JP2003105338A - カイラル添加剤およびそれを含む液晶組成物 - Google Patents
カイラル添加剤およびそれを含む液晶組成物Info
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- JP2003105338A JP2003105338A JP2001302269A JP2001302269A JP2003105338A JP 2003105338 A JP2003105338 A JP 2003105338A JP 2001302269 A JP2001302269 A JP 2001302269A JP 2001302269 A JP2001302269 A JP 2001302269A JP 2003105338 A JP2003105338 A JP 2003105338A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ねじり力（ＨＴＰ）が大きく、誘起するらせ
んのピッチが温度上昇に伴い短くなるカイラルドーパン
トを提供する。 【解決手段】 式（１）で表され、プラスの波長シフト
を示す光学活性化合物を少なくとも１種と、式（２）で
表されるマイナスの波長シフトを示す光学活性化合物を
少なくとも１種からなるカイラル添加剤。 （式中、X1、X2は互いに独立に式 −(A1)n1−(B1)n2−
(A2)n3−B2−R3（ここでA1，A2は1,4-フェニレン，トラ
ンス−1,4-シクロヘキシレンなど、B1、B2は単結合，-C
OO-，-OOC-,など、R1はＣ1〜12のアルキル基、n1，n2，
n3は0，1 または2 である。）を示す。また、R1は CqH
2q+1-またはそのエステル、エーテルなど（ここでｑは
1〜5 ）、R2は -COOC*H(CH3)CH2CH(C2H5)2または-COOC*
H(CH3)CsH2s+1(ここでｓは 4〜9 、C*は不斉炭素原子を
表す) 、Ｙは1,4-フェニレンまたはトランス−1,4-シク
ロヘキシレン、Ｚは単結合，-COO-，-COO-Ph-，-Ph-COO
-，他を示す。）
んのピッチが温度上昇に伴い短くなるカイラルドーパン
トを提供する。 【解決手段】 式（１）で表され、プラスの波長シフト
を示す光学活性化合物を少なくとも１種と、式（２）で
表されるマイナスの波長シフトを示す光学活性化合物を
少なくとも１種からなるカイラル添加剤。 （式中、X1、X2は互いに独立に式 −(A1)n1−(B1)n2−
(A2)n3−B2−R3（ここでA1，A2は1,4-フェニレン，トラ
ンス−1,4-シクロヘキシレンなど、B1、B2は単結合，-C
OO-，-OOC-,など、R1はＣ1〜12のアルキル基、n1，n2，
n3は0，1 または2 である。）を示す。また、R1は CqH
2q+1-またはそのエステル、エーテルなど（ここでｑは
1〜5 ）、R2は -COOC*H(CH3)CH2CH(C2H5)2または-COOC*
H(CH3)CsH2s+1(ここでｓは 4〜9 、C*は不斉炭素原子を
表す) 、Ｙは1,4-フェニレンまたはトランス−1,4-シク
ロヘキシレン、Ｚは単結合，-COO-，-COO-Ph-，-Ph-COO
-，他を示す。）
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規なカイラル添加剤及
びそれを含む液晶組成物並びにその液晶組成物を用いた
液晶表示素子に関する。
びそれを含む液晶組成物並びにその液晶組成物を用いた
液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】カイラルネマチック液晶を用いたカイラ
ルネマチック液晶表示素子は、他のモードの液晶表示素
子に比べ著しく消費電力が少ないため、電子ブック、電
子ペーパー、ドキュメントビュアー、携帯情報端末等へ
の応用が精力的に検討されている。カイラルネマチック
液晶表示素子における液晶の分子配列の模式図を図１お
よび図２に示している。素子中で液晶分子はらせん構造
を形成しているが、らせん軸が基板に垂直なプレーナー
状態とらせん軸の方向がランダムなフォーカルコニック
状態とをとることができ、しかもこの２状態は電圧パル
スで切り替えることができる。プレーナー状態ではらせ
んピッチに対応した波長の光を反射するが、フォーカル
コニック状態では光は素子を透過する。素子の下に光吸
収層を設けることにより、反射状態を明、透過状態を暗
とした表示が可能となる。
ルネマチック液晶表示素子は、他のモードの液晶表示素
子に比べ著しく消費電力が少ないため、電子ブック、電
