のピッチは長
い方が望ましい。

【０００７】ところで、大きな自発分極を発現させるた
めに有効な化合物の中には、形成する螺旋のピッチを極
度に短くするものがある。そこで、このような化合物を
使うときには、自発分極を減少させることなく螺旋のピ
ッチを長くするような添加剤（以下、ピッチキャンセル
剤と言うことがある）を液晶組成物に添加することが行
われている。ピッチキャンセル剤は、（１）自発分極を
発現させる化合物と同じ方向の自発分極を有するか、又
は自発分極を発現しないこと、（２）自発分極を発現さ
せる化合物が形成する螺旋とは逆向きの螺旋を形成する
こと、（３）螺旋のピッチができる限り短いこと、
（４）液晶組成物の相転位に悪影響を与えないこと等の
物性を有するものであることが望ましい。従来、ピッチ
キャンセル剤として光学活性２−メチルブチル基を有す
る化合物が提案されている（例えば、特開昭６３−２６
７７６３号公報参照）が、必ずしも十分に満足できるも
のでは無かった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高速
応答が可能な強誘電性液晶組成物、特にセル厚さの薄い
液晶表示素子に於いても高速応答が可能な強誘電性液晶
組成物、及びこれを用いた液晶表示素子を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、キラル化
合物及び非キラル化合物を含む強誘電性液晶組成物の、
非キラル化合物成分として特定の二種の非キラル化合物
を含有する成分を使用することにより上記の目的が達成
できることを見出し、本発明を完成した。

【００１０】本発明は、キラル化合物及び非キラル化合
物を含む強誘電性液晶組成物であって、一般式（Ａ）：

【００１１】

【化３】

【００１２】（式中、Ｒ¹ 及びＲ² はそれぞれ独立に、
炭素数２〜１６の直鎖又は分岐のアルキル基又はアルコ
キシ基を表す。但し、隣接しないメチレン基の一つ以上
が、酸素原子で置換されていてもよい）で表される非キ
ラル化合物（Ａ）を液晶組成物基準で５〜６０重量％含
有し、且つ一般式（Ｂ）：

【００１３】

【化４】

【００１４】（式中、Ｒ³ は、炭素数５〜１５の直鎖又
は分岐のアルキル基を表し、Ｒ⁴ は、炭素数９〜１５の
直鎖又は分岐のアルキル基を表す）で表される非キラル
化合物（Ｂ）を液晶組成物基準で５〜５０重量％含有す
ることを特徴とする強誘電性液晶組成物である。

【００１５】他の本発明は、少なくとも透明電極及び配
向膜がこの順で設けられた基板二枚を、配向膜同士が対
面するように配設し、配向膜の間の空隙に液晶を封入し
てなる液晶表示素子に於いて、該液晶が本発明の強誘電
性液晶組成物であり、該配向膜の、該強誘電性液晶組成
物のＳ_A 相でのプレティルト角が５度以上であり、少な
くとも一方の該基板の透明電極と配向膜との間に、比誘
電率が５以上である絶縁層が設けられていることを特徴
とする液晶表示素子である。

【００１６】先ず、上記一般式（Ａ）で表される非キラ
ル化合物（Ａ）について説明する。一般式（Ａ）に於い
て、Ｒ¹ 及びＲ² はそれぞれ独立に、炭素数２〜１６の
直鎖又は分岐のアルキル基又はアルコキシ基を表す。ま
た、Ｒ¹ 又はＲ² で表されるアルキル基又はアルコキシ
基の隣接しないメチレン基の一つ以上が、酸素原子で置
換されていてもよい。Ｒ¹ 又はＲ² で表される基のうち
好ましい例としては、エチル、プロピル、ブチル、ペン
チル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシ
ル、ドデシル、ウンデシル、７−メトキシヘプチル、８
−メトキシオクチル、１０−メトキシデシル、ペンチル
オキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオ
キシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ドデシルオキシ、
ウンデシルオキシ、７−メトキシヘプチルオキシ、８−
メトキシオクチルオキシ、１０−メトキシデシルオキ
シ、７−メチルオクチル、８−メチルノニル、９−メチ
ルデシル、７−エチルノニル、７−メチルオクチルオキ
シ、８−メチルノニルオキシ等を挙げることができる。

