JPH1152433A - 液晶素子および液晶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微少なオフセット電位をカットし、セルに不
必要な積層構造を導入する必要が無い、高精細、高品位
の液晶素子を提供する。 【解決手段】 一対の基板間に液晶組成物を挟持した液
晶素子であって、第一の基板から第二の基板に向けて電
界を印加した時に前記液晶組成物内で流動するイオンの
電荷量の絶対値と、第二の基板から第一の基板に向けて
電界を印加した時に前記液晶組成物内で流動するイオン
の電荷量の絶対値とが異なる液晶素子。

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
それらを使用した表示装置をはじめとする液晶装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、広範に用いられている液晶表示素
子として、たとえばエム・シャット（Ｍ．Ｓｃｈａｄ
ｔ）とダブリュー・ヘルフリッヒ（Ｗ．Ｈｅｌｆｒｉｃ
ｈ）著“Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ”第１８巻、第４号（１９７１年２月１５日発行）
第１２７頁から１２８頁において示されたツイステッド
ネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）液晶を
用いたものが知られている。また、代表的な液晶素子と
して知られているものに単純マトリクスタイプの液晶素
子がある。このタイプは、素子作成が容易であり、コス
ト面で優位性がある。

【０００３】しかしながら、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、クロストークが
発生するという問題点があるため、画素数が制限されて
いた。また、応答速度が１０ミリ秒以上と遅いため、デ
ィスプレイとしての用途が制限されていた。

【０００４】近年このような単純マトリクスタイプの素
子に対して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という問題もある。

【０００５】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、双安定性を示す液晶を用いた素子がク
ラーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガウェル（Ｌａｇｅｒｗ
ａ１１）により提案されている（特開昭５６−１０７２
１６号公報、米国特許第４３６７９２４号明細書）。こ
の双安定性を示す液晶としては、一般にカイラルスメク
チックＣ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、非常に速い応答速度が得られる上にメモリー
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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記液晶素子において
は、交流電界駆動もしくは白黒を電界の正負または正ゼ
ロ、負ゼロで書き分ける駆動方法が用いられる。また、
電界の強度によって中間調を表わすこともよく行われ
る。このような液晶表示素子においては表示情報に対応
する電界情報を各画素に与える駆動回路を持つ。駆動回
路は普通、ロットにより微少なオフセット電位のばらつ
きを持っており、これが表示の精度を著しく阻害すると
いう問題点がある。この問題に対しては、液晶を挟むセ
ル構成によって、微少なオフセット電界をカットするこ
とによって問題点を解消しているのが現状である。しか
しながら、そのような機能をセル構成に負わせる場合、
新たに複雑な積層構造を設ける必要があり、大きなコス
ト増大要因となっている。また、そのような新たな積層
構造を設けることにより、液晶素子の機能性を大きく制
限することにもなっている。

【０００７】特にカイラルスメクチック液晶を用いた表
示素子においては、自発分極をスイッチングトルクとし
て用いるため、対称な交流電界によってスイッチングす
る、誘電率の異方性をトルクとして用いる液晶素子と異
なり、閾値電界あるいはクロストーク電界が微少なオフ
セット電位の影響を受けやすい。また、カイラルスメク
チック液晶を用いた液晶素子においては、選択信号を与
えるＮ本のＣＯＭ電極と、書き込み信号を与えるＭ本の
ＳＥＧ電極とが互いに直交してなる単純マトリックス方
式からなることでコスト的に優位な素子となる。

【０００８】一般に強誘電性液晶はＴＮ液晶等に比較し
て２〜３桁スイッチングスピードは速いが、前記単純マ
トリックス方式の場合は、ＣＯＭ電極の本数分スピード
が落ちるため、更なるスイッチングスピードの改善が求
められている。その改善の有力な方法としては、自発分
極（Ｐｓ［ｎＣ／ｃｍ² ］）を大きくする事がある。そ
の理由はスイッチングモデルから、そのスピードがＰｓ
・Ｅ／η（Ｐｓ：自発分極、Ｅ：電界、η：粘性係数）
に比例するからである。

【０００９】しかしながら、この自発分極（Ｐｓ［ｎＣ
／ｃｍ² ］）を大きくする方法は、実際に液晶表示素子
として駆動させる時に、いろいろな問題を派生させる。
ひとつには「反電界」の問題がある。大きい自発分極に
よって、絶縁膜、配向制御膜に電荷が蓄積され、書き込
み用の外部電界が取り除かれたときに、その蓄積電荷の
作る内部「反電界」によって強誘電性液晶が反転してし
まい、メモリー効果が低下することである。この現象は
自発分極の大きいものほど顕著であり、応答速度向上へ
の要求と矛盾する。そしてこの内部「反電界」の存在に
よって、実際の表示素子では反転ドメインの生成や情報
信号による液晶分子の揺らぎにより著しく表示品位が低
下するため、反電界の緩和時間等に大きく影響を与える
セルの積層構造あるいはその誘電特性には非常な制限が
設けられる。このような制限は、駆動回路の微少なオフ
セット電位ばらつきの解消手段を講じる際の大きな障害
であり、ひいては液晶素子の機能性、コストパフォーマ
ンスにとって大きな問題であった。

【００１０】本発明は、この様な従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、駆動回路が持ってい
る微少なオフセット電位をカットし、セルに不必要な積
層構造を導入する必要が無い、高精細、高品位の液晶素
子、並びに該液晶素子を用いた液晶装置を提供すること
を目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、一対の
基板間に液晶組成物を挟持した液晶素子であって、第一
の基板から第二の基板に向けて電界を印加した時に前記
液晶組成物内で流動するイオンの電荷量の絶対値と、第
二の基板から第一の基板に向けて電界を印加した時に前
記液晶組成物内で流動するイオンの電荷量の絶対値とが
異なることを特徴とする液晶素子である。

【００１２】また、本発明は、上記の液晶素子と該液晶
素子を駆動する手段とを少なくとも有する液晶装置であ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明者らは、鋭意検討を重ねた
結果、電極を有する相対向する一対の基板間に液晶組成
物を狭持してなる液晶素子において、第一の基板から第
二の基板に向けて電界（以下、正方向の電界と記す）を
印加した時に前記液晶組成物内で流動するイオンの電荷
量の絶対値と、第二の基板から第一の基板に向けて電界
（以下、負方向の電界と記す）を印加した時に前記液晶
組成物内で流動するイオンの電荷量の絶対値とが異なる
こと、即ち正方向の電界に対して流動するイオンの電荷
量と負方向の電界に対して流動するイオンの電荷量が非
対称であることを特徴とする液晶素子によって上記課題
を解決した。

