JPH03152186A - 強誘電性液晶組成物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強誘電性液晶材料に関する。さらに詳しくは
、スメクチック液晶化合物と光学活性化合物とから成り
、自発分極値が２０　Ｈ（：’ｃＲ４以下でありながら
、高速応答性を有する強誘電性液晶組成物及びそれを用
いた光スイツチング素子に関する。

〔従来の技術〕

液晶化合物は表示素子用材料として広く用いられている
が、そうした液晶表示素子のほとんどはＴＮ型表示方式
のものであり、液晶材料としてはネマチック相に属する
ものを用いている。

ＴＮ型表示装置は受光型の為、目が疲れない、消費電力
が極めて少ないといった特徴を持つ反面、応答が遅い、
見る角度によっては、表示が見えないといった欠点があ
る。

該方式は、最近はフラットデイスプレィとしての特徴を
生かす方向に転換しつつあり、％に高速応答性と視角の
広さが要求されている。

こうした要求に答えるべく液晶材料の改良が試みられて
きた。しかし、他の発光型デイスプレィ（例エバエレク
トロルミネッセンスティスプレィ等）と比較すると、Ｔ
Ｎ表示方式では応答時間と視角の広さという点でかなり
の差が認められる。

受光型、低消費電力といった液晶表示素子の特徴を生か
し、なおかつ発光型デイスプレィに６適する応答性を確
保する為にはＴＮ型表示方式に代わる新しい液晶表示方
式の開発が不可欠である。

そうした試みの一つに強訪電性液晶の光スイツチング現
象を利用した表示方式がＮ、　Ａ、クラークと８．　Ｔ
、ラガウオールにより提案された。

（アプライド　フィジックス　レターズ　Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、　３６．８９９　、　　ｌ　９
８０　）参照）強銹電性液晶は１９７５年Ｋ　Ｒ，Ｂ、
メイヤー等によって、その存在が初めて発表されたもの
で（ジュルナルド　フイジーク（Ｊ、　Ｐｈｙａ、　）
３６．６９．１９フロ参照）液晶構造上からカイラルス
メクチックＣ相、カイ２ルスメクチツクＦ相、カイ２ル
スメクチツクＦ相、カイ２ルスメメクチツクＧ相、及び
カイラルスメクチックＨ相（以下各々ＳＯ＊、８Ｐ＊、
ＳＸ＊、ＳＧ＊及び８Ｈ＊相と略記する。）Ｋ属する。

カイラルスメクチック相に於いては、分子は層を形成し
ており、かつ分子は層面に対して、傾いており、螺旋軸
はこの層面に対して垂直である。

カイ２ルスメクチツク相では、自発分極が生じる為、こ
の層に平行に直流電界を印加すると、その極性に応じて
分子は螺旋軸を回転軸として反転する。強銹電性液晶を
使用した表示素子はこのスイッチング現象を利用したも
のである。

カイクルスメクチック相のうち現在特に注目されている
のは、８０＊相である。

ｓｏ＊相のスイッチング現象を利用した表示方式として
は、二つの方式が考えられる。一つの方式は、２枚の偏
光子を使用する複屈折型であり、他の一つの方式は、二
色性色素を利用するゲスト・ホスト型である。

この表示方式の特徴は、 （１）応答時間が非常に速い。

（２）メモリー性がある。

（３）視角依存性が小さい。

等があげられ、高密度表示への可能性を秘めており、表
示素子として非常釦魅力にあふれたものである。しかし
、この表示方式にも、現状では解決しなければならない
問題が山積されている。

特に最近問題となっているのが、自発分極値の大きさと
メモリー性との間の相関性、及び自発分極値の大きさと
ＳＣ＊相のスイッチングとの間の相関性である。

自発分極値が２０ｎ（至）４以上の強誘電性液晶材料を
、絶縁体層を有するセルに注入した場合、メモリー性が
消失する為に時分割駆動が不可能になるという非常に１
９！な問題が発生している。

この異常挙動については、自発分極値が２０ｎ弾−２以
上の強誘電性液晶材料では、セル内部に於て、液晶分子
の双極子方向と逆方向に発生する電界（分極場又はイオ
ン場）により現れる逆電圧が、しきい値電圧よりも大き
くなる為、パルス電圧印加によるスイッチングができな
くなるということが報告されている（例えば、石川正位
　他：第１４回液晶討論会ｐ、　１００〜１ｏｌ（１９
８Ｂ）或は、Ｊ、Ｄｉｊｏｎｅｔ　　ａｌ。

：　　ＢＩＤ　　８８　　ＤＩＧＥＳ’ｒ　　ｐ、２４
６〜２４９（１９８８）参照）。

一般に、ポリイミド族を絶縁体層として使用した場合、
上記の異常挙動を回避する為には、強誘電性液晶材料の
自発分極値は、２０ｎＣ１４以下、好ましくはｌ　５　
ｎＣａＲ４以下であることが必要であるとも言われてい
る。また、実用的には６４０ｘ４００ラインの表示素子
に利用する場合、特に要求されていることは、 （１）室温を含む広い温度範囲にて％　ＳＣ＊相を示す
こと （２）応答時間が速い（１５０μｓｅｃ以下）こと（３
）配向性が良好であること である。現在のところ、自発分極値が２０　ＨＱＣＩＩ
−以下であり、且つ上記の条件をすべて満足する強誘電
性液晶材料（液晶組成物）は殆んど得られていない。

