JPH0987625A

JPH0987625A - 液晶素子及び液晶装置

Info

Publication number: JPH0987625A
Application number: JP7264633A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shinjo; 健司新庄; Nobutsugu Yamada; 修嗣山田; Masahiro Terada; 匡宏寺田; Koichi Sato; 公一佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】カイラルスメクティック液晶を用いてなる液
晶素子において、ブックシェルフあるいはそれに近い層
傾き角の小さな構造を発現し、高速、高コントラスト、
大面積、高精細、高輝度、高信頼性、しかも高品位の液
晶素子を実現する。【解決手段】少なくとも一方の基板に膜厚が２００Å
以下の配向制御層を設け、カイラルスメクティック液晶
として、フルオロカーボン末端鎖中に少なくとも一つの
連鎖中エーテル酸素を含むフッ素含有化合物を含有し、
導電性ドーパントを添加した液晶組成物を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフラットパネルディ
スプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンター
等に用いられるライトバルブに使用される液晶素子及び
それを使用した液晶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から最も広範に用いられてきている
ディスプレイとしては、ＣＲＴが知られている。ＣＲＴ
は、テレビやＶＴＲなどの動画出力、あるいはパソコン
のモニターとして広く用いられている。しかしながら、
ＣＲＴはその特性上、静止画像に対してはフリッカや解
像度不足による走査縞等が視認性を低下させたり、焼き
つきによる蛍光体の劣化が起こったりする。また、最近
ではＣＲＴが発生する電磁波が人体に悪影響を与えるこ
とが分かり、ＶＤＴ作業者の健康を害する恐れがある。
そして、構造上、画面後方に広く体積を有するため、オ
フィス、家庭の省スペース化を阻害し、ひいては、高度
情報社会におけるディスプレイとしての責任を果たし得
ない可能性がある。

【０００３】このようなＣＲＴの欠点を解決するものと
して液晶表示素子がある。例えばエム・シャット（Ｍ．
Ｓｃｈａｄｔ）とダブリュー・ヘルフリッヒ（Ｗ．Ｈｅ
ｌｆｒｉｃｈ）著”アプライド・フィジックス・レター
ズ”（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒ
ｓ”）第１８巻、第４号（１９７１年２月１５日発行）
第１２７頁〜１２８頁において示されたツイステッド・
ネマティック（ｔｗｉｓｔｅｄｎｅｍａｔｉｃ）液晶
を用いたものが知られている。ひとつにはコスト面で優
位性を持つ単純マトリクスタイプの液晶素子がある。こ
の液晶素子は画素密度を高くしたマトリクス電極構造を
用いた時分割駆動の時、クロストークを発生する問題点
があるため、画素数が制限されていた。また、応答速度
が数十ミリ秒以上と遅いため、ディスプレイとしての用
途も制限されていた。近年このような単純マトリクスタ
イプのものに対して、ＴＦＴといわれる液晶素子の開発
が行われている。このタイプは一つ一つの画素にトラン
ジスタを作成するため、クロストークや応答速度の問題
は解決される反面、大面積になればなるほど、不良画素
なく液晶素子を作成することが工業的に非常に困難であ
り、また可能であっても多大なコストが発生する。

【０００４】このような従来型の液晶素子の欠点を改善
するものとして、双安定性からなる液晶素子の使用がク
ラーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガウェル（Ｌａｇｅｒｗ
ａｌｌ）により提案されている。（特開昭５６−１０７
２１６、米国特許第４３６７９２４号明細書）この双安
定性からなる液晶としては、一般にカイラルスメクティ
ックＣ相またはカイラルスメクティックＨ相からなる強
誘電性液晶が用いられている。この強誘電性液晶は、自
発分極により反転スイッチングを行うため、非常に早い
応答速度からなる上にメモリー性のある双安定状態を発
現させることができる。さらに視野角特性も優れている
ことから、高速、高精細、大面積の表示素子あるいはラ
イトバルブとして適していると考えられる。また、最近
では、チャンダニ、竹添らにより、３つの安定状態を有
するカイラルスメクティック反強誘電液晶素子も提案さ
れている（ジャパニーズジャーナルオブアプライ
ドフィジックス（ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ
ｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ）２７巻、１９８
８年Ｌ７２９頁）。

【０００５】このようなカイラルスメクティック液晶素
子においては、例えば一般的なラビング処理したポリイ
ミド配向膜を用いて配向させた場合、得られる見かけの
ティルト角（２つの安定状態の分子軸のなす角の１／
２）は一般にせいぜい３°から８°程度であり、そのた
め透過率は３〜５％、コントラストは１０前後とかなり
低い値であった。また、「強誘電液晶の構造と物性」
（コロナ社、福田敦夫、竹添秀男著、１９９０年）に記
載されているように、ジグザグ状の配向欠陥が発生して
コントラストを著しく低下させるという問題もあった。
この欠陥は、上下基板間に担持されたカイラルスメクテ
ィック液晶の層状構造が２種類のシェブロン状の構造を
形成していることに起因している。羽生らは配向制御膜
界面での液晶分子のプレティルト角を大きくすることに
より、ジグザグ欠陥を解消し、且つ見かけのティルト角
を大きくすることにより、コントラストの大きな液晶素
子を得ている（特開平３−２５２６２４号公報）。しか
しながら、この羽生らの手法を用いたとしても、良好な
駆動状態を得るためには例えばティルト角は１６°以下
としなければならず、理想的な透過率を得られるティル
ト角（２２．５°）と比較するとさらなる改良の余地が
残されている。

【０００６】一方、最近、低コントラストの原因である
シェブロン構造を解消し、ブックシェルフといわれる層
状構造（以下該構造をブックシェルフと記す）あるいは
それに近い構造を現出させ、高コントラストを実現しよ
うという動きがある（例えば「次世代液晶ディスプレイ
と液晶材料」（株）シーエムシー、福田敦夫編、１９９
２年）。ひとつには、ナフタレン系液晶材料を用いる方
法があるが、この場合、ティルト角が１０度程度であ
り、理想的な最大の透過率を得られる２２．５度とくら
べ非常に小さく、低透過率という問題があり、さらには
ブックシェルフ構造が温度にたいして可逆的に現出しな
いという問題もある。今一つの代表的な例としてはシェ
ブロン構造を取っている液晶素子に外部から高電場を加
えてブックシェルフ構造を誘起する方法があるが、この
方法も温度等の外部刺激に対しての不安定性が問題とな
っている。これらのブックシェルフタイプのものに関し
てはいまだ発見されたばかりであり、実用に供するため
にはこの他にさまざまな問題が存在する。

【０００７】更にブックシェルフあるいはそれに近い構
造をもつ液晶としてパーフルオロエーテル側鎖をもつ液
晶性化合物（米国特許５，２６２，０８２、国際出願特
許ＷＯ９３／２２３９６、１９９３年第４回強誘電液晶
国際会議Ｐ−４６、ＭａｒｃＤ．Ｒａｄｃｌｉｆｆｅ
ら）が開示されている。この液晶は、電場等の外部場を
用いずともブックシェルフあるいはそれに近い層傾き角
の小さな構造を現出することができ、高速、高精細、大
面積の液晶素子、表示装置に適している。しかしなが
ら、液晶素子のスピード、配向、コントラスト、駆動安
定性等の面でさらなる改良が求められている。しかも諸
特性それぞれの改善はもちろんのこと、より高性能化へ
向けて、複数特性の改良方法、発明が求められている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術を鑑みてなされたものである。実際、従来の液
晶組成物を用いた液晶素子においては、自発分極（Ｐ
ｓ）が大きな液晶組成物では、吉田らの第１３回液晶討
論会予稿集ｐ．１４２（１９８７年）に示されたように
液晶素子内の逆電界によって、スイッチング不良を起こ
してしまう場合があった。このためにディスプレイとし
てこれら従来の液晶素子を用いた場合には、使用者が黒
から白に書き換えたとき、「かすれた黒」が残像として
視認されてしまい、ディスプレイとしての表示品位が低
下してしまうことになる。そこで、吉田らは液晶組成物
の抵抗を下げることにより、強誘電性液晶分子のスイッ
チングによって誘起きされる内部電場を早期に緩和し、
良好な双安定性を得ている（特開平４−２１１４９２号
公報）。

