JPH0132809B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、脂環式環を含む低い誘電的異方性を
示す液晶化合物および液晶材料および該化合物を
含むデバイスに関する。 液晶材料を、デジタル計算器又は時計のような
表示デバイスに於て電気−光学効果を示すのに使
用することは良く知られている。電気−光学操作
に関して重要である液晶材料のパラメーターの一
つは、該材料の誘電的異方性（Δε）である。こ
れは、所定の振動数および温度に対して、例えば
一列に配向した場合、該材料の分子に平行に測定
した平均誘電率（ε₁₁）と分子に垂直に測定した
平均誘電率（ε⊥）との差である。 所定の液晶材料の誘電的異方性の符号および強
度は、該材料を使用する電気−光学デバイスの種
類を決定する主なパラメーターの一つである。 例えば、本発明で“正の”材料と呼ばれる正の
誘電的異方性を有する材料、例えば４−アルキル
又はアルコキシ−4′−シアノビフエニルと4″−ア
ルキル又はアルコキシ−４−シアノ−ｐ−ターフ
エニルとの混合物は、公知のねじれネマチツク効
果デバイス（ネマチツクである場合）或いは分子
配列がフオーカルコニツク（focal conic）配向
からホメオトロープ（homeotropic）配向に変化
する公知のコレステツク−ネマチツク相変化効果
デバイス（コレステリツクである場合）に使用し
得る。 本発明で“負”の材料と呼ばれる（適当な比抵
抗を有する）負の誘電的異方性を有する材料は、
公知の動的散乱効果デバイス（ネマチツクの場
合）或いはコレステリツク記憶モードデバイス
（コレステリツクの場合）に使用し得る。 低い（例えばΔεが１より小さい）誘電的異方
性を有する材料を正又は負の誘電的異方性を有す
る材料と混合して、全体の誘電的異方性が正の
（しかし値が減少している）混合物を生成し得る。 本発明の第１の特徴によると、低い誘電的異方
性を示す下記の構造式を有する新規な液晶化合物
が提供される： （式中、R₁はアルキル基であり；R₂はアルキル
基またはアルコキシ基であり、R₁およびR₂は18
個までの炭素原子を含み；