例えば、特開昭６１−２９１６７９号公報及びＰＣＴ国
際公開ＷＯ３６１０６４０１号パンフレットには、Ｓｏ
相を有する非カイラルな５−アルキル−２−（４−アル
コキシフェニル）ピリミジンを光学活性化合物と混合し
た強誘電性液晶組成物が示されており、自発分極値も２
０ｎＱｃＩＬ４以下であり、室温を含む広い温度範囲に
てＳＣ＊相を示すことが記載されている。

また、前者には、該ピリミジン誘導体は非常に低粘性で
ある為、強誘電性液晶組成物に於て、ベースＳＯ混合物
として使用すると、光スイツチング素子の応答時間が短
線できることが示されている。

また、％開昭６１−２９１６７９号公報には、５−アル
キル−２−（４’−アルキルビフェニル−４）ピリミジ
ンと的記の６−アルキル−２−（４−アルコキシフェニ
ル）ピリミジン及ヒ光学活性化合物とからなる強誘電性
液晶材料も室温を含む広い温度範ＢＫてＳＣ＊相を示し
、かつ応答性向上にも有効であることが示されている。

しかしながら、特開昭６１−２９１６〒９号公報及びＰ
ＣＴ国際公開ＷＯ３６１０６４０１号パンフレット記載
の強誘電性液晶組成物は、自発分極値の大きさ及び８ｃ
＊相の温度範囲については、上記の要求を満たしている
が、応答時間はまだ遅（（３００〜６００　μ５ｅｃ）
、実用的であるとは言い難く、更なる応答性の向上が熱
望されている。

また、４Ｉ！Ｆ藺昭６３−３ｏｒ２’ＩＱ号には、ＳＯ
相を有する非カイラルなピリミジン系化合物と本願（ｙ
−２）式で表される光学活性化合物とからなる強誘電性
液晶組成物が示されており、室温を含む広い温度範囲に
て、ＳＣ＊相を示し、しかも非常に高速応答を示すこと
が記載されている。例えば、実施例５に記載の強誘電性
液晶組成物は、６〜６２℃の広い範囲にてＳＣ＊相を示
し、応答時間も１００μｓｅｃ　であり、上記の要求を
満足しており、前述の特開昭６１−２９１６１９号公報
或はＰＣＴ国際公開ｗｏｅ６１０６４０１号パンフレッ
ト記載の強誘電性液晶組成物と比べると非常に実用的で
あると思われる。

しかしながら、特蘭昭６３．−３０（２雪９号明細書記
載の強誘電性液晶組成物についても実用する際には、大
きな問題点がある。即ち、コレステリック相を有してお
らず、現在、ＴＮ液晶材料で使われている配向技術では
、均一な配向が得られていないという点である。

現在、強誘電性液晶材料の配向方法としては、シアリン
グ法、温度勾配法及び表面処理法の３通りの方法が試み
られている。シアリング法はスメクチック人相でせん断
応力をかけること忙より配向させるものであり、温度勾
配法はスメクチック相が一次元結晶と見なし得ることに
着目したエピタキシャル結晶成長法に類似した方法であ
る。表面処理法は、ＴＮ液晶材料の配向に実用されてお
り、セルの基板上にポリイミド膜等の高分子膜を塗布し
、その表面を２ピング処理して、液晶分子を配列させる
方法である。

工業的な液晶表示素子製造の観点からは、表面処理法に
よって液晶分子を配向するのが望ましい。

強誘電性液晶材料の相転移の型には、次の４種の形態が
ある。即ち、 ａ）　　Ｉｓｏ相→８０＊相 ｂ）　　Ｉａｏ相→Ｎ＊相→ＳＯ＊相 ｃ）　　ｒｓｏ相→８＾相→ＳＯ＊相　及びｄ）　　Ｉ
ｓｏ相→Ｎ＊相−＋ｆ３１相→Ｂ（３＊（ここでＸａｏ
相は等方性液体相、Ｎ＊相はコレステリック相、８Ａ相
はスメクチック人相を示す） の四種類である。

この中で、現状の配向技術（表面処理法）をそのまま利
用できるものはｄ）で示される相転移系列を有するもの
である（例えば、特開昭６１−２５００８６号公報等参
照）。よって、ｄ）で示される相転移型を有する強誘電
性液晶材料が非常に望まれている。

前述（１）！１ＩｒＦＪ昭６３−３　ｏ　１　ｚ＠　ｏ
号明細書記載の強誘電性液晶組成物は、コレステリック
相を有しておらず、これらの組成物を均一に配向させる
為には、シアリング法あるいは温度勾配法を使用しなけ
ればならず、配向させるｋは、長時間を必要とし、容易
には配向できない。また、現状の配向技術をそのまま利
用できない為、新たな設備投資も必要であり、とても実
用的であるとはいいがたい。

