JP3028097B2 - スメクティック液晶材料および液晶光学素子 - Google Patents
スメクティック液晶材料および液晶光学素子Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
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-
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、文字、図形等を表
示する表示装置、入射光の透過量が変化する調光装置、
光シャッター等に利用される液晶光学素子に関する。詳
しくはスメクティック液晶材料を用いた液晶光学素子に
関する。
示する表示装置、入射光の透過量が変化する調光装置、
光シャッター等に利用される液晶光学素子に関する。詳
しくはスメクティック液晶材料を用いた液晶光学素子に
関する。
【０００２】
【従来の技術】広視野角、高速応答が期待できる液晶デ
ィスプレイとして、 N.A.Clark, S.T.Lagerwall により
強誘電性液晶材料の光スイッチング現象を用いた表示素
子が提案されている（App. Phys. Lett., Vol.36, P.89
9(1980) 。以下、引例１と呼ぶ）。表面安定化強誘電性
液晶（ＳＳＦＬＣ）光学素子は、光学応答が高速（１ミ
リ秒以下）かつ視野角が広いという特徴を有している。
ただし、ＳＳＦＬＣは双安定性であり、ＳＳＦＬＣ光学
素子の電気光学応答は明状態と暗状態の２つの状態のス
イッチングに限定される。したがって、電圧を制御する
ことにより中間調の表示を行うことが困難という課題が
ある。また、液晶層がシェプロン構造を形成しやすく、
このためコントラストが低くなること、機械的衝撃で層
構造が乱れやすく一度乱れた配向の回復が困難であると
いう問題も有している。
ィスプレイとして、 N.A.Clark, S.T.Lagerwall により
強誘電性液晶材料の光スイッチング現象を用いた表示素
子が提案されている（App. Phys. Lett., Vol.36, P.89
9(1980) 。以下、引例１と呼ぶ）。表面安定化強誘電性
液晶（ＳＳＦＬＣ）光学素子は、光学応答が高速（１ミ
リ秒以下）かつ視野角が広いという特徴を有している。
ただし、ＳＳＦＬＣは双安定性であり、ＳＳＦＬＣ光学
素子の電気光学応答は明状態と暗状態の２つの状態のス
イッチングに限定される。したがって、電圧を制御する
ことにより中間調の表示を行うことが困難という課題が
ある。また、液晶層がシェプロン構造を形成しやすく、
このためコントラストが低くなること、機械的衝撃で層
構造が乱れやすく一度乱れた配向の回復が困難であると
いう問題も有している。
【０００３】別の光学素子として、Chandaniらにより反
強誘電性相を有する液晶材料（反強誘電性液晶材料）が
報告され（Jpn. J. Appl. Phys., 28(1989), L1265。以
下、引例２と呼ぶ）、さらに反強誘電性液晶材料を利用
した表示素子が提案されている（Jpn. J. Appl. Phys.,
29(1990), 1757 。以下、引例３と呼ぶ）。反強誘電性
液晶材料は反強誘電相と強誘電相との相転移に基づく三
安定性を有し、これらをバイアス電圧印加下にてスイッ
チングさせることにより、電圧制御で中間調表示が可能
な表示素子を作製することができる。しかしながら、中
間調表示にバイアス電圧が必要であることや、高精細か
つ走査線の多い表示素子では、駆動波形が複雑となる等
の問題を有している。
強誘電性相を有する液晶材料（反強誘電性液晶材料）が
報告され（Jpn. J. Appl. Phys., 28(1989), L1265。以
下、引例２と呼ぶ）、さらに反強誘電性液晶材料を利用
した表示素子が提案されている（Jpn. J. Appl. Phys.,
29(1990), 1757 。以下、引例３と呼ぶ）。反強誘電性
液晶材料は反強誘電相と強誘電相との相転移に基づく三
安定性を有し、これらをバイアス電圧印加下にてスイッ
チングさせることにより、電圧制御で中間調表示が可能
な表示素子を作製することができる。しかしながら、中
間調表示にバイアス電圧が必要であることや、高精細か
つ走査線の多い表示素子では、駆動波形が複雑となる等
の問題を有している。
【０００４】一方、乾ら、及び、田中らにより印加電圧
に対する光透過率の関係を示す曲線がＶ字型である（Ｖ
字型特性）というスメクティック液晶材料（以下、無し
きいスメクティック液晶材料と呼ぶ）が報告されている
（第２１回液晶討論会講演予稿集２Ｃ０４、ｐ．２２２
（１９９５）、及びｐ．２５０（１９９５）。以下、引
例４）。この材料を用いた無しきいスメクティック液晶
光学素子は、相転移に明確なしきい値を持たずヒステリ
シス特性が小さいということが記載されている。
に対する光透過率の関係を示す曲線がＶ字型である（Ｖ
字型特性）というスメクティック液晶材料（以下、無し
きいスメクティック液晶材料と呼ぶ）が報告されている
（第２１回液晶討論会講演予稿集２Ｃ０４、ｐ．２２２
（１９９５）、及びｐ．２５０（１９９５）。以下、引
例４）。この材料を用いた無しきいスメクティック液晶
光学素子は、相転移に明確なしきい値を持たずヒステリ
シス特性が小さいということが記載されている。
【０００５】さらに、T. Saishu らにより、この無しき
いスメクティック液晶光学素子を薄層トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）と組み合わせた対角５インチの液晶光学素子が報
告されている（SID'96 Digest, 703(1996)。以下、引例
５）。この報告では、まず、テストセルとして、セルギ
ャップが２μｍで電極面積が１ｃｍ2のセルに三井石油
化学製の無しきいスメクティック液晶材料ＴＬＡＦ−１
を注入したセルを使用している。このセルで補助容量
（蓄積容量）と温度を増大させると、液晶の電圧保持特
性が改善されることを示している。しかし、実際に作製
した薄膜トランジスタと組み合わせた対角５インチの液
晶光学素子では、テストセルで得られた補助容量の増大
等の工夫は行っていない。このため、正及び負の両方の
極性で書き込むＡＣ型駆動ではコントラスト比が１０よ
り小さく、十分に確保できないので、一方の極性で書き
込むＤＣ型駆動が行われている。この方法により、走査
線数２３４本の対角５インチの液晶光学素子をＮＴＳＣ
駆動（ゲートの書き込み時間が６３．５μｓ）してコン
トラスト比１０以上を得ている。
いスメクティック液晶光学素子を薄層トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）と組み合わせた対角５インチの液晶光学素子が報
告されている（SID'96 Digest, 703(1996)。以下、引例
５）。この報告では、まず、テストセルとして、セルギ
ャップが２μｍで電極面積が１ｃｍ2のセルに三井石油
化学製の無しきいスメクティック液晶材料ＴＬＡＦ−１
を注入したセルを使用している。このセルで補助容量
（蓄積容量）と温度を増大させると、液晶の電圧保持特
性が改善されることを示している。しかし、実際に作製
した薄膜トランジスタと組み合わせた対角５インチの液
晶光学素子では、テストセルで得られた補助容量の増大
等の工夫は行っていない。このため、正及び負の両方の
極性で書き込むＡＣ型駆動ではコントラスト比が１０よ
り小さく、十分に確保できないので、一方の極性で書き
込むＤＣ型駆動が行われている。この方法により、走査
線数２３４本の対角５インチの液晶光学素子をＮＴＳＣ
駆動（ゲートの書き込み時間が６３．５μｓ）してコン
トラスト比１０以上を得ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＴＦ
Ｔ等の能動素子で無しきいスメクティック液晶光学素子
を駆動させることが可能である。ただし、前記の無しき
いスメクティック液晶材料は自発分極の値が１００（ｎ
Ｃ／ｃｍ2）以上と大きな値を有し、このような大きな
自発分極を有する無しきいスメクティック液晶材料を駆
動するためには、自発分極に比例した電荷の注入が必要
となる。しかし、ＴＦＴから供給できる電荷量には制限
があるため、駆動できる液晶光学素子の走査線数が少な
くなるという課題がある。実際、引例５では走査線本数
が２３４本と通常のＶＧＡ型の半分以下となっている。
また、引例５に示されるように、十分なコントラスト比
を確保できるようにするには十分な書き込み電荷量が必
要であり、電荷量の確保のために両極性の電圧（ＡＣ
型）でなく片極性の電圧で書き込むＤＣ型駆動とする結
果、焼き付きが生じるという課題があった。さらには、
ＤＣ駆動としても、１回のフレームでの書き込み時間で
は書き込み電荷量が不十分であり、十分な電荷を確保す
るためには数フレームにわたる電荷注入が必要となり、
液晶光学素子の応答時間が長くなるという課題があっ
た。
Ｔ等の能動素子で無しきいスメクティック液晶光学素子
を駆動させることが可能である。ただし、前記の無しき
いスメクティック液晶材料は自発分極の値が１００（ｎ
Ｃ／ｃｍ2）以上と大きな値を有し、このような大きな
自発分極を有する無しきいスメクティック液晶材料を駆
動するためには、自発分極に比例した電荷の注入が必要
となる。しかし、ＴＦＴから供給できる電荷量には制限
があるため、駆動できる液晶光学素子の走査線数が少な
くなるという課題がある。実際、引例５では走査線本数
が２３４本と通常のＶＧＡ型の半分以下となっている。
