JPH02206678A - 強誘電性液晶組成物 - Google Patents
強誘電性液晶組成物Info
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- JPH02206678A JPH02206678A JP1023693A JP2369389A JPH02206678A JP H02206678 A JPH02206678 A JP H02206678A JP 1023693 A JP1023693 A JP 1023693A JP 2369389 A JP2369389 A JP 2369389A JP H02206678 A JPH02206678 A JP H02206678A
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- Japan
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- formulas
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電気光学的表示材料として有用な新規液晶組成
物に関するもので、特に強誘電性を有する液晶材料を提
供するものであり、従来の液晶材料と比較して、特に応
答性、メモリー性にすぐれた液晶表示素子への利用可能
性を有する液晶材料を提供するものである。
物に関するもので、特に強誘電性を有する液晶材料を提
供するものであり、従来の液晶材料と比較して、特に応
答性、メモリー性にすぐれた液晶表示素子への利用可能
性を有する液晶材料を提供するものである。
現在、広く用いられている液晶表示素子は主にネマチッ
ク液晶を利用したTN型と呼ばれるものであって、多く
の長所・利点を有しているもののその応答性においては
、CRTなどの発光型の表示方式と比較すると、格段に
遅いという大きな欠点があった。TN型以外の液晶表示
方式も多く検討されているが、その応答性における改善
はなかなかなされていない。
ク液晶を利用したTN型と呼ばれるものであって、多く
の長所・利点を有しているもののその応答性においては
、CRTなどの発光型の表示方式と比較すると、格段に
遅いという大きな欠点があった。TN型以外の液晶表示
方式も多く検討されているが、その応答性における改善
はなかなかなされていない。
ところが、強誘電性スメクチック液晶を利用した液晶デ
バイスでは、従来のTN型液晶表示素子の100〜10
00倍の高速応答が可能で、かつ多安定性を存するため
、電源を切っても表示の記憶が得られる(メモリー効果
)ことが、最近明らかになった。このため、光シヤツタ
ーやプリンターヘッド、薄型テレビ等への利用可能性が
極めて大きく、現在、各方面で実用化に向けて開発研究
がなされている。
バイスでは、従来のTN型液晶表示素子の100〜10
00倍の高速応答が可能で、かつ多安定性を存するため
、電源を切っても表示の記憶が得られる(メモリー効果
)ことが、最近明らかになった。このため、光シヤツタ
ーやプリンターヘッド、薄型テレビ等への利用可能性が
極めて大きく、現在、各方面で実用化に向けて開発研究
がなされている。
強誘電性液晶は、液晶相としてはチルト系のキラルスメ
クチック相に属するものであるが、その中でも、実用的
に望ましいものは、最も粘度の低いキラルスメクチック
C(以下、SC“と省略する。)相と呼ばれるものであ
る。
クチック相に属するものであるが、その中でも、実用的
に望ましいものは、最も粘度の低いキラルスメクチック
C(以下、SC“と省略する。)相と呼ばれるものであ
る。
SC“相を示す液晶化合物(以下、SC*化合物という
。)はこれまでにも検討されてきており、既に数多くの
化合物が合成されている。しかしながら、これらのSC
2化合物には単独では強誘電性液晶表示用光スイツチン
グ素子として用いるための以下の条件、即ち、 (イ)室温を含む広い温度範囲で強誘電性を示すこと (ロ)高温域において適当な相系列を有すること (ハ)特にキラルネマチック(以下、N”と省略する。
。)はこれまでにも検討されてきており、既に数多くの
化合物が合成されている。しかしながら、これらのSC
2化合物には単独では強誘電性液晶表示用光スイツチン
グ素子として用いるための以下の条件、即ち、 (イ)室温を含む広い温度範囲で強誘電性を示すこと (ロ)高温域において適当な相系列を有すること (ハ)特にキラルネマチック(以下、N”と省略する。
)相において長い螺旋ピッチを示すこと(ニ)適当なチ
ルト角を持つこと (ホ)粘性が小さいこと (へ)自発分極がある程度以上大きな値であること さらに (ト)(ロ)及び(ハ)の結果として良好な配向を示す
こと (チ)(ホ)及び(へ)の結果として、高速の応答性を
示すこと をすべて満足するようなものは知られていなかった。
ルト角を持つこと (ホ)粘性が小さいこと (へ)自発分極がある程度以上大きな値であること さらに (ト)(ロ)及び(ハ)の結果として良好な配向を示す
こと (チ)(ホ)及び(へ)の結果として、高速の応答性を
示すこと をすべて満足するようなものは知られていなかった。
そのため、現在では、SC4相を示す液晶組成物(以下
、SC′″液晶組成物という。)が検討用等に用いられ
ているのが、実情である。
、SC′″液晶組成物という。)が検討用等に用いられ
ているのが、実情である。
良好な配向性を得るためには、例えば、特開昭61−1
53623号公報等に示されているように、S01相の
高温域にNI相を有する液晶において、N9相の螺旋ピ
ッチの長さを大きくする方法が一般的に有力である。こ
の場合にS00相とN“相の中間の温度域にスメクチッ
クA(以下、SAと省略する。)相を有する場合に配向
はより良好となり、螺旋ピッチを太き(するには、左螺
旋を生じさせる光学活性物質と、右螺旋を生じさせる光
学活性化合物を組み合せて用いればよいことも知られて
いる。(ネマチック(以下、Nと省略する。)液晶に光
学活性物質を添加して生じる螺旋ピッチを任意の長さに
調整することは既に公知の技術である。)しかし、これ
らの技術によっては良好な配向性は得られるものの、高
速応答性が得られるわけではなかった。
53623号公報等に示されているように、S01相の
高温域にNI相を有する液晶において、N9相の螺旋ピ
ッチの長さを大きくする方法が一般的に有力である。こ
の場合にS00相とN“相の中間の温度域にスメクチッ
クA(以下、SAと省略する。)相を有する場合に配向
はより良好となり、螺旋ピッチを太き(するには、左螺
旋を生じさせる光学活性物質と、右螺旋を生じさせる光
学活性化合物を組み合せて用いればよいことも知られて
いる。(ネマチック(以下、Nと省略する。)液晶に光
学活性物質を添加して生じる螺旋ピッチを任意の長さに
調整することは既に公知の技術である。)しかし、これ
らの技術によっては良好な配向性は得られるものの、高
速応答性が得られるわけではなかった。
高速応答性を示すには、例えば、第12回液晶討論会に
おける特別講演(同討論会予稿集P、98)で示されて
いるように、低粘性のスメクチックC(以下、SCと省
略する。)相を示す母体の液晶組成物(以下、SC母体
液晶という、)に、自発分極(以下、Psと省略する。
おける特別講演(同討論会予稿集P、98)で示されて
いるように、低粘性のスメクチックC(以下、SCと省
略する。)相を示す母体の液晶組成物(以下、SC母体
液晶という、)に、自発分極(以下、Psと省略する。
)の大きいSC”化合物を添加する方式が優れている。
この方式によれば、螺旋を生じさせる光学活性化合物の
割合が少なくなるため、螺旋ピッチは比較的長くなるが
、配向性が良好となるほど螺旋ピッチを長くしようとす
ると光学活性化合物の添加量を少量にする必要があり、
そのため自発分極が小さくなりすぎ、高速応答性が得ら
れなくなってしまう問題点があった。
割合が少なくなるため、螺旋ピッチは比較的長くなるが
、配向性が良好となるほど螺旋ピッチを長くしようとす
ると光学活性化合物の添加量を少量にする必要があり、
そのため自発分極が小さくなりすぎ、高速応答性が得ら
れなくなってしまう問題点があった。
また、SC母体液晶としてこれまで用いられてきたもの
は、例えば、ジャパン・デイスプレィ°86講演予稿集
(352ページ〜)又は特開昭62−583号公報に記
載されている。
は、例えば、ジャパン・デイスプレィ°86講演予稿集
(352ページ〜)又は特開昭62−583号公報に記
載されている。
(R,R’はアキラルなアルキル基を表わす、)(R,
R’は上記と同様。) の如く、化合物自身又はその同族体が、SC相を示すも
のに限られるか、又はそれに加えて分子長軸に対して垂
直方向に強いダイポール(分極)を示すような液晶化合
物を添加した組成物であり、SC相の温度範囲を広く保
つと粘性が大きくなり、粘性を小さくするとSC相の温
度範囲が狭くなるという問題点があった。
R’は上記と同様。) の如く、化合物自身又はその同族体が、SC相を示すも
のに限られるか、又はそれに加えて分子長軸に対して垂
直方向に強いダイポール(分極)を示すような液晶化合
