JPH02295943A - Liquid crystal compound, liquid crystal composition containing same compound and liquid crystal element using same composition - Google Patents

Liquid crystal compound, liquid crystal composition containing same compound and liquid crystal element using same composition

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JPH02295943A
JPH02295943A JP11417689A JP11417689A JPH02295943A JP H02295943 A JPH02295943 A JP H02295943A JP 11417689 A JP11417689 A JP 11417689A JP 11417689 A JP11417689 A JP 11417689A JP H02295943 A JPH02295943 A JP H02295943A
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liquid crystal
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chemical formulas
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JP11417689A
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Hiroyuki Nohira
博之 野平
Akira Sakaigawa
亮 境川
Yoko Yamada
容子 山田
Takao Takiguchi
隆雄 滝口
Takashi Iwaki
孝志 岩城
Gouji Tokanou
門叶 剛司
Yoshimasa Mori
省誠 森
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

NEW MATERIAL:A liquid crystal compound shown by formula I [R<1> is 1-18C alkyl (which may be replaced); R<2> is 1-12C alkyl; X is single bond, O, OC(=O)C =O or C(=O)O or OC(=O); Y is single bond, C(=O), OC(=O), CH2O or OCH2; A and B are each phenylene, bifunctional pyridazine or cyclohexylene; l and m are 0-2; n is 1 or 2 and l+m+n is 2 or 3; C* is asymmetric carbon]. EXAMPLE:4-Deoxybenzoic acid-4'-[4''-(3-trifluoromethylnonanoyl)biphenyl]. USE:A liquid crystal compound having improved responding characteristics to electric field. A liquid crystal element usable for liquid crystal display element, liquid crystal-optical shutter, etc. PREPARATION:For example, a compound shown by formula II is reacted with a compound shown by formula III in the presence of AlCl3 to give a compound shown by formula I wherein Y is single bond or OCH3.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、新規な液晶性化合物、それを含有する液晶組
成物およびそれを使用した液晶素子に関し、さらに詳し
くは電界に対する応答特性か改善された新規な液晶組成
物、およびそれを使用した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関するものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a novel liquid crystal compound, a liquid crystal composition containing the same, and a liquid crystal element using the same, and more specifically relates to a novel liquid crystal compound containing the same, and a liquid crystal element using the same. The present invention relates to a novel liquid crystal composition, and a liquid crystal element using the same for use in liquid crystal display elements, liquid crystal light shutters, and the like.

[従来の技術] 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、例えばエム シャット(補。
[Prior Art] Liquid crystals have conventionally been applied as electro-optical elements in various fields. Most of the liquid crystal elements currently in practical use are, for example, M-Shut (Supplementary).

5chad L)とダブリュ ヘルフリッヒ(LHel
frich)著“アプライド フィジックス レターズ
(“Applied Physics Letters
”) Vo、18. No、4(197L、2.15)
P、 127〜+28の“VolLage Depen
dentOptical  Activity  of
  a  Twisted  Nematic  1i
quidCrystal”に示されたTN(Twist
ed Ne5atic)型の液晶を用いたものである。
5chad L) and W Helfrich (LHel)
“Applied Physics Letters” by Frich)
”) Vo, 18. No, 4 (197L, 2.15)
P, 127~+28 “VolLage Depen
dentOptical Activity of
a Twisted Nematic 1i
TN (Twist) shown in “quidCrystal”
ed Ne5atic) 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に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
面デイスプレィへの応用では、価格、生産性などを考え
合わせると、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ている。
These are based on the dielectric alignment effect of liquid crystals, and utilize the effect that the average molecular axis direction is oriented in a specific direction due to the dielectric anisotropy of liquid crystal molecules due to an applied electric field. The optical response speed limit of these devices is said to be milliseconds, which is too slow for many applications. On the other hand, for application to large flat displays, driving by a simple matrix method is the most promising in terms of cost, productivity, etc. In the simple matrix method, an electrode configuration in which a scanning electrode group and a signal electrode group are arranged in a matrix is adopted, and in order to drive the electrode group, an address signal is selectively and periodically applied to the scanning electrode group, and the signal electrode group is A time division driving method is adopted in which a predetermined information signal is selectively applied in parallel in synchronization with an address signal.

しかし、この様な駆動方式の素子に前述したTN型の液
晶を採用すると、走査電極か選択され、信り電極が選択
されない領域、或いは走査電極が選択されず、信号電極
か選択される領域(所謂“半選択点″)にも有限に電界
がかかってしまう。
However, if the above-mentioned TN type liquid crystal is adopted as an element with such a driving method, there will be areas where the scan electrode is selected and the trust electrode is not selected, or an area where the scan electrode is not selected and the signal electrode is selected ( A finite electric field is also applied to the so-called "half-selected point".

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
する電圧闇値がこの中間の電圧値に設定されるならば5
表示素子は正常に動作するわけであるが、走査線数(N
)を増加して行った場合、画面全体(l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l/Hの割合で減少してしまう。
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 value required to align the liquid crystal molecules perpendicular to the electric field is set to an intermediate voltage value, then 5.
Although the display element operates normally, the number of scanning lines (N
), the time during which an effective electric field is applied to one selected point (duty ratio) while scanning the entire screen (1 frame) decreases at a rate of 1/H.

このために、くり返し走査を行な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Fやクロストークか避は難い欠点となっている。
For this reason, when repeated scanning is performed, the effective voltage difference between selected points and non-selected points becomes smaller as the number of scanning lines increases, resulting in low image contrast and crosstalk. This is a drawback that is difficult to avoid.

この様な現象は、双安定性を有さない液晶(電極面に対
し、液晶分子か水平に配向しているのが安定状態てあり
、電界か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、作り返し
走査する)ときに生ずる本質的には避は難い問題点であ
る。
This phenomenon is caused by liquid crystals that do not have bistability (liquid crystal molecules are in a stable state when they are aligned horizontally with respect to the electrode surface, and they are aligned vertically only when an electric field is effectively applied). )
This is essentially an unavoidable problem that arises when driving using the temporal accumulation effect (that is, scanning repeatedly).

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か、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。
In order to improve this point, voltage averaging method, dual frequency driving method, multiple matrix method, etc. have already been proposed, or all of them are insufficient and it is difficult to increase the screen size and density of display elements. Currently, the number of scanning lines has reached a plateau because the number of scanning lines cannot be increased sufficiently.

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、クラーク((:
1ark)およびラガウエル(Lagerwall)に
より提案されている(特開昭!dt−107216号公
報、米国特許第4:167924号明細書等)。
Clark ((:
1ark) and Lagerwall (Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho! dt-107216, US Pat. No. 4:167924, etc.).

双安定性液晶としては、一般にカイラルスメクチックC
相(Sac’相)又はH相(Salt”相)を有する強
誘電性液晶か用いられる。
Chiral smectic C is generally used as a bistable liquid crystal.
A ferroelectric liquid crystal having a phase (Sac' phase) or an H phase (Salt'' phase) is used.

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か配向されている。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、かつ、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。
This ferroelectric liquid crystal has a bistable state consisting of a first optically stable state and a second optically stable state in response to an electric field, and therefore is different from the optical modulation element used in the above-mentioned TN type liquid crystal. 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. Additionally, this type of liquid crystal has the property (bistability) of taking one of the above two stable states in response to an applied electric field and maintaining that state when no electric field is applied. .

