JPH06128276A - 液晶性化合物、これを含む液晶組成物、それを有する液晶素子、それらを用いた表示方法および表示装置 - Google Patents

液晶性化合物、これを含む液晶組成物、それを有する液晶素子、それらを用いた表示方法および表示装置

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JPH06128276A
JPH06128276A JP4306249A JP30624992A JPH06128276A JP H06128276 A JPH06128276 A JP H06128276A JP 4306249 A JP4306249 A JP 4306249A JP 30624992 A JP30624992 A JP 30624992A JP H06128276 A JPH06128276 A JP H06128276A
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liquid crystal
oco
coo
alkyl group
chemical
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JP4306249A
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Takashi Iwaki
孝志 岩城
Takao Takiguchi
隆雄 滝口
Gouji Tokanou
剛司 門叶
Yoko Yamada
容子 山田
Shinichi Nakamura
真一 中村
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 応答速度が速く、その応答速度の温度依存性
を軽減させるのに効果的な液晶性化合物、これを含む液
晶組成物、及び該液晶組成物を使用する液晶素子並びに
それらを用いた表示方法及び表示装置を提供する。 【構成】 次式 (例えば、 ) 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ならびにそれらを
用いた表示方法および表示装置。

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およびそれを使用した液晶素
子並びに表示装置に関し、さら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、およびそれを
使用した液晶表示素子や液晶−光シャッター等に利用さ
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”)Vo.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。
【0003】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。
【0004】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
電極が選択されない領域、或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。
【0005】選択点にかかる電圧と、半選択点にかかる
電圧の差が充分に大きく、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)を増加して行なった場合、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。
【0006】このために、くり返し走査を行なった場合
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。
【0007】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)ときに生ずる本質的には避け難
い問題点である。
【0008】この点を改良する為に、電圧平均化法、2
周波駆動法や、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充分であり、表示素子の大画
面化や高密度化は、走査線数が充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。
【0009】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)およびラガウェル(Lagerwa
ll)により提案されている(特開昭56−10721
6号公報、米国特許第4,367,924号明細書
等)。双安定性液晶としては、一般にカイラルスメクテ
ィックC相(SmC* 相)又はH相(SmH* 相)を有
する強誘電性液晶が用いられる。
【0010】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、且つ電
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。
【0011】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。
【0012】この様に強誘電性液晶はきわめて優れた特
性を潜在的に有しており、このよう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、低温作動特性、高速応答性等を含
めて液晶素子に用いる十分な特性を備えているとは言い
難い。
【0013】応答時間τと自発分極の大きさPsおよび
粘度ηの間には、下記の式[II]
【0014】
【数1】 (ただし、Eは印加電界である。)の関係が存在する。
【0015】したがって、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E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、出来るだけ低い方が望ましい。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。
【0016】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おいては、自発分極のもた
らすセルの内部電界も大きく、双安定状態をとり得る素
子構成への制約が多くなる傾向にある。又、いたずらに
自発分極を大きくしても、それにつ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あまり速くならな
いことが考えられる。
【0017】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倍程もあり、駆動電圧および周波数に
よる調節の限界を越えているのが現状である。
【0018】以上述べたように、強誘電性液晶素子を実
用化するためには、粘度が低く高速応答性を有し、かつ
応答速度の温度依存性の小さな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。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の強誘電性液晶素子を実用できるようにするために、応
答速度が速く、しかもその応答速度の温度依存性を軽減
させ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相を示す液晶組
成物、および該液晶組成物を使用する液晶素子並びにそ
れらを用いた表示方法および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】即ち、本発明は、下記の
一般式(I)
【0021】
【化26】
【0022】(式中、R ,R は炭素原子数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つまたは隣接していない2つのメチレン基
は、−O−,−S−,−CO−,−COO−,−OCO
−で置換されていてもよく、また水素原子がフッ素原子
に置換されていてもよい。ただし、R ,R のい
ずれか一方は
【0023】
【化27】
【0024】であり、他方は、水素原子、ハロゲン、C
Nであってもよい。XはOまたはSを示し、A ,A
,A
【0025】
【化28】
【0026】であり、Y ,Y は水素原子,F,
Cl,Br,CH ,CNまたはCF である。Z
,Z は単結合,−COO−,−OCO−,−C
O−または−OCH −を示し、Z は−O
−,−CO−,−COO−または−OCO−を示す。R
,R ,R は炭素原子数1〜18の直鎖状ま
たは分岐状のアルキル基であり、該アルキル基中のヘテ