【式】はトラ ンス−１，４−ジ置換シクロヘキサン環又は１，
４−ジ置換ビシクロ（2.2.2）オクタン環であ
り；Arは１，４−ジ置換ベンゼン環、３−フル
オル−１，４−ジ置換ベンゼン環又は２，６−ジ
置換ナフタレン環である。） R₁およびR₂は好ましくは10個以下の炭素原子
を含み、直鎖又は枝分れであり得る。枝分れの場
合、これ等の基の一つ又は両者はキラル
（chiral）中心を含んでもよく、この場合化合物
は光学活性であり得る。好ましくは、R₁は10個
までの炭素原子を含むｎ−アルキル基であり、
R₂は10個までの炭素原子を含むｎ−アルキル又
はｎ−アルコキシ基である。 “液晶化合物”とは、下記の二つの公知のカテ
ゴリーの一つに属する化合物を意味する： (i) 通常液晶相を示す化合物； (ii) 通常液晶相を示さないが、他の液晶化合物中
に溶解した場合、液晶の挙動になんらかの有効
な影響を及ぼす。 カテゴリー(ii)の化合物は、“モノトロピツク”
な又は“仮想上（virtual）”の液晶から等方性液
体への転移を固体相の融点より低い温度において
示す。モノトロピツクな又は仮想上の転移は、そ
れぞれ、液相を急冷するか、或いは該化合物を液
晶相を示す材料中に溶解し、該化合物の添加によ
る該材料の等方性液相への転移の変化を観測し、
そして外挿により仮想上の転移温度を計算するこ
とにより検知し得る。 カテゴリー(ii)の化合物は、例えば他の液晶化合
物中に有効に溶解して、該液晶化合物の液晶温度
範囲を拡大又は変更するか、或いは（コレステリ
ツク液晶の場合）分子のらせんピツチを変更し得
る。 一種又はそれ以上の式（）の化合物は、下記
の用途のいずれかに使用し得る： (i) 正のネマチツク材料と共に用いて全体として
正のネマチツク材料を提供し、ねじれネマチツ
ク効果デバイス、特に多重（multiplexed）デ
バイスに使用する。そのようなデバイスの例は
以下に記載する。 (ii) （Δεが大きく且つ負の場合）単独で、或い
は（例えばΔεが小さい場合）別のネマチツク
材料、好ましくは負の材料と共に用いて全体と
して負の材料を提供し、好ましくは多色染料も
併用して、分子配向がホメオトロープ配向
（OFF状態）から均質配向（ON状態）に変化
し得るフリーデリツクス（Freedericksz）効果
デバイスに使用する。そのようなデバイスの例
は以下に記載する。 (iii) ネマチツク材料と共に用いて、好ましくは多
色染料もまた用いて、全体として正のネマチツ
ク材料を提供し、電場により分子配向が均質配
向（OFF状態）からホメオトロープ配向
（OFF状態）に変化し得るフリーデリツクス効
果デバイスに使用する。 (iv) 光学活性材料と共に用いて、適当な比抵抗
（約10⁹ohm−cm）を有する全体として負のコレ
ステリツク材料を提供し、電場により分子配向
がねじれ均質配向（OFF状態）から乱流散乱
フオーカルコニツク配向（turbulent
scattering focal conic texture）（ON状態）
に変化し得るコレステリツク記憶モードデバイ
スに使用する。 (v) 光学活性材料と共に使用して全体として負の
コレステリツク材料を提供し、好ましくは多色
染料も併用して、電場により分子配向が弱い散
乱性表面配向したホメオトロープ配向（OFF
状態）から強い散乱性ねじれ均質配向（ON状
態）に変化し得るコレステリツク−ネマチツク
