JP3227338B2

JP3227338B2 - 液晶組成物、これを用いた液晶素子、液晶装置、及び表示方法

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Publication number: JP3227338B2
Application number: JP08934695A
Authority: JP
Inventors: 公一佐藤; 勝利中村; 健司新庄; 宏之北山; 真一中村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 2001-11-12
Anticipated expiration: 2016-11-12
Also published as: JPH0892558A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶組成物、特にカイ
ラルスメクチック相を示す液晶組成物、これを用いたフ
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、プリンタ等に用いられるライトバルブをはじめと
する液晶素子、並びにこれらを使用した液晶装置、表示
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、最も広範に用いられてきてい
るディスプレイとしてＣＲＴが知られており、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ている。

【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・
ネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄｎｅｍａｔｉｃ）液晶を
用いたものが知られている。

【０００４】このＴＮ液晶を用いた液晶素子の一つとし
て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。この液晶素子は画像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。

【０００５】近年このような単純マトリクスタイプの液
晶素子に対して、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
タを作成し、各画素での動作を制御するため、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。

【０００６】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、双安定性をもつ液晶材料を用いた素子
の使用がクラーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガウェル（Ｌ
ａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特開昭５６
−１０７２１６号公報、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
イラルスメクチックＣ相またはカイラルスメクチック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を示す上、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、特に、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チック反強誘電
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（Ｊａｐａｎｅｓｅ
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉ
ｃｓ）２７巻、１９８８年Ｌ７２９頁）。

【０００７】このようなカイラルスメクチック液晶を用
いる素子においては、例えば「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低下させる場合があるという問題が
あった。この欠陥は、素子構成において、上下基板間に
担持されたカイラルスメクチック液晶の層状構造が２種
類のシェブロン状（山形状）の構造を形成していること
に起因していると考えられている。

【０００８】この問題を解決する１つの方法として、プ
レチルト角を持たせることによりシェブロン構造を一方
向に揃え、更に液晶分子の上下基板間のねじれ状態を一
様な状態（ユニフォーム化）とする手法が知られてい
る。

【０００９】最近では、液晶層の層構造に関して、低コ
ントラストの原因であるシェブロン構造を解消し、各層
の界面が大略平行に配列した本棚状の構造であるブック
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、１９９２年）。ブックシェルフ構造
を実現するには、ひとつには、特定構造のナフタレン系
液晶材料を用いる方法があるが、この場合、チルト角が
１０度程度であり、理想的な最大の透過率を得られる２
２．５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対して可逆
的に現出しないという問題もある。他の代表的な例とし
てシェブロン構造を取っている液晶素子に外部から電場
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構造の液晶層を
発現する材料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。

【００１０】更に最近では、ブックシェルあるいはそれ
に近い層構造を呈する液晶材料として、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，
０８２Ｗ０９３／２２３９６）、液晶組成物（１９９
３年第４回強誘電液晶国際会議Ｐ−４６、Ｍａｒｃ
Ｄ．Ｒａｄｃｌｉｆｆｅら）等が提案されている。これ
らの液晶材料によれば、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、更に最適はチルト角を示す。し
かしながら、上記液晶性化合物及び液晶組成物において
も、更に、より良好な配向状態を得ることが望まれてお
り、またブックシェルフ構造あるいはそれに近い層傾き
角の小さな構造が温度に対して不安定であるという問題
がある。チルト角が過度に大きく、透過率が不充分であ
るといった問題が生じている。

【００１１】また、上記ブックシェルフ構造又はそれに
近い層傾きを持った液晶層をとる液晶性化合物は、コレ
ステリック相をとらないものが多く最終的に充分に良好
な配向状態を得ることができなかった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、
種々の形態をとる液晶素子において使用した際に、液晶
層が、充分に均一な配向状態を示し、特に前述したよう
なブックシェルフ構造あるいはそれに近い層傾き角の小
さい構造をとりその構造が温度に対して安定であり、高
コントラスト、高精細、高輝度であり、これらの性能が
大面積化した際にも十分に発現されるような、液晶組成
物を提供することである。

【００１３】本発明の更なる課題は、上記液晶組成物を
用いて、高コントラスト、高精細、高輝度、大面積化が
実現された液晶素子、表示方法、並びに該液晶素子を用
いて優れた表示特性を示す表示装置をはじめとする液晶
装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の上記課
題は、（ａ）少なくとも１以上の鎖中エーテル酸素を含
む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
メクチック中間相または潜在的スメクチック中間相を持
つアキラルフッ素含有液晶性化合物のうち少なくとも１
種と、（ｂ）中心部に置換または無置換の、炭素以外の
原子を含んでいてもよい脂肪族環、芳香族環、またはそ
れらが縮環した環構造、あるいはそれらの環構造が結合
基を介して結合しまたは直接結合した構造からなるコア
部を有し、該コア部の両端ないし一方の末端に、無置換
あるいはパーフルオロカーボン原子を有さない置換され
たアルキル基が、結合基を介して結合してなるまたは直
接結合してなる構造を有するアキラルな化合物一種以上
と、を必須成分として含有する第１の液晶組成物によっ
て解決される。

【００１５】また、本発明の上記課題は、（ｃ）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、スメクチッ
ク中間相または潜在的スメクチック中間相を持つアキラ
ルフッ素含有液晶性化合物の単一成分又は複数成分から
なる液晶と、（ｄ）液晶（ｃ）に対し、相溶限界を有す
る化合物を含有し、化合物（ｄ）を前記相溶限界の２０
％以上相溶限界未満添加してなる第２の液晶組成物によ
って解決される。

【００１６】本発明の液晶組成物は、好ましくは適切な
カイラルドーパントを含み、カイラルスメクチック相を
呈する液晶組成物、より好ましくは強誘電性液晶組成物
であり、前記化合物（ａ）、及び前記化合物（ｂ）の組
合せによって、あるいは液晶（ｃ）及び化合物（ｄ）の
組合せによって種々の形態の液晶素子において、より良
好な配向状態、液晶層の構造をはじめとする優れた性能
を実現する。

【００１７】更に本発明によれば、上記液晶組成物を備
えた液晶素子、並びにこれを備えた液晶装置、及びこれ
を用いた表示方法が提供される。

【００１８】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１９】本発明の化合物（ａ）、及び（ｂ）を含有
する第１の液晶組成物は、好ましくは電場等の外部場を
適用することなくブックシェルフ構造もしくはそれに近
い層傾き角の小さい構造の液晶層を形成することが可能
となる。しかしその一方で、更に均一な配向状態を得る
こと、並びに液晶層の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の温度に対する安定性をよ
り向上させることが可能となる。

【００２０】即ち本発明では、側鎖にパーフルオロ部分
を有する液晶性化合物（ａ）に、パーフルオロカーボン
原子を特に持たない化合物（ｂ）を配合した液晶組成物
とすることにより、高温での相、例えば等方相からＳｎ
Ａ相への転移点近傍のバドネ即ち、ＳｍＡ相の島の形成
時における液晶層間隔の温度変化を穏やかにし、配向状
態を向上させている。

【００２１】尚、本発明において、「パーフルオロカー
ボン原子を持たない基」とは基中にパーフルオロアルキ
ル基及びパーフルオロアルキレン基のいずれをも持たな
い基のことを示す。

【００２２】本発明の第１の組成物において、化合物
（ａ）となる潜在的スメクチック中間相を持つ化合物と
はそれ自身スメクチック液晶相を示さないが、スメクチ
ック相を持つ化合物あるいは他の潜在的スメクチック中
間相を持つ化合物とのミックスチャー中でスメクチック
相を発現する化合物を言う。

【００２３】尚、本発明の液晶組成物において、化合物
（ａ）は、それ自体が単独で液晶性を示すか否かについ
ては特に限定されず、最終的に液晶組成物中で液晶性と
して挙動するものであれば良い。

【００２４】本発明で用いる化合物（ａ）におけるフル
オロカーボン末端部分は、好ましくは−Ｄ（Ｃ_x'Ｆ
_2x'+1Ｏ）_zＣ_yＦ_2y+1で表わされ、（ｘは１から２０
で、ｘ′はそれぞれのＣ_x'Ｆ_2x'+1Ｏグループに独立に
１から１０で、ｙは１から１０で、ｚは１から１０であ
り、Ｄは単結合、

【００２５】

【外３０】 −ＯＣ_rＨ_2r−、−Ｏ−（Ｃ_sＨ_2sＯ）_t−Ｃ_r'Ｈ_2r'−、
−ＯＳＯ₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−Ｃ_rＨ_2r−、

【００２６】

【外３１】ｒとｒ′はそれぞれ独立に１から２０であり、ｓはそれ
ぞれのＣ_sＨ_2sＯグループに独立に１から１０であり、
ｔは１から６であり、ｐは０から４である。）尚、これ
ら連結基ｂの結合方向は特に限定されないブックシェル
フ構造をとりやすいという観点で好ましくは−Ｄ（Ｃ_X'
Ｆ_2X'+1Ｏ）_zＣ_yＦ_2y+1である。

【００２７】また、本発明に用いられる化合物（ａ）は
具体的には少なくとも２つ以上の環構造からなり、それ
ぞれの環構造は独立に、置換されていてもよい、芳香族
環、ヘテロ芳香族環、脂肪族環であり、それぞれの環構
造は単結合あるいは−ＣＯＯ−、＝ＣＯＳ−、−ＨＣ＝
Ｎ−、−ＣＯＳｅ−から選ばれる。該環構造は縮環され
ていてもよい。ヘテロ芳香族環のヘテロ原子はすくなく
ともひとつであり、Ｎ、Ｏ、Ｓから選ばれる。脂肪族環
中の隣り合わないメチレングループはＯまたはＳで置き
換えられていてもよい。

