JPS61293288A - 時分割駆動用液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 浦業上の利用分野〕 本発明は、双安定状態下にある強誘電性液晶素子に関し
、詳しくはフレーム又はｌフィールド期間の間書込み状
態を保持させるメモリー駆動方式を用いた時分割駆動用
液晶素子に関する。

〔従来の技術〕

従来の液晶素子としては、例えばエム−シャット（Ｍ、
５ｃｈａｄｔ）　　とダブリュー・へルフリッヒ（Ｗ、
Ｈｅ１ｆｒｉｃｈ）著　″アプライド・フィジックス・
レダーズ”（”Ａｐｐｌｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃｓ　　
Ｌｅｔｔｅｒｓ“）第１８８．ｆｆ５４号（１９７１４
Ｆ２月１５０Ｑ行）。

第１２７頁〜１２８頁の″ボルテージ・ディペンダント
・オプティカル争アクティビティ−・オブΦア争ツィス
テッド・ネマチック・リキッド・クリスタル”　（”Ｖ
ｏｌｔａｇｅ　Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　０ｐｔｉｃａｌＡ
ｃｔｉｖｉｔｙ　　ｏｆ　　ａ　　Ｔｗｉｓｔｅｄ　　
ＮｅｍａｔｉｃＬｉｑｕｉｄ　　Ｃｒｙｓｔａｌ”）に
示されたツィステッド・ネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄ　
ｎｅｍａｔｉｃ）液晶を用いたものが知られている。こ
のＴＮ液晶は、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。

又、各画素に薄膜トランジスタによるスイッチング素子
を接続し、各画素毎をスイッチングする方式の表示素子
が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形成す
る工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成する
ことが難しい問題点がある。

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
、クラーク（Ｃ１ａｒｋ）とラガウＸ−ル（Ｌａｇｅ　
ｒｗａ　ｌ　１）は、強誘電性液晶の膜厚を、そのらせ
んピッチの５倍以下とすることによって１強誘電性液晶
のらせん構造をほどくことができ、その結果、双安定が
発現されることを例えば米国特許第４３６７９２４号公
報等で発表している。この双安定性を有する液晶として
は、一般に、カイラルスメクテイツクＣ相（ＳｍＣ本）
又はＨ相（Ｓ　ｍＨＸを有する強誘電性液晶が用いられ
る。

この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５
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る。またこの型の液
晶は、加えられる電界に応答して、極めて途やかに上記
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を有する。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、かなり木質的な改善が得られ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前述した双安定性を有する液晶素子を用
いて後述するメモリー駆動方式の時分割駆動を行なうと
、画面中の情報信号に応じて書込まれた画素のいくつか
が、書込み時の液晶配列方向から他方の液晶配列方向に
安定配向状態を変えることに基づく書込み画素の反転現
象を生じる問題点があった。これは、例えば。

画面中に「白」信号として書込まれた画素が。

「黒」状態に反転する現象である。この様な反転現象を
生じることは、実際上、ディスプレイ装置にこの強誘電
性液晶素子を適用することを難しくするものであった。

本発明の目的は、前述の反転現象を防止し、情報信号に
応じて書込まれた画素の書込み状態を１フレーム又は１
フイ一ルド期間の間保持しうる時分割駆動用液晶素子を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕及び〔作用〕本発明は
、対向電極対と、双安定状態下にある下記一般式（Ｉ）
で示された光学活性基をもつ液晶性化合物又はそれを含
有した液晶組成物とを有している画素を複数行に配列し
、該複数行の画素に行毎に書込み信号を印加し、該書込
み信号を印加した行における画素の書込み状態を、次の
周期の書込み信号が印加されるまでの間保持させる方式
の時分割駆動を行う時分割駆動用液晶素子としたことを
特徴とするものである。

一般式 ％式％（） 〔一般式（Ｉ）中Ｒは炭素原子数１〜２０の直鎖状、分
岐状または環状の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を示
す、　＊は不斉炭素原子を示す、〕 〔実施例〕 一般式（Ｉ）で表わされた光学活性基をもつ液晶性化合
物の具体例を下記に示すが、本発明はこれらに限定され
るわけではない。

一般式 上記式中のＲは炭素原子数１〜２０の直鎖状。

分岐状または環状の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で
ある。炭素原子数３以下では末端基としての特性が損わ
れやすく、２１以上では最終的な機能材料としたときの
粘度やモル体積が増加するため好ましくない、また、好
ましいＨの炭素原子数は４〜１６である。Ｈの具体例と
しては直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、シクロア
ルキル基、直鎖状アルケニル基、分岐状アルケニル基、
シクロアルケニル基、直鎖状アルカブイエニル基、分岐
状アルカブイエニル基、シクロアルカブイエニル基、直
鎖状フルカトリエニル基、分岐状アルカトリエニル基、
直鎖状アルキニル基、分岐状アルキニル基、アラルキル
基がある。又、本は不斉炭素原子を示す。

