JPH02215888A - 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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- JPH02215888A JPH02215888A JP1036239A JP3623989A JPH02215888A JP H02215888 A JPH02215888 A JP H02215888A JP 1036239 A JP1036239 A JP 1036239A JP 3623989 A JP3623989 A JP 3623989A JP H02215888 A JPH02215888 A JP H02215888A
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- Japan
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- phase
- temperature
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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、かつ多安定性を有するため
、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、かつ多安定性を有するため
、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、有、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、S01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、有、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、S01と省略する。)相と呼ばれるもので
ある。
SC1相を示す液晶化合物(以下、SC1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
1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、N4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
1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、N4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ぃなかった。
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ぃなかった。
そのため、現在では、S09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、sc0相の
高温域にN0相を有する液晶において、N1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N1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、螺旋ピッチを大きくするには、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、sc0相の
高温域にN0相を有する液晶において、N1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N1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、螺旋ピッチを大きくするには、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SC8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から成るSC母体液晶
に、−数式(A) して成る室温を含む広い温度範囲でSC*相を示すS0
0液晶組成物を提供する。
母体液晶、減粘液晶及び高温液晶から成るSC母体液晶
に、−数式(A) して成る室温を含む広い温度範囲でSC*相を示すS0
0液晶組成物を提供する。
一般式(A)において、R1は炭素原子数2〜10のア
ルキル基を表わし、R1は炭素原子数1〜10のアルキ
ル基、アルコキシル基又はアルカノイルオキシ基を表わ
し、Y”はフッ素原子又はシアノ基を表わし、Ybは水
素原子、フッ素原子又はシアノ基を表わし、mはO又は
1を表わし、rはθ〜10の整数を表わし、C“及びC
−は各々独立的に(R)配置又は(S)配置の不斉炭素
原子を表わし、Z′及びz2は各々独立的に単結合、
COOOCOCHzo 0CHz−CIIgCH
z c=c cos−又は−5CO−を表
わし、Z3は単結合、−coo−−oco−−o−・・
・(A) で表わされる光学活性化合物の少なくとも1種を構成成
分として含有するキラルドーパントを添加(ハ)■相→
N相→SC相の相系列を有するもYl及びytは水素原
子又はフッ素原子を表わす。
ルキル基を表わし、R1は炭素原子数1〜10のアルキ
ル基、アルコキシル基又はアルカノイルオキシ基を表わ
し、Y”はフッ素原子又はシアノ基を表わし、Ybは水
素原子、フッ素原子又はシアノ基を表わし、mはO又は
1を表わし、rはθ〜10の整数を表わし、C“及びC
−は各々独立的に(R)配置又は(S)配置の不斉炭素
原子を表わし、Z′及びz2は各々独立的に単結合、
COOOCOCHzo 0CHz−CIIgCH
z c=c cos−又は−5CO−を表
わし、Z3は単結合、−coo−−oco−−o−・・
・(A) で表わされる光学活性化合物の少なくとも1種を構成成
分として含有するキラルドーパントを添加(ハ)■相→
N相→SC相の相系列を有するもYl及びytは水素原
子又はフッ素原子を表わす。
特に好ましくは、−数式(A)において、Zl及びZ!