【００２８】本発明の化合物（ａ）は、より具体的には
下記一般式（Ｉ）で表わされる。

【００２９】

【外３２】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。

【００３０】Ｍ、Ｎはそれぞれ独立に、−ＣＯＯ−，−
ＯＣＯ−，−ＣＯＳ−，−ＳＣＯ−，−ＣＯＳｅ−，−
ＳｅＣＯ−，−ＣＯＴｅ−，−ＴｅＣＯ−，−（ＣＨ₂
ＣＨ₂ ）_d −（ｄは１から４の整数を表わす）、−ＣＨ
＝ＣＨ−，−Ｃ≡Ｃ−，−ＣＨ＝Ｎ−，−Ｎ＝ＣＨ−，
−ＣＨ₂ −Ｏ−，−Ｏ−ＣＨ₂ −，−ＣＯ−，−Ｏ−、
単結合を表す。

【００３１】Ｘ，Ｙ，Ｚは、Ｂ，Ｄ，Ｆにおける置換基
であり、それぞれ独立に−Ｈ，−Ｃｌ，−Ｆ，−Ｂｒ，
−Ｉ，−ＯＨ，−ＯＣＨ₃ ，−ＣＦ₃ ，−ＯＣＦ₃ ，−
ＣＨ₃−ＣＮ，−ＮＯ₂ を表し、ｌ，ｍ，ｎはそれぞれ
独立に０〜４の整数を表す。

【００３２】Ｇは−ＣＯＯ−Ｃ_e Ｈ_2e−，−Ｏ−Ｃ_e Ｈ
_2e−，−Ｏ−（Ｃ_s Ｈ_2sＯ）_t −Ｃ_s'Ｈ_2s'−，−Ｃ_e
Ｈ_2e−，−ＯＳＯＯ−，−ＯＯＳＯ−，−ＳＯＯ−，−
ＳＯＯＣ_e Ｈ_2e−，−Ｃ_e Ｈ_2e−Ｎ（Ｃ_p Ｈ_2p+1）−Ｓ
Ｏ₂ −，−Ｃ_e Ｈ_2e−Ｎ（Ｃ_p Ｈ_2p+1）−ＣＯ−（ｅ，
ｅ′はそれぞれ独立に１から２０までの整数を表わし、
ｐは１から４までの整数を表しｓ，ｓ′は各（Ｃ_s Ｈ_2s
Ｏ）に対して独立に１〜１０の整数である。ｔは１〜６
の整数である。）を表す。

【００３３】Ａは、

【００３４】

【外３３】 −Ｃ_f Ｈ_2f−Ｒ′，−Ｏ−Ｃ_f Ｈ_2f−Ｒ′，−ＣＯＯ−
Ｃ_f Ｈ_2f−Ｒ′，−ＯＣＯ−Ｃ_f Ｈ_2f−Ｒ′（Ｒ′は−
Ｃｌ，−Ｆ，−ＣＦ₃ ，−ＮＯ₂ ，−ＣＮ，Ｈ，−ＣＯ
Ｏ−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
し、ｗは１から１０の整数を表す。）を表し、Ａは直鎖
状基または分岐状基でも良い。

【００３５】Ｒは−（Ｃ_x Ｆ_2xＯ）_z Ｃ_y Ｆ_2y+1であ
り、ｘはそれぞれのＣ_x Ｆ_2xＯグループに独立に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。）

【００３６】本発明の第１の液晶組成物における第一成
分である、化合物（ａ）として用いる前記一般式Ｉで表
される化合物は、パーフルオロエーテルを含む特定構造
の基Ｒを有する点で特徴的であり、上述したように、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
構造の液晶層をより安定して形成することが可能であ
る。

【００３７】特に本発明では化合物（ａ）として一般式
Ｉ中のＲが、 −（Ｃ_XＦ_2X'Ｏ）_zＣ_yＦ_２ｙ＋１である化合物（ｚは好ましくは１〜６）がブックシェル
フ構造をとり易いという点で好ましく用いられ得る。

【００３８】かかる液晶性化合物（ａ）は、米国特許
５，２６２，０８２及び国際公開Ｗ０９３／２２９３６
に記載の方法によって合成することができる。化合物
（ａ）の具体例としては、以下に示す化合物Ｉ−１〜Ｉ
−２０が挙げられる。

【００３９】

【外３４】

【００４０】

【外３５】

【００４１】

【外３６】

【００４２】本発明の液晶組成物では、前記化合物
（ａ）として用いられる一般式（Ｉ）の化合物として、
下記式で表されるフェニルピリジン骨格を有する化合物
が特に好適である。かかるフェニルピリミジン骨格を有
する化合物を含む液晶組成物は、室温付近を含む広い温
度範囲でカイラルスメクチックＣ相を有し、更に粘性の
点で特に好ましい性能を示す。

【００４３】

【外３７】（式中、ｎ^１５は５〜１０の整数であり、ｘ′はそれぞ
れのＣ_x′Ｆ_2X'+1Ｏグループに独立に１〜３０の整数で
あり、Ｚ′は１〜３の整数であり、ｎ′は０又は１であ
る。）

【００４４】一方、本発明の第１の液晶組成物における
第二成分である、前記アキラルな化合物（ｂ）は、パー
フルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基を含まな
い側鎖を有する点で特徴的であり、前述したように前記
化合物（ａ）との組合せにおいて、優れた配向改善効
果、層構造の温度履歴改善効果をもたらす。

【００４５】上述した化合物（ａ）の特に一般式（Ｉ）
で表される化合物の層構造の温度履歴、即ち層構造の温
度に対する安定性については、層間隔がＳ_A 相−Ｓ_c 相
転移点での大きさを越える温度で観察されることが知ら
れている（第１６回液晶討論会、２Ｋ１１３）。これに
対し、本発明では、化合物（ａ）に、パーフルオロエー
テル側鎖を特に持たない化合物（ｂ）を配合した液晶組
成物とすることにより、層傾き角δを同程度もしくはブ
ックシェルフ構造に近づけ、層間隔の増加を抑制し、層
構造の温度履歴が発生しない温度域を広げている。

【００４６】かかる化合物（ｂ）は好ましくはアキラル
な液晶性化合物であるが、それ自体単独で液晶性を示す
か否かは特に限定されず、最終的に組成物中でアキラル
な液晶化合物として挙動するものであればよい。

【００４７】本発明の第１の液晶組成物では、化合物
（ｂ）として、その構造において、該コア部の両端ない
し一方の末端に結合するアルキル基が、水素原子は置換
されておらず且つ分岐されていてもよいものであること
が好ましい。かかる構造の化合物（ｂ）は、前述の配向
改善効果、層構造の温度履歴改善効果に加え、アルキル
基が置換されていないため、合成が容易であり、また特
に優れた安定性を示す。

【００４８】前記液晶性化合物（ｂ）としては、下記一
般式（ＩＩ）で表される液晶性化合物に類似した構造で
ある、下記一般式（ＩＩ）で表される液晶性化合物が好
ましい。

【００４９】［一般式ＩＩ］ α¹−β¹−（γ¹）_a _′−β²（γ²）_b _′−β³（γ³）_c _′−β⁴−α² （α¹ ，α² はそれぞれ独立に炭素原子数１から２０ま
での直鎖状または分岐状のアルキル基を表し、γ¹ 、γ
² 、γ³ はそれぞれ独立に無置換あるいは１個または２
個の置換基（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，ＣＨ₃ ，ＣＦ₃ ，ＣＮ）
を有する１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイ
ル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピラジン−２，５−
ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、１，４−シクロ
ヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、
１，３−ジチアン−２，５−ジイル、チオフェン−２，
５−ジイル、チアゾール−２，５−ジイル、チアジアゾ
ール２，５−ジイル、ベンゾオキサゾール−２，６−ジ
イル、ベンゾチアゾール−２，５−ジイル、ベンゾチア
ゾール−２，６−ジイル、ベンゾフラン−２，５−ジイ
ル、ベンゾフラン−２，６−ジイル、キノキサリン−
２，６−ジイル、キノリン−２，６−ジイル、２，６−
ナフチレン、インダン−２，５−ジイル、２−アルキル
インダン−２，５−ジイル（アルキル基は炭素原子数１
から１８の直鎖状、分岐状のアルキル基である。）イン
ダノン−２，６−ジイル、２−アルキルインダノン−
２，６−ジイル（アルキル基は炭素原子数１から１８の
直鎖状、分岐状のアルキル基である。）クマラン−２，
５−ジイル、２−アルキルクマラン２，５−ジイル（ア
ルキル基は炭素原子数１から１８の直鎖状、分岐状のア
ルキル基である。）から選ばれる。β¹ 、β² 、β³ 、
β⁴ はそれぞれ独立に単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ
−、−ＣＯＳ−、−ＳＣＯ−、ＣＨ₂ Ｏ−、−ＯＣＨ₂
−、−ＣＨ₂ ＣＨ₂ −、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−を
表す。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。）。

【００５０】前記化合物（ｂ）の配向改善効果、液晶層
の温度履歴改善効果に関して更に好ましい例としては、
以下に示す一般式（ＩＩＩ）〜（ＸＶＩ）のいずれかで
示される化合物が挙げられる。

【００５１】

【外３８】（式中、Ａ¹ は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ¹、Ｂ^1'はそれぞれ独立に単結
合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ¹は直
鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基、−
（Ｃ₂ Ｈ₄ Ｏ）_n1−Ｒ¹ を表す。ｎ′は１〜５の整数で
あり、Ｒ¹ は直鎖状または分岐状の炭素数１〜１５のア
ルキル基を表す。ａ₁ 、ｂ₁ はそれぞれ独立に０、１、
２のいずれかであり、ａ₁ ＋ｂ₁ は少なくとも１であ
る。）

【００５２】上記一般式ＩＩＩで表されるピリミジン骨
格をコア部に有する化合物は例えばＪ．Ｐｒａｋｔ．Ｃ
ｈｅｍ．３１７巻、６１７頁（１９７５年）に記載の方
法によって合成され得る。本発明に用いることのでき
る、前記一般式（ＩＩＩ）の化合物の具体例を以下に示
す。