相変化効果デバイスに使用する。 (vi) 光学的活性材料と共に用いて全体として正の
コレステリツク材料を提供し、好ましくは多色
染料をも併用して、電場により分子配向が散乱
性フオーカルコニツク配向（OFF状態）から
澄んだホメオトロープ配向（ON状態）に変化
し得るコレステリツク−ネマチツク相変化効果
デバイスに使用する。 (vii) ネマチツク材料と共に用いて適当な比抵抗
（約10⁹オーム−cm）を有する全体として負のネ
マチツク材料を提供し、電場により分子配向が
澄んだホメオトロープ配向（OFF状態）から
乱流散乱性配向（ON状態）に変化し得る動的
散乱効果デバイスに使用する。 (viii) 正のネマチツク材料と共に用いて全体として
正のネマチツク材料を提供し、高周波電場をか
けることにより該材料の誘電的異方性が（低振
動数における）正（OFF状態）から負（ON状
態）に変化する２振動数切替効果デバイス
（two frequency switching effect device）に
使用する。 上記デバイスの構造および操作、並びにそれら
に使用するに適した材料の一般的種類は公知であ
る。 混合物を調製する上記の適用において、混和す
る材料の割合を調整することにより、これらの混
合物を所望する誘電的異方性値および符号に制御
できることは当業者には明らかである。 材料を式（）の化合物の一種又はそれ以上に
加える場合、該材料自体は二つ又はそれ以上の化
合物の混合物であつてもよい。 混合物は公知の方法で形成され得る。例えば、
単に成分化合物を加熱して全体として等方性の液
体を生成させ、該液体を撹拌しそして放冷するこ
とにより形成し得る。 式（）の化合物は、上記の適用において操作
電圧を有効に減少させ、そして誘電的異方性の負
値を上昇させるか或いは正値を減少させる。この
ことは、他の性質例えばねじれネマチツク効果デ
バイスにおける多重性又は２振動数切替効果デバ
イスにおける切替振動数（switching
frequency）に有効に影響を及ぼし得る。 本発明の第２の特徴によると、上記式（）の
化合物の少なくとも一つを含む液晶化合物の混合
物が提供される。そのような混合物は、選択した
組成物および性質に依存して、上記(i)〜(viii)の用途
のいずれかに使用し得る。 多重ねじれネマチツクデバイスに使用し得る第
２の特徴の混合物の例は、少なくとも一つの上記
（）の化合物に加えて、一つ又はそれ以上の
4′−アルキル−又は4′−アルコキシ−４−シアノ
ビフエニルおよび一つ又はそれ以上の下記の化合
物を含むものである： 好ましくは、4′−アルキル−又は4′−アルコキ
シ−４−シアノビフエニルは混合物の約10〜90重
量％を占め、そして式（）〜（）から選ばれ
た化合物は合計約20重量％以下を占め、残部は上
記式（）の化合物の一つ又はそれ以上である。 好ましくは、混合物に添加される各4′−アルキ
ル−又は4′−アルコキシ−４−シアノビフエニル
はそのアルコキシ又はアルキル基の中に５個以下
の炭素原子を有する。好ましくは、この炭素原子
は、該基がアルコキシ基である場合は奇数であ
り、該基がアルキル基である場合は偶数である。 更に別の例として、第２の特徴に従う混合物
は、上記の用途の一つ又はそれ以上に用いるもの
として（実際の用途は混合物の性質に依存する）
下記の公知の族の化合物の一つ又はそれ以上と混
合した式（）の化合物であり得る： 上記式中、