以上の様な双安定性を有する特徴に加えて、強誘電性液
晶は高速応答性であるという優れた特徴を持つ、それは
強誘電性液晶の持つ自発分極と印加電場か直接作用して
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 above-mentioned feature of bistability, ferroelectric liquid crystals have the excellent feature of high-speed response.This is due to the direct interaction between the spontaneous polarization of ferroelectric liquid crystals and the applied electric field. This is to induce the transition of , which is 3 to 4 orders of magnitude faster than the response speed due to the effect of dielectric anisotropy and electric field.

この様に強誘電性液晶はきわめて優れた特性な潜在的に
イjしており、この様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
木質的な改善が得られる。#に、高速光学光シャッター
や高密度、大画面デイスプレィへの応用が期待される。
In this way, ferroelectric liquid crystals have extremely excellent properties and are potentially very good, and by utilizing these properties, many of the problems of conventional TN-type devices mentioned above can be overcome, and it can be used to This results in significant improvements. # It is expected that it will be applied to high-speed optical shutters and high-density, large-screen displays.

このため強誘電性を持つ液晶材料に関しては広く研究が
なされているが5現在までに開発された強誘電性液晶材
料は、低温作動特性、高速応答性等を含めて液晶素子に
用いる化分な特性を備えているとは言い難い。
For this reason, extensive research has been conducted on liquid crystal materials with ferroelectric properties,5 but the ferroelectric liquid crystal materials developed to date have excellent chemical properties for use in liquid crystal elements, including low-temperature operating characteristics and high-speed response. It is hard to say that it has these characteristics.

応答時間でと自発分極の大きさPsおよび粘度ηの間に
は、下記の式[11] %式%[] (ただし、Eは印加電界である) の関係が存在する。したがって応答速度を速くするには
、 (ア)自発分極の大きさPsを大きくする(イ)粘度η
を小さくする (つ)印加電界Eを大きくする 方法がある。しかじ印加電界は、■c等で駆動するため
上限かあり、出来るだけ低い方か望ましい。
There exists a relationship between the response time, the magnitude of spontaneous polarization Ps, and the viscosity η as shown in the following formula [11] % formula % [] (where E is the applied electric field). Therefore, in order to increase the response speed, (a) increase the magnitude of spontaneous polarization Ps (b) viscosity η
There is a method of increasing the applied electric field E. However, the applied electric field has an upper limit because it is driven by (2) c, etc., and it is desirable that it be as low as possible.

よって、実際には粘度ηを小さくするか、自発分極の大
きさPsの値を大きくする必要かある。
Therefore, it is actually necessary to reduce the viscosity η or to increase the value of the spontaneous polarization Ps.

−収約に自発分極の大きい強誘電性カイラルスメクチッ
ク液晶化合物においては、自発分極のもたらすセルの内
部電界も大きく、双安定状y6をとり得る素子構成への
制約が多くなる傾向にある。
- In ferroelectric chiral smectic liquid crystal compounds that have a large spontaneous polarization, the internal electric field of the cell caused by the spontaneous polarization is also large, and there tends to be more restrictions on the device configuration that can take the bistable state y6.

又、いたずらに自発分極を大きくしても、それにつれて
粘度も大きくなる傾向にあり、結果的には応答速度はあ
まり速くならないことが考えられる。
Moreover, even if the spontaneous polarization is increased unnecessarily, the viscosity tends to increase accordingly, and as a result, it is conceivable that the response speed will not become very fast.

また、実際のデイスプレィとしての使用温度範囲が1例
えば5〜40°C程度とした場合、応答速度の変化が一
般に20倍程もあり、駆動電圧及び周波数による調節の
限界を越えているのか現状である。
Furthermore, if the actual operating temperature range for a display is 1, for example, 5 to 40 degrees Celsius, the response speed will generally vary by a factor of 20, and the current situation may indicate that the limit of adjustment by drive voltage and frequency is exceeded. be.

以上述べたように、強誘電性液晶素子を実用化するため
には、粘度か低く高速応答性を有し、かつ応答速度の温
度依存性の小さな強誘電性カイラルスメクチック液晶組
成物か黄求される。
As mentioned above, in order to put ferroelectric liquid crystal elements into practical use, a ferroelectric chiral smectic liquid crystal composition that has low viscosity, high-speed response, and small temperature dependence of response speed is required. Ru.

[発明か解決しようとする課題] 本発明の目的は、強訝電性液晶素f・を天川テキるよう
にするために、応答速度か速(、b;6’モソの応答速
度の温度依存性が軽減された液晶組成物、特に強誘電性
カイラルスメクチック液晶組成物、および該液晶組J&
物を使用する液晶素子を提供することにある。
[Problem to be solved by the invention] The purpose of the present invention is to improve the temperature dependence of the response speed of the strongly electrostatic liquid crystal element f. liquid crystal compositions, particularly ferroelectric chiral smectic liquid crystal compositions, and the liquid crystal compositions J&
The purpose of the present invention is to provide a liquid crystal element that uses a liquid crystal device.

[課題を解決するための手段]および[作用]すなわち
、本発明の第一の発明は、下記一般式(I)で示される
液晶性化合物である。
[Means for Solving the Problem] and [Operation] That is, the first invention of the present invention is a liquid crystal compound represented by the following general formula (I).

(I) (式中、11は炭素原子数l〜18の置換基を有してい
ても良い直鎖状または分岐状のアルキル基、R2は炭素
原子数l〜12のアルキル基、Xは単結合。
(I) (wherein 11 is a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms which may have a substituent, R2 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and X is a single Combine.

(E)−の巾からそれぞれ独立に選ばれたものを示す。(E) Shows those independently selected from the widths of -.

2はO,lまたは2、mはo、lまたは2、nは1また
は2を示し、且つ12 + m + nは2または3で
ある CIIは不斉炭素原子を示す。)また、第二の発
明は、前記一般式(I)で示される液晶性化合物の少な
くとも1種を含有することを特徴とする強[を性カイラ
ルスメクチック液晶組成物である。
2 represents O, l or 2, m represents o, l or 2, n represents 1 or 2, and 12 + m + n represents 2 or 3. CII represents an asymmetric carbon atom. ) Moreover, the second invention is a strong chiral smectic liquid crystal composition, which is characterized by containing at least one kind of liquid crystalline compound represented by the general formula (I).

さらに、第三の発明は、前記一般式(I)で示される液
晶性化合物の少なくとも1種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である。
Furthermore, a third invention is characterized in that a ferroelectric chiral smectic liquid crystal composition containing at least one liquid crystal compound represented by the general formula (I) is disposed between a pair of electrode substrates. It is a liquid crystal element that

本発明者等は、以上の液晶組r&物およびそれを使用し
た液晶素子を用いることにより、高速応答性、応答速度
の温度依存性の軽減等の諸性性の改良がなされ、良好な
表示特性が得られることを見い出したものである。
The present inventors have discovered that by using the above-mentioned liquid crystal assembly and liquid crystal element using the same, various properties such as high-speed response and reduced temperature dependence of response speed can be improved, resulting in good display characteristics. It was discovered that this can be obtained.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

前記一般式(I)て示される液晶性化合物において、X
は、好ましくは、単結合、−O−−0C−−CO−、−
C−であり、R2は炭素原子数l〜12のアル口 キル基であるか、好ましくは直鎖状アルキル基である。
In the liquid crystalline compound represented by the general formula (I),
is preferably a single bond, -O--0C--CO-, -
C-, and R2 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or preferably a linear alkyl group.

