JPH05140131A - Cyclic sulfone-based liquid crystalline compound, liquid crystal composition and liquid crystal display device - Google Patents

Cyclic sulfone-based liquid crystalline compound, liquid crystal composition and liquid crystal display device

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JPH05140131A
JPH05140131A JP30607891A JP30607891A JPH05140131A JP H05140131 A JPH05140131 A JP H05140131A JP 30607891 A JP30607891 A JP 30607891A JP 30607891 A JP30607891 A JP 30607891A JP H05140131 A JPH05140131 A JP H05140131A
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JP
Japan
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liquid crystal
group
ferroelectric liquid
crystalline compound
cyclic sulfone
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Withdrawn
Application number
JP30607891A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Shimizu
正 清水
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a new ferroelectric liquid crystalline compound, excellent in thermal stability, having great spontaneous polarization and most suitable for producing a liquid crystal device having a high speed of response and having an optically active group and cyclic sulfone group. CONSTITUTION:A ferroelectric liquid crystalline compound having an optically active group such as an alkyl, an alkyloxy or an alkyl halide and a cyclic sulfone group such as dioxothiazolidione ring, e.g. a compound expressed by formula I or II. Furthermore, a new ferroelectric liquid crystal composition 7 containing at least one of this ferroelectric liquid crystalline compound is used in a liquid crystal display device having, e.g. polarizing plates 1, substrates 2, transparent electrode films 3, oriented films 4, a sealing material 5 and spacers 6. This ferroelectric liquid crystal has an ultrahigh speed of response due to spontaneous polarization and further is capable of developing a bistable state with memory properties. Visibility angle characteristics are excellent and the ferroelectric liquid crystal is suitable as a high-capacity and large-screen display.

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、新規な液晶性化合物お
よび当該液晶性化合物を少なくとも1種類含有すること
を特徴とする強誘電性液晶組成物、および当該強誘電性
液晶組成物を用いた液晶表示装置に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention uses a novel liquid crystal compound, a ferroelectric liquid crystal composition containing at least one kind of the liquid crystal compound, and the ferroelectric liquid crystal composition. The present invention relates to a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶は表示材料として広く用いられてい
るが、そうした表示素子のほとんどはネマチック相に属
する液晶材料を用いるTN(Twisted Nema
tic)型表示方法である。このTN型表示方式は受光
型のため目が疲れない、消費電力が極めて少ないなどの
優れた特徴を持つものであるが、応答速度が遅いこと、
見る角度によってはコントラストが取れないこと、大画
面で高精細な表示素子を作るためにはTFT(Thin
Film Transistor)等の能動素子を付
け加える必要があることなどの欠点がある。最近は、表
示装置に対して高速応答性が要求されており、こうした
要求に応えるべく液晶材料の改良が試みられてきた。し
かし、他の発光型ディスプレイ(CRT、EL、プラズ
マディスプレイ等)と比較すると、応答速度は充分でな
く、高精細な表示も出来なかった。受光型、低消費電力
といった液晶の特徴を生かし、なおかつ発光型ディスプ
レイに匹敵する応答速度と高精細性を確保するためにネ
マチック相を利用するTN型表示方式に代わる新しい液
晶表示方式が提案されており、その中で上記の優れた特
性を持つことが期待されているものとして、強誘電性液
晶の光スイッチング現象を利用した表示方式(N.A.
Clark,S.T.Lagerwall,Appl.
Phys.Lett.,36,899(1980))が
ある。強誘電性液晶はR.B.Meyerらによってそ
の存在が発表されたもので(R.B.Meyer,L.
Libert,L.Strzelecki,P.Kil
ler,J.de Phys.,36,L69(197
5))、液晶の構造上からカイラルスメクチックC相、
あるいはカイラルスメクチックH相に属する。その後さ
らにカイラルスメクチックI相,カイラルスメクチック
F相,カイラルスメクチックG相,カイラルスメクチッ
クJ相,カイラルスメクチックK相が強誘電性を示す液
晶相として明らかになった。
2. Description of the Related Art Although liquid crystals are widely used as display materials, most of such display elements use TN (Twisted Nema) which uses liquid crystal materials belonging to a nematic phase.
tic) type display method. Since this TN type display system is a light receiving type, it has excellent features such as eyestrain and extremely low power consumption, but it has a slow response speed.
The contrast cannot be obtained depending on the viewing angle, and in order to create a high-definition display element on a large screen, a TFT (Thin
There are drawbacks such as the need to add an active element such as a film transistor. Recently, high-speed responsiveness has been demanded for display devices, and attempts have been made to improve liquid crystal materials in order to meet such demands. However, compared with other light emitting displays (CRT, EL, plasma displays, etc.), the response speed was not sufficient and high-definition display was not possible. A new liquid crystal display system that takes advantage of the characteristics of liquid crystal such as light receiving type and low power consumption, and that replaces the TN type display system that utilizes a nematic phase in order to secure a response speed and high definition comparable to a light emitting display has been proposed. Among them, as one expected to have the above-mentioned excellent characteristics, a display method utilizing the optical switching phenomenon of a ferroelectric liquid crystal (NA.
Clark, S.M. T. Lagerwall, Appl.
Phys. Lett. , 36 , 899 (1980)). Ferroelectric liquid crystal is R. B. Its existence was announced by Meyer et al. (RB Meyer, L. et al.
Libert, L .; Strzelekki, P .; Kil
Ler, J .; de Phys. , 36 , L69 (197
5)), because of the structure of the liquid crystal, a chiral smectic C phase,
Alternatively, it belongs to the chiral smectic H phase. After that, the chiral smectic I phase, the chiral smectic F phase, the chiral smectic G phase, the chiral smectic J phase, and the chiral smectic K phase were further revealed as liquid crystal phases exhibiting ferroelectricity.