が各々独立的に単結合、−COO−又は−0CO−であ
り、Zコが単結合、−coo−−oco−又は十であり
、舎及び舎の 一方か−(■→ であり、他方が÷ 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)I(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 の 又は (ニ)■相→SC相の相系列を存するもののいずれかの
相系列を有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
*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0重要であるのは
5C11液晶組成物とした場合の相系列であって、−船
釣には、■→N*→SA→SC*の相系列が配向の点で
有利である。一方、■→N0→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。
が各々独立的に単結合、−COO−又は−0CO−であ
り、Zコが単結合、−coo−−oco−又は十であり
、舎及び舎の 一方か−(■→ であり、他方が÷ 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)I(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 の 又は (ニ)■相→SC相の相系列を存するもののいずれかの
相系列を有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
*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0重要であるのは
5C11液晶組成物とした場合の相系列であって、−船
釣には、■→N*→SA→SC*の相系列が配向の点で
有利である。一方、■→N0→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。
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、(1)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。
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、
(I[I)K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
C′″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。
相の上限温度を高くするために、TC点(SC相又はS
C′″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。
(1)中温域母体液晶
ここでいう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1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10″C以
上における任意の1 ”C以上の温度巾の範囲でモノト
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°C未満
である液晶であり、10℃〜80°Cにおける任意の1
0’C以上の温度巾でモノトロピックでもよいSC相を
示すものである。
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1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10″C以
上における任意の1 ”C以上の温度巾の範囲でモノト
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°C未満
である液晶であり、10℃〜80°Cにおける任意の1
0’C以上の温度巾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、
Rr 、Rz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、
Rr 、Rz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−a−38)
(1−a−39)
(1−a−40)
(I −a−41)
(I −a−42)
(1−a−43)
(I −a−44)
(1−a−45)
Rho爬H伽C00R1
RICOO$C00R2
R,Coo爬H伽C00R1
(鵞)
R,○ OR。
1鵞伽
Rho R2
(鵞伽
R,00R。
R,−4唇亭OR。
R,O(’:ンシー〈ζら−OR。
(I−b)
(1−c)
(I −c−22)
R,Coo畳coo極温C0OR,z
(1−c−24)
R,0CO(訓coo+cooR。
(1−c−25)
R,0畳coo−曇−opz
−N
(1−c−27)
R,Coo((防coo面¥OR。
−N
(■
d)
(1−e)
(I −e−1)
(I
e−2)
(■
f)
減粘液晶として用いられる化合物の代表的なものを以下
に掲げる。ただし、以下に示す一般式において、R+、
Rzは各々独立的に炭素原子数1〜12のアルキル基を
表わす。
に掲げる。ただし、以下に示す一般式において、R+、
Rzは各々独立的に炭素原子数1〜12のアルキル基を
表わす。
(U −a)
(n) ′$i粘液粘
液光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。
(II−b)
(II−a−15)
Rべ)000擾ヴoRz
(II −a−16)
(It−a−17)
(II −a−18)
(II−a−19)
(II −a−20)
R,0イ仝coo会R鵞
R,善coo()ORt
R,0−(E)COO拶輝2
R,(シC00&ORz
R,Oイ仝coo会R2
(n−a−21)
R,イ今C00(ヴR2
(n−a−22)
R1テC00(E)OR1
(II−b−27)
R,COO舎CH1O舎R2
(II−b−30)
R,舎ctho合0R2
(U −c)
(n−d)
(If −c−12)
(If −c−13)
R,(今ctr、ctt宜(シ0COR。
RぺへtHhcth依))ocoR。
(II −c−14)
R,0仝)−CHzCHz+Rz
(U −c−16)
RlO(E)−CHICH!契トR2
(■−c−17)
RICOO+CHtCHz合Rz
(II −c−19)
RIC00+CH2CHz+R1
(II −d−23)
R1量バ所R1
(n −d−25)
Ie Rz
