JP3143061B2 - Antiferroelectric liquid crystal property improver and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same - Google Patents

Antiferroelectric liquid crystal property improver and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same

Info

Publication number
JP3143061B2
JP3143061B2 JP08127788A JP12778896A JP3143061B2 JP 3143061 B2 JP3143061 B2 JP 3143061B2 JP 08127788 A JP08127788 A JP 08127788A JP 12778896 A JP12778896 A JP 12778896A JP 3143061 B2 JP3143061 B2 JP 3143061B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
voltage
antiferroelectric liquid
antiferroelectric
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP08127788A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09291283A (en
Inventor
良彦 相原
浩之 最上谷
茂治 橋本
強 吉田
義則 名古屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Shell Sekiyu KK
Original Assignee
Showa Shell Sekiyu KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Shell Sekiyu KK filed Critical Showa Shell Sekiyu KK
Priority to JP08127788A priority Critical patent/JP3143061B2/en
Publication of JPH09291283A publication Critical patent/JPH09291283A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3143061B2 publication Critical patent/JP3143061B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、反強誘電性液晶用
特性改善剤およびそれを含む反強誘電性液晶組成物に関
する。
The present invention relates to an antiferroelectric liquid crystal property improving agent and an antiferroelectric liquid crystal composition containing the same.

【0002】[0002]

【従来技術】液晶表示素子は、1)低電圧作動性、2)
低消費電力性、3)薄形表示、4)受光型などの優れた
特徴を有するため、現在まで、TN方式、STN方式、
ゲスト−ホスト(Gest−Host)方式などが開発
され実用化されている。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices are 1) low-voltage operable 2).
Since it has excellent features such as low power consumption, 3) thin display, and 4) light receiving type, TN method, STN method,
A guest-host method has been developed and put into practical use.

【0003】しかし、現在広く利用されているネマチッ
ク液晶を用いたものは、応答速度が数msec〜数十m
secと遅い欠点があり、応用上種々の制約を受けてい
る。
However, those using nematic liquid crystals which are widely used at present have a response speed of several msec to several tens m.
There is a drawback of as slow as sec, and there are various restrictions in application.

【0004】これらの問題を解決するため、STN方式
や薄層トランジスタ方式などを用いたアクティブマトリ
ックス方式などが開発されたが、STN型表示素子は、
表示コントラストや視野角などの表示品位は優れたもの
となったが、セルギャップやチルト角の制御に高い精度
を必要とすることや応答がやや遅いことなどが問題とな
っている。薄膜トランジスタ方式は構造が複雑で製造時
の歩留りが低く、結果的に高価につく。
[0004] In order to solve these problems, an active matrix system using an STN system or a thin-layer transistor system has been developed.
Although the display quality such as the display contrast and the viewing angle has become excellent, there are problems such as the need for high accuracy in controlling the cell gap and the tilt angle and the slow response. The thin film transistor method has a complicated structure and a low production yield, resulting in high cost.

【0005】このため、応答性のすぐれた新しい液晶表
示方式の開発が要望されており、光学応答時間がμse
cオーダーと極めて短かい超高速デバイスが可能になる
強誘電性液晶の開発が試みられていた。
For this reason, there is a demand for the development of a new liquid crystal display system having excellent responsiveness, and the optical response time is μs
Attempts have been made to develop ferroelectric liquid crystals capable of realizing ultra-high-speed devices as short as c-orders.

【0006】強誘電性液晶は、1975年、Meyer
等によりDOBAMBC(p−デシルオキシベンジリデ
ン−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメート)が初
めて合成された(Le Journal de Phy
sique,36巻1975,L−69)。さらに、1
980年、ClarkとLagawallによりDOB
AMBCのサブマイクロ秒の高速応答、メモリー特性な
ど表示デバイス上の特性が報告されて以来、強誘電性液
晶が大きな注目を集めるようになった〔N.A.Cla
rk,etal.,Appl.Phys.Lett.3
6.899(1980)〕。しかし、彼らの方式には、
実用化に向けて多くの技術的課題があり、特に室温でデ
ィスプレーに要求される実用特性を満足する強誘電性液
晶はほとんど無く、表示ディスプレーに不可欠な液晶分
子の配列制御に有効かつ実用的な方法も確立されていな
かった。
[0006] Ferroelectric liquid crystals were introduced in 1975 by Meyer.
DOBMMBC (p-decyloxybenzylidene-p-amino-2-methylbutylcinnamate) was synthesized for the first time (Le Journal de Phys).
sque, 36, 1975, L-69). In addition, 1
DOB by Clark and Lagwall in 980
Ferroelectric liquid crystals have attracted much attention since properties on display devices such as high-speed response of submicroseconds of AMBC and memory characteristics have been reported [N. A. Cla
rk, et al. , Appl. Phys. Lett. 3
6.899 (1980)]. However, their scheme includes
There are many technical issues for practical use, and there is almost no ferroelectric liquid crystal that satisfies the practical characteristics required for displays at room temperature, and it is effective and practical for controlling the alignment of liquid crystal molecules indispensable for display displays. The method was not well established.

【0007】この報告以来、液晶材料/デバイス両面か
らの様々な試みがなされ、ツイスト二状態間のスイッチ
ングを利用した表示デバイスが試作され、それを用いた
高速電気光学装置も例えば特開昭56−107216号
などで提案されているが、高いコントラストや適正なし
きい値特性は得られていない。
[0007] Since this report, various attempts have been made from both sides of the liquid crystal material / device, and a display device utilizing switching between two twisted states has been trial-produced. No. 107216, but high contrast and proper threshold characteristics have not been obtained.

