JP3458401B2 - Smectic A liquid crystal composition having electroclinical effect - Google Patents

Smectic A liquid crystal composition having electroclinical effect

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JP3458401B2
JP3458401B2 JP03441693A JP3441693A JP3458401B2 JP 3458401 B2 JP3458401 B2 JP 3458401B2 JP 03441693 A JP03441693 A JP 03441693A JP 3441693 A JP3441693 A JP 3441693A JP 3458401 B2 JP3458401 B2 JP 3458401B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶組成物に関し、さら
に詳しくは電傾効果を有するスメクチックA液晶組成物
および該組成物を用いる光スイッチング素子にに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal composition, and more particularly to a smectic A liquid crystal composition having an electroclinic effect and an optical switching device using the composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】電傾効果(以下ECEと略記することが
ある)は、初め、S.GaroffとR.B.Meye
rによって研究された。(Physical Revi
ewLetters 38, 845 (1977)、
および PhysicalReview A19, 3
38 (1979)を参照)電傾効果はカイラル液晶化
合物、またはカイラル化合物を含む液晶混合物が示すス
メクチック液晶相の中で、液晶分子のディレクターが層
の法線に対して平行なスメクチック相に見られる。かか
るスメクチック相は一般的にはスメクチックA相であ
る。このようなスメクチックA相に外部から電界を印加
すると、液晶分子のディレクターが層の法線方向から傾
く。この現象が電傾効果と呼ばれる。この電傾効果を表
示素子に応用した液晶素子をG.Anderson等が
報告している。(Appl. Phys. Lett.
51, 640(1987)およびEP−0 263
225を参照)
2. Description of the Related Art The electroclinic effect (hereinafter sometimes abbreviated as ECE) is first described in S. Garoff and R.G. B. Meye
studied by r. (Physical Revi
ewLetters 38 , 845 (1977),
And Physical Review A19 , 3
38 (see 1979)) The electroclinic effect is observed in the smectic phase parallel to the normal of the layer in the smectic liquid crystal phase exhibited by the chiral liquid crystal compound or the liquid crystal mixture containing the chiral compound. . Such a smectic phase is generally a smectic A phase. When an electric field is externally applied to such a smectic A phase, the director of the liquid crystal molecules tilts from the direction normal to the layer. This phenomenon is called the electroclinic effect. A liquid crystal element in which this electroclinic effect is applied to a display element is described in G. Anderson et al. (Appl. Phys. Lett.
51 , 640 (1987) and EP-0 263.
225)