【0003】この強誘電性液晶は、自発分極を有するた
めに非常に速い応答速度を有する上にメモリ性のある双
安定状態を発現させることが出来、さらに視野角特性も
優れていることから、大容量大画面のディスプレイとし
て適している。
Since this ferroelectric liquid crystal has spontaneous polarization, it has a very fast response speed and can exhibit a bistable state with a memory property. Further, it has excellent viewing angle characteristics. Suitable as a large-capacity, large-screen display.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の強誘電性液晶では、走査線本数の多い高精細大画面を
フリッカーが見えないほどの高速で表示するに充分な応
答速度は未だ実現されていない。本発明は上記欠点を解
決し応答速度の速い新規な強誘電性液晶性化合物を提供
するものである。
However, these ferroelectric liquid crystals have not yet realized a sufficient response speed for displaying a high-definition large screen with a large number of scanning lines at such a high speed that flicker cannot be seen. .. The present invention solves the above drawbacks and provides a novel ferroelectric liquid crystal compound having a high response speed.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】強誘電性液晶の応答時間
は次の式で表される。τ=η/(PsE)。ここでτは
応答時間、ηは液晶の粘度、Psは液晶の自発分極、E
は電界の強度を表している。したがって、応答時間を減
少するためには、粘度を低下する、自発分極を増大す
る、および電界強度を上げるの3通りの方法があるが、
粘度はスメクチック相であるがゆえに低粘度化は困難で
あり、また電界の強度も使用されるドライバの耐電圧特
性から限界がある。よって、液晶の自発分極を増大させ
る事が、応答時間を減少させる最も良い方法である。
The response time of a ferroelectric liquid crystal is expressed by the following equation. τ = η / (P s E). Where τ is the response time, η is the viscosity of the liquid crystal, P s is the spontaneous polarization of the liquid crystal, E
Represents the strength of the electric field. Therefore, in order to decrease the response time, there are three methods of decreasing the viscosity, increasing the spontaneous polarization, and increasing the electric field strength.
Since the viscosity is a smectic phase, it is difficult to lower the viscosity, and the strength of the electric field is limited by the withstand voltage characteristics of the driver used. Therefore, increasing the spontaneous polarization of the liquid crystal is the best way to reduce the response time.

【0006】また、本発明の強誘電性液晶性化合物は分
極基として環状スルホン基を用いている。 従来の強誘
電性液晶性化合物の分極基としてエステル基が良く用い
られるが、スルホン基はエステル基より熱的および加水
分解に対して安定であるため、本発明の強誘電性液晶性
化合物はより熱安定性の優れたものである。以上の背景
を鑑みて、本発明は新規な自発分極の大きな強誘電性液
晶性化合物及び強誘電性液晶組成物を提供し、かつ応答
速度の速い液晶表示装置を提供するものである。
The ferroelectric liquid crystal compound of the present invention uses a cyclic sulfone group as a polarizing group. Although an ester group is often used as a polarizing group of a conventional ferroelectric liquid crystal compound, a sulfonic group is more stable to heat and hydrolysis than an ester group, and thus the ferroelectric liquid crystal compound of the present invention is more stable. It has excellent thermal stability. In view of the above background, the present invention provides a novel ferroelectric liquid crystal compound and a ferroelectric liquid crystal composition having a large spontaneous polarization and a liquid crystal display device having a high response speed.