また、引例５に示されるように、十分なコントラスト比
を確保できるようにするには十分な書き込み電荷量が必
要であり、電荷量の確保のために両極性の電圧（ＡＣ
型）でなく片極性の電圧で書き込むＤＣ型駆動とする結
果、焼き付きが生じるという課題があった。さらには、
ＤＣ駆動としても、１回のフレームでの書き込み時間で
は書き込み電荷量が不十分であり、十分な電荷を確保す
るためには数フレームにわたる電荷注入が必要となり、
液晶光学素子の応答時間が長くなるという課題があっ
た。
【０００７】これらの課題を解決する手段の一つとし
て、引例５に示されるようにＴＦＴに大きな補助容量を
付加させるという方法があるが、補助容量を大きくする
と、液晶光学素子の開口率が低下し、表示が暗くなると
いう問題が発生する。さらには、発明者らの検討によれ
ば、補助容量の増大につれてＲＣ時定数が増大し所定の
書き込み時間内に十分な書き込みを行うためには、ＴＦ
Ｔのオン抵抗Ｒを低下させ、ＴＦＴ特性を向上させる必
要があることが判明した。すなわち、容量値が大きくな
るため、ＴＦＴのオン電流が十分に確保できないと、書
き込み時間内に書き込みが終らなくなってしまうのであ
る。したがって、ＴＦＴ特性が決まり、液晶材料の自発
分極値及びパネル構造が決まると、最適な補助容量の限
界値が存在し、その値以上の補助容量はＲＣ時定数を増
大させ、書き込み時間内の注入電荷量を減少させ、結果
的に液晶への書き込み電荷量を減少させてしまう。
て、引例５に示されるようにＴＦＴに大きな補助容量を
付加させるという方法があるが、補助容量を大きくする
と、液晶光学素子の開口率が低下し、表示が暗くなると
いう問題が発生する。さらには、発明者らの検討によれ
ば、補助容量の増大につれてＲＣ時定数が増大し所定の
書き込み時間内に十分な書き込みを行うためには、ＴＦ
Ｔのオン抵抗Ｒを低下させ、ＴＦＴ特性を向上させる必
要があることが判明した。すなわち、容量値が大きくな
るため、ＴＦＴのオン電流が十分に確保できないと、書
き込み時間内に書き込みが終らなくなってしまうのであ
る。したがって、ＴＦＴ特性が決まり、液晶材料の自発
分極値及びパネル構造が決まると、最適な補助容量の限
界値が存在し、その値以上の補助容量はＲＣ時定数を増
大させ、書き込み時間内の注入電荷量を減少させ、結果
的に液晶への書き込み電荷量を減少させてしまう。
【０００８】大きな自発分極の液晶材料を駆動できるよ
うにするには、ＴＦＴ特性として十分な特性を有するＴ
ＦＴを用いるか、もしくは、高い電圧での書き込みを行
なうことにより可能である。しかし、この場合、以下の
ような課題がある。まず、十分な特性を有するＴＦＴを
新たに開発する必要がある。次に、高い駆動電圧を印加
できる駆動回路を開発する必要がある。これらの２点を
実現しても、高い自発分極の液晶材料を駆動するには大
きな電荷を流す必要があり、消費電力が極めて大きくな
ってしまう。
うにするには、ＴＦＴ特性として十分な特性を有するＴ
ＦＴを用いるか、もしくは、高い電圧での書き込みを行
なうことにより可能である。しかし、この場合、以下の
ような課題がある。まず、十分な特性を有するＴＦＴを
新たに開発する必要がある。次に、高い駆動電圧を印加
できる駆動回路を開発する必要がある。これらの２点を
実現しても、高い自発分極の液晶材料を駆動するには大
きな電荷を流す必要があり、消費電力が極めて大きくな
ってしまう。
【０００９】一方、無しきいスメクティック液晶材料の
自発分極を低下させれば、前述の課題が解決されること
が容易に類推される。しかしながら、印加電圧に対する
光透過率の関係を示す曲線がＶ字型であるという電気光
学特性を有し、かつ自発分極が低いスメクティック液晶
材料は報告されてはいない。
自発分極を低下させれば、前述の課題が解決されること
が容易に類推される。しかしながら、印加電圧に対する
光透過率の関係を示す曲線がＶ字型であるという電気光
学特性を有し、かつ自発分極が低いスメクティック液晶
材料は報告されてはいない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の課
題を解決するために鋭意研究した結果、Ｖ字型特性を示
し、かつ自発分極が低いスメクティック液晶材料が、反
強誘電性液晶材料とスメクティックＣ相を有する液晶材
料とを混合させることにより製造可能であることを見出
した。
題を解決するために鋭意研究した結果、Ｖ字型特性を示
し、かつ自発分極が低いスメクティック液晶材料が、反
強誘電性液晶材料とスメクティックＣ相を有する液晶材
料とを混合させることにより製造可能であることを見出
した。
【００１１】すなわち、本発明は、 １．反強誘電性液晶材料と下記の一般式Ｉで表わされる
光学活性フェニルピリミジン化合物からなるスメクティ
ックＣ相を有する液晶材料から構成されることを特徴と
するスメクティック液晶材料。
光学活性フェニルピリミジン化合物からなるスメクティ
ックＣ相を有する液晶材料から構成されることを特徴と
するスメクティック液晶材料。
【化２】 （式中、Ｒは炭素数１〜１８のアルキル基、ｎは２〜１
５の整数、及び＊を付されたＣは不斉炭素を示す。） ２．フェリ誘電相を有する液晶材料と上記１に記載のス
メクティックＣ相を有する液晶材料から構成されること
を特徴とするスメクティック液晶材料。 ３．スメクティックＣ相を有する液晶材料の濃度が３０
重量パーセント以上であることを特徴とする上記１また
は２に記載のスメクティック液晶材料。 ４．スメクティックＣ相を有する液晶材料の相系列がク
リスタル相−スメクティック相Ｃ−ネマティック相−ア
イソトロピック相であることを特徴とする上記１、２ま
たは３に記載のスメクティック液晶材料。 ５．スメクチックＡ相を有する液晶材料をさらに加えて
なり、相系列にスメクチックＡ相を有することを特徴と
する前記１ないし４に記載の液晶組成物。 ６．自発分極が０．０６（ｎＣ／ｃｍ2）以上９６（ｎ
Ｃ／ｃｍ2）以下であることを特徴とする上記１ないし
５に記載のスメクティック液晶材料。 ７．自発分極が１．９（ｎＣ／ｃｍ2）以上２１（ｎＣ
／ｃｍ2）以下であることを特徴とする上記６に記載の
スメクティック液晶材料。 ８．電極層が付いた少なくとも一方が透明な二枚の基板
間に請求項１ない７に記載の液晶材料からなる液晶層を
挟持することを特徴とする液晶光学素子。 ９．液晶層の光学軸が印加電圧に対して連続的に変化す
ることを特徴とする上記８に記載の液晶光学素子。 １０．基板上に能動素子を有することを特徴とする上記
８または９に記載の液晶光学素子。
５の整数、及び＊を付されたＣは不斉炭素を示す。） ２．フェリ誘電相を有する液晶材料と上記１に記載のス
メクティックＣ相を有する液晶材料から構成されること
を特徴とするスメクティック液晶材料。 ３．スメクティックＣ相を有する液晶材料の濃度が３０
重量パーセント以上であることを特徴とする上記１また
は２に記載のスメクティック液晶材料。 ４．スメクティックＣ相を有する液晶材料の相系列がク
リスタル相−スメクティック相Ｃ−ネマティック相−ア
イソトロピック相であることを特徴とする上記１、２ま
たは３に記載のスメクティック液晶材料。 ５．スメクチックＡ相を有する液晶材料をさらに加えて
なり、相系列にスメクチックＡ相を有することを特徴と
する前記１ないし４に記載の液晶組成物。 ６．自発分極が０．０６（ｎＣ／ｃｍ2）以上９６（ｎ
Ｃ／ｃｍ2）以下であることを特徴とする上記１ないし
５に記載のスメクティック液晶材料。 ７．自発分極が１．９（ｎＣ／ｃｍ2）以上２１（ｎＣ
／ｃｍ2）以下であることを特徴とする上記６に記載の
スメクティック液晶材料。 ８．電極層が付いた少なくとも一方が透明な二枚の基板
間に請求項１ない７に記載の液晶材料からなる液晶層を
挟持することを特徴とする液晶光学素子。 ９．液晶層の光学軸が印加電圧に対して連続的に変化す
ることを特徴とする上記８に記載の液晶光学素子。 １０．基板上に能動素子を有することを特徴とする上記
８または９に記載の液晶光学素子。
【００１２】
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の反強誘電性液晶材料とし
ては、反強誘電相を相系列の何れかに有している液晶材
料であれば良い。例えば、以下の式（１）〜（５）で示
される化合物が挙げられるがこれに限定されるものでは
ない。また、反強誘電性液晶材料は、単成分でも構わな
いし、２種以上の化合物の混合材料であっても構わな
い。
ては、反強誘電相を相系列の何れかに有している液晶材
料であれば良い。例えば、以下の式（１）〜（５）で示
される化合物が挙げられるがこれに限定されるものでは
ない。また、反強誘電性液晶材料は、単成分でも構わな
いし、２種以上の化合物の混合材料であっても構わな
い。
【００１４】
【化３】 本発明の反強誘電性液晶材料と混合するスメクティック
Ｃ相を有する液晶材料としては、スメクティックＣ相を
相系列の何れかに有している液晶材料であれば構わな
い。例えば、前記一般式Ｉで示される化合物が挙げられ
る。式中Ｒは炭素数１〜１８のアルキル基、ｎは２〜１
５の整数、＊を付されたＣは不斉炭素原子を表わすが、
好ましくは、Ｒは炭素数４〜１１のアルキル基、ｎは２
〜８の整数である。
Ｃ相を有する液晶材料としては、スメクティックＣ相を
相系列の何れかに有している液晶材料であれば構わな
い。例えば、前記一般式Ｉで示される化合物が挙げられ
る。式中Ｒは炭素数１〜１８のアルキル基、ｎは２〜１
５の整数、＊を付されたＣは不斉炭素原子を表わすが、
好ましくは、Ｒは炭素数４〜１１のアルキル基、ｎは２
