JPH03223232A - 液晶性化合物およびそれを含有する液晶組成物 - Google Patents

液晶性化合物およびそれを含有する液晶組成物

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JPH03223232A
JPH03223232A JP2015976A JP1597690A JPH03223232A JP H03223232 A JPH03223232 A JP H03223232A JP 2015976 A JP2015976 A JP 2015976A JP 1597690 A JP1597690 A JP 1597690A JP H03223232 A JPH03223232 A JP H03223232A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、新規な液晶性化合物、それを含有する液晶組
成物およびそれを使用した液晶素子に関し、さらに詳し
くは電界に対する応答特性が改善された新規な液晶組成
物、およびそれを使用した液晶表示素子や液晶−光シヤ
ツター等に利用される液晶素子に関するものである。
[従来の技術] 従来より、液晶は電気光学素子として種々の分野で応用
されている。現在実用化されている液晶素子はほとんど
が、例えばエム シャット(M。
5chadt)とダブリュ ヘルフリッヒ(W、 He
1frich)著°゛アプライド フィジックス レタ
ーズ(”Applied Physics Lette
rs ” ) Vo、18. No、4(1971,2
,15JP、 127〜12gの°’Voltage 
DependentOptical Activity
 of a Twisted Nematic 1iq
uidCrystal”に示されたTN(Twiste
d Nematic)型の液晶を用いたものである。
これらは、液晶の誘電的配列効果に基づいており、液晶
分子の誘電異方性のために平均分子軸方向が、加えられ
た電場により特定の方向に向く効果を利用している。こ
れらの素子の光学的な応答速度の限界はミリ秒であると
いわれ、多くの応用のためには遅すぎる。一方、大型平
面デイスプレィへの応用では、価格、生産性などを考え
合わせると、単純マトリクス方式による駆動が最も有力
である。単純マトリクス方式においては、走査電極群と
信号電極群をマトリクス状に構成した電極構成が採用さ
れ、その駆動のためには、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
分割駆動方式が採用されている。
しかし、この様な駆動方式の素子に前述したTN型の液
晶を採用すると、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
電界がかかってしまう。
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
)を増加して行った場合、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っている時
間(duty比)がl/Nの割合で減少してしまう。
このために、くり返し走査を行なっ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は難い欠点となっている。
この様な現象は、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は難い問題点であ
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って頭打ち
になっているのが現状である。
この様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、クラーク(C1
ark)およびラガウェル(Lagerwal 1 )
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ィック
C相(SmC”相)又はH相(SmH”相)を有する強
誘電性液晶が用いられる。
この強誘電性液晶は電界に対して第1の光学的安定状態
と第2の光学的安定状態からなる双安定状態を有し、従
って前述の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の光学的安定状態に液晶が配向されている。ま
た、この型の液晶は、加えられる電界に応答して、上2
2つの安定状態のいずれかを取り、かつ、電界の印加の
ないときはその状態を維持する性質(双安定性)を有す
る。
以上の様な双安定性を有する特徴に加えて、強誘電性液
晶は高速応答性であるという優れた特徴を持つ。それは
強誘電性液晶の持つ自発分極と印加電場が直接作用して
配向状態の転移を誘起するためであり、誘電率異方性と
電場の作用による応答速度より3〜4オーダー速い。
この様に強誘電性液晶はきわめて優れた特性を潜在的に
有しており、この様な性質を利用することにより上述し
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。特に、高速光学光シャッターや
高密度、大画面デイスプレィへの応用が期待される。こ
