JPH02247282A - Ferroelectric liquid crystal composition - Google Patents

Ferroelectric liquid crystal composition

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JPH02247282A
JPH02247282A JP6742689A JP6742689A JPH02247282A JP H02247282 A JPH02247282 A JP H02247282A JP 6742689 A JP6742689 A JP 6742689A JP 6742689 A JP6742689 A JP 6742689A JP H02247282 A JPH02247282 A JP H02247282A
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phase
liquid crystal
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chemical formulas
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JP6742689A
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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 novel composition, excellent in responsiveness and orienting properties and capable of exhibiting a chiral smectic C phase within a wide temperature range including ambient temperature by blending a composition consisting of respective specific matrix liquid crystal within a medium temperature region and viscosity reducing liquid crystal with a special chiral dopant. CONSTITUTION:The objective composition obtained by blending a composition, containing (A) a matrix liquid crystal within a medium temperature range which is a composition consisting of an optically inert liquid crystal compound having a bycyclic structure or homolog thereof in which the above-mentioned homolog may be monotropic within an optical temperature width of >=1 deg.C at >=10 deg.C and capable of exhibiting a smectic C (SC) phase and (B) a viscosity reducing liquid crystal which is a composition containing an optically inert compound having side chain of an alkyl and containing <=1 ester bond in which the above-mentioned compound will not exhibit the SC phase alone including the homolog and capable of exhibiting the SC phase with (C) an optically active compound expressed by formula [R<1> is 2-10C alkyl; R<2> is 1-10C alkyl; Z<a> is O or COO; X is formula II or III (Z<1> to Z<3> are OCO, etc.: m is 0 or 1), etc.] as a chiral dopant.

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、SC1と省略する。)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 these, the one that is practically desirable is the chiral smectic C (hereinafter abbreviated as SC1) phase, which has the lowest viscosity. It is called.

〔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、SC″1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。しかしながら、これらのS
C1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 (ロ)高温域において適当な相系列を存すること (ハ)特にキラルネマチック(以下、N″と省略する。
Liquid crystal compounds exhibiting an SC'' phase (hereinafter referred to as SC''1 compounds) have been studied, and many compounds have already been synthesized. However, these S
The C1 compound alone meets the following conditions for use as an optical switching element for ferroelectric liquid crystal displays: (a) exhibiting ferroelectricity over a wide temperature range including room temperature; and (b) having appropriate phase stability in a high temperature range. The presence of a series (c) 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)(ロ)及び(ハ)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 value of 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
、SC1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, at present, liquid crystal compositions exhibiting the S00 phase (hereinafter referred to as SC1 liquid crystal compositions) are currently being 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、SC2相の
高温域にN“相を有する液晶において、N′相の螺旋ピ
ン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S01相とN4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、螺旋ピン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・ンチを任意の長さ
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, etc., in a liquid crystal having an N'' phase in the high temperature range of the SC2 phase, it is generally effective to increase the length of the helical pinch of the N' phase.In this case, The orientation is better when the smectic A (hereinafter abbreviated as SA) phase is present in the temperature range between the S01 phase and the N4 phase, and in order to increase the helical pinch, an optically active substance that causes left helix and an optically active substance that causes left helix are used. It is also known that it is possible to use a combination of optically active compounds that produce a right-handed helix (nematic (hereinafter abbreviated as N)). (Adjusting the length is already a known technique.) However, although these techniques can provide good orientation,
High-speed response could not be obtained.

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、98)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, for example, low viscosity smectic C (hereinafter abbreviated as SC) is used, as shown in the special lecture at the 12th Liquid Crystal Conference (Proceedings of the same conference P, 98). ) phase (hereinafter referred to as SC matrix liquid crystal) has a spontaneous polarization (hereinafter abbreviated as Ps).

)の大きいSC。) large 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。
The method of adding compounds is excellent. According to this method, the proportion of the optically active compound that produces the helix is small, so the helical pitch is relatively long. Therefore, there was a problem in that the spontaneous polarization became 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.

RO+COO−@−OR’ (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
度範囲が狭くなるという問題点があった。
RO+COO-@-OR' (R, R' represent an achiral alkyl group) (R
, R' are the same as above. ), the compound itself or its homologues are limited to those exhibiting an SC phase, or compositions in which a liquid crystal compound is added that exhibits a strong dipole (polarization) in the direction perpendicular to the long axis of the molecule. However, 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]

構成成分として含有するキラルドーバントを添加して成
る室温を含む広い温度範囲でSC1相を示すSC“液晶
組成物を提供する。
Provided is an SC"liquid crystal composition exhibiting an SC1 phase in a wide temperature range including room temperature, which is obtained by adding a chiral dopant as a constituent component.

一般式(A)において、R1は炭素原子数2〜lOのア
ルキル基を表わし、R2は炭素原子数1〜10のアルキ
ル基を表わし、Zaは一〇−又は−COO−を表わす。
In the general formula (A), R1 represents an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, R2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and Za represents 10- or -COO-.