【0003】ECEの見られる化合物に付いては、Ni
shiyama等(Jap. J.Appl. Phy
s. 26, 1787(1987)参照)およびC
h.Bahr と Heppke(Liq. Crys
t. , 825(1987)参照)によって報告さ
れており、ECEの見られる液晶混合物に関しては、特
開昭64−9286および特開平2−504433に開
示がある。しかし、これらの中に、室温でECEを示す
ものは殆ど無い。例えば、特開平2−50433の実施
例3の記載によれば室温でECEが得られているもの
の、20℃で誘起される傾き角は印加電界が5V/μm
の時に2゜であり、電界が25V/μmの時に9゜であ
る。傾き角は一般に温度が高いほど小さい傾向があるた
め25℃ではさらに小さいことが予想される。ECEを
利用する表示素子はクロスニコル下では傾き角が45°
の時に透過光量が多くなり、コントラストが良い。実用
的なECEモードの表示素子に使用するには室温におけ
る傾き角が少なくとも10°は必要であり、15°以上
あることが望ましい。
Regarding the compounds in which ECE is found, Ni
shiyama et al. (Jap. J. Appl. Phy
s. 26 , 1787 (1987)) and C
h. Bahr and Heppke (Liq. Crys
t. 2 , 825 (1987)), and liquid crystal mixtures having ECE are disclosed in JP-A-64-9286 and JP-A-2-504433. However, almost none of these exhibit ECE at room temperature. For example, according to the description of Example 3 in JP-A-2-50433, although the ECE was obtained at room temperature, the tilt angle induced at 20 ° C. was such that the applied electric field was 5 V / μm.
When the electric field is 25 V / μm, it is 9 °. Since the inclination angle generally tends to be smaller as the temperature is higher, it is expected to be smaller at 25 ° C. A display element using ECE has an inclination angle of 45 ° under crossed Nicols.
When, the amount of transmitted light increases and the contrast is good. The tilt angle at room temperature needs to be at least 10 ° and is preferably 15 ° or more for use in a practical ECE mode display element.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、本発
明の第一の目的は室温でスメクチックA相を示し、か
つ、電界の印加によって誘起される傾き角が15°以上
あるスメクチックA液晶組成物を提供することにあり、
第二の目的はコントラストのよいECE方式の光スイッ
チング素子を提供することにある。
As described above, the first object of the present invention is to provide a smectic A liquid crystal composition exhibiting a smectic A phase at room temperature and having an inclination angle of 15 ° or more induced by application of an electric field. To provide things,
A second object is to provide an ECE type optical switching element with good contrast.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的は
は、以下の第(1)項ににより達成される。この発明の
態様を、以下の第(2)項ないし第(4)項に示す。本
発明の第二の目的は後期の第(5)項により達成され
る。 (1) 後記するA、B、CおよびDの成分を含有し、
各成分の混合割合がそれらの合計重量に対してそれぞ
れ、A成分が30〜50%、B成分が15〜30%、C
成分が15〜40%、D成分が10〜30%であり、か
つ、電界の印加によって誘起される液晶分子の傾き角が
室温で15゜以上ある、電傾効果を有するスメクチック
A液晶組成物。但し、A成分は一般式(A)で表される
少なくとも一つの化合物であり、B成分は一般式(B)
で表される少なくとも一つの光学活性化合物であり、C
成分は一般式(C)で表される少なくとも一つの光学活
性化合物であり、D成分は一般式(D)で表される少な
くとも一つの光学活性化合物である。
The first object of the present invention is achieved by the following item (1). Aspects of the present invention are shown in the following items (2) to (4). The second object of the present invention is achieved by the second term (5). (1) contains the components A, B, C and D described below,
The mixing ratio of each component is 30 to 50% for the A component, 15 to 30% for the B component, and C for the total weight thereof.
A smectic A liquid crystal composition having an electroclinic effect, in which the component is 15 to 40%, the D component is 10 to 30%, and the tilt angle of liquid crystal molecules induced by application of an electric field is 15 ° or more at room temperature. However, the component A is at least one compound represented by the general formula (A), and the component B is the general formula (B).
Is at least one optically active compound represented by
The component is at least one optically active compound represented by the general formula (C), and the component D is at least one optically active compound represented by the general formula (D).

【0006】[0006]

【化5】 [Chemical 5]

【0007】式(I)においてR1、およびR2はそれぞ
れ独立に炭素数1〜18のアルキル基を示し、R3
5、およびR7はそれぞれ独立に炭素数1〜18のアル
キル基またはアルコキシ基を示し、R4、R6およびR8
はそれぞれ独立に炭素数2〜18のアルキル基または炭
素数1〜18のアルコキシ基を示し、六員環AおよびB
は、1,4−フェニレン、ピリジン−2、5−ジイルま
たはピリミジン−2,5−ジイルを示し、Xは単結合、
−COO−、−OCO−、−OCH2−または−CH2
−を示し、YおよびWはそれぞれ独立にHまたはFを示
し、Zは−CH3または−CF3を示し、mは0または1
を示す。
In the formula (I), R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and R 3 and
R 5 and R 7 each independently represent an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, and R 4 , R 6 and R 8
Each independently represents an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, and a six-membered ring A or B
Represents 1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl or pyrimidine-2,5-diyl, X is a single bond,
-COO -, - OCO -, - OCH 2 - or -CH 2 O
- indicates, Y and W independently represent H or F, Z represents a -CH 3 or -CF 3, m is 0 or 1
Indicates.

【0008】(2) 前記の第(1)項において、B成
分が後記の一般式(B−I)または(B−II)で表され
る光学活性化合物から選ばれた少なくとも一つの化合物
であるスメクチックA液晶組成物。
(2) In the above item (1), the component B is at least one compound selected from the optically active compounds represented by the following general formula (BI) or (B-II). Smectic A liquid crystal composition.

【0009】[0009]

【化6】 [Chemical 6]

【0010】式(B−I)および(B−II)において、
3およびR4はそれぞれ前記した意味を持つ。
In the formulas (BI) and (B-II),
R 3 and R 4 each have the above-mentioned meaning.

