【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
[産業上の利用分野]
本発明は、新規な液晶性化合物、及び該液晶性
化合物を含有し、液晶表示素子や液晶―光シヤツ
タ等に使用するのに好適な液晶組成物に関する。
[従来の技術]
液晶性化合物として、光学活性基を含有する化
合物が注目されている。光学活性基を含有するこ
とを特徴とする化合物の機能としては、液晶状
態においてカイラルネマテイツク相を利用するホ
ワイト・テイラー型のゲストホスト形電気光学効
果を利用するもの、カイラルネマテイツク相か
らネマテイツク相への電界による相転移現象を利
用するもの、カイラルネマテイツク相とスメク
テイツク相の熱による相転移現象を利用するも
の、スメクチツク相の強誘電現象を利用するも
のなどが知られている。また、単分子累積膜と
することにより非線形光学素子として、マトリツ
クス中へ固定化することにより円偏光ビームスプ
リツター、フイルター等の光学素子として利用で
きる。そこで、光学活性基を含有する化合物を合
成し、その機能を調べ、上記種々の用途への適用
につき研究が積み重ねられている。
一方従来より、走査電極群と信号電極群をマト
リクス状に構成し、その電極間に液晶化合物を充
填し多数の画素を形成して、画像或いは情報の表
示を行う液晶表示素子は、よく知られている。こ
の表示素子の駆動法としては、走査電極群に順次
周期的にアドレス信号を選択印加し、信号電極群
には所定の情報信号をアドレス信号と同期させて
並列的に選択印加する時分割駆動が採用されてい
るが、この表示素子及びその駆動法には以下に述
べる如き致命的とも言える大きな欠点がある。
即ち、画素密度を高く、或は画面を大きくする
のが難しいことである。従来の液晶の中で応答速
度が比較的高く、しかも消費電力が小さいことか
ら、表示素子として実用に供されているのは殆ど
が、例えばM.SchadtとW.Helfrich著“Applied
Physics Letters”Vo.18、No.4(1971、2.15)、
P.127〜128の“Voltage―Dependent Optical
Activity of a Twisted Nematic Liqid
Crystal”に示されたTN(twisted nematic)型
の液晶を用いたものであり、この型の液晶は、無
電界状態で正の誘電異方性をもつネマチツク液晶
の分子が液晶層厚方向で捩れた構造(ヘリカル構
造)を形成し、両電極面でこの液晶の分子が平行
に配列した構造を形成している。一方、電界印加
状態では、正の誘電異方性をもつネマテイツク液
晶が電界方向に配列し、この結果光学変調を起す
ことができる。この型の液晶を用いてマトリクス
電極構造によつて表示素子を構成した場合、走査
電極と信号電極が共に選択される領域(選択点)
には、液晶分子を電極面に垂直に配列させるに要
する閾値以上の電圧が加され、走査電極と信号電
極が共に選択されない領域(非選択点)には電圧
は印加されず、したがつて液晶分子は電極面に対
して並行な安定配列を保つている。このような液
晶セルの上下に互いにクロスニコル関係にある直
線偏光子を配置することにより、選択点では光が
透過せず、非選択点では光が透過するため、画像
素子とすることが可能とする。然し乍ら、マトリ
クス電極構造を構成した場合には、走査電極が選
択され、信号電極が選択されない領域、或いは走
査電極が選択されず、信号電極が選択される領域
(所謂“半選択点”)にも有限に電界がかかつてし
まう。選択点にかかる電圧と、半選択点にかかる
電圧の差が充分に大きく、液晶分子を電界に垂直
に配列させるのに要する電圧閾値がこの中間の電
圧値に設定されるならば、表示素子は正常に動作
するわけであるが、走査線数(N)を増やして行
つた場合、画面全体(1フレーム)を走査する間
に一つの選択点に有効な電界がかかつている時間
(duty比)が1/Nの割合で減少してしまう。こ
のために、くり返し走査を行つた場合の選択点と
非選択点にかかる実効値としての電圧差は、走査
線数が増えれば増える程小さくなり、結果的には
画像コントラストの低下やクロストークが避け難
い欠点となつている。このような現象は、双安定
性を有さない液晶(電極面に対し、液晶分子が水
平に配向しているのが安定状態であり、電界が有
効に印加されている間のみ垂直に配向する)を時
間的蓄積効果を利用して駆動する(即ち、繰り返
し走査する)ときに生ずる本質的には避け難い問
題点である。この点を改良するために、電圧平均
化法、2周波駆動法や、多重マトリクス法等が既
に提案されているが、いずれの方法でも不充分で
あり、表示素子の大画面化や高密度化は、走査線
数が充分に増やせないことによつて頭打ちになつ
ているのが現状である。
一方、プリンタ分野を眺めて見るに、電気信号
を入力としてハードコピーを得る手段として、画
素密度の点からもスピードの点からも電気画像信
号を光の形で電子写真感光体に与えるレーザービ
ームプリンタ(LBP)が現在最も優れている。
ところがLBPには、
1 プリンタとしての装置が大型になる;
2 ポリゴンスキヤナの様な高速の駆動部分があ
り騒音が発生し、また厳しい機械的精度が要求
される;など
の欠点がある。この様な欠点を解消すべく電気信
号を光信号に変換する素子として、液晶シヤツタ
ーアレイが提案されている。ところが、液晶シヤ
ツタアレイを用いて画素信号を与える場合、たと
えば210mmの長さの中に画素信号を16dot/mmの割
合で書き込むためには、3000個以上の信号発生部
を有していなければならず、それぞれに独立した
信号を与えるためには、元来それぞれの信号発生
部全てに信号を送るリード線を配線しなければな
らず、製作上困難であつた。
そのため、1LINE(ライン)分の画素信号を数
行に分割された信号発生部により、時分割して与
える試みがなされている。この様にすれば、信号
を与える電極を、複数の信号発生部に対して共通
にすることができ、実質配線を大幅に軽減するこ
とができるからである。ところが、この場合通常
行われているように双安定性を有さない液晶を用
いて行数(N)を増して行くと、信号ONの時間
が実質的に1/Nとなり感光体上で得られる光量
が減少してしまつたり、クロストークの問題が生
ずるという難点がある。
このような従来型の液晶素子の欠点を改善する
ものとして、双安定性を有する液晶素子の使用
が、ClarkおよびLagerwallにより提案されてい
る(特開昭56―107216号公報、米国特許第
4367924号明細書等)。双安定性液晶としては、一
般に、カイラルスメクテイツクC相(SmC*)
H相(SAH*)、F相(SmF*)、I相(SmI
*)、G相(SmG*)などカイラルスメクテイツ
ク相を有する強誘電性液晶が用いられる。この液
晶は電界に対して第1の光学的安定状態と第2の
光学安定状態からなる双安定状態を有し、従つて
前述のTN型の液晶で用いられた光学変調素子と
は異なり、例えば一方の電界ベクトルに対して第
1の光学的安定状態に液晶が配向し、他方の電界
ベクトルに対しては第2光学的安定状態に液晶が
配向される。またこの型の液晶は、加えられる電
界に応答して、極めて速やかに上記2つの安定状
態のいずれかを取り、且つ電界の印加のないとき
はその状態を維持する性質を有する。このような
性質を利用することにより、詳述した従来のTN
型素子の問題点の多くに対して、かなり本質的な
改善が得られる。
次に強誘電性液晶の動作説明を第1図および第
2図を使つて行なう。第1図において1と、1a
は、In2O3、SnO2あるいはITO(Indium―
TinOxide)等の薄膜からなる透明電極で被覆さ
れた基板(ガラス板)であり、その間に液晶分子
層2がガラス面に垂直になるよう配向したSmC
*相又はSmH*の液晶が封入されている。太線
で示した線3が液晶分子を表わしており、この液
晶分子3はその分子に直交した方向に双極子モー
メント(P⊥)4を有している。基板1と1a上
の電極間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、
液晶分子3のらせん構造がほどけ、双極子モーメ
ント(P⊥)4がすべて電界方向に向くよう、液
晶分子3は配向方向を変えることができる。液晶
分子3は、細長い形状を有しており、その長軸方
向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従つて例え
ばガラス面の上下に互いにクロスニコルの偏光子
を置けば、電圧印加極性によつて光学特性が変わ
る液晶光学変調素子となることは、容易に理解さ
れる。そらに好ましく用いられる液晶セルは、そ
の厚さを充分に薄く(例えば10μ以下)すること
ができる。このように液晶層が薄くなるにしたが
い、第2図に示すように電界を印加していない状
態でも液晶分子のらせん構造がほどけ、非らせん
構造となり、その双極子モーメントPまたはPa
は上向き5又は下向き5aのどちらかの状態をと
る。このようなセルに、第2図に示す如く一定の
閾値以上の極性の異なる電界E又はEaを電圧印
加手段6と6aにより付与すると、双極子モーメ
ントは、電界E又はEaの電界ベクトルに対応し
て上向き5又は下向き5aと向きを変え、それに
応じて液晶分子は、第1の安定状態7かあるいは
第2の安定状態7aの何れか一方に配向する。
このような強誘電性を光学変調素子として用い
ることの利点は、先にも述べたが2つある。その
第1は、応答速度が極めて速いことであり、第2
は液晶分子の配向が双安定性を有することであ
る。第2の点を、例えば第2図によつて更に説明
すると、電界Eを印加すると液晶分子は第1の安