物を添加した組成物であり、SC相の温度範囲を広く保
つと粘性が大きくなり、粘性を小さくするとSC相の温
度範囲が狭くなるという問題点があった。
従って、従来技術では良好な配向性と高速応答性を同時
に実現するのは困難なことであった。
に実現するのは困難なことであった。
本発明が解決しようとする課題は、高速応答性及び配向
性においてともに充分に満足できる強誘電性液晶組成物
を提供することにある。
性においてともに充分に満足できる強誘電性液晶組成物
を提供することにある。
本発明は上記課題を解決するために、以下に示す中温域
母体液晶、減粘液晶及び高温液晶を含有するSC母体液
晶に、−数式(A) 又は−数式(D) で表わされる光学活性化合物を含有するキラルドーパン
トを添加して成るS00液晶組成物を提供する。
母体液晶、減粘液晶及び高温液晶を含有するSC母体液
晶に、−数式(A) 又は−数式(D) で表わされる光学活性化合物を含有するキラルドーパン
トを添加して成るS00液晶組成物を提供する。
一般式(A)において、R1及びR2は各々独立的に炭
素原子数2〜10のアルキル基を表わし、!はO〜10
の整数を表わし、Zaは一〇−−COO−−0CO−又
は単結合を表わし、zbは−COO−又は−〇−を表わ
す。C*及びC111は各々独立的に(R)又は(S)
配置の不斉炭素原子を表わす。Xは一般式(B) 5員環又は6R環の炭化水素環を表わすが、環中 y+ の任意の1〜2個の−CH=は、−N−又は−C−に置
換されていても良く、また、環中の任意の1〜2個の−
CUt−は、−0−−3−−NH−一般式(C) されていても良い。Ylはフッ素原子、塩素原子、シア
ノ基、メチル基、メトキシ基を表わし、2122又はZ
3は各々独立的に単結合、−COO−0COCHzO0
CHz CHzCHz−−5−C−一又は−CH
=C11−を表わし、Z4は−CUZ−−cut−c−
−5−1又は−〇−を表わし、m及びnは各々独立的に
O又は1を表わす。)で表わされる液晶性分子の中心骨
格(コア)部分を表わす。
素原子数2〜10のアルキル基を表わし、!はO〜10
の整数を表わし、Zaは一〇−−COO−−0CO−又
は単結合を表わし、zbは−COO−又は−〇−を表わ
す。C*及びC111は各々独立的に(R)又は(S)
配置の不斉炭素原子を表わす。Xは一般式(B) 5員環又は6R環の炭化水素環を表わすが、環中 y+ の任意の1〜2個の−CH=は、−N−又は−C−に置
換されていても良く、また、環中の任意の1〜2個の−
CUt−は、−0−−3−−NH−一般式(C) されていても良い。Ylはフッ素原子、塩素原子、シア
ノ基、メチル基、メトキシ基を表わし、2122又はZ
3は各々独立的に単結合、−COO−0COCHzO0
CHz CHzCHz−−5−C−一又は−CH
=C11−を表わし、Z4は−CUZ−−cut−c−
−5−1又は−〇−を表わし、m及びnは各々独立的に
O又は1を表わす。)で表わされる液晶性分子の中心骨
格(コア)部分を表わす。
特に−数式(A)において、Xが一般式(E)量的に一
般式(B)、(C)及び(D)の場合と同じ意味を表わ
し、mは0又は1を表わす。Yt及びY3は各々独立的
にフッ素原子、塩素原子、シアノ基又は水素原子を表わ
すが、Y2とY3が同時に水素原子を表わすことはない
。)で表わされる化合物が特に好ましい。
般式(B)、(C)及び(D)の場合と同じ意味を表わ
し、mは0又は1を表わす。Yt及びY3は各々独立的
にフッ素原子、塩素原子、シアノ基又は水素原子を表わ
すが、Y2とY3が同時に水素原子を表わすことはない
。)で表わされる化合物が特に好ましい。
本発明で使用するSC母体液晶は、そのSC相の高温側
において、降温時に、 (イ)!(等方性液体)相→N相→SA相→SC相の相
系列を有するもの (ロ)■相→SA相→SC相の相系列を有するもの (ハ)I相→N相→SC相の相系列ををするも又は (ニ)I相→SC相の相系列を有するもののいずれかの
相系列を存するものが用いられるが、(イ)〜(ニ)の
選択は、同時に用いるキラルドーパントによって異なる
。最も繁用性のあるのは(イ)であり、キラルドーパン
トのネマチック性(SC母体液晶に添加した場合に、N
0相の温度範囲を広げ、SA相の温度範囲を狭くしやす
い傾向)が強い場合には(ロ)を、キラルドーパントの
スメクチックA性(SC母体液晶に添加した場合に、S
A相の温度範囲を広げ、N“相の温度範囲を狭くしやす
い傾向)が強い場合には(ハ)を、また、SC性が弱く
、N”相やSA相の温度範囲を広げやすい場合などには
(ニ)を用いるのが、最も適している。重要であるのは
SC“液晶とした場合の相系列であって、−船釣には、
I −+N”→SA→SC’″の相系列が配向の点で有
利である。
において、降温時に、 (イ)!(等方性液体)相→N相→SA相→SC相の相
系列を有するもの (ロ)■相→SA相→SC相の相系列を有するもの (ハ)I相→N相→SC相の相系列ををするも又は (ニ)I相→SC相の相系列を有するもののいずれかの
相系列を存するものが用いられるが、(イ)〜(ニ)の
選択は、同時に用いるキラルドーパントによって異なる
。最も繁用性のあるのは(イ)であり、キラルドーパン
トのネマチック性(SC母体液晶に添加した場合に、N
0相の温度範囲を広げ、SA相の温度範囲を狭くしやす
い傾向)が強い場合には(ロ)を、キラルドーパントの
スメクチックA性(SC母体液晶に添加した場合に、S
A相の温度範囲を広げ、N“相の温度範囲を狭くしやす
い傾向)が強い場合には(ハ)を、また、SC性が弱く
、N”相やSA相の温度範囲を広げやすい場合などには
(ニ)を用いるのが、最も適している。重要であるのは
SC“液晶とした場合の相系列であって、−船釣には、
I −+N”→SA→SC’″の相系列が配向の点で有
利である。
一方、r−+N”→SC”の相系列も配向制御方法によ
っては、より良好な配向を示す場合もあり、また、大き
なチルト角が得やすいので、ゲスト・ホスト方式などに
は適している。
っては、より良好な配向を示す場合もあり、また、大き
なチルト角が得やすいので、ゲスト・ホスト方式などに
は適している。
本発明で使用するSC母体液晶は、従来用いられてきた
ようなSC相を示す化合物から成る組成物を用いること
もできるが、より高速応答性を得るためには、以下に示
すような組成物がより好ましい。
ようなSC相を示す化合物から成る組成物を用いること
もできるが、より高速応答性を得るためには、以下に示
すような組成物がより好ましい。
即ち、(I)主として2環構造であり、室温に近い温度
でSC相を示す化合物又はその同族体(アルキル鎖のみ
が異なる化合物)から成る組成物(以下、中温域母体液
晶という。)に、(■)2環構造であり、分子中に極性
基が少なく、低粘性の化合物(以下、減粘液晶という、
)を加えて粘度を低くし、 (III)減粘液晶を加えることによって低下したSC
相の上限温度を高くするために、TC点(SC相又はS
01相の上限温度を表わす。)が高く、3環以上の環構
造を有する化合物又はその同族体から成る組成物(以下
、高温液晶という。)を加えて成る組成物である。
でSC相を示す化合物又はその同族体(アルキル鎖のみ
が異なる化合物)から成る組成物(以下、中温域母体液
晶という。)に、(■)2環構造であり、分子中に極性
基が少なく、低粘性の化合物(以下、減粘液晶という、
)を加えて粘度を低くし、 (III)減粘液晶を加えることによって低下したSC
相の上限温度を高くするために、TC点(SC相又はS
01相の上限温度を表わす。)が高く、3環以上の環構
造を有する化合物又はその同族体から成る組成物(以下
、高温液晶という。)を加えて成る組成物である。
(I)中温域母体液晶
本発明で用いる中温域母体液晶とは、それを構成する液
晶化合物が、光学的に不活性であり、2環又は3環構造
であって、3環構造の場合には、少なくともl環はシク
ロヘキシル環であって、SC相を示す化合物又は、その
アルキル鎖の炭素原子数、形状のみが異った同族体から
成り、その同族体中の少なくとも1種の化合物はlO°
C以上における任意の1°C以上の温度中の範囲でモノ
トロピックでもよいSC相を示す化合物である。ただし
、3環構造の場合には、SC相の上限温度が90℃未満
である液晶であり、io’c〜80℃における任意の1
0℃以上の温度中でモノトロピックでもよいSC相を示
すものである。
晶化合物が、光学的に不活性であり、2環又は3環構造
であって、3環構造の場合には、少なくともl環はシク
ロヘキシル環であって、SC相を示す化合物又は、その
アルキル鎖の炭素原子数、形状のみが異った同族体から
成り、その同族体中の少なくとも1種の化合物はlO°
C以上における任意の1°C以上の温度中の範囲でモノ
トロピックでもよいSC相を示す化合物である。ただし
、3環構造の場合には、SC相の上限温度が90℃未満
である液晶であり、io’c〜80℃における任意の1
0℃以上の温度中でモノトロピックでもよいSC相を示
すものである。
中温域母体液晶として用いられる化合物の代表的なもの
を以下に掲げる。ただし、以下に示す一般式において、
R,、R,は各々独立的に炭素原子数1〜18のアルキ
