JPH0621112B2

JPH0621112B2 - ２置換エタン及びその液晶材料、液晶装置、液晶材料の製造における利用

Info

Publication number: JPH0621112B2
Application number: JP59100357A
Authority: JP
Inventors: ジヨン・アンソニ−・ジエンナ−; イアン・チヤ−ルズ・セイジ; ロバ−ト・アンドリユ−・スミス
Original assignee: BII DEII ETSUCHI Ltd; IGIRISU
Current assignee: BII DEII ETSUCHI Ltd; IGIRISU
Priority date: 1983-05-20
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: EP0126601B1; JPS59231042A; DE3460761D1; US4602851A; GB8314077D0; EP0126601A1; DD231368A5

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、２置換エタンと、液晶材料及び液晶装置そし
て液晶材料の製造における該エタンの利用に係る。

デジタル計算器、時計、計器及び簡単な言語表示器のよ
うなデイスプレイ装置における電気光学的効果を持つ液
晶材料の利用については良く知られている。しかしなが
ら、液晶材料が全ての点で理想的なものではないという
ことが知られており、近年当該技術分野では液晶材料の
特製を改善するような多くの研究が行われている。

液晶材料は通常特別に選択した混合組成物から成り、改
善された特性の組合せを有する新しい混合物を調製する
ことにより液晶材料が改良されている。

本発明によると、先ず第１番目に、式の液晶化合物の製造に適した新規カルボン酸が提供され
る。

第２番目に、本発明により、上記式１の化合物の使用方
法、即ち、前記酸又はその誘導体を適当なアルコールで
エステル化することによつて得られる式１の酸のエステ
ルである液晶化合物の製造方法が提供される。

第３番目に、本発明により第２番目に述べた方法で生成
される下記式の液晶エステルが提供される。

（式中、Ｘは適宜置換されたアリール又は脂環式環構造
であり、Ｒはアルキルである。）好ましくは、式IIのＸは適宜置換されたフエニル，ビフ
エニル，シクロヘキシル，ビシクロヘキシル，シクロヘ
キシルフエニル，及びビシクロ−オクチル基から選択さ
れる。

Ｘの特に物ましい構造を次に示す： (i) ここでＲ_１は水素，アルキル，アルコキシ，ハロゲン又
はシアノから選択され、Ｑ₁とＱ₂とは各々独立して水
素，ハロゲン，シアノ，ニトロから選択される。

(ii) ここで、Ｒ₁は上記したのと同義であり、Ｑ₃とＱ₄は各
々独立して水素およびフツ素から選択される。

式IIのＸの基に関する他の可能な群を次に示す：ここでＲ₁は上記に示されており、はトランス−１，４−２置換シクロヘキサン環を示し、は１，４−２置換ビシクロ（２，２，２）オクタン環を
示す。

Ｒ₁基は特に好ましくはアルキルおよびシアノ基であ
る。

Ｒ又はＲ₁がアルキル基であるか、アルキル基を含有し
ている場合、該アルキル基は例えばキラル中心を含むよ
うな分枝鎖を持つ基でもありうるが、好ましくは１乃至
１２の炭素原子を持つｎ−アルキルである。

Ｒ₁がハロゲンである場合には、フツ素又は塩素が好ま
しい。

式Ｉのカルボン酸は、それに対応するシアノ化合物（英
国特許No.２０２３１３６Ｂの主題）の例えば酸の溶液
中での加水分解で得られる。このシアノ化合物を次に示
す：式Ｉの酸を式Ｘ−OH（Ｘは上記の通り）の適当なアルコ
ールと共に反応させ、既知のいかなるエステル化法、例
えば無水トリフルオロ酢酸又はホウ酸と硫酸の触媒作用
の下でのエステル化法により、式IIの所要のエステルを
形成できる。一方、式Ｉの酸は酸塩化物のような酸の誘
導体に転換され得、その誘導体は塩基の存在下にＸ−OH
のアルコールと反応しうる。既知の手法自体を含むこの
ような手順による式IIのエステルの調製例を以下に示
す。

