JPH02222488A - Ferroelectric liquid crystal composition - Google Patents

Ferroelectric liquid crystal composition

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JPH02222488A
JPH02222488A JP4189589A JP4189589A JPH02222488A JP H02222488 A JPH02222488 A JP H02222488A JP 4189589 A JP4189589 A JP 4189589A JP 4189589 A JP4189589 A JP 4189589A JP H02222488 A JPH02222488 A JP H02222488A
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JP
Japan
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tables
formulas
phase
liquid crystal
chemical formulas
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Application number
JP4189589A
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Japanese (ja)
Inventor
Sadao Takehara
貞夫 竹原
Masashi Osawa
大沢 政志
Kayoko Nakamura
佳代子 中村
Tadao Shoji
東海林 忠生
Hiroshi Ogawa
洋 小川
Noburu Fujisawa
宣 藤沢
Takeshi Kuriyama
毅 栗山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawamura Institute of Chemical Research
DIC Corp
Original Assignee
Kawamura Institute of Chemical Research
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject composition excellent in response characteristics and memory functions by adding a chiral dopant containing an optically active group having a special structure to an optically inactive specified liquid crystalline compound composition showing smectic C phase. CONSTITUTION:To (A) an optically inactive liquid crystalline composition which may be monotropic in >=1 deg.C temperature range at >=10 deg.C showing smectic C phase and containing (i) a liquid crystalline compound (homologue) having a bicyclic structure and showing smectic C phase and (ii) another liquid crystalline compound (homologue) having a tricyclic structure containing cyclohexyl rings and showing smectic C phase, (B) a chiral dopant of formula I [R<a> is 2-10C alkyl or alkoxy; R<b> is 1-10C alkyl, etc.; l is 0-10; Z<a> is -O-, -CO2-, etc.; X is formula II (Z<2> and Z<3> are -CO2-, -OCH2-, etc.)] is added to obtain the objective composition.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気光学的表示材料として有用な新規液晶組成
物に関するもので、特に強誘電性を有する液晶材料を提
供するものであり、従来の液晶材料と比較して、特に応
答性、メモリー性にすぐれた液晶表示素子への利用可能
性を有する液晶材料を提供するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a novel liquid crystal composition useful as an electro-optical display material, and in particular provides a liquid crystal material having ferroelectricity, which is different from conventional liquid crystal compositions. The object of the present invention is to provide a liquid crystal material that has particularly excellent responsiveness and memory performance compared to liquid crystal materials, and can be used for liquid crystal display elements.

〔従来技術〕[Prior art]

現在、広く用いられている液晶表示素子は主にネマチッ
ク液晶を利用したTN型と呼ばれるものであって、多く
の長所・利点を有しているもののその応答性においては
、CRTなどの発光型の表示方式と比較すると、格段に
遅いという大きな欠点があった。TN型以外の液晶表示
方式も多く検討されているが、その応答性における改善
はなかなかなされていない。
The currently widely used liquid crystal display elements are mainly of the TN type, which utilizes nematic liquid crystals, and although they have many advantages, their responsiveness is inferior to that of light-emitting types such as CRTs. Compared to the display method, it had the major drawback of being much slower. Many liquid crystal display systems other than the TN type have been studied, but improvements in their responsiveness have not yet been achieved.

ところが、強誘電性スメクチック液晶を利用した液晶デ
バイスでは、従来のTN型液晶表示素子の100〜10
00倍の高速応答が可能で、かつ多安定性を有するため
、電源を切っても表示の記憶が得られる(メモリー効果
)ことが、最近明らかになった。このため、光シヤツタ
ーやプリンターヘッド、薄型テレビ等への利用可能性が
極めて大きく、現在、各方面で実用化に向けて開発研究
がなされている。
However, in liquid crystal devices using ferroelectric smectic liquid crystals, the 100 to 10
It has recently been revealed that because it is capable of a 00 times faster response and has multistability, it can retain the display even when the power is turned off (memory effect). For this reason, it has great potential to be used in optical shutters, printer heads, flat-screen televisions, etc., and research and development is currently being conducted in various fields to put it into practical use.

強誘電性液晶は、液晶相としてはチルト系のキラルスメ
クチック相に属するものであるが、その中でも、実用的
に望ましいものは、最も粘度の低いキラルスメクチック
C(以下、sc”と省略スる。)相と呼ばれるものであ
る。
The liquid crystal phase of ferroelectric liquid crystals belongs to the tilted chiral smectic phase, and among them, the one that is practically desirable is chiral smectic C (hereinafter abbreviated as "sc"), which has the lowest viscosity. ) phase.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

sc”相を示す液晶化合物(以下、SC2化合物という
。)はこれまでにも検討されてきており、既に数多くの
化合物が合成されている。しかじながら、これらのSC
*化合物には単独では強誘電性液晶表示用光スイツチン
グ素子として用いるための以下の条件、即ち、 (イ)室温を含む広い温度範囲で強誘電性を示すこと (b)高温域において適当な相系列を有すること (b)特にキラルネマチック(以下、N”と省略する。
Liquid crystal compounds exhibiting "sc" phase (hereinafter referred to as SC2 compounds) have been studied and many compounds have already been synthesized.
*Compounds alone must meet the following conditions for use as optical switching elements for ferroelectric liquid crystal displays: (a) exhibiting ferroelectricity over a wide temperature range including room temperature; and (b) exhibiting appropriate phase stability in a high temperature range. (b) Particularly chiral nematic (hereinafter abbreviated as "N").

)相において長い螺旋ピッチを示すこと(ニ)適当なチ
ルト角を持つこと (ホ)粘性が小さいこと (へ)自発分極がある程度以上大きな値であること さらに (ト)(b)及び(b)の結果として良好な配向を示す
こと (チ)(ホ)及び(へ)の結果として、高速の応答性を
示すこと をすべて満足するようなものは知られていなかった。
) exhibiting a long helical pitch in the phase; (d) having an appropriate tilt angle; (e) having low viscosity; (f) having a large spontaneous polarization above a certain level. No material has been known that satisfies all of (1), (5), (e), and (f), which include good orientation as a result of (1), and high-speed response as a result of (f).

そのため、現在では、S00相を示す液晶組成物(以下
、S01液晶組成物という。)が検討用等に用いられて
いるのが、実情である。
Therefore, the current situation is that liquid crystal compositions exhibiting the S00 phase (hereinafter referred to as S01 liquid crystal compositions) are used for studies and the like.

良好な配向性を得るためには、例えば、特開昭61−1
53623号公報等に示されているように、sc”相の
高温域にN0相を有する液晶において、N″相の螺旋ピ
ッチの長さを大きくする方法が一般的に有力である。こ
の場合にSC”相とN0相の中間の温度域にスメクチッ
クA(以下、SAと省略する。)相を有する場合に配向
はより良好となり、螺旋ピッチを大きくするには、左螺
旋を生じさせる光学活性物質と、右螺旋を生じさせる光
学活性化合物を組み合せて用いればよいことも知られて
いる。(ネマチック(以下、Nと省略する。)液晶に光
学活性物質を添加して生じる螺旋ピッチを任意の長さに
調整することは既に公知の技術である。)しかし、これ
らの技術によっては良好な配向性は得られるものの、高
速応答性が得られるわけではなかった。
In order to obtain good orientation, for example, JP-A-61-1
As shown in Japanese Patent No. 53623 and the like, in liquid crystals having an N0 phase in the high temperature region of the sc'' phase, a method of increasing the helical pitch length of the N'' phase is generally effective. In this case, if the smectic A (hereinafter abbreviated as SA) phase is present in the temperature range between the SC'' phase and the N0 phase, the orientation will be better, and in order to increase the helical pitch, a left-handed helix will be generated. It is also known that it is possible to use a combination of an optically active substance and an optically active compound that generates a right-handed helix. (Adjusting the length to an arbitrary length is already a known technique.) However, although these techniques can provide good orientation, they do not necessarily provide high-speed response.