【０００９】しかし、特開平４−２１１４９２号公報の
実施例で用いられる液晶組成物を使用した液晶素子は、
前述したように見かけのティルト角の小さな低透過率、
低コントラストの液晶素子である。一方、前述した特開
平３−２５２６２４号公報記載の液晶素子において、本
発明者らは特開平４−２１１４９２号公報同様の手法を
検討した。

【００１０】即ち、特開平３−２５２６２４号公報にお
いて用いられている液晶組成物に特開平４−２１１４９
２号公報記載の抵抗を安定に下げる化合物を添加し、液
晶素子を作成したところ、配向が乱れ双安定性が失われ
てしまった。

【００１１】そこで本発明はブックシェルフあるいはそ
れに近い層傾き角の小さい液晶構造を有する、高速、高
コントラスト、大面積、高精細、高輝度、高信頼性、し
かも高品位のカイラルスメクティック液晶素子を実現
し、該液晶素子を用いて高輝度、高コントラストの液晶
装置を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、上下基板に少なくとも電極と配向制御層
を有し、少なくとも一方の配向制御層の膜厚が２００Å
以下である液晶素子において、液晶として、液晶層の抵
抗を安定に下げる物質（導電性ドーパント）を含むカイ
ラルスメクティック液晶組成物を用いた液晶素子が、非
常に高速の応答性を実現し、且つブックシェルフあるい
はそれに近い層傾き角の小さな構造を発現し、高速、高
コントラスト、大面積、高精細、高輝度なカイラルスメ
クティック液晶素子の実現を可能とし、前記の残像現象
がない、あるいは非常に低減された駆動特性を有するこ
とを見出した。

【００１３】即ち本発明は、上下基板に少なくとも電極
と配向制御層を有し、少なくとも一方の配向制御層の膜
厚が２００Å以下である液晶素子において、液晶が、フ
ルオロカーボン末端部分及び炭化水素末端部分を含み、
該両末端部分が中心核によって結合されており、スメク
ティック中間相または潜在的スメクティック中間相を持
つフッ素含有液晶化合物群を７０重量％以上含有する液
晶組成物であり、該フッ素含有液晶化合物のうち、フル
オロカーボン末端鎖中に少なくとも一つの連鎖中エーテ
ル酸素を含む化合物を前記液晶組成物の総量中３０重量
％以上含有し、少なくとも一種以上の液晶層の抵抗を安
定に下げる物質を含有するカイラルスメクティック液晶
組成物であることを特徴とする液晶素子であり、さらに
は該液晶素子を用いた液晶装置である。

【００１４】ここで言う潜在的スメクティック中間相を
持つ化合物とは、それ自身でスメクティック中間相を示
していなくとも、スメクティック中間相を持つ化合物ま
たは他の潜在的スメクティック中間相を持つ化合物との
混合物において、適当な条件下スメクティック中間相を
発現する化合物を言う。また、本発明において連鎖中エ
ーテル酸素とは、パーフルオロエーテル鎖中の主鎖を形
成する酸素を言う。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明において用いる液晶組成物
は、前記フルオロカーボン末端部分及び炭化水素末端部
分を含み、該両末端部分が中心核によって結合されてお
り、スメクティック中間相または潜在的スメクティック
中間相を持つフッ素含有液晶化合物群を主成分として含
有する。本発明において、ブックシェルフ構造あるいは
それに近い層傾き角の小さな構造を現出させるために
は、該化合物群を７０重量％以上含有する。

【００１６】本発明において液晶組成物中に用いられ
る、前記フルオロカーボン末端部分及び炭化水素末端部
分を含み、該両末端部分が中心核によって結合されてお
り、スメクティック中間相または潜在的スメクティック
中間相を持ち、且つ該フルオロカーボン末端鎖中に少な
くとも一つの連鎖中エーテル酸素を含むフッ素含有液晶
化合物（パーフルオロエーテル液晶性化合物）は、米国
特許５，２６２，０８２、国際出願特許ＷＯ９３／２２
３９６、１９９３年第４回強誘電液晶国際会議Ｐ−４６
（ＭａｒｃＤ．Ｒａｄｃｌｉｆｆｅら）に記載されて
おり、ブックシェルフあるいはそれに近い層傾き角の小
さな構造を現出するためにパーフルオロエーテル液晶性
化合物は、好ましくは３０重量％以上、さらに好ましく
は５０重量％以上含有される。

【００１７】本発明においては、好ましくは、前記フル
オロカーボン末端部分及び炭化水素末端部分を含み、該
両末端部分が中心核によって結合されており、スメクテ
ィック中間相または潜在的スメクティック中間相を持つ
フッ素含有液晶化合物が、−ＵＣ_wＦ_2w+1または−Ｖ
（Ｃ_xＦ_2xＯ）_zＣ_yＦ_2y+1で表わされるところのフルオ
ロカーボン末端鎖を有し、且つ前記フルオロカーボン末
端鎖中に少なくとも一つの連鎖中エーテル酸素を含むフ
ッ素含有液晶化合物が、−Ｖ’（Ｃ_x'Ｆ_2x'Ｏ）_z'Ｃ_y'
Ｆ_2y'+1で表される連鎖中エーテル酸素を含むフルオロ
カーボン末端鎖を有する〔ここでｘ及びｘ’はそれぞれ
の（Ｃ_xＦ_2xＯ）及び（Ｃ_x'Ｆ_2x'Ｏ）に独立に１から１
０までの整数で、ｙ及びｙ’は１から１０までの整数
で、ｚ及びｚ’は１から１０までの整数であり、ｗは１
から２０までの整数である。Ｕは、−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ
₂）_r−、−Ｏ−（ＣＨ₂）_r−、−（ＣＨ₂）_r−、−ＯＳ
Ｏ₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂（ＣＨ₂）_r−、−Ｏ（Ｃ
Ｈ₂）_r−Ｏ（ＣＨ₂）_r'−、−（ＣＨ₂）_r−Ｎ（Ｃ_pＨ
_2p+1）−ＳＯ₂−、−（ＣＨ₂）_r−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−Ｃ
Ｏ−（ここでｒ及びｒ’は独立に１から２０までの整数
であり、ｐは０から４までの整数である。）、Ｖ及び
Ｖ’は単結合、−ＣＯＯ−Ｃ_rＨ_2r−、−Ｏ−Ｃ_rＨ
_2r−、−Ｏ−（Ｃ_sＨ_2sＯ）_t−Ｃ_uＨ_2u−、−ＯＳＯ
₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−Ｃ_rＨ_2r−、−Ｃ_rＨ_2r−、
−Ｃ_rＨ_2r−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＳＯ₂−、−Ｃ_rＨ_2r−Ｎ
（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＣＯ−（ここでｒとｕはそれぞれ独立
に１から２０までの整数であり、ｓはそれぞれの（Ｃ_s
Ｈ_2sＯ）に独立に１から１０までの整数であり、ｔは１
から６までの整数であり、ｐは０から４までの整数であ
る）〕。

【００１８】さらに好ましくは、前記フルオロカーボン
末端部分及び炭化水素末端部分を含み、該両末端部分が
中心核によって結合されており、スメクティック中間相
または潜在的スメクティック中間相を持つフッ素含有液
晶化合物が下記一般式Ｉ−１またはＩ−２で表される化
合物であり、前記フルオロカーボン末端鎖中に少なくと
も一つの連鎖中エーテル酸素を含むフッ素含有液晶化合
物が、下記一般式Ｉ−２で表される化合物である。