【式】はシクロヘキサン環であ り；

【式】はビシクロ（2.2.2）オクタン環で あり；Ｘは１，４フエニレン基

【式】又 は４，4′ビフエニル基

【式】又 は２，６ナフチル基

【式】であ り；ＹはCN又はR′又はOR′又はCOO−Ｘ−Y′で
ある（ここで、Y′はCN又はR′又はOR′であり、
R′は炭素原子18個までのアルキル基である）。 本発明の第３の特徴によると、液晶表示デバイ
スが提供され、該液晶表示デバイスは、少なくと
も一つは光学的に透明である２つの誘電体基体
と、該基体の間にサンドイツチ状に挾持されてい
る液晶材料層と、該基体の内側表面上に設けられ
ている電極とを有し、該液晶材料層に電場を印加
することにより電気光学効果が得られるように構
成されており、該液晶材料が上記式（）の化合
物から成るか或いは該化合物を含むことを特徴と
する。 第３の特徴によるデバイスは、多重態様で操作
し得る又は操作し得ないねじれネマチツク効果デ
バイス、コレステリツク−ネマチツク相変化効果
デバイス、フリーデリツクス効果デバイス、２振
動数切替効果デバイス、コレステリツク記憶モー
ドデバイス又は動的散乱効果デバイスであり得、
これらの全ては公知の態様で構成される。式
（）の化合物をこれらのデバイスに使用する
種々の方法を前に概説したが、当業者には更に明
らかであろう。 上記式（）の化合物の製造例および性質を以
下に示す。 実施例 １ 本実施例は、下記の経路による４−（トランス
−4′−アルキルシクロヘキシルメトキシ）−アル
キルベンゼンおよび４−（トランス−4′−アルキ
ルシクロヘキシルメトキシ）−アルコキシベンゼ
ンの製造法を示す。 上記式中、 R₁はアルキル基であり、Ｙはアルキル又はア
ルコキシル基である。 段階A1：トランス−４−アルキルシクロヘキシ
ルメタノールの製造。 段階B1：トランス−４−アルキルシクロヘキシ
ルメチルブロミドの製造。 段階C1：４−（トランス−4′−アルキルシクロヘ
キシルメトキシ）−アルキルベンゼン又は４−
（トランス−4′−アルキルシクロヘキシルメト
キシ）−アルコキシベンゼンの製造。 この製造例の具体的手順を例示するために、
R₁がエチルの場合について示す。（R₁がエチル以
外の場合もこの手順が使用される。） 段階A1 公知のトランス−４−エチルシクロヘキサン−
１−カルボン酸からトランス−４−エチルシクロ
ヘキシルメタノールの製造。 トランス−４−エチルシクロヘキサン−１−カ
ルボン酸（10.9ｇ、0.07モル）を塩化チオニル
（120cm³）に加え、混合物を還流下に90分間加熱す
る。冷却した溶液から過剰の塩化チオニルを減圧
除去する。次にエーテル（ナトリウム乾燥したも
の50cm³）を残留物に加え、そして溶剤を再び減圧
留去する。この操作を２回行つて、塩化チオニル
の最後の痕跡量を除去する。エーテル（ナトリウ
ム乾燥品100cm³）中に酸塩化物を含む溶液を、エ
ーテル（ナトリウム乾燥品80cm³）中に水素化リチ
ウムアルミニウム（3.42ｇ、0.09モル）を懸濁し
た懸濁液に１時間にわたつて加え、添加後全体を
還流下に20分間加熱する。水（８cm³）をゆつくり
そして注意深く冷却した該溶液に滴下して過剰の
水素化リチウムアルミニウムを分解し、次に硫酸
（10％水溶液100cm³）を該混合物にゆつくり加え
る。水性層をエーテルで振とうし（３×80cm³）、
合わせたエーテル抽出液を水（100cm³および50cm³）
で洗浄し、そして硫酸ナトリウムで乾燥させる。
エーテルを減圧除去し、生成物を減圧下で蒸留す
ることにより、所望のアルコールが得られる。ト
ランス−４−エチルシクロヘキシルメタノールの
収量：8.95ｇ（90％）、沸点：３mmHgで140℃で
ある。 段階B1 トランス−４−エチルシクロヘキシルメタノー
ルからトランス−４−エチルシクロヘキシルメチ
ルブロミドの製造。 臭酸水溶液（48〜50％、15cm³）、濃硫酸（４cm³）
およびトランス−４−エチルシクロヘキシルメタ
ノール（9.94ｇ、0.07モル）から成る撹拌溶液
に、追加量の濃硫酸（2.5cm³）を滴下する。次に
全体を還流下に３時間加熱し、冷却し、氷（60
ｇ）に注ぎ、次いでエーテル（３×60cm³）で振と
うする。合わせたエーテル抽出液を水（３×60
cm³）、等容量の濃塩酸、水（３×60cm³）、重炭酸ナ
トリウム（５％水溶液、３×60cm³）、および飽和
塩化ナトリウム溶液（３×60cm³）で洗浄する。臭
化物溶液を乾燥し（CaCO₃）、溶剤を減圧除去
し、粗製臭化物を減圧蒸留する。トランス−４−
エチルシクロヘキシルメチルブロミドの収量：
12.1ｇ（84％）、沸点：15mmHgにて140℃である。 段階C1 ４−（トランス−4′−エチルシクロヘキシルメ
トキシ）−アルキル−又はアルコキシ−ベンゼン
の製造。 トランス−４−エチルシクロヘキシルメチルブ
ロミド（0.01モル）を２−エトキシエタノール水
溶液（95％、５cm³）中の適当な４−アルキル−又
は４−アルコキシ−フエノール（0.015モル）お
よび水酸化カリウム（0.0175モル）に加える。次
に混合物を２時間還流加熱し、その後固体水酸化
カリウム（0.0025モル）を加え、混合物を再び２
時間還流する。反応混合物を水（100cm³）に注ぎ、
全体をエーテル（３×80cm³）で振とうする。エー
テル抽出液を水酸化ナトリウム水溶液（20％、３
×60cm³）および水で洗浄し、乾燥させる
（Na₂SO₄）。 次に粗製物質を、静止相としてシリカゲルおよ
び溶離剤としてクロロホルム：軽油（沸点40〜60
℃）の２：１混合物を用いるカラムクロマトグラ
フイーに付す。次に減圧蒸留、又は化合物が30℃
以上の融点を有する場合は結晶化（冷却剤として
固体二酸化炭素を使用する）することにより最終
生成物を得る。 実施例１の生成物の例を下記の第１表および第
２表に示す。