子ペーパー、ドキュメントビュアー、携帯情報端末等へ
の応用が精力的に検討されている。カイラルネマチック
液晶表示素子における液晶の分子配列の模式図を図１お
よび図２に示している。素子中で液晶分子はらせん構造
を形成しているが、らせん軸が基板に垂直なプレーナー
状態とらせん軸の方向がランダムなフォーカルコニック
状態とをとることができ、しかもこの２状態は電圧パル
スで切り替えることができる。プレーナー状態ではらせ
んピッチに対応した波長の光を反射するが、フォーカル
コニック状態では光は素子を透過する。素子の下に光吸
収層を設けることにより、反射状態を明、透過状態を暗
とした表示が可能となる。
【０００３】らせん構造を誘起する光学活性化合物は通
常カイラルドーパントと呼ばれている。これまで、数多
くのカイラルドーパントが合成されているが、その代表
的な化合物が下記構造の化合物である。
常カイラルドーパントと呼ばれている。これまで、数多
くのカイラルドーパントが合成されているが、その代表
的な化合物が下記構造の化合物である。
【０００４】
【化２】
【０００５】カイラルドーパントに求められる最も重要
な性能は、大きなねじり力を有することである。尚、ね
じり力（ＨＴＰ）は下式で定義される物理量である。 ＨＴＰ（μｍ-1）＝１/(( カイラルドーパントの添加量
（wt％)/100)×誘起されるらせんピッチ（μｍ)) カイラルドーパントは、通常液晶性を示さず、しかも、
分子量の大きなものが多く、母液晶に対し多量に添加し
た場合には、種々の性能を悪化させることが多い。性能
悪化としては、等方相からネマチック相への相転移温度
の低下、液晶粘度の上昇、結晶化を引き起こし易いなど
がある。大きなねじり力を有するカイラルドーパンは、
少量の添加で所望のらせんピッチを得ることができるた
め、諸性能の悪化を抑えることができる。
な性能は、大きなねじり力を有することである。尚、ね
じり力（ＨＴＰ）は下式で定義される物理量である。 ＨＴＰ（μｍ-1）＝１/(( カイラルドーパントの添加量
（wt％)/100)×誘起されるらせんピッチ（μｍ)) カイラルドーパントは、通常液晶性を示さず、しかも、
分子量の大きなものが多く、母液晶に対し多量に添加し
た場合には、種々の性能を悪化させることが多い。性能
悪化としては、等方相からネマチック相への相転移温度
の低下、液晶粘度の上昇、結晶化を引き起こし易いなど
がある。大きなねじり力を有するカイラルドーパンは、
少量の添加で所望のらせんピッチを得ることができるた
め、諸性能の悪化を抑えることができる。
【０００６】これまでに開発されたＨＴＰの大きなカイ
ラルドーパントとしては、下記構造の化合物が知られて
いる（米国特許第５２３６６１８号、米国特許第６２１
７７９２号、特開昭６２−８１３５４号公報）。
ラルドーパントとしては、下記構造の化合物が知られて
いる（米国特許第５２３６６１８号、米国特許第６２１
７７９２号、特開昭６２−８１３５４号公報）。
【０００７】
【化３】
【０００８】上記化合物は大きなＨＴＰを示すが、温度
上昇に伴いらせんピッチが長くなり、その結果、反射光
の色が長波長側へ変化してしまうという問題があった。
選択反射波長の温度変化に伴う変化を「波長シフト」と
呼ぶ。温度上昇により選択反射波長が長くなる場合をプ
ラスの波長シフト、短くなる場合をマイナスの波長シフ
トと定義する。
上昇に伴いらせんピッチが長くなり、その結果、反射光
の色が長波長側へ変化してしまうという問題があった。
選択反射波長の温度変化に伴う変化を「波長シフト」と
呼ぶ。温度上昇により選択反射波長が長くなる場合をプ
ラスの波長シフト、短くなる場合をマイナスの波長シフ
トと定義する。
【０００９】また、カイラルドーパントS1およびS2は少
量添加でも、結晶化を引き起こし易いといった問題もあ
った。S3は結晶化を引き起こし難いものの、プラスの波
長シフトが大きく、単独で使用することは困難であっ
た。選択反射波長の温度依存性をなくすため、プラスの
波長シフトを示すカイラルドーパントとマイナスの波長
シフトを示すカイラルドーパントの組み合わせが検討さ
れたが、ＨＴＰが大きく、かつ、マイナスの波長シフト
を示すカイラルドーパントの数は極めて少なく、更にそ
のシフト量が小さすぎるため、目標達成は困難であっ
た。
量添加でも、結晶化を引き起こし易いといった問題もあ
った。S3は結晶化を引き起こし難いものの、プラスの波
長シフトが大きく、単独で使用することは困難であっ
た。選択反射波長の温度依存性をなくすため、プラスの
波長シフトを示すカイラルドーパントとマイナスの波長
シフトを示すカイラルドーパントの組み合わせが検討さ