高速応答性を示すには、例えば、第12回液晶討論会に
おける特別講演(同討論会予稿集P、9B)で示されて
いるように、低粘性のスメクチックC(以下、SCと省
略する。)相を示す母体の液晶組成物(以下、SC母体
液晶という。)に、自発分極(以下、Psと省略する。
In order to exhibit high-speed responsiveness, low-viscosity smectic C (hereinafter abbreviated as SC) is used, for example, as shown in the special lecture at the 12th Liquid Crystal Conference (Proceedings of the same conference P, 9B). ) phase (hereinafter referred to as SC matrix liquid crystal) has a spontaneous polarization (hereinafter abbreviated as Ps).

)の大きいSC′″化合物を添加する方式が優れている
。この方式によれば、螺旋を生じさせる光学活性化合物
の割合が少なくなるため、螺旋ピッチは比較的長くなる
が、配向性が良好となるほど螺旋ピッチを長くしようと
すると光学活性化合物の添加量を少量にする必要があり
、そのため自発分極が小さくなりすぎ、高速応答性が得
られなくなってしまう問題点があった。
) is superior. According to this method, the ratio of the optically active compound that causes helical formation is reduced, so the helical pitch becomes relatively long, but the orientation is good. Indeed, in order to increase the helical pitch, it is necessary to reduce the amount of optically active compound added, which poses a problem in that the spontaneous polarization becomes too small, making it impossible to obtain high-speed response.

また、SC母体液晶としてこれまで用いられてきたもの
は、例えば、ジャパン・デイスプレィ゛86講演予稿集
(352ページ〜)又は特開昭62−583号公報に記
載されている。
Furthermore, those that have been used hitherto as SC matrix liquid crystals are described in, for example, Japan Display 86 Lecture Proceedings (from page 352) or Japanese Patent Application Laid-open No. 1983-583.

(R,R’はアキラルなアルキル基を表わす。)(R,
R’は上記と同様、) の如く、化合物自身又はその同族体が、SC相を示すも
のに限られるか、又はそれに加えて分子長軸に対して垂
直方向に強いダイポール(分極)を示すような液晶化合
物を添加した組成物であり、SC相の温度範囲を広く保
つと粘性が大きくなり、粘性を小さくするとSC相の温
度範囲が狭(なるという問題点があった。
(R, R' represent an achiral alkyl group.) (R,
R' is the same as above, and the compound itself or its homolog is limited to those exhibiting an SC phase, or in addition exhibits a strong dipole (polarization) in the direction perpendicular to the long axis of the molecule. This composition has a problem in that if the temperature range of the SC phase is kept wide, the viscosity increases, and if the viscosity is decreased, the temperature range of the SC phase becomes narrow.

従って、従来技術では良好な配向性と高速応答性を同時
に実現するのは困難なことであった。
Therefore, with the prior art, it has been difficult to simultaneously achieve good orientation and high-speed response.

本発明が解決しようとする課題は、高速応答性及び配向
性においてともに充分に満足できる強誘電性液晶組成物
を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to provide a ferroelectric liquid crystal composition that is fully satisfactory in both high-speed response and orientation.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は上記課題を解決するために、以下に示す中温域
母体液晶から成るSC母体液晶に、一般式(A) は炭素原子数1〜10のアルキル基又は炭素原子数4〜
10の光学活性アルキル基を表わし、lはO〜10の整
数を表わす。Z畠は一〇−−COO−−OC〇−又は単
結合を表わす。C1及びC0は各々独立的に(R)配置
又は(S)配置の不斉炭素原子を表わす。Xは一般式(
B) 一般式(C) ・・・(A) で表わされる光学活性化合物の少なくとも1種を構成成
分として含有するキラルドーパントを添加して成る室温
を含む広い温度範囲でSC*相を示すSC”液晶組成物
を提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an SC base liquid crystal consisting of a medium-temperature range base liquid crystal shown below, in which the general formula (A) is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or
represents an optically active alkyl group of 10, and 1 represents an integer of 0 to 10. Z field represents 10--COO--OC0- or a single bond. C1 and C0 each independently represent an asymmetric carbon atom of (R) configuration or (S) configuration. X is the general formula (
B) SC" which exhibits an SC* phase in a wide temperature range including room temperature, which is obtained by adding a chiral dopant containing as a constituent component at least one optically active compound represented by the general formula (C)...(A)" A liquid crystal composition is provided.

一般式(A)において、R′″は炭素原子数2〜10の
アルキル基又はアルコキシ基を表わし、Rb又は一般式
(D) (式中、−(◇→、−く))−1=(◇−及び−(◇−
は、各々独立的に飽和又は不飽和の5員環又は6員環の
炭化水素環を表わすが、環中Y′ の任意の1〜2個の−CH=は、−N=又は−C=に置
換されていても良く、また、環中の任意の1〜2個の−
CIl□−は、−0−−5−−NH−−cut−c−1
−S−1又は−〇−@表わし、m及びnは各々独立的に
0又は1を表わす。)で表わされる液晶性分子の中心骨
格(コア)部分を表わす。
In the general formula (A), R''' represents an alkyl group or an alkoxy group having 2 to 10 carbon atoms, and Rb or the general formula (D) (in the formula, -(◇→, -ku)) -1=( ◇− and −(◇−
each independently represents a saturated or unsaturated 5-membered or 6-membered hydrocarbon ring, and any 1 to 2 -CH= of Y' in the ring are -N= or -C= may be substituted with, and any 1 to 2 - in the ring may be substituted with
CIl□- is -0--5--NH--cut-c-1
-S-1 or -〇-@; m and n each independently represent 0 or 1; ) represents the central skeleton (core) part of a liquid crystal molecule.

特に好ましくは、一般式(A)において、Xが一般式(
E) されていても良い。Ylはフッ素原子、塩素原子、シア
ノ基、メチル基、メトキシ基を表わし、Z■22又はZ
3は各々独立的に単結合、−C00OCOCHzo  
  0CIIz    CHtCHt−−5−C−又は
−CH= CH−を表わし、Z4は−CH,−CH2C
Hz     CH=CHCCHz     C−量的
に水素原子、フッ素原子、塩素原子又はシアノ基を表わ
すが、YlとY3が同時に水素原子を表わすことはない
。Zl 、 7.を及びmは前記と同じものを表わす。
Particularly preferably, in the general formula (A), X is the general formula (
E) It may be done. Yl represents a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a methyl group, or a methoxy group;
3 is each independently a single bond, -C00OCOCHzo
0CIIz CHtCHt--5-C- or -CH=CH-, Z4 is -CH, -CH2C
Hz CH=CHCCHz C- Represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, or a cyano group quantitatively, but Yl and Y3 do not represent a hydrogen atom at the same time. Zl, 7. and m are the same as above.

) で表わされる化合物である。) It is a compound represented by

本発明で使用するSC母体液晶は、そのSC相の高温側
において、降温時に、 (イ)I(等方性液体)相→N相→SA相→SC相の相
系列を有するもの (b)■相→SA相→SC相の相系列を有するもの (b)I相→N相→SC相の相系列を有するもの 又は (ニ)I相→SC相の相系列を有するもののいずれかの
相系列を有するものが用いられるが、(イ)〜(ニ)の
選択は、同時に用いるキラルドーパントによって異なる
。最も繁用性のあるのは(イ)であり、キラルドーパン
トのネマチック性(SC母体液晶に添加した場合に、N
*相の温度範囲を広げ、SA相の温度範囲を狭くしやす
い傾向)が強い場合には(b)を、キラルドーパントの
スメクチックA性(SC母体液晶に添加した場合に、S
A相の温度範囲を広げ、N0相の温度範囲を狭くしやす
い傾向)が強い場合には(b)を、また、SC性が弱く
、N“相やSA相の温度範囲を広げやすい場合などには
(ニ)を用いるのが、最も適している0重要であるのは
S00液晶組成物とした場合の相系列であって、−射的
には、■→N1→5A−3C”の相系列が配向の点で有
利である。一方、I→N0→S00の相系列も配向制御
方法によっては、より良好な配向を示す場合もあり、ま
た、大きなチルト角が得やすいので、ゲスト・ホスト方
式などには適している。
The SC host liquid crystal used in the present invention has a phase sequence of (a) I (isotropic liquid) phase → N phase → SA phase → SC phase on the high temperature side of its SC phase when the temperature is lowered (b) (b) Those with a phase sequence of phase → SA phase → SC phase; (b) Those with a phase sequence of I phase → N phase → SC phase; or (d) Those with a phase sequence of I phase → SC phase. Although those having a certain series are used, the selection of (a) to (d) differs depending on the chiral dopant used at the same time. The most commonly used method is (a), which shows the nematic property of the chiral dopant (when added to the SC matrix liquid crystal, N
*When the temperature range of the SA phase tends to be widened and the temperature range of the SA phase tends to be narrowed), (b) is
If there is a strong tendency to widen the temperature range of the A phase and narrow the temperature range of the N0 phase, use (b), or if the SC property is weak and the temperature range of the N'' phase or SA phase tends to widen. It is most suitable to use (d) for 0.What is important is the phase series when the S00 liquid crystal composition is used. series is advantageous in terms of orientation. On the other hand, the I→N0→S00 phase series may also exhibit better alignment depending on the orientation control method, and a large tilt angle can be easily obtained, so it is suitable for the guest-host system.