【００１４】以下、本発明の液晶素子の構造の一例を図
面を用いて説明する。図１は本発明のカイラルスメクチ
ック液晶素子の一例を示す概略図である。同図におい
て、１がカイラルスメクチック液晶組成物からなる液晶
層であり、液晶としてカイラルスメクチック液晶を用い
る場合、通常、双安定性を実現させるため、層厚５μｍ
以下が好ましい。２ａ，２ｂは基板であり、ガラス、プ
ラスチック等が用いられる。３ａ，３ｂがＩＴＯ等の透
明電極である。４ａ，４ｂが配向制御膜であり、少なく
とも一方の基板上に一軸配向処理を施した一軸配向制御
膜が必要である。一軸配向制御膜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後、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。これらの材料、形成方法については、一方の
基板側については摺擦等の一軸配向性を付与しないで用
いることもできる。

【００１５】特に、本発明の液晶素子は、一対の基板間
に少なくとも２つの安定状態を示すカイラルスメクティ
ック液晶組成物を挟持した液晶素子であって、前記一対
の基板のうち一方の基板には一軸配向処理が施された配
向制御膜が設けられており、他方の基板には一軸配向処
理が施されていない配向制御膜が設けられており、前記
一軸配向処理が施された配向制御膜がポリイミドからな
り、前記一軸配向処理が施されていない配向制御膜がシ
ランカップリング剤又はポリシロキサンからなる液晶素
子が好ましい。

【００１６】また、自発分極Ｐｓのスイッチングに伴っ
て発生する反電界の大きさを抑制し、良好なスイッチン
グ性能を有する観点で、配向制御膜の膜厚は２００Å以
下が好ましい。１００Å以下であるとき、さらに好まし
い場合がある。

【００１７】また、上記配向制御膜とは別に一対の基板
のショート防止層としての絶縁層やほかの有機物層、無
機物層が形成されていても良い。５がギャップ制御スペ
ーサーであり、たとえばシリカビーズ等が用いられる。
８ａ、８ｂが偏光板、５がシール材、９が光源である。

【００１８】本発明では、使用する液晶材料に応じて、
配向制御膜構成が非対称の素子、即ち、夫々の基板、つ
まり上下で異なる配向処理の施された素子がよく用いら
れる。特にコレステリック相を持たない材料を選択する
場合、良好な均一配向を実現し易いという点で非対称な
配向制御膜構成、例えば一方の基板においてのみ一軸配
向処理のなされた配向制御膜を有する非対称構成を用い
る。また、自発分極の大きな液晶材料を用いるときも、
反電場に起因するスイッチング不良を軽減するため、片
側配向制御膜としてセル厚方向に導電性を有する非一軸
性の配向制御膜がよく用いられる。セル厚方向に導電性
を有する配向制御膜としては、例えばバインダー母材中
に金属酸化物微粒子等を分散した膜を用いる。

【００１９】本発明の液晶素子の大きな特徴は、正方向
の電界に対して流動するイオンの電荷量の絶対値と負方
向の電界に対して流動するイオンの電荷量の絶対値とが
異なり、両者のイオンの電荷量が非対称とすることであ
る。通常の方法により作成された液晶セル中において
は、正方向の電界に対して流動するイオンの電荷量と負
方向の電界に対して流動するイオンの電荷量は対称であ
る。そしてこの特徴により、駆動回路の微少なオフセッ
ト電位をカットし、セルの余分な積層構造をなくし液晶
素子の表示精度を格段に上昇させることができる。

【００２０】図８は液晶素子のイオンの流動量の測定方
法を示す概略説明図である。液晶素子における正方向の
電界に対して流動するイオンの電荷量と負方向の電界に
対して流動するイオンの電荷量Ｑｔは、たとえば、図８
に示す回路に三角波電圧Ｖ_exを印加し、液晶素子１１に
直列接続された抵抗Ｒの両端の電圧をモニターすること
によって液晶中に流れる電流量を正負それぞれの電界に
応じて測定し、観測される電流ピークのうち自発分極Ｐ
ｓの反転に伴う電流ピーク以外の部分である。このとき
流動するイオンの電荷量の非対称の意味するところは、
ピーク形状の非対称、ピーク強度の非対称である。通常
の測定ではピークの積分値を比較する。また、通常測定
に使用される電界強度は、０．ｌＶ／μｍから５０Ｖ／
μｍ、周波数は０．０００ｌＨｚから１０００Ｈｚの範
囲である。

【００２１】本発明においては、正方向の電界に対して
流動するイオンの電荷量の絶対値と負方向の電界に対し
て流動するイオンの電荷量の絶対値とが異なり、両者の
イオンの電荷量が非対称であることによって、駆動回路
の微少なオフセット電位をカットする効果を有する。本
発明者らは、鋭意検討する中で、正方向の電界に対して
流動するイオンの電荷量と負方向の電界に対して流動す
るイオンの電荷量が非対称の量と駆動回路の微少なオフ
セット電位をカットする能力に相関があることを見出し
た。すなわちその非対称の量が多いものほど微少なオフ
セット電位をカットする能力が高いことがわかった。し
たがって、正方向の電界に対して流動するイオンの電荷
量と負方向の電界に対して流動するイオンの電荷量が大
きく異なる方が、オフセット電位を補償しやすいという
観点で、その正方向と負方向の電荷量の絶対値が２倍以
上異なることが好ましく、５倍以上ことなることがより
好ましい。さらに好ましくは、１０倍以上である。

【００２２】その考えられるメカニズムは、正方向の電
界に対して流動するイオンの電荷量と負方向の電界に対
して流動するイオンの電荷量が非対称であることは一定
電界下、イオンの電荷の流速、流量が異なることを意味
している。この異なる部分が、駆動電圧あるいは電界下
の微少なオフセット電位、つまり正か負かの低周波また
は直流の電圧を補償する部分として機能するというもの
であるが、明確にはわかっていない。

【００２３】正方向の電界に対して流動するイオンの電
荷量と負方向の電界に対して流動するイオンの電荷量を
非対称とする具体的手段としては、様々な方法がある
が、代表的には上下電極間のいずれかの箇所に、窒素原
子を有さない非イオン系界面活性剤と窒素原子を有する
非イオン系界面活性剤とを共存させることにより、達成
し得る。これは、いずれか一方のみの界面活性剤では、
正方向の電界に対して流動するイオンの電荷量と負方向
の電界に対して流動するイオンの電荷量が非対称としに
くいことから、２種の非イオン系界面活性剤のイオンと
の相互作用が異なることが、正方向の電界に対して流動
するイオンの電荷量と負方向の電界に対して流動するイ
オンの電荷量が非対称とするためのイオンのやりとりを
制御しているためと考えられる。好ましい界面活性剤と
しては、窒素原子を有さない非イオン系界面活性剤はポ
リオキシエチレン鎖を有し、窒素原子を有する非イオン
系界面活性剤がアミド基またはアミノ基を有する材料で
ある。それらの非イオン系界面活性剤の具体例としては
以下に示すものがあげられるが、本発明はこれに限定さ
れない。

【００２４】本発明に用いられる非イオン系界面活性剤
としては、特に制限はなく通常の非イオン性の界面活性
剤を用いることができるが、例えば「油脂化学便覧」改
訂第二版、６５３〜７３０頁（日本油化学協会編、昭和
４６年１１月３０日丸善株式会社発行）に記載されてい
るものが挙げられる。以下に非イオン系界面活性剤の具
体例を示す。

