JPS6341445A - 液晶組成物および液晶素子 - 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】 汰Ａ已■よ 木仝（！１１は新規な液晶性化合物、それを含有する液
晶組成物および該液晶組成物を使用する液晶７Ｋｒ−に
関するものである。

１正且遣 従来の液晶、に子としては１例えば工Ｊ・・シャット（
Ｍ、５ｃｈａｄｔ　）とタブリュー・ヘルフリヒ（Ｗ、
Ｈｅ１ｆｒｉｅｈ）　’Ａ　、　”　アプライド、フィ
ズイクス、レターズ°゛　１８巻４号（”　Ａｐｐｌｉ
ｅｄ　ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ”、　Ｖｏｌ、Ｉ
８．　　Ｎｏ、４　）　（＋９７１．２．１５）　、　
Ｐ。

１２７〜１２８の「涙れネマチック液晶の電圧依存光学
卒ｆ）ＪＪ　　（”　　Ｖｏｌｔａｇｅ　−Ｄｅｐｅｎ
ｄｅｎｔ　　０ｐｔｉｃａｌＡｃｔｉｖｉｔ７　ａｔ　
ａ　Ｔｉ＋１ｓｊｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ
　Ｃｒ７ｓｔａｌ°°）に記載されたＴＮ（ツィステッ
ド・ネマチック）液晶を用いたものが知られている。し
かしながら、このＴＮ液晶は１画素密度を高くしたマト
リクス電極構造を用いた時分１１３駆動の時、クロスト
ークを発生する問題点があるため、画素数が制限されて
いた。また、電界応答がどく視野角特性が、巴いために
デイスプレィとしての用途は限定されていた。

更に、各画素に薄膜トランジスタによるスイッチング素
子を接続し、各画宋毎をスイッチングする方式の表示、
＋３子が知られているが、ノ、（板」；に薄膜トランジ
スタを形成する工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素
子を作成することが難しい問題点がある。

このような従来型の液晶素子の欠点を改Ｒ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（Ｃ
１ａｒｋ）およびラガウェル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）に
より提案されている（特開昭５６−１０７２１ｆｉ号公
報、米国特許第４３６７９２４号明細、１）等）、双安
定性を右する液晶としては、一般に、カイラルスメタテ
ィックＣ相（ＳｍＣ”）又はＨ相（ＳｍＨ”）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自発分極を有するために非常に速い
応答速度をイ１する」二にメモリー性のある双安定状態
を発現させることができさらに視テ？角特性もすぐれて
いることから人界！ＩＸ犬画面のデイスプレィとして適
している。

色几立ユ血 本発明は上記の点に鑑みなされたものである。

未発１５１は液晶状態の制御に有用な液晶性化合物およ
びこれを含む液晶組成物ならびに該液晶組成物を使用す
る液晶素子を提供することを目的とする。

ＬＬΩ〕Ｌ亥 すなわち、本発明は一般式（Ｉ） （ただし、Ｒは（Ｒ素数１−１８のアルキル基を示し、
Ｃ１は不斉炭素原子を示す　Ｒ１は炭素数４〜１８のフ
ルキルノ、（もしくはアルコ午シ基ヲ示し、舎は、−＠
−もしくは（Ｎを示す、Ｘは０またはｌ、ｙは１〜８を
示す、） で表わされる光学活性な液晶性化合物を提供するもので
ある。

また７に発１！ＩＩは１−記光学活性な液晶性化合物を
少なくとも１種類配合成分として含有する液晶組成物な
らびに該液晶Ｍｌ成物を使用する液晶Ｍ子をも提供する
。

夏　　の　１−　　・　ＬＬｉ 本発明にしたがい、前記式（Ｉ）の液晶性化合物を製逍
する方法を説明する。

まず出発Ｄ；〔料として下記一般式（ＩＩ　）ＣＨ。

嘗 ＨＯ（Ｃ１−［２）−Ｖ　ＣＨ（ＣＨ２）−ｘＯＲ（Ｉ
Ｉ）（ここで、Ｒは炭素数１〜１８のアルキル基を示し
、Ｃ１は不斉炭素原子を示す、Ｘは０またはｔ、ｙは１
〜８を示す、） で表わされる光学活性アルコールを用いる。この式（１
１）で示される光学活性アルコールは、一般式（ロ） （ここで、Ｒｏは低級アルキノレノ、（、Ｃ２は不斉１
欠素原子を示し、Ｘ、ＺはＯまたは１を示し、Ｘが０の
時ＺはＯまたはｌであり、Ｘが１のとき２は０である。

） で表わされる化合物、！Ｌ体的には２−ヒドロキシプロ
ピオン酸アルキルエステル、３−ヒドロキシ酪酸アルキ
ルエステルおよび３−ヒドロキシ−２−メチルプロピオ
ン酸アルキルエステルより、下記反応丁程弐Ｇ、　ｌ　
）および（２）に従っであるいは工程式（２）を繰り返
すことによって容易に合成することができる。