ロ原子と隣り合わないメチレン基は−O−,−COO
−,−OCO−で交換されていてもよい。p,qは0ま
たは1である。nは1〜12の整数を表わす。)
【0027】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
に表示装置を提供するものである。
【0028】(I)式で表わされる液晶性化合物のうち
好ましい化合物として[Ia]〜[Ic]があげられ
る。
【0029】
【化29】
【0030】また[Ia]〜[Ic]式で示される液晶
性化合物のうちさらに好ましい化合物として次に示す
[Iaa]〜[Ich]があげられる。
【0031】
【化30】
【0032】
【化31】
【0033】Y ,Y は好ましくは水素原子,ハ
ロゲン原子,トリフルオロメチル基であり、より好まし
くは水素原子,フッ素原子である。R ,R は好
ましくは下記から選ばれる。
【0034】
【化32】
【0035】R ,R ,R は好ましくは炭素
原子数1〜12のアルキル基であり、より好ましくは炭
素原子数1〜8の直鎖状アルキル基であり特に好ましく
はR ,R ,R の少なくとも2つはメチル基
である。
【0036】本発明者等は、本発明の骨格中に、ベンゾ
オキサゾール環あるいはベンゾチアゾール環を有し、か
つ側鎖にトリアルキルシリルアルキル基を有する化合物
を少なくとも一種含有する強誘電性カイラルスメクチッ
ク液晶組成物およびそれを使用した液晶素子が良好な配
向性、高速応答性、応答速度の温度依存性の軽減等の諸
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
い出したものである。
【0037】次に前記一般式(I)で表わされる液晶性
化合物の合成法の一例を以下に示す。
【0038】
【化33】
【0039】
【化34】
【0040】R がA またはベンゼン環と、R
がA またはA と−O−,−S−,−CO−,
−COO−,−OCO−で結合している場合はA
たはベンゼン環、A またはA に結合している官
能基を保護し、閉環した後に保護基を脱離させ、その後
【0041】
【化35】 とすることも可能である。
【0042】次に前記一般式(I)で表わされる液晶性
化合物の具体的な構造式を示す。
【0043】
【化36】
【0044】
【化37】
【0045】
【化38】
【0046】
【化39】
【0047】
【化40】
【0048】
【化41】
【0049】
【化42】
【0050】
【化43】
【0051】
【化44】
【0052】
【化45】
【0053】
【化46】
【0054】
【化47】
【0055】
【化48】
【0056】
【化49】
【0057】
【化50】
【0058】
【化51】
【0059】
【化52】
【0060】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1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。又、本発明による液晶組成物は、カイラ
ルスメクチック相を示す液晶組成物が好ましい。
【0061】本発明で用いる他の液晶性化合物を一般式
(III)〜(XIV)で次に示す。
【0062】
【化53】
【0063】(III)式の好ましい化合物として(I
IIa)〜(IIId)が挙げられる。
【0064】
【化54】
【0065】
【化55】
【0066】(IV)式の好ましい化合物として(IV
a)〜(IVc)が挙げられる。
【0067】
【化56】
【0068】
【化57】
【0069】(V)式の好ましい化合物として(V
a),(Vb)が挙げられる。
【0070】
【化58】
【0071】
【化59】
【0072】(VI)式の好ましい化合物として(VI
a)〜(VIf)が挙げられる。
【0073】
【化60】
【0074】ここで、R1',R2'は炭素数1〜炭素数1
8の直鎖状又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 −基
は−CHハロゲン−によって置き換えられていても良
い。さらにX1 ,X2 と直接結合する−CH2 −基を除
く1つもしくは隣接しない2つ以上の−CH2 −基は
【0075】
【化61】
【0076】に置き換えられていても良い。
【0077】ただし、R1'またはR2'が1個のCH2
【0078】
【化62】
【0079】または−CHハロゲン−で置き換えたハロ
ゲン化アルキルである場合、R1'またはR2'は環に対し
て単結合で結合しない。
【0080】R1',R2'は好ましくは、 i)炭素数1〜15の直鎖アルキル基
【0081】
【化63】 p:0〜5 q:2〜11 整数 光学活性でもよ
【0082】
【化64】 r:0〜6 s:0,1 t:1〜14 整数 光学
活性でもよい
【0083】
【化65】 u:0,1 v:1〜16 整数
【0084】
【化66】 w:1〜15 整数 光学活性でもよい
【0085】
【化67】 x:0〜2 y:1〜15 整数
【0086】
【化68】 z:1〜15 整数
【0087】
【化69】 A:0〜2 B:1〜15 整数 光学活性でもよ
【0088】
【化70】 C:0〜2 D:1〜15 整数 光学活性でもよ
【0089】(IIIa)〜(IIId)のさらに好ま
しい化合物として(IIIaa)〜(IIIdc)が挙
げられる。
【0090】
【化71】
【0091】
【化72】
【0092】(IVa)〜(IVc)のさらに好ましい
化合物として(IVaa)〜(IVcb)が挙げられ
る。
【0093】
【化73】
【0094】(Va)〜(Vd)のさらに好ましい化合
物として(Vaa)〜(Vdf)が挙げられる。
【0095】
【化74】
【0096】
【化75】
【0097】(VIa)〜(VIf)のさらに好ましい
化合物として(VIaa)〜(VIfa)が挙げられ
る。
【0098】
【化76】
【0099】
【化77】
【0100】
【化78】
【0101】(VII)のより好ましい化合物として
(VIIa),(VIIb)が挙げられる。
【0102】
【化79】
【0103】(VIII)式の好ましい化合物として
(VIIIa),(VIIIb)が挙げられる。
【0104】
【化80】
【0105】(VIIIb)のさらに好ましい化合物と
して(VIIIba),(VIIIbb)が挙げられ
る。
【0106】
【化81】
【0107】ここで、R3',R4'は炭素数1〜炭素数1
8の直鎖状又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 基−
は−CHハロゲン−によって置き換えられていても良
い。さらにX1 ,X2 と直接結合する−CH2 −基を除
く1つもしくは隣接しない2つ以上の−CH2 −基は
【0108】
【化82】
【0109】に置き換えられていても良い。
【0110】ただし、R3'またはR4'が1個のCH2
を−CHハロゲン−で置き換えたハロゲン化アルキルで
ある場合、R3'またはR4'は環に対して単結合で結合し
ない。
【0111】さらにR3',R4'は好ましくは、 i)炭素数1〜15の直鎖アルキル基
【0112】
【化83】 p:0〜5 q:2〜11 整数 光学活性でもよ
【0113】
【化84】 r:0〜6 s:0,1 t:1〜14 整数 光学
活性でもよい
【0114】
【化85】 u:0,1 v:1〜16 整数
【0115】
【化86】 w:1〜15 整数 光学活性でもよい
【0116】
【化87】 A:0〜2 B:1〜15 整数 光学活性でもよ
【0117】
【化88】 C:0〜2 D:1〜15 整数 光学活性でもよ
【0118】
【化89】
【0119】
【化90】
【0120】
【化91】
【0121】
【化92】
【0122】(IX)式の好ましい化合物として(IX
a)〜(IXc)が挙げられる。
【0123】
【化93】
【0124】(X)式の好ましい化合物として(X
a),(Xb)が挙げられる。
【0125】
【化94】
【0126】(XII)式の好ましい化合物として(X
IIa)〜(XIId)が挙げられる。
【0127】
【化95】
【0128】(IXa)〜(IXc)のさらに好ましい
化合物として(IXaa)〜(IXcc)が挙げられ
る。
【0129】
【化96】
【0130】(Xa),(Xb)のさらに好ましい化合
物として(Xaa)〜(Xbb)が挙げられる。
【0131】
【化97】
【0132】(XI)のより好ましい化合物として(X
Ia)〜(XIg)が挙げられる。
【0133】
【化98】
【0134】(XIIa)〜(XIId)のさらに好ま
しい化合物として(XIIaa)〜(XIIdb)が挙
げられる。
【0135】
【化99】