Ｒ１−Ｒ５は炭素原子数１〜２０のアルキル基又はアル
コキシ基を示す。

その他、前記一般式（Ｉ）で示された光学活性基を導入
したアゾ−、アゾキシ誘導体、環集合炭化水素誘導体、
縮合多環式炭化水素誘導体、複素原語導体、縮合複素環
誘導体、環集合複素環誘導体等を用いることができ、具
体的には、前記一般式（Ｉ）で示された光学活性基を導
入したアゾベンゼン銹導体、アゾキシベンゼン誘導体、
ビフェニル銹導体、ターフェニル誘導体、フェニルシク
ロヘキサン誘導体、安息香酸誘導体、ピリミジン誘導体
、ピラジン誘導体、ピリジン誘導体、スチルベン誘導体
、トラン誘導体、カルフン銹導体。

ビシクロヘキサン誘導体、ケイ皮酸誘導体等を液晶化合
物としても用いることができる。

これらの液晶化合物を合成すご際に用いる乳酸誘導体は
、下記の方法で合成することができる。

（ａ） 本閤 （ｂ） 木１ （ｃ） 上記反応式におけるＲＩは炭素数の広い範囲にわたって
選択することが可能であり、具体的にはヨードブタン、
ヨードヘンタン、ヨードヘキサン。

ヨードへブタン、ヨードオクタン、ヨードノナン、ヨー
トチカン、ヨードウンデカン、ヨードドデカン、ヨード
トリデカン、ヨードブトラブカン、ヨードペンタデカン
、ヨードヘキサデカン、ヨードヘプタデカン、ヨードオ
クタデカン、ヨードノナデカン、ヨードエイコサン等の
直鎖状飽和炭化水素ヨウ化物、２−ヨードブタン、１−
ヨード−２−メチルプロパン、１−ヨード−３−メチル
ブタン等の分岐状飽和炭化水素ヨウ化物：ヨードベンジ
ル、ヨードフェナシル、３−ヨード−１−シクロヘキセ
ン等の環状不飽和炭化水素ヨウ化物；ヨードシクロペン
タン、ヨードシクロヘキサン、１−ヨード−３−メチル
シクロヘキサン、ヨードシクロへブタン、ヨードシクロ
オクタン等の環状飽和炭化水素ヨウ化物がある。

このような方法により得られた種々の乳融誘導体より次
に示す合成経路によって下記一般式（Ｉｌ）又は（ｔＩ
［）に示される液晶性化合物を得た。

Ｈ３ ＣＨ３ （［） 〔但し、上記一般式（ＩＩ）、（ｍ）　にＨいて、Ｒは
炭素原子数１〜２０の直鎖状、分岐状または環状の飽和
もしくは不飽和の炭化水素基を示し、Ｒ１及びＲ２は炭
素原子数１〜２０のアルキル基またはアルコキシ基を示
す、〕 後述する特定の液晶化合物又はそれを含有する液晶組成
物は、強誘電性液晶として良好な閾値特性をもつもので
あり、液晶素子に適用することによって、前述した反転
現象を有効に防止することができる。

以下、図面とともに、本発明を更に詳細に説明する。

本発明で用いる液晶は、強誘電性を有するものであって
、具体的にはカイラルスメクテイツクＣ相（ＳｍＣ）ｋ
）、Ｈ相（ＳｍＨ）ｋ）、Ｉ相Ｃ５ｍ１＊）、Ｊ相（Ｓ
ｍＪ＊）、に相（ＳｍＫ）ｋ）、Ｇ相（ＳｍＧ）ｋ）又
はＦ相（ＳｍＦ＊）、を有する液晶を用いることができ
る。