【００１７】非キラル化合物（Ａ）のうち好ましい化合
物としては、下記の化合物を挙げることができる。

【００１８】１−（５−プロピル−２−ピリジル）−４
−（５−ペンチル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−プロピル−２−ピリジル）−４−（５−ヘキ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−プロピル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプ
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−プロピル−２−ピリジル）−４−（５−オク
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−プロピル−２−ピリジル）−４−（５−ノニ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−プロピル−２−ピリジル）−４−（５−デシ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００１９】１−（５−ブチル−２−ピリジル）−４−
（５−ペンチル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ブチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘキシ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ブチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプチ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ブチル−２−ピリジル）−４−（５−オクチ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ブチル−２−ピリジル）−４−（５−ノニル
−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ブチル−２−ピリジル）−４−（５−デシル
−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００２０】１−（５−ペンチル−２−ピリジル）−４
−（５−ペンチル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ペンチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘキ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ペンチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプ
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ペンチル−２−ピリジル）−４−（５−オク
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ペンチル−２−ピリジル）−４−（５−ノニ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ペンチル−２−ピリジル）−４−（５−デシ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００２１】１−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−４
−（５−ペンチル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−４−（５−ヘキ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプ
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−４−（５−オク
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−４−（５−ノニ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−４−（５−デシ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００２２】１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４
−（５−ペンチル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘキ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプ
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−オク
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−ノニ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−デシ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００２３】１−（５−オクチル−２−ピリジル）−４
−（５−ペンチル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−オクチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘキ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−オクチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプ
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−オクチル−２−ピリジル）−４−（５−オク
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−オクチル−２−ピリジル）−４−（５−ノニ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−オクチル−２−ピリジル）−４−（５−デシ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００２４】１−（５−ノニル−２−ピリジル）−４−
（５−ペンチル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５
−ノニル−２−ピリジル）−４−（５−ヘキシル−２−
ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ノニル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプチ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ノニル−２−ピリジル）−４−（５−オクチ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ノニル−２−ピリジル）−４−（５−ノニル
−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ノニル−２−ピリジル）−４−（５−デシル
−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−ノニル−２−ピリジル）−４−（５−ウンデ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００２５】１−（５−デシル−２−ピリジル）−４−
（５−ヘプチル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−デシル−２−ピリジル）−４−（５−オクチ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−デシル−２−ピリジル）−４−（５−ノニル
−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−デシル−２−ピリジル）−４−（５−デシル
−２−ピリミジニル）ベンゼン １−（５−デシル−２−ピリジル）−４−（５−ウンデ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００２６】１−［５−（６−メチルヘプチル）−２−
ピリジル］−４−（５−ヘキシル−２−ピリミジニル）
ベンゼン １−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−［５−（６
−メチルヘプチル）−２−ピリミジニル］ベンゼン １−［５−（６−メチルヘプチル）−２−ピリジル］−
４−［５−（７−メチルオクチル）−２−ピリミジニ
ル］ベンゼン

【００２７】本発明の強誘電性液晶組成物に於いて、非
キラル化合物（Ａ）の含有量は、強誘電性液晶組成物の
５〜６０重量％、好ましくは５〜３０重量％である。

【００２８】次に、一般式（Ｂ）で表される非キラル化
合物（Ｂ）について説明する。一般式（Ｂ）に於いて、
Ｒ³ は、炭素数５〜１５の直鎖又は分岐のアルキル基を
表し、Ｒ⁴ は、炭素数９〜１５の直鎖又は分岐のアルキ
ル基を表す。Ｒ³ で表される基のうち好ましい例として
は、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル
基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ
−ドデシル基、５−メチルヘキシル基、６−メチルヘプ
チル基、７−メチルオクチル基、８−メチルノニル基、
９−メチルデシル基、３，７−ジメチルオクチル基等を
挙げることができる。また、Ｒ⁴ で表される基のうち好
ましい例としては、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−
ドデシル基、ｎ−トリデシル基、７−メチルオクチル
基、８−メチルノニル基、９−メチルデシル基、１１−
メチルドデシル基、３，７−ジメチルオクチル基等を挙
げることができる。非キラル化合物（Ｂ）は、公知の合
成方法（例えば、Zaschke H.,Wiss.Z.Univ. Halle XXIX
'80M,H-3,35(1980)参照）を参考にして合成することが
できる。