〜８の整数である。
【００１５】また、スメクティックＣ相を有する液晶材
料は、以下の式（６）〜（９）で示される化合物が挙げ
られるがこれに限定されるものではない。これらのスメ
クティックＣ相を有する材料は単成分でも構わないし、
２種以上の化合物の混合材料であっても構わない。
料は、以下の式（６）〜（９）で示される化合物が挙げ
られるがこれに限定されるものではない。これらのスメ
クティックＣ相を有する材料は単成分でも構わないし、
２種以上の化合物の混合材料であっても構わない。
【００１６】
【化４】 スメクティックＣ相を有する液晶材料の相系列は、低温
側よりクリスタル相−スメクティックＣ相−ネマティッ
ク相−アイソトロピック相であることが望ましい。例え
ば、前記一般式Ｉで表わされる化合物および以下の式
（１０）〜（１２）で示される化合物が挙げられるがこ
れに限定されるものではない。また、単成分では前記の
相系列とは異なる相系列を示す化合物であっても、２種
以上の化合物の混合材料とした際に前記の相系列を示す
ものであれば構わない。
側よりクリスタル相−スメクティックＣ相−ネマティッ
ク相−アイソトロピック相であることが望ましい。例え
ば、前記一般式Ｉで表わされる化合物および以下の式
（１０）〜（１２）で示される化合物が挙げられるがこ
れに限定されるものではない。また、単成分では前記の
相系列とは異なる相系列を示す化合物であっても、２種
以上の化合物の混合材料とした際に前記の相系列を示す
ものであれば構わない。
【００１７】
【化５】 反強誘電性液晶材料と上記の式を有するスメクチック液
晶材料の混合すると、以下のことが判明した。スメクチ
ック液晶材料を濃度３０％以上混合させると、反強誘電
相が消失する。なおかつ、この濃度以上で光学軸が印加
電圧に対して連続的に回転する現象が見られた。すなわ
ち、濃度に対して電気光学特性は図１および図２に示す
ように変化した。スメクチック液晶材料濃度が３０％未
満の領域では周知の二重ヒステリシスが観測される。こ
のため、この濃度域では反強誘電性状態と考えられる。
しかし、スメクチック液晶材料濃度が３０％以上になる
とＶ字特性が観測された。同様に、印加電圧に対する分
極値を測定したところ、図３のような変化が観測され
た。すなわち、概ねスメクチック液晶濃度３０％を境
に、二重ヒステリシスからほとんどヒステリシスの無い
状態へ転移する。これからも、３０％を境に反強誘電性
状態から転移していることが分かる。図３の結果に基
き、反転分極値を求めると図４のような結果となった。
これより、反強誘電性液晶材料の濃度にほぼ比例して、
分極値を制御できることが確認された。また、各濃度域
での誘電率を測定したところ、図５の結果となった。こ
れより、概ねスメクチック液晶濃度３０％を境に誘電率
が急の上昇する。すなわち、３０％未満では反強誘電性
状態のため誘電率は低いが、３０％以上では印加電圧に
敏感な状態へ転移していることが分かる。以上のよう
に、スメクチック液晶濃度３０％以上で、階調表示可能
なＶ字特性を示す相へ転移することが分かった。また、
さらにスメクチック液晶濃度を増やすことによって、分
極値が制御できることも分かった。
晶材料の混合すると、以下のことが判明した。スメクチ
ック液晶材料を濃度３０％以上混合させると、反強誘電
相が消失する。なおかつ、この濃度以上で光学軸が印加
電圧に対して連続的に回転する現象が見られた。すなわ
ち、濃度に対して電気光学特性は図１および図２に示す
ように変化した。スメクチック液晶材料濃度が３０％未
満の領域では周知の二重ヒステリシスが観測される。こ
のため、この濃度域では反強誘電性状態と考えられる。
しかし、スメクチック液晶材料濃度が３０％以上になる
とＶ字特性が観測された。同様に、印加電圧に対する分
極値を測定したところ、図３のような変化が観測され
た。すなわち、概ねスメクチック液晶濃度３０％を境
に、二重ヒステリシスからほとんどヒステリシスの無い
状態へ転移する。これからも、３０％を境に反強誘電性
状態から転移していることが分かる。図３の結果に基
き、反転分極値を求めると図４のような結果となった。
これより、反強誘電性液晶材料の濃度にほぼ比例して、
分極値を制御できることが確認された。また、各濃度域
での誘電率を測定したところ、図５の結果となった。こ
れより、概ねスメクチック液晶濃度３０％を境に誘電率
が急の上昇する。すなわち、３０％未満では反強誘電性
状態のため誘電率は低いが、３０％以上では印加電圧に
敏感な状態へ転移していることが分かる。以上のよう
に、スメクチック液晶濃度３０％以上で、階調表示可能
なＶ字特性を示す相へ転移することが分かった。また、
さらにスメクチック液晶濃度を増やすことによって、分
極値が制御できることも分かった。
【００１８】前記第５の発明では、光学活性フェニルピ
リミジン化合物を有している。しかし、前述したよう
に、この種の物質は相系列にスメクチックＡ相を持たな
い。一方、反強誘電性相を示す物質にはスメクチックＡ
相を有するものが多い。このため、光学活性フェニルピ
リミジン化合の濃度が３０％以上でなおかつ高分極を持
つ濃度域では、スメクチックＡ相が存在する。一方、低
分極値を持つ光学活性フェニルピリミジン化合物が高濃
度な領域では、相系列にスメクチックＡ相を持たない。
このため、低分極組成比では配向状態が悪くなるという
課題があった。しかし、反強誘電性液晶と光学活性フェ
ニルピリミジン化合物に、スメクチックＡ相を有する第
３のスメクチック液晶材料を混合することにより、相系
列中にスメクチックＡ相を出現させることができる。こ
れにより、配向状態を著しく改善することが可能であ
る。
リミジン化合物を有している。しかし、前述したよう
に、この種の物質は相系列にスメクチックＡ相を持たな
い。一方、反強誘電性相を示す物質にはスメクチックＡ
相を有するものが多い。このため、光学活性フェニルピ
リミジン化合の濃度が３０％以上でなおかつ高分極を持
つ濃度域では、スメクチックＡ相が存在する。一方、低
分極値を持つ光学活性フェニルピリミジン化合物が高濃
度な領域では、相系列にスメクチックＡ相を持たない。
このため、低分極組成比では配向状態が悪くなるという
課題があった。しかし、反強誘電性液晶と光学活性フェ
ニルピリミジン化合物に、スメクチックＡ相を有する第
３のスメクチック液晶材料を混合することにより、相系
列中にスメクチックＡ相を出現させることができる。こ
れにより、配向状態を著しく改善することが可能であ
る。
【００１９】さらに、本発明においては反強誘電性液晶
材料の代わりにフェリ誘電相を有する液晶材料を用いて
も実現することができる。フェリ誘電相を有する化合物
として前記式（１）（反強誘電相より高温側でフェリ誘
電相を示す）及び以下の式（１３）で示される化合物が
あげられるがこれに限定されるものではない。
材料の代わりにフェリ誘電相を有する液晶材料を用いて
も実現することができる。フェリ誘電相を有する化合物
として前記式（１）（反強誘電相より高温側でフェリ誘
電相を示す）及び以下の式（１３）で示される化合物が
あげられるがこれに限定されるものではない。
【００２０】
【化６】 また、単成分ではフェリ誘電相を示さなくても２種以上
の化合物の混合材料でフェリ誘電相を示してもよい。こ
のような混合材料によるフェリ誘電相に関しては、Ａｔ
ｓｕｏ ＦｕｋｕｄａらのＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅ
ｍ．，９９４，４（７），９９７−１０１６の“Ａｎｔ
ｉｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｈｉｒａｌ Ｓｍｅ
ｃｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ”のｐ．１
００６−ｐ．１０１２等に詳しく書かれている。
の化合物の混合材料でフェリ誘電相を示してもよい。こ
のような混合材料によるフェリ誘電相に関しては、Ａｔ
ｓｕｏ ＦｕｋｕｄａらのＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅ
ｍ．，９９４，４（７），９９７−１０１６の“Ａｎｔ
ｉｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｈｉｒａｌ Ｓｍｅ
ｃｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ”のｐ．１
００６−ｐ．１０１２等に詳しく書かれている。
【００２１】本発明において液晶層の光学軸とは、個々
の液晶分子の光学軸ではなく液晶層全体の示す屈折率が
最大になる方向であり、液晶では光学軸方向とほぼ垂直
な二つの方向に光学軸方向の屈折率より小さな屈折率を
有する。したがって、液晶層全体は複屈折性を有し、こ
の光学軸の方向が電界の印加によって変化することによ
り、電気光学的効果を得る。
の液晶分子の光学軸ではなく液晶層全体の示す屈折率が
最大になる方向であり、液晶では光学軸方向とほぼ垂直
な二つの方向に光学軸方向の屈折率より小さな屈折率を
有する。したがって、液晶層全体は複屈折性を有し、こ
の光学軸の方向が電界の印加によって変化することによ
り、電気光学的効果を得る。
【００２２】本発明の液晶材料の自発分極は、使用する
ＴＦＴの走査線本数、目的とする液晶材料の応答時間に
よるが、０．０６（ｎＣ／ｃｍ2）以上９６（ｎＣ／ｃ
ｍ2）以下であることが必要である。自発分極が０．０
６（ｎＣ／ｃｍ2）未満であると、応答速度が非常に遅
くなるという問題が発生する。また、９６（ｎＣ／ｃｍ