【００１９】［一般式Ｉ−１］

【００２０】

【化３】を表し、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ独立に０または１から３
の整数を表す。ただしａ＋ｂ＋ｃは少なくとも２であ
る。

【００２１】Ｍ₁，Ｎ₁はそれぞれ独立に、−ＣＯＯ−，
−ＣＯＳ−，−ＣＯＳｅ−，−ＣＯＴｅ−，−（ＣＨ₂
ＣＨ₂）_d−（ｄは１から４の整数を表す）、−ＣＨ＝Ｃ
Ｈ−，−ＣＨ＝Ｎ−，−ＣＨ₂−Ｏ−，−ＣＯ−，−Ｏ
−，単結合を表し、その向きはいずれでもよい。

【００２２】Ｘ，Ｙ，ＺはＢ₁，Ｄ₁，Ｅ₁における置換
基であり、それぞれ独立に−Ｈ，−Ｃｌ，−Ｆ，−Ｂ
ｒ，−Ｉ，−ＯＨ，−ＯＣＨ₃，−ＣＮ，−ＮＯ₂を表
す。ｌ，ｍ，ｎはそれぞれ独立に０〜４の整数を表す。

【００２３】Ｇ₁は−ＣＯＯ−Ｃ_eＨ_2e−，−Ｏ−Ｃ_eＨ
_2e−，−Ｃ_eＨ_2e−，−ＯＳＯＯ−，−ＯＯＳＯ−，−
ＳＯＯ−，−ＳＯＯＣ_eＨ_2e−，−ＯＣ_eＨ_2e−ＯＣ_e'Ｈ
_2e'−，−Ｃ_eＨ_2e−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＳＯＯ−，−Ｃ_e
Ｈ_2e−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＣＯ−（ｅ，ｅ’はそれぞれ
独立に１から２０までの整数を表し、ｐは１から４まで
の整数を表す。）を表す。

【００２４】Ａ₁は−Ｏ−Ｃ_fＨ_2f−Ｏ−Ｃ_gＨ_2g+1，−
Ｃ_fＨ_2f−Ｏ−Ｃ_gＨ_2g+1，−Ｃ_fＨ_2f−Ｒ’，−Ｏ−Ｃ_f
Ｈ_2f−Ｒ’，−ＣＯＯ−Ｃ_fＨ_2f−Ｒ’，−ＯＣＯ−Ｃ_f
Ｈ_2f−Ｒ’（Ｒ’は−Ｃｌ，−Ｆ，−ＣＦ₃，−ＮＯ₂，
−ＣＮ，−Ｈ，−ＣＯＯ−Ｃ_f'Ｈ_2f'+1，−ＯＣＯ−Ｃ
_f'Ｈ_2f'+1を表し、ｆ，ｆ’，ｇはそれぞれ独立に１か
ら２０の整数を表す。）を表し、Ａ₁は直鎖でも分岐鎖
でも良い。

【００２５】Ｒは−Ｃ_xＦ_2x+1であり、ｘは１から２０
までの整数を表す。）

【００２６】［一般式Ｉ−２］

【００２７】

【化４】を表し、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ独立に０または１から３
の整数を表す。ただしａ＋ｂ＋ｃは少なくとも２であ
る。

【００２８】Ｍ，Ｎはそれぞれ独立に、−ＣＯＯ−，−
ＣＯＳ−，−ＣＯＳｅ−，−ＣＯＴｅ−，−（ＣＨ₂Ｃ
Ｈ₂）_d−（ｄは１から４の整数を表す）、−Ｃ≡Ｃ−，
−ＣＨ＝ＣＨ−，−ＣＨ＝Ｎ−，−ＣＨ₂−Ｏ−，−Ｃ
Ｏ−，−Ｏ−，単結合を表し、その向きはいずれでもよ
い。

【００２９】それぞれのＸ，Ｙ，Ｚは独立に−Ｈ，−Ｃ
ｌ，−Ｆ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＯＨ，−ＯＣＨ₃，−Ｃ
Ｈ₃，−ＣＦ₃，−ＯＣＦ₃，−ＣＮ，−ＮＯ₂を表す。そ
れぞれのｌ，ｍ，ｎは独立に０〜４の整数を表す。

【００３０】Ｇは−ＣＯＯ−Ｃ_eＨ_2e−，−Ｏ−Ｃ_eＨ_2e
−，−Ｏ（Ｃ_e"Ｈ_2e"Ｏ）_t−Ｃ_e'Ｈ_2e'−，−Ｃ_eＨ
_2e−，−ＯＳＯＯ−，−ＳＯＯ−，−ＳＯＯＣ_eＨ
_2e−，−Ｃ_eＨ_2e−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＳＯＯ−，−Ｃ_e
Ｈ_2e−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＣＯ−（ｅ，ｅ’はそれぞれ
独立に１から２０までの整数を表し、ｐは０から４まで
の整数を表す。ｅ”はそれぞれの（Ｃ_e"Ｈ_2e"Ｏ）に独
立に１から１０の整数を表わし、ｔは１から６の整数を
表わす。）を表す。

【００３１】Ａは−Ｏ−（Ｃ_fＨ_2f−Ｏ）_u−Ｃ
_hＨ_2h+1，−（Ｃ_fＨ_2f−Ｏ）_u−Ｃ_hＨ_2h+1，−Ｃ_fＨ_2f
−Ｗ，−Ｏ−Ｃ_fＨ_2f−Ｗ，−ＣＯＯ−Ｃ_fＨ_2f−Ｗ，−
ＯＣＯ−Ｃ_fＨ_2f−Ｗ（Ｗは−Ｃｌ，−Ｆ，−ＣＦ₃，−
ＮＯ₂，−ＣＮ，−Ｈ，−ＣＯＯ−Ｃ_hＨ_2h+1，−ＯＣＯ
−Ｃ_hＨ_2h+1を表し、ｆ，ｈはそれぞれ独立に１から２
０の整数を表す。ｕは１から１０の整数である。）を表
し、Ａは直鎖でも分岐鎖でも良い。

【００３２】Ｒは−（Ｃ_x'Ｆ_2x'Ｏ）_z'Ｃ_y'Ｆ_2y'+1であ
り、ｘ’はそれぞれの（Ｃ_x'Ｆ_2x'Ｏ）に独立に１から
１０までの整数であり、ｙ’は１から１０までの整数で
あり、ｚ’は１から１０までの整数である。）

【００３３】さらにパーフルオロエーテル液晶性化合物
の具体的構造例として以下に挙げる構造の化合物が挙げ
られる。

【００３４】

【化５】

【００３５】

【化６】

【００３６】

【化７】

【００３７】

【化８】

【００３８】

【化９】

【００３９】

【化１０】

【００４０】本発明において用いられる液晶組成物に添
加される、液晶層の抵抗を安定に下げる物質（導電性ド
ーパント）としては、例えば下記一般式（１）〜（４）
のいずれかで表わされる化合物が用いられる。

【００４１】

【化１１】

【００４２】（ただし、ＲはＨもしくは炭素数１〜１８
の置換基を有していてもよい直鎖状もしくは分岐状のア
ルキル基を示す。Ｘは−Ｏ−もしくは−ＣＯＯ−、−Ｏ
ＣＯ−を示す。）