【００５３】

【外３９】

【００５４】

【外４０】

【００５５】

【外４１】

【００５６】

【外４２】

【００５７】

【外４３】

【００５８】

【外４４】

【００５９】

【外４５】（式中、Ａ²は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ²はそれぞれ独立に単結合、−Ｏ
−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ²は直鎖状また
は分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基を表す。）

【００６０】一般式ＩＶで表されるピリミジルインダン
骨格をコア部に有する化合物は例えば特開平５−２６２
６７８号公報に記載されている方法によって製造され得
る。本発明中に用いられる一般式（ＩＶ）の化合物の具
体的な例を以下に列挙する。

【００６１】

【外４６】

【００６２】

【外４７】

【００６３】

【外４８】

【００６４】

【外４９】

【００６５】

【外５０】

【００６６】

【外５１】

【００６７】

【外５２】

【００６８】

【外５３】

【００６９】

【外５４】

【００７０】

【外５５】

【００７１】

【外５６】

【００７２】

【外５７】

【００７３】

【外５８】

【００７４】

【外５９】

【００７５】

【外６０】

【００７６】

【外６１】

【００７７】

【外６２】

【００７８】

【外６３】

【００７９】

【外６４】

【００８０】

【外６５】

【００８１】

【外６６】

【００８２】

【外６７】

【００８３】

【外６８】（式中、Ａ³は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ³、Ｂ³′、Ｂ³″はそれぞれ独立
に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ
³は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基
を表す。）

【００８４】一般式Ｖで表される化合物は、例えば特開
平２−２９９８４号公報に記載の方法によって製造され
得る。本発明で用いられ得る一般式（Ｖ）の化合物の具
体例を以下に列挙する。

【００８５】

【外６９】

【００８６】

【外７０】

【００８７】

【外７１】

【００８８】

【外７２】

【００８９】

【外７３】

【００９０】

【外７４】

【００９１】

【外７５】

【００９２】

【外７６】

【００９３】

【外７７】

【００９４】

【外７８】

【００９５】

【外７９】

【００９６】

【外８０】

【００９７】

【外８１】

【００９８】

【外８２】

【００９９】

【外８３】（式中、Ａ⁴は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ⁴、Ｂ⁴′、Ｂ⁴″はそれぞれ独立
に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ
⁴は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基
を表す。）

【０１００】一般式ＶＩで表される化合物は例えば特開
平４−１２８２７４号公報に記載された方法によって製
造され得る。本発明で用いられ得る一般式Ｖの化合物の
具体例を以下に列挙する。

【０１０１】

【外８４】

【０１０２】

【外８５】

【０１０３】

【外８６】（式中、Ａ⁵は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ⁵、Ｂ⁵′、Ｂ⁵″はそれぞれ独立
に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ
⁵は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基
を表す。）

【０１０４】前記一般式ＶＩＩで表される化合物は、例
えば特願昭６−７７７４９号公報明細書に記載の方法に
よって合成され得る。

【０１０５】本発明で用いられる一般式ＶＩＩの化合物
の具体例を以下に列挙する。

【０１０６】

【外８７】

【０１０７】

【外８８】

【０１０８】

【外８９】

【０１０９】

【外９０】（式中、Ａ⁶は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ⁶、Ｂ⁶′、Ｂ⁶″はそれぞれ独立
に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ
⁶は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基
を表す。）

【０１１０】前記一般式ＶＩＩＩで表される化合物は、
例えば特願昭６−６４９０４号公報明細書に記載の方法
によって合成され得る。

【０１１１】本発明で用いられる一般式ＶＩＩＩの化合
物の具体例を以下に列挙する。

【０１１２】

【外９１】

【０１１３】

【外９２】

【０１１４】

【外９３】

【０１１５】

【外９４】

【０１１６】

【外９５】

【０１１７】

【外９６】（式中、Ａ⁷は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ⁷、Ｂ⁷′、Ｂ⁷″はそれぞれ独立
に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ
⁷は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基
を表す。Ｅ⁷は１，４−フェニレン、２，６−ナフチレ
ンを表す。）

【０１１８】一般式ＩＸで表される化合物は、例えば特
開平４−２１１６７４号公報に記載されている方法によ
って製造され得る。本発明で用いる一般式ＩＸの化合物
の具体例を以下に列挙する。

【０１１９】

【外９７】

【０１２０】

【外９８】

【０１２１】

【外９９】

【０１２２】

【外１００】

【０１２３】

【外１０１】

【０１２４】

【外１０２】

【０１２５】

【外１０３】

【０１２６】

【外１０４】

【０１２７】

【外１０５】

【０１２８】

【外１０６】

【０１２９】

【外１０７】

【０１３０】

【外１０８】

【０１３１】

【外１０９】（式中、Ａ⁸は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ⁸、Ｂ⁸′、Ｂ⁸″はそれぞれ独立
に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ
⁸は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基
を表す。ａ⁸は１または２である。）

【０１３２】一般式Ｘで表される化合物は、例えばＮｏ
１．Ｃｒｙｓｔ．ＬｉｑＣｒｙｓｅ．２２巻２７１頁
（１９７３年）に記載された方法によって製造され得
る。本発明で用いる一般式（Ｘ）の化合物の具体例を以
下に列挙する。

【０１３３】

【外１１０】

【０１３４】

【外１１１】

【０１３５】

【外１１２】

【０１３６】

【外１１３】（式中、Ａ⁹は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ⁹、Ｂ⁹′はそれぞれ独立に単結
合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−を表
す。Ｄ⁹は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアル
キル基を表す。Ｘ⁹は−Ｈまたは−Ｆを表す。）

【０１３７】一般式ＸＩで表される化合物は例えば特開
平４−１２８２７４号公報に記載の方法によって製造さ
れ得る。本発明で用いる一般式ＸＩの化合物の具体例を
以下に列挙する。

【０１３８】

【外１１４】

【０１３９】

【外１１５】

【０１４０】

【外１１６】

【０１４１】

【外１１７】

【０１４２】

【外１１８】

【０１４３】

【外１１９】

【０１４４】

【外１２０】

【０１４５】

【外１２１】

【０１４６】

【外１２２】

【０１４７】

【外１２３】

【０１４８】

【外１２４】

【０１４９】

【外１２５】

【０１５０】

【外１２６】

【０１５１】

【外１２７】

【０１５２】

【外１２８】

【０１５３】

【外１２９】

【０１５４】

【外１３０】

【０１５５】

【外１３１】（式中、Ａ¹⁰は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ¹⁰、Ｂ¹⁰′、Ｂ¹⁰″はそれぞれ独
立に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。
Ｄ¹⁰は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル
基を表す。）

【０１５６】一般式ＸＩＩで表される化合物は、例えば
特開平２−１９６７８５号公報に記載の方法によって製
造され得る。本発明で用いる一般式ＸＩＩの化合物の具
体例を以下に列挙する。

【０１５７】

【外１３２】

【０１５８】

【外１３３】

【０１５９】

【外１３４】（式中、Ａ¹¹は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ¹¹、Ｂ¹¹′、Ｂ¹¹″はそれぞれ独
立に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。
Ｄ¹¹は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル
基を表す。Ｘ¹¹は−Ｈまたは−Ｆを表す。）

【０１６０】一般式ＸＩＩＩで表される化合物は、例え
ば特開平３−７２４６６号公報に記載の方法によって製
造され得る。本発明で用いる一般式ＸＩＩＩの化合物の
具体例を以下に列挙する。

【０１６１】

【外１３５】

【０１６２】

【外１３６】

【０１６３】

【外１３７】

【０１６４】

【外１３８】（式中、Ａ¹²は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ¹²、Ｂ¹²′はそれぞれ独立に単結
合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ¹²はシ
アノ基表す。ａ¹²及びａ¹²′はそれぞれ独立に１または
２である。）

【０１６５】一般式ＸＩＶで表される化合物は、例えば
Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．３７巻、２
４９頁（１９７６年）に記載されている方法によって製
造され得る。本発明で用いる一般式ＸＩＶの化合物の具
体例を以下に列挙する。

【０１６６】

【外１３９】

【０１６７】

【外１４０】

【０１６８】

【外１４１】

【０１６９】

【外１４２】（式中、Ａ¹³は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ¹³、Ｂ¹³′はそれぞれ独立に単結
合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ¹³は直
鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基を表
す。）

【０１７０】一般式ＸＶで表される化合物は、例えば特
開平４−４６１７６号公報に記載されている方法によっ
て製造され得る。本発明で用いる一般式ＸＶの化合物の
具体例を以下に列挙する。

【０１７１】

【外１４３】

【０１７２】

【外１４４】

【０１７３】

【外１４５】

【０１７４】

【外１４６】

【０１７５】

【外１４７】（式中、Ａ¹⁴は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ¹⁴、Ｂ¹⁴′はそれぞれ独立に単結
合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｘ¹⁴は−
Ｆを表す。ｎ¹⁴は１〜５までの整数を表す。）

【０１７６】一般式ＸＶＩで表される化合物は、例えば
特願平４−２９９１００号公報に記載の方法によって製
造され得る。本発明で用いる一般式ＸＶＩの化合物の具
体例を以下に列挙する。

【０１７７】

【外１４８】

【０１７８】

【外１４９】

【０１７９】

【外１５０】

【０１８０】

【外１５１】

【０１８１】

【外１５２】

【０１８２】

【外１５３】

【０１８３】

【外１５４】

【０１８４】

【外１５５】

【０１８５】

【外１５６】

【０１８６】

【外１５７】

【０１８７】

【外１５８】

【０１８８】

【外１５９】

【０１８９】

【外１６０】

【０１９０】本発明の第１の液晶組成物は、上記成分の
他、カイラルドーパントを配合し、スイッチングのトル
クとなる自発分極を付与して、好ましくは強誘電性を呈
すカイラルスメクチック液晶組成物となる。かかるカイ
ラルドーパンドには、双安定性を呈するカイラルスメク
チック液晶を備えた液晶素子に用いられ得るカイラル化
合物として知られたものを用いることができる。