【００２９】非キラル化合物（Ｂ）の具体例としては、
下記の化合物を挙げることができる。

【００３０】５−ノニル−２−（４−ヘプチルフェニ
ル）ピリミジン、５−ノニル−２−（４−オクチルフェ
ニル）ピリミジン、５−ノニル−２−（４−ノニルフェ
ニル）ピリミジン、５−ノニル−２−（４−デシルフェ
ニル）ピリミジン、５−ノニル−２−［４−（８−メチ
ルノニル）フェニル］ピリミジン、５−ノニル−２−
［４−（９−メチルデシル）フェニル］ピリミジン、５
−デシル−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリミジン、
５−デシル−２−（４−オクチルフェニル）ピリミジ
ン、５−デシル−２−（４−ノニルフェニル）ピリミジ
ン、５−デシル−２−（４−デシルフェニル）ピリミジ
ン、５−デシル−２−［４−（８−メチルノニル）フェ
ニル］ピリミジン、５−デシル−２−［４−（９−メチ
ルデシル）フェニル］ピリミジン、

【００３１】５−ドデシル−２−（４−ヘプチルフェニ
ル）ピリミジン、５−ドデシル−２−（４−オクチルフ
ェニル）ピリミジン、５−ドデシル−２−（４−ノニル
フェニル）ピリミジン、５−ドデシル−２−（４−デシ
ルフェニル）ピリミジン、５−ドデシル−２−［４−
（８−メチルノニル）フェニル］ピリミジン、５−ドデ
シル−２−［４−（９−メチルデシル）フェニル］ピリ
ミジン、５−（８−メチルノニル）−２−（４−ヘプチ
ルフェニル）ピリミジン、５−（８−メチルノニル）−
２−（４−オクチルフェニル）ピリミジン、５−（８−
メチルノニル）−２−（４−ノニルフェニル）ピリミジ
ン、５−（８−メチルノニル）−２−（４−デシルフェ
ニル）ピリミジン、５−（８−メチルノニル）−２−
［４−（８−メチルノニル）フェニル］ピリミジン、５
−（８−メチルノニル）−２−［４−（９−メチルデシ
ル）フェニル］ピリミジン、

【００３２】本発明の強誘電性液晶組成物中の非キラル
化合物（Ｂ）の含有量は、５〜５０重量％、好ましくは
２０〜４０重量％である。

【００３３】また、本発明の強誘電性液晶組成物中の非
キラル化合物（Ａ）と非キラル化合物（Ｂ）との重量比
は、非キラル化合物（Ａ）：非キラル化合物（Ｂ）＝
３：１〜１：５の範囲内、特に２：１〜１：３の範囲内
であることが好ましい。

【００３４】本発明の強誘電性液晶組成物中には、非キ
ラル化合物（Ａ）及び非キラル化合物（Ｂ）以外の他の
非キラル化合物が含有されていてもよい。非キラル化合
物（Ａ）及び非キラル化合物（Ｂ）以外の他の非キラル
化合物の好ましい例として、下記のような化合物を挙げ
ることができる。

【００３５】５−ノニルオキシ−２−（４−ヘプチルフ
ェニル）ピリミジン、５−（８−メチルノニル）−２−
（４−オクチルオキシフェニル）ピリミジン、５−ノニ
ル−２−（４−オクチルオキシフェニル）ピリミジン、
５−ドデシル−２−（４−ノニルオキシフェニル）ピリ
ミジン、５−デシル−２−（４’−ノニルビフェニル−
４−イル）ピリミジン、５−ドデシル−２−（４’−ノ
ニルビフェニル−４−イル）ピリミジン、５−（８−メ
チルノニル）−２−（４’−ヘプチルビフェニル−４−
イル）ピリミジン、

【００３６】５−ドデシル−２−（４−ヘプチルオキシ
フェニル）ピリジン、５−ドデシル−２−（４−オクチ
ルオキシフェニル）ピリジン、５−ドデシル−２−（４
−ノニルオキシフェニル）ピリジン、５−ドデシル−２
−（３−フルオロ−４−オクチルオキシフェニル）ピリ
ジン、５−（４−ヘプチルオキシフェニル）−２−（４
−ヘプチルフェニル）ピリジン、５−デシル−２−（４
−デカノイルオキシフェニル）ピリジン、４−オクチル
オキシフェニル ４−デシルオキシベンゾエート、４−
オクチルオキシフェニル ４−デシルベンゾエート、４
−デシルオキシフェニル ４−オクチルベンゾエート。