【００４３】

【化１２】

【００４４】

【化１３】

【００４５】前記一般式（１）において、Ｒは好ましく
は下記ｉ）、ｉｉ）から選ばれる。

【００４６】ｉ）炭素数１〜１８のｎ−アルキル基、よ
り好ましくは炭素数４〜１４のｎ−アルキル基

【００４７】

【化１４】

【００４８】（ただしｐは０〜７の整数であり、ｋは１
〜９の整数である。また、ｋが２以上の時は光学活性で
あっても良い。）

【００４９】また、Ｘは好ましくは−Ｏ−を示す。

【００５０】前記一般式（１）で示される化合物の具体
的な構造式を以下に示す。

【００５１】

【化１５】

【００５２】

【化１６】

【００５３】

【化１７】

【００５４】

【化１８】

【００５５】

【化１９】

【００５６】前記一般式（１）で示される化合物は一般
的に以下に示す経路により合成することができる。

【００５７】

【化２０】

【００５８】合成例１２，３−ジシアノ−４−ヘキシルオキシフェノールの合
成２，３−ジシアノハイドロキノン２７ｇ（１６８．８ｍ
ｍｏｌ）、８５％水酸化カリウム２２．２ｇ（３３７ｍ
ｍｏｌ）をメタノール６５ｍｌ、ジメチルホルムアミド
３０２ｍｏｌに溶かし、５０℃まで昇温した。ヘキシル
ブロマイド３３．４ｇ（２０２．４ｍｍｏｌ）を２５分
かけて滴下した後、１００℃まで昇温し、３時間撹拌し
た。冷水に注入し、エーテル洗浄した後、水層に６Ｎ塩
酸を加えｐＨ＝１とした。析出した結晶をエーテルで抽
出し、エーテル層を５％炭酸水素ナトリウム水溶液、水
で洗浄した。溶媒留去後、粗結晶を活性炭処理し、メタ
ノールから再結晶して、２，３−ジシアノ−４−ヘキシ
ルオキシフェノール１３．１ｇを得た。

【００５９】前記一般式（２）で示される化合物におい
て、Ｒ₁は好ましくは炭素数１〜１８のｎ−アルキル
基、より好ましくは炭素数３〜１４のｎ−アルキル基で
ある。

【００６０】前記一般式（２）で示される化合物の具体
的な構造式の例を以下に示す。

【００６１】

【化２１】

【００６２】

【化２２】

【００６３】

【化２３】

【００６４】前記一般式（２）で示される化合物の代表
的な合成例を以下に示す。

【００６５】合成例２（化合物Ｎｏ．２−２０の合成）（１）水素化リチウムアルミニウム１．７５ｇ、乾燥エ
ーテル４０ｍｌの分散溶液中に、エーテル１２ｍｌに溶
かした４−ｎ−ペンチルシクロヘキサンカルボン酸クロ
ライド１０ｇを液温５℃以下で滴下した。室温で一晩撹
拌した後、５％塩酸水溶液を加えｐＨ１程度とし、エー
テルにて抽出した。有機層を水、５％水酸化ナトリウム
水溶液、水で順次洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで
乾燥した。濾過後、溶媒を留去して４−ｎ−ペンチルシ
クロヘキシルメタノール８．２ｇを得た。

【００６６】（２）４−ｎ−ペンチルシクロヘキシルメ
タノール８．０ｇをピリジン８ｍｌ、トルエン８ｍｌに
溶かした。これにメタンスルホン酸クロライド６．０ｇ
を液温１０℃以下で滴下した。室温で一晩撹拌した後冷
水に注入し、トルエンにて抽出した。５％塩酸水溶液、
水で順次洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し
た。濾過後、溶媒を留去してメタンスルホン酸４−ｎ−
ペンチルシクロヘキシルメチル１１．３ｇを得た。

【００６７】（３）メタノール１５ｍｌ、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド６０ｍｌに２，３−ジシアノハイドロ
キノン５．６ｇ、８５％水酸化カリウム４．６ｇを加え
５０℃まで加温し、溶解させた。これにメタンスルホン
酸４−ｎ−ペンチルシクロヘキシルメチル１１．０ｇを
添加し、１００℃で３時間撹拌した。これを冷水に注入
し、エーテルにて洗浄した後、水層に６Ｎ塩酸水溶液を
加え、ｐＨ１程度とした。エーテルにて抽出した後、有
機層を５％炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し
た。無水硫酸マグネシウムにて乾燥後、濾過、溶媒留去
して粗生成物を得た。これをシリカゲルカラムクロマト
グラフィー（展開液トルエン／酢酸エチル）、活性炭処
理した後、メタノールから再結晶して、４−ｎ−ペンチ
ルシクロヘキシルメチル２，３−ジシアノ−４−ヒドロ
キシフェニルエーテル３．６ｇを得た。

【００６８】前記一般式（２）で示される化合物は一般
的に以下に示すような合成経路で得ることができる。

【００６９】

【化２４】

【００７０】前記一般式（３）式において、Ｒ₂はＨも
しくは下記ｉ）、ｉｉ）から選ばれる。

【００７１】ｉ）炭素数１〜１８のｎ−アルキル基、よ
り好ましくは炭素数４〜１４のｎ−アルキル基

【００７２】

【化２５】

【００７３】（ただしｐは０〜７の整数であり、ｋは１
〜９の整数である。また、ｋが２以上の時は光学活性で
あっても良い。）

【００７４】Ｙ₁、Ｙ₂、Ｙ₃、Ｙ₄は、好ましくはそれぞ
れ下記ｉｉｉ）〜ｘｉ）に示される組み合わせで選ばれ
る。

【００７５】ｉｉｉ）Ｙ₁＝Ｙ₃＝Ｙ₄＝Ｈ、Ｙ₂＝Ｆｉｖ）Ｙ₁＝Ｆ，Ｙ₂＝Ｙ₃＝Ｙ₄＝Ｈｖ）Ｙ₁＝Ｙ₃＝Ｈ、Ｙ₂＝Ｙ₄＝Ｆｖｉ）Ｙ₁＝Ｙ₃＝Ｆ、Ｙ₂＝Ｙ₄＝Ｈｖｉｉ）Ｙ₁＝Ｙ₄＝Ｆ、Ｙ₂＝Ｙ₃＝Ｈｖｉｉｉ）Ｙ₁＝Ｙ₂＝Ｆ，Ｙ₃＝Ｙ₄＝Ｈｉｘ）Ｙ₁＝Ｙ₂＝Ｙ₃＝Ｙ₄＝Ｆｘ）Ｙ₁＝Ｙ₃＝Ｈ、Ｙ₂＝Ｙ₄＝ＣＦ₃ ｘｉ）Ｙ₁＝Ｙ₃＝ＣＦ₃、Ｙ₂＝Ｙ₄＝Ｈ

【００７６】前記一般式（３）で示される化合物の具体
的な構造式を以下に示す。

【００７７】

【化２６】

【００７８】

【化２７】

【００７９】

【化２８】

【００８０】

【化２９】

【００８１】

【化３０】

【００８２】

【化３１】

【００８３】

【化３２】

【００８４】

【化３３】

【００８５】

【化３４】

【００８６】前記一般式（３）式で示される化合物は一
般的に以下に示す経路により合成することができる。

【００８７】

【化３５】

【００８８】また、前記一般式（４）の化合物におい
て、Ｒ₃は好ましくは下記ｉ）、ｉｉ）から選ばれる。

【００８９】ｉ）炭素数１〜１８のｎ−アルキル基、よ
り好ましくは炭素数４〜１４のｎ−アルキル基

【００９０】

【化３６】

【００９１】（ただしｐは０〜７の整数であり、ｋは１
〜９の整数である。また、ｋが２以上の時は光学活性で
あっても良い。）

【００９２】

【化３７】

【００９３】前記一般式（４）で示される化合物の具体
的な構造式を下記に示す。

【００９４】

【化３８】

【００９５】

【化３９】

【００９６】

【化４０】

【００９７】

【化４１】

【００９８】

【化４２】

【００９９】

【化４３】

【０１００】

【化４４】

【０１０１】

【化４５】

【０１０２】前記一般式（４）の化合物は、一般的に以
下に示す経路により合成することができる。

【０１０３】

【化４６】

【０１０４】

【化４７】

【０１０５】前記一般式（４）で示される化合物の代表
的な合成例を以下に示す。

【０１０６】合成例３４−ヘキシルオキシ−２，５−ジシアノフェノールの合
成（１）２，５−ジブロモ−１，４−ジメトキシベンゼン
の合成２リットルの反応容器にハイドロキノンジメチルエーテ
ル２００ｇ（１．４５ｍｏｌ）、氷酢酸１リットルを仕
込み、１０℃以下にて臭素４６３ｇ（２．９０ｍｏｌ）
の氷酢酸３００ｍｌ溶液を滴下した。（３時間にて滴
下）その後、室温にて２０時間撹拌した。析出した結晶
をろ過、水洗、メタノール洗浄し、乾燥して３２３ｇの
目的物を得た。（収率７５．３％）