【０１９１】本発明では、パーフルオロエーテル側鎖を
持つ化合物のみからなる液晶組成物、あるいはパーフル
オロエーテル側鎖を持つ化合物とカイラルドーパントを
含む液晶組成物に対して、液晶性化合物（ｂ）として前
記一般式（ＩＩＩ）ないし（ＸＶＩ）のいずれかで表さ
れる液晶性化合物を配合することにより、良好な配向が
得られ、ブックシェルフ構造あるいはそれに近い層傾き
角の小さな構造の液晶層が温度に対して安定化して形成
され、さらには、メモリー角を適切な大きさにする等の
効果がある。また、このような効果が、ブックシェルフ
構造を損なわずにすなわち層傾き角δを同程度に保ちつ
つ、あるいはむしろ減少させさえして達成される。

【０１９２】本発明の第１の液晶組成物中に、化合物
（ａ）は、好ましくは一般式（Ｉ）で表される化合物は
１種または複数種用いられ、その組成は、好ましくは２
０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上、最も好
ましくは５０重量％以上である。２０重量％未満である
場合、ブックシェルフ構造の液晶層が安定して形成され
ない場合がある。

【０１９３】また、本発明の液晶組成物中に、化合物
（ｂ）、好ましくは一般式（ＩＩ）で表される化合物、
より好ましくは一般式（ＩＩＩ）乃至（ＸＶＩ）の化合
物は、１種または複数種用いられ、その組成は、種類に
よって異なるが、ごく微量から上限として５０重量％が
望ましい。５０重量％を越える組成の場合、化合物
（ａ）や他の成分との相溶性が低下する場合がある。

【０１９４】本発明の液晶組成物は、下記一般式Ｉ′で
表される液晶性化合物を含有してもよい。

【０１９５】［一般式Ｉ′］Ｐ′−Ｑ′−Ａ′−Ｗ′−Ｂ′−（Ｔ′−Ｄ′）_n'−Ｕ′−Ｖ′ （Ａ′，Ｂ′，Ｄ′はそれぞれ独立に芳香族環、複素芳
香族環、脂肪族環あるいはそれらの縮環構造を表わす。
それらの環は置換されていてもよい。Ｑ′，Ｗ′，Ｔ′
は、それぞれ独立に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ
ＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＮＲ″、−ＮＲ″ＣＯ−、
−Ｎ′Ｒ″−、−ＣＨ₂ −、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ
−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＳ−、−ＳＣＯ−、−ＣＨ
₂ ＣＨ₂ −、−ＣＨ₂ Ｏ−、−ＯＣＨ₂ −、を表す。
ｎ′は０、１、２を表す。Ｒ″はアルキル基を表わす。
Ｐ′は置換されていてもよいアルキル基を表わす。Ｕ′
は−ＣＯ−Ｃ_m Ｈ_2m−、−Ｏ−Ｃ_m'Ｈ_2m' −、−Ｃ_m'Ｈ
_2m' −，−Ｃ_m'Ｈ_2m' −ＣＯ−、−Ｃ_m'Ｈ_2m' Ｏ−、−
ＯＳＯ₂ −、−ＳＯ₂ Ｏ−、−Ｃ_m'Ｈ_2m' −ＳＯ₂ −、
−ＳＯ₂ −、−ＳＯ₂ −Ｃ_m'Ｈ_2m' −を表わし、ｍ′は
１から２０までの整数を表わす。Ｖ′はＣ_p Ｆ_2p+1を表
わし、ｐ′は１から２０の整数（好ましくは１〜１５）
を表わす。）

【０１９６】一般式Ｉ′で表わされる液晶性化合物は、
パーフルオロアルキル側鎖を有する液晶性化合物であ
り、その具体例としては、特開平２−６９４４３号公
報、特開平２−１４２７５３号公報、特開平４−１３６
４９号公報、特開平４−２６６７９号公報等に記載され
ている液晶性化合物が挙げられる。該化合物は、本発明
中に必須に用いられるパーフルオロエーテル側鎖を有す
る液晶性化合物（ａ）との相溶性が良く、転移温度等の
諸特性の制御を行うために好ましく用いられ得る。

【０１９７】以下に一般式Ｉ′で表わされるパーフルオ
ロアルキル側鎖を有する液晶性化合物の具体例を挙げ
る。

【０１９８】

【外１６１】

【０１９９】

【外１６２】

【０２００】

【外１６３】

【０２０１】

【外１６４】

【０２０２】

【外１６５】

【０２０３】

【外１６６】

【０２０４】

【外１６７】

【０２０５】

【外１６８】

【０２０６】

【外１６９】

【０２０７】

【外１７０】

【０２０８】

【外１７１】

【０２０９】

【外１７２】

【０２１０】本発明の第２の組成物は、特定の成分を選
択することにより、前記第１の組成物と同様に好ましく
は電場等の外部場を適用することなく、ブックシェルフ
構造もしくはそれに近い層傾き角の小さい構造の液晶層
を形成することが可能である。特に第２の組成物では、
フルオロカーボン末端部部を有する、好ましくは、パー
フルオロアルキル基や、パーフルオロエーテル基を末端
部分（側鎖）に包む化合物（ｃ）単一成分もしくは混合
系に対し、相溶性に関して上限のある化合物（ｄ）を相
溶性が確保される範囲内で適量、即ち相溶限界の２０％
以上相溶限界未満添加することにより、良好な配向状態
を得ようとするものである。

【０２１１】本発明において、相溶限界のある化合物と
は、ベースとなる液晶の使用下限温度、例えば−２０℃
において、ベースとなる液晶を含む混合系中での相溶可
能な限度となる配合率が２０ｗｔ％程度以下、詳しくは
１０ｗｔ％以下である化合物のことをいう。

【０２１２】本発明の第２の組成物において、化合物
（ｃ）としては、好ましくは前述したようにパーフルオ
ロアルキル基やパーフルオロエーテル基を末端に有する
化合物、具体的には、第１の組成物において化合物
（ａ）として適用した化合物、より好ましくは、一般式
（Ｉ）で表される化合物、更に好ましくは一般式（Ｉ）
で表される化合物であって、一般式Ｉ中のＲが−（Ｃ_x
Ｆ_2xＯ）_z Ｃ_y Ｆ_2y+1である化合物が適宜選択して用い
られる（具体例としてはＩ−１〜Ｉ−２０）。

【０２１３】又、一般式Ｉ′で表される化合物、具体的
には化合物Ｉ′−１〜Ｉ′−８３をも選択して適用する
ことができる。

【０２１４】一方、化合物（ｄ）としては、第２の組成
物において化合物（ｄ）として適用した一般式（Ｉ
Ｉ）、より好ましくは一般式（ＩＩＩ）〜（ＸＶＩ）の
いずれかで表される化合物の中から化合物（ｃ）との相
溶性を考慮し適宜選択して用いられる。

【０２１５】尚、本発明の第１及び第２の液晶組成物に
は、必要に応じて前記以外の液晶性化合物、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、色素、顔料等の添加剤を配合しても
よい。

【０２１６】加えて、本発明によれば、相溶性に制限の
ある複数の液晶成分を配合し、液晶組成物の配向状態を
制御するという観点で、コレステリック相を持たない単
一成分または複数成分からなる液晶に対し、相溶限界を
有する化合物を、該相溶限界の２０％以上、該相溶限界
未満添加してなる液晶組成物が提供される。

【０２１７】以下、上記組成物であって好ましくはカイ
ラルスメクチック相、特に強誘電性を示す組成物の配向
状態の改善メカニズムについて詳述する。

【０２１８】強誘電性液晶として双安定性が発現するの
は、ＳｍＣ^* 相（カイラルスメクチックＣ相）で、その
配向状態は液体相（アイソトロピック相）からの徐冷に
よって形成される。従って、アイソトロピック相とカイ
ラルスメクチック相間にある相系列が配向形成に大きな
影響を与える。熱力学的な安定性から相系列としては、１）Ｉｓｏ−Ｃｈ−ＳｍＡ−ＳｍＣ^* ２）Ｉｓｏ−−−−ＳｍＡ−ＳｍＣ^* ３）Ｉｓｏ−Ｃｈ−−−−−ＳｍＣ^* ４）Ｉｓｏ−−−−−−−−ＳｍＣ^* の４通りが考えられる。ここで、Ｉｓｏ；液体相、Ｃ
ｈ；コレステリック相、ＳｍＡ；スメクチックＡ相であ
る。図１は、これら各相をモデル化して示したものであ
る。１）の相系列を有する液晶組成物は、Ｉｓｏ−Ｃｈ
転移において液晶分子の長軸方向秩序が形成され、Ｃｈ
−ＳｍＡ転移において液晶分子の位置の秩序；層構造が
形成され、ＳｍＡ−ＳｍＣ^* 転移によって液晶分子のチ
ルトが発現するという段階を経た配向形成のため均一配
向が得やすい。しかしながら、２、３、４）の相系列を
有する液晶組成物の場合、液晶分子の長軸方向秩序と層
形成が同時な（２）、層形成と液晶分子のチルトが同時
な（３）、液晶分子の長軸方向秩序と層形成、さらにチ
ルトが同時な（４）のように、複数の秩序化が同時のた
め均一配向が得にくいという問題がある。上記組成物
は、２）の相系列を有する液晶組成物の均一配向を実現
するものである。