【００３７】本発明の強誘電性液晶組成物中に含有され
るキラル化合物は特に限定されず、液晶組成物の成分と
して有用であるどのようなキラル化合物であってもよ
い。液晶組成物の成分として有用なキラル化合物は多数
知られており、それらの化合物を本発明の強誘電性液晶
組成物中のキラル化合物として適宜使用することができ
る。

【００３８】本発明の強誘電性液晶組成物に於けるキラ
ル化合物として特に好ましいものとしては、５−オクチ
ル−２−［４−（（２Ｓ）−２−フルオロオクチルオキ
シ）フェニル］ピリミジン、５−［（２Ｓ）−２−
（（２Ｓ）−２−プロピルオキシプロパノイルオキシ）
プロピルオキシ］−２−（４−オクチルオキシフェニ
ル）ピリミジン、５−［（２Ｓ）−２−（（２Ｓ）−２
−プロピルオキシプロパノイルオキシ）プロピルオキ
シ］−２−（４’−ヘプチルビフェニル−４−イル）ピ
リミジン、５−（（２Ｓ）−２−メチルブチル）−２−
（４’−ヘプチルビフェニル−４−イル）ピリミジン、
等を挙げることができる。

【００３９】次に、本発明の液晶表示素子について添付
する図面を参照して説明する。図１は、本発明の液晶表
示素子の一実施例の主要部を模式的に示す断面図であ
る。図１に於いて、液晶表示素子１は、基板２の上に透
明電極３が設けられ、その上に絶縁層４が設けられ、更
にその上に配向膜５が設けられ、一方基板６の上に透明
電極７が設けられ、その上に絶縁層８が設けられ、更に
その上に配向膜９が設けられ、基板２と基板６とが配向
膜５及び配向膜９とが対面しそれらの間に空隙が形成さ
れるように配設され、この空隙内に本発明の強誘電性液
晶組成物（以下、単に液晶と言うことがある）１０が封
入されて構成されている。

【００４０】液晶表示素子１は、配向膜５及び９が特定
のティルト角を有し、絶縁層４及び８が特定の比誘電率
を有し、液晶１０が本発明の強誘電性液晶組成物である
ことの他は従来公知の液晶表示素子と同様である。

【００４１】即ち、基板２及び基板６としては、ガラス
基板、透明な耐熱性樹脂基板等を使用することができ、
透明電極３及び７としては、ＩＴＯ膜、ＳｎＯ₂ 膜、Ｉ
ｎ₂Ｏ₃ 膜等を使用することができる。

【００４２】また、絶縁層４及び８としては、５以上、
好ましくは８以上の比誘電率を有するものであれば特に
限定されないが、例えばＴａ₂ Ｏ₅ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｈｆ
Ｏ₂、Ｙ₂ Ｏ₃ 、Ｎｄ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 、ＴｉＯ₂ 等か
ら形成された、３０〜３００ｎｍの膜厚を有するものが
好ましい。このような絶縁層は、従来公知の成膜法、例
えば、抵抗加熱による真空蒸着法、エレクトロンビーム
（ＥＢ）加熱による真空蒸着法、スパッタリング法、イ
オンプレーティング法等により形成することができる。
絶縁層４及び８は何れか一方のみ設けてもよい。

【００４３】また、配向膜５及び９としては、使用する
本発明の強誘電性液晶組成物のＳ_A相でのプレティルト
角（液晶表示素子用セルをアンチパラレルに組み、液晶
を注入した後、Ｓ_A 相を示す温度でクリスタルローテー
ション法により求めた値）が５度以上、好ましくは８度
以上である配向膜であれば特に限定されず、ラビング処
理したポリイミド膜、ＳｉＯ₂ 斜め蒸着膜等を使用する
ことができる。このような配向膜はそれ自体公知の方法
により形成することができる。

【００４４】例えば、上記のような性質を有するポリイ
ミド配向膜は、下記のようなジアミン（ａ）とテトラカ
ルボン酸二無水物（ｂ）とから得られるポリアミック酸
を、溶剤に溶解して配向膜形成用塗布液を調製し、この
塗布液を絶縁層４又は８の上に塗布し、乾燥し、加熱処
理し、次いでラビング処理することにより形成すること
ができる。

【００４５】

【化５】

【００４６】

【化６】

【００４７】ポリイミド配向膜の膜厚は一般に５〜２０
０ｎｍ、特に１０〜５０ｎｍであることが好ましく、Ｓ
ｉＯ₂ 斜め蒸着配向膜の膜厚は一般に５〜１００ｎｍ、
特に５〜５０ｎｍであることが好ましい。