(II −d−26)
、J究召)Rz
(II −d−27)
R,−@−◇)Rt
(If −e)
(U −e−10)
(II −e−11)
R,−[匁芝←CミCべ5)←R2
R=4−CミC08t
(II −e−12)
1?、O畳cc舎R□
(II −e−14)
R,0←C聾←CミCべ冨)→R2
(■−e−15)
Rt擾)c c舎R2
=
(II[) 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°C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。
、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°C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、Rt 、
Rt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、Rt 、
Rtは各々独立的に炭素原子数1〜18のアルキル基を
表わす。
(I[I−a)
(In−a−18)
RICOO(か謔寞R2
帽
a−21)
(In−a−22)
R1−’C沖のGOCORz
R1(?下〉(計ΣΣeOcOR2
(III−a
R,C00(h舘僚ORz
(III−b)
(m −c)
(III−d)
(III−e)
(III−g)
(III −h)
(III−i)
(II −j)
(III−k)
(I[[−It”)
(III−m)
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。
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。
(m −g−65)
(m −5−66)
(■−167)
(m −ra−68>
(III−+1−69)
(III−+g−70)
(III−gg−71)
(m −m−12>
R,祖R或coo(羽0COR1
RtC00M C00()Rt
R1(バ幣C00< Rz
R1(ハ幣coo−GoR−
R,o(層灸COO< Rz
Roo(層像C00()oRt
R1(層(ハ)C00−@;r−OcoR2R,coo
(バ或C00(鑞。
(バ或C00(鑞。
(m −n)
(l[−5−97)
(III −m−98)
(m −m−99)
(In −5−100)
(In −5−101)
(I[[−s−102)
(III−m−103)
(■−ト104)
1回+cooべ)R2
R1℃別)coo()OR。
R10(双)C00舎R2
R,0nCOO−@−0Rt
RI$ coo−@−0CORt
R+C00m C00+ Rt
R1(xΦCOO+R2
R1(x■COO+OR2
(III −n−21)
(m−n−22)
(m −n−23)
(III−n−24)
(m−n−25)
(m−n−26)
(Iff−n−27)
(m −n−28)
R,O■)−@−oco−4鎮2
R,O−<い5)−oco−@−oR。
R,0やY防0CO−@−0COR1
R,COO炉+oco−@−R。
R,やXキ0COu Rz
R,−C只5oco−@)−OR−
R10−C只キ0CO()Rt
R10(只boco()OR冨
(III −o)
(m −o−41)
Cm−o−42)
(III −o−43)
(■〜o−44)
(I[[−o−45)
(III −o−46)
(m −o−47)
(In −o−48)
R1℃舎C11□0(シ0COR1
−C’+ −@−
R、Coo ○ 山ORz
R,(β−@−co、o((鍾2
R,イの一@−C”−0−eOR−
R,0(、+co、0−@−R。
R,0イト@−CH−0−@−0R−
R,(β(羽CHtO−@−0CORzR,C00(、
Q)−<宛CHzo()R。
Q)−<宛CHzo()R。
(m −o−75)
(m−o−76)
R,O% C8,0(o )−Rt
R1O$CH!0挺>OR2
(III −o−78)
(m −o−79)
R,coo<Hは1Dc)1.oゆご
u、ecu、o(、Q)−R。
(II−p)
(m −p−29)
R1i奔QCH,G 0CORz
(III −p−30)
R,COOや図奔oco、G pg
(III −p−61)
(■−ρ−62)
(m −p−63)
(M −p−64)
(III−p−65)
(III−p−66)
(III −p−67)
(m −p−68)
P、祖べ灸OCH祢)R2
R190CHgG on。
R,0祖Rφ0CHtD Rt
R+0祖状(ハ)OClh■Of?。
R6祖べ灸0CHzD 0CORt
R,COO祖R灸oCH,G R1
R1に婚0cH()R2
RIり譜oCHt@−ORt
(■
q)
(n[−q−17)
(m −q−18)
(III−q−19)
(m −q−20)
(III−q−21)
(m −q−22)
(II −q−23)
(III −q−24)
Rr MCIIGHz()OCORz
R,COOや+CI’CH−((鎮。
R1l CHzCHt−@−Rz
R1(X頑C1l□CB撃)OR2
R8<H猟DCHzGHz()Rt
R,0−0菖)C11□GO−(C羽OR。
R,0や+CHzCHt+0CORz
RICOO% CHzC)lz()Rt(III −q
−49) (m −q−50) (m −q−51) (III −q−52) (nl−q−53) (Iff −q−54) (m −q−55) (m −q−56) R1(べ灸CH,CH撃DR− R1>僚CH,CI!−@−0RI R10(べ灸CH,CBへDR− R,0挺べ(ハ)CI函−@−0R− R1℃¥■cu、cut(いCOR* R,coo(\灸C)ItcHぜDR−金状幣 () R+ CHiCHz
Rz登べΦ () R+ CHtCII□
OR。
−49) (m −q−50) (m −q−51) (III −q−52) (nl−q−53) (Iff −q−54) (m −q−55) (m −q−56) R1(べ灸CH,CH撃DR− R1>僚CH,CI!−@−0RI R10(べ灸CH,CBへDR− R,0挺べ(ハ)CI函−@−0R− R1℃¥■cu、cut(いCOR* R,coo(\灸C)ItcHぜDR−金状幣 () R+ CHiCHz
Rz登べΦ () R+ CHtCII□
OR。
(III −q−85)
(m −q−86)
(III−q−87)
(m −q−88)
Rt m C”tCHwe R2
R1や+CI鳴◎aRt
R,0% cuzCHz◎R2
RIOm CIICHt◎OR。
以上の化合物のうち、中温域母体液晶としては、式(I
−a)及び式(I−b)で表わされる化合物が好ましく
、式(I−a−1)、式(1−a−2)、式(1−a−
5)、式(1−a−41)、式(1−a−42)及び式
