JP2009270085A - 強誘電性液晶組成物、及びそれを用いた表示素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 元素周期表第一族又は元素周期表第二族に属するカチオン等のイオン性物質を少なくとも1種と、ポダンド、コロナンド又はクリプタンド等のカチオン包接化合物を少なくとも1種と、少なくとも2種以上の液晶性化合物からなる液晶性混合物を含む強誘電性液晶組成物。
【選択図】 なし
Description
カチオンとカチオン包接化合物は会合が可能となるよう、分子形状に関して大きさの適合性を有していなければならない。分子形状に関して大きさの適合性を有しており、かつ、弱い会合状態となるカチオンとカチオン包接化合物の好ましい具体的な組合わせ例を以下に挙げる。なお括弧で括られているカチオンとカチオン包接化合物の一対が好ましい組合わせを表している。
なお、上記アルキル基の炭素数としては3〜12がより好ましい。
本願発明の強誘電性液晶組成物には液晶性混合物を使用するが、使用する液晶性混合物に特に制限はなく、公知慣用の液晶性混合物が用いられる。なかでも、液晶性混合物が、下記一般式(II)
光学活性化合物として具体的には一般式(V)
一般式(V)で表される化合物の中でも特に、Z51が一般式(V−4)の構造を持ち、かつZ52がフッ素原子の化合物、又は、Z51が一般式(V−5)の構造を持ち、かつR53及びR54が水素原子である化合物がさらに好ましい。
一般式(V)で表される化合物の中で、Z51が一般式(V−4)の構造を持ち、かつZ52がフッ素原子の化合物としては、下記一般式(V−b)
一般式(V)で表される化合物の中で、不斉炭素の構造としてZ51が一般式(V−5)の構造を持ち、かつR53及びR54が水素原子である化合物の例を以下に挙げる。
一般式(V)で表される化合物の中で、不斉炭素の構造としてZ51が一般式(V−4)の構造を持つ化合物の例を以下に挙げる。
本発明の強誘電性液晶組成物は、イオン性物質を少なくとも1種と、カチオン包接化合物を少なくとも1種と、少なくとも2種以上の液晶性化合物からなる液晶性混合物を含むが、安定な液晶相を示すため、あるいは、効果的に焼付けあるいは反転異常等のスイッチング不良を抑制するために強誘電性液晶組成物全体に対しての好ましい含有量がある。イオン性物質の含有量は0.01ppm〜1%であることが好ましく、0.05〜0.1%であることがより好ましく、0.1〜100ppmであることが特に好ましい。カチオン包接化合物の含有量は、0.01ppm〜10%であることが好ましく、0.1ppm〜5%であることがより好ましく、1ppm〜5%であることが特に好ましい。
に示す構造を有する化合物を挙げることができる。このなかでも、R661及びR662は各々独立に炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基あるいはアルコキシ基である場合がより好ましい。
(実施例1)
下記構造の化合物を下記に示す割合で混合し液晶性混合物(LC-1)を作製した。
液晶混合物(LC-1)にイオン性物質としてNaClおよびLiClを各々800ppm、及びカチオン包接化合物として化合物(I−aa)を1.25%添加し、強誘電性液晶組成物(FLC-1a)を作製した。この強誘電性液晶組成物(FLC-1a)の比抵抗値は0.65×1011Ωcmであった。実施例1と同様に強誘電性液晶素子(FLCD-1a)を作製した。このようにして得られた強誘電性液晶素子(FLCD-1a)を用いて、焼き付き及び反転異常の評価を行った。FLCD-1aは、焼付きを起こさず、また反転異常を示す透過率変化は0.1%であり、反転異常が起こらなく好適であった。
液晶混合物(LC-1)にイオン性物質としてイソ酪酸 カリウム(有機・無機イオン?)を1200ppm、及びカチオン包接化合物として化合物(I−aa)を1.25%添加し、強誘電性液晶組成物(FLC-1b)を作製した。この強誘電性液晶組成物(FLC-1b)の比抵抗値は0.6×1011Ωcmであった。実施例1と同様に強誘電性液晶素子(FLCD-1b)を作製した。このようにして得られた強誘電性液晶素子(FLCD-1b)を用いて、焼き付き及び反転異常の評価を行った。FLCD-1bは、焼付きを起こさず、また反転異常を示す透過率変化は0.1%であり、反転異常が起こらなく好適であった。
