JPH1053765A

JPH1053765A - スメクチック液晶組成物及び液晶セル

Info

Publication number: JPH1053765A
Application number: JP8324275A
Authority: JP
Inventors: Kenji Takigawa; 賢司瀧川; Toshio Yamamoto; 敏生山本; Yuichiro Yamada; 祐一郎山田; Yoshihiko Aihara; 良彦相原; Shigeji Hashimoto; 茂治橋本; Giichi Suzuki; 義一鈴木
Original assignee: Showa Shell Sekiyu KK; Denso Corp
Current assignee: Showa Shell Sekiyu KK; Denso Corp
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 1998-02-24
Also published as: FR2753716A1; DE19723438A1; FR2753716B1; US5972242A

Abstract

(57)【要約】【目的】温度が広範囲に亘り変化しても、この温度変
化に伴う配向乱れの発生を抑えて良好なコントラストと
高い信頼性を実現する液晶セル及びこの液晶セルに用い
るスメクチック液晶組成物を提供する。【解決手段】本発明者等は、スメクチックＣ_A ^*相の
層間隔が温度変化により変動しにくい反強誘電性液晶組
成物が配向乱れを発生しにくいことを見出した。即ち，
スメクチックＣ_A ^*相の層間隔の値が最小値をとる温度
ｔ₁から−２０℃までの温度範囲において、層間隔がほ
ぼ一定の反強誘電性液晶化合物を４５重量％以上含む反
強誘電性液晶組成物とすれば、冷熱温度サイクル過程後
も液晶配向の乱れが生じない。更に、この組成物の温度
ｔ₁における自発分極を１６０ｎＣ／ｃｍ²以上とすれ
ば、いっそう効果的である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶組成物及び液
晶セルに係り、特に、強誘電相（以下、ＳｍＣ^*相とい
う）や反強誘電相（以下、ＳｍＣ_A ^*相という）を出現
するスメクチック液晶組成物及びこのスメクチック液晶
組成物を採用してなる液晶セルに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶セルは、薄型、軽量及び低消
費電力等の特徴を生かして幅広く用いられるようになっ
てきたが、これらの液晶セルの殆どが、ネマチック液晶
を一般的に採用している。このネマチック液晶は、液晶
の比誘電率の異方性を駆動源としているため、その応答
速度が低く改善の必要性に迫られている。

【０００３】これに対し、Ｍｅｙｅｒ等により見出され
たカイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^*相）を呈する強
誘電性液晶を用いた液晶セルは、ネマチック液晶では達
成できなかった高速応答性やメモリー性を有している。
このため、これらの特性を生かして、強誘電性液晶を用
いた液晶セルへの応用研究が精力的に行われている。し
かし、上記強誘電性液晶を用いて、液晶セルに必要とさ
れる良好な配向性やメモリー性を実際の液晶セルにて実
現することは困難であり、強誘電性液晶は、外部からの
ショックに弱い等、解決すべき課題が数多く残されてい
る。

【０００４】一方、最近になって、Ｃｈａｎｄａｎｉ等
により上記ＳｍＣ^*相の低温側に三安定状態を示す反強
誘電相（ＳｍＣ_A ^*相）が発見された。この反強誘電性
液晶は、隣接する液晶層毎に双極子が反平行に配列した
熱力学的に安定な相を示し、印加電圧に対して明確な閾
値と二重履歴特性を示すことを特徴とする反強誘電相−
強誘電相間の電場誘起相転移を起こす。また、このスイ
ッチング挙動を応用して、新規な表示方法の実現に向け
ての検討が始まっている。

【０００５】反強誘電相を有する液晶化合物としては、
特開平１−２１３３９０号、特開平１−３１６３３９
号、特開平１−３１６３６７号、特開平２−２８１２８
号の各公報にて既に知られており、さらに、新しい反強
誘電性液晶化合物も発表されており、次第にその数が増
大している。ここで、現在までに製造されている反強誘
電性液晶化合物の多くは実用的な面から考えたとき融点
が高く、また、反強誘電相の温度範囲も室温よりはるか
に高いものが多い。通常、強誘電性又は反強誘電性の液
晶セルに用いられる液晶材料としては、５乃至１０数種
類の液晶化合物の混合物を用いる。その理由は、現在で
は、１種類の液晶化合物のみで、液晶セルに要求される
種々の物性を満足できるものがなく、各物性に特徴をも
つ液晶化合物を混合することにより、全体としての物性
のバランスを保ち、要求物性を満足させているからであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、反強誘電性
液晶組成物および強誘電性液晶組成物等のスメクチック
液晶組成物を液晶セルに応用する場合の問題点の一つと
して、液晶セルの温度変化に伴う配向の乱れが挙げられ
る。温度が高温から低温に変化するとき、液晶組成物の
相は、一般に、スメクチックＡ相（ＳｍＡ相）→スメク
チックＣ^*相（ＳｍＣ^*相）→スメクチックＣ_A ^*相
（ＳｍＣ_A ^*相）→スメクチックＩ^*相（ＳｍＩ^*相）
又はスメクチックＩ_A ^*（ＳｍＩ_A ^*相）と変化する。
これに伴い、液晶組成物のスメクチック相における層構
造の層間隔が、ＳｍＡ相から急激に小さくなり、この減
少は、ＳｍＣ_A ^*相になると緩やかになってある温度で
最小値をとり、さらに温度を下げると、再び増加する。

【０００７】一方、温度を低温から高温に上げていくと
きには、層間隔は上記変化とは逆の変化を生じる（図１
６参照）。配向の乱れは、このように液晶セルに対して
冷熱温度サイクルを与えた時に発生する。この理由とし
ては、冷熱温度サイクル時における層間隔の変化を緩和
するために、スメクチック相の層に構造的な欠陥が発生
し、配向の乱れを引き起こすことによると考えられる
（図１６参照）。このような配向の乱れが原因で、液晶
の光軸と偏光板の角度がずれるため、暗表示時において
光漏れが起こり、明表示と暗表示の輝度の比で表される
コントラストの値が小さくなり、鮮明な画面表示を実現
するときの妨げとなる。また、この配向乱れによって、
表示の焼き付きも生じやすくなる。表示の焼き付きは配
向が乱れた画素に異なる電圧、例えば白表示の電圧と黒
表示の電圧が印加されることで配向すなわち輝度に差が
生じる現象である。

【０００８】例えば、層間隔の温度依存性に関する強誘
電性液晶の例として、特開平２−４０６２５号公報にて
開示されているように、結晶化したときに、結晶相とス
メクチック相との層間隔が変わらない強誘電性液晶を用
いるものがある。しかし、本発明者等の検討によれば、
この強誘電性液晶組成物もスメクチック相の温度範囲内
では温度変化に伴って層間隔が増減しているために、こ
の範囲で温度が変化した場合には、配向が乱れて液晶セ
ルとしての表示機能が良好にならないという不具合が生
ずることがわかった。