本発明の液晶素子で用いる液晶化合物の代表例は、下記
のとおりである。

（１）　　４’−へキシル−４−α−ブトキシプロパノ
イルオキシアゾベンゼン （２）　　、４’−へブチル−４−α−ブトキシプロパ
ノイルオキシアゾベンゼン （４）　　４’−才クチル−４−α−ブトキシプロパノ
イルオキシアゾベンゼン （５）　　４’−へキシルオキシ−４−α−ブトキシプ
ロパノイルオキシアゾベンゼン （６）　　４′−オクチル−４−α−へブチルオキシプ
ロパノイルオキシアゾベンゼン （７）　　４’−へキシルオキシ−４−α−へブチルオ
キシプロパノイルオキシアゾベンゼン （８）　　４’−へキシルオキシ−４−α−ブトキシプ
ロパノイルオキシアゾキシベンゼン （９）　　４’−才クチル−４−α−へブチルオキシプ
ロパノイルオキシアゾキシベンゼン （１０）　　４’−へキシルオキシ−４−α−へブチル
オキシプロパノイルオキシアゾキシベンゼン （１１）　　５−デシル−２−（４’−α−ペンチルオ
キシプロパノイルオキシフェニル）ピリミジン （１２）　　４−オクチルオキシ安息香酸（４′−α−
オクタデシルオキシプロパノイルオキシフェニル）エス
テル（１３）　　４−オクチルオキシ安息香酸（４′−
α−ドデシルオキシプロパメイルオキシフェニル）エス
テル（１４）　　４−へブチルビフェニルカルボン酸（
４″−α−へブチルオキシプロパノイルオキシフェニル
）エステル（１５）　　４−オクチルオキシビフェニル
カルボン酸（４’−（４″−α−オクチルオキシプロパ
ノイルオキシベンゾイルオキシ）フェニル）エステル （１Ｂ）　　４−ペンチルオキシ安息香酸（４’−（４
″−α−ノニルオキシプロパノイルオキシビフェニルカ
ルボキシル）フェニル）エステル （１７）　　４−へブチルビフェニルカルボン酸（４’
−（４”〜α−ドデシルオキシプロパノイルオキシベン
ゾイルオキシ）フェニル）エステル （１Ｂ）　　４−へブチルビフェニルカルボン酸（４’
−（４″−α−ペンチルオキシプロバノイルオキシビフ
ェニル力ルポキシル）フェニル）エステル （１９）　　５−ノニル−２−（α−プロピルオキシブ
ロバノイルオキシフェニル）プリミジン （２０）　　４−ペンチルビフェニルカルボン酸（４’
−（４″−α−エトキシブロバノイルオキシベンゾイル
オキシ）フェニル）エステル 〔合成例１〕 ５−デシル−２−（４’−α−ペンチルオキシプロパノ
イルオキシフェニル） ピリミジン Ｐ−ハイドロキシベンゾニトリル４０ｇを１００ｍＭの
エタノールと１２５ｍｆＬのベンゼンに溶解し、乾燥Ｈ
（Ｉで飽和させ１〜２日室温で放置した。エーテルで希
釈して沈澱した結晶を日別後エタノールへ分離し、アン
モニア飽和エタノールを加え、１〜２日放置したのちエ
ーテルを加え再結晶して、４−ハイドロキシベンズアミ
ディンハイドロクロライドを得た。無水メタノールへ３
．０ｇの金属ナトリウムを加えたものへ４−ハイドロキ
シベンズアミディンハイドロクロライド９ｇとα−デシ
ル−β−ジメチルアミノアクロレイン１２ｇを加え、１
０ｈｒ還流した。メタノールを留去し希酢酸へ投入しエ
ーテルで抽出したものをシリカゲルカラムクロマトで精
製し５−デシル２（４−）＼イドロキシフェニル）ピリ
ミジンを得た。

α−ペンチルオキシプロピオン酸２．０ｇに塩化チオニ
ル１０ｍＭを加え２ｈｒ加熱還流後過剰の塩化チオニル
を留去してα−ペンチルオキシプロピオン酸クロライド
を得た。２０ｍＭの乾燥ピリジンを加え、５０ｍＪｌの
乾燥ベンゼンへ溶解した５−デシル２（４−ハイドロキ
シフェニル）ピリミジン７．０ｇを滴下した０滴下終了
後８ｈｒ加熱還流したのち氷水へ投入しベンゼンで抽出
した。シリカゲルカラムクロマトにて精製し、５−デシ
ル−２−（４’−α−ペンチルオキシプロパノイルオキ
シフェニル）ピリミジンを得た。

〔合成例２〕 ４−オクチルオキシ安息香酸（４′−α−ドデシルオキ
シプロパメイルオキシ ビフェニル）エステル α−ドデシルオキシプロピオン酸２．Ｏｇに塩化チオニ
ル１ｏｎｅを加え２ｈｒ加熱還流後、過剰の塩化チオニ
ルを留去してα−ドデシルオキシプロピオン酸クロライ
ドを得た。２０ｍ！Ｌの乾燥ピリジンを加え、４０ｍ１
の乾燥ベンゼンへ溶解した４、４′ジハイドロキシビフ
エニル５．０ｇを滴下する０滴下終了後３ｈｒ加熱還流
したのち氷水へ投入しベンゼンで抽出した。