ここでいう中温域母体液晶とは、それを構成する液晶化
合物が、光学的に不活性であり、2環又は3環構造であ
って、3環構造の場合には、少なくともl環はシクロヘ
キシル環であって、SC相を示す化合物又は、そのアル
キル鎖の炭素原子数、形状のみが異った同族体から成り
、その同族体中の少なくとも1種の化合物は10°C以
上における任意の1℃以上の温度巾の範囲でモノトロピ
ックでもよいSC相を示す化合物である。ただし、3環
構造の場合には、SC相の上限温度が90℃未満である
液晶であり、10℃〜80℃における任意の10°C以
上の温度巾でモノトロピックでもよいSC相を示すもの
である。
The medium-temperature range host liquid crystal referred to here means that the liquid crystal compound constituting it is optically inactive and has a two- or three-ring structure, and in the case of a three-ring structure, at least the first ring is a cyclohexyl ring. and consists of a compound exhibiting an SC phase or a homolog differing only in the number of carbon atoms and shape of its alkyl chain, and at least one compound among the homologs exhibits an SC phase at any 1°C above 10°C. It is a compound that exhibits an SC phase that may be monotropic within the above temperature range. However, in the case of a three-ring structure, the upper limit temperature of the SC phase is less than 90°C, and the liquid crystal exhibits an SC phase that may be monotropic at any temperature range of 10°C or more between 10°C and 80°C. It is.

中温域母体液晶として用いられる化合物の代表的なもの
を以下に掲げる。ただし、以下に示す一般式において、
R,、R,は各々独立的に炭素原子数1〜18のアルキ
ル基を表わす。
Typical compounds used as medium-temperature host liquid crystals are listed below. However, in the general formula shown below,
R,, R, each independently represent an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.

(1−a) (1−a−46) (1−a−47) (1−a−48) (1−a−49) (1−a−50) (1−a−51) (I −a−52) (I −a−53) R+−(≦/’iし====≧、;:ン++<コク==
==巨E〕〕)−〇C0Rz咋眞) R+          C00Rz →買伽 R+0         0CORz 楡鵞) Rho         COO1h 1買) RlCOOR! 檜買伽 RICOO0R2 1鵞伽 R+’COO0CORz 楡鵞伽 RICOOCOORz (1−b) (1−b−40) RI−@−Coo−’(防ocooRgCI −c) (1−c−29) R,0CO((訓COO−曇−oRx −N (1−d) (1−d−4) R1合cos((防oRg (I−d−5) R,O−4防CO3−@−Rz 口 (1−f) (1−e) (1−e−1) (1−e−2) 以上の化合物のうち、中温域母体液晶としては、式(1
−a)及び式(1−b)で表わされる化合物が好ましく
、式(1−a−1)、式(1−a−2)、式(1−a−
5)、式(1−a−41)、式(1−a−42)及び式
(1−b−1)で表わされる化合物が特に好ましい。
(1-a) (1-a-46) (1-a-47) (1-a-48) (1-a-49) (1-a-50) (1-a-51) (I - a-52) (I -a-53) R+-(≦/'ishi====≧, ;:n++<Koku==
==Giant E〕〕)-〇C0Rz咋圞) R+ C00Rz →buy 伽R+0 0CORz 楡鵞) Rho COO1h 1buy) RlCOOR! Hinoki RICOO0R2 1R+'COO0CORz RICOOCOORz (1-b) (1-b-40) RI-@-Coo-' (pre-ocooRgCI -c) (1-c-29) R,0CO( (Kun COO-Cloud-oRx -N (1-d) (1-d-4) R1 cos ((Prevention oRg (I-d-5) R, O-4 Prevent CO3-@-Rz mouth (1- f) (1-e) (1-e-1) (1-e-2) Among the above compounds, formula (1
-a) and the compound represented by the formula (1-b) are preferred, and the compounds represented by the formula (1-a-1), the formula (1-a-2), and the formula (1-a-
5), compounds represented by formula (1-a-41), formula (1-a-42) and formula (1-b-1) are particularly preferred.

本発明で使用するキラルドーパント、あるいはその構成
成分となる光学活性化合物は、必ずしもSCI相を示す
必要はなく、他の液晶相すら全く示さないものでも用い
ることができるが、前述のようにキラルドーパントの構
成要素として一般式%式%) で表わされる液晶の基本骨格の両側に、互いに異なる光
学活性な基を含有するものである。
The chiral dopant used in the present invention or the optically active compound that is its constituent component does not necessarily have to exhibit an SCI phase, and can be used even if it does not exhibit any other liquid crystal phase. It contains different optically active groups on both sides of the basic skeleton of the liquid crystal represented by the general formula (%) as a constituent element.

キラルドーパントがSC*液晶組成物にもたらす諸物性
のうち重要なものは、その誘起する螺旋ピッチ、自発分
極の向き及びその大きさであるが、これらはキラルドー
パントを構成する各化合物の光学活性部位により最も大
きな影響を受ける。
Among the various physical properties that a chiral dopant brings to an SC* liquid crystal composition, the important ones are the helical pitch it induces, the direction and magnitude of spontaneous polarization, and these are dependent on the optically active site of each compound constituting the chiral dopant. most affected by

これまでキラルドーパント、sc”化合物又はネマチッ
ク液晶への添加剤として用いられてきた光学活性化合物
における光学活性基の代表的なものを以下に掲げる。
Typical optically active groups in optically active compounds that have been used as chiral dopants, sc'' compounds, or additives to nematic liquid crystals are listed below.

(IV−2) (IV−3) (mV−4) CI。(IV-2) (IV-3) (mV-4) C.I.

−Of CHz−)−CHCztls CHl I +CHt+丁−〇 + CTo +−CHCJsH3 −Of CHz)r−0+ CH2+rC1l  Ca
lls(IV−7) (IV−8) (IV−10) (IV−12) (IV−13) (IV−21) (IV−32) H3 1嘲 +CH2−h−CH−R1 C)13 −0 + C11z +rCI  R3o      
  C11s 11     1゜ −0−C+ Cut −)T−Cll  1hCI! −CI  Ra H3 −C!1□−CHCHz  ORs H3 −5+ C)h−)TCH(CL)ii−CH2Cl。
-Of CHz-)-CHCztls CHl I +CHt+Ding-○ + CTo +-CHCJsH3 -Of CHz)r-0+ CH2+rC1l Ca
lls (IV-7) (IV-8) (IV-10) (IV-12) (IV-13) (IV-21) (IV-32) H3 1 mock + CH2-h-CH-R1 C) 13 - 0 + C11z +rCI R3o
C11s 11 1°-0-C+ Cut-)T-Cll 1hCI! -CI Ra H3 -C! 1□-CHCHz ORs H3 -5+ C)h-)TCH(CL)ii-CH2Cl.

1傘 0−CIl−R。1 umbrella 0-CIl-R.