C1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) 一般式(C) 液晶に、−形式(A) 又は−形式(D) で表わされる光学活性化合物の少なくとも1種をl 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−
C1(2−は、−0−−−S−−NHl −CH2−C−−5−1又は−〇−を表わし、m及びn
は各々独立的にO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。
C1 and C- each independently represent an asymmetric carbon atom of (R) configuration or (S) configuration, X is general formula (B) general formula (C), -form (A) or -form ( D) Any 1 to 2 -CH= of at least one optically active compound represented by l may be substituted with -N= or -C-, and any one in the ring may be substituted with -N= or -C-. ~2 pieces-
C1 (2- represents -0--S--NHl-CH2-C--5-1 or -〇-, m and n
each independently represents O or 1. ) represents the central skeleton (core) part of a liquid crystal molecule.

特に好ましくは、−形式(A)において、Xが一般式(
E) されていても良い。Y’ 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、Z1Z2又は
Z3は各々独立的に単結合、−COO−0co −−C
)120− −0CI+□−−CH2C)I2−S−C
−一又は−CH=’C1+−を表わし、Z4は−C1(
2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、Y2とY3が同時に水素原子を表わすこと
はない。Zl 、Z2及びmは前記と同じものを表わす
。) で表わされる化合物である。
Particularly preferably, in -form (A), X is of the general formula (
E) It may be done. Y' represents a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a methyl group, or a methoxy group, and Z1Z2 or Z3 each independently represents a single bond, -COO-0co --C
)120- -0CI+□--CH2C)I2-S-C
-1 or -CH='C1+-, Z4 represents -C1(
Divalently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, or a cyano group, but Y2 and Y3 do not represent a hydrogen atom at the same time. Zl, Z2 and m are the same as above. ) 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 (ロ)■相−3A相→SC相の相系列を有するもの (ハ)I相→N相−3C相の相系列を有するもの 又は (ニ)I相−8C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バントによって異なる
。最も繁用性のあるのは(イ)であり、キラルドーバン
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(ロ)を、キラルドーバント
のスメクチックA性(SC母体液晶に添加した場合に、
SA相の温度範囲を広げ、N′″相の温度範囲を狭<シ
、やすい傾向)が強い場合には(ハ)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。重要であ
るのはS09液晶組成物とした場合の相系列であって、
−船釣には、r→N1→SA→SC”の相系列が配向の
点で有利である。一方、■→N1→SC1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 base 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) (3) A phase having a phase sequence of 3A phase → SC phase (3) A phase sequence of I phase → N phase - 3C phase, or (d) A phase sequence of I phase - 8C phase. Although those having a 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), in which the nematic property of the chiral dopant (when added to the SC matrix liquid crystal, N
If there is a strong tendency to widen the temperature range of the ``'' phase and narrow the temperature range of the SA phase, then (b) is added to the smectic A property of the chiral dopant (when added to the SC base liquid crystal,
If there is a strong tendency to widen the temperature range of the SA phase and narrow the temperature range of the N''' phase, select (c), or if the SC property is weak, narrow the temperature range of the N'' or SA phase. It is most suitable to use (d) when it is easy to spread. What is important is the phase series in the case of S09 liquid crystal composition,
- For boat fishing, the phase sequence r→N1→SA→SC" is advantageous in terms of orientation. On the other hand, the phase series ■→N1→SC1 may also show better orientation depending on the orientation control method. Also, since it is easy to obtain a large tilt angle, it is suitable for guest-host systems.

本発明で使用するSC母体液晶は、従来用いられてきた
ようなSC相を示す化合物から成る組成物を用いること
もできるが、より高速応答性を得るためには、以下に示
すような組成物がより好ましい。
As the SC base liquid crystal used in the present invention, a composition consisting of a compound exhibiting an SC phase as conventionally used can be used, but in order to obtain faster response, the composition shown below can be used. is more preferable.

即ち、(I)2環構造であり、室温に近い温度でSC相
を示す化合物又はその同族体(アルキル鎖のみが異なる
化合物)から成る組成物(以下、中温域母体液晶という
。)に、 (■)2環構造であり、分子中に極性基が少なく、低粘
性の化合物(以下、減粘液晶という。)を加えて粘度を
低くし、応答性を改善した組成物である。
That is, (I) a composition (hereinafter referred to as a medium-temperature host liquid crystal) consisting of a compound that has a two-ring structure and exhibits an SC phase at a temperature close to room temperature or a homologue thereof (a compound that differs only in the alkyl chain); (2) It is a composition that has a two-ring structure, has few polar groups in the molecule, and has a low viscosity compound (hereinafter referred to as viscosity-reducing liquid crystal) added to lower the viscosity and improve responsiveness.

(I)中温域母体液晶 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環構造であって、S
C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℃以上における任意の1℃以
上の温度中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。。
(I) Medium temperature range host liquid crystal The medium temperature range host liquid crystal referred to here means that the liquid crystal compound constituting it is optically inactive, has a two-ring structure, and has an S
A compound exhibiting C phase or the number of carbon atoms in its alkyl chain,
It consists of homologs that differ only in shape, and at least one compound among the homologues is a compound that exhibits an SC phase that may be monotropic at any temperature range of 1°C or higher at 10°C or higher. .

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、
R1,Rz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,
R1 and Rz 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) (I −a−50) (I −a−51) (I −a−52) (r −a−53) ・・(湿唖ト C0R2 R,巧¥(温C00RZ ・・づ眞伽 C0Rz R10(鵞伽 0ORZ 遥買伽 R、Coo            Ill。(1-a) (1-a-46) (1-a-47) (1-a-48) (1-a-49) (I-a-50) (I-a-51) (I-a-52) (r -a-53) ...(wet voice) C0R2 R, Takumi ¥ (warm C00RZ ...Zumaga C0Rz R10 (Ruga 0ORZ Haruka Buya R, Coo Ill.