【００４８】液晶表示素子１の液晶を封入する空隙の厚
さ（セル・ギャップ）は、一般に１〜６μｍ、好ましく
は１〜２μｍであり、このような薄いセル・ギャップの
液晶表示素子に於いても、本発明の強誘電性液晶組成物
を用いた液晶表示素子は極めて優れた高速応答性を示
す。

【００４９】本発明の液晶表示素子は、セグメント型表
示方式のものであっても、マトリクス型表示方式のもの
であってもよく、また黒白又はカラーの何れであっても
よく、必要に応じて更にカラーフィルタ、ブラックマス
ク、保護層、ヒーター等が設けられていてもよい。

【００５０】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。し
かしながら、本発明は以下の実施例によって制限を受け
るものでない。

【００５１】実施例で使用した液晶中間混合物１〜５
は、下記の表１〜表５に示す組成を有するものである。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】

【表３】

【００５５】

【表４】

【００５６】

【表５】

【００５７】［実施例１］表６に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。

【００５８】

【表６】

【００５９】上記強誘電性液晶組成物を二枚のガラス板
にはさみ、偏光顕微鏡による相の組織模様の観察を行っ
た結果、相転移温度を下記の通り確認した。

【００６０】次に、この液晶組成物を、配向膜としてポ
リイミドを塗布しその表面をラビングすることにより平
行配向処理を施した、透明ガラス電極を備えた厚さ２μ
ｍのセルに注入して徐冷し、配向させて液晶素子とし、
これを２枚の直交した偏光板にはさみ、±１０Ｖ、５０
Ｈｚの矩形波を印加した際に、その透過光強度が０％か
ら９０％に変化するのに要する時間（応答時間τ）を測
定した。その結果、３５℃におけるτは７８μｓｅｃで
あった。

【００６１】また、矩形波印加時の分極反転電流の半値
幅から求めた、３５℃におけるこの液晶の回転粘度係数
（η）は１４１ｍＰａｓｅｃであった。また三角波印加
時の分極反転電流のピークの面積から求めた自発分極Ｐ
ｓは、１３．８ｎＣｃｍ^-2であった。

【００６２】また、１００Ｖの直流電流をかけその極性
を反転させたときの消光位の移動角（２θ）を調べるこ
とにより求めたチルト角θは、３５℃で２２．３°であ
った。

【００６３】更に、直流で１０Ｖの電圧を印加後、電圧
を０にして、印加時の配向状態が維持されているかどう
か観察した。電圧０の時も印加時と同じ光学強度が得ら
れ、配向状態に変化がないことが確認された。従って、
本発明の組成物は双安定性（メモリー性）に優れたもの
であることが分かった。

【００６４】上記本発明の強誘電性液晶組成物は、応答
速度が高く、回転粘度係数が低く且つ双安定性に優れて
いる。また上記相転移温度のＮ^* →Ｓ_A が示すように、
Ｓ_A、Ｎ^* の両方の相を有し、且つ偏光顕微鏡でＳ_A 相
を観察すると均一な二次元の相が確認されたことから、
配向性にも優れていることが分かった。

【００６５】［実施例２］表７に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。

【００６６】

【表７】

【００６７】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、３５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 90.0-94.0 ℃ 84.1-85.1℃ 55.8℃ Ｉso → Ｎ^* → Ｓ_A → Ｓ_C ^* τ＝５４μｓ、 η＝１５０ｍＰａｓ、Ｐ
ｓ＝１３．１ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１７．１°

【００６８】［実施例３］表８に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。

【００６９】

【表８】

【００７０】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、３５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 85.3-90.3 ℃ 81.1℃ 64.8℃ Ｉso → Ｎ^* → Ｓ_A → Ｓ_C ^* τ＝６９μｓ、 η＝１７４ｍＰａｓ、Ｐ
ｓ＝１６．０ｎＣｃｍ^-2、 θ＝２１．０°

【００７１】［実施例４］表９に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。

【００７２】

【表９】

【００７３】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、４５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 85.5-90.0℃ 81.5-83.4℃ 56.5℃ Ｉso → Ｎ^* → Ｓ_A → Ｓ_C ^* τ＝５６μｓ、 η＝１４３ｍＰａｓ、Ｐ
ｓ＝１２．１ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１７．３°