【０１０７】（２）２，５−ジシアノ−１，４−ジメト
キシベンゼンの合成３リットルの反応器に２，５−ジブロモ−１，４−ジメ
トキシベンゼン３００ｇ（１．０１ｍｏｌ）、シアン化
第一銅２１５ｇ（２．４０ｍｏｌ）、ＤＭＦ１．５リッ
トルを仕込み、８時間加熱還流した。冷却後、反応混合
物を酸化鉄（ＩＩＩ）六水和物５００ｇの１．６Ｎ塩酸
溶液中に注入した。析出した結晶をろ過し、２０％アン
モニア水にて洗浄した。続いて水洗、メタノール洗浄
し、乾燥して１４２ｇの目的物を得た。（収率７４．８
％）

【０１０８】（３）２，５−ジシアノハイドロキノン５リットルの反応容器に２，５−ジシアノ−１，４−ジ
メトキシベンゼン１００ｇ（５．３２×１０^-1ｍｏ
ｌ）、無水三臭化アルミニウム３１２．５ｇ（１．１７
ｍｏｌ）、乾燥ベンゼン２．５リットルを仕込み、７時
間加熱還流した。冷却後、反応混合物を砕いた氷３ｋｇ
と濃塩酸５００ｍｌの混合物の中に注入した。析出した
結晶をろ過した後、結晶を２Ｎ苛性ソーダ水溶液に溶か
し不溶分をろ過した。ろ液を２Ｎ塩酸にて酸性にし、析
出した結晶をろ過、水洗、乾燥して３５．５ｇの目的物
を得た。（収率４１．７％）

【０１０９】（４）４−ヘキシルオキシ−２，５−ジシ
アノフェノールの合成３００ｍｌの反応容器に２，５−ジシアノハイドロキノ
ン３５．０ｇ（２．１９×１０^-1ｍｏｌ）、ｎ−ヘキシ
ルブロマイド２３．８ｇ（１．４４×１０^-1ｍｏｌ）、
炭酸カリウム２０．０ｇ（１．４５×１０^-1ｍｏｌ）、
ＤＭＦ１８０ｍｌを仕込み、１２０℃にて３時間撹拌さ
せた。冷却後、反応混合物を４Ｎ塩酸５００ｍｌにて注
入し酢酸エチルにて抽出した。有機層を水洗、乾燥（硫
酸マグネシウム）した後、溶媒留去した。残渣をｎ−ヘ
キサン／酢酸エチル＝２／１にてシリカゲルカラム精製
し１７．６ｇの一次精製品を得た。これをエタノールに
溶かして活性炭処理した後、エタノールにて再結晶し二
次精製品８．２ｇを得た。（収率２２．９％）

【０１１０】また上記化合物の他に、テトラブチルアン
モニウムブロマイド、トリエチルアンモニウムブロマイ
ド、テトラベンジルアンモニウムブロマイド、テトラプ
ロピルアンモニウムブロマイド、トリ（２−ヒドロキシ
エチル）アンモニウムブロマイド、その他のイオン性物
質が用いられる。

【０１１１】また、本発明に特徴的に用いられる、上記
導電性ドーパントのカイラルスメクティック液晶組成物
中に含有される割合は特性における効果を鑑みて０．０
１〜５重量％である。

【０１１２】本発明においてカイラルスメクティック液
晶組成物は、パーフルオロエーテル液晶性化合物との相
溶性が良好であるという観点でパーフルオロアルキル液
晶性化合物を含有することができる。さらにその他の構
成成分として、パーフルオロカーボン鎖を持たない、い
わゆるハイドロカーボンタイプの液晶性化合物を含有す
ることが可能である。そして本発明のカイラルスメクテ
ィック液晶組成物にはカイラル化合物が含まれる。

【０１１３】以上に記述したパーフルオロアルキル液晶
性化合物の具体例として特開平２−１４２７５３号公報
に記載のものが挙げられ以下の構造のものが挙げられ
る。

【０１１４】

【化４８】

【０１１５】

【化４９】

【０１１６】

【化５０】

【０１１７】

【化５１】

【０１１８】

【化５２】

【０１１９】

【化５３】

【０１２０】

【化５４】

【０１２１】

【化５５】

【０１２２】

【化５６】

【０１２３】

【化５７】

【０１２４】

【化５８】

【０１２５】さらにその他の構成成分としてのパーフル
オロカーボン鎖を持たない、いわゆるハイドロカーボン
タイプの液晶性化合物の具体例として、以下の構造のも
のが挙げられる。

【０１２６】

【化５９】

【０１２７】

【化６０】

【０１２８】

【化６１】

【０１２９】

【化６２】

【０１３０】

【化６３】

【０１３１】

【化６４】

【０１３２】

【化６５】

【０１３３】

【化６６】

【０１３４】

【化６７】

【０１３５】

【化６８】

【０１３６】

【化６９】

【０１３７】

【化７０】

【０１３８】

【化７１】

【０１３９】

【化７２】

【０１４０】

【化７３】

【０１４１】

【化７４】

【０１４２】

【化７５】

【０１４３】さらにカイラル化合物の具体例としては以
下の構造のものが挙げられるが本発明はこれらに限定さ
れるものではない。

【０１４４】

【表１】

【０１４５】

【表２】

【０１４６】

【表３】

【０１４７】

【表４】

【０１４８】

【表５】

【０１４９】

【化７６】

【０１５０】

【化７７】

【０１５１】

【表６】

【０１５２】

【表７】

【０１５３】

【表８】

【０１５４】

【表９】

【０１５５】

【表１０】

【０１５６】

【化７８】

【０１５７】

【化７９】

【０１５８】

【化８０】

【０１５９】

【化８１】

【０１６０】

【化８２】

【０１６１】

【化８３】Ｄ−１：ｎ＝６，２Ｒ，５ＲＤ−２：ｎ＝６，２Ｓ，５ＲＤ−３：ｎ＝４，２Ｒ，５ＲＤ−４：ｎ＝４，２Ｓ，５ＲＤ−５：ｎ＝３，２Ｒ，５ＲＤ−６：ｎ＝２，２Ｓ，５ＲＤ−７：ｎ＝２，２Ｒ，５ＲＤ−８：ｎ＝１，２Ｓ，５ＲＤ−９：ｎ＝１，２Ｒ，５Ｒ

【０１６２】

【化８４】Ｄ−１０：ｎ＝１Ｄ−１１：ｎ＝２Ｄ−１２：ｎ＝３Ｄ−１３：ｎ＝４Ｄ−１４：ｎ＝６Ｄ−１５：ｎ＝１０

【０１６３】

【化８５】Ｄ−１６：ｎ＝８Ｄ−１７：ｎ＝１０

【０１６４】

【化８６】

【０１６５】

【化８７】

【０１６６】

【化８８】

【０１６７】

【化８９】

【０１６８】

【化９０】

【０１６９】

【化９１】

【０１７０】また、本発明で用いるカイラルスメクティ
ック液晶組成物中には、その他の化合物、例えば染料、
顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加物も含むこと
が可能である。