ル基を表わす。
を以下に掲げる。ただし、以下に示す一般式において、
R,、R,は各々独立的に炭素原子数1〜18のアルキ
ル基を表わす。
(1−a)
(1−b)
(I −b−9)
RICOO畳COO−@’−R1
(1−b−11)
RICOO+COO−@−0Rz
(1−b−13)
R+COO+COO60Rz
(I −b−40)
RI+C00+0C00R1
(1−c)
(1−c−29)
RiOCO+ C00−ら→OR。
−N
(1−d)
(1−d−4)
R,−@−CO3−4防or+z
(1−d−5)
RIO−@=C03−@−R1
(I−f)
(1−e)
(I−e−1)
(I−e−2)
(II) 減粘液晶
本発明で用いる減粘液晶とは、低粘度の液晶化合物又は
組成物であって、構成する低粘度化合物は2環構造であ
って必ずしもSC相を示さなくてもよいが、中温域母体
液晶に添加することにより、応答性の向上に寄与するも
のであり、両側鎖の少なくとも一方は、アルキル基であ
り、特に望ましくは両側鎖がアルキル基である化合物で
あって、分子内に含まれるエステル結合は1個以下であ
ることを特徴とするものである。
組成物であって、構成する低粘度化合物は2環構造であ
って必ずしもSC相を示さなくてもよいが、中温域母体
液晶に添加することにより、応答性の向上に寄与するも
のであり、両側鎖の少なくとも一方は、アルキル基であ
り、特に望ましくは両側鎖がアルキル基である化合物で
あって、分子内に含まれるエステル結合は1個以下であ
ることを特徴とするものである。
減粘液晶として用いられる化合物の代表的なものを以下
に掲げる。ただし、以下に示す一般式において、RI、
Rzは各々独立的に炭素原子数1〜12のアルキル基を
表わす。
に掲げる。ただし、以下に示す一般式において、RI、
Rzは各々独立的に炭素原子数1〜12のアルキル基を
表わす。
(II−a)
(II−b)
(n−b−6)
R,−/@)−co、o(c防Oh
(II−c)
(n−b−33)
R,(E)−CI(,0(ト0COR1(n −b−3
6) R,(今CH!0÷XR2 (n−b−37) (n−b−38) R,O舎CH,0舎R2 R1舎CHべ)OR2 (n−d) (I[−e) (n−d−34) R,%呼OR1 (m −a) ([1) 高温液晶 ここでいう高温液晶とは、主として3環構造からなるか
、あるいはそれ以上の環からなり、SC相を示す光学活
性でない化合物、その同族体、又は、これらから成る組
成物であって、SC相を示す化合物はそのSC相の上限
温度が90゛C以上であり、かつ、少なくとも5度以上
の温度幅の温度域においてSC相を示すものであり、そ
の同族体においては上限温度が90°C未満であっても
よく、温度幅が5度未満であってもよく、あるいはSC
相がモノトロピックであってもよいものであり、組成物
として、SC相の上限温度が90℃以上で、少なくとも
5度以上の温度幅の温度域においてSC相を示すもので
ある。
6) R,(今CH!0÷XR2 (n−b−37) (n−b−38) R,O舎CH,0舎R2 R1舎CHべ)OR2 (n−d) (I[−e) (n−d−34) R,%呼OR1 (m −a) ([1) 高温液晶 ここでいう高温液晶とは、主として3環構造からなるか
、あるいはそれ以上の環からなり、SC相を示す光学活
性でない化合物、その同族体、又は、これらから成る組
成物であって、SC相を示す化合物はそのSC相の上限
温度が90゛C以上であり、かつ、少なくとも5度以上
の温度幅の温度域においてSC相を示すものであり、そ
の同族体においては上限温度が90°C未満であっても
よく、温度幅が5度未満であってもよく、あるいはSC
相がモノトロピックであってもよいものであり、組成物
として、SC相の上限温度が90℃以上で、少なくとも
5度以上の温度幅の温度域においてSC相を示すもので
ある。
高温液晶として用いられる化合物の代表的なものを以下
に掲げる。ただし以下に示す一般式において、R,、R
,は各々独立的に炭素原子数1〜18のアルキル基を表
わす。
に掲げる。ただし以下に示す一般式において、R,、R
,は各々独立的に炭素原子数1〜18のアルキル基を表
わす。
(II[−a−28)
(I[I −a−29)
(III −a−30)
(m −a−31)
(m−a−32)
RICOOべg巨〉イ訓ΣΣ〈ζンxOR2RIO(か
ひ回0COR。
ひ回0COR。
・(IIZ沢眠
○、
C0Rz
R,湯()9がC0R2
−H
−C’4防灸
°○、
(III−b)
(III−c)
(II[−b
(■
b−17)
R礪)■IR−
lDや)@−oR。
(In−b−19)
R,C00℃に沢(ハ)R2
(I[I −b−21)
(I[[−b−22)
(■
b−23)
(I[[−b−24)
RICOOgΣ@−R−
R7やX舘灸0COR1
R,べg巨〉(τ巨Σ〈ζブト0CORZR1−’CΣ
欠τ下Σに可父xoCORz(1−d) (m −c−27) R,祖ぺ沢悴R1 (II−c−28) R,祖示沢φOR2 (m −c−30) R11X■℃戸CORg (m−c−32) RIO祖ぺ舘灸R2 (II[−e) (I[[−f) (■ g) (III−h) (I[[−1) (I[I−j) (I[[−k) (I[[−/り 以下に掲げる複素環を有する化合物も高温液晶として使
用することができる。また、以下に掲げる一般式で示さ
れる複素環を有する化合物におけるベンゼン環、シクロ
ヘキサン環にフッ素原子、塩素原子又はシアノ基が置換
した化合物も高温液晶として使用することができる。
欠τ下Σに可父xoCORz(1−d) (m −c−27) R,祖ぺ沢悴R1 (II−c−28) R,祖示沢φOR2 (m −c−30) R11X■℃戸CORg (m−c−32) RIO祖ぺ舘灸R2 (II[−e) (I[[−f) (■ g) (III−h) (I[[−1) (I[I−j) (I[[−k) (I[[−/り 以下に掲げる複素環を有する化合物も高温液晶として使
用することができる。また、以下に掲げる一般式で示さ
れる複素環を有する化合物におけるベンゼン環、シクロ
ヘキサン環にフッ素原子、塩素原子又はシアノ基が置換
した化合物も高温液晶として使用することができる。
(■1)
(III−+i−13)
(III−m−14)
1−13)(III−
<lll−m−16)
R8やY斗C00()R2
RI℃は5’=−coo(c方OR。
R,Oや+COO−@−R−
R,Oやソトcoo舎OR2
(m −m−41)
(m −ta−42)
(m −m+−43)
(■−請−44)
(II −5i−45)
(■−■−46)
(m −m−4’l)
(m −5−48)
R,やばDC00+ QCORz
R,COOや、?−@−COO−@−R−R,イD4)
C00()R7 R1(l′D(防C0010RZ R,Oイ状ΦC00(羽R2 R昭kC00−@−” 喧の()COO−@−0COR2 RICoo<D()COO−@−R2 (III −s+−73) (■−ドア4) (m−w−75) (III−m−76) (III −m−77) (I[[−a+−78) R,e coo(トRt R,やパ)C00◇いR2 R,0ΦX頑coo過’)−pt N R,O% coo◇)OR。
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R8ecOO◇)−0COR。
R,COOm coo(¥R。
(■−180)
R2eCOO−G”−
(■
n)
(m −n−29)
R,やH奔OCO+ OCORz
(m−n−30)
R1000%0CO()−Rt
(m −n−34)
(m−n−35)
(III −n−36)
R30(ベト0CO()OR1
R1℃Nト0CO()OCOR2
R,COO挺\ン0CO−@)−Rt
(I[[−n−61)
(m −n−62)
Cm−n−63)
(III−n−64)
(I[[−n−65)
(m −n−66)
R1祖R灸0COC−Rz
R6祖べ灸OCO< 0Rz
R,O祖状■0CO()Rt
R,0祖べ或0CO()ORz
R,祖べ(ハ)oco((羽0COR□R+COO屯状
或OCO< Rt (m−n−100) R10% OCO% 0Rz (m −o) (I[−o−24) RICooe C11,0−◎R2 (m −o−49) (m −o−50) (III −o−51) (m −o−52) (m −o−53) (m−o−54) (m −o−55) (m −o−56) RlnC”−0−@−R− R1(バ(ハ)CH10合OR。
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R,0(べ灸coto+R”
R30(べ(ハ)cut頒)OR2
R1℃R(ハ)cu、o(治COR。
Rtcook灸CH,0やト
今バφ ()
R,CHzORt
喪H灸 合
Rr CHzOORz(I[−o
−85) (I[−o−86) (m−o−87) (m −o−88) ’ m CH,0◎R2 RI$ cuzo◎OR。
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R,0eCH,O<DR。
R1O$CI!0@X)−OR1