2）を越えると、駆動できる走査線数が少なくなり、高
精細パネルには適用できない。特に、走査線数が多く、
低電圧駆動、広い温度範囲、および高速応答が要求され
る高性能ディスプレイの場合には、１．９（ｎＣ／ｃｍ
2）以上２１（ｎＣ／ｃｍ2）以下が好ましい。
ＴＦＴの走査線本数、目的とする液晶材料の応答時間に
よるが、０．０６（ｎＣ／ｃｍ2）以上９６（ｎＣ／ｃ
ｍ2）以下であることが必要である。自発分極が０．０
６（ｎＣ／ｃｍ2）未満であると、応答速度が非常に遅
くなるという問題が発生する。また、９６（ｎＣ／ｃｍ
2）を越えると、駆動できる走査線数が少なくなり、高
精細パネルには適用できない。特に、走査線数が多く、
低電圧駆動、広い温度範囲、および高速応答が要求され
る高性能ディスプレイの場合には、１．９（ｎＣ／ｃｍ
2）以上２１（ｎＣ／ｃｍ2）以下が好ましい。
【００２３】上記の自発分極の値は、以下のようにして
求められる。下限に関しては、応答速度の点から決定さ
れる。ＡＣ駆動時の１フィールド、すなわち、１フレー
ムの半分の時間内に応答することが必要条件となる。通
常、フレーム周波数は３０（Ｈｚ）なので、（１／３
０）×１０3／２≒１６．７（ｍｓ）以下の応答が必要
である。応答速度は、簡単には、ＳＳＦＬＣと同様に次
式で与えられる。
求められる。下限に関しては、応答速度の点から決定さ
れる。ＡＣ駆動時の１フィールド、すなわち、１フレー
ムの半分の時間内に応答することが必要条件となる。通
常、フレーム周波数は３０（Ｈｚ）なので、（１／３
０）×１０3／２≒１６．７（ｍｓ）以下の応答が必要
である。応答速度は、簡単には、ＳＳＦＬＣと同様に次
式で与えられる。
【００２４】
【数１】 液晶材料の粘性ηが１００（ｍＰａ・ｓ）で、電圧が２
０（Ｖ）、セルギャップが２（μｍ）の条件では電界Ｅ
は１０7（Ｖ／ｍ）となり、自発分極Ｐｓが０．０６
（ｎＣ／ｃｍ2）以下となると、応答速度τは１６．７
（ｍｓ）より長くなってしまう。また、特に高速応答が
必要とされるときは、１フィールドの半分の時間内に応
答しないと、表示のちらつきが感じられる。要求される
温度範囲が広く粘性が先ほどの条件より４００（ｍＰａ
・ｓ）まで高くなったとし、低電圧駆動で電圧が５
（Ｖ）、セルギャップが２（μｍ）の条件では、自発分
極が１．９（ｎＣ／ｃｍ2）以下となると、応答速度は
８．３５（ｍｓ）より長くなり、表示のちらつきが感じ
られる。
０（Ｖ）、セルギャップが２（μｍ）の条件では電界Ｅ
は１０7（Ｖ／ｍ）となり、自発分極Ｐｓが０．０６
（ｎＣ／ｃｍ2）以下となると、応答速度τは１６．７
（ｍｓ）より長くなってしまう。また、特に高速応答が
必要とされるときは、１フィールドの半分の時間内に応
答しないと、表示のちらつきが感じられる。要求される
温度範囲が広く粘性が先ほどの条件より４００（ｍＰａ
・ｓ）まで高くなったとし、低電圧駆動で電圧が５
（Ｖ）、セルギャップが２（μｍ）の条件では、自発分
極が１．９（ｎＣ／ｃｍ2）以下となると、応答速度は
８．３５（ｍｓ）より長くなり、表示のちらつきが感じ
られる。
【００２５】一方、上限に関しては、書き込み電荷の配
分の点から決定される。ＴＦＴからの書き込み電荷とし
ては、自発分極を持たない静電容量としてのセル容量に
蓄えられる電荷Ｑ１と、書き込み時間内に自発分極が若
干応答することによる分極電荷Ｑ２の２種類の電荷が書
き込み時間内に書き込まれる。静電容量への書き込み電
荷Ｑ１は、セル容量をＣｓとし、書き込み電圧をＶｄ、
ＴＦＴのオン抵抗をＲon、書き込み時間をτg とする
と、
分の点から決定される。ＴＦＴからの書き込み電荷とし
ては、自発分極を持たない静電容量としてのセル容量に
蓄えられる電荷Ｑ１と、書き込み時間内に自発分極が若
干応答することによる分極電荷Ｑ２の２種類の電荷が書
き込み時間内に書き込まれる。静電容量への書き込み電
荷Ｑ１は、セル容量をＣｓとし、書き込み電圧をＶｄ、
ＴＦＴのオン抵抗をＲon、書き込み時間をτg とする
と、
【００２６】
【数２】 となる。通常、９９％以上の書き込みがなされるので、
【００２７】
【数３】 とみなせる。書き込み時間内に自発分極Ｐｓが応答する
ことで流れる電荷Ｑ２は、ここでは、セルの面積をＳと
した時、自発分極による電荷全体（Ｐｓ・Ｓ）のｋ分の
１であるとする。液晶の応答が終了した状態では、自発
分極は完全に応答し、この自発分極による反電場の影響
を受けてセル両端の電圧は低下する。この時の状態のセ
ル内の電荷は、自発分極による電荷Ｑ３と、静電容量に
残った電荷Ｑ４の２種類となる。最終的なセル両端の電
圧をＶｓとすると、Ｑ４＝Ｃｓ・Ｖｓであり、また一
方、Ｑ３＝Ｐｓ・Ｓである。これらより、電荷の保存が
成り立ち、
ことで流れる電荷Ｑ２は、ここでは、セルの面積をＳと
した時、自発分極による電荷全体（Ｐｓ・Ｓ）のｋ分の
１であるとする。液晶の応答が終了した状態では、自発
分極は完全に応答し、この自発分極による反電場の影響
を受けてセル両端の電圧は低下する。この時の状態のセ
ル内の電荷は、自発分極による電荷Ｑ３と、静電容量に
残った電荷Ｑ４の２種類となる。最終的なセル両端の電
圧をＶｓとすると、Ｑ４＝Ｃｓ・Ｖｓであり、また一
方、Ｑ３＝Ｐｓ・Ｓである。これらより、電荷の保存が
成り立ち、
【００２８】
【数４】 となる。ここで、セルの容量Ｃｓは、真空の誘電率をε
0、液晶の比誘電率をεl c、液晶層の厚みをｄlc、配向
膜の比誘電率をεol、配向膜の厚みをｄolとすると、配
向膜が両方の基板に存在する場合、
0、液晶の比誘電率をεl c、液晶層の厚みをｄlc、配向
膜の比誘電率をεol、配向膜の厚みをｄolとすると、配
向膜が両方の基板に存在する場合、
【００２９】
【数５】 となる。これらの関係から、自発分極を表わす式を求め
ると、
ると、
【００３０】
【数６】 となる。以下では、ｋ＝４、すなわち、書き込み時間内
に全自発分極の４分の１が応答するとし、ｄlc＝２（μ
ｍ）、ｄol＝５０（ｎｍ）、εlc＝１０、εol＝３、Ｖ
ｓ＝１（Ｖ）とする。電圧が十分に印加でき、Ｖｄ＝２
０（Ｖ）とすると、Ｐｓ＝９６．１（ｎＣ／ｃｍ2）と
なる。一方、電圧がＶｄ＝５（Ｖ）とすると、Ｐｓ＝２
０．２（ｎＣ／ｃｍ2）となる。これらの結果より、上
記のような上限値を決定している。
に全自発分極の４分の１が応答するとし、ｄlc＝２（μ
ｍ）、ｄol＝５０（ｎｍ）、εlc＝１０、εol＝３、Ｖ
ｓ＝１（Ｖ）とする。電圧が十分に印加でき、Ｖｄ＝２
０（Ｖ）とすると、Ｐｓ＝９６．１（ｎＣ／ｃｍ2）と
なる。一方、電圧がＶｄ＝５（Ｖ）とすると、Ｐｓ＝２
０．２（ｎＣ／ｃｍ2）となる。これらの結果より、上
記のような上限値を決定している。
【００３１】さらには、大きな補助容量を付加すると、
Ｃｓの値を増加することができ、式（Ｆ）で表わされる
書き込み可能な自発分極値を増大させることができると
考えられる。しかし、前述のように、一定値以上の補助
容量の増大は、式（Ｂ）で表わされるＴＦＴからの書き
込み時定数（ＲＣ時定数）を増大させる。その結果、書
き込みが不十分となり、式（Ｃ）の仮定が成り立たなく
なる。この状況では、ＴＦＴからの書き込み電荷Ｑ１が
あまり増大せず、式（Ｄ）の電荷保存の式から分かるよ
うに、（Ｆ）の式の形も変り、自発分極値があまり増大
しないことが分かる。
Ｃｓの値を増加することができ、式（Ｆ）で表わされる
書き込み可能な自発分極値を増大させることができると
考えられる。しかし、前述のように、一定値以上の補助
容量の増大は、式（Ｂ）で表わされるＴＦＴからの書き
込み時定数（ＲＣ時定数）を増大させる。その結果、書
き込みが不十分となり、式（Ｃ）の仮定が成り立たなく
なる。この状況では、ＴＦＴからの書き込み電荷Ｑ１が
あまり増大せず、式（Ｄ）の電荷保存の式から分かるよ
うに、（Ｆ）の式の形も変り、自発分極値があまり増大
しないことが分かる。
【００３２】本発明の液晶光学素子は、液晶層を電極を
有する２枚の透明な基板間に挟持した構造である光透過
型のみならず、一方の基板が不透明な光反射型にも適用
できる。これらは例えば液晶層を電極を有する透明な基
板と電極を有する光反射板間に挟持した素子構造、電極
を有する透明な基板と電極を有する光吸収板間に挟持し
た素子構造がある。
有する２枚の透明な基板間に挟持した構造である光透過
型のみならず、一方の基板が不透明な光反射型にも適用
できる。これらは例えば液晶層を電極を有する透明な基
板と電極を有する光反射板間に挟持した素子構造、電極
を有する透明な基板と電極を有する光吸収板間に挟持し
た素子構造がある。
【００３３】素子の構成としては、従来の技術が適用で
きる。電極としてはインジウム−スズ−オキサイド（Ｉ
ＴＯ）等の材質のものが利用できるが、ポリピロール等
の有機導電性薄膜も利用できる。また、使用する基板自
身が導電性を有している場合は、基板を電極としても利
用することもできる。電極は調光層と密着した状態で設
置する。これらの電極付き基板は液晶が配向するように
処理されていることが望ましい。この際、２枚の基板と
もホモジニアス配向であることが望ましいが、用途に応
じて、他の配向状態であっても構わない。この配向処理
には、ＴＮ液晶、ＳＴＮ液晶等に用いられるポリイミド
等の通常の配向膜が利用できるが特に低いプレティルト
角を有するものが望ましい。
きる。電極としてはインジウム−スズ−オキサイド（Ｉ
ＴＯ）等の材質のものが利用できるが、ポリピロール等
の有機導電性薄膜も利用できる。また、使用する基板自
身が導電性を有している場合は、基板を電極としても利
用することもできる。電極は調光層と密着した状態で設