【0008】このような視点から他のスイッチング方式
についても探索され、過渡的な散乱方式が提案された。
その後、1988年に本発明者らによる三安定状態を有
する液晶の三状態スイッチング方式が報告された〔A.
D.L.Chandani,T.Hagiwara,
Y.Suzuki etal.,Japan.J.of
Appl.Phys.,27,(5),L729−L7
32(1988)〕。
[0008] From such a viewpoint, other switching methods have been searched, and a transient scattering method has been proposed.
Then, in 1988, the present inventors reported a three-state switching method of a liquid crystal having a tristable state [A.
D. L. Chandani, T .; Hagiwara,
Y. Suzuki et al. , Japan. J. of
Appl. Phys. , 27, (5), L729-L7
32 (1988)].

【0009】前記「三安定状態を有する」とは、第一の
電極基板と所定の間隙を隔てて配置されている第二の電
極基板との間に反強誘電性液晶が挟まれてなる液晶電気
光学装置において、前記第一及び第二の電極基板に電界
形成用の電圧が印加されるよう構成されており、図1A
で示される三角波として電圧を印加したとき、前記反強
誘電性液晶が、無電界時に分子配向が第一の安定状態
〔図3(a)〕になり、液晶電気光学装置の透過率が第
一の安定状態(図1Dの2)を示し、かつ、電界印加時
に一方の電界方向に対し分子配向が前記第一の安定状態
とは異なる第二の安定状態〔図3(b)〕になり液晶電
気光学装置の透過率が第2の安定状態(図1Dの3)を
示し、さらに他方の電界方向に対し前記第一及び第二の
安定状態とは異なる第三の分子配向安定状態〔図3
(c)〕になり液晶電気光学装置の透過率が第三の安定
状態(図1Dの1)を示すことを意味する。なお、この
三安定状態を利用する液晶電気光学装置については、本
出願人は特願昭63−70212号として出願し、特開
平2−153322号として公開されている。
The above-mentioned "having a tristable state" refers to a liquid crystal in which an antiferroelectric liquid crystal is sandwiched between a first electrode substrate and a second electrode substrate disposed with a predetermined gap. In the electro-optical device, a voltage for forming an electric field is applied to the first and second electrode substrates.
When a voltage is applied as a triangular wave represented by the following formula, the molecular orientation of the antiferroelectric liquid crystal becomes a first stable state [FIG. 3 (a)] when no electric field is applied, and the transmittance of the liquid crystal electro-optical device becomes first. And the liquid crystal becomes a second stable state [FIG. 3 (b)] in which the molecular orientation in one electric field direction differs from the first stable state when an electric field is applied. The transmittance of the electro-optical device shows a second stable state (3 in FIG. 1D), and a third molecular orientation stable state different from the first and second stable states in the other electric field direction [FIG.
(C)], which means that the transmittance of the liquid crystal electro-optical device shows a third stable state (1 in FIG. 1D). The applicant of the present invention has applied for a liquid crystal electro-optical device utilizing the tristable state as Japanese Patent Application No. 63-70212 and published as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-153322.

【0010】三安定状態を示す反強誘電性液晶の特徴を
さらに詳しく説明する。クラーク/ラガウェル(Cla
rk−Lagawall)により提案された表面安定化
強誘電性液晶素子では、S*C相において強誘電性液晶分
子が図2(a)および(b)のように一方向に均一配向
した2つの安定状態を持ち、印加電界の方向により、ど
ちらか一方の状態に安定化され、電界を切ってもその状
態が保持される。
The characteristics of the antiferroelectric liquid crystal exhibiting a tristable state will be described in more detail. Clark / Ragawell (Cla
In the surface-stabilized ferroelectric liquid crystal device proposed by rk-Lagawall, two ferroelectric liquid crystal molecules are uniformly aligned in one direction in the S * C phase as shown in FIGS. 2A and 2B. It has a state and is stabilized in one of the states depending on the direction of the applied electric field, and that state is maintained even when the electric field is cut off.

【0011】しかしながら実際には、強誘電性液晶分子
の配向状態は、液晶分子のダイレクターが捩れたツイス
ト二状態を示したり、層がくの字に折れ曲ったシエブロ
ン構造を示す。シエブロン層構造では、スイッチング角
が小さくなり低コントラストの原因になるなど、実用化
へ向けて大きな障害になっている。一方、“反”強誘電
性液晶は三安定状態を示すSmC*A相では、上記液晶電
気光学装置において、無電界時には、図3(a)に示す
ごとく隣り合う層毎に分子は逆方向に傾き反平行に配列
し、液晶分子の双極子はお互に打ち消し合っている。し
たがって、液晶層全体として自発分極は打ち消されてい
る。この分子配列を示す液晶相は、図1Dの2に対応し
ている。
However, in practice, the orientation state of the ferroelectric liquid crystal molecules shows a twisted two state in which the director of the liquid crystal molecules is twisted, or shows a Chevron structure in which the layer is bent in a square shape. In the case of the Chevron layer structure, the switching angle becomes small and causes a low contrast, which is a major obstacle for practical use. On the other hand, in the SmC * A phase in which the “anti” ferroelectric liquid crystal shows a tristable state, in the above-mentioned liquid crystal electro-optical device, when there is no electric field, as shown in FIG. The dipoles of the liquid crystal molecules are arranged to be antiparallel to each other and cancel each other. Therefore, the spontaneous polarization is canceled in the entire liquid crystal layer. The liquid crystal phase showing this molecular arrangement corresponds to 2 in FIG. 1D.

【0012】さらに、(+)又は(−)のしきい値より
充分大きい電圧を印加すると、図3(b)および(c)
に示すごとく液晶分子が同一方向に傾き、平行に配列す
る。この状態では、分子の双極子も同一方向に揃うため
自発分極が発生し、強誘電相となる。
Further, when a voltage sufficiently higher than the threshold value of (+) or (-) is applied, FIGS.
The liquid crystal molecules are inclined in the same direction and are arranged in parallel as shown in FIG. In this state, the dipoles of the molecules are also aligned in the same direction, so that spontaneous polarization occurs and a ferroelectric phase is formed.