れたが、ＨＴＰが大きく、かつ、マイナスの波長シフト
を示すカイラルドーパントの数は極めて少なく、更にそ
のシフト量が小さすぎるため、目標達成は困難であっ
た。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】発明者らはこれまで
に、ＨＴＰが大きく、かつ大きなマイナスの波長シフト
を示すカイラルドーパントを開発してきた（特願2001−
0123247 号、特願2001−115602号、特願2001−126990
号、特願2001−153467号、特願2001−153468号、特願20
01−192486号、特願2001−241846号、特願2001−273768
号）。本発明は、これらのＨＴＰが大きい、誘起するら
せんのピッチが温度上昇に伴い短くなるという特徴を有
するカイラルドーパントと、ＨＴＰが大きく、誘起する
らせんのピッチが温度上昇に伴い長くなるという特徴を
有するカイラルドーパントとを組み合わせて用いること
により、特性反射波長の温度変化が実質的にないカイラ
ル添加剤を提供することにある。
に、ＨＴＰが大きく、かつ大きなマイナスの波長シフト
を示すカイラルドーパントを開発してきた（特願2001−
0123247 号、特願2001−115602号、特願2001−126990
号、特願2001−153467号、特願2001−153468号、特願20
01−192486号、特願2001−241846号、特願2001−273768
号）。本発明は、これらのＨＴＰが大きい、誘起するら
せんのピッチが温度上昇に伴い短くなるという特徴を有
するカイラルドーパントと、ＨＴＰが大きく、誘起する
らせんのピッチが温度上昇に伴い長くなるという特徴を
有するカイラルドーパントとを組み合わせて用いること
により、特性反射波長の温度変化が実質的にないカイラ
ル添加剤を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記一般式
（１）で表され、プラスの波長シフトを示す光学活性化
合物を少なくとも１種と、下記一般式（２）で表される
マイナスの波長シフトを示す光学活性化合物を少なくと
も１種からなることを特徴とするカイラル添加剤であ
る。
（１）で表され、プラスの波長シフトを示す光学活性化
合物を少なくとも１種と、下記一般式（２）で表される
マイナスの波長シフトを示す光学活性化合物を少なくと
も１種からなることを特徴とするカイラル添加剤であ
る。
【００１２】
【化４】
(式(1) において、X1、X2は互いに独立なメソゲン基を
表し、X1, X2は一般式 −(A1)n1−(B1)n2−(A2)n3−B2−R3 ・・・ （3) (式(3) のA1, A2は互いに独立に1,4-フェニレン，ピリ
ミジン−2,5-ジイル，トランス−1,4-シクロヘキシレン
または1,3-ジオキサン−2,5-ジイルであり、B1は単結合
(-), -COO-，-OOC-, -CH2-CH2-，-OCH2-または-CH2O-、
B2は単結合(-),-0-, -COO- または-OOC- であり、R3は
炭素数 1〜12の直鎖状または分岐したアルキル基、n1，
n2，n3は互いに独立に 0, 1 または2 であって、n1およ
びn3は同時に0 ではなく、n3=0の時 n2=0 である。) を
示す。また、式(2) において、R1は CqH2q+1-, CqH2q+1
O-, CqH2q+1COO-,CqH2q+1OOC-, PhyC*H(CH3)OOC-, CrH
2r+1C*H(CH3)OOC- または(C2H5)2CHCH2C*H(CH3)OOC-
（ここでｑは 1〜5 の整数、ｒは 4〜9 の整数、Phy-は
フェニル基、C*は不斉炭素原子を表す）であり、Ｙは1,
4-フェニレンまたはトランス−1,4-シクロヘキシレンで
あり、Ｚは単結合(-), -COO-，-COO-Ph-，-Ph-COO-，-O
OC-Ph-COO-，-OOC-Np-COO-，-C≡C-Ph-C≡C-，-C≡C-Ph
-COO-, -COO-Ph-C≡C-または-C≡C-（ここで、-Ph-は1,
4-フェニレン，-Np-は2,6-ナフチレンを表す)であり、R
2は -COOC*H(CH3)CH2CH(C2H5)2 または-COOC*H(CH3)CsH
2s+1(ここでｓは 4〜9 の整数、C*は不斉炭素原子を表
す) を示す。)
表し、X1, X2は一般式 −(A1)n1−(B1)n2−(A2)n3−B2−R3 ・・・ （3) (式(3) のA1, A2は互いに独立に1,4-フェニレン，ピリ
ミジン−2,5-ジイル，トランス−1,4-シクロヘキシレン