置する。これらの電極付き基板は液晶が配向するように
処理されていることが望ましい。この際、２枚の基板と
もホモジニアス配向であることが望ましいが、用途に応
じて、他の配向状態であっても構わない。この配向処理
には、ＴＮ液晶、ＳＴＮ液晶等に用いられるポリイミド
等の通常の配向膜が利用できるが特に低いプレティルト
角を有するものが望ましい。
【００３４】ポリイミド等の配向膜は、ポリイミド等が
溶剤に溶け込んでいる可溶性タイプでもよいし、焼成し
てポリイミド化する焼成タイプであっても構わない。ま
たラビング等の配向処理を行うことが望ましい。
溶剤に溶け込んでいる可溶性タイプでもよいし、焼成し
てポリイミド化する焼成タイプであっても構わない。ま
たラビング等の配向処理を行うことが望ましい。
【００３５】本発明に用いられる基板の材質は、ガラ
ス、プラスチック、金属等である。またカラーフィルタ
ーを有する基板を用いたり、顔料や色素等を基板中に分
散させることによって、カラー化することができる。基
板は電極が調光層側になるように設置する。
ス、プラスチック、金属等である。またカラーフィルタ
ーを有する基板を用いたり、顔料や色素等を基板中に分
散させることによって、カラー化することができる。基
板は電極が調光層側になるように設置する。
【００３６】基板の間隔設定には、通常の液晶デバイス
に用いられるガラスまたは高分子樹脂から成るロッド
状、球状のスペーサーを使用することができ、その間隔
は１μｍ〜４μｍ程度が望ましい。
に用いられるガラスまたは高分子樹脂から成るロッド
状、球状のスペーサーを使用することができ、その間隔
は１μｍ〜４μｍ程度が望ましい。
【００３７】光反射板は光を反射する材料で構成されて
いれば無機材料でも有機材料でも構わない。また反射強
度または反射波長は目的とする素子特性により任意に変
更できる。その構造は光反射材料が光反射板全体を形成
しているものであってもよいし、光反射材料がガラス等
の別の材質の基板上にコーティングされていてもよい。
光反射材料をコーティングした場合、光反射材料が液晶
層側にある必要はない。また光反射材料をコーティング
する基板は光反射材料が調光層側に位置していない場合
は必ずしも透明である必要はない。
いれば無機材料でも有機材料でも構わない。また反射強
度または反射波長は目的とする素子特性により任意に変
更できる。その構造は光反射材料が光反射板全体を形成
しているものであってもよいし、光反射材料がガラス等
の別の材質の基板上にコーティングされていてもよい。
光反射材料をコーティングした場合、光反射材料が液晶
層側にある必要はない。また光反射材料をコーティング
する基板は光反射材料が調光層側に位置していない場合
は必ずしも透明である必要はない。
【００３８】光吸収板は光を吸収する材料で構成されて
いれば無機材料でも有機材料でも構わない。吸収強度ま
たは吸収波長は目的とする素子特性により任意に変更で
きる。その構造は光吸収材料が光吸収板全体を形成して
いるものであってもよいし、光吸収材料がガラス等の別
の材質の基板上にコーティングされていてもよい。光吸
収材料をコーティングした場合、光吸収材料が液晶層側
にある必要はない。また光吸収材料をコーティングする
基板は光吸収材料が液晶層側に位置していない場合は必
ずしも透明である必要はない。光反射材料または光吸収
材料が導電性を有している場合はこれらを電極としても
利用することもできる。
いれば無機材料でも有機材料でも構わない。吸収強度ま
たは吸収波長は目的とする素子特性により任意に変更で
きる。その構造は光吸収材料が光吸収板全体を形成して
いるものであってもよいし、光吸収材料がガラス等の別
の材質の基板上にコーティングされていてもよい。光吸
収材料をコーティングした場合、光吸収材料が液晶層側
にある必要はない。また光吸収材料をコーティングする
基板は光吸収材料が液晶層側に位置していない場合は必
ずしも透明である必要はない。光反射材料または光吸収
材料が導電性を有している場合はこれらを電極としても
利用することもできる。
【００３９】本発明の液晶光学素子に用いられる能動素
子としては、薄層トランジスタ（ＴＦＴ）素子、メタル
−インシュレーター−メタル（ＭＩＭ）素子などがあげ
られるが、アクティブマトリックス駆動だけではなく、
用途に応じて単純マトリックスで駆動させることができ
る。
子としては、薄層トランジスタ（ＴＦＴ）素子、メタル
−インシュレーター−メタル（ＭＩＭ）素子などがあげ
られるが、アクティブマトリックス駆動だけではなく、
用途に応じて単純マトリックスで駆動させることができ
る。
【００４０】本発明の液晶光学素子の用途としては、窓
や間仕切り等の建築材料や文字や図形を表示する表示装
置がある。
や間仕切り等の建築材料や文字や図形を表示する表示装
置がある。
【００４１】本発明の液晶光学素子は、光学軸が印加電
圧に対して連続的に変化する。このため、階調表示が可
能である。また、薄層トランジスタ（ＴＦＴ）素子、メ
タル−インシュレーター−メタル（ＭＩＭ）素子などと
組み合わせて、液晶表示装置が実現できる。
圧に対して連続的に変化する。このため、階調表示が可
能である。また、薄層トランジスタ（ＴＦＴ）素子、メ
タル−インシュレーター−メタル（ＭＩＭ）素子などと
組み合わせて、液晶表示装置が実現できる。
【００４２】次に本発明の液晶光学素子を用いた例を図
面を用いて説明する。
面を用いて説明する。
【００４３】図６は、本発明の液晶材料を用いた電気光
学素子の構成を示す断面図である。図６を参照すると、
一対の透明基板１上に透明電極２を形成し、透明電極２
上に配向膜３を形成し（本図では両側の基板上に形成し
ているが片側の基板のみでも素子の構成は可能であ
る）、透明電極２が対向するように配置して液晶セルが
構成される。この液晶セルの内部に本発明のスメクティ
ック液晶材料が狭持される。また、液晶セルの外側の透
明基板上に一対の偏光板５が貼り合わされ、電気光学素
子が構成される。
学素子の構成を示す断面図である。図６を参照すると、
一対の透明基板１上に透明電極２を形成し、透明電極２
上に配向膜３を形成し（本図では両側の基板上に形成し
ているが片側の基板のみでも素子の構成は可能であ
る）、透明電極２が対向するように配置して液晶セルが
構成される。この液晶セルの内部に本発明のスメクティ
ック液晶材料が狭持される。また、液晶セルの外側の透
明基板上に一対の偏光板５が貼り合わされ、電気光学素
子が構成される。
【００４４】図８は、本発明の電気光学素子をＴＦＴア
レイ基板と組み合わせた構造のＴＦＴアレイを示す図で
ある。この構造は、ＴＦＴ基板と対向基板から構成さ
れ、ＴＦＴ基板は図に示すようにゲートバスライン、ド
レインバスライン、ＴＦＴアレイを有し、各画素に少な
くとも一つの画素電極を有する。この液晶パネルの内部
では、スメクティック液晶材料の層構造の層法線方向が
一定方向にほぼ揃っており、且つ、液晶分子の基板表面
への投影成分がある一定方向にほぼ揃っている状態で単
安定化されている。この実施形態の動作は次のようであ
る。各ドレインバスラインには、所定周波数（通常は３
０Ｈｚ、フリッカを考慮する時は６０Ｈｚ等に変えるこ
ともあり、又、液晶の応答が遅い場合はもっと低い周波
数とすることもある）での駆動をゲートライン数で分割
した波形が各ゲートラインに対応して印加される。一
方、各ゲートバスラインには、そのラインが選択される
時にＴＦＴのスイッチをオンするような波形が印加さ
れ、これにより、ドレインラインの波形が表示電極によ
り液晶に印加される。再度ゲートラインが選択されるま
で液晶部に電圧が保持される。これにより液晶がメモリ
性を持たなくても、表示の保持動作が可能である。ま
た、ここで使用している液晶材料は印加電圧に対して透
過率がＶ字形の特性を示しアナログ階調表示が可能であ
るため、データバスラインに各階調に対応する波形を印
加することにより階調表示が実現される。
レイ基板と組み合わせた構造のＴＦＴアレイを示す図で
ある。この構造は、ＴＦＴ基板と対向基板から構成さ
れ、ＴＦＴ基板は図に示すようにゲートバスライン、ド
レインバスライン、ＴＦＴアレイを有し、各画素に少な
くとも一つの画素電極を有する。この液晶パネルの内部
では、スメクティック液晶材料の層構造の層法線方向が
一定方向にほぼ揃っており、且つ、液晶分子の基板表面
への投影成分がある一定方向にほぼ揃っている状態で単
安定化されている。この実施形態の動作は次のようであ
る。各ドレインバスラインには、所定周波数（通常は３
０Ｈｚ、フリッカを考慮する時は６０Ｈｚ等に変えるこ
ともあり、又、液晶の応答が遅い場合はもっと低い周波
数とすることもある）での駆動をゲートライン数で分割
した波形が各ゲートラインに対応して印加される。一
方、各ゲートバスラインには、そのラインが選択される
時にＴＦＴのスイッチをオンするような波形が印加さ
れ、これにより、ドレインラインの波形が表示電極によ
り液晶に印加される。再度ゲートラインが選択されるま
で液晶部に電圧が保持される。これにより液晶がメモリ
性を持たなくても、表示の保持動作が可能である。ま
た、ここで使用している液晶材料は印加電圧に対して透
過率がＶ字形の特性を示しアナログ階調表示が可能であ
るため、データバスラインに各階調に対応する波形を印
加することにより階調表示が実現される。
【００４５】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に
限定されるものではない。なお本発明の実施例に記述さ
れている液晶材料の相転移温度は、ＤＳＣを用い、毎分