【0013】“反”強誘電性液晶のSmC*A相において
は、無電界時の“反”強誘電相と印加電界の極性による
2つの強誘電相が安定になり、“反”強誘電相と2つの
強誘電相間を直流的しきい値をもって三安定状態間をマ
イクロセカンドオーダーの高速スイッチングを行うもの
である。すなわち、印加電界の極性と大きさにより液晶
の分子配列が変化して、液晶の光学軸を三状態に変化さ
せることができ、このような液晶の三状態を一対の偏光
板にはさみ込むことにより電気光学的表示装置として用
いることができる。交流三角波の印加電圧に対して光透
過率をプロットすると図4のようなダブル・ヒステリシ
スを示す。このダブル・ヒステリシスに、図4の(A)
に示すようにバイアス電圧を印加して、さらにパルス電
圧を重畳することによりメモリー効果を実現できる特徴
を有する。
In the SmC * A phase of the “anti” ferroelectric liquid crystal, the “anti” ferroelectric phase in the absence of an electric field and the two ferroelectric phases depending on the polarity of the applied electric field are stable, and the “anti” ferroelectric phase is stable. And high-speed switching in the microsecond order between the three stable states with a DC threshold value between the two ferroelectric phases. That is, the molecular arrangement of the liquid crystal changes according to the polarity and magnitude of the applied electric field, and the optic axis of the liquid crystal can be changed to three states. By sandwiching such three states of the liquid crystal between a pair of polarizing plates, It can be used as an electro-optical display device. When the light transmittance is plotted against the applied voltage of the AC triangular wave, a double hysteresis as shown in FIG. 4 is shown. This double hysteresis is shown in FIG.
As shown in (1), a memory effect can be realized by applying a bias voltage and further superimposing a pulse voltage.

【0014】そして、“反”強誘電性液晶では、プラス
側とマイナス側の両方のヒステリシスを交互に使い画像
表示を行なうことができるため、自発分極に基づく内部
電界の蓄積による画像の残像現象を防止することができ
る。さらに、電界印加により強誘電相は層がストレッチ
され、ブックシエルフ構造となる。一方、第一安定状態
の“反”強誘電相では類似ブックシエルフ構造となる。
この電界印加による層構造スイッチングが液晶層に動的
シエアーを与えるため駆動中に配向欠陥が改善され、良
好な分子配向が実現できる。
In the "anti" ferroelectric liquid crystal, an image can be displayed by alternately using both the positive side and the negative side of the hysteresis. Can be prevented. Further, the layer of the ferroelectric phase is stretched by the application of an electric field, and a bookshelf structure is formed. On the other hand, the "anti" ferroelectric phase in the first stable state has a similar bookshelf structure.
Since the layer structure switching by the application of the electric field gives dynamic shear to the liquid crystal layer, alignment defects are improved during driving, and good molecular alignment can be realized.

【0015】以上のように、“反”強誘電性液晶は、
1)高速応答が可能で、2)高いコントラストと広い視
野角および3)良好な配向特性とメモリー効果が実現で
きる、非常に有用な液晶化合物と言える。
As described above, the "anti" ferroelectric liquid crystal is
It can be said that this is a very useful liquid crystal compound that can achieve 1) high-speed response, 2) high contrast and a wide viewing angle, and 3) excellent alignment characteristics and a memory effect.

【0016】“反”強誘電性液晶の三安定状態を示す液
晶相については、1)A.D.L.Chandani
etal.,Japan J.Appl.Phys.,2
8,L−1265(1989)および2)H.Orih
ara etal.,Japan J.Appl.Ph
ys.,29,L−333(1990)に報告されてお
り、“反”強誘電的性質にちなみS*C A相(Anti
ferroelectric Smectic C
*相)と命名しているが本発明者らは、この液晶相が三
安定状態間のスイッチングを行なうためS*(3)相(本明
細書ではSmC*A相と表示)と定義した。
The liquid crystal phase showing a tristable state of the "anti" ferroelectric liquid crystal is described in 1) A. D. L. Chandani
et al., Japan J. et al. Appl. Phys., 2
8, L-1265 (1989) and 2) H. Orih
ara et al., Japan J. et al. Appl. Ph
ys., 29, L-333 (1990), and based on the "anti" ferroelectric properties, the S * CA phase (Anti
ferroelectric Smatic C
* Phase) has been named inventors, the liquid crystal phase is in the S * (3) phase (herein for performing switching between three stable states is defined as SmC * A phase display) and.

【0017】三安定状態を示す“反”強誘電相SmC*A
を相系列に有する液晶化合物は、本発明者の出願した特
開平1−316367号、特開平1−316372号、
特開平1−316339号、特開平2−28128号及
び市橋等の特開平1−213390号公報があり、また
三安定状態を利用した液晶電気光学装置としては本出願
人は特開平2−40625号、特開平2−153322
号、特開平2−173724号において新しい提案を行
っている。
"Anti" ferroelectric phase SmC * A showing tristable state
Are in the phase series, JP-A-1-316367, JP-A-1-316372, filed by the present inventors,
There are JP-A-1-316339, JP-A-2-28128, and JP-A-1-213390 such as Ichihashi. As a liquid crystal electro-optical device utilizing a tristable state, the applicant of the present invention discloses JP-A-2-40625. JP-A-2-153322
And Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-173724.

【0018】前述した表示装置に用いられる反強誘電性
液晶に要求される材料特性は、主として 1)動作温度
範囲、2)応答速度、3)ヒステリシス特性、4)表示
コントラスト等が挙げられる。
The material characteristics required for the antiferroelectric liquid crystal used in the above-mentioned display device mainly include 1) an operating temperature range, 2) a response speed, 3) a hysteresis characteristic, and 4) a display contrast.

【0019】これら反強誘電性液晶は、従来からの液晶
に較べて、その光学応答時間が短かく、高速デバイスと
しての可能性を切り開くものとして注目されているが、
この光学応答時間は、短ければ短いほど、液晶の用途を
拡大するので、応答時間の短縮は重要なテーマである。
また、反強誘電性液晶の潜在的課題は閾値電圧が高すぎ
ることであり、これを低くすることが大切である。
Although these antiferroelectric liquid crystals have a shorter optical response time than conventional liquid crystals, they have attracted attention as one that opens up the possibility as a high-speed device.
The shorter the optical response time is, the wider the application of the liquid crystal is. Therefore, the reduction of the response time is an important theme.
Further, a potential problem of the antiferroelectric liquid crystal is that the threshold voltage is too high, and it is important to lower the threshold voltage.