工且−ＣＨ。

ＨＯ（ＣＨ２）７ＸＣＨ（ＣＨ２）ｚ　Ｃｏｏ−Ｒｅ　
　　　（［［Ｉ）↓ＡｇｚＯ／Ｒｘ ＣＨ。

ＲＯ４ＣＨｔ　）ｘ　ＣＨ（ＣＨ２）Ｚ　Ｃ００ＲＯ↓
ＬｉＡｌ８４ ＣＨ。

１１０４ＣＨ２）　ｘ　ＣＨ（ＣＨ２）　ｚ　ＣＨｘ　
Ｏｆ（（Ｉり　−１北　？・・ ↓ＧＨｚ　（ＣＯＯＣ２Ｈｓ　）　２ ＣＨ。

■ Ｒ０４ＣＨｔ　３”　Ｘ　ＣＨ（ＣＨ２）　ｚ　ＣＨ２
ＣＨ（ＣＯＯＣ２Ｈｓ　）　２　　　　　　’ＬＨ２Ｓ
ｏ。

ＣＨ。

１ＡＩ８４ ＣＨ。

曇 −０（ＣＨ２＞−ｘＣＭ（ＣＨｔ）ｚ　ＣＨｔ　−Ｂｒ
ＣＨ２ 門 ＣＨ。

１（ＣＨ２）−、ＣＨ（ＣＩ、）ｚ　ｃｔｉ、ＣＨ２Ｃ
ｌ、ＯＨヒ記反１５式におけるＲＩは炭素数の広い範囲
にわたって選択することが可能であり、囲体的にはヨー
ドブタン、ヨードペンタン、ヨードヘキサン、ヨードヘ
プタン、ヨードオクタン、ヨードノナン、ヨードデカン
、ヨードウンデカン、ヨードドデカン、ヨードトリデカ
ン、ヨードテトラデカン、ヨードペンタデカン、ヨード
ヘキサデカン。

ヨードヘプタデカン、ヨードオクタデカン、ヨードノナ
デカン、ヨードエイコサン等の直鎖状飽和炭化水素ヨウ
化物：２−ヨードブタン、１−ヨード−２−メチルプロ
パン、ｌ−ヨード−３−メチルブタン等の分岐状飽和炭
化水素ヨウ化物；ヨードベンジル、ヨードフェナシル、
３−ヨード−１−シクロヘキセン等の環状不飽和炭化水
素ヨウ化物：ヨードシクロペンタン、ヨードシクロヘキ
サン、１−ヨード−３−メチルシクロヘキサン。

ヨードシクロへブタン、ヨードシクロオクタン等の環状
飽和炭化水素ヨウ化物がある。

式（ＩＩ　）で示される光学活性アルコールの代表的な
合成例を以下に示す。

例」。

２−ブトキシプロパノールの合成（ｘ＝０．ｙ＝　１．
Ｒ＝　ｎ−Ｃ４Ｎ９−） Ｌ−（十）−乳酸エチル３１．５ｇ、！＝１−ヨードブ
タン１０７．３ｇを四ツロフラスコへ混合し、新しく合
成したＡｇ２Ｏを２時間で加えた。

室温にて１５　ｎＮｊ間放間抜４後２００１−テルにて
希釈し濾過したのちエーテルを留去した。残分を５％Ｋ
ＯＨ水溶液１００壇１にて洗？’ｒｌ後、無水Ｎａ２５
Ｏ＊にて乾燥して減圧蒸ンＬ　１０°Ｃ１５４ｍｍＨｇ
の留分を集めると２３ｇの（−）−エチル−２−ブトｔ
−ジプロピオネートが得られた。旋光度［α声　＝−７
３°。

ＬｉＡｌＨ４２，０ｇを１００傷ｌのエーテルに加え、
３時間撹拌したものへ、（−）−エチル−２−ブトキシ
プロピオネート１２．７ｇを滴下した０滴下終了後１５
分々袢をつづけた。その接水５０ｍ１５Ｊ：び１０％Ｈ
２Ｓｏ４水溶液５０１を加えた。エーテル層を分離し、
Ｍ　ｇ　Ｓ　Ｏ４にて乾燥した。濾過してエーテルを留
去した。収諺７．４ｇ、旋光度［α］”　：　＋　２４
　、４°。

涯」 ３−ペンチルオキシブタノールの合成（Ｘ＝０、ｙ＝２
．Ｒ＝ｎ−Ｃｓ　Ｈｏ−） （Ｒ）−（−）−３−ヒドロキシ醋酸メチル９２．１ｇ
とヨウ化ペンチル３８９ｇをフラスコへ加へＮ２気流下
で混合した。新しく合成したＡｇｚｏ　　２７１ｇを加
え、６０〜６５℃で２６時間撹拌し、さらにＡｇ２Ｏ５
４，２ｇを加え６０〜６５゛で５８時間攪拌した。ｐ通
接、濾過物をエーテルでよく洗い、ｐ液のエーテルをｑ
１去した後、減圧蒸！ＷＬ、　　１１２〜ｌ　３１　’
Ｃ／　５９ｍｏｎＨｇの留分として６４．６ｇのメチル
３−ペンチルオキシブチレートが得られた。

次にＬ　ｉ　Ａ　Ｉ　Ｈａ　９　、４　ｇを３１０ｍ１
のエーテルに加え、メチル３−ペンチルオキシブチレー
ト６３．６ｇのエーテル６１ｍ１溶液を、１０℃以下で
２１１４１間かけて滴下した０滴下終了後２０〜２５℃
で２．５時間攪拌後、１５時間放置した。