(I−b−1)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(■−a)及び式(II−b)で表
わされる化合物が好ましく、式(■−a−1)、式(I
I−a−6)及び式(II−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、弐(II
I−a)、式(III−b)及び式(III−c)で表
わされる化合物が好ましく、式(III−a−1)、式
(Ill−a−2)、式(II[−a −13) 、式
(III−b−1)、式(III−c−1)及び式(I
[I−c−3)で表わされる化合物が特に好ましい。
−a)及び式(I−b)で表わされる化合物が好ましく
、式(I−a−1)、式(1−a−2)、式(1−a−
5)、式(1−a−41)、式(1−a−42)及び式
(I−b−1)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(■−a)及び式(II−b)で表
わされる化合物が好ましく、式(■−a−1)、式(I
I−a−6)及び式(II−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、弐(II
I−a)、式(III−b)及び式(III−c)で表
わされる化合物が好ましく、式(III−a−1)、式
(Ill−a−2)、式(II[−a −13) 、式
(III−b−1)、式(III−c−1)及び式(I
[I−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、(II) 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(I) 式(III −a−1
)、式(III−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、(II) 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(I) 式(III −a−1
)、式(III−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重景%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重景%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%配合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%配合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、S
C母体液晶に添加して得られるS01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。
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、S
C母体液晶に添加して得られるS01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S00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、特に応答性の面では
自発分極の大きさが重要である。
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、特に応答性の面では
自発分極の大きさが重要である。
前述のように、本発明においては、−数式(A)で表わ
される光学活性化合物をキラルドーパントの構成成分と
して特徴的に含有するものである。
される光学活性化合物をキラルドーパントの構成成分と
して特徴的に含有するものである。
全分極を示しうることが知られているが、本発明の一般
式(A)で表わされる化合物においては、他の側鎖とし
て、別の光学活性基であるらに優れた性質を示しうるも
のである。
式(A)で表わされる化合物においては、他の側鎖とし
て、別の光学活性基であるらに優れた性質を示しうるも
のである。
−数式(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として以下を挙げ
ることができる。
構成成分として用いることによる利点として以下を挙げ
ることができる。
(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(B)で表わされると
ころの片側にのみキラル基 ・・・ (B) z2、z3、m及びR2は式(A)におけると同様の意
味を有する) 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10〜30nC/cm”あ
るいはそれ以上であり、両側のキラル基による自発分極
の値の単純和よりも大きい値を示すことがわかる。
ころの片側にのみキラル基 ・・・ (B) z2、z3、m及びR2は式(A)におけると同様の意
味を有する) 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10〜30nC/cm”あ
るいはそれ以上であり、両側のキラル基による自発分極
の値の単純和よりも大きい値を示すことがわかる。
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、SC0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、SC0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、あるいはSCI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。
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。
前述のように、良好な配向性を得るためには、そのN”
相あるいはSC“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、螺旋ピッチ
が調整されていればよいのであって、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。
相あるいはSC“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、螺旋ピッチ
が調整されていればよいのであって、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。
しかしながら、−数式(B)の化合物はすべてその螺旋
ピッチは短いものであった。−a式(A)活性基を選ぶ