【0011】(3) 前記の第(1)項または第(2)
項において、C成分が後記の一般式(C−I)または
(C−II)で表される光学活性化合物から選ばれた少な
くとも一つの化合物であるスメクチックA液晶組成物。
(3) The above item (1) or (2)
In the item, the smectic A liquid crystal composition, wherein the component C is at least one compound selected from the optically active compounds represented by the following general formula (C-I) or (C-II).

【0012】[0012]

【化7】 [Chemical 7]

【0013】式(C−I)および(C−II)において、
5およびR6はそれぞれ前記した意味を持つ。 (4) 前記の第(1)項ないし第(3)項のいずれか
一項において、D成分が式(D−I)で表される光学活
性化合物から選ばれた少なくとも一つの化合物であるス
メクチックA液晶組成物。
In the formulas (C-I) and (C-II),
R 5 and R 6 each have the above-mentioned meaning. (4) The smectic according to any one of the above items (1) to (3), wherein the component D is at least one compound selected from the optically active compounds represented by formula (DI). A liquid crystal composition.

【0014】[0014]

【化8】 [Chemical 8]

【0015】式(D−I)においてR7およびR8はそれ
ぞれ前記した意味を持つ。 (5) 前記の第(1)項ないし第(4)項のいずれか
一項に記載のスメクチックA液晶組成物を用いることを
特徴とする光スイッチング素子。
In the formula (DI), R 7 and R 8 have the above-mentioned meanings. (5) An optical switching device comprising the smectic A liquid crystal composition according to any one of items (1) to (4).

【0016】本発明におけるA成分の化合物ははアキラ
ルな化合物であり、比較的高い温度領域でスメクチック
A相(以下SA相と略記することがある)を示す物が好
ましく用いられる。A成分は本発明においてスメクチッ
クA相を発現させるための主要成分である。例えば、以
下の式で表される化合物(A−1)の相転移温度は、
The compound of the component A in the present invention is an achiral compound, and a compound showing a smectic A phase (hereinafter sometimes abbreviated as SA phase) in a relatively high temperature region is preferably used. The component A is a main component for developing the smectic A phase in the present invention. For example, the phase transition temperature of the compound (A-1) represented by the following formula is

【0017】[0017]

【化9】 Cr 27 SC 67.5 SA 84.2 I であり、ここでI、SC、およびCrはそれぞれ等方性
液体相、スメクチックC相および結晶相を意味し、数字
はセルシウス温度を示す。上記および後記の相転移温度
は本明細書に特に断らないかぎり、すべて昇温過程で測
定した値である。A成分として好ましい化合物としては
式(I)でR1が炭素数6〜14の直鎖のアルキル基で
ある物があげられ、また、該式でR2が炭素数7〜15
の直鎖のアルキルである物が好ましい。
[Chemical 9] Cr 27 SC 67.5 SA 84.2 I, where I, SC and Cr mean an isotropic liquid phase, a smectic C phase and a crystalline phase, respectively, and the numbers indicate the Celsius temperature. The phase transition temperatures mentioned above and below are all values measured during the temperature rising process, unless otherwise specified in the present specification. Preferred examples of the component A include compounds of the formula (I) in which R 1 is a linear alkyl group having 6 to 14 carbon atoms, and R 2 in the formula is 7 to 15 carbon atoms.
Those which are straight chain alkyl of are preferred.

【0018】本発明においてA成分としてさらに好まし
い化合物を表1に示す。
Compounds more preferable as the component A in the present invention are shown in Table 1.