その後、１１！酸水溶液にて酸性としくｐＨ１）。

エーテル８１１１出した。エーテル層を水、５％ＮａＨ
ＣＯｓ水溶液、水の順に洗い、Ｍｇ５Ｏ，にて乾燥した
。濾過して減圧蒸留し、１２７〜１３１”Ｃ／　５０　
ｍ　ｍ　Ｈｇ　（７）留分として３．４．２ｇの３−ペ
ンチルオキシブタノールが得られた。生成物について、
以下のＩＲデータがｔｌｔられた。

ＩＲ（ｃｍ−’）： ３３６０．２９７０〜２８７０．１３７０、ＬＯ９０゜ 九」 ３−エチルオキシ−２−メチルプロパツールの合成（ｘ
＝１．ｙ＝ｌ、Ｒ＝Ｃ２Ｈ５）（Ｒ）−Ｃ−）−３−ヒ
ドロキシ−２−メチルプロピオン酸メチルｌｏｏｇとヨ
ウ化エチル３３１ｇをフラスコへ加え、Ｎ２気流下で′
８４合した。

新しく合成Ｌ　タＡ　ｇ　２０　２９４　ｇを加え、６
０〜６５℃で２０時間撹拌した。ｐｉ後、７ｊ過物をエ
ーテルで洗い　ｇｊ液のエーテル紮留去した後。

減圧ノｑｔ：Ｒし、１００−１１０℃／　Ｌ　５０　ｍ
　ｍ　Ｈｇの留分として、８７ｇの３−エチルオキシ−
２−メチルプロピオン酸メチルが得られた。

次にＬ　ｉ　Ａ　Ｉ　Ｈａ　　１８　、５　ｇを６１０
１１１１のエーテルに加え、３−エチルオキシ−２−メ
チルプロピオン酸メチル８７ｇのエーテル１２２１溶液
を、１０″Ｃ以下で６時間かけて滴下した０滴下後、２
０〜２５℃で２．５時間撹拌した後、１５時間室温で放
置した。その後５％塩酸水溶液にて酸性とし、エーテル
抽出した。エーテル層を水。

５％ＮａＨＣＯ，水溶液、水の順に洗い、Ｍｇ５ｏ、に
て乾燥した。エーテル留去後、減圧蒸留し、ｔｔｏ　Ｎ
１１５℃／１５５ｍｍＨｇの留分として、３９ｇの３−
エチルオキシ−２−メチルプロパツールが得られた。

Ｉ　Ｒ：　　（ａｍ−’）　　： ３３８０．２９８０〜２８７０．１３８０．１１１０．
１０４０゜ ４−ｎ−オクチルオキシペンタノール（Ｘ＝０．７＝３
、Ｒ＝ｎ−Ｃ６Ｈ１３−） Ｌ−（＋）−乳酸エチル９８ｇ、ヨウ化オクチル３８０
ｇおよび酸化ｆｆ１２４５ｇを加え、６０℃で１６１１
シ間Ｉｆ　ｆｆ−Ｌ、た、不溶物をｐ老後、減圧ノ本Ｉ
Ｗし、ｔｔｏ−、ｔ３ｏ℃／　３　ｍ　ｍ　Ｈｇの留分
として、２−オクチルオキシプロピオン酸エチル７７ｇ
を得た。

次に、ジエチルエーテル２５０ｍ１にＬｉＡＩＨ，７，
５ｇを加え、しばらく攪キｉ後、」−記エステル体５６
ｇのジエチルエーテル５０ｍ１溶液を５℃以下で２時間
かけて滴下し１滴下後室温で２時間攪拌し、さらに１５
時間放とした０反応終了後５％塩酸３０ｍ１を加え、さ
らに６　Ｎ　ｒｇ！酸で１１！酸酸性（Ｐ　Ｈ−１）と
し、エーテル抽出した。水洗後、乾燥し、溶媒を留去し
た。減圧蒸留し。

１０７℃／　３　＋ａ＋＋Ｈｇの留分として２−オクチ
ルレオキシプロパツール３９．５ｇを（すた。

次に上記アルコール体７０ｇにピリジン２３０１を加え
、攪拌下、トシルクロライド８５［を１０℃以下で３０
分かけて加えた。この温度で１５分攪拌後、昇温して２
０〜２４℃で３．５時間攪拌した。冷水に注入後、ベン
ゼン抽出し、５％１１！酸、木の順で洗ｔＩＩ＋　Ｌ　
、乾燥した。ベンゼンを留去し、（２−オクチルオキシ
プロピル）ｐ−）ルエンスルホネー）１２７ｇを得た。

エタノール２２０１中に９５％ナトリウムエトキシド２
６．７ｇを加え、攪拌下、９８％マロン酸ジエチル７３
．１ｇを３６〜３８＠で５０分かけて滴下した。さらに
３０分攪拌後、」；記トシレート体１２７ｇを３６〜３
８℃で１時間かけて滴下した。さらに１５分攪拌後、昇
温し、１８時間還流した０反応後氷水を注入し、ベンゼ
ン抽出し、水洗後、乾燥した。溶媒留去して、１４９ｇ
の４−才クチルオキシ−２−エトキシカルボニル吉草酸
エチルを得た。