または1,3-ジオキサン−2,5-ジイルであり、B1は単結合
(-), -COO-，-OOC-, -CH2-CH2-，-OCH2-または-CH2O-、
B2は単結合(-),-0-, -COO- または-OOC- であり、R3は
炭素数 1〜12の直鎖状または分岐したアルキル基、n1，
n2，n3は互いに独立に 0, 1 または2 であって、n1およ
びn3は同時に0 ではなく、n3=0の時 n2=0 である。) を
示す。また、式(2) において、R1は CqH2q+1-, CqH2q+1
O-, CqH2q+1COO-,CqH2q+1OOC-, PhyC*H(CH3)OOC-, CrH
2r+1C*H(CH3)OOC- または(C2H5)2CHCH2C*H(CH3)OOC-
（ここでｑは 1〜5 の整数、ｒは 4〜9 の整数、Phy-は
フェニル基、C*は不斉炭素原子を表す）であり、Ｙは1,
4-フェニレンまたはトランス−1,4-シクロヘキシレンで
あり、Ｚは単結合(-), -COO-，-COO-Ph-，-Ph-COO-，-O
OC-Ph-COO-，-OOC-Np-COO-，-C≡C-Ph-C≡C-，-C≡C-Ph
-COO-, -COO-Ph-C≡C-または-C≡C-（ここで、-Ph-は1,
4-フェニレン，-Np-は2,6-ナフチレンを表す)であり、R
2は -COOC*H(CH3)CH2CH(C2H5)2 または-COOC*H(CH3)CsH
2s+1(ここでｓは 4〜9 の整数、C*は不斉炭素原子を表
す) を示す。)
【００１３】本発明の好ましい実施態様においては、該
一般式(1) のX1、X2の式(3) において、A1, A2は互いに
独立に1,4-フェニレンまたはトランス−1,4-シクロヘキ
シレンであること、一般式(2) において、R1が PhyC*H
(CH3)OOC-または(C2H5)2CHCH2C*H(CH3)OOC-であり、R2
が-COOC*H(CH3)CH2CH(C2H5)2であることである。また、
25℃ならびに60℃における特性反射波長の差が 10nm 以
下であること、ねじり力（ＨＴＰ）が２０以上であるカ
イラル添加剤である。そして本カイラル添加剤は、ネマ
チック液晶用添加剤として好適に使用され、このネマチ
ック液晶組成物を電極を有する基板間に狭持してなる液
晶素子とされる。
一般式(1) のX1、X2の式(3) において、A1, A2は互いに
独立に1,4-フェニレンまたはトランス−1,4-シクロヘキ
シレンであること、一般式(2) において、R1が PhyC*H
(CH3)OOC-または(C2H5)2CHCH2C*H(CH3)OOC-であり、R2
が-COOC*H(CH3)CH2CH(C2H5)2であることである。また、
25℃ならびに60℃における特性反射波長の差が 10nm 以
下であること、ねじり力（ＨＴＰ）が２０以上であるカ
イラル添加剤である。そして本カイラル添加剤は、ネマ
チック液晶用添加剤として好適に使用され、このネマチ
ック液晶組成物を電極を有する基板間に狭持してなる液
晶素子とされる。
【００１４】本発明のカイラル添加剤に用いる光学活性
化合物は、不斉炭素を１つ有するもの、２つ有するも
の、および軸不斉を有するものとがある。不斉炭素を１
つ有する光学活性化合物には、Ｒ体とＳ体の２種の光学
異性体が存在するが、Ｒ体とＳ体との性質の違いは、誘
起するらせんの掌性（右らせん、左らせん）が異なる点
である。一方、不斉炭素を２つ有する光学活性化合物に
は、Ｒ，Ｒ体とＲ，Ｓ体、Ｓ，Ｒ体およびＳ，Ｓ体の４
種の光学異性体が存在するが、Ｒ，Ｒ体ならびにＳ，Ｓ
体が望ましい。Ｒ，Ｒ体とＳ，Ｓ体との性質の違いも、
誘起するらせんの掌性（右らせん、左らせん）が異なる
点である。また、軸不斉を有する光学活性化合物にも、
Ｒ体とＳ体の２種の光学異性体が存在する。Ｒ体とＳ体
との性質の違いは、この場合も誘起するらせんの掌性
（右らせん、左らせん）が異なる点である。そこで、使
用にあたっては、併用するカイラルドーパントの掌性を
考慮し、いずれかを選択できる。
化合物は、不斉炭素を１つ有するもの、２つ有するも
の、および軸不斉を有するものとがある。不斉炭素を１
つ有する光学活性化合物には、Ｒ体とＳ体の２種の光学
異性体が存在するが、Ｒ体とＳ体との性質の違いは、誘
起するらせんの掌性（右らせん、左らせん）が異なる点
である。一方、不斉炭素を２つ有する光学活性化合物に
は、Ｒ，Ｒ体とＲ，Ｓ体、Ｓ，Ｒ体およびＳ，Ｓ体の４
種の光学異性体が存在するが、Ｒ，Ｒ体ならびにＳ，Ｓ
体が望ましい。Ｒ，Ｒ体とＳ，Ｓ体との性質の違いも、