【表1】 [Table 1]

【0019】本発明においては、A成分として少なくと
も二つの化合物を用いることが好ましく、3個以上の化
合物を混合してA成分とすることが、得られる組成物の
融点を低下するという点でより好ましい。本発明におい
てはA成分の混合割合はA、B、CおよびD成分の合計
重量に対して30〜50%である。A成分の割合が30
%未満では得られるSA相の温度領域が極めて狭くなっ
たり、室温を含まない領域にSA相が発現したりするこ
とがあるので不適当である。A成分が50%を越える
と、得られる組成物中のカイラルな成分の混合割合が相
対的に小さくなり、傾き角を大きくできないことがある
ので不適当である。A成分の混合割合としては、30〜
45%であることがより好ましく、30〜40%である
ことがさらに好ましい。
In the present invention, it is preferable to use at least two compounds as the component A, and it is more preferable to mix three or more compounds to form the component A because the melting point of the obtained composition is lowered. preferable. In the present invention, the mixing ratio of the component A is 30 to 50% based on the total weight of the components A, B, C and D. The ratio of A component is 30
If it is less than%, the temperature range of the obtained SA phase becomes extremely narrow, or the SA phase may develop in a region not containing room temperature, which is not suitable. When the content of the component A exceeds 50%, the mixing ratio of the chiral component in the obtained composition becomes relatively small, and the tilt angle may not be increased, which is not suitable. The mixing ratio of the component A is 30 to
It is more preferably 45%, further preferably 30-40%.

【0020】本発明のB成分としては、式(B)で六員
環Aが1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル
またはピリミジン−2,5−ジイルである物が好まし
く、Xが単結合または−OCH2−である物が好まし
い。これらの化合物の中では、式(B−I)または式
(B−II)においてR3が炭素数5〜12のアルキル基
またはアルコキシ基である化合物、またR4が炭素数2
〜10の直鎖のアルキル基である化合物が好ましい。こ
れらの式でR3が炭素数6〜8の直鎖のアルキル基であ
る化合物およびR4が炭素数4〜8の直鎖のアルキル基
である化合物がB成分として好ましく用いられる。B成
分として好ましい化合物を表2および表3に示す。
As the component B of the present invention, a compound in which the six-membered ring A is 1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl or pyrimidine-2,5-diyl in the formula (B) is preferable, and X is a single bond or -OCH 2 - in which ones are preferred. Among these compounds, compounds of the formula (BI) or formula (B-II) in which R 3 is an alkyl group or an alkoxy group having 5 to 12 carbon atoms, and R 4 is 2 carbon atoms
Compounds having linear alkyl groups of 10 to 10 are preferred. In these formulas, compounds in which R 3 is a linear alkyl group having 6 to 8 carbon atoms and compounds in which R 4 is a linear alkyl group having 4 to 8 carbon atoms are preferably used as the B component. The compounds preferable as the component B are shown in Tables 2 and 3.

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】[0022]

【表3】 [Table 3]

【0023】本発明におけるB成分の混合割合は各成分
の合計重量に対して15〜30%であり、より好ましく
は15〜25%である。B成分の混合割合が15%未満
では、得られる組成物のSA相領域が室温を含む温度領
域にまで拡張できないことがあるので好ましくない。B
成分の化合物は以下に例示されるように、SA相を比較
的高温度域に示す物が多いが、これをA成分と組み合わ
せた場合に、得られる混合物のスメクチックA相の下限
温度を下げる働きをする成分である。
The mixing ratio of the component B in the present invention is 15 to 30%, more preferably 15 to 25%, based on the total weight of each component. When the mixing ratio of the B component is less than 15%, the SA phase region of the obtained composition may not be expanded to the temperature region including room temperature, which is not preferable. B
As shown in the examples below, many of the compounds of the component show the SA phase in a relatively high temperature range, but when this is combined with the component A, it works to lower the minimum temperature of the smectic A phase of the resulting mixture. It is a component that does.

【0024】[0024]

【化10】 Cr 57 SH* 79.0 SCA* 99.2 SC* 94.0 SA 118.5 I ここで、SH*、SCA*およびSC*はそれぞれカイ
ラルスメクチックH相、カイラルスメクチックC相の反
強誘電相およびカイラルスメクチックC相を表し、数字
はセルシウス温度による相転移温度を意味する。
[Chemical 10] Cr 57 SH * 79.0 SCA * 99.2 SC * 94.0 SA 118.5 I where SH *, SCA * and SC * represent the antiferroelectric phase and chiral smectic C phase of the chiral smectic H phase and chiral smectic C phase, respectively Means the phase transition temperature according to the Celsius temperature.