【0007】即ち、本発明は、光学活性基及び環状スル
ホン基を有することを特徴とする強誘電性液晶性化合
物、および光学活性基及び環状スルホン基を有する強誘
電性液晶性化合物を少なくとも1種含有する強誘電性液
晶組成物に関するものと、当該組成物を使った液晶表示
装置に関するものである。本発明の強誘電性液晶性化合
物とは、単独で、またはスメクチック相またはネマチッ
ク相を示す化合物または組成物に混合されることで、カ
イラルスメクチックC相等の強誘電性相を示し自発分極
を有するものである。
That is, the present invention provides a ferroelectric liquid crystal compound having an optically active group and a cyclic sulfone group, and at least one ferroelectric liquid crystal compound having an optically active group and a cyclic sulfone group. The present invention relates to a contained ferroelectric liquid crystal composition and a liquid crystal display device using the composition. The ferroelectric liquid crystal compound of the present invention is a compound which exhibits a ferroelectric phase such as a chiral smectic C phase and has spontaneous polarization by being mixed alone or in a compound or composition showing a smectic phase or a nematic phase. Is.

【0008】本発明の強誘電性液晶組成物とは、ネマチ
ック相、スメクチック相等の液晶相を示す化合物または
組成物に、本発明の光学活性基及び環状スルホン基を有
する化合物を添加することによって得られた組成物であ
り、カイラルスメクチックC相等の強誘電性相を示すも
のである。ネマチック相またはスメクチック相を示す組
成物としては、フェニルピリミジン系液晶組成物、シア
ノシクロヘキサン系液晶組成物、安息香酸エステル系液
晶組成物およびビフェニル系液晶組成物等が挙げられ
る。
The ferroelectric liquid crystal composition of the present invention is obtained by adding the compound having an optically active group and a cyclic sulfone group of the present invention to a compound or composition showing a liquid crystal phase such as a nematic phase or a smectic phase. The obtained composition exhibits a ferroelectric phase such as a chiral smectic C phase. Examples of the composition exhibiting a nematic phase or a smectic phase include a phenylpyrimidine liquid crystal composition, a cyanocyclohexane liquid crystal composition, a benzoate ester liquid crystal composition, and a biphenyl liquid crystal composition.

【0009】本発明の強誘電性液晶性化合物において、
光学活性基はカイラルスメクチック相を発現させるのに
必須であり、環状スルホン基は大きな双極子モーメント
を有するため大きな自発分極を発現させるのに適してい
る。本発明の強誘電性液晶性化合物において、光学活性
基および環状スルホン基は同一分子内にそれぞれ少なく
とも一つ存在すれば良いが、光学活性基または環状スル
ホン基または両者が同一分子内に複数個存在しても良
い。
In the ferroelectric liquid crystal compound of the present invention,
The optically active group is essential for developing a chiral smectic phase, and the cyclic sulfone group has a large dipole moment and is suitable for expressing a large spontaneous polarization. In the ferroelectric liquid crystal compound of the present invention, it is sufficient that at least one optically active group and at least one cyclic sulfone group are present in the same molecule, but a plurality of optically active groups or cyclic sulfone groups or both are present in the same molecule. You may.

【0010】本発明の強誘電性液晶組成物において光学
活性基及び環状スルホン基を有する化合物は0.1重量
部〜50重量部が好ましく、1重量部から20重量部が
より好ましい。また、強誘電性液晶組成物に含まれる本
発明の液晶性化合物は1種であっても複数種であっても
良い。本発明に於ける環状スルホン基の合成法として
は、特に限定するものではないが、スルフィド、または
スルホキシドの過酸化水素や有機過酸などの酸化剤によ
る酸化およびスルフィン酸塩またはスルホニルクロリド
のアルキル化法などが挙げられる。
The compound having an optically active group and a cyclic sulfone group in the ferroelectric liquid crystal composition of the present invention is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight. Further, the liquid crystal compound of the present invention contained in the ferroelectric liquid crystal composition may be one kind or plural kinds. The method for synthesizing the cyclic sulfone group in the present invention is not particularly limited, but oxidation of sulfide or sulfoxide with an oxidizing agent such as hydrogen peroxide or organic peracid, and alkylation of sulfinate or sulfonyl chloride. Law, etc.