【００７４】［実施例５］表１０に示す化合物及びそれ
らの組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。

【００７５】

【表１０】

【００７６】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、４５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝６３μｓ、 η＝１４０ｍＰａｓ、Ｐ
ｓ＝１２．７ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１８．７°

【００７７】［実施例６］表１１に示す化合物及びそれ
らの組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。

【００７８】

【表１１】

【００７９】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、４５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 78-86.5 ℃ 70.0℃ 68.5℃ Ｉso → Ｎ^* → Ｓ_A → Ｓ_C ^* τ＝７８μｓ、 η＝１１５ｍＰａｓ、Ｐ
ｓ＝１６．７ｎＣｃｍ^-2、 θ＝２７．３°

【００８０】［実施例７］ガラス基板（厚さ：１．１ｍ
ｍ）の上にＩＴＯの透明電極（膜厚：１５０ｎｍ）を形
成し、透明電極の上にＴａ₂ Ｏ₅ からなる絶縁層（膜
厚：１００ｎｍ）をエレクトロンビーム真空蒸着法によ
り形成した。この絶縁層の比誘電率は、銅板上に上記と
同じ条件でＴａ₂ Ｏ₅ 層を形成し、この層の上に他の銅
板を置いて構成した試験体について、ＬＣＲメーター
（横河・ヒューレット・パッカード株式会社製）により
測定したところ、２２であった。

【００８１】この絶縁層の上に、等モル量の前記ジアミ
ン（ａ−１）とテトラカルボン酸二無水物（ｂ−１）と
から脱水縮合により得られたポリアミック酸の１０重量
％Ｎ−メチルピロリドン溶液２０重量部と、塗布液用希
釈剤（Ｎ−メチルピロリドン２０重量％、エチレングリ
コールモノブチルエーテル４０重量％及びジエチレング
リコールモノエチルエーテル４０重量％の混合物）８０
重量部とを混合して得られた配向膜用塗布液をスピナー
を用いて塗布し、塗膜を２９５℃で１時間乾燥してポリ
イミド配向膜を形成した。ポリイミド配向膜の表面をナ
イロン起毛布でラビング処理した。

【００８２】上記のようにして得られた、透明電極、絶
縁層及び配向膜を有する基板の二枚を、配向膜のラビン
グ処理面をラビング方向が反平行になるように内側に向
かい合わせて、３μｍのスペーサを混入した接着剤を用
いて貼合せ、セル・ギャップが３μｍのプレティルト角
測定用セルを作製した。

【００８３】このプレティルト角測定用セルに、実施例
３で調製した強誘電性液晶組成物を注入し、７０℃でＳ
_A 相に於けるプレティルト角を、日本光学株式会社製の
偏光顕微鏡を用いてクリスタルローテーション法により
測定したところ、上記プレティルト角は２２°であっ
た。

【００８４】前記のようにして得られた、透明電極、絶
縁層及び配向膜を有する基板の二枚を、配向膜のラビン
グ処理面をラビング方向が平行になるように内側に向か
い合わせて、２μｍのスペーサを混入した接着剤を用い
て貼合せ、セル・ギャップが１．９μｍの液晶表示素子
用セルを作製した。

【００８５】上記液晶表示素子用セルに、実施例３で調
製した強誘電性液晶組成物を注入し、４５℃に保持し
て、図２に示す波形（但し、Ｖ_S ＝±４２Ｖ、τ_S ＝１
４μｓｅｃ）の電場を印加して、偏光顕微鏡を用いてス
イッチング状態を観察したところ、コントラスト比の高
い明瞭なスイッチング動作が認められた。

【００８６】［実施例８］実施例７に於けると同様にし
て作製した液晶表示素子用セルに、実施例６で調製した
強誘電性液晶組成物を注入し、４５℃に保持して、図２
に示す波形（但し、Ｖ_S ＝±４２Ｖ、τ_S ＝２１μｓｅ
ｃ）の電場を印加して、偏光顕微鏡を用いてスイッチン
グ状態を観察したところ、コントラスト比の高い明瞭な
スイッチング動作が認められた。

【００８７】［実施例９］実施例７に於けると同様にし
て、ガラス基板の上にＩＴＯの透明電極およびＴａ₂ Ｏ
₅ からなる絶縁層を形成し、絶縁層の上に、ポリイミド
配向膜の代わりに、斜め蒸着法により蒸着角８３°でＳ
ｉＯ₂ 配向膜（膜厚：２５ｎｍ）を形成した。