【0020】従来から開発されている反強誘電性液晶組
成物の多くは、室温以下の温度範囲における応答速度が
遅いために、液晶素子に動画を描かせる信号を加えた場
合にはコントラストが低下してしまい、見にくくなると
いう傾向があった。
Many of the conventionally developed antiferroelectric liquid crystal compositions have a low response speed in a temperature range of room temperature or lower, so that when a signal for causing a liquid crystal element to draw a moving image is applied, the contrast is reduced. And tended to be difficult to see.

【0021】また、一般的に反強誘電性液晶において
は、反強誘電性相から強誘電性相へ転移するのに必要な
閾値電圧あるいは飽和電圧は、温度の低下とともに高く
なるので、室温以下の領域ではICの供給可能電圧の限
界を超えてしまう場合がしばしばあった。後者の場合に
は、もちろん、ICの耐圧を高くすれば対応できるが、
決してコスト的には得策なことではない。
In general, in an antiferroelectric liquid crystal, a threshold voltage or a saturation voltage required for a transition from an antiferroelectric phase to a ferroelectric phase increases with a decrease in temperature. In many cases, the limit of the supply voltage of the IC is exceeded. In the latter case, of course, it can be handled by increasing the breakdown voltage of the IC.
It's not a cost advantage.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、閾値
電圧および飽和電圧を低下させ、室温領域以下の温度に
おける応答速度を改善する反強誘電性液晶用特性改善剤
およびこれを含む反強誘電性液晶組成物を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an antiferroelectric liquid crystal property improving agent which lowers the threshold voltage and the saturation voltage and improves the response speed at a temperature lower than the room temperature range. An object of the present invention is to provide a dielectric liquid crystal composition.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、下記一
般式〔1〕
Means for Solving the Problems A first aspect of the present invention is the following general formula [1]:

【化2】 (式中、CfはCH基あるいはCF基を表わし、m
は6〜12、nは2〜10の整数であり、*は光学活性
炭素を表わす)で表わされる化合物であることを特徴と
する反強誘電性液晶用特性改善剤に関する。
Embedded image (Wherein, Cf represents a CH 3 group or a CF 3 group;
Is an integer of 6 to 12, n is an integer of 2 to 10, and * represents an optically active carbon).

【0024】本発明の第二は、請求項1記載の反強誘電
性液晶用特性改善剤を少なくとも1種以上含有すること
を特徴とする反強誘電性液晶組成物に関する。
The second aspect of the present invention relates to an antiferroelectric liquid crystal composition comprising at least one kind of the property improving agent for antiferroelectric liquid crystal according to claim 1.

【0025】前記反強誘電性液晶組成物において、前記
一般式〔1〕で表わされる化合物は反強誘電性液晶組成
物に対し、0.1〜20重量%、好ましくは0.5〜1
0重量%を使用することが好ましい。
In the antiferroelectric liquid crystal composition, the compound represented by the general formula [1] is 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 1% by weight based on the antiferroelectric liquid crystal composition.
It is preferred to use 0% by weight.

【0026】前記反強誘電性液晶用特性改善剤は、例え
ば下記の方法により合成することができる。
The antiferroelectric liquid crystal property improving agent can be synthesized, for example, by the following method.

【化3】 (式中、Cf、m、nおよび*は前記と同一である)Embedded image (Wherein, Cf, m, n and * are the same as described above)

【0027】本発明における液晶の電気光学特性(閾値
電圧、飽和電圧および応答速度)の測定方法は下記の通
りである。ラビング処理したポリイミド配向膜を透明電
極基板上に有する、セル厚2μmの液晶セルに液晶組成
物を等方相において充填し、液晶配向セルを作製した。
作製した液晶セルを0.1〜1.0℃/min.の温度
勾配で徐冷して液晶を析出させる。この液晶セルを2枚
の偏光板を直交させた光電子増倍管付き偏光顕微鏡に電
圧0Vの状態で暗視野となるように配置した。液晶組成
物が反強誘電相であるときに、セルに±40V、1Hz
の三角波電圧を印加したときの光の相対透過率を、印加
した電圧に対してグラフ化すると図5のようになる。図
に示すようにプラス電圧を印加したときと、マイナス電
圧を印加したときとで、ほぼ左右対称な二つのヒステリ
シスを有することが特徴である。図中に示すように、印
加するプラス電圧(マイナス電圧)を大きくしていく
(小さくしていく)過程で、相対透過率が10%になる
電圧を閾値電圧V1、印加するプラス電圧(マイナス電
圧)を大きくしていく(小さくしていく)過程で、相対
透過率が90%になる電圧を飽和電圧V2、印加するプ
ラス電圧(マイナス電圧)を小さくしていく(大きくし
ていく)過程で、相対透過率が90%になる電圧を閾値
電圧V3と定義することにする。
The method for measuring the electro-optical characteristics (threshold voltage, saturation voltage and response speed) of the liquid crystal in the present invention is as follows. A 2 μm thick liquid crystal cell having a rubbed polyimide alignment film on a transparent electrode substrate was filled with a liquid crystal composition in an isotropic phase to prepare a liquid crystal alignment cell.
The prepared liquid crystal cell was charged at 0.1 to 1.0 ° C / min. The liquid crystal is precipitated by gradually cooling at a temperature gradient of (2). This liquid crystal cell was placed in a polarizing microscope equipped with a photomultiplier tube in which two polarizing plates were orthogonal to each other so as to provide a dark field at a voltage of 0V. When the liquid crystal composition is in the anti-ferroelectric phase, the voltage is ± 40 V, 1 Hz
FIG. 5 is a graph of the relative transmittance of light when the triangular wave voltage is applied with respect to the applied voltage. As shown in the figure, it is characterized by having two substantially symmetrical hysteresis when a plus voltage is applied and when a minus voltage is applied. As shown in the figure, in the process of increasing (decreasing) the applied positive voltage (minus voltage), the voltage at which the relative transmittance becomes 10% is set to the threshold voltage V 1 and the applied positive voltage (minus voltage). In the process of increasing (decreasing) the voltage, the voltage at which the relative transmittance becomes 90% is the saturation voltage V 2 , and the applied plus voltage (minus voltage) is reduced (increased). in the process, the relative transmittance to define a voltage which is 90% and the threshold voltage V 3.