【0011】本発明の光学活性基と環状スルホン基は、
同一化合物内に存在するものでありその位置関係は特定
されないが、近接した位置に存在する方が自発分極を増
大する意味でより好ましい。また、環状スルホン基の環
の大きさとして、自発分極の点から3員環から10員環
が好ましく、4員環から6員環がより好ましい。また、
環状スルホン基を構成する原子は主に炭素原子であるが
窒素原子、酸素原子、イオウ原子、リン原子などのヘテ
ロ原子を含んでいてもよい。特に、システインやチオプ
ロリン(チアゾリジン−4−カルボン酸)から誘導され
た5員環であるジオキソチアゾリジン環は、光学活性基
と環状スルホン基が同じ環上に近接して存在することか
ら、自発分極が高くなりより好ましい。
The optically active group and cyclic sulfone group of the present invention are
Although they are present in the same compound and their positional relationship is not specified, it is more preferable that they are present in close proximity to increase spontaneous polarization. Further, the ring size of the cyclic sulfone group is preferably a 3-membered ring to a 10-membered ring, more preferably a 4-membered ring to a 6-membered ring, from the viewpoint of spontaneous polarization. Also,
The atoms constituting the cyclic sulfone group are mainly carbon atoms, but may include hetero atoms such as nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom and phosphorus atom. In particular, the dioxothiazolidine ring, which is a 5-membered ring derived from cysteine or thioproline (thiazolidine-4-carboxylic acid), has spontaneous polarization due to the presence of an optically active group and a cyclic sulfone group on the same ring. Is higher and more preferable.

【0012】本発明の光学活性基としては、従来、強誘
電性液晶性化合物に使用されているものであれば何れで
もよいが、例えば、次のような基を挙げることができ
る。アルキル基、アルキルオキシ基、アルカノイルオキ
シ基、アルキルオキシカルボニルオキシ基、ハロゲン置
換アルキル基、ハロゲン置換アルキルオキシ基、ハロゲ
ン置換アルカノイルオキシ基、ハロゲン置換アルキルオ
キシカルボニルオキシ基、シアノ置換アルキル基、シア
ノ置換アルキルオキシ基、シアノ置換アルカノイルオキ
シ基、シアノ置換アルキルオキシカルボニルオキシ基、
アルキルオキシアルキル基、アルカノイルオキシアルキ
ル基、アルカノイルオキシアルキルオキシ基、アルキル
オキシアルカノイルオキシ基、アルキルオキシカルボニ
ル基、アルキルオキシアルキルオキシカルボニル基、ハ
ロゲン置換アルキルオキシアルキル基、ハロゲン置換ア
ルカノイルオキシアルキル基、ハロゲン置換アルカノイ
ルオキシアルキルオキシ基、ハロゲン置換アルキルオキ
シアルカノイルオキシ基、ハロゲン置換アルキルオキシ
カルボニル基、ハロゲン置換アルキルオキシアルキルオ
キシカルボニル基、シアノ置換アルキルオキシアルキル
基、シアノ置換アルカノイルオキシアルキル基、シアノ
置換アルカノイルオキシアルキルオキシ基、シアノ置換
アルキルオキシアルカノイルオキシ基、シアノ置換アル
キルオキシカルボニル基、シアノ置換アルキルオキシア
ルキルオキシカルボニル基。
The optically active group of the present invention may be any of those conventionally used in ferroelectric liquid crystal compounds, and examples thereof include the following groups. Alkyl group, alkyloxy group, alkanoyloxy group, alkyloxycarbonyloxy group, halogen-substituted alkyl group, halogen-substituted alkyloxy group, halogen-substituted alkanoyloxy group, halogen-substituted alkyloxycarbonyloxy group, cyano-substituted alkyl group, cyano-substituted alkyl Oxy group, cyano-substituted alkanoyloxy group, cyano-substituted alkyloxycarbonyloxy group,
Alkyloxyalkyl group, alkanoyloxyalkyl group, alkanoyloxyalkyloxy group, alkyloxyalkanoyloxy group, alkyloxycarbonyl group, alkyloxyalkyloxycarbonyl group, halogen-substituted alkyloxyalkyl group, halogen-substituted alkanoyloxyalkyl group, halogen-substituted Alkanoyloxyalkyloxy group, halogen-substituted alkyloxyalkanoyloxy group, halogen-substituted alkyloxycarbonyl group, halogen-substituted alkyloxyalkyloxycarbonyl group, cyano-substituted alkyloxyalkyl group, cyano-substituted alkanoyloxyalkyl group, cyano-substituted alkanoyloxyalkyloxy group Group, cyano-substituted alkyloxyalkanoyloxy group, cyano-substituted alkyloxycarbo Group, cyano-substituted alkyloxy alkyloxycarbonyl group.

