JPH02229884A - Ferroelectric liquid crystal composition - Google Patents

Ferroelectric liquid crystal composition

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JPH02229884A
JPH02229884A JP1050886A JP5088689A JPH02229884A JP H02229884 A JPH02229884 A JP H02229884A JP 1050886 A JP1050886 A JP 1050886A JP 5088689 A JP5088689 A JP 5088689A JP H02229884 A JPH02229884 A JP H02229884A
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phase
liquid crystal
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chemical formulas
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Application number
JP1050886A
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Japanese (ja)
Inventor
Sadao Takehara
貞夫 竹原
Masashi Osawa
大沢 政志
Kayoko Nakamura
佳代子 中村
Tadao Shoji
東海林 忠生
Hiroshi Ogawa
洋 小川
Noburu Fujisawa
宣 藤沢
Takeshi Kuriyama
毅 栗山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawamura Institute of Chemical Research
DIC Corp
Original Assignee
Kawamura Institute of Chemical Research
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject composition exhibiting chiral smectic C phase over a wide temperature range including room temperature by adding a specific optically active compound as a chiral dopant to an optically inactive liquid crystal composition exhibiting smectic C phase. CONSTITUTION:The objective composition is produced by adding (A) an optically active compound of formula (R<a> is 2-10C alkyl; R<b> is 2-10C alkyl, 1-10C alkoxy, etc.; Y<a> is F or CN; Y<b> is H, F or CN; m is 0 or 1; l is 0-10) as a chiral dopant to (B) an optically inactive liquid crystal composition exhibiting smectic C phase and containing (i) a bicyclic liquid crystal compound (homologue) exhibiting smectic C phase and (ii) a tricyclic liquid crystal compound (homologue) having cyclohexyl ring and exhibiting smectic C phase. The liquid crystal composition B may be monotropic at >=10 deg.C.

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。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a novel liquid crystal composition useful as an electro-optical display material, and in particular provides a liquid crystal material having ferroelectricity, which is different from conventional liquid crystal compositions. The object of the present invention is to provide a liquid crystal material that has particularly excellent responsiveness and memory performance compared to liquid crystal materials, and can be used for liquid crystal display elements.

〔従来技術〕[Prior art]

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. 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、かつ双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、光シャッタ
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。
The currently widely used liquid crystal display elements are mainly of the TN type, which utilizes nematic liquid crystals, and although they have many advantages, their responsiveness is inferior to that of light-emitting types such as CRTs. Many liquid crystal display systems other than the TN type, which have the major drawback of being much slower than other display systems, have been studied, but improvements in their responsiveness have not yet been achieved. However, in liquid crystal devices using ferroelectric smectic liquid crystals, the 100 to 10
It has recently been revealed that because it is capable of 00 times faster response and has bistability, it can retain the display even when the power is turned off (memory effect). For this reason, it has great potential to be used in optical shutters, printer heads, flat-screen televisions, etc., and research and development is currently being conducted in various fields to put it into practical use.

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、SC8と省略する.)相と呼ばれるものであ
る. 〔発明が解決しようとする課題〕 SC*相を示す液晶化合物(以下、SC0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
8化合物には単独では強誘電性液晶表示用光スイッチン
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 (口)高温域において適当な相系列を有すること (b)特にキラルネマチック(以下、N*と省略する。
The liquid crystal phase of ferroelectric liquid crystals belongs to the tilted chiral smectic phase, and among these, the one that is practically desirable is the chiral smectic C (hereinafter abbreviated as SC8) phase, which has the lowest viscosity. It is called. [Problems to be Solved by the Invention] Liquid crystal compounds exhibiting an SC* phase (hereinafter referred to as SC0 compounds) have been studied, and a large number of compounds have already been synthesized. However, these SC
The eight compounds alone meet the following conditions for use as optical switching elements for ferroelectric liquid crystal displays: (a) exhibiting ferroelectricity in a wide temperature range including room temperature; (b) Particularly chiral nematic (hereinafter abbreviated as N*).

)相において長い螺旋ピッチを示すこと(二)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)(口)及び(b)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。
) exhibiting a long helical pitch in the phase; (2) having an appropriate tilt angle; (e) having low viscosity; (f) having a large spontaneous polarization above a certain level. No material has been known that satisfies all of (1), (5), (e), and (f), which include good orientation as a result of (1), and high-speed response as a result of (f).

そのため、現在では、SC1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。
Therefore, the current situation is that liquid crystal compositions exhibiting the SC1 phase (hereinafter referred to as "sc" liquid crystal compositions) are used for study purposes and the like.

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N“相を有する液晶において、N”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S01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。
In order to obtain good orientation, for example, JP-A-61-1
As shown in Japanese Patent No. 53623, etc., in a liquid crystal having an N" phase in the high temperature range of the SC0 phase, a method of increasing the helical pitch length of the N" phase is generally effective. In this case, if the smectic A (hereinafter abbreviated as SA) phase is present in the temperature range between the S01 phase and the N* phase, the orientation will be better, and in order to increase the helical pitch, a left-handed helix will be generated. It is also known that an optically active substance and an optically active compound that produces right-handed helix can be used in combination. (It is already a known technique to adjust the helical pitch to an arbitrary length by adding an optically active substance to a nematic (abbreviated as N) liquid crystal.) However, depending on these techniques, good Although orientation was obtained, high-speed response was not obtained. In order to exhibit high-speed responsiveness, for example, low-viscosity smectic C (hereinafter abbreviated as SC) is used, as shown in the special lecture at the 12th Liquid Crystal Conference (Proceedings of the same conference, p. 98). ) phase (hereinafter referred to as SC matrix liquid crystal) has a spontaneous polarization (hereinafter abbreviated as Ps).