(I[[−p)
(III−p−11)
R1ヤ図防0CRz■0COR。
(III −p−37)
(I[[−p−38)
(II[−p−39)
(m −p−40)
(m −p−41)
(III−p−42)
(III −p−43)
(III −p−44)
(’+ =合
R8○ OCHRz
(゛べ(ハ)・■
RI Q OCHORz
(”層)
R,000CH,Φ宛
(゛べ灸・合
R1000CHORt
R1や雪Jocttt% 0CORz
(゛べ幣・■
R、COO○ OCHR2
゛)歌・合
R,イ○ QC)l Rz猾・合
R,イ○ OCROR2
(m −p−69)
(m −p−70)
(m −p−71)
(III −p−72)
(II−p−73)
(m −p−74)
(DI −p−75)
(m −p−76)
R,0頑バφOCH!G Rt
RIO−:バ幣0CRt■0R1
Rtへバ國ocnz◎0COR1
R,COOえ姓ocog■R2
R1Φ別Docu、ΦンR2
R1ヤx(ハ)OC11ユン0h
R3O(x幣0CH2ΦンR2
R10ヤx灸0CH2合OR2
(m −q)
(u[−p−101)
(I[I −p−102)
R1% 0CHz+ 0COR*
RICOO% OCH!−@)−R。
(n[−p−105)
(1−p−106)
(m −p−107)
(III−p−108)
RIo鞄x灸oc’−O,> R−
R=OnOCH−(’¥)、>0R=
R,ヤx(ハ)OCへ)OCOR2
RICOO30CIh@、) Rg
(■〜q−25)
(m −q−26)
(I[−q−27)
(I[I−q−28)
(I[[−q−29)
(I[I −q−30)
n、((羽(ト山CH2べφ>Rz
R,や$Ctl□C1l→)OR2
R80(\)CHzCH図DR2
R+0Φ猟5CHzCtlt+0R2
RI$C112CI□8ocoll12R+COO$山
cu z + R2 (m −q−57) R,0燦バ灸CHzCHz((治2 (■ q−59) p、(状或cu、co、((■0CORt(I[−q−
61) (m −q−62) (m −q−63) (m −q−64) R,祖べφCHzCHz+Rz R,祖べ■cozcnぺ)OR2 R,0祖状灸cnzcu像DR− R,O祖べ■C)ltCHt−@−ORz(m −q−
89) (m −q−90) (III −q−91) (m −q−92) (m −q−93) (m −q−94) (m −q−95) (m −q−96) R1や+CHtCHz@0CORz RICOO$ CHtCHzG R2 R1$ CHzenべD R− R1m CHzC1h+ 0Rz RIO% CHzen礪)n− RIO$ CHzCHz+ oR。
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61) (m −q−62) (m −q−63) (m −q−64) R,祖べφCHzCHz+Rz R,祖べ■cozcnぺ)OR2 R,0祖状灸cnzcu像DR− R,O祖べ■C)ltCHt−@−ORz(m −q−
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8回+CH,CへDOCORz
RICooe CHtCH礪D R−
以上の化合物のうち、中温域母体液晶としては、式(I
−a)及び弐(1−b)で表わされる化合物が好ましく
、式(I−a−1)、式(T−a−2)、式(I−a−
5L式(1−a−41)、式(I−a−42)及び式c
i−b−i)で表わされる化合物が特に好ましい。減粘
液晶としては、式(Il−a)及び式(II−b)で表
わされる化合物が好ましく、式(n−a−1)、式(I
f−a−6)及び式(n−b−1)で表わされる化合物
が特に好ましい。また、高温液晶としては、式(I[[
−a)、式(m−b)及び式(m−c)で表わされる化
合物が好ましく、式(I[−a−1)、式(II[−a
−2)、式(I[−a −13) 、式(III−b−
1)、式(III−c−1)及び式(III−c−3)
で表わされる化合物が特に好ましい。
−a)及び弐(1−b)で表わされる化合物が好ましく
、式(I−a−1)、式(T−a−2)、式(I−a−
5L式(1−a−41)、式(I−a−42)及び式c
i−b−i)で表わされる化合物が特に好ましい。減粘
液晶としては、式(Il−a)及び式(II−b)で表
わされる化合物が好ましく、式(n−a−1)、式(I
f−a−6)及び式(n−b−1)で表わされる化合物
が特に好ましい。また、高温液晶としては、式(I[[
−a)、式(m−b)及び式(m−c)で表わされる化
合物が好ましく、式(I[−a−1)、式(II[−a
−2)、式(I[−a −13) 、式(III−b−
1)、式(III−c−1)及び式(III−c−3)
で表わされる化合物が特に好ましい。
これらの化合物を用いたSC母体液晶のうち、(1)
式(1−a−1)又は式(1−b−1)で表わされる
化合物から成る中温域母体液晶、(n) 式(II−
a−6)又は式(II−b−1)で表わされる化合物か
ら成る減粘液晶及び(III) 式(III−a−1
)、式Cm−a−2)、式(III−c−1)又は式(
III−c−3)で表わされる化合物から成る高温液晶
の組み合わせから成る組成物が特に好ましい。
式(1−a−1)又は式(1−b−1)で表わされる
化合物から成る中温域母体液晶、(n) 式(II−
a−6)又は式(II−b−1)で表わされる化合物か
ら成る減粘液晶及び(III) 式(III−a−1
)、式Cm−a−2)、式(III−c−1)又は式(
III−c−3)で表わされる化合物から成る高温液晶
の組み合わせから成る組成物が特に好ましい。
中温域母体液晶の配合割合は、SC母体液晶の1〜90
重量%が好ましく、5〜75重量%が特に好ましい。減
粘液晶の配合割合は、SC母体液晶の1〜50重量%が
好ましく、5〜40重量%が特に好ましい。高温液晶の
配合割合は、SC母体液晶の1〜70重量%が好ましく
、5〜60重量%が特に好ましい。
重量%が好ましく、5〜75重量%が特に好ましい。減
粘液晶の配合割合は、SC母体液晶の1〜50重量%が
好ましく、5〜40重量%が特に好ましい。高温液晶の
配合割合は、SC母体液晶の1〜70重量%が好ましく
、5〜60重量%が特に好ましい。
SC母体液晶として、前記の特に好ましい組み合わせか
ら成る組成物の場合には、中温域母体液晶を10〜70
重量%、減粘液晶を10〜40重量%及び高温液晶を5
〜50重量%重量することが特に好ましい。
ら成る組成物の場合には、中温域母体液晶を10〜70
重量%、減粘液晶を10〜40重量%及び高温液晶を5
〜50重量%重量することが特に好ましい。
本発明で使用するキラルドーパントとしては、(1)S
C”相を示す化合物、(2) S C”相思外の液晶相
のみを示す化合物又は(3)液晶性を全く示さない化合
物を用いることができるが、(3)の場合には、SC母
体液晶に添加して得られるSC”液晶組成物の液晶性が
低下する傾向を防止するために、液晶類似の骨格を有す
る化合物を用いることが好ましい。
C”相を示す化合物、(2) S C”相思外の液晶相
のみを示す化合物又は(3)液晶性を全く示さない化合
物を用いることができるが、(3)の場合には、SC母
体液晶に添加して得られるSC”液晶組成物の液晶性が
低下する傾向を防止するために、液晶類似の骨格を有す
る化合物を用いることが好ましい。
キラルドーパントがSC*液晶組成物にもたらす諸物性
のうち重要なものは、その誘起する螺旋ピッチ、自発分
極の向き及びその大きさであるが、これらはキラルドー
パントを構成する各化合物の光学活性部位により最も大
きな影響を受ける。
のうち重要なものは、その誘起する螺旋ピッチ、自発分
極の向き及びその大きさであるが、これらはキラルドー
パントを構成する各化合物の光学活性部位により最も大
きな影響を受ける。
これまでキラルドーパント、SC0化合物又はネマチッ
ク液晶への添加剤として用いられてきた光学活性化合物
における光学活性基の代表的なものを以下に掲げる。
ク液晶への添加剤として用いられてきた光学活性化合物
における光学活性基の代表的なものを以下に掲げる。
C8゜
(IV 1) +CHz−±、CHCJs(I
V−2) CHz −Of CI! +−rCHCzHB (IV−3) II3 + CI!−)−r−0+CHr÷yC)! CtH
s(EV−4) H3 1拳 −0(−CHzh−0+CHz−+−1−CHCtHs
(IV−7) CI。
V−2) CHz −Of CI! +−rCHCzHB (IV−3) II3 + CI!−)−r−0+CHr÷yC)! CtH
s(EV−4) H3 1拳 −0(−CHzh−0+CHz−+−1−CHCtHs
(IV−7) CI。
+CHz+−CHR3
(IV−8)
H3
−0+ CHz +−CHR3
(IV−’3)
−し一〇ヤしtlztr−tJ−K。
(IV−12)
CI。
1傘
−CI Ra
(TV−13)
FI3
1申
−CHz−CHCHz 0Rs
(IV−14)
CH。
−CHCHz 0Rs
LIV−1)ノ
ーし−U−じHzl、;tlz−1;H−に1izcH
zcth−CH−C1h(IV−21) CH3 −S −(−CH2+rCH<CH2)i−CH3(I