【0028】セルに図6に示すような±50Vの矩形波
を印加したときの光の相対透過率の変化から応答速度
τ、τr、τdを求めることができる。τは強誘電状態
(具体的にはマイナス側の矩形波電圧終了時)から反強
誘電相の状態を経由して次の強誘電状態(具体的にはプ
ラス側の矩形波電圧印加により相対透過率が90%に達
したとき)になるまでの時間である。τrは反強誘電相
の状態(具体的には矩形波電圧をかけたとき)から、強
誘電状態(具体的には相対透過率が90%に達したと
き)に転移するまでの時間であり、τdは強誘電状態
(具体的には矩形波電圧終了時)から、反強誘電相の状
態(具体的には相対透過率が10%に達したとき)に転
移するまでの時間である。いずれも、単位はμsec.
である。
The response speeds τ, τr, and τd can be obtained from changes in the relative transmittance of light when a rectangular wave of ± 50 V as shown in FIG. 6 is applied to the cell. τ is transmitted from the ferroelectric state (specifically, at the end of the negative rectangular wave voltage) to the next ferroelectric state via the antiferroelectric phase state (specifically, by the application of the positive rectangular wave voltage, the relative transmission). (When the rate reaches 90%). τr is a time required for a transition from an antiferroelectric phase state (specifically, when a rectangular wave voltage is applied) to a ferroelectric state (specifically, when a relative transmittance reaches 90%). , Τd are the times required for transition from the ferroelectric state (specifically at the end of the rectangular wave voltage) to the antiferroelectric phase state (specifically, when the relative transmittance reaches 10%). In each case, the unit is μsec.
It is.

【0029】反強誘電相の状態からプラス(あるいはマ
イナス)側に電圧を印加していく過程で、強誘電相へ転
移する前に相対透過率が徐々に大きくなる現象がある。
実際のディスプレイではV3より大きくV1より小さい直
流バイアス電圧を印加した状態で、パルス電圧を印加し
て駆動することになるので、反強誘電状態における光洩
れはコントラストを低下させる原因となる。この反強誘
電状態における光洩れを次のように定量的に評価するこ
とにした。無電圧の状態からプラス(あるいはマイナ
ス)側に電圧を印加していく過程における相対透過率を
印加電圧に対して二階差分して、この時の値が2になる
ときの電圧を求めた。そして、相対透過率−印加電圧曲
線から相当する電圧における相対透過率を求め、この値
を鍋底率として定義した。鍋底率が小さいほど、光洩れ
が少ないことを意味している。
In the process of applying a voltage to the plus (or minus) side from the state of the antiferroelectric phase, there is a phenomenon that the relative transmittance gradually increases before the transition to the ferroelectric phase.
In actual state of applying the large V 1 is less than the DC bias voltage than V 3 denotes a display, it means that is driven by applying a pulse voltage, light leakage in the antiferroelectric state causes a decrease in contrast. Light leakage in the antiferroelectric state was quantitatively evaluated as follows. The relative transmittance in the process of applying a voltage to the plus (or minus) side from the no-voltage state was second-order-differential to the applied voltage, and the voltage at which the value at this time became 2 was obtained. Then, a relative transmittance at a corresponding voltage was obtained from a relative transmittance-applied voltage curve, and this value was defined as a pot bottom ratio. The smaller the pot bottom ratio, the less light leakage.

【0030】[0030]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれにより限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.
The present invention is not limited by this.

【0031】製造例(実施例1、2、3において用いた
下記式の反強誘電性液晶用特性改善剤の製法)
Production Examples (Production of antiferroelectric liquid crystal property improver of the following formula used in Examples 1, 2 and 3)

【化4】 反応式は下記に示す。R体2−オクタノール0.3gを
100mlのジクロロメタン中に溶解させ、トリエチル
アミン0.24g、ジメチルアミノピリジン0.09g
を添加し十分に撹拌した。4−オクチルフェニル安息香
酸クロライド0.87gを少しずつ、この溶液に添加
し、室温、窒素雰囲気下で約15時間撹拌した。この反
応溶液を水中に展開し、0.1NのHCl水溶液および
0.1NのNaOH水溶液を用いて水層を中性にして有
機溶媒層を抽出する。この有機溶媒層を過剰量の硫酸マ
グネシウムを用いて乾燥させ、その後ジクロロメタンを
留去する。この粗製物をシリカゲルクロマトグラフィー
(展開溶媒:ヘキサン/酢酸エチル=10.0:0.
5)において分離する。エタノール再結晶を行い、目的
化合物である、4−オクチルフェニル安息香酸2−オク
タノールエステル0.26gを得た。
Embedded image The reaction formula is shown below. 0.3 g of R-form 2-octanol was dissolved in 100 ml of dichloromethane, and 0.24 g of triethylamine and 0.09 g of dimethylaminopyridine were dissolved.
Was added and stirred well. 0.87 g of 4-octylphenylbenzoic acid chloride was added little by little to this solution, and the mixture was stirred at room temperature under a nitrogen atmosphere for about 15 hours. The reaction solution is developed in water, and the aqueous layer is neutralized with a 0.1N aqueous HCl solution and a 0.1N aqueous NaOH solution to extract an organic solvent layer. The organic solvent layer is dried using an excess amount of magnesium sulfate, and then dichloromethane is distilled off. The crude product was subjected to silica gel chromatography (developing solvent: hexane / ethyl acetate = 10.0: 0.
Separate in 5). Recrystallization from ethanol gave 0.26 g of 4-octylphenylbenzoic acid 2-octanol ester as the target compound.