シリカゲルカラムクロマトにて精製し、４−ハイドロキ
シ−４′−α−ドデシルオキシプロパノイルオキシビフ
ェニルを得た。

ｐ−オクチルオキシ安息香酸２．Ｏｇへ塩化チオニル４
０ｍＪ１を加え２ｈｒ加熱還流後過剰の塩化チオニルを
留去してｐ−オクチルオキシ安息香酸クロライドを得た
。２０ｍ文の乾燥ピリジンを加え、４０ｍ１の乾燥ベン
ゼンへ溶解した４−ハイドロキシ−４′−α−ドデシル
オキシプロパノイルオキシビフェニルを滴下し５ｈｒ加
熱還流後氷水へ投入しエーテルで抽出した。

シリカゲルカラムクロマトにて精製し４オクチルオキシ
安息香酸（４′−α−ドデシルオキシプロパノイルオキ
シビフェニル）エステルを得た。

〔合成例３〕 ４−オクチルオキシビフェニルカルボン酸（４’（４”
α−オクチルオキシプロパノイルオキシベンゾイルオキ
シ）フェニル）エステル ４−オクチルオキシビフェニルカルボン酸５．０ｇへ塩
化チオニル４０ｍ！２．を加え３ｈｒ加熱還流したのち
、過剰の塩化チオニルを留去し４−オクチルオキシビフ
ェニルカルボン酸クロライドを得た。５０ｍｆＬのピリ
ジンへ５．０ｇのｐ−ハイドロキノンを溶解したものへ
４−オクチルオキシビフェニルカルボン酸クロライドを
滴下し、２ｈｒ反応後１０ｈｒ加熱還流した。氷水へ投
入しベンゼンで抽出したものをシリカゲルカラムクロマ
トにて精製し、４−オクチルオキシビフェニルカルボン
酸（４′−ハイドロキシフェニル）エステルを得た。

α−オクチルオキシプロピオン酸２．０ｇに塩化チオニ
ル１０ｍ文を加え２ｈｒ加熱還流後、過剰の塩化チオニ
ルを留去してα−オクチルオキシプロピオン酸クロライ
ドを得た。２０ｍＪｌの乾燥ピリジンを加え、４０ｍＪ
ｌの乾燥ピリジンヘ溶解した５、０ｇのｐ−ハイドロキ
シ安息香酸を滴下した。

滴下終了後２ｈｒ加熱還流したのち氷水へ投入しベンゼ
ンで抽出した。シリカゲルカラムクロマトにて精製し４
−（α−オクチルオキシプロパノイルオキシ）安息香酸
を得た。

４−（α−オクチルオキシプロパノイルオキシ）安息香
酸２．Ｏｇと４−オクチルオキシビフェニルカルボン酸
（４’−ハイドロキシフェニル）エステル２．５ｇを５
０ｇのポリリン酸へ加え１００℃で１Ｏｈｒ反応させた
０反応物を氷水へ投入しベンゼンで抽出した。エタノー
ルより再結晶し４−オクチルオキシビフェニルカルボン
酸（４’−（４−−α−オクチルオキシプロパノイルオ
キシベンゾイルオキシ）フェニル）エステルを得た。

これらの液晶化合物は特願昭５９−１９５７７０号明細
書に記載された合成法および通常の合成法により得るこ
とができる。

本発明において一般式（Ｉ）で表わされた光学活性基を
もつ強誘電性カイラルスメクテイツク液晶は、エヌ争ニ
ーークラーク（Ｎ、Ａ。

Ｃ１ａｒｋ）らによって示されたような表示素子として
使用する場合に電界応答に対する閾値特性にすぐれてい
るため、強誘電性カイラルスメクテイツク液晶を単純マ
トリックス電極に駆動するディスプレイに使用した場合
にクロストークを防止し良好なコントラストを与えるこ
とが可能となる。このような特徴は本発明の液晶化合物
を含む液晶組成物についても同様であり、強誘電性カイ
ラルスメクテイツク液晶を高精細・大画面表示素子とし
て使用する場合に本発明の液晶性化合物は特に優れてい
る。

又、本発明では、カイラルスメクテイツク相を示さない
液晶化合物であっても、表−４に示される様なカイラル
スメクテイツク相をもつ液晶化合物を混合することによ
って得た強誘電性液晶についても、その使用は可能であ
る０強誘電性カイラルスメクテイツク相を持つ液晶性化
合物を混合するかわりに、表−５に示されるような光学
活性基を含むがカイラルスメクテイツク相を示さない液
晶性化合物、もしくは単に光学活性基を含む液晶性化合
物を混合した液晶組成物もまた強誘電性カイラルスメク
テイツク液晶として使用することができる。そのように
して調製された強誘電性カイラルスメクテイツク液晶組
成物は、本発明に示される基本骨格により付与されるす
ぐれた閾値特性を示した。

