JP2791039B2 - Liquid crystal composition and liquid crystal device containing the same - Google Patents

Liquid crystal composition and liquid crystal device containing the same

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JP2791039B2
JP2791039B2 JP17658888A JP17658888A JP2791039B2 JP 2791039 B2 JP2791039 B2 JP 2791039B2 JP 17658888 A JP17658888 A JP 17658888A JP 17658888 A JP17658888 A JP 17658888A JP 2791039 B2 JP2791039 B2 JP 2791039B2
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【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は液晶表示素子や液晶−光シヤツター等に利用
される液晶素子に用いる液晶組成物に関し、更に詳しく
は、電界に対する応答特性が改善された新規な液晶組成
物に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid crystal composition used for a liquid crystal device used for a liquid crystal display device or a liquid crystal-optical shutter, and more particularly, to a novel liquid crystal composition having improved response characteristics to an electric field. The present invention relates to a liquid crystal composition.

〔背景技術〕(Background technology)

従来より、液晶は電気光学素子として種々の分野で応
用されている。現在実用化されている液晶素子はほとん
どが、例えばM.SchadtとW.Helfrich著“Applied Physic
s Letters"Vo.18、No.4(1971.2.15)、P.127〜128の
“Voltage−Spendent Optical Activity of a Twisted
Nematic Liquid Crystal"に示されたTN(twisted nemat
ic)型の液晶を用いたものである。
Conventionally, liquid crystals have been applied in various fields as electro-optical elements. Most liquid crystal devices currently in practical use are described in, for example, “Applied Physic” by M. Schadt and W. Helfrich.
s Letters "Vo.18, No.4 (1971.2.15)," Voltage-Spendent Optical Activity of a Twisted "
Nematic Liquid Crystal "(twisted nemat
ic) type liquid crystal.

これらは、液晶の誘電的配列効果に基づいており、液
晶分子の誘電異方性のために平均分子軸方向が、加えら
れた電場により特定の方向を向く効果を利用している。
これらの素子の光学的な応答速度の限界はミリ秒である
といわれ、多くの応用のためには遅すぎる。一方、大型
平面デイスプレイへの応用では、価格、生産性などを考
え合せると単純マトリクス方式による駆動が最も有力で
ある。単純マトリクス方式においては、走査電極群と信
号電極群をマトリクス状に構成した電極構成が採用さ
れ、その駆動のためには、走査電極群に順次周期的にア
ドレス信号を選択印加し、信号電極群には所定の情報信
号をアドレス信号と同期させて並列的に選択印加する時
分割駆動方式が採用される。
These are based on the dielectric alignment effect of liquid crystal, and use the effect that the average molecular axis direction is directed in a specific direction by an applied electric field due to the dielectric anisotropy of liquid crystal molecules.
The limit on the optical response speed of these devices is said to be milliseconds, which is too slow for many applications. On the other hand, in application to a large flat display, driving by the simple matrix method is the most influential in consideration of price, productivity, and the like. In the simple matrix system, an electrode configuration in which a scanning electrode group and a signal electrode group are configured in a matrix is employed. To drive the scanning electrode group, an address signal is sequentially and selectively applied to the scanning electrode group, and the signal electrode group is applied. Employs a time-division driving method in which a predetermined information signal is selectively applied in parallel in synchronization with an address signal.

しかしこのような駆動方式の素子に前述したTN型の液
晶を採用すると走査電極が選択され、信号電極が選択さ
れない領域、或いは走査電極が選択されず、信号電極が
選択される領域(所謂“半選択点”)にも有限に電界が
かかってしまう。選択点にかかる電圧と、半選択点にか
かる電圧の差が充分に大きく、液晶分子を電界に垂直に
配列させるのに要する電圧閾値がこの中間の電圧値に設
定されるならば、表示素子は正常に動作するわけである
が、走査線数(N)を増やして行った場合、画面全体
(1フレーム)を走査する間に一つの選択点に有効な電
界がかかっている時間(duty比)が1/Nの割合で減少し
てしまう。このために、くり返し走査を行った場合の選
択点と非選択点にかかる実効値としての電圧差は、走査
線数が増えれば増える程小さくなり、結果的には画像コ
ントラストの低下やクロストークが避け難い欠点となっ
ている。このような現象は、双安定性を有さない液晶
(電極面に対し、液晶分子が水平に配向しているのが安
定状態であい、電界が有効に印加されている間のみ垂直
に配向する)を時間的蓄積効果を利用して駆動する(即
ち、繰り返し走査する)ときに生ずる本質的には避け難
い問題点である。この点を改良するために、電圧平均化
法、2周波駆動法や、多重マトリクス法等が既に提案さ
れているが、いずれの方法でも不充分であり、表示素子
の大画面化や高密度化は、走査線数が充分に増やせない
ことによって頭打ちになっているのが現状である。
However, when the above-described TN type liquid crystal is adopted as an element of such a driving method, a scanning electrode is selected and a region where a signal electrode is not selected, or a region where a scanning electrode is not selected and a signal electrode is selected (a so-called “half”). A finite electric field is also applied to the selected point “)”. If the difference between the voltage applied to the selected point and the voltage applied to the half-selected point is sufficiently large and the voltage threshold required for aligning the liquid crystal molecules perpendicularly to the electric field is set to this intermediate voltage value, the display element is Although it operates normally, when the number of scanning lines (N) is increased, the time during which an effective electric field is applied to one selected point while scanning the entire screen (one frame) (duty ratio) Decreases at a rate of 1 / N. For this reason, the voltage difference as an effective value between the selected point and the non-selected point when the repetitive scanning is performed becomes smaller as the number of scanning lines increases, and as a result, a decrease in image contrast and crosstalk occur. It is an inevitable drawback. Such a phenomenon is caused by a liquid crystal having no bistability (the liquid crystal molecules are horizontally aligned with respect to the electrode surface in a stable state, and are vertically aligned only when an electric field is effectively applied). This is essentially an unavoidable problem that arises when driving is performed using the time accumulation effect (that is, repeated scanning). In order to improve this point, a voltage averaging method, a two-frequency driving method, a multiplex matrix method, and the like have already been proposed. However, any of these methods is insufficient, and a large screen or high density display device is required. At present, the number of scanning lines has reached a plateau due to a failure to sufficiently increase the number of scanning lines.

この様な従来型の液晶素子の欠点を改善するものとし
て、双安定性を有する液晶素子の使用がClark及びLager
wallにより提案されている(特開昭56−107216号公報、
米国特許第4367924号明細書等)。双安定性液晶として
は一般に、カイラルスメクテイツクC相(SmC)又は
H相(SmH)を有する強誘電性液晶が用いられる。こ
の強誘電性液晶は電界に対して第1の光学的安定状態と
第2の光学的安定状態からなる双安定状態を有し、従っ
て前述のTN型の液晶で用いられた光学変調素子とは異な
り、例えば一方の電界ベクトルに対して第1の光学的安
定状態に液晶が配向し、他方の電界ベクトルに対しては
第2の光学的安定状態に液晶が配向される。また、この
型の液晶は、加えられる電界に応答して、上記2つの安
定状態のいずれかを取り、且つ電界の印加のないときは
その状態を維持する性質(双安定性)を有する。
As an improvement over the disadvantages of the conventional liquid crystal device, the use of a bistable liquid crystal device has been proposed by Clark and Lager.
proposed by wall (JP-A-56-107216,
U.S. Patent No. 4367924). As the bistable liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic C phase (SmC * ) or an H phase (SmH * ) is generally used. This ferroelectric liquid crystal has a bistable state consisting of a first optically stable state and a second optically stable state with respect to an electric field. In contrast, for example, the liquid crystal is oriented in a first optically stable state with respect to one electric field vector, and the liquid crystal is oriented in a second optically stable state with respect to the other electric field vector. In addition, this type of liquid crystal has a property (bistability) that takes one of the above two stable states in response to an applied electric field and maintains the state when no electric field is applied.

以上のような双安定性を有する特徴に加えて、強誘電
液晶は高速応答性であるという優れた特徴を持つ。それ
は強誘電液晶の持つ自発分極と印加電場が直接作用して
配向状態の転移を誘起するためであり、誘電率異方性と
電場の作用による応答速度より3〜4オーダー速い。
In addition to the characteristic having bistability as described above, the ferroelectric liquid crystal has an excellent characteristic of high-speed response. This is because the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal and the applied electric field directly act to induce the transition of the alignment state, and are three to four orders of magnitude faster than the response speed due to the dielectric anisotropy and the action of the electric field.

このように強誘電液晶はきわめて優れた特性を潜在的
に有しており、このような性質を利用することにより、
上述した従来のTN型素子の問題点の多くに対して、かな
り本質的な改善が得られる。特に、高速光学光シヤツタ
ーや、高密度、大画面デイスプレイへの応用が期待され
る。
As described above, ferroelectric liquid crystals have potentially excellent properties, and by utilizing such properties,
Significant improvements are obtained over many of the problems of the conventional TN devices described above. In particular, applications to high-speed optical shutters and high-density, large-screen displays are expected.

この強誘電性液晶層を一対の基板間に挾持した素子で
前述した様な単純マトリクス表示装置とした場合では、
例えば特開昭59−193426号公報、同59−193427号公報、
同60−156046号公報や同60−156047号公報などに開示さ
れた駆動法を適用することができる。
In the case of a simple matrix display device as described above using an element in which the ferroelectric liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates,
For example, JP-A-59-193426, JP-A-59-193427,
The driving method disclosed in JP-A-60-156046 and JP-A-60-156047 can be applied.

第4図は、本発明の実施例中で用いた駆動法の波形図
である。又、第5図は、本発明で用いたマトリクス電極
を配置した強誘電性液晶パネル51の平面図である。第5
図のパネル51には、走査線52とデータ線53とが互いに交
差して配線され、その交差部の走査線52とデータ線53と
の間には強誘電性液晶が配置されている。
FIG. 4 is a waveform diagram of the driving method used in the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a plan view of a ferroelectric liquid crystal panel 51 in which the matrix electrodes used in the present invention are arranged. Fifth
In the panel 51 shown in the figure, a scanning line 52 and a data line 53 are wired so as to cross each other, and a ferroelectric liquid crystal is disposed between the scanning line 52 and the data line 53 at the intersection.

第4図(A)中のSSは選択された走査線に印加する選
択走査波形を、SNは選択されていない非選択走査波形
を、ISは選択されたデータ線に印加する選択情報波形
(黒)を、INは選択されていないデータ線に印加する非
選択情報信号(白)を表わしている。又、図中(IS
SS)と(IN−SS)は選択された走査線上の画素に印加す
る電圧波形で、電圧(IS−SS)が印加された画素は黒の
表示状態をとり、電圧(IN−SS)が印加された画素は白
の表示状態をとる。
Selection information to select the scan waveform S S of FIG. 4 (A) in which applied to the selected scanning line, the unselected scanning waveform S N is not selected, I S is applied to the selected data line waveform (black), I N represents the non-selection information signal applied to the data line which is not selected (white). In the figure, (I S
S S ) and (I N −S S ) are voltage waveforms applied to the pixels on the selected scanning line. The pixel to which the voltage (I S −S S ) is applied takes a black display state, and the voltage (I S −S S ) is black. The pixel to which N− S S ) is applied takes a white display state.