【０２１９】本発明者らによる、２）の相系列を有する
液晶のＩｓｏ−ＳｍＡ転移過程を観察した結果を図２に
模式的に示す。同図のようにＩｓｏ状態からスメクチッ
クＡ相への転移では、ほぼ楕円形のＳｍＡの島（以後バ
トネと呼ぶ）が発生し、それが成長して接合することに
よって相転移が完了することが見出された。更に、配向
欠陥はそのバトネの成長方向がランダムであったり、バ
トネ間不接合により発生し、これに対しバトネ密度が高
いほどその配向欠陥が減少することも見出した。この理
由は明らかではないが、例えばバトネ密度が高い場合は
バトネ間のサイズの違いが小さくなり、バトネ内のスメ
クチック層間隔がほぼ等しいもの同士が接合できるた
め、バトネ間の接合が容易になり欠陥が形成されず均一
配向が達成されると考えられる。

【０２２０】そこで本発明は、バトネ密度を積極的に増
やすべく、母剤のコレステリック相を持たない液晶に対
して相溶限界を持つ化合物（ｅ）を、相溶限界の２０％
以上、相溶限界未満添加するものである。ここで化合物
（ｅ）は、配向均一性を向上させしかも母剤の液晶の持
つ特性は悪化させない範囲で添加することが好ましい
が、配向均一性向上の効果が顕著となる添加下限があ
り、即ち相溶限界の２０％以上という添加率が設定され
る。その化合物（ｅ）の添加比率を小さくするために
は、化合物（ｅ）は結晶性の高い化合物（融解のエンタ
ルピーが大きいこと）、もしくは、結晶相への転移温度
が母剤の液晶組成物より高温であるか、さらにはその両
性質を備えていることがより好ましい。このような状況
においても、化合物（ｅ）の配合量は、前記相溶限界の
４０％以上相溶限界未満とすると、実用上での配向均一
性向上の効果を得ることができる。

【０２２１】尚、本発明の第１の組成物における化合物
（ａ）、特に一般式（Ｉ）で表される液晶性化合物、又
は、第２の組成物における化合物（ｃ）、特に一般式Ｉ
又は一般式Ｉ′で表される液晶性化合物は、実質的にコ
レステリック相をとならい液晶が多く、かかる液晶に対
して、上記処方を適用することで配向均一性、特にブッ
クシェルフ構造を安定して発現し配向状態の均一化がな
された液晶組成物が得られる。換言すれば、本発明の第
１の組成物及び第２の組成物は、実質的に上記処方を採
用して、均一な配向状態を達成し得る。

【０２２２】上記処方になる液晶組成物において、コレ
ステリック相をとらない液晶成分（母剤）としては、好
ましくは前述した一般式Ｉで表されるパーフルオロエー
テル部分を有する化合物、及び一般式Ｉ′で表されるパ
ーフルオロアルキル部分を有する化合物の中から相転移
を考慮して適宜選択して適用され得る。

【０２２３】また、一般式ＩないしＩ′で表される化合
物以外には、例えば下記化合物も適用され得る。

【０２２４】

【外１７３】

【０２２５】これに対し、母剤に対して相溶限界を有す
る化合物（ｅ）としても本発明の第１及び第２の組成物
で用いた化合物（ｂ）、好ましくは一般式（ＩＩ）、よ
り好ましくは一般式（ＩＩＩ）ないし（ＸＶＩ）で表さ
れる化合物から、相溶性を考慮して選択して用いられ
る。

【０２２６】上記処方では、化合物（ｅ）、即ち、前記
コレステリック相を持たない母剤に対し、核剤として添
加する化合物として、前述したように結晶性の高い化合
物、即ち融解のエンタルピーが大きい化合物を好ましく
用いることができる。具体的には、融解のエンタルピー
ΔＨが２５Ｊ／ｇ以上の化合物を好ましく用いることが
できる。

【０２２７】また、化合物（ｅ）として、結晶相または
液晶相への相転移温度が母剤であるコレステリック相を
持たない単一成分または複数成分からなる液晶への相転
移温度（アイソトロピック−スメクチックＡ相転移温
度）より高いものが、化合物（ｅ）の配向均一性向上の
効果をより高める点で好ましい。

【０２２８】このような観点で、化合物（ｅ）としてよ
り好ましいものを以下に列挙する。

【０２２９】

【外１７４】

【０２３０】以下、図１を参照して、本発明の液晶素子
の一例を説明する。

【０２３１】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、通常、双安定性を発現させるため、
５μｍ以下が好ましい。２が基板（一対）であり、ガラ
ス、プラスチック等が用いられシリカビーズ等のスペー
サーを介して一定間隔をおいて配置されている。３がＩ
ＴＯ等の透明電極である。４が配向制御層であり、少な
くとも一方の基板上に配向制御層が必要である。該配向
制御層は、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けい素、二酸化けい素、
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、シリコンチッ化物、シ
リコン炭化物、ホウ素チッ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、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チッ化物
などを基板の斜め方向から蒸着する、斜方蒸着法などに
より形成され得る。

【０２３２】本発明では、配向制御層４には、容易に形
成されやすく、配向制御能力が高いとの面でポリアミッ
ク酸溶液を塗布、焼成して形成されるポリイミドの一軸
配向処理膜、特にラビング処理膜が好ましく用いられ
る。用いられるポリイミドとしては本発明のカイラルス
メクチック液晶組成物を配向させやすい分子構造とし
て、剛直性、直線性、結晶性の高いものが好ましく具体
的には、以下の一般式ＸＶＩＩで表される繰り返し単位
構造を有するポリイミドが好ましく用いられる。

【０２３３】

【外１７５】（式中Ｒ₂₁は

【０２３４】

【外１７６】を表し、Ｌ₂₁、Ｌ₂₂はそれぞれ独立に１，４−フェニレ
ン、２，６−ナフチレンを表し、Ｒ₂₂は単結合または−
Ｏ−、ａは０、１、２を表す。）

【０２３５】

【外１７７】式中、Ｒ₃₁は１，４−フェニレンまたは炭素数１〜２０
のアルキレン基を表し、Ｌ₃₁、Ｌ₃₂は夫々独立に

【０２３６】

【外１７８】または炭素数１〜２０のアルキレン基を表し、Ｒ₃₂、Ｒ
₃₄はアミド結合を表し、Ｒ₃₃は単結合または−０−を表
しｂは０、１、２のいずれかを表す。

【０２３７】上記液晶素子において、配向制御層として
好ましく用いることのできる一般式ＸＶＩＩのポリイミ
ド（繰り返し単位）及び一般式ＸＶＩＩＩのポリアミド
（繰り返し単位）の具体例を以下に列挙する。

【０２３８】

【外１７９】

【０２３９】

【外１８０】

【０２４０】

【外１８１】

【０２４１】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絶縁層や他の有機物層、有機物層
が形成されていてもよい。５はシール材、６がリート
線、７が信号電源、８が偏光板、９が光源である。７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。

【０２４２】尚、本発明の液晶素子は、前記必須成分を
含有する液晶組成物を用い、該組成物を制御して所定の
機能を付与したものであれば、その構造は特に限定され
ない。

【０２４３】本発明の液晶素子は種々の機能を持った液
晶装置を構成するが、その一例として該素子を表示パネ
ル部に使用し、図４、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ＳＹＮ信号
による通信同期手段を取ることにより液晶組成物を自在
に制御して表示画像を得る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。１０１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操作信号発生装置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

【０２４４】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へと
転送される。グラフィックコントローラ１０２は、ＣＰ
Ｕ（中央演算処理装置、ＧＣＰＵと略す。）及びＶＲＡ
Ｍ（画像情報格納用メモリ）１１４を核にホストＣＰＵ
１１３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。なお、該表示パネルの裏面には、
光源が配置されている。

【０２４５】本発明の液晶装置の一例である表示装置で
は、表示媒体である液晶組成物がカイラルスメクチック
相を示し、ブックシェルフ、またはそれに近い層傾き角
の小さな構造の液晶層となり、特にその配向状態もより
良好となり、応答性がよく、高精細、高輝度、コントラ
ストに優れた、大面積での表示画像を得ることができ
る。

【０２４６】

【実施例】以下、本発明を実施例に沿って詳細に説明す
る。

【０２４７】以下、実施例１〜１４、参考例１で使用す
る化合物の構造及び相転移を記す。

【０２４８】

【外１８２】

【０２４９】上記化合物、及び後述する化合物を所定の
組成で配合して組成物を調製し、液晶セル間に配慮して
その特性（層傾き角δ、コントラスト、メモリー角）を
評価した。

【０２５０】用いた液晶セルはＩＴＯ付きガラス基板に
ポリイミド前駆体のＮＭＰ／ｎＢＣ＝２／１溶液をスピ
ンコート、焼成したのち、ナイロンの布でラビング処理
を施した基板とＩＴＯ付き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、焼成した基板をシリカビーズスペーサーを散布
し、ギャップを形成し張り合せた１．８μｍ厚のもので
ある。

【０２５１】各特性の評価は以下の通り行った。層傾き
角δの測定はＪｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２７，
Ｌ７２５（１９８８）に記載されている方法に準拠して
行なった。

【０２５２】コントラストは偏光顕微鏡を用いて、フォ
トマルチプライヤーにより、最暗光軸にステージを固定
し、白状態の出力を黒状態の出力で除した値である。メ
モリー状態でのコントラストとはスイッチング信号を切
った状態での白黒コントラストであり、駆動状態でのコ
ントラストとはスイッチング前（黒）と後（白）のコン
トラストである。用いたスイッチング信号を図５に記し
た。

【０２５３】メモリー角は電界を印加しない状態での２
つの安定状態間の角度であり、測定は偏光顕微鏡下、そ
れぞれの安定状態での最暗位置の角度差を２で除したも
のである。

【０２５４】尚、用いた配向制御層の材料であるポリイ
ミドの繰り返し単位を以下に示す。

【０２５５】

【外１８３】

【０２５６】液晶組成物の組成及び各評価について以下
に記す。

【０２５７】実施例１（一般式ＩＩＩの化合物を配合し
た組成物を使用）

【０２５８】

【外１８４】

【０２５９】

【表１】 ※本実施例の第４の組成物（Ｎｏ．４）の２５℃でのメ
モリー角は２１°であった。

【０２６０】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０２６１】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０２６２】実施例２（一般式ＶＩの化合物を配合した
組成物を使用）