(IV−14) H3 1傘 −CHC1h  ORs (IV−57) C2 I申 OCl1z  CHRs (IV −1)1ノ ーし一〇−Un −MS (EV−53) CH3 1* −CI−0−R5 (mV−55) OCtlz  (JI  Rs (IV−64) C11゜ 1傘 OCHz  CHCHz  0Rs (IV−65) CH1 一〇−CI−cut−ORs (IV−66) C11゜ −o−(−cuz−÷、 CH(CH2)−ORs(I
V−67) −COOC1h−CM−ch−L;ztls(IV−6
9) C1 1・ −COOCHz  CI  Rs (IV−75) CH。
(IV-14) H3 1 Umbrella-CHC1h ORs (IV-57) C2 I-OCl1z CHRs (IV-1) 1-No-Un-MS (EV-53) CH3 1*-CI-0-R5 ( mV-55) OCtlz (JI Rs (IV-64) C11° 1 umbrella OCHz CHCHz 0Rs (IV-65) CH1 10-CI-cut-ORs (IV-66) C11°-o-(-cuz-÷, CH(CH2)-ORs(I
V-67) -COOC1h-CM-ch-L;ztls(IV-6
9) C1 1-COOCHz CI Rs (IV-75) CH.

I串 OClog  CH0Rs (IV−70) Cll3 −0−CH,−CH−C1,−0COR。I skewer OClog CH0Rs (IV-70) Cll3 -0-CH, -CH-C1, -0COR.

(IV−76) Cll −5−CI−R。(IV-76) Cll. -5-CI-R.

(IV−71) 一〇 Cll3 CH−C1+□−〇−COR5 (IV−72) CH。(IV-71) 10 Cll3 CH-C1+□-〇-COR5 (IV-72) CH.

−0−CH−C)lバCL)rOCORs(IV−78
) C,I(S 1・ OCHz  CH0Rh (IV−73) 一〇−CD。
-0-CH-C)lbaCL)rOCORs(IV-78
) C, I (S 1・OCHz CH0Rh (IV-73) 10-CD.

CHl CH−(CHz′)TOCOR3 (IV−80) COOCI(z  Cll  Rs (IV−81) CN OC1l!  CIl  R5 (rV−82) CN −CH−R。CHl CH-(CHz')TOCOR3 (IV-80) COOCI(z Cll Rs (IV-81) C.N. OC1l! CIl R5 (rV-82) C.N. -CH-R.

(rV−83) CIl□CN COOCHz  Cll  R5 Cll、CN 1・ 0−CHz  CHRs 上記各一般式において、mは1〜4の整数を表わし、n
は1〜10の整数を表わし、R1は炭素原子数3〜8の
アルキル基を表わし、R4は炭素原子数2〜10のアル
キル基を表わし、R1は炭素原子数1〜lOのアルキル
基を表わし、R&は炭素原子数1〜4のアルキル基を表
わす。
(rV-83) CIl□CN COOCHz Cll R5 Cll, CN 1・0-CHz CHRs In each of the above general formulas, m represents an integer from 1 to 4, and n
represents an integer of 1 to 10, R1 represents an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms, R4 represents an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, and R1 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. , R& represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

光学活性基として、式(IV−1)〜(IV−22)で
表わされる光学活性基のみを含有する光学活性化合物は
、SC母体液晶に添加してSC0液晶組成物とした際に
誘起される自発分極が非常に小さく、単独でS00相を
示す場合でもそのほとんどが10nC/cm”以下にす
ぎない。
Optically active compounds containing only optically active groups represented by formulas (IV-1) to (IV-22) as optically active groups are induced when added to an SC base liquid crystal to form an SC0 liquid crystal composition. Spontaneous polarization is very small, and even when it shows S00 phase alone, most of it is only 10 nC/cm'' or less.

一方、光学活性基として、式(IV−31)〜(■−9
1)で表わされる光学活性基を含有する光学活性化合物
は、SC母体液晶に添加してsc”液晶組成物とした際
に誘起する自発分極が大きく、単独でSC“相を示す場
合などでは300 nC/ cra”以上の大きな値を
示すものも存在する。
On the other hand, as optically active groups, formulas (IV-31) to (■-9
The optically active compound containing the optically active group represented by 1) has a large spontaneous polarization induced when it is added to an SC matrix liquid crystal to form an "sc" liquid crystal composition. There are some that show large values of nC/cra” or more.

特に、式(IV−45) 、式(IV−46)及び式(
■−47)で表わされる光学活性基を有する化合物は大
きい自発分極を誘起することが可能であり、本発明にお
いては、一方の光学活性基としては、式(IV−45)
 、式(IV−46)又は式(IV−47)から、他の
光学活性基としては、式(IV−1) 、式(■−2)
、式(IV−5)〜式(IV−12) 、式(IV−1
5)、式(IV−16) 、式(IV−19) 、式(
IV−20)、式(IV−31)〜式(IV−33) 
、式(IV−43) 、式(IV−53) 、式(IV
−74)及び式(IV−75)等のI・ 一般式R’−ClゴGHzh−Z”−(式中、R”、f
fi、Z’は一般式(A)と同じものを表わす。)で表
わされる光学活性基から選ばれるところの、複数の光学
活性基を有する化合物をキラルドーパントの構成成分と
して使用することを特徴の1つとするものである。
In particular, formula (IV-45), formula (IV-46) and formula (
A compound having an optically active group represented by (IV-47) is capable of inducing large spontaneous polarization, and in the present invention, as one optically active group, one of the optically active groups is represented by formula (IV-45).
, formula (IV-46) or formula (IV-47), other optically active groups include formula (IV-1), formula (■-2)
, Formula (IV-5) to Formula (IV-12), Formula (IV-1
5), Formula (IV-16), Formula (IV-19), Formula (
IV-20), formula (IV-31) to formula (IV-33)
, Formula (IV-43), Formula (IV-53), Formula (IV
-74) and formula (IV-75) etc. General formula R'-ClgoGHzh-Z"- (wherein R", f
fi and Z' represent the same thing as in general formula (A). One of the characteristics is that a compound having a plurality of optically active groups selected from the optically active groups represented by the following is used as a constituent of the chiral dopant.

式(IV、−1) 、式(TV−2)、式(IV−5)
〜式(IV−12) 、式(IV−15) 、式(TV
T−16) 、式(It、’−19)及び式(IV−2
0)で表わされる光学活性基に由来する自発分極は、式
(TV−45) 、式(IV−46)及び式(IV−4
7)で表わされる光学活性基に由来するものと比較する
と、非常に小さいので、組み合せを考える場合、螺旋ピ
ッチの向きだけを考慮すればよい。
Formula (IV, -1), Formula (TV-2), Formula (IV-5)
~Formula (IV-12), Formula (IV-15), Formula (TV
T-16), formula (It,'-19) and formula (IV-2
0) The spontaneous polarization derived from the optically active group represented by formula (TV-45), formula (IV-46), and formula (IV-4
Since it is very small compared to that derived from the optically active group represented by 7), only the direction of the helical pitch needs to be considered when considering combinations.

式(IV−31)〜式(IV−33) 、式(IV−4
3)、式(IV−53) 、式(IV−74)及び式(
mV−75)等で表わされる光学活性基と組み合わせる
場合には、両者の自発分極の方向を揃えることが望まし
く、相反している場合には化合物の自発分極が非常に小
さくなることがある。
Formula (IV-31) to formula (IV-33), formula (IV-4
3), formula (IV-53), formula (IV-74) and formula (
When combined with an optically active group such as mV-75), it is desirable that the directions of their spontaneous polarizations be aligned; if they are in conflict with each other, the spontaneous polarization of the compound may become extremely small.

このような光学活性基を末端に有するような光学活性化
合物の基本骨格(一般式(A)におけるX)の代表的な
ものを以下に掲げる。
Typical basic skeletons (X in general formula (A)) of optically active compounds having such an optically active group at the end are listed below.