２℃の割合で昇温及び降温させた場合から求めた。さら
には、毎分２℃の割合で昇温・降温して容量を測定した
場合からも相転移温度を求めた。液晶相の同定は、液晶
光学素子に電圧印加した際の電場応答を偏光顕微鏡にて
観察して求めた。
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に
限定されるものではない。なお本発明の実施例に記述さ
れている液晶材料の相転移温度は、ＤＳＣを用い、毎分
２℃の割合で昇温及び降温させた場合から求めた。さら
には、毎分２℃の割合で昇温・降温して容量を測定した
場合からも相転移温度を求めた。液晶相の同定は、液晶
光学素子に電圧印加した際の電場応答を偏光顕微鏡にて
観察して求めた。
【００４６】実施例に記載の液晶光学素子の駆動電圧、
コントラスト、応答速度は以下のように定義する。
コントラスト、応答速度は以下のように定義する。
【００４７】駆動電圧：印加電圧−光透過率曲線におい
て最も低い光透過率を０％（最小透過率）、電圧印加に
より飽和した光透過率を１００％（最大透過率）とした
時、素子の光透過率が９０％となる電圧とする。
て最も低い光透過率を０％（最小透過率）、電圧印加に
より飽和した光透過率を１００％（最大透過率）とした
時、素子の光透過率が９０％となる電圧とする。
【００４８】コントラスト：電圧印加により飽和した光
透過率（最大透過率）を最小透過率で割った値とする。
透過率（最大透過率）を最小透過率で割った値とする。
【００４９】応答速度：電圧無印加状態から光透過率が
飽和する電圧を印加した際、光透過率が０％から９０％
に変化するまでに要する時間と、光透過率が９０％から
０％に変化するまでに要する時間の和とする。
飽和する電圧を印加した際、光透過率が０％から９０％
に変化するまでに要する時間と、光透過率が９０％から
０％に変化するまでに要する時間の和とする。
【００５０】実施例１ 以下に示す液晶材料（Ｉ）、（II）を（Ｉ）：（II）＝
３４：６６重量％の割合で混合し、スメクティックＣ相
を有する液晶材料（III）を得た。得られた液晶材料（I
II）８０重量部に、チッソ石油化学製の反強誘電製液晶
材料ＣＳ−４００１を２０重量部添加し、目的のスメク
ティック液晶材料を得た（以下、液晶材料（Ａ）と記
す。）
３４：６６重量％の割合で混合し、スメクティックＣ相
を有する液晶材料（III）を得た。得られた液晶材料（I
II）８０重量部に、チッソ石油化学製の反強誘電製液晶
材料ＣＳ−４００１を２０重量部添加し、目的のスメク
ティック液晶材料を得た（以下、液晶材料（Ａ）と記
す。）
【００５１】
【化７】 各液晶材料の相系列を以下に示す。
【００５２】 相転移温度（℃） 液晶材料（Ｉ） Cryst. (55.8) SC (95.1) SA (98.0) I 液晶材料（II） Cryst. (60.3) SC (95.6) SA (98.7) I 液晶材料（III） SC (72.5) N (78.4) I 液晶材料CS-4001 SCA*(67.1) SCr*(68.0) SC*(36.1) SA(86.6) I 液晶材料（Ａ） SX1* (0.2) SX2* (72.5) I 上記相系列において、Ｃｒｙｓｔ．は結晶相、ＳＣはス
メクティックＣ相、ＳＸ１及びＳＸ２は未同定のスメク
ティック相、ＳＡはスメクティッくＡ相、ＳＣＡは反強
誘電性のスメクティックＣ相、ＳＣｒはフェリ誘電相、
Ｎはネマティック相、Ｉは等方相をそれぞれ示す。ま
た、表中の*は、該当する相のカイラリティの存在を示
す。
メクティックＣ相、ＳＸ１及びＳＸ２は未同定のスメク
ティック相、ＳＡはスメクティッくＡ相、ＳＣＡは反強
誘電性のスメクティックＣ相、ＳＣｒはフェリ誘電相、
Ｎはネマティック相、Ｉは等方相をそれぞれ示す。ま
た、表中の*は、該当する相のカイラリティの存在を示
す。
【００５３】液晶材料（Ａ）を１００℃で加熱攪拌し、
十分に混合した後、あらかじめ１００℃に加熱しておい
た二枚のホモジニアス配向処理済みの電極層付きガラス
基板からなる間隔２ｍｍの液晶セルに注入し、毎分１℃
の速度で室温まで徐冷した。電圧無印加状態における液
晶材料の光学軸の方向と片方の偏光板の偏光軸とを一致
させるように配置した一組の直交した偏光板で液晶セル
を狭み込み、目的の液晶光学素子を得た。
十分に混合した後、あらかじめ１００℃に加熱しておい
た二枚のホモジニアス配向処理済みの電極層付きガラス
基板からなる間隔２ｍｍの液晶セルに注入し、毎分１℃
の速度で室温まで徐冷した。電圧無印加状態における液
晶材料の光学軸の方向と片方の偏光板の偏光軸とを一致
させるように配置した一組の直交した偏光板で液晶セル
を狭み込み、目的の液晶光学素子を得た。
【００５４】得られた液晶光学素子の電気光学特性は、
周波数１．０Ｈｚの三角波を印加して測定した。図７に
印加電圧に対する光透過率の変化を示すようにＶ字形の
特性が得られた。２５℃での電気光学特性は以下の通り
である。なお、自発分極値の測定では、周波数０．１Ｈ
ｚの三角波を印加して測定した。
周波数１．０Ｈｚの三角波を印加して測定した。図７に
印加電圧に対する光透過率の変化を示すようにＶ字形の
特性が得られた。２５℃での電気光学特性は以下の通り
である。なお、自発分極値の測定では、周波数０．１Ｈ
ｚの三角波を印加して測定した。
【００５５】 駆動電圧（Ｖ） ：９ コントラスト ：２３ 応答速度（ｍｓ） ：１．８ 自発分極（ｎＣ／ｃｍ2） ：１７ ここで使用した反強誘電性を示す液晶材料ＣＳ−４００
１の自発分極値は比較的小さく、７９．７（ｎＣ／ｃｍ
2）であるが、本実施例では、２１（ｎｃ／ｃｍ2）より
小さな自発分極値が得られた。
１の自発分極値は比較的小さく、７９．７（ｎＣ／ｃｍ
2）であるが、本実施例では、２１（ｎｃ／ｃｍ2）より
小さな自発分極値が得られた。
【００５６】さらに、反強誘電性を示す液晶材料ＣＳ−
４００１の混合濃度を変化させた時の自発分極値の変化
を測定した結果を図９に示す。図から分かるように、こ
の組成物は自発分極値が混合比にほぼ比例して変化して
いる。また、スメクティックＣ相を液晶材料（III）の
濃度に対する電気光学特性は次のような結果が得られ
た。濃度が３５％の時はＶ字形特性が得られたが、濃度
が２６．４％の時は三安定の特性であった。一方、濃度
が８３．５％でも９５％でもＶ字形特性が得られるが、
１００％となると自発分極が存在しないため応答が得ら
れなかった。
４００１の混合濃度を変化させた時の自発分極値の変化
を測定した結果を図９に示す。図から分かるように、こ
の組成物は自発分極値が混合比にほぼ比例して変化して
いる。また、スメクティックＣ相を液晶材料（III）の
濃度に対する電気光学特性は次のような結果が得られ
た。濃度が３５％の時はＶ字形特性が得られたが、濃度
が２６．４％の時は三安定の特性であった。一方、濃度
が８３．５％でも９５％でもＶ字形特性が得られるが、
１００％となると自発分極が存在しないため応答が得ら
れなかった。
【００５７】実施例２ 実施例１で用いた液晶材料（III）８０重量部に、以下
に示す反強誘電性液晶材料（IV）を２０重量部添加し、
目的のスメクティック液晶材料を得た（以下、液晶材料
（Ｂ）と記す。）
に示す反強誘電性液晶材料（IV）を２０重量部添加し、
目的のスメクティック液晶材料を得た（以下、液晶材料
（Ｂ）と記す。）
【００５８】
【化８】 各液晶材料の相系列を以下に示す。
【００５９】 相転移温度（℃） 液晶材料（III） SC (72.5) N (78.4) I 液晶材料（IV） SCA* (36.1) SA (47.2) I 液晶材料（Ｂ） SX6* (6.5) SX3* (67.0) SX4* (75.5) I 上記相系列における記号は実施例１の場合と同様であ
る。
る。
【００６０】液晶材料（Ｂ）を１００℃で加熱攪拌し、
十分に混合した後、あらかじめ１００℃に加熱しておい
た二枚のホモジニアス配向処理済みの電極層付きガラス
基板からなる間隔２ｍｍの液晶セルに注入し、毎分１℃
の速度で室温まで徐冷した。電圧無印加状態における液
晶材料の光学軸の方向と片方の偏光板の偏光軸とを一致
させるように配置した一組の直交した偏光板で液晶セル
を狭み込み、目的の液晶光学素子を得た。
十分に混合した後、あらかじめ１００℃に加熱しておい
た二枚のホモジニアス配向処理済みの電極層付きガラス
基板からなる間隔２ｍｍの液晶セルに注入し、毎分１℃
の速度で室温まで徐冷した。電圧無印加状態における液
晶材料の光学軸の方向と片方の偏光板の偏光軸とを一致
させるように配置した一組の直交した偏光板で液晶セル
を狭み込み、目的の液晶光学素子を得た。
【００６１】得られた液晶光学素子の電気光学特性は、
周波数１．０Ｈｚの三角波を印加して測定した。図１０
に印加電圧に対する光透過率の変化を示すようにＶ字形
の特性が得られた。２５℃での電気光学特性は以下の通
りである。なお、自発分極の測定では、周波数０．１Ｈ
ｚの三角波を印加して測定した。
周波数１．０Ｈｚの三角波を印加して測定した。図１０
に印加電圧に対する光透過率の変化を示すようにＶ字形
の特性が得られた。２５℃での電気光学特性は以下の通
りである。なお、自発分極の測定では、周波数０．１Ｈ
ｚの三角波を印加して測定した。
【００６２】 駆動電圧（Ｖ） ：４．５ コントラスト ：５８ 応答速度（ｍｓ） ：２．３ 自発分極（ｎＣ／ｃｍ2） ：２０．４ さらに、反強誘電性を示す液晶材料（IV）の混合濃度に
変化させた時の自発分極値の変化を測定した結果を図１
１に示す。図から分かるようにこの組成物は自発分極値