【0136】ここで、R5',R6'は炭素数1〜炭素数1
8の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、該アルキル
基中のX1 ,X2 と直接結合する−CH2 −基を除く1
つもしくは隣接しない2つ以上の−CH2 −基は
【0137】
【化100】 に置き換えられていても良い。
【0138】さらにR5',R6'は好ましくは、 i)炭素数1〜15の直鎖アルキル基
【0139】
【化101】 p:0〜5 q:2〜11 整数 光学活性でもよ
【0140】
【化102】 r:0〜6 s:0,1 t:1〜14 整数 光学
活性でもよい
【0141】
【化103】 w:1〜15 整数 光学活性でもよい
【0142】
【化104】 A:0〜2 B:1〜15 整数 光学活性でもよ
【0143】
【化105】 C:0〜2 D:1〜15 整数 光学活性でもよ
【0144】
【化106】 (XIII)式の好ましい化合物として(XIIIa)
〜(XIIIc)が挙げられる。
【0145】
【化107】 (XIIIa)〜(XIIIc)のさらに好ましい化合
物として(XIIIaa)〜(XIIIch)が挙げら
れる。
【0146】
【化108】
【0147】
【化109】 (XIV)の好ましい化合物として(XIVa)〜(X
IVb)が挙げられる。
【0148】
【化110】
【0149】ここで、R7’,R8’は炭素数1〜炭素数
18の直鎖状又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−CH
−基は−CHハロゲンによって置き換えられてもよい。
さらに、X1’,X2’と直接結合する−CH2−基を除
く1つもしくは2つ以上の−CH2−基は
【0150】
【化111】 に置き換えられていても良い。
【0151】ただし、R7’またはR8’が1個のCH
基を−CHハロゲン−で置き換えたハロゲン化アルキ
ルである場合、R7’またはR8’は環に対して単結合で
結合しない。
【0152】さらにR7’,R8’は好ましくは、 i)炭素数1〜15の直鎖アルキル基
【0153】
【化112】 p:0〜5 q:2〜11 整数 光学活性でもよ
【0154】
【化113】 r:0〜6 s:0,1 t:1〜14 整数 光学
活性でもよい
【0155】
【化114】 u:0,1 v:1〜16 整数
【0156】
【化115】 w:1〜15 整数 光学活性でもよい
【0157】本発明において、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%、さらに好ましくは1重
量%〜40重量%とすることが望ましい。
【0158】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%、さら
に好ましくは1重量%〜40重量%とすることが望まし
い。
【0159】次に、本発明の液晶素子は、上述の液晶組
成物を一対の電極基板間に配置してなるが、特に強誘電
性液晶素子における強誘電性を示す液晶層は、先に示し
たようにして作成したカイラルスメクチック相を示す液
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
もどすことが好ましい。
【0160】図1は強誘電性を利用した液晶素子の構成
の説明するための、カイラルスメクチック液晶層を有す
る液晶素子の一例を示す断面概略図である。
【0161】図1を参照して、液晶素子は、それぞれ透
明電極3および絶縁性配向制御層4を設けた一対のガラ
ス基板2間にカイラルスメクチック相を示す液晶層1を
配置し、且つその層厚をスペーサー5で設定してなるも
のであり、一対の透明電極3間にリード線6を介して電
源7より電圧を印加可能に接続する。また一対の基板2
は、一対のクロスニコル偏光板8により挟持され、その
一方の外側には光源9が配置される。
【0162】すなわち、2枚のガラス基板2には、それ
ぞれIn ,SnO あるいはITO(イン
ジウム チン オキサイド;Indium Tin O
xide)等の薄膜から成る透明電極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
向に配列するための絶縁性配向制御層4が形成されてい
る。
【0163】また、絶縁性配向制御層4として、例えば
シリコン窒化物、水素を含有するシリコン窒化物、シリ
コン炭化物、水素を含有するシリコン炭化物、シリコン
酸化物、硼素窒化物、水素を含有する硼素窒化物、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、チタン酸化物やフッ化マグネシウムなどの無機物質
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
などの有機絶縁物質を層形成した2層構造であってもよ
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良い。
【0164】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、またはその前駆体溶液(溶剤に0.1〜20
重量%、好ましくは0.2〜10重量%)を用いて、ス
ピンナー塗布法、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。
【0165】絶縁性配向制御層4の層厚は通常5Å〜1
μm、好ましくは10Å〜3000Å、さらに好ましく
は10Å〜1000Åが適している。
【0166】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、周囲をシール材、例えばエ
ポキシ系接着材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
使用しても良い。この2枚のガラス基板の間にカイラル
スメクチック相を示す液晶が封入されている。液晶層1
は、一般には0.5〜20μm、好ましくは1〜5μm
の厚さに設定されている。
【0167】透明電極3からは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、互いの偏光軸を例えば直交クロスニコル状態とした
一対の偏光板8が貼り合わせてある。図1の例は透過型
であり、光源9を備えている。
【0168】図2は、強誘電性を利用した液晶子の動作
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In ,SnO
あるいはITO(インジウム チン オキサイド;I
ndium Tin Oxide)等の薄膜からなる透
明電極で被覆された基板(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配向したS
mC 相又はSmH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2
3のらせん構造がほどけ、双極子モーメント(P⊥)2
4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。
【0169】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1
0μ以下)することができる。このように液晶層が薄く
なるにしたがい、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せん構造がほどけ、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。このようなセル
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又は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3
3aかあるいは第2の安定状態33bの何れか一方に配
向する。
【0170】このよう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E
a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。又、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っている。又、与える電
界Eaあるいは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。
【0171】本発明の液晶素子を表示パネル部に使用
し、図4及び図5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。