上記のように本発明で用いる液晶性化合物は、それ単独
でも強誘電性液晶素子材料として使用し得るが、他の成
分との混合により強誘電性液晶素子の性能改善した組成
物とする場合は、該組成物中における一般式（Ｉ）で示
される光学活性基を導入した液晶化合物の含有量は１重
量％〜９９重量％が好ましく、５重量％〜９５重量％が
より好ましい。

この際、本発明で用いる液晶化合物との間で混合強誘電
性液晶組成物を形成することができる他の液晶化合物を
、表−４と表−５に示す。

表　　　　４ カイラルスメクテイツク相を示す液晶の具体例（化合物
基、構造式及び相転移点） −クロルプロピルシンナメート（ＨＯＢＡＣＰＣ）−メ
チルブチル−α−シアノシンナメー）　（ＤＯＢＡＭＢ
ＣＣ）−メチルブチルーα−メチルシンナメート−ＣＯ
０ＣＨ２ＣＨＣ２Ｈ５ 本 ４．４′−７ゾキシシンナミツクアシツドービス（２−
メチルブチル）エステルＨ ４−（２’−メチルブチル）フェニル−４′−オクチル
オキシビフェニル−４−カルボキシレート；＝　　コレ
ステリック相　；−等吉相４−へキシルオキシフェニル
−４−（２“−メチルブチル）ビフェニル−４′−力ル
ポキシレート ４−才クチルオキシフェニル−４−（２”−メチルブチ
ル）ビフェニル−４′−力ルポキシレート ９１．５℃　　　　９３℃ 結晶　；＝　ＳｍＣ木　：　　ＳｍＡ １１２℃　　　　　　　　１３１℃ ＝＝　コレステリック相　；−等方相 表−５ コレステリック相を示す液晶の具体例 （化合物名、構造式及び相転移点） （Ａ）　　　コレステリルプロピオネート（Ｂ）　　　
　コレステリルノナネート（Ｃ）　　　コレステリルパ
ルミテート（Ｄ）　　　コレステリルノナネート ４−（２″−メチルブチル）−４′−シア／ビフェニル
４−（２”−メチルブチルオキシ）−４’−シアノビフ
ェニル４−オクチルフェニル−４′− −（４−β−メチルブチルベンゾイルオキシ）ベンゾエ
ート４−シアノベンジリデン−４’−（２−メチルブチ
ル）アニリン４−（２−メチルブチル）−４’−へキシ
ルオキシアゾベンゼン３５．９℃　　　　　　　　５８
．２℃結晶　；＝　コレステリック相　；＝　等吉相４
−　（２−メチルブチル）フェニル−４′−デシロキシ
ベンゾエート４−へキシルオキシ〜４’−（２−メチル
ブチル）ベンゾエートこれらの材料を用いて素子を構成
する場合。

液晶化合物がＳｍＣ”相やＳｍＨ”相となるような温度
状態に保持する為、必要に応じて素子をヒーターが埋め
込まれた銅ブロック等により支持することができる。

第１図は、強誘電性液晶セルの例を模式的に描いたもノ
テある。ｌｌと１１’は、Ｉ　ｎ２０３゜５ｎ０２やＩ
ＴＯ（Ｉ　ｎｄ　ｉ　ｕｍ−Ｔｉ　ｎ　−Ｏｘ　ｉ　ｄ
　ｅ）等の透明電極がコートされた基板（ガラス板）で
あり、その間に液晶分子層１２がガラス面に垂直になる
よう配向したＳｍＣ”相の液晶が封入されている。太線
で示した線１３が液晶分子を表わしており、この液晶分
子１３はその分子に直交した方向に双極子モーメント（
Ｐ工）１４を有している。基板１１と１１’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１３の
らせん構造がほどけ。

双極子モーメント（Ｐ上）１４がすべて電界方向に向く
よう、液晶分子１３は配向方向を変えることができる。

液晶分子１３は、細長い形状を有しており、その長袖方
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位置関係に配置した
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。

さらに液晶セルの厚さを充分に薄くした場合（例えば１
ル）には、第２図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、非らせん構造と
なり、その双極子モーメントＰまたはｙは上向き（２４
）又は下向き（２４’）のどちらかの状態をとる。この
ようなセルに、第２図に示す如く一定の閾値以上の極性
の異る電界Ｅ又はＥ′を付与すると、双極子モーメント
電界Ｅ又はＥ′は電界ベクトルに対応して上向き２４又
は下向き２４′と向きを変え、それに応じて液晶分子は
、第１の安定状態２３か或いは第２の安定状態２３′の
何れか一方に配向する。