式IIのエステルは電気光学的デイスプレイに使用する液
晶材料（混合物）の重要な成分である。典型的にそのエ
ステルの透明点（clearing point）は高く、Ｔ_N-Iすな
わち液晶から液体への転移温度は例えば１００℃以上で
あり、そのエステルを添加する混合物の透明点を上昇さ
せるのに有用である。

このように、式Ｉの酸は、種々の液晶エステル特に式II
のエステルの貴重な前駆物質となる。

ネマチツク又はキラルなネマチツク液晶化合物の使用が
適していると知られている電気光学的応用以外の他の応
用にも式IIの化合物は使用できる。例えば、英国特許出
願No.２０８３２４４Ａ及び２０８５５８５Ａに記載さ
れているような適用に使用するための、温度感応性の、
熱変色性材料の透明点の高い成分として式IIの化合物を
組み入れることができる。

Ｒ₁が水素，アルキル又はアルコキシで、Ｑ₁，Ｑ₂が水
素である式IIの化合物は、一般に誘電異方性が比較的小
さく、なかんずく適当な誘電異方性を持つ混合物を調製
するために、正又は負の材料として知られており且つ本
明細書中このように称されている（より大きい）正又は
負の誘電異方性の液晶材料に添加され得る。当業者に良
く知られているように、電気光学操作には液晶材料のこ
の誘電異方性が必要であり、与えられた周波数に対する
サインは液晶材料が使用されることになる電気光学装置
の種類によつて選択される。

Ｒ₁がＦ，Cl又はＣＮである式IIの化合物は一般に正の
誘電異方性を持つ（Ｒ₁がＣＮである場合には強い正で
ある）。

Ｑ₁および／又はＱ₂がＦ，Cl又はＣＮである式IICi)の
化合物は一般に負の材料であり（Ｑ₁および／又はＱ₂が
ＣＮである場合には強い負である）。同様に、Ｑ₃およ
び／又はＱ₄がＦである式II(ii)の化合物は一般に（弱
い）負の材料である。

式IIの化合物を強い正の材料に添加する際には、例えば
材料の透明点を拡大するために、強い正の成分（誘電異
方性が高い）として融点が十分低い化合物を選択する。
例えば、次に示す既知の群の化合物が正の材料として適
当である：上記式中、各Ｒ_Ｂは独立してｎ−アルキル又はｎ−アル
コキシであり、各Ｒ_Ａは独立してｎ−アルキルである。

一方、あるいは更に、既知の誘電異方性の小さい化合物
に式IIの化合物を添加し、例えば混合物全体の透明点を
上昇させることができる。十分に融点が低く、一般的に
誘電異方性の小さい既知の化合物の例は次の群である：上記式中、各Ｒ_Ｂは独立してｎ−アルキル又はｎ−アル
コキシであり、各Ｒ_Ａは独立してｎ−アルキルであり、
各Ｒ¹は独立してｎ−アルキル，ｎ−アルコキシ又はハ
ロゲンであり、Ｘ₁は水素又はフツ素であり、Ｑはハロ
ゲン例えば塩素又はフツ素である。

典型的には、１つ以上の式IIａからIIIｉの化合物に、
適宜１つ以上の式IVからIVｐの化合物と共に、１つ以上
の式IIの化合物を添加できる。

更に、高い透明点の化合物を、例えば下記の群から選択
される１つ以上の化合物が使用されうるような混合物に
追加してもよい。

上記式中、Ｒ_B，Ｒ_A，Ｘ₁は上記に定義した通りであ
る。

例えば、 −CN（ここでＲ_Ｃは(+)−２−メチルブチルであり、Ｒ
_Ｄは(+)−２−メチルブトキシである)のようなキラル添
加剤の如き他の特定の既知添加剤を必要に応じて混合物
に組み入れてもよい。

式IIの化合物と前記したような他の群の化合物を混和し
て得た液晶材料は下記のうちいずれかであり得る。

(i)多量化装置を含むねじれネマテイツク効果装置に使
用される正のネマテイツク材料。このような装置の例は
後記する。

(ii)フレデリツク効果の装置（負のネマテイツク型）に
使用される好ましくは多色性染料を含む負の材料。この
装置内では、電場の印加により分子配列がホメオトロピ
ツク配列（ＯＮの状態）からホモジニアス配列（ＯＦＦ
の状態）に変りうる。このような装置は後記する。