以上のことから明らかなように１現在知られている強誘
電性液晶材料は、まだ実用的であるとはいいがたく、更
なる特性の向上が熱望されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者らは、特開昭６１−２９１６７９号公報に記載
の発明をさらに改良すべく努力した結果、以下に示す如
き化合物を組み合わせるととくより、自発分極値が２０
　ｎ−’以下であり、室温を含む広い温度範囲にてＳＯ
＊相を示し、しかも高速応答性を有する強誘電性液晶組
成物が得られることを見い出し、本発明を完成した。

前述したことから明らかなように、本発明の第一の目的
は、自発分極値が２０　ｎ０ｘ−”以下であり、室温を
含む広い温度範囲にて８０’に相を示し、かつ表面処理
法によって配向させることができ、しかも高速応答性を
有する強誘電性液晶組成物を提供するととＫあり、第二
の目的は、上記の液晶組成物を用いた応答性に優れた光
スイツチング素子を提供することにある。

〔課題を解決する為の手段〕

即ち、本発明の第一は、後記の第（１）項に記載される
。その態様を後記の第（２）項ないし第（６）項に記載
する。

（１）後記されるＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの四つの成分からま
り、各成分の含量が四成分の合計量に対して、Ａ成分が
７６〜９５重量１１％Ｂ成分が２〜ｌＯ重量−１Ｃ成分
が１〜６重量％、Ｄ成分が２〜８重量−である強誘電性
スメクチックＣ液晶組成物。

但し、Ａ成分は一般式 （式中　Ｒ１及びＨｍはそれぞれ炭素数１〜１Ｂの同−
又は相異なるアルキル基を示す。）又は−数式 （式中　Ｈａ及びＲ４はそれぞれ炭素数１〜１８の同−
又は相異なるアルキル基もしくはアルコキシ基を示す。

）で表わされ、かつ、スメクチックＣ相を有する化合物
から選ばれた少くとも一つの化合物であり、 Ｂ成分は、−数式 ％式％） ） （式中、Ｒｓは炭素数１〜１８のアルキル基又はし、Ｙ
は水素原子又はハロゲン原子を示し、＊は不斉炭素原子
を示す。）で表わされる光学活性化合物であり、 Ｃ成分は、後記される四つの一般式のいずれかで表わさ
れる光学活性化合物から選ばれた少くとも一つの化合物
であり、 （これらの式において　Ｒｅ及びＲ８はそれぞれ独立に
炭素数１〜１８のアルキル基又はアルコキシ基を示し　
Ｂｙ及びＲ−はそれぞれ独立に炭素数２〜１８のアルキ
ル基又は炭素数１〜１日のアルコキシ基を示し、＊は不
斉炭素原子を示す。）、 Ｃ成分は一般式 （式中、Ｒ１・は炭素数１〜１８のアルキル基又はアル
；キシ基を示し、２は水素原子又はハロゲン原子を示し
、＊は不斉炭素ぷ子を示す。）で表わされる光学活性化
合物から選ばれた少（とも一つの化合物である。

（２）前記の第（１）項において人成分が、−数式（３
）前記の第（１）項において、Ａ成分が、−数式（式中
　１１は炭素数６〜１４の直鎖のアルキル基を、Ｒ１は
炭素数７〜１４０直鎖のアルキル基をそれぞれ示す。）
又は−数式 （式中　Ｒ１は炭素数６〜１８の直鎖のアルキル基を、
Ｒｔは炭素数７〜１８の直鎖のアルキル基をそれぞれ示
す。）又は−数式 （式中　ＢＳは炭素数４〜１８の直鎖のアル；キシ基又
は炭素数５〜１Ｂの直鎖のアルキル基を示し、Ｒ４は炭
素数４〜１８の直鎖のアルキル基を示す。）Ｃ表わされ
、かつスメクチックＣ相を有する化合物から選ばれた少
くとも一つの化合物である強誘電性スメクチックＣ液晶
組成物。

（式中、Ｒ”Ｇｔ炭素数４〜１４の直鎖のアル；キシ基
又は炭素数５〜ユ５のアルキル基を示し、Ｒ４は炭素数
４〜１６のアルキル基を示も）で表わされ、かつスメク
チックＣ相を有する化合物から選ばれた少くとも一つの
化合物である、強誘電性スメクチックＣ液晶組成物。

（４）特許請求の範囲第（１）項において、Ｂ成分が一
般式 （式中　Ｒ８は炭素数４〜１２の直鎖のアルキル基又は
アルコキシ基を示し、Ｘ及びＹは前記した意味をもつ。

）にて表わされる光学活性化合物から選ばれた少くとも
一つの化合物である、強誘電性スメクチックＣ液晶組成
物。

（５）前記の第（１）項において、Ｃ成分が後記の四つ
の一般式のいずれかで表わされる光学活性化合物から選
ばれた少くとも一つの化合物である、強誘電性スメクチ
ックＣ液晶組成物。