【００８８】上記のようにして得られた、透明電極、絶
縁層及び配向膜を有する基板の二枚を、ＳｉＯ₂ の蒸着
方向が反平行になるように配向膜を内側に向かい合わせ
て、３μｍのスペーサを混入した接着剤を用いて貼合
せ、セル・ギャップが３μｍのプレティルト角測定用セ
ルを作製した。

【００８９】このプレティルト角測定用セルに、実施例
５で調製した強誘電性液晶組成物を注入し、７０℃でＳ
_A 相に於けるプレティルト角を、日本光学株式会社製の
偏光顕微鏡を用いてクリスタルローテーション法により
測定したところ、上記プレティルト角は９°であった。

【００９０】前記のようにして得られた、透明電極、絶
縁層及び配向膜を有する基板の二枚を、配向膜をＳｉＯ
₂ の蒸着方向が平行になるように内側に向かい合わせ
て、２μｍのスペーサを混入した接着剤を用いて貼合
せ、セル・ギャップが１．９μｍの液晶表示素子用セル
を作製した。

【００９１】上記液晶表示素子用セルに、実施例５で調
製した強誘電性液晶組成物を注入し、４５℃に保持し
て、図２に示す波形（但し、Ｖ_S ＝±４２Ｖ、τ_S ＝９
μｓｅｃ）の電場を印加して、偏光顕微鏡を用いてスイ
ッチング状態を観察したところ、コントラスト比の高い
明瞭なスイッチング動作が認められた。

【００９２】［実施例１０］実施例９に於けると同様に
して作製した液晶表示素子用セルに、実施例４で調製し
た強誘電性液晶組成物を注入し、４５℃に保持して、図
２に示す波形（但し、Ｖ_S ＝±４２Ｖ、τ_S ＝１０μｓ
ｅｃ）の電場を印加して、偏光顕微鏡を用いてスイッチ
ング状態を観察したところ、コントラスト比の高い明瞭
なスイッチング動作が認められた。

【００９３】

【発明の効果】本発明の強誘電性液晶組成物は、特にセ
ル厚さの薄い液晶表示素子に於いても高速応答が可能で
あり配向性が優れているという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の一実施例の主要部を模
式的に示す断面図である。

【図２】実施例７に於いて、スイッチング状態を観察す
るために液晶表示素子に印加した波形を示す。

【符号の説明】

１ 液晶表示素子 ２ 基板 ３ 透明電極 ４ 絶縁層 ５ 配向膜 ６ 基板 ７ 透明電極 ８ 絶縁層 ９ 配向膜 １０ 強誘電性液晶組成物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濁川 和則 静岡県富士宮市大中里200番地 富士写真 フイルム株式会社内 (72)発明者 山田 尚郎 静岡県富士宮市大中里200番地 富士写真 フイルム株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キラル化合物及び非キラル化合物を含む
   強誘電性液晶組成物であって、一般式（Ａ）： 【化１】 （式中、Ｒ¹ 及びＲ² はそれぞれ独立に、炭素数２〜１
   ６の直鎖又は分岐のアルキル基又はアルコキシ基を表
   す。但し、隣接しないメチレン基の一つ以上が、酸素原
   子で置換されていてもよい）で表される非キラル化合物
   （Ａ）を液晶組成物基準で５〜６０重量％含有し、且つ
   一般式（Ｂ）： 【化２】 （式中、Ｒ³ は、炭素数５〜１５の直鎖又は分岐のアル
   キル基を表し、Ｒ⁴ は、炭素数９〜１５の直鎖又は分岐
   のアルキル基を表す）で表される非キラル化合物（Ｂ）
   を液晶組成物基準で５〜５０重量％含有することを特徴
   とする強誘電性液晶組成物。
2. 【請求項２】 少なくとも透明電極及び配向膜がこの順
   で設けられた基板二枚を、配向膜同士が対面するように
   配設し、配向膜の間の空隙に液晶を封入してなる液晶表
   示素子に於いて、該液晶が請求項１に記載の強誘電性液
   晶組成物であり、該配向膜の、該強誘電性液晶組成物の
   Ｓ_A 相でのプレティルト角が５度以上であり、少なくと
   も一方の該基板の透明電極と配向膜との間に、比誘電率
   が５以上である絶縁層が設けられていることを特徴とす
   る液晶表示素子。