【0025】式(C)で示されるC成分の化合物の中に
はそれ自身でSC*相を有する化合物が多く、これらの
化合物はSC*相において大きな自発分極を有する。ま
た、式(C)の化合物でそれ自身でSC*相を示さない
化合物であっても、これをスメクチックC相を示す化合
物もしくは混合物に混合することによって、得られるカ
イラルスメクチックC相に大きな自発分極が誘起され
る。すなわち、C成分の化合物は顕在的にも、または潜
在的にも大きな自発分極を有する化合物であると言え
る。一例をあげると以下の化合物(C−1)はSC*相
上限より10℃低い温度で、378nC/cm2の大き
な自発分極を示す。
Many of the C component compounds represented by the formula (C) have a SC * phase by themselves, and these compounds have a large spontaneous polarization in the SC * phase. Further, even if the compound of the formula (C) does not exhibit an SC * phase by itself, it is mixed with a compound or a mixture exhibiting a smectic C phase to give a chiral smectic C phase having a large spontaneous polarization. Is induced. That is, it can be said that the compound of the component C is a compound having a large spontaneous polarization either explicitly or potentially. As an example, the following compound (C-1) exhibits a large spontaneous polarization of 378 nC / cm 2 at a temperature 10 ° C. lower than the upper limit of SC * phase.

【0026】[0026]

【化11】 この化合物(C−1)の相転移温度(℃)は Cr 88 SC* 103.8 N* 112.8 I である。ここでN*はコレステリック相を意味する。[Chemical 11] The phase transition temperature (° C) of this compound (C-1) is Cr 88 SC * 103.8 N * 112.8 I. Here, N * means a cholesteric phase.

【0027】本発明においてC成分の混合割合はA、
B、CおよびD成分の合計重量に対して15〜40%で
あり、より好ましくは15〜30%である。C成分の混
合割合が15%未満では得られる組成物の傾き角が目的
とする大きさにならないことがあるので好ましくない。
C成分の混合割合が40%を越えると得られる組成物の
SA相温度範囲が狭くなることがあるので好ましくな
い。
In the present invention, the mixing ratio of the C component is A,
It is 15 to 40%, and more preferably 15 to 30%, based on the total weight of the B, C and D components. When the mixing ratio of the C component is less than 15%, the inclination angle of the obtained composition may not be the desired value, which is not preferable.
When the mixing ratio of the component C exceeds 40%, the SA phase temperature range of the obtained composition may be narrowed, which is not preferable.

【0028】本発明におけるC成分の化合物としては、
式(C)において、R5が炭素数3〜12の直鎖のアル
キル基またはアルコキシ基である物が好ましく、また、
該式においてR6が炭素数2〜8の直鎖のアルキル基ま
たはアルコキシ基である物が好ましく用いられる。これ
らの化合物の中では、式(C−I)でR5が炭素数3〜
6の直鎖のアルキル基である化合物またはR6が炭素数
2〜6のアルコキシ基である化合物、または式(C−I
I)でR5が炭素数6〜10のアルコキシ基である化合物
またはR6が炭素数2〜6のアルコキシ基である化合物
がより好ましく用いられる。C成分として好ましい化合
物を表4および表5に例示する。
The compound of the component C in the present invention is as follows:
In the formula (C), a compound in which R 5 is a linear alkyl group or alkoxy group having 3 to 12 carbon atoms is preferable, and
In the formula, R 6 is preferably a straight-chain alkyl or alkoxy group having 2 to 8 carbon atoms. Among these compounds, in the formula (C-I), R 5 has 3 to 10 carbon atoms.
A compound having a linear alkyl group of 6 or a compound having R 6 as an alkoxy group having 2 to 6 carbon atoms, or a compound of the formula (C-I
A compound in which R 5 is an alkoxy group having 6 to 10 carbon atoms or a compound in which R 6 is an alkoxy group having 2 to 6 carbon atoms is more preferably used in I). Compounds preferable as the C component are exemplified in Tables 4 and 5.