（Ｗ−１ａ−１） （Ｉｆ−１ｂ−１） （胛−２ａ−１） （これらの弐において、Ｒ・及びＲ＄はそれぞれ独立に
炭素数３〜１４の直鎖のアルキル基又はアルコキシ基を
示し　Ｂ？及びＲ・はそれぞれ独立に炭素数２〜８の直
鎖のアルキル基又はアルコキシ基を示す。） （６）特許請求の範囲第（１）項において、Ｄ成分が一
般式 （式中、Ｒ２Ｏは炭素数４〜１２０直鎖のアルキル基又
はアルコキシ基を示し、２は水素１子、フッ素原子又は
シアノ基を示す。）にて表わされる光学活性化合物から
選ばれた少くとも一つの化合物である、強誘電性スメク
チックＣ液晶組成物。

本発明の第二は、 （））前記の第（１）項ないし第（６）項のいずれか一
項に記載の強誘電性スメクチックＣ液晶組成物を用いる
光スイツチング素子、 である。

本発明は、−数式（１）〜（Ｖ）で表されるＡ　、　Ｂ
　、　Ｃ。

Ｄ成分化合物の優れた特性を組み合わせることに基づい
ている。

以下に各成分の優れた特性について詳しく説明する。

本発明における、Ａ成分であり、−数式〇）及び（１）
で表される化合物は非カイクルな化合物であるが、８ｏ
勢の相を有し、また、非常に低い粘性を有している為に
１ベースのスメクチック相組成物の成分として非常に有
用なものである。

その有用性については、本燭明者らは既に特開昭６１−
２９１６７９号公報にて述べているが、本発明の目的の
強誘電性液晶組成物の成分としても非常に有効なもので
ある。

本発明のＡ成分である二環のピリミジ／化合物としては
、（り式でＲ１が直鎖のアルキル基である物が好ましく
、その炭素数が６〜１８である物が好ましく、炭素数６
〜１．４の物がより好ましい。０）式でＲ１が直鎖のア
ルキル基である物が適当で、その炭素数が７〜１８であ
る物が好ましく、炭ゞ素数が７〜１４の物がより好まし
い。

これらの二環のピリミジン化合物としては、（Ｉ）式で
Ｒ１及びＲ３の炭素数の合計が１４〜２０である物がよ
り好適である。

また、三種のピリミジ／化合物としては、（璽）式でＲ
ａ及びＲ４が直鎖のアル；キシ基又はアルキル基である
物が好ましい。その中で、Ｒ１が炭素数４〜１８のアル
コキシ基又は炭素数６〜１８のアルキル基である物が好
ましく、炭素数４〜１４のアルコキシ基又は炭素数５〜
１５のアルキル基である物がより好ましい。またＲ４が
炭素数本〜１８のアルキル基である物が好ましく、炭素
数４〜１５のアルキル基である物がより好ましい。

概して、（り式の化合物には透明点の低い、従ってＢｏ
相も低い温度領域にある物が多く　、（璽）式の化合物
には比較的高温領域に液晶相な持つ物が多い。

例えば、−数式（１）Ｋ於て、Ｒ１＝Ｃ＠Ｈ，、−Ｒ”
＝Ｃ＠Ｈ，！−で表される化合物の相転移温度は、Ｃｒ
２６Ｓｃ番ツ　８Ａ５Ｂ　　Ｎ６５　　Ｉａｏ　　であ
り（ここでＮはネマチック相を示す）比較的低温域にて
ＳＯ相を示し、一方、−数式（璽）に於て、Ｒ”＝　Ｃ
ｙＨｒｓ−１Ｒ’＝ＣａＨｔｔ−で表される化合物の相
転移温度は、Ｃｒ５８　８０１３４　８Ａ１４４　　Ｎ
１６フ　Ｉｓｏであり、比較的高温域にてＳＯ相を示す
。よって、−数式（りで表される化合物と一般式（１）
で表される化合物とを組み合わせることｋより、低温度
域から高温度域までの広い温度域に渡り、ＳＯ相を有す
るペースＳＯ混合物が得られる。

本発明ではＡ成分を（ｒ１式の化合物だけで構成するこ
とも、また（１）式の化合物だけで構成することも可能
である。この場合、当該分野の技術者に知られている経
験則を活用して所望の液晶相温度領域を実現できる。例
えば、（厘）式の化合物だけをＡ成分とする場合、経験
的に知られている、同族体化合物からなる成分の数を増
加することＫより共融点が降下する効果を利用できる。

Ａ成分として（菖）式の化合物と（１）式の化合物とを
併せて用いる場合、両者の好ましい混合割合は重量比で
、（Ｉ）式化合物３に対しく璽）式化合物１〜９である
。より好ましい両者の割合は２：１〜０，６　：　ｌで
ある。