【0172】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 グラフィックスコントローラ 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
【0173】本発明の液晶素子を表示パネル部に使用
し、図4及び図5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。
【0174】画像情報の発生は、本体装置側のグラフィ
ックスコントローラ102にて行われ、図4及び図5に
示した信号転送手段にしたがって表示パネル103に転
送される。グラフィックスコントローラ102は、CP
U(中央演算処理装置、以下GCPU112と略す)及
びVRAM(画像情報格納用メモリ)114を核に、ホ
ストCPU113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スコントローラ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。
【0175】
【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。
【0176】実施例1 下記工程に従い6−オクチル−2−[4−{3−(ブチ
ルジメチルシリル)プロポキシ}フェニル]ベンゾチア
ゾール(例示化合物I−2)を製造した。
【0177】
【化116】
【0178】(1)p−トルエンスルホン酸3−(ブチ
ルジメチルシリル)プロピルエステルの合成 ブチルジメチル−3−ヒドロキシプロピルシラン5.0
0g(28.7mmol)を塩化メチレン15mlに溶
かし氷冷下撹拌し、p−トルエンスルホニルクロリド
6.56g(34.4mmol)のピリジン10ml溶
液を15分かけて滴下した。滴下後この温度で40分撹
拌し、ついで室温で1時間15分撹拌した。氷水100
ml中に注入し、濃塩酸10mlを加え酸性(pH〜
4)とし、食塩を加えて、塩化メチレンで抽出した。塩
化メチレン層を飽和食塩水で洗浄したあと無水硫酸ナト
リウムで乾燥した。硫酸マグネシウムを濾過後、濾液を
濃縮してp−トルエンスルホン酸3−(ブチルジメチル
シリル)プロピルエステル9.4gを得た。
【0179】(2)4−[(3−ブチルジメチルシリ
ル)プロポキシ]安息香酸の合成 4−ヒドロキシ安息香酸エチルエステル2.60g(1
5.6mmol),炭酸カリウム4.36g(31.5
mmol),DMF20mlを加え、内温100℃撹拌
下p−トルエンスルホン酸3−(ブチルジメチルシリ
ル)プロピルエステル8.00g(17.9mmol)
を8分で滴下した。
【0180】滴下後99〜105℃で30分間撹拌し
た。氷水約100ml中に注入し、食塩を加えた後、酢
酸エチルで抽出した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾
燥した。硫酸ナトリウムを留去した後、濾液を濃縮し乾
固させた。そこへエタノール50ml,85%水酸化カ
リウム2.10g(31.8mmol)の水15ml溶
液を加え、30分間還流し、濃縮した。ついで水150
mlを加え、濃塩酸3mlを加え、室温で撹拌した。食
塩を加えて撹拌後析出した結晶を濾取し、水洗後メタノ
ールから再結晶して4−[(3−ブチルジメチルシリ
ル)プロポキシ]安息香酸3.89gを得た。収率8
4.4%
【0181】(3)6−オクチル−2−[4−{3−
(ブチルジメチルシリル)プロポキシ}フェニル]ベン
ゾチアゾールの合成 4−[(3−ブチルジメチルシリル)プロポキシ]安息
香酸2.00g(6.79mmol),塩化チオニル
2.3ml,DMF2滴を加え、30分間還流した。還
流後過剰の塩化チオニルを留去した。乾燥ベンゼンを加
えさらに留去し、4−[(3−ブチルジメチルシリル)
プロポキシ]安息香酸塩化物2.11gを得た。
【0182】5−オクチル−2−アミノベンゼンチオー
ル亜鉛塩0.69g(1.28mmol)に上記酸塩化
物0.80g(2.56mmol)を加え、200〜2
05℃で20分間撹拌した。酢酸エチルを加え撹拌下、
食塩水を加え有機層を分離し、水層を酢酸エチルで抽出
し、有機層にあわせた。飽和食塩水で洗った後、無水硫
酸ナトリウムで乾燥した。硫酸ナトリウムを濾別後濾液
を濃縮し、シリカゲルカラム精製(展開溶媒トルエン)
した。ついで活性炭処理をし、アセトン/メタノールか
ら再結晶し、6−オクチル−2−[4−{3−(ブチル
ジメチルシリル)プロポキシ}フェニル]ベンゾチアゾ
ール0.81gを得た。収率63.7%
【0183】
【数2】
【0184】実施例2 下記工程に従い5−ウンデカノイル−2−[4−{3−
(ブチルジメチルシリル)プロポキシ}フェニル]ベン
ゾオキサゾール(例示化合物I−4)を製造した。
【0185】
【化117】
【0186】(1)4−ウンデカノイル−2−[4−
{3−(ブチルジメチルシリル)プロポキシ}ベンゾイ
ルアミノ]フェノールの合成 2−アミノ−4−ウンデカノイルフェノール0.50g
(1.90mmol),4−[3−(ブチルジメチルシ
リル)プロポキシ]安息香酸塩化物0.64g(2.1
mmol),ジオキサン8mlを加え、内温77〜80
℃に保って加熱撹拌しながらピリジン0.64mlを滴
下した。滴下終了後内温82.5〜83.5℃で30分
間加熱撹拌した。反応終了後反応物を氷冷し氷水約10
0ml中にあけた。析出した結晶を濾取し、水洗した後
エタノールから再結晶して4−ウンデカノイル−2−
[4−{3−(ブチルジメチルシリル)プロポキシ}ベ
ンゾイルアミノ]フェノール0.92gを得た。収率8
7.5%。
【0187】(2)5−ウンデカノイル−2−[4−
{3−(ブチルジメチルシリル)プロポキシ}フェニ
ル]ベンゾオキサゾールの合成 4−ウンデカノイル−2−[4−{3−(ブチルジメチ
ルシリル)プロポキシ}ベンゾイルアミノ]フェノール
0.85g(1.53mmol),p−トルエンスルホ
ン酸1水和物0.06g,o−ジクロルベンゼン6ml
を加え200〜204℃で38分間撹拌した。反応終了
後o−ジクロルベンゼンを減圧留去し、残渣をシリカゲ
ルカラム精製(展開溶媒トルエン)し、アセトンで再結
晶しさらに活性炭処理した後アセトンから再結晶し、5
−ウンデカノイル−2−[4−{3−(ブチルジメチル
シリル)プロポキシ}フェニル]ベンゾオキサゾール
0.55gを得た。収率66.9%。
【0188】
【数3】
【0189】実施例3 下記工程に従い5−(4−デシルフェニル)−2−[4
−{3−(ブチルジメチルシリル)プロポキシ}フェニ
ル]ベンゾオキサゾール(例示化合物I−38)を製造
した。
【0190】
【化118】
【0191】2−アミノ−4−ウンデカノイルフェノー
ルを用いるかわりに2−アミノ−4−(4−デシルフェ
ニル)フェノールを用いた以外は、実施例2と同様の方
法により5−(4−デシルフェニル)−2−[4−{3
−(ブチルジメチルシリル)プロポキシ}フェニル]ベ
ンゾオキサゾールを合成した。
【0192】
【数4】
【0193】実施例4 下記工程に従い5−(5−ドデシルピリミジン−2−イ
ル)−2−[4−{3−(ブチルジメチルシリル)プロ
ポキシ}フェニル]ベンゾオキサゾール(例示化合物I
−47)を製造した。
【0194】
【化119】
【0195】2−アミノ−4−ウンデカノイルフェノー
ルを用いるかわりに2−アミノ−4−(5−ドデシルピ
リミジン−2−イル)フェノールを用いた以外は、実施
例2と同様の方法により5−(5−ドデシルピリミジン
−2−イル)−2−[4−{3−(ブチルジメチルシリ
ル)プロポキシ}フェニル]ベンゾオキサゾールを合成
した。
【0196】
【数5】
【0197】実施例5 下記工程に従い5−ブチル−2−[4−[4−{3−
(ブチルジメチルシリル)プロポキシ}フェニル]フェ
ニル]ベンゾオキサゾール(例示化合物I−90)を製
造した。
【0198】
【化120】
【0199】(1)4−[4−{3−(ブチルジメチル
シリル)プロポキシ}フェニル]安息香酸の合成 4−(4−ヒドロキシフェニル)安息香酸2.00g
(9.34mmol),エタノール50ml,濃硫酸
1.5mlを加え、4時間還流し、室温で一晩放置し
た。氷水冷下、約40mlの水を加え、撹拌した。析出
した結晶を濾取し酢酸エチル溶液として、食塩水で洗
い、水層を酢酸エチル抽出して有機層にあわせ、無水硫
酸ナトリウムで乾燥した。硫酸ナトリウムを濾別し、濾
液を濃縮乾固した。ヘキサンを加え4−(4−ヒドロキ
シフェニル)安息香酸エチルエステル1.48gを得
た。収率65.4%。
【0200】4−(4−ヒドロキシフェニル)安息香酸
エチルエステル1.45g(5.99mmol),炭酸
カリウム1.67g(12.1mmol),DMF9m