このような強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
との利点は２つある。

ＷＩＪｌに、応答速度が極めて速いこと、第２に液晶分
子の配向が双安定性を有するこｋである。

第２の点を１例えば第２図によって説明すると、電界Ｅ
を印加すると液晶分子は第１の安定状態２３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
の電界ビを印加すると、液晶分子は第２の安定状態２３
′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まっている。また、与える電界Ｅ
が一定の閾値を越えない限り、それぞれの配向状態にや
はり維持されている。このような応答速度の速さと、双
安定性が有効に実現されるにはセルとしては出来るだけ
薄い方が好ましく、一般的には０．５．〜２０ｐ、特に
ｌＪＬ〜５＃Ｌが適している。

次に強誘電性液晶の駆動法の具体例を、第３図〜第５図
を用いて説明する。

第３図は、中間に強誘電性液晶化合物（図示せず）が挟
まれたマトリクス電極構造を有するセル３１の模式図で
ある。３２は、走査電極群であり、３３は信号電極群で
ある。最初に走査電極Ｓ１が選択された場合について述
べる。

第４図（ａ）と第４図（ｂ）は走査信号であって、それ
ぞれ選択された走査電極Ｓ１に印加される電気信号とそ
れ以外の走査電極（選択されない走査電極）Ｓ２．Ｓ３
．５４−−−−に印加される電気信号を示している。第
４図（Ｃ）と第４図（ｄ）は、情報信号であってそれぞ
れ選択された信号電極１１．Ｉ３．Ｉ５と選択されない
信号電極Ｉ２．Ｉ４に与えられる電気信号を示している
。

第４図および第５図においては、それぞれ横軸が時間を
、縦軸が電圧を表す０例えば、動画を表示するような場
合には、走査電極群３２は逐次、周期的に選択される。

今、所定の電圧印加時間ｔ１．又はｔｚに対して双安定
性を有する液晶セルの、第１の安定状態を与えるための
閾値電圧ｔを−ｖｔ　ｈｌとし、第２の安定状態を与え
るための閾値電圧を＋ｖｔ　ｈ２とすると、選択された
走査電極３２（Ｓｌ）に与えられる電極信号は、第４図
（Ｌ）に示される如く位相（時間）ｔｚでは、２ｖを、
位相（時間）ｔｚでは、−２Ｖとなるような交番する電
圧である。このように選択された走査電極に互いに電圧
の異なる複数に位相間隔を有する電気信号を印加すると
、光学的「暗」あるいは「明」状態に相当する液晶の第
１あるいは第２の安定状態間での状態変化を、速やかに
起こさせることができるという重要な効果が得られる。

一方、それ以外の走査電極Ｓ２〜ｓ　５−−−−は第４
図（ｂ）に示す如くアース状態となっており、電気信号
Ｏである。また１選択された信号電極１１．Ｉ３．Ｉ５
に与えられる電気信号は、ｇＳ４図（Ｃ）に示される如
くｖであり、また選択されない信号電極Ｉ２．Ｉ４に与
えられる電気信号は、第４図（ｄ）に示される如く一■
である０以上に於て各々の電圧値は、以下の関係を満足
する所望の値に設定される。

ｖ＜ｖｔ　ｈ２＜３Ｖ −３Ｖ（−Ｖｔｈｌ＜−Ｖ この様な電気信号が与えられたときの各画素のうち、例
えば第３図中の画素人とＢにそれぞれ印加される電圧波
形を第５図（ａ）と（ｂ）に示す、すなわち、第５図（
ａ）と（ｂ）より明らかな如く、選択された走査線上に
ある画素Ａでは、位相ｔ２に於て、閾値ｖｔｈ２を越え
る電圧３ｖが印加される。又、同一走査線上に存在する
画素Ｂでは位相ｔ１に於て閾値−Ｖｔｈｌを越える電圧
−３ｖが印加される。

従って、選択された走査電極線上に於て、信号電極が選
択されたか否かに応じて１選択された場合には、液晶分
子は第１の安定状態に配向を揃え、選択されない場合に
は第２の安定状態に配向を揃える。

一方、第５図（Ｃ）と（ｄ）に示される如く、選択され
ない走査線上では、すべての画素に印加される電圧はＶ
又は−■であって、いずれも閾値電圧を越えない、従っ
て、選択された走査線上以外の各画素における液晶分子
は、配向状態を変えることなく前回走査されたときの信
号状態に対応した配向を、そのまま保持している。即ち
、走査電極が選択されたときｉそのｌライフ分の信号の
書き込みが行われ、１フレームが終−了して次回選択さ
れるまでの間は。