次いで、８５％ＫＯ３８８，５ｇを木９０ｍ１に溶かし
、上記エステル体１４９ｇを２０〜２５℃で５０分かけ
て滴下し、３０分攪拌後、２時間還流した。冷ノコ１後
、１５℃以下に保ち、Ｃ硫酸１５３ｇを木１９６１に溶
かし、これを１時間かけて滴下した。３０分攪拌後、３
時間還流した。室温まで冷却した後ベンゼンで抽出した
。ベンゼン層を５％ＮａＯＨ水溶液で洗い、水層に加え
た。水層を６Ｎ塩酸で酸性（ｐＨ１）とし、ベンゼン抽
出、水洗を行い、無水Ｍｇ５Ｏ，で乾燥した。溶媒を留
ノｉして、４−オクチルオキシ吉ｆ：ｉ酸５４ｇを得た
。

乾燥エーテル２１０ｓ＋ｌ中にＬ　ｉ　Ａ　Ｉ　Ｈ４１
０ｇを加え攪拌下、上記カルボン酸５４ｇのエーテル７
０ｍ１溶液を、２〜６℃に保ちながら７０分かけて滴下
した。′ｔＦ４下後、２３℃まで昇温し３時間攪拌した
。１２時開放２Ｈ＆、　５％塩酸を１５℃以下に保ちな
がら加え、塩酸酸性とした後、エーテル抽出し、水、５
％ＮａＯＨ水溶液、木の順に洗い、無水ＭｇＳＯ４で乾
燥した。溶媒留去し、ついで減圧蒸留し、１５０℃１５
−■Ｈ，の留分として（Ｓ）−４−オクチルオキシペン
タノールｌｏｇを得た。

ＩＲ（ａｍ−’）： ３３６０．２９７０〜２８６０．１４６０゜１３７０．
１３４０、ｔｏａｏ。

前記一般式（１１）に示される光学活性アルコールを用
い１次に示す反応工程式により、一般式（Ｉ）で示され
る光学１１’ｉ性な液晶性化合物をイｌ多ることができ
る。

本発明の液晶組成物は、上記一般式（Ｉ）で表わされる
光学活性な液晶性化合物を少なくとも１種類配合成分と
して含有するものである。

Ｌ記組成物のうち下式（１）〜（１３）に代表して示さ
れるような強誘電性液晶を配合成分とするものは、自発
分極を増大させることが可能でありさらに粘度を低下さ
せる効果とあいまって応答速度を、３．、；することが
でき好ましい、このような場合には一般式（Ｉ）で示さ
れる本発明の光学活性な液晶性化合物を、得られる液晶
組成物の００１〜９９重量％、特に１〜９０＠詐％とな
る割合で使用することが好ましい。

フェニルエステル ４２　　　　　　４３．５　　　　　　５８．５　　　
　　６２Ｃｒｙｓｔ、　−一→ＳａＣ”　　−−→　Ｓ
ｍＡ−一→Ｃｈ、　　−→Ｉｓｏ。

フェニルエステル Ｃｒｙｇｔ、−ラ　ＳｍＡ　　−ラ　Ｉｓｏ。

！６へ５ＩＩＩＣ”　、／４３．５ フエニルエステル Ｃｒｙｓｔ、　−〉５ｅｌｌｌ：　”　−−→ＳｍＡ−
−ラｒｓｏ。

フェニルエステル Ｓｆ　”　、／４８ フェニルエステル ４９　　　　　　５２　　　　　　　　ｅ５Ｃｒｙｓｔ
、　−一→ＳａＣ”　−一→、　　Ｓ＋ａＡ−＋ｒｓｏ
。

−メチルブチルシンナメート（ＤＯＢＡＭＢＣ）ＣＨ。

−ＣＯＯＣＨｔ　ＣＨＣ２Ｈｓ ４．４′−７ゾキシシンナミツクアシツドービス（２−
メチルブチル）エステルオクチルオキシビフェニル−４
−カルポキシレートビフェニル−４′−カルボキンレー
ト 結晶　８３．４”Ｃう　コレステリック相　旦（１９等
方相ＳｍＣ’　　７４．３　”Ｃ二　Ｓ　ｍＡ　　８１
．０℃また下式【）〜５）で示されるようなそれ自体は
カイラルでないスメクチック液晶に配合することにより
強誘電性液晶として使用可能な組成物が得られる。

この場合、一般式ＣＩ）で示される本発明の光学活性な
液晶性化合物を得られる液晶組成物の０．１〜９９重駿
％、特に１〜９０重量％で使用することが好ましい。

４．４゛−デシルオキシアゾギシベンゼンＣｒ７ｓＬ、
　　７亘４５ｍ１ヶ迦Δ４Ｎぐ訟ビ％Ｉ３０・フェニル
）ピリミジン Ｃｒｙｓｔ、　　１２０℃　Ｓｉ　　１８９”ＣＳａＡ
　一度シＩ　ｓｏ　−−一−−−−謝 ・り ２−（４’−オクチルオキシフェニル）−５−ノニルピ
リミジンＣｒｙｓｔ、　　３３℃　　ＳｍＣ６０℃　　
ＳｍＡ　　７５℃　Ｉｓｏ。