のため強誘電性を持つ液晶材料に関しては広(研究がな
されているが、現在までに開発された強誘電性液晶材料
は、低温作動特性、高速応答性等を含めて液晶素子に用
いる十分な特性を備えているとは言い難い。
応答時間でと自発分極の大きさPsおよび粘度ηの間に
は、下記の式[11] %式%[] (ただし、Eは印加電界である) の関係が存在する。したがって応答速度を速くするには
、 (ア)自発分極の大きさPsを太き(する(イ)粘度η
を小さくする (つ)印加電界Eを大きくする 方法がある。しかじ印加電界は、IC等で駆動するため
上限があり、出来るだけ低い方が望ましい。
よって、実際には粘度nを小さ(するか、自発分極の大
きさPsの値を大きくする必要がある。
一般的に自発分極の大きい強誘電性カイラルスメクチッ
ク液晶化合物においては、自発分極のもたらすセルの内
部電界も大きく、双安定状態をとり得る素子構成への制
約が多くなる傾向にある。
又、いたずらに自発分極を太き(しても、それにつれて
粘度も太き(なる傾向にあり、結果的には応答速度はあ
まり速くならないことが考えられる。
また、実際のデイスプレィとしての使用温度範囲が、例
えば5〜40℃程度とした場合、応答速度の変化が一般
に20倍程もあり、駆動電圧及び周波数による調節の限
界を越えているのが現状である。
以上述べたように、強誘電性液晶素子を実用化するため
には、大きな自発分極と低い粘性による高速応答性を有
し、かつ応答速度の温度依存性の小さな強誘電性カイラ
ルスメクチック液晶組成物が要求されろ。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、強誘電性液晶素子を実用できるように
するために、応答速度が速(、しかもその応答速度の温
度依存性が軽減された液晶組成物、特に強誘電性カイラ
ルスメクチック液晶組成物、および該液晶組成物を使用
する液晶素子を提供することにある。
[課題を解決するための手段]および[作用]すなわち
、本発明の第一の発明は、下記−数式(1)で示される
液晶性化合物である。
(I) (式中、R1は炭素原子数1〜18のアルキル基、R2
は炭素原子数1〜12のアルキル基を表わす。
z’、 z2はそれぞれ独立に−H,−CH3,−0C
H3,−CNおよびハロゲン原子の中から選ばれるもの
を示す。
m、nは0.1または2、pは1または2を示し、且つ
m + n + pは2または3である。Xは単または CH2C−を示す。Coは不斉炭素原子を示す。) また、第二の発明は、前記−数式(I)で示される液晶
性化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とする
液晶組成物、特に強誘電性カイラルスメクチック液晶組
成物である。
さらに、第三の発明は、前記−数式(I)で示される液
晶性化合物の少なくとも1種を含有する液晶組成物、特
に強誘電性カイラルスメクチック液晶組成物を一対の電
極基板間に配置してなることを特徴とする液晶素子であ
る。
本発明者等は、上記の液晶組成物およびそれを使用した
液晶素子を用いることにより、高速応答性、応答速度の
温度依存性の軽減等の緒特性の改良がなされ、良好な表
示特性が得られることを見い出したものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
前記−数式(I)で示される液晶性化合物において、R
1は炭素原子数が1〜18、好ましくは2〜16のアル
キル基であるが、該アルキル基は直鎖状または分岐状で
あってもよい。
また、R2は炭素原子数1〜12、好ましくは2〜10
のアルキル基であるが、該アルキル基は直鎖状または分
岐状であってもよい。
次に、前記−数式(I)で表わされる液晶性化合物の合
成法の1例を以下に示す。
−数式(1)において、 ■Yが単結合の場合 ■Yが−CO 1 −C)120−の場合 ■Yが一〇〇−1 11 −OCH,−の場合 ■Yが−CCH2−の場合 1 ■Yが−CH20−の場合 1 ただし、上記式中、R’、R2,X、A、B、m。
n+ pは前記定義のとおりである。
次に、以上のようにして合成することができる前記−数
式(I)で示される液晶性化合物の具体的な構造を以下
に示す。
( ■ −1) ( ■ −2) ( 3) ( ■ 4) ( ■ −5) (I −6) (I −7) (I −8) (I −9) (1 10) ( ■ −11) ( I −12) ( I −13) ( ■ −14) ( ■ 15) ( I −16) ( I −17) ( I −18) ( I −19) ( I −20) ( ■ 21) ( ■ =22) ( ■ 23) ( ■ 24) ( ■ 25) ( I −26) υ ( I −27) ( ■ 28) ( I −29) ( ■ 30) ( ■ 31) ( ■ −32) ( ■ 33) ( ■ 34) ( 1−35) υ υ ( ■ −36) υ ( ■ −37) ( ■ −38) υ ( ■ −39) ( ■ −40) ( ■ −41) ( ■ =42) ( ■ 43) ( ■ 44) ( ■ 45) ( I −46) ( 1−47) ( ■ −48) ( I −49) ( ■ −50) ( ■ −51) ( ■ −52) ( ■ −53) ( I −54) ( ■ 55) ( ■ −56) ( 1−57> ( ■ −58) ( I −59) ( I −60) ( ■ −61) ( ■ 62) ( ■ =63) ( ■ −64) ( ■ 65) ( I −66) ( ■ −67) ( ■ 68) ( ■ 69) ( I −70) ( ■ −71) ( ■ 72) ( 73) ( −741 ( ■ −75) υ υ ( I −76) ( ■ −77) (1−781 ( ■ −79) ( I −80) ( 1−1111) ( ■ −82) ( ■ −83) ( ■ =84) ( ■ 85) υ (I −86) ( ■ −87) ( ■ 88) ( ■ 89) ( I −90) 〔■ −91) ( 92) ( I −93) ( I −94) ( ■ 95) υ (I −96) 本発明の液晶組成物は前記−数式(I)で示される液晶
性化合物の少なくとも1種と、他の液晶性化合物の1種
以上とを適当な割合で混合することにより得ることがで
きる。
また、本発明による液晶組成物は強誘電性液晶組成物、
特に強誘電性カイラルスメクチック液晶組成物が好まし
い。
次に、本発明で用いられる他の液晶性化合物の具体例を
下記に示す。
(3) (5) (6) (7) (8) (9) (lO) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (73) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) υ (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (iog) (109) (110) (ill) (112) (113) (114) (115) (116) (117) 0 0 (11g) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (125) (126) (127) (128) (129) (130) (131) (132) (133) (134) (135) (136) (137) (13g) (139) (140) (141) (142) (143) (144) (145) (146) (147) F (148) (149) (150) (151) (152) (153) (154) (155) (156) (157) (15g) (159) (160) (161) (162) (163) (164) (165) (166) (167) (168) (169) (170) (171) (172) (173) (174) (175) (176) (177) (178) (179) (180) (181) (182) (183) (184) (185) (186) (187) (1gg) (189) (190) (191) (192) (193) (194) (195) (196) (197) (19g) (199) (200) (201) (203) (205) (206) (207) (20g) (209) (210) (211) (212) (213) (214) (215) (216) (217) C3゜H2,0台C)120台OCJ+e(21g) C12)1.、o+CH2O+OC,H(219) (220) (221) (222) (223) (224) (225) (226) (227) (228) (229) (230) (231) (232) (233) (234) (235) (236) (237) (23g) 本発明の液晶性化合物と、1種以上の上述の液晶性化合
物あるいはそれを含む液晶組成物(以下、液晶材料と略
記する。)との配合割合は、液晶材料100重量部当り
、本発明の液晶性化合物を1〜500重量部、好ましく
は1〜200重量部とすることが望ましい。
また、本発明の液晶性化合物を2種以上用いる場合も液
晶材料との配合割合は、前述した液晶材料100重量部
当り、本発明の液晶性化合物の2種以上の混合物を1〜
500重量部、好ましくは1〜200重量部とすること
が望ましい。
さらに、本発明による強誘電性液晶素子における強誘電
性液晶層は、先に示したようにして作製した強誘電性液
晶組成物を真空中、等方性液体温度まで加熱し、素子セ
ル中に封入し、徐々に冷却して液晶層を形成させ常圧に
もどすことが好ましい。
第1図は強誘電性液晶素子の構成の説明のために、本発
明の強誘電性液晶層を有する液晶素子の一例を示す断面
概略図である。
第1図において、符号1は強誘電性液晶層、2はガラス
基板、3は透明電極、4は絶縁性配向制御層、5はスペ
ーサー 6はリード線、7は電源、8は偏光板、9は光
源を示している。
2枚のガラス基板2には、それぞれI n z 03 
+5no2あるいはITO(インジウム チン オキサ
イド; Indium Tin 0xide)等の薄膜
から成る透明電極3が被覆されている。その上にポリイ
ミドの様な高分子の薄膜をガーゼやアセテート植毛布等
でラビングして、液晶をラビング方向に並べる絶縁性配
向制御層4が形成されている。また、絶縁物質として、
例えばシリコン窒化物、水素を含有するシリコン炭化物