定状態7に配向するが、この状態は電界を切つて
も安定である。又、逆向きの電界Eaを印加する
と、液晶分子は第2の安定状態7aに配向してそ
の分子の向きを変えるが、やはり電界を切つても
この状態に留つている。又、与える電界Eが一定
の閾値を越えない限り、それぞれの配向状態にや
はり維持されている。このような応答速度の速さ
と、双安定性が有効に実現されるにはセルとして
は出来るだけ薄い方が好ましい。
上述した強誘電性を示す液晶化合物の具体例と
しては、p―デシルオキシベンジリデン―p′―ア
ミノ―2―メチルブチルシンナメート
(DOBAMBC)、p―ヘキシルオキシベンジリデ
ン―p′―アミノ―2―クロロプロピルシンナメー
ト(HOBACPC)、4―D―(2―メチル)―ブ
チルレゾルシリデン―4′―オクチルアニリン
(MBRA 8)などが挙げられる。しかし該化合
物は液晶素子として繰り返し通電させると、劣化
が起こり易く、セルの気密性、封入条件、動作条
件などの点で注意を要し、液晶素子開発上の大き
な難点となつている。一方、安定な液晶化合物の
探索も行なわれているが、高速応答性と安定性を
満足し、実用化されているものは見出されていな
いのが現状である。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明は、上記〜に例示した種々の用途に
有効な光学活性基を含有する新規な液晶性化合
物、及び該新規化合物を強誘電性液晶中に含有せ
しめてなり、優れた動作寿命特性を有し、応答速
度が速く、双安定性に優れ、液晶表示素子や液晶
シヤツタ等に使用するのに好適な液晶組成物を提
供するためになされたものである。
[問題点を解決するための手段及び作用]
本発明によれば、
(1) 一般式():
(式中Rは炭素数6〜12のアルキル基を示し、
*は不斉炭素原子を示す)
で表わされる化合物の少なくとも1種を配合成分
として含有することを特徴とする強誘電性液晶組
成物。
一般式()中のアルキル基Rの鎖長が短かす
ぎるものは強誘電性液晶へ混合する場に安定性に
欠ける欠点があり、相転移温度が高くなり、一方
鎖長が長すぎるものは融点が上昇することと粘度
が増加する欠点があり、そのバランスから、アル
キル基Rの炭素原子数は4〜20が好ましく、より
好ましくは炭素原子数6〜16、特に好ましくは6
〜12である。
上記一般式()で表わされる4―(β―メチ
ルブチルオキシ)―4′―アルキルアゾベンゼンの
好ましい具体例としては、S―(+)―4―(β
―メチルブチルオキシ)―4′―ペンチルアゾベン
ゼン、S―(+)―4―(β―メチルブチルオキ
シ)―4′―オクチルアゾベンゼン、S―(+)―
4―(β―メチルブチルオキシ)―4′―ノニルア
ゾベンゼン、S―(+)―4(β―メチルブチル
オキシ)―4′―デシルアゾベンゼン、S―(+)
―4―(β―メチルブチルオキシ)―4′―ウンデ
シルアゾベンゼン、S―(+)―4―(β―メチ
ルブチルオキシ)―4′―ドデシルアゾベンゼンが
挙げられる。
次に本発明の新規液晶性化合物の製造法につい
て示す。
まず、p―アルキルアニリンを冷却下塩酸水溶
液にて滴下し、塩酸塩とする。次に亜硝酸ナトリ
ウム水溶液を滴下しジアゾニウム塩とする。この
ジアゾニウム塩水溶液をアルカリ条件にてフエノ
ールへ滴下し4′―アルキル―4―ハイドロキシア
ゾベンゼンを合成する。4′―アルキル―4―ハイ
ドロキシアゾベンゼンを精製後、過剰の水酸化カ
リウムと反応し、光学活性な2′―メチルブチルブ
ロマイドと反応させ目的の化合物を得る。以上を
化学式で示すと、以下の通りである。
本発明の4―(β―メチルブチルオキシ)―
4′―アルキルアゾキシベンゼンは光学活性物質で
あり、おもにコレステリツク相を示している。ネ
マチツク液晶に本発明の化合物を少量添加してホ
ワイト・テーラー型表示素子あるいはカイラルネ
マテイツク相からネマテイツク相への相転移型表
示素子で用いる液晶組成物とすることができ、又
TN表示素子で用いる液晶組成物に添加して、リ
バースドメインの発生を防止することができる。
又、本発明の一般式()で示される化合物を
含有し、強誘電性を有する液晶組成物において使
用される液晶化合物としては、スメクテイツクC
相を有する液晶化合物、好ましくはSmC*又は
カイラルスメクテイツク相を有する強誘電液晶化
合物が用いられる。
次に本発明の液晶組成物について説明する。
本発明の液晶組成物において使用される強誘電
性液晶化合物との具体例を以下に掲げる。
Schiff塩基型強誘電性液晶化合物:
(1) DOBAMBC(p―デシルオキシベンジリデ
ンp′―アミノ―2―メチルブチルシンナート)
(この系統がp―ヘキシルオキシ乃至p―デ
シルオキシの炭素原子数のアルコキシ基を有す
る化合物は強誘電性があり、本発明の組成物に
使用できる。)
(2) DOBAMBCC(p―デシルオキシベンジリデ
ンp′―アミノ―2―メチルブチルα1―シアノシ
ンナメート)
(この系統でp―デシルオキシ基がp―テト
ラデシルオキシ基で置き換わつた化合物も強誘
電性がある。)
(3) OOBAMBCC(p―オクチルオキシベンジリ
デンp′―アミノ―2―アミノメチルブチル―α
―クロロシンナメート)
(4) HOBACPC(p―ヘキシルオキシベンジリデ
ンp′―アミノ―2―クロロ―α―プロピルシン
ナメート)
(この系統でp―ヘキシルオキシ乃至p―ド
デシルオキシの炭素原子数のアルキル基を有す
る化合物は強誘電性がある。)
(5) OOBAMBMC(p―オクチルオキシベンジ
リデンp′―アミノ―2―メチルブチル―α―メ
チルシンナメート)
(6) DOBMBA[p―デシルオキシベンジリデン
p′―(2―メチルブチルオキシカルボニル)ア
ニリン]
(この系統でp―ヘプチルオキシ乃至p―テ
トラデシルオキシの炭素原子数のアルコキシ基
を有する化合物は強誘電性がある。)
エステル型強誘電性液晶化合物:
(1) 4―n―ヘキシルオキシフエニル4―(2″―
メチルブチル)ビフエニル―4′―カルボキシレ
ート
(2) 4―(2′―メチルブチル)フエニル4′―オク
チルビフエニル―4―カルボキシレート
(3) 4―(2′―メチルブチルオキシ)フエニル
4′―ドデシルオキシフエニル―4―カルボキシ
レート
(上記の2′―メチルブチルオキシ基が4′―ノ
ニルオキシ基で置き換わつた化合物も強誘電性
を示す。)
アゾキシ型強誘電性液晶化合物:
(1) PACMB(p―アゾキシシンナメートメチル
2ブタノール)
本発明の組成物においては、強誘電性液晶化合
物及び一般式()で示される化合物は各々2種
以上混合して用いてもよい。
本発明の組成物においては、強誘電性液晶化合
物100重量部に対し、一般式()で示される4
―(β―メチルブチルオキシ)―4′―アルキルア
ゾベンゼン0.01〜100重量部が配合される。0.01
重量部未満の場合は動作寿命を延ばす効果が発現
せず、100重量部を超える場合は強誘電性液晶が
希釈されるため強誘電性液晶としての特性が低下
する。
[実施例]
次に実施例を挙げて本発明を説明する。
なお、以下の実施例において、相転移温度は
DSC(セイコー電子SSC 580 DS)により測定を
行い、温度制御した銅ブロツク中でガラス板に封
入した液晶を挿入し、偏光顕微鏡で観察すること
で確認した。
実施例 1
[S―(+)―4―(β―メチルブチルオキ
シ)4′―ヘプチルアゾベンゼンの製造]
4―ヘプチルアニリン32.9g(0.17M)を0℃
以下に冷却し10%塩酸水溶液85gを加え、次に亜
硝酸ナトリウム12.1gを70mlの水に溶解したもの
を加えた。滴下中は0℃以上とならないように冷
却した。滴下終了後30分間反応させたものを滴下
ロートへ移し、フエノール16gを含む8%
NaOH水溶液300mlへ滴下した。滴下中は5℃以
下に保つた。滴下終了後1時間攪拌を続け、その
後PH5〜6となるまで10%塩酸水溶液を加え、反
応物を折出させた。析出物を別し水にて洗浄後
減圧乾燥を1夜行つた。乾燥後石油エーテル500
mlで洗浄し、さらに減圧乾燥して34.7g
(1.12M)の4―ハイドロキシ4′―ヘプチルアゾ
ベンゼンを得た。収率は71%であつた。4―ハイ
ドロキシ4′―ヘプチルアゾベンゼン10g
(0.013M)を4.4gの水酸化カリウムとともに20
mlのエタノールに溶解し6時間加熱還流した。次
に10gのS―(+)―2―メチルブチルブロマイ
ドを加え12時間加熱還流した。反応終了後過し
溶媒を留去した。残分をベンゼンに溶解しシリカ
ゲルにてカラムクロマトを行つた。ベンゼンを留
去し、減圧乾燥して5.0g(0.14M)のS―(+)
4―(β―メチルブチルオキシ)4′―ヘプチルア
ゾベンゼンを得た。収率は41%であつた。
この化合物のIR,NMRデータ、及び相転移温
度を以下に示す。
IR:―N=N―1600cm-1;Ar―O―CH2 1240
cm-1
NMR(δppm):
Ar―CH2 ―2.6(t)
0.8〜2.0 メチル、メチレン
Ar―O―CH2 ―3.7(q)
Ar 6.7〜7.9
相転移温度:
Cryst27℃
8℃Ch35℃
33℃Iso
各略語は以下の意味を有する(以後の実施例に
おいても同様)。
Cryst:結晶
Ch:コレステリツク相
Iso:等方性液体
実施例 2
[S―(+)―4―(β―メチルブチルオキ
シ)4′―ヘキシルアゾベンゼンの製造]
4―ヘキシルアニリン30.1g(0.17M)を0℃
以下に冷却し10%塩酸水溶液85gを加え、次に亜
硝酸ナトリウム11.6gを68gの水に溶解したもの
を加えた。滴下中は0℃以上とならないように冷
却した。滴下終了後30分間反応させたものを滴下
ロートへ移し、フエノール16gを含む8%
NaOH水溶液170gへ滴下した。滴下中は5℃以