(iii)フレデリツク効果装置（正のネマテイツク型）で
使用される好ましくは多色性染料を含む正のネマテイツ
ク材料。この装置内では、電場の印加により分子配列が
ホモジニアス配列（ＯＦＦの状態）からホメオトロピツ
ク配列（ＯＮの状態）に変りうる。

(iv)コレステリツク記憶モードの装置に使用される適当
な固有抵抗（約１０⁹オーム−cm）のコレステリツク
（キラルなネマテイツク）な負の材料。この装置内で
は、電場の印加により分子配列がホモジニアス配列（Ｏ
ＦＦの状態）から散乱した焦点性円錐配列（scattering
focal conic texture）（ＯＮの状態）に変化しうる。

(v)コレステリツク−ネマテイツク相変化効果装置（正
のコントラスト型）に使用される、好ましくは多色性染
料をも含んだコレステリツクである強い負の材料。この
装置内では、電場の印加により分子配列が散乱性の弱い
すなわち透明な表面配列のホメオトロピツク配列（ＯＦ
Ｆの状態）から強い散乱性のねじれたホモジニアス配列
（ＯＮの状態）に変化しうる。

(vi)コレステリツク−ネマテイツクへ相変化効果装置
（負のコントラスト型）に使用される、好ましくは多色
性染料をも含んだコレステリツクである正の材料。この
装置内では、電場の印加により散乱性の焦点性円錐配列
（ＯＦＦの状態）から透明なホメオトロピツク配列（Ｏ
Ｎの状態）へと分子配列が変化しうる。

(vii)動的散乱効果装置内に使用される、適当な固有抵
抗（約１０⁹オーム−cm）を持つ負のネマテイツク材
料。この装置内では、電場の印加により透明なホメオト
ロピツク配列（ＯＦＦの状態）から乱れた散乱配列（Ｏ
Ｎの状態）に分子配列が変化しうる。

(viii)２つの周波数の切り替え効果装置（これはねじれ
たネマテイツク装置でありうる）に使用される正のネマ
テイツク材料。この装置内では、高周波数の電場を印加
することにより、この材料の透電異方性は（低周波数で
の）正（ＯＦＦの状態）から負（ＯＮの状態）へと変化
しうる。

(ix)英国特許出願No.８２１８８２１に概説された装置
に適合する材料。

上記装置の構造と操作及びこれらの装置に適した一般的
な材料は既知である。

ねじれネマテイツク効果装置、コレステリツク相からネ
マテイツク相への変化効果（負のコントラスト型）装
置、又はフレデリツク効果（正のネマテイツク型）装置
に用いられる液晶は下記のものを含有することが好まし
い：成分Ａ：１つ以上の式IIの化合物と成分Ｂ：適宜１つ以上の下記の成分を含む１つ以上の
式IIIａからIIIｆの化合物；成分Ｃ：１つ以上の式IVからIVｐの化合物；成分Ｄ：１つ以上の式ＶａからＶｊの化合物；成分Ｅ：１つ以上のキラル添加物。

ねじれネマテイツク効果及びフレデリツク（正のネマテ
イツク）効果には、材料中の下記の率で種々の成分を使
用する（各パーセントの総計を１００％にする）。

成分Ａ：５〜９５重量％（典型的には５〜４０重量
％）成分Ｂ：５〜９５重量％（典型的には５０〜８０重量
％）成分Ｃ：０〜９０重量％（典型的には５〜２５重量
％）成分Ｄ：０〜３０重量％（典型的には０〜１５重量
％）成分Ｅ：０〜５重量％（典型的には０〜１重量％）相変化（負のコントラスト型）には、下記の比率を用い
得る：成分ＡからＤ：上記した割合成分Ｅ：２〜２０重量％（典型的には４〜５重量％）フレデリツク（正のネマテイツク）及び相変化（負のコ
ントラスト型）効果には、全混合物の１．５〜１５％の
多色性染料を液晶材料に添加することが好ましい。適当
な染料は英国特許出願No.２０８１７３６Ａ，No.２０８
２１９ＡおよびNo.２０９３４７５Ａに記載されてい
る。典型的には、組み入れられた各染料化合物は全混合
物の１〜３重量％となる。