V−57) CI OCHt CHRs (IV−53) CI。
zcth−CH−C1h(IV−21) CH3 −S −(−CH2+rCH<CH2)i−CH3(I
V−57) CI OCHt CHRs (IV−53) CI。
1中
−CH−0−R8
(IV−55)
−0−CIl□−CHRs
(IV−62)
F3
−OCI Rs
(IV−64)
CH3
1・
OCHz C1l CHz 0Rs(IV−65
) CHl 1申 OC1l (Hz 0Rs (IV−66) CHz −O+CH2−)i−C)I(CI(Z)rOR5(I
V−72) CH3 1傘 OCHCHz(CHz)rOcORs (IV−80) COOCH! CHR5 (TV−81) CN OCHz CHRs (IV−82) CN CHRs (IV−83) C)l 、CN Coo CHz CHRs (IV−84) ttzcN OC1h CHRs CH。
) CHl 1申 OC1l (Hz 0Rs (IV−66) CHz −O+CH2−)i−C)I(CI(Z)rOR5(I
V−72) CH3 1傘 OCHCHz(CHz)rOcORs (IV−80) COOCH! CHR5 (TV−81) CN OCHz CHRs (IV−82) CN CHRs (IV−83) C)l 、CN Coo CHz CHRs (IV−84) ttzcN OC1h CHRs CH。
H3
上記各−数式において、mは1〜4の整数を表わし、n
は1−10の整数を表わし、R3は炭素原子数3〜8の
アルキル基を表わし、R4は炭素原子数2〜lOのアル
キル基を表わし、R3は炭素原子数1〜10のアルキル
基を表わし、R8は炭素原子数1〜4のアルキル基を表
わす。
は1−10の整数を表わし、R3は炭素原子数3〜8の
アルキル基を表わし、R4は炭素原子数2〜lOのアル
キル基を表わし、R3は炭素原子数1〜10のアルキル
基を表わし、R8は炭素原子数1〜4のアルキル基を表
わす。
光学活性基として、式(IV−1)〜(IV−22)で
表わされる光学活性基のみを含有する光学活性化合物は
、SC母体液晶に添加してsc”液晶組成物とした際に
誘起される自発分極が非常に小さく、単独でSC*相を
示す場合でもそのほとんどが10nC/cm”以下にす
ぎない。
表わされる光学活性基のみを含有する光学活性化合物は
、SC母体液晶に添加してsc”液晶組成物とした際に
誘起される自発分極が非常に小さく、単独でSC*相を
示す場合でもそのほとんどが10nC/cm”以下にす
ぎない。
一方、光学活性基として、式(IV−31)〜(■−9
5)で表わされる光学活性基を含有する光学活性化合物
は、SC母体液晶に添加してS01液晶組成物とした際
に誘起する自発分極が太き(、単独でsc”相を示す場
合などでは300nC/cm”以上の大きな値を示すも
のも存在する。
5)で表わされる光学活性基を含有する光学活性化合物
は、SC母体液晶に添加してS01液晶組成物とした際
に誘起する自発分極が太き(、単独でsc”相を示す場
合などでは300nC/cm”以上の大きな値を示すも
のも存在する。
本発明においては、前述の一般式(A)におい基が式(
IV−31)又は式(IV−32)で表わされるで表わ
される光学活性基が式(IV−1) 、式(■−2)、
式([V−5) 、式(IV−6)、式(IV−7)、
式(IV−8)、式(IV−9)、式(IV−10)。
IV−31)又は式(IV−32)で表わされるで表わ
される光学活性基が式(IV−1) 、式(■−2)、
式([V−5) 、式(IV−6)、式(IV−7)、
式(IV−8)、式(IV−9)、式(IV−10)。
式(IV−12) 、式(IV−15) 、式(IV−
16) 、式(Iti/−19) 、式(IV−20)
、式(IV−31)又は式(IV−32)で表わされ
る光学活性基から選ばれることを特徴とするものである
。
16) 、式(Iti/−19) 、式(IV−20)
、式(IV−31)又は式(IV−32)で表わされ
る光学活性基から選ばれることを特徴とするものである
。
活性基が式(IV−31)又は式(IV−32)から選
ば性基と、自発分極の向きを同一にしておく必要がある
が、その他の場合には、式(IV−31)又は式(IV
−32)で表わされる光学活性基と比較すると、その誘
起する自発分極は非常に小さいので特に、同一にする必
要はない。
ば性基と、自発分極の向きを同一にしておく必要がある
が、その他の場合には、式(IV−31)又は式(IV
−32)で表わされる光学活性基と比較すると、その誘
起する自発分極は非常に小さいので特に、同一にする必
要はない。
で表わされる光学活性基による螺旋のピッチの向きは、
−船釣には相反していることが好ましく、その場合には
、螺旋ピッチが非常に長いものも得ることも可能である
が、螺旋ピッチ調整の目的には、螺旋ピッチが非常に短
いものも好都合であり、このような場合には両者による
螺旋ピッチの向きが同一であるのが好ましい。
−船釣には相反していることが好ましく、その場合には
、螺旋ピッチが非常に長いものも得ることも可能である
が、螺旋ピッチ調整の目的には、螺旋ピッチが非常に短
いものも好都合であり、このような場合には両者による
螺旋ピッチの向きが同一であるのが好ましい。
このような光学活性基を末端に有するような光学活性化
合物の基本骨格(−数式(A)におけるXに相当する。
合物の基本骨格(−数式(A)におけるXに相当する。
)の代表的なものを以下に掲げる。
(V−18)
4)σGHzGHz G。
(V−42)
召ト0バ衿
(V−90)
qocc−0
(V−186)
召旨砺ocozベレ
(V−210)
一0ボ←OCH,(全
(V−254)
0べ)ocu、()
(V−258)
0バ)ocu、()
(V−446)
やお応
(V−447)
畳cooやビス
N
(V−449)
(いH2O(お込
(V−450)
■0CHz犯ビス
(V−451)
℃ベンジ・
(V−479)
合cooべ入
(V−507)
ぞX所OCH詠ス
上記のうち、式(V−1)〜式(V−274>で表わさ
れる基本骨格、及びそれらのベンゼン環が、フッ素置換
したものが好ましく、式(V−1)〜式(V−3L式(
V−7)〜式(V−9)、式(V−17)、(V−18
L式(V−21)、式(V−22)又は式(V−25)
〜式(V−274)で表わされる基本骨格が特に好まし
い。
れる基本骨格、及びそれらのベンゼン環が、フッ素置換
したものが好ましく、式(V−1)〜式(V−3L式(
V−7)〜式(V−9)、式(V−17)、(V−18
L式(V−21)、式(V−22)又は式(V−25)
〜式(V−274)で表わされる基本骨格が特に好まし
い。
具体的には例えば、以下の化合物を挙げることができる
。
。
上記各基本骨格のベンゼン環にフッ素原子、塩素原子、
臭素原子、メチル基、メトキシ基、シアノ基又はニトロ
基が置換した各基本骨格も使用できるが、特にフッ素原
子が置換した各基本骨格が好ましい場合が多い。
臭素原子、メチル基、メトキシ基、シアノ基又はニトロ
基が置換した各基本骨格も使用できるが、特にフッ素原
子が置換した各基本骨格が好ましい場合が多い。
また、上記各基本骨格のうち、左右非対称なものについ
ては、左右が逆のものも同様に使用可能である。
ては、左右が逆のものも同様に使用可能である。
ω1
ρ
(コ
(j
;且
が
−D。
上記中、Cは結晶相、N*はキラルネマチック相、SA
はスメクチックA相、SC*はキラルスメクチックC相
、SBはスメクチックB相、SEはスメクチックE相、
SXは帰属不明のスメクチックチ相を表わし、転移温度
が未記載のものについては、結晶化のため測定できない
ものであり、融点が未記載のものは結晶化しないため測
定できないものである。
はスメクチックA相、SC*はキラルスメクチックC相
、SBはスメクチックB相、SEはスメクチックE相、
SXは帰属不明のスメクチックチ相を表わし、転移温度
が未記載のものについては、結晶化のため測定できない
ものであり、融点が未記載のものは結晶化しないため測
定できないものである。
以上のような一般式(A)で表わされる化合物をキラル
ドーパントの構成成分として用いることによる利点を、
以下に挙げる。
ドーパントの構成成分として用いることによる利点を、
以下に挙げる。
(1)片側にのみキラル基を有する化合物より強い自発
分極を示しうる。
分極を示しうる。
即ち、前記化合物と、次の一般式(E)(式中、R1,
Z”、X、Z’、C”″ REは前述と同じ意味を有す
る) で表わされるところの片側にのみ式(IV−31)又は
(IV−32)で表わされる光学活性基を有する化合物
をそれぞれSC母体液晶に添加して、その外挿値として
自発分極を求めると、同一条件下では一般式(A)の化
合物の方が、−数式 CH。
Z”、X、Z’、C”″ REは前述と同じ意味を有す
る) で表わされるところの片側にのみ式(IV−31)又は
(IV−32)で表わされる光学活性基を有する化合物
をそれぞれSC母体液晶に添加して、その外挿値として
自発分極を求めると、同一条件下では一般式(A)の化
合物の方が、−数式 CH。