下に保つた。滴下終了後0.5時間攪拌を続けその
後PH5〜6となるまで10%塩酸水溶液を加え、反
応物を折出させた。析出物を別し水にて洗浄
後、減圧乾燥を1夜行つた。乾燥後石油エーテル
500mlで洗浄し、さらに減圧乾燥して29.6g
(0.10M)の4―ハイドロキシ4′―ヘキシルアゾ
ベンゼンを得た。収率は59%であつた。4―ハイ
ドロキシ―4′―ヘキシルアゾベンゼン8.6g
(0.030M)を3.3gの水酸化カリウムとともに20
mlのエタノールに溶解し9時間加熱還流した。次
に9.0gのS―(+)―2―メチルブチルブロマ
イドを加え12時間加熱還流した。反応終了後過
し溶媒を留去した。残分をベンゼンに溶解し、シ
リカゲルにてカラムクロマトを行つた。ベンゼン
を留去し、減圧乾燥して5.9g(0.017M)のS―
(+)4―(β―メチルブチルオキシ)4′ヘキシ
ルアゾベンゼンを得た。収率は57%であつた。
この化合物のIR,NMRデータ及び相転移温度
を以下に示す。
IR:―N=N―1605cm-1;Ar―O―CH2 1250
cm-1
NMR(δppm):
Ar―CH2 ―2.7(t)
0.8〜2.0 メチル、メチレン
Ar―O―CH2 ― 3.9(q)
Ar 7〜8
相転移温度:
[Industrial Application Field] The present invention relates to a novel liquid crystal compound and a liquid crystal composition containing the liquid crystal compound and suitable for use in liquid crystal display elements, liquid crystal light shutters, and the like. [Prior Art] Compounds containing optically active groups are attracting attention as liquid crystal compounds. The functions of compounds characterized by containing optically active groups include those that utilize the White-Taylor guest-host type electro-optical effect that utilizes a chiral nematic phase in the liquid crystal state, and those that utilize a chiral nematic phase to a nematic phase. Some of the known methods are those that utilize the phase transition phenomenon caused by an electric field, those that utilize the phase transition phenomenon that occurs due to heat between the chiral nematic phase and the smectic phase, and those that utilize the ferroelectric phenomenon of the smectic phase. Further, by forming a monomolecular cumulative film, it can be used as a nonlinear optical element, and by immobilizing it in a matrix, it can be used as an optical element such as a circularly polarized beam splitter or a filter. Therefore, research has been carried out to synthesize compounds containing optically active groups, examine their functions, and apply them to the various uses mentioned above. On the other hand, conventionally, liquid crystal display elements are well known in which a scanning electrode group and a signal electrode group are configured in a matrix, and a liquid crystal compound is filled between the electrodes to form a large number of pixels to display images or information. ing. The driving method for this display element is time-division driving, in which an address signal is selectively and periodically applied to a group of scanning electrodes, and a predetermined information signal is selectively applied in parallel to a group of signal electrodes in synchronization with the address signal. However, this display element and its driving method have major and fatal drawbacks as described below. That is, it is difficult to increase the pixel density or enlarge the screen. Among conventional liquid crystals, most of them have relatively high response speed and low power consumption, so most of them are in practical use as display elements.
Physics Letters” Vo.18, No.4 (1971, 2.15),
“Voltage―Dependent Optical” on P.127-128
Activity of a Twisted Nematic Liqid
This type of liquid crystal uses the TN (twisted nematic) type liquid crystal shown in ``Crystal'', in which the molecules of nematic liquid crystal, which has positive dielectric anisotropy, are twisted in the thickness direction of the liquid crystal layer in the absence of an electric field. On the other hand, when an electric field is applied, the nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy moves in the direction of the electric field. As a result, optical modulation can occur.When a display element is constructed with a matrix electrode structure using this type of liquid crystal, the region where both the scanning electrode and the signal electrode are selected (selection point)
, a voltage higher than the threshold required to align the liquid crystal molecules perpendicular to the electrode surface is applied, and no voltage is applied to areas where both the scanning electrode and the signal electrode are not selected (non-selected points), and therefore the liquid crystal The molecules maintain a stable alignment parallel to the electrode plane. By arranging linear polarizers above and below a liquid crystal cell in a cross-Nicol relationship with each other, light does not pass through selected points, but light passes through non-selected points, making it possible to use it as an image element. do. However, when a matrix electrode structure is configured, there is a possibility that the scan electrodes are selected and the signal electrodes are not selected, or the scan electrodes are not selected and the signal electrodes are selected (so-called "half-selected points"). The electric field becomes finite. If the difference between the voltage applied to the selected point and the voltage applied to the half-selected point is sufficiently large, and the voltage threshold required to align the liquid crystal molecules perpendicular to the electric field is set to an intermediate voltage value, the display element will It works normally, but if you increase the number of scanning lines (N), the time that an effective electric field is applied to one selected point while scanning the entire screen (1 frame) (duty ratio) decreases at a rate of 1/N. For this reason, when repeated scanning is performed, the effective voltage difference between selected points and non-selected points becomes smaller as the number of scanning lines increases, resulting in a decrease in image contrast and crosstalk. It has become an unavoidable drawback. This phenomenon is caused by liquid crystals that do not have bistability (the stable state is when the liquid crystal molecules are aligned horizontally with respect to the electrode surface, and they are aligned vertically only while an electric field is effectively applied). ) is essentially an unavoidable problem that arises when driving using the temporal accumulation effect (that is, repeatedly scanning). In order to improve this point, voltage averaging method, dual-frequency driving method, multiple matrix method, etc. have already been proposed, but all of these methods are insufficient, and it is necessary to increase the screen size and density of display elements. Currently, the number of scanning lines has reached a plateau due to the inability to increase the number of scanning lines sufficiently. On the other hand, looking at the field of printers, laser beam printers provide electrical image signals in the form of light to electrophotographic photoreceptors in terms of both pixel density and speed, as a means of obtaining hard copies using electrical signals as input. (LBP) is currently the best.
However, LBP has the following drawbacks: 1. The printer is large; 2. It has a high-speed moving part like a polygon scanner, which generates noise, and requires strict mechanical precision. In order to overcome these drawbacks, a liquid crystal shutter array has been proposed as an element that converts electrical signals into optical signals. However, when providing pixel signals using a liquid crystal shutter array, for example, in order to write pixel signals at a rate of 16 dots/mm within a length of 210 mm, it is necessary to have more than 3000 signal generating sections. In order to provide independent signals to each, it was originally necessary to wire lead wires to send signals to all of the signal generating parts, which was difficult to manufacture. For this reason, attempts have been made to provide pixel signals for one line in a time-division manner using a signal generating section divided into several lines. This is because the electrode for applying a signal can be shared by a plurality of signal generating sections, and the amount of wiring can be substantially reduced. However, if the number of lines (N) is increased by using a liquid crystal that does not have bistability, as is usually done in this case, the signal ON time becomes essentially 1/N, and the amount of time that can be obtained on the photoconductor is reduced. There are disadvantages in that the amount of light emitted is reduced and crosstalk problems occur. To improve the drawbacks of conventional liquid crystal devices, the use of bistable liquid crystal devices has been proposed by Clark and Lagerwall (Japanese Unexamined Patent Publication No. 107216/1983, U.S. Patent No.
4367924 specification, etc.). Bistable liquid crystals are generally chiral smectic C phase (SmC*).
H phase (SAH*), F phase (SmF*), I phase (SmI
*), a ferroelectric liquid crystal having a chiral smectate phase such as G phase (SmG*) is used. This liquid crystal has a bistable state consisting of a first optically stable state and a second optically stable state with respect to an electric field, and therefore, unlike the optical modulation element used in the above-mentioned TN type liquid crystal, for example, The liquid crystal is aligned in a first optically stable state with respect to one electric field vector, and the liquid crystal is aligned in a second optically stable state with respect to the other electric field vector. Furthermore, this type of liquid crystal has the property of very quickly taking one of the above two stable states in response to an applied electric field, and maintaining that state when no electric field is applied. By utilizing these properties, the detailed conventional TN
Significant substantial improvements can be made to many of the problems of type devices. Next, the operation of the ferroelectric liquid crystal will be explained using FIGS. 1 and 2. 1 and 1a in Figure 1
is In 2 O 3 , SnO 2 or ITO (Indium-
A substrate (glass plate) coated with a transparent electrode made of a thin film such as TinOxide, etc., between which a liquid crystal molecular layer 2 is oriented perpendicular to the glass surface.
*Phase or SmH* liquid crystal is enclosed. A thick line 3 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 3 has a dipole moment (P⊥) 4 in a direction perpendicular to the molecule. When a voltage above a certain threshold is applied between the electrodes on substrates 1 and 1a,
The orientation direction of the liquid crystal molecules 3 can be changed so that the helical structure of the liquid crystal molecules 3 is unraveled and all of the dipole moments (P⊥) 4 are directed in the direction of the electric field. The liquid crystal molecules 3 have an elongated shape and exhibit refractive index anisotropy in the long axis direction and the short axis direction. Therefore, for example, if crossed Nicol polarizers are placed above and below the glass surface, voltage can be applied. It is easily understood that this results in a liquid crystal optical modulation element whose optical properties change depending on the polarity. The liquid crystal cell preferably used therein can have a sufficiently thin thickness (for example, 10 μm or less). As the liquid crystal layer becomes thinner, the helical structure of the liquid crystal molecules unwinds and becomes a non-helical structure even when no electric field is applied, as shown in Figure 2, and its dipole moment P or Pa
takes either an upward direction 5 or a downward direction 5a. When an electric field E or Ea of different polarity above a certain threshold value is applied to such a cell by the voltage applying means 6 and 6a as shown in FIG. 2, the dipole moment corresponds to the electric field vector of the electric field E or Ea. The liquid crystal molecules are oriented either in the first stable state 7 or in the second stable state 7a accordingly. As mentioned earlier, there are two advantages to using such ferroelectricity as an optical modulation element. The first is that the response speed is extremely fast, and the second is that the response speed is extremely fast.
is that the orientation of liquid crystal molecules has bistability. To further explain the second point, for example, with reference to FIG. 2, when an electric field E is applied, the liquid crystal molecules are oriented in a first stable state 7, and this state remains stable even when the electric field is turned off. Furthermore, when an electric field Ea in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are oriented to the second stable state 7a and change their orientation, but they remain in this state even after the electric field is turned off. Further, as long as the applied electric field E does not exceed a certain threshold value, each orientation state is maintained. In order to effectively realize such fast response speed and bistability, it is preferable that the cell be as thin as possible. Specific examples of the above-mentioned liquid crystal compounds exhibiting ferroelectricity include p-decyloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC) and p-hexyloxybenzylidene-p'-amino-2-chloro. Examples include propyl cinnamate (HOBACPC), 4-D-(2-methyl)-butylresolcylidene-4'-octylaniline (MBRA 8), and the like. However, when this compound is repeatedly energized as a liquid crystal element, it tends to deteriorate, and care must be taken in terms of cell airtightness, sealing conditions, operating conditions, etc., and this is a major difficulty in the development of liquid crystal elements. On the other hand, although searches have been made for stable liquid crystal compounds, no one that satisfies high-speed response and stability and has been put to practical use has yet to be found. [Problems to be Solved by the Invention] The present invention provides a novel liquid crystal compound containing an optically active group that is effective for the various uses listed above, and a method for incorporating the new compound into a ferroelectric liquid crystal. This invention was developed in order to provide a liquid crystal composition that has excellent operating life characteristics, fast response speed, and excellent bistability, and is suitable for use in liquid crystal display elements, liquid crystal shutters, etc. . [Means and effects for solving the problems] According to the present invention, (1) General formula (): (In the formula, R represents an alkyl group having 6 to 12 carbon atoms,
* indicates an asymmetric carbon atom) A ferroelectric liquid crystal composition containing at least one compound represented by the following as a compounding component. If the chain length of the alkyl group R in the general formula () is too short, there is a drawback that it lacks stability when mixed into a ferroelectric liquid crystal, resulting in a high phase transition temperature.On the other hand, if the chain length is too long, There are drawbacks of increased melting point and increased viscosity, and in view of the balance, the number of carbon atoms in the alkyl group R is preferably 4 to 20, more preferably 6 to 16, particularly preferably 6.
~12. Preferred specific examples of 4-(β-methylbutyloxy)-4′-alkylazobenzene represented by the above general formula () include S-(+)-4-(β
-Methylbutyloxy)-4'-pentyl azobenzene, S-(+)-4-(β-methylbutyloxy)-4'-octyl azobenzene, S-(+)-
4-(β-methylbutyloxy)-4′-nonylazobenzene, S-(+)-4(β-methylbutyloxy)-4′-decylazobenzene, S-(+)
Examples thereof include -4-(β-methylbutyloxy)-4'-undecylazobenzene and S-(+)-4-(β-methylbutyloxy)-4'-dodecylazobenzene. Next, a method for producing the novel liquid crystal compound of the present invention will be described. First, p-alkylaniline is added dropwise to an aqueous solution of hydrochloric acid under cooling to form a hydrochloride. Next, a sodium nitrite aqueous solution is added dropwise to form a diazonium salt. This diazonium salt aqueous solution is added dropwise to phenol under alkaline conditions to synthesize 4'-alkyl-4-hydroxyazobenzene. After purifying 4'-alkyl-4-hydroxyazobenzene, it is reacted with excess potassium hydroxide and then with optically active 2'-methylbutyl bromide to obtain the desired compound. The chemical formula for the above is as follows. 4-(β-methylbutyloxy)- of the present invention
4'-Alkylazoxybenzene is an optically active substance and mainly exhibits a cholesteric phase. A small amount of the compound of the present invention can be added to a nematic liquid crystal to obtain a liquid crystal composition for use in a White-Taylor type display element or a phase transition type display element from a chiral nematic phase to a nematic phase.
It can be added to liquid crystal compositions used in TN display elements to prevent the occurrence of reverse domains. Further, as the liquid crystal compound used in the liquid crystal composition containing the compound represented by the general formula () of the present invention and having ferroelectric properties, Smectic C
A liquid crystal compound having a phase, preferably SmC* or a ferroelectric liquid crystal compound having a chiral smectoid phase is used. Next, the liquid crystal composition of the present invention will be explained. Specific examples of ferroelectric liquid crystal compounds used in the liquid crystal composition of the present invention are listed below. Schiff base type ferroelectric liquid crystal compound: (1) DOBAMBC (p-decyloxybenzylidene p'-amino-2-methylbutyl cinnate) (Compounds in this family having an alkoxy group with the number of carbon atoms ranging from p-hexyloxy to p-decyloxy have ferroelectric properties and can be used in the composition of the present invention.) (2) DOBAMBCC (p-decyloxybenzylidene p '-amino-2-methylbutyl α1-cyanocinnamate) (Compounds in this series in which p-decyloxy group is replaced with p-tetradecyloxy group are also ferroelectric.) (3) OOBAMBCC (p-octyloxybenzylidene p'-amino-2-aminomethylbutyl- α
-chlorocinnamate) (4) HOBACPC (p-hexyloxybenzylidene p'-amino-2-chloro-α-propylcinnamate) (Compounds in this series that have an alkyl group with the number of carbon atoms from p-hexyloxy to p-dodecyloxy are ferroelectric.) (5) OOBAMBMC (p-octyloxybenzylidene p'-amino-2-methylbutyl- α-methyl cinnamate) (6) DOBMBA [p-decyloxybenzylidene
p′-(2-methylbutyloxycarbonyl)aniline] (In this system, compounds having an alkoxy group with the number of carbon atoms of p-heptyloxy to p-tetradecyloxy are ferroelectric.) Ester-type ferroelectric liquid crystal compounds: (1) 4-n-hexyloxyph Enil 4-(2″-
Methylbutyl)biphenyl-4'-carboxylate (2) 4-(2'-methylbutyl)phenyl 4'-octylbiphenyl-4-carboxylate (3) 4-(2'-methylbutyloxy)phenyl
4'-dodecyloxyphenyl-4-carboxylate (Compounds in which the above 2'-methylbutyloxy group is replaced with a 4'-nonyloxy group also exhibit ferroelectricity.) Azoxy-type ferroelectric liquid crystal compounds: (1) PACMB (p-azoxycinnamate methyl 2-butanol) In the composition of the present invention, two or more of the ferroelectric liquid crystal compound and the compound represented by the general formula () may be used as a mixture. In the composition of the present invention, 4 parts represented by the general formula () is added to 100 parts by weight of the ferroelectric liquid crystal compound.
0.01 to 100 parts by weight of -(β-methylbutyloxy)-4'-alkylazobenzene is blended. 0.01
If the amount is less than 100 parts by weight, the effect of extending the operating life will not be exhibited, and if it exceeds 100 parts by weight, the ferroelectric liquid crystal will be diluted and its properties as a ferroelectric liquid crystal will deteriorate. [Example] Next, the present invention will be explained with reference to Examples. In addition, in the following examples, the phase transition temperature is
Measurement was performed using DSC (Seiko Electronics SSC 580 DS), and confirmation was made by inserting a liquid crystal sealed in a glass plate in a temperature-controlled copper block and observing it with a polarizing microscope. Example 1 [Production of S-(+)-4-(β-methylbutyloxy)4'-heptyl azobenzene] 32.9 g (0.17 M) of 4-heptylaniline was heated to 0°C.
After cooling, 85 g of a 10% aqueous hydrochloric acid solution was added, and then 12.1 g of sodium nitrite dissolved in 70 ml of water was added. During the dropping, the solution was cooled so that the temperature did not exceed 0°C. After the dropwise addition was completed, the mixture was allowed to react for 30 minutes and then transferred to a dropping funnel.8% containing 16g of phenol was added.
It was added dropwise to 300 ml of NaOH aqueous solution. The temperature was kept below 5°C during the dropping. After the dropwise addition was completed, stirring was continued for 1 hour, and then 10% aqueous hydrochloric acid solution was added until the pH reached 5 to 6 to precipitate the reaction product. The precipitate was separated, washed with water, and then dried under reduced pressure overnight. Petroleum ether 500 after drying
ml and further dried under reduced pressure to give 34.7g.
(1.12M) of 4-hydroxy 4'-heptyl azobenzene was obtained. The yield was 71%. 4-Hydroxy 4'-heptyl azobenzene 10g
(0.013M) with 4.4g potassium hydroxide 20
It was dissolved in 1 ml of ethanol and heated under reflux for 6 hours. Next, 10 g of S-(+)-2-methylbutyl bromide was added and the mixture was heated under reflux for 12 hours. After the reaction was completed, the mixture was filtered and the solvent was distilled off. The residue was dissolved in benzene and subjected to column chromatography on silica gel. Benzene was distilled off and dried under reduced pressure to obtain 5.0g (0.14M) of S-(+).
4-(β-methylbutyloxy)4'-heptyl azobenzene was obtained. The yield was 41%. The IR, NMR data, and phase transition temperature of this compound are shown below. IR:-N=N-1600cm -1 ;Ar-O-CH 2 1240
cm -1 NMR (δppm): Ar-C H 2 -2.6 (t) 0.8-2.0 Methyl, methylene Ar-O-C H 2 -3.7 (q) Ar 6.7 - 7.9 Phase transition temperature: Cryst27℃ 8℃Ch35℃ 33°C Iso Each abbreviation has the following meaning (the same applies to subsequent examples). Cryst: Crystal Ch: Cholesteric phase Iso: Isotropic liquid Example 2 [Production of S-(+)-4-(β-methylbutyloxy)4'-hexylazobenzene] 4-hexylaniline 30.1g (0.17M) 0℃
After cooling, 85 g of a 10% aqueous hydrochloric acid solution was added, and then 11.6 g of sodium nitrite dissolved in 68 g of water was added. During the dropping, the solution was cooled so that the temperature did not exceed 0°C. After the dropwise addition was completed, the mixture was allowed to react for 30 minutes and then transferred to a dropping funnel.8% containing 16g of phenol was added.
It was added dropwise to 170 g of NaOH aqueous solution. The temperature was kept below 5°C during the dropping. After the dropwise addition was completed, stirring was continued for 0.5 hour, and then 10% aqueous hydrochloric acid solution was added until the pH reached 5 to 6 to precipitate the reaction product. The precipitate was separated, washed with water, and then dried under reduced pressure overnight. Petroleum ether after drying
Washed with 500ml and dried under reduced pressure to yield 29.6g.
(0.10M) of 4-hydroxy4'-hexylazobenzene was obtained. The yield was 59%. 4-Hydroxy-4'-hexylazobenzene 8.6g
(0.030M) with 3.3g of potassium hydroxide
It was dissolved in 1 ml of ethanol and heated under reflux for 9 hours. Next, 9.0 g of S-(+)-2-methylbutyl bromide was added and the mixture was heated under reflux for 12 hours. After the reaction was completed, the mixture was filtered and the solvent was distilled off. The residue was dissolved in benzene and subjected to column chromatography on silica gel. Benzene was distilled off and dried under reduced pressure to obtain 5.9g (0.017M) of S-
(+)4-(β-methylbutyloxy)4'hexylazobenzene was obtained. The yield was 57%. The IR, NMR data and phase transition temperature of this compound are shown below. IR:-N=N-1605cm -1 ;Ar-O-CH 2 1250
cm -1 NMR (δppm): Ar-C H 2 -2.7 (t) 0.8-2.0 Methyl, methylene Ar-O-C H 2 - 3.9 (q) Ar 7-8 Phase transition temperature:
【式】
実施例 3
[S―(+)―4―(β―メチルブチルオキ
シ)4′―オクチルアゾベンゼンの製造]
4―オクチルアニリン35g(0.17M)を0℃以
下に冷却し10%塩酸水溶液85gを加え、次に亜硝
酸ナトリウム12.0gを68mlの水に溶解したものを
加えた。滴下中は0℃以上とならないように冷却
した。滴下終了後30分間反応させたものを滴下ロ
ートへ移し、フエノール16gを含む8%NaOH
水溶液170gへ滴下した。滴下中は5℃以下に保
つた。滴下終了後1時間攪拌を続け、その後PH5
〜6となるまで10%塩酸水溶液を加え、反応物を
析出させた。析出物を別し水にて洗浄後減圧乾
燥を1夜行つた。乾燥後石油エーテル500mlで洗
浄しさらに減圧乾燥して30.8g(0.10M)の4―
ハイドロキシ―4′―ヘプチルアゾベンゼンを得
た。収率は59%であつた。4―ハイドロキシ―
4′―オクチルアゾベンゼン10g(0.032M)を3.6
gの水酸化カリウムとともに20mlのエタノールに
溶解し6時間加熱還流した。次に9gのS―
(+)―2―メチルブチルブロマイドを加え、12
時間加熱還流した。反応終了後過し溶媒を留去
した。残分をベンゼンに溶解しシリカゲルにてカ
ラムクロマトを行つた。ベンゼンを留去し、減圧
乾燥して5.7g(0.15M)のS―(+)4―(β
―メチルブチルオキシ)4′―オクチルアゾベンゼ
ンを得た。収率は47%であつた。
この化合物のIR,NMRデータ及び相転移温度
を以下に示す。
IR:―N=N―1610cm-1;Ar―O―CH2 1255
cm-1
NMR(δppm):
Ar―CH2 ―2.5(t)
0.8〜2.0 メチル、メチレン
Ar―O―CH2 ―3.7(q)
Ar 6.8〜7.9
相転移温度:[Formula] Example 3 [Production of S-(+)-4-(β-methylbutyloxy)4'-octyl azobenzene] 35 g (0.17 M) of 4-octyl aniline was cooled to below 0°C and added to a 10% aqueous hydrochloric acid solution. 85 g was added followed by 12.0 g of sodium nitrite dissolved in 68 ml of water. During the dropping, the solution was cooled so that the temperature did not exceed 0°C. After the dropwise addition was completed, the reaction mixture was allowed to react for 30 minutes, then transferred to a dropping funnel and added with 8% NaOH containing 16g of phenol.
It was added dropwise to 170 g of the aqueous solution. The temperature was kept below 5°C during the dropping. Continue stirring for 1 hour after completion of the dropwise addition, then adjust the pH to 5.
A 10% aqueous hydrochloric acid solution was added until the concentration reached ~6 to precipitate the reaction product. The precipitate was separated, washed with water, and then dried under reduced pressure overnight. After drying, wash with 500ml of petroleum ether and dry under reduced pressure to obtain 30.8g (0.10M) of 4-
Hydroxy-4'-heptyl azobenzene was obtained. The yield was 59%. 4-Hydroxy-
4′-octyl azobenzene 10g (0.032M) at 3.6
The mixture was dissolved in 20 ml of ethanol together with 1 g of potassium hydroxide, and heated under reflux for 6 hours. Next, 9g of S-
Add (+)-2-methylbutyl bromide and add 12
The mixture was heated to reflux for an hour. After the reaction was completed, the mixture was filtered and the solvent was distilled off. The residue was dissolved in benzene and subjected to column chromatography on silica gel. Benzene was distilled off and dried under reduced pressure to obtain 5.7g (0.15M) of S-(+)4-(β
-methylbutyloxy)4'-octyl azobenzene was obtained. The yield was 47%. The IR, NMR data and phase transition temperature of this compound are shown below. IR:-N=N-1610cm -1 ;Ar-O-CH 2 1255
cm -1 NMR (δppm): Ar-C H 2 -2.5 (t) 0.8-2.0 Methyl, methylene Ar-O-C H 2 -3.7 (q) Ar 6.8 - 7.9 Phase transition temperature:
【式】
実施例 4
DOBAMBC100重量部に対してS―(+)―
4―(β―メチルブチルオキシ)―4―ヘプチル
アゾベンゼンを6重量部加えて液晶組成物を調整
した。次いでピツチ100μmで幅62.5μmのストラ
イプ状のITO膜を電極として設けた正方形状ガラ
ス基板を用意し、これの電極となるITO膜が設け
られている側を下向きにして斜め蒸着装置にセツ
トし、次いでモリブデン製るつぼ内にSiO2の血
色をセツトした。しかる後に蒸着装置内を
10-5Torr程度の真空状態としてから、所定の方
法でガラス基板上にSiO2を斜め蒸着し、800Åの
斜め蒸着膜を形成した(A電極板)。
一方、同様のストライプ状のITO膜が形成され
たガラス基板上にポリイミド形成溶液(日立化成
工業(株)製の「PIQ」;不揮発分濃度14.5wt%)を
スピナー塗布機で塗布し、120℃で30分間200℃で
60分間そして350℃で30分間加熱を行なつて800Å
の被膜を形成した(B電極板)。
次いでA電極板の周辺部に注入口となる個所を
除いて熱硬化型エポキシ接着剤をスクリーン印刷
法によつて塗布した後に、A電極板とB電極板の
ストライプ状パターン電極が直交する様に重ね合
せ、2枚の電極板の間隔が2μとなるようポリイ
ミドスペーサで保持した。
こうして作成したセル内に等方相とした前記液
晶組成物を注入口から注入し、その注入口を封口
した。このセルを徐冷によつて降温させ、温度を
65℃で維持させた状態で、一対の偏光子をクロス
ニコル状態で設けてから顕微鏡観察したところモ
ノドメインのらせんのとけたSmC*が形成され
ていることが確認できた。次にこの液晶セルを同
音度下で、40V(ピーク―ピーク)、100Hzの矩形
波を繰り返し印加した。初期の電流値と500時間
の連続動作後の電流値の比較によつて劣化をみ
た。その結果初期電流値0.6μAに対し、連続動作
後は0.7μAであつた。
実施例 5
実施例4の液晶セルを調製したときに用いた液
晶組成物に代えてDOBAMBCを100重量部、S
―(+)―4―(β―メチルブチルオキシ)―
4′―オクチルアゾベンゼンを4重量部およびS―
(+)―4―(β―メチルブチルオキシ)―4′―
デシルアゾベンゼンを4重量部よりなる液晶組成
物を用いたほかは実施例4と全く同様の方法で液
晶セルを調製した。実施例4と同様にして連続動
作による劣化を電流値より調べた。初期電流値
0.5μAに対し、連続動作後0.6μAであつた。
比較例 1
実施例4の液晶セルを調製したときに用いた液
晶組成物においてS―(+)―4―(β―メチル
ブチルオキシ)―4′―ヘプチルアゾベンゼンを除
いた以外は実施例4と全く同様の方法で液晶セル
を調製した。実施例4と全く同様の方法で電流値
を測定した。初期電流値0.6μAに対し、連続動作
後は1.1μAであつた。
比較例 2
実施例4の液晶セルを調製したときに用いた液
晶組成物において、S―(+)―4―(β―メチ
ルブチルオキシ)―4′―ヘプチルアゾベンゼン
を、P―β―メチルブチル―P′―β―メチルブチ
ルオキシアゾベンゼンに変えた以外は実施例4と
全く同様の方法で液晶セルを調製した。実施例4
と全く同様の方法で電流値を測定した。初期電流
値0.6μAに対し、連続動作後は1.0μAであつた。
以上の実施例・比較例から明らかなように、一
般式で表わされる4―(β―メチルブチルオキ
シ)―4′―アルキルアゾベンゼンを液晶化合物中
へ添加することにより、液晶素子の寿命を格段に
延長させることができるものである。
[発明の効果]
本発明に係る新規な化合物4―(β―メチルブ
チルオキシ)4′―アルキルアゾベンゼンは、液晶
性を示し、また強誘電性液晶化合物に4―(β―
メチルブチルオキシ)4′―アルキルアゾベンゼン
を含有せしめてなる本発明の液晶組成物は、強誘
電性液晶化合物の有する特性を損なうことなく動
作寿命が延長され、液晶表示素子の寿命延長に寄
与し、液晶表示素子や液晶光シヤツタ等に使用す
るのに適しており、工業的意義は大きい。[Formula] Example 4 S-(+)- for 100 parts by weight of DOBAMBC
A liquid crystal composition was prepared by adding 6 parts by weight of 4-(β-methylbutyloxy)-4-heptyl azobenzene. Next, a square glass substrate on which a striped ITO film with a pitch of 100 μm and a width of 62.5 μm was provided as an electrode was prepared, and the substrate was placed in an oblique evaporation apparatus with the side on which the ITO film serving as the electrode was placed facing downward. Next, a blood color of SiO 2 was set in a molybdenum crucible. After that, inside the vapor deposition equipment
After creating a vacuum state of about 10 -5 Torr, SiO 2 was obliquely vapor-deposited on the glass substrate by a predetermined method to form an obliquely-deposited film of 800 Å (electrode plate A). On the other hand, a polyimide forming solution ("PIQ" manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.; non-volatile content concentration 14.5 wt%) was applied using a spinner coater onto a glass substrate on which a similar striped ITO film was formed, and the temperature was increased to 120°C. at 200℃ for 30 minutes
800Å by heating for 60 minutes and 30 minutes at 350°C.
(B electrode plate). Next, a thermosetting epoxy adhesive was applied to the periphery of the A electrode plate except for the area that would become the injection hole by screen printing, and then the striped pattern electrodes of the A electrode plate and the B electrode plate were made to intersect at right angles. The two electrode plates were stacked one on top of the other and held with a polyimide spacer so that the distance between the two electrode plates was 2 μ. The liquid crystal composition in an isotropic phase was injected into the cell thus created through the injection port, and the injection port was sealed. The temperature of this cell is lowered by slow cooling.
A pair of polarizers was placed in a crossed nicol state while the temperature was maintained at 65°C, and observation under a microscope confirmed the formation of SmC* with a monodomain helix. Next, a 40V (peak-to-peak), 100Hz square wave was repeatedly applied to this liquid crystal cell under the same sonic intensity. Deterioration was determined by comparing the initial current value and the current value after 500 hours of continuous operation. As a result, while the initial current value was 0.6 μA, it was 0.7 μA after continuous operation. Example 5 In place of the liquid crystal composition used when preparing the liquid crystal cell of Example 4, 100 parts by weight of DOBAMBC and S
-(+)-4-(β-methylbutyloxy)-
4 parts by weight of 4'-octyl azobenzene and S-
(+)-4-(β-methylbutyloxy)-4'-
A liquid crystal cell was prepared in exactly the same manner as in Example 4, except that a liquid crystal composition containing 4 parts by weight of decyl azobenzene was used. In the same manner as in Example 4, deterioration due to continuous operation was investigated from the current value. Initial current value
Compared to 0.5μA, it was 0.6μA after continuous operation. Comparative Example 1 Same as Example 4 except that S-(+)-4-(β-methylbutyloxy)-4'-heptyl azobenzene was removed from the liquid crystal composition used when preparing the liquid crystal cell of Example 4. A liquid crystal cell was prepared in exactly the same manner. The current value was measured in exactly the same manner as in Example 4. While the initial current value was 0.6 μA, it was 1.1 μA after continuous operation. Comparative Example 2 In the liquid crystal composition used when preparing the liquid crystal cell of Example 4, S-(+)-4-(β-methylbutyloxy)-4'-heptyl azobenzene was replaced with P-β-methylbutyl- A liquid crystal cell was prepared in exactly the same manner as in Example 4 except that P'-β-methylbutyloxyazobenzene was used. Example 4
The current value was measured in exactly the same manner. While the initial current value was 0.6 μA, it was 1.0 μA after continuous operation. As is clear from the above Examples and Comparative Examples, by adding 4-(β-methylbutyloxy)-4'-alkylazobenzene represented by the general formula into the liquid crystal compound, the life of the liquid crystal element can be significantly extended. It can be extended. [Effects of the Invention] The novel compound 4-(β-methylbutyloxy)4'-alkylazobenzene according to the present invention exhibits liquid crystallinity, and also has 4-(β-
The liquid crystal composition of the present invention containing 4'-alkylazobenzene (methylbutyloxy) has an extended operating life without impairing the properties of a ferroelectric liquid crystal compound, contributing to extending the life of a liquid crystal display element, It is suitable for use in liquid crystal display elements, liquid crystal light shutters, etc., and has great industrial significance.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第1図及び第2図は強誘電性液晶の動作を示す
説明図である。
1,1a…基板、2…液晶分子層、3…液晶分
子、4…分子と直交した方向の双極子モーメン
ト、5…上向き、5a…下向き、6…電圧印加手
段、7…第1の安定状態、7a…第2の安定状
態。
FIGS. 1 and 2 are explanatory diagrams showing the operation of a ferroelectric liquid crystal. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a...Substrate, 2...Liquid crystal molecule layer, 3...Liquid crystal molecules, 4...Dipole moment in the direction orthogonal to the molecules, 5...Upward, 5a...Downward, 6...Voltage application means, 7...First stable state , 7a...second stable state.