)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《なりすぎ、高速応答性が得ら
れな《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・ディスプレイ゜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.RO {トCOO÷OR’ (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。
) is superior.
According to this method, the proportion of the optically active compound that produces the helix is small, so the helical pitch is relatively long. need to be,
As a result, there was a problem in that the spontaneous polarization became too small, making it impossible to obtain high-speed response. Further, the ones that have been used hitherto as SC matrix liquid crystals are described in, for example, the Japan Display 86 Lecture Proceedings (from page 352) or Japanese Patent Application Laid-open No. 62-583. RO {COO÷OR' (R, R' represent an achiral alkyl group.) (R,
R' is the same as above. ), the compound itself or its homologues are limited to those exhibiting an SC phase, or compositions in which a liquid crystal compound is added that exhibits a strong dipole (polarization) in the direction perpendicular to the long axis of the molecule. However, if the temperature range of the SC phase is kept wide, the viscosity increases, and if the viscosity is decreased, the temperature range of the SC phase becomes narrow.

従って、従来技術では良好な配同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。
Therefore, with the prior art, it has been difficult to simultaneously achieve good distribution performance and high-speed response.

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.〔課題を解決するための手段〕 本発明は上記課題を解決するために、以下に示す中温域
母体液晶から成るSC母体液晶に、一般式(A) ?・・(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して成る室温
を含む広い温度範囲でS00相を示すsc”液晶組成物
を提供する。
The problem to be solved by the present invention is to provide a ferroelectric liquid crystal composition that is fully satisfactory in both high-speed response and orientation. [Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an SC base liquid crystal composed of a medium-temperature range base liquid crystal shown below with general formula (A)? ...(A) Provides an sc" liquid crystal composition exhibiting an S00 phase in a wide temperature range including room temperature, which is formed by adding a chiral dopant containing at least one optically active compound represented by the following as a constituent component.

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、Rゝは炭素原子数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、Y1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0又は
1を表わし、lはO−10の整数を表わし、C1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、ZI及び22は各々独立的に単結合、
−COO−  −OCO−  −CH■0−  −OC
Ht−、−CH!CI+■− − C E C −  
−COS一又はーSCO−を表わし、Z3は単結合、−
coo −  −oco −  −o−YI及びyzは
水素原子又はフッ素原子を表わす。
In the general formula (A), R1 represents an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, R represents an alkyl group, alkoxyl group, or alkanoyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, and Y1 represents a fluorine atom or a cyano group. , yb represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a cyano group, m represents 0 or 1, l represents an integer of O-10, C1 and C
** each independently represents an asymmetric carbon atom with (R) configuration or (S) configuration, ZI and 22 each independently represent a single bond,
-COO- -OCO- -CH■0- -OC
Ht-,-CH! CI+■- - C E C -
-COS- or -SCO-, Z3 is a single bond, -
coo--oco--o-YI and yz represent a hydrogen atom or a fluorine atom.

特に好ましくは、一般式(A)において、Zl及びZ2
が各々独立的に単結合、− COO一又は− oco 
− テあり、Z3が単結合、−coo−  −oco−
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 (cI) I相→SA相→SC相の相系列を有するもの (b)■相→N相→SC相の相系列を有するもの 又は (二)I相→SC相の相系列を有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)〜(二)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(口)を、キラルドーバントの
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、N0相の温度範囲を狭くしやす
い傾向)が強い場合には(b)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(二)を用いるのが、最も適している.重要であるの
はSC0液晶組成物とした場合の相系列であって、一般
的には、■→N0→SA−SC“の相系列が配向の点で
有利である。一方、f→N“→SC9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
方式などには通している.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℃以上における任意のI ”C以上
の温度巾の範囲でモノトロピンクでもよい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9 0 ’C未溝である液晶であり、10℃
〜80℃における任意の10゜C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。
Particularly preferably, in general formula (A), Zl and Z2
are each independently a single bond, -COO or -oco
- Te, Z3 is a single bond, -coo- -oco-
The SC host liquid crystal used in the present invention has a phase sequence of (a) I (isotropic liquid) phase → N phase → SA phase → SC phase on the high temperature side of its SC phase when the temperature is lowered (cI) Either of the following: (b) having a phase sequence of I phase → SA phase → SC phase; (b) having a phase sequence of ■ phase → N phase → SC phase; or (2) having a phase sequence of I phase → SC phase. The selection of (a) to (ii) differs depending on the chiral dopant used at the same time. The most commonly used method is (a), which shows the nematic property of the chiral dopant (when added to the SC matrix liquid crystal, N
If there is a strong tendency to widen the temperature range of the SA phase and narrow the temperature range of the SA phase, the smectic A property of the chiral dopant (when added to the SC matrix liquid crystal)
If there is a strong tendency to widen the temperature range of the A phase and narrow the temperature range of the N0 phase, select (b), or if the SC property is weak and tend to widen the temperature range of the N''' and SA phases. For example, it is most suitable to use (2).What is important is the phase series when the SC0 liquid crystal composition is used, and in general, the phase series is "■→N0→SA-SC". series is advantageous in terms of orientation. On the other hand, depending on the orientation control method, the phase sequence f→N"→SC9 may also show better orientation,
Also, since it is easy to obtain a large tilt angle, it is used in guest-host systems. The medium-temperature range host liquid crystal referred to here means that the liquid crystal compound constituting it is optically inactive and has a two- or three-ring structure, and in the case of a three-ring structure,
At least one ring is a cyclohexyl ring, and is composed of a compound exhibiting an sc phase or a homologue that differs only in the number of carbon atoms and shape of the alkyl chain, and at least one of the homologues is at least 10°C It is a compound that exhibits an SC phase that may be monotropic pink in a temperature range of 90'C or higher.However, in the case of a three-ring structure, the upper limit temperature of the SC phase is 90'C. Liquid crystal, 10℃
It exhibits an SC phase which may be monotropic at any temperature above 10°C between ~80°C.