既知の手法、例えば全部を等方性液体にする正しい重量
比で成分の化合物を一緒に（例えば約１００℃）で熱す
るという簡単な方法で、式Ｉの化合物を含有する液晶材
料が得られる。

本発明を具体化する混合物のより一般的な例は、１つ以
上の上記の用途（実際の用途は混合物の等性に依存す
る）に使用される次に示す既知の族のいずれか１つ以上
に含まれる１つ以上の化合物と少なくとも１つの上記の
式Ｉの化合物とを混合することにより、得られる。

ｉ ii iii iv v vi vii viii ix ｘ xi xii xiii xiv xv xvi xvii xviii xix xx xxi xxii xxiii xxiv xxv xxvi xxvii 上記式中、はトランス−１，４−２置換シクロヘキサン環であり、は１，４−２置換ビシクロ（２，２，２）オクタン環で
あり、Ｘは１，４フエニレン基，４，４′ビフエニリル基２，６ナフチル基又はトランス−１，４−２置換シクロヘキサン環であ
り、Ｙ₁はCN,Ｒ′，ハロゲン，COO−Ｘ−Ｙ¹(Ｙ¹はＣＮ
又はＲ′又はＯＲ′であり、ＲとＲ′はアルキル基であ
る)又はこの誘導体であつて１つのベンゼン環において
Ｈがハロゲン例えばＦで置換されているものを示す。

好ましくは、式IIの化合物が混合物中の５〜９５重量％
となる。

本発明によれば、第４番目に、液晶装置が提供され、該
液晶装置は２つの絶縁基板を含んでおり、そのうちの少
なくとも１つは光学的に透明であり、電気光学的効果を
得るために電場が液晶材料層を横切ることを可能にする
ように基板と基板の内表面の電極の間に液晶材料層を狭
持し、液晶材料が上記式IIによる化合物から成るか、又
は該化合物を含んでいることを特徴とする。

本発明の前記装置は、ねじれネマテイツク効果装置（多
重化様式で操作してもよいし、しなくてもよい）、コレ
ステリツク−ネマテイツク相変化効果装置、フレデリツ
ク効果装置又は２周波転換効果装置、その他上記したよ
うな他の装置のいずれかであり得る。これらの装置はす
べて既知の方法で構成され得る。

これらの装置で式IIのエステルが利用される種々の方法
は以上に概説したとおりであり、当業者には更に自明で
ある。

以下、式ＩおよびIIの化合物の製造例と特性を示す。

実施例１：４−〔２−（トランス−４−ｎ−ペンチ
ルシクロヘキシル）エチル〕安息香酸（式Ｉ，Ｒ＝ｎ−
Ｃ₅Ｈ₁₁）１−（４−シアノフエニル）−２−（トランス−４−ｎ
−ペンチルシクロヘキシル）エタン（１０グラム，３
５．３ミリモル）を硫酸（７０％ｗ／ｗ７０ml）に添加
し、その混合物を撹拌し、１２５〜１３５℃で１８時間
加熱した。その後温度を１７０℃とし、混合物を１７０
℃で３時間撹拌した。この時点では、薄層クロマトによ
り混合物の中に出発物質を検出できなかつた。冷却した
混合物に水（１２０ml）を添加し、３０分間撹拌した。
粗生成物を過して除き、水（１００ml）で洗浄し、５
０℃で真空下で乾燥させた。収量は１０．６グラム（理
論の９９％）であつた。

氷酢酸（５０ml）で生成物を再結晶した。生成物の結晶
を水（２００ml）で洗浄し、４０℃で真空下で乾燥させ
た。収量は９．４グラム（理論の８８％）、融点は２０
１℃であつた。