【００２５】１．エーテル型非イオン系界面活性剤 ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチ
レントリデシルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエ
ーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリ
オキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルチオ
エーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテ
ル、 ２．アルキルフェノール型非イオン系界面活性剤 ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキ
シエチレンオクチルフェニルエーテル等のポリオキシエ
チレンアルキルフェニルエーテル、

【００２６】３．エステル型非イオン系界面活性剤 ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレ
ンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレエー
ト等のポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオ
キシエチレンジ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンプ
ロピレングリコール脂肪酸エステル、プロピレングリコ
ールモノ脂肪酸エステル、ジエチレングリコールモノ脂
肪酸エステル、グリセリンモノ脂肪酸エステル、ペンタ
エリトリットモノ脂肪酸エステル、 ４．ソルビタンエステル型非イオン系界面活性剤 ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアー
ト、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステ
アレート、ソルビタンモノオレエート等のソルビタンモ
ノ脂肪酸エステル、ソルビタンセスキオレエート等のソ
ルビタンセスキ脂肪酸エステル、、ソルビタントリオレ
エート等のソルビタントリ脂肪酸エステル

【００２７】５．ソルビタンエステルエーテル型非イオ
ン系界面活性剤 ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオ
キシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシ
エチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチ
レンソルビタンモノオレエート等のポリオキシエチレン
ソルビタンモノ脂肪酸エステル、 ６．アミド型非イオン系界面活性剤 ポリオキシエチレンアルキルアミド、アルキルアルキロ
ールアミド、陰イオン非イオン配合、ラウリン酸ジエタ
ノールアミド（１：１型）、ヤシ油脂肪酸ジエタノール
アミド（１：１型）、オレイン酸ジエタノールアミド
（１：１型）、牛脂脂肪酸ジエタノールアミド（１：２
型）、

【００２８】７．アミン型非イオン系界面活性剤 オキシエチレンドデシルアミン、ポリオキシエチレンド
デシルアミン、ポリオキシエチレンアルキル（ヤシ）ア
ミン、ポリオキシエチレンオクタデシルアミン、ポリオ
キシエチレンアルキル（牛脂）アミン、ポリオキシエチ
レンアルキル（牛脂）プロピレンジアミン、

【００２９】８．その他の非イオン系界面活性剤 ポリオキシエチレンアビエチルアルコール、ポリオキシ
エチレン−ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキ
シエチレン−ポリオキシプロピレングリコールエチレン
ジアミン、グリセロールモノステアレート、ポリグリセ
リン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンオキシプロピ
レンブロックポリマー、ポリオキシエチレンジステアレ
ート（ＨＬＢ１９）、アミドノニオン、

【００３０】ポリオキシエチレン高級アルコールエーテ
ル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポ
リオキシエチレンソルビタントリステアレート、テトラ
オレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、グリセロー
ルモノオレエート、ポリエチレングリコールモノラウレ
ート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリ
エチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリ
コールモノオエレート、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ
油、

【００３１】以上に述べた窒素原子を有さない非イオン
系界面活性剤と窒素原子を有する非イオン系界面活性剤
は配向制御膜上に存在させてもよく、液晶注入前に液晶
組成物中に混合して導入してもよい。

【００３２】液晶組成物に含有される非イオン系界面活
性剤の液晶組成物中の含有量は、その効果と液晶性を損
なわないことの両面から１０ｗｔ％未満、好ましくは８
ｗｔ％未満である。

【００３３】なお、本発明は、正方向の電界に対して流
動するイオンの電荷量と負方向の電界に対して流動する
イオンの電荷量が非対称であることが特徴であり、以上
に例示された実現手段に限定されるものではない。

【００３４】次に、本発明において用いられる、カイラ
ルスメクチック相を呈するカイラルスメクチック液晶組
成物について説明する。前記カイラルスメクチック相を
呈する液晶組成物は、コレステリック相を呈さない液晶
組成物、および強誘電性を示す液晶組成物において特に
有効である。とりわけ、ラビング処理を少なくとも一方
の基板の表面に施すことで、得られた液晶素子の層傾斜
角８°以下とし、スメクチック相が屈折しないいわゆる
ブックシェルフ配向をもつ液晶素子に特に有効である。

【００３５】本発明において用いられるカイラルスメク
ティック液晶組成物には、コレステリック相を持たず、
且つスメクティックＡ相からカイラルスメクティックＣ
相に移る温度近傍で層間隔が減少し始める第１の変移点
における層間隔（ｄ_Ａ）と、該第１の変移点からの温度
降下に伴って上記層間隔が減少し再び増加に転ずる第２
の変移点における層間隔の極小値（ｄ_ｍｉｎ）との関係
が

【００３６】

【数１】０．９９０≦ｄ_ｍｉｎ ／ｄ_Ａ を満たす液晶組成物が用いられ、該カイラルスメクティ
ック液晶組成物を用いることにより、ブックシェルフ或
いはそれに近い層傾き角の小さな構造を発現することが
できる。このカイラルスメクティック液晶組成物の具体
例としては、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、１９９２
年）等に記載されているものが挙げられる。

【００３７】また、本発明において用いられるカイラル
スメクティック液晶組成物としては、好ましくはフルオ
ロカーボン末端部分及び炭化水素末端部分を有し、該両
末端部分が中心核によって結合され、スメクティック中
間相又は潜在的スメクティック中間相を持つフッ素含有
液晶化合物を含有するものが望ましい。

【００３８】前記フッ素含有液晶化合物としては、フル
オロカーボン末端部分が、−Ｄ¹−Ｃ_xaＦ_2xa−Ｘで表わ
される基、（但し、上記式中ｘａは１〜２０であり、Ｘ
は−Ｈ又は−Ｆを表わし、Ｄ¹は、−ＣＯ−Ｏ−（Ｃ
Ｈ₂）_ra−、−Ｏ−（ＣＨ₂）_ra−、−（ＣＨ₂）_ra−、
−Ｏ−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−（ＣＨ₂）_ra−、
−Ｏ−（ＣＨ₂）_ra−Ｏ−（ＣＨ₂）_rb−、−（ＣＨ₂）
_ra−Ｎ（Ｃ_paＨ_2pa+1）−ＳＯ₂−、又は−（ＣＨ₂）_ra
−Ｎ（Ｃ_paＨ_2pa+1）−ＣＯ−を表わす。ｒａおよびｒ
ｂは、独立に１〜２０であり、ｐａは０〜４であ
る。）、或いは、−Ｄ²−（Ｃ_xbＦ_2xb−Ｏ）_za−Ｃ_yaＦ
_2ya+1で表わされる基、（但し、上記式中ｘｂはそれぞ
れの（Ｃ_xbＦ_2xb−Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｙａ
は１〜１０であり、ｚａは１〜１０であり、Ｄ²は、−
ＣＯ−Ｏ−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｏ−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ_rcＨ
_2rc−、−Ｏ−（Ｃ_saＨ_2sa−Ｏ）_ta−Ｃ_rdＨ_2rd−、−
Ｏ−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ
_rcＨ_2rc−Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+1）−ＳＯ₂−、−Ｃ_rcＨ_2rc−
Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+1）−ＣＯ−、単結合から選ばれ、ｒｃ
及びｒｄは独立に１〜２０であり、ｓａはそれぞれの
（Ｃ_saＨ_2sa−Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｔａは１
〜６であり、ｐｂは０〜４である。）であるような化合
物を用いることができる。