−？（−一一一二ν　　　　々−−−−り４′−ペンチ
ルオキシフェニル−４−オクチルオキシベンゾエートＣ
ｒｙｓｔ、　　５８℃　　５ｌＩＩＣ６４℃　　ＳｗＡ
　　８６℃　　Ｎ　　８５℃　　Ｉｓｏ。

−−一−＝り　　　　−鴨　　　　−−一−り　　　−
−−−−さここで、記号は、それぞれ以下の相を示す。

Ｃｒｙｓｔ、　　：結晶相、　　　　　　ＳａＡ　：ス
メクチックＡ相。

５ＩＩＩＯ＝スメクチックＢ相、５ｌＩＣ：スメクチッ
クＣ相、Ｎ　：ネマチック相、　　　　　Ｉｓｏ、二等
方相。

また、上記一般式（１）の光学活性な液晶性化合物は、
ネマチック液晶に添加することにより、ＴＮ型セルにお
けるリバースドメインの発生を防＋ｆ−することに有効
である。

この場合１式（Ｉ）の光学活性な液晶性化合物をネマチ
ック液晶に添加することにより得られる液晶組成物の０
．０１〜５０％量％の割合で式（Ｉ）の光学活性な液晶
性化合物を使用することが好ましい。

またネマチ７り液晶もしくはカイラルネマチッり液晶に
添加することにより、カイラルネマチック液晶として、
相転移型液晶素子やホワイ）−ティラー形ゲスト・ホス
ト型液晶素子に液晶組成物として使用することが可能で
ある。

第１図は１強誘電性液晶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。１１ａと、ｌｌ
ｂは、それぞれＩ　ｎ２０３．５　ｎ０２あるいはＩ　
Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ　−Ｔｉｎ　０ｗ１ｄｅ）ｉの薄
膜からなる透Ｉｊ＋電極で被覆された基板（ガラス板）
であり、その間に液晶分子居１２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！ｉ１３が液晶分子を表わし
ており、この液晶分子１３はその分子に直交した方向に
双極子モーメント（Ｐ工）１４を有している。ノフ板２
１とｔｔｂ上の電極間に一定の闇値以上の電圧を印加す
ると、液晶分子１３のらせん構造がほどけ、双極子モー
メント（Ｐよ）１４がすべて電界方向に向くよう、液晶
分子１３は配向方向を変えることができる。液晶分子１
３は、細長い形状を有しており、その長袖方向と短軸方
向で屈折率異方性を示し、従って例えばガラス面の上下
に互いにクロスニコルの偏光子を置けば、？１１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。

本発明の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１０終以下）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、その双極子モーメン）Ｐａま
たはＰｂは上向き（２４ａ）又は下向き（２４ｂ）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
如く一定の闇値以上の極性の異る電界Ｅａ又はＥｂを電
圧印加手段２１ａと２１ｂ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２４ａ又は下向き２４ｂと向きを変え、それに
応じて液晶分子は。

第１の安定状態２３ａかあるいは第２の安定状態２３ｂ
の何れか１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１例えば第２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２３ａ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
２３ｂ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が一定の闇値を越えない限
り、それぞれ前の配向状態にやはり維持されている。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く、一般
的には０．５１Ｌ〜２０終、特に１μ〜５＃Ｌが適して
いる。

次に強誘電性液晶の駆動法の具体例を、ｔ５３図〜第５
図を用いて説明する。

第３図は、中間に強誘電性液晶化合物（図示せず）が挾
まれたマトリクス電極構造を有するセル３１の模式図で
ある。３２は、走査電極群であり、３３は信号電極群で
ある。最初に走査電極ＳＩが選択された場合について述
べる。第４図（ａ）と第４図（ｂ）は走査信号であって
、それぞれ選択された走査電極Ｓｌに印加される電気信
号とそれ以外の走査゛Ｉシ極（選択されない走査型Ｊ４
）Ｓ２　、Ｓｔ　、Ｓ４　・拳・に印加される電気信号
を示している。第４図（Ｃ）と第４図（ｄ）は、情ｔｉ
ｌＩ信号であってそれぞれ選択された信号電極Ｉ、、Ｉ
、、Ｉ、と選択されない信号電極Ｉ２．Ｉ、に与えられ
る電気信号を示している。

第４図および第５図においては、それぞれ横軸が時間を
、縦軸が電圧を表す０例えば、動画を表示するような場
合には、走査電極群３２は逐次。

周期的に選択される。今、所定の電圧印加時間１、また
はｔ２に対して双安定性を有する液晶セルの、第１の安
定状態を与えるためのは１値電圧を−ｖ　ｔｈ、とし、
２の安定状！Ｅを与えるための閏イ１／Ｉ電圧を＋ｖ　
ｔｈ２とすると、選択された走査電極３２（Ｓ＋）に与
えられる電極信号は、第４図（ａ）に示される如く位相
（時間）１＋では、２Ｖを１位相（時間）ｔ２では、−
２Ｖとなるような交番する電圧である。このように選択
された走査電極に互いに電圧の異なる複数の位相間隔を
有する電気信号を印加すると、光学的「暗」あるいは「
明」状態に相当する液晶のｈｌ　ｌあるいは第２の安定
状態間での状態変化を、速やかに起こさせることができ
るという重要な効果が得られる。