また、R′は炭素原子数1〜18の置換基を有していて
も良い直鎖状または分岐状のアルキル基であるが、さら
により好ましくは、R1は下記(1)〜(in )から
選ばれる。
Further, R' is a linear or branched alkyl group which may have a substituent having 1 to 18 carbon atoms, but even more preferably, R1 is selected from the following (1) to (in). To be elected.

i)炭素原子数1−18のn−アルキル基ii) ?113 +C11□h−C旧−(: b it a□1(ただし
、aは1〜7の整数、bは2〜9の整数である。また、
光学活性であっても良い。)+ii ) (ただし、rは0〜7の整数、Sは0またはl、tは1
〜14の整数である。また、これは光学活性てあっても
良い。) 上記一般式(1)で示される液晶性化合物は、好ましく
は本出願人等による出願(4,’?願昭62−18:1
485及び特願昭63−37624 )の明細占に示さ
れる下記一般式(II)の光学活性基にトリフルオロメ
チル基を有するカルボン酸の光学活性中間体から合成さ
れる。
i) n-alkyl group having 1-18 carbon atoms ii) ? 113 +C11□h-Cold-(: bit a□1 (However, a is an integer from 1 to 7, and b is an integer from 2 to 9. Also,
It may be optically active. )+ii) (However, r is an integer from 0 to 7, S is 0 or l, and t is 1
~14 integer. Further, it may be optically active. ) The liquid crystalline compound represented by the above general formula (1) is preferably used in the application filed by the present applicant et al.
485 and Japanese Patent Application No. 63-37624), it is synthesized from an optically active intermediate of a carboxylic acid having a trifluoromethyl group as an optically active group of the following general formula (II).

(式中、Rは炭素原子数l〜12のアルキル基、2υ 次に、前記一般式(I)で表わされる液晶性化合物の合
成法の1例を以下に示す。
(In the formula, R is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, 2υ Next, one example of a method for synthesizing the liquid crystalline compound represented by the general formula (I) is shown below.

一般式(I)において、 i)Yか単結合、 −0C112−の場合i)Yが一〇
O CI[20−の場合 R’ X+剪→B )−r−Y千〇七〇 (p=o、1) −CO2−。
In general formula (I), i) Y is a single bond, -0C112- i) Y is 100 CI [20-, R' o, 1) -CO2-.

C−) iii ) Yか一0C−の場合 四 〇 CF。C-) iii) In the case of Y or 10C- four 〇 C.F.

■−2) ■ −3) たたし、上記式中、R’、R2,X、Y、A、B。■-2) ■-3) However, in the above formula, R', R2, X, Y, A, B.

(1,mは前記定義のとおりである。(1 and m are as defined above.

次に、前記一般式(I)で示される液晶性化合物の具体
的な構造を以下に示す。
Next, the specific structure of the liquid crystal compound represented by the general formula (I) is shown below.

■−6) ニ ■ ニー9) ■ l −17) ■ I −19) l −2O) υ υ υ ■ 一1l) I −12) ニ I −14) ニ I −2l) I −22) l −25) I −24) ■ υ υ υ I −26) l −27) l −23) ■ l −50) ニ I −57) I −58) ■ ■ 一4O) υ υ I −52) I −53) I −54) I −55) 一4l) ニ I −45) I −44) l −43) υ υ υ ■ ■ ニ ■ ■ ■ ■ r −5a) I −39) ■ 一6O) υ υ υ υ I −31) ■ I −33) ■ I −35) I −6l) ■ l −65) I −64) l −63) υ ■ ■ l −63) I −69) l −7O) I −76) l −77) l −73) I −79) ニ υ ■ 一7l) I −72) l −75) I −74) l −73) ■ ■ υ υ υ υ υ 本発明の液晶組成物は前記一般式(I)て示される液晶
性化合物の少なくともt +iと、他の液晶性化合Q1
種以上とを適当な割合で混合することにより1!Iるこ
とかできる。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ック液晶組
Jjlが好ましい。
■-6) Ni■ Ni9) ■ l -17) ■ I -19) l -2O) υ υ υ ■ 11l) I -12) Ni I -14) Ni I -2l) I -22) l - 25) I -24) ■ υ υ υ I -26) l -27) l -23) ■ l -50) Ni I -57) I -58) ■ ■ 14O) υ υ I -52) I -53 ) I -54) I -55) 14l) dI -45) I -44) l -43) υ υ υ ■ ■ ni■ ■ ■ ■ r -5a) I -39) ■ 16O) υ υ υ υ I -31) ■ I -33) ■ I -35) I -6l) ■ l -65) I -64) l -63) υ ■ ■ l -63) I -69) l -7O) I -76 ) l -77) l -73) I -79) Niυ ■ -7l) I -72) l -75) I -74) l -73) ■ ■ υ υ υ υ υ The liquid crystal composition of the present invention At least t +i of the liquid crystalline compound represented by general formula (I) and another liquid crystalline compound Q1
By mixing seeds or more in an appropriate ratio, 1! I can do a lot of things. Further, the liquid crystal composition according to the present invention is preferably a ferroelectric liquid crystal composition, particularly a ferroelectric chiral smectic liquid crystal set Jjl.

次に、本発明で用いられる他の液晶性化合物の具体例を
下記に示す。
Next, specific examples of other liquid crystal compounds used in the present invention are shown below.

(lコ) (ios) υ υ υ (1:13) (1:16) (14g) (isi) F (l)6) υ υ N υ (ZOS) (ZOa) (2:10) (2:12) (2コ3) (2:16) (2:17) Ct *H* s 0−o−CH20+OCa HI3
本発明の液晶性化合物と、1種以上の他の液晶性化合物
あるいはそれを含む液晶組成物(これらは強誘電性液晶
化合物および強誘電性液晶組成物であっても良い。以下
、これらを液晶材料と略記する。)との配合割合は、液
晶材料!(10重量部当り、本発明による液晶性化合物
を1〜500重量部とすることか好ましい。
(l) (ios) υ υ υ (1:13) (1:16) (14g) (isi) F (l)6) υ υ N υ (ZOS) (ZOa) (2:10) (2: 12) (2 pieces 3) (2:16) (2:17) Ct *H* s 0-o-CH20+OCa HI3
The liquid crystal compound of the present invention and one or more other liquid crystal compounds or a liquid crystal composition containing the same (these may be ferroelectric liquid crystal compounds and ferroelectric liquid crystal compositions.Hereinafter, these will be referred to as liquid crystal compounds. (abbreviated as “material”) is the liquid crystal material! (It is preferable that the amount of the liquid crystalline compound according to the present invention is 1 to 500 parts by weight per 10 parts by weight.

また、本発明の液晶性化合物を2種以上用いる場合も液
晶材料との配合割合は、前述した液晶材料100重量部
当り、本発明による液晶性化合物の2種以上の混合物を
1〜500玉量部とすることが好ましい。
Furthermore, when two or more types of liquid crystal compounds of the present invention are used, the blending ratio with the liquid crystal material is 1 to 500 beads of a mixture of two or more types of liquid crystal compounds according to the present invention per 100 parts by weight of the liquid crystal material described above. It is preferable to set it as part.