【００３９】特に好ましくは、下記の一般式（Ｉ）、或
いは（ＩＩ）で表わされるフッ素含有液晶化合物を用い
ることができる。

【００４０】

【化５】 式中、Ａ¹、Ａ²、Ａ³は、それぞれ独立に、

【００４１】

【化６】 を表わす。

【００４２】ｇａ、ｈａ、ｉａは独立に０〜３の整数
（但し、ｇａ＋ｈａ＋ｉａは少なくとも２である）を表
わす。夫々のＬ¹とＬ²は独立に、単結合、−ＣＯ−Ｏ
−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯＳ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ
−Ｓｅ−、−Ｓｅ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｔｅ−、−Ｔｅ−
ＣＯ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ
−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ₂−Ｏ−、−
Ｏ−ＣＨ₂−、−ＣＯ−又は−Ｏ−を表わす。

【００４３】夫々のＸ¹、Ｙ¹、Ｚ¹はＡ¹、Ａ²、Ａ³の置
換基であり、独立に−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｂｒ、−
Ｉ、−ＯＨ、−ＯＣＨ₃、−ＣＨ₃、−ＣＮ、又は−ＮＯ
₂を表わし、夫々のｊａ、ｍａ、ｎａは独立に０〜４の
整数を表わす。Ｊ¹は、−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ₂）_ra−、−
Ｏ−（ＣＨ₂）_ra−、−（ＣＨ₂）_ra−、−Ｏ−ＳＯ
₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−（ＣＨ₂）_ra−、−Ｏ−（Ｃ
Ｈ₂）_ra−Ｏ−（ＣＨ₂）_rb−、−（ＣＨ₂）_ra−Ｎ（Ｃ
_paＨ_2pa+1）−ＳＯ₂−、又は−（ＣＨ₂）_ra−Ｎ（Ｃ_pa
Ｈ_2pa+1）−ＣＯ−を表わす。ｒａ及びｒｂは、独立に
１〜２０であり、ｐａは０〜４である。

【００４４】Ｒ¹は、−Ｏ−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｏ−Ｃ_qbＨ
_2qb+1、−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｏ−Ｃ_qbＨ_2qb+1、−Ｃ_qaＨ_2qa−
Ｒ³、−Ｏ−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｒ³、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ_qaＨ_2qa−
Ｒ³、又は−Ｏ−ＣＯ−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｒ³を表わし、直鎖
状、分岐状のいずれであっても良い（但し、Ｒ³は、−
Ｏ−ＣＯ−Ｃ_qbＨ_2qb+1、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ_qbＨ_2qb+1、−
Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ₃、−ＮＯ₂、−ＣＮを表わ
し、ｑａ及びｑｂは独立に１〜２０である）。Ｒ²はＣ
_xaＦ_2xa−Ｘを表わす（Ｘは−Ｈ又は−Ｆを表わし、ｘ
ａは１〜２０の整数である）。

【００４５】

【化７】 式中、Ａ⁴、Ａ⁵、Ａ⁶は、それぞれ独立に、

【００４６】

【化８】 を表わす。

【００４７】ｇｂ、ｈｂ、ｉｂはそれぞれ独立に０〜３
の整数（但し、ｇｂ＋ｈｂ＋ｉｂは少なくとも２であ
る）を表わす。夫々のＬ³、Ｌ⁴は独立に、単結合、−Ｃ
Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ
−、−ＣＯ−Ｓｅ−、−Ｓｅ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｔｅ
−、−Ｔｅ−ＣＯ−、−（ＣＨ₂ＣＨ₂）_ka−（ｋａは１
〜４）、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝Ｎ−、
−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ₂−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ₂−、−ＣＯ
−又は−Ｏ−を表わす。

【００４８】夫々のＸ²、Ｙ²、Ｚ²はＡ⁴、Ａ⁵、Ａ⁶の置
換基であり、独立に−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｂｒ、−
Ｉ、−ＯＨ、−ＯＣＨ₃、−ＣＨ₃、−ＣＦ₃、−ＯＣ
Ｆ₃、−ＣＮ、又は−ＮＯ₂を表わし、夫々のｊｂ、ｍ
ｂ、ｎｂは独立に０〜４の整数を表わす。

【００４９】Ｊ²は、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｏ−
Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｏ−（Ｃ_saＨ_2sa−
Ｏ）_ta−Ｃ_rdＨ_2rd−、−Ｏ−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−、−
ＳＯ₂−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ_rcＨ_2rc−Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+1）
−ＳＯ₂−、−Ｃ_rcＨ_2rc−Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+1）−ＣＯ−
であり、ｒｃ及びｒｄは独立に１〜２０であり、ｓａは
それぞれの（Ｃ_saＨ_2sa−Ｏ）に独立に１〜１０であ
り、ｔａは１〜６であり、ｐｂは０〜４である。

【００５０】Ｒ⁴は、−Ｏ−（Ｃ_qcＨ_2qc−Ｏ）_wa−Ｃ_qd
Ｈ_2qd+1、−（Ｃ_qcＨ_2qc−Ｏ）_wa−Ｃ_qdＨ_2qd+1、−Ｃ
_qcＨ_2qc−Ｒ⁶、−Ｏ−Ｃ_qcＨ_2qc−Ｒ⁶、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ
_qcＨ_2qc−Ｒ⁶、又は−Ｏ−ＣＯ−Ｃ_qcＨ_2qc−Ｒ⁶を表わ
し、直鎖状、分岐状のいずれであっても良い（但し、Ｒ
⁶は−Ｏ−ＣＯ−Ｃ_qdＨ_2qd+1、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ_qdＨ
_2qd+1、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ₃、−ＮＯ₂、−ＣＮ、又
は−Ｈを表わし、ｑｃ及びｑｄは独立に１〜２０の整
数、ｗａは１〜１０の整数である）。Ｒ⁵は（Ｃ_xbＦ_2xb
−Ｏ）_za−Ｃ_yaＦ_2ya+1で表わされる（但し、上記式中
ｘｂはそれぞれの（Ｃ_xbＦ_2xb−Ｏ）に独立に１〜１０
であり、ｙａは１〜１０であり、ｚａは１〜１０であ
る）。

【００５１】上記一般式（Ｉ）で表わされる化合物は、
特開平２−１４２７５３号公報、米国特許第５，０８
２，５８７号に記載の方法によって得ることができる。
かかる化合物の具体例を以下に列挙する。