その信号状態を保持し得るわけである。従って、走査電
極数が増えても、実質的なデユーティ比はかわらず、コ
ントラストの低下は全く生じない。

次に、ディスプレイ装置として駆動を行った場合の実際
に生じ得る問題点について考えてみる。第３図に於て、
走査電極Ｓ１〜ｓ　５−−−−と信号電極１１〜ｌ５−
−−−の交点で形成する画素のうち、斜線部の画素は「
明」状態に、白地で示した画素は、「暗」状態に対応す
るもの・とする、今、第３図中の信号電極Ｉｌ上の表示
に注目すると、走査電極Ｓ１に対応する画素（Ａ）では
「明」状態であり、それ以外の画素ＣＢ）はすべて「暗
」状態である。この場合の駆動法の一例として、走査信
号と信号電極１１に午えられる情報信号及び画素Ａに印
加される電圧を時系列的に表したものが第６図である。

例えば第６図のようにして、駆動した場合。

走査信号Ｓ１が走査されたとき、時間ｔ２に於て画素Ａ
には、閾値ｖｔ　ｈ２を越える電圧３ｖが印加されるた
め、前歴に関係なく１画素Ａは一方向の安定状態、即ち
「明」状態に転移（スイッチ）する、その後は、Ｓ２〜
ｓ　５−−−−が走査される間は第６図に示される如＜
−Ｖの電圧が印加され続けるが、これは閾値−Ｖｔｈｌ
を越えないため、画素Ａは「明」状態を保ち得るはずで
あるが、実際にはこのように１つの信号電極上で一方の
信号（今の場合「暗」に対応）が与えられ続けるような
情報の表示を行う場合には、走査線数が極めて多く、し
かも高速駆動が求められるときには反転現象を生じるが
、前述した特定の液晶化合物又はそれを含有した液晶組
成物を用いることによって、この様な反転現象は完全に
防止される。

さらに１本発明では、前述の反転現象を防止する上で液
晶セルを構成している対向電極のうち少なくとも一方の
電極に絶縁物質により形成した絶縁膜を設けることが好
ましい。

この際に使用する絶縁物質としては、特に制限されるも
のではないが、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窒
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、アルミニウム厳化物、ジル
コニウム醜化物、チタン酸化物やフッ化マグネシウムな
どの無機絶縁物質、あるいは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、ユリャ樹脂、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が絶縁膜として使用される。これ
らの絶縁膜の膜厚は５０００Å以下、好ましくは１００
人〜１０００人、特に５００人〜３０００人が適してい
る。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に従って説明する。

実施例１ 交差した帯状のＩＴＯで形成した対向マトリクス電極の
それぞれに１０００人の膜厚を有するポリイミドＩ！（
ピロメリット醜無水物と４゜４′−ジアミノジフェニル
エーテルとの結合物からポリアミック醜樹脂の５ｗｔ％
、Ｎ−メチルピロリドン溶液を塗布し、２５０℃の温度
で加熱閉環反応により形成した）を設け、このポリイミ
ド膜の表面を互いに平行になる様にラビングし、セル厚
をｌｊＬしたセルを作成した。

次いで、下記組成物Ａを当方相下で前述のセル中に真空
注入法によって注入し、封口した。

しかる後に、徐冷（５℃／時間）によってＳｍＣ）Ｈの
液晶セルを作成した。

この液晶セルの両側にクロスニコルの偏光子と検光子を
配置し、対向マトリクス電極間に第４図及び第５図に示
す波形の信号を印加した。

この際、走査信号は第４図（Ｌ）に示す＋８ボルトと一
８ボルトの交番波形とし、書込み情報は、それぞれ＋４
ボルトと一４ボルトとした。

又、１７１／−ム期間を３０ｍ＊ｓｅｃとした。

この結果、この液晶素子は前述のメモリー駆動型時分割
駆動を行なっても、書込み状態は、何ら反転することな
く正常な動画表示が得られた。

実施例２〜４ 実施例１で用いた液晶に代えて、下記の液晶組成物Ｂ（
実施例２）、Ｃ（実施例３）及びＤ（実施例４）を用い
たほかは、実施例１と同様の方法で液晶素子を作成し、
それぞれの液晶素子について実施例１で用いた方法と同
様の駆動法により動画表示を行なった結果、何れの例で
も画面中に反転現象は見られなかった。

液ム１１Ｌ處」机Ａ 液ＵＪｊＪ−處」ＬＳ １７ｗｔ％ 比較例１及び２ 実施例１と３の液晶素子を作成する際に用いた液晶組成
物ＡとＣ中の、前述の一般式（Ｉ）で示された光学活性
基をもつ化合物に相当する液晶化合物を省略した下記組
成の比較用液晶Ａ′（比較例１）とＣ”（比較例２）を
調製し、それぞれの比較用液晶を用いて液晶素子を作成
した。これらの液晶素子を前述と同様の方法で駆動させ
たが、反転現象を生じているために、正常な動画が表示
されなかった。