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,,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。
Typical compounds used as medium-temperature host liquid crystals are listed below. However, in the general formula shown below,
R, , Rt each independently represent an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.

( 1 −a) ( I −a−46> ( 1 −a−47) ( 1 −a−48) ( 1 −a−49) ( 1 −a−50) ( I −a−51) ( 1 −a−52) ( I −a−53) RI{暑ト OCOR, R,モ播 COOR2 N →買伽 R I0           0COR t1買伽 RIO           COOR!{鵞伽 R ICoo           R z肴買伽 R+COO           OJ檜鵞伽 R+COO           OCORg{鵞} R,COO           COOR,(1−b
) ( I −b−40) RI {トC00合OCOORz F ( 1 −c) (I−c (I c−30) R.OCO{(防cooて洪OR. N−N R.0{C訓C00《伽R2 N ( I −c−32) R,Coo−4防cooイ伽R2 N p ( 1 −c−34) R.O帯coo承狛R2 N p (I c−36) R.COO{い00÷Rz N ( I −d) ( 1 −d−5) RIO−@−COS−@−R! ロ (1−f) ( I −e) ( I −e−1) 以上の化合物のうち、中温域母体液晶としては、式(1
−a)及び式(1−b)で表わされる化合物が好ましく
、式(1−a−1)、式(1−a−2)、式(1−a−
5)、式(1−a−41)、式( 1 − a−42)
及び式(1−b−1)で表わされる化合物が特に好まし
い。
(1-a) (I-a-46> (1-a-47) (1-a-48) (1-a-49) (1-a-50) (I-a-51) (1- a-52) (I -a-53) RI {hot OCOR, R, mobai COOR2 N →buy R I0 0 COR t1 buy RIO COOR! R+COO OCORg{鵞} R, COO COOR, (1-b
) (I -b-40) RI {To C00 combined OCOORz F (1 -c) (I-c (I c-30) R.OCO C00《R2 N (I-c-32) R, Coo-4 anti-coo R2 N p (1-c-34) R.O zone coo support R2 N p (I c-36) R.COO {I00÷Rz N (I-d) (1-d-5) RIO-@-COS-@-R! Ro(1-f) (I-e) (I-e-1) Of the above compounds Among them, the medium temperature range parent liquid crystal is expressed by the formula (1
-a) and the compound represented by the formula (1-b) are preferred, and the compounds represented by the formula (1-a-1), the formula (1-a-2), and the formula (1-a-
5), formula (1-a-41), formula (1-a-42)
Particularly preferred are compounds represented by formula (1-b-1).

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 ”相以外の液晶
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S00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。
The chiral dopant used in the present invention includes (1) S
A compound exhibiting a C'' phase, (2) a compound exhibiting only a liquid crystal phase other than the SC'' phase, or (3) a compound exhibiting no liquid crystallinity at all can be used, but in the case of (3),
In order to prevent the tendency of the liquid crystallinity of the S00 liquid crystal composition obtained by adding it to the base liquid crystal to decrease, it is preferable to use a compound having a skeleton similar to a liquid crystal.

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、特に応答性の面で
は自発分極の大きさが重要である。
Among the various physical properties that a chiral dopant brings to an SC'' liquid crystal composition, the important ones are the helical pitch it induces, the direction and magnitude of spontaneous polarization, and especially in terms of responsiveness, the magnitude of spontaneous polarization is important. is important.

前述のように、本発明においては、一般式(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.発分橿を示しうるこ
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ちのである。
As mentioned above, the present invention characteristically contains an optically active compound represented by the general formula (A) as a constituent of the chiral dopant. However, in the compound represented by the general formula (A) of the present invention, it is possible to exhibit even more excellent properties if another optically active group is used as the other side chain. It's Chino.

一般式(A)で表わされる化合物をキラルドーバントの
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。
The advantages of using the compound represented by the general formula (A) as a component of a chiral dopant include the following.

(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。
(1) It can exhibit stronger spontaneous polarization than a compound having a chiral group only on one side.

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R″は式(A)におけると同様の意
味を仔する) 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。
That is, the above compound and a chiral group on only one side of the compound represented by the following general formula (B)... (B) Z2, Z3, m and R'' have the same meaning as in formula (A). ) are respectively added to the SC matrix liquid crystal,
When calculating the spontaneous polarization as an extrapolated value, under the same conditions, the compound of general formula (A) has a value of 10 to 30 nC/cm" or more, which is higher than the simple sum of the spontaneous polarization values due to the chiral groups on both sides. It can be seen that the values are also large.

キラルドーバントとして用いる際には、その誘起する自
発分橿が大きい程、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、S02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。
When used as a chiral dopant, the larger the spontaneous division it induces, the smaller the amount required, so the proportion of the low-viscosity SC host liquid crystal can be increased, making it possible to reduce the viscosity of the S02 liquid crystal composition. , which results in improved responsiveness.

(2)  N”相、あるいはSC*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。
(2) It is possible to adjust the helical pitch, such as in compounds with a very long helical pitch or very short helical pitch induced in the N'' phase or SC* phase.