【０１７１】本発明の液晶素子は、通常一対の電極基板
間に液晶を挟持した構造をとり、当該電極により液晶に
電圧印加をなし、その配向状態を制御する。

【０１７２】図１に本発明の液晶素子の１例を挙げた。
１がカイラルスメクティック液晶組成物からなる液晶層
であり、通常、双安定性を発現させるため、層厚は５μ
ｍ以下が好ましい。２が基板であり、ガラス、プラスチ
ック等が用いられる。３がＩＴＯ等の透明電極である。
４が配向制御層であり、少なくとも一方の配向制御層の
膜厚が２００Å以下である。該配向制御層の形成方法と
しては、例えば基板上に溶液塗工または蒸着あるいはス
パッタリング等により、一酸化珪素、二酸化珪素、酸化
アルミニウム、ジルコニア、フッ化マグネシウム、酸化
セリウム、フッ化セリウム、シリコン窒化物、シリコン
炭化物、ホウ素窒化物などの無機物やポリビニルアルコ
ール、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリエステル、
ポリアミド、ポリエステルイミド、ポリパラキシレン、
ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリビニル
クロライド、ポリスチレン、ポリシロキサン、セルロー
ス樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂など
の有機物を用いて被膜形成したのち、表面をビロード、
布あるいは紙等の繊維状のもので摺擦（ラビング）する
ことにより得られる。また、ＳｉＯ等の酸化物あるいは
窒化物などを基板の斜方から蒸着する、斜方蒸着法など
も用いられ得る。好ましくはポリイミドが用いられる。
本発明の液晶素子は少なくとも一方の配向制御膜の膜厚
が２００Å以下であり、前記カイラルスメクティック液
晶組成物を必須成分として含み、所定の機能を付与した
ものであればその構造は限定されない。

【０１７３】また、上記配向制御層とは別に上下基板の
ショート防止層としての絶縁層や他の有機物層、無機物
層が形成されていてもよい。５は、基板を貼り合わせる
シール材である。この他に、基板間にはシリカビーズ等
のギャップ制御スペーサー（不図示）等が設けられる。
８が偏光板、９が光源である。信号電源（不図示）から
のスイッチング信号に応じてスイッチングが行われ、表
示素子等のライトバルブとして機能する。また、３の透
明電極を上下クロスにマトリクスとすれば、パターン表
示、パターン露光が可能となり、例えばパーソナルコン
ピューター、ワードプロセッサー等のディスプレイ、プ
リンター用ライトバルブとして用いられる。

【０１７４】本発明の液晶素子は種々の機能をもった液
晶装置を構成するが、図２、図３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ＳＹ
Ｎ信号による通信同期手段を取ることにより液晶表示装
置を実現する。図中の符号はそれぞれ以下のとおりであ
る。

【０１７５】１０１カイラルスメクティック液晶表示
装置１０２グラフィックコントローラ１０３表示パネル１０４走査線駆動装置１０５情報線駆動装置１０６デコーダ１０７走査信号発生装置１０８シフトレジスタ１０９ラインメモリ１１０情報信号発生装置１１１駆動制御回路１１２ＧＣＰＵ１１３ホストＣＰＵ１１４ＶＲＡＭ

【０１７６】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にて行われ、図２及び図３に示
した信号転送手段にしたがって表示パネル１０３へと転
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、ＧＣＰＵと略す。）及びＶＲＡＭ
（画像情報格納用メモリ）１１４を核にホストＣＰＵ１
１３と液晶表示装置１０１間の画像情報の管理や通信を
つかさどっている。尚、該表示パネルの裏面には、光源
が配置されている。

【０１７７】本発明の表示装置は表示媒体である液晶素
子が前述したように良好なスイッチング特性を有するた
め、優れた駆動特性、信頼性を発揮し、高精細、高速、
大面積の表示画像を得ることができる。

【０１７８】本発明の液晶素子の駆動法としては、例え
ば特開昭５９−１９３４２６号公報、特開昭５９−１９
３４２７号公報、特開昭６０−１５６０４６号公報、特
開昭６０−１５６０４７号公報などに開示された駆動法
を適用することができる。

【０１７９】図６は、上記駆動法の波形図の一例であ
る。また、図５は、マトリクス電極を配置したカイラル
スメクティック液晶パネルの一例の平面図である。図５
の液晶パネル５１には、走査電極群５２の走査線と情報
電極群５３のデータ線とが互いに交差して配線され、そ
の交差部の走査線とデータ線との間にはカイラルスメク
ティック液晶が配置されている。

【０１８０】図６（Ａ）中のＳ_Sは選択された走査線に
印加する選択走査波形を、Ｓ_Nは選択されていない非選
択走査波形を、Ｉ_Sは選択されたデータ線に印加する選
択情報波形（黒）を、Ｉ_N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−Ｓ_S）と（Ｉ_N−Ｓ_S）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（Ｉ_S−Ｓ_S）が
印加された画素は黒の表示状態をとり、電圧（Ｉ_N−
Ｓ_S）が印加された画素は白の表示状態をとる。

【０１８１】図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示す駆動波形
で、図４に示す表示を行ったときの時系列波形である。

【０１８２】図６に示す駆動例では、選択された走査線
上の画素に印加される単一極性電圧の最小印加時間Δｔ
が書込み位相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。

【０１８３】さて、図６に示した駆動波形の各パラメー
タＶ_S，Ｖ_I，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。

【０１８４】図７は後述するバイアス比を一定に保った
まま駆動電圧（Ｖ_S＋Ｖ_I）を変化させた時の透過率Ｔの
変化、即ちＶ−Ｔ特性を示したものである。ここではΔ
ｔ＝５０μｓｅｃ、バイアス比Ｖ_I／（Ｖ_I＋Ｖ_S）＝１
／３に固定されている。図７の正側は図６で示した（Ｉ
_N−Ｓ_S）、負側は（Ｉ_S−Ｓ_S）で示した波形が印加され
る。

【０１８５】ここで、Ｖ₁，Ｖ₃をそれぞれ実駆動閾値電
圧及びクロストーク電圧と呼ぶ。また、Ｖ₂＜Ｖ₁＜Ｖ₃
の時ΔＶ＝（Ｖ₃−Ｖ₁）／（Ｖ₃＋Ｖ₁）を電圧マージン
と呼び、マトリクス駆動可能な電圧幅のパラメータとな
る。Ｖ₃はカイラルスメクティック液晶表示素子駆動
上、一般的に存在すると言ってよい。具体的には、図６
（Ａ）（Ｉ_N−Ｓ_S）の波形におけるＶ_Bによるスイッチ
ングを起こす電圧値である。勿論、バイアス比を大きく
することによりＶ₃の値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。

【０１８６】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。ところで、バイアス比を固定す
れば、電圧マージンΔＶは液晶材料のスイッチング特性
及び素子構成に強く依存し、ΔＶの大きい素子がマトリ
クス駆動上非常に有利であることは言うまでもない。

【０１８７】また、同様に上述した電圧を一定に保ち、
電圧印加時間をΔｔを変化させていくことにより、駆動
をすることも可能である。上述した電圧をそのまま電圧
印加時間とすればよく、その際電圧印加時間閾値をΔｔ
₁とし、電圧印加時間クロストーク値をΔｔ₂とし、（Δ
ｔ₂−Δｔ₁）／（Δｔ₂＋Δｔ₁）＝ΔＴを電圧印加時間
マージンという。

【０１８８】この様なある一定温度において、情報信号
の２通りの向きによって選択画素に「黒」及び「白」の
２状態を書き込むことが可能であり、非選択画素はその
「黒」又は「白」の状態を保持することが可能である電
圧マージンまたは電圧印加時間マージンは液晶材料及び
素子構成によって差が有り、特有なものである。また、
環境温度の変化によっても駆動マージンはズレていくた
め、実際の表示装置の場合、液晶材料、素子構成や環境
温度に対して最適な駆動条件にしておく必要がある。