、シリコン酸化物、硼素窒化物、水素を含有する硼素窒
化物、セリウム酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニ
ウム酸化物、チタン酸化物やフッ化マグネシウムなどの
無機物質絶縁層を形成し、その上にポリビニルアルコー
ル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミ
ド、ポリバラキシレン、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸
ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、
メラミン樹脂、ユリャ樹脂、アクリル樹脂やフォトレジ
スト樹脂などの有機絶縁物質を配向制御層として、2層
で絶縁性配向制御層4が形成されていてもよく、また無
機物質絶縁性配向制御層あるいは有機物質絶縁性配向制
御層単層であっても良い。この絶縁性配向制御層が無機
系ならば蒸着法などで形成でき、有機系ならば有機絶縁
物質を溶解させた溶液、またはその前駆体溶液(溶剤に
0.1〜20重量%、好ましくは0.2〜lO重量%)
を用いて、スピンナー塗布法、浸漬塗布法、スクリーン
印刷法、スプレー塗布法、ロール塗布法等で塗布し、所
定の硬化条件下(例えば加熱下)で硬化させ形成させる
ことができる。
絶縁性配向制御層4の層厚は通常30人〜1μ11好ま
しくは30人〜3000人、さらに好ましくは50人〜
1000人が適している。
この2枚のガラス基板2はスペーサー5によって任意の
間隔に保たれている0例えば、所定の直径を持つシリカ
ビーズ、アルミナビーズをスペーサーとしてガラス基板
2枚で挟持し、周囲をシール材、例えばエポキシ系接着
材を用いて密封する方法がある。その他、スペーサーと
して高分子フィルムやガラスファイバーを使用しても良
い。
この2枚のガラス基板の間に強誘電性液晶が封入されて
いる。
強誘電性液晶が封入された強誘電性液晶層1は、一般に
は0.5〜20μm、好ましくは1〜5μmである。
透明電極3からはリード線によって外部の電源7に接続
されている。
またガラス基板2の外側には偏光板8が貼り合わせであ
る。
第1図は透過型なので光源9を備えている。
第2図は、強誘電性液晶子の動作説明のために、セルの
例を模式的に描いたものである。21aと21bは、そ
れぞれIn20a  SnO,あるいはITO(Ind
ium−Tin 0xide)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22がガラス面に垂直になるよう配向したSmC
@相又はSmH”相の液晶が封入されている。太線で示
した!JA23が液晶分子を表わしており、この液晶分
子23はその分子に直交した方向に双極子モーメント(
Pよ)24を有している。基板21aと21b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23
のらせん構造がほどけ、双極子モーメント(P↓)24
がすべて電界方向に向くよう、液晶分子23は配向方向
を変えることができる。液晶分子23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、従って例えばガラス面の上下に互いにクロスニフ
ルの偏光子を置けば、電圧印加極性によって光学特性が
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。
本発明における光学変調素子で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3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、その双極子モーメン
トPaまたはpbは上向き(34a)又は下向き(34
b)のどちらかの状態をとる。このようなセルに、第3
図に示す如く一定の閾値以上の極性の異なる電界Ea又
はEbを電圧印加手段31aと31bにより付与すると
、双極子モーメントは、電界Ea又はEbの電界ベクト
ルに対応して上向き34a又は下向き34bと向きを変
え、それに応じて液晶分子は、第1の安定状態33aか
あるいは第2の安定状態33bの何れか一方に配向する
このような強誘電性液晶素子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3図によって更に説明すると、電界Ea
を印加すると液晶分子は第1の安定状態33aに配向す
るが、この状態は電界を切っても安定である。又、逆向
きの電界Ebを印加すると、液晶分子は第2の安定状態
33bに配向して、その分子の向きを変えるが、やはり
電界を切ってもこの状態に留っている。又、与える電界
EaあるいはEbが一定の閾値を越えない限り、それぞ
れ前の配向状態にやはり維持されている。
[実施例] 以下、実施例により本発明について更に詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない
実施例1 4−デシルオキシビフェニル−4′−カルボン酸4″−
(3−トリフルオロメチルへブチル)フェニルエステル