前述のように、良好な配向性を得るためには、そのN9
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、キラルドーバント
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、一般式(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。一般式(A)CH, 1傘 して、R”−C}I−0と螺旋ピッチの向きが逆の光学
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/
cm”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。
As mentioned above, in order to obtain good orientation, the N9
It is important that the helical pitch of the chiral dopant is long in the phase or the SC" phase. It is sufficient that the helical pitch of the chiral dopant as a whole is adjusted, and it is not necessary to adjust the helical pitch of the chiral dopant as a whole. As a main component of a bundt, it is easier to adjust it if the helical pitch is long to some extent.However, all the compounds of general formula (B) had short helical pitches.General formula (A) CH, 1 umbrella By selecting an optically active group whose helical pitch direction is opposite to that of R''-C}I-0, it is possible to lengthen the helical pitch. On the other hand, if the main purpose is to adjust the helical pitch, the shorter the helical pitch, the lower the amount of addition, and the better the polarization will be at 20 to 30 nC/
cm'' or less, there is almost no need to change the orientation, but if it is larger than that, it is desirable to align the orientations so that they do not cancel each other out.

一般式(A)で表わされる化合物として、具体的には、
以下の化合物を挙げることができる。
Specifically, as a compound represented by general formula (A),
The following compounds may be mentioned.

/ 乙つ / 5−+1″″ 上記中、Cは結晶相、N1はキラルネマチック相、S,
はスメクチックA相、I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下液晶相が観察され
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。
/ Otsu / 5-+1″″ In the above, C is a crystalline phase, N1 is a chiral nematic phase, S,
represents the smectic A phase and I represents the isotropic liquid phase. For those whose transition temperature is not stated, a liquid crystal phase is observed under rapid cooling, but this indicates that the transition temperature could not be measured due to crystallization, and formula (IV-3) and formula (IV-5) ~formula(
Although the presence of a liquid crystal phase could be confirmed for the compound represented by IV-8), it was difficult to even identify it.

本発明において、キラルドーパントの構成成分として、
一般式(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、一般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。(ただし式(A)の化合物
を除く.,) 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。
In the present invention, as a component of the chiral dopant,
In addition to the compound of general formula (A), ordinary optically active liquid crystal compounds can also be used. These optically active compounds include compounds that have the optically active groups listed below as one or both side chains in a general liquid crystal central skeleton, or compounds that have an asymmetric carbon in the central linking group or ring structure. can be mentioned. (Excluding the compound of formula (A).) Typical optically active groups that have been used so far are as follows.

(IV−1) f& +CHz+−CH  C!HS (■ C0, 1,− 0 + CHz−)T−CH  CJs(IV−3) CH, 1・ {− CHI}i−0 + CH! −h− CH −
 C21!5(IV− 4 ) CH3 1・ −o{−CHzh−0 +CHz−+−rCI  Cz
Hs(IV−6) (IV−7) 0         CH3 11      1. −O−C + CH1hクH  CiHsCI{, f C}12−+T−CH  R3 CH. −CI  R4 CH3 −CH.−CH cnz−OR, (TV−14) CI. 1傘 C}I  CH!  ORB (IV−32) CH3 −0−C}l−R. (IV−33) 0  CH, 11申 −0−C−CH−R. (IV−48) − (;H − L; − U−K% (IV−55) 0  CHz  CH  Rs (IV−57) ?l −0−CI■一CH−RS (rV−53) CH3 −CH − 0−R, (IV−54) −し−υ一シug−シn−Ks (IV−62) CF. −O−CH−R, (TV−64) CHff 1本 O  CHz  CH  CHt  ORs(IV−6
5) CH3 −O  CH  CHz  ORs (TV−66) CHff −0 + Cfh−+rC旧:CHzh−ORs(IV
−67) −COOCIlz   CH    (;H−しZHS
C! COOCH2  Cll  Rs ←rV−70) ?H, CI+■一CH−CIl■ OCORS (IV−71) CHI O  CH  CHz  O  CORs(rV−72
) CH3 0  CH  GHz{CHz}rOCORs?−CI
■ CH.t Clh{CH z}T−OCOR s (IV−74) O         CR, lI C   O  CHz  CH  ORs(TV−82
) CH  Rs ?Il■CN − COO − Cll■−C}I−R,(IV−84
) CH,CN −O−C}Iz  CH  Rs ?113 0−CI■一CH  ORs (IV−76) Clh S  CHI  Rs (IV−78) C,HS O−CHI−CH−ORl, (■−81) CN O  CHz  CH  Rs 上記各一殻式において、 mは1〜4の整数を表 わし、 nは1〜10の整数を表わし、 R,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、R,は炭素原子数1〜1
0のアルキル基を表わし、R6は炭素原子数1〜4のア
ルキル基を表わす。
(IV-1) f& +CHz+-CH C! HS (■ C0, 1, - 0 + CHz-)T-CH CJs (IV-3) CH, 1. {- CHI}i-0 + CH! -h- CH-
C21!5(IV-4) CH3 1. -o{-CHzh-0 +CHz-+-rCI Cz
Hs(IV-6) (IV-7) 0 CH3 11 1. -O-C + CH1h H CiHsCI{, f C}12-+T-CH R3 CH. -CI R4 CH3 -CH. -CH cnz-OR, (TV-14) CI. 1 umbrella C}I CH! ORB (IV-32) CH3-0-C}l-R. (IV-33) 0 CH, 11-0-C-CH-R. (IV-48) - (;H - L; - U-K% (IV-55) 0 CHz CH Rs (IV-57) ?l -0-CI ■ - CH-RS (rV-53) CH3 -CH -0-R, (IV-54) -shi-υ1shiug-shin-Ks (IV-62) CF. -O-CH-R, (TV-64) CHff 1 O CHz CH CHt ORs ( IV-6
5) CH3 -O CH CHz ORs (TV-66) CHff -0 + Cfh-+rC old: CHzh-ORs (IV
-67) -COOCIlz CH (;H-shiZHS
C! COOCH2 Cll Rs ←rV-70)? H, CI+■CH-CIl■ OCORS (IV-71) CHI O CH CHz O CORs (rV-72
) CH3 0 CH GHz{CHz}rOCORs? -CI
■ CH. t Clh{CH z}T-OCOR s (IV-74) O CR, lI C O CH z CH ORs (TV-82
) CH Rs? Il■CN - COO - Cll■-C}I-R, (IV-84
) CH, CN -O-C}Iz CH Rs ? 113 0-CI■1CH ORs (IV-76) Clh S CHI Rs (IV-78) C,HS O-CHI-CH-ORl, (■-81) CN O CHz CH Rs In each of the above one-shell formulas, m represents an integer of 1 to 4; n represents an integer of 1 to 10; R represents an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms; R4 represents an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms;
~10 alkyl group, R, has 1 to 1 carbon atoms
0 alkyl group, and R6 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