【表】

【表】

【表】 実施例 ２ 本実施例は、下記の経路による４−（4′−アル
キル−1′−ビシクロ（2.2.2）オクチルメトキシ）
−アルキルベンゼンおよび４−（4′−アルキル−
1′−ビシクロ（2.2.2）オクチルメトキシ）−アル
コキシベンゼンの製造を示す。 上記式中、 R₁はアルキル基であり、Ｙはアルキル又はア
ルコキシ基である。 段階A2：４−アルキル−１−ビシクロ（2.2.2）
オクチルメタノールの製造。 段階B2：４−アルキル−１−ビシクロ（2.2.2）
オクチルメチルトルエン−４−スルホネートの
製造。 段階C2：４−（4′−アルキル−1′−ビシクロ
（2.2.2）オクチルメトキシ）−アルキルベンゼ
ン又は４−（4′−アルキル−1′−ビシクロ
（2.2.2）オクチルメトキシ）−アルコキシベン
ゼンの製造。 この経路の例をR₁＝ｎ−ペンチルの場合につ
いて示す。 段階A2 公知の４−ｎ−ペンチルビシクロ（2.2.2）オ
クタン−１−カルボン酸から４−ｎ−ペンチル−
１−ビシクロ（2.2.2）オクチルメタノールの製
造。 この段階は上記の段階A1と同一であるが、こ
こでは公知の４−ｎ−ペンチルビシクロ（2.2.2）
オクタン−１−カルボン酸（2.6ｇ、0.0116モル）
を使用する（英国特許出願第32351／78参照。４
−ｎ−ペンチル−１−ビシクロ（2.2.2）オクチ
ルメタノールの収量：2.2ｇ（90％）、沸点：0.5
mmHgにて110℃である。 段階B2 ４−ｎ−ペンチル−１−ビシクロ（2.2.2）オ
クチルメタノールから４−ｎ−ペンチル−１−ビ
シクロ（2.2.2）オクチルメチルトルエン−４−
スルホネートの製造。 ４−ｎ−ペンチル−１−ビシクロ（2.2.2）オ
クチルメタノール（2.5ｇ、0.0119モル）をピリ
ジン（シーブ乾燥したもの33cm³）中でトルエン−
４−スルホニルクロリド（3.4ｇ、0.0179モル）
と共に撹拌しながら40℃で60時間加熱する。反応
混合物を氷水（60cm³）に注ぎ、生成物をエーテル
（３×50cm³）中に抽出する。合わせたエーテル抽
出液を希酸塩（50cm³）、水（３×50cm³）で洗浄し、
乾燥する（CaCO₃）。溶剤を減圧除去し、粗製ト
シレートを軽油（沸点40〜60℃）から結晶させ
る。４−ｎ−ペンチル−１−ビシクロ（2.2.2）
オクチルメチルトルエン−４−スルホネートの収
量は3.1ｇ（71％）、融点67℃である。 段階C2 ４−アルキル−１−ビシクロ（2.2.2）オクチ
ルメチルトルエン−４−スルホネートから４−
（4′−アルキル−1′−ビシクロ（2.2.2）オクチル
メトキシ）−アルキルベンゼン又は４−（4′−アル
キル−1′−ビシクロ（2.2.2）オクチルメトキシ）
−アルコキシベンゼンの製造。 ４−アルキル−１−ビシクロ（2.2.2）オクチ
ルメチルトルエン−４−スルホネート（0.007モ
ル）および炭酸カリウム（2.9ｇ、0.021モル）を
ジメチルホルムアミド（シーブ乾燥物12.5cm³）中
で所要の４−アルキル−又は４−アルコキシ−フ
エノール（0.21モル）と共に撹拌しながら16時間
還流加熱する。反応混合物を水（60cm³）中に注
ぎ、有機生成物をエーテル（３×60cm³）中に抽出
する。合わせたエーテル抽出液を水酸化ナトリウ
ム水溶液（20％、３×60cm³）、水（２×60cm³）で
洗浄し、乾燥する（Na₂SO₄）。溶剤を減圧除去
し、粗製生成物を、静止相としてシリカゲルおよ
び溶離剤としてクロロホルム：軽油（沸点40〜60
℃）の２：１（容量比）混合物を使用するカラム
クロマトグラフイーに付す。減圧蒸留により最終
生成物を得る。段階C2の生成物の例を下記の第
３表に示す。

【表】 実施例 ３ 本実施例は、下記の経路による４−（トランス
−4′−アルキルシクロヘキシルメトキシ）−３−
フルオルアルキルベンゼンおよび６−（トランス
−4′−アルキルシクロヘキシルメトキシ）−２−
アルキルナフタレンの製造を示す。 上記式中、R₁およびR₂は前に定義したように
アルキル基であり、