Ａ成分は、本発明に於いては、ベースＳＯ化合物として
の役割を果たしている為Ａ成分の濃度範囲はＡ、Ｂ、Ｃ
及びＤの各成分の合計量の７６重量囁以上が望ましい。

Ａ成分の含量がＡｌＢ、Ｃ及びＤの４成分の合計量の７
６重量−未満では、他の成分としてカイ２ルスメクチツ
クＣ相に乏しい化合物を多く混合した場合に得られる組
成物のＳＯ＊相領域が著しく狭くなったり、また得られ
る強誘電性組成物の自発分極が２０　ｎＣｃＲ”を越え
たりすることがあるので好ましくない。またＡ成分の含
量はＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの各成分の合計量の９５重量−以
下であることが望ましい。Ａ成分の含量が９６重量囁を
越えることは他の成分の割合が低下することに＆す、得
られる組成物のＳＯ＊相におけるらせんピッチまたは自
発分極の大きさを所望の値にできない懸念がある。

本発明のＡ成分である一般式（１）或は（璽）で表され
る非カイラル化合物中、ＳＯ相を示すものとしては、以
下の表１及び表２で示される化合物が代表的な化合物と
して挙げられる。

表２ 表２（続き） 表２（続き） 表２（続き） 本発明の強誘電性液晶組成物のＡ成分として用いられる
一般式（り或は（１）で表される非カイラルな化合物と
しては、８０相を有するものが好ましい。ＳＯ相を示さ
ない（！）又は（璽）の同族体化合物であっても、得ら
れる強誘電性液晶組成物の８０＊相温度範囲を著しく縮
小しない範囲の量に限り、粘性低減或はＳＯ＊相温度範
囲を調整する意図でＡ成分以外の成分として用いること
ができる。

本発ｇＡ＆ＣおけるＢ成分である、−数式（１）で表さ
れる光学活性化合物は、本出願人が先［Ｆ許出願し、既
に全開されたカイ２ル化合物であり（例えば、特開昭６
１−４３号公報、特開昭６１−２１００５６号公報参照
）、高温域にて８０＊相を示し、又、自発分極値も非常
に大きい化合物である。

例えば、−数式（ｍ）ＶＣ於いて、Ｒｓ＝ｃｓＨ，ｏ−
度は、Ｃｒフｌ　　ｓｏ＊　９Ｂ　　Ｎ＊　１２３　　
Ｉｓｏであり、自発分極値は１１０　ｎ０Ｊ−（Ｔ　−
Ｔｏｗ−３０℃）■ である。また、Ｒ彎ＩＨ１７ｏ−１ｘＳ−ＯＣ−１Ｙ＝
−Ｆで表される化合物の相転移温度は、Ｃｒ　５２　ｓ
ａ＊１０４　　Ｎ＊１０９　　Ｉａｏ　　であり、自発
分極値は、１３２　ｎ（Ｅｘ４（Ｔ−Ｔｏｗ−３０℃）
である。

一般に強誘電性液晶組成物の応答時間（τ）、自発分極
値（Ｐｓ）、粘度（η）の間には、るＣ成分により誘起
される自発分極を相殺しないためである。（１）式の化
合物の対掌体であるＲ型の化合物はＣ成分が誘起するＰ
ｓを相殺する方向に作用するので本発明の成分としては
適当でない。

本発明のＢ成分である、−数式（１）で表される化合物
としては、不斉炭素に関する絶対配置がＳ型である以下
に示される化合物を代表的な化合物としてあげることが
できる。

なる関係が存在する。従って、低粘性な化合物であると
同時に、自発分極値が大きい化合物が望まれる。

Ｂ成分である、−数式（璽）で表される化合物はそのよ
うな特徴を有する化合物であり、本発明の強誘電性液晶
組成物においては、高速応答性の出現、および組成物の
ＳＯ＊相上限温度向上という重要な役割を果している化
合物である。

Ｂ成分として不斉炭素に関する絶対配置がＳ型である光
学活性液晶を用いる理由は１．後述す本発明におけるＣ
成分である一般式（ｆｆ−１ａ）ないしくｒｒ−２ｂ）
で表される化合物は、カイ２ルな化合物であり、本出願
人により先に特許出願された（％開昭６４−５０号、特
開昭６３−２６”７６３号）化合物であり、自発分極値
が非常に大きい（約３００　ｎＯｍ−）化合物である為
、本発明の目的の強誘電性液晶組成物に於いて、高速応
答性を出現させるという重要な役割を演じている（例え
ば、Ｒａ−Ｃ６Ｈ口０−、　Ｒ’＝ｉ−ＯＣ，Ｈ・の場
合、相転移温度：　Ｃｒ　ｓｓ　　ｓｏ＊　１０４　　
Ｎ＊１１３　　工ｓｏ　、自発分極値：３７８１０００
ｃｍ＋−１（Ｔ−ＴＯ＝−３０℃）　）。