実施例２：４−〔２−（トランス−４−エチルシク
ロヘキシル）エチル〕安息香酸の調製（式Ｉ，Ｒ＝Ｃ_２Ｈ₅）出発材料として１−（４−シアノフエニル）−２−（ト
ランス−４−エチルシクロヘキシル）エタンを用い、実
施例１と同様の手法を用いた。生成物の収量は理論の９
８％であり、融点は２１５〜２００℃であつた。

実施例３：４−ｎ−プロピルフエニル４−〔２−
（トランス−４−エチルシクロヘキシル）エチル〕ベン
ゾエイトの調製。

（式II，Ｒ＝Ｃ_２Ｈ₅，実施例２で調製した４−〔２−（トランス−４−エチル
シクロヘキシル）エチル〕安息香酸（１０．５グラム，
４０．３８ミリモル）を塩化チオニル（６０ml）で１時
間還流した。過剰な塩化チオニルを蒸留して除き、４−
〔２−（トランス−４−エチルシクロヘキシル）エチ
ル〕ベンゾイル塩化物（１１．２グラム，理論の１００
％）を得た。

上記の酸塩化物（１．５グラム，５．３９ミリモル）を
４−ｎ−プロピルフエニル（０．７３グラム，５．３９
ミリモル），トリエチルアミン（３ml），ジクロロメタ
ン（４０ml）中で１時間半還流した。冷却した混合物を
水（４０ml）に入れて分離し、塩酸（４０ml，２０％）
と水（４０ml）で洗浄した。粗生成物の収量は１．８グ
ラム（理論の８８．５％）であつた。

シリカゲル（５グラム）と塩化アルミナ（１０グラム）
と溶剤として石油：ジクロロメタンの１：１混合液（２
００ml）を含むカラムに粗生成物を通した。収量は１．
６グラム（理論の７９％）であつた。エタノール（１８
ml）で再結晶し、４−ｎ−プロピルフエニル４−〔２
−（トランス−４−エチルシクロヘキシル）エチル〕−
ベンゾエイト１．３グラム（理論の６４％）を得た。生
成物のＴ_K-N（融点あるいは結晶からネマテイツクへの
転移温度）は５９．４℃，Ｔ_N-I（透明点）は１３０．
９℃であつた。

実施例４：４−ｎ−プロピルフエニル４−栄〔２
−（トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）エチ
ル〕ベンゾエイトの調製。（式II，Ｒ＝ｎ−Ｃ₅Ｈ₁₁，出発物質として実施例１で調製した４−〔２−（トラン
ス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）エチル〕−安息
香酸を用い、実施例３と同様の手法を用いた。

生成物のＴ_K-S（結晶からスメクテイツク液晶への転移
温度）は５０℃，Ｔ_S-Nは１１７℃，Ｔ_N-Iは１５１．５
℃であつた。

実施例５：４−ｎ−ブチロキシフエニル４−〔２
−トランス−ｎ−ペンチルシクロヘキスル）エチル〕−
ベンゾエイトの調製。（式II：Ｒ＝ｎ−Ｃ₅Ｈ₁₁，出発材料として４−〔２−（トランス−４−ｎ−ペンチ
ルシクロヘキシル）エチル〕安息香酸と４−ｎ−ブチロ
キシフエノールを用い、実施例３と同様の手法を行つた
生成物のＴ_K-Sは６０℃，Ｔ_S-N（スメクテイツクからネ
マテイツクへの転移温度は）１４４℃，Ｔ_N-Iは１６
７．４℃であつた。

実施例６：４−シアノフエニル４−〔２−（トラ
ンス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）エチル〕−ベ
ンゾエイトの調製。（式II：Ｒ＝ｎ−Ｃ₅Ｈ₁₁，出発材料として４−シアノフエノールを用い、実施例５
と同様の手法を行つた。

生成物のＴ_K-Nは７９．２℃，Ｔ_N-Iは１８９．４℃であ
つた。

実施例７：４−フルオロフエニル４−〔２−（ト
ランス−４−エチルシクロヘキシル）エチル〕−ベンゾ
エイトの調製。

（式II：Ｒ＝C₂H₅，出発材料として４−〔２−（トランス−４−ｎ−エチル
シクロヘキシル）エチル〕−安息香酸と４−フルオロフ
エノールを用い、実施例３と同様の手法を行つた。