第4図(B)は第4図(A)に示す駆動波形で第6図
に示す表示を行ったときの時系列波形である。
FIG. 4B is a time-series waveform when the display shown in FIG. 6 is performed with the driving waveform shown in FIG. 4A.

第4図に示す駆動例では、選択された走査線上の画素
に印加される単一極性電圧の最小印加時間△tが書込み
位相t2の時間に相当し、1ラインクリヤt1位相の時間が
2△tに設定されている。
In the driving example shown in Figure 4, the minimum application time of a single polarity voltage △ t corresponds to the write phase t 2 time, the time a one-line clearing phase t 1 is applied to a pixel on a selected scanning line It is set to 2 △ t.

さて、第4図に示した駆動波形の各パラメータVS,VI,
△tの値は使用する液晶材料のスイツチング特性によっ
て決定される。
Now, each parameter V S , V I ,
The value of Δt is determined by the switching characteristics of the liquid crystal material used.

第7図は後述するバイアス比を一定に保ったまま駆動
電圧(VS+VI)を変化させたときの透過率Tの変化即ち
V−T特性を示したものである。ここでは、△t=50μ
s、バイアス比VI/(VI+VS)=1/3に固定されている。
第7図の正側は第4図で示した(IN−SS)、負側は(IS
−SS)で示した波形が印加される。ここで、V1,V3はそ
れぞれ実駆動閾値電圧、及びクロストーク電圧と呼ぶ。
但し(V2<V1<V3)また△V=(V3−V1)を電圧マージ
ンと呼び、マトリクス駆動可能な電圧幅となる。V3はFL
Cのマトリクス駆動上、一般的に存在すると言ってよ
い。具体的には、第4図(A)(IN−SS)の波形におけ
るVB′によるスイツチングを起こす電圧値である。勿
論、バイアス比を大きくすることによりV3の値を大きく
することは可能であるが、バイアス比を増すことは情報
信号の振幅を大きくすることを意味し、画質的にちらつ
きの増大、コントラストの低下を招き好ましくない。我
々の検討ではバイアス比は1/3〜1/4程度が実用的であっ
た。ところでバイアス比を固定すれば電圧マージン△V
は液晶材料のスイツチング特性に強く依存し、△Vの大
きい液晶材料がマトリクス駆動上非常に有利であること
は言うまでもない。
FIG. 7 shows a change in the transmittance T, that is, a VT characteristic when the drive voltage (V S + V I ) is changed while a bias ratio described later is kept constant. Here, Δt = 50μ
s and the bias ratio V I / (V I + V S ) = 1/3.
The positive side of FIG. 7 is (I N −S S ) shown in FIG. 4, and the negative side is (I S −
−S S ) is applied. Here, V 1 and V 3 are called an actual drive threshold voltage and a crosstalk voltage, respectively.
However, (V 2 <V 1 <V 3 ) or ΔV = (V 3 −V 1 ) is called a voltage margin, which is a voltage width in which matrix driving is possible. V 3 is FL
It can be said that there is generally a C matrix drive. Specifically, it is a voltage value that causes switching by V B ′ in the waveform of FIG. 4A (I N −S S ). Of course, it is possible to increase the value of V 3 by increasing the bias ratio, which means that increasing the bias ratio to increase the amplitude of the information signal, the picture quality to flickering increases, in contrast It is not preferable because it causes a decrease. In our study, a bias ratio of 1/3 to 1/4 was practical. By the way, if the bias ratio is fixed, the voltage margin △ V
Depends strongly on the switching characteristics of the liquid crystal material, and it goes without saying that a liquid crystal material having a large ΔV is very advantageous for matrix driving.

この様な、ある一定温度において、情報信号の2通り
の向きによって選択画素に「黒」および「白」の二状態
を書き込むことが可能であり、非選択画素はその「黒」
または「白」の状態を保持することが可能である印加電
圧の上下限の値およびその幅(駆動電圧マージン△V)
は液晶材料間で差があり、特有なものである。また環境
温度の変化によっても駆動マージンはズレていくため、
実際の表示装置の場合、液晶材料や環境温度に対して最
適駆動電圧にしておく必要がある。
At such a certain temperature, two states of “black” and “white” can be written to the selected pixel depending on the two directions of the information signal.
Alternatively, the upper and lower limits of the applied voltage and the width thereof (driving voltage margin △ V) capable of maintaining the state of “white”
Is unique among liquid crystal materials. In addition, since the drive margin shifts due to changes in the environmental temperature,
In the case of an actual display device, it is necessary to set an optimum driving voltage for a liquid crystal material and an environmental temperature.

しかしながら、実用上この様なマトリクス表示装置の
表示面積を拡大していく場合、各画素における液晶の存
在環境の差(具体的には、温度や電圧間のセルギヤツプ
差)は当然大きくなり、駆動電圧マージンが小さな液晶
では表示エリア全体に良好な画像を得ることが出来なく
なる。
However, when the display area of such a matrix display device is expanded in practical use, the difference in the existence environment of the liquid crystal in each pixel (specifically, the cell gap difference between the temperature and the voltage) naturally increases, and the driving voltage increases. With a liquid crystal having a small margin, a good image cannot be obtained over the entire display area.

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

本発明は、強誘電性液晶素子を実用できるように、駆
動電圧マージンが大きく、液晶素子の表示エリア上にあ
る程度の温度バラツキがあっても、全画素が良好にマト
リクス駆動できる駆動温度マージンの広いカイラルスメ
クチツク液晶組成物および該液晶組成物を使用する液晶
素子を提供することにある。
According to the present invention, a driving voltage margin is large so that a ferroelectric liquid crystal element can be put to practical use, and even if there is a certain degree of temperature variation on a display area of the liquid crystal element, a driving temperature margin that allows all pixels to be favorably driven in a matrix is wide. An object of the present invention is to provide a chiral smectic liquid crystal composition and a liquid crystal element using the liquid crystal composition.

[問題を解決するための手段] 本発明は下記一般式(I) (式中、R1はC1〜C18の直鎖状又は分岐状のアルキル基
であり、R2はC1〜C14の直鎖状又は分岐状のアルキル基
であり、X1、X2は単結合、−O−、 である。mは0〜7、nは0又は1を示す。) で表される化合物の少なくとも1種と 下記一般式(II) (式中、R3、R4はアルコキシ基によって置換されていて
もよいC1〜C18の直鎖状又は分岐状のアルキル基であ
り、X3、X4は単結合、−O−、 であり、Yは−CH2O−又は−OCH2−である。p、qは1
又は2を示す。)で表される化合物の少なくとも1種と
を含有することを特徴とする強誘電性カイラルスメクチ
ック液晶組成物、並びに該液晶組成物を一対の電極基板
間に配置してなる液晶素子を提供するものである。
[Means for Solving the Problem] The present invention provides the following general formula (I) (Wherein, R 1 is a C 1 -C 18 linear or branched alkyl group, R 2 is a C 1 -C 14 linear or branched alkyl group, X 1 , X 2 is a single bond, -O-, It is. m represents 0 to 7, and n represents 0 or 1. ) And at least one compound represented by the following general formula (II) (Wherein, R 3 and R 4 are a C 1 to C 18 linear or branched alkyl group optionally substituted by an alkoxy group, and X 3 and X 4 are a single bond, —O—, And Y is —CH 2 O— or —OCH 2 —. p and q are 1
Or 2. A ferroelectric chiral smectic liquid crystal composition characterized by containing at least one compound represented by the formula (1), and a liquid crystal element comprising the liquid crystal composition disposed between a pair of electrode substrates. It is.

前述の一般式(I)で示される化合物のうち、好まし
い化合物例としては、X1,X2が下記(I−i)〜(I−i
v)である化合物を挙げることができる。
Among the compounds represented by the above-mentioned general formula (I), preferred examples of the compound include X 1 and X 2 represented by the following (Ii) to (Ii).
The compound which is v) can be mentioned.

又、R1,R2のより好ましい例としては、炭素原子数が
1個から14個の直鎖状アルキル基を挙げることが出来
る。
Further, more preferable examples of R 1 and R 2 include a linear alkyl group having 1 to 14 carbon atoms.

前述の一般式(II)で示される化合物のうち、好まし
い化合物例としては、下記(II−a)〜(II−f)式で
表わされる化合物が挙げられる。
Among the compounds represented by the general formula (II), preferred examples of the compound include compounds represented by the following formulas (II-a) to (II-f).

又、さらに上述の(II−a)〜(II−f)式における
X3,X4の好ましい例としては(II−i)〜(II−viii)
を挙げられる。
Further, in the above formulas (II-a) to (II-f),
Preferred examples of X 3 and X 4 include (II-i) to (II-viii)
Can be mentioned.

又、さらに、上述の(II−a)〜(II−f)式におけ
るR3,R4の好ましい例としては(II−ix)〜(II−xii
i)を挙げることができる。
Further, preferred examples of R 3 and R 4 in the above formulas (II-a) to (II-f) are (II-ix) to (II-xii).
i) can be mentioned.

(II−ix) R3がn−アルキル基,R4(pは0〜7であり、R5は直鎖状又は分岐状のアルキル
基) (II−x) R3 R4(p,qは0〜7であり、R5,R6は直鎖状もしくは分岐状の
アルキル基) (II−xi) R3がn−アルキル基, R4(rは1〜12) (II−xii) R3がn−アルキル基, R4(sは0〜7、tは0または1、R7は直鎖状もしくは分
岐状のアルキル基) 前記一般式(I)で表わされる液晶性化合物の具体的
な構造式の例を以下に示す。
(II-ix) R 3 is an n-alkyl group, and R 4 is (P is 0 to 7, R 5 is a linear or branched alkyl group) (II-x) R 3 is R 4 (P and q are 0 to 7; R 5 and R 6 are linear or branched alkyl groups) (II-xi) R 3 is an n-alkyl group and R 4 is (R is 1 to 12) (II-xii) R 3 is an n-alkyl group, and R 4 is (S is 0 to 7, t is 0 or 1, R 7 is a linear or branched alkyl group) Examples of specific structural formulas of the liquid crystal compound represented by the general formula (I) are shown below. .

一般式(I)で示される化合物の代表的な合成例を以
下に示す。
A typical synthesis example of the compound represented by the formula (I) is shown below.

合成例1(No.1−20の化合物の合成) ピリジン5mlに溶かした5−メトキシヘキサノール1.0
6g(8.0mmol)にピリジン5mlに溶かしたp−トルエンス
ルホン酸クロライド1.83g(9.6mmol)を氷水浴中5℃以
下で滴下した。室温で6時間撹拌後、反応混合物を冷水
100mlに注入した。6N塩酸で酸性側とした後、イソプロ
ピルエーテルで抽出した。有機層を水洗後、無水硫酸マ
グネシウムで乾燥し、その後溶媒留去して、5−メトキ
シヘキシル−p−トルエンスルホネートを得た。
Synthesis Example 1 (Synthesis of Compound No. 1-20) 5-Methoxyhexanol 1.0 dissolved in 5 ml of pyridine
1.83 g (9.6 mmol) of p-toluenesulfonic acid chloride dissolved in 6 ml (8.0 mmol) of pyridine in 5 ml was added dropwise at 5 ° C or lower in an ice water bath. After stirring at room temperature for 6 hours, the reaction mixture was cooled with cold water.
Injected into 100 ml. After acidification with 6N hydrochloric acid, the mixture was extracted with isopropyl ether. The organic layer was washed with water, dried over anhydrous magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off to obtain 5-methoxyhexyl-p-toluenesulfonate.