R’−CH+CH2±72”で表わされる光学活性基が
式(IV−1)〜式(IV−22)で表わされる光学活
性基から選ばれる場合で、10〜30nC/cm”ある
いはそれ以上であって、両側のキラル基による自発分極
の単純和より大きく、式(IV−31)、式(IV−3
2) 、式(IV−33)等で表わされる光学活性基か
ら選ばれる場合には、その自発分極の向きをあわせるこ
とにより、さらに大きな自発分極を得ることができる。
式(IV−1)〜式(IV−22)で表わされる光学活
性基から選ばれる場合で、10〜30nC/cm”ある
いはそれ以上であって、両側のキラル基による自発分極
の単純和より大きく、式(IV−31)、式(IV−3
2) 、式(IV−33)等で表わされる光学活性基か
ら選ばれる場合には、その自発分極の向きをあわせるこ
とにより、さらに大きな自発分極を得ることができる。
キラルドーパントとして用いる際には、その誘起する自
発分極が大きい程、その使用量が少量ですむので、粘性
の低いSC母体液晶の割合を多くでき、SC“液晶組成
物の粘度低下が可能となり、結果として応答性の向上に
つながるものである。
発分極が大きい程、その使用量が少量ですむので、粘性
の低いSC母体液晶の割合を多くでき、SC“液晶組成
物の粘度低下が可能となり、結果として応答性の向上に
つながるものである。
(2) N”相又はSC9相に誘起する螺旋ピッチが
非常に長い化合物、及び非常に短い化合物など、螺旋ピ
ッチを調整することが可能である。
非常に長い化合物、及び非常に短い化合物など、螺旋ピ
ッチを調整することが可能である。
前述のように良好な配向性を得るためには、そのN0相
あるいはSC0相における螺旋ピッチが長いことが重要
である。キラルドーパントは、全体としてピッチが調整
されているばよいのであって、個々の化合物については
、必ずしもその必要はないが、キラルドーパントの主成
分としては、ある程度螺旋ピッチが長い方が、その調整
が容易である。また、螺旋ピッチ調整を主目的として加
える化合物では、その螺旋ピッチが短い程、その添加量
を押えることができるので好都合である。
あるいはSC0相における螺旋ピッチが長いことが重要
である。キラルドーパントは、全体としてピッチが調整
されているばよいのであって、個々の化合物については
、必ずしもその必要はないが、キラルドーパントの主成
分としては、ある程度螺旋ピッチが長い方が、その調整
が容易である。また、螺旋ピッチ調整を主目的として加
える化合物では、その螺旋ピッチが短い程、その添加量
を押えることができるので好都合である。
−数式(A)の化合物は、キラルドーパントの構成成分
として10重量%以上、好ましくは30重量%以上、特
に好ましくは50重量%以上用いるのが有効である。
として10重量%以上、好ましくは30重量%以上、特
に好ましくは50重量%以上用いるのが有効である。
キラルドーパントの他の構成成分としては、前述の式(
V−1)〜式(V−539)で表わされる基本骨格に、
式(IV−1)〜式(TV−95)で表わされる光学活
性基の任意の2個、あるいは1個が側鎖として結合した
化合物を用いることができる。
V−1)〜式(V−539)で表わされる基本骨格に、
式(IV−1)〜式(TV−95)で表わされる光学活
性基の任意の2個、あるいは1個が側鎖として結合した
化合物を用いることができる。
(ただし、−数式(A)の化合物を除く。)上記のキラ
ルドーパントは、SC母体液晶中に1〜60重量%の割
合で添加してSC“液晶組成物として用いるのが適当で
あるが、さらに好ましくは2〜50重量%の割合で添加
することが好ましい。キラルドーパントの添加割合が6
0重量%より多いと、自発分極は増加するが、キラルド
ーパント自体が母体液晶にくらべるとはるかに粘性が大
きいため、S08液晶組成物の粘度が大きくなり、結果
的に高速応答性に悪影響を与える傾向にあるので好まし
くない。また、キラルドーパントの添加量の増加はその
螺旋ピッチを短くするために配向性にも悪影響を与える
傾向にあるので好ましくない、一方、キラルドーパント
の添加割合が1重量%より少ないと、自発分極があまり
に小さくなりやはり高速応答性は望めない。
ルドーパントは、SC母体液晶中に1〜60重量%の割
合で添加してSC“液晶組成物として用いるのが適当で
あるが、さらに好ましくは2〜50重量%の割合で添加
することが好ましい。キラルドーパントの添加割合が6
0重量%より多いと、自発分極は増加するが、キラルド
ーパント自体が母体液晶にくらべるとはるかに粘性が大
きいため、S08液晶組成物の粘度が大きくなり、結果
的に高速応答性に悪影響を与える傾向にあるので好まし
くない。また、キラルドーパントの添加量の増加はその
螺旋ピッチを短くするために配向性にも悪影響を与える
傾向にあるので好ましくない、一方、キラルドーパント
の添加割合が1重量%より少ないと、自発分極があまり
に小さくなりやはり高速応答性は望めない。
sc”液晶組成物の自発分極の値は、3〜30nC/c
m”の範囲にあるようにキラルドーパントの添加割合を
調整することが好ましく、S09相を示すキラルドーパ
ントの場合、単独で100nC/Cm”程度の自発分極
を示すか、又はそれに相当する強さの自発分極を誘起す
るキラルドーパントの場合、キラルドーパントの添加割
合は10〜40重量%の範囲が好ましく、300nC/
cm”以上の強い自発分極を示すキラルドーパントの場
合、キラルドーパントの添加割合は、2〜25重量%の
範囲が好ましい。キラルドーパントの誘起する自発分極
が強い程、その最も望ましい添加割合は減少するが、例
示した光学活性化合物からなるキラルドーパントではそ
の添加割合が1重量%を下回ることはない。
m”の範囲にあるようにキラルドーパントの添加割合を
調整することが好ましく、S09相を示すキラルドーパ
ントの場合、単独で100nC/Cm”程度の自発分極
を示すか、又はそれに相当する強さの自発分極を誘起す
るキラルドーパントの場合、キラルドーパントの添加割
合は10〜40重量%の範囲が好ましく、300nC/
cm”以上の強い自発分極を示すキラルドーパントの場
合、キラルドーパントの添加割合は、2〜25重量%の
範囲が好ましい。キラルドーパントの誘起する自発分極
が強い程、その最も望ましい添加割合は減少するが、例
示した光学活性化合物からなるキラルドーパントではそ
の添加割合が1重量%を下回ることはない。
本発明のsc”液晶組成物は、等方性液体状態からの冷
却時においてN9相、次いでSA相を経てS09相へと
相転移するが、その際N4相からSA相への相転移温度
(以下N”−3A点という、)から、該N”−3A点の
1度高温側までにおけるN“相に出現する螺旋のピッチ
が3μm以上であるSC”液晶組成物がより好ましく、
該螺旋ピッチが10μm以上であり、N”−3A点に近
づくにつれて該螺旋のピッチが発散的に大きくなるS0
4液晶組成物が特に好ましい。
却時においてN9相、次いでSA相を経てS09相へと
相転移するが、その際N4相からSA相への相転移温度
(以下N”−3A点という、)から、該N”−3A点の
1度高温側までにおけるN“相に出現する螺旋のピッチ
が3μm以上であるSC”液晶組成物がより好ましく、
該螺旋ピッチが10μm以上であり、N”−3A点に近
づくにつれて該螺旋のピッチが発散的に大きくなるS0
4液晶組成物が特に好ましい。
−数式(A)の光学活性化合物のうち、両側のキラル基
Rl”+ R2によって、N“相に誘起される螺旋の向
きが互いに逆であるような化合物では、その誘起する螺
旋ピッチは、かなり長いため、このような化合物をキラ
ルドーパントの主成分として用いる場合には、螺旋ピッ
チ調整が不要であるか、あるいは容易であることが多い
が、−船釣には以下のようにして螺旋ピッチを長く調整
することができる。
Rl”+ R2によって、N“相に誘起される螺旋の向
きが互いに逆であるような化合物では、その誘起する螺
旋ピッチは、かなり長いため、このような化合物をキラ
ルドーパントの主成分として用いる場合には、螺旋ピッ
チ調整が不要であるか、あるいは容易であることが多い
が、−船釣には以下のようにして螺旋ピッチを長く調整
することができる。
複数の光学活性化合物を含むS01液晶組成物のN*相
に出現する螺旋のピッチP(μm)は各光学活性物質の
濃度をC1、各単位濃度あたりの螺旋のピッチをPi
(μm)とするとおり、(ここでは螺旋のピッチは右
巻きを正、左巻きを負とする。)、これを用いて−sc
”液晶組成物の5A−N”点T0におけるPlをPTl
とする時、となるようにCiを選べばよい。ここでPi
はN相を有する該SC母体液晶に各光学活性化合物を単
位濃度添加することにより測定が可能である。
に出現する螺旋のピッチP(μm)は各光学活性物質の
濃度をC1、各単位濃度あたりの螺旋のピッチをPi
(μm)とするとおり、(ここでは螺旋のピッチは右
巻きを正、左巻きを負とする。)、これを用いて−sc
”液晶組成物の5A−N”点T0におけるPlをPTl
とする時、となるようにCiを選べばよい。ここでPi
はN相を有する該SC母体液晶に各光学活性化合物を単
位濃度添加することにより測定が可能である。
実際にはToは各Ciによって変化するが、各光学活性
化合物を該SC母体液晶中に、濃度、ΣC4だけ添加し
たときの5A−N”点の変化などから、かなり正確に類
推できることが多く、推定値T0とそれを用いて選ばれ
た組成物のToとが大きく異なる場合には71. lに
換えてToを用いて再度測定すればよい。
化合物を該SC母体液晶中に、濃度、ΣC4だけ添加し
たときの5A−N”点の変化などから、かなり正確に類
推できることが多く、推定値T0とそれを用いて選ばれ
た組成物のToとが大きく異なる場合には71. lに
換えてToを用いて再度測定すればよい。
本発明のSCI液晶組成物のN1相を示す温度範囲は、
3度以上30度未満の範囲が好ましい。
3度以上30度未満の範囲が好ましい。
N′″相を示す温度範囲が、3未満である場合、降温時
にすみやかにSA相に相転移するため、N0相で液晶分
子を充分に配向しにくくなる傾向にあるので好ましくな
い。また、N“相を示す温度範囲が30度以上である場
合、sc”液晶組成物の透明点が高温になり、セルに液
晶材料を充填する工程等における作業性に悪影響を及ぼ
す傾向にあキラルードーパントは、キラルードーパント
自体の液晶性の有無にかかわらず、SC母体液晶に添加
した場合に、 (1) N”相を示す温度範囲を拡大する傾向にある
もの、又は (2) N”相を示す温度範囲を縮小する傾向にある
もの など、それぞれ固有の性質を有している。本発明のSC
1液晶組成物のN1相を示す温度範囲を上記の好ましい
範囲に調整するためには、(1)の場合、N相を示す温
度範囲が狭いSC母体液晶、又は、N相を示さないSC
母体液晶を用いればよく、(2)の場合、N相を示す温
度範囲が広いSC母体液晶を用いればよい。この方法は
、N9相に限らず、SA相及びSC*相についても同様
に応用することができる。例えば、キラルドーパントが
S00液晶組成物のSA相のみを拡大し、N′″相及び
S01相を縮小するような場合には、SC母体液晶とし
て、SC相の上限温度が高く、N相の温度範囲が広く、
かつ、SC相→N相→■相の相系列を有するもの、又は
SA相の温度範囲が狭りSC相→SA相→N相→I相の
相系列を有するものを用いればよい。
にすみやかにSA相に相転移するため、N0相で液晶分
子を充分に配向しにくくなる傾向にあるので好ましくな
い。また、N“相を示す温度範囲が30度以上である場
合、sc”液晶組成物の透明点が高温になり、セルに液
晶材料を充填する工程等における作業性に悪影響を及ぼ
す傾向にあキラルードーパントは、キラルードーパント
自体の液晶性の有無にかかわらず、SC母体液晶に添加
した場合に、 (1) N”相を示す温度範囲を拡大する傾向にある
もの、又は (2) N”相を示す温度範囲を縮小する傾向にある
もの など、それぞれ固有の性質を有している。本発明のSC
1液晶組成物のN1相を示す温度範囲を上記の好ましい
範囲に調整するためには、(1)の場合、N相を示す温
度範囲が狭いSC母体液晶、又は、N相を示さないSC
母体液晶を用いればよく、(2)の場合、N相を示す温
度範囲が広いSC母体液晶を用いればよい。この方法は
、N9相に限らず、SA相及びSC*相についても同様
に応用することができる。例えば、キラルドーパントが
S00液晶組成物のSA相のみを拡大し、N′″相及び
S01相を縮小するような場合には、SC母体液晶とし
て、SC相の上限温度が高く、N相の温度範囲が広く、
かつ、SC相→N相→■相の相系列を有するもの、又は
SA相の温度範囲が狭りSC相→SA相→N相→I相の
相系列を有するものを用いればよい。
このようなキラルドーパントの傾向は、SC母体液晶に
一定量のキラルドーパントを添加して得られるSC*液
晶組成物の相転移温度の変化を測定することにより、容
易に知ることができる。この結果から、S00液晶組成
物における各相、特にN0相を示す温度範囲は容易に調
整することができる。
一定量のキラルドーパントを添加して得られるSC*液
晶組成物の相転移温度の変化を測定することにより、容
易に知ることができる。この結果から、S00液晶組成
物における各相、特にN0相を示す温度範囲は容易に調
整することができる。
本発明で使用するキラルドーパントとしては、一定量の
SA母体液晶に添加することによって、ある程度以上の
自発分極(以下、P、と省略する。)を誘起することが
必要である。
SA母体液晶に添加することによって、ある程度以上の
自発分極(以下、P、と省略する。)を誘起することが
必要である。
前述の如く、S00液晶組成物としては、そのP、の値
が、特に室温付近で3〜30nC/cm”の範囲になる
ようにキラルドーパントの添加量を調整すればよい。し
かしながら、キラルドーパントが誘起するP、の値が小
さい場合には、その添加量がSC母体液晶に対して多く
なり、これに伴なってS00液晶組成物の粘性が大きく
なり、その結果、高速応答性が得られなくなる傾向にあ
るので好ましくない。従って、本発明で使用するキラル
ドーパントとしては、SC母体液晶に10重量%添加し
た場合に1.0nC/cm2以上のP、を誘起できるも
のが好ましく、5重量%添加した場合に0.5nC/c
m”以上のP、を誘起できるものが特に好ましい。
が、特に室温付近で3〜30nC/cm”の範囲になる
ようにキラルドーパントの添加量を調整すればよい。し
かしながら、キラルドーパントが誘起するP、の値が小
さい場合には、その添加量がSC母体液晶に対して多く
なり、これに伴なってS00液晶組成物の粘性が大きく
なり、その結果、高速応答性が得られなくなる傾向にあ
るので好ましくない。従って、本発明で使用するキラル
ドーパントとしては、SC母体液晶に10重量%添加し
た場合に1.0nC/cm2以上のP、を誘起できるも
のが好ましく、5重量%添加した場合に0.5nC/c
m”以上のP、を誘起できるものが特に好ましい。
〔実施例]
以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本
発明の主旨及び適用範囲は、これらの実施例により限定
されるものではない。なお、実施例中、「%」は「重量
%」を表わす。また組成物の相転移温度の測定は、温度
調節ステージを備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱量計(
DSC)を併用して行った。
発明の主旨及び適用範囲は、これらの実施例により限定
されるものではない。なお、実施例中、「%」は「重量
%」を表わす。また組成物の相転移温度の測定は、温度
調節ステージを備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱量計(
DSC)を併用して行った。
実施例1
中温域母体液晶として前記式(1−a−1)の化合物、
減粘液晶として前記式(II −a−6)の化合物、及
び高温液晶として前記式(■−a−2)の化合物を以下
の割合で用いてSC母体液晶を調製した。
減粘液晶として前記式(II −a−6)の化合物、及
び高温液晶として前記式(■−a−2)の化合物を以下
の割合で用いてSC母体液晶を調製した。
(I−a−1)
(II−a−6)
(III−a−2)
P
このSA母体液晶は、53゛CまでSC相、83.5゛
CまでSA相を各々示し、83.5 ’C以上で■相と
なる低粘性の組成物である。
CまでSA相を各々示し、83.5 ’C以上で■相と
なる低粘性の組成物である。
次に、前記式(Vl−64)の化合物70%と、式の化
合物30%とを混合してN”相に出現させる螺旋ピッチ
を非常に長(なるよう調整したキラルドーパ′ントを調
製した。
合物30%とを混合してN”相に出現させる螺旋ピッチ
を非常に長(なるよう調整したキラルドーパ′ントを調
製した。
このキラルドーパントを前記キラルドーパント中に20
%添加して、SC”液晶組成物を調製した。
%添加して、SC”液晶組成物を調製した。
この組成物は、56.5℃まで5011相、60.5°
CまでSA相、68°CまでN*相を示し、その融点は
明確でなかった。
CまでSA相、68°CまでN*相を示し、その融点は
明確でなかった。
この組成物のN*相における螺旋ピッチは、60.6°
Cで20μm以上であり、配向処理を施したセルに充填
し、等方性液体相から徐冷すると極めて良好な配向性を
示した。
Cで20μm以上であり、配向処理を施したセルに充填
し、等方性液体相から徐冷すると極めて良好な配向性を
示した。
次に、このセルに電界強度10 VF−P /μmの5
0Hzの矩形波を印加して、その電気光学応答速度を測
定したところ、25°Cで114μ秒という高速応答性
を示した。このときの自発分極は6.21C/ C1l
”であった・ 実施例2 前記式(Vl−8)の化合物24%、及び式からなる螺
旋ピッチが調整されたキラルドーパントを調製した。
0Hzの矩形波を印加して、その電気光学応答速度を測
定したところ、25°Cで114μ秒という高速応答性
を示した。このときの自発分極は6.21C/ C1l
”であった・ 実施例2 前記式(Vl−8)の化合物24%、及び式からなる螺
旋ピッチが調整されたキラルドーパントを調製した。
このキラルドーパントを実施例1のSC母体液晶中に1
6%添加して、SC*液晶組成物を調製した。
6%添加して、SC*液晶組成物を調製した。
この組成物は、47°C以下でsc”相、59.5°C
以下でSA相、66°C以下でN9相を示し、その融点
は不明確であったが、N*相の螺旋ピッチは60°Cで
20μm以上であり、セルに充填した際、非常に良好な
配向性を示した。
以下でSA相、66°C以下でN9相を示し、その融点
は不明確であったが、N*相の螺旋ピッチは60°Cで
20μm以上であり、セルに充填した際、非常に良好な
配向性を示した。
実施例1と同様にして、その電気光学応答速度を測定し
たところ、25°Cで36μ秒という高速応答性を示し
た。このときのチルト角は、23.7度、自発分極は2
1.5 nC/ cm”であった。
たところ、25°Cで36μ秒という高速応答性を示し
た。このときのチルト角は、23.7度、自発分極は2
1.5 nC/ cm”であった。
次にこのキラルドーパントの割合を、11%。
13%、18%、20%と変化させて、その転移温度、
電気光学応答速度等を測定した。以下にその結果を第1
表に示した。
電気光学応答速度等を測定した。以下にその結果を第1
表に示した。
本発明の強誘電性液晶組成物は、配向性及び高速応答性
に優れており、かつ、室温を含む広い温度範囲で作動が
可能な液晶材料である。
に優れており、かつ、室温を含む広い温度範囲で作動が
可能な液晶材料である。
従って、本発明の強誘電性液晶組成物は、強誘電性スメ
クチック液晶を利用した液晶デバイスの材料として極め
て有用である。
クチック液晶を利用した液晶デバイスの材料として極め
て有用である。
代
理
人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、中温域母体液晶、減粘液晶及び高温液晶を含有し、
スメクチックC相を示す液晶組成物に、光学活性化合物
から成るキラルドーパントを添加して成る強誘電性液晶
組成物であって、光学活性化合物が一般式(A) ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R^1及びR^2は各々独立的に炭素原子数2
〜10のアルキル基を表わし、Z^aは−O−、−CO
O−、−OCO−又は単結合を表わし、Z^bは−CO
O−又は−O−を表わす。C^*及びC^*^*は各々
独立的に(R)又は(S)配置の不斉炭素原子を表わす
。Xは一般式(B) ▲数式、化学式、表等があります▼ 一般式(C) ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は一般式(D) ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、
化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があ
ります▼及 び▲数式、化学式、表等があります▼は、各々独立的に
飽和又は不飽和の5員環又は6員環の炭化水素環を表わ
すが、環中の任意の1〜2個の−CH=は、−N=又は
▲数式、化学式、表等があります▼に置換されていても
良く、また、環中の任意の1〜2個の−CH_2−は、
−O−、−S−、−NH−、▲数式、化学式、表等があ
ります▼、▲数式、化学式、表等があります▼に置換さ
れていても良く、また、環中の任意の1〜2個の▲数式
、化学式、表等があります▼は▲数式、化学式、表等が
あります▼に置換されていても良い。Y^1はフッ素原
子、塩素原子、シアノ基、メチル基、メトキシ基を表わ
し、Z^1、Z^2又はZ^3は各々独立的に単結合、
−COO−、−OCO−、−CH_2O−、−OCH_
2−、−CH_2CH_2−、−C≡C−、▲数式、化
学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があり
ます▼、▲数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼又は−CH=CH−
を表わし、Z^4は−CH_2−、−CH_2CH_2
−、−CH=CH−、▲数式、化学式、表等があります
▼、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
式、表等があります▼、−S−、又は−O−を表わし、
m及びnは各々独立的に0又は1を表わす。)で表わさ
れる液晶性分子の中心骨格(コア)部分を表わす。〕で
表わされる化合物であることを特徴とする、室温を含む
広い温度範囲でキラルスメクチックC相を示す強誘電性
液晶組成物。 2、Xが一般式(E) ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、
化学式、表等があります▼及び▲数式、化学式、表等が
あります▼ は各々独立的に▲数式、化学式、表等があります▼、▲
数式、化学式、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
、▲数式、化学式、表等があります▼ 又は▲数式、化学式、表等があります▼を表わし、Z^
1及びZ^2は各々独立的に請求項1記載のZ^1又は
Z^2と同じものを表わし、mは0又は1を表わす。Y
^2及びY^3は各々独立的にフッ素原子、塩素原子、
シアノ基又は水素原子を表わすが、Y^2とY^3が同
時に水素原子を表わすことはない。) で表わされる請求項1記載の強誘電性液晶組成物。 3、等方性液体状態からの冷却時において、3度以上3
0度未満の温度幅を有するキラルネマチック相を経由し
、該キラルネマチック相からより低温側の相に相転移す
る温度から、該相転移温度の1度高温側までにおける温
度域において、該キラルネマチック相における螺旋ピッ
チが3μm以上である請求項1又は2記載の強誘電性液
晶組成物。 4、キラルネマチック相からの冷却時において、1度以
上30度未満の温度幅を有するスメクチックA相を経由
し、キラルスメクチックC相に相転移する請求項3記載
の強誘電性液晶組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1023693A JPH02206678A (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 強誘電性液晶組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1023693A JPH02206678A (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 強誘電性液晶組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02206678A true JPH02206678A (ja) | 1990-08-16 |
Family
ID=12117499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1023693A Pending JPH02206678A (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 強誘電性液晶組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02206678A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1270542A1 (en) * | 2001-06-26 | 2003-01-02 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Optically active compound and liquid crystal composition containing the compound |
-
1989
- 1989-02-03 JP JP1023693A patent/JPH02206678A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1270542A1 (en) * | 2001-06-26 | 2003-01-02 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Optically active compound and liquid crystal composition containing the compound |
| US6821581B2 (en) | 2001-06-26 | 2004-11-23 | Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. | Optically active compound and liquid crystal composition containing the compound |
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