生成物のＴ_K-N（融点又は結晶からネマテイツクへの転
移温度）は７５．０→７５．２℃，Ｔ_N-I（透明点）は
１１０．７℃であつた。

実施例３の生成物は式IIのエステルの有用性を示してい
る。

ＢＤＨ Chemicals Ltd（英国，Poole市）から供給され
た市販の液晶材料Ｅ_７に１０重量％（添加する材料の重
量に対して）の実施例３の生成物を添加した所、添加に
よりＴ_N-Iの値は６０℃から６５．５℃へ上昇した。

添付の図を参照して発明を具体化する材料と装置の例を
示す。

図１から４のデイスプレイは、セル１，スペーサー４に
より各々約７μｍ離されている前と後の２つのガラスス
ライド２，３から成り、これらは全てエポキシ樹脂ブル
ーにより一体化されている。スライド２，３及びスペー
サー４の間に液晶材料１２を充てんする。前面のガラス
スライドの前には前面の偏光板５を置き、その偏光軸は
水平軸に合せる。反射鏡７はスライド３の後に置く。後
の偏光板６又はアナライザーをスライド３と反射鏡７の
間に置く。

典型的には１００Åの厚さの薄い酸化物である電極８，
９は完全な層としてのスライド２，３の内表面上に置
き、図３，４に示した形にエツチする。デイスプレイに
はデジツト１０毎にバー７本を具備し各デジツト間に１
つの小数点１１を具備する。図３に示すように、後の電
極構造は３つの電極ｘ₁，ｘ₂，ｘ₃となる。同様に、前
の電極構造はデジツト及び小数点についてｙ₁，ｙ₂，ｙ
₃・・・・の３つの電極となる。デジツトについての６つの
電極の検査は適当なｘ，ｙ電極に適した電圧をかけるこ
とにより、８このエレメントは各々独立してそこにかか
つた電圧を保持できることを示した。

組み立てに先立ち、電極をささえるスライド２，３は清
浄化し、０．２重量％のポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）水溶液に入れる。乾燥した時にスライドを一方向に
軟いテイツシユーでこすり、その後、偏光板が交叉する
ように、互いに直角な方向や各々隣接する偏光板の光学
軸に平行な方向にこすりながら組み立てる。ネマテイツ
ク液晶材料12をスライド２，３の間に導入すると、スラ
イド表面の分子はスライド間で徐々にねじれ、それぞれ
のこすつた方向にそつてならぶ。

セル１にＯ電圧を印加すると、光は前の偏光板５を通
り、セル１（90゜回転した偏光面を持つ）を通り、後の
偏光板６から反射鏡７を通り、そこで観察者へ反射して
戻る（図１にスライド２，３の面のＸ，Ｙ軸に対し垂直
なＺ軸に対する45゜の角を示す）。２つの電極８，９に
しきい値以上の電圧を引火すると、液晶層１２はその光
学活性を失い、スライド２，３に垂直に、すなわちＺ軸
にそつて分子は再配列される。このように、この場合の
光は反射鏡７に届かず、デジツト１０の１つ以上の模様
のある暗いデイスプレイを見ている観察者には反射して
ゆかない。

ラインスキヤン様式では３つの連続した時間の間隔で図
５，６，７に示されるように電圧を印加する。3V／２の
電気ポテンシヤルを、例えばスキヤンダウンし、各ｘ電
極に対し交互に印加すると、残りのｘ電極に−Ｖ／２が
印加される。一方、−３Ｖ／２又はＶ／２をｙ電極に印
加する。交点で３Ｖ／２と−３Ｖ／２が同時に存在する
ことにより液晶層１２を横断して３Ｖの電圧が発生す
る。いずれの場所でも電圧はＶ又は−Ｖである。このよ
うにして、3V／２がｘ電極をスキヤンダウンしながら適
当なｙ電極に−３Ｖ／2のを印加することにより、黒い
丸で示されるように選択された交点はＯＮになる。電圧
Ｖは例えば１００Ｈｚの短形波のａｃシグナルで、その
サインは相を示している。