lを加え、内温95〜100℃で撹拌下、p−トルエン
スルホン酸3−(ブチルジメチルシリル)プロピルエス
テル3.07g(6.89mmol)を滴下し、DMF
1mlで洗い込んだ。滴下後、内温を95〜103℃に
保ちながら40分撹拌した。反応終了後、氷水中にあ
け、食塩を加えた後、酢酸エチルで抽出した。有機層を
飽和食塩水で洗った後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し
た。硫酸ナトリウムを濾別し、濾液を濃縮した。残渣を
アセトン/メタノールから再結晶して4−[4−{3−
(ブチルジメチルシリル)プロポキシ}フェニル]安息
香酸エチルエステル1.35gを得た。収率56.6
%。
【0201】ついで、4−[4−{3−(ブチルジメチ
ルシリル)プロポキシ}フェニル]安息香酸エチルエス
テル1.32g(3.31mmol),エタノール20
mlおよび、85%水酸化カリウム0.45g(6.8
2mmol)の5ml水溶液を加え、30分間還流し濃
縮した。ついで、水を加え、濃塩酸を加え、室温で撹拌
した。食塩を加えて撹拌した後、析出した結晶を濾取し
水洗後、アセトンから再結晶して4−[4−{3−(ブ
チルジメチルシリル)プロポキシ}フェニル]安息香酸
1.05gを得た。収率85.6%。
【0202】(2)4−ブチル−2−[4−[4−{3
−(ブチルジメチルシリル)プロポキシ}フェニル]ベ
ンゾイルアミノ]フェノールの合成 4−[4−{3−(ブチルジメチルシリル)プロポキ
シ}フェニル]安息香酸1.00g(2.70mmo
l),塩化チオニル1.5ml,DMF2滴を加え、3
0分間還流した。還流後過剰の塩化チオニルを留去し
た。乾燥ベンゼンを加え、さらに留去し4−[4−{3
−(ブチルジメチルシリル)プロポキシ}フェニル]安
息香酸塩化物1.04gを得た。
【0203】2−アミノ−4−ブチルフェノール0.1
9g(1.15mmol),4−[4−{3−(ブチル
ジメチルシリル)プロポキシ}フェニル]安息香酸塩化
物0.50g(1.20mmol),ジオキサン5ml
を加え、内温78〜80℃に保って加熱撹拌しながら、
ピリジン0.38mlを滴下した。滴下終了後、内温8
2〜83℃で30分間加熱撹拌した。反応終了後反応物
を氷冷し、氷水約80ml中にあけた。析出した結晶を
濾取し、酢酸エチル溶液とし、無水硫酸ナトリウムで乾
燥した。硫酸ナトリウムを濾別し、濾液を濃縮乾固し
た。ヘキサンを加え、結晶を濾取し、4−ブチル−2−
[4−[4−{3−(ブチルジメチルシリル)プロポキ
シ}フェニル]ベンゾイルアミノ]フェノール0.50
gを得た。収率84.0%。
【0204】(3)5−ブチル−2−[4−[4−{3
−(ブチルジメチルシリル)プロポキシ}フェニル]フ
ェニル]ベンゾオキサゾールの合成 4−ブチル−2−[4−[4−{3−(ブチルジメチル
シリル)プロポキシ}フェニル]ベンゾイルアミノ]フ
ェノール0.66g(1.27mmol),p−トルエ
ンスルホン酸1水和物0.05g,o−ジクロルベンゼ
ン5mlを加え200〜204℃で、30分間撹拌し
た。反応終了後、o−ジクロルベンゼンを減圧留去し、
残渣をシリカゲルカラム精製(展開溶媒トルエン/ヘキ
サン=1/1)し、アセトンから再結晶して5−ブチル
−2−[4−[4−{3−(ブチルジメチルシリル)プ
ロポキシ}フェニル]フェニル]ベンゾオキサゾール
0.48gを得た。収率75.3%。
【0205】
【数6】
【0206】実施例6 実施例1で製造した例示化合物I−2を含む下記化合物
を下記の重量部で混合し、液晶組成物Aを作成した。
【0207】
【化121】
【0208】この液晶組成物Aは下記の相転移温度を示
す。
【0209】
【数7】
【0210】実施例7 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、
さらにこの上に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KB
M−602]0.2%イソプロピルアルコール溶液を回
転数2000r.p.mのスピンナーで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。
【0211】さら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2
000r.p.mのスピンナーで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約250Åであった。
【0212】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のアルミナビーズを
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様にし、接着シール剤[リクソ
ンボンド(チッソ(株))]を用いてガラス板をはり合
わせ、60分間,100℃にて加熱乾燥しセルを作成し
た。
【0213】このセルに実施例6で混合した液晶組成物
A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。
【0214】この強誘電性液晶素子を使って自発分極の
大きさPsとピーク・トウ・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。その測定結果を次に示
す。
【0215】
【表1】 10℃ 30℃ 40℃ 応答速度 201μsec 91μsec 59μsec Ps 9.4nC/cm2 7.7nC/cm2 5.9nC/cm2
【0216】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Bを作
成した。
【0217】
【化122】
【0218】
【化123】
【0219】更に、この液晶組成物B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Cを作成した。
【0220】
【化124】
【0221】液晶組成物Cをセル内に注入する以外は全
く実施例7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。その測定結果を次に示す。
【0222】
【表2】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 606μsec 300μsec 168μsec
【0223】比較例1 実施例8で混合した液晶組成物Bをセル内に注入する以
外は全く実施例7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。その測定結果を次に示
す。
【0224】
【表3】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 784μsec 373μsec 197μsec
【0225】実施例9 実施例8で使用した例示化合物I−1,I−5,I−3
3のか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Dを作成した。
【0226】
【化125】
【0227】この液晶組成物を用いた以外は全く実施例
7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、スイッチング状態等を観察した。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。
【0228】
【表4】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 638μsec 312μsec 173μsec
【0229】実施例10 実施例8で使用した例示化合物I−1,I−5,I−3
3のか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Eを作成した。
【0230】
【化126】
【0231】この液晶組成物を用いた以外は全く実施例
7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、スイッチング状態等を観察した。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。
【0232】
【表5】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 691μsec 316μsec 181μsec
【0233】実施例11 下記化合物を下記の重量部で混合し、液晶組成物Fを作
成した。
【0234】
【化127】
【0235】
【化128】