誘起するらせんの掌性（右らせん、左らせん）が異なる
点である。また、軸不斉を有する光学活性化合物にも、
Ｒ体とＳ体の２種の光学異性体が存在する。Ｒ体とＳ体
との性質の違いは、この場合も誘起するらせんの掌性
（右らせん、左らせん）が異なる点である。そこで、使
用にあたっては、併用するカイラルドーパントの掌性を
考慮し、いずれかを選択できる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、ＨＴＰが大きい、誘起するら
せんのピッチが温度上昇に伴い長くなるという特徴を有
するカイラルドーパントと、ＨＴＰが大きい、誘起する
らせんのピッチが温度上昇に伴い短くなるという特徴を
有するカイラルドーパントとを組み合わせて用いること
により、特性反射波長の温度変化が実質的にないカイラ
ル添加剤を提供することができる。
せんのピッチが温度上昇に伴い長くなるという特徴を有
するカイラルドーパントと、ＨＴＰが大きい、誘起する
らせんのピッチが温度上昇に伴い短くなるという特徴を
有するカイラルドーパントとを組み合わせて用いること
により、特性反射波長の温度変化が実質的にないカイラ
ル添加剤を提供することができる。
【００１６】
【実施例】次に、参考例及び実施例を掲げて本発明を更
に具体的に説明するが、本発明はもちろんこれに限定さ
れるものではない。
に具体的に説明するが、本発明はもちろんこれに限定さ
れるものではない。
【００１７】
【化５】
【００１８】参考例１（式(1): X1=X2, 式(3): A1=-Ph
-，A2=-Cy-, B1=B2= -, R1=-C4H9, n1=n2=n3=1 (RE
1)） 4-(トランス−4-n-ブチル−シクロヘキシル）安
息香酸のS-1,1'−ビ−2-ナフトールジエステルの製造。
上記式に示した RE1 を特開昭62-81354号公報に準じて
合成した。ＤＳＣの測定結果から、この化合物の融点は
28℃であった。
-，A2=-Cy-, B1=B2= -, R1=-C4H9, n1=n2=n3=1 (RE
1)） 4-(トランス−4-n-ブチル−シクロヘキシル）安
息香酸のS-1,1'−ビ−2-ナフトールジエステルの製造。
上記式に示した RE1 を特開昭62-81354号公報に準じて
合成した。ＤＳＣの測定結果から、この化合物の融点は
28℃であった。
【００１９】参考例２（式(2): R2=(C2H5)2CHCH2C*H(CH
3)OOC-，Y=-Ph-, Z=-COO-Ph-,R3=-COOC*H(CH3)CH2CH(C2
H5)2 （RE2)) 4-((S)-1-メチル−3-エチルペン
チルオキシカルボニル) ビフェニル＝4'-((S)-1-メチル
−3-エチルペンチルオキシカルボニル) ベンゾエートの
製造。上記式に示した RE2 を特願2001−115602号に従
って合成した。ＤＳＣの測定結果から、この化合物の融
点は53℃であった。
3)OOC-，Y=-Ph-, Z=-COO-Ph-,R3=-COOC*H(CH3)CH2CH(C2
H5)2 （RE2)) 4-((S)-1-メチル−3-エチルペン
チルオキシカルボニル) ビフェニル＝4'-((S)-1-メチル
−3-エチルペンチルオキシカルボニル) ベンゾエートの
製造。上記式に示した RE2 を特願2001−115602号に従
って合成した。ＤＳＣの測定結果から、この化合物の融
点は53℃であった。
【００２０】参考例３（式(2): R2=PhyC*H(CH3)OOC-, Y
=-Ph-, Z=-COO-Ph-,R3=-COOC*H(CH3)CH2CH(C2H5)2
(RE3)) 4-((S)-1-メチル-3- エチルペンチルオキ
シカルボニル) ビフェニル＝4'-((S)-α- メチルベンジ
ルオキシカルボニル) ベンゾエートの製造。上記式に示
した RE3 を特願2001−126990号に従って合成した。Ｄ
ＳＣの測定結果から、この化合物の融点は114 ℃であっ
た。
=-Ph-, Z=-COO-Ph-,R3=-COOC*H(CH3)CH2CH(C2H5)2
(RE3)) 4-((S)-1-メチル-3- エチルペンチルオキ
シカルボニル) ビフェニル＝4'-((S)-α- メチルベンジ
ルオキシカルボニル) ベンゾエートの製造。上記式に示
した RE3 を特願2001−126990号に従って合成した。Ｄ
ＳＣの測定結果から、この化合物の融点は114 ℃であっ
た。
【００２１】参考例４
上記で製造した光学活性化合物(RE1〜RE3)について、Ｈ
ＴＰおよび波長シフトの測定をした。メルク社製ネマチ
ック液晶(ZLI-1565)に、参考例１で得たカイラル添加剤