光学活性基として、弐(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。
As optically active groups, 2 (IV-1) to (IV-22
) When an optically active compound containing only an optically active group represented by
Even when a phase is exhibited, most of the phases are only 10 nC/cm'' or less.

一方、光学活性基として、式(IV−31)〜(■一9
1)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S08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3 0 0 nC/cm”以上の大きな値を
示すものも存在する。
On the other hand, as optically active groups, formulas (IV-31) to (■-19
The optically active compound containing the optically active group represented by 1) has a thick spontaneous polarization induced when it is added to the SC matrix liquid crystal to form an S08 liquid crystal composition. Some exhibit large values of 300 nC/cm" or more.

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。
Typical basic skeletons of optically active compounds having such an optically active group at the end are listed below.

(V−30) 一〇−キの (V−54) −〇←αKへ ( V−102) 召X{}OCO一〇 (V−150) 分OCべ今 ( V − 222) −0イ}ocu.&冷 (V−246) 召パ欧・ocot + (V−462) 舎coo祖→入 (V−463) 舎ocoやお込 (V−464) 舎CH.O−@煽バ (■ 80CH−n 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。
(V-30) 10-ki (V-54) -〇←to αK (V-102) Call ocu. & cold (V-246) call pa Europe・ocot + (V-462) sha coo founder→enter (V-463) sha oco yaokomi (V-464) sha CH. O-@fan (■ 80CH-n Fluorine atom, chlorine atom,
Basic skeletons substituted with a bromine atom, methyl group, methoxy group, cyano group or nitro group can also be used. In particular, basic skeletons substituted with fluorine atoms are often preferred. Moreover, among the above-mentioned basic skeletons, those with left-right asymmetrical ones can also be used in the same way.

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−3L式(
V−7)〜式(V−9)、式(V−17)、(V−18
)、式(V−21)、式(V−22)、式(V−25)
〜式(V−274)で表わされる基本骨格が特に好まし
い。
Among the above, the basic skeletons represented by formulas (V-1) to (V-274) and those in which fluorine is substituted in the benzene ring thereof are preferable, and the basic skeletons represented by formulas (V-1) to (V-3L formula (
V-7) to formula (V-9), formula (V-17), (V-18
), formula (V-21), formula (V-22), formula (V-25)
A basic skeleton represented by formula (V-274) is particularly preferred.

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S01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.キラルドーバントの添
加割合が60重景%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.
S08液晶組成物の自発分極の値は、3〜30nC/c
nt”の範囲にあるようにキラルドーバントの添加割合
を調整することが好ましく、S00相を示すキラルドー
バントの場合、単独で100nC/C『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、キラルドーバントの添加割
合は10〜40重量%の範囲が好ましく、3 0 0 
nC/ cta”以上の強い自発分極を示すキラルドー
バントの場合、キラルドーバントの添加割合は、2〜2
5重量%の範囲が好ましい。キラルドーバントの誘起す
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。
The above chiral dopant is present in the SC matrix liquid crystal at 1 to 60%.
It is appropriate to add it in a proportion of 2% by weight and use it as an S01 liquid crystal composition, but it is more preferable to add it in a proportion of 2 to 50% by weight. When the addition ratio of the chiral dopant is more than 60%, the spontaneous polarization increases, but since the chiral dopant itself has a much higher viscosity than the base liquid crystal, the viscosity of the S08 liquid crystal composition increases, resulting in This is not preferable because it tends to adversely affect high-speed response. Further, an increase in the amount of chiral dopant added tends to shorten the helical pitch, which tends to adversely affect the orientation, which is not preferable. On the other hand, if the proportion of the chiral dopant added is less than 1% by weight, the spontaneous polarization becomes too small and high-speed response cannot be expected.
The spontaneous polarization value of the S08 liquid crystal composition is 3 to 30 nC/c
It is preferable to adjust the addition ratio of the chiral dopant so that it is in the range of 100 nC/C', and in the case of a chiral dopant exhibiting the S00 phase, it alone exhibits a spontaneous polarization of 100 nC/C' or an equivalent strong polarization. In the case of a chiral dopant that induces spontaneous polarization, the addition ratio of the chiral dopant is preferably in the range of 10 to 40% by weight, and 300% by weight.
In the case of a chiral dopant that exhibits strong spontaneous polarization of nC/cta" or more, the addition ratio of the chiral dopant is 2 to 2
A range of 5% by weight is preferred. The more the spontaneous polarization induced by the chiral dopant becomes stronger, the more desirable its addition ratio decreases, but the addition ratio of the chiral dopant made of the exemplified optically active compound does not fall below 1% by weight.