ことにより、その螺旋ピッチを長くすることが可能であ
る。逆に螺旋ピッチの調整を主目的として加える場合に
は、その螺旋ピッチが短い程、その添加量を押えること
ができるので好分極が、20〜30nC/C11!以下
の場合には、その向きはほとんど必要がないが、それ以
上の場合には相殺しないようにその向きを揃えることが
望ましい。
ピッチは短いものであった。−a式(A)活性基を選ぶ
ことにより、その螺旋ピッチを長くすることが可能であ
る。逆に螺旋ピッチの調整を主目的として加える場合に
は、その螺旋ピッチが短い程、その添加量を押えること
ができるので好分極が、20〜30nC/C11!以下
の場合には、その向きはほとんど必要がないが、それ以
上の場合には相殺しないようにその向きを揃えることが
望ましい。
本発明において、キラルドーパントの構成成分として、
−数式(A)の化合物に加えて、通常の光学活性液晶性
化合物を用いることもできる。これらの光学活性化合物
としては、通常の液晶中心骨格に片方または両方の側鎖
として、以下に掲げる光学活性な基を有する化合物ある
いは、中央連絡基や環構造中に不斉炭素を有する化合物
などを挙げることができる。
−数式(A)の化合物に加えて、通常の光学活性液晶性
化合物を用いることもできる。これらの光学活性化合物
としては、通常の液晶中心骨格に片方または両方の側鎖
として、以下に掲げる光学活性な基を有する化合物ある
いは、中央連絡基や環構造中に不斉炭素を有する化合物
などを挙げることができる。
これまで用いられてきた代表的な光学活性基は以下の通
りである。
りである。
CH。
(rV−t) −f−cut÷rcfl−czu
s(■夕3) CH3 ÷CH,)r−0÷CHz +rCHCtHs(IV−
7) CH3 (−CHr÷rcu−R。
s(■夕3) CH3 ÷CH,)r−0÷CHz +rCHCtHs(IV−
7) CH3 (−CHr÷rcu−R。
LIV−1υ)
一〇−に tにH,すT−CI−th
(IV−21)
CH3
−S +C8!−)rCH(CHz+−r−CHs(I
V−12) CH3 CI−R4 (IV−13) CH3 −CHz−CI CHz 0Rs (IV−14) CH。
V−12) CH3 CI−R4 (IV−13) CH3 −CHz−CI CHz 0Rs (IV−14) CH。
−CHCH20Rs
(IV−32)
CH3
−0−CH−R。
(■−53)
CH3
HORs
(IV−55)
OCHz CHRs
(IV−62)
CF3
−0−CI−Rs
(IV−69)
CI。
−COOCHz CHRs
(IV−64)
CH3
0CHz CHCHz 0Rs
(IV−70)
CI(3
1・
−OCHl CI CHz 0CORs(IV−
71) CI3 1・ OCHCHz OC0Rs (IV−65) CH3 0CHCHz 0Rs (Ili/−72) CH3 0CHC1h(CHz)TOcORs (I¥−66) CHl 1・ 0 +CH1−h−CH−CCH2)i−OR5(IV
−73) CHl OCHz−CI((C1h)TOcORs(IV−67
) −COOCJ CHにtl L;ztls(IV−
74) −C−0−CHl−L;H−uHs (IV−75) CH。
71) CI3 1・ OCHCHz OC0Rs (IV−65) CH3 0CHCHz 0Rs (Ili/−72) CH3 0CHC1h(CHz)TOcORs (I¥−66) CHl 1・ 0 +CH1−h−CH−CCH2)i−OR5(IV
−73) CHl OCHz−CI((C1h)TOcORs(IV−67
) −COOCJ CHにtl L;ztls(IV−
74) −C−0−CHl−L;H−uHs (IV−75) CH。
OCR1CH0R5
(IV−82)
CI Rs
(IV−76)
CH3
1・
−5−CH−R5
(IV−83)
HICN
Coo−CHg CHRs
(IV−84)
CH,CN
OC)l! CI R5
(IV−78)
tH5
O−CI(、−CH−0R6
(IV−81)
CN
OCHz CI Rs
(IV−88)
0 C1h CHCHRs
co、 C)13
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、R5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2〜10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、R5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、R5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2〜10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、R5は炭素原子数1〜4のアルキル基を表
わす。
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
合物の基本骨格の代表的なものを以下に掲げる。
合物の基本骨格の代表的なものを以下に掲げる。
(V
0co()coo()
(V−54)
◇ト■■)
(V−174)
召)−ocu、−Qoバ夢
(V−246)
夕べ今0CR1()
(V−487)
※ヒ込
N
(V−520)
[相]擾X込
(V−521)
召項Y込
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にフッ素が置換
したものが好ましく、式(V−1)〜式(V−3)、式
(V−7)〜式(V−9)、式(V−17)、(V−1
8)、式(V−21)、式(V−22)、式(V−25
)〜式 (■−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にフッ素が置換
したものが好ましく、式(V−1)〜式(V−3)、式
(V−7)〜式(V−9)、式(V−17)、(V−1
8)、式(V−21)、式(V−22)、式(V−25
)〜式 (■−274)で表わされる基本骨格が特に好
ましい。
具体的には、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。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。
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。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。
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、■は等方性液体相を表わす。転移