【０１８９】

【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。

【０１９０】［実施例１、比較例１］ＩＴＯ（膜厚１５
０ｎｍ）付きガラス基板（１．１ｍｍ厚２枚使用）に東
レ社製ポリイミド前駆体ＬＰ６４のＮＭＰ／ｎＢＣ＝２
／１の０．７％溶液をスピンコート、焼成しポリイミド
（膜厚５ｎｍ）とした後、ラビング処理を施し、さらに
一方の基板にスペーサーとして平均粒径２．０μｍのシ
リカビーズを散布し、他方の基板を対向させ液晶セルを
作成した。

【０１９１】一方下記の液晶性化合物Ａ、Ｂ₁、Ｂ₂、Ｂ
₃、Ｃ₁、Ｃ₂を下記組成比（重量部）で液晶組成物αを
調製し、さらに該液晶組成物αに導電性ドーパントとし
て下記化合物を１％添加、液晶組成物βを調製した。液
晶組成物αおよび液晶組成物βのＰｓはともに３０℃に
おいて約４０ｎＣ／ｃｍ²であった。

【０１９２】

【化９２】

【０１９３】液晶組成物α、液晶組成物βそれぞれを上
記液晶セルに注入した後、等方相温度から０．５℃／ｍ
ｉｎの速さで徐冷して液晶素子Ｘ（液晶組成物α使
用）、液晶素子Ｙ（液晶組成物β使用）を作成した。

【０１９４】液晶素子Ｘ、液晶素子Ｙを用いて次の方法
でセルの特性（駆動前後の配向性、θａ（みかけのティ
ルト角）、コントラスト、閾値（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ
ｓｐｅｅｄ）、沈み込み時間）を評価した。

【０１９５】沈み込み時間の評価方法を下記する。

【０１９６】直交した偏光板の間において、黒状態を示
すようにセルを配置し、白方向のパルス電圧を印加した
時、白レベルの輝度変化の様子をホトマル出力によって
図８（ａ）に示す。最初の数秒間は所定の白レベルより
も低い。この現象を我々は「沈み込み」と呼び、この現
象がディスプレイパネルとして「残像」に関係する。

【０１９７】沈み込み時間は閾値の１．２倍のパルス幅
のパルスを印加し、白レベルの輝度変化の飽和する時間
をオシロスコープ上で読みとった。結果を示す。

【０１９８】

【表１１】

【０１９９】

【化９３】

【０２００】［比較例２、比較例３］配向膜として６，
６−ナイロンを用い、配向膜の厚さを５０ｎｍとした他
は、全く実施例１と同様にセルを作成した。

【０２０１】液晶組成物α、液晶組成物βそれぞれを上
記液晶セルに注入した後、等方相温度から０．５℃／ｍ
ｉｎの速やさで徐冷して液晶素子Ｚ（液晶組成物α使
用）、液晶素子Ｗ（液晶組成物β使用）を作成した。

【０２０２】液晶素子Ｚ、液晶素子Ｗを用い実施例１と
同様な評価を行った。結果を示す。

【０２０３】

【表１２】

【０２０４】実施例１、比較例１〜３より本発明の液晶
素子は残像がなく、高コントラスト、高速応答性を持つ
液晶素子となることがわかった。

【０２０５】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明の液晶素
子によれば、ブックシェルフあるいはそれに近い層傾き
角の小さな構造を発現し、高速、高コントラスト、大面
積、高精細、高輝度、高信頼性、しかも高品位の高輝
度、高コントラストの液晶装置を提供しようとするもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶素子の断面構造を示す図である。

【図２】本発明の液晶素子を備えた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図である。

【図３】表示装置とグラフィ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を示す図である。

【図４】図６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５】マトリクス電極を配置した液晶パネルの平面図
である。

【図６】本発明の液晶素子の駆動に用いられる駆動波形
の一例を示す図である。

【図７】本発明にかかる、駆動電圧を変化させた時の透
過率の変化を表すグラフ（Ｖ−Ｔ特性図）である。

【図８】液晶素子の残像現像に関係する沈み込みの説明
図である。

【符号の説明】

１液晶層２基板３透明電極４配向制御層５シール材８偏光板９光源１０１カイラルスメクティック液晶表示装置１０２グラフィックコントローラ１０３表示パネル１０４走査線駆動装置１０５情報線駆動装置１０６デコーダ１０７走査信号発生装置１０８シフトレジスタ１０９ラインメモリ１１０情報信号発生装置１１１駆動制御回路１１２ＧＣＰＵ１１３ホストＣＰＵ１１４ＶＲＡＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤公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