1鵞所− RICOO0Rz (買伽 RI COO0COR2 R+COO訟璽 、N、    C0OR・ (■ b) (Lc) (I −c−29) R,0CO(防COO−0−OR。1st place - RICOO0Rz (buying music) RI COO0COR2 R+COO letter , N, C0OR・ (■ b) (Lc) (I-c-29) R,0CO (anti-COO-0-OR.

−N (I d) (If)  減粘液晶 本発明で用いる減粘液晶とは、低粘度の液晶化合物又は
組成物であって、構成する低粘度化合物は2環構造であ
って単独では、そのアルキル鎖のみが異なった同族体に
おいてもSC相を示さないが、中温域母体液晶に添加す
ることにより、応答性の向上に寄与するものであり、両
側鎖の少なくとも一方は、アルキル基であり、特に望ま
しくは両側鎖がアルキル基である化合物であって、分子
内に含まれるエステル結合は1個以下であることを特徴
とするものである。
-N (I d) (If) Reduced viscosity liquid crystal The reduced viscosity liquid crystal used in the present invention is a low viscosity liquid crystal compound or composition, and the constituent low viscosity compound has a two-ring structure, and when used alone, Homologues that differ only in alkyl chains do not exhibit an SC phase, but when added to a medium-temperature host liquid crystal, they contribute to improving responsiveness, and at least one of the chains on both sides is an alkyl group, Particularly desirable are compounds in which both chains are alkyl groups, and the number of ester bonds contained in the molecule is one or less.

減粘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,、
R2は各々独立的に炭素原子数1〜12のアルキル基を
表わす。
Typical compounds used as viscosity-reducing liquid crystals are listed below. However, in the general formula shown below, R,,
Each R2 independently represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.

/ / (II−b) (II −c) (U −c−20) RべへCH,CI(、◇XR2 (II−c−21) R,0舎C)1.C■2舎R2 (■ R+C0O−(E)−CHzCHz舎R2(n−d) d−29) (U −d−30) (n−d d−32) R8もX←R2 R,梃!←R2 R,に濾OR2 1m0R2 R1虜:+0”2 (Il[−d−33) R,唖へ℃涙OR。/ / (II-b) (II-c) (U-c-20) Rbehe CH, CI(, ◇XR2 (II-c-21) R, 0sha C)1. C■2 building R2 (■ R+C0O-(E)-CHzCHzshaR2(n-d) d-29) (U-d-30) (n-d d-32) R8 is also X←R2 R, lever! ←R2 R, nifilter OR2 1m0R2 R1 captive: +0”2 (Il[-d-33) R, dumb OR.

(n −d−34) R,fべ孤ORz 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
、弐(1−a−1)、式(I−a−2)、式(I−a−
5)、弐(1−a−41L式(1−a−42)及び式(
I−b−1)で表わされる化合物が特に好ましい。減粘
液晶としては、式(II−a)及び式(II−b)で表
わされる化合物が好ましく、式(II−a−1)、式(
II−a−6)及び式(II−b−1)で表わされる化
合物が特に好ましい。
(n - d - 34) R, f ORz Among the above compounds, the 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 (I-a-2), and the formula (I-a-
5), 2 (1-a-41L formula (1-a-42) and formula (
Particularly preferred are compounds represented by I-b-1). As the viscosity-reducing liquid crystal, compounds represented by formula (II-a) and formula (II-b) are preferable, and compounds represented by formula (II-a-1), formula (
Particularly preferred are compounds represented by formula (II-a-6) and formula (II-b-1).

中温域母体液晶の配合割合は、SC母体液晶の40〜9
9重量%が好ましく、60〜90重量%が特に好ましい
The blending ratio of the medium temperature range base liquid crystal is 40 to 9 of the SC base liquid crystal.
9% by weight is preferred, and 60-90% by weight is particularly preferred.

本発明で使用するキラルドーバントとしては、(1)S
C”相を示す化合物、(2) S C”相思外の液晶相
のみを示す化合物又は(3)液晶性を全く示さない化合
物を用いることができるが、(3)の場合には、SC母
体液晶に添加して得られるSC9液晶組成物の液晶性が
低下する傾向を防止するために、液晶類似の骨格を有す
る化合物を用いることが好ましい。
The chiral dopant used in the present invention includes (1) S
A compound exhibiting a C" phase, (2) a compound exhibiting only a liquid crystal phase other than the SC" phase, or (3) a compound exhibiting no liquid crystallinity at all can be used; however, in the case of (3), the SC matrix In order to prevent the tendency for the liquid crystallinity of the SC9 liquid crystal composition obtained by adding it to liquid crystal to decrease, it is preferable to use a compound having a skeleton similar to that of liquid crystal.

キラルドーバントがSCI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
バ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 SCI liquid crystal composition, the important ones are the helical pitch it induces, the direction and magnitude of spontaneous polarization, and these depend on the optical activity of each compound constituting the chiral dopant. It is most affected by the body part.

これまでキラルドーバント、SC2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 dovants, SC2 compounds, or additives to nematic liquid crystals are listed below.

(IV−5) 0          C)I。(IV-5) 0       C)I.