【0013】本発明の液晶性化合物に於ける光学活性基
と環状スルホン基以外の構造は特に限定されないが、お
もに環状基や結合基からなる骨格部、および長鎖基から
なる末端部から構成されている。環状基としては、フェ
ニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、
ピリジン基、フェニルピリジン基、ピリミジン基、フェ
ニルピリミジン基、ピラジン基、フェニルピラジン基、
シクロヘキサン基、フェニルシクロヘキサン基、ジオキ
サン基、フェニルジオキサン基、アダマンタン基、フェ
ニルアダマンタン基、などが挙げられる。また、結合基
としては、メチレン基、ケトン基、ビニル基、アセチレ
ン基、エステル基、エーテル基、チオエステル基、ジア
ゾ基、アミノメチレン基、などが挙げられる。末端部と
しては、プロピル基、ペンチル基、オクチル基、デシル
基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、アイコシル基、
アリル基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、オク
チルオキシ基、デシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ
基、オクタデシルオキシ基、アイコシルオキシ基、アリ
ルオキシ基、プロピルチオキシ基、ペンチルチオキシ
基、オクチルチオキシ基、デシルチオキシ基、ヘキサデ
シルチオキシ基、オクタデシルチオキシ基、アイコシル
チオキシ基、アリルチオキシ基、1,1,1,2,2,
3,3−ヘプタフロロブチルオキシ基、1,1,1,
2,2,3,3,4,4,5,5−ドデカフロロヘキシ
ルオキシ基、などが挙げられる。骨格部の大きさにもよ
るが、末端部は炭素数3以上20以下が好ましい。
The structure other than the optically active group and the cyclic sulfone group in the liquid crystal compound of the present invention is not particularly limited, but it is mainly composed of a skeleton part composed of a cyclic group or a bonding group and an end part composed of a long chain group. ing. As the cyclic group, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group,
Pyridine group, phenylpyridine group, pyrimidine group, phenylpyrimidine group, pyrazine group, phenylpyrazine group,
Examples thereof include a cyclohexane group, a phenylcyclohexane group, a dioxane group, a phenyldioxane group, an adamantane group, and a phenyladamantane group. Examples of the bonding group include a methylene group, a ketone group, a vinyl group, an acetylene group, an ester group, an ether group, a thioester group, a diazo group and an aminomethylene group. The terminal portion, propyl group, pentyl group, octyl group, decyl group, hexadecyl group, octadecyl group, eicosyl group,
Allyl group, propyloxy group, pentyloxy group, octyloxy group, decyloxy group, hexadecyloxy group, octadecyloxy group, eicosyloxy group, allyloxy group, propylthioxy group, pentylthioxy group, octylthioxy group, Decyltioxy group, hexadecyltioxy group, octadecyltioxy group, eicosyltioxy group, allylthiooxy group, 1,1,1,2,2,2
3,3-heptafluorobutyloxy group, 1,1,1,
2,2,3,3,4,4,5,5-dodecafluorohexyloxy group, and the like. Although depending on the size of the skeleton, the terminal portion preferably has 3 to 20 carbon atoms.

【0014】本発明の強誘電性液晶性化合物の具体例を
以下に示す。
Specific examples of the ferroelectric liquid crystal compound of the present invention are shown below.

【0015】[0015]

【化1】 [Chemical 1]

【0016】[0016]

【化2】 [Chemical 2]

【0017】本発明の液晶表示装置について以下に記
す。本発明の液晶表示装置の構造を、一実施形態である
図1を用いて説明するが、これに限定されるものではな
い。図1において1は偏光板、2は基板、3は透明電極
膜、4は配向膜、5はシール材、6はスペーサ、7は強
誘電性液晶組成物を示す。
The liquid crystal display device of the present invention will be described below. The structure of the liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to FIG. 1 which is an embodiment, but the present invention is not limited to this. In FIG. 1, 1 is a polarizing plate, 2 is a substrate, 3 is a transparent electrode film, 4 is an alignment film, 5 is a sealing material, 6 is a spacer, and 7 is a ferroelectric liquid crystal composition.