(I −62)の製造 下記工程に従い、4−デシルオキシビフェニル−4′−
カルボン酸4″−(3−トリフルオロメチルへブチル)
フェニルエステルを製造した。
U 工程1) 4−(3−トリフルオロメチルヘプタノイル)アニソー
ルの製造 二硫化炭素4.5mf、アニソール0.33g 、塩化
アルミニウム0.6gの混合物に、(+)−3−)リフ
ルオロメチルへブタン酸0.6gに塩化チオニル4m!
!を作用させて得た酸塩化物を加え、50℃に加熱し、
1時間撹拌した。反応終了後、氷冷し、塩酸を加えて酸
性としてからジエチルエーテルで抽出した。得られたエ
ーテル層は炭酸水素ナトリウム水溶液で/IC浄し、無
水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧蒸留にて精製し、目
的の4−(3−トリフルオロメチルヘプタノイル)アニ
ソール0.48gを得た。(収率55%) (1)p、 140〜150℃10.45mmHg )
工程2) 4−(3−トリフルオロメチルへブチル)アニソールの
製造 水素化リチウムアルミニウム0.1gに乾燥ジエチルエ
ーテル2.5 ml!を入れて撹拌しているところへ、
塩化アルミニウム0.275gを乾燥ジエチルエーテル
2.5mj)と共に加えた。更に、工程l)で得た4−
(3−トリフルオロメチルヘプタノイル)アニソール0
.48gを2.5mj)のジエチルエーテル溶液に溶解
したものを加え、30分間、加熱還流を行った。反応終
了後、6N硫酸5mi+を加え、ジエチルエーテルで抽
出した。得られたエーテル層を無水硫酸ナトリウムで乾
燥後、溶媒を留去し、粗4−(3−)−リフルオロメチ
ルへブチル)アニソールを0.46g得た。これはこの
まま次の工程に用いた。
工程3) 4−(3−トリフルオロメチルへブチル)フェノールの
製造 工程2)で得た4−(3−トリフルオロメチルへブチ゛
ル)アニソール0.46gと、酢酸15mA’と、47
%臭化水素酸2.8mρの混合溶液を13時間加熱還流
により反応させた。反応終了後、氷水50m1)を加え
、ジエチルエーテルで抽出し、得られたエーテル層は炭
酸水素ナトリウム水溶液で3回洗浄した。無水硫酸ナト
リウムで乾燥後、溶媒を留去し、減圧蒸留により精製を
行い、目的物の4−(3−トリフルオロメチルへブチル
)フェノールを0.24g得た。
(収率56%) (bp、 140〜145℃10.036mmHg)工
程4) 4−デシルオキシビフェニル−4′−カルボン酸4″−
(3−トリフルオロメチルへブチル)フェニルエステル
の製造 4−デシルオキシビフェニル−4′−カルボン酸0.4
gを塩化チオニル2mj)と加熱還流を1.5時間行い
、過剰の塩化チオニルを留去し、酸塩化物を得た。一方
、トリエチレンジアミン0.21gを、工程3)テ得た
4−(3−トリフルオロメチルへブチル)フェノール0
.24gの乾燥テトラヒドロフラン溶液に加え、これを
酸塩化物に加え、50℃で2時間撹拌しながら反応させ
た。さらに、60%水素化ナトリウム0.04gを加え
、70°Cで2時間撹拌した。反応終了後、3N塩酸で
中和し、ジクロロメタンで抽出した。得られた有機層は
、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を留去し、薄層ク
ロマトグラフィーで精製した。(展開溶媒:1回目ヘキ
サン/酢酸エチル= 10/ 1.2回目ベンゼン/ヘ
キサン=415)得られた精製物を、さらにエタノール
1.5+nj!とジエチルエーテル0.2 m!!の混
合溶媒で再結晶を行い、0.24gの(−)−4−デシ
ルオキシビフェニル−4′−カルボン酸4”−(3−ト
リフルオロメチルヘブチル)フェニルエステルを得た。
%) [al o”   3.2’ (C2、’y o o 
* ルb )[α) ::、−3,3°(C2、クロロ
ホルム)相転移温度(°C) (収率44 実施例2 下記例示化合物を下記の重量部で混合し、液晶組成物A
を作成した。
例示化合物 No。
(153) (154) (225) (213) (226) 構造式 %式% (214) 構造式 重量部 更に、この液晶組成物Aに対して、実施例1で合成した
液晶性化合物(I −62)を以下に示す重量部で混合
し、液晶組成物Bを作成した。
例示化合物No、    構造式      重量部(
1−62) 液晶組成物A         95 2枚の0.7mm厚のガラス板を用意し、それぞれのガ
ラス板上にITO膜を形成し、電圧印加電極を作成し、
さらにこの上にSiO□を蒸着させ絶縁層とした。ガラ
ス板上にシランカップリング剤[信越化学■製、KBM
−602] 0.2%イソプロピルアルコール溶液を回
転数2000r、 p、 m、のスピンナーで15秒間
塗布し、表面処理を施した。この7i120℃にて20
分間加熱乾燥処理を施した。
さらに、表面処理を行なったITO膜付きのガラス板上
にポリイミド樹脂前駆体【東し■製、5P−51011
,5%ジメチルアセトアミド溶液を回転数200Or、
 p、 m、のスピンナーで15秒間塗布した。成膜後
、60分間、300℃で加熱縮合焼成処理を施した。こ
の時の塗膜の膜厚は、約250人であった。
この焼成後の被膜には、アセテート植毛布によるラビン