【０２６３】

【外１８５】

【０２６４】

【表２】 ※本実施例の第２の組成物（Ｎｏ．２）の２５℃でのメ
モリー角は２０°であった。

【０２６５】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０２６６】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０２６７】実施例３（一般式Ｖの化合物を配合した組
成物を使用）

【０２６８】

【外１８６】

【０２６９】

【表３】 ※本実施例の第２の組成物（Ｎｏ．２）の２５℃でのメ
モリー角は２２°であった。

【０２７０】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０２７１】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０２７２】実施例４（一般式ＶＩの化合物を配合した
組成物を使用）

【０２７３】

【外１８７】

【０２７４】

【表４】 ※本実施例の組成物の２５℃でのメモリー角は２３°で
あった。

【０２７５】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０２７６】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０２７７】実施例５（一般式ＶＩＩの化合物を配合し
た組成物を使用）

【０２７８】

【外１８８】

【０２７９】

【表５】 ※本実施例の第２の組成物（Ｎｏ．２）の２５℃でのメ
モリー角は１７°であった。

【０２８０】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０２８１】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０２８２】実施例６（一般式ＶＩＩＩの化合物を配合
した組成物を使用）

【０２８３】

【外１８９】

【０２８４】

【表６】 ※本実施例の組成物の２５℃でのメモリー角は１９°で
あった。

【０２８５】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０２８６】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０２８７】実施例７（一般式ＩＸの化合物を配合した
組成物を使用）

【０２８８】

【外１９０】

【０２８９】

【表７】 ※本実施例の組成物の２５℃でのメモリー角は１９°で
あった。

【０２９０】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０２９１】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０２９２】実施例８（一般式Ｘの化合物を配合した組
成物を使用）

【０２９３】

【外１９１】

【０２９４】

【表８】 ※本実施例の組成物の２５℃でのメモリー角は１９°で
あった。

【０２９５】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０２９６】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０２９７】実施例９（一般式ＸＩの化合物を配合した
組成物を使用）

【０２９８】

【外１９２】

【０２９９】

【表９】 ※本実施例の第２の組成物（Ｎｏ．２）の２５℃でのメ
モリー角は２１°であった。

【０３００】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０３０１】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０３０２】実施例１０（一般式ＸＩＩの化合物を配合
した組成物を使用）

【０３０３】

【外１９３】

【０３０４】

【表１０】 ※本実施例の第２の組成物（Ｎｏ．２）の２５℃でのメ
モリー角は１８°であった。

【０３０５】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０３０６】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０３０７】実施例１１（一般式ＸＩＩＩの化合物を配
合した組成物を使用）

【０３０８】

【外１９４】

【０３０９】

【表１１】 ※本実施例の組成物の２５℃でのメモリー角は１８°で
あった。

【０３１０】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０３１１】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０３１２】実施例１２（一般式ＸＩＶの化合物を配合
した組成物を使用）

【０３１３】

【外１９５】

【０３１４】

【表１２】 ※本実施例の組成物の２５℃でのメモリー角は１９°で
あった。

【０３１５】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０３１６】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０３１７】実施例１３（一般式ＸＶの化合物を配合し
た組成物を使用）

【０３１８】

【外１９６】

【０３１９】

【表１３】 ※本実施例の組成物の２５℃でのメモリー角は２２°で
あった。本実施例中の組成物全てについて、一度１０℃
に冷却した後コントラストを測定したところ、変化は観
察されなかった。

【０３２０】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０３２１】実施例１４（一般式ＸＶＩの化合物を配合
した組成物を使用）

【０３２２】

【外１９７】

【０３２３】

【表１４】 ※本実施例の第１の組成物（Ｎｏ．１）の２５℃でのメ
モリー角は１７°であった。

【０３２４】本実施例中の組成物全てについて、一度１
０℃に冷却した後コントラストを測定したところ、変化
は観察されなかった。

【０３２５】また、本実施例中の全ての組成物における
層間隔の温度変化は０．５Å／１０Å以下であった。

【０３２６】（参考例１）

【０３２７】

【表１５】

【０３２８】参考例１の第２の組成物（Ｎｏ．２）は２
０℃に一旦した後３０℃に昇温し、再度駆動状態でのコ
ントラストを測定したところ１４となり、一旦１０℃に
した後では５となり、大幅にコントラストが減少した。

【０３２９】また、参考例１の第１の組成物（Ｎｏ．
１）の２５℃でのメモリー角は２８°であった。本参考
例第２の組成物のＳＡ相における層間隔の温度変化は
０．５２Å／１０Åであった。

【０３３０】実施例１５下記の繰り返し単位構造からなるポリイミドを、実施例
１から１４までに用いたセル中で使用したポリイミドの
かわりに配向制御層として用いて同様にセルを作成し
た。即ち、配向制御層として下記ポリイミドＰ１〜Ｐ２
のいずれかを用いたセルに、実施例１から１４のそれぞ
れ第１のカイラルスメクチック液晶組成物（Ｎｏ．１）
を注入し、配向状態を観察した結果、下記のすべてのポ
リイミドを用いた場合において極めて良好な配向が得ら
れた。

【０３３１】

【外１９８】

【０３３２】（実施例１６〜１９、参考例２〜５）実施
例１６〜１９及び参考例２〜５で用いた液晶性化合物を
以下の表に示す。

【０３３３】

【表１６】

【０３３４】実施例１６〜１９及び参考例２〜５に使用
する液晶のセルを以下の如く作製した。

【０３３５】ガラス基板（２枚使用）の厚さは１．１ｍ
ｍであり透明電極として約１５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形
成し、更にスピンコート法により配向制御膜を形成し
た。

【０３３６】２枚の基板の夫々には、異なる条件で膜形
成を行った。即ち、一方の基板については、２７００ｒ
ｐｍの速度で回転しているガラス基板に溶液（ポリイミ
ド前駆体ＮＭＰ／ｎＢＣ＝２／１の０．７重量％溶液）
を垂らし、そのまま２０秒回転させた。その後、８０℃
で５分間前乾燥を行った後、２７０℃で１時間加熱熱焼
成処理を施した。なお、かかる方法により形成した配向
制御膜の膜厚は５ｎｍであった。配向処理としてナイロ
ン布によるラビング法を施した。他方の基板２について
は、２０００ｒｐｍの速度で回転しているガラス基板に
溶液（シランカップリング剤；ＯＤＳ−Ｅのエタノール
の０．５重量％溶液）を垂らし、そのまま２０秒回転さ
せた。その後、８０℃で５分間前乾燥を行った後、１８
０℃で１時間加熱乾燥処理を施した。

【０３３７】ポリイミド前駆体から得られたポリイミド
（繰り返し単位）の構造を以下に示す。

【０３３８】

【外１９９】

【０３３９】続いて、配向処理を施したガラス基板上に
スペーサとして平均粒径２．０μｍのシリカビーズを散
布し、他方のガラス基板を重ね合せてセルを作製した。

【０３４０】このセルに、下記表の組成物処方により、
混合液晶１、２、３、４、５、６、７、８を調製した。
これらの混合液晶は、いずれもコレステリック相を持た
ず、Ｉｓｏ−ＳｍＡ転移温度（Ｔｉｓｏ）は７０℃〜８
０℃の範囲内にあったが、これらのうち混合液晶の３と
７は析出が見られ相溶性が不十分であったが、その他の
液晶には、析出は見られなかった。混合液晶１、２、
４、５、６、８を上記セルに等方相下で真空注入してか
ら４℃／ｍｉｎで室温まで徐冷することによって配向さ
せ液晶素子を得た。

【０３４１】以上のようにして作製した液晶素子につい
てコントラストを測定した。

【０３４２】かかるコントラストの評価結果を下記表に
併記する。この結果よりコレステリック相を持たない液
晶に対し、相溶限界を持つ化合物の添加によって、また
相転移温度が高く、融解のエンタルピーが大きな化合物
の添加によっても配向が改善され、コントラストが高く
なることが判る。

【０３４３】ここで本発明で配向性評価の手法として行
ったコントラストの測定法を説明する。

【０３４４】まずクロスニコルに配置された偏向板間に
素子をサンドイッチし、図７（Ａ）に示す駆動波形（２
０Ｖ、１／３バイアス、１０００デューティーのパルス
を印加する。次にパルス幅を変化させ、双安定反転のし
きい値のパルス幅において駆動時の最暗透過光強度が得
られる角度に素子を回転し、その時の透過光強度を図７
（Ｂ）のようにＩｂ、その配置において液晶分子が反転
したときの透過光強度Ｉｗをホトダイレクタで検出し、
その比をコントラストの評価値とした（ＣＲ＝Ｉｗ／Ｉ
ｂ）。均一配向が得られていないときには、欠陥からの
光り漏れによりＩｂ値が大きくなりＣＲ値は小さくな
る。

【０３４５】

【表１７】

【０３４６】（実施例２０、参考例６）実施例５及び比
較例５に使用する液晶セルを以下の如く作製した。

【０３４７】本実施例に用いたガラス基板（２枚使用）
の厚さは１．１ｍｍであり、透明電極として約１５０ｎ
ｍ厚のＩＴＯ膜を形成し、更にスピンコート法により配
向制御膜を形成した。本実施例、比較例では２枚の基板
に同様の処理を行った。即ち、２７００ｒｐｍの速度で
回転しているガラス基板に溶液（東レ社製のＬＰ６４の
ＮＭＰ／ｎＢＣ＝２／１の０．７重量％溶液）を垂ら
し、そのまま２０秒回転させた。その後８０℃で５分間
前乾燥を行った後、２７０℃で１時間加熱熱焼成処理を
施した。尚、かかる方法により形成した配向制御膜の膜
厚は５ｎｍであった。配向処理としてナイロン布による
ラビング法を施した。この基板上にスペーサとして平均
粒径２．０μｍのシリカビーズを散布し、２枚のガラス
基板をラビング方向が平行になるように重ね合せてセル
を作製した。