用の化合物（RE1)を5wt ％添加し、キラルネマチック(N
*)液晶組成物を調製した。また、同様に参考例２で得た
化合物(RE2) 、参考例３で得た化合物(RE3) をそれぞれ
10wt％を添加し、キラルネマチック(N*)液晶組成物を調
製した。調製した液晶組成物のN*相の上限温度、特性反
射挙動を調べ、次に特性反射挙動よりねじれ力（ＨＴ
Ｐ）を求めた。 N* 相の上限温度の決定は偏光顕微鏡観察ならびにＤＳ
Ｃ測定により行った。
ＴＰおよび波長シフトの測定をした。メルク社製ネマチ
ック液晶(ZLI-1565)に、参考例１で得たカイラル添加剤
用の化合物（RE1)を5wt ％添加し、キラルネマチック(N
*)液晶組成物を調製した。また、同様に参考例２で得た
化合物(RE2) 、参考例３で得た化合物(RE3) をそれぞれ
10wt％を添加し、キラルネマチック(N*)液晶組成物を調
製した。調製した液晶組成物のN*相の上限温度、特性反
射挙動を調べ、次に特性反射挙動よりねじれ力（ＨＴ
Ｐ）を求めた。 N* 相の上限温度の決定は偏光顕微鏡観察ならびにＤＳ
Ｃ測定により行った。
【００２２】また、特性反射挙動は以下の手順で行っ
た。ITO 電極付の液晶セル（セル厚10μｍ）に、上記で
調製した液晶組成物を等方相の状態で充填した。このセ
ルを60℃とし、±60Ｖの矩形波電圧を１分程度印加した
後、室温まで急冷しプレーナー配向を得た。この液晶セ
ルの25℃、60℃における特性反射挙動を自記分光光度計
を用いて調べた。25℃、60℃におけるＨＴＰはそれぞれ
下式より求めた。 ＨＴＰ（μｍ-1）＝ｎ/(λ25×Ｃ/100） ＨＴＰ（μｍ-1）＝ｎ/(λ60×Ｃ/100） ここで、ｎはカイラルネマチック液晶の屈折率、λ25は
25℃、λ60は60℃における特性反射波長（μｍ）、Ｃは
カイラル剤の濃度（wt％）を表す。尚、屈折率ｎは母液
晶ZLI-1565の値 1.6を採用した。波長シフトは下式より
求めた。 波長シフト（nm）＝λ60* −λ25* ここで、λ60* は60℃における特性反射波長（nm）、λ
25* は25℃における特性反射波長（nm）を表す。結果を
表１に示した。
た。ITO 電極付の液晶セル（セル厚10μｍ）に、上記で
調製した液晶組成物を等方相の状態で充填した。このセ
ルを60℃とし、±60Ｖの矩形波電圧を１分程度印加した
後、室温まで急冷しプレーナー配向を得た。この液晶セ
ルの25℃、60℃における特性反射挙動を自記分光光度計
を用いて調べた。25℃、60℃におけるＨＴＰはそれぞれ
下式より求めた。 ＨＴＰ（μｍ-1）＝ｎ/(λ25×Ｃ/100） ＨＴＰ（μｍ-1）＝ｎ/(λ60×Ｃ/100） ここで、ｎはカイラルネマチック液晶の屈折率、λ25は
25℃、λ60は60℃における特性反射波長（μｍ）、Ｃは
カイラル剤の濃度（wt％）を表す。尚、屈折率ｎは母液
晶ZLI-1565の値 1.6を採用した。波長シフトは下式より
求めた。 波長シフト（nm）＝λ60* −λ25* ここで、λ60* は60℃における特性反射波長（nm）、λ
25* は25℃における特性反射波長（nm）を表す。結果を
表１に示した。
【００２３】実施例１
メルク社製ネマチック液晶(ZLI-1565)に、参考例１で得
た光学活性化合物(RE1) を 2.3wt％と、参考例２で得た
光学活性化合物(RE2) を 7.7wt％とを添加し、キラルネ
マチック(N*)液晶組成物を調製した。参考例４と全く同
様に、液晶組成物のN*相の上限温度、ねじれ力（ＨＴ
Ｐ）、波長シフトを求めた。結果を表２に示した。ま
た、25℃から60℃までの特性反射波長の変化を表３に示
した。
た光学活性化合物(RE1) を 2.3wt％と、参考例２で得た
光学活性化合物(RE2) を 7.7wt％とを添加し、キラルネ
マチック(N*)液晶組成物を調製した。参考例４と全く同
様に、液晶組成物のN*相の上限温度、ねじれ力（ＨＴ
Ｐ）、波長シフトを求めた。結果を表２に示した。ま
た、25℃から60℃までの特性反射波長の変化を表３に示
した。
【００２４】光学活性化合物(RE1) と光学活性化合物(R
E2) とを混合したカイラル剤は２９と大きなＨＴＰを有
しており、しかも得られたカイラルネマチック液晶組成
物の波長シフトは０ｎｍであった。また、25℃から60℃
までの間で、特性反射波長の温度変化は最大で６ｎｍで
あった。
E2) とを混合したカイラル剤は２９と大きなＨＴＰを有
しており、しかも得られたカイラルネマチック液晶組成
物の波長シフトは０ｎｍであった。また、25℃から60℃
までの間で、特性反射波長の温度変化は最大で６ｎｍで