【0236】更に、この液晶組成物F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Gを作成した。
【0237】
【化129】
【0238】液晶組成物Gをセル内に注入する以外は全
く実施例7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、スイッチング状態等を観察し
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。
【0239】
【表6】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 577μsec 282μsec 145μsec
【0240】また、駆動時には明瞭なスイッチング動作
が観察され、電圧印加を止めた際の双安定性も良好であ
った。
【0241】比較例2 実施例11で混合した液晶組成物Fをセル内に注入する
以外は全く実施例7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。その測定結果を次に
示す。
【0242】
【表7】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 653μsec 317μsec 159μsec
【0243】実施例12 実施例11で使用した例示化合物I−59,I−76,
I−79のか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Hを作成した。
【0244】
【化130】
【0245】この液晶組成物を用いた以外は全く実施例
7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、スイッチング状態等を観察した。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。
【0246】その測定結果を次に示す。
【0247】
【表8】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 515μsec 256μsec 136μsec
【0248】実施例13 実施例11で使用した例示化合物I−59,I−76,
I−79のか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。
【0249】
【化131】
【0250】この液晶組成物を用いた以外は全く実施例
7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、スイッチング状態等を観察した。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。
【0251】その測定結果を次に示す。
【0252】
【表9】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 543μsec 271μsec 139μsec
【0253】実施例14 下記化合物を下記の重量部で混合し、液晶組成物Jを作
成した。
【0254】
【化132】
【0255】
【化133】
【0256】更に、この液晶組成物J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Kを作成した。
【0257】
【化134】
【0258】この液晶組成物を用いた以外は全く実施例
7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、スイッチング状態等を観察した。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。
【0259】その測定結果を次に示す。
【0260】
【表10】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 532μsec 280μsec 158μsec
【0261】比較例3 実施例14で混合した液晶組成物Jをセル内に注入する
以外は全く実施例7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。その測定結果を次に
示す。
【0262】
【表11】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 668μsec 340μsec 182μsec
【0263】実施例15 実施例14で使用した例示化合物I−27,I−36,
I−45のか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Lを作成した。
【0264】
【化135】
【0265】この液晶組成物を用いた以外は全く実施例
7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、スイッチング状態等を観察した。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。
【0266】その測定結果を次に示す。
【0267】
【表12】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 599μsec 308μsec 170μsec
【0268】実施例16 実施例14で使用した例示化合物I−27,I−36,
I−45のか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Mを作成した。
【0269】
【化136】
【0270】この液晶組成物を用いた以外は全く実施例
7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、スイッチング状態等を観察した。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。
【0271】その測定結果を次に示す。
【0272】
【表13】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 563μsec 295μsec 164μsec
【0273】実施例8〜16より明らかな様に、本発明
による液晶組成物C,D,E,G,H,I,K,Lおよ
びM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、また応答速度の温度依存
性も軽減されたものとなっている。
【0274】実施例17 実施例8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)製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7と同様の方法で光学応答速度を測定した。その
測定結果を次に示す。
【0275】
【表14】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 587μsec 291μsec 164μsec
【0276】実施例18 実施例8で使用したSiO2 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7と同
様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、実施例7と同様
の方法で光学応答速度を測定した。その測定結果を次に
示す。
【0277】
【表15】 10℃ 25℃ 40℃ 応答速度 576μsec 287μsec 162μsec
【0278】実施例17,18より明らかな様に、素子
構成を変えた場合でも本発明に係る強誘電性液晶組成物
を含有する素子は、実施例8と同様に低温作動特性の非
常に改善され、かつ、応答速度の温度依存性が軽減され
たものとなっている。
【0279】
【発明の効果】本発明の化合物はそれ自体でカイラルス
メクチック相を示せば、強誘電性を利用した素子に有効
に適用できる材料となる。また、本発明の化合物を有し
た液晶組成物がカイラルスメクチック相を示す場合は、
該液晶組成物を含有する素子は、該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出来る。このように
して利用されうる強誘電性液晶素子は、スイッチング特
性が良好で、低温作動特性の改善された液晶素子、及び
応答速度の温度依存性の軽減された液晶素子とすること
ができる。
【0280】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】液晶のも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】液晶のも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】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スコントローラを示すブロック構成