ジメチルホルムアミド10mlに5−デシル−2−(p−
ヒドロキシフエニル)ピリミジン2.0g(6.41mmol)、水
酸化カリウム0.61gを加え、100℃で40分間撹拌した。こ
れに、先に得た5−メトキシヘキシル−p−トルエンス
ルホネートを加え、100℃で4時間加熱撹拌した。反応
終了後、反応混合物を冷水100mlに注入し、ベンゼンに
より抽出した。水洗後、無水硫酸マグネシウムにより乾
燥し溶媒留去して淡黄色油状物を得た。カラムクロマト
グラフイー(シリカゲル−酢酸エチル/ベンゼン=1/
9)により精製後、ヘキサンより再結晶して5−デシル
−2−{4−(5′−メトキシヘキシルオキシ)フエニ
ル}ピリミジン(例示化合物No.21)1.35gを得た。
To 10 ml of dimethylformamide was added 5-decyl-2- (p-
2.0 g (6.41 mmol) of hydroxyphenyl) pyrimidine and 0.61 g of potassium hydroxide were added, and the mixture was stirred at 100 ° C. for 40 minutes. To this, the previously obtained 5-methoxyhexyl-p-toluenesulfonate was added, and the mixture was heated and stirred at 100 ° C for 4 hours. After the completion of the reaction, the reaction mixture was poured into 100 ml of cold water and extracted with benzene. After washing with water, the extract was dried over anhydrous magnesium sulfate and the solvent was distilled off to obtain a pale yellow oil. Column chromatography (silica gel-ethyl acetate / benzene = 1 /
After purification according to 9), recrystallization from hexane gave 1.35 g of 5-decyl-2- {4- (5'-methoxyhexyloxy) phenyl} pyrimidine (Exemplary Compound No. 21).

合成例2(No.1−25の化合物の合成) 6−ペンチルオキシヘプタノール2.04gをピリジン8ml
に溶かし氷冷した後、ピリジン5mlに溶かしたトシルク
ロライド2.26gを徐々に滴下した(5℃以下、7分)。
その後、室温にて5時間撹拌した。
Synthesis Example 2 (Synthesis of Compound No. 1-25) 2.04 g of 6-pentyloxyheptanol was added to 8 ml of pyridine
And cooled with ice, and 2.26 g of tosyl chloride dissolved in 5 ml of pyridine was gradually added dropwise (5 ° C. or lower, 7 minutes).
Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 5 hours.

反応混合物を氷水150mlに注入し、6N塩酸水溶液でpH3
程度にした後、酢酸エチルにより抽出した。これを水洗
し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒留去し
て(6−ペンチルオキシヘプチル)p−トルエンスルホ
ネート2.98gを得た。
The reaction mixture was poured into 150 ml of ice water, and the pH was adjusted to 3 with a 6N hydrochloric acid aqueous solution.
After adjusting to a degree, the mixture was extracted with ethyl acetate. After washing with water and drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off to obtain 2.98 g of (6-pentyloxyheptyl) p-toluenesulfonate.

5−n−デシル−2−(4−ヒドロキシフエニル)ピ
リミジン3.12g及び水酸化カリウム0.53gをジメチルホル
ムアミド14mlに溶かし、100℃で3時間加熱撹拌した
後、(6−ペンチルオキシヘプチル)p−トルエンスル
ホネート2.98gを添加し、100℃で5時間加熱撹拌した。
3.12 g of 5-n-decyl-2- (4-hydroxyphenyl) pyrimidine and 0.53 g of potassium hydroxide were dissolved in 14 ml of dimethylformamide, and the mixture was stirred with heating at 100 ° C. for 3 hours, and then dissolved in (6-pentyloxyheptyl) p- 2.98 g of toluene sulfonate was added, and the mixture was heated and stirred at 100 ° C. for 5 hours.

反応混合物を氷水200mlに注入し、6N塩酸水溶液でpH3
程度にした後ベンゼンにより抽出した。これを水洗し、
無水硫酸マグネシウムで乾燥した後溶媒留去して粗生成
物4.71gを得た。これをシリカゲルカラムクロマト精製
(n−ヘキサン/酢酸エチル=10/2)した後、さらにヘ
キサンから再結晶し、5−n−デシル−2−[4−(6
−ペンチルオキシヘプチルオキシ)フエニル]ピリミジ
ン1.56gを得た。
The reaction mixture was poured into 200 ml of ice water, and the pH was adjusted to 3 with a 6N hydrochloric acid aqueous solution.
After reducing the volume, the mixture was extracted with benzene. Wash this,
After drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off to obtain 4.71 g of a crude product. This was purified by silica gel column chromatography (n-hexane / ethyl acetate = 10/2) and further recrystallized from hexane to give 5-n-decyl-2- [4- (6
-Pentyloxyheptyloxy) phenyl] pyrimidine 1.56 g.

IR(cm-1) 2924,2852,1610,1586,1472,1436,1254,1168,1096,798 合成例以外の化合物についても以下の合成経路A,Bによ
り得ることができる。
IR (cm -1 ) 2924,2852,1610,1586,1472,1436,1254,1168,1096,798 Compounds other than the synthesis examples can be obtained by the following synthesis routes A and B.

(上記においてR1,R2,X1,m,nは前述の通りである) 前記一般式(II)で示される化合物の具体的な構造式
の例を以下に示す。
(In the above, R 1 , R 2 , X 1 , m, and n are as described above.) Examples of specific structural formulas of the compound represented by the general formula (II) are shown below.

前記一般式(I)で示される化合物は、例えば特開昭
60−149547(1985年)、特開昭61−63633(1986年)に
記載される合成法により得られる。代表的な合成例を以
下に示す。
The compound represented by the general formula (I) is described in, for example,
60-144957 (1985) and JP-A-61-63633 (1986). Representative synthesis examples are shown below.

合成例1(化合物No.2−54の合成) 30mlナスフラスコに下記アルコール誘導体 1.0g(4.81mmol)を入れ、冷却下、塩化チオニル3mlを
加え、撹拌しながら室温まで昇温させ、さらに冷却管を
取りつけ、外浴70℃〜80℃で4時間加熱還流を行った。
反応後過剰の塩化チオニルを留去し、塩化物を得た。こ
れをトルエン15mlに溶解した。
Synthesis Example 1 (Synthesis of Compound No. 2-54) The following alcohol derivative in a 30 ml eggplant flask 1.0 g (4.81 mmol) was added, 3 ml of thionyl chloride was added under cooling, the temperature was raised to room temperature with stirring, a condenser was attached, and the mixture was heated and refluxed in an external bath at 70 ° C to 80 ° C for 4 hours.
After the reaction, excess thionyl chloride was distilled off to obtain a chloride. This was dissolved in 15 ml of toluene.

次に200mlの三つ口フラスコに60%油性水素化ナトリ
ム0.33gを入れ乾燥n−ヘキサンで数回洗った後、下記
フエノール誘導体1.52g(4.81mmol) のTHF溶液15mlを室温下滴下し、さらにDMSOを20ml加え
1時間撹拌した。これに、先に述べた塩化物のトルエン
溶液をゆっくりと滴下し、滴下終了後さらに室温にて16
時間撹拌を続けた。
Next, 0.33 g of 60% oil-based hydrogenated sodium hydride was placed in a 200 ml three-necked flask, washed several times with dry n-hexane, and then 1.52 g (4.81 mmol) of the following phenol derivative: Was added dropwise at room temperature, and 20 ml of DMSO was further added thereto and stirred for 1 hour. To this, the above-mentioned toluene solution of chloride is slowly added dropwise, and after the addition is completed, the solution is further added at room temperature to 16 mL.
Stirring was continued for hours.

反応終了後約200mlの氷水にあけ、有機層を分離しさ
らに水層をベンゼン50mlにて2回抽出を行い、先に分離
した有機層と共に5%塩酸水溶液で2回洗った後、イオ
ン交換水で1回、さらに5%NaOH水溶液で1回洗いその
後、水層のpH値が中性を示すまでイオン交換水で有機層
を水洗した。
After the completion of the reaction, the mixture was poured into about 200 ml of ice water, the organic layer was separated, and the aqueous layer was extracted twice with 50 ml of benzene. The organic layer was washed twice with a 5% hydrochloric acid aqueous solution together with the previously separated organic layer. , And once with a 5% aqueous NaOH solution, and then the organic layer was washed with ion-exchanged water until the pH value of the aqueous layer became neutral.

有機層を取り出し硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、
溶媒留去して粗製物を得た。これを展開液n−ヘキサン
/ジクロロメタン、3/10を用いて、シリカゲルカラムク
ロマトグラフイーにて精製を行った。
Take out the organic layer and dry using magnesium sulfate,
The solvent was distilled off to obtain a crude product. This was purified by silica gel column chromatography using developing solution n-hexane / dichloromethane, 3/10.

溶媒留去して得た結晶を、n−ヘキサンを用いて再結
晶して精製目的物を得た。さらに室温にて減圧乾燥を行
い最終精製目的物を0.69g得た。収率は28.5%であっ
た。
The crystals obtained by distilling off the solvent were recrystallized using n-hexane to obtain a purified product. Furthermore, drying under reduced pressure was performed at room temperature to obtain 0.69 g of the final purified product. The yield was 28.5%.

元素分析値(wt%) C H N 計算値 78.33 8.57 0.00 測定値 78.96 8.69 0.02 合成例2(化合物(No.2−68の合成) 30mlナスフラスコに下記アルコール誘導体 1.25g(4.01mmol)を入れ、冷却下、塩化チオニル4mlを
加え、撹拌しながら室温まで昇温させ、さらに冷却管を
取りつけ、外浴70℃〜80℃で4時間加熱還流を行った。
反応後過剰の塩化チオニルを留去し、塩化物を得た。こ
れをトルエン15mlに溶解した。
Elemental analysis value (wt%) Calculated value for CHN 78.33 8.57 0.00 Measured value 78.96 8.69 0.02 Synthesis Example 2 (Compound (Synthesis of No. 2-68) The following alcohol derivative in a 30 ml eggplant flask 1.25 g (4.01 mmol) was added, 4 ml of thionyl chloride was added under cooling, the temperature was raised to room temperature with stirring, a cooling tube was attached, and the mixture was heated and refluxed in an external bath at 70 to 80 ° C. for 4 hours.
After the reaction, excess thionyl chloride was distilled off to obtain a chloride. This was dissolved in 15 ml of toluene.