あった。
【００２５】実施例２
メルク社製ネマチック液晶(ZLI-1565)に、参考例１で得
た光学活性化合物(RE1) を 1.8wt％と、参考例３で得た
光学活性化合物(RE3) を 7wt％とを添加し、キラルネマ
チック(N*)液晶組成物を調製した。参考例４と全く同様
に、液晶組成物のN*相の上限温度、ねじれ力（ＨＴ
Ｐ）、波長シフトを求めた。結果を表２に示した。ま
た、25℃から60℃までの特性反射波長の変化を表３に示
した。
た光学活性化合物(RE1) を 1.8wt％と、参考例３で得た
光学活性化合物(RE3) を 7wt％とを添加し、キラルネマ
チック(N*)液晶組成物を調製した。参考例４と全く同様
に、液晶組成物のN*相の上限温度、ねじれ力（ＨＴ
Ｐ）、波長シフトを求めた。結果を表２に示した。ま
た、25℃から60℃までの特性反射波長の変化を表３に示
した。
【００２６】光学活性化合物(RE1) と光学活性化合物(R
E3) とを混合したカイラル剤は33.9と大きなＨＴＰを有
しており、しかも得られたカイラルネマチック液晶組成
物の波長シフトは１ｎｍであった。また、25℃から60℃
までの特性反射波長の温度変化は最大で４ｎｍであっ
た。
E3) とを混合したカイラル剤は33.9と大きなＨＴＰを有
しており、しかも得られたカイラルネマチック液晶組成
物の波長シフトは１ｎｍであった。また、25℃から60℃
までの特性反射波長の温度変化は最大で４ｎｍであっ
た。
【００２７】
表１化合物 添加量(Wt%) Iso−Ｎ*(℃） ＨＴＰ (1/μｍ） 波長シフト(n m)
ＲＥ１ ５ ８２ ７１．９ ＋ ６３
ＲＥ２ １０ ８１ １６．９ −１２８ ＲＥ３ １０ ８１ ２２．９ − ６３
注） Iso−Ｎ* は等方相からカイラルネマチック相への相転移温度（N*相の上限
温度）を示す。
【００２８】
表２ Iso−Ｎ*(℃） ＨＴＰ（１/ μｍ） 波長シフト（ｎｍ）
実施例１ ８０ ２９．０ ０ 実施例２ ８１ ３３．９ １
注） Iso−Ｎ* は等方相からカイラルネマチック相への相転移温度（N*相の上限
温度）を示す。
【００２９】
【００３０】
【図１】カイラルネマチック液晶のプレーナー分子配向
【図２】カイラルネマチック液晶のフォーカルコニック
分子配向
分子配向
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 城野 正博
東京都葛飾区新宿６丁目１番１号 三菱瓦
斯化学株式会社内東京工場内
Ｆターム(参考） 4H027 BA02 BD16
Claims (7)
- 【請求項１】 下記一般式（１）で表され、プラスの波
長シフトを示す光学活性化合物を少なくとも１種と、下
記一般式（２）で表されるマイナスの波長シフトを示す
光学活性化合物を少なくとも１種からなることを特徴と
するカイラル添加剤。 【化１】 (式(1) において、X1、X2は互いに独立なメソゲン基を
表し、X1, X2は一般式 −(A1)n1−(B1)n2−(A2)n3−B2−R3 ・・・ （3) (式(3) のA1, A2は互いに独立に1,4-フェニレン，ピリ
ミジン−2,5-ジイル，トランス−1,4-シクロヘキシレン
または1,3-ジオキサン−2,5-ジイルであり、B1は単結合
(-), -COO-，-OOC-, -CH2-CH2-，-OCH2-または-CH2O-、
B2は単結合(-),-0-, -COO-または-OOC- であり、R3は炭
素数 1〜12の直鎖状または分岐したアルキル基、n1，n
2，n3は互いに独立に 0, 1 または2 であって、n1およ
びn3は同時に0 ではなく、n3=0の時 n2=0 である。) を
示す。また、式(2) において、R1は CqH2q+1-, CqH2q+1
O-, CqH2q+1COO-,CqH2q+1OOC-, PhyC*H(CH3)OOC-, CrH
2r+1C*H(CH3)OOC- または(C2H5)2CHCH2C*H(CH3)OOC-
（ここでｑは 1〜5 の整数、ｒは 4〜9 の整数、Phy-は
フェニル基、C*は不斉炭素原子を表す）であり、Ｙは1,
4-フェニレンまたはトランス−1,4-シクロヘキシレンで
あり、Ｚは単結合(-), -COO-，-COO-Ph-，-Ph-COO-，-O
OC-Ph-COO-，-OOC-Np-COO-，-C≡C-Ph-C≡C-，-C≡C-Ph
-COO-, -COO-Ph-C≡C-または-C≡C-（ここで、-Ph-は1,
4-フェニレン，-Np-は2,6-ナフチレンを表す）であり、
R2は -COOC*H(CH3)CH2CH(C2H5)2 または-COOC*H(CH3)Cs
H2s+1(ここでｓは 4〜9 の整数、C*は不斉炭素原子を表
す) であり、) を示す。） - 【請求項２】 該一般式(1) のX1、X2の式(3) におい
て、A1, A2は互いに独立に1,4-フェニレンまたはトラン
ス−1,4-シクロヘキシレンである請求項１記載のカイラ
ル添加剤。 - 【請求項３】 該一般式(2) において、R1が PhyC*H(CH
3)OOC-または(C2H5)2CHCH2C*H(CH3)OOC-であり、R2が-C
OOC*H(CH3)CH2CH(C2H5)2である請求項１記載のカイラル
添加剤。 - 【請求項４】 ２５℃ならびに６０℃における特性反射
波長の差が１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項
１記載のカイラル添加剤。 - 【請求項５】 ねじり力（ＨＴＰ）が２０以上である請
求項1 記載のカイラル添加剤。 - 【請求項６】 請求項１記載のカイラル添加剤を含有す
るネマチック液晶組成物。 - 【請求項７】 電極を有する基板間に請求項６のネマチ
ック液晶組成物を挟持してなる液晶素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001302269A JP2003105338A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | カイラル添加剤およびそれを含む液晶組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001302269A JP2003105338A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | カイラル添加剤およびそれを含む液晶組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003105338A true JP2003105338A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=19122536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001302269A Pending JP2003105338A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | カイラル添加剤およびそれを含む液晶組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003105338A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076514A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Fuji Xerox Co Ltd | 液晶含有組成物、及び液晶表示素子 |
| JP2010132650A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-06-17 | Fujifilm Corp | 不斉炭素原子と酸化還元反応を起こす部位と液晶性置換基とを有する化合物 |
| CN110055086A (zh) * | 2018-01-18 | 2019-07-26 | Dic株式会社 | 胆甾相液晶组合物及液晶显示元件 |
-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001302269A patent/JP2003105338A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076514A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Fuji Xerox Co Ltd | 液晶含有組成物、及び液晶表示素子 |
| JP2010132650A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-06-17 | Fujifilm Corp | 不斉炭素原子と酸化還元反応を起こす部位と液晶性置換基とを有する化合物 |
| CN110055086A (zh) * | 2018-01-18 | 2019-07-26 | Dic株式会社 | 胆甾相液晶组合物及液晶显示元件 |
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