グ処理がなされ、その後イソプロピルアルコール液で洗
浄し、平均粒径2μmのアルミナビーズを一方のガラス
板上に散布した後、それぞれのラビング処理軸が互いに
平行となる様にし、接着シール剤〔チッソ■製、リクソ
ンボンド〕を用いてガラス板をはり合わせ、60分間、
100℃にて加熱乾燥しセルを作成した。このセルのセ
ル厚をベレック位相板によって測定したところ、約2μ
mであった。
このセルに液晶組成物Bを等方性液体状態で注太し、等
方相から20℃/hで25℃まで徐冷することにより強
誘電性液晶素子を作成した。
この強誘電性液晶素子を使って自発分極(Ps)の大き
さ及びピーク・トウ・ピーク電圧V 、、= 20Vの
電圧印加により直交ニコル下での光学的な応答(透過光
量変化0〜90%)を検知して応答速度(以後、光学応
答速度という)を測定した。その結果を表1に示す。
表  1 実施例3 実施例2で使用したポリイミド樹脂前駆体1.5%ジメ
チルアセトアミド溶液に代えて、ポリビニルアルコール
樹脂(クラレ■製、PUA−117) 2%水溶液を用
いた他は全(同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、
実施例2と同様の方法で光学応答速度を測定した。その
結果を次に示す。
温  度      45℃     30℃    
 lO℃光学応答速度  38psec   71μs
ec  198g5ec実施例4 実施例2で使用したSiO□を用いずに、ポリイミド樹
脂だけで配向制御膜を作成した以外は全(実施例2と同
様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、実施例2と同様
の方法で光学応答速度を測定した。その結果を次に示す
温  度      45℃     30℃    
 10℃光学応答速度  36#Lsec   67p
sec  192g5ec実施例3.4より明らかなよ
うに、素子構成を代えた場合でも本発明に係る強誘電性
液晶組成物を用いることにより、高速応答性という面で
優れた液晶素子が得られた。
実施例5 4−才クチルオキシビフェニル−4′−カルボン酸4=
−(31−リフルオロメチルへブチル)フェニルエステ
ル(I −82)の製造 実施例1の工程1)において、(+)−3−)リフルオ
ロメチルへブタン酸の代わりに(−)−3−トリフルオ
ロメチルへブタン酸を用い、工程4)の4−デシルオキ
シビフェニル−4′−カルボン酸の代わりに4−オクチ
ルオキシビフェニル−4′−カルボン酸を用いる他は実
施例1と同様の工程により、4−才クチルオキシビフェ
ニル−4′−カルボン酸4″−(3−トリフルオロメチ
ルへブチル)フェニルエステルを得た。
実施例6 4−(5′−へブチル−2′−ピリミジニル)安息香酸
4″−(3−トリフルオロメチルへブチル)フェニルエ
ステル ( 1−83)の製造 実施例1の工程1)において、(+)−3−ト’J フ
ルオロメチルへブタン酸の代わりに(−)−3−)リフ
ルオロメチルへブタン酸を用い、工程4)において4−
デシルオキシビフェニル−4′−カルボン酸の代わりに
4− (5’−へブチル−2′−ピリミジニル)安息香
酸を用いる他は実施例1と同様の工程により、4−(5
’−へブチル−2′−ピリミジニル)安息香酸4″−(
3−トリフルオロメチルへブチル)フェニルエステルを
得た。
[a] o8+2.43° +  IQ] 4;11 
+3.95゜(C3,04、CHCl3 ) 実施例7 4−(4’−オクチルシクロヘキシル)安息香酸4″−
(3−トリフルオロメチルへブチル)フェニルエステル
(I −84)の製造 実施例1の工程l)において、(+)−3−トリフルオ
ロメチルへブタン酸の代わりに(−)−3−トリフルオ
ロメチルへブタン酸を用い、工程4)において4−デシ
ルオキシビフェニル−4′−カルボン酸の代わりに4−
(4’−オクチルシクロヘキシル)安息香酸を用いる他
は、実施例1と同様の工程により、4−(4′−オクチ
ルシクロヘキシル)安息香酸4″−(3−トリフルオロ
メチルへブチル)フェニルエステルを得た。
[G] 二”’+2.17° +  [G ] a’s
’s’+ 3.49’(C2,12、CHCl、 ) 実施例8 4−デシルオキシ−4′−ビフェニルカルボン酸4″−
(3−トリフルオロメチルノニル)フェニルエステル(
1−85)の製造 下記工程により4−デシルオキシ−4′−ビフェニルカ
ルボン酸4″−(3−トリフルオロメチルノニル)フェ
ニルエステルを得た。
υ 実施例1の工程1)において、(+)−3−トリフルオ
ロメチルへブタン酸の代わりに(−) −3−)リフル
オロメチルノナン酸を用いる以外は、実施例1と同様の
工程により、4−デシルオキシ−4′−ビフェニルカル
ボン酸4″−(3−トリフルオロメチルノニル)フェニ
ルエステルを得た。
[a] 二’  +1.3° 、 [α] +:’s’
+2.8゜(C1,06、CHCl3 ) 実施例9 4−ドデシルオキシ−4′−ビフェニルカルボン酸4″
−(3−トリフルオロメチルノニル)フェニルエステル
(I −86)の製造 実施例8において、4−デシルオキシ−4′−ビフェニ
ルカルボン酸の代わりに4−ドデシルオキシ−4′−ビ
フェニルカルボン酸を用いる以外は、実施例8と同様の