【００５２】

【化９】

【００５３】

【化１０】

【００５４】

【化１１】

【００５５】

【化１２】

【００５６】

【化１３】

【００５７】

【化１４】

【００５８】

【化１５】

【００５９】

【化１６】

【００６０】

【化１７】

【００６１】

【化１８】

【００６２】

【化１９】

【００６３】

【化２０】

【００６４】上記一般式（ＩＩ）で表わされる化合物
は、国際公開ＷＯ９３／２２３９６、特表平７−５０６
３６８号公報に記載の方法によって得ることができる。
かかる化合物の具体例を以下に列挙する。

【００６５】

【化２１】

【００６６】

【化２２】

【００６７】

【化２３】

【００６８】

【化２４】

【００６９】

【化２５】

【００７０】本発明においては、特にカイラルスメクテ
ィック液晶組成物はフルオロカーボン未端部分中に少な
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が好まし
い。

【００７１】さらに、その他の構成成分としての光学活
性の液晶性化合物の具体例として、以下の構造のものが
挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００７２】○ 下記の一般式（ＩＩＩ）で表される化
合物。

【００７３】

【化２６】

【００７４】

【表１】

【００７５】

【表２】

【００７６】

【表３】

【００７７】

【表４】

【００７８】

【表５】

【００７９】上述した一般式（ＩＩＩ）の化合物の具体
例において用いた略号は以下の通りである。

【００８０】

【化２７】

【００８１】

【化２８】

【００８２】○ 下記の一般式（ＩＶ）で表される化合
物。

【００８３】

【化２９】

【００８４】

【表６】

【００８５】

【表７】

【００８６】

【表８】

【００８７】

【表９】

【００８８】

【表１０】

【００８９】上述した一般式（ＩＶ）の化合物の具体例
において用いた略号は以下の通りである。

【００９０】

【化３０】

【００９１】

【化３１】

【００９２】

【化３２】

【００９３】

【化３３】

【００９４】

【化３４】

【００９５】

【化３５】

【００９６】ｎ＝６，２Ｒ，５Ｒ ｎ＝６，２Ｓ，５Ｒ ｎ＝４，２Ｒ，５Ｒ ｎ＝４，２Ｓ，５Ｒ ｎ＝３，２Ｒ，５Ｒ ｎ＝２，２Ｒ，５Ｒ ｎ＝２，２Ｓ，５Ｒ ｎ＝１，２Ｒ，５Ｒ ｎ＝１，２Ｓ，５Ｒ

【００９７】

【化３６】

【００９８】ｎ＝１ ｎ＝２ ｎ＝３ ｎ＝４ ｎ＝６ ｎ＝１０

【００９９】

【化３７】

【０１００】ｎ＝８ ｎ＝１０

【０１０１】

【化３８】

【０１０２】

【化３９】

【０１０３】

【化４０】

【０１０４】

【化４１】

【０１０５】

【化４２】

【０１０６】

【化４３】

【０１０７】前記液晶組成物は、複数種の層構造を持っ
ていることが好ましい。また、前記カイラルスメクチッ
ク相を呈する液晶組成物の自発分極が２０ｎＣ／ｃｍ²
以上であることが好ましい。

【０１０８】このよう 本発明の液晶素子は、信号電源
（図示せず）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、表示素子のライトバルブとして機能す
る。また、基板上の透明電極を上下にクロスにマトリッ
クスとすれば、パターン表示、パターン露光が可能とな
り、たとえば、パーソナルコンピューター、ワークステ
ーション等のディスプレイ、プリンター用等のライトバ
ルブとして用いられる。

【０１０９】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、そのもっとも適した例が該液晶素
子を表示パネル部に使用し、図２および図３に示した走
査線アドレス情報を持つ画像情報からなるデータフォー
マット及びＳＹＮ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ものである。

【０１１０】図中の符号はそれぞれ以下の通りである。 １０１ カイラルスメクチック液晶表示装置 １０２ グラフィックコントローラー 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 走査線信号発生回路 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

【０１１１】画像情報の発生は本体装置のグラフィック
コントローラー１０２にて行われ、図２及び図３に示し
た信号伝達手段に従って表示パネル１０３へと転送され
る。グラフィックコントローラー１０２はＣＰＵ（中央
演算装置、ＧＣＰＵ １１２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
司っている。なお、該表示パネルの裏面には、光源が配
置されている。

【０１１２】本発明における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。

【０１１３】本発明の液晶素子の一例であるカイラルス
メクティック液晶素子の駆動法としては、たとえば特開
昭５９−１９３４２６号公報、特開昭５９−１９３４２
７号公報、特開昭６０−１５６０４６号公報、特開昭６
０−１５６０４７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。

【０１１４】図６は、駆動法の波形図の１例を示す図で
ある。また、図５は、マトリクス電極を配置した強誘電
性液晶パネルの一例を示す平面図である。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５
３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強誘電性液晶が配置され
ている。

【０１１５】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となる。

【０１１６】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時の時経列波形である。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が書き込み位相
ｔ_２の時間に相当し、１ラインクリアｔ_１位相の時間２
Δｔに設定されている。さて、図６に示した駆動波形の
各パラメータＶ_Ｓ、Ｖ_Ｒ、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。

【０１１７】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、すなわちＶ−Ｔ特性を示したものである。ここ
ではΔｔ＝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
形が印加された際の（Ｖ_Ｓ＋Ｖ_Ｉ）と最終的な透過率の
関係を示す。

【０１１８】ここで、Ｖ_１、Ｖ_３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、Ｖ_２＜Ｖ_１＜
Ｖ_３の時に、（Ｖ_３−Ｖ_１）／（Ｖ_３＋Ｖ_１）を電圧可
変マージン（ΔＶ）と呼び、マトリックス駆動可能な電
圧幅の重要なパラメーターとなる。

【０１１９】Ｖ_３は強誘電性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。もちろん、バイアス比を大きくする
ことにより、Ｖ_３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。

【０１２０】本発明者らの検討ではバイアス比１／３〜
１／４程度が適当であった。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。

【０１２１】また同様に、駆動電圧を固定し、電圧印加
時間Δｔを変化させていくときには、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
して、（Δｔ_２−Δｔ_１）／（Δｔ_２＋Δｔ_１）を電圧
印加時間マージンとする。

【０１２２】ある一定温度においては、このように情報
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ま
た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
よって差があり、特有なものである。また、環境温度の
変化によってもそれら駆動マージンは異なるため、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を設定しておく必要がある。

【０１２３】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
本実施例で用いた液晶組成物を以下に示す。

【０１２４】

【化４４】

【０１２５】

【化４５】

【０１２６】本液晶組成物Ｎの物性パラメーターを以下
に示す。

【０１２７】

【数２】

【０１２８】

【表１１】

【０１２９】また、上記の液晶組成物は、不必要なイオ
ン性不純物、局性不純物を除去するため、活性アルミナ
を用いてカラムクロマトグラムを２回行なったものを用
いた。

【０１３０】また、用いた液晶セルは以下の液晶セルを
用意した。 （液晶セルＹ）一方のＩＴＯ付ガラス基板に、東レ社製
ポリイミド前駆体ＬＰ６４をＮ−メチルピロリドン（Ｎ
ＭＰ）／ｎ−ブチルセロソルブ（ｎＢＣ）＝２／１溶液
でスピンコートした後、焼成し、ポリイミドとした後ラ
ビング処理を施した。他方のＩＴＯ付ガラス基板にシラ
ンカップリング剤（オクタデシルトリエトキシシラン）
をスピンコートし熱処理した。一方の基板に、シリカビ
ーズスペーサーを散布し、他方の基板を接着シール剤
（チッソ（株）、リクソンボンド）を用いて貼合わせ、
セルを作製した。セルギャップは約２μｍである。

【０１３１】（液晶セルＺ）一対のＩＴＯガラス基板の
うち第１の基板に、以下の手法により配向制御膜を形成
した。Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）とｎ−ブチルセ
ロソルブ（ｎＢＣ）の２：１溶媒中に、下記繰り返し単
位を有するポリイミド前駆体が０．５ｗｔ％となるよう
溶解させた溶液をスピンコートした後、焼成を施し配向
制御膜を形成した。このように形成した配向制御膜に対
してラビング処理を施した。

【０１３２】

【化４６】

【０１３３】第２の基板については、ラダー型のポリシ
ロキサンの母材中にＳｎＯｘの酸化物超微粒子（平均粒
径１００Å）を分散した固形分濃度１０ｗｔ％のエタノ
ール溶液をスピンコート法により膜厚２０００Åで塗布
した。その後、８０℃、５分間の前乾燥を行った後、１
００℃、３時間加熱乾燥を施した。第１の基板に平均粒
径２．０μｍのシリカビーズを散布し、他方の第２の基
板を重ねあわせて接着剤を使用して貼合わせ、セルを作
製した。

【０１３４】実施例１ 上記に示したプロセスで作製したセルＹ、Ｚ中に、液晶
組成物ＮにノニオンＯＴ−２２１（ポリオキシエチレン
ソルビタンモノオレエート、日本油脂（株）製）を０．
ｌｗｔ％と、ナイミーンＬ２０７（ポリオキシエチレン
ドデシルアミン、日本油脂（株）製）を０．ｌｗｔ％混
合したものを注入して、液晶素子β（セルＹ）、液晶素
子γ（セルＺ）を作製した。液晶素子β、γのいずれの
セルにおいても、偏光顕微鏡下、カイラルスメクチック
Ｃ相中でジグザグ欠陥と思われる、異なる層構造間のバ
ウンダリーに相当するものが観察され、複数種の層構造
をもつことが確認された。

【０１３５】これら得られた素子に対して、イオン量
（Ｑｔ）の正負方向の測定、および図６中の駆動波形
（Ｖ_I ＋Ｖ_S は２０Ｖ、バイアス比は１／３．４）を用
いて、ＤＣバイアス下反転閾値の測定を行った。

【０１３６】イオン量（Ｑｔ）の測定 イオン量の測定は、図８に示す回路に三角波電圧を印加
し、液晶素子に直列接続された抵抗の両端の電圧をモニ
ターすることによって液晶中に流れる電流量を測定し、
観測される電流ピークのうち自発分極の反転に伴う電流
ピーク（Ｐｓ）以外の部分を積分してイオン量（Ｑｔ）
を計算した。測定温度は３０℃とし、±２０Ｖ、５Ｈｚ
の三角波を用いた。

【０１３７】両方向のイオン流動量：Ｑｔ測定結果 ［初期］ 液晶素子β：１．６ｎＣ／ｃｍ² 、２２．６ｎＣ／ｃｍ
² 液晶素子γ：１．２ｎＣ／ｃｍ² 、３０．５ｎＣ／ｃｍ
² 但し、以上に並列に記載したＱｔ値は、それぞれ印加電
圧の極性を正負としたときの値である。

【０１３８】ＤＣバイアス下反転閾値の測定 ＤＣバイアスを−１００ｍＶ、０ｍＶ、＋１００ｍＶの
３条件で反転閾値（印加電圧Ｖｏｐ＝１０Ｖ／μｍでΔ
Ｔ：反転しきい値パルス巾）を測定したところ、上記セ
ルにおける閾値の変動割合は、液晶素子β：１．１％、
液晶素子γ：０．６％であった。

【０１３９】実施例２ 実施例１中のセルＹ，Ｚについて、液晶組成物Ｎにノニ
オンＯＴ−２２１（ポリオキシエチレンソルビタンモノ
オレエート）を０．ｌｗｔ％と、ナイミーンＬ２０７
（ポリオキシエチレンドデシルアミン）を０．ｌｗｔ％
と、スタホームＤＬ（ラウリン酸ジエタノールアミド、
日本油脂（株）製）を０．ｌｗｔ％を混合したもの（２
−ａ）、及び液晶組成物ＮにノニオンＯＴ−２２１（ポ
リオキシエチレンソルビタンモノオレエート）を０．ｌ
ｗｔ％と、スタホームＤＬ（ラウリン酸ジエタノールア
ミド）を０．ｌｗｔ％を混合したもの（２−ｂ）、２種
をそれぞれ注入して、実施例１と同様の測定を行ったと
ころ、全く同様の効果を確認した。

【０１４０】実施例３ 実施例１中のセルＹについて、ノニオンＯＴ−２２１
（ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート）を
０．３ｗｔ％と、ナイミーンＬ２０７（ポリオキシエチ
レンドデシルアミン）を０．３ｗｔ％をイソプロパノー
ルに溶解したものを、ラビング処理した後のポリイミド
表面にスピンコートする工程を加え、セルＹを作成し
た。これに液晶組成物Ｎを注入し、実施例１と同様の測
定を行ったところ、全く同様の効果を確認した。（３−
ａ）

【０１４１】それぞれ界面活性剤の濃度を０．８ｗｔ％
ずつにして同様の実験を行ない、実施例１と同様の測定
を行なったところ、同様の効果を確認した。（３−ｂ）

【０１４２】比較例１ 実施例１で用いた液晶セルＹ、Ｚに液晶組成物Ｎを注入
し、実施例１と同様の評価を行ったところ、ＤＣバイア
ス下反転閾値の変動幅はそれぞれ８．３％、７．０％で
あった。

【０１４３】比較例２ 実施例１で用いた液晶セルＹにノニオンＯＴ−２２１の
みを０．１ｗｔ％加えた液晶組成物Ｎを注入し、同様の
評価を行なったが、ＤＣバイアス下反転閾値の変動巾は
６．８％でありイオン流動量の非対称もみられなかっ
た。

【０１４４】各実施例１〜３の閾値変動値とＱｔ量の非
対称量の相関を示したのが図９である。閾値変動値はＱ
ｔ量の非対称量に相関があることがわかった。

【０１４５】以上の結果から分かるように正方向の電界
に対して流動するイオンの電荷量の絶対値と、負方向の
電界に対して流動するイオンの電荷量の絶対値とが異な
り、非対称であるとき、微少なＤＣオフセット電圧をよ
くカットし、閾値の変動がないことがわかる。

【０１４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動回路が持っている微少なＤＣ成分を非常によくカッ
トし、液晶素子に、不必要な積層構造を導入する必要が
無く、コストに優れた液晶素子を提供することができ
る。また、そのことで液晶素子の機能性を十分に発揮す
ることができ、高精細、高品位の液晶素子、並びに該液
晶素子を用いた液晶装置が提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカイラルスメクチック液晶素子の一例
を示す概略図である。

【図２】本発明のカイラルスメクチック液晶組成物を用
いた液晶素子を備えた表示装置とグラフィックコントロ
ーラを示すブロック図である。

【図３】表示装置とグラフィック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っ
たとき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強誘電性液晶パネル
の一例の平面図である。

【図６】本発明で用いた駆動法の波形図の一例である。

【図７】本発明にかかる、駆動電圧を変化させたときの
透過率の変化を示すグラフ（Ｖ−Ｔ特性図）である。

【図８】液晶素子のイオンの流動量の測定方法を示す概
略説明図である。

【図９】各実施例の閾値変動値とＱｔ量の非対称量の相
関を示すグラフである。

【符号の説明】

１ カイラルスメクチック液晶組成物を用いた液晶層 ２ａ、２ｂ 基板 ３ａ、３ｂ 透明電極 ４ａ、４ｂ 配向制御膜 ８ａ、８ｂ 偏光板 ５ シール材 ９ 光源 Ｉ_０ 入射光 Ｉ 透過光 ５１ 液晶パネル ５２ 走査電極群 ５３ 情報電極群 １０１ カイラルスメクチック液晶表示装置 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 (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/1337 ５１０ Ｇ０２Ｆ 1/1337 ５１０ (72)発明者 羽生 由紀夫 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 野口 幸治 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 森 省誠 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 山田 修嗣 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 (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板間に液晶組成物を挟持した液
   晶素子であって、第一の基板から第二の基板に向けて電
   界を印加した時に前記液晶組成物内で流動するイオンの
   電荷量の絶対値と、第二の基板から第一の基板に向けて
   電界を印加した時に前記液晶組成物内で流動するイオン
   の電荷量の絶対値とが異なることを特徴とする液晶素
   子。
2. 【請求項２】 前記第一の基板から第二の基板に向けて
   電界を印加した時に前記液晶組成物内で流動するイオン
   の電荷量の絶対値と、第二の基板から第一の基板に向け
   て電界を印加した時に前記液晶組成物内で流動するイオ
   ンの電荷量の絶対値とが２倍以上異なることを特徴とす
   る請求項１記載の液晶素子。
3. 【請求項３】 前記第一の基板から第二の基板に向けて
   電界を印加した時に前記液晶組成物内で流動するイオン
   の電荷量の絶対値と、第二の基板から第一の基板に向け
   て電界を印加した時に前記液晶組成物内で流動するイオ
   ンの電荷量の絶対値とが５倍以上異なることを特徴とす
   る請求項１記載の液晶素子。
4. 【請求項４】 前記一対の基板上に配向制御膜が設けら
   れ、該配向制御膜が互に異なる配向処理が施されている
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶素子。
5. 【請求項５】 前記一対の基板上に電極が設けられ、該
   電極間のいずれかの箇所に、窒素原子を有さない非イオ
   ン系界面活性剤と窒素原子を有する非イオン系界面活性
   剤とを共存させてなることを特徴とする請求項１乃至４
   のいずれかの項に記載の液晶素子。
6. 【請求項６】 前記窒素原子を有さない非イオン系界面
   活性剤がポリオキシエチレン鎖を有し、窒素原子を有す
   る非イオン系界面活性剤がアミド基またはアミノ基を有
   する材科であることを特徴とする請求項５記載の液晶素
   子。
7. 【請求項７】 前記窒素原子を有さない非イオン系界面
   活性剤と窒素原子を有する非イオン系界面活性剤とを配
   向制御膜上に存在させることを特徴とする請求項４乃至
   ６のいずれかの項に記載の液晶素子。
8. 【請求項８】 前記窒素原子を有さない非イオン系界面
   活性剤と窒素原子を有する非イオン系界面活性剤とを液
   晶組成物の注入前に液晶組成物中に混合して導入するこ
   とを特徴とする請求項５乃至７のいずれかの項に記載の
   液晶素子。
9. 【請求項９】 前記液晶組成物が、カイラルスメクチッ
   ク相を呈する液晶組成物である請求項１乃至８のいずれ
   かに記載の液晶素子。
10. 【請求項１０】 前記液晶組成物が、コレステリック相
    を呈さない液晶組成物である請求項９記載の液晶素子。
11. 【請求項１１】 前記液晶組成物が、強誘電性を示す液
    晶組成物である請求項１乃至１０のいずれかに記載の液
    晶素子。
12. 【請求項１２】 前記液晶組成物が、複数種の層構造を
    持っていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれ
    かに記載の液晶素子。
13. 【請求項１３】 前記カイラルスメクチック相を呈する
    液晶組成物の自発分極が２０ｎＣ／ｃｍ² 以上であるこ
    とを特徴とする請求項９記載の液晶素子。
14. 【請求項１４】 前記液晶組成物が、フルオロカーボン
    末端部分及び炭化水素未端部分を有し、該両末端部分が
    中心核によって結合され、スメクチック中間相又は潜在
    的スメクチック中間相を持つフッ素含有液晶化合物を含
    有する請求項１乃至１３のいずれかの項に記載の液晶素
    子。
15. 【請求項１５】 前記フッ素含有液晶化合物におけるフ
    ルオロカーボン末端部分が、−Ｄ¹−Ｃ_xaＦ_2xa−Ｘで表
    わされる基である請求項１４記載の液晶素子。（但し、
    上記式中ｘａは１〜２０であり、Ｘは−Ｈ又は−Ｆを表
    わし、Ｄ¹は、−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ₂）_ra−、−Ｏ−（Ｃ
    Ｈ₂）_ra−、−（ＣＨ₂）_ra−、−Ｏ−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂
    −、−ＳＯ₂−（ＣＨ₂）_ra−、−Ｏ−（ＣＨ₂）_ra−Ｏ
    −（ＣＨ₂）_rb−、−（ＣＨ₂）_ra−Ｎ（Ｃ_paＨ_2pa+1）
    −ＳＯ₂−、又は−（ＣＨ₂）_ra−Ｎ（Ｃ_paＨ_2pa+1）−
    ＣＯ−を表わす。ｒａおよびｒｂは、独立に１〜２０で
    あり、ｐａは０〜４である。）
16. 【請求項１６】 前記フッ素含有液晶化合物におけるフ
    ルオロカーボン末端部分が、−Ｄ²−（Ｃ_xbＦ_2xb−Ｏ）
    _za−Ｃ_yaＦ_2ya+1で表わされる基である請求項１４記載
    の液晶素子。（但し、上記式中ｘｂはそれぞれの（Ｃ_xb
    Ｆ_2xb−Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｙａは１〜１０
    であり、ｚａは１〜１０であり、Ｄ²は、−ＣＯ−Ｏ−
    Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｏ−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ_rcＨ_2rc−、−
    Ｏ−（Ｃ_saＨ_2sa−Ｏ）_ta−Ｃ_rdＨ_2rd−、−Ｏ−ＳＯ₂