図である。
【図5】液晶表示装置とグラフィックスコントローラと
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 I0 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 グラフィックスコントローラ 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 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 (72)発明者 中村 真一 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 (31)

    【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。 【化1】 (式中、R ,R は炭素原子数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
    つまたは隣接していない2つのメチレン基は、−O−,
    −S−,−CO−,−COO−,−OCO−で置換され
    ていてもよく、また水素原子がフッ素原子に置換されて
    いてもよい。ただし、R ,R のいずれか一方は 【化2】 であり、他方は、水素原子、ハロゲン、CNであっても
    よい。XはOまたはSを示し、A ,A ,A
    は 【化3】 であり、Y ,Y は水素原子,F,Cl,Br,
    CH ,CNまたはCF である。Z ,Z
    は単結合,−COO−,−OCO−,−CHO−また
    は−OCH −を示し、Z は−O−,−CO−,
    −COO−または−OCO−を示す。R ,R
    は炭素原子数1〜18の直鎖状または分岐状のア
    ルキル基であり、該アルキル基中のヘテロ原子と隣り合
    わないメチレン基は−O−,−COO−,−OCO−で
    交換されていてもよい。p,qは0または1である。n
    は1〜12の整数を表わす。)
  2. 【請求項2】 前記一般式(I)で示される液晶性化合
    物が、下記の[Ia]〜[Ic]のいずれかである請求
    項1記載の液晶性化合物。 【化4】 (式中、R ,R は炭素原子数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
    つまたは隣接していない2つのメチレン基は、−O−,
    −S−,−CO−,−COO−,−OCO−で置換され
    ていてもよく、また水素原子がフッ素原子に置換されて
    いてもよい。ただし、R ,R のいずれか一方は 【化5】 であり、他方は、水素原子、ハロゲン、CNであっても
    よい。XはOまたはSを示し、A ,A ,A
    は 【化6】 であり、Y ,Y は水素原子,F,Cl,Br,
    CH ,CNまたはCF である。Z ,Z
    は単結合,−COO−,−OCO−,−CHO−また
    は−OCH −を示し、Z は−O−,−CO−,
    −COO−または−OCO−を示す。R ,R
    は炭素原子数1〜18の直鎖状または分岐状のア
    ルキル基であり、該アルキル基中のヘテロ原子と隣り合
    わないメチレン基は−O−,−COO−,−OCO−で
    交換されていてもよい。nは1〜12の整数を表わ
    す。)
  3. 【請求項3】 前記一般式(I)で示される液晶性化合
    物が、下記の[Iaa]〜[Ich]のいずれかである
    請求項1記載の液晶性化合物。 【化7】 【化8】 (式中、R ,R は炭素原子数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
    つまたは隣接していない2つのメチレン基は、−O−,
    −S−,−CO−,−COO−,−OCO−で置換され
    ていてもよく、また水素原子がフッ素原子に置換されて
    いてもよい。ただし、R ,R のいずれか一方は 【化9】 であり、他方は、水素原子、ハロゲン、CNであっても
    よい。XはOまたはSを示す。Y ,Y は水素原
    子,F,Cl,Br,CH ,CNまたはCF
    ある。Z は−O−,−CO−,−COO−または−
    OCO−を示す。R ,R ,R は炭素原子数
    1〜18の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、該
    アルキル基中のヘテロ原子と隣り合わないメチレン基は
    −O−,−COO−,−OCO−で交換されていてもよ
    い。nは1〜12の整数を表わす。)
  4. 【請求項4】 前記一般式(I)において、R ,R
    が下記の(i)〜(v)のいずれかである請求項1
    記載の液晶性化合物。 【化10】 (式中、Lは3〜17の整数、m,r,yは0〜7の整
    数、n,t,xは1〜8の整数、sは0または1、aは
    1〜15の整数を示す。また、Z4は単結合, 【化11】 を示す。R ,R ,R は炭素原子数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
    基中のヘテロ原子と隣り合わないメチレン基は−O−,
    −COO−,−OCO−で交換されていてもよい。Z
    は−O−,−CO−,−COO−または−OCO−を
    示す。n1は1〜12の整数を表わす。)
  5. 【請求項5】 前記一般式(I)中、R ,R
    の少なくとも2つはメチル基である請求項1記載
    の液晶性化合物。
  6. 【請求項6】 前記一般式(I)の液晶性化合物が光学
    活性な化合物である請求項1記載の液晶性化合物。
  7. 【請求項7】 前記一般式(I)の液晶性化合物が非光
    学活性な化合物である請求項1記載の液晶性化合物。
  8. 【請求項8】 請求項1記載の液晶性化合物を少なくと
    も一種を含有することを特徴とする液晶組成物。
  9. 【請求項9】 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て1〜80重量%含有する請求項
    8記載の液晶組成物。
  10. 【請求項10】 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て1〜60重量%含有する請求
    項8記載の液晶組成物。
  11. 【請求項11】 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て1〜40重量%含有する請求
    項8記載の液晶組成物。
  12. 【請求項12】 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8記載の液晶組成物。
  13. 【請求項13】 請求項8記載の液晶組成物を一対の電
    極基板間に配置してなることを特徴とする液晶素子。
  14. 【請求項14】 前記電極基板上に配向制御層が設けら
    れている請求項13記載の液晶素子。
  15. 【請求項15】 前記配向制御層がラビング処理された
    層である請求項14記載の液晶素子。
  16. 【請求項16】 液晶分子の配列によって形成されたら
    せんが解除された膜厚で前記一対の電極基板を配置する
    請求項13記載の液晶素子。
  17. 【請求項17】 前記請求項13記載の液晶素子を有す
    る表示装置。
  18. 【請求項18】 さらに液晶素子の駆動回路を有する請
    求項17記載の表示装置。
  19. 【請求項19】 さらに光源を有する請求項17記載の
    表示装置。
  20. 【請求項20】 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。 【化12】 (式中、R ,R は炭素原子数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
    つまたは隣接していない2つのメチレン基は、−O−,
    −S−,−CO−,−COO−,−OCO−で置換され
    ていてもよく、また水素原子がフッ素原子に置換されて
    いてもよい。ただし、R ,R のいずれか一方は 【化13】 であり、他方は、水素原子、ハロゲン、CNであっても
    よい。XはOまたはSを示し、A ,A ,A