(V−42) 召ト0べ砕 (V−66) ◇罰 (V−90) ■トσX・・・−〇 (V−114) 召いCべ公() (V−138) 分0CR2÷の (V−162) ※)−oc+t、4公 (V−186) 召べ)oCHzべ2 (V−210) =OX)ocn、() (V−234) 侶は吟ocnz→シ (V−260) (今ぺ)・・・(〉 (V−446) やト入 (V−447) 畳coo挺ヒ入 (V−448) 合ocoや締込 (V−449) (いH2O(8入 (V−450) 合0CR1−@膵ス (V−451) [相](Xi (V−479) 合coo訟入 (V−501) (旨)OCOぺ^ (V−502) (R所CI、O〜\ N (V ※バ)OC〇八人 (V−506) WCHzO赫 (V−507) ぞX今0CR−入 上記のうち、式(V−1)〜式(V−274)で表わさ
れる基本骨格、及びそれらのベンゼン環にフッ素が置換
したものが好ましく、式(V−1)〜式(V−3)、式
(V−7)〜式(V−9)、式(V−17)、(V−1
8)、式(V−21)、式(V−22)又は式(V−2
5)〜式(V−274)で表わされる基本骨格が特に好
ましい。
(V-42) Summon 0 be crushed (V-66) ◇Punishment (V-90) ■To σX...-〇 (V-114) Summon C Beko () (V-138) Min0CR2÷ (V-162) ※)-oc+t, 4th Duke (V-186) Call) oCHzbe2 (V-210) =OX) ocn, () (V-234) My husband is ocnz→shi (V- 260) (Imape)...(> (V-446) Yato-iri (V-447) Tatami coo-in (V-448) Go-coo-ya-jime (V-449) (I H2O (8-in) (V-450) Go0CR1-@pancreaticsu (V-451) [phase] (Xi (V-479) Gocoo lawsuit entry (V-501) (effect) OCOpe^ (V-502) (R place CI , O~\ N (V * BA) OC〇8 people (V-506) WCHzO 赫 (V-507) zo Preferably, the basic skeletons represented and their benzene rings are substituted with fluorine, such as formulas (V-1) to (V-3), formulas (V-7) to (V-9), -17), (V-1
8), formula (V-21), formula (V-22) or formula (V-2
5) The basic skeletons represented by formulas (V-274) are particularly preferred.

具体的には、例えば、以下の化合物を挙げることができ
る。
Specifically, for example, the following compounds can be mentioned.

上記各基本骨格のベンゼン環にフッ素原子、塩素原子、
臭素原子、メチル基、メトキシ基、シアノ基又はニトロ
基が置換した各基本骨格も使用できる。特にフッ素原子
が置換した各基本骨格が好ましい場合が多い。また、上
記各基本骨格のうち、左右非対称なものについては、左
右が逆のものも同様に使用可能である。
Fluorine atom, chlorine atom,
Each basic skeleton substituted with a bromine atom, methyl group, methoxy group, cyano group or nitro group can also be used. In particular, basic skeletons substituted with fluorine atoms are often preferred. Moreover, among the above-mentioned basic skeletons, those with left-right asymmetrical ones can also be used in the same way.

上記中、Cは結晶相、N“はキラルネマチック相、SA
はスメクチックA相、Sxは帰属不明のスメクチック相
を各々表わす。
In the above, C is a crystalline phase, N'' is a chiral nematic phase, and SA
represents a smectic A phase, and Sx represents a smectic phase of unknown origin.

以上のような一般式(A)で表わされる化合物をキラル
ドーパントの構成成分として用いることによる利点とし
て以下に挙げることができる。
The advantages of using the compound represented by the above general formula (A) as a constituent component of a chiral dopant can be listed below.

(1)片側にのみキラル基を有する化合物より強い自発
分極を示しうる。
(1) It can exhibit stronger spontaneous polarization than a compound having a chiral group on only one side.

即ち、前記化合物(A)と、次の一般式(F)(式中、
R7は光学的に不活性なアルキル基を表わし、Z’ 、
X、C”、Rゝは一般式(A)、!:同じものを表わす
。) で表わされるところの片側にのみ、式(TV−45)。
That is, the compound (A) and the following general formula (F) (wherein,
R7 represents an optically inactive alkyl group, Z',
(X, C'', Rゝ represent the same thing as in general formula (A).) Only on one side of the area represented by the formula (TV-45).

式(IV−46)又は式(IV −47)で表わされる
光学活性基を有する化合物をそれぞれSC母体液晶に添
加して、その外挿値として自発分極を求めると、同一条
件下では、一般式(A)で表わされる化合物の方が相当
大きく、特に、他方の光学活性基が式(IV−31)〜
式(IV−33) 、 (IV−43) 、式(IV−
53) 、式、(IV−74)又は式(IV−75)か
ら選ばれた場合には100〜200 nC7cm”ある
いはそれ以上大きな値を示す場合もあることがわかる。
When a compound having an optically active group represented by formula (IV-46) or formula (IV-47) is added to each SC base liquid crystal and the spontaneous polarization is determined as an extrapolated value, under the same conditions, the general formula The compound represented by (A) is considerably larger, and in particular, the other optically active group is of the formula (IV-31) ~
Formula (IV-33), (IV-43), Formula (IV-
53), formula (IV-74), or formula (IV-75), it can be seen that a value of 100 to 200 nC7cm'' or even larger may be shown in some cases.

キラルドーパントとして用いる際には、その誘起する自
発分極が大きい程、その使用量が少量ですむので、粘性
の低いSC母体液晶の割合を、多くでき、S00液晶組
成物の粘度低下が可能となり、結果として応答性の向上
につながるものである。
When used as a chiral dopant, the larger the spontaneous polarization it induces, the smaller the amount required, so the proportion of the SC host liquid crystal with low viscosity can be increased, making it possible to reduce the viscosity of the S00 liquid crystal composition. As a result, this leads to improved responsiveness.

(2)  N”相あるいはSC”相に誘起する螺旋ピッ
チが非常に長い化合物、及び非常に短い化合物など、螺
旋ピッチを調整することが可能である。
(2) It is possible to adjust the helical pitch, such as compounds with very long helical pitches and compounds with very short helical pitches induced in the N'' phase or SC'' phase.

前述のように良好な配向性を得るためには、そのN*相
あるいはSC*相における螺旋ピッチが長いことが重要
である。キラルドーパン゛トは全体として螺旋ピッチが
調整されていればよいのであって、個々の化合物につい
ては、必ずしもその必要はないが、キラルドーパントの
主成分としては、ある程度螺旋ピッチが長い方が、その
調整が容易である。また、螺旋ピッチの調整を主目的と
して加える化合物では、その螺旋ピッチが短い程、その
添加量を押えることができるので好都合である。
As mentioned above, in order to obtain good orientation, it is important that the helical pitch in the N* phase or SC* phase is long. It is sufficient that the helical pitch of the chiral dopant is adjusted as a whole, and this is not necessarily the case for individual compounds. Easy to adjust. Further, in the case of a compound added primarily for the purpose of adjusting the helical pitch, the shorter the helical pitch, the more convenient the amount added can be suppressed.

一般式(A)の化合物は、キラルドーパントの構成成分
として5重量%以上、好ましくは、20重世%以上用い
るのがよく、他の構成成分としては前述の式(V−1)
〜式(V −539)で表わされる基本骨格に式(IV
−1)〜式(IV −95)で表わされる光学活性基の
うち、任意の2個あるいは1個(他方は光学的に不活性
な鎖状基)が側鎖として結合した化合物を用いることが
できる。
The compound of general formula (A) is preferably used in an amount of 5% by weight or more, preferably 20% by weight or more, as a constituent of the chiral dopant, and other constituents include the above-mentioned formula (V-1).
~ Formula (IV
-1) A compound in which any two or one of the optically active groups represented by formulas (IV-95) (the other being an optically inactive chain group) is bonded as a side chain can be used. can.