温度が未記載のものについては急冷上液晶相が観察され
るが結晶化のため、転移温度の測定ができなかったこと
を示しており、式(IV−3)、式(IV−5)〜式(
IV−8)で表わされる化合物にいたっては液晶相の存
在は確認できるが、その同定すら困難であった。
はスメクチックA相、■は等方性液体相を表わす。転移
温度が未記載のものについては急冷上液晶相が観察され
るが結晶化のため、転移温度の測定ができなかったこと
を示しており、式(IV−3)、式(IV−5)〜式(
IV−8)で表わされる化合物にいたっては液晶相の存
在は確認できるが、その同定すら困難であった。
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60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、S00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。
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60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、S00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。
S00液晶組成物の自発分極の値は、3〜30n C/
C11”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、S00相を示すキラル
ドーパントの場合、単独で100託/1!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、300 n
C7cm”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。
C11”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、S00相を示すキラル
ドーパントの場合、単独で100託/1!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、300 n
C7cm”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N“相、次いでSA相を経てSC8相へと
相転移するが、その際N*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N0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、
該螺旋のピッチが108m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S
09液晶組成物が特に好ましい。
却時においてN“相、次いでSA相を経てSC8相へと
相転移するが、その際N*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N0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、
該螺旋のピッチが108m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S
09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
によって、N1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
。
によって、N1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SC*液晶組成物のN0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Ci、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P’をp、i
とする時、となるようにC3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Ci、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P’をp、i
とする時、となるようにC3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C3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、ΣCi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T、 1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Tol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、ΣCi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T、 1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Tolに
換えてToを用いて再度測定すればよい。
本発明のSC8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。
N1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
、S00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
傾向にあるので好ましくない。
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
、S00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
傾向にあるので好ましくない。
キラルドーパントは、キラル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
*液晶組成物のN0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
、N“相に限らず、SA相及びS01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
SC”液晶組成物のSA相のみを拡大し、N0相及びS
CI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S