が混合比に比例しないで急激に変化している。また、ス
メクティクＣ相を示す液晶材料（III）の混合濃度を変
化させた相の変化の様子を図１２に示す。混合濃度が５
０％弱程度ならＳｍＸ３*相が出現しており、このＳｍ
Ｘ３*相がＶ字形特性を示す。
変化させた時の自発分極値の変化を測定した結果を図１
１に示す。図から分かるようにこの組成物は自発分極値
が混合比に比例しないで急激に変化している。また、ス
メクティクＣ相を示す液晶材料（III）の混合濃度を変
化させた相の変化の様子を図１２に示す。混合濃度が５
０％弱程度ならＳｍＸ３*相が出現しており、このＳｍ
Ｘ３*相がＶ字形特性を示す。
【００６３】実施例３ 実施例１で用いた液晶材料（III）８０重量部に、以下
に示す反強誘電性液晶材料（Ｖ）を２０重量部添加し、
目的のスメクティック液晶材料を得た（以下、液晶材料
（Ｃ）と記す。）
に示す反強誘電性液晶材料（Ｖ）を２０重量部添加し、
目的のスメクティック液晶材料を得た（以下、液晶材料
（Ｃ）と記す。）
【００６４】
【化９】 各液晶材料の相系列を以下に示す。
【００６５】 相転移温度（℃） 液晶材料（III） SC (72.5) N (78.4) I 液晶材料（IV） SCA* (73.0) SC* (79.1) SA (83.1) I 液晶材料（Ｃ） Cryst. (-10.2) SX3* (55.5) SX4* (81.3) I 上記相系列における記号は実施例１の場合と同様であ
る。
る。
【００６６】液晶材料（Ｃ）を１００℃で加熱攪拌し、
十分に混合した後、あらかじめ１００℃に加熱しておい
た二枚のホモジニアス配向処理済みの電極層付きガラス
基板からなる間隔２ｍｍの液晶セルに注入し、毎分１℃
の速度で室温まで徐冷した。電圧無印加状態における液
晶材料の光学軸の方向と片方の偏光板の偏光軸とを一致
させるように配置した一組の直交した偏光板で液晶セル
を狭み込み、目的の液晶光学素子を得た。
十分に混合した後、あらかじめ１００℃に加熱しておい
た二枚のホモジニアス配向処理済みの電極層付きガラス
基板からなる間隔２ｍｍの液晶セルに注入し、毎分１℃
の速度で室温まで徐冷した。電圧無印加状態における液
晶材料の光学軸の方向と片方の偏光板の偏光軸とを一致
させるように配置した一組の直交した偏光板で液晶セル
を狭み込み、目的の液晶光学素子を得た。
【００６７】得られた液晶光学素子の電気光学特性は、
周波数１．０Ｈｚの三角波を印加して測定した。図１３
に印加電圧に対する光透過率の変化を示すようにＶ字形
の特性が得られた。２５℃での電気光学特性は以下の通
りである。なお、自発分極の測定では、周波数０．１Ｈ
ｚの三角波を印加して測定した。
周波数１．０Ｈｚの三角波を印加して測定した。図１３
に印加電圧に対する光透過率の変化を示すようにＶ字形
の特性が得られた。２５℃での電気光学特性は以下の通
りである。なお、自発分極の測定では、周波数０．１Ｈ
ｚの三角波を印加して測定した。
【００６８】 駆動電圧（Ｖ） ：２．９ コントラスト ：４５ 応答速度（ｍｓ） ：２．５ 自発分極（ｎＣ／ｃｍ2） ：２１．０ さらに、反強誘電性を示す液晶材料（Ｖ）の混合濃度に
変化させた時の自発分極値の変化を測定した結果を図１
４に示す。図から分かるように、この組成物は、自発分
極値が混合比に比例しないで急激に変化していた。この
実施例では液晶材料（Ｖ）が４０％以下でＶ字形特性を
示した。
変化させた時の自発分極値の変化を測定した結果を図１
４に示す。図から分かるように、この組成物は、自発分
極値が混合比に比例しないで急激に変化していた。この
実施例では液晶材料（Ｖ）が４０％以下でＶ字形特性を
示した。
【００６９】比較例１ 以下に示すスメクティック液晶材料（VI）に、実施例２
で用いた反強誘電性液晶材料（III）と、実施例１で用
いた反強誘電性液晶材料（IV）とを（VI）：（III）：
（IV）＝４０：４０：２０重量％の割合で混合し、スメ
クティック液晶材料を得た（以下、液晶材料（Ｄ）と記
す。）
で用いた反強誘電性液晶材料（III）と、実施例１で用
いた反強誘電性液晶材料（IV）とを（VI）：（III）：
（IV）＝４０：４０：２０重量％の割合で混合し、スメ
クティック液晶材料を得た（以下、液晶材料（Ｄ）と記
す。）
【００７０】
【化１０】 各液晶材料の相系列を以下に示す。
【００７１】 相転移温度（℃） 液晶材料（VI） Cry (27.5) SC* (81.7) SA (84.2) I 液晶材料（Ｄ） SX (45.2) SC* (63.4) SA (68.2) I 上記相系列における記号は実施例１の場合と同様であ
る。
る。
【００７２】液晶材料（Ｄ）を１００℃で加熱攪拌し、
十分に混合した後、あらかじめ１００℃に加熱しておい
た二枚のホモジニアス配向処理済みの電極層付きガラス
基板からなる間隔２μｍの液晶セルに注入し、毎分１℃
の速度で室温まで徐冷した。電圧無印加状態における液
晶材料の光学軸の方向と片方の偏光板の偏光軸とを一致
させるように配置した一組の直交した偏光板で液晶セル
を狭み込み、液晶光学素子を得た。
十分に混合した後、あらかじめ１００℃に加熱しておい
た二枚のホモジニアス配向処理済みの電極層付きガラス
基板からなる間隔２μｍの液晶セルに注入し、毎分１℃
の速度で室温まで徐冷した。電圧無印加状態における液
晶材料の光学軸の方向と片方の偏光板の偏光軸とを一致
させるように配置した一組の直交した偏光板で液晶セル
を狭み込み、液晶光学素子を得た。
【００７３】得られた液晶光学素子の電気光学特性は、
周波数１．０Ｈｚの三角波を印加して測定した。２５℃
での電気光学特性は以下の通りである。
周波数１．０Ｈｚの三角波を印加して測定した。２５℃
での電気光学特性は以下の通りである。
【００７４】 駆動電圧（Ｖ） ：３．４ コントラスト ：２７ 応答速度（ｍｓ） ：０．８５ 自発分極（ｎＣ／ｃｍ2） ：１１７ この液晶材料では、本発明の液晶材料と比べ自発分極の
値が大きく、約６倍であることがわかった。
値が大きく、約６倍であることがわかった。
【００７５】実施例４ 第４の実施例を以下に示す。４８０本のゲートバスライ
ン及び６４０本のドレインバスラインはスパッタ法で形
成されたクロミウム（Ｃｒ）を用い、線幅を１０μｍと
し、ゲート絶縁膜には窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を用い
た。一単位画素の大きさは縦３３０μｍ、横１１０μｍ
とし、アモルファスシリコンを用いＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）を形成し、画素電極は透明電極である酸化イン
ジウム錫（ＩＴＯ）を用い、スパッタ法で形成した。こ
のようにＴＦＴをアレイ状に形成したガラス基板を第１
の基板とした。この第１の基板と対向する第２の基板に
は、クロミウムを用いた遮光膜を形成した後、ＩＴＯを
用いた透明電極（共通電極）を形成し、さらにカラーフ
ィルタを染色法によりマトリクス状に形成しその上面に
シリカを用いた保護層を設けた。その後、スピンコート
法によりポリアミック酸を塗布し２００℃でベーキング
しイミド化しポリイミド膜を形成した。このポリイミド
膜をナイロンを使用したバフ布を直径５０ｍｍのローラ
ーに巻き付け、ローラーの回転数６００ｒｐｍ、ステー
ジ移動速度４０ｍｍ／秒、押し込み量０．７ｍｍ、ラビ
ング回数２回で１０°クロスラビングとなるような方向
にラビングした。接触段差計で測定した配向膜の厚さは
約５００Åであり、クリスタルローテーション法で測定
したプレチルト角は１．５度であった。このような一対
のガラス基板の一方に約２μｍ径の球状スペーサである
ミクロパール（商品名）を散布し、また他方に約２μｍ
径の円柱状のガラス製ロッドスペーサを分散させた熱硬
化性のシール材を塗布した。これらの基板をラビング処
理方向が互いに１０°クロスラビングとなるように両基
板を対向させて配置し熱処理によりシール材を硬化させ
てギャップ２μｍのパネルを組み立てた。このパネルに
実施例２のスメクティック液晶材料を、真空中において
８０℃の等方相（Ｉｓｏ）の状態で注入した。得られた
液晶パネルの表示は、十分なコントラストが確保されて
おり（コントラスト比８０以上）、広い視野角を有して
おり、かつ、焼き付きや残像の無い良好な表示であっ
た。走査線数が４８０本のため、ＴＦＴの書き込み時間
は、３０（μｓ）と、これまで報告されている他のＶ字
形特性を有する液晶光学素子より短い。しかし、自発分
極値がこれまでよりはるかに小さいため、書き込み時間
内に十分な電荷を供給することができたと考えられる。
ン及び６４０本のドレインバスラインはスパッタ法で形
成されたクロミウム（Ｃｒ）を用い、線幅を１０μｍと
し、ゲート絶縁膜には窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を用い
た。一単位画素の大きさは縦３３０μｍ、横１１０μｍ
とし、アモルファスシリコンを用いＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）を形成し、画素電極は透明電極である酸化イン
ジウム錫（ＩＴＯ）を用い、スパッタ法で形成した。こ
のようにＴＦＴをアレイ状に形成したガラス基板を第１
の基板とした。この第１の基板と対向する第２の基板に
は、クロミウムを用いた遮光膜を形成した後、ＩＴＯを
用いた透明電極（共通電極）を形成し、さらにカラーフ
ィルタを染色法によりマトリクス状に形成しその上面に
シリカを用いた保護層を設けた。その後、スピンコート