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、まずN1相と相転移し、次いでSA相を
経るか、あるいは、直接S01相ヘと相転移するが、そ
の際N0相を示す温度範囲は、3゜以上30゜未溝の範
囲が好ましい。N0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相あるいはS00相に
相転移するため、N″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《ない。また、N”相を示
す温度範囲が30゜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。
When the SC liquid crystal composition of the present invention is cooled from an isotropic liquid state, it first undergoes a phase transition to the N1 phase, and then passes through the SA phase or directly to the S01 phase. The temperature range exhibiting the N0 phase is preferably in the range of 3° or more but not more than 30°.If the temperature range exhibiting the N0 phase is less than 3°, the phase transition to the SA phase or S00 phase will occur promptly when the temperature is lowered. This is not preferred because it tends to make it difficult to fully align liquid crystal molecules in the N'' phase. Furthermore, if the temperature range showing the N'' phase is 30° or higher, the clearing point of the S00 liquid crystal composition becomes high, which tends to have an adverse effect on workability in the process of filling the liquid crystal material into the cell, so it is preferable. do not have.

キラノレドーバントは、キラノレ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)NI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S0
0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
、N0相に限らず、SA相及びS09相についても同様
に応用することができる。例えば、キラルドーバントが
SC*液晶組成物のSA相のみを拡大し、N”相及びS
01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。
A chyranoredopant, when added to an SC matrix liquid crystal, regardless of whether or not the chyranoredopant itself has liquid crystallinity, either (1) tends to expand the temperature range in which the NI phase is exhibited, or (2) N ``Each has its own unique properties, such as those that tend to reduce the temperature range in which it exhibits a phase.''
0 In order to adjust the temperature range in which the N1 phase of the liquid crystal composition is exhibited to the above-mentioned preferred range, in the case of (1), an SC base liquid crystal having a narrow temperature range in which the N phase is exhibited, or an SC which does not exhibit the N phase.
A base liquid crystal may be used, and in the case of (2), an SC base liquid crystal that exhibits an N phase over a wide temperature range may be used. This method can be applied not only to the N0 phase but also to the SA phase and S09 phase. For example, a chiral dopant expands only the SA phase of an SC* liquid crystal composition, and the N'' phase and S
In the case of reducing the 01 phase, the SC host liquid crystal should have a high upper limit temperature for the SC phase, a wide temperature range for the N phase, and a phase sequence of SC phase → N phase → ■ phase, or S
It is sufficient to use a material having a narrow temperature range of A phase and a phase sequence of SC phase→SA phase→N phase→I phase.

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バントを添加して得られるSCゝ液
品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N1相を示す温度範囲は容易に調
整することができる。
Such a tendency of the chiral dopant can be easily determined by measuring the change in the phase transition temperature of the SC liquid composition obtained by adding a certain amount of the chiral dopant to the SC base liquid crystal. From this result, the temperature range in which each phase in the S00 liquid crystal composition exhibits, particularly the N1 phase, can be easily adjusted.

さらに、N*和からSA相、あるいはs02相に転移す
る温度(N”相の下限温度)から、その1゜高温側まで
におけるN“相に出現する螺旋ピッチが3μm以上であ
ることが好ましく、該螺旋ピッチがlOμm以上であり
、N9相の下限温度に近づくにつれて、該螺旋ピッチが
発散的に大きくなるS01液晶組成物が配向上、特に好
ましいものである。
Furthermore, it is preferable that the helical pitch appearing in the N" phase from the temperature at which the N*sum transitions to the SA phase or the s02 phase (the lower limit temperature of the N" phase) to the 1° higher temperature side is 3 μm or more, The S01 liquid crystal composition in which the helical pitch is 10 μm or more and the helical pitch increases divergently as the lower limit temperature of the N9 phase is approached is particularly preferable for improving alignment.

本発明におけるキラルドーパントの構成成分として、一
般式(A)で示される光学活性化合物を用いた場合、単
一の化合物であっても、上記条件を満足するような螺旋
ピッチの長いs00液晶組成物を得ることも可能である
が、一般的には、キラルドーパントの濃度が実用的な範
囲では、螺旋ピッチが必ずしも上記条件を満足するとは
限らない。その場合は、上記の好ましい範囲に螺旋ピッ
チを調整するために、SC母体液晶に添加して、S00
液晶組成物とした際に、N*相に出現する螺旋の向きが
、互いに相反する光学活性化合物を少な《とも1種ずつ
加えてキラルドーバントを調製することが必要である。
When an optically active compound represented by general formula (A) is used as a component of the chiral dopant in the present invention, even if it is a single compound, an s00 liquid crystal composition with a long helical pitch that satisfies the above conditions can be obtained. However, in general, as long as the concentration of the chiral dopant is within a practical range, the helical pitch does not necessarily satisfy the above conditions. In that case, in order to adjust the helical pitch to the above-mentioned preferred range, it is added to the SC base liquid crystal, S00
When a liquid crystal composition is prepared, it is necessary to prepare a chiral dopant by adding at least one optically active compound whose helical directions that appear in the N* phase are opposite to each other.

複数の光学活性化合物を含むS00液晶組成物のN′″
相に出現する螺旋のビッチ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S
01液晶組成物のSA−N”点T0におけるpiをP一
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。
N′″ of S00 liquid crystal composition containing multiple optically active compounds
The pitch of the spiral appearing in the phase P (μm) is determined by the concentration of each optically active substance as Ci and the pitch of the spiral per unit concentration as Pi.
(μm) (Here, the right-handed spiral pitch is positive and the left-handed spiral pitch is negative.) Using this, S
When pi at SA-N" point TO of the 01 liquid crystal composition is P1, Ci should be selected so that
can be measured by adding a unit concentration of each optically active compound to the SC matrix liquid crystal having an N phase.

実際にはT0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ΣCiだけ添加した
ときのSA−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 , /とそれを用いて選
ばれた組成物のT0とが大きく異なる場合にはT , 
Iに換えてT0を用いて再度測定すればよい, 本発明で使用するキラルドーバントとしては、一定量の
SC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、P8と省略する,)を誘起することが
必要である. 前述の如く、SC0液晶組成物としては、そのP,の値
が、特に室温付近で3〜30nC/c1lzの範囲にな
るようにキラルドーバントの添加量を調整すればよい。
In reality, T0 changes depending on each Ci, but it can often be inferred fairly accurately from changes in the SA-N" point when each optically active compound is added to the SC matrix liquid crystal at a concentration of ΣCi, and If the value T, / and T0 of the composition selected using it are significantly different, T,
The chiral dopant used in the present invention can be added to a certain amount of SC matrix liquid crystal to generate a certain level of spontaneous polarization (hereinafter abbreviated as P8). ) is necessary. As mentioned above, for the SC0 liquid crystal composition, the amount of chiral dopant to be added may be adjusted so that the value of P is in the range of 3 to 30 nC/c11z, especially near room temperature.

しかしながら、キラルドーバントが誘起するP3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SC0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
ラルドーバントとしては、SC母体液晶に10重量%添
加した場合に1. 0 nC/cm”以上のP,を誘起
できるものが好ましく、5重景%添加した場合に0.5
nC/cm”以上のP,を誘起できるものが特に好まし
い。
However, when the value of P3 induced by the chiral dopant is small, the amount added is large relative to the SC base liquid crystal, and the viscosity of the SC0 liquid crystal composition increases accordingly, resulting in a high-speed response. This is not preferable because it tends to make it difficult to obtain the desired characteristics. - Therefore, the chiral dopant used in the present invention has a 1. It is preferable to use a material that can induce P of 0 nC/cm or more, and when 5% is added, 0.5
Particularly preferred are those capable of inducing P of nC/cm'' or more.

〔実施例〕〔Example〕

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。
The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the gist and scope of the present invention are not limited by these Examples. In addition, in the examples, "%" is % by weight.
represents. The phase transition temperature of the composition can also be measured using a polarizing microscope equipped with a temperature control stage and a differential scanning calorimeter (DS).
C) was used in combination.

実施例1 前記式(Vl−1)の化合物24%と、76%から成る
キラルドーバントを調製した。
Example 1 A chiral dopant consisting of 24% and 76% of the compound of formula (Vl-1) was prepared.

次に前記一般式(I−a−1)で表わされる化合物のう
ち、 35% 35% 30% から成るSC母体液晶を調製した。このSC母体液晶は
、57゜C以下でSC相を、64.5゜C以下でSA相
を、69゜C以下でN相を各々示し、それ以上の温度で
等方性液体(1)相となった。その融点はl4゜Cであ
った。
Next, an SC matrix liquid crystal containing 35%, 35%, and 30% of the compound represented by the general formula (I-a-1) was prepared. This SC matrix liquid crystal exhibits an SC phase at temperatures below 57°C, an SA phase at temperatures below 64.5°C, an N phase at temperatures below 69°C, and an isotropic liquid (1) phase at temperatures above these. It became. Its melting point was 14°C.

このSC母体液晶88%と上記キラルドーパント12%
からなるSC“液晶組成物を調製したところ、54゜C
以下でsc”相を、62゜C以下でSA相を、64゜C
以下でN0相を各々示した。その融点は明確ではなかっ
た。
88% of this SC matrix liquid crystal and 12% of the above chiral dopant
When an SC" liquid crystal composition consisting of
SC” phase below, SA phase below 62°C, 64°C
Each of the N0 phases is shown below. Its melting point was not clear.

このSC*液晶組成物を配向処理(ポリイミドコーティ
ングーラビング処理)を施した厚さ約2μmのガラスセ
ルに充填し、■相から徐冷すると極めて良好な配同性を
示した。このセルに電界強度1 0 V P−P/ a
 m、5 0 Hz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60μ秒という
高速応答性が確認できた。
This SC* liquid crystal composition was filled into a glass cell having a thickness of about 2 μm that had been subjected to alignment treatment (polyimide coating/rubbing treatment), and when it was slowly cooled from the (2) phase, it showed extremely good alignment. The electric field strength in this cell is 10 V P-P/a
When a rectangular wave of 50 Hz was applied and the electro-optical response speed was measured, a high-speed response of 60 μsec at 25° C. was confirmed.

このときの自発分極は、11nC/cm”であり、コン
トラストは良好であった。
The spontaneous polarization at this time was 11 nC/cm'', and the contrast was good.

実施例2 前記式(Vl−3)の化合物50%と、実施例l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において、55μ秒という高速応答性が確認できた
Example 2 The electro-optical response speed of 50% of the compound of formula (Vl-3) was measured in the same manner as in Example 1, and it was found that 25
At °C, a high-speed response of 55 μsec was confirmed.

実施例3 前記式(Vl−4)の化合物70%と、から成るキラル
ドーバントを調製した。
Example 3 A chiral dopant consisting of 70% of the compound of formula (Vl-4) was prepared.

次に前記一般式(I−a−1)で表わされる化合物のう
ち、 50%から成るキラルドーバントを調製した。
Next, a chiral dopant consisting of 50% of the compound represented by the general formula (I-a-1) was prepared.