A相の温度範囲が狭<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。
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
*液晶組成物のN0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
、N“相に限らず、SA相及びS01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
SC”液晶組成物のSA相のみを拡大し、N0相及びS
CI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S
A相の温度範囲が狭<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SC0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、SCI液晶組成
物における各相、特にN*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SC0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、SCI液晶組成
物における各相、特にN*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3〜30 nC/ C1”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IO重重量添
加した場合に1.0 nC/ cta”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、
5 nC7cm”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3〜30 nC/ C1”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IO重重量添
加した場合に1.0 nC/ cta”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、
5 nC7cm”以上のP、を誘起できるものが特に好
ましい。
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(DS
C)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(DS
C)を併用して行った。
実施例1 (SC母体液晶の調製)
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(III−a−1)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(III−a−1)の化合物を以
下の割合で用いてSC母体液晶を調製した。
(1−a−1)
(II−a−6)
(DI−a−1)
二のSC母体液晶は、融点−3℃であり、43°Cまで
SC相、65℃までSA相、76.5°CまでN相を各
々示し、76.5°C以上でI相となる低粘性の組成物
であった。
SC相、65℃までSA相、76.5°CまでN相を各
々示し、76.5°C以上でI相となる低粘性の組成物
であった。
実施例2
SC母体液晶に添加してS00液晶組成物とした際に、
N“相に右巻きの螺旋を出現させる化合物として、式 (この化合物を実施例1のSC母体液晶に10%添加し
た際にN”相に出現させる螺旋のピッチは60°Cにお
いて1.3μmである。)の化合物50%と、左巻きの
螺旋を出現させる化合物として、−数式(A)で表わさ
れる化合物であって式 (この化合物をSC母体液晶に10%添加した際にN”
相に出現させる螺旋のピッチは60°Cにおいて1.3
μmである。) の化合物50%とを混合して、N0相に出現させる螺旋
のピッチが調整されたキラルドーパントを調製した。
N“相に右巻きの螺旋を出現させる化合物として、式 (この化合物を実施例1のSC母体液晶に10%添加し
た際にN”相に出現させる螺旋のピッチは60°Cにお
いて1.3μmである。)の化合物50%と、左巻きの
螺旋を出現させる化合物として、−数式(A)で表わさ
れる化合物であって式 (この化合物をSC母体液晶に10%添加した際にN”
相に出現させる螺旋のピッチは60°Cにおいて1.3
μmである。) の化合物50%とを混合して、N0相に出現させる螺旋
の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で得たSC母体液晶
に10%添加して得たSC*液晶組成物の25°Cにお
ける自発分極の値は10nC/cm”であった。
に10%添加して得たSC*液晶組成物の25°Cにお
ける自発分極の値は10nC/cm”であった。
このSC*液晶組成物は51″CまでSCI相、61.
5°CまでSA相、70°CまでN1相を示し、それ以
上の温度で等方性液体(1)相となった。
5°CまでSA相、70°CまでN1相を示し、それ以
上の温度で等方性液体(1)相となった。
また、その融点は明確でなかった。このS01液晶組成
物の62°CにおけるN*相の螺旋ピッチは20μm以
上であり、配向処理を施したセルに充填して■和から徐
冷すると極めて良好な配向性を示した。このセルに電界
強度10 VP−P/μmの50Hz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℃で
49μ秒という高速応答性が確認できた。このときのチ
ルト角は22.9°であった。
物の62°CにおけるN*相の螺旋ピッチは20μm以
上であり、配向処理を施したセルに充填して■和から徐
冷すると極めて良好な配向性を示した。このセルに電界
強度10 VP−P/μmの50Hz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℃で
49μ秒という高速応答性が確認できた。このときのチ
ルト角は22.9°であった。
次にこのキラルドーパントの割合を12%としたところ
、5 ’1.5℃までsc”相、61.5“CまでSA
相、69°CまでN1相を示し、25°Cにおいて44
μ秒とさらに高速の応答性を示した。このときの自発分
極は13.7 nC/cm!、チルト角は23.2°で
あった。
、5 ’1.5℃までsc”相、61.5“CまでSA
相、69°CまでN1相を示し、25°Cにおいて44
μ秒とさらに高速の応答性を示した。このときの自発分
極は13.7 nC/cm!、チルト角は23.2°で
あった。