【式】はトランス− １，４−ジ置換シクロヘキサン環であり、Arは
３−フルオル−１，４−ジ置換ベンゼン環又は
２，６−ジ置換ナフタレン環である。 段階A3：トランス−４−アルキルシクロヘキシ
ルメタノールの製造。 段階B3：トランス−４−アルキルシクロヘキシ
ルメチルブロミドの製造。 段階C3：４−（トランス−4′−アルキルシクロヘ
キシルメトキシ）−３−フルオルアルキルベン
ゼンおよび６−（トランス−4′−アルキルシク
ロヘキシルメトキシ）−２−アルキルナフタレ
ンの製造。 段階A3 この段階は、前記英国出願に記載した段階A1
の方法により実施し得る。 生成物の例はトランス−４−ｎ−ペンチルシク
ロヘキシルメタノール、収率：90％、沸点：３mm
Hgにて150℃、である。 段階B3 トランス−４−アルキルシクロヘキシルメタノ
ールからトランス−４−アルキルシクロヘキシル
メチルブロミドの製造。 この段階は、上記の段階B1の方法により実施
し得る。 生成物の例は、トランス−４−ｎ−ペンチルシ
クロヘキシルメチルブロミドで収率：84％、沸
点：15mmHgにて150℃である。 段階C3 トランス−４−アルキルシクロヘキシルメチル
ブロミドから４−（トランス−4′−アルキルシク
ロヘキシルメトキシ）−３−フルオルアルキルベ
ンゼンおよび６−（トランス−4′−アルキルシク
ロヘキシルメトキシ）−２−アルキルナフタレン
の製造。 この段階は、本質的には上記の段階C1と同じ
方法で実施し得る（段階C1での４−アルキル又
は４−アルコキシフエノールの代りに、適当なヒ
ドロキシ化合物

【式】又は

【式】を使用する）。 生成物の例は次のとおりである。 収率、48％；Ｃ−Ｉ、43℃；Ｎ−１、〔−10℃） 収率、59％；Ｃ−Ｉ、99℃；Ｎ−１、〔88℃〕 前記第２および第３の特徴の本発明を具体化す
る材料およびデバイスの例を、添付図面を参照し
ながら説明する。 第１〜４図の表示装置は、スペーサー４により
約７ｍ隔てられたフロントおよびバツクの二つか
ら成るガラススライド２，３から形成されるセル
１を含み、全てエポキシ樹脂接着剤により保持さ
れている。液晶材料１２はスライド２，３とスペ
ーサー４の間の間隙を満す。 フロントガラススライド２の前には前面偏光子
５が、その分極軸の軸を水平にして配置されてい
る。反射材７がスライド３の後に配置されてい
る。後部偏光子６又は検光子はスライド３と反射
材７の間に配置されている。 代表的には100Å厚の酸化錫から成る電極８，
９が、スライド２，３の内側面上に完全な層とし
て堆積し、第３，４図に示した形状に腐食されて
いる。表示装置はデジツト１０当り７つの棒およ
び各デジツト間の小数点１１を有する。第３図に
示すように、後部電極構造は三つの電極X₁，X₂，
X₃に形作られる。同様に、前部電極構造はデジ
ツト当り三つの電極および小数点y₁，y₂，y₃……
…に形づくられる。デジツト当り６個の電極を調
べると、適当なｘ、ｙ電極に適当な電圧をかける
ことにより、８個の素子の各々が印加電圧を独立
して有することができる。 組立て前に、電極を有するスライド２，３を清
浄化し、ポリビニルアルコール（PVA）0.2重量
％水溶液に浸す。乾燥した時、スライドを柔らか
い織物で単一方向にこすり、次にこすつた方向が
互に直交しそして夫々の隣接する偏光子の光学軸
に平行となるように、即ち偏光子が交差するよう
に、組立てる。ネマチツク液晶材料１２をスライ
ド２，３間に導入する場合、スライド表面の分子
は夫々のこすり方向に沿つて該スライド間でねじ
れが進行するように並ぶ。 ゼロ電圧がセル１にかけられると、光はセル
１、前面偏光子５を通過し（その間分極間が90゜
回転する）、後部偏光子６を通過して反射材７に
達し、ここで光は再び反射して観測者に（第１図
に示したように、スライド２，３面内のＸおよび
Ｙ軸に直交するＺ軸に対して45゜の角度で）届く。
限界値以上の電圧が二つの電極８，９間に印加さ
れると、液晶層１２は光学活性を失い、分子はス
ライド２，３に垂直になるよう、即ちＺ軸に沿つ
て、再配向する。 従つて、この場合光は反射材７に到着せずそし
て観測者に反射されず、観測者はデジツト１０の
１つ又はそれ以上の棒の暗い表示を見る。 電圧を、第５，６および７図に示したように３
つの引続く時間間隔中、線走査様式（linescan
fashion）で印加する。3/2Ｖの電位差を各Ｘ電極
に印加し（即ち走査し）、一方残りのＸ電極に−
Ｖ／２印加する。その間、−3/2Ｖ又はＶ／２をｙ
電極に印加する。交差点で3/2Ｖおよび−3/2Ｖが
交わると、液晶層１２を横切つて3Vの電圧がか
かる。他の所で電圧はＶ又は−Ｖである。このよ
うにして、適当なｙ電極に−3/2Ｖ印加しＸ電極
に3/2Ｖを印加して走査すると、選ばれた交差点
は実線で示したようにONになる。電圧Ｖは例え
ば100Hz二乗波のac信号であり、その符号は相を
示す。 第１〜７図に示したデバイスは、電極がONと
OFFの交差点又は表示素子を共有するので、多
重表示装置である。 上記デバイスの材料１２として使用するのに適
した、本発明の第２の特徴を具体化する材料を、
下記の第４表に示す（混合物１）。