【0032】[0032]

【化5】 Embedded image

【0033】比較例1 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−ヘキシルオキシ
カルボニル)フェニル−4′−n−デシルオキシビフェ
ニル−4−カルボキシレート
Comparative Example 1 4- (1,1,1-trifluoro-2-hexyloxycarbonyl) phenyl-4'-n-decyloxybiphenyl-4-carboxylate

【化6】 と4−(1,1,1−トリフルオロ−2−ヘキシルオキ
シカルボニル)フェニル−4′−n−ウンデシルオキシ
ビフェニル−4−カルボキシレート
Embedded image And 4- (1,1,1-trifluoro-2-hexyloxycarbonyl) phenyl-4'-n-undecyloxybiphenyl-4-carboxylate

【化7】 と4−(1,1,1−トリフルオロ−2−ヘキシルオキ
シカルボニル)フェニル−4′−n−デシルビフェニル
−4−カルボキシレート
Embedded image And 4- (1,1,1-trifluoro-2-hexyloxycarbonyl) phenyl-4'-n-decylbiphenyl-4-carboxylate

【化8】 とを重量分率で28.7:31.7:39.6の割合で
混合した反強誘電性液晶組成物を作製した。この反強誘
電性液晶組成物をポリイミドを塗布しラビング処理を施
した透明電極付ガラスからなる厚さ2μmのセルに注入
し、ホットステージ付偏向顕微鏡観察による相転移温度
(昇温時のデータ、℃)は下記表の通りである。
Embedded image Were mixed at a weight fraction of 28.7: 31.7: 39.6 to produce an antiferroelectric liquid crystal composition. The antiferroelectric liquid crystal composition is injected into a 2 μm-thick cell made of glass with a transparent electrode which has been coated with polyimide and rubbed, and subjected to phase transition temperature (data at the time of temperature increase, ° C) is as shown in the table below.

【表1】 [Table 1]

【0034】また、70℃、50℃、30℃および20
℃における応答速度τr、τd、τを表3に示す。さら
に50℃および30℃における閾値電圧V1、飽和電圧
2、鍋底率を表4に示す。
Further, 70 ° C., 50 ° C., 30 ° C. and 20 ° C.
Table 3 shows the response speeds τr, τd, and τ at ° C. Further, Table 4 shows the threshold voltage V 1 , the saturation voltage V 2 , and the pot bottom ratio at 50 ° C. and 30 ° C.

【0035】実施例1 比較例1で作製した反強誘電性液晶組成物に対してExample 1 With respect to the antiferroelectric liquid crystal composition prepared in Comparative Example 1,

【化9】 を重量分率で5%添加した反強誘電性液晶組成物を作製
した。
Embedded image Was added at a weight fraction of 5% to produce an antiferroelectric liquid crystal composition.

【0036】この反強誘電性液晶組成物の昇温時に前記
方法で測定した相転移温度(℃)は表2の通りである。
Table 2 shows the phase transition temperature (° C.) measured by the above method when the temperature of the antiferroelectric liquid crystal composition was raised.

【表2】 [Table 2]

【0037】また、70℃、50℃、30℃および20
℃における応答速度τr、τd、τを表3に示す。さら
に50℃および30℃における閾値電圧V1、飽和電圧
2、鍋底率を表4に示す。
Further, at 70 ° C., 50 ° C., 30 ° C. and 20 ° C.
Table 3 shows the response speeds τr, τd, and τ at ° C. Further, Table 4 shows the threshold voltage V 1 , the saturation voltage V 2 , and the pot bottom ratio at 50 ° C. and 30 ° C.

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【表4】 [Table 4]

【0039】比較例2 4−(2−オクチルオキシカルボニル)フェニル−4′
−n−ノニルオキシ−2−フルオロビフェニル−4−カ
ルボキシレート
Comparative Example 2 4- (2-octyloxycarbonyl) phenyl-4 '
-N-nonyloxy-2-fluorobiphenyl-4-carboxylate

【化10】 と4−(2−オクチルオキシカルボニル)3−フルオロ
フェニル−4′−n−ノニルオキシ−2−フルオロビフ
ェニル−4−カルボキシレート
Embedded image And 4- (2-octyloxycarbonyl) 3-fluorophenyl-4'-n-nonyloxy-2-fluorobiphenyl-4-carboxylate

【化11】 とを重量分率で50.0:50.0の割合で混合した反
強誘電性液晶組成物を作製した。
Embedded image Was mixed at a weight fraction of 50.0: 50.0 to prepare an antiferroelectric liquid crystal composition.

【0040】この反強誘電性液晶組成物の昇温時に前記
方法で測定した相転移温度(℃)は表5の通りである。
Table 5 shows the phase transition temperature (° C.) measured by the above method when the temperature of the antiferroelectric liquid crystal composition was raised.

【表5】 [Table 5]

【0041】また、70℃、50℃、30℃および20
℃における応答速度τr、τd、τを表7に示す。さら
に50℃および30℃における閾値電圧V1、飽和電圧
2、鍋底率を表8に示す。
Further, at 70 ° C., 50 ° C., 30 ° C. and 20 ° C.
Table 7 shows the response speeds τr, τd, and τ at ° C. Table 8 shows the threshold voltage V 1 , the saturation voltage V 2 , and the pot bottom ratio at 50 ° C. and 30 ° C.

【0042】実施例2 比較例2で作製した反強誘電性液晶組成物に対して、Example 2 With respect to the antiferroelectric liquid crystal composition prepared in Comparative Example 2,

【化12】 を重量分率で5%添加した反強誘電性液晶組成物を作製
した。
Embedded image Was added at a weight fraction of 5% to produce an antiferroelectric liquid crystal composition.