さらに、このキラルドーパントの割合を16%としたと
ころ63°CまでSC*相を、70°CまでN”相を示
し、25°Cにおける応答速度は44μ秒、この時の自
発分極は39.4 nC/ c+a”、チルト角は32
.4”であった。
ころ63°CまでSC*相を、70°CまでN”相を示
し、25°Cにおける応答速度は44μ秒、この時の自
発分極は39.4 nC/ c+a”、チルト角は32
.4”であった。
実施例3
N1相に右巻きの螺旋を出現させる化合物として式
とN1相に左巻きの螺旋を・出現させる化合物として、
−数式(A)で表わされる化合物のうち、式を混合して
、N*相に出現させる螺旋のピッチが調整されたキラル
ドーパントを調製した。
−数式(A)で表わされる化合物のうち、式を混合して
、N*相に出現させる螺旋の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11%と実施例1の母体液晶89
%からなるS08液晶組成物を調製したところ、47℃
までSC*相を、61.5℃までSA相を、69.5°
CまでN”相を示し、それ以上の温度でI相となった。
%からなるS08液晶組成物を調製したところ、47℃
までSC*相を、61.5℃までSA相を、69.5°
CまでN”相を示し、それ以上の温度でI相となった。
このSC9液晶組成物の62°CにおけるN*相の螺旋
ピッチは20μm以上であり、配向処理を施したセルに
充填し、■相から徐冷すると極めて良好な配向性を示し
た。実施例2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54μ秒という高速応答性が
確認できた。このときの自発分極は9,5nC/ell
”、チルト角は23.5 ’であった。
ピッチは20μm以上であり、配向処理を施したセルに
充填し、■相から徐冷すると極めて良好な配向性を示し
た。実施例2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54μ秒という高速応答性が
確認できた。このときの自発分極は9,5nC/ell
”、チルト角は23.5 ’であった。
次にキラルドーパントの量を16%としたところ、47
°Cまでsc”相を、59.5°CまでSA相、66°
CまでN“相、それ以上の温度でI相と、転移温度はあ
まり変化がなかったが、25°Cで36μ秒というさら
に高速の応答性が確認できた。このときの自発分極は2
1.5 nC/aa” 、チルト角は23.7°であっ
た。
°Cまでsc”相を、59.5°CまでSA相、66°
CまでN“相、それ以上の温度でI相と、転移温度はあ
まり変化がなかったが、25°Cで36μ秒というさら
に高速の応答性が確認できた。このときの自発分極は2
1.5 nC/aa” 、チルト角は23.7°であっ
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
クチン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。
クチン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。
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、キラルド
ーパントが一般式(A)▲数式、化学式、表等がありま
す▼ 〔式中、R^1は炭素原子数2〜10のアルキル基を表
わし、R^2は炭素原子数2〜10のアルキル基、炭素
原子数1〜10のアルコキシル基又はアルカノイルオキ
シ基を表わし、Y^aはフッ素原子又はシアノ基を表わ
し、Y^bは水素原子、フッ素原子又はシアノ基を表わ
し、mは0又は1を表わし、lは0〜10の整数を表わ
し、C^*及びC^*^*は各々独立的に(R)配置又
は(S)配置の不斉炭素原子を表わし、Z^1及びZ^
2は各々独立的に単結合、−COO−、−OCO−、−
CH_2O−、−OCH_2−、−CH_2CH_2−
、−C≡C−、−COS−又は−SCO−を表わし、Z
^3は単結合、−COO−、−OCO−、−O−、又は
−S−を表わし、▲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▼ 又は▲数式、化学式、表等があります▼を表わし、Y^
1及びY^2は水素原子又はフッ素原子を表わす。〕 で表わされる化合物を含有す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、Z^1及びZ^2が各々独立的に単結合、−COO
−又は−OCO−であり、Z^3が単結合、−COO−
、−OCO−又は−O−であり、▲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▼の
一方が▲数式、化学式、表等があります▼であり、他方 が▲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▼であ 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 |
|---|---|---|---|
| JP1036239A JPH02215888A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 強誘電性液晶組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1036239A JPH02215888A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 強誘電性液晶組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02215888A true JPH02215888A (ja) | 1990-08-28 |
Family
ID=12464225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1036239A Pending JPH02215888A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 強誘電性液晶組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02215888A (ja) |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP1036239A patent/JPH02215888A/ja active Pending
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