JP2764172B2 - Ferroelectric liquid crystal composition - Google Patents

Ferroelectric liquid crystal composition

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JP2764172B2 JP63239349A JP23934988A JP2764172B2 JP 2764172 B2 JP2764172 B2 JP 2764172B2 JP 63239349 A JP63239349 A JP 63239349A JP 23934988 A JP23934988 A JP 23934988A JP 2764172 B2 JP2764172 B2 JP 2764172B2
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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。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel liquid crystal composition useful as an electro-optical display material, and more particularly to a liquid crystal material having ferroelectricity. An object of the present invention is to provide a liquid crystal material which has excellent responsiveness and memory properties and can be used for a liquid crystal display device as compared with a liquid crystal material.

〔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。
Currently, the widely used liquid crystal display element is a so-called TN type using mainly nematic liquid crystal, and although it has many advantages and advantages, its responsiveness is a light emitting type such as a CRT. As compared with the display method, there is a significant disadvantage that the display method is much slower. Many liquid crystal display systems other than the TN type have been studied, but their responsiveness has not been improved.

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100〜1000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、光シャッターやプ
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, a liquid crystal device using a ferroelectric smectic liquid crystal can respond 100 to 1000 times faster than a conventional TN type liquid crystal display element and has multi-stability. The gain (memory effect) was recently revealed. For this reason, the possibility of application to optical shutters, printer heads, thin-screen televisions, and the like is extremely high, and research and development are currently being conducted in various fields toward 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と省略する。)相と呼ばれるものであ
る。
The ferroelectric liquid crystal belongs to a tilt-type chiral smectic phase as a liquid crystal phase. Among them, a practically desirable one is chiral smectic C having the lowest viscosity (hereinafter abbreviated as SC * ). It is called a phase.

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

SC相を示す液晶化合物(以下、SC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SC
化合物には単独では強誘電性液晶表示用光スイッチン
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有すること (ハ) 特にキラルネマチック(以下、Nと省略す
る。)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 (ヘ) 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(ヘ)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。
Liquid crystal compounds exhibiting the SC * phase (hereinafter referred to as SC * compounds) have been studied so far, and many compounds have already been synthesized. However, these SC
* The compound alone must be used under the following conditions to be used as an optical switching element for ferroelectric liquid crystal display: (a) exhibit ferroelectricity over a wide temperature range including room temperature; (C) exhibit a long helical pitch, especially in a chiral nematic (hereinafter abbreviated as N * ) phase (d) have an appropriate tilt angle (e) have low viscosity (f) spontaneous polarization (G) show good orientation as a result of (b) (b) and (c). (H) show fast response as a result of (e) and (f). Nothing was known to be all satisfactory.

そのため、現在では、SC相を示す液晶組成物(以
下、SC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, a liquid crystal composition exhibiting an SC * phase (hereinafter, referred to as an SC * liquid crystal composition) is used for examinations and the like.

良好な配向性を得るためには、例えば、特開昭61−15
3623号公報等に示されているように、SC相の高温域に
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N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-61-15
As disclosed in Japanese Patent No. 3623 and the like, in a liquid crystal having an N * phase in a high temperature region of the SC * phase, a method of increasing the length of the helical pitch of the N * phase is generally effective. In this case
When a smectic A (hereinafter, abbreviated as SA) phase is present in a temperature range between the SC * phase and the N * phase, the orientation becomes better. It is also known that a substance may be used in combination with an optically active compound that produces a right helix. (It is a known technique to adjust the helical pitch generated by adding an optically active substance to a nematic (hereinafter abbreviated as N) liquid crystal to an arbitrary length.) Although orientation was obtained, high-speed response was not necessarily 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。)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。
In order to show high-speed response, for example, as shown in a special lecture at the twelfth liquid crystal discussion meeting (preprints of the discussion meeting, p. 98), low-viscosity smectic C (hereinafter abbreviated as SC). An excellent method is to add a SC * compound having a large spontaneous polarization (hereinafter abbreviated as Ps) to a base liquid crystal composition exhibiting a phase (hereinafter referred to as SC base liquid crystal). According to this method, the helical pitch is relatively long because the proportion of the optically active compound that causes the helix is small, but the amount of the optically active compound added is small when trying to increase the helical pitch as the orientation becomes better. Therefore, there has been a problem that spontaneous polarization becomes too small and high-speed response cannot be obtained.

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・ディスプレイ'86講演予稿集(3
52ページ〜)又は特開昭62−583号公報に記載されてい
る。
What has been used as the SC matrix liquid crystal so far is, for example, Japan Display '86 proceedings (3.
52) or JP-A-62-583.

(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。
(R and R 'represent an achiral alkyl group.) (R and R 'are the same as above.), The compound itself or its homologue is limited to those exhibiting the SC phase, or in addition, has a strong dipole (polarization) perpendicular to the molecular axis. This is a composition to which a liquid crystal compound is added as shown, and there has been a problem that if the temperature range of the SC phase is kept wide, the viscosity increases, and if the viscosity is reduced, 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, it has been difficult to achieve good orientation and high-speed response at the same time with the prior art.

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。
An object of the present invention is to provide a ferroelectric liquid crystal composition which can sufficiently satisfy both high-speed response and orientation.

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

本発明は上記課題を解決するためにスメクチックC相
を示す液晶組成物(以下、本発明で使用するSC母体液晶
という。)に、 (1) ネマチック相を示す液晶材料に添加した場合に
右巻きの螺旋を生じる光学活性化合物の少なくとも1種
及び (2) ネマチック相を示す液晶材料に添加した場合に
左巻きの螺旋を生じる光学活性化合物の少なくとも1種
から成る組成物をキラルドーパントとして添加して成る
液晶組成物であって、等方性液体状態からの冷却時にお
いて、キラルネマチック相、次いでスメクチックA相を
経てキラルスメクチックC相に相転移し、室温を含む広
い温度範囲でキラルスメクチックC相を示す液晶組成物
を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid crystal composition exhibiting a smectic C phase (hereinafter referred to as an SC matrix liquid crystal used in the present invention). (1) When added to a liquid crystal material exhibiting a nematic phase, And (2) a composition comprising at least one optically active compound that produces a left-handed spiral when added to a liquid crystal material exhibiting a nematic phase, as a chiral dopant. A liquid crystal composition, which undergoes a phase transition to a chiral smectic C phase via a chiral nematic phase and then a smectic A phase upon cooling from an isotropic liquid state, and exhibits a chiral smectic C phase in a wide temperature range including room temperature. Provided is a liquid crystal composition.

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) I相→SA相→SC相の相系列を有するもの (ハ) 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(ロ)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、SA相の温度範囲を広げ、N相の温度範囲を
狭くしやすい傾向)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SC液晶組成物とした場合にI→N→SC→SC
の相系列を示すことである。
The SC matrix liquid crystal used in the present invention has a phase sequence of (I) I (isotropic liquid) phase → N phase → SA phase → SC phase at the high temperature side of the SC phase when the temperature is lowered. One having a phase sequence of I phase → SA phase → SC phase (c) One having a phase sequence of I phase → N phase → SC phase or (d) One having a phase sequence of I phase → SC phase Although those having a phase series are used,
The choice of (a) to (d) depends on the chiral dopant used simultaneously. The most versatile is (a), in which the nematic nature of the chiral dopant (when added to SC matrix liquid crystals, tends to broaden the temperature range of the N * phase and narrow the temperature range of the SA phase). If (b) is strong, the smectic A property of the chiral dopant (when added to the SC matrix liquid crystal, the temperature range of the SA phase is likely to be widened and the temperature range of the N * phase is likely to be narrow), (C) and also SC
The use of (d) is most suitable when the properties are weak and the temperature range of the N * phase and the SA phase is easily widened. What is important is that when SC * liquid crystal composition is used, I → N * → SC → SC *
Is to show the phase sequence of

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 matrix liquid crystal used in the present invention, a composition comprising a compound exhibiting an SC phase as conventionally used can be used. Is more preferred.

即ち、(I)主として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、 (II) 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、 (III) 減粘液晶を加えることによって低下したSC相
の上限温度を高くするために、TC点(SC相又はSC相の
上限温度を表わす。)が高く、3環以上の環構造を有す
る化合物又はその同族体から成る組成物(以下、高温液
晶という。)を加えて成る組成物である。
That is, (I) a composition mainly composed of a compound having a bicyclic structure and exhibiting an SC phase at a temperature close to room temperature or a homolog thereof (a compound differing only in an alkyl chain) (hereinafter referred to as a medium temperature base liquid crystal). (II) It has a bicyclic structure, has a small number of polar groups in the molecule, and has a low viscosity by adding a low-viscosity compound (hereinafter referred to as a reduced viscosity liquid crystal). (III) It has been reduced by adding a reduced viscosity liquid crystal. In order to increase the maximum temperature of the SC phase, a composition comprising a compound having a high TC point (representing the maximum temperature of the SC phase or SC * phase) or a compound having a ring structure of three or more rings or a homolog thereof (hereinafter, referred to as a compound). (Referred to as high-temperature liquid crystal).

(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環又は3環構造で
あって、3環構造の場合には、少なくとも1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℃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℃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。
(I) Medium-Temperature-Range Base Liquid Crystal The medium-temperature-range host liquid crystal as used herein means that a liquid crystal compound constituting the liquid crystal is optically inactive, has a bicyclic or tricyclic structure, and has a tricyclic structure. Wherein at least one ring is a cyclohexyl ring and is composed of a compound exhibiting the SC phase or a homologue differing only in the number of carbon atoms and the shape of the alkyl chain thereof, and at least one compound in the homologue is at 10 ° C. It is a compound showing an SC phase which may be monotropic in the above-mentioned arbitrary temperature range of 1 ° C. or more. However, in the case of a three-ring structure, it is a liquid crystal in which the upper limit temperature of the SC phase is less than 90 ° C, and indicates an SC phase which may be monotropic at an arbitrary temperature range of 10 ° C to 80 ° C at an arbitrary temperature range of 10 ° C or more. is there.

中温域母体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,R2は各々独立的に炭素原子数1〜18のアルキル基を
表わす。
Representative compounds used as a medium temperature parent are listed below. However, in the general formula shown below,
R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.

(II) 減粘液晶 ここでいう減粘液晶とは、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
て必ずしもSC相を示さなくてもよいが、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、好ましくは炭素原子
数6〜12のアルキル基であり、特に望ましくは両側鎖が
炭素原子数6〜12の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。
(II) Thinned liquid crystal The thinned liquid crystal referred to herein is a low-viscosity liquid crystal compound or composition, and the low-viscosity compound constituting the compound has a bicyclic structure and does not necessarily have to show an SC phase. By adding to the liquid crystal at a medium temperature range, it contributes to the improvement of the responsiveness. At least one of both side chains is preferably an alkyl group having 6 to 12 carbon atoms, and particularly preferably, both side chains have carbon atoms. A compound which is an alkyl group of the number 6 to 12,
It is characterized in that 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、R1,R
2は各々独立的に炭素原子数1〜12のアルキル基を表わ
す。
Representative compounds used as the reduced viscosity liquid crystal are listed below. However, in the following general formula, R 1 , R
2 each independently represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.

(III) 高温液晶 ここでいう高温液晶とは、主として3環構造からなる
か、あるいはそれ以上の環からなり、SC相を示す光学活
性でない化合物、その同族体、又は、これらから成る組
成物であって、SC相を示す化合物はそのSC相の上限温度
が90℃以上であり、かつ、少なくとも5度以上の温度幅
の温度域においてSC相を示すものであり、その同族体に
おいては上限温度が90度未満であってもよく、温度巾が
5度未満であってもよく、あるいはSC相がモノトロピッ
クであってもよいものであり、組成物として、SC相の上
限温度が90℃以上で、少なくとも5度以上の温度幅の温
度域においてSC相を示すものである。
(III) High-temperature liquid crystal The high-temperature liquid crystal referred to herein is a compound mainly consisting of a three-ring structure or a ring having more than three rings and showing an SC phase, which is not optically active, a homologue thereof, or a composition containing these compounds. The compound exhibiting the SC phase has an upper limit temperature of the SC phase of 90 ° C. or higher, and exhibits the SC phase in a temperature range having a temperature width of at least 5 ° C .; May be less than 90 degrees, the temperature range may be less than 5 degrees, or the SC phase may be monotropic. As a composition, the upper limit temperature of the SC phase is 90 ° C. or more. And shows the SC phase in a temperature range of at least 5 degrees or more.

高温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,R2
は各々独立的に炭素原子数1〜18のアルキル基を表わ
す。
Representative compounds used as high-temperature liquid crystals are listed below. However, in the general formula shown below, R 1 , R 2
Each independently represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms.

以上の化合物のうち、中温域母体液晶としては、式
(I−a)及び式(I−b)で表わされる化合物が好ま
しく、式(I−a−1)、式(I−a−5)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。また、高温液晶としては、式(III−a)、式
(III−b)及び式(III−c)で表わされる化合物が好
ましく、式(III−a−1)、式(III−a−2)、式
(III−a−13)、式(III−b−1)、式(III−c−
1)及び式(III−c−3)で表わされる化合物が特に
好ましい。
Among the above compounds, the compounds represented by the formulas (Ia) and (Ib) are preferable as the medium temperature base liquid crystal, and the compounds represented by the formulas (Ia-1) and (Ia-5) And the formula (I
The compound represented by -b-1) is particularly preferred. As the reduced viscosity liquid crystal, compounds represented by the formulas (II-a) and (II-b) are preferable, and the compounds represented by the formulas (II-a-1) and (II-a-) are preferable.
Compounds represented by 6) and formula (II-b-1) are particularly preferred. As the high-temperature liquid crystal, compounds represented by the formulas (III-a), (III-b) and (III-c) are preferable, and the compounds represented by the formulas (III-a-1) and (III-a-2) are preferable. ), Formula (III-a-13), Formula (III-b-1), Formula (III-c-
Compounds represented by 1) and formula (III-c-3) are particularly preferred.

これらの化合物を用いたSC母体液晶のうち、 (I) 式(I−a−1)又は式(I−b−1)で表わ
される化合物から成る中温域母体液晶、 (II) 式(II−a−6)又は式(II−b−1)で表わ
される化合物から成る減粘液晶及び (III) 式(III−a−1)、式(III−a−2)、式
(III−c−1)又は式(III−c−3)で表わされる化
合物から成る高温液晶の組み合わせから成る組成物が特
に好ましい。
Among SC parent liquid crystals using these compounds, (I) a medium temperature host liquid crystal composed of a compound represented by the formula (Ia-1) or (Ib-1); a-6) or a thinned liquid crystal comprising a compound represented by the formula (II-b-1); and (III) a formula (III-a-1), a formula (III-a-2), or a formula (III-c-). Particularly preferred is a composition comprising a combination of a high-temperature liquid crystal comprising the compound represented by 1) or the formula (III-c-3).

中温域母体液晶の配合割合は、SC母体液晶の1〜90重
量%が好ましく、5〜75重量%が特に好ましい。減粘液
晶の配合割合は、SC母体液晶の1〜50重量%が好まし
く、5〜40重量%が特に好ましい。高温液晶の配合割合
は、SC母体液晶の1〜70重量%が好ましく、5〜60重量
%が特に好ましい。
The blending ratio of the medium temperature base liquid crystal is preferably from 1 to 90% by weight, particularly preferably from 5 to 75% by weight of the SC base liquid crystal. The compounding ratio of the reduced viscosity liquid crystal is preferably 1 to 50% by weight of the SC base liquid crystal, and particularly preferably 5 to 40% by weight. The compounding ratio of the high-temperature liquid crystal is preferably 1 to 70% by weight of the SC base liquid crystal, and particularly preferably 5 to 60% by weight.

SC母体液晶として、前記の特に好ましい組み合わせか
ら成る組成物の場合には、中温域母体液晶を50〜70重量
%、減粘液晶を15〜25重量%及び高温液晶を15〜25重量
%配合することが特に好ましい。
In the case of a composition comprising the above particularly preferred combination as the SC base liquid crystal, 50 to 70% by weight of a medium temperature range base liquid crystal, 15 to 25% by weight of a thinned liquid crystal, and 15 to 25% by weight of a high temperature liquid crystal are mixed. Is particularly preferred.

本発明で使用するキラルドーパントとしては、(1)
SC相を示す化合物、(2)SC相以外の液晶相のみを
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SC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)
A compound exhibiting an SC * phase, (2) a compound exhibiting only a liquid crystal phase other than the SC * phase, or (3) a compound exhibiting no liquid crystal properties can be used. In the case of (3), an SC matrix liquid crystal is used. It is preferable to use a compound having a skeleton similar to a liquid crystal in order to prevent a tendency that the liquid crystallinity of the SC * liquid crystal composition obtained by adding to the liquid crystal composition is reduced.

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。
The important properties of the SC * liquid crystal composition that the chiral dopant brings to the liquid crystal composition are the helical pitch induced, the direction of spontaneous polarization, and the magnitude thereof. These are the optically active sites 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。
Representative examples of optically active groups in optically active compounds which have been used as additives to chiral dopants, SC * compounds or nematic liquid crystals are shown below.

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、R3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、R5は炭素原子数1〜10のアルキル基を表わ
し、R6は炭素原子数1〜4のアルキル基を表わす。
In each of the above general formulas, m represents an integer of 1 to 4,
n represents an integer of 1 to 10, R 3 represents an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms, R 4 represents an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, and R 5 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 6 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SC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SC相を示す場合で
もそのほとんどが10nC/cm2以下にすぎない。
An optically active compound containing only optically active groups represented by formulas (IV-1) to (IV-22) as an optically active group is represented by SC
The spontaneous polarization induced when a SC * liquid crystal composition is added to a parent liquid crystal is very small, and even when an SC * phase alone is exhibited, most of the spontaneous polarization is only 10 nC / cm 2 or less.

一方、光学活性基として、式(IV−31)〜(IV−95)
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/cm2以上の大きな値を示すのも存在する。
On the other hand, optically active groups represented by formulas (IV-31) to (IV-95)
An optically active compound containing an optically active group represented by
Spontaneous polarization is large to induce upon the SC * liquid crystal composition was added to the SC mother liquid crystal, in a case where solely showing the SC * phase
Some of them show a large value of 300 nC / cm 2 or more.

このような光学活性基を末端に有するような光学活性
化合物の基本骨格の代表的なものを以下に掲げる。
Representative examples of the basic skeleton of the optically active compound having such an optically active group at the terminal are listed below.

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。
Each basic skeleton in which the benzene ring of each of the above basic skeletons is substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a methyl group, a methoxy group, a cyano group or a nitro group can also be used.

以上のような基本骨格の片側に前記キラル基が結合
し、他側にはアルキル基、アルコキシル基、アルカノイ
ルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカル
ボニルオキシ基等が結合した光学活性化合物、もしくは
基本骨格の両側に前記キラル基が結合した光学活性化合
物が、キラルドーパントの構成成分として有効に用いる
ことができる。特に両側に前記キラル基が結合した光学
活性化合物においては、各キラル基が同一ではなく、そ
の自発分極の向きが同一か、あるいは片側が他方に対し
てはるかに強い自発分極を誘起するものが望ましく、さ
らにはその螺旋のねじり方向が相反する化合物が望まし
い。
The chiral group is bonded to one side of the basic skeleton as described above, and the other side is an alkyl group, an alkoxyl group, an alkanoyloxy group, an alkoxycarbonyl group, an optically active compound bonded to an alkoxycarbonyloxy group, or the like. An optically active compound having the chiral group bonded to both sides can be effectively used as a component of the chiral dopant. In particular, in the optically active compound in which the chiral groups are bonded to both sides, it is desirable that each chiral group is not the same and the direction of the spontaneous polarization is the same, or that one side induces a much stronger spontaneous polarization with respect to the other. Further, a compound in which the twist directions of the spirals are opposite to each other is desirable.

前記キラル基と基本骨格からなるキラルドーパントの
構成成分として好ましい光学活性化合物の代表的なもの
を以下に掲げる。
Representative optically active compounds that are preferable as constituents of the chiral dopant comprising the chiral group and the basic skeleton are listed below.

(VI−a)基本骨格の片側の側鎖のみに光学活性基を有
する化合物 上記一般式中、Raは炭素原子数1〜20のアルキル基、
アルコキシル基、アルカノイルオキシ基、アルコキシカ
ルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基又はアルコ
キシアルキルを表わし、R4は炭素原子数2〜10のアルキ
ル基を表わし、R5は炭素原子数1〜10のアルキル基を表
わし、Xはフッ素原子又は塩素原子を表わし、Zは−CO
O−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−又は単結合を表わ
す。
(VI-a) a compound having an optically active group only on one side chain of the basic skeleton In the above general formula, Ra is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms,
Alkoxyl group, alkanoyloxy group, alkoxycarbonyl group, an alkoxycarbonyloxy group or an alkoxyalkyl, R 4 represents an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, R 5 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , X represents a fluorine atom or a chlorine atom, and Z represents -CO
O -, - OCO -, - CH 2 O -, - OCH 2 - or a single bond.

(VI−b)基本骨格の両側に光学活性基を有する化合物 上記一般式中、R4及びR4′は各々独立的に炭素原子数
2〜10のアルキル基を表わし、R5及びR5′は各々独立的
に炭素原子数1〜10のアルキル基を表わし、lは0〜5
の整数を表わし、Xはフッ素原子又は塩素原子を表わ
し、Yは単結合、−O−、−OCO−、−COO−又は−OCOO
−を表わし、Zは−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2
−又は単結合を表わし、Z′は を表わす。
(VI-b) Compound having optically active groups on both sides of basic skeleton In the above formula, R 4 and R 4 ′ each independently represent an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, and R 5 and R 5 ′ each independently represent an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. , L is 0-5
X represents a fluorine atom or a chlorine atom, and Y represents a single bond, -O-, -OCO-, -COO- or -OCOO.
- represents, Z is -COO -, - OCO -, - CH 2 O -, - OCH 2
— Or a single bond, and Z ′ is Represents

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SC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-mentioned chiral dopant is suitably added to the SC matrix liquid crystal at a ratio of 1 to 60% by weight and used as an SC * liquid crystal composition, but is more preferably added at a ratio of 2 to 50% by weight. Is preferred. When the addition ratio of the chiral dopant is more than 60% by weight, the spontaneous polarization increases, but the viscosity of the SC * liquid crystal composition increases because the chiral dopant itself is much more viscous than the parent liquid crystal, resulting in a higher viscosity. This is not preferable because it tends to adversely affect high-speed response. Also, an increase in the amount of the chiral dopant added is not preferable because the helical pitch is shortened, which tends to adversely affect the orientation. On the other hand, if the addition ratio of the chiral dopant 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、3〜30nC/cm2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、SC 相を示すキラルドーパントの場合、単独で100nC/cm2
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、キラルドーバ
ントの添加割合は20〜40重量%の範囲が好ましく、300n
C/cm2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 value of the spontaneous polarization of the SC * liquid crystal composition, it is preferable to adjust the proportion of the added chiral dopant to be in the range of 3~30nC / cm 2, when the chiral dopant for the SC * phase alone 100 nC / In the case of a chiral dopant exhibiting a spontaneous polarization of about 2 cm or inducing a spontaneous polarization of a strength corresponding thereto, the addition ratio of the chiral dopant is preferably in the range of 20 to 40% by weight, and 300 n
In the case of a chiral dopant showing a strong spontaneous polarization of C / cm 2 or more, the addition ratio of the chiral dopant is preferably in the range of 2 to 25% by weight. As the spontaneous polarization induced by the chiral dopant increases, the most desirable addition ratio decreases. However, the addition ratio of the chiral dopant composed of the exemplified optically active compound does not fall below 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N相、次いでSA相を経てSC相へと相転
移するが、その際N相からSA相への相転移温度(以下
−SA点という。)から、該N−SA点の1度高温側
までにおけるN相に出現する螺旋のピッチが3μm以
上であるSC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−SA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SC液晶組成物が特
に好ましい。
SC * liquid crystal composition of the present invention, N * phase during cooling from the isotropic liquid state, then although the phase transition to the SC * phase via the SA phase, phase from that time N * phase to SA phase From the transition temperature (hereinafter referred to as the N * -SA point), the SC * liquid crystal composition in which the pitch of the helix appearing in the N * phase from the N * -SA point to the once higher temperature side is 3 μm or more is more preferable. An SC * liquid crystal composition in which the pitch of the helix is 10 μm or more and the pitch of the helix divergently increases as approaching the N * -SA point is particularly preferable.

キラルドーパントとして、単一の光学活性化合物、又
はSC母体液晶に添加してSC液晶組成物とした際にN
相に出現する螺旋の捩れ方向が同一の光学活性化合物か
ら成る組成物を用いた場合、キラルドーパントの濃度が
実用的な範囲では、上記螺旋のピッチが更に短かくなる
傾向にあるので、上記の好ましい範囲にある螺旋のピッ
チを有するSC液晶組成物は得がたい。そこで、上記の
好ましい範囲に螺旋のピッチを調製するために、SC母体
液晶に添加してSC液晶組成物とした際にN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種キラルドーパントに添加することが望まし
い。
As a chiral dopant, a single optically active compound or SC * liquid crystal composition when added to SC matrix liquid crystal to obtain N *
When the composition of the optically active compound having the same twist direction of the helix appearing in the phase is used, the pitch of the helix tends to be shorter in a practical range of the concentration of the chiral dopant. SC * liquid crystal compositions having a helical pitch in the preferred range are difficult to obtain. Therefore, in order to adjust the helical pitch to the above preferred range, at least an optically active compound in which helical directions appearing in the N * phase are opposite to each other when added to the SC matrix liquid crystal to form an SC * liquid crystal composition is used. It is desirable to add to one kind of chiral dopant.

複数の光学活性化合物を含むSC液晶組成物のN
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Ci、各単位濃度あたりの螺旋ピッチをPi(μm)
とすると で表わされることはよく知られており、(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SA−N点T0におけるPiをPT i
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。実際にはT0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、 だけ添加したときのSA−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T0′とそれを用い
て選ばれた組成物のT0とが大きく異なる場合にはT0′に
換えてT0を用いて再度測定すればよい。
The helical pitch P (μm) appearing in the N * phase of the SC * liquid crystal composition containing a plurality of optically active compounds represents the concentration of each optically active substance as Ci, and the helical pitch per unit concentration as Pi (μm).
Then (Here, the pitch of the helix is positive for the right-handed winding and negative for the left-handed winding), and is used to calculate the P at the SA-N * point T 0 of the SC * liquid crystal composition. i the P T i
When You can choose Ci so that Here, Pi can be measured by adding a unit concentration of each optically active compound to the SC matrix liquid crystal having an N phase. Actually, T 0 changes depending on each Ci, but each optically active compound is contained in the SC matrix liquid crystal, Etc. Only the SA-N * points when adding changes, much can be inferred quite accurately, in the case where the T 0 of the estimated value T 0 'and compositions chosen therewith are largely different T 0 The measurement may be performed again using T 0 instead of '.

本発明のSC液晶組成物のN相を示す温度範囲は、
3度以上30度未満の範囲が好ましい。N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。
The temperature range showing the N * phase of the SC * liquid crystal composition of the present invention is as follows:
A range of 3 degrees or more and less than 30 degrees is preferable. When the temperature range showing the N * phase is less than 3, the phase transition to the SA phase is promptly performed when the temperature is lowered, and the liquid crystal molecules tend not to be sufficiently aligned in the N * phase, which is not preferable. If the temperature range showing the N * phase is 30 ° C. or higher, the clear point of the SC * liquid crystal composition becomes high, which tends to adversely affect the workability in the step of filling the cell with the liquid crystal material. Not preferred.

キラルドーパントは、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
に限らず、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、キラルドーパントがSC液晶組成
物のSA相のみを拡大し、N相及びSC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SA相の温度範囲が狭く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。
The chiral dopant, when added to the SC matrix liquid crystal, regardless of the presence or absence of the liquid crystal property of the chiral dopant itself, has (1) a tendency to expand the temperature range showing the N * phase, or (2) N * phase Each has its own properties, such as those that tend to reduce the temperature range that indicates SC * of the present invention
In order to adjust the temperature range showing the N * phase of the liquid crystal composition to the preferable range described above, in the case of (1), the SC base liquid crystal having a narrow temperature range showing the N phase or the SC base liquid showing no N phase A liquid crystal may be used, and in the case of (2), an SC matrix liquid crystal having a wide temperature range showing the N phase 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, when the chiral dopant expands only the SA phase of the SC * liquid crystal composition and reduces the N * phase and the SC * phase, the SC matrix liquid crystal has a high maximum temperature of the SC phase, Temperature range is wide and SC phase → N phase → I phase, or SA phase has narrow temperature range and SC phase →
What has a phase series of SA phase → N phase → I phase may be used.

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、SC液晶組成物に
おける各相、特にN相を示す温度範囲は容易に調整す
ることができる。
Such a tendency of the chiral dopant can be easily known by measuring a change in the 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 this result, the temperature range showing each phase, particularly the N * phase in the SC * liquid crystal composition 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SC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、Psと省略する。)を誘起することが必
要である。
The chiral dopants used in the present invention, by adding a certain amount of the SC mother liquid crystal, a certain degree or more of the spontaneous polarization (hereinafter abbreviated. And P s) it is necessary to induce.

前述の如く、SC液晶組成物としては、そのPsの値
が、特に室温付近で3〜30nC/cm2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Ps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1.0nC/cm
2以上のPs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/cm2以上のPsを誘起できるものが特に
好ましい。
As previously mentioned, the SC * liquid crystal composition, the value of the P s may be adjusted the amount of the chiral dopant so particularly in the range of 3~30nC / cm 2 at around room temperature. However, when the value of P s chiral dopant induces is small, increases the addition amount relative to SC mother liquid, to which the viscosity of the SC * liquid crystal composition is increased so accompanied, as a result, high speed It is not preferable because responsiveness tends to be lost. Therefore, the chiral dopant used in the present invention is 1.0 nC / cm when 10% by weight is added to SC matrix liquid crystal.
It is preferably one that can induce a more P s, and particularly preferably it can induce 0.5nC / cm 2 or more P s when added 5% by weight.

〔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って限
定されるものではない。なお、実施例中、「%」は重量
%を表わす。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples.
The gist and scope of the present invention are not limited by these examples. In Examples, "%" represents% by weight.

実施例1(SC母体液晶の調製(1)) 中温域母体液晶として前記式(I−a−1)の化合
物、減粘液晶として前記式(II−a−6)の化合物、及
び高温液晶として前記式(III−a−1)の化合物を以
下の割合で用いてSC母体液晶を調製した。
Example 1 (Preparation of SC Base Liquid Crystal (1)) A compound of the formula (Ia-1) as a medium temperature base liquid crystal, a compound of the formula (II-a-6) as a low viscosity liquid crystal, and a high temperature liquid crystal An SC matrix liquid crystal was prepared using the compound of the formula (III-a-1) in the following ratio.

このSC母体液晶は、融点−3℃であり、43℃までSC
相、65℃までSA相、76.5℃までN相を各々示し、76.5℃
以上でI相となる低粘性の組成物であった。
This SC matrix liquid crystal has a melting point of −3 ° C.
Phase, SA phase up to 65 ° C, N phase up to 76.5 ° C, 76.5 ° C
As described above, the composition was a low-viscosity composition that became the I phase.

実施例2(SC母体液晶の調製(2)) 中温域母体液晶として前記式(I−a−1)の化合
物、減粘液晶として前記式(II−a−6)の化合物、及
び高温液晶として前記式(III−a−2)の化合物を以
下の割合で用いてSC母体液晶を調製した。
Example 2 (Preparation of SC Base Liquid Crystal (2)) A compound of the formula (Ia-1) as a medium temperature base liquid crystal, a compound of the formula (II-a-6) as a low viscosity liquid crystal, and a high temperature liquid crystal An SC matrix liquid crystal was prepared using the compound of the formula (III-a-2) in the following ratio.

このSC母体液晶は、53℃までSC相、83.5℃までSA相を
各々示し、83.5℃以上でI相となる低粘性の組成物であ
った。
This SC matrix liquid crystal was a low-viscosity composition that exhibited an SC phase up to 53 ° C. and an SA phase up to 83.5 ° C., and became an I phase at 83.5 ° C. or higher.

実施例3(SC母体液晶の調製(3)) 中温域母体液晶として前記式(I−a−1)の化合
物、減粘液晶として前記式(II−a−6)の化合物、及
び高温液晶として前記式(III−c−1)の化合物を以
下の割合で用いてSC母体液晶を調製した。
Example 3 (Preparation of SC Base Liquid Crystal (3)) A compound of the formula (Ia-1) as a medium temperature base liquid crystal, a compound of the formula (II-a-6) as a low viscosity liquid crystal, and a high temperature liquid crystal An SC matrix liquid crystal was prepared using the compound of the formula (III-c-1) in the following ratio.

このSC母体液晶は、56.5℃までSC相、80.5℃までSA相
を各々示し、80.5℃以上でI相となる低粘性の組成物で
あった。
The SC matrix liquid crystal was a low-viscosity composition that exhibited an SC phase up to 56.5 ° C. and an SA phase up to 80.5 ° C., and became an I phase at 80.5 ° C. or higher.

実施例4(SC母体液晶の調製(4)) 中温域母体液晶として前記式(I−a−1)の化合
物、減粘液晶として前記式(II−b−1)の化合物、及
び高温液晶として式(III−a−1)の化合物を以下の
割合で用いてSC母体液晶を調製した。
Example 4 (Preparation of SC Base Liquid Crystal (4)) A compound of the formula (Ia-1) as a medium temperature base liquid crystal, a compound of the formula (II-b-1) as a low viscosity liquid crystal, and a high temperature liquid crystal SC mother liquid crystals were prepared using the compound of the formula (III-a-1) in the following ratio.

このSC母体液晶は、47.5℃までSC相、56.0℃までSA
相、65.0℃までN相を各々示し、65.0℃以上でI相とな
る低粘性の組成物であった。
This SC matrix liquid crystal has an SC phase up to 47.5 ° C and SA up to 56.0 ° C.
The composition was a low-viscosity composition that exhibited a phase and an N phase up to 65.0 ° C. and became an I phase at 65.0 ° C. or higher.

実施例5(SC母体液晶の調製(5)) 中温域母体液晶として前記式(I−b−1)の化合
物、減粘液晶として前記式(II−a−1)、及び高温液
晶として前記式(III−a−1)の化合物を以下の割合
で用いてSC母体液晶を調製した。
Example 5 (Preparation of SC Base Liquid Crystal (5)) The compound of the formula (Ib-1) as a medium temperature base liquid crystal, the formula (II-a-1) as a low viscosity liquid crystal, and the above formula as a high temperature liquid crystal An SC parent liquid crystal was prepared using the compound of (III-a-1) in the following ratio.

このSC母体液晶は、75.0℃までSC相、98.5℃までN相
を各々示し、98.5℃以上でI相となる低粘性の組成物で
あった。
This SC matrix liquid crystal was a low-viscosity composition that exhibited an SC phase up to 75.0 ° C. and an N phase up to 98.5 ° C., and became an I phase at 98.5 ° C. or higher.

実施例6(キラルドーパントの調製(1)) SC母体液晶に添加してSC液晶組成物とした際に、N
相に右巻きの螺旋を出現させる化合物として、式 (この化合物をSC母体液晶に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4.7μmであ
る。) の化合物73%と、左巻きの螺旋を出現させる化合物とし
て、式 (この化合物をSC母体液晶に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11.9μmであ
る。) の化合物27%とを混合して、N相に出現させる螺旋の
ピッチが調整されたキラルドーパントを調製した。
Example 6 (Preparation of chiral dopant (1)) When SC * liquid crystal composition was added to SC matrix liquid crystal, N
* As a compound that causes a right-handed spiral to appear in the phase, the formula (The pitch of the helix that appears in the N * phase when 10% of this compound is added to the SC matrix liquid crystal is 4.7 μm at 60 ° C.) (Pitch of the helix that would give the compound N * phase when added 10% SC mother liquid crystal is 11.9μm at 60 ° C..) By mixing the compound 27%, spiral to appear to N * phase A chiral dopant having a controlled pitch was prepared.

このキラルドーパントを、実施例1で得たSC母体液晶
に10%添加して得たSC液晶組成物の25℃における自発
分極の値は、5.5nC/cm2であった。
The value of the spontaneous polarization at 25 ° C. of the SC * liquid crystal composition obtained by adding 10% of this chiral dopant to the SC matrix liquid crystal obtained in Example 1 was 5.5 nC / cm 2 .

実施例7(キラルドーパントの調製(2)) SC母体液晶に添加してSC液晶組成物とした際に、N
相に右巻きの螺旋を出現させる化合物として、式 (この化合物をSC母体液晶に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1.3μmであ
る。) の化合物50%と、左巻きの螺旋を出現させる化合物とし
て、式 (この化合物をSC母体液晶に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1.3μmであ
る。) の化合物50%とを混合して、Nに出現させる螺旋のピ
ッチが調製されたキラルドーパントを調製した。
Example 7 (Preparation of chiral dopant (2)) When SC * liquid crystal composition was added to SC matrix liquid crystal,
* As a compound that causes a right-handed spiral to appear in the phase, the formula (The pitch of the helix that appears in the N * phase when 10% of this compound is added to the SC matrix liquid crystal is 1.3 μm at 60 ° C.). By mixing the compound of 50% (this compound is 1.3 .mu.m. In pitch 60 ° C. of the helix to be appearing in N * phase when added 10% SC mother liquid crystal), the spiral to appear to N * A pitch adjusted chiral dopant was prepared.

このキラルドーパントを、実施例1で得たSC母体液晶
に10%添加して得たSC液晶組成物の25℃における自発
分極の値は10nC/cm2であった。
The value of the spontaneous polarization at 25 ° C. of the SC * liquid crystal composition obtained by adding 10% of this chiral dopant to the SC matrix liquid crystal obtained in Example 1 was 10 nC / cm 2 .

実施例8(SC液晶組成物の調製(1)) 実施例1で得たSC母体液晶80.0重量%、実施例6で得
たキラルドーパント20.0重量%からなるSC液晶組成物
を調製した。
Example 8 (SC * Preparation of liquid crystal composition (1)) SC mother liquid 80.0% by weight obtained in Example 1 to prepare a SC * liquid crystal composition consisting of the chiral dopant 20.0% by weight obtained in Example 6.

このSC液晶組成物の融点は−26℃で50.5℃までSC
相、66℃までSA相、71℃までN相を各々示し、71℃以
上でI相となった。
The SC * SC to the melting point is 50.5 ° C. at -26 ° C. The liquid crystal composition *
The phase, the SA phase up to 66 ° C., and the N * phase up to 71 ° C., respectively, became I phase at 71 ° C. or higher.

この組成物の66.1℃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
徐冷すると極めて良好な配向性を示した。
The helical pitch of this composition at 66.1 ° C. was 30 μm, and when it was filled in an alignment-treated cell and gradually cooled from the isotropic liquid phase, it showed extremely good orientation.

また、このセルに電界強度10Vp-p/μmの50Hzの矩形
波を印加して、その電気光学応答を測定したところ、25
℃で38μ秒という高速応答が確認できた。
A 50 Hz rectangular wave with an electric field strength of 10 V pp / μm was applied to this cell, and its electro-optical response was measured.
A high-speed response of 38 μs at ℃ was confirmed.

このときの自発分極は、14.8C/cm2、チルト角は22.0
゜であった。
The spontaneous polarization at this time is 14.8 C / cm 2 , and the tilt angle is 22.0
Was ゜.

実施例9(SC液晶組成物の調製(2)) 実施例3で得たSC母体液晶84重量%と実施例6で得た
キラルドーパント16.0重量%からなるSC液晶組成物を
調製した。
We were prepared Example 9 (SC * Preparation of liquid crystal composition (2)) composed of chiral dopants 16.0% by weight was obtained in SC mother liquid crystal 84 wt% as in Example 6 obtained in Example 3 SC * liquid crystal composition.

この組成物は62.5℃以下でSC相を示し、実施例8と
同様に良好な配向性を示した。
This composition showed an SC * phase at a temperature of 62.5 ° C. or lower, and showed good orientation as in Example 8.

実施例8と同様にして、その高速応答性を測定したと
ころ、25℃で50μ秒の高速応答が確認できた。
When the high-speed response was measured in the same manner as in Example 8, a high-speed response of 50 μsec at 25 ° C. was confirmed.

このときの自発分極は、10.6C/cm2、チルト角は19.4
゜であった。
The spontaneous polarization at this time is 10.6 C / cm 2 , and the tilt angle is 19.4
Was ゜.

実施例10(SC液晶組成物の調製(3) 実施例4で得たSC母体液晶84重量%と実施例6で得た
キラルドーパント16重量%からなるSC液晶組成物を調
製した。
It was prepared Example 10 (SC * Preparation of liquid crystal composition (3) consisting of a chiral dopant 16 wt% obtained in SC mother liquid crystal 84 wt% as in Example 6 obtained in Example 4 SC * liquid crystal composition.

この組成物は54.5℃以下でSC相を示し、実施例8と
同様に良好な配向性を示した。
This composition showed an SC * phase at 54.5 ° C. or lower, and showed good orientation as in Example 8.

実施例8と同様にして高速応答性を測定したところ、
25℃で50μ秒の高速応答が確認できた。
When high-speed response was measured in the same manner as in Example 8,
A high-speed response of 50 μs at 25 ° C. was confirmed.

このときの自発分極は、9.4C/cm2、チルト角は19゜で
あった。
The spontaneous polarization at this time was 9.4 C / cm 2 , and the tilt angle was 19 °.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

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 having excellent alignment properties and high-speed response, and capable of operating 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 a liquid crystal device using a ferroelectric smectic liquid crystal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤沢 宣 埼玉県川口市並木4―14―22 (72)発明者 栗山 毅 千葉県佐倉市六崎1549―1―301 (72)発明者 中村 佳代子 千葉県鎌ケ谷市鎌ケ谷1―7―18―507 (56)参考文献 特開 平2−695(JP,A) 特開 昭61−195187(JP,A) 特開 昭61−291679(JP,A) 特開 昭61−255323(JP,A) 特開 昭61−249022(JP,A) 岡野・小林編 「液晶:基礎編」,初 版,培風館 (1987年11月) P.178 〜P.204 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Noboru Fujisawa 4-14-22 Namiki, Kawaguchi City, Saitama Prefecture (72) Inventor Takeshi Kuriyama 14549-1-301 Musaki, Sakura City, Chiba Prefecture (72) Inventor Kayoko Nakamura Chiba Prefecture 1-7-18-507 Kamagaya, Kamagaya City (56) References JP-A-2-695 (JP, A) JP-A-61-195187 (JP, A) JP-A-61-291679 (JP, A) JP-A-61-255323 (JP, A) JP-A-61-249022 (JP, A) Okano and Kobayashi, ed., “Liquid Crystal: Basics,” First Edition, Baifukan (November 1987) 178-P. 204

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】中温域母体液晶、減粘液晶及び高温液晶か
ら成るスメクチックC相を示す液晶組成物に、 (1)ネマチック相を示す液晶材料に添加した場合に右
巻きの螺旋を生じる光学活性化合物の少なくとも1種及
び (2)ネマチック相を示す液晶材料に添加した場合に左
巻きの螺旋を生じる光学活性化合物の少なくとも1種 から成る組成物をキラルドーパントとして添加して成る
液晶組成物であって、等方性液体状態からの冷却時にお
いて、キラルネマチック相、次いでスメクチックA相を
経てキラルスメクチックC相に相転移し、室温を含む広
い温度範囲でキラルスメクチックC相を示す液晶組成
物。
A liquid crystal composition exhibiting a smectic C phase comprising a liquid crystal exhibiting a smectic C phase comprising a liquid crystal exhibiting a smectic C phase comprising a liquid crystal exhibiting a nematic phase, and a liquid crystal composition exhibiting a nematic phase. A liquid crystal composition comprising, as a chiral dopant, a composition comprising at least one compound and (2) at least one optically active compound which produces a left-handed helix when added to a liquid crystal material exhibiting a nematic phase. A liquid crystal composition which undergoes a phase transition to a chiral smectic C phase via a chiral nematic phase and then a smectic A phase upon cooling from an isotropic liquid state, and exhibits a chiral smectic C phase in a wide temperature range including room temperature.
【請求項2】減粘液晶が、両末端が炭素原子数1〜12の
アルキル基であって、且つ少なくとも一方の末端が炭素
原子数6〜12のアルキル基である化合物からなることを
特徴とする請求項1記載の液晶組成物。
2. A thinned liquid crystal comprising a compound having both ends of an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and at least one end being an alkyl group having 6 to 12 carbon atoms. The liquid crystal composition according to claim 1, wherein
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