【表】

【表】 少量のコレステリツク材料をネマチツク材料に
加えて、液晶層中の分子に好ましいねじれを誘発
し得る。この方法および適当なスライド表面処理
により、英国特許出願第1472247号および1478592
号に教示された表示装置の継ぎ合せ
（patchiness）の問題が除かれる。 適当なコレステリツク材料は次のとおりであ
る。 C15：約0.1〜0.5重量％、およびCB15：約0.1〜
0.05重量％ C15は である。 CB15は である。 少量の多色染料を添加して、表示装置のコント
ラストを高めることができ、例えば英国特許明細
書第2011940Aに記載されたアントロキノン染料
の一つを使用し得る。 別の態様において、本発明の第２の特徴を具体
化する混合物をフリーデリツクス効果セルに使用
し得る。そのようなセルは、上記のデバイスのよ
うに、内側表面上に堆積した電極薄膜を有するガ
ラススライド間に液晶材料をはさむことにより構
成し得る。しかしながら、この場合偏光子は必要
でなく、ガラススライド内側表面はレシチンの被
膜で処理され、そして液晶材料は、レシチン被膜
によりスライド基体に垂直に（ホメオトロープ配
向）OFF状態に分子が整列した負の材料である。
ON状態にある材料を横切つて適当な電場をかけ
ると、分子はスライド表面に平行に再配向する
（均質配向）。多色染料を液晶材料に添加して、
ONとOFFの状態のコントラストを高めることが
できる。 上記の方法で作つたフリーデリツクス効果セル
に下記の混合物２を添加し得、該セルの間隔は
10μｍである。