上記のキラルドーパントは、SC母体液晶中に1〜60
重量%の割合で添加してSC9液晶組成物として用いる
のが適当であるが、さらに好ましくは2〜50重量%の
割合で添加することが好ましい。キラルドーパントの添
加割合が60重量%より多いと、自発分極は増加するが
、キラルドーパント自体が母体液晶にくらべるとはるか
に粘性が大きいため、SC“液晶組成物の粘度が大きく
なり、結果的に高速応答性に悪影響を与える傾向にある
ので好ましくない。また、キラルドーパントの添加量の
増加はその螺旋ピッチを短くするために配向性にも悪影
響を与える傾向にあるので好ましくない。一方、キラル
ドーパントの添加割合が1重量%より少ないと、自発分
極があまりに小さくなりやはり高速応答性は望めない。
The above chiral dopant is present in the SC matrix liquid crystal at 1 to 60%.
It is appropriate to add it in a proportion of 2% by weight and use it as an SC9 liquid crystal composition, but it is more preferable to add it in a proportion of 2 to 50% by weight. When the addition ratio of the chiral dopant is more than 60% by weight, the spontaneous polarization increases, but since the chiral dopant itself has a much higher viscosity than the base liquid crystal, the viscosity of the SC liquid crystal composition increases, resulting in This is undesirable because it tends to have an adverse effect on high-speed response.In addition, increasing the amount of chiral dopant added tends to shorten the helical pitch and therefore have an adverse effect on the orientation.On the other hand, chiral dopant If the addition ratio is less than 1% by weight, spontaneous polarization becomes too small and high-speed response cannot be expected.

sc”液晶組成物の自発分極の値は、3〜30nC/c
m”の範囲にあるようにキラルドーパントの添加割合を
調整することが好ましく、S00相を示すキラルドーパ
ントの場合、単独で100nC/Cl112程度の自発
分極を示すか、又はそれに相当する強さの自発分極を誘
起するキラルドーパントの場合、キラルドーパントの添
加割合は10〜40重量%の範囲が好ましく、300 
nC7cm”以上の強い自発分極を示すキラルドーパン
トの場合、キラルドーパントの添加割合は、2〜25重
量%の範囲が好ましい。キラルドーパントの誘起する自
発分極が強い程、その最も望ましい添加割合は減少する
が、例示した光学活性化合物からなるキラルドーパント
ではその添加割合が1重量%を下回ることはない。
The spontaneous polarization value of the “sc” liquid crystal composition is 3 to 30 nC/c.
It is preferable to adjust the addition ratio of the chiral dopant so that it is within the range of 100nC/Cl112, and in the case of a chiral dopant that exhibits the S00 phase, it alone exhibits a spontaneous polarization of about 100nC/Cl112, or a spontaneous polarization with an equivalent strength. In the case of a chiral dopant that induces polarization, the addition ratio of the chiral dopant is preferably in the range of 10 to 40% by weight, and 300% by weight.
In the case of a chiral dopant exhibiting a strong spontaneous polarization of nC7cm" or more, the addition ratio of the chiral dopant is preferably in the range of 2 to 25% by weight. The stronger the spontaneous polarization induced by the chiral dopant, the lower the most desirable addition ratio. However, in the chiral dopants made of the optically active compounds exemplified, the addition ratio is never less than 1% by weight.

本発明のsc”液晶組成物は、等方性液体状態からの冷
却時において、まずN1相に相転移し、次いでSA相を
経るか、あるいは、直接SC*相へと相転移するが、そ
の際N0相を示す温度範囲は、3″以上30°未満の範
囲が好ましい。N0相を示す温度範囲が、3″未満であ
る場合、降温時にすみやかにSA相に相転移するため、
N0相で液晶分子を充分に配向しに(くなる傾向にある
ので好ましくない、また、N0相を示す温度範囲が30
°以上である場合、SC“液晶組成物の透明点が高温に
なり、セルに液晶材料を充填する工程等における作業性
に悪影響を及ぼす傾向にあるので好ましくない。
When the "sc" liquid crystal composition of the present invention is cooled from an isotropic liquid state, it first undergoes a phase transition to the N1 phase, and then passes through the SA phase or directly to the SC* phase. The temperature range showing the N0 phase is preferably 3'' or more and less than 30°. If the temperature range showing the N0 phase is less than 3″, the phase transition to the SA phase will occur immediately when the temperature decreases.
It is not preferable because the liquid crystal molecules tend to be sufficiently aligned in the N0 phase, and the temperature range showing the N0 phase is 30°C.
If the temperature is above 10°C, the clearing point of the SC liquid crystal composition becomes high, which tends to adversely affect workability in the step of filling the cell with liquid crystal material, etc., which is not preferable.

キラフレドーパントは、キラルドーパント自体の液晶性
の有無にかかわらず、SC母体液晶に添加した場合に、 (1)  N”相を示す温度範囲を拡大する傾向にある
もの、又は (2)  N”相を示す温度範囲を縮小する傾向にある
もの など、それぞれ固有の性質を有している。本発明のSC
“液晶組成物のN8相を示す温度範囲を上記の好ましい
範囲に調整するためには、(1)の場合、N相を示す温
度範囲が狭いSC母体液晶、又は、N相を示さないSC
母体液晶を用いればよく、(2)の場合、N相を示す温
度範囲が広いSC母体液晶を用いればよい。この方法は
、N1相に限らず、SA相及びS09相についても同様
に応用することができる。例えば、キラルドーパントが
SC0液晶組成物のSA相のみを拡大し、N″′相及び
S01相を縮小するような場合には、SC母体液晶とし
て、SC相の上限温度が高く、N相の温度範囲が広く、
かつ、SC相→N相→■相の相系列を有するもの、又は
SA相の温度範囲が狭<SC相→SA相→N相→I相の
相系列を有するものを用いればよい。
Regardless of the presence or absence of liquid crystallinity of the chiral dopant itself, when added to the SC base liquid crystal, a chiral dopant tends to (1) expand the temperature range in which it exhibits an N'' phase, or (2) exhibit an N'' phase. Each has its own unique properties, such as those that tend to narrow the temperature range in which they occur. SC of the present invention
“In order to adjust the temperature range in which the liquid crystal composition exhibits the N8 phase to the above-mentioned preferred range, in the case of (1), it is necessary to
A base liquid crystal may be used, and in the case of (2), an SC base liquid crystal that exhibits an N phase over a wide temperature range may be used. This method can be applied not only to the N1 phase but also to the SA phase and S09 phase. For example, in the case where the chiral dopant expands only the SA phase of the SC0 liquid crystal composition and reduces the N''′ phase and the S01 phase, as the SC base liquid crystal, the upper limit temperature of the SC phase is high and the temperature of the N phase is The range is wide;
In addition, it is sufficient to use one having a phase sequence of SC phase→N phase→■ phase, or one having a phase sequence of narrow SA phase temperature range<SC phase→SA phase→N phase→I phase.

このようなキラルドーパントの傾向は、SC母体液晶に
一定量のキラルドーパントを添加して得られるSC“液
晶組成物の相転移温度の変化を測定することにより、容
易に知ることができる。この結果から、S08液晶組成
物における各相、特にN9相を示す温度範囲は容易に調
整することができる。
This tendency of chiral dopants can be easily determined by measuring the change in phase transition temperature of an SC liquid crystal composition obtained by adding a certain amount of chiral dopant to an SC base liquid crystal. Therefore, the temperature range in which each phase in the S08 liquid crystal composition exhibits the N9 phase can be easily adjusted.

さらに、N*相からSA相、あるいはSC″1相に転移
する温度(N”相の下限温度)から、その1°高温側ま
でにおけるN*相に出現する螺旋ピッチが3tIm以上
であることが好ましく、該螺旋ピッチが10am以上で
あり、N“相の下限温度に近づくにつれて、該螺旋ピッ
チが発散的に大きくなるSC*液晶組成物が配向上、特
に好ましいものである。
Furthermore, the helical pitch that appears in the N* phase from the temperature at which the N* phase transitions to the SA phase or SC''1 phase (the lower limit temperature of the N'' phase) to the 1° higher temperature side is 3 tIm or more. Preferably, the helical pitch is 10 am or more, and an SC* liquid crystal composition in which the helical pitch increases divergently as the lower limit temperature of the N'' phase is approached is particularly preferred for improving alignment.