【0029】[0029]

【表4】 [Table 4]

【0030】[0030]

【表5】 [Table 5]

【0031】本発明においては、C成分の外に傾き角を
大きくするのに有用な成分として、D成分を併用してい
る。D成分の化合物としては、その潜在的または顕在的
な自発分極の向きがC成分の化合物のそれと同じである
化合物を用いる。C成分とD成分の化合物の自発分極の
向きが相異なると、得られる組成物の傾き角を大きくで
きないことが生じるので好ましくない。D成分として
は、式(D)においてWがFである式(D−I)の化合
物が好ましく用いられる。これらの化合物は以下の化合
物(D−1)に例示されるように比較的融点が低く、他
の成分と混合した場合に、得られる組成物の融点を下げ
る働きをする。
In the present invention, in addition to the C component, the D component is also used as a component useful for increasing the tilt angle. As the compound of component D, a compound having the same potential or apparent direction of spontaneous polarization as that of the compound of component C is used. If the spontaneous polarization directions of the C component and the D component compounds are different from each other, the inclination angle of the obtained composition may not be increased, which is not preferable. As the D component, a compound of the formula (DI) in which W is F in the formula (D) is preferably used. These compounds have relatively low melting points as exemplified by the following compound (D-1), and when mixed with other components, they function to lower the melting point of the resulting composition.

【0032】[0032]

【化12】 [Chemical 12]

【0033】また、該式でR7が炭素数3〜12の直鎖
のアルキル基またはアルコキシ基である化合物が好まし
く、また、該式でR8が炭素数2〜10の直鎖のアルキ
ル基である化合物が好ましく用いられる。これらの化合
物の中では、式(D−I)でR7が炭素数6〜10の直
鎖のアルキル基である化合物または該式でR8が炭素数
4〜8の直鎖のアルキル基である化合物がより好ましく
用いられる。これらの中から、好ましい化合物を表6に
例示する。
A compound in which R 7 in the formula is a linear alkyl group or an alkoxy group having 3 to 12 carbon atoms is preferable, and R 8 in the formula is a linear alkyl group having 2 to 10 carbon atoms. The compound of is preferably used. Among these compounds, a compound of the formula (DI) in which R 7 is a straight chain alkyl group having 6 to 10 carbon atoms, or R 8 is a straight chain alkyl group having 4 to 8 carbon atoms in the formula Certain compounds are more preferably used. Among these, preferred compounds are shown in Table 6.

【0034】[0034]

【表6】 [Table 6]

【0035】本発明における、D成分の混合割合はA、
B、CおよびD成分の合計重量に対して10〜30%で
あり、好ましくは10〜20%である。D成分の混合割
合が10%未満では、得られる組成物の傾き角を大きく
できないことがあるので好ましくない。本発明の光スイ
ッチング素子は、前記した第(1)項のスメクチックA
液晶組成物を用いることに特徴を有する。この光スイッ
チング素子は、電傾効果によって液晶分子のディレクタ
ーが室温において作る傾き角が大きいので、コントラス
ト比を高くできるという特徴がある。
In the present invention, the mixing ratio of the D component is A,
It is 10 to 30%, preferably 10 to 20%, based on the total weight of the B, C and D components. If the mixing ratio of the D component is less than 10%, the inclination angle of the obtained composition may not be increased, which is not preferable. The optical switching element of the present invention is the smectic A of the above item (1).
It is characterized by using a liquid crystal composition. This optical switching element has a feature that the contrast ratio can be increased since the director of liquid crystal molecules makes a large tilt angle at room temperature due to the electroclinic effect.

【0036】[0036]

【実施例】以下に実施例により本発明を詳述するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下
の実施例における%は重量百分比を意味する。実施例に
おける傾き角(θ)の測定は、液晶組成物をホモジニア
ス配向させたセルギャップが2μmのセルに封入した物
に電界を印加し、偏光顕微鏡観察下に消光位を求め、次
に電界を反転させてもう一つの消光位を求め、この二つ
の消光位のなす角(2θ)から定めた。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. % In the following examples means weight percentage. The tilt angle (θ) in the examples was measured by applying an electric field to an object enclosed in a cell having a cell gap of 2 μm in which a liquid crystal composition was homogeneously aligned, and determining an extinction position under observation with a polarizing microscope. The other extinction position was found by reversing and determined from the angle (2θ) formed by these two extinction positions.

【0037】実施例 1 以下の化合物からなるスメクチックA液晶組成物を調製
した。
Example 1 A smectic A liquid crystal composition comprising the following compounds was prepared.

【0038】[0038]

【化13】 [Chemical 13]

【0039】この組成物の相転移温度(℃)は Cr −11 SA 76.1 I であった。また、この物に25℃において25V/μm
の電界を印加した時の傾き角は15.3°であった。
The phase transition temperature (° C.) of this composition was Cr-11 SA 76.1 I. In addition, this product is 25V / μm at 25 ℃
The tilt angle when the electric field was applied was 15.3 °.