一方、それ以外の走査電極Ｓ２〜Ｓ、・・・は、ｉ４図
（ｂ）に示す如くアース状態となっており、電気信号Ｏ
である。また、選択された信号電極Ｉ４．１３．Ｉｓに
午えられる電気信号は。

第４図（Ｃ）に示される如くｖであり、また選択されな
い信号電極Ｉ２．１．に与えられる電気信号は、第４図
（ｄ）に示される如＜−Ｖである。

以上に於て各）／の電圧値は、以下の関係を満足する所
望のイ１６に設定される。

Ｖ　＜　Ｖ　ｔｈ　２　＜　３　Ｖ −３Ｖ＜−Ｖｔｈ、　＜−Ｖ この様な電気信号が享えられたときの各ｌ１Ｔｉ素のう
ち１例えば第３図中の画素ＡとＢにそれぞれ印加される
電圧波形を第５図（ａ）と（ｂ）に示す、すなわち、第
５図（ａ）と（ｂ）より明らかな如く１選択された走査
線上にある画素Ａでは、位相ｔ２に於て、閾値ｖ　ｔｈ
２を越える電圧３■が印加される。また、同一走査線上
に存在する画素Ｂでは位相り、に於て閤（＋ｆｊ　−Ｖ
　ｔｈ、を越える電圧−３Ｖが印加される。従って１選
択された走査電極線上に於て、信号電極が選択されたか
否かに応じて、選択された場合には、液晶分子は第１の
安定状態に配向を揃え１選択されない場合には第２の安
定状態に配向を揃える。

一方、第５図（Ｃ）と（ｄ）に示される如く、選択され
ない走査線上では、すべてのＩｉ！ｉ素に印加される電
圧はＶまたは一■であって、いずれも闇値’＋１Ｚ圧を
越えない、従って１選択された走査線上以外の各画素に
おける液晶分子は、配向状態を変えることなく前回走査
されたときの信号状！Ｅに対応した配向を、そのまま保
持している。即ち、走査？ｌｊ、極が選択されたとさに
そのｌライフ分の信号の古き込みが行われ、１フレーム
が終了して次回選択されるまでの間は、その信号状態を
保持し得るわけである。従って、走査電極数が増えても
、実質的なデユーティ比はかわらず、コントラストの低
下は全く生じない。

次に、デイスプレィ装置として駆動を行った場合の実際
に生じ得る問題点について考えてみる。

第３図に於て、走査電極ＳＬ”Ｓ５　・・・と信号電極
工１〜Ｉ、・・・の交点で形成する画素のうち、斜線部
の画素は「明」状態に、白地で示した画素は、ｒ暗」状
態に対応するものとする。今、第３図中の信号電極■□
上の表示に注目すると。

走査電極Ｓ１に対応する画素（Ａ）では「明」状態であ
り、それ以外の画素（Ｂ）はすべてｒ　ｌ１ｌｌｔ　Ｊ
状態である。この場合の駆動法の一例として、走査信号
と信号電極Ｉ、に与えられる情報信号及びＩＩ′ｒｉ素
Ａに印加される電圧を時系列的に表したものが第６図で
ある。

例えば第６［にのようにして、駆動した場合、走査信号
Ｓ１が走査されたとき、時間Ｌ２に於て画〕艇Ａには、
閾値ｖ　ｔｈ２を越える電圧３ｖが印加されるため、前
歴に関係なく１画素Ａは一方向の安定状、＋ａｉ　、即
ち「明」状態に転移（スイッチ）する、その後は、Ｓ２
〜Ｓ、・・拳が走査される間は第６図に示される如（−
Ｖの電圧が印加され続けるが、これはＩＭ（〆ｉ　−Ｖ
　ｔｈ、を越えないため１画素Ａは「明」状態を保ち得
るはずであるが、実際にはこのように１つの信号電極上
で一方の信号（今の場合「暗」に対応）が与えられ続け
るような情報の表示を行う場合には、走査線数が極めて
多く、しかも高速駆動が求められるときには反転現象を
生じるが、前述した特定の液晶化合物またはそれを含有
した液晶組成物を用いることによって、この様な反転現
象は完全に防止される。

さらに１本発明では、前述の反転現象を防止する上で液
晶セルを構成している対向電極のうち少なくとも一方の
電極に絶縁物質により形成した絶縁１１りを設けること
が好ましい。

この際に使用する絶縁物質としては、特に制限されるも
のではないが、シリコン窒化物、水素を含有するシリコ
ン窒化物、シリコン炭化物、水素を含有するシリコン１
々化物、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
などの無機絶縁物質、あるいは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、
ポリパラキシレン、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が絶縁膜として使用される。こ
れらの絶縁膜の膜厚は５０００Å以下、好ましくは１０
０人〜１０００人、特に５００人〜３０００人が適して
いる。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。