    は 【化14】 であり、Y ,Y は水素原子,F,Cl,Br,
    CH ,CNまたはCF である。Z ,Z
    は単結合,−COO−,−OCO−,−CHO−また
    は−OCH −を示し、Z は−O−,−CO−,
    −COO−または−OCO−を示す。R ,R
    は炭素原子数1〜18の直鎖状または分岐状のア
    ルキル基であり、該アルキル基中のヘテロ原子と隣り合
    わないメチレン基は−O−,−COO−,−OCO−で
    交換されていてもよい。p,qは0または1である。n
    は1〜12の整数を表わす。)
  21. 【請求項21】 前記一般式(I)で示される液晶性化
    合物が、下記の[Ia]〜[Ic]のいずれかである請
    求項20記載の表示方法。 【化15】 (式中、R ,R は炭素原子数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
    つまたは隣接していない2つのメチレン基は、−O−,
    −S−,−CO−,−COO−,−OCO−で置換され
    ていてもよく、また水素原子がフッ素原子に置換されて
    いてもよい。ただし、R ,R のいずれか一方は 【化16】 であり、他方は、水素原子、ハロゲン、CNであっても
    よい。XはOまたはSを示し、A ,A ,A
    は 【化17】 であり、Y ,Y は水素原子,F,Cl,Br,
    CH ,CNまたはCF である。Z ,Z
    は単結合,−COO−,−OCO−,−CHO−また
    は−OCH −を示し、Z は−O−,−CO−,
    −COO−または−OCO−を示す。R ,R
    は炭素原子数1〜18の直鎖状または分岐状のア
    ルキル基であり、該アルキル基中のヘテロ原子と隣り合
    わないメチレン基は−O−,−COO−,−OCO−で
    交換されていてもよい。nは1〜12の整数を表わ
    す。)
  22. 【請求項22】 前記一般式(I)で示される液晶性化
    合物が、下記の[Iaa]〜[Ich]のいずれかであ
    る請求項20記載の表示方法。 【化18】 【化19】 (式中、R ,R は炭素原子数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
    つまたは隣接していない2つのメチレン基は、−O−,
    −S−,−CO−,−COO−,−OCO−で置換され
    ていてもよく、また水素原子がフッ素原子に置換されて
    いてもよい。ただし、R ,R のいずれか一方は 【化20】 であり、他方は、水素原子、ハロゲン、CNであっても
    よい。XはOまたはSを示す。Y ,Y は水素原
    子,F,Cl,Br,CH ,CNまたはCF
    ある。Z は−O−,−CO−,−COO−または−
    OCO−を示す。R ,R ,R は炭素原子数
    1〜18の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、該
    アルキル基中のヘテロ原子と隣り合わないメチレン基は
    −O−,−COO−,−OCO−で交換されていてもよ
    い。nは1〜12の整数を表わす。)
  23. 【請求項23】 前記一般式(I)において、R
    が下記の(i)〜(v)のいずれかである請求項
    20記載の表示方法。 【化21】 (式中、Lは3〜17の整数、m,r,yは0〜7の整
    数、n,t,xは1〜8の整数、sは0または1、aは
    1〜15の整数を示す。また、Z4は単結合, 【化22】 を示す。R ,R ,R は炭素原子数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
    基中のヘテロ原子と隣り合わないメチレン基は−O−,
    −COO−,−OCO−で交換されていてもよい。Z
    は−O−,−CO−,−COO−または−OCO−を
    示す。n1は1〜12の整数を表わす。)
  24. 【請求項24】 前記一般式(I)で示される液晶性化
    合物において、R,R ,R の少なくとも2つ
    はメチル基である請求項20記載の表示方法。
  25. 【請求項25】 前記一般式(I)の液晶性化合物が光
    学活性な化合物である請求項20記載の表示方法。
  26. 【請求項26】 前記一般式(I)の液晶性化合物が非
    光学活性な化合物である請求項20記載の表示方法。
  27. 【請求項27】 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て1〜80重量%含有する請求
    項20記載の表示方法。
  28. 【請求項28】 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て1〜60重量%含有する請求
    項20記載の表示方法。
  29. 【請求項29】 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て1〜40重量%含有する請求
    項20記載の表示方法。
  30. 【請求項30】 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20記載の表示方法。
  31. 【請求項31】 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一対の電
    極基板間に配置した液晶素子を用いた表示方法。 【化23】 (式中、R ,R は炭素原子数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
    つまたは隣接していない2つのメチレン基は、−O−,
    −S−,−CO−,−COO−,−OCO−で置換され
    ていてもよく、また水素原子がフッ素原子に置換されて
    いてもよい。ただし、R ,R のいずれか一方は 【化24】 であり、他方は、水素原子、ハロゲン、CNであっても
    よい。XはOまたはSを示し、A ,A ,A
    は 【化25】 であり、Y ,Y は水素原子,F,Cl,Br,
    CH ,CNまたはCF である。Z ,Z
    は単結合,−COO−,−OCO−,−CHO−また
    は−OCH −を示し、Z は−O−,−CO−,
    −COO−または−OCO−を示す。R ,R
    は炭素原子数1〜18の直鎖状または分岐状のア
    ルキル基であり、該アルキル基中のヘテロ原子と隣り合
    わないメチレン基は−O−,−COO−,−OCO−で
    交換されていてもよい。p,qは0または1である。n
    は1〜12の整数を表わす。)
JP4306249A 1992-10-20 1992-10-20 液晶性化合物、これを含む液晶組成物、それを有する液晶素子、それらを用いた表示方法および表示装置 Pending JPH06128276A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003024448A2 (en) 2001-09-14 2003-03-27 Methylgene, Inc. Inhibitors of histone deacetylase
WO2008113255A1 (fr) * 2007-03-16 2008-09-25 The Institute Of Radiation Medicine, Academy Of Military Medical Sciences, Pla Dérivés de benzamide avec activité antiproliférative, leurs préparations pharmaceutiques

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WO2003024448A2 (en) 2001-09-14 2003-03-27 Methylgene, Inc. Inhibitors of histone deacetylase
WO2008113255A1 (fr) * 2007-03-16 2008-09-25 The Institute Of Radiation Medicine, Academy Of Military Medical Sciences, Pla Dérivés de benzamide avec activité antiproliférative, leurs préparations pharmaceutiques

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