次に200mlの三つ口フラスコに60%油性水素化ナトリ
ウム0.31gを入れ乾燥n−ヘキサンで数回洗った後、下
記フエノール誘導体0.79g(4.01mmol) のTHF溶液15mlを室温下滴下し、さらにDMSOを20ml加え
1時間撹拌した。これに、先に述べた塩化物のトルエン
溶液をゆっくりと滴下し、滴下終了後さらに室温にて16
時間撹拌を続けた。
Next, 0.31 g of 60% oily sodium hydride was placed in a 200 ml three-necked flask, washed several times with dry n-hexane, and then 0.79 g (4.01 mmol) of the following phenol derivative: Was added dropwise at room temperature, and 20 ml of DMSO was further added thereto and stirred for 1 hour. To this, the above-mentioned toluene solution of chloride is slowly added dropwise, and after the addition is completed, the solution is further added at room temperature to 16 mL.
Stirring was continued for hours.

反応終了後約200mlの氷水にあけ、有機層を分離しさ
らに水層をベンゼン50mlにて2回抽出を行い、先に分離
した有機層と基に5%塩酸水溶液で2回洗った後、イオ
ン交換水で1回、さらに5%NaOH水溶液で1回洗いその
後、水層のpH値が中性を示すまでイオン交換水で有機層
を水洗した。
After the reaction was completed, the reaction mixture was poured into about 200 ml of ice water, the organic layer was separated, and the aqueous layer was extracted twice with 50 ml of benzene. After washing once with exchanged water and once with a 5% aqueous NaOH solution, the organic layer was washed with ion-exchanged water until the pH value of the aqueous layer became neutral.

有機層を取り出し硫酸マグネシウムを用いて乾燥し、
溶媒留去して粗製物を得た。これを展開液n−ヘキサン
/ジクロロメタン、3/10を用いて、シリカゲルカラムク
ロマトグラフイーにて精製を行った。
Take out the organic layer and dry using magnesium sulfate,
The solvent was distilled off to obtain a crude product. This was purified by silica gel column chromatography using developing solution n-hexane / dichloromethane, 3/10.

溶媒留去して得た結晶を、n−ヘキサンを用いて再結
晶して精製目的物を得た。さらに室温にて減圧乾燥を行
い最終精製目的物を0.51g得た。収率は26.0%であっ
た。
The crystals obtained by distilling off the solvent were recrystallized using n-hexane to obtain a purified product. Furthermore, drying under reduced pressure was performed at room temperature to obtain 0.51 g of a final purified target product. The yield was 26.0%.

CHN分析値(wt%) C H N 計算値 78.33 8.63 0.00 論理値 78.62 8.86 0.02 IRスペクトル 2975,2925,2850,1610,1510,1470,1380,1
295,1280,1240,1220,1130,1020,1000,810cm-1 本発明の液晶組成物は前記一般式(I)で示される化
合物の少なくとも1種と、前記一般式(II)で示される
化合物の少なくとも1種と、さらに他の液晶性化合物1
種以上とを適当な割合で混合することにより得ることが
できる。また、本発明による液晶組成物は、強誘電性液
晶組成物、特に強誘電性カイラルスメクチツク液晶組成
物が好ましい。
CHN analysis value (wt%) Calculated value of CHN 78.33 8.63 0.00 Logical value 78.62 8.86 0.02 IR spectrum 2975,2925,2850,1610,1510,1470,1380,1
295,1280,1240,1220,1130,1020,1000,810 cm -1 The liquid crystal composition of the present invention comprises at least one compound represented by the general formula (I) and a compound represented by the general formula (II) And at least one other liquid crystal compound 1
It can be obtained by mixing at least a seed with an appropriate ratio. Further, the liquid crystal composition according to the present invention is preferably a ferroelectric liquid crystal composition, particularly a ferroelectric chiral smectic liquid crystal composition.

本発明で用いる他の液晶性化合物の具体例を下記にあ
げる。
Specific examples of other liquid crystal compounds used in the present invention are shown below.

本発明の一般式(I)で示される液晶性化合物および
一般式(II)で示される液晶性化合物それぞれと、一種
以上の上述した他の液晶性化合物あるいは、それを含む
強誘電性液晶組成物(以下強誘電性液晶材料と略す)と
の配向割合は、強誘電性液晶材料100重量部当り、本発
明一般式(I)および一般式(II)で示される液晶性化
合物それぞれを1〜300重量部より好ましくは、5〜100
重量部とすることが好ましい。
Each of the liquid crystal compound represented by the general formula (I) and the liquid crystal compound represented by the general formula (II) of the present invention, and one or more other liquid crystal compounds described above, or a ferroelectric liquid crystal composition containing the same (Hereinafter abbreviated as a ferroelectric liquid crystal material), the ratio of the liquid crystal compound represented by the general formula (I) or (II) of the present invention is 1 to 300 per 100 parts by weight of the ferroelectric liquid crystal material. More preferably 5 to 100 parts by weight
It is preferable to use parts by weight.

また、本発明の一般式(I)および一般式(II)で示
される液晶性化合物の一方もしくは両方を2種以上用い
る場合も強誘電性液晶材料との配合割合は前述した強誘
電性液晶材料100重量部当り、本発明一般式(I)およ
び一般式(II)で示される液晶性化合物の一方もしくは
両方の2種以上の混合物を1〜500重量部、より好まし
くは10〜100重量部とすることが好ましい。
Further, when one or both of the liquid crystal compounds represented by the general formulas (I) and (II) of the present invention are used in two or more kinds, the compounding ratio with the ferroelectric liquid crystal material is the same as that of the ferroelectric liquid crystal material described above. 1 to 500 parts by weight, more preferably 10 to 100 parts by weight, per 100 parts by weight of a mixture of two or more of one or both of the liquid crystal compounds represented by the general formulas (I) and (II) of the present invention. Is preferred.

第1図は強誘電性液晶素子の構成の説明のために、本
発明の強誘電性液晶層を有する液晶素子の1例の断面概
略図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one example of a liquid crystal device having a ferroelectric liquid crystal layer according to the present invention for explaining the configuration of a ferroelectric liquid crystal device.

第1図において符号1は強誘電性液晶層、2はガラス
基板、3は透明電極、4は絶縁性配向制御層、5はスペ
ーサー、6はリード線、7は電源、8は偏光板、9は光
源を示している。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a ferroelectric liquid crystal layer, 2 denotes a glass substrate, 3 denotes a transparent electrode, 4 denotes an insulating alignment control layer, 5 denotes a spacer, 6 denotes a lead wire, 7 denotes a power source, 8 denotes a polarizing plate, 9 Indicates a light source.

2枚のガラス基板2には、それぞれIn2O3,SnO2あるい
はITO(Indium−Tin Oxide)等の薄膜から成る透明電極
が被覆されている。その上にポリイミドの様な高分子の
薄膜をガーゼやアセテート植毛布等でラビングして、液
晶をラビング方向に並べる絶縁性配向制御層が形成され
ている。また絶縁物質として例えばシリコン窒化物、水
素を含有するシリコン炭化物、シリコン酸化物、硼素窒
化物、水素を含有する硼素窒化物、セリウム酸化物、ア
ルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物
やフツ化マグネシウムなどの無機物質絶縁層を形成し、
その上にポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミ
ドイミド、ポリエステルイミド、ポリパラキシレン、ポ
リエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセター
ル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、、ポリアミド、
ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリヤ
樹脂、アクリル樹脂やフオトレジスト樹脂などの有機絶
縁物質を配向制御層として、2層で絶縁性配向制御層が
形成されていてもよく、また無機物質絶縁性配向制御層
あるいは有機物質絶縁性配向制御層単層であっても良
い。この絶縁性配向制御層が無機系ならば蒸着法などで
形成でき、有機系ならば有機絶縁物質を溶解させた溶
液、またはその前駆体溶液(溶剤0.1〜20重量%、好ま
しくは0.2〜10重量%)を用いて、スピンナー塗布法、
浸漬塗布法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法、ロー
ル塗布法等で塗布し、所定の硬化条件下(例えば加熱
下)で硬化させ形成させることができる。
The two glass substrates 2 are each coated with a transparent electrode made of a thin film such as In 2 O 3 , SnO 2 or ITO (Indium-Tin Oxide). On top of that, a thin film of a polymer such as polyimide is rubbed with a gauze, an acetate flocking cloth or the like to form an insulating alignment control layer for arranging liquid crystals in the rubbing direction. Examples of the insulating material include silicon nitride, silicon carbide containing hydrogen, silicon oxide, boron nitride, boron nitride containing hydrogen, cerium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and fluoride. Form an inorganic insulating layer such as magnesium,
Polyvinyl alcohol, polyimide, polyamide imide, polyester imide, polyparaxylene, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide,
An organic insulating material such as polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin, acrylic resin, and photoresist resin may be used as an orientation control layer, and an insulating orientation control layer may be formed as two layers, or an inorganic material insulating orientation It may be a control layer or a single layer of an organic substance insulating orientation control layer. If the insulating orientation control layer is inorganic, it can be formed by vapor deposition, etc., and if it is organic, a solution in which an organic insulating material is dissolved, or a precursor solution thereof (solvent 0.1 to 20% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight) %), Using a spinner coating method,
It can be formed by applying by dip coating, screen printing, spray coating, roll coating, or the like, and curing under predetermined curing conditions (for example, under heating).

絶縁性配向制御層の層厚は通常30Å〜1μm、好まし
くは30Å〜3000Å、さらに好ましくは50Å〜1000Åが適
している。
The thickness of the insulating orientation control layer is usually 30 to 1 μm, preferably 30 to 3000, and more preferably 50 to 1000.

この2枚のガラス基板2はスペーサー5によって任意
の間隔に保たれている。例えば所定の直径を持つシリカ
ビーズ、アルミナビーズをスペーサーとしてガラス基板
2枚で挾持し、周囲をシール材、例えばエポキシ系接着
剤を用いて密封する方法がある。その他スペーサーとし
て高分子フイルムやガラスフアイバーを使用しても良
い。この2枚のガラス基板の間に強誘電性液晶が封入さ
れている。
The two glass substrates 2 are kept at an arbitrary interval by a spacer 5. For example, there is a method in which silica beads and alumina beads having a predetermined diameter are sandwiched between two glass substrates as spacers, and the periphery thereof is sealed with a sealing material, for example, an epoxy adhesive. In addition, a polymer film or a glass fiber may be used as the spacer. A ferroelectric liquid crystal is sealed between the two glass substrates.

強誘電性液晶が封入された強誘電性液晶層は、一般に
は0.5〜20μm、好ましくは1〜5μmである。
The thickness of the ferroelectric liquid crystal layer in which the ferroelectric liquid crystal is sealed is generally 0.5 to 20 μm, preferably 1 to 5 μm.

また、この強誘電性液晶は室温を含む広い温度域(特
に低温側)でSmC相(カイラルスメクチツクC相)を
有し、かつ、素子とした場合には駆動電圧マージン、お
よび駆動温度マージンが広いことが望まれる。
Further, the ferroelectric liquid crystal has an SmC * phase (chiral smectic C phase) in a wide temperature range including room temperature (particularly at a low temperature side), and when used as an element, a driving voltage margin and a driving temperature. A wide margin is desired.

また、特に素子とした場合に良好な均一配合性を示し
モノドメイン状態を得るには、その強誘電性液晶は等方
相からCh相(コレステリツク相)−SmA相(スメクチツ
クA相)−SmC相(カイラルスメクチツクC相)とい
う相転移系列を有していることが望ましい。
In particular, in order to obtain a good uniform compounding property and obtain a monodomain state in the case of a device, the ferroelectric liquid crystal is changed from an isotropic phase to a Ch phase (cholesteric phase) -SmA phase (smectic A phase) -SmC *. It is desirable to have a phase transition series called a phase (chiral smectic C phase).

透明電極3からはリード線によって外部電源7に接続
されている。
The transparent electrode 3 is connected to an external power supply 7 by a lead wire.

またガラス基板2の外側には偏光板8が貼り合わせて
ある。
A polarizing plate 8 is attached to the outside of the glass substrate 2.

第1図は透明型なので光源9を備えている。 Since FIG. 1 is a transparent type, a light source 9 is provided.

第2図は強誘電性液晶素子の動作説明のために、セル
の例を模式的に描いたものである。21aと21bはそれぞれ
In2O3,SnO2あるいはITO(Indium−Tin Oxide)等の薄膜
からなる透明電極で被覆された基板(ガラス板)であ
り、その間に液晶分子層22がガラス面に垂直になるよう
配向したSmC相またはSmH相の液晶が封入されてい
る。太線で示した線23が液晶分子を表わしており、この
液晶分子23はその分子に直交した方向に双極子モーメン
ト(P⊥)24を有している。基板21aと21b上の電極間に
一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子23のらせ
ん構造がほどけ、双極子モーメント(P⊥)24がすべて
電界方向に向くよう、液晶分子23は配向方向を変えるこ
とができる。液晶分子23は細長い形状を有しており、そ
の長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従って例
えばガラス面の上下に互いにクロスニコルの偏光子を置
けば、電圧印加極性によって光学特性が変わる液晶光学
変調素子となることは、容易に理解される。
FIG. 2 schematically illustrates an example of a cell for explaining the operation of the ferroelectric liquid crystal element. 21a and 21b are respectively
A substrate (glass plate) coated with a transparent electrode made of a thin film such as In 2 O 3 , SnO 2 or ITO (Indium-Tin Oxide), between which the liquid crystal molecule layer 22 was oriented so as to be perpendicular to the glass surface Liquid crystal of SmC * phase or SmH * phase is enclosed. A bold line 23 represents a liquid crystal molecule, and the liquid crystal molecule 23 has a dipole moment (P⊥) 24 in a direction perpendicular to the molecule. When a voltage higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 21a and 21b, the helical structure of the liquid crystal molecules 23 is unwound, and the liquid crystal molecules 23 are oriented in such a manner that all dipole moments (P⊥) 24 are directed in the direction of the electric field. Can be changed. The liquid crystal molecules 23 have an elongated shape and exhibit refractive index anisotropy in the major axis direction and the minor axis direction. Therefore, for example, if crossed Nicol polarizers are placed above and below the glass surface, depending on the polarity of the applied voltage, It can be easily understood that the liquid crystal optical modulator has a changed optical characteristic.

本発明の光学変調素子で好ましく用いられる液晶セル
は、その厚さを充分に薄く(例えば10μ以下)すること
ができる。このように液晶層が薄くなるにしたがい、第
3図に示すように電界を印加していない状態でも液晶分
子のらせん構造がほどけ、その双極子モーメントPaまた
はPbは上向き(34a)または下向き(34b)のどちらかの
状態をとる。このようなセルに、第3図に示す如く一定
の閾値以上の極性の異る電界EaまたはEbを電圧印加手段
31aと31bにより付与すると、双極子モーメントは電界Ea
またはEbの電界ベクトルに対応して上向き34aまたは下
向き34bと向きを変え、それに応じて液晶分子は、第1
の安定状態33aかあるいは第2の安定状態33bの何れか一
方に配向する。
The thickness of the liquid crystal cell preferably used in the optical modulation element of the present invention can be made sufficiently thin (for example, 10 μm or less). As shown in FIG. 3, as the liquid crystal layer becomes thinner, the helical structure of the liquid crystal molecules is released even when no electric field is applied, and the dipole moment Pa or Pb of the liquid crystal layer is upward (34a) or downward (34b). ). An electric field Ea or Eb having a different polarity or more than a certain threshold is applied to such a cell as shown in FIG.
When applied by 31a and 31b, the dipole moment becomes the electric field Ea
Alternatively, the liquid crystal molecules change their directions to upward 34a or downward 34b in accordance with the electric field vector of Eb, and accordingly, the liquid crystal molecules
In the stable state 33a or the second stable state 33b.

このような強誘電性を光学変調素子として用いること
の利点は先にも述べたが2つある。
As described above, there are two advantages of using such ferroelectricity as the optical modulation element.

その第1は、応答速度が極めて速いことであり、第2
は液晶分子の配向が双安定性を有することである。第2
の点を例えば第3図によって更に説明すると、電界Eaを
印加すると液晶分子は第1の安定状態33aに配向する
が、この状態は電界を切っても安定である。また、逆向
きの電界Ebを印加すると、液晶分子は第2の安定状態33
bに配向してその分子の向きを変えるが、やはり電界を
切ってもこの状態に留っている。また与える電界Eaある
いはEbが一定の閾値を越えない限り、それぞれ前の配向
状態にやはり維持されている。
The first is that the response speed is extremely fast.
Means that the orientation of liquid crystal molecules has bistability. Second
If the electric field Ea is applied, the liquid crystal molecules are oriented to the first stable state 33a. This state is stable even when the electric field is turned off. When an electric field Eb in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are brought into the second stable state 33.
The molecule is oriented to b and the direction of the molecule is changed, but it remains in this state even after the electric field is turned off. In addition, as long as the applied electric field Ea or Eb does not exceed a certain threshold value, each is maintained in the previous alignment state.

この様な特性を有する強誘電性液晶材料を一対の基板
間に挾持した素子で単純マトリクス表示装置とした場
合、例えば特開昭59−193426号公報、同59−193427号公
報、同60−156046号公報や同60−156047号公報などに開
示された駆動法を適用することができる。
When a ferroelectric liquid crystal material having such characteristics is sandwiched between a pair of substrates to form a simple matrix display device, for example, JP-A-59-193426, JP-A-59-193427, and JP-A-60-156046. The driving method disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 60-156047 or Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 60-156047 can be applied.

第4図は、本発明の実施例中で用いた駆動法の波形図
である。また、第5図は、本発明で用いたマトリクス電
極を配置した強誘電性液晶パネル51の平面図である。第
5図のパネル51には、走査線52とデータ線53とが互いに
交差して配線され、その交差部の走査線52とデータ線53
との間には強誘電性液晶が配置されている。
FIG. 4 is a waveform diagram of the driving method used in the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a plan view of a ferroelectric liquid crystal panel 51 in which the matrix electrodes used in the present invention are arranged. In the panel 51 of FIG. 5, scanning lines 52 and data lines 53 are wired so as to cross each other, and the scanning lines 52 and data lines 53 at the intersections are arranged.
A ferroelectric liquid crystal is arranged between the two.

第4図(A)中のSSは選択された走査線に印加する選
択走査波形を、SNは選択されていない非選択走査波形
を、ISは選択されたデータ線に印加する選択情報波形
(黒)を、INは選択されていないデータ線に印加する非
選択情報信号(白)を表わしている。また、図中(IS
SS)と(IN−SS)は選択された走査線上の画素に印加す
る電圧波形で、電圧(IS−SS)が印加された画素は黒の
表示状態をとり、電圧(IN−SS)が印加された画素は白
の表示状態をとる。
Selection information to select the scan waveform S S of FIG. 4 (A) in which applied to the selected scanning line, the unselected scanning waveform S N is not selected, I S is applied to the selected data line waveform (black), I N represents the non-selection information signal applied to the data line which is not selected (white). Also, (I S
S S ) and (I N −S S ) are voltage waveforms applied to the pixels on the selected scanning line. The pixel to which the voltage (I S −S S ) is applied takes a black display state, and the voltage (I S −S S ) is black. The pixel to which N− S S ) is applied takes a white display state.

第4図(B)は第4図(A)に示す駆動波形で第6図
に示す表示を行ったときの時系列波形である。
FIG. 4B is a time-series waveform when the display shown in FIG. 6 is performed with the driving waveform shown in FIG. 4A.

第4図に示す駆動例では、選択された走査線上の画素
に印加される単一極性電圧の最小印加時間△tが書込み
位相t2の時間に相当し、1ラインクリヤt1位相の時間が
2△tに設定されている。
In the driving example shown in Figure 4, the minimum application time of a single polarity voltage △ t corresponds to the write phase t 2 time, the time a one-line clearing phase t 1 is applied to a pixel on a selected scanning line It is set to 2 △ t.

さて、第4図に示した駆動波形の各パラメータVS,VI,
△tの値は使用する液晶材料のスイツチング特性によっ
て決定される。第7図は後述するバイアス比を一定に保
ったまま駆動電圧(VS+VI)を変化させたときの透過率
Tの変化、即ちV−T特性を示したものである。ここで
は、△t=50μs,バイアス比VI/(VI+VS)=1/3に固定
されている。第7図の正側は第4図で示した(IN−SS
は、負側は(IS−SS)で示した波形が印加される。ここ
でV1,V3をそれぞれ実駆動閾値電圧、及びクロストーク
電圧と呼ぶ。但し(V2<V1<V3)また△V=(V3−V1
を電圧マージンと呼び、マトリクス駆動可能な電圧幅と
なる。V3はFLCのマトリクス駆動上、一般的に存在する
と言ってよい。具体的には、第4図(A)(IN−SS)の
波形におけるVB′によるスイツチングを起こす電圧値で
ある。勿論、バイアス比を大きくすることによりV3の値
を大きくすることは可能であるが、バイアス比を増すこ
とは情報信号の振幅を大きくすることを意味し、画質的
にはちらつきの増大、コントラストの低下を招き好まし
くない。我々の検討ではバイアス比は1/3〜1/4程度が実
用的であった。ところでバイアス比を固定すれば、電圧
マージン△Vは液晶材料のスイツチング特性に強く依存
し、△Vの大きい液晶材料がマトリクス駆動上非常に有
利であることは言うまでもない。
Now, each parameter V S , V I ,
The value of Δt is determined by the switching characteristics of the liquid crystal material used. Figure 7 shows the transmittance change T, then namely V-T characteristic when changing the voltage drive while maintaining a constant bias ratio to be described later (V S + V I). Here, Δt = 50 μs and the bias ratio V I / (V I + V S ) = 1/3 are fixed. The positive side of FIG. 7 is shown in FIG. 4 (I N -S S )
On the negative side, a waveform shown by (I S −S S ) is applied. Here, V 1 and V 3 are called an actual drive threshold voltage and a crosstalk voltage, respectively. However, (V 2 <V 1 <V 3 ) and ΔV = (V 3 −V 1 )
Is referred to as a voltage margin, and is a voltage width in which matrix driving is possible. V 3 may say that the FLC matrix drive generally present. Specifically, it is a voltage value that causes switching by V B ′ in the waveform of FIG. 4A (I N −S S ). Of course, it is possible to increase the value of V 3 by increasing the bias ratio, increasing the bias ratio corresponds to a large amplitude of a data signal, an increase in flickering in image quality, contrast Is undesirably caused. In our study, a bias ratio of 1/3 to 1/4 was practical. By the way, if the bias ratio is fixed, the voltage margin ΔV strongly depends on the switching characteristics of the liquid crystal material, and it goes without saying that a liquid crystal material having a large ΔV is very advantageous for matrix driving.

この様な、ある一定温度において、情報信号の2通り
の向きによって選択画素に「黒」および「白」の二状態
を書き込むことが可能であり、非選択画素は、その
「黒」または「白」の状態を保持することが可能である
印加電圧の上下限の値およびその幅(駆動電圧マージン
△V)は液晶材料間で差があり特有なものである。また
環境温度の変化によっても、駆動マージンはズレていく
ため、実際の表示装置の場合、液晶材料や環境温度に対
して最適駆動電圧にしておく必要がある。
At such a certain temperature, two states of “black” and “white” can be written to the selected pixel depending on the two directions of the information signal. And the width (driving voltage margin ΔV) of the applied voltage capable of maintaining the state of “” differ between liquid crystal materials and are unique. In addition, since the driving margin is deviated by the change in the environmental temperature, in the case of an actual display device, it is necessary to set the driving voltage to an optimal driving voltage for the liquid crystal material and the environmental temperature.

しかしながら、実用上この様なマトリクス表示装置の
表示面積を拡大していく場合、各画素における液晶の存
在環境の差(具体的には、温度や電極間のセルギヤツプ
の差)は当然大きくなり、駆動電圧マージンが小さな液
晶では、表示エリア全体に良好な画像を得ることが出来
なくなる。
However, when the display area of such a matrix display device is expanded in practice, the difference in the existence environment of the liquid crystal in each pixel (specifically, the difference in the temperature and the cell gap between the electrodes) naturally increases, and the With a liquid crystal having a small voltage margin, a good image cannot be obtained over the entire display area.

以下実施例により本発明について更に詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1 下記例示化合物を下記重量部で混合し、液晶組成物1
−Aを作成した。
Example 1 A liquid crystal composition 1 was prepared by mixing the following exemplified compounds in the following parts by weight.
-A was created.

この液晶組成物1−Aに対して例示化合物1−5,2−
6をそれぞれ下記の重量部で混合し、液晶組成物1−B
を得た。
The exemplary compound 1-5,2-
6 were mixed in the following parts by weight, respectively, to obtain a liquid crystal composition 1-B
I got

次に、これらの液晶組成物を以下の手順で作製したセ
ルを用いて、光学的な応答を観察した。
Next, the optical response was observed using cells prepared from these liquid crystal compositions according to the following procedure.

2枚の1.1mm厚のガラス板を用意し、それぞれのガラ
ス板上にITO膜を形成し、電圧印加電極を作成し、さら
にこの上にSiO2を蒸着させ絶縁層とした。
Two glass plates having a thickness of 1.1 mm were prepared, an ITO film was formed on each of the glass plates, a voltage application electrode was formed, and SiO 2 was further deposited thereon to form an insulating layer.

この基板上にポリイミド樹脂前駆体[東レ(株)SP−
510]1.0%ジメチルアセトアミド溶液を回転数3000r.p.
mのスピンナーで15秒間塗布した。成膜後、60分間,300
℃加熱縮合焼成処理を施した。この時の塗膜の膜厚は約
120Åであった。
A polyimide resin precursor [Toray Co., Ltd. SP-
510] 1.0% dimethylacetamide solution at 3000 rpm.
It was applied for 15 seconds with a m spinner. After film formation, 300 minutes for 60 minutes
A heat condensation calcination treatment was performed at ℃. The film thickness at this time is about
It was 120Å.

この焼成後の被膜には、アセテート植毛布によるラビ
ング処理がなされ、その後イソプロピルアルコール液で
洗浄し、平均粒径1.5μmのシリカビーズを一方のガラ
ス板上に散布した後、それぞれのラビング処理軸が互い
に平行となる様にし、接着シール剤[リクソンボンド
(チツソ(株))]を用いてガラス板をはり合わせ、60
分間,100℃にて加熱乾燥しセルを作成した。このセルの
セル厚をベレツク位相板によって測定したところ約1.5
μmであった。
The baked film is subjected to a rubbing treatment with an acetate flocking cloth, then washed with an isopropyl alcohol solution, and silica beads having an average particle size of 1.5 μm are sprayed on one of the glass plates. The glass plates are glued together using an adhesive sealant [Rixon Bond (Chitsuso Co., Ltd.)] so that they are parallel to each other.
The cells were dried by heating at 100 ° C for minutes. When the cell thickness of this cell was measured with a Beret phase plate, about 1.5
μm.

このセルに上述の液晶組成物1−Bを等方性液体状態
で注入し、等方相から20℃/hで25℃まで徐冷することに
より、強誘電性液晶素子を作成した。
The liquid crystal composition 1-B described above was injected into this cell in an isotropic liquid state, and the cell was gradually cooled from the isotropic phase to 25 ° C. at a rate of 20 ° C./h, thereby producing a ferroelectric liquid crystal element.

この強誘電性液晶素子を用いて、前述した第4図に示
す駆動波形(1/3バイアス)で駆動電圧マージン△V(V
3−V1)を測定した。その結果を次に示す(尚、△tはV
2≒15Vとなる様設定)。
Using this ferroelectric liquid crystal element, the drive voltage margin ΔV (V
3 -V 1) was measured. The results are shown below (where Δt is V
2 Set to 15V).

さらに25℃における駆動電圧マージンの中央値に電圧
を設定して測定温度を変化させた場合駆動可能な温度差
(以下、駆動温度マージンという)は±3.4℃であっ
た。
Further, when the voltage was set at the center value of the drive voltage margin at 25 ° C. and the measured temperature was changed, the drivable temperature difference (hereinafter referred to as the drive temperature margin) was ± 3.4 ° C.

また、25℃におけるこの駆動時のコントラストは10で
あった。
The contrast at the time of this driving at 25 ° C. was 10.

比較例1 実施例1で使用した液晶組成物1−Bのうち例示化合
物No.1−5を混合せずに1−Aに対して例示化合物No.2
−6のみを混合した液晶組成物1−Cと例示化合物No.2
−6を混合せずに1−Aに対して例示化合物No.1−5の
みを混合した液晶組成物1−Dを作成した。
Comparative Example 1 Among the liquid crystal compositions 1-B used in Example 1, Exemplified Compound No. 2 was added to 1-A without mixing Exemplified Compound No. 1-5.
Liquid crystal composition 1-C in which only -6 was mixed and Exemplified Compound No. 2
A liquid crystal composition 1-D was prepared by mixing only Exemplified Compound No. 1-5 with 1-A without mixing -6.

液晶組成物1−Bを用いる代わりに液晶組成物1−A,
1−C及び1−Dをセル内に注入する以外は、全く実施
例1と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、駆動電
圧マージン△Vを測定した。その結果を次に示す。
Instead of using the liquid crystal composition 1-B, the liquid crystal composition 1-A,
Except for injecting 1-C and 1-D into the cell, a ferroelectric liquid crystal element was prepared in exactly the same manner as in Example 1, and the driving voltage margin ΔV was measured. The results are shown below.

さらに25℃における駆動温度マージンは、1−Aで±
2.2℃、1−Cで±2.6℃、1−Dで±2.5℃であった。
Further, the drive temperature margin at 25 ° C. is ± 1−A.
2.2 ° C, ± 2.6 ° C for 1-C and ± 2.5 ° C for 1-D.

実施例1と比較例1より明らかな様に、本発明による
液晶組成物1−Bを含有する強誘電性液晶素子の方が駆
動マージンは広がっており、環境温度の変化や、セルギ
ヤツプのバラツキに対して画像を良好に保つ能力にすぐ
れている。
As is clear from Example 1 and Comparative Example 1, the driving margin of the ferroelectric liquid crystal element containing the liquid crystal composition 1-B according to the present invention is wider, and the change in the environmental temperature and the variation in the cell gap are reduced. On the other hand, it has excellent ability to keep images good.

実施例2 下記例示化合物を下記重量部で混合し、液晶組成物2
−Aを作成した。
Example 2 A liquid crystal composition 2 was prepared by mixing the following exemplified compounds in the following parts by weight.
-A was created.

この液晶組成物2−Aに対して例示化合物1−5,2−
6をそれぞれ下記の重量部で混合し、液晶組成物2−B
を得た。
The exemplary compound 1-5,2-
6 were mixed in the following parts by weight, respectively, to obtain a liquid crystal composition 2-B
I got

液晶組成物1−Bをこの液晶組成物2−Bに代えたほ
かは実施例1と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成
し、実施例1と同様の方法で駆動電圧マージン△Vを測
定し、スイツチング状態等を観察した。この液晶素子内
の均一配向性は良好でありモノドメイン状態が得られ
た。測定結果を次に示す。
A ferroelectric liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 1 except that the liquid crystal composition 1-B was replaced with the liquid crystal composition 2-B, and the driving voltage margin ΔV was reduced in the same manner as in Example 1. It measured and observed the switching state etc. The uniform alignment in the liquid crystal element was good, and a monodomain state was obtained. The measurement results are shown below.

さらに、25℃における駆動温度マージンは、±3.6℃
であった。またこの温度における、この駆動時のコント
ラストは9であった。
Furthermore, the drive temperature margin at 25 ° C is ± 3.6 ° C
Met. The contrast at the time of this driving at this temperature was 9.

比較例2 実施例2で混合した液晶組成物2−Bのうち例示化合
物No.1−5を混合せずに2−Aに対して例示化合物No.2
−6のみを混合した液晶組成物2−Cと例示化合物No.2
−6を混合せずに2−Aに対して例示化合物No.1−5の
みを混合した液晶組成物2−Dを作成した。
Comparative Example 2 In the liquid crystal composition 2-B mixed in Example 2, Exemplified Compound No. 2 was added to 2-A without mixing Exemplified Compound No. 1-5.
Liquid crystal composition 2-C in which only -6 was mixed and Exemplified Compound No. 2
A liquid crystal composition 2-D was prepared by mixing only Exemplified Compound No. 1-5 with 2-A without mixing -6.

液晶組成物1−Bを用いる代わりに液晶組成物2−A,
2−C及び2−Dをセル内に注入する以外は、全く実施
例1と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、駆動電
圧マージン△Vを測定した。その結果を次に示す。
Instead of using the liquid crystal composition 1-B, the liquid crystal composition 2-A,
Except for injecting 2-C and 2-D into the cell, a ferroelectric liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 1, and the driving voltage margin ΔV was measured. The results are shown below.

さらに、25℃における駆動温度マージンは、2−Aで
±2.5℃,2−Cで±2.8℃,2−Dで±2.5℃であった。
Further, the drive temperature margins at 25 ° C. were ± 2.5 ° C. for 2-A, ± 2.8 ° C. for 2-C, and ± 2.5 ° C. for 2-D.

実施例2と比較例2より明らかな様に、本発明による
液晶性化合物2−Bを含有する強誘電性液晶素子の方が
駆動マージンは広がっており、環境温度の変化や、セル
ギヤツプのバラツキに対して画像を良好に保つ能力にす
ぐれている。
As is clear from Example 2 and Comparative Example 2, the ferroelectric liquid crystal device containing the liquid crystal compound 2-B according to the present invention has a wider driving margin, and is less susceptible to changes in environmental temperature and variations in cell gap. On the other hand, it has excellent ability to keep images good.

実施例3 実施例2で使用した液晶組成物2−Aに対して、以下
に示す例示化合物を以下に示す重量部で混合して液晶組
成物3−Bを得た。
Example 3 The liquid crystal composition 2-A used in Example 2 was mixed with the following exemplified compounds in the following parts by weight to obtain a liquid crystal composition 3-B.

これを用いた他は実施例1と同様の方法で強誘電性液
晶素子を作成し、実施例1と同様の方法で駆動マージン
を測定し、スイツチング状態等を観察した。この液晶素
子内の均一配向性は良好であり、モノドメイン状態が得
られた。測定結果を次に示す。
Except that this was used, a ferroelectric liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 1, the driving margin was measured in the same manner as in Example 1, and the switching state and the like were observed. The uniform alignment in the liquid crystal element was good, and a monodomain state was obtained. The measurement results are shown below.

さらに25℃における駆動温度マージンは、±3.4℃で
あった。またこの温度における、この駆動時のコントラ
ストは8であった。
Further, the drive temperature margin at 25 ° C. was ± 3.4 ° C. The contrast at the time of this driving at this temperature was 8.

比較例3 実施例3で使用した液晶組成物3−Bのうち例示化合
物No.2−14を混合せずに2−Aに対して例示化合物No.1
−20のみを混合した液晶組成物3−Cと例示化合物No.1
−20を混合せずに2−Aに対して例示化合物No.2−14の
みを混合した液晶組成物3−Dを作成した。
Comparative Example 3 Among the liquid crystal compositions 3-B used in Example 3, Exemplified Compound No. 1 was used for 2-A without mixing Exemplified Compound No. 2-14.
Liquid crystal composition 3-C in which only -20 was mixed and Exemplified Compound No. 1
A liquid crystal composition 3-D was prepared by mixing only Exemplified Compound No. 2-14 with 2-A without mixing -20.

液晶組成物1−Bを用いる代わりに液晶組成物2−A,
3−C及び3−Dをセル内に注入する以外は、全く実施
例1と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、駆動電
圧マージン△Vを測定した。その結果を次に示す。
Instead of using the liquid crystal composition 1-B, the liquid crystal composition 2-A,
Except for injecting 3-C and 3-D into the cell, a ferroelectric liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 1, and the driving voltage margin ΔV was measured. The results are shown below.

さらに25℃における駆動温度マージンは、2−Aは±
2.5℃、3−Cで±2.5℃、3−Dで±2.7℃であった。
Further, the drive temperature margin at 25 ° C.
2.5 ° C, ± 2.5 ° C for 3-C and ± 2.7 ° C for 3-D.

実施例3と比較例2より明らかな様に、本発明による
液晶組成物3−Bを含有する強誘電性液晶素子の方が駆
動マージンは広がっており、環境温度の変化や、セルギ
ヤツプのバラツキに対して画像を良好に保つ能力にすぐ
れている。
As is clear from Example 3 and Comparative Example 2, the driving margin of the ferroelectric liquid crystal element containing the liquid crystal composition 3-B according to the present invention is wider, and the driving margin is more affected by changes in environmental temperature and variations in cell gap. On the other hand, it has excellent ability to keep images good.

実施例4 実施例2で使用した液晶組成物2−Aに対して、以下
に示す例示化合物を以下に示す重量部で混合して液晶組
成物4−Bを得た。
Example 4 The liquid crystal composition 2-A used in Example 2 was mixed with the following exemplified compounds in the following parts by weight to obtain a liquid crystal composition 4-B.

これを用いた他は実施例1と同様の方法で強誘電性液
晶素子を作成し、実施例1と同様の方法で駆動マージン
を測定し、スイツチング状態等を観察した。この液晶素
子内の均一配向性は良好であり、モノドメイン状態が得
られた。測定結果を次に示す。
Except that this was used, a ferroelectric liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 1, the driving margin was measured in the same manner as in Example 1, and the switching state and the like were observed. The uniform alignment in the liquid crystal element was good, and a monodomain state was obtained. The measurement results are shown below.

さらに25℃における駆動温度マージンは、±3.6℃で
あった。またこの温度における、この駆動時のコントラ
ストは11であった。
Further, the drive temperature margin at 25 ° C. was ± 3.6 ° C. At this temperature, the contrast at the time of this drive was 11.

比較例4 実施例4で使用した液晶組成物4−Bのうち例示化合
物No.2−18を混合せずに2−Aに対して例示化合物No.1
−10のみを混合した液晶組成物4−Cと例示化合物No.1
−10を混合せずに2−Aに対して例示化合物No.2−18の
みを混合した液晶組成物4−Dを作成した。
Comparative Example 4 Among the liquid crystal compositions 4-B used in Example 4, Exemplified Compound No. 1 was used for 2-A without mixing Exemplified Compound No. 2-18.
Liquid crystal composition 4-C mixed with -10 only and Exemplified Compound No. 1
A liquid crystal composition 4-D was prepared by mixing only Exemplified Compound No. 2-18 with 2-A without mixing -10.

液晶組成物1−Bを用いる代わりに液晶組成物2−A,
4−C及び4−Dをセル内に注入する以外は、全く実施
例1と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、駆動電
圧マージン△Vを測定した。その結果を次に示す。
Instead of using the liquid crystal composition 1-B, the liquid crystal composition 2-A,
Except for injecting 4-C and 4-D into the cell, a ferroelectric liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 1, and the driving voltage margin ΔV was measured. The results are shown below.

さらに25℃における駆動温度マージンは、2−Aで±
2.3℃、4−Cで±2.7℃、4−Dで±2.5℃であった。
Further, the driving temperature margin at 25 ° C. is ± 2 ± A.
2.3 ° C, ± 2.7 ° C for 4-C and ± 2.5 ° C for 4-D.

実施例4と比較例4より明らかな様に、本発明による
液晶組成物4−Bを含有する強誘電性液晶素子の方が駆
動マージンは広がっており、環境温度の変化や、セルギ
ヤツプのバラツキに対して画像を良好に保つ能力にすぐ
れている。
As is clear from Example 4 and Comparative Example 4, the driving margin of the ferroelectric liquid crystal device containing the liquid crystal composition 4-B according to the present invention was wider, and the variation in the environmental temperature and the variation in the cell gap were reduced. On the other hand, it has excellent ability to keep images good.

実施例5 下記例示化合物を下記の重量部で混合し、液晶性組成
物5−Aを作成した。
Example 5 The following exemplified compounds were mixed in the following parts by weight to prepare a liquid crystal composition 5-A.

この液晶組成物5−Aに対して例示化合物1−20,2−
14をそれぞれ下記の重量部で混合し、液晶組成物5−B
を得た。
Exemplified compound 1-20,2- with respect to this liquid crystal composition 5-A
14 were mixed in the following parts by weight, respectively, to obtain a liquid crystal composition 5-B
I got

液晶組成物1−Bをこの液晶組成物5−Bに代えたほ
かは実施例1と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成
し、実施例1と同様の方法で駆動電圧マージン△Vを測
定し、スイツチング状態等を観察した。この液晶素子内
の均一配向性は良好でありモノドメイン状態が得られ
た。測定結果を次に示す。
A ferroelectric liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 1 except that the liquid crystal composition 1-B was replaced with the liquid crystal composition 5-B, and the driving voltage margin ΔV was reduced in the same manner as in Example 1. It measured and observed the switching state etc. The uniform alignment in the liquid crystal element was good, and a monodomain state was obtained. The measurement results are shown below.

さらに、25℃における駆動温度マージンは、±2.9℃
であった。またこの温度における、この駆動時のコント
ラストは9であった。
Furthermore, the drive temperature margin at 25 ° C is ± 2.9 ° C
Met. The contrast at the time of this driving at this temperature was 9.

比較例5 実施例5で混合した液晶組成物5−Bのうち例示化合
物No.2−14を混合せずに5−Aに対して例示化合物No.1
−20のみを混合した液晶組成物5−Cと、例示化合物N
o.1−20を混合せずに5−Aに対して例示化合物No.2−1
4のみを混合した液晶組成物5−Dを作成した。
Comparative Example 5 Among the liquid crystal compositions 5-B mixed in Example 5, Exemplified Compound No. 1 was added to 5-A without mixing Exemplified Compound No. 2-14.
Liquid crystal composition 5-C in which only -20 was mixed with Exemplified Compound N
Example Compound No. 2-1 to 5-A without mixing o.1-20
A liquid crystal composition 5-D in which only 4 was mixed was prepared.

液晶組成物1−Bを用いる代わりに液晶組成物5−A,
5−C及び5−Dをセル内に注入する以外は、全く実施
例1と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、駆動電
圧マージン△Vを測定した。その結果を次に示す。
Instead of using the liquid crystal composition 1-B, the liquid crystal composition 5-A,
Except for injecting 5-C and 5-D into the cell, a ferroelectric liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 1, and the driving voltage margin ΔV was measured. The results are shown below.

さらに、25℃における駆動温度マージンは、5−Aで
±1.9℃,5−Cで±2.1℃,5−Dで±2.2℃であった。
Further, the drive temperature margins at 25 ° C. were ± 1.9 ° C. for 5-A, ± 2.1 ° C. for 5-C, and ± 2.2 ° C. for 5-D.

実施例5と比較例5より明らかな様に、本発明による
液晶組成物5−Bを含有する強誘電性液晶素子の方向が
駆動マージンは広がっており、環境温度の変化や、セル
ギヤツプのバラツキに対して画像を良好に保つ能力にす
ぐれている。
As is clear from Example 5 and Comparative Example 5, the driving margin is wide in the direction of the ferroelectric liquid crystal device containing the liquid crystal composition 5-B according to the present invention. On the other hand, it has excellent ability to keep images good.

実施例6 実施例5で使用した液晶組成物5−Aに対して、以下
に示す例示化合物を以下に示す重量部で混合して液晶組
成物6−Bを得た。
Example 6 The liquid crystal composition 5-A used in Example 5 was mixed with the following exemplified compounds in the following parts by weight to obtain a liquid crystal composition 6-B.

これを用いた他は実施例1と同様の方法で強誘電性液
晶素子を作成し、実施例1と同様の方法で駆動マージン
を測定し、スイツチング状態等を観察した。この液晶素
子内の均一配向性は良好であり、モノドメイン状態が得
られた。測定結果を次に示す。
Except that this was used, a ferroelectric liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 1, the driving margin was measured in the same manner as in Example 1, and the switching state and the like were observed. The uniform alignment in the liquid crystal element was good, and a monodomain state was obtained. The measurement results are shown below.

さらに25℃における駆動温度マージンは、±2.8℃で
あった。またこの温度における、この駆動時のコントラ
ストは10であった。
Further, the drive temperature margin at 25 ° C. was ± 2.8 ° C. The contrast at the time of this driving at this temperature was 10.