実ＪＬ例」２ ４−（２−ｎ−７’ロポキシプロピルオキシ）フェニル
−４′−（４”−ｎ−オクチルオキシベンゾイルオキシ
）ベンゾニートノ合成。

（工程）ｌ Ｐ−ハイドロキノンモノ（２−プロポキシプロピル）エ
ーテルの合成。

乾燥ピリジン１４０ｍ１と２−プロピルオキシプロパノ
ール２７．５ｇを混合し、水冷したものへＰ−トルエン
スルホン酸クロライｌ−’５３．５ｇを３０分間で添加
し、室温までもどした後、６時間攪拌させ、さらに１５
時間放置した。冷水中へ反応物を加えた後、ベンゼンに
て抽出し、無水Ｎａ２ＳＯ４にて乾燥した。ベンゼンを
留去して油状の（２′−プロポキシプロピル）−Ｐ−ト
ルエンスルホネート５９ｇを得た。

次にハイドロキノン３５．９ｇと８５％ＫＯＨ１４，９
ｇをエタノール３１８■１とメタノール６２１とともに
加え、５時間攪拌した。これに、」二記で得た２′−プ
ロポキシプロピル−Ｐ−）Ｊレニンスルホネート５９ｇ
を加え、６０℃で２時間。

７６〜７８°Ｃの還流下５時間反応させた後冷却した。

反Ｉ５物を水冷中に加えた後、＋１！酸にて耐性とした
。ｎ−へキサンで抽出した後、５％ＮａＯＨ水溶液、水
により順次洗浄処理を行なった後、ｎ　−ヘキサンを留
去して結晶を得た。さらにｎ−ヘキサンにより再結晶を
行ない、１３．６ｇのｐ−ハイドロキノンモノ（２−プ
ロポキシプロピル）エーテルを１１１だ。

（工程２） ４−（２−ｎ−プロポキシプロピルオキシ）フェニル−
４′−ヒドロキシベンゾニー１・の合成。

ｐ−ハイドロキノンモノ（２−プロポキシプロピル）エ
ーテル５ｇと、ｐ−ヒドロキシ安息香酸２．７ｇとをト
ルエン１ＯＯａ＋Ｉに溶解し、これに濃酸ＭＯ，Ｌｇ、
ホウ酸０．０６ｇを加え、１１０〜１１５℃に加温し、
還流脱水による反応を１８時間行なった。その後、冷却
し、冷水中に注油した。エーテルにより抽出し、５％Ｎ
　ａＯＨ水溶液、水による洗浄処理を行なった後、エー
テルを留ノ」した、得られた油状物をベンゼンで溶解し
、活性炭カラムにて処理後、ベンゼンをｊ７１去し、２
．５ｇの４−（２−ｎ−プロポキシプロピルオキシ）フ
ェニル−４′−ヒドロキシベンゾエートを得た。

（工程３） ４−（２−ｎ−プロポキシプロピルオキシ）フェニル−
４’−（４″′−ｎ−オクチルオキシベンゾイルオキシ
）ベンゾエートの合成。

４−（２−ｎ−プロポキシプロピルオキシ）フェニル−
４−ヒドロキシベンゾエート１．５ｇをピリジン１５．
５ｍｌに溶解したち（７）へ、ｐ−ｎ−オクチルオキシ
安、９．香酸クロライド（ｐ−ｎ−オクチルオキシ安り
、香酸１．２ｇより合成）のトルエン１０ｍ１溶液を加
え、室温にて１時間攪拌した後、９０〜９５℃で２時間
攪拌し、冷却した６反応液を冷水中に加え、エーテルに
より抽出し、５％ｌｉ！酸、水、５％ＮａＯＨ水溶液、
水により順次洗節処理を行なった後、エーテルを留去し
て得られた結晶をエタノールでｉｌＴ結晶し、白色結晶
０゜８ｇを得た。生成物の相転移温度を以下に示す。

同様にして下記の化合物が合成される。

４−　（２−メチルオキシプロピルオキシ）フェニル−
４’−（４”−ｎ−デシルオキシベンゾイルオキシ）ベ
ンゾニー）、４−　（２−エチルオキシプロピルオキシ
）フェニル−４′−（４“−ｎ−へキシルオキシベンゾ
イルオキシ）ベンゾエート。

４−　（２−ブチルオキシプロピルオキシ）フェニル−
４’−（４”−ｎ−へブチルオキシベンツイルオキシ）
ベンゾニー１−，４−（２−ペンチルオキシプロピルオ
キシ）フェニル−４′−（４”−ｎ−オクチルベンゾイ
ル才午シ）ベンゾエート、４−（２−オクチルオキシプ
ロピルオキシ）フェニル−４’−（４”−）ランス−プ
ロピル＃キキシクロヘキシルカルポニルオキシ）ベンゾ
エート、４−（３−へブチルオキシブチルオキシ）フェ
ニル−４′−（４″−ｎ−７’シルオキシベンゾイルオ
キシ）ベンゾエート、４−　（４−プロビルオキシペン
チルオキン）フェニル−４’−（４’−トランス−ｎ−
ヘキシルンクロヘキシル力ルポニルオキシ）ベンゾエー
ト、４−　（６−ブチルオキシへ、ブチルオキシ）フェ
ニル−４’−（４″−プロビルベンゾイルオキシ）ベン
ゾエート、４（２−メチル−３−エチルオキシプロピル
オキシ）フェニル−４′−（４”　−ｎ−へキシルオキ
シベンゾイルオキシ）ベンゾエート。