【０３４８】得られたセルに混合液晶４、６を等方相下
で真空注入してから４℃／ｍｉｃで室温まで徐冷するこ
とによって配向させ液晶素子を得た。

【０３４９】以上のようにして作製した液晶素子のコン
トラストを前述した方法により測定した結果混合液晶４
（参考例６）は１５で、６（実施例２０）は６５であっ
た。この結果より、コレステリック相を持たない液晶に
対し相溶限界を持つ化合物を添加することによって、コ
ントラストが高くなることが判った。

【０３５０】（実施例２１）本実施例に用いたガラス基
板（２枚使用）の厚さは１．１ｍｍであり、透明電極と
して約１５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成し、スピンコート
法により配向制御膜を形成した。２枚の基板の夫々には
異なる条件で膜形成処理を行った。即ち、一方の基板に
ついては下記構造式の繰り返し単位を有するポリイミド
膜を５ｎｍ形成し、ナイロン布でラビング処理を施し
た。

【０３５１】

【外２００】

【０３５２】他方の基板については２０００ｒｐｍの速
度で回転しているガラス基板に溶液（シランカップリン
グ剤；ＯＤＳ−Ｅのエタノールの０．５重量％溶液）を
垂らしそのまま２０秒回転させた。その後８０℃で５分
間乾燥を行った後、１８０℃で１時間加熱乾燥処理を施
した。さらに、配向処理を施したガラス基板状にスペー
サとして平均粒径２．０μｍのシリカビーズを散布し、
２枚のガラス基板を重ね合せてセルを作製した。

【０３５３】このセルに下記化合物Ｅ、Ｆ、Ｇを９４：
１：４の比で処方した混合液晶を等方相下で真空注入し
てから４℃／ｍｉｎで室温まで除冷することによって配
向させて液晶素子を得た。

【０３５４】以上のようにして作製した液晶素子につい
ては、液晶配向性は良好であった。

【０３５５】

【外２０１】

【０３５６】（実施例２２）配向制御膜に用いるポリイ
ミドとして、下記構造式の繰り返し単位を有するものを
採用することを除いて、実施例２１と同様に液晶素子を
作製したところ、液晶の配向性は極めて良好であった。

【０３５７】

【外２０２】

【０３５８】（実施例２３）配向制御膜に用いるポリイ
ミドとして、下記構造式の繰り返し単位を有するものを
採用することを除いて、実施例２１と同様に液晶素子を
採用したところ、液晶の配向性は極めて良好であった。

【０３５９】

【外２０３】

【０３６０】（実施例２４）配向制御膜に用いるポリイ
ミドとして、下記構造式の繰り返し単位を有するものを
採用することを除いて、実施例２１と同様に液晶素子を
採用したところ、液晶の配向生は極めて良好であった。

【０３６１】

【外２０４】

【０３６２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ブックシェルフ構造あるいはそれに近い層傾きの小さな
構造の液晶層を安定してとり、且つ優れた配向状態、例
えば温度変化に対しても安定したブックシェルフ配向状
態をとり、高コントラストであり、高速応答性に優れ、
特に表示に関しては高精細、高輝度の液晶素子を実現す
る液晶組成物が提供される。

【０３６３】更に、本発明によれば、上記液晶組成物を
用いて優れた性能を持つ液晶素子、表示方法、並びに該
液晶素子を用いた液晶装置、特に大面積化が実現され優
れた表示特性を有する表示装置が提供され、その工業的
価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶の各相における液晶分子の状態を示す説明
図。

【図２】コレステリック相をとらない液晶の相転移過程
を模式的に示す図。

【図３】本発明の液晶素子の構造の一例を示す断面図。

【図４】本発明の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。

【図５】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。

【図６】本発明の実施例で採用した駆動条件におけるス
イッチング信号を示す図。

【図７】（Ａ）本発明の実施例において、コントラスト
測定に採用した駆動波形を示す図。（Ｂ）本発明の実施例において、コントラスト測定で検
出される透過光強度を示す図。

【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６リード線７電源８偏光板９光源１０１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操作信号発生装置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)発明者北山宏之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 (56)参考文献米国特許5262082（ＵＳ，Ａ) 国際公開93／22396（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09K 19/42 - 19/46 C09K 19/12 - 19/34