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一例を示す断面
概略図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a liquid crystal element having a ferroelectric liquid crystal layer of the present invention, for explaining the structure of the ferroelectric liquid crystal element.

第1図において、符号l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, the symbol l is a ferroelectric liquid crystal layer, 2 is a glass substrate, 3 is a transparent electrode, 4 is an insulating alignment control layer, 5 is a spacer, 6 is a lead wire, 7 is a power source, 8 is a polarizing plate, 9 indicates a light source.

2枚のガラス基板2には、それぞれIn、0ユ。The two glass substrates 2 have In and 0 U, respectively.

SnO,あるいはITO(インジウム チン オキサイ
ド; Indium Tin 0xide) ”Jの6
.H&Iかう成る透明電極3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、液晶をうどング方向に並べる
絶縁性配向制御M4か形成されている。また、絶縁物質
として1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、I11素窄化物、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、チタン酸化物やフッ化マグネ
シウムなどの無a物賀絶縁層を形成し、その−ヒにポリ
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5セ
ルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂、アクリル樹
脂やフォ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4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中層てあっても良い、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(溶剤に0.1〜20重量%、好ましくは0.2
〜+f7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、所定の硬化条件丁(例えば加熱’F)で
硬化させ形成させることかできる。
SnO or ITO (Indium Tin Oxide) "J's 6"
.. A transparent electrode 3 made of H&I is coated. On top of that, a thin film of polymer such as polyimide is rubbed with gauze or acetate flocked cloth to form an insulating orientation control M4 that arranges the liquid crystals in the upholstery direction. In addition, as an insulating material, for example, silicon nitride, hydrogen-containing silicon carbide, silicon oxide, I11 element oxide, hydrogen-containing boron nitride, cerium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide. An insulating layer made of aluminum or magnesium fluoride is formed, and then polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylene, polyester,
Insulating orientation control with two layers using organic insulating materials such as polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene 5 cellulose resin, melamine resin, Yurya resin, acrylic resin, and photoresist resin as the orientation control layer. A layer 4 may be formed, and an insulating orientation control layer made of an inorganic material or an insulating orientation control layer made of an organic material may be formed as an intermediate layer.If this insulating orientation control layer is inorganic, it can be formed by a vapor deposition method or the like. , if it is an organic type, a solution in which an organic insulating material is dissolved or its precursor solution (0.1 to 20% by weight in a solvent, preferably 0.2
~+f7% by weight) by a spinner coating method, dip coating method, screen printing method, spray coating method, roll coating method, etc., and then cured and formed under predetermined curing conditions (e.g., heating at F). I can do it.

絶縁性配向制御層4の層厚は通常30人〜lJL■、好
ましくは30人〜jOOOλ、さらに好ましくは50λ
〜1000人が適している。
The thickness of the insulating orientation control layer 4 is usually 30 to 1JL, preferably 30 to 1JL, more preferably 50
~1000 people are suitable.

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、アルミナビーズなスペーサーとしてガラス基板
2枚で挟持し、周囲をシール材、例えばエポキシ系接着
材を用いて密封する方法がある。その他、スペーサーと
して高分子フィルムやガラスファイバーを使用しても良
い。
These two glass substrates 2 are kept at an arbitrary distance by a spacer 5. For example, there is a method in which spacers such as silica beads or alumina beads having a predetermined diameter are sandwiched between two glass substrates, and the periphery is sealed using a sealing material, such as an epoxy adhesive. In addition, a polymer film or glass fiber may be used as a spacer.

この2枚のガラス基板の間に強誘電性液晶か封入されて
いる。
A ferroelectric liquid crystal is sealed between these two glass substrates.

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

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S■C8相(カイラルスメクチック相)を
有し、高速応答性を有することが望ましい。さらに、応
答速度の温度依存性が小さいこと、及び駆動電圧マージ
ンが広いことか望まれる。
Further, it is desirable that this ferroelectric liquid crystal has an S■C8 phase (chiral smectic phase) in a wide temperature range including room temperature (particularly on the low temperature side) and has high-speed response. Furthermore, it is desired that the temperature dependence of the response speed be small and that the drive voltage margin be wide.

また、特に素子とした場合に、良好な均一配向性を示し
モノドメイン状態を得るには、その強誘電性液晶は、等
吉相からch相(コレステリック相)−3■A相(スメ
クチック相)−3s(:’相(カイラルスメクチック相
)という相転位系列を有していることが望ましい。
In addition, especially when used as an element, in order to exhibit good uniform alignment and obtain a monodomain state, the ferroelectric liquid crystal must be changed from the tomoyoshi phase to the ch phase (cholesteric phase) - 3 A phase (smectic phase) - It is desirable to have a phase transition series called 3s(:' phase (chiral smectic phase).

透明電極3からはり−ト線によって外部の電源7に接続
されている。
The transparent electrode 3 is connected to an external power source 7 by a beam wire.

またガラス基板2の外側には偏光板8か貼り合わせであ
る。
Further, a polarizing plate 8 is bonded to the outside of the glass substrate 2.

第1 [Wは透過型なのて光源9を備えている。The first W is a transmission type and is equipped with a light source 9.

第2図は、強誘電性液晶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Into、 、 SnO,あるいはITO(In
dium−Tin 0xide)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S+
sC”相又は5all”相の液晶か封入されている。太
線て示した線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
極間に一定の闇値以上の電圧を印加すると、液晶分子2
3のらせん構造がほどけ、双極子モーメント(P□)2
4かすべて電界方向に向くよう、液晶分子23は配向方
向を変えることかできる。液晶分子23は、細長い形状
を有しており、その長袖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
か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 depicts an example of a cell for explaining the operation of a ferroelectric liquid crystal element. 21a and 21b are Into, SnO, or ITO (In
It is a substrate (glass plate) coated with a transparent electrode made of a thin film such as dium-Tin oxide), between which an S+ layer 22 of liquid crystal molecules is oriented perpendicular to the glass surface.
A liquid crystal of sC" phase or 5all" phase is sealed. A thick line 23 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 23 has a dipole moment (P□) 24 in a direction perpendicular to the molecule. When a voltage higher than a certain dark value is applied between the electrodes on the substrates 21a and 21b, the liquid crystal molecules 2
The helical structure of 3 unravels, and the dipole moment (P□)2
The alignment direction of the liquid crystal molecules 23 can be changed so that all of the liquid crystal molecules 23 are oriented in the direction of the electric field. The liquid crystal molecules 23 have an elongated shape and exhibit refractive index anisotropy in the long axis direction and the short axis direction. Therefore, for example, if crossed Nicol polarizers are placed above and below the glass surface, the polarity of the applied voltage changes. It is easily understood that this results in a liquid crystal optical modulation element whose optical properties change.

本発明における光学変調素子て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+01L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て
も液晶分子のらせん構造かほどけ、その双極子モーメン
トPaまたはPbは上向き(34a)又は下向き(34
b)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闇値以上の極性の異なる電界Ea又
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1〜は、電界Ea又はEbの電界ベク
トルに対応して上向き34a又は下向き34bと向きを
変え、それに応じて液晶分子は、第1の安定状ff、 
33 aかあるいは第2の安定状態:l:lbの何れか
一方に配向する。
The liquid crystal cell preferably used in the optical modulation element of the present invention has a sufficiently thin thickness (for example, +01L or less).
can do. As the liquid crystal layer becomes thinner, the helical structure of the liquid crystal molecules unwinds even when no electric field is applied, as shown in Figure 3, and the dipole moment Pa or Pb is directed upward (34a) or downward (34a). 34
Either state b) is taken. In such a cell, the third
As shown in the figure, when an electric field Ea or Eb of different polarity above a certain dark value is applied by the voltage applying means 31a and 31b, the dipole moments 1~ are directed upward 34a or downward depending on the electric field vector of the electric field Ea or Eb. 34b, and accordingly the liquid crystal molecules are in the first stable state ff,
33a or the second stable state: l:lb.

このような強誘電性液晶素子を光学変調素子として用い
ることの利点は、先にも述べたか2つある。
There are two advantages of using such a ferroelectric liquid crystal element as an optical modulation element as mentioned above.

その第1は、応答速度か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if+33aに配
向するか、この状y玉は電界を切っても安定である。又
、逆向きの電界εbを印加すると、液晶分子は第2の安
定状態33b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。又、ケえ
る電界EaあるいはEbか一定の両値な越えない限り、
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, and the second is that the alignment of liquid crystal molecules has bistability. To further explain the second point, for example with reference to FIG. 3, the electric field Ea
When the voltage is applied, the liquid crystal molecules are oriented in the first stable state if+33a, or this state y ball is stable even when the electric field is turned off. Moreover, when an electric field εb in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are oriented to the second stable state 33b and the orientation of the molecules is changed.
It remains in this state even if the electric field is turned off. Also, as long as the electric field Ea or Eb does not exceed certain values,
Each is still maintained in its previous orientation.

[実施例コ 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1本発明はこれらの実施例に限定されるものではない
[Examples] The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 4−デシルオキシ安り香酸4’−(4″−(3−トリフ
ルオロメチルノナノイル)ビフェニル)(l−1)の製
造 下記工程に従って、4−デシルオキシ安9香酩4’−(
4″−(3−トリフルオロメチルノナノイル)ビフェニ
ル)を製造した。
Example 1 Production of 4-decyloxybenzoic acid 4'-(4''-(3-trifluoromethylnonanoyl)biphenyl) (1-1) 4-decyloxybenzoic acid 4'-(4''-(3-trifluoromethylnonanoyl)biphenyl) (l-1)
4″-(3-trifluoromethylnonanoyl)biphenyl) was produced.

CF。C.F.

工程1) 4−アセトキシ−4’ −(3−)−リフルオロメチル
ノナノイル)ビフェニルの製造 (+)−3−トリフルオロメチルノナン酸0.55gと
塩化チオニル2■2を混合し、攪拌しなから80°Cて
1.5時間反応させた後、過剰の塩化チオニルを留去し
、0.59gの塩化3−トリフルオロメチルノナン酸を
得た。
Step 1) Production of 4-acetoxy-4'-(3-)-lifluoromethylnonanoyl)biphenyl (+)-3-Trifluoromethylnonanoic acid 0.55g and thionyl chloride 2x2 were mixed and stirred. After reacting at 80°C for 1.5 hours, excess thionyl chloride was distilled off to obtain 0.59 g of 3-trifluoromethylnonanoic acid chloride.

次に、二硫化jRA5ml!と4−アセトキシビフェニ
ル0.5Igの混合物を攪拌しながら、塩化3−トリフ
ルオロメチルノナン酸0.59gを加え、さらに無水塩
化アルミニウムを0.57g加えた0反応終了後、氷水
中に抽入し、塩酸を加え酸性とした後にジエチルエーテ
ルを用いて抽出した。このエーテル溶液を炭酸水素ナト
リウム水溶液で洗浄後無水硫酸ナトリウムで乾燥し、カ
ラムクロマトグラフィーにより精製した。(移動相:ヘ
キサン/酢酸エチル=8/I)  収量0.:lOgゆ
工程2) 4−(3−トリフルオロメチルノナノイル)−4′−ビ
フェノールの製造 工程l)て得た4−アセトキシ−4’ −(3−トリフ
ルオロメチルノナノイル)ビフェニル0.3gをジエチ
ルエーテル5■Pに溶解させ、n−ブチルアミン0.1
gを加え、室温て20時間攪拌した0反応終了後、水に
抽入し、塩酸て酸性にし、ジエチルエーテルで抽出した
。生成物は薄層クロマトグラフィーで精製しく展開溶媒
:ヘキサン/酢酸エチル=4/1 ) 、 0.25g
の目的物を得た。
Next, 5ml of disulfide jRA! While stirring the mixture of 0.5 Ig of 4-acetoxybiphenyl, 0.59 g of 3-trifluoromethylnonanoic acid chloride was added, and 0.57 g of anhydrous aluminum chloride was added. After the reaction was completed, the mixture was extracted into ice water. The mixture was made acidic by adding hydrochloric acid, and then extracted using diethyl ether. This ether solution was washed with an aqueous sodium bicarbonate solution, dried over anhydrous sodium sulfate, and purified by column chromatography. (Mobile phase: hexane/ethyl acetate = 8/I) Yield 0. 0.3 g of 4-acetoxy-4'-(3-trifluoromethylnonanoyl)biphenyl obtained in step 2) 4-(3-trifluoromethylnonanoyl)-4'-biphenol production process l) was dissolved in diethyl ether 5■P, n-butylamine 0.1
After the completion of the reaction, the mixture was extracted with water, acidified with hydrochloric acid, and extracted with diethyl ether. The product was purified by thin layer chromatography (developing solvent: hexane/ethyl acetate = 4/1), 0.25 g.
Obtained the objective.

m、p、85〜87℃ 工程コ) 4−デシルオキシ安息香酸4’−(4″=(3−トリフ
ルオロメチルノナノイル)ビフェニル)の製造 4−デシルオキシ安息香酸0.24g 、塩化チオニル
llRを混合し、1.5時間、80℃て反応させた後、
過剰の塩化チオニルを留去し、塩化4−デシルオキシ安
息香酸0.19gを得た。
m, p, 85-87°C Step C) Production of 4-decyloxybenzoic acid 4'-(4''=(3-trifluoromethylnonanoyl)biphenyl) Mixing 0.24 g of 4-decyloxybenzoic acid and thionyl chloride LLR After reacting at 80°C for 1.5 hours,
Excess thionyl chloride was distilled off to obtain 0.19 g of 4-decyloxybenzoic acid chloride.

次に、工程2)て得た4−(3−トリフルオロメチルノ
ナノイル)−4′−ビフェノール0.25gとトリエチ
レンジアミンo、tsgを乾燥テトラヒドロフランに溶
解させ、更に塩化4−デシルオキシ安息香酸0.19g
を加え、50°Cで2時間攪拌後、水素化ナトリウム5
01gを加え、加熱還流を2.5時間行った。溶媒を留
去してから水に抽入し、ジエチルエーテルで抽出し、薄
層クロマトグラフィーて精製した。(@開溶媒:へキサ
ン/酢酸エチル=4/1) 得られた目的物をヘキサン2mRて再結晶した。
Next, 0.25 g of 4-(3-trifluoromethylnonanoyl)-4'-biphenol obtained in step 2) and triethylenediamine o, tsg were dissolved in dry tetrahydrofuran, followed by 0.25 g of 4-decyloxybenzoic acid chloride. 19g
was added, stirred at 50°C for 2 hours, and then added with sodium hydride 5
01 g was added, and the mixture was heated under reflux for 2.5 hours. After the solvent was distilled off, the residue was extracted with water, extracted with diethyl ether, and purified by thin layer chromatography. (@Opening solvent: hexane/ethyl acetate = 4/1) The obtained target product was recrystallized with 2 mR of hexane.

収量0.17g。Yield: 0.17g.

[α]二’  −18,8(溶媒、塩化メチレン)相転
移温度(°C) CF。
[α]2'-18,8 (solvent, methylene chloride) Phase transition temperature (°C) CF.

実施例2 4′−デシルオキシ−4−ビフェニルカルボン酸4″−
(3−トリフルオロメチルノナノイル)フェニルエステ
ル(I −51)の製造下記工程に従い、4′−デシル
オキシ−4−ビフェニルカルボンlli@4″−(3−
トリフルオロメチルノナノイル)フェニルエステルを製
造した。
Example 2 4′-decyloxy-4-biphenylcarboxylic acid 4″-
Preparation of (3-trifluoromethylnonanoyl)phenyl ester (I-51) 4'-decyloxy-4-biphenylcarbonylli@4''-(3-
Trifluoromethylnonanoyl) phenyl ester was produced.

工程1) 4−(3−トリフルオロメチルノナノイル)アニソール
の製造 (−)−3−)−リフルオロメチルノナン酸0.52g
に塩化チオニル3mlを80℃で1.5時間反応させ、
3−トリフルオロメチルノナン酸クロリド0.52gを
得た。
Step 1) Production of 4-(3-trifluoromethylnonanoyl)anisole (-)-3-)-lifluoromethylnonanoic acid 0.52 g
3 ml of thionyl chloride was reacted at 80°C for 1.5 hours,
0.52 g of 3-trifluoromethylnonanoic acid chloride was obtained.

次に、二硫化炭素5Ili)、アニソール0.23gお
よび3−トリフルオロメチルノナン酸クロリド0.52
gの混合物に無水塩化アルミニウム0.51gを加え、
1時間加熱還流した。反応終了後、水冷し、これに冷水
及び濃塩酸を加え、塩化アルミニウムの錯体を分解した
Next, carbon disulfide 5Ili), anisole 0.23 g and 3-trifluoromethylnonanoic acid chloride 0.52
Add 0.51 g of anhydrous aluminum chloride to the mixture of
The mixture was heated under reflux for 1 hour. After the reaction was completed, the mixture was cooled with water, and cold water and concentrated hydrochloric acid were added thereto to decompose the aluminum chloride complex.

次に、ジエチルエーテルで抽出し、炭酸水素ナトリウム
水溶液で洗詐した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
Next, it was extracted with diethyl ether, washed with an aqueous sodium bicarbonate solution, and then dried over anhydrous sodium sulfate.

溶媒を減圧留去し、減圧蒸留(200°C、0,:1m
m11g )することにより、収量0.45g、収率6
7.5%で4−(3−トリフルオロメチルノナノイル)
アニソールを得た。
The solvent was distilled off under reduced pressure and distilled under reduced pressure (200°C, 0:1 m
m11g), yield 0.45g, yield 6
4-(3-trifluoromethylnonanoyl) at 7.5%
I got anisole.

1程2) 4− (3−トリフルオロメチルノナノイル)フェノー
ルの製造 4− (3−)−リフルオロメチルノナノイル)アニソ
ール0.24gを酢酸10mβに溶解させ、次に47%
臭化水素fi2mj)を加え、130℃て13時間反応
させた0反応終了後、冷水を加え、ジエチルエーテルで
抽出した。得られたエーテル層を炭酸水素ナトリウム水
溶液で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留
去することにより、4−(3−トリフルオロメチルノナ
ノイル)フェノールを収量0.23g 、収率98.9
%で得た。
Step 1 2) Production of 4-(3-trifluoromethylnonanoyl)phenol 0.24g of 4-(3-)-lifluoromethylnonanoyl)anisole was dissolved in 10 mβ of acetic acid, then 47%
Hydrogen bromide (fi2mj) was added thereto and the reaction was carried out at 130°C for 13 hours. After the reaction was completed, cold water was added and extraction was performed with diethyl ether. The obtained ether layer was washed with an aqueous sodium bicarbonate solution, dried over sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 4-(3-trifluoromethylnonanoyl)phenol in a yield of 0.23 g and a yield of 98. .9
Obtained in %.

■程3) 4−デシルオキシ−4′−ビフェニルカルボン酸4” 
−(3−トリフルオロメチルノナノイル)フェニルエス
テルの製造 4−デシルオキシ−4′−ビフェニルカルボン酸0.3
19gに塩化チオニル1.5 w、Rを80℃で1.5
時間反応させた後、過剰の塩化チオニルを留去した。
■Step 3) 4-decyloxy-4'-biphenylcarboxylic acid 4"
-Preparation of (3-trifluoromethylnonanoyl)phenyl ester 4-decyloxy-4'-biphenylcarboxylic acid 0.3
To 19g, add 1.5w of thionyl chloride and 1.5w of R at 80°C.
After reacting for an hour, excess thionyl chloride was distilled off.

得られた酸塩化物に4−(3−トリフルオロメチルノナ
ノイル)フェノール0.23g、  トリエチレンジア
ミン0.17g 、乾燥テトラヒドロ7ランL(1mβ
を入れ50°Cて2時間反応させた後、水素化リートリ
ウム(60%) 0.05gを加え、更に70℃で26
5時間反応させた。反応終了後、テトラヒドロフランを
減圧留去し、3N塩酸て溶液を酸性としジクロロメタン
抽出した。得られた有機層は硫酸ナトリウムて乾燥後、
溶媒を留去し、薄層クロマトグラフィーて精製した。さ
らに、エタノールて再結晶を行ない、4−デシルオキシ
−4′−ビフェニルカルボン酸4” −(3−トリフル
オロメチルノナノイル)フェニルエステルを収lb、:
log 、収率63.3%で得た。
The obtained acid chloride was mixed with 0.23 g of 4-(3-trifluoromethylnonanoyl)phenol, 0.17 g of triethylenediamine, and 7 L of dry tetrahydrochloride (1 mβ
After reacting at 50°C for 2 hours, 0.05g of lithium hydride (60%) was added, and the mixture was further heated at 70°C for 26 hours.
The reaction was allowed to proceed for 5 hours. After the reaction was completed, tetrahydrofuran was distilled off under reduced pressure, and the solution was acidified with 3N hydrochloric acid and extracted with dichloromethane. After drying the obtained organic layer with sodium sulfate,
The solvent was distilled off, and the residue was purified by thin layer chromatography. Further, recrystallization was performed with ethanol to obtain 4-decyloxy-4'-biphenylcarboxylic acid 4''-(3-trifluoromethylnonanoyl)phenyl ester:
log, yield of 63.3%.

[α]:’  +l:1.9  (に 1.06. C
llCl、 )相転移温度(°C) 例示化合物No。
[α]:' +l:1.9 (to 1.06.C
llCl, ) Phase transition temperature (°C) Exemplary compound no.

構造式 Sn2” :スメクチック相(未同定)実施例3 下記液晶性化合物No、248に実施例2て製造した化
合物(1−31)を混合し、液晶組成物Aを作成した。
Structural formula Sn2'': Smectic phase (unidentified) Example 3 The following liquid crystal compound No. 248 was mixed with the compound (1-31) produced in Example 2 to prepare a liquid crystal composition A.

相転移温度(°C) 液晶組成物A 例示化合物No、 248 2枚の0.7txm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、電圧印加電極な作成し
、さらにこの上にS io2を、J Rさせ絶縁層とし
た。ガラス板ににシランカップリング剤〔信越化学■製
、 KBM−602) 0.2%イソプロピルアルコー
ル溶液を回転数2000r、p、i、のスピンナーで1
5抄間塗!τjし、表面処理を施した。この後120°
Cにて20分間加熱乾燥処理を施した。
Phase transition temperature (°C) Liquid crystal composition A Exemplary compound No. 248 Two glass plates with a thickness of 0.7 txm were prepared, an ITO film was formed on each glass plate, a voltage application electrode was created, and On top of this, Sio2 was applied with JR to form an insulating layer. Spread 0.2% isopropyl alcohol solution of silane coupling agent [KBM-602, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.] onto a glass plate using a spinner with a rotation speed of 2000 r, p, i.
5 Shouma nuri! τj and surface treatment was performed. After this 120°
A heating drying process was performed at C for 20 minutes.

さらに、表面処理を行なったITO膜付きのガラス板上
にポリイミド樹脂前駆体(東し補装、 5p−510)
 1.5%ジメチルアセトアミド溶液を回転数2000
r、p、m、のスピンナーて15秒間塗布した。成膜後
、60分間、300°Cて加熱縮合焼成処理を施した。
Furthermore, a polyimide resin precursor (Toshi Hoso, 5p-510) was placed on a glass plate with a surface-treated ITO film.
1.5% dimethylacetamide solution at 2000 rotations.
The coating was applied for 15 seconds using a r, p, m spinner. After the film was formed, a heating condensation firing process was performed at 300°C for 60 minutes.

この時の塗膜の膜厚は、約250人であった。The thickness of the coating film at this time was approximately 250.

この焼成後の被膜には、アセテート植毛布によるラビン
グ処理かなされ、その後イソプロピルアルコール液で洗
炸し、乎均粒径2pmのアルミナ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
乎行となる様にし、接着シール剤(チッソ補製、リクソ
ンボンド)を用いてガラス板をはり合わせ、60分間、
100℃にて加熱乾煙しセルを作成した。このセルのセ
ル厚をベレック位相板によって測定したところ、約2体
mてあった。
After firing, the film was rubbed with acetate flocked cloth, then washed with isopropyl alcohol solution, and alumina beads with an average particle size of 2 pm were sprinkled on one glass plate. Glue the glass plates together using an adhesive sealant (Chisso Hosei, Rixon Bond) so that they are in line with each other, and hold for 60 minutes.
A cell was prepared by heating and smoking at 100°C. When the cell thickness of this cell was measured using a Berek phase plate, it was approximately 2 m thick.

このセルに液晶組成物Aを等方性液体状態で注入し、等
吉相から20°C/hて25°Cまで徐冷することによ
り強誘電性液晶素子を作成した。
A ferroelectric liquid crystal element was prepared by injecting liquid crystal composition A in an isotropic liquid state into this cell and slowly cooling it from the isokyoshi phase at a rate of 20°C/h to 25°C.

この強誘電性液晶素子を使って自発分極の大きさPsと
ピーク・トウ・ピーク電圧V 、、= 20Vの電圧印
加により直交ニコル下ての光学的な応答(m通光量変化
0〜90%)を検知して応答速度(以後、光学応答速度
という)を測定した。その結果を次に示す。
Using this ferroelectric liquid crystal element, the spontaneous polarization magnitude Ps and the peak-to-peak voltage V, by applying a voltage of = 20V, the optical response under crossed Nicols (m light passing amount change 0 to 90%) was detected and the response speed (hereinafter referred to as optical response speed) was measured. The results are shown below.

液晶組成物A 例示化合物248の光学応答速度は89μsec (6
0℃)てあったことから、本発明による液晶性化合物を
添加することにより応答特性が向上し、低温域での液晶
性も4吉された。
The optical response speed of liquid crystal composition A Exemplified Compound 248 is 89 μsec (6
0°C), the response characteristics were improved by adding the liquid crystalline compound according to the present invention, and the liquid crystallinity in the low temperature range was also improved.

実施例4 下記例示化合物を下記の重量部で混合し、液晶組成物B
を作成した。
Example 4 The following exemplified compounds were mixed in the following parts by weight to prepare liquid crystal composition B.
It was created.

例示化合物No。Exemplary compound no.

構造式 更に、この液晶組成物Bに対して、実施例1て製造した
化合el (l−1)を以下に示す重量部で混合し、液
晶組成物Cを作成した。
Structural Formula Further, the compound el (l-1) produced in Example 1 was mixed with this liquid crystal composition B in the weight parts shown below to prepare a liquid crystal composition C.

構造式      重量部 液晶組r&物B 相転移温度(”C)を以下に示す。Structural formula Weight part LCD set r & object B The phase transition temperature ("C) is shown below.

液晶組成物B Cryst、−ンSac’−ンSmA 一ンCh −〉I s o 。Liquid crystal composition B Cryst, Sac'-on SmA 1 Ch -> Is o.

液晶jilI&物C CrysL、−)Sac”−〉 SmA  −〉 Ch
−ン 1so。
Liquid crystal jil I & thing C CrysL, -) Sac"-> SmA -> Ch
-n 1so.

また、液晶組成物B、Cをセル内に注入する以外は全〈
実施例3と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成したと
ころ、液晶組成物Cを用いた液晶素子は、液晶組成物B
を用いた液晶素子と比較して配向性が改善され、コント
ラストか向上した。
In addition, except for injecting liquid crystal compositions B and C into the cell, all
A ferroelectric liquid crystal element was produced in the same manner as in Example 3, and it was found that the liquid crystal element using liquid crystal composition C was
Compared to liquid crystal devices using 2000 µm, the alignment has been improved and the contrast has also been improved.

実施例5 下記例示化合物をr記の重量部て混合し、液晶組成物り
を作成した。
Example 5 The following exemplified compounds were mixed in r parts by weight to prepare a liquid crystal composition.

例示化合物No、     構造式 %式% ::) 構造式 重量部 構造式 %式%14) 更に、この液晶組成物りに対して実施例2で製造した化
合物ロー31)を以下の重量部で混合し。
Exemplary compound No. Structural formula % Formula % ::) Structural formula weight part Structural formula % Formula % 14) Furthermore, the following parts by weight of the compound RO 31) produced in Example 2 were mixed with this liquid crystal composition. death.

液晶組成物Eを作成した。A liquid crystal composition E was prepared.

液晶組成物り 相転移温度(°C)を以下に示す。liquid crystal composition The phase transition temperature (°C) is shown below.

液晶組成物D 4      10     576:178Crys
’、→Sm3  →Sac  →Ss^ →N→Iso
Liquid crystal composition D 4 10 576:178Crys
', →Sm3 →Sac →Ss^ →N→Iso
.

液晶層J&物E Cryst、−〉Sac”−−→ch−−→ Iso。Liquid crystal layer J & object E Cryst, ->Sac”--→ch--→Iso.

また、液晶組成¥@Eをセル内に注入する以外は実施例
3と全く同様の方法て強誘電性液晶素子を作成したとこ
ろ、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。
In addition, when a ferroelectric liquid crystal element was prepared in exactly the same manner as in Example 3 except that the liquid crystal composition ¥@E was injected into the cell, the uniform alignment within this liquid crystal element was good, and a monodomain state was observed. was gotten.

[発明の効果] 以上説明した様に、本発明の液晶性化合物を含有する強
誘電性液晶組成物を使用した素子は、スイツチング特性
か良好て、作動温度域の拡大した液晶素子、高速応答性
てあり且つ応答速度の温度依存性が少ない液晶素子とす
ることかできる。
[Effects of the Invention] As explained above, an element using a ferroelectric liquid crystal composition containing a liquid crystal compound of the present invention has good switching characteristics, a liquid crystal element with an expanded operating temperature range, and a high-speed response. It is possible to provide a liquid crystal element with a low temperature dependence of response speed.

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

第1図は本発明の強誘電性液晶層を用いた液晶表示素子
の−・例を示す断面概略図、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−・例を
模式的に表わす斜視図である。 l・・・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s    
  8・・・偏光板9・・・光源      ■。・・
・入射光■・・・透過光 21a・・・基板     21b・・・基板22・・
・、液晶分子層   23・・・液晶分子24・・・双
極子モーメント(P工) 31a、31b・・・電圧印加手段 3コa・・・第1の安定状態 33b・・・第2の安定状態 34a・・・L向き双極子モーメント 34b・・・下向き双極子モーメント Ea・・・上向きの電界 Eb−・・下向きの゛世界
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a liquid crystal display device using the ferroelectric liquid crystal layer of the present invention, and FIGS. 2 and 3 show an element cell for explaining the operation of the ferroelectric liquid crystal device. FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of. l... Ferroelectric liquid crystal layer 2... Glass substrate 3...
Transparent electrode 4... Insulating alignment control layer 5... Spacer 6... Lead wire 7... Electron s
8...Polarizing plate 9...Light source ■.・・・
・Incoming light■...Transmitted light 21a...Substrate 21b...Substrate 22...
・Liquid crystal molecule layer 23...Liquid crystal molecule 24...Dipole moment (P) 31a, 31b...Voltage application means 3 cores a...First stable state 33b...Second stability State 34a... L-directed dipole moment 34b... Downward dipole moment Ea... Upward electric field Eb-... Downward 'world'

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)下記一般式( I )で示される液晶性化合物。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R^1は炭素原子数1〜18の置換基を有して
いても良い直鎖状または分岐状のアルキル基、R^2は
炭素原子数1〜12のアルキル基、Xは単結合、−O−
、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式
、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります
▼または▲数式、化学式、表等があります▼、Yは単結
合、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
式、表等があります▼、−CH_2O−、−OCH_2
−の中からそれぞれ独立に選ばれ、A、Bは▲数式、化
学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があり
ます▼、▲数式、化学式、表等があります▼の中からそ
れぞれ独立に選ばれたものを示す。lは0、1または2
、mは0、1または2、nは1または2を示し、且つ2
+m+nは2または3である。C^*は不斉炭素原子を
示す。)
(1) A liquid crystal compound represented by the following general formula (I). ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (I) (In the formula, R^1 is a linear or branched alkyl group that may have a substituent having 1 to 18 carbon atoms, R^2 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, X is a single bond, -O-
, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ or ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, Y is a single bond, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, -CH_2O-, -OCH_2
−, and A and B are selected from ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ respectively. Indicates what was independently selected. l is 0, 1 or 2
, m is 0, 1 or 2, n is 1 or 2, and 2
+m+n is 2 or 3. C^* indicates an asymmetric carbon atom. )
(2)下記一般式( I )で示される液晶性化合物の少
なくとも1種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。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R^1は炭素原子数1〜18の置換基を有して
いても良い直鎖状または分岐状のアルキル基、R^2は
炭素原子数1〜12のアルキル基、Xは単結合、−O−
、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式
、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります
▼または▲数式、化学式、表等があります▼、Yは単結
合、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
式、表等があります▼、−CH_2O−、−OCH_2
−の中からそれぞれ独立に選ばれ、A、Bは▲数式、化
学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があり
ます▼、▲数式、化学式、表等があります▼の中からそ
れぞれ独立に選ばれたものを示す。lは0、1または2
、mは0、1または2、nは1または2を示し、且つl
+m+nは2または3である。C^*は不斉炭素原子を
示す。)
(2) A ferroelectric chiral smectic liquid crystal composition containing at least one liquid crystal compound represented by the following general formula (I). ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (I) (In the formula, R^1 is a linear or branched alkyl group that may have a substituent having 1 to 18 carbon atoms, R^2 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, X is a single bond, -O-
, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ or ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, Y is a single bond, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, -CH_2O-, -OCH_2
−, and A and B are selected from ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ respectively. Indicates what was independently selected. l is 0, 1 or 2
, m is 0, 1 or 2, n is 1 or 2, and l
+m+n is 2 or 3. C^* indicates an asymmetric carbon atom. )
(3)下記一般式( I )で示される液晶性化合物の少
なくとも1種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。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R^1は炭素原子数1〜18の置換基を有して
いても良い直鎖状または分岐状のアルキル基、R^2は
炭素原子数1〜12のアルキル基、Xは単結合、−O−
、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式
、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります
▼または▲数式、化学式、表等があります▼、Yは単結
合、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
式、表等があります▼、−CH_2O−、−OCH_2
−の中からそれぞれ独立に選ばれ、A、Bは▲数式、化
学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があり
ます▼、▲数式、化学式、表等があります▼の中からそ
れぞれ独立に選ばれたものを示す。lは0、1または2
、mは0、1または2、nは1または2を示し、且つ2
+m+nは2または3である。C^*は不斉炭素原子を
示す。)
(3) A liquid crystal element characterized in that a ferroelectric chiral smectic liquid crystal composition containing at least one liquid crystal compound represented by the following general formula (I) is disposed between a pair of electrode substrates. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (I) (In the formula, R^1 is a linear or branched alkyl group that may have a substituent having 1 to 18 carbon atoms, R^2 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, X is a single bond, -O-
, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ or ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, Y is a single bond, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, -CH_2O-, -OCH_2
−, and A and B are selected from ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ respectively. Indicates what was independently selected. l is 0, 1 or 2
, m is 0, 1 or 2, n is 1 or 2, and 2
+m+n is 2 or 3. C^* indicates an asymmetric carbon atom. )
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5641427A (en) * 1994-07-26 1997-06-24 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal composition, liquid crystal device using the composition liquid crystal apparatus and display method
US5653913A (en) * 1993-08-31 1997-08-05 Canon Kabushiki Kaishai Mesomorphic compound, liquid crystal composition containing the compound, liquid crystal device using the composition, liquid crystal apparatus and display method
US5785890A (en) * 1995-10-12 1998-07-28 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal composition, liquid crystal device, and liquid crystal display apparatus using same

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US5641427A (en) * 1994-07-26 1997-06-24 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal composition, liquid crystal device using the composition liquid crystal apparatus and display method
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