【図面の簡単な説明】

止鬼」口■丸物５− ７２．０ｗｔ％ 〔発明の効果〕 本発明の強誘電性液晶素子は、前述した一般式（Ｉ）に
よって表わされた光学活性基をもつ液晶化合物又はそれ
を含有した液晶組成物を用いることによって、メモリー
駆動型の時分割駆動法によってスイッチングやディスプ
レを行なう時に表われていた反転現象を、有効に防止す
ることができる利点を有している。 ３３−−−−　（Ｉ　１．　Ｉ　２．　Ｉ　３−−−−
−一”）　＝−信号電極群。 第１図および第２図は、本発明で用いる時分割駆動用液
晶素子を模式的に表わす斜視図、第３図は、本発明で用
いるマトリクス電極構造の平面図、第４図（ａ）〜（ｄ
）は、マトリクス電極に印加する電気信号を表わす説明
図、第５図（ａ）〜（ｄ’）は、マトリクス電極間に付
与された電圧の波形を表わす説明図、第６図は。 本発明の液晶素子に印加される信号を表わした゛タイム
チャートの説明図である。 １１、ｌｌ’−−−一基板、 １２−−−一液晶分子層、 １３−−−一液晶分子、 １４−−−一双極子モーメント（Ｐ工）。 ２３−−−一第１の安定状態。 ２３’−−−一第２の安定状態、 ２４−−−〜上向き双極子モーメント、゛２４’−−−
−下向き双極子モーメント、３１−一−−セ　ル。 ３２−＝　（Ｓ　１１　Ｓ２．　Ｓ３−−−−−一）　
−−一走ｉ電ａａ。 圧し信号型出Ｉ羊 第４区 第５図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向電極対と双安定状態下にある下記一般式（
   I ）で示される光学活性基をもつ液晶性化合物又はそれ
   を含有した液晶組成物とを有している画素を複数行に配
   列し、該複数行の画素に行毎に書込み信号を印加し、該
   書込み信号を印加した行における画素の書込み状態を、
   次の周期の書込み信号が印加されるまでの間保持させる
   方式の時分割駆動を行うことを特徴とする時分割駆動用
   液晶素子。 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） 〔式中Ｒは炭素原子数１〜２０の直鎖状、分岐状または
   環状の飽和もしくは不飽和の炭化水素基を示す、＊は不
   斉炭素原子を示す。〕
2. （２）前記液晶性化合物が下記一般式（１）で表わされ
   る化合物である特許請求の範囲第１項記載の時分割駆動
   用液晶素子。 一般式（１） ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿１は炭素原子数１〜２０のアルキル基又は
   アルコキシ基である、Ｒは、炭素原子数１〜２０の直鎖
   状、分岐状または環状の 飽和もしくは不飽和の炭化水素である。 ＊は不斉炭素原子を示す。〕
3. （３）前記液晶性化合物が下記一般式（２）で表わされ
   る化合物である特許請求の範囲第１項記載の時分割駆動
   用液晶素子。 一般式（２） ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿２は炭素原子数１〜２０のアルキル基又は
   アルコキシ基である、Ｒは、炭素原子数１〜２０の直鎖
   状、分岐状または環状の 飽和もしくは不飽和の炭化水素である。＊は不斉炭素原
   子を示す。〕
4. （４）前記液晶性化合物が下記一般式（３）で表わされ
   る化合物である特許請求の範囲第１項記載の時分割駆動
   用液晶素子。 一般式（３） ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿３は炭素原子数１〜２０のアルキル基又は
   アルコキシ基である。Ｒは、炭素原子数１〜２０の直鎖
   状、分岐状または環状の 飽和もしくは不飽和の炭化水素である。＊は不斉炭素原
   子を示す。〕
5. （５）前記液晶性化合物が下記一般式（４）で表わされ
   る化合物である特許請求の範囲第１項記載の時分割駆動
   用液晶素子。 一般式（４） ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿４は炭素原子数１〜２０のアルキル基又は
   アルコキシ基である。Ｒは、炭素原子数１〜２０の直鎖
   状、分岐状または環状の 飽和もしくは不飽和の炭化水素である、ｍ＿１及びｎ＿
   １は１又は２である、＊は不斉炭素原子を示す。〕
6. （６）前記液晶性化合物が下記一般式（５）で表わされ
   る化合物である特許請求の範囲第１項記載の時分割駆動
   用液晶素子。 一般式（５） ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿５は炭素原子数１〜２０のアルキル基又は
   アルコキシ基である。Ｒは、炭素原子数１〜２０の直鎖
   状、分岐状または環状の 飽和もしくは不飽和の炭化水素である。ｍ＿２及びｎ＿
   ２は１又は２である。＊は不斉炭素原子を示す。〕