    −、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ_rcＨ_2rc−
    Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+1）−ＳＯ₂−、−Ｃ_rcＨ_2rc−Ｎ（Ｃ_pb
    Ｈ_2pb+1）−ＣＯ−、単結合から選ばれ、ｒｃ及びｒｄ
    は独立に１〜２０であり、ｓａはそれぞれの（Ｃ_saＨ
    _2sa−Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｔａは１〜６であ
    り、ｐｂは０〜４である。）
17. 【請求項１７】 前記フッ素含有液晶化合物が、下記の
    一般式（Ｉ）で表わされる請求項１４記載の液晶素子。 【化１】 ［式中、Ａ¹、Ａ²、Ａ³は、それぞれ独立に、 【化２】 を表わす。ｇａ、ｈａ、ｉａは独立に０〜３の整数（但
    し、ｇａ＋ｈａ＋ｉａは少なくとも２である）を表わ
    す。夫々のＬ¹とＬ²は独立に、単結合、−ＣＯ−Ｏ−、
    −Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯＳ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ
    ｅ−、−Ｓｅ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｔｅ−、−Ｔｅ−ＣＯ
    −、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−
    ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ₂−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ
    Ｈ₂−、−ＣＯ−又は−Ｏ−を表わす。夫々のＸ¹、
    Ｙ¹、Ｚ¹はＡ¹、Ａ²、Ａ³の置換基であり、独立に−
    Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＯＨ、−ＯＣ
    Ｈ₃、−ＣＨ₃、−ＣＮ、又は−ＮＯ₂を表わし、夫々の
    ｊａ、ｍａ、ｎａは独立に０〜４の整数を表わす。Ｊ¹
    は、−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ₂）_ra−、−Ｏ−（ＣＨ₂）
    _ra−、−（ＣＨ₂）_ra−、−Ｏ−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−、
    −ＳＯ₂−（ＣＨ₂）_ra−、−Ｏ−（ＣＨ₂）_ra−Ｏ−
    （ＣＨ₂）_rb−、−（ＣＨ₂）_ra−Ｎ（Ｃ_paＨ_2pa+1）−
    ＳＯ₂−、又は−（ＣＨ₂）_ra−Ｎ（Ｃ_paＨ_2pa+1）−Ｃ
    Ｏ−を表わす。ｒａ及びｒｂは、独立に１〜２０であ
    り、ｐａは０〜４である。Ｒ¹は、−Ｏ−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｏ
    −Ｃ_qbＨ_2qb+1、−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｏ−Ｃ_qbＨ_2qb+1、−Ｃ
    _qaＨ_2qa−Ｒ³、−Ｏ−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｒ³、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ
    _qaＨ_2qa−Ｒ³、又は−Ｏ−ＣＯ−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｒ³を表わ
    し、直鎖状、分岐状のいずれであっても良い（但し、Ｒ
    ³は、−Ｏ−ＣＯ−Ｃ_qbＨ_2qb+1、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ_qbＨ
    _2qb+1、−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ₃、−ＮＯ₂、−Ｃ
    Ｎを表わし、ｑａ及びｑｂは独立に１〜２０である）。
    Ｒ²はＣ_xaＦ_2xa−Ｘを表わす（Ｘは−Ｈ又は−Ｆを表わ
    し、ｘａは１〜２０の整数である）。］
18. 【請求項１８】 前記フッ素含有液晶化合物が、下記の
    一般式（ＩＩ）で表わされる請求項１４記載の液晶素
    子。 【化３】 ［式中、Ａ⁴、Ａ⁵、Ａ⁶は、それぞれ独立に、 【化４】 を表わす。ｇｂ、ｈｂ、ｉｂはそれぞれ独立に０〜３の
    整数（但し、ｇｂ＋ｈｂ＋ｉｂは少なくとも２である）
    を表わす。夫々のＬ³、Ｌ⁴は独立に、単結合、−ＣＯ−
    Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−
    ＣＯ−Ｓｅ−、−Ｓｅ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｔｅ−、−Ｔ
    ｅ−ＣＯ−、−（ＣＨ₂ＣＨ₂）_ka−（ｋａは１〜４）、
    −ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｃ
    Ｈ−、−ＣＨ₂−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ₂−、−ＣＯ−又は−
    Ｏ−を表わす。夫々のＸ²、Ｙ²、Ｚ²はＡ⁴、Ａ⁵、Ａ⁶の
    置換基であり、独立に−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｂｒ、−
    Ｉ、−ＯＨ、−ＯＣＨ₃、−ＣＨ₃、−ＣＦ₃、−ＯＣ
    Ｆ₃、−ＣＮ、又は−ＮＯ₂を表わし、夫々のｊｂ、ｍ
    ｂ、ｎｂは独立に０〜４の整数を表わす。Ｊ²は、−Ｃ
    Ｏ−Ｏ−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｏ−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ_rcＨ
    _2rc−、−Ｏ−（Ｃ_saＨ_2sa−Ｏ）_ta−Ｃ_rdＨ_2rd−、−
    Ｏ−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ
    _rcＨ_2rc−Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+1）−ＳＯ₂−、−Ｃ_rcＨ_2rc−
    Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+1）−ＣＯ−であり、ｒｃ及びｒｄは独
    立に１〜２０であり、ｓａはそれぞれの（Ｃ_saＨ_2sa−
    Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｔａは１〜６であり、ｐ
    ｂは０〜４である。Ｒ⁴は、−Ｏ−（Ｃ_qcＨ_2qc−Ｏ）_wa
    −Ｃ_qdＨ_2qd+1、−（Ｃ_qcＨ_2qc−Ｏ）_wa−Ｃ
    _qdＨ_2qd+1、−Ｃ_qcＨ_2qc−Ｒ⁶、−Ｏ−Ｃ_qcＨ_2qc−
    Ｒ⁶、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ_qcＨ_2qc−Ｒ⁶、又は−Ｏ−ＣＯ−
    Ｃ_qcＨ_2qc−Ｒ⁶を表わし、直鎖状、分岐状のいずれであ
    っても良い（但し、Ｒ⁶は−Ｏ−ＣＯ−Ｃ_qdＨ_2qd+1、−
    ＣＯ−Ｏ−Ｃ_qdＨ_2qd+1、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ₃、−Ｎ
    Ｏ₂、−ＣＮ、又は−Ｈを表わし、ｑｃ及びｑｄは独立
    に１〜２０の整数、ｗａは１〜１０の整数である）。Ｒ
    ⁵は、（Ｃ_xbＦ_2xb−Ｏ）_za−Ｃ_yaＦ_2ya+1で表わされる
    （但し、上記式中ｘｂはそれぞれの（Ｃ_xbＦ_2xb−Ｏ）
    に独立に１〜１０であり、ｙａは１〜１０であり、ｚａ
    は１〜１０である）。］
19. 【請求項１９】 請求項１乃至１８のいずれかの項に記
    載の液晶素子と該液晶素子を駆動する手段とを少なくと
    も有する液晶装置。