ＯＮとＯＦＦの交点の間又はデイスプレイエレメントの
間に電極が分けられているため、図１から７に示した装
置がマルチプレツクスデイスプレイであることは、当業
者には明白であろう。

上記の装置の液晶材料１２として作用するに適した本発
明を具体化する液晶材料を下記の表７に示す（混合物
１）。

液晶相の分子を好ましくねじるために小量の光学的に活
性な液晶材料をネマテイツク材料に添加できる。この添
加及び適当なスライド表面処理により、英国特許番号1,
472,247と1,478,592におけるデイスプレイのパツチネス
の問題は取り除かれる。

適当な光学活性のある液晶材料は、で、Ｃ₁₅は約０．１〜０．５重量％、ＣＢ₁₅は約0.01〜
0.05重量％となる。

デイスプレイのコントラストを増強するために、小量の
多色性染料を添加する。例えば英国特許2093475Ａ号明
細書には２重量％の染料混合物２が明記されている。こ
の例では１つの偏光板は除いた。

その他の具体例では、発明の第２点を具体化する混合物
をフレデリツクス効果のセル中に使用した。上記装置に
おけると同様にその内表面上に電極フイルムを持つガラ
ススライド間に液晶材料を挾持することによりこのよう
なセルが作られる。しかし、この場合には偏光板は必要
でなく、ガラススライドの内表面をレシチンでコート化
処理し、液晶材料は負の材料であり、その分子はＯＦＦ
の状態ではレシチンコーテイングによりスライド基板
（ホメロトロピツク配列）に垂直に配向する。ＯＮ状態
で液晶材料を横切る適当な電場を用いると、分子はスラ
イド表面に平行に再配列される（ホモジニアス配列）。
液晶材料に多色性染料を組み入れるとＯＮとＯＦＦとの
間のコントラストが増強される。

上記方法で作られたフレデリツク効果セルに下記の混合
物３を組み入れることができ、セルの大きさは１０μｍ
となる。

混合物３（混合物３の３重量％まで）にの化合物Ａを負の添加剤として適宜添加できる。

化合物Ａの調製法は英国特許出願番号2061256Ａに配載
されている。染色した混合物を得るために混合物３に対
し、上述した染料混合物を約１重量％添加できる。（混
合物３Ａ）セルを横切つて電圧をかけると、色彩は弱い吸収状態か
ら強い吸収状態へと変化する。

発明のもう１つの具体例では、（コレステリツクからネ
マテイツクへの）相変化効果装置に上記定義した材料を
組み込んでいる。

上述したねじれネマテイツクセルにおけると同様に、電
極をささえるガラススライド間に挾持された長いラセン
状ピツチのコレステリツク材料を持つようセルを調製す
る。

しかし、この場合偏光板やホモジニアス配列を得るため
の表面処理、例えばSiOによるガラススライド表面の処
理は使用しない。

ガラススライドを処理せず液晶材料が正の誘電異方性
（Δε）を持つ時には、光を散乱するＯＦＦ状態で液晶
材料はねじれた焦点性円錐の分子配列となる。ガラスス
ライドの各内表面上にある１組の電極の間に印加した電
場は、電極の間にある液晶材料の部分を、ＯＦＦ状態に
比し散乱の少ないホメオトロピツクなネマテイツク配列
であるＯＮの状態に変える。これは相変化効果装置の
“負のコントラスト”型である。

ガラススライド表面に垂直な配列をさせるために、例え
ばレシチンコーテイングの様なものでガラススライドの
内表面を処理し、又液晶材料が負のΔεを持つと、ＯＦ
Ｆ状態の材料は投射光に対し散乱効果を持たないホメオ
トロピツク配列となる。ガラススライドの各内表面上の
１組の電極間に電場を印加すると、電極間の液晶材料の
部分は光を散乱する（ＯＮの状態）のねじれたホモジニ
アス配列に変化する。これは相変化効果装置の“正のコ
ントラスト”型である。

液晶材料に小量の適当な多色性染料（例えばΔεが正で
ある例で上記した染料混合物を１重量％）添加すること
にそり、各例における２つの状態間のコントラストは増
強される。