【０００９】従って、本発明者等は、スメクチック液晶
の層間隔が温度変化に対しほぼ一定であるならば、上記
スメクチック相の層構造欠陥も発生しにくくなり、配向
の乱れが発生しにくくなると考える。また、例えば反強
誘電性液晶の場合、反強誘電性液晶化合物を１種類のみ
を用いて液晶セル中の液晶を形成する場合、上記したよ
うに、要求される種々の物性を満足できない。例えば、
反強誘電相の温度範囲が室温よりもはるかに高いものや
液晶の駆動電圧が５０Ｖ以上になって正極性と負極性と
の間の変化に要する応答時間が長くなる等、実用上問題
がある液晶が多い。また、初期配向についても、液晶化
合物１種類のみでは、液晶分子がラビング方向に全く配
向しないか、或いは、配向しても暗表示時の光漏れ量が
多くなり、コントラストが低下する。

【００１０】一方、複数の液晶化合物を混合した液晶組
成物の場合、配向状態が改善されて暗表示時の光漏れ量
が少なくなる。従って、ただ１種類の反強誘電性液晶化
合物を用いて液晶セルを作製することは好ましくなく、
上述のごとく、通常は、数種類以上の反強誘電性液晶化
合物を混合した反強誘電性液晶組成物を混合して使用す
ることが必要となる。このことは強誘電性液晶において
も、同じである。そこで、液晶セルに用いるためには、
組成物として配向乱れが発生しにくいものが必要とな
る。

【００１１】そこで、本発明は、以上のようなことに鑑
み、温度が広範囲に亘り変化しても、この温度変化に伴
う配向乱れの発生を抑えて良好なコントラストを実現
し、および焼き付きの生じない高い信頼性を持つ液晶セ
ル及びこの液晶セルに用いるスメクチック液晶組成物を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決することを目的として鋭意研究を重ねた結果、ス
メクチックＣ_A ^*相及びスメクチックＩ_A ^*相の少なく
とも一方の層間隔が温度変化により変動しにくいスメク
チック液晶組成物が配向乱れを発生しにくいことを見出
した。従って、スメクチック液晶組成物に対して層間隔
の温度依存性がほぼ一定のスメクチック液晶化合物を含
有させればよい。

【００１３】なお、実際には、本発明者等の検討によれ
ば、液晶セルが安定して駆動しているときの温度（４５
℃乃至６０℃）から低温側の−２０℃までの間における
冷熱温度サイクル後のコントラストの低下が、初期のコ
ントラストの１０％以内であれば、許容されると考えら
れる。ここで、冷熱温度サイクル後の配向乱れを冷熱温
度サイクル後の暗輝度Ｔ₂（％）から冷熱温度サイクル
前の初期配向時の暗輝度Ｔ₁（％）を差し引いた値（Ｔ
₂−Ｔ₁）で表し、この値を光漏れ量とする。そして、
コントラストの面から光漏れ量（Ｔ₂−Ｔ₁）の許容範
囲は０．１％以下であることが必要であるとわかった。

【００１４】そこでまず、本発明者等は、種々のスメク
チック液晶化合物について、層間隔の温度依存性を調査
した。そして、この温度依存性の変動（所定温度範囲に
おける層間隔の最小値と最大値の差）が所定値以下のも
のを抽出し、これらを層間隔の温度依存性がほぼ一定の
スメクチック液晶化合物とし、所定値以上のものを層間
隔の温度依存性が変動するスメクチック液晶化合物とし
て分類した。

【００１５】次に、これら２種類のスメクチック液晶化
合物を用いてスメクチック液晶組成物を作製するため
に、スメクチック液晶組成物中の層間隔の温度依存性が
ほぼ一定のスメクチック液晶化合物の含有割合と、この
割合に対する液晶セルの冷熱温度サイクル後の光漏れ量
との関係について検討した。その結果、後述する図１０
のように、スメクチック液晶組成物中に含有される層間
隔の温度依存性がほぼ一定のスメクチック液晶化合物の
割合が所定値以上であれば、光漏れ量を０．１％以下に
抑えることができることを見出した。

【００１６】即ち、請求項１〜３、５、６および８〜１
３に記載の発明のように、層間隔の温度依存性がほぼ一
定の少なくとも１種類の第１のスメクチック液晶化合物
と、層間隔の温度依存性が変動する第２のスメクチック
液晶化合物との混合組成とし、第１のスメクチック液晶
化合物が当該混合組成中に占める割合を４５重量％以上
としたスメクチック液晶組成物とすれば、冷熱温度サイ
クル過程後も層間隔の変動による光漏れ量が殆どなくな
ることを見出した。それによって、このスメクチック液
晶組成物を用いた液晶セルにおいて、温度変化に伴う配
向乱れの発生が抑えられ、且つ、良好なコントラストお
よび焼き付きのない高い信頼性が実現できる。

【００１７】ここで、請求項２に記載の発明のように、
第１スメクチック液晶化合物が当該混合組成中に占める
割合を５０重量％以上とすれば、冷熱温度サイクル過程
後も層間隔の変動による光漏れ量をさらに小さくするこ
とができる。さらに好ましくは、請求項３に記載の発明
のように、第１スメクチック液晶化合物が当該混合組成
中に占める割合を６０重量％以上とすれば、より小さく
することができる。

【００１８】また、請求項４、５および７〜１２に記載
の発明によれば、上記１乃至３の発明に加えて、第２の
スメクチック液晶化合物として採用される反強誘電性液
晶化合物の分子構造は、次の化学構造式６で表される。

【００１９】

【化６】

【００２０】この化学構造式６において、Ｒ₁、Ｒ
₂は、炭素数２乃至２０のアルキル基、アルコキシ基、
アルキルカルボニル基或いはアルキルカルボニルオキシ
基を示し、Ｚ₁、Ｚ₂、Ｚ₃はそれぞれ独立に水素原
子、ハロゲン原子を示し、少なくとも一つ以上はハロゲ
ン原子で置換されている。それによって、請求項１乃至
３に記載の発明の効果を実現できることに加えて、さら
に、暗表示時に光漏れの少ない良好な初期配向暗が実現
できる。

【００２１】また、上記した第２のスメクチック液晶化
合物として採用される反強誘電性液晶化合物としては、
請求項５および７〜１２に記載の発明のように、この化
合物層間隔が最小値をとる温度乃至結晶化温度の範囲に
おける値のうち、最大値と最小値の差が０．１ｎｍより
も大きく０．４ｎｍ以下としたようなものとすることが
できる。

【００２２】また、本発明者らは、請求項６〜１２に記
載の発明のように、層間隔がほぼ一定の少なくとも２種
類のスメクチック液晶化合物のみの混合組成からなるス
メクチック液晶組成物とすれば、冷熱温度サイクル過程
後も層間隔の変動による光漏れ量が殆どなくなることを
見出した。それによって、このスメクチック液晶組成物
を用いた液晶セルにおいて、温度変化に伴う配向乱れの
発生が抑えられ、且つ、良好なコントラストおよび焼き
付きのない高い信頼性が実現できる。

【００２３】また、上記した層間隔の温度依存性がほぼ
一定のスメクチック液晶化合物とは、請求項７に記載の
発明のように、この化合物の層間隔が最小値をとる温度
乃至結晶化温度の温度範囲における層間隔の値がほぼ一
定であるスメクチック液晶化合物とすることができる。
尚、請求項８に記載の発明のように、この温度範囲にお
ける層間隔値のうち、最大値と最小値の差が０．１ｎｍ
以下であることが好ましい。