II        1゜ CO+ CHz +rC)l  C2H3(IV−6) 0       CH3 111゜ −0−C+ CHz+−CHCJs L (IV   1 )    + CHz−+Te1l 
 Czlls(TV−7) CH。
II 1゜CO+ CHz +rC)l C2H3 (IV-6) 0 CH3 111゜-0-C+ CHz+-CHCJs L (IV 1) + CHz-+Te1l
Czlls (TV-7) CH.

(−CHz−)T−CHR3 (IV−2) C1(3 −0(−CH2+rCHC2)Is (IV−3) CH。(-CHz-)T-CHR3 (IV-2) C1(3 -0(-CH2+rCHC2)Is (IV-3) CH.

+ CH2)r−0−(−CI(2−h−Cl−C2H
5LIV−!:1J −c−o t cttz→7[;H−ピ3(IV−12
) CH3 −CH−1’!。
+ CH2)r-0-(-CI(2-h-Cl-C2H
5LIV-! :1J-c-ot cttz→7[;H-pi3(IV-12
) CH3 -CH-1'! .

(IV−13) CH2 CH。(IV-13) CH2 CH.

CH−CH。CH-CH.

R5 (IV−14) C11゜ −C1l  CH20R5 (IV−32) CH3 −O−CH−R4 (IV−’(bJ −L; −u −Ull −un−υに5(rV−16
) 〜0−CHzGHz−CFI CH2CH2C1(ZH
3 CH CH。
R5 (IV-14) C11゜-C1l CH20R5 (IV-32) CH3 -O-CH-R4 (IV-'(bJ -L; -u -Ull -un-υ 5(rV-16
) ~0-CHzGHz-CFI CH2CH2C1(ZH
3 CH CH.

(TV−20) CL        CL O−CHz  COCHzC)IzCHz−CH−C1
h0       0I l −C−0−CH2−CH−R5 (IV−57) CI 0−CIl□−CH (TV−53) CFI。
(TV-20) CL CL O-CHz COCHzC) IzCHz-CH-C1
h0 0I l -C-0-CH2-CH-R5 (IV-57) CI 0-CIl□-CH (TV-53) CFI.

−CH−0−R5 OCHz  CH’Rs (IV−62) F3 −O−CH−R。-CH-0-R5 OCHz CH’Rs (IV-62) F3 -O-CH-R.

(IV−64) CI。(IV-64) C.I.

−0−CH,−CH CI(20R5 (IV−65) CH。-0-CH, -CH CI (20R5 (IV-65) CH.

−0−C)I CH,−OR。-0-C)I CH, -OR.

(IV−66) CH。(IV-66) CH.

0 ”’f CFI2 ”’e”’r’ CH(CHz
)i−OR5(IV−69) Cj2 −COOCHz  CHRs (IV−70) CH。
0 ”'f CFI2 ”'e”'r' CH (CHz
) i-OR5 (IV-69) Cj2 -COOCHz CHRs (IV-70) CH.

OCHz  l  CH20COR5 (IV−71) CH3 −0−CI−CI(2 0−COR。OCHz l CH20COR5 (IV-71) CH3 -0-CI-CI(2 0-COR.

(IV−72) CH。(IV-72) CH.

OCHC)lx(CHzh−OCORs(IV−73) 0−CHI CH。OCHC)lx(CHzh-OCORs(IV-73) 0-CHI CH.

CH−(CHt)i−OCORs (IV−80) COOCTo  C)l  Rs (IV−81) CN OCHz  (tHRs (IV−82) CN −CHRs (IV−83) C)I 、CN −COOCHt  CHRs (■−84) CH,CN OC)lx  CHRs CH3 0CHz  CHI  0Rs (TV−76) L −3−CIl−R5 (IV−78) C,)I。CH-(CHt)i-OCORs (IV-80) COOCTo C)l Rs (IV-81) C.N. OCHz (tHRs (IV-82) C.N. -CHRs (IV-83) C) I, CN -COOCHt CHRs (■-84) CH,CN OC) lx CHRs CH3 0CHZ CHI 0Rs (TV-76) L -3-CIl-R5 (IV-78) C,)I.

OCHz  CH0R6 (IV−79) 一〇−C−0−にH l13 上記各−形式において、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、R3は炭素原子数1〜10のアルキル
基を表わし、R8は炭素原子数1〜4のアルキル基を表
わす。
OCHz CH0R6 (IV-79) 10-C-0- to H l13 In each of the above formats, m represents an integer from 1 to 4, and n
represents an integer from 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 R3 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. , R8 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

光学活性基として、弐(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SC1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SC0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 the optically active groups represented by IV-1 to IV-22 are induced when added to the SC base liquid crystal to form an SC1 liquid crystal composition. Spontaneous polarization is very small, and even when it shows SC0 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)〜(N91
)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300nC/cv”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 (N91
) When an optically active compound containing an optically active group represented by There are some that exhibit large values greater than "cv".

本発明においては一方の光学活性基として、式(IV−
43)で表わされる基を、他の光学活性基としては、式
(IV−31)または式(IV−32)で表わされる基
を有する光学活性化合物をキラルドーパントの構成成分
として含有することを特徴とする。
In the present invention, as one optically active group, the formula (IV-
43), and an optically active compound having a group represented by formula (IV-31) or formula (IV-32) as another optically active group as a component of the chiral dopant. shall be.

による螺旋ピッチと自発分極の向きは、右でΦであり、
(R)の場合、左でeである。
The direction of the helical pitch and spontaneous polarization is Φ on the right,
In the case of (R), it is e on the left.

では、(S)の場合、左で■、(R)の場合、右でθで
あり、式(IV−32)の光学活性基(R)の場合、左
で■である。
In the case of (S), the left side is ■; in the case of (R), the right side is θ; and in the case of the optically active group (R) of formula (IV-32), the left side is ■.

恭(R)−〇−CH−0R’と組み合わせると螺旋ビッ
ナは相殺されて長くなり、自発分極は加算され非常に強
くなった化合物を得ることが可能である。さらに、式(
IV−43)と式(IV−31)又は式(N32)の各
光学活性基が、N1相に誘起する螺旋ピッチの長さは、
式(IV−31) <式(IV−43) <式(IV−
32)という傾向があるので、前述の(S)(■−43
)と(S) −(IV−31)の組み合わせでは、螺旋
ピッチの向きは左で、自発分極の向きは■、(S) −
(IV−43)と(R) −(IV−32)の組み合わ
せでは螺旋ピッチの向きは右で、自発分極の向きはeの
化合物を得ることができ、これらを用いて、螺旋ピッチ
を任意に調整することもできる。
When combined with Kyo (R)-〇-CH-0R', the helical polarization is canceled out and lengthened, and the spontaneous polarization is added, making it possible to obtain a compound that is extremely strong. Furthermore, the formula (
The length of the helical pitch induced in the N1 phase by each optically active group of formula (IV-43) and formula (IV-31) or formula (N32) is:
Formula (IV-31) <Formula (IV-43) <Formula (IV-
32), so the aforementioned (S) (■-43
) and (S) − (IV-31), the direction of the helical pitch is to the left, and the direction of spontaneous polarization is ■, (S) −
In the combination of (IV-43) and (R) - (IV-32), a compound can be obtained in which the direction of the helical pitch is to the right and the direction of spontaneous polarization is e. Using these, the helical pitch can be adjusted arbitrarily. It can also be adjusted.

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(−形式(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 -form (A)) of optically active compounds having such an optically active group at the end are listed below.

ノ / (V−18) −C錘))CHzCHz G。of / (V-18) -C weight))CHzCHz G.

(V−42) 侶H0バ欧 (V−61) 一品イシ N (V−63) ハは) (V−64) −○イ) (V−65) −〈:今に例 (V−66) −〇冷 (V−90) 石汗OX・・・吾 (V−114) ※)−ocべ公→) (V−138) ◇)OCH,幻8今 (V−162) ◇)ocu、−Qべ娶 (V−186) 6旨Doc+tz−(’註 (V−210) −+ oCH24) (V−234) 召べlocut() (V ℃丞入 (■ 合coo燈ヤ\ (V 發oco(鷺ス (V−449) 合CHバ伽炒ゝ\ (ψ−450) 合QC)I2−XK巨〉」4\オ、< (V−451) ℃≦1 (V−479) 合cooべ入 (V−501) 世H所oco挾体 (■ 祖べ俊C)120松メ\ (V−503) 世バ)o oCH,Aス (V−504) 召:4coo訟ス・ (V ioco松ス (V−506) (バ)OCI(20訟ス (V−507) 如)−@−ocH詠ス である。(V-42) Friend H0 Ba Europe (V-61) One dish dish N (V-63) ha) (V-64) −○a) (V-65) −〈:Example now (V-66) −〇Cold (V-90) Stone sweat OX...go (V-114) *)-ocbeko →) (V-138) ◇)OCH, phantom 8 now (V-162) ◇) ocu, -Qbehu (V-186) 6.Doc+tz-(’Note (V-210) -+ oCH24) (V-234) chobe locut() (V ℃丞入 (■ Go coo touya\ (V 發co(Sagisu) (V-449) Combined CH Bargay\ (ψ−450) Combined QC) I2-XK huge〉” 4\o, < (V-451) ℃≦1 (V-479) Co-co-in (V-501) world h place oco frame (■ Sobe Shun C) 120 Matsume \ (V-503) world) o o CH, Asu (V-504) Call: 4coo litigation (V ioco pine su (V-506) (b) OCI (20 cases) (V-507) )-@-ocH poem It is.

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原子が
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−18)、弐(V−21)、式(V−22)、式(V
−25)〜式(V−274)で表わされる基本骨格が特
に好ましい。
Among the above, the basic skeletons represented by formulas (V-1) to (V-274) and those in which the benzene ring thereof is substituted with a fluorine atom are preferred; )
, formula (V-7) ~ formula (V-9), formula (V-17), (
V-18), 2 (V-21), formula (V-22), formula (V
-25) to 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。
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.

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=;■ ″。
Also, among the basic skeletons listed above, those with left and right asymmetrical structures 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、S、
はスメクチックA相、SC*はキシルスメクチックC相
、SXは帰属不明のキラルスメクチック相を表わし、相
転移温度が未記載のものは、モノトロピックで結晶化の
ため、その測定ができないか、あるいは融点については
結晶化しないために測定できないものである。
;■ In the above, C is a crystalline phase, N* is a chiral nematic phase, S,
indicates the smectic A phase, SC* indicates the xyl smectic C phase, and SX indicates the chiral smectic phase of unknown origin. If the phase transition temperature is not listed, it is either monotropic and crystallized and cannot be measured, or the melting point is unknown. cannot be measured because it does not crystallize.

一般式(A)の化合物は、キラルドーバントの構成成分
として10重量%以上、好ましくは30重世%以上用い
るのが有効である。
It is effective to use the compound of general formula (A) in an amount of 10% by weight or more, preferably 30% by weight or more as a constituent component of the chiral dopant.

キラルドーパントの他の構成成分としては、前述の式(
V−1)〜式(V−539)の基本骨格に、式(IV−
1)〜式(IV−’91)の光学活性基の任意の2個、
あるいは1個が側鎖として結合した化合物を用いること
ができる。(ただし、−形式(A)の化合物を除く。) 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SC1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。キラルドーバントの添
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、S00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、キラルドーバントの添加量の
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。
Other constituents of the chiral dopant include the above formula (
V-1) to the basic skeleton of formula (V-539), formula (IV-
1) - any two optically active groups of formula (IV-'91),
Alternatively, a compound having one bonded as a side chain can be used. (However, this excludes compounds of -format (A).) The above chiral dopant is present in the SC matrix liquid crystal at
It is appropriate to add it in a proportion of 2% by weight and use it as an SC1 liquid crystal composition, but it is more preferable to add it in a proportion of 2 to 50% by weight. When the proportion of the chiral dopant added 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 S00 liquid crystal composition increases, resulting in This is not preferable because it tends to have a negative effect on high-speed response. Further, an increase in the amount of chiral dopant added tends to shorten the helical pitch, which tends to adversely affect the orientation, which is not preferable. On the other hand, if the proportion of the chiral dopant added is less than 1% by weight, the 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、3〜30n C
/ cm ”の範囲にあるようにキラルドーバントの添
加割合を調整することが好ましく、SC*相を示すキラ
ルドーバントの場合、単独で100nC/C11l”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バントの場合、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 nC7cm2以上の強い自発分極を示すキラ
ルドーバントの場合、キラルドーバントの添加割合は、
2〜25重量%の範囲が好ましい。キラルドーバントの
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
ドーバ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 30nC
It is preferable to adjust the addition ratio of the chiral dopant so that it is within the range of 100nC/cm", and in the case of a chiral dopant exhibiting an SC* phase, it alone exhibits spontaneous polarization of about 100nC/C11" or an equivalent amount. In the case of a chiral dopant that induces a strong spontaneous polarization, the addition ratio of the chiral dopant is preferably in the range of 10 to 40% by weight. The addition ratio of
A range of 2 to 25% by weight is preferred. The more the spontaneous polarization induced by the chiral dopant becomes stronger, the more the most desirable proportion thereof decreases, but in the case of the chiral dopant made of the exemplified optically active compound, the proportion thereof does not fall below 1% by weight.

本発明のSC1液晶組成物は、等方性液体状態からの冷
却時においてN0相、次いでSA相を経てSC*相へと
相転移するが、そのVAN”相からSA相への相転移温
度(以下N′″−3A点という、)から、該N”−3’
A点の1度高温側までにおけるN1相に出現する螺旋の
ピッチが3μm以上であるSC1液晶組成物がより好ま
しく、該螺旋のピッチが10μm以上であり、N′″−
3A点に近づくにつれて該螺旋のピッチが発散的に大き
くなるS01液晶組成物が特に好ましい。
The SC1 liquid crystal composition of the present invention undergoes a phase transition from the isotropic liquid state to the N0 phase, then to the SA phase, and then to the SC* phase, but the phase transition temperature from the VAN'' phase to the SA phase ( (hereinafter referred to as the N'''-3A point), from the point N''-3'
It is more preferable to use an SC1 liquid crystal composition in which the pitch of the spiral appearing in the N1 phase up to one degree higher than point A is 3 μm or more, and the pitch of the spiral is 10 μm or more, and the N′″-
Particularly preferred is the S01 liquid crystal composition in which the pitch of the helix increases divergently as it approaches the 3A point.

−形式(A)の光学活性化合物のうち、両側のキラル基
によって、N*相に誘起される螺旋の向きが互いに逆で
あるような化合物では、その誘起する螺旋ピッチはかな
り長いため、このような化金物をキラルドーパントの主
成分として用いる場合には、螺旋ピッチの調整が不要で
あるか、あるいは容易であることが多いが、−船釣には
以下のようにして螺旋ピッチを長く調整することができ
る。
- Among the optically active compounds of type (A), in compounds where the helical directions induced in the N* phase are opposite to each other due to the chiral groups on both sides, the induced helical pitch is quite long. When using a chemical compound as the main component of a chiral dopant, adjusting the helical pitch is often unnecessary or easy; however, for boat fishing, the helical pitch can be adjusted to a longer length as follows. be able to.

複数の光学活性化合物を含むS01液晶組成物のN9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Pt 
 (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SC
゛液晶組成物の5A−N”点T0におけるPlをp、i
 とする時、となるようにCiを選べばよい。ここでP
i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) appearing in the N9 phase of the S01 liquid crystal composition containing multiple optically active compounds is determined by C1 representing the concentration of each optically active substance, and Pt representing the helical pitch per unit concentration of each optically active substance.
(μm) (Here, the right-handed spiral pitch is positive and the left-handed spiral pitch is negative.) Using this, SC
``5A-N'' of the liquid crystal composition Pl at point T0 is p, i
When , Ci should be selected so that . Here P
i can be measured by adding each optically active compound at a unit concentration to the SC liquid crystal having an N 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T。′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 、 l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 T.' differs greatly from To of the composition selected using it, the measurement may be performed again using To instead of T and l.

本発明のS04液晶組成物のN1相を示す温度範囲は、
3度以上30度未溝の範囲が好ましい。
The temperature range showing the N1 phase of the S04 liquid crystal composition of the present invention is:
A range of 3 degrees or more and 30 degrees without grooves is preferable.

N1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、N”相で液晶分子
を充分に配向しにくくなる傾向にあるので好ましくない
。また、N”相を示す温度範囲が30度以上である場合
、SCゝ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。
If the temperature range in which the N1 phase is exhibited is less than 3, the phase transition to the SA phase will occur immediately when the temperature is lowered, making it difficult to align liquid crystal molecules sufficiently in the N'' phase, which is undesirable. If the temperature range showing the phase is 30 degrees or higher, the clearing point of the SC liquid crystal composition becomes high, which tends to have an adverse effect on workability in the step of filling the cell with the liquid crystal material, etc., which is not preferable.

キラルドーパントは、キラルドーバ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S0
2液晶組成物のN”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
、N”相に瞑らず、SA相及びSC“相についても同様
に応用することができる。例えば、キラルドーバントが
S01液晶組成物のSA相のみを拡大し、N“相及びS
09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→I相の相系列を有するもの、又はS
A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。
A chiral dopant, when added to an SC host liquid crystal, regardless of whether or not the chiral dopant itself has liquid crystallinity, either (1) tends to expand the temperature range in which the N" phase is exhibited, or (2) N" Each has unique properties, such as those that tend to narrow the temperature range in which they exhibit a phase. S0 of the present invention
2. In order to adjust the temperature range in which the N" phase of the liquid crystal composition is exhibited to the above-mentioned preferred range, in the case of (1), an SC base liquid crystal having a narrow temperature range in which the N phase is exhibited, or an SC which does not exhibit an N phase.
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 N'' phase but also to the SA phase and the SC'' phase. For example, the chiral dopant expands only the SA phase of the S01 liquid crystal composition, and the N'' phase and S
In the case of reducing the 09 phase, the SC host liquid crystal should have a high upper limit temperature for the SC phase, a wide temperature range for the N phase, and a phase sequence of SC phase → N phase → I phase, or S
It is sufficient to use a material having a narrow temperature range of A phase and a phase sequence of SC phase→SA phase→N phase→I phase.

このようなキラルドーバントの傾向は、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、SC“液晶組成
物における各相、特にN1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 the chiral dopant can be easily determined by measuring the change in phase transition temperature of the SC liquid crystal composition obtained by adding a certain amount of the chiral dopant to the SC matrix liquid crystal. From the results, the temperature range in which each phase in the SC" liquid crystal composition exhibits, particularly the N1 phase, can be easily adjusted.

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、。
The chiral dopant used in the present invention is added to a certain amount of SA host liquid crystal.

ある程度以上の自発分権(以下、P、と省略する。)を
誘起することが必要である。
It is necessary to induce a certain degree of voluntary decentralization (hereinafter abbreviated as P).

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S00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
ドーバントとしては、SC母体液晶に10重量%添加し
た場合に1.OnC/cm2以上のP5を誘起できるも
のが好ましく、5重量%添加した場合に0.5nC/c
m”以上のPs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. When the value of P induced by is small, the amount added is large relative to the SC base liquid crystal, and the viscosity of the S00 liquid crystal composition increases accordingly, resulting in a high-speed response. Therefore, the chiral dopant used in the present invention is preferably one that can induce P5 of 1.OnC/cm2 or more when added to the SC base liquid crystal in an amount of 10% by weight, and 5% by weight. 0.5nC/c when added
Particularly preferred is one that can induce Ps of m'' or more.

〔実施例〕〔Example〕

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。
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 中温域母体液晶として前記式(1−a−1)の化合物、
及び減粘液晶として前記式(II−a−6)の化合物を
以下の割合で用いてSC母体液晶(A)を調製した。
Example 1 A compound of the above formula (1-a-1) as a medium temperature range host liquid crystal,
An SC matrix liquid crystal (A) was prepared using the compound of the formula (II-a-6) as a viscosity-reducing liquid crystal in the following proportions.

(I−a−1) (II−a−6) 次に、キラルドーバントとしてSC母体液晶に添加して
SC*液晶組成物とした際に、N1相に右巻きの螺旋を
出現させる化合物として、前記式(VI−6)の化合物
(この化合物は上記母体液晶(A)に10%添加した隙
にN″相に出現させる螺旋ピッチは60℃において4.
7μmである。)を73%と、左巻き螺旋を出現させる
化合物として、前記式(Vl−14)の化合物(この化
合物は上記母体液晶(A)に10%添加した際にN”相
に出現させる螺旋のピッチは、60℃において11.9
μmである。)を27%を混合して、N9相に出現させ
る螺旋ピッチが調整された組成物を調製した。このキラ
ルドーパント10%と上記SC母体液晶(A)90%か
ら成るSC9液晶組成物の25℃における自発分極の値
は5.5 nC/cm2であった。
(I-a-1) (II-a-6) Next, when added to the SC base liquid crystal as a chiral dopant to form an SC* liquid crystal composition, as a compound that causes a right-handed helix to appear in the N1 phase. , the compound of formula (VI-6) (this compound is added at 10% to the base liquid crystal (A)), and the helical pitch to appear in the N'' phase at 60°C is 4.
It is 7 μm. ) is 73%, and the pitch of the helix that appears in the N'' phase is 73%, and the compound of the formula (Vl-14) is used as a compound that causes the appearance of a left-handed helix. , 11.9 at 60°C
It is μm. ) was mixed at 27% to prepare a composition in which the helical pitch appearing in the N9 phase was adjusted. The spontaneous polarization value of the SC9 liquid crystal composition consisting of 10% of this chiral dopant and 90% of the SC base liquid crystal (A) at 25° C. was 5.5 nC/cm 2 .

このキラルドーパント16%と上記母体液晶(A)84
%からなるSC0液晶組成物を調製した。
This chiral dopant 16% and the above parent liquid crystal (A) 84
A SC0 liquid crystal composition consisting of %.

このSC0液晶組成物の融点は9“Cで50,0℃まで
sc”相、60℃までSA相、62.5℃までNI相を
各々示し、62.5℃以上で1相となった。
The melting point of this SC0 liquid crystal composition was 9"C, showing an SC phase up to 50.0°C, an SA phase up to 60°C, and an NI phase up to 62.5°C, and became one phase at 62.5°C or above.

この組成物の60.2℃における螺旋ピッチは30μm
であり、配向処理を施したセルに充填して等方性液体相
から徐冷すると掻めて良好な配向性を示した。
The helical pitch of this composition at 60.2°C is 30 μm
When it was filled into an orientation-treated cell and slowly cooled from an isotropic liquid phase, it showed good orientation.

また、このセルに電界強度10 Vp−r/μmの50
Hz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゛Cで42μ秒という高速応答性が確
認できた。
In addition, this cell has an electric field strength of 10 Vp-r/μm at 50
When a Hz rectangular wave was applied and the electro-optical response speed was measured, a high-speed response of 42 μsec at 25°C was confirmed.

このときの自発分極は、10.9 nC/c+n” 、
チルト角は22.3 ’であった。
The spontaneous polarization at this time is 10.9 nC/c+n”,
The tilt angle was 22.3'.

〔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)(a)光学的に不活性な2環構造の液晶化合
物であって、スメクチックC相を示す化合物、又は(b
)そのアルキル鎖の炭素原子数又は形状のみが異なった
同族体から成る液晶組成物であって、その同族体中の少
なくとも1種の化合物が10℃以上における任意の1度
以上の温度幅の範囲でモノトロピックであってもよいス
メクチックC相を示す中温域母体液晶と、(2)光学的
に不活性な2環構造の液晶化合物を含有する液晶組成物
であって、構成する化合物は、そのアルキル鎖の炭素原
子数や形状のみが異なった同族体を含めて単独ではスメ
クチックC相を示さず、側鎖の少なくとも一方がアルキ
ル基であり、分子内のエステル結合が1個以内である減
粘液を含有するスメクチックC相を示す液晶組成物に、
(3)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^1は炭素原子数2〜10のアルキル基を表
わし、R^2は炭素原子数1〜10のアルキル基を表わ
し、Z^aは−O−又は−COO−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
−C=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。〕 で表わされる光学活性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▼ 又は▲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。
[Scope of Claims] 1. (1) (a) An optically inactive liquid crystal compound having a two-ring structure and exhibiting a smectic C phase, or (b)
) A liquid crystal composition consisting of homologues that differ only in the number of carbon atoms or the shape of their alkyl chains, in which at least one compound among the homologs has a temperature range of at least 1 degree at a temperature of 10 degrees Celsius or higher. (2) a liquid crystal composition containing an optically inactive liquid crystal compound having a two-ring structure; A viscosity-reducing liquid that does not exhibit a smectic C phase when used alone, including homologs that differ only in the number of carbon atoms and shape of the alkyl chain, has at least one side chain as an alkyl group, and has one or less ester bond in the molecule. A liquid crystal composition exhibiting a smectic C phase containing
(3) A ferroelectric liquid crystal composition made by adding a chiral dopant, where the chiral dopant has the general formula (A) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ [In the formula, R^1 is the number of carbon atoms 2] ~10 alkyl group, R^2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and Z^a represents -O- or -COO-. C^* and C^*^* are each independently (R) configuration or (
S) represents an asymmetric carbon atom in the configuration. X is 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. ▼ (In the formula, ▲ Mathematical formula, chemical formula, table, etc. There are ▼, ▲mathematical formulas, etc.
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 It represents a ring, and any one or two -CH= in the ring may be substituted with -N= or -C=, and any one or more -CH= in the ring may be substituted with -N= or -C=.
~2 -CH_2- are -O-, -S-, -NH-,
▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲Mathematical formulas, chemical formulas,
There are tables, etc. ▼ may be substituted, and any one or two ▲ in the ring may be substituted with ▼ Numerical formulas, chemical formulas, tables, etc.
may be replaced with ▲, which is a mathematical formula, chemical formula, table, etc. Y^1 represents a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a methyl group, a methoxy group, and Z^1, Z^2 or Z^
3 each independently represents 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. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, 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 an optically active 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.▼ or ▲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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