法によりポリアミック酸を塗布し２００℃でベーキング
しイミド化しポリイミド膜を形成した。このポリイミド
膜をナイロンを使用したバフ布を直径５０ｍｍのローラ
ーに巻き付け、ローラーの回転数６００ｒｐｍ、ステー
ジ移動速度４０ｍｍ／秒、押し込み量０．７ｍｍ、ラビ
ング回数２回で１０°クロスラビングとなるような方向
にラビングした。接触段差計で測定した配向膜の厚さは
約５００Åであり、クリスタルローテーション法で測定
したプレチルト角は１．５度であった。このような一対
のガラス基板の一方に約２μｍ径の球状スペーサである
ミクロパール（商品名）を散布し、また他方に約２μｍ
径の円柱状のガラス製ロッドスペーサを分散させた熱硬
化性のシール材を塗布した。これらの基板をラビング処
理方向が互いに１０°クロスラビングとなるように両基
板を対向させて配置し熱処理によりシール材を硬化させ
てギャップ２μｍのパネルを組み立てた。このパネルに
実施例２のスメクティック液晶材料を、真空中において
８０℃の等方相（Ｉｓｏ）の状態で注入した。得られた
液晶パネルの表示は、十分なコントラストが確保されて
おり（コントラスト比８０以上）、広い視野角を有して
おり、かつ、焼き付きや残像の無い良好な表示であっ
た。走査線数が４８０本のため、ＴＦＴの書き込み時間
は、３０（μｓ）と、これまで報告されている他のＶ字
形特性を有する液晶光学素子より短い。しかし、自発分
極値がこれまでよりはるかに小さいため、書き込み時間
内に十分な電荷を供給することができたと考えられる。
【００７６】比較例２ 実施例４と同様に作成した液晶パネルに、比較例１の液
晶材料を注入したパネルを作製した。表示は、ほとんど
認識できなかった。測定した結果では、コントラスト比
は、１．５以下であった。自発分極値が大きいため、短
い書き込み時間の間に電荷が供給できなかったためと考
えられる。
晶材料を注入したパネルを作製した。表示は、ほとんど
認識できなかった。測定した結果では、コントラスト比
は、１．５以下であった。自発分極値が大きいため、短
い書き込み時間の間に電荷が供給できなかったためと考
えられる。
【００７７】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明の反強
誘電性液晶材料と、スメクティックＣ相を有する液晶材
料から構成されるスメクティック液晶材料を用いること
により、走査線数が多く、低電圧駆動、広い温度範囲お
よび高速応答の要求に答えられる高性能液晶ディスプレ
イの製造が可能になった。
誘電性液晶材料と、スメクティックＣ相を有する液晶材
料から構成されるスメクティック液晶材料を用いること
により、走査線数が多く、低電圧駆動、広い温度範囲お
よび高速応答の要求に答えられる高性能液晶ディスプレ
イの製造が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶材料の組成と電気光学特性との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図２】本発明の液晶材料の組成と電気光学特性との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図３】本発明の液晶材料の組成と電圧−分極特性との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図４】本発明の液晶材料の組成と分極値との関係を示
す図である。
す図である。
【図５】本液晶材料の組成と誘電率との関係を示す図で
ある。
ある。
【図６】本発明の液晶光学素子の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図７】本発明の実施例２に係わる液晶光学素子の印加
電圧に対する光透過率の変化を示すグラフである。
電圧に対する光透過率の変化を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例４に係わる薄膜トランジスタア
レイの説明図である。
レイの説明図である。
【図９】本発明の実施例１に係わる液晶材料の組成と自
発分極値との関係を示す図である。
発分極値との関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２に係わる液晶材料の印加電
圧に対する光透過率の変化を示すグラフである。
圧に対する光透過率の変化を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例２に係わる液晶材料の組成と
自発分極値との関係を示す図である。
自発分極値との関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施例２に係わる液晶材料の混合濃
度と相変化の様子を示す図である。
度と相変化の様子を示す図である。
【図１３】本発明の実施例３に係わる液晶材料の印加電
圧に対する光透過率の変化を示すグラフである。
圧に対する光透過率の変化を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施例３に係わる液晶材料の組成と
自発分極値との関係を示す図である。
自発分極値との関係を示す図である。
１ 透明基板 ２ 透明電極 ３ 配向膜 ４ スメクティック液晶材料 ５ 偏光板 ６ 画素電極 ７ ドレインバスライン ８ ゲートバスライン ９ ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松嶋 仁 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−176168（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−88139（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−11253（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−25153（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−271658（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−223390（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−96965（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−325237（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−113785（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09K 19/02 C09K 19/34 C09K 19/42
Claims (10)
- 【請求項１】 反強誘電性液晶材料と下記の一般式Ｉで
表わされる光学活性フェニルピリミジン化合物からなる
スメクティックＣ相を有する液晶材料から構成されるこ
とを特徴とするスメクティック液晶材料。 【化１】 （式中、Ｒは炭素数１〜１８のアルキル基、ｎは２〜１
５の整数、及び＊を付されたＣは不斉炭素を示す。） - 【請求項２】 フェリ誘電相を有する液晶材料と請求項
１に記載のスメクティックＣ相を有する液晶材料から構
成されることを特徴とするスメクティック液晶材料。 - 【請求項３】 スメクティックＣ相を有する液晶材料の
濃度が３０重量パーセント以上であることを特徴とする
請求項１または２に記載のスメクティック液晶材料。 - 【請求項４】 スメクティックＣ相を有する液晶材料の
相系列がクリスタル相−スメクティック相Ｃ−ネマティ
ック相−アイソトロピック相であることを特徴とする請
求項１、２または３に記載のスメクティック液晶材料。 - 【請求項５】 スメクチックＡ相を有する液晶材料をさ
らに加えてなり、相系列にスメクチックＡ相を有するこ
とを特徴とする請求項１ないし４に記載の液晶材料。 - 【請求項６】 自発分極が０．０６（ｎＣ／ｃｍ2）以
上９６（ｎＣ／ｃｍ2）以下であることを特徴とする請
求項１ないし５に記載のスメクティック液晶材料。 - 【請求項７】 自発分極が１．９（ｎＣ／ｃｍ2）以上
２１（ｎＣ／ｃｍ2）以下であることを特徴とする請求
項６に記載のスメクティック液晶材料。 - 【請求項８】 電極層が付いた少なくとも一方が透明な
二枚の基板間に請求項１ないし７に記載の液晶材料から
なる液晶層を挟持することを特徴とする液晶光学素子。 - 【請求項９】 液晶層の光学軸が印加電圧に対して連続
的に変化することを特徴とする請求項８に記載の液晶光
学素子。 - 【請求項１０】 基板上に能動素子を有することを特徴
とする請求項８または９に記載の液晶光学素子。
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| JP10079473A JP3028097B2 (ja) | 1997-04-11 | 1998-03-26 | スメクティック液晶材料および液晶光学素子 |
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| JP9385397 | 1997-04-11 | ||
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