【0040】実施例 2 前記した化合物を用いて以下の組成のスメクチックA液
晶組成物を調製した。 化合物(A−1) 18 重量% 化合物(A−2) 14.5 重量% 化合物(A−3) 5 重量% 化合物(B−1) 17 重量% 化合物(C−2) 23 重量% 化合物(C−3) 7.5 重量% 化合物(D−1) 15 重量%
Example 2 A smectic A liquid crystal composition having the following composition was prepared using the above compound. Compound (A-1) 18% by weight Compound (A-2) 14.5% by weight Compound (A-3) 5% by weight Compound (B-1) 17% by weight Compound (C-2) 23% by weight Compound (C -3) 7.5% by weight Compound (D-1) 15% by weight

【0041】この組成物の相転移温度(℃)は Cr −6 SA 70.1 I であった。また、傾き角は印加電圧25V/μmで25
℃において15.8°であった。
The phase transition temperature (° C.) of this composition was Cr-6 SA 70.1 I. The tilt angle is 25 at an applied voltage of 25 V / μm.
It was 15.8 ° at 0 ° C.

【0042】実施例 3 次の化合物(B−2)および化合物(E−1)を含む以
下の組成からなるスメクチックA液晶組成物を調製し
た。
Example 3 A smectic A liquid crystal composition having the following composition containing the following compound (B-2) and compound (E-1) was prepared.

【0043】[0043]

【化14】 [Chemical 14]

【0044】 化合物(A−1) 18 重量% 化合物(A−2) 14.5 重量% 化合物(A−3) 5 重量% 化合物(B−2) 17 重量% 化合物(C−2) 15 重量% 化合物(C−3) 7.5 重量% 化合物(D−1) 15 重量% 化合物(E−1) 8 重量% この組成物の相転移温度(℃)は Cr −4 SC* 20.3 SA 73.5 I であった。また、この物に10V/μmの電界を印加し
た時の傾き角は、25℃において16.8゜であり、3
0℃において14.7°であった。
18% by weight of compound (A-1) 14.5% by weight of compound (A-2) 5% by weight of compound (A-3) 17% by weight of compound (B-2) 15% by weight of compound (C-2) Compound (C-3) 7.5% by weight Compound (D-1) 15% by weight Compound (E-1) 8% by weight The phase transition temperature (° C) of this composition is Cr -4 SC * 20.3 SA 73. It was 0.5 I. The tilt angle when an electric field of 10 V / μm was applied to this product was 16.8 ° at 25 ° C.
It was 14.7 ° at 0 ° C.

【0045】実施例 4 実施例3で調製した液晶組成物を、ITO透明電極を備
え、ポリイミドを塗布してこれにホモジニアス配向処理
を施した一組みの基板を有する、セルギャップが2μm
のセルに封入して、液晶素子を作成した。この液晶セル
は25℃においてコントラスト比20:1を示した。
Example 4 The liquid crystal composition prepared in Example 3 was provided with an ITO transparent electrode and had a set of substrates coated with polyimide and subjected to a homogeneous alignment treatment. The cell gap was 2 μm.
A liquid crystal element was prepared by enclosing the liquid crystal element in a cell. This liquid crystal cell exhibited a contrast ratio of 20: 1 at 25 ° C.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上の実施例によっても示されるよう
に、本発明のスメクチックA液晶組成物は室温を含む広
い温度範囲で電傾効果を示し、かつ、室温において電界
印加によって誘起された傾き角は15°以上である。ま
た、この組成物を使用した光スイッチング素子は、室温
において高いコントラスト比を示す。
As shown in the above examples, the smectic A liquid crystal composition of the present invention exhibits an electroclinic effect in a wide temperature range including room temperature, and the tilt angle induced by application of an electric field at room temperature. Is 15 ° or more. An optical switching device using this composition exhibits a high contrast ratio at room temperature.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 19/00 - 19/46 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C09K 19/00-19/46