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下基板に少なくとも電極と配向制御層
を有し、少なくとも一方の配向制御層の膜厚が２００Å
以下である液晶素子において、液晶が、フルオロカーボン末端部分及び炭化水素末端部分を含
み、該両末端部分が中心核によって結合されており、ス
メクティック中間相または潜在的スメクティック中間相
を持つフッ素含有液晶化合物群を７０重量％以上含有す
る液晶組成物であり、該フッ素含有液晶化合物のうち、フルオロカーボン末端
鎖中に少なくとも一つの連鎖中エーテル酸素を含む化合
物を前記液晶組成物の総量中３０重量％以上含有し、少なくとも一種以上の液晶層の抵抗を安定に下げる物質
を含有するカイラルスメクティック液晶組成物であるこ
とを特徴とする液晶素子。
【請求項２】少なくとも一方の配向制御層の膜厚が１
００Å以下である請求項１記載の液晶素子。
【請求項３】膜厚が２００Å以下の配向制御層がポリ
イミドからなる請求項１または２記載の液晶素子。
【請求項４】上下で異なる配向処理をしてなる請求項
１〜３いずれかに記載の液晶素子。
【請求項５】前記フルオロカーボン末端部分及び炭化
水素末端部分を含み、該両末端部分が中心核によって結
合されており、スメクティック中間相または潜在的スメ
クティック中間相を持つフッ素含有液晶化合物が、−Ｕ
Ｃ_wＦ_2w+1または−Ｖ（Ｃ_xＦ_2xＯ）_zＣ_yＦ_2y+1で表わさ
れるところのフルオロカーボン末端鎖を有し、且つ前記
フルオロカーボン末端鎖中に少なくとも一つの連鎖中エ
ーテル酸素を含むフッ素含有液晶化合物が、−Ｖ’（Ｃ
_x'Ｆ_2x'Ｏ）_z'Ｃ_y'Ｆ_2y'+1で表される連鎖中エーテル酸
素を含むフルオロカーボン末端鎖を有する〔ここでｘ及
びｘ’はそれぞれの（Ｃ_xＦ_2xＯ）及び（Ｃ_x'Ｆ_2x'Ｏ）
に独立に１から１０までの整数で、ｙ及びｙ’は１から
１０までの整数で、ｚ及びｚ’は１から１０までの整数
であり、ｗは１から２０までの整数である。Ｕは、−Ｃ
Ｏ−Ｏ−（ＣＨ₂）_r−、−Ｏ−（ＣＨ₂）_r−、−（ＣＨ
₂）_r−、−ＯＳＯ₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂（ＣＨ₂）_r
−、−Ｏ（ＣＨ₂）_r−Ｏ（ＣＨ₂）_r'−、−（ＣＨ₂）_r
−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＳＯ₂−、−（ＣＨ₂）_r−Ｎ（Ｃ_p
Ｈ_2p+1）−ＣＯ−（ここでｒ及びｒ’は独立に１から２
０までの整数であり、ｐは０から４までの整数であ
る。）、Ｖ及びＶ’は単結合、−ＣＯＯ−Ｃ_rＨ_2r−、
−Ｏ−Ｃ_rＨ_2r−、−Ｏ−（Ｃ_sＨ_2sＯ）_t−Ｃ_uＨ_2u−、
−ＯＳＯ₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−Ｃ_rＨ_2r−、−Ｃ_r
Ｈ_2r−、−Ｃ_rＨ_2r−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＳＯ₂−、−Ｃ_r
Ｈ_2r−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＣＯ−（ここでｒとｕはそれ
ぞれ独立に１から２０までの整数であり、ｓはそれぞれ
の（Ｃ_sＨ_2sＯ）に独立に１から１０までの整数であ
り、ｔは１から６までの整数であり、ｐは０から４まで
の整数である）〕請求項１〜４いずれかに記載の液晶素
子。
【請求項６】前記フルオロカーボン末端部分及び炭化
水素末端部分を含み、該両末端部分が中心核によって結
合されており、スメクティック中間相または潜在的スメ
クティック中間相を持つフッ素含有液晶化合物が下記一
般式Ｉ−１またはＩ−２で表される化合物であり、前記
フルオロカーボン末端鎖中に少なくとも一つの連鎖中エ
ーテル酸素を含むフッ素含有液晶化合物が、下記一般式
Ｉ−２で表される化合物である請求項１〜４いずれかに
記載の液晶素子。［一般式Ｉ−１］【化１】を表し、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ独立に０または１から３の整数を
表す。ただしａ＋ｂ＋ｃは少なくとも２である。Ｍ₁，
Ｎ₁はそれぞれ独立に、−ＣＯＯ−，−ＣＯＳ−，−Ｃ
ＯＳｅ−，−ＣＯＴｅ−，−（ＣＨ₂ＣＨ₂）_d−（ｄは
１から４の整数を表す）、−ＣＨ＝ＣＨ−，−ＣＨ＝Ｎ
−，−ＣＨ₂−Ｏ−，−ＣＯ−，−Ｏ−，単結合を表
し、その向きはいずれでもよい。Ｘ，Ｙ，ＺはＢ₁，
Ｄ₁，Ｅ₁における置換基であり、それぞれ独立に−Ｈ，
−Ｃｌ，−Ｆ，−Ｂｒ，−Ｉ，−ＯＨ，−ＯＣＨ₃，−
ＣＮ，−ＮＯ₂を表す。ｌ，ｍ，ｎはそれぞれ独立に０
〜４の整数を表す。Ｇ₁は−ＣＯＯ−Ｃ_eＨ_2e−，−Ｏ−
Ｃ_eＨ_2e−，−Ｃ_eＨ_2e−，−ＯＳＯＯ−，−ＯＯＳＯ
−，−ＳＯＯ−，−ＳＯＯＣ_eＨ_2e−，−ＯＣ_eＨ_2e−Ｏ
Ｃ_e'Ｈ_2e'−，−Ｃ_eＨ_2e−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＳＯＯ
−，−Ｃ_eＨ_2e−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＣＯ−（ｅ，ｅ’は
それぞれ独立に１から２０までの整数を表し、ｐは１か
ら４までの整数を表す。）を表す。Ａ₁は−Ｏ−Ｃ_fＨ_2f
−Ｏ−Ｃ_gＨ_2g+1，−Ｃ_fＨ_2f−Ｏ−Ｃ_gＨ_2g+1，−Ｃ_fＨ
_2f−Ｒ’，−Ｏ−Ｃ_fＨ_2f−Ｒ’，−ＣＯＯ−Ｃ_fＨ_2f−
Ｒ’，−ＯＣＯ−Ｃ_fＨ_2f−Ｒ’（Ｒ’は−Ｃｌ，−
Ｆ，−ＣＦ₃，−ＮＯ₂，−ＣＮ，−Ｈ，−ＣＯＯ−Ｃ_f'
Ｈ_2f'+1，−ＯＣＯ−Ｃ_f'Ｈ_2f'+1を表し、ｆ，ｆ’，ｇ
はそれぞれ独立に１から２０の整数を表す。）を表し、
Ａ₁は直鎖でも分岐鎖でも良い。Ｒは−Ｃ_xＦ_2x+1であ
り、ｘは１から２０までの整数を表す。）［一般式Ｉ−２］【化２】を表し、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ独立に０または１から３の整数を
表す。ただしａ＋ｂ＋ｃは少なくとも２である。Ｍ，Ｎ
はそれぞれ独立に、−ＣＯＯ−，−ＣＯＳ−，−ＣＯＳ
ｅ−，−ＣＯＴｅ−，−（ＣＨ₂ＣＨ₂）_d−（ｄは１か
ら４の整数を表す）、−Ｃ≡Ｃ−，−ＣＨ＝ＣＨ−，−
ＣＨ＝Ｎ−，−ＣＨ₂−Ｏ−，−ＣＯ−，−Ｏ−，単結
合を表し、その向きはいずれでもよい。それぞれのＸ，
Ｙ，Ｚは独立に−Ｈ，−Ｃｌ，−Ｆ，−Ｂｒ，−Ｉ，−
ＯＨ，−ＯＣＨ₃，−ＣＨ₃，−ＣＦ₃，−ＯＣＦ₃，−Ｃ
Ｎ，−ＮＯ₂を表す。それぞれのｌ，ｍ，ｎは独立に０
〜４の整数を表す。Ｇは−ＣＯＯ−Ｃ_eＨ_2e−，−Ｏ−
Ｃ_eＨ_2e−，−Ｏ（Ｃ_e"Ｈ_2e"Ｏ）_t−Ｃ_e'Ｈ_2e'−，−Ｃ
_eＨ_2e−，−ＯＳＯＯ−，−ＳＯＯ−，−ＳＯＯＣ_eＨ_2e
−，−Ｃ_eＨ_2e−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＳＯＯ−，−Ｃ_eＨ
_2e−Ｎ（Ｃ_pＨ_2p+1）−ＣＯ−（ｅ，ｅ’はそれぞれ独
立に１から２０までの整数を表し、ｐは０から４までの
整数を表す。ｅ”はそれぞれの（Ｃ_e"Ｈ_2e"Ｏ）に独立
に１から１０の整数を表わし、ｔは１から６の整数を表
わす。）を表す。Ａは−Ｏ−（Ｃ_fＨ_2f−Ｏ）_u−Ｃ_hＨ
_2h+1，−（Ｃ_fＨ_2f−Ｏ）_u−Ｃ_hＨ_2h+1，−Ｃ_fＨ_2f−
Ｗ，−Ｏ−Ｃ_fＨ_2f−Ｗ，−ＣＯＯ−Ｃ_fＨ_2f−Ｗ，−Ｏ
ＣＯ−Ｃ_fＨ_2f−Ｗ（Ｗは−Ｃｌ，−Ｆ，−ＣＦ₃，−Ｎ
Ｏ₂，−ＣＮ，−Ｈ，−ＣＯＯ−Ｃ_hＨ_2h+1，−ＯＣＯ−
Ｃ_hＨ_2h+1を表し、ｆ，ｈはそれぞれ独立に１から２０
の整数を表す。ｕは１から１０の整数である。）を表
し、Ａは直鎖でも分岐鎖でも良い。Ｒは−（Ｃ_x'Ｆ_2x'
Ｏ）_z'Ｃ_y'Ｆ_2y'+1であり、ｘ’はそれぞれの（Ｃ_x'Ｆ
_2x'Ｏ）に独立に１から１０までの整数であり、ｙ’は
１から１０までの整数であり、ｚ’は１から１０までの
整数である。）
【請求項７】前記一般式Ｉ−１及びＩ−２で表される
化合物がフェニルピリミジンコアからなる化合物である
請求項６記載の液晶組成物。
【請求項８】前記フルオロカーボン末端中に少なくと
も一つの連鎖中エーテル酸素を含むフッ素含有液晶化合
物を５０重量％以上含有する液晶組成物を使用した請求
項１〜７いずれかに記載の液晶素子。
【請求項９】前記液晶層の抵抗を安定に下げる物質の
添加量が、液晶組成物全体に対し０．０１〜５重量％で
ある液晶組成物を使用した請求項１〜８のいずれかに記
載の液晶素子。
【請求項１０】請求項１〜９いずれかに記載の液晶素
子を使用したことを特徴とする液晶装置。