【0018】偏光板1は、主にヨウ素や色素などの2色
性材料を高分子材料に含有させたフィルムが用いられ
る。基板2としては、ガラスが主に使用されるが、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、酢酸セ
ルロースなどのプラスチックも使用できる。基板2に蒸
着、スパッタ、CVDなどの公知の手段によって酸化ス
ズ、酸化インジウムおよびITO(Indium Ti
n Oxide)等の透明電極膜3が設けられる。配向
膜4は、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコー
ルなどの高分子材料、有機シラン、有機チタンなどの有
機材料または酸化ケイ素などの無機材料を透明電極膜3
上に成膜することによって得られる。成膜する方法とし
ては、スピンコート法、バーコート法、ロールコート
法、ディッピング法、蒸着法、スパッタ法などが挙げら
れる。シール材5は、主にエポキシ樹脂などの高分子材
料が使用でき、液晶表示装置内に強誘電性液晶組成物7
を封止するためのものである。スペーサ6は、主に球状
またはロッド状のガラスまたはプラスチックからなり、
基板と基板の間隔を一定に保つためのものである。
As the polarizing plate 1, a film in which a polymer material mainly contains a dichroic material such as iodine or a dye is used. Glass is mainly used as the substrate 2, but plastics such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyether sulfone, polycarbonate, and cellulose acetate can also be used. On the substrate 2, tin oxide, indium oxide, and ITO (Indium Ti) are formed by known means such as vapor deposition, sputtering, and CVD.
A transparent electrode film 3 such as n oxide) is provided. The alignment film 4 is made of a polymer material such as polyimide, polyamide, or polyvinyl alcohol, an organic material such as organic silane or organic titanium, or an inorganic material such as silicon oxide.
It is obtained by forming a film on the above. Examples of the film forming method include a spin coating method, a bar coating method, a roll coating method, a dipping method, a vapor deposition method and a sputtering method. A polymer material such as an epoxy resin can be mainly used as the sealing material 5, and the ferroelectric liquid crystal composition 7 is used in the liquid crystal display device.
Is for sealing. The spacer 6 is mainly made of spherical or rod-shaped glass or plastic,
This is for keeping the distance between the substrates constant.

【0019】配向膜4に液晶配向性を付与するためにラ
ビング法を用いる場合、ラビングは2枚の基板の少なく
とも一方に施されていれば良い。両方の基板にラビング
を施した場合、ラビングの方向としては原則として互い
に平行であるか反平行であるかの何れでも良い。本発明
の液晶表示装置はディスプレイ、空間光変調器、光プリ
ンタ用ヘッド、光シャッタ、光スイッチ等に使用でき
る。
When the rubbing method is used to impart the liquid crystal orientation to the orientation film 4, the rubbing may be performed on at least one of the two substrates. When both substrates are rubbed, the rubbing directions may be either parallel or antiparallel to each other in principle. The liquid crystal display device of the present invention can be used for a display, a spatial light modulator, a head for an optical printer, an optical shutter, an optical switch and the like.

【0020】[0020]

【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.

【0021】[0021]

【実施例1】 (強誘電性液晶性化合物(1)の合成)氷冷したメチル
アルコール200mLに塩化チオニル52mLを徐々に
滴下した。この溶液に、L−チアゾリジン−4−カルボ
ン酸26.6gを加えた後、10時間室温で攪はんし
た。減圧下で濃縮し、残さにエーテルを加えて結晶化さ
せて、L−チアゾリジン−4−カルボン酸 メチルエス
テル20gを得た。
Example 1 (Synthesis of Ferroelectric Liquid Crystalline Compound (1)) Thionyl chloride (52 mL) was gradually added dropwise to 200 mL of ice-cooled methyl alcohol. After adding 26.6 g of L-thiazolidine-4-carboxylic acid to this solution, the mixture was stirred at room temperature for 10 hours. The mixture was concentrated under reduced pressure, ether was added to the residue for crystallization, and 20 g of L-thiazolidine-4-carboxylic acid methyl ester was obtained.

【0022】得られたエステル2.06gのトルエン溶
液50mLに、4−オクチルオキシベンゾイルクロリド
3.75gのトルエン溶液50mLを、攪はん下徐々に
滴下した後、トリエチルアミン約2gを加え室温で1時
間攪はんした。反応液を希塩酸で洗浄した後、乾燥、ト
ルエン留去して、アミド5.1gを得た。得られたアミ
ド4.93gおよびm−クロロ過安息香酸6.90gか
らなる塩化メチレン溶液50mLを室温で10時間攪は
んした。反応溶液を亜硫酸ナトリウム水溶液で処理した
後、重曹水溶液で洗浄した後、乾燥、溶媒留去し、液晶
性化合物(1)5gを得た。
To 50 mL of a toluene solution containing 2.06 g of the obtained ester, 50 mL of a toluene solution containing 3.75 g of 4-octyloxybenzoyl chloride was slowly added dropwise with stirring, and then about 2 g of triethylamine was added to the solution at room temperature for 1 hour. It was agitated. The reaction solution was washed with diluted hydrochloric acid, dried, and distilled off with toluene to obtain 5.1 g of amide. 50 mL of a methylene chloride solution containing 4.93 g of the obtained amide and 6.90 g of m-chloroperbenzoic acid was stirred at room temperature for 10 hours. The reaction solution was treated with an aqueous solution of sodium sulfite, washed with an aqueous solution of sodium bicarbonate, dried and the solvent was distilled off to obtain 5 g of the liquid crystalline compound (1).