本発明におけるキラルドーパントの構成成分として、一
般式(A)で示される光学活性化合物を用いた場合、単
一の化合物であっても、上記条件を満足するような螺旋
ピッチの長いS08液晶組成物を得ることも可能である
が、−船釣には、キラルドーパントの濃度が実用的な範
囲では、螺旋ピッチが必ずしも上記条件を満足するとは
限らない、その場合は、上記の好ましい範囲に螺旋ビッ
チを調整するために、SC母体液晶に添加して、S00
液晶組成物とした際に、N1相に出現する螺旋の向きが
、互いに相反する光学活性化合物を少なくとも1種ずつ
加えてキラルドーパントを調製することが必要である。
When the optically active compound represented by the general formula (A) is used as a component of the chiral dopant in the present invention, even if it is a single compound, an S08 liquid crystal composition with a long helical pitch that satisfies the above conditions can be obtained. However, for boat fishing, the helical pitch does not necessarily satisfy the above conditions when the concentration of the chiral dopant is within a practical range. In order to adjust the S00
When a liquid crystal composition is prepared, it is necessary to prepare a chiral dopant by adding at least one optically active compound in which the directions of the helices that appear in the N1 phase are opposite to each other.

複数の光学活性化合物を含むSCI液晶組成物のN0相
に出現する螺旋のピッチP(μm)は各光学活性物質の
濃度をC1、各単位濃度あたりの螺旋のピッチをPi 
 (μm)とするとおり、(ここでは螺旋のピッチは右
巻きを正、左巻きを負とする。)、これを用いてS00
液晶組成物の5A−N”点T0におけるPlをP−とす
る時、となるようにCiを選べばよい。ここでPiはN
相を有する該SC母体液晶に各光学活性化合物を単位濃
度添加することにより測定が可能である。
The helical pitch P (μm) that appears in the N0 phase of an SCI liquid crystal composition containing multiple optically active compounds is determined by the concentration of each optically active substance being C1, and the helical pitch per unit concentration being Pi.
(μm) (here, the right-handed spiral pitch is positive and the left-handed spiral pitch is negative), and using this, S00
When Pl at 5A-N" point T0 of the liquid crystal composition is P-, Ci should be selected so that Pi is N.
Measurement can be performed by adding a unit concentration of each optically active compound to the SC matrix liquid crystal having a phase.

実際にはToは各Ciによって変化するが、各光学活性
化合物を該SC母体液晶中に、濃度ΣCiだけ添加した
ときの5A−N”点の変化などから、かなり正確に類推
できることが多く、推定値7.1とそれを用いて選ばれ
た組成物のToとが大きく異なる場合にはT 01に換
えてToを用いて再度測定すればよい。
In reality, To changes depending on each Ci, but it can often be estimated fairly accurately from the change in the 5A-N'' point when each optically active compound is added to the SC matrix liquid crystal at a concentration of ΣCi. If the value 7.1 and To of the composition selected using it are significantly different, the measurement may be performed again using To instead of T 01.

本発明で使用するキラルドーパントとしては、一定量の
SA母体液晶に添加することによって、ある程度以上の
自発分極(以下、P、と省略する。)を誘起することが
必要である。
The chiral dopant used in the present invention is required to induce a certain level of spontaneous polarization (hereinafter abbreviated as P) by adding it to a certain amount of SA host liquid crystal.

前述の如く、sc”液晶組成物としては、そのP、の値
が、特に室温付近で3〜30nC/cm!の範囲になる
ようにキラルドーパントの添加量を調整すればよい、し
かしながら、キラルドーパントが誘起するP、の値が小
さい場合には、その添加量がSC母体液晶に対して多く
なり、これに伴なってSC″液晶組成物の粘性が大きく
なり、その結果、高速応答性が得られなくなる傾向にあ
るので好ましくない、従って、本発明で使用するキラル
ドーパントとしては、SC母体液晶に10重量%添加し
た場合に1.OnC/cm”以上のP、を誘起できるも
のが好ましく、5重量%添加した場合に0、5 nC/
 cts2以上のP、を誘起できるものが特に好ましい
As mentioned above, for the sc" liquid crystal composition, the amount of the chiral dopant to be added may be adjusted so that the value of P is in the range of 3 to 30 nC/cm!, especially near room temperature. However, the chiral dopant When the value of P induced by P is small, the amount added is large relative to the SC base liquid crystal, and the viscosity of the SC″ liquid crystal composition increases accordingly, resulting in high-speed response. Therefore, the chiral dopant used in the present invention has a tendency of 1. It is preferable to use one that can induce P of 0.5 nC/cm or more when added at 5% by weight.
Particularly preferred are those that can induce P of cts2 or higher.

〔実施例] 以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本
発明の主旨及び適用範囲は、これらの実施例により限定
されるものではない。なお、実施例中、「%」は重量%
を表わす。また組成物の相転移温度の測定は、温度調節
ステージを備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱量計(DS
C)を併用して行った。
[Examples] The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the gist and scope of the present invention are not limited by these Examples. In addition, in the examples, "%" is % by weight.
represents. The phase transition temperature of the composition can also be measured using a polarizing microscope equipped with a temperature control stage and a differential scanning calorimeter (DS).
C) was used in combination.

実施例1 前記式(Ml−13)の化合物55%とたキラルドーパ
ントを調製した。
Example 1 A chiral dopant containing 55% of the compound of formula (Ml-13) was prepared.

次に、中温域母体液晶として前記一般式(1−a−1)
で表わされる化合物から、 及び 及び前記一般式(1−b−1)で表わされる化合物から 10% らなる、N4相に誘起する螺旋ピッチが調整され10% 10% 及び 10% からなるSC母体液晶を調製した。
Next, the general formula (1-a-1) is used as a medium temperature range host liquid crystal.
An SC matrix liquid crystal whose helical pitch induced in the N4 phase is adjusted and consists of 10% and 10% of the compound represented by the above general formula (1-b-1). was prepared.

このSC母体液晶88%と前記キラルドーパン)12%
からなるSC6液晶組成物を調製した。
This SC matrix liquid crystal 88% and the chiral dopane) 12%
An SC6 liquid crystal composition was prepared.

このsc”液晶組成物は、54°C以下でsc”相を、
57℃以下でSA相を、67°C以下でN*相を各々示
し、それ以上の温度で等方性液体(I)相となった。
This sc" liquid crystal composition exhibits an sc" phase at temperatures below 54°C.
It exhibited an SA phase at temperatures below 57°C, an N* phase at temperatures below 67°C, and an isotropic liquid (I) phase at temperatures above these.

また、室温以下で長時間放置しても結晶化しないため、
その融点は、明確ではなかった。
In addition, it does not crystallize even if left at room temperature or below for a long time, so
Its melting point was not clear.

次にこのSC”液晶組成物を配向処理(ポリイミドコー
ティング−ラビング)を施した、厚さ約2μmのガラス
セル内に充填し、■相から室温まで徐冷したところ、良
好な配向性を示し、SC“相の均一なモノドメインのセ
ルが得られた。
Next, this SC" liquid crystal composition was filled into a glass cell with a thickness of about 2 μm that had been subjected to alignment treatment (polyimide coating and rubbing), and when it was slowly cooled from the ■ phase to room temperature, it showed good alignment. Uniform monodomain cells of SC" phase were obtained.

このセルに電界強度10 V p−p/ g m−50
11zの矩形波を印加して、その電気光学応答速度を測
定したところ、25℃において、55μ秒という高速応
答性が確認され、コントラストも良好であった。
This cell has an electric field strength of 10 V p-p/g m-50
When a 11z rectangular wave was applied and the electro-optical response speed was measured, a high-speed response of 55 μsec at 25° C. was confirmed, and the contrast was also good.

実施例2 前記式(Vl−13)の化合物55%と、ら成るN0相
に誘起する螺旋ピッチが調整されたキラルドーパントを
調製した。
Example 2 A chiral dopant containing 55% of the compound of formula (Vl-13) and having an adjusted helical pitch induced in the N0 phase was prepared.

次に中温域母体液晶として、前記一般式(1−a−1)
で表わされる化合物から、 J υ乃 からなるSC母体液晶を調製した。
Next, as a medium temperature range host liquid crystal, the general formula (1-a-1)
An SC matrix liquid crystal consisting of J υno was prepared from the compound represented by.

このSC母体液晶90%とキラルドーパントlO%から
なるSC′″液晶組成物を調製した。
An SC'' liquid crystal composition consisting of 90% of this SC matrix liquid crystal and 10% of a chiral dopant was prepared.

このsc”液晶組成物は、54゛C以下でsc”相を、
67°C以下でN1相を示し、それ以上の温度で■相と
なった。
This sc" liquid crystal composition exhibits an sc" phase at a temperature below 54°C.
At temperatures below 67°C, it showed an N1 phase, and at temperatures above that, it became a ■ phase.

実施例1と同様にしてセルを作成し、その電気光学応答
速度を測定したところ、50μ秒であった。チルト角は
23.7 ’であった。
A cell was prepared in the same manner as in Example 1, and its electro-optic response speed was measured to be 50 μsec. The tilt angle was 23.7'.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の強誘電性液晶組成物は、配向性及び高速応答性
に優れており、かつ、室温を含む広い温度範囲で作動が
可能な液晶材料である。
The ferroelectric liquid crystal composition of the present invention is a liquid crystal material that has excellent alignment properties and high-speed response, and can operate in a wide temperature range including room temperature.

従って、本発明の強誘電性液晶組成物は、強誘電性スメ
クチック液晶を利用した液晶デバイスの材料として極め
て有用である。
Therefore, the ferroelectric liquid crystal composition of the present invention is extremely useful as a material for liquid crystal devices using ferroelectric smectic liquid crystals.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、(1)光学的に不活性で、10℃以上における任意
の1度以上の温度巾の範囲でモノトロピックであっても
よい、(a)2環構造のスメクチックC相を示す液晶化
合物、(b)シクロヘキシル環を有する3環構造のスメ
クチックC相を示す液晶化合物、又は(c)上記(a)
又は(b)の化合物のアルキル鎖の炭素原子数又は構造
のみが異なった同族体、を含有するスメクチックC相を
示す液晶組成物に、(2)キラルドーパントを添加して
成る強誘電性液晶組成物であって、キラルドーパントが
一般式(A)▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R^aは炭素原子数2〜10のアルキル基又は
アルコキシ基を表わし、R^bは炭素原子数1〜10の
アルキル基又は炭素原子数4〜10の光学活性アルキル
基を表わし、lは0〜10の整数を表わす。Z^aは−
O−、−COO−、−OCO−又は単結合を表わす。C
^*及びC^*^*は各々独立的に(R)配置又は(S
)配置の不斉炭素原子を表わす。Xは一般式(B) ▲数式、化学式、表等があります▼ 一般式(C) ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は一般式(D) ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、▲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▼及 び▲数式、化学式、表等があります▼は、各々独立的に
飽和又は不飽和の5員環又は6員環の炭化水素環を表わ
すが、環中の任意の1〜2個の−CH=は、−N=又は
▲数式、化学式、表等があります▼に置換されていても
良く、また、環中の任意の1〜2個の−CH_2−は、
−O−、−S−、−NH−、▲数式、化学式、表等があ
ります▼、▲数式、化学式、表等があります▼に置換さ
れていても良く、また、環中の任意の1〜2個の▲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▼に置換されていても良い。Y^1はフッ素原
子、塩素原子、シアノ基、メチル基、メトキシ基を表わ
し、Z^1、Z^2又はZ^3は各々独立的に単結合、
−COO−、−OCO−、−CH_2O−、−OCH_
2−、−CH_2CH_2−、−C≡C−、▲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▼又は−CH=CH−
を表わし、Z^4は−CH_2−、−CH_2CH_2
−、−CH=CH−、▲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▼、−S−、又は−O−を表わし、
m及びnは各々独立的に0又は1を表わす。) で表わされる液晶性分子の中心骨格(コア)部分を表わ
す。〕 で表わされる化合物を含有することを特徴とする、室温
を含む広い温度範囲でキラルスメクチックC相を示す強
誘電性液晶組成物。 2、Xが一般式(E) ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、
化学式、表等があります▼及び▲数式、化学式、表等が
あります▼ は各々独立的に▲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▼ 文は▲数式、化学式、表等があります▼を表わし、Y^
2及びY^3は各々独立的に水素原子、フッ素原子、塩
素原子又はシアノ基を表わすが、Y^2とY^3が同時
に水素原子を表わすことはない。Z^1、Z^2及びm
は請求項1記載のものと同じものを表わす。) で表わされる中心骨格(コア)部分である請求項1記載
の強誘電性液晶組成物。 3、等方性液体状態からの冷却時において、3度以上3
0度未満の温度幅を有するキラルネマチック相を経由し
、該キラルネマチック相からより低温側の相に相転移す
る温度から、該相転移温度の1度高温側までにおける温
度域において、該キラルネマチック相における螺旋ピッ
チが3μm以上である請求項1又は2記載の強誘電性液
晶組成物。 4、キラルネマチック相からの冷却時において、1度以
上30度未満の温度幅を有するスメクチックA相を経由
し、キラルスメクチックC相に相転移する請求項3記載
の強誘電性液晶組成物。
[Claims] 1. (1) Smectic C having a two-ring structure, which is optically inactive and may be monotropic in any temperature range of 1 degree or more at 10 degrees Celsius or higher. (b) a liquid crystal compound exhibiting a smectic C phase with a three-ring structure having a cyclohexyl ring, or (c) the above (a)
or a ferroelectric liquid crystal composition obtained by adding (2) a chiral dopant to a liquid crystal composition exhibiting a smectic C phase containing a homologue of the compound (b) that differs only in the number of carbon atoms or structure of the alkyl chain. A compound in which the chiral dopant has the general formula (A) ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc. It represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an optically active alkyl group having 4 to 10 carbon atoms, and 1 represents an integer of 0 to 10. Z^a is-
Represents O-, -COO-, -OCO- or a single bond. C
^* and C^*^* each independently represent the (R) configuration or (S
) represents an asymmetric carbon atom with the configuration. X is a general formula (B) ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ General formula (C) ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ Or general formula (D) ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (Formula Medium, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲Mathematical formulas,
There are chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ and ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ are each independently saturated or unsaturated 5-membered or 6-membered ring hydrocarbons Although it represents a ring, any 1 or 2 -CH= in the ring may be substituted with -N= or ▲There are numerical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, and any 1 or 2 -CH= in the ring ~2 -CH_2- are
-O-, -S-, -NH-, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ may be substituted, and any one to The two ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ may be replaced with ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼. Y^1 represents a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a methyl group, or a methoxy group, and Z^1, Z^2 or Z^3 each independently represent a single bond,
-COO-, -OCO-, -CH_2O-, -OCH_
2-, -CH_2CH_2-, -C≡C-, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ Mathematical formulas, chemical formulas There are tables, etc. ▼ or -CH=CH-
represents, Z^4 is -CH_2-, -CH_2CH_2
-, -CH=CH-, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, -S-, or -O- Representation,
m and n each independently represent 0 or 1. ) represents the central skeleton (core) part of a liquid crystal molecule. ] A ferroelectric liquid crystal composition exhibiting a chiral smectic C phase in a wide temperature range including room temperature, which is characterized by containing a compound represented by the following. 2.X is a general formula (E) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼
There are chemical formulas, tables, etc. ▼ and ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ are each independently ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲
There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ Mathematical formulas, chemical formulas,
There are tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼
, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ The sentence represents ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, and Y^
2 and Y^3 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, or a cyano group, but Y^2 and Y^3 do not represent a hydrogen atom at the same time. Z^1, Z^2 and m
represents the same thing as described in claim 1. 2. The ferroelectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein the central skeleton (core) portion is represented by: ). 3. When cooling from an isotropic liquid state, 3 degrees or more 3
In the temperature range from the temperature at which the chiral nematic phase undergoes a phase transition from the chiral nematic phase to a phase on the lower temperature side through a chiral nematic phase having a temperature range of less than 0 degrees to the temperature 1 degree higher than the phase transition temperature, the chiral nematic 3. The ferroelectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein the phase has a helical pitch of 3 μm or more. 4. The ferroelectric liquid crystal composition according to claim 3, which undergoes a phase transition to a chiral smectic C phase via a smectic A phase having a temperature range of 1 degree or more and less than 30 degrees upon cooling from a chiral nematic phase.
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