イオン性物質である蟻酸カリウム5.0mg(5.9×10―5mol)、カチオン包接化合物である(I−aa)27mg(5.9×10―5mol)に、溶剤としてトルエンを20g加え、室温でよく撹拌したところ、蟻酸カリウム:(I−aa)=1:1(モル比)となる包接化合物を含む透明な溶液を得た。その後、液晶混合物(LC-1)に、(I−aa)を0.6%加え、さらに蟻酸カリウム:(I−aa)=1:1(モル比)となる包接化合物を含む溶液をギ酸カリウムの重量比率で1200ppmとなるように添加後、トルエンを留去し、強誘電性液晶組成物(FLC-1c)を作製した。この強誘電性液晶組成物(FLC-1c)の比抵抗値は0.5×1011Ωcmであった。実施例1と同様に強誘電性液晶素子(FLCD-1c)を作製した。このようにして得られた強誘電性液晶素子(FLCD-1c)を用いて、焼き付き及び反転異常の評価を行った。FLCD-1cは、焼付きを起こさず、また反転異常を示す透過率変化は0.01%であり、反転異常が起こらなく好適であった。
実施例1の強誘電性液晶組成物(FLC-1)において、NaCl、及び化合物(I−aa)を含まないこと以外は同様な組成を有する液晶混合物(LC-1)を比較用として用い、実施例1に記載の方法と同様にして強誘電性液晶素子(LCD-1)を作製した。このようにして得られた強誘電性液晶素子(LCD-1)を用いて、焼き付き及び反転異常の評価を行ったところ、焼付きが起こり、また反転異常を示す透過率変化は7.6%であり、明確に反転異常が観察され、実施例1よりも劣っていることは明らかであった。
(実施例5)
下記構造の化合物を下記に示す割合で混合し液晶性混合物(LC-2)を作製した。
この強誘電性液晶組成物(FLC-2)の比抵抗値は3.2E+1011Ωcmであった。実施例1と同様に強誘電性液晶素子(FLCD-2)を作製した。このようにして得られた強誘電性液晶素子(FLCD-2)を用いて、焼き付き及び反転異常の評価を行った。FLCD-2は、焼付きを起こさず、また反転異常を示す透過率変化は0.2%であり、反転異常が起こらなく好適であった。
実施例2の強誘電性液晶組成物(FLC-2)において、KBr及び化合物(I−aa)を含まないこと以外は同様な組成を有する液晶混合物(LC-2)を比較用として用い、実施例1に記載の方法と同様にして強誘電性液晶素子(LCD-2)を作製した。このようにして得られた強誘電性液晶素子(LCD-2)を用いて、焼き付き及び反転異常の評価を行ったところ、焼付きが起こり、また反転異常を示す透過率変化は4.6%であり、明確に反転異常が観察され、実施例2よりも劣っていることは明らかであった。
(実施例6)
下記構造の化合物を下記に示す割合で混合し液晶性混合物(LC-3)を作製した。
実施例3の強誘電性液晶組成物(FLC-3)において、NaCl及び化合物(I−aa)を含まないこと以外は同様な組成を有する液晶混合物(LC-3)を比較用として用い、実施例1に記載の方法と同様にして強誘電性液晶素子(LCD-3)を作製した。このようにして得られた強誘電性液晶素子(LCD-3)を用いて、焼き付き及び反転異常の評価を行ったところ、LCD-3は、焼付きが起こり、また反転異常を示す透過率変化は10.5%であり、明確に反転異常が観察され、実施例3よりも劣っていることは明らかであった。
Claims (11)
- イオン性物質を少なくとも1種と、カチオン包接化合物を少なくとも1種と、少なくとも2種以上の液晶性化合物からなる液晶性混合物を含有することを特徴とする強誘電性液晶組成物。
- イオン性物質のカチオンが、元素周期表第一族あるいは元素周期表第二族に属するイオン性物質である請求項1記載の強誘電性液晶組成物。
- カチオン包接化合物が、ポダンド、コロナンド、又はクリプタンドである請求項1又は2記載の強誘電性液晶組成物。
- カチオン包接化合物が、下記一般式(I)
- イオン性物質のカチオンとカチオン包接化合物がお互いに会合体を作るイオン性物質のカチオンとカチオン包接化合物の組合わせである請求項1から4の何れかに記載の強誘電性液晶組成物。
- 液晶性混合物が、下記一般式(II)
- イオン性物質のカチオンが、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウム、マグネシウムのいずれかである請求項1から6の何れかに記載の強誘電性液晶組成物。
- 液晶混合物単体の比抵抗値が1×1010〜1×1015Ωcmあり、比抵抗値が1×109〜1×1014Ωcmである請求項1から7の何れかに記載の強誘電性液晶組成物。
- イオン性物質の含有量が0.01ppm〜1%である請求項1から8の何れかに記載の強誘電性液晶組成物。
- カチオン包接化合物の含有量が0.01ppm〜10%である請求項1から8の何れかに記載の強誘電性液晶組成物。
- 請求項1から10の何れかに記載の強誘電性液晶組成物を用いた強誘電性液晶表示素子。
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