工程により、4−ドデシルオキシ−4′−ビフェニルカ
ルボン酸4″−(3−トリフルオロメチルノニル)フェ
ニルエステルを得た。
[α]。 +1.5° 、[α] 4:S +3.4゜
(C1,002、ClCl5) 実施例10 4−オクチルオキシ−4′−ビフェニルカルボン酸4″
−(3−トリフルオロメチルノニル)フェニルエステル
(I −871の製造 U 実施例8において、4−デシルオキシ−4′−ビフェニ
ルカルボン酸の代わりに4−オクチルオキシ4′−ビフ
ェニルカルボン酸を用いる以外は、実施例8と同様の工
程により、4−才クチルオキシ−4′−ビフェニルカル
ボン酸4″−(3−トリフルオロメチルノニル)フェニ
ルエステルを得た。
[a] 二’  +1.7° 、 [α] 438  
+3.3゜(C1,029、CHCl3) 実施例5〜lOで製造した液晶性化合物の相転移温度を
下記の表2に示す。
実施例11 4−ドデシルオキシビフェニル−4′−カルボン酸4″
−(3−トリフルオロメチルへブチル)フェニルエステ
ル(I −88)の製造 実施例1の工程4)において、4−デシルオキシビフェ
ニル−4′−カルボン酸の代わりに4−ドデシルオキシ
ビフェニル−4′−カルボン酸を用いる他は、実施例1
と同様の工程により、4−ドデシルオキシビフェニル−
4′−カルボン酸4″−(3−トリフルオロメチルへブ
チル)フェニルエステルを得た。
[α コ ニ’    −1,6°   、  [α 
コ :: 5   2.8 ・(C3,30、CHCl
3  ) 実施例12 4−ヘキサデシルオキシビフェニル−4′−カルボン酸
4″−(3−トリフルオロメチルへブチル)フェニルエ
ステル(1−89)の製造 実施例1の工程4)において、4−デシルオキシビフェ
ニル−4′−カルボン酸の代わりに4−へキサデシルオ
キシビフェニル−4′−カルボン酸を用いる他は、実施
例1と同様の工程により、4−ヘキサデシルオキシビフ
ェニル−4′−カルボン酸4″−(3−トリフルオロメ
チルへブチル)フェニルエステルを得た。
[α]二’  −1,2° 、 [α] <:52.2
’(C3,34、CHCl3) 実施例13 4−へキシルオキシビフェニル−4′−カルボン酸4″
=(3−トリフルオロメチルヘプチル)フェニルエステ
ル(I −90)の製造 実施例1の工程4)において、4−デシルオキシビフェ
ニル−4′−カルボン酸の代わりに4−へキシルオキシ
ビフェニル−4′−カルボン酸を用いる他は、実施例1
と同様の工程により、4−へキシルオキシビフェニル−
4′−カルボン酸4″−(3−トリフルオロメチルヘプ
チル)フェニルエステルを得た。
[α]二′ −2,4° 、 [α]″4;5  3.
8゜(C2,53、CHCl3  ) 実施例14 4−へブチルビフェニル−4′−カルボン酸4″−(3
−トリフルオロメチルへブチル)フェニルエステル(I
 −91)の製造 実施例1の工程4)において、4−デシルオキシビフェ
ニル−4′−カルボン酸の代わりに4−ヘプチルビフェ
ニル−4′−カルボン酸を用いる他は、実施例1と同様
の工程により、4−へブチルビフェニル−4′−カルボ
ン酸4″−(3−トリフルオロメチルへブチル)フェニ
ルエステルを得た。
[α]二6−2.1° 、[α]唇s  3.4・(C
2,33、CHCl3 ) 実施例15 4−ヘキサデシルオキシビフェニル−4′−カルボン酸
4″−(3−トリフルオロメチルノニル)フェニルエス
テル(I −92>の製造 実施例8において、4−デシルオキシビフェニル−4′
−カルボン酸の代わりに4−ヘキサデシルオキシビフェ
ニル−4′−カルボン酸を用いる他は、実施例8と同様
の工程により、4−ヘキサデシルオキシビフェニル−4
′−カルボン酸4″−(3−トリフルオロメチルノニル
)フェニルエステルを得た。
実施例16 4−へブチルビフェニル−4′−カルボン酸4″−(3
−トリフルオロメチルノニル)フェニルエステル(I 
−931の製造 実施例8において、4−デシルオキシビフェニル−4′
−カルボン酸の代わりに4〜へブチルビフェニル−4′
−カルボン酸を用いる他は、実施例8と同様の工程によ
り、4−へブチルビフェニル−4′−カルボン酸4″−
(3−トリフルオロメチルノニル)フェニルエステルを
得た。
実施例17 4−(5’−へブチル−2′−ピリミジル)安息香酸4
”−(3−)リフルオロメチルノニル)フェニルエステ
ル(I −94)の製造 実施例8において、4−デシルオキシビフェニル−4′
−カルボン酸の代わりに4〜(5′−へプチル−2′−
ピリミジル)安息香酸な用いる他は、実施例8と同様の
工程により、4−(5′−へブチル−2′−ピリミジル
)安息香酸4″=(3−トリフルオロメチルノニル)フ
ェニルエステルを得た。
[α]二’  +1.49’ 、  [a] <:s 
+4.98゜(C1,00、CHCl3 ) 実施例18 4−(4’−オクチルシクロヘキシル)安息香酸4″−
(3−トリフルオロメチルノニル)フェニルエステル(
I −951の製造 実施例8において、4−デシルオキシビフェニル−4′
−カルボン酸の代わりに4−(4’−オクチルシクロヘ
キシル)安息香酸を用いる他は、実施例8と同様の工程
により、4− (4’−オクチルシクロヘキシル)安息