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）少なくとも１以上の鎖中エーテル
酸素を含む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、スメクチック中間相または潜在的スメクチック中
間相を持つアキラルフッ素含有液晶性化合物のうち少な
くとも１種と、（ｂ）中心部に置換または無置換の、炭素以外の原子を
含んでいてもよい脂肪族環、芳香族環、またはそれらが
縮環した環構造、あるいはそれらの環構造が結合基を介
して結合しまたは直接結合した構造からなるコア部を有
し、該コア部の両端ないし一方の末端に、無置換あるい
はパーフルオロカーボン原子を有さない置換されたアル
キル基が、結合基を介して結合してなるまたは直接結合
してなる構造を有するアキラルな化合物一種以上と、を必須成分として含有する液晶組成物であって、前記化
合物（ｂ）が、下記一般式ＩＶで表される液晶性化合物
であることを特徴とする液晶組成物。【外１】（式中、Ａ2は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ2はそれぞれ独立に単結合、−Ｏ
−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ2は直鎖状また
は分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基を表す。）
【請求項２】（ａ）少なくとも１以上の鎖中エーテル
酸素を含む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、スメクチック中間相または潜在的スメクチック中
間相を持つアキラルフッ素含有液晶性化合物のうち少な
くとも１種と、（ｂ）中心部に置換または無置換の、炭素以外の原子を
含んでいてもよい脂肪族環、芳香族環、またはそれらが
縮環した環構造、あるいはそれらの環構造が結合基を介
して結合しまたは直接結合した構造からなるコア部を有
し、該コア部の両端ないし一方の末端に、無置換あるい
はパーフルオロカーボン原子を有さない置換されたアル
キル基が、結合基を介して結合してなるまたは直接結合
してなる構造を有するアキラルな化合物一種以上と、を必須成分として含有する液晶組成物であって、前記化
合物（ｂ）が、下記一般式Ｖで表される液晶性化合物で
あることを特徴とする液晶組成物。【外２】（式中、Ａ3は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ3、Ｂ3′、Ｂ3″はそれぞれ独立
に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ
3は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基
を表す。）
【請求項３】（ａ）少なくとも１以上の鎖中エーテル
酸素を含む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、スメクチック中間相または潜在的スメクチック中
間相を持つアキラルフッ素含有液晶性化合物のうち少な
くとも１種と、（ｂ）中心部に置換または無置換の、炭素以外の原子を
含んでいてもよい脂肪族環、芳香族環、またはそれらが
縮環した環構造、あるいはそれらの環構造が結合基を介
して結合しまたは直接結合した構造からなるコア部を有
し、該コア部の両端ないし一方の末端に、無置換あるい
はパーフルオロカーボン原子を有さない置換されたアル
キル基が、結合基を介して結合してなるまたは直接結合
してなる構造を有するアキラルな化合物一種以上と、を必須成分として含有する液晶組成物であって、前記化
合物（ｂ）が、下記一般式ＶＩで表される液晶性化合物
であることを特徴とする液晶組成物。【外３】（式中、Ａ4は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ4、Ｂ4′、Ｂ4″はそれぞれ独立
に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ
4は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基
を表す。）
【請求項４】（ａ）少なくとも１以上の鎖中エーテル
酸素を含む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、スメクチック中間相または潜在的スメクチック中
間相を持つアキラルフッ素含有液晶性化合物のうち少な
くとも１種と、（ｂ）中心部に置換または無置換の、炭素以外の原子を
含んでいてもよい脂肪族環、芳香族環、またはそれらが
縮環した環構造、あるいはそれらの環構造が結合基を介
して結合しまたは直接結合した構造からなるコア部を有
し、該コア部の両端ないし一方の末端に、無置換あるい
はパーフルオロカーボン原子を有さない置換されたアル
キル基が、結合基を介して結合してなるまたは直接結合
してなる構造を有するアキラルな化合物一種以上と、を必須成分として含有する液晶組成物であって、前記化
合物（ｂ）が、下記一般式ＶＩＩで表される液晶性化合
物であることを特徴とする液晶組成物。【外４】（式中、Ａ5は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ5、Ｂ5′、Ｂ5″はそれぞれ独立
に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ
5は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基
を表す。）
【請求項５】（ａ）少なくとも１以上の鎖中エーテル
酸素を含む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、スメクチック中間相または潜在的スメクチック中
間相を持つアキラルフッ素含有液晶性化合物のうち少な
くとも１種と、（ｂ）中心部に置換または無置換の、炭素以外の原子を
含んでいてもよい脂肪族環、芳香族環、またはそれらが
縮環した環構造、あるいはそれらの環構造が結合基を介
して結合しまたは直接結合した構造からなるコア部を有
し、該コア部の両端ないし一方の末端に、無置換あるい
はパーフルオロカーボン原子を有さない置換されたアル
キル基が、結合基を介して結合してなるまたは直接結合
してなる構造を有するアキラルな化合物一種以上と、を必須成分として含有する液晶組成物であって、前記化
合物（ｂ）が、下記一般式ＶＩＩＩで表される液晶性化
合物であることを特徴とする液晶組成物。【外５】（式中、Ａ6は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ6、Ｂ6′、Ｂ6″はそれぞれ独立
に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ
6は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基
を表す。）
【請求項６】（ａ）少なくとも１以上の鎖中エーテル
酸素を含む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、スメクチック中間相または潜在的スメクチック中
間相を持つアキラルフッ素含有液晶性化合物のうち少な
くとも１種と、（ｂ）中心部に置換または無置換の、炭素以外の原子を
含んでいてもよい脂肪族環、芳香族環、またはそれらが
縮環した環構造、あるいはそれらの環構造が結合基を介
して結合しまたは直接結合した構造からなるコア部を有
し、該コア部の両端ないし一方の末端に、無置換あるい
はパーフルオロカーボン原子を有さない置換されたアル
キル基が、結合基を介して結合してなるまたは直接結合
してなる構造を有するアキラルな化合物一種以上と、を必須成分として含有する液晶組成物であって、前記化
合物（ｂ）が、下記一般式ＩＸで表される液晶性化合物
であることを特徴とする液晶組成物。【外６】（式中、Ａ7は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ7、Ｂ7′、Ｂ7″はそれぞれ独立
に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ
7は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基
を表す。Ｅ7は１，４−フェニレン、２，６−ナフチレ
ンを表す。）
【請求項７】（ａ）少なくとも１以上の鎖中エーテル
酸素を含む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、スメクチック中間相または潜在的スメクチック中
間相を持つアキラルフッ素含有液晶性化合物のうち少な
くとも１種と、（ｂ）中心部に置換または無置換の、炭素以外の原子を
含んでいてもよい脂肪族環、芳香族環、またはそれらが
縮環した環構造、あるいはそれらの環構造が結合基を介
して結合しまたは直接結合した構造からなるコア部を有
し、該コア部の両端ないし一方の末端に、無置換あるい
はパーフルオロカーボン原子を有さない置換されたアル
キル基が、結合基を介して結合してなるまたは直接結合
してなる構造を有するアキラルな化合物一種以上と、を必須成分として含有する液晶組成物であって、前記化
合物（ｂ）が、下記一般式ＸＩで表される液晶性化合物
であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
の液晶組成物。【外７】（式中、Ａ9は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ9、Ｂ9′はそれぞれ独立に単結
合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ9は直
鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基を表
す。Ｘ9は−Ｈまたは−Ｆを表す。）
【請求項８】（ａ）少なくとも１以上の鎖中エーテル
酸素を含む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、スメクチック中間相または潜在的スメクチック中
間相を持つアキラルフッ素含有液晶性化合物のうち少な
くとも１種と、（ｂ）中心部に置換または無置換の、炭素以外の原子を
含んでいてもよい脂肪族環、芳香族環、またはそれらが
縮環した環構造、あるいはそれらの環構造が結合基を介
して結合しまたは直接結合した構造からなるコア部を有
し、該コア部の両端ないし一方の末端に、無置換あるい
はパーフルオロカーボン原子を有さない置換されたアル
キル基が、結合基を介して結合してなるまたは直接結合
してなる構造を有するアキラルな化合物一種以上と、を必須成分として含有する液晶組成物であって、前記化
合物（ｂ）が、下記一般式ＸＩＩで表される液晶性化合
物であることを特徴とする液晶組成物。【外８】（式中、Ａ10は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ10、Ｂ10′、Ｂ10″はそれぞれ独
立に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。
Ｄ10は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル
基を表す。）
【請求項９】（ａ）少なくとも１以上の鎖中エーテル
酸素を含む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、スメクチック中間相または潜在的スメクチック中
間相を持つアキラルフッ素含有液晶性化合物のうち少な
くとも１種と、（ｂ）中心部に置換または無置換の、炭素以外の原子を
含んでいてもよい脂肪族環、芳香族環、またはそれらが
縮環した環構造、あるいはそれらの環構造が結合基を介
して結合しまたは直接結合した構造からなるコア部を有
し、該コア部の両端ないし一方の末端に、無置換あるい
はパーフルオロカーボン原子を有さない置換されたアル
キル基が、結合基を介して結合してなるまたは直接結合
してなる構造を有するアキラルな化合物一種以上と、を必須成分として含有する液晶組成物であって、前記化
合物（ｂ）が、下記一般式ＸＩＩＩで表される液晶性化
合物であることを特徴とする液晶組成物。【外９】（式中、Ａ11は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ11、Ｂ11′、Ｂ11″はそれぞれ独
立に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。
Ｄ11は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル
基を表す。Ｘ11は−Ｈまたは−Ｆを表す。）
【請求項１０】（ａ）少なくとも１以上の鎖中エーテ
ル酸素を含む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、スメクチック中間相または潜在的スメクチック
中間相を持つアキラルフッ素含有液晶性化合物のうち少
なくとも１種と、（ｂ）中心部に置換または無置換の、炭素以外の原子を
含んでいてもよい脂肪族環、芳香族環、またはそれらが
縮環した環構造、あるいはそれらの環構造が結合基を介
して結合しまたは直接結合した構造からなるコア部を有
し、該コア部の両端ないし一方の末端に、無置換あるい
はパーフルオロカーボン原子を有さない置換されたアル
キル基が、結合基を介して結合してなるまたは直接結合
してなる構造を有するアキラルな化合物一種以上と、を必須成分として含有する液晶組成物であって、前記化
合物（ｂ）が、下記一般式ＸＶで表される液晶性化合物
であることを特徴とする液晶組成物。【外１０】（式中、Ａ13は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ13、Ｂ13′はそれぞれ独立に単結
合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｄ13は直
鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル基を表
す。）
【請求項１１】（ａ）少なくとも１以上の鎖中エーテ
ル酸素を含む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、スメクチック中間相または潜在的スメクチック
中間相を持つアキラルフッ素含有液晶性化合物のうち少
なくとも１種と、（ｂ）中心部に置換または無置換の、炭素以外の原子を
含んでいてもよい脂肪族環、芳香族環、またはそれらが
縮環した環構造、あるいはそれらの環構造が結合基を介
して結合しまたは直接結合した構造からなるコア部を有
し、該コア部の両端ないし一方の末端に、無置換あるい
はパーフルオロカーボン原子を有さない置換されたアル
キル基が、結合基を介して結合してなるまたは直接結合
してなる構造を有するアキラルな化合物一種以上と、を必須成分として含有する液晶組成物であって、前記化
合物（ｂ）が、下記一般式ＸＶＩで表される液晶性化合
物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
載の液晶組成物。【外１１】（式中、Ａ14は直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０の
アルキル基を表す。Ｂ14、Ｂ14′はそれぞれ独立に単結
合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−を表す。Ｘ14は−
Ｆを表す。ｎ14は１〜５までの整数を表す。）
【請求項１２】前記化合物（ａ）を２０重量％以上含
有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに
記載の液晶組成物。
【請求項１３】前記化合物（ａ）を３０重量％以上含
有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに
記載の液晶組成物。
【請求項１４】前記化合物（ａ）を５０重量％以上含
有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに
記載の液晶組成物。
【請求項１５】更に下記一般式Ｉ′で表される化合物
を少なくとも１種含有することを特徴とする請求項１乃
至１４のいずれかに記載の液晶組成物。［一般式Ｉ′］Ｐ′−Ｑ′−Ａ′−Ｗ′−Ｂ′−（Ｔ′−Ｄ′）n'−
Ｕ′−Ｖ′ （Ａ′、Ｂ′、Ｄ′はそれぞれ独立に芳香族環、複素芳
香族環、脂肪族環あるいはそれらの縮環構造を表す。そ
れらの環は置換されていてもよい。Ｑ′、Ｗ′、Ｔ′は
それぞれ独立に単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ
−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＮＲ″−、−ＮＲ″ＣＯ−、−
ＮＲ″−、−ＣＨ2−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、
−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＳ−、−ＳＣＯ−、−ＣＨ2Ｃ
Ｈ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−を表す。ｎ′は０、
１、２を表す。Ｒ″はアルキル基を表す。Ｐ′は置換さ
れていてもよいアルキル基を表す。Ｕ′は−ＣＯ−Ｃm'
Ｈ2m'−、−Ｏ−Ｃm'Ｈ2m'−、−Ｃm'Ｈ2m'−、−Ｃm'
Ｈ2m'−ＣＯ−、−Ｃm'Ｈ2m'Ｏ−、−ＯＳＯ2−、−Ｓ
Ｏ2Ｏ−、−Ｃm'Ｈ2m'−ＳＯ2、−ＳＯ2−、−ＳＯ2−
Ｃm'Ｈ2m'−を表わし、ｍ′は１から２０までの整数を
表す。Ｖ′は−Ｃp'Ｆ2p'+1を表わし、ｐ′は１から１
５の整数を表す。）
【請求項１６】カイラルスメクチック相を有する請求
項１乃至１５のいずれかに記載の液晶組成物。
【請求項１７】請求項１〜１６のいずれかに記載の液
晶組成物を具備してなる液晶素子。
【請求項１８】前記液晶組成物を一対の対向する電極
基板間に配置してなる請求項１７記載の液晶素子。
【請求項１９】少なくとも一方の電極基板上に更に配
向制御層が設けられている請求項１８記載の液晶素子。
【請求項２０】配向制御層として、下記一般式ＸＶＩ
Ｉで表される繰り返し単位を有するポリイミドを用いる
請求項１９記載の液晶素子。【外１２】（式中Ｒ21は【外１３】を表し、Ｌ21、Ｌ22は１，４−フェニレン、２，６−ナ
フチレンを表わし、Ｒ22は単結合または−Ｏ−、ａは
０、１、２を表す。）
【請求項２１】配向制御層として、下記一般式ＸＶＩ
ＩＩで表される繰り返し単位を有するポリイミドを用い
る請求項１９記載の液晶素子。【外１４】（式中Ｒ31は１，４−フェニレンまたは炭素数１〜２０
のアルキレン基を表し、Ｌ31、Ｌ32は夫々独立に【外１５】または炭素数１〜２０のアルキレン基を表し、Ｒ32、Ｒ
34はアミド結合を表し、Ｒ33は単結合または−Ｏ−を表
し、ｂは０、１、２のいずれかを表す。）
【請求項２２】請求項１〜１６のいずれかに記載の液
晶組成物を制御して表示を行うことを特徴とする表示方
法。
【請求項２３】請求項２２記載の液晶素子を具備して
なる表示装置。
【請求項２４】表示装置である請求項２３記載の液晶
装置。