本発明を具体化する、相変化効果（負のコントラスト
型）装置に使用する適当な正の誘電異方性材料、混合物
４を表１０に示す。

本発明を具体化する、相変化効果（正のコントラスト
型）装置に使われる適当な負の誘電異方性材料、混合物
５を次に示す：表１１に示したキラル化合物の替りに、式Ｉのキラル化
合物も使用できる。

【図面の簡単な説明】第１図はねじれネマチツクデジタルデイスプレイの斜視
図であり、第２図は第１図に示されたデイスプレイの断面図であ
り、第３図は第１図の後部電極配列を示し、第４図は第１図の前部電極配列を示し、第５，６，７図は第１〜４図の装置に典型的なアドレス
電圧を印加した時の説明図である。１……セル、２，３……ガラススライド、４……スペーサー、５，６……偏光板、７……反射鏡、８，９……電極、10……デジツト、 11……小数点、12……液晶材料。

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記式（式中、Ｒはアルキルであり、Ｒ_１は水素，アルキル，
アルコキシ，シアノ及びハロゲンから選択され、Ｑ_１及
びＱ_２は各々独立して水素とフッ素から選択されるが、
ただしＱ_２がフッ素である場合はＲ_１はシアノではな
い）で表わされる２置換エタン。
【請求項２】Ｒが１〜１２個の炭素原子を持つｎ−アル
キルであり、Ｒ_１が１〜１２個の炭素原子を持つｎ−ア
ルキル又は１〜１２個の炭素原子を持つｎ−アルコキシ
から選択される特許請求の範囲第１項に記載のエタン。
【請求項３】Ｑ_１及びＱ_２が水素であり、Ｒ_１が１〜１
２個の炭素原子を持つｎ−アルキル，１〜１２個の炭素
原子を持つｎ−アルコキシ，シアノ，フッ素，及び塩素
から選択される特許請求の範囲第１項に記載のエタン。
【請求項４】Ｒが１〜１２個の炭素原子を持つアルキル
であり、Ｒ_１が１〜１２個の炭素原子を持つアルキルで
あるか又は該アルキルを含み、かつ各アルキルの少なく
とも一方がキラル中心を有するものである特許請求の範
囲第１項に記載のエタン。
【請求項５】Ｒがｎ−ペンチルであり、Ｒ_１がｎ−プロ
ピルである特許請求の範囲第３項に記載のエタン。
【請求項６】Ｒがエチルであり、Ｒ_１がｎ−プロピルで
ある特許請求の範囲第３項に記載のエタン。
【請求項７】Ｒがｎ−ペンチルであり、Ｒ_１がｎ−ブチ
ロキシである特許請求の範囲第３項に記載のエタン。
【請求項８】Ｒがｎ−ペンチルであり、Ｒ_１がシアノで
ある特許請求の範囲第３項に記載のエタン。
【請求項９】Ｒがエチルであり、Ｒ_１がフッ素である特
許請求の範囲第３項に記載のエタン。
【請求項１０】少くとも２つの化合物を含み、その１つ
が下記式（式中、Ｒはアルキルであり、Ｒ_１は水素，アルキル，
アルコキシ，シアノ及びハロゲンから選択され、Ｑ_１及
びＱ_２は各々独立して水素とフッ素から選択されるが、
ただしＱ_２がフッ素である場合はＲ_１はシアノではな
い）で表わされる２置換エタンである液晶混合物。
【請求項１１】少くとも１つが光学的に透明である２つ
の絶縁基板、基板間に挟持された液晶混合物層、および
液晶混合物層を横切って印加される電場が電気光学効果
を与えることを可能とする基板の内表面上の電極を具備
する液晶装置であり、該液晶混合物が、少くとも２つの
化合物を含み、その１つが下記式（式中、Ｒはアルキルであり、Ｒ_１は水素，アルキル，
アルコキシ，シアノ及びハロゲンから選択され、Ｑ_１及
びＱ_２は各々独立して水素とフッ素から選択されるが、
ただしＱ_２がフッ素である場合はＲ_１はシアノではな
い）で表わされる２置換エタンである液晶混合物であること
を特徴とする液晶装置。