【0023】[0023]

【実施例2】 (強誘電性液晶性化合物(2)の合成)実施例1のメチ
ルアルコールをn−ブチルアルコールに、代えた以外は
実施例1と同様に合成した。
Example 2 (Synthesis of Ferroelectric Liquid Crystalline Compound (2)) Synthesis was performed in the same manner as in Example 1 except that n-butyl alcohol was used instead of methyl alcohol in Example 1.

【0024】[0024]

【実施例3】 (強誘電性液晶性化合物(3)の合成)実施例1の4−
オクチルオキシベンゾイルクロリドを4−(4−オクチ
ルオキシフェニル)ベンゾイルクロリドに、代えた以外
は実施例1と同様に合成した。
Example 3 (Synthesis of Ferroelectric Liquid Crystalline Compound (3))
Synthesis was performed in the same manner as in Example 1 except that 4- (4-octyloxyphenyl) benzoyl chloride was used instead of octyloxybenzoyl chloride.

【0025】[0025]

【実施例4】 (強誘電性液晶性化合物(4)の合成)実施例1のメチ
ルアルコールをn−ブチルアルコールに、また4−オク
チルオキシベンゾイルクロリドを4−(4−オクチルオ
キシフェニル)ベンゾイルクロリドに代えた以外は実施
例1と同様に合成した。
Example 4 (Synthesis of Ferroelectric Liquid Crystalline Compound (4)) The methyl alcohol of Example 1 was changed to n-butyl alcohol, and 4-octyloxybenzoyl chloride was changed to 4- (4-octyloxyphenyl) benzoyl chloride. Synthesis was performed in the same manner as in Example 1 except that

【0026】[0026]

【実施例5】 (強誘電性液晶性化合物(5)の合成)氷冷したメチル
アルコール200mLに塩化チオニル52mLを徐々に
滴下した。この溶液に、L−チアゾリジン−4−カルボ
ン酸26.6gを加えた後、10時間室温で攪はんし
た。減圧下で濃縮し、残さにエーテルを加えて結晶化さ
せて、L−チアゾリジン−4−カルボン酸 メチルエス
テル20gを得た。
Example 5 (Synthesis of Ferroelectric Liquid Crystalline Compound (5)) Thionyl chloride (52 mL) was gradually added dropwise to 200 mL of ice-cooled methyl alcohol. After adding 26.6 g of L-thiazolidine-4-carboxylic acid to this solution, the mixture was stirred at room temperature for 10 hours. The mixture was concentrated under reduced pressure, ether was added to the residue for crystallization, and 20 g of L-thiazolidine-4-carboxylic acid methyl ester was obtained.

【0027】得られたエステル14.7gのクロロホル
ム溶液100mLに、オクタノイルクロリド16.2g
のクロロホルム溶液50mLを、攪はん下徐々に滴下し
た後、トリエチルアミン約20gを加え室温で1時間攪
はんした。反応液を希塩酸で洗浄した後、乾燥、クロロ
ホルム留去して、アミド25gを得た。得られたアミド
13.7gのメタノール溶液500mLに、1.1当量
の1M水酸化ナトリウム溶液を加え、室温で1時間攪は
んした。減圧下にメタノールを留去し、水とエーテルと
を加えて未反応アミドを抽出した。水層に2%塩酸を加
えpH3にし、酢酸エチルで抽出した。有機層を水洗、
乾燥、減圧下濃縮し、カルボン酸10gを得た。
To 100 mL of a chloroform solution of 14.7 g of the obtained ester, 16.2 g of octanoyl chloride was added.
50 mL of the chloroform solution of 1 was gradually added dropwise with stirring, about 20 g of triethylamine was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. The reaction solution was washed with diluted hydrochloric acid, dried, and distilled off with chloroform to obtain 25 g of amide. To 500 mL of a methanol solution containing 13.7 g of the obtained amide, 1.1 equivalent of a 1 M sodium hydroxide solution was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Methanol was distilled off under reduced pressure, water and ether were added to extract unreacted amide. The aqueous layer was adjusted to pH 3 with 2% hydrochloric acid and extracted with ethyl acetate. Wash the organic layer with water,
After drying and concentration under reduced pressure, 10 g of carboxylic acid was obtained.