比較例6 実施例6で使用した液晶組成物6−Bのうち例示化合
物No.2−18を混合せずに5−Aに対して例示化合物No.1
−10のみを混合した液晶組成物6−Cと例示化合物No.1
−10を混合せずに5−Aに対して例示化合物No.2−18の
みを混合した液晶組成物6−Dを作成した。
Comparative Example 6 In the liquid crystal composition 6-B used in Example 6, the compound No. 1 was added to the compound 5-A without mixing the compound No. 2-18.
Liquid crystal composition 6-C, which is a mixture of Ex.
A liquid crystal composition 6-D was prepared by mixing only Exemplified Compound No. 2-18 with 5-A without mixing -10.

液晶組成物1−Bを用いる代わりに液晶組成物5−A,
6−C及び6−Dをセル内に注入する以外は、全く実施
例1と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成し、駆動電
圧マージン△Vを測定した。その結果を次に示す。
Instead of using the liquid crystal composition 1-B, the liquid crystal composition 5-A,
Except for injecting 6-C and 6-D into the cell, a ferroelectric liquid crystal device was prepared in the same manner as in Example 1, and the driving voltage margin ΔV was measured. The results are shown below.

さらに25℃における駆動温度マージンは、5−Aで±
1.9℃、6−Cで±2.1℃、6−Dで±2.1℃であった。
Further, the driving temperature margin at 25 ° C.
1.9 ° C, ± 2.1 ° C for 6-C, and ± 2.1 ° C for 6-D.

実施例6と比較例6より明らかな様に、本発明による
液晶組成物6−Bを含有する強誘電性液晶素子の方が駆
動マージンは広がっており、環境温度の変化や、セルギ
ヤツプのバラツキに対して画像を良好に保つ能力にすぐ
れている。
As is clear from Example 6 and Comparative Example 6, the driving margin of the ferroelectric liquid crystal element containing the liquid crystal composition 6-B according to the present invention is wider, and the change in the environmental temperature and the variation in the cell gap are reduced. On the other hand, it has excellent ability to keep images good.

実施例7 実施例5及び比較例5で使用した液晶組成物5−B,5
−C,5−D,5−AをSiO2を用いずに、ポリイミド樹脂だけ
で配向制御層を作成した以外は全く実施例1と同様の方
法で強誘電性液晶素子を作成し、実施例1と同様の方法
で駆動電圧マージンを測定した。その結果を次に示す。
Example 7 Liquid crystal composition 5-B, 5 used in Example 5 and Comparative Example 5
A ferroelectric liquid crystal device was prepared in exactly the same manner as in Example 1 except that the alignment control layer was formed only of polyimide resin without using SiO 2 for -C, 5-D and 5-A. The drive voltage margin was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown below.

さらに25℃における駆動温度マージンは、 5−B ±3.1℃ 5−C ±2.2℃ 5−D ±2.3℃ 5−A ±2.0℃ であった。 Further, the drive temperature margin at 25 ° C. was: 5-B ± 3.1 ° C. 5-C ± 2.2 ° C. 5-D ± 2.3 ° C. 5-A ± 2.0 ° C.

実施例7より明らかな様に、素子構成を変えた場合で
も本発明に従う強誘電性液晶組成物5−Bを含有する素
子は、他の液晶組成物を含む素子に比べ実施例5と同様
に駆動マージンは広がっており、環境温度の変化や、セ
ルギヤツプのバラツキに対して画像を良好に保つ能力に
すぐれている。
As is clear from Example 7, even when the element configuration is changed, the element containing the ferroelectric liquid crystal composition 5-B according to the present invention is similar to Example 5 in comparison with elements containing other liquid crystal compositions. The drive margin is wide, and it is excellent in the ability to maintain an image satisfactorily against changes in environmental temperature and variations in cell gap.

実施例8〜13 実施例1,2,5で用いた例示化合物および液晶性組成物
に代えて表1に示した例示化合物および液晶性組成物を
各重量部で用い8−B〜13−Bの液晶性組成物を得た。
これらを用いた他は全く実施例1と同様の方法により強
誘電性液晶素子を作成し、実施例1と同様の方法で25℃
の駆動マージンを測定し、スイツチング状態等を観察し
た。作成した各々の液晶素子内の均一配向性は良好であ
り、モノドメイン状態が得られた。測定結果を表1に示
す。
Examples 8 to 13 Instead of the exemplified compounds and liquid crystalline compositions used in Examples 1, 2, and 5, the exemplified compounds and liquid crystalline compositions shown in Table 1 were used in parts by weight, and 8-B to 13-B Was obtained.
Except that these were used, a ferroelectric liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 1, and the temperature was adjusted to 25 ° C. in the same manner as in Example 1.
Was measured, and a switching state and the like were observed. The uniform alignment in each of the prepared liquid crystal elements was good, and a monodomain state was obtained. Table 1 shows the measurement results.

実施例8〜13より明らかな様に本発明による液晶性組
成物8−B〜13−Bを含有する強誘電性液晶素子は駆動
マージンは広がっており、環境温度の変化やセルギヤツ
プのバラツキに対して画像を良好に保つ能力にすぐれて
いる。
As is clear from Examples 8 to 13, the driving margin of the ferroelectric liquid crystal device containing the liquid crystal compositions 8-B to 13-B according to the present invention is wide, and the driving margin for the ferroelectric liquid crystal composition is varied with respect to the change of the environmental temperature and the variation of the cell gap. And the ability to keep images good.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の強誘電性液晶組成物を含有する素子は、スイ
ツチング特性が良好で駆動電圧マージンが大きく、素子
の表示エリア上にある程度の温度バラツキがあっても全
画素が良好にマトリクス駆動できる駆動温度マージンの
広がった液晶素子とすることができる。
The device containing the ferroelectric liquid crystal composition of the present invention has a good switching characteristic, a large driving voltage margin, and a driving temperature at which all the pixels can be satisfactorily driven in a matrix even if there is some temperature variation on the display area of the device. A liquid crystal element with a wide margin can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は強誘電性液晶を用いた液晶表示素子の一例の断
面概略図、 第2図および第3図は強誘電性液晶素子の動作説明のた
めに、素子セルの一例を模式的に表す斜視図、 第4図は実施例中で用いた駆動法の波形図、 第5図はマトリクス電極を配置した強誘電性液晶パネル
の平面図、 第6図は、第4図(B)に示す時系列駆動波形で実際の
駆動を行ったときの表示パターンの模式図、 第7図は、駆動電圧を変化させたときの透過率の変化を
表すつまりV−T特性図、 第1図において、 1……強誘電性液晶層 2……ガラス基板 3……透明電極 4……絶縁性配向制御層 5……スペーサー 6……リード線 7……電源 8……偏光板 9……光源 IO……入射光 I……透過光 第2図において、 21a……基板 21b……基板 22……強誘電性液晶層 23……液晶分子 24……双極子モーメント(P⊥) 第3図において、 31a……電圧印加手段 31b……電圧印加手段 33a……第1の安定状態 33b……第2の安定状態 34a……上向きの双極子モーメント 34b……下向きの双極子モーメント Ea……上向きの電界 Eb……下向きの電界
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal, and FIGS. 2 and 3 schematically show an example of an element cell for explaining the operation of the ferroelectric liquid crystal device. FIG. 4 is a perspective view, FIG. 4 is a waveform diagram of the driving method used in the embodiment, FIG. 5 is a plan view of a ferroelectric liquid crystal panel in which matrix electrodes are arranged, and FIG. 6 is FIG. FIG. 7 is a schematic diagram of a display pattern when actual driving is performed with a time-series driving waveform. FIG. 7 shows a change in transmittance when a driving voltage is changed, that is, a VT characteristic diagram. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ferroelectric liquid crystal layer 2 ... Glass substrate 3 ... Transparent electrode 4 ... Insulating alignment control layer 5 ... Spacer 6 ... Lead wire 7 ... Power supply 8 ... Polarizing plate 9 ... Light source I O ... Incident light I. transmitted light. In FIG. 2, 21a... Substrate 21b... Substrate 22... In FIG. 3, 31a... Voltage applying means 31b... Voltage applying means 33a... First stable state 33b... Second stable state 34a. Dipole moment 34b… Downward dipole moment Ea… Upward electric field Eb… Downward electric field

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩城 孝志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 森 省誠 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09K 19/42──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Iwaki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Makoto Mori 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo K Within Canon Inc. (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C09K 19/42

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記一般式(I) (式中、R1はC1〜C18の直鎖状又は分岐状のアルキル基
であり、R2はC1〜C14の直鎖状又は分岐状のアルキル基
であり、X1、X2は単結合、−O−、 である。mは0〜7、nは0又は1を示す。) で表される化合物の少なくとも1種と 下記一般式(II) (式中、R3、R4はアルコキシ基によって置換されていて
もよいC1〜C18の直鎖状又は分岐状のアルキル基であ
り、X3、X4は単結合、−O−、 であり、Yは−CH2O−又は−OCH2−である。p、qは1
又は2を示す。)で表される化合物の少なくとも1種と
を含有することを特徴とする強誘電性カイラルスメクチ
ック液晶組成物。
1. A compound represented by the following general formula (I) (Wherein, R 1 is a C 1 -C 18 linear or branched alkyl group, R 2 is a C 1 -C 14 linear or branched alkyl group, X 1 , X 2 is a single bond, -O-, It is. m represents 0 to 7, and n represents 0 or 1. ) And at least one compound represented by the following general formula (II) (Wherein, R 3 and R 4 are a C 1 to C 18 linear or branched alkyl group optionally substituted by an alkoxy group, and X 3 and X 4 are a single bond, —O—, And Y is —CH 2 O— or —OCH 2 —. p and q are 1
Or 2. A ferroelectric chiral smectic liquid crystal composition comprising at least one compound represented by the following formula:
【請求項2】下記一般式(I) (式中、R1はC1〜C18の直鎖状又は分岐状のアルキル基
であり、R2はC1〜C14の直鎖状又は分岐状のアルキル基
であり、X1、X2は単結合、−O−、 である。mは0〜7、nは0又は1を示す。) で表される化合物の少なくとも1種と 下記一般式(II) (式中、R3、R4はアルコキシ基によって置換されていて
もよいC1〜C18の直鎖状又は分岐状のアルキル基あり、X
3、X4は単結合、−O−、 であり、Yは−CH2O−又は−OCH2−である。p、qは1
又は2を示す。) で表される化合物の少なくとも1種とを含有する強誘電
性カイラルスメクチック液晶組成物を一対の電極基板間
に配置してなることを特徴とする液晶素子。
2. The following general formula (I) (Wherein, R 1 is a C 1 -C 18 linear or branched alkyl group, R 2 is a C 1 -C 14 linear or branched alkyl group, X 1 , X 2 is a single bond, -O-, It is. m represents 0 to 7, and n represents 0 or 1. ) And at least one compound represented by the following general formula (II) (Wherein, R 3 and R 4 are a C 1 to C 18 linear or branched alkyl group which may be substituted by an alkoxy group;
3 , X 4 is a single bond, -O-, And Y is —CH 2 O— or —OCH 2 —. p and q are 1
Or 2. A liquid crystal device comprising a ferroelectric chiral smectic liquid crystal composition containing at least one compound represented by the following formula:
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