見上１−？ リクソンＧＲ−６３（チッソ製ビフェニル液晶混合物）
９９重１？一部に４−（２−ｎ−プロポキシプロピルオ
キシ）フェニル−４’−（４″−ｎ−オクチルオキシベ
ンゾイルオキシ）ベンゾエートを１重量部を加えた液晶
混合物を使用したＴＮセルは、この光学活性な液晶性化
合物を添加しないで製造したＴＮセルに比較してリバー
スドメインが大幅に減少していることが観察された。

見立１」 交差したセ１？状のＩＴＯで形成した対向マトリクス電
極のそれぞれに１０００人の１１り厚を右するポリイミ
ドＩＩ＋２（ピロメリット酸無水物と４．４′−ジアミ
ノジフェニルエーテルとの結合物からなるポリ７ミンク
酸樹脂の５玉量％Ｎ−メチルピロリドン溶液を塗布し、
２５０’Ｃ！の温度で加熱閉環反応により形成した）を
設け、このポリイミド膜０８面を互いに平行になる様に
ラビングし、セル厚を１＝にしたセルを作成した。

次いで、下記組成物Ａを等方相下で前述のセル中に真空
注入法によって注入し、封口した。しがる後に、徐冷（
１”Ｃ／時間）によってＳｍＣ”の液晶セルを作成した
。

１２徂）Ｉ３６ １８爪量％ この液晶セルの両側にクロスニコルの偏光子と検光偵を
配置し、対向マトリクス電極間に第４図及び第５図に示
す波形の信号を印加した。この際、走査信号はｆｔ５４
図（ａ）に示す＋８ボルトと一８ボルトの交番波形とし
　ｉｌｌ込み情報は、それぞれ＋４ボルトと一４ボルト
とした。また、１フレ一ム期間を３０ｍφｓｅｃとした
。

この結果、この液晶素子は前述のメモリー駆動型時分割
駆動を行なっても、書込み状態は、何ら反転することな
く正常な動画表示が得られた。

皿狡遺」 実施例３の液晶素子を作成する際に用いた液晶組成物中
の、前述の一般式（Ｉ）で示される光学ｌ、η性な液晶
性化合物を省略した下記比較用液晶Ｂを調製し、比較用
液晶を用いて液晶素子を作成した。これらの液晶素子を
前述と同様の方法で駆動させたが１反転現象を生じてい
るために、正常な動画が表示されなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は１本発明で用いる時分割駆動用液
晶素子を模式的に表わす斜視図、第３図は１本発明で用
いるマトリクス電極構造のモ面図、第４図（ａ）〜（ｄ
）は、マトリクス屯極に印加する電気信号を表わす説明
図、第５図（ａ）〜（ｄ）は、マトリクス電極間に付与
された電圧の波形を表わす説明図、第６図は１本発明の
液晶素子に印加する電気信号を表わしたタイムチャート
の説Ｉ！１図である。 １１ａ、ｌｌｂ・・一基板。 １２・・・液晶分子層。 １３・・・液晶分子。 １４・・・双極子モーメント（ｒ’ｉ）、２３ａ・・・
第１の安定状！島。 ２３ｂ・・・第２の安定状態、 ２４ａ・・・上向き双極子モーメント、２４ｂ・・・下
向き双極子モーメント。 ３１・・・セル、 ３２・・・（Ｓ＋　、Ｓ２．ｓ３、・・・）・・・走査
電極群。 ３３・・・（Ｉｌ、Ｉ２．Ｉｌ、　　・・・）・・・信
号電極群。 羊　Ｉ　図 第　２　図 ３３信号電極群 Ｉｔ　　１２　　１３　１４１５　−−−−第　３　日 （ａ） 品　４　図 （４）　　　　　名　５　日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （ただし、Ｒは炭素数１〜１８のアルキル基を示し、Ｃ
   ＾＊は不斉炭素原子を示す。Ｒ＾１は炭素数４〜１８の
   アルキル基もしくはアルコキシ基を示し、▲数式、化学
   式、表等があります▼は、▲数式、化学式、表等があり
   ます▼もしくは▲数式、化学式、表等があります▼を示
   す。ｘは０または１、ｙは１〜８を示す。） で表わされる光学活性な液晶性化合物。 ２、下記一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （ただし、Ｒは炭素数１〜１８のアルキル基を示し、Ｃ
   ＾＊は不斉炭素原子を示す。Ｒ＾１は炭素数４〜１８の
   アルキル基もしくはアルコキシ基を示し、▲数式、化学
   式、表等があります▼は、▲数式、化学式、表等があり
   ます▼もしくは▲数式、化学式、表等があります▼を示
   す。ｘは０または１、ｙは１〜８を示す。） で表わされる光学活性な液晶性化合物を少なくとも１種
   類含有することを特徴とする液晶組成物。 ３、下記一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （ただし、Ｒは炭素数１〜１８のアルキル基を示し、Ｃ
   ＾＊は不斉炭素原子を示す。Ｒ＾１は炭素数４〜１８の
   アルキル基もしくはアルコキシ基を示し、▲数式、化学
   式、表等があります▼は、▲数式、化学式、表等があり
   ます▼もしくは▲数式、化学式、表等があります▼を示
   す。ｘは０または１、ｙは１〜８を示す。） で表わされる光学活性な液晶性化合物を少なくとも１種
   類含有する液晶組成物を使用することを特徴とする液晶
   素子。