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 後記するA、B、CおよびDの成分を含
有し、各成分の混合割合がそれらの合計重量に対してそ
れぞれ、A成分が30〜50%、B成分が15〜30
%、C成分が15〜40%、D成分が10〜30%であ
り、かつ、電界の印加によって誘起される液晶分子の傾
き角が室温で15゜以上ある、電傾効果を有するスメク
チックA液晶組成物。但し、A成分は一般式(A)で表
される少なくとも一つの化合物であり、B成分は一般式
(B)で表される少なくとも一つの光学活性化合物であ
り、C成分は一般式(C)で表される少なくとも一つの
光学活性化合物であり、D成分は一般式(D)で表され
る少なくとも一つの光学活性化合物である。 【化1】 式(I)においてR1、およびR2はそれぞれ独立に炭素
数1〜18のアルキル基を示し、R3、R5、およびR7
はそれぞれ独立に炭素数1〜18のアルキル基またはア
ルコキシ基を示し、R4、R6およびR8はそれぞれ独立
に炭素数2〜18のアルキル基または炭素数1〜18の
アルコキシ基を示し、六員環AおよびBは、1,4−フ
ェニレン、ピリジン−2、5−ジイルまたはピリミジン
−2,5−ジイルを示し、Xは単結合、−COO−、−
OCO−、−OCH2−または−CH2O−を示し、Yお
よびWはそれぞれ独立にHまたはFを示し、Zは−CH
3または−CF3を示し、mは0または1を示す。
1. The composition contains the components A, B, C and D described later, and the mixing ratio of each component is 30 to 50% of the component A and 15 to 30 of the component B with respect to the total weight thereof.
%, The C component is 15 to 40%, the D component is 10 to 30%, and the tilt angle of liquid crystal molecules induced by the application of an electric field is 15 ° or more at room temperature, and a smectic A liquid crystal having an electroclinic effect. Composition. However, the component A is at least one compound represented by the general formula (A), the component B is at least one optically active compound represented by the general formula (B), and the component C is the general formula (C). Is at least one optically active compound, and the D component is at least one optically active compound represented by the general formula (D). [Chemical 1] In formula (I), R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and R 3 , R 5 and R 7
Each independently represents an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, R 4 , R 6 and R 8 each independently represent an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, Six-membered rings A and B represent 1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl or pyrimidine-2,5-diyl, and X is a single bond, -COO-,-.
OCO -, - OCH 2 - or -CH 2 O-are shown, Y and W each independently represents H or F, Z is -CH
3 or indicates -CF 3, m is 0 or 1.
【請求項2】 請求項1において、B成分が後記の一般
式(B−I)または(B−II)で表される光学活性化合
物から選ばれた少なくとも一つの化合物であるスメクチ
ックA液晶組成物。 【化2】 式(B−I)および(B−II)において、R3およびR4
はそれぞれ前記した意味を持つ。
2. The smectic A liquid crystal composition according to claim 1, wherein the component B is at least one compound selected from the optically active compounds represented by the following general formulas (BI) or (B-II). . [Chemical 2] In formulas (BI) and (B-II), R 3 and R 4
Have the meanings described above.
【請求項3】 請求項1または請求項2において、C成
分が後記の一般式(C−I)または(C−II)で表され
る光学活性化合物から選ばれた少なくとも一つの化合物
であるスメクチックA液晶組成物。 【化3】 式(C−I)および(C−II)において、R5およびR6
はそれぞれ前記した意味を持つ。
3. The smectic according to claim 1 or 2, wherein the C component is at least one compound selected from the optically active compounds represented by the following general formula (C-I) or (C-II). A liquid crystal composition. [Chemical 3] In formulas (C-I) and (C-II), R 5 and R 6
Have the meanings described above.
【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれか一項
において、D成分が式(D−I)で表される光学活性化
合物から選ばれた少なくとも一つの化合物であるスメク
チックA液晶組成物。 【化4】 式(D−I)においてR7およびR8はそれぞれ前記した
意味を持つ。
4. The smectic A liquid crystal composition according to claim 1, wherein the component D is at least one compound selected from the optically active compounds represented by formula (DI). . [Chemical 4] In formula (D-I), R 7 and R 8 each have the above-mentioned meaning.
【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれか一項
に記載のスメクチックA液晶組成物を用いることを特徴
とする光スイッチング素子。
5. An optical switching device comprising the smectic A liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 4.
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