Ｃ成分として用いられる光学活性化合物は、その２−置
換プロポキシ基の２−Ｃ４Ｃおける絶対配置がＳ型の化
合物である。この化合物はそれ自体が液晶相を示さない
物であってもこれを０）式のスメクチックＣ液晶に混合
すると混合物に大きな自発分極を誘起することができる
。Ｃ成分により誘起される自発分極の方向はＢ成分がも
たらす自発分極と同じ方向を持つので、Ｂ成分ヒＣ成分
の各々の少い添加量によって所望のＰ８が達成できる。

Ｂ成分として（ｍ）式の光学活性化合物の混合割合は、
Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの各成分の合計量に対し２〜１０重量
−が好適である。Ｃ成分として（ｆｆ−１ａ）式ないし
くｕ−２ｂ）式で表わされる光学活性化合物を用いると
きその含量は各成分の合計量の１〜５重量−が適当であ
る。Ｂ成分又はＣ成分の含量がそれぞれ１０重量嘩又は
５重量−を越えると得られる組成物に粘性上昇を生じた
り、その自発分極値が２０　ｎｏｃａ４　　を大きく越
えたりすることがあるので好ましくない。

また、Ｂ成分とＣ成分との合計含量が、全成分合計量の
１４重量−以下であることが望ましい。

得られる組成物の自発分極値をより望ましい１５　ｎ（
ｇ’　以下の値とするには、Ｂ成分及びＣ成分の合計含
量が１３重量−を越えないことが望ましい。Ｂ成分又は
Ｃ成分の含量がそれぞれ２重量−未満又は１重量−未満
では得られる組成物に充分に大きいＰｇを誘起できない
ので好ましくない。

一般式（ｆｆ−１ａ）ないしくｙ−２ｂ）で表される化
合物としては、ＳＯ＊相を有することが好ましいが、こ
の化合物群は、前述のＡ成分である一般式（１）あるい
は（璽）で表される化合物と相溶性がよ、り、化合物自
体がＢＯ＊相を有しなくても、Ａ成分と混合することＫ
より、広い温度範囲にわたってＳＯ＊相を示し、また大
きなＰ８を示す。

よって、ＳＯ＊相を示さない化合物であっても本発明の
目的の強誘電性液晶組成物に使用できる。

本発明のＣ成分である、−数式（Ｗ−１ａ）ないしく＋
ｗ−２ｂ）で表される化合物としては、以下に示す化合
物を代表的な化合物として挙げることができる。

本発明におけるＣ成分である一般式（Ｙ）で表される化
合物は、例えば特開昭６１−２１００５６号又は特開昭
６３−２３３９６６号に記載の方法に従って調製できる
。この化合物はカイラルな化合物であるが、自発分極値
は余り大きくなく、本発明に於いては、螺旋ピッチを調
節する役割を果している。−数式（Ｖ）で表される化合
物は、光学活性部位の絶対配置がＳ型であり、ＳＯ＊相
及びＮ＊相における螺旋の捻れ方向が右であり、上述し
たＣ成分である一般式（ＩＦ−１ａ）ないしくｙ−２ｂ
）で表される化合物により生じるＳＯ＊相又はＮ＊相に
おけるらせんの捻れ方向と逆である。従って一般式（Ｖ
）で表される化合物で表される化合物をＣ成分とともに
添加することＫより、螺旋ピッチの長い強銹電性液晶が
得られる。

Ｂ成分の液晶化合物もＣ成分及びＣ成分の化合物と同様
に得られる混合物のＳＯ＊相またはＮ＊相においてらせ
んを生じる力（以下旋回能と呼ぶ）を有するが、その旋
回能はＣ成分及びＣ成分の旋回能はどには大きくないの
で、本発明の組成物の８０＊相またはＮ＊相におけるら
せんピッチに大きな影響を与えることはない。Ｂ成分の
旋回能の方向はＮ＊相においてはＣ成分の旋回能と同じ
である。Ｓｏ＊相におけるＢ成分化合物の旋回能の方向
は、（Ｉ）式でＸが　８　である化合ＣＯ− 物についてはＣ成分の旋回能と同じだが、偵）式でＸが
　９　である化合物についてはＣ成分のＯＣ− 旋回能とは逆向きである。

また、−数式（Ｖ）で表される化合物の自発分極の向き
は、光学活性部位の絶対配置がＳ型の場合＋型であり（
但し、−数式（ｖ）　Ｉｔｃ於いて、ＺシＣＮなる化合
物の自発分極の向きは一型）、−数式（＊）　、（Ｗ　
−１ａ　）ないしくＷ−２ｂ）で表される化合物の自発
分極の向きと逆であるが、−数式（Ｖｌで表される化合
物の自発分極値は非常に小さく（約１ｎｃｃＲ４）、ま
た、使用濃度も少ない為、本発明の目的の強誘電性液晶
組成物に於いて、高速応答性の出現を妨げるような悪影
響を及ぼすことはない。Ｃ成分であり、−数式（Ｖ）で
表される化合物としては、以下に示す化合物を代表的な
化合物として挙げることができる。

以上のようなＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ各成分の特性を生かして目
的とする特性の優れた液晶組成物を得る為の各成分の割
合は、糧々検討した結果、前述したごと＜、Ａ成分が？
６〜９６重量−１Ｂ成分が５〜１０重量ｑｂ、Ｃ成分が
１〜５重量９６、Ｃ成分が２〜８重量−の範囲が好適で
ある。

以上に述べたように本発明においては、Ｂ成分として不
斉中心忙おける絶対配置がＳ型の光学活性化合物を用い
、Ｃ成分として２−置換プｐポキシ基を持ちその不斉中
心である２−ＣＧＣおける絶対配置が８型の光学活性化
合物を用いることによって、両成分の自発分極の向きが
互い九同−であるよう忙保たれている。本発明の目的は
、本発明におけるＢ成分及びＣ成分に代りそれらの対掌
体である、前述の不斉中心における絶対配置がＲ型であ
る光学活性化合物をそれぞれ用いるととＫよっても達成
できることは明白である。すなわち、Ｂ成分の光学活性
化合物の対掌体は既であり、そのＰ８の向きはＢ成分化
合物と逆であり、またＣ成分の光学活性化合物の前述の
不斉中心における対掌体は前記した特開昭６４−５０号
及び特開昭６３−２６ツ″１６号の会報に記載の方法に
準じて原料に七〇対掌体の光学活性化合物を用いること
Ｋよって調製することが可能であり、その光学活性化合
物が発現するＰ８の向きはＣ成分化合物とは逆であるこ
とが確信できるからである。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明は、これらの実施例に限定される物ではない。

本発明の組成物の各種の特性の測定は、次の方法で行っ
た。

自発分極の大きさ（Ｐｓ　）は、ソーヤ・タウア浚にて
測定し、傾き角（のけホモジニアス配向させたセルに臨
界電界以上の十分高い電場を印加し、螺旋構造を消滅さ
せ、電場の極性を反転したときの直交ニコル下における
消光位の移動角（２θに対応）より求めた。

応答時間は、配向処理を施した、電極間隔が１０μ風の
セルに各組成物を注入し、ピークツーピーク電圧１００
Ｖ、周波数ＩＫＨｚの矩形波を印加した時の透過光強度
の変化から測定した。

ＳＯ＊相忙おけるらせんピッチ（ｐ）は、セル厚約２０
０μ属のホモジニアス配向を施したセルを使用し、偏光
顕微鏡下で螺旋ピッチに対応する縞模様（デＮカイラリ
ゼイシコンライン）の間隔を直接測定することにより求
めた。

実施例１〜５ 表３に本発明の強鋳電性液晶組成物の実施例１〜５にお
ける組成を表４にその特性値を示す。

なお、表３中の各組成は、重量％な意味する・表４ ５℃に於ける値 実施例６ 実施例１で調製した強誘電性液晶組成物を、配向処理剤
としてポリイミドを塗布し、表面をラビングして平行配
向処理を施した、セルギャップ２μ属の透明電極を備え
たセルに注入し、この液晶セルを直交ニコル状態に配置
した２枚の偏光子の間に挾み、０．５Ｈｚ、　２０／の
低周波り矩形波を印加したところ、非常にコントラスト
の良い（コントラスト比１：１５）、明瞭なスイッチン
グ動作が観察され、応答時間が２５℃で８０μａｅＣと
非常に応答の速い液晶表示素子が得られた。

実施例フ 実施側番で調製した強誘電性液晶組成物に、次式 ％式％ アント・ラキノン系色素Ｄ−１６ （ＢＤＩ（社製）を３重量％添加して、ゲスト・ホスト
型にした組成物を調製した。この組成物を実施例６と同
様な処理を施したセルギャップ１μ風のセルに注入し、
１枚の偏光子を偏光面が分子軸に平行になるように配置
し、０．５Ｈｚ。

４０ｖの低周波の交流を印加したところ、非常にコント
ラストの良い（コントラスト比１：１０）、明瞭なスイ
ッチ　ング動作が観察され、２５℃に於ける応答時間が
１３０μｓｅｃと極めて応答の速いカラー液晶表示素子
が得られた。

〔発明の効果〕

本発明のごとく液晶化合物を組み合わせることＫよって
、自発分極値が２　Ｏｎ（：’ｆｆ’以下でありながら
、高速応答性を有し、なおかつ室温を含む広い温度範囲
にてＳｏ＊相を示す強銹電性液晶組成物とすることが出
来た。

また本発明の液晶組成物を使用した光スイツチング素子
は、複屈折型表示方式でも、ゲスト・ホスト型表示方式
でも非常にコントラストの良い明瞭なスイッチング動作
をして、極めて応答の速い液晶表示素子である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）後記されるＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの四つの成分からな
   り、各成分の含量が四成分の合計量に対して、Ａ成分が
   ７６〜９５重量％、Ｂ成分が２〜１０重量％、Ｃ成分が
   １〜５重量％、Ｄ成分が２〜８重量％である強誘電性ス
   メクチツクＣ液晶組成物。 但し、Ａ成分は一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒ＾１及びＲ＾２はそれぞれ炭素数１〜１８の
   同一又は相異なるアルキル基を示す。） 又は一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （式中、Ｒ＾３及びＲ＾４はそれぞれ炭素数１〜１８の
   同一又は相異なるアルキル基もしくはアルコキシ基を示
   す。）で表わされ、かつ、スメクチツクＣ相を有する化
   合物から選ばれた少くとも一つの化合物であり、 Ｂ成分は、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（III） （式中、Ｒ＾５は炭素数１〜１８のアルキル基又はアル
   コキシ基を示し、Ｘは▲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▼を示し、Ｙは
   水素原子又はハロゲン原子を示し、＊は不斉炭素原子を
   示す。）で表わされる光学活性化合物であり、 Ｃ成分は、後記される四つの一般式のいずれかで表わさ
   れる光学活性化合物から選ばれた少くとも一つの化合物
   であり、 ▲数式、化学式、表等があります▼ （IV−１ａ） ▲数式、化学式、表等があります▼ （IV−１ｂ） ▲数式、化学式、表等があります▼ （IV−２ａ） ▲数式、化学式、表等があります▼ （IV−２ｂ） （これらの式において、Ｒ＾６及びＲ＾８はそれぞれ独
   立に炭素数１〜１８のアルキル基又はアルコキシ基を示
   し、Ｒ＾７及びＲ＾８はそれぞれ独立に炭素数２〜１８
   のアルキル基又は炭素数１〜１８のアルコキシ基を示し
   、＊は不斉炭素原子を示す。）、 Ｄ成分は一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（Ｖ） （式中、Ｒ＾１＾０は炭素数１〜１８のアルキル基又は
   アルコキシ基を示し、Ｚは水素原子又はハロゲン原子を
   示し、＊は不斉炭素原子を示す。）で表わされる光学活
   性化合物から選ばれた少くとも一つの化合物である。
2. （２）特許請求の範囲第（１）頂においてＡ成分が、一
   般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I −１） （式中、Ｒ＾１は炭素数６〜１８の直鎖のアルキル基を
   、Ｒ＾２は炭素数７〜１８の直鎖のアルキル基をそれぞ
   れ示す。）又は、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（II−１） （式中、Ｒ＾２は炭素数４〜１８の直鎖のアルコキシ基
   又は炭素数６〜１８の直鎖のアルキル基を示し、Ｒ＾４
   は炭素数４〜１８の直鎖のアルキル基を示す。）で表わ
   され、かつスメクチツクＣ相を有する化合物から選ばれ
   た少くとも一つの化合物である、強誘電性スメクチツク
   Ｃ液晶組成物。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項において、Ａ成分が、
   一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I −２） （式中、Ｒ＾１は炭素数６〜１番の直鎖のアルキル基を
   、Ｒ２は炭素数７〜１４の直鎖のアルキル基をそれぞれ
   示す。）又は一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（II−２） （式中、Ｒ＾３は炭素数４〜１４の直鎖のアルコキシ基
   又は炭素数６〜１６のアルキル基を示し、Ｒ＾４は炭素
   数４〜１５のアルキル基を示す。）で表わされ、かつス
   メクチツクＣ相を有する化合物から選ばれた少くとも一
   つの化合物である、強誘電性スメクチツクＣ液晶組成物
   。
4. （４）特許請求の範囲第（１）項において、Ｂ成分が一
   般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（III−１） （式中、Ｒ＾５は炭素数４〜１２の直鎖のアルキル基又
   はアルコキシ基を示し、Ｘ及びＹは前記した意味をもつ
   。）にて表わされる光学活性化合物から選ばれた少くと
   も一つの化合物である、強誘電性スメクチツクＣ液晶組
   成物。
5. （５）特許請求の範囲第（１）項において、Ｃ成分が後
   記の四つの一般式のいずれかで表わされる光学活性化合
   物から選ばれた少くとも一つの化合物である、強誘電性
   スメクチツクＣ液晶組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （IV−１ａ−１） ▲数式、化学式、表等があります▼ （IV−１ｂ−１） ▲数式、化学式、表等があります▼ （IV−２ａ−１） ▲数式、化学式、表等があります▼ （IV−２ｂ−１） （これらの式において、Ｒ＾６及びＲ＾８はそれぞれ独
   立に炭素数３〜１４の直鎖のアルキル基又はアルコキシ
   基を示し、Ｒ＾７及びＲ＾９はそれぞれ独立に炭素数２
   〜８の直鎖のアルキル基又はアルコキシ基を示す。）
6. （６）特許請求の範囲第（１）項において、Ｄ成分が一
   般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（Ｖ−１） （式中、Ｒ＾１＾０は炭素数４〜１２の直鎖のアルキル
   基又はアルコキシ基を示し、Ｚは水素原子、フッ素原子
   又はシアノ基を示す。）にて表わされる光学活性化合物
   から選ばれた少くとも一つの化合物である、強誘電性ス
   メクチツクＣ液晶組成物。
7. （７）特許請求の範囲第（１）項ないし第（６）項のい
   ずれか一項に記載の強誘電性スメクチツクＣ液晶組成物
   を用いる光スイッチング素子。