【００２４】また、請求項９に記載の発明によれば、ス
メクチック液晶化合物として採用される反強誘電性液晶
化合物の分子構造は次の化学構造式７により表される。

【００２５】

【化７】

【００２６】この化学構造式７において、Ｒ₁、Ｒ
₂は、炭素数２乃至２０のアルキル基、アルコキシ基、
アルキルカルボニル基或いはアルキルカルボニルオキシ
基を示し、Ｚ₁、Ｚ₂、Ｚ₃はそれぞれ独立に水素原
子、ハロゲン原子を示し、少なくとも一つ以上はハロゲ
ン原子で置換されている。また、請求項１０に記載の発
明によれば、スメクチック液晶化合物として採用される
反強誘電性液晶化合物の分子構造は次の化学構造式８に
より表される。

【００２７】

【化８】

【００２８】この化学構造式８において、Ｒ₂、Ｒ^' ₁
は、炭素数２乃至２０のアルキル基、アルコキシ基、ア
ルキルカルボニル基或いはアルキルカルボニルオキシ基
を示し、Ｚ₁、Ｚ₂、Ｚ₃はそれぞれ独立に水素原子、
ハロゲン原子を示す。また、請求項１１に記載の発明に
よれば、スメクチック液晶化合物として採用される反強
誘電性液晶化合物の分子構造が次の両化学構造式９、１
０により表される。

【００２９】

【化９】

【００３０】

【化１０】

【００３１】これら両化学構造式９、１０において、Ｒ
₁、Ｒ₂、Ｒ^' ₁、Ｒ^' ₂は、炭素数２乃至２０のアル
キル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基を示し、
化学構造式９でＺ₁、Ｚ₂、Ｚ₃はそれぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子を示し、Ｚ₁、Ｚ₂、Ｚ₃のうち少
なくとも１つ以上は、ハロゲン原子で置換されており、
化学構造式１０でＺ₄、Ｚ₅、Ｚ₆はそれぞれ独立に水
素原子、ハロゲン原子を示す。

【００３２】また、本発明者等は、鋭意検討の結果、ス
メクチック液晶組成物の層間隔が最小値をとる温度にお
ける自発分極が大きいほど配向が乱れにくいことを見出
した。すなわち、請求項１２に記載の発明によれば、請
求項１乃至１１の発明に加えて、スメクチック液晶組成
物の層間隔が最小値をとる温度における自発分極が１６
０ｎＣ／ｃｍ²以上とすることで、請求項１乃至３およ
び６乃至８に記載の発明の効果をさらに安定して実現で
きる。

【００３３】また、請求項１３に記載の発明によれば、
一般的な液晶セル使用温度範囲である−２０〜６０℃に
おいて、この温度範囲における層間隔の値のうち、最大
値と最小値の差が０．１ｎｍ以下としたスメクチック液
晶組成物としているので、冷熱温度サイクル過程後も層
間隔の変動による光漏れ量が殆どなく液晶配向の乱れが
生じない。そして、このスメクチック液晶組成物を用い
た液晶セルにおいて、温度変化に伴う配向乱れの発生が
抑えられ、且つ、良好なコントラストおよび焼き付きの
ない高い信頼性が実現できる。

【００３４】また、請求項１４に記載の発明によれば、
液晶セルに封入される液晶が請求項１乃至１３のいずれ
か一つに記載のスメクチック液晶組成物により構成され
ている。これにより、この液晶セルにおいて、冷熱温度
サイクルによる温度変化があっても、スメクチック液晶
組成物の層間隔がほぼ一定であるため、温度変化に伴う
配向乱れの発生が抑えられ、且つ、良好なコントラスト
および焼き付きのない高い信頼性が実現できる。

【００３５】また、請求項１５に記載の発明によれば、
スメクチックＣ_A ^*相及びスメクチックＩ_A ^*相の少な
くとも一方を出現するスメクチック液晶組成物を電極基
板の間に封入してなる液晶セルにおいて、このスメクチ
ック液晶組成物は、層間隔の温度依存性がほぼ一定の少
なくとも１種類の第１のスメクチック液晶化合物と、層
間隔の温度依存性が変動する第２のスメクチック液晶化
合物との混合組成からなり、第１のスメクチック液晶化
合物が前記混合組成中に占める割合は、液晶セルを、ス
メクチック液晶組成物の層間隔が最小値をとる温度から
−２０℃へ降温した後再び前記温度まで昇温するような
冷熱温度サイクル変化をさせた時に、冷熱温度サイクル
前の前記温度における液晶セルの暗表示時の暗輝度Ｔ₁
（％）と冷熱温度サイクル後の前記温度における液晶セ
ルの暗表示時の暗輝度Ｔ₂（％）との相対変化量（Ｔ₂
−Ｔ₁）が０．１％以下となるような割合であることを
特徴とする。それによって、この液晶セルにおいて、温
度変化に伴う配向乱れの発生が抑えられ、且つ、良好な
コントラストが実現および焼き付きのない高い信頼性で
きる。

【００３６】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、本発明の第１実施の形態を図面
に基づき説明する。本実施形態では、課題を解決するた
めの手段の項にて上述した化学構造式６、８および１０
に属するタイプの化合物（以下、非二重結合タイプと記
す）を用いている。図１は、本実施形態に用いた反強誘
電性液晶化合物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７の化学構造式を示
し、図２〜図８は、各々、反強誘電性液晶化合物Ｎｏ．
１〜Ｎｏ．７の温度と層間隔との関係を示すものであ
る。また、図９は、反強誘電性液晶化合物Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．７を用いた６つの反強誘電性液晶組成物（実施例１
〜５および実施例７）の各組成比を示すものである。（１）層間隔の温度依存性がほぼ一定の２種類の反強誘
電性液晶化合物と層間隔の温度依存性が変動する反強誘
電性液晶化合物とを含む反強誘電性液晶組成物を用いる
例（実施例１〜３）本発明者等は、図１にてＮｏ．１乃至Ｎｏ．６で示す化
学構造式の各反強誘電性液晶化合物を図９で示す各組成
比にて混合してなる反強誘電性液晶組成物を、実施例１
乃至実施例３として準備し、これら反強誘電性液晶組成
物を用いてなる液晶セルを作製した。

【００３７】具体的には、これら液晶セルは、それぞ
れ、次のようにして作製した。実施例１の反強誘電性液
晶組成物を両電極基板の間に注入した。セルギャップは
約１．７μｍである。両電極基板は、それぞれ、例え
ば、ＩｎＯ₃、ＳｎＯ₂、ＩＴＯ（酸化インジウムと酸
化スズとの混合酸化物）等からなる透明電極を有する透
明基板上に、ポリビニルアルコールやポリイミド等から
なる配向制御膜を設けて形成されている。実施例２及び
実施例３の各反強誘電性液晶組成物についても同様であ
る。

【００３８】但し、Ｎｏ．１の化学構造式の反強誘電性
液晶化合物は、図２にて示すような温度と層間隔との関
係を示し、また、Ｎｏ．２の化学構造式の反強誘電性液
晶化合物は、図３にて示すような温度と層間隔との関係
を示す。これによれば、これらＮｏ．１とＮｏ．２両反
強誘電性液晶化合物の層間隔は広い温度範囲に亘りほぼ
一定であることが分かる。ここで、層間隔の温度依存性
がほぼ一定とは、層間隔がその最小の時の温度乃至−２
０℃の温度範囲で１Å（０．１ｎｍ）以下であることを
いう。なお、図２及び図３において、符号Δｄは、層間
隔の最小値と−２０℃における層間隔の値との差（以
下、層間隔の変化量という）を示す。換言すれば、層間
隔の温度依存性がほぼ一定とは、Δｄが１Å（０．１ｎ
ｍ）以下であることをいう。