香酸4″−(3−トリフルオロメチルノニル)フェニル
エステルを得た。
[α]  4:S  +4.71@(CO,85、CH
Cla )実施例19 4−へキシルオキシビフェニル−4′−カルボン酸4″
=(3−トリフルオロメチルノニル)フェニルエステル
(I −961の製造 実施例8において、4−デシルオキシビフェニル−4′
−カルボン酸の代わりに4−ヘキシルオキシビフェニル
−4′−カルボン酸を用いる他は、実施例8と同様の工
程により、4−へキシルオキシビフェニル−4′−カル
ボン酸4″−(3−トリフルオロメチルノニル)フェニ
ルエステルを得た。
[α]二’  +2.96°、[α] ::s +7.
9゜(CO,81、CHCl3 ) 実施例11〜19で製造した液晶性化合物の相転移温度
を下記の表3に示す。
[発明の効果] 以上説明した様に、本発明の液晶性化合物を含有する強
誘電性液晶組成物を使用した素子は、スイッチング特性
が良好で、かつ応答速度の温度依存性の軽減された液晶
素子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の強誘電性液晶層を用いた液晶表示素子
の一例を示す断面概略図、第2図および第3図は強誘電
性液晶素子の動作説明のために、素子セルの一例を模式
的に表わす斜視図である。 ■・・・強誘電性液晶層 2・・・ガラス基板3・・・
透明電極    4・・・絶縁性配向制御層5・・・ス
ペーサー   6・・・リード線7・・・電源    
  8・・・偏光板9・・・光源      ■。・・
・入射光■・・・透過光 21a・・・基板     21b・・・基板22・・
・液晶分子層   23・・・液晶分子24・・・双極
子モーメント(Pi )31a、 31b・・・電圧印
加手段 33a・・・第1の安定状態 33b・・・第2の安定状態 34a・・・上向き双極子モーメント 34b・・・下向き双極子モーメント Ea・・・上向きの電界 Eb・・・下向きの電界

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記一般式( I )で示される液晶性化合物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ( I ) (式中、R^1は炭素原子数1〜18のアルキル基、R
    ^2は炭素原子数1〜12のアルキル基を表わす。 A、Bはそれぞれ独立に▲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▼および ▲数式、化学式、表等があります▼の中から選ばれるも
    のを示す。 Z^1、Z^2はそれぞれ独立に−H、−CH_3、−
    OCH_3、−CNおよびハロゲン原子の中から選ばれ
    るものを示す。 m、nは0、1または2、pは1または2を示し、且つ
    m+n+pは2または3である。Xは単結合、−O−、
    ▲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▼
    または▲数式、化学式、表等があります▼、Yは単結合
    、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式
    、表等があります▼、−CH_2O−、−OCH_2−
    、▲数式、化学式、表等があります▼または▲数式、化
    学式、表等があります▼を示す。C^*は不斉炭素原子
    を示す。)
  2. (2)下記一般式( I )で示される液晶性化合物の少
    なくとも1種を含有することを特徴とする液晶組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ( I ) (式中、R^1は炭素原子数1〜18のアルキル基、R
    ^2は炭素原子数1〜12のアルキル基を示す。 A、Bはそれぞれ独立に▲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▼および ▲数式、化学式、表等があります▼の中から選ばれるも
    のを示す。 Z^1、Z^2はそれぞれ独立に−H、−CH_3、−
    OCH_3、−CNおよびハロゲン原子の中から選ばれ
    るものを示す。 m、nは0、1または2、pは1または2を示し、且つ
    m+n+pは2または3である。Xは単結合、−O−、
    ▲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▼
    または▲数式、化学式、表等があります▼、Yは単結合
    、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式
    、表等があります▼、−CH_2O−、−OCH_2−
    、▲数式、化学式、表等があります▼または▲数式、化
    学式、表等があります▼を示す。C^*は不斉炭素原子
    を示す。)
  3. (3)請求項2記載の液晶組成物を一対の電極基板間に
    配置してなることを特徴とする液晶素子。
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