【0028】得られたカルボン酸2.59g,4−オク
チルオキシフェノール2.22gおよびジメチルアミノ
ピリジン0.12gの塩化メチレン50mL溶液に、氷
冷下EDC塩酸塩2.11gを加え、室温下15時間攪
はんした。反応液を減圧下濃縮し、水を加え酢酸エチル
で抽出した。抽出液を重曹水、水で洗浄後、乾燥、減圧
下濃縮し、クロマトグラフにより精製し、エステル4.
7gを得た。
To a solution of the obtained carboxylic acid (2.59 g), 4-octyloxyphenol (2.22 g) and dimethylaminopyridine (0.12 g) in methylene chloride (50 mL) was added EDC hydrochloride (2.11 g) under ice cooling, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 15 hours. It was agitated. The reaction mixture was concentrated under reduced pressure, water was added, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The extract was washed with aqueous sodium hydrogen carbonate and water, dried, concentrated under reduced pressure, purified by chromatography, and ester 4.
7 g was obtained.

【0029】得られたエステル4.64gおよびm−ク
ロロ過安息香酸3.80gからなる塩化メチレン溶液1
50mLを室温で10時間攪はんした。反応溶液を亜硫
酸ナトリウム水溶液で処理した後、重曹水で洗浄した
後、乾燥、溶媒留去し、液晶性化合物(5)4.5gを
得た。
Methylene chloride solution 1 consisting of 4.64 g of the obtained ester and 3.80 g of m-chloroperbenzoic acid
50 mL was stirred at room temperature for 10 hours. The reaction solution was treated with an aqueous sodium sulfite solution, washed with an aqueous sodium hydrogen carbonate solution, dried and the solvent was distilled off to obtain 4.5 g of the liquid crystalline compound (5).

【0030】[0030]

【実施例6】 (液晶表示装置の作製法および応答時間測定)透明電極
膜(ITO)付ガラス基板に、ポリイミド希釈液を基板
の電極膜上にスピンコートした後加熱し、厚み約500
Aのポリイミドの薄膜を形成した。ガラス基板上に形成
したポリイミドの薄膜に植毛布により一方向にラビング
を施した。この一対のガラス基板を、スペーサとして2
μmのシリカ粒を用い、上下のラビング方向が平行とな
る様に重ね合わせ、注入口となる箇所を除いてその周辺
をシーリングした。
Example 6 (Manufacturing Method of Liquid Crystal Display Device and Response Time Measurement) A glass substrate with a transparent electrode film (ITO) was spin-coated with a polyimide diluting solution on the electrode film of the substrate and then heated to a thickness of about 500.
A polyimide thin film of A was formed. The polyimide thin film formed on the glass substrate was rubbed in one direction with a flocked cloth. This pair of glass substrates is used as a spacer 2
Using silica particles having a size of μm, the particles were stacked so that the upper and lower rubbing directions were parallel to each other, and the periphery thereof was sealed except for a portion serving as an injection port.

【0031】次に強誘電性液晶性化合物(1)10重量
%およびフェニルピリミジン系液晶組成物ZLI−32
34B(E.メルク社製)90重量%からなる強誘電性
液晶組成物を120℃に加熱して等方相とし、上記で作
製したセル内に注入口から注入した。このセルを1.5
時間かけて120℃から30℃まで徐冷した。偏光顕微
鏡観察によって、セル内の強誘電性液晶は均一に水平配
向していることが確認できた。このセルに、偏光板を直
交ニコルに貼り合わせ、液晶表示装置とした。この時
の、液晶表示装置の構造を図1に示した。
Next, 10% by weight of the ferroelectric liquid crystal compound (1) and the phenylpyrimidine liquid crystal composition ZLI-32 are used.
A ferroelectric liquid crystal composition consisting of 90% by weight of 34B (manufactured by E. Merck) was heated to 120 ° C. to obtain an isotropic phase, which was injected into the cell prepared above from an injection port. This cell is 1.5
It was gradually cooled from 120 ° C. to 30 ° C. over time. By observing with a polarization microscope, it was confirmed that the ferroelectric liquid crystal in the cell was uniformly