【表】 化合物Ａの製造法は、英国特許出願第7934129
号に記載されている。1.2重量％の公知の多色染
料、例えば１，５−ビス−4′−ｎ−ブチルフエニ
ルアミノアントラキノン、を混合物２に添加し
て、染色混合物（混合物2A）を得ることができ
る。 電圧をセルを横切つて印加すると、色は弱吸収
性状態から強吸収性状態に変る。 本発明の別の態様において、（コレステリツク
−ネマチツク）相変化効果デバイスは前に規定し
た材料を含む。 セルは、上記のねじれネマチツクセルのよう
に、電極を有するガラススライドにはさまれた長
いらせんピツチのコレステリツク材料を含むよう
に製造される。しかしながら、偏光子および均質
配向させるための表面処理、例えばSiOによるガ
ラススライド表面の処理、はこの場合用いられな
い。 ガラススライドが未処理でありそして液晶材料
が正の誘電異方性（Δε）を有する場合、液昌材
料は光を散乱するOFF状態のねじれた焦点円錐
分子配向の状態にある。ガラススライドの各内側
表面上の一対の電極間に電場をかける効果は、該
電極間の液晶材料の領域を、OFF状態よりも散
乱性が小さいホメオトロープ・ネマチツク配向で
あるON状態に変換することである。これは、相
変化効果デバイスの“負コントラスト”型であ
る。 内側ガラススライド表面を例えばレシチンで処
理してこれらの表面に垂直に配向させ、そして液
晶材料が負のΔεを有する場合、OFF状態の該材
料は、入射光に対してあまり散乱効果をもたない
ホメオトロープ配向の状態にある。電圧をガラス
スライドの各内側表面上の一対の電極間に印加す
ると、該電極間の液晶材料領域は、光を散乱する
ねじれ均質配向（ON状態）に変換する。これは
相変化効果デバイスの“正コントラスト”型であ
る。 各々の場合における二つの状態間のコントラス
トを、液晶材料に少量の適当な多色染料（例えば
Δεが正の場合１重量％の１，５−ビス−4′n−ブ
チルフエニルアミノアントラキノン）を添加する
ことにより高めることができる。 相変化効果デバイスに使用する、本発明を具体
化する適当な正誘電異方性材料は次の通りであ
る；

【表】

【表】 相変化効果デバイスに使用する、本発明を具体
化する適当な負誘電異方性材料である混合物４は
次の通りである；

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図はねじれネマチツクデジタルデイスプレ
イの斜視図、第２図は第１図のデイスプレイの断
面図、第３図は第１図のデイスプレイの後部電極
配置図、第４図は第１図のデイスプレイの前部電
極配置図、第５，６，７図は第１〜４図のデバイ
スに典型的な番地電圧を印加した際の図式図であ
る。 １……セル、２，３……ガラススライド、４…
…スペーサー、５，６……偏光子、７……反射
材、８，９……電極、１２……液晶材料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 構造式 （式中、R₁はアルキル基であり、R₂はアルキル
   基またはアルコキシ基であり、R₁およびR₂は18
   個までの炭素原子を含み；【式】はトラ ンス−１，４−ジ置換シクロヘキサン環
   【式】又は１，４−ジ置換ビシクロ （２，２，２）オクタン環【式】であ り；Arは１，４−ジ置換ベンゼン環
   【式】３−フルオロ−１，４−ジ置換ベ ンゼン環【式】又は２，６−ジ置換ナフ タレン環【式】である。） で示される低誘電異方性液晶化合物。 ２ R₁が10個までの炭素原子を含むｎ−アルキ
   ル基であり、R₂が10個までの炭素原子を含むｎ
   −アルキル又はｎ−アルコキシ基であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の液晶化合
   物。 ３ 基【式】がトランス−１，４−ジ置 換シクロヘキサン環であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の液晶化合物。 ４ 基Arが１，４−ジ置換ベンゼン環であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の液
   晶化合物。 ５ 基Arが３−フルオロ−１，４−ジ置換ベン
   ゼン環であることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項に記載の液晶化合物。 ６ 基Arが２，６−ジ置換ナフタレン環である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
   液晶化合物。 ７ 基【式】がビシクロ（２，２，２） オクタン環であることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の液晶化合物。 ８ 基Arが１，４−ジ置換ベンゼン環であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の液
   晶化合物。 ９ 液晶化合物の混合物を含む液晶材料であつて
   該化合物の少なくとも一つが 構造式 （式中、R₁はアルキル基であり、R₂はアルキル
   基またはアルコキシ基であり、R₁およびR₂は18
   個までの炭素原子を含み；【式】はトラ ンス−１，４−ジ置換シクロヘキサン環
   【式】又は１，４−ジ置換ビシクロ （２，２，２）オクタン環【式】であ り；Arは１，４−ジ置換ベンゼン環
   【式】３−フルオロ−１，４−ジ置換ベ ンゼン環【式】又は２，６−ジ置換ナフ タレン環【式】である。） の化合物であることを特徴とする前記液晶材料。