【0043】この反強誘電性液晶組成物の昇温時に前記
方法で測定した相転移温度(℃)は表6の通りである。
Table 6 shows the phase transition temperature (° C.) measured by the above method when the temperature of the antiferroelectric liquid crystal composition was raised.

【表6】 [Table 6]

【0044】また、70℃、50℃、30℃および20
℃における応答速度τr、τd、τを表7に示す。さら
に50℃および30℃における閾値電圧V1、飽和電圧
2、鍋底率を表8に示す。
Also, at 70 ° C., 50 ° C., 30 ° C. and 20 ° C.
Table 7 shows the response speeds τr, τd, and τ at ° C. Table 8 shows the threshold voltage V 1 , the saturation voltage V 2 , and the pot bottom ratio at 50 ° C. and 30 ° C.

【0045】[0045]

【表7】 [Table 7]

【表8】 [Table 8]

【0046】比較例3 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−ヘキシルオキシ
カルボニル)フェニル−4′−n−デシルオキシビフェ
ニル−4−カルボキシレート
Comparative Example 3 4- (1,1,1-trifluoro-2-hexyloxycarbonyl) phenyl-4'-n-decyloxybiphenyl-4-carboxylate

【化13】 と4−(1,1,1−トリフルオロ−2−ヘキシルオキ
シカルボニル)フェニル−4′−n−ウンデシルオキシ
ビフェニル−4−カルボキシレート
Embedded image And 4- (1,1,1-trifluoro-2-hexyloxycarbonyl) phenyl-4'-n-undecyloxybiphenyl-4-carboxylate

【化14】 と4−(1,1,1−トリフルオロ−2−ヘキシルオキ
シカルボニル)フェニル−4′−n−デシルビフェニル
−4−カルボキシレート
Embedded image And 4- (1,1,1-trifluoro-2-hexyloxycarbonyl) phenyl-4'-n-decylbiphenyl-4-carboxylate

【化15】 と4−(2−オクチルオキシカルボニル)フェニル−
4′−n−ノニルオキシ−2−フルオロビフェニル−4
−カルボキシレート
Embedded image And 4- (2-octyloxycarbonyl) phenyl-
4'-n-nonyloxy-2-fluorobiphenyl-4
-Carboxylate

【化16】 と4−(2−オクチルオキシカルボニル)3−フルオロ
フェニル−4′−n−ノニルオキシ−2−フルオロビフ
ェニル−4−カルボキシレート
Embedded image And 4- (2-octyloxycarbonyl) 3-fluorophenyl-4'-n-nonyloxy-2-fluorobiphenyl-4-carboxylate

【化17】 とを重量分率で20.1:22.2:27.7:15.
0:15.0の割合で混合した反強誘電性液晶組成物を
作製した。
Embedded image And 20.1: 22.2: 27.7: 15.
An antiferroelectric liquid crystal composition mixed at a ratio of 0: 15.0 was produced.

【0047】この反強誘電性液晶組成物の昇温時に前記
方法で測定した相転移温度(℃)は表9の通りである。
Table 9 shows the phase transition temperature (° C.) measured by the above method when the temperature of the antiferroelectric liquid crystal composition was raised.

【表9】 [Table 9]

【0048】また、70℃、50℃、30℃および20
℃における応答速度τr、τd、τを表11に示す。さ
らに50℃および30℃における閾値電圧V1、飽和電
圧V2、鍋底率を表12に示す。
Also, at 70 ° C., 50 ° C., 30 ° C. and 20 ° C.
Table 11 shows the response speeds τr, τd, and τ at ° C. Table 12 shows the threshold voltage V 1 , the saturation voltage V 2 , and the pot bottom ratio at 50 ° C. and 30 ° C.

【0049】実施例3 比較例3で作製した反強誘電性液晶組成物に対して、Example 3 The antiferroelectric liquid crystal composition prepared in Comparative Example 3 was

【化18】 を重量分率で5%添加した反強誘電性液晶組成物を作製
した。
Embedded image Was added at a weight fraction of 5% to produce an antiferroelectric liquid crystal composition.

【0050】この反強誘電性液晶組成物の昇温時に前記
方法で測定した相転移温度(℃)は表10の通りであ
る。
Table 10 shows the phase transition temperature (° C.) measured by the above method when the temperature of the antiferroelectric liquid crystal composition was raised.

【表10】 [Table 10]

【0051】また、70℃、50℃、30℃および20
℃における応答速度τr、τd、τを表11に示す。さ
らに50℃および30℃における閾値電圧V1、飽和電
圧V2、鍋底率を表12に示す。
Also, at 70 ° C., 50 ° C., 30 ° C. and 20 ° C.
Table 11 shows the response speeds τr, τd, and τ at ° C. Table 12 shows the threshold voltage V 1 , the saturation voltage V 2 , and the pot bottom ratio at 50 ° C. and 30 ° C.

【0052】[0052]

【表11】 [Table 11]

【表12】 [Table 12]

【0053】[0053]

【効果】光学活性部位にトリフルオロメチル基を有する
系のみからなる反強誘電性液晶組成物、メチル基を有す
る系のみからなる反強誘電性液晶組成物、および両者を
含む反強誘電性液晶組成物のいずれに対しても、本発明
の液晶特性改善剤は、電気光学特性、すなわち応答速度
を速くすることができた上に、閾値電圧、飽和電圧を低
減し、反強誘電状態における低電圧印加時の光洩れ現象
(鍋底性)を改善することができた。
An antiferroelectric liquid crystal composition comprising only a system having a trifluoromethyl group in an optically active site, an antiferroelectric liquid crystal composition comprising only a system having a methyl group, and an antiferroelectric liquid crystal containing both Regarding any of the compositions, the liquid crystal property improver of the present invention can increase the electro-optical properties, that is, the response speed, reduce the threshold voltage, the saturation voltage, and reduce the anti-ferroelectric state. The light leakage phenomenon (pot bottom property) at the time of applying a voltage was able to be improved.