【００３９】また、Ｎｏ．３の化学構造式の反強誘電性
液晶化合物は、図４にて示すような温度と層間隔との関
係を示し、Ｎｏ．４の化学構造式の反強誘電性液晶化合
物は、図５にて示すような温度と層間隔との関係を示
し、Ｎｏ．５の化学構造式の反強誘電性液晶化合物は、
図６にて示すような温度と層間隔との関係を示し、ま
た、Ｎｏ．６の化学構造式の反強誘電性液晶化合物は、
図７にて示すような温度と層間隔との関係を示す。

【００４０】これらＮｏ．３〜Ｎｏ．６の化学構造式の
反強誘電性液晶化合物のうち、たとえば、Ｎｏ．４の化
合物のように結晶化温度が−２０℃よりも高く、−２０
℃までに結晶化してしまい層間隔が測定できなかったも
のにおいては、Δｄは層間隔の最小値と結晶化温度にお
ける層間隔の値との差をいう。一方、たとえばＮｏ．５
の化合物のように結晶化温度が−２０℃よりも低いもの
においては、Δｄは層間隔の最小値と−２０℃における
層間隔の値との差をいう。Ｎｏ．３〜Ｎｏ．６の化合物
はいずれもΔｄが１Å（０．１ｎｍ）以上であり、層間
隔の温度依存性が変動するスメクチック液晶化合物とい
える。

【００４１】また、上記Ｎｏ．１ないしＮｏ．６の反強
誘電性液晶化合物の各層間隔の温度依存性のデータは、
小角Ｘ線散乱測定に基づき求めた。即ち、各反強誘電性
液晶化合物を石英ガラス製等のキャピラリーチューブ
（内径＝０．３ｍｍ乃至０．７ｍｍ）に注入し若しくは
石英ガラス製等の板ガラス上に塗布し、温度制御（−５
０乃至１５０℃）が可能な小角Ｘ線散乱測定装置を用い
て、散乱ピークの角度から反強誘電性液晶化合物の層間
隔を求めた。

【００４２】また、上記実施例１乃至実施例３の各反強
誘電性液晶組成物の組成比は、図９にて示す通りであ
る。一例を挙げれば、実施例１の反強誘電性液晶組成物
では、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４及びＮ
ｏ．６の各化学構造式の反強誘電性液晶化合物の組成比
（重量％）が、２５．２、２１．０、１１．９、１１．
９及び３０．０である。

【００４３】これら実施例１乃至実施例３の反強誘電性
液晶組成物に冷熱温度サイクルを施し、以下のようにし
て配向暗（光漏れ量）を測定した。上述のように作製し
た液晶セルを偏光顕微鏡にセットする。このとき、液晶
セルは、０．１℃以内で温度を制御できるホットステー
ジ内にセットする。そして、各反強誘電性液晶組成物
は、一旦、温度を上げて液相状態に保ち、１．０℃／ｍ
ｉｎ（またはＫ／ｍｉｎ）以下の降温速度で徐々に温度
を低下して配向させる。このときには、三角波や矩形波
の電界を印加しながら配向させると良好な配向が得られ
る。

【００４４】このような状態で、上述の各液晶セルの暗
輝度を測定する。ここで、特定の標準試料における測定
輝度を１００％とし、測定された暗輝度は、この輝度に
対する相対値として百分率で表される。まず、液晶セル
の光軸を偏光顕微鏡の偏光板の一方に合わせる。層間隔
の温度依存性のデータより、層間隔が最も小さくなると
きの温度において、電界を印加してエージングを行う。
エージングの条件は、±４０Ｖ及び３０Ｈｚの矩形波を
有する印加電圧を利用し、この電圧の印加時間は５分で
ある。このときの暗輝度Ｔ₁（％）を初期配向暗の値と
する。その後、２．０℃／ｍｉｎ（またはＫ／ｍｉｎ）
の降温速度で温度を低下して、−２０℃に達した後、
２．０℃／ｍｉｎ（またはＫ／ｍｉｎ）の昇温速度で元
の温度に戻すという冷熱温度サイクルを施した後、暗輝
度Ｔ₂（％）の測定を行う。そして、暗輝度Ｔ₁から暗
輝度Ｔ₂への相対変化量（Ｔ₂−Ｔ₁）を光漏れ量と定
義する。液晶セルにおいては、この光漏れ量を０．１％
以下にすることが必要である。

【００４５】尚、冷熱温度サイクルにおいて、上記した
ように２．０℃／ｍｉｎ（またはＫ／ｍｉｎ）の昇温ま
たは降温速度としているが、本発明者等の検討によれ
ば、層間隔の温度依存性は、昇温または降温速度によら
ないことを確認している。尚、本発明の各実施形態にお
いては、すべて上記の方法により、暗輝度Ｔ₁、暗輝度
Ｔ₂、光漏れ量（Ｔ₂−Ｔ₁）、層間隔およびΔｄは測
定されている。

【００４６】このような測定を上記各液晶セルについて
行った結果、図１０に示すような光漏れ量に関するデー
タが得られた。なお、図１０には、対比のため、比較例
１及び２について冷熱温度サイクルを施した後の光漏れ
量をも示した。これによれば、上記実施例１乃至３の反
強誘電性液晶組成物を含む各液晶セルでは、光漏れ量
が、０．１％以下になっている。また、そのときに、各
液晶セル中の液晶組成物中に層間隔の温度依存性が一定
のＮｏ．１及びＮｏ．２の両液晶化合物の含有量は４６
％乃至６６％である。また、図１０のグラフからは、光
漏れ量０．１％以下を確保するためには、これらの含有
量が４３％以上であればよいことが読み取れる。

【００４７】このことから、層間隔の温度依存性がほぼ
一定となる上記２種類の反強誘電性液晶の含有量が凡そ
４５％以上（図１０参照）であれば、光漏れ量を０．１
％以下に抑えることができる。また、当該含有量が好ま
しくは凡そ５０％以上（図１０参照）であれば、光漏れ
量を０．０６％以下に抑えることができる。さらに、当
該含有量が好ましくは凡そ６０％以上（図１０参照）で
あれば、光漏れ量を０．０５％以下に抑えることができ
る。

【００４８】液晶組成物においては、その特性値に対し
て、組成比の誤差は数％程度許容されるのが一般的であ
る。例えば、ある液晶組成物中のある液晶化合物の含有
量が１０％であったとすると、この含有量に数％の誤差
が生じ、９．５％とか１０．５％となったとしても液晶
組成物の特性値はあまり変化しない。そのため、含有量
４５％および５０％であれば、±２〜３％程度の誤差を
許容しており、含有量６０％であれば、±３〜４％程度
の誤差を許容していることとなる。

【００４９】ここで、層間隔の温度依存性がほぼ一定と
は、スメクチックＣ_A ^*相の層間隔の値が最小値をとる
温度から結晶化温度（例えば、−２０℃）までの層間隔
の変化量が１Å以下であることをいう。図１１におい
て、冷熱温度サイクルにおける実施例１乃至３の反強誘
電性液晶組成物を有する各液晶セル及び上記両比較例
１、２の層間隔の変化量Δｄと実際の光漏れ量の値を示
した。なお、図１１の各光漏れ量は、図１０に示してあ
る。

【００５０】また、本第１実施の形態では、上述のよう
に、層間隔の温度依存性がほぼ一定となる上記２種類の
液晶化合物Ｎｏ．１及びＮｏ．２を含んだ実施例１乃至
実施例３のいずれかの反強誘電性液晶組成物を封入した
液晶セルであれば、層間隔を広い温度範囲に亘りほぼ一
定にできるので、表示コントラストを良好に維持でき、
焼き付きが生じない高い信頼性が得られる。（２）層間隔の温度依存性がほぼ一定の１種類の反強誘
電性液晶化合物と層間隔の温度依存性が変動する反強誘
電性液晶化合物とを含む反強誘電性液晶組成物を用いる
例（実施例４）図９にて示すごとく、上述した層間隔の温度依存性がほ
ぼ一定となる反強誘電性液晶化合物Ｎｏ．１を５０重量
％含み、かつ層間隔の温度依存性が変動する反強誘電性
液晶化合物Ｎｏ．３、Ｎｏ．４及びＮｏ．５を、それぞ
れ、１０重量％、１０重量％及び３０重量％含む反強誘
電性液晶組成物を、上記実施例１の反強誘電性液晶組成
物に代えて、上記液晶セルに封入し、実施例４として製
作した。そして、この実施例４の液晶セルについて暗輝
度の測定を行ったところ、その測定結果が図１０に示す
ものとして得られた。これによれば、光漏れ量が０．０
７％程度であることが分かる。従って、実施例４の液晶
セルでも、実施例２の液晶セルの場合と実質的に同様の
効果を達成できる。（３）層間隔の温度依存性がほぼ一定の２種類の反強誘
電性液晶化合物のみを含む反強誘電性液晶組成物を用い
る例（実施例５）図９にて示すごとく、上述した層間隔の温度依存性がほ
ぼ一定となる各反強誘電性液晶化合物Ｎｏ．１及びＮ
ｏ．２をそれぞれ５０％含み、層間隔の温度依存性が変
動する反強誘電性液晶化合物を含めないようにした反強
誘電性液晶組成物を、上記実施例１の反強誘電性液晶組
成物に代えて、上記液晶セルに封入し、実施例５として
製作した。この実施例５の液晶セルについて、暗輝度の
測定を行ったところ、その測定結果が図１１に示すよう
な値として得られた。

【００５１】これによれば、光漏れ量が０．０４％程度
であることが分かる。従って、実施例５の液晶セルの場
合、上記実施例１乃至４の液晶セルの場合に比べてより
一層良好な効果を達成できる。なお、ほぼ層間隔の温度
依存性が一定となる各反強誘電性液晶化合物の数をさら
に増大して実施してもよい。（４）層間隔の温度依存性がほぼ一定の１種類の反強誘
電性液晶化合物のみを含む反強誘電性液晶組成物を用い
る場合（実施例６）例えば、次の化１１の化学構造式により示す反強誘電性
液晶化合物は層間隔の変化量Δｄが１．０Å以下であ
る。この反強誘電性液晶化合物を上記第１実施例の反強
誘電性液晶組成物に代え上記液晶セルに注入し実施例６
として製作した。そして、この実施例６の液晶セルにつ
いて物性を測定した。

【００５２】

【化１１】

【００５３】これによれば、３０℃において、±５０
Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃの矩形波電圧を印加したときの
応答時間（一側極性の強誘電相から他側極性の強誘電相
への応答時間）は１５０μｓｅｃであり、実用上の目標
値である３０μｓｅｃに比べて、はるかに大きい値をも
っていた。従って、化１１の化学構造式により示す液晶
化合物１種類のみでは液晶セルにおいて要求される種々
の物性を満たすことはできない。換言すれば、反強誘電
性液晶化合物１種類のみでは、液晶セルにおいて必要と
されるすべての物性を満足することができないことが分
かる。（５）多種類の反強誘電性液晶化合物からなる反強誘電
性液晶組成物を用いる例ところで、反強誘電性液晶組成物を光スイッチやディス
プレイ等の素子に応用する場合、各素子において要求さ
れる反強誘電性液晶組成物の物性値を満足するために、
通常１０種類前後、あるいは１０種類以上の反強誘電性
液晶化合物からなる反強誘電性液晶組成物が使用され
る。

【００５４】光スイッチやディスプレイ等の素子で表示
品位の点から、コントラストが高いことが要求されるた
め、初期配向暗（暗輝度Ｔ₁％）が低いものが必要であ
り、通常は１％以下であることが好ましい。そこで、冷
熱温度サイクルにおける実施例１〜５および実施例７の
反強誘電性液晶組成物を有する各液晶セル及び上記両比
較例１、２の初期配向暗の値（暗輝度Ｔ₁）を、層間隔
の変化量Δｄの値および光漏れ量（Ｔ₂−Ｔ₁）の値と
共に表にしたものを図１２に示す。尚、初期配向暗目標
（１％以下）および光漏れ量目標（０．１％以下）につ
いて、各実施例において、目標を達成しているものには
○、そうでないものには×を付けた。

【００５５】尚、実施例７は、図９に示される組成比に
て混合した反強誘電性液晶組成物であり、層間隔の変化
量Δｄ、初期配向暗（暗輝度Ｔ₁）および光漏れ量は上
述と同様にして測定した。ここで、反強誘電性液晶化合
物Ｎｏ．７の化学構造式を図１に、上述と同様にして測
定した温度と層間隔との関係を図８に示す。図１２か
ら、初期配向暗のみに着目すると、実施例１、２、４、
７および比較例１、２は実施例３、５に比べて、初期配
向暗が低い。ここで、実施例１、２、４、７および比較
例１、２の各例の組成物は、不斉炭素の側鎖がトリフル
オロメチル基（−ＣＦ₃）である反強誘電性液晶化合物
（以下、ＣＦ３タイプと記す）と不斉炭素の側鎖がメチ
ル基（−ＣＨ₃）である反強誘電性液晶化合物（以下、
ＣＨ３タイプと記す）との混合組成物であるのに対し、
実施例３、５の各例の組成物は、ＣＦ３タイプのみから
なるものである点で異なっている。よって、初期配向暗
を低くするには、ＣＦ３タイプとＣＨ３タイプの混合組
成物であることが望ましいことがわかる。

【００５６】一方、冷熱温度サイクルによる配向乱れに
影響する光漏れ量の点から、図１２を検討してみる。比
較例１、２は勿論、光漏れ量が０．１％を超えているた
め問題外である。ここで、実施例７は、光漏れ量が０．
１％と許容範囲ぎりぎりであった。実施例７は、その組
成をみると、実施例４の化合物Ｎｏ．５が化合物Ｎｏ．
７で置換された形となっている。図１を参照にすると、
化合物Ｎｏ．５と化合物Ｎｏ．７との分子構造上の相違
は、ベンゼン環の水素原子がフッ素原子で置換されてい
るかいないかである。また、図６および図８より、層間
隔の変化量Δｄは化合物Ｎｏ．５が２Å（０．２ｎｍ）
であるのに比べて化合物Ｎｏ．７が７Å（０．７ｎｍ）
とかなり大きいことがわかる。

【００５７】よって、本発明の目的である冷熱温度サイ
クルによる配向乱れの防止を達成しつつ、さらに初期配
向暗の低減を達成するためには、上記の化合物Ｎｏ．７
のような層間隔の変化量Δｄが大きいＣＨ３タイプが組
成物に含有されていると、冷熱温度サイクルによる配向
乱れの防止が安定して達成できない恐れがある。そこ
で、層間隔の変化量Δｄが小さいＣＨ３タイプが必要と
なる。

【００５８】本発明者等は、多数の公知のＣＨ３タイプ
の反強誘電性液晶化合物について、その温度と層間隔の
関係を調査した。尚、調査したＣＨ３タイプは、いずれ
も層間隔の変化量Δｄが１Å（０．１ｎｍ）より大き
く、層間隔の温度依存性が変動するものばかりであり、
層間隔の温度依存性がほぼ一定のものはなかった。しか
しながら、本発明者等は、ＣＨ３タイプの中にあって
は、次の化学構造式１２により示される反強誘電性液晶
化合物が、比較的層間隔の変化量Δｄが小さいことを見
出した。

【００５９】

【化１２】

【００６０】この化学構造式１２において、Ｒ₁、Ｒ₂
は、炭素数２乃至２０のアルキル基、アルコキシ基、ア
ルキルカルボニル基或いはアルキルカルボニルオキシ基
を示し、Ｚ₁、Ｚ₂、Ｚ₃はそれぞれ独立に水素原子、
ハロゲン原子を示し、少なくとも一つ以上はハロゲン原
子で置換されている。ここで、ハロゲン原子は化学的安
定性の点からフッ素原子であることが好ましい。

【００６１】そして、化学構造式１２に属するＣＨ３タ
イプと、層間隔の温度依存性がほぼ一定の反強誘電性液
晶化合物とからなる反強誘電性液晶組成物において、後
者の含有量が凡そ４５重量％以上、好ましくは５０重量
％以上、さらに好ましくは６０重量％以上であれば、光
漏れ量が小さくでき、安定して冷熱温度サイクルによる
配向乱れの防止を達成しつつ、初期配向暗の低減が達成
できる。

【００６２】また、図２〜図８には、図１に記載のＮ
ｏ．１〜Ｎｏ．７の化学構造式にて表される反強誘電性
液晶化合物の温度と層間隔の関係が示されている。これ
らのうち、層間隔の温度依存性が変動する反強誘電性液
晶化合物であるＮｏ．３〜Ｎｏ．７を比べると、Ｎｏ．
７を除いて、Δｄは１Å（０．１ｎｍ）よりも大きく４
Å（０．４ｎｍ）以下である。図１２からわかるよう
に、化合物Ｎｏ．７を組成成分とする組成物である実施
例７は、光漏れ量が０．１％と許容範囲ぎりぎりであっ
た。よって、層間隔の温度依存性が変動する反強誘電性
液晶化合物を組成成分とする場合には、そのΔｄは凡そ
４Å（０．４ｎｍ）以下であることが好ましい。

【００６３】また、図１２より、反強誘電性液晶組成物
の層間隔の変化量Δｄが１．０Å（０．１ｎｍ）以下で
あれば、光漏れ量が０．１％以下となっている。通常、
液晶セルは、その使用温度範囲が−２０〜６０℃程度で
ある。そのため、この液晶セルに用いられる反強誘電性
液晶組成物の層間隔の変化量Δｄが１．０Å（０．１ｎ
ｍ）以下であれば、液晶セルの使用中に、液晶配向乱れ
が発生しないようにすることができる。

【００６４】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
の形態について説明すると、この第２実施の形態では、
上記第１実施の形態にて述べた非二重結合タイプの反強
誘電性液晶化合物とは異なり次の化学構造式１３により
示す反強誘電性液晶化合物（二重結合タイプ）が採用さ
れている。

【００６５】

【化１３】

【００６６】しかして、この化学構造式１３の反強誘電
性液晶化合物につき上記第１実施の形態にて述べたと同
様に層間隔の温度依存性につき測定してみたところ、図
１３にて示すような層間隔と温度との関係を示すデータ
が得られた。ここで、層間隔の変化量Δｄ＝１．０Åで
ある。よって、この反強誘電性液晶化合物を５０％以上
含む反強誘電性液晶組成物を形成すれば、上記第１実施
の形態にて述べた実施例１乃至５および実施例７の各反
強誘電性液晶組成物と同様に層間隔がほぼ一定の反強誘
電性液晶組成物を提供できる。

【００６７】また、この反強誘電性液晶組成物を封入し
た液晶セルとすれば、上記第１実施の形態と同様に表示
コントラストおよび焼き付きのない高い信頼性を良好に
維持し得る。なお、本発明の実施にあたっては、Ｎｏ．
１乃至Ｎｏ．７のいずれかの化学構造式の反強誘電性液
晶化合物及び上記第２実施の形態における反強誘電性液
晶化合物の混合物を５０％以上含むようにしても、上記
第１実施の形態と同様の反強誘電性液晶組成物を提供で
きる。

【００６８】また、本発明の実施にあたっては、反強誘
電性液晶組成物に限らず、強誘電性液晶組成物等のスメ
クチック液晶組成物を採用して実施してもよい。例え
ば、層間隔の温度依存性がほぼ一定の反強誘電性或いは
強誘電性の液晶化合物を、層間隔の温度依存性が変動す
る反強誘電性或いは強誘電性の液晶化合物に４５％乃至
５０％以上混合することにより、スメクチック液晶組成
物を形成して実施してもよい。

【００６９】また、上記各実施の形態では、温度が広範
囲に亘り変化しても、スメクチックＣ_A ^*相の層間隔の
温度依存性がほぼ一定である反強誘電性液晶液晶組成物
を用いる例について説明したが、これに限らず、スメク
チックＣ_A ^*相及びスメクチックＩ_A ^*相の少なくとも
一方において広い温度範囲に亘り層間隔の温度依存性を
ほぼ一定にする反強誘電性液晶液晶組成物を用いて実施
しても、上記各実施例１乃至５および実施例７と実質的
の同様の作用効果を達成できる。

【００７０】（第３実施形態）次に本発明の第３実施の
形態について説明する。本発明者等は、図１に示したＮ
ｏ．５、Ｎｏ．６および図１４（ａ）に示すＮｏ．８、
Ｎｏ．９の各々の化学構造式で表される４つの反強誘電
性液晶化合物を用いて、図１４（ｂ）に示すような組成
比を有する３つの反強誘電性液晶組成物を作製し、実施
例８〜１０とした。尚、上記４つの反強誘電性液晶化合
物はいずれも、層間隔の温度依存性が変動するものであ
る。

【００７１】そして、これら実施例８〜１０について、
各々層間隔が最小値をとる温度にて自発分極を測定し
た。ここで、自発分極は、各反強誘電性液晶組成物の層
間隔が最小値をとる温度において、周知のソーヤー・タ
ワー法によって測定した。各々の自発分極は、実施例８
が１２０ｎＣ／ｃｍ²、実施例９が１５５ｎＣ／ｃ
ｍ²、実施例１０が１８０ｎＣ／ｃｍ²であった。

【００７２】ここで、図１５は、自発分極が異なる３つ
の反強誘電性液晶組成物（実施例８〜１０）について、
冷熱温度サイクル試験での層間隔変化量δｄ（上述のΔ
ｄとは違う）に対応する光漏れ量を表したものである。
ここで、本実施形態における冷熱温度サイクル試験は、
層間隔が最小値をとる温度ｔ₁から任意の温度ｔまで降
温して再びｔ₁に昇温するものである。尚、昇降温速度
は、上述と同じ２．０℃／ｍｉｎである。ここで、温度
ｔ₁における層間隔ｄ［ｔ₁］を、任意の温度ｔにおけ
る層間隔をｄ［ｔ］とすると、この時の層間隔の変化量
δｄは、δｄ＝ｄ［ｔ］−ｄ［ｔ₁］となる。そして、
同じサンプルについて、温度ｔを変化させてｄ［ｔ］を
変化させ、種々のδｄを得る。また同時に、温度ｔにお
ける暗輝度Ｔを測定し、初期配向暗（暗輝度Ｔ₁）から
の相対変化量（Ｔ−Ｔ₁）つまり光漏れ量を求める。図
１５は、このδｄが横軸であり、光漏れ量（Ｔ−Ｔ₁）
が縦軸であるとし、実施例８〜１０の各々について、各
δｄに対応する光漏れ量（Ｔ−Ｔ₁）をプロットしたも
のである。

【００７３】ところで、実施例８〜１０の反強誘電性液
晶組成物は、実施例１〜５および実施例７と異なり、層
間隔の温度依存性が変動する反強誘電性液晶化合物のみ
からなるものである。従って、これら実施例８〜１０の
反強誘電性液晶組成物は、温度ｔによっては、δｄが１
Å（０．１ｎｍ）よりも大きくなる。ここで、図１５の
縦軸の光漏れ量が０．１％となるときの横軸の値が、冷
熱温度サイクル試験での層間隔変化量δｄの許容値とな
る。例えば、実施例１０では組成物の層間隔の許容値は
凡そ１．７Åであり、温度変化に伴う層間隔の変化量が
１．７Åより小さければ、光漏れ量が０．１％以下とで
きる。実施例８〜１０の反強誘電性液晶組成物を比較す
ると、自発分極が最も大きい実施例１０にて最も冷熱温
度サイクル試験での層間隔変化量δｄの許容値が大きく
なっている。換言すれば、自発分極が大きければ、温度
変化に伴って層間隔が大きく変化しても配向は乱れにく
いといえる。よって、冷熱温度サイクルによる配向乱れ
には、層間隔をほぼ一定にすることに加えて、自発分極
を大きくすることでよりいっそうに有効となる。

【００７４】ここで、層間隔が最小値をとる温度におけ
る自発分極が大きい反強誘電性液晶組成物において、配
向が乱れにくい理由は、以下のように考えられる。図１
６に、配向乱れの層構造モデルを示す。温度を層間隔が
最小値をとる温度から低温に下げていくと、層間隔が大
きくなるが、再び温度を層間隔が最小値をとる温度まで
上げていく過程において、層間隔の変化を緩和するため
に、スメクチック相の層に構造的な欠陥が生じ、配向乱
れを引き起こす。ここで、最も配向が乱れるのは層間隔
が最小値をとる温度であり、この温度で自発分極の大き
い反強誘電性液晶組成物ほど液晶分子間の相互作用が大
きく、層構造の変化すなわち配向乱れが発生しにくいと
考えられる。また、強誘電性液晶においても、自発分極
が大きいと分子間の相互作用が大きくなるので、反強誘
電性液晶と同様に自発分極が大きいと、配向が乱れにく
くなるといえる。

【００７５】また、実施例１〜５および実施例７の組成
物のように、層間隔の温度依存性がほぼ一定のスメクチ
ック液晶化合物のみの混合組成からなる反強誘電性液晶
組成物、および層間隔の温度依存性がほぼ一定のスメク
チック液晶化合物のものと層間隔の温度依存性が変動す
るスメクチック液晶化合物との混合組成からなる反強誘
電性液晶組成物についても、上記モデルについての説明
から、冷熱温度サイクルによる配向乱れに対して自発分
極が大きくなることの有効性がいえることは勿論であ
る。

【００７６】図１７に、層間隔の温度依存性がほぼ一定
のスメクチック液晶化合物および層間隔の温度依存性が
変動するスメクチック液晶化合物を用いた種々の反強誘
電性液晶組成物について、上述と同様の方法によって、
層間隔が最小値をとる温度における自発分極と冷熱温度
サイクル試験での層間隔変化量δｄの許容値との関係を
調査した結果を示す。これから、自発分極が１６０ｎＣ
／ｃｍ²以上であれば、組成物の層間隔が１Å以上の変
化をする冷熱温度サイクル後でも、光漏れ量は０．１％
以下を維持できることがわかる。よって、自発分極が大
きい（１６０ｎＣ／ｃｍ²以上）反強誘電性液晶組成物
を用いた液晶セルであれば、層間隔の温度変化が起こっ
ても配向が乱れにくい、すなわち、良好なコントラスト
が維持される高品位であり、焼き付きのない高い信頼性
の表示素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態にて用いた反強誘電性
液晶化合物Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．７の化学構造式を示す図
表である。

【図２】図表１の反強誘電性液晶化合物Ｎｏ．１の層間
隔と温度との関係を示すグラフである。

【図３】図表１の反強誘電性液晶化合物Ｎｏ．２の層間
隔と温度との関係を示すグラフである。

【図４】図表１の反強誘電性液晶化合物Ｎｏ．３の層間
隔と温度との関係を示すグラフである。

【図５】図表１の反強誘電性液晶化合物Ｎｏ．４の層間
隔と温度との関係を示すグラフである。

【図６】図表１の反強誘電性液晶化合物Ｎｏ．５の層間
隔と温度との関係を示すグラフである。

【図７】図表１の反強誘電性液晶化合物Ｎｏ．６の層間
隔と温度との関係を示すグラフである。

【図８】図表１の反強誘電性液晶化合物Ｎｏ．７の層間
隔と温度との関係を示すグラフである。

【図９】上記第１実施の形態における実施例１乃至５お
よび実施例７の反強誘電性液晶組成物の形成にあたり混
合される図表１の各反強誘電性液晶化合物の組成比を示
す図表である。

【図１０】上記実施例１乃至３、実施例４、５及び比較
例１、２における層間隔の温度依存性がほぼ一定の液晶
化合物の含有割合と光漏れ量との関係を示すグラフであ
る。

【図１１】上記実施例１乃至３及び比較例１、２におけ
る層間隔の変化量Δｄと光漏れ量との関係を示す図表で
ある。

【図１２】上記実施例１乃至５、実施例７及び比較例
１、２における層間隔の変化量Δｄと初期配向暗と光漏
れ量との関係を示す図表である。

【図１３】本発明の第２実施の形態における反強誘電性
液晶化合物の層間隔と温度との関係を示すグラフであ
る。

【図１４】（ａ）は本発明の第３実施の形態にて用いた
反強誘電性液晶化合物Ｎｏ．８とＮｏ．９の化学構造式
を示す図表、（ｂ）は第３実施の形態における実施例８
乃至１０の反強誘電性液晶組成物の形成にあたり混合さ
れる各反強誘電性液晶化合物の組成比を示す図表であ
る。

【図１５】本発明の第３実施形態における実施例８乃至
１０の反強誘電性液晶組成物の冷熱温度サイクルでの層
間隔変化量と光漏れ量との関係を示すグラフである。

【図１６】反強誘電性液晶のスメクチック相の層構造の
時間的温度変化による変化状態を示す模式的説明図であ
る。

【図１７】本発明の第３実施形態における種々の反強誘
電性液晶組成物の自発分極と層間隔変化量の許容値との
関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田祐一郎愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソ−内 (72)発明者相原良彦東京都港区台場二丁目３番地２号昭和シェル石油株式会社内 (72)発明者橋本茂治東京都港区台場二丁目３番地２号昭和シェル石油株式会社内 (72)発明者鈴木義一東京都港区台場二丁目３番地２号昭和シェル石油株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スメクチックＣ_A ^*相及びスメクチック
Ｉ_A ^*相の少なくとも一方を出現するスメクチック液晶
組成物において、層間隔の温度依存性がほぼ一定の少なくとも１種類の第
１のスメクチック液晶化合物と、層間隔の温度依存性が
変動する第２のスメクチック液晶化合物との混合組成か
らなり、前記第１スメクチック液晶化合物が前記混合組
成中に占める割合が４５重量％以上であることを特徴と
するスメクチック液晶組成物。
【請求項２】前記第１のスメクチック液晶化合物が前
記混合組成中に占める割合が５０重量％以上であること
を特徴とする請求項１に記載のスメクチック液晶組成
物。
【請求項３】前記第１のスメクチック液晶化合物が前
記混合組成中に占める割合が６０重量％以上であること
を特徴とする請求項１または２に記載のスメクチック液
晶組成物。
【請求項４】前記第２のスメクチック液晶化合物が反
強誘電性液晶化合物であり、この反強誘電性液晶化合物
の分子構造が、次の化学構造式１【化１】により表され、この化学構造式１において、Ｒ₁、Ｒ₂は、炭素数２乃
至２０のアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニ
ル基或いはアルキルカルボニルオキシ基を示し、Ｚ₁、
Ｚ₂、Ｚ₃はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子を
示し、少なくとも一つ以上はハロゲン原子で置換されて
いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに
記載のスメクチック液晶組成物。
【請求項５】前記第２のスメクチック液晶化合物は、
これの層間隔が最小値をとる温度乃至結晶化温度の温度
範囲における層間隔の値のうち、最大値と最小値の差が
０．１ｎｍよりも大きく０．４ｎｍ以下であることを特
徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のスメク
チック液晶組成物。
【請求項６】スメクチックＣ_A ^*相及びスメクチック
Ｉ_A ^*相の少なくとも一方を出現するスメクチック液晶
組成物において、層間隔の温度依存性がほぼ一定の少なくとも２種類のス
メクチック液晶化合物のみの混合組成からなることを特
徴とするスメクチック液晶組成物。
【請求項７】前記層間隔の温度依存性がほぼ一定のス
メクチック液晶化合物とは、これの層間隔が最小値をと
る温度乃至結晶化温度の温度範囲における層間隔の値が
ほぼ一定であるスメクチック液晶化合物であることを特
徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載のスメク
チック液晶組成物。
【請求項８】前記温度範囲における層間隔の値のう
ち、最大値と最小値の差が０．１ｎｍ以下であることを
特徴とする請求項７に記載のスメクチック液晶組成物。
【請求項９】前記スメクチック液晶化合物が反強誘電
性液晶化合物であり、この反強誘電性液晶化合物の分子
構造が、次の化学構造式２【化２】により表され、この化学構造式２において、Ｒ₁、Ｒ₂は、炭素数２乃
至２０のアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニ
ル基或いはアルキルカルボニルオキシ基を示し、Ｚ₁、
Ｚ₂、Ｚ₃はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子を
示し、少なくとも一つ以上はハロゲン原子で置換されて
いることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに
記載のスメクチック液晶組成物。
【請求項１０】前記スメクチック液晶化合物が反強誘
電性液晶化合物であり、この反強誘電性液晶化合物の分
子構造が、次の化学構造式３【化３】により表され、この化学構造式３において、Ｒ₂、Ｒ^' ₁は、炭素数２
乃至２０のアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボ
ニル基或いはアルキルカルボニルオキシ基を示し、
Ｚ₁、Ｚ₂、Ｚ₃はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
原子を示すことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか
一つに記載のスメクチック液晶組成物。
【請求項１１】前記スメクチック液晶化合物が反強誘
電性液晶化合物であり、この反強誘電性液晶化合物の分
子構造が、次の両化学構造式４、５【化４】【化５】により表され、これら両化学構造式４、５において、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ^'
₁、Ｒ^' ₂は、炭素数２乃至２０のアルキル基、アルコ
キシ基、アルキルカルボニル基を示し、化学構造式４で
Ｚ₁、Ｚ₂、Ｚ₃はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
原子を示し、Ｚ ₁、Ｚ₂、Ｚ₃のうち少なくとも１つ以
上は、ハロゲン原子で置換されており、化学構造式５で
Ｚ₄、Ｚ₅、Ｚ₆はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン
原子を示すことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか
一つに記載のスメクチック液晶組成物。
【請求項１２】層間隔が最小値をとる温度における自
発分極が１６０ｎＣ／ｃｍ²以上であることを特徴とす
る請求項１乃至１１のいずれか１つに記載のスメクチッ
ク液晶組成物。
【請求項１３】スメクチックＣ_A ^*相及びスメクチッ
クＩ_A ^*相の少なくとも一方を出現するスメクチック液
晶組成物において、−２０℃〜６０℃の温度範囲におけ
る層間隔の値のうち、最大値と最小値の差が０．１ｎｍ
以下であることを特徴とするスメクチック液晶組成物。
【請求項１４】両電極基板の間に液晶を封入してなる
液晶セルにおいて、前記液晶が請求項１乃至１３のいずれか一つに記載のス
メクチック液晶組成物により構成されていることを特徴
とする液晶セル。
【請求項１５】スメクチックＣ_A ^*相及びスメクチッ
クＩ_A ^*相の少なくとも一方を出現するスメクチック液
晶組成物を電極基板の間に封入してなる液晶セルにおい
て、前記スメクチック液晶組成物は、層間隔の温度依存性が
ほぼ一定の少なくとも１種類の第１のスメクチック液晶
化合物と、層間隔の温度依存性が変動する第２のスメク
チック液晶化合物との混合組成からなり、前記第１のスメクチック液晶化合物が前記混合組成中に
占める割合は、前記液晶セルを、前記スメクチック液晶組成物の層間隔
が最小値をとる温度から−２０℃へ降温した後再び前記
温度まで昇温するような冷熱温度サイクル変化をさせた
時に、前記冷熱温度サイクル前の前記温度における前記
液晶セルの暗表示時の暗輝度Ｔ₁（％）と前記冷熱温度
サイクル後の前記温度における前記液晶セルの暗表示時
の暗輝度Ｔ₂（％）との相対変化量（Ｔ₂−Ｔ₁）が
０．１％以下となるような割合であることを特徴とする
液晶セル。