このキラルドーパンl−10%と実施例1で使用したS
C母体液晶90%からなるS00液晶組成物を調製した
。このS08液晶組成物は54゜C以下でS00相、6
 6. 5 ’C以下でN”相となり、それ以上の温度
で■相となった。
This chiral dopan l-10% and S used in Example 1
An S00 liquid crystal composition consisting of 90% C matrix liquid crystal was prepared. This S08 liquid crystal composition has an S00 phase and a 6
6. At temperatures below 5'C it became an N'' phase, and at temperatures above that temperature it became a ■ phase.

21.9% 24.7% 5.6% 2.7% と、前記一般式( 1 − a−37)で表わされる化
合物のうち 及び前記一般式(I 物のうち 1)で表れされる化合 の化合物8.3% の化合物8.3% の化合物8.3% 及び から成るSC母体液晶を調製した。
21.9% 24.7% 5.6% 2.7% Among the compounds represented by the general formula (1-a-37) and the compound represented by the general formula (1 of the compounds I) An SC matrix liquid crystal consisting of 8.3% of the compound, 8.3% of the compound, and 8.3% of the compound was prepared.

このSC母体液晶は45゛C以下でSC相を、67゜C
以下でSA相を、71゜C以下でN1相を各々示し、そ
れ以上の温度で1相となった。
This SC matrix liquid crystal exhibits the SC phase at temperatures below 45°C and at 67°C.
The SA phase was shown below, and the N1 phase was shown below at 71°C, and it became one phase at temperatures higher than that.

このSC母体液晶80%と上記キラルドーパント20%
から成るS00組成物を調製したところ、53゜C以下
でsc”相、60゜C以下でSA相、63゜C以下でN
*相を示した。
80% of this SC matrix liquid crystal and 20% of the above chiral dopant
When we prepared the S00 composition consisting of
*Indicates phase.

同様にしてその電気光学応答速度を測定したところ、2
5゜Cで95μ秒という高速応答性が確認でき、コント
ラストも良好であった。
When the electro-optic response speed was measured in the same manner, it was found that 2
A high-speed response of 95 μsec at 5°C was confirmed, and the contrast was also good.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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。
The ferroelectric liquid crystal composition of the present invention is a liquid crystal material that has excellent alignment properties and high-speed response, and can operate in a wide temperature range including room temperature.

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。
Therefore, the ferroelectric liquid crystal composition of the present invention is extremely useful as a material for liquid crystal devices using ferroelectric smectic liquid crystals.

の化合物8.3%Compound 8.3%

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、(1)光学的に不活性で、10℃以上における任意
の1度以上の温度巾の範囲でモノトロピックであっても
よい、(a)2環構造のスメクチックC相を示す液晶化
合物、(b)シクロヘキシル環を有する3環構造のスメ
クチックC相を示す液晶化合物、又は(c)上記(a)
又は(b)の化合物のアルキル鎖の炭素原子数又は構造
のみが異なった同族体、を含有するスメクチックC相を
示す液晶組成物に、(2)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^aは炭素原子数2〜10のアルキル基を表
わし、R^b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▼、▲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▼、▲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。 〕で表わされる光学活性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▼、▲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
▼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。
[Claims] 1. (1) Smectic C having a two-ring structure, which is optically inactive and may be monotropic in any temperature range of 1 degree or more at 10 degrees Celsius or higher. (b) a liquid crystal compound exhibiting a smectic C phase with a three-ring structure having a cyclohexyl ring, or (c) the above (a)
or a ferroelectric liquid crystal composition obtained by adding (2) a chiral dopant to a liquid crystal composition exhibiting a smectic C phase containing a homologue of the compound (b) that differs only in the number of carbon atoms or structure of the alkyl chain. A compound in which the chiral dopant has the general formula (A) ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc. represents an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkanoyloxy group, Y^a represents a fluorine atom or a cyano group, Y^b represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a cyano group, m represents 0 or 1, l represents an integer of 0 to 10, C^* and C^*^* each independently represent an asymmetric carbon atom with (R) configuration or (S) configuration, Z ^1 and Z^
2 each independently represents a single bond, -COO-, -OCO-, -
CH_2O-, -OCH_2-, -CH_2CH_2-
, -C≡C-, -COS- or -SCO-, Z
^3 represents a single bond, -COO-, -OCO-, -O-, or -S-, and ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ and ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ are each independent. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲Mathematical formulas, chemical formulas,
There are tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼
, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ Mathematical formulas, chemical formulas,
There are tables, etc.▼ or ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, and Y^1 and Y^2 represent hydrogen atoms or fluorine atoms. Chiral smectic C containing an optically active compound represented by
A ferroelectric liquid crystal composition exhibiting a phase. 2, Z^1 and Z^2 are each independently a single bond, -COO
- or -OCO-, Z^3 is a single bond, -COO-
, -OCO- or -O-, and one of ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ and ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ is ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, and the other is ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ Mathematical formulas, chemical formulas,
2. The ferroelectric liquid crystal composition according to claim 1, which has tables, etc. ▼ or ▲ has mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼. 3. When cooling from an isotropic liquid state, 3 degrees or more 3
In the temperature range from the temperature at which the chiral nematic phase undergoes a phase transition from the chiral nematic phase to a phase on the lower temperature side through a chiral nematic phase having a temperature range of less than 0 degrees to the temperature 1 degree higher than the phase transition temperature, the chiral nematic 3. The ferroelectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein the phase has a helical pitch of 3 μm or more. 4. The ferroelectric liquid crystal composition according to claim 3, which undergoes a phase transition to a chiral smectic C phase via a smectic A phase having a temperature range of 1 degree or more and less than 30 degrees upon cooling from a chiral nematic phase.
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