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

【図1】Aは印加される三角波を、Bは市販のネマチッ
ク液晶の、Cは二状態液晶の、Dは三安定状態液晶の、
それぞれの光学応答特性を示す。
FIG. 1 A is a triangular wave applied, B is a commercially available nematic liquid crystal, C is a bi-state liquid crystal, D is a tri-stable liquid crystal,
Each optical response characteristic is shown.

【図2】クラーク/ラガウェルにより提案された強誘電
性液晶分子の二つの安定した配向状態を示す。
FIG. 2 shows two stable alignment states of ferroelectric liquid crystal molecules proposed by Clark / Ragawell.

【図3】Aは、反強誘電性液晶分子の三つの安定した配
向状態を示す。Bは、Aの各(a)、(b)、(c)に
対応した三状態スイッチングと液晶分子配列の変化を示
す。
FIG. 3A shows three stable alignment states of antiferroelectric liquid crystal molecules. B shows three-state switching corresponding to each of (a), (b) and (c) of A and a change in liquid crystal molecular arrangement.

【図4】反強誘電性液晶分子が印加電圧に対してダブル
ヒステリシスを描いて光透過率が変化することを示す印
加電圧−光透過率特性図である。
FIG. 4 is an applied voltage-light transmittance characteristic diagram showing that light transmittance changes due to double hysteresis of antiferroelectric liquid crystal molecules with respect to applied voltage.

【図5】三角波印加電圧に対する相対透過率のヒステリ
シス曲線のモデルを示す。
FIG. 5 shows a model of a hysteresis curve of relative transmittance with respect to a triangular wave applied voltage.

【図6】(A)は印加電圧と時間の関係を示し、(B)
はその印加電圧がかかったときの液晶分子の応答状態を
示すグラフである。
FIG. 6A shows a relationship between applied voltage and time, and FIG.
Is a graph showing a response state of liquid crystal molecules when the applied voltage is applied.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 強 東京都千代田区霞が関3丁目2番5号 昭和シェル石油株式会社内 (72)発明者 名古屋 義則 東京都千代田区霞が関3丁目2番5号 昭和シェル石油株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−202851(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 19/54 C09K 19/20 CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tsuyoshi Yoshida 3-5-2-5 Kasumigaseki, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Showa Shell Sekiyu KK (72) Inventor Yoshinori Nagoya 3-5-2-5 Kasumigaseki, Chiyoda-ku, Tokyo Showa (56) References JP-A-2-202851 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C09K 19/54 C09K 19/20 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記一般式〔1〕 【化1】 (式中、CfはCH基あるいはCF基を表わし、m
は6〜12、nは2〜10の整数であり、*は光学活性
炭素を表わす)で表わされる化合物であることを特徴と
する反強誘電性液晶用特性改善剤。
[Claim 1] The following general formula [1] (Wherein, Cf represents a CH 3 group or a CF 3 group;
Is an integer of 6 to 12, n is an integer of 2 to 10, and * represents an optically active carbon).
【請求項2】 請求項1記載の反強誘電性液晶用特性改
善剤を少なくとも1種以上含有することを特徴とする反
強誘電性液晶組成物。
2. An antiferroelectric liquid crystal composition comprising at least one kind of the property improving agent for antiferroelectric liquid crystal according to claim 1.
JP08127788A 1996-04-24 1996-04-24 Antiferroelectric liquid crystal property improver and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same Expired - Fee Related JP3143061B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08127788A JP3143061B2 (en) 1996-04-24 1996-04-24 Antiferroelectric liquid crystal property improver and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08127788A JP3143061B2 (en) 1996-04-24 1996-04-24 Antiferroelectric liquid crystal property improver and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09291283A JPH09291283A (en) 1997-11-11
JP3143061B2 true JP3143061B2 (en) 2001-03-07

Family

ID=14968703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08127788A Expired - Fee Related JP3143061B2 (en) 1996-04-24 1996-04-24 Antiferroelectric liquid crystal property improver and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3143061B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09291283A (en) 1997-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3210730B2 (en) Antiferroelectric liquid crystal cell
JPH1087571A (en) Swallowtail type compound and ferridielectric liquid crystal composition containing the same
JPH10279534A (en) Racemic compound and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same
JP3021477B2 (en) Liquid crystal for optical element driven in three stable states
JP3143061B2 (en) Antiferroelectric liquid crystal property improver and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same
US5207946A (en) Liquid crystal compounds
JPH09302347A (en) Improving agent for liquid crystal property and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same
JP3176546B2 (en) Novel liquid crystal compound, antiferroelectric liquid crystal composition and antiferroelectric liquid crystal display device using the same
JP3184446B2 (en) Antiferroelectric liquid crystal composition
JP2858427B2 (en) Liquid crystal compound
JP2902398B2 (en) Liquid crystal compound and liquid crystal for optical element showing optical response between three stable states using the same
JP2764596B2 (en) Chlorine-containing optically active biphenyl compounds
JP3333078B2 (en) Antiferroelectric liquid crystal compound with excellent temperature dependence of response speed
JPH08253441A (en) Liquid crystal compound having asymmetric carbon in 5-membered ring and liquid crystal composition containing the same
JP3249602B2 (en) Antiferroelectric liquid crystal compound
JP3184444B2 (en) Novel ferroelectric liquid crystal compound, liquid crystal composition using the same and liquid crystal display device
JP3133678B2 (en) Antiferroelectric liquid crystal composition with excellent alignment return force
JP2822356B2 (en) Liquid crystal electro-optic device for driving under three-state ferroelectric conditions
JPH09125061A (en) Liquid crystal compound having small spontaneous polarization and liquid crystal composition containing the compound
JPH08268970A (en) Antiferrodielectric liquid crystal compound and liquid crystal composition containing the same
JPH08113784A (en) Improver for liquid crystal characteristic
JPH08113782A (en) Improver for liquid crystal characteristic
JPH08113785A (en) Improver for liquid crystal characteristic
JPH0912509A (en) Antiferroelectric liquid crystal compound and its composition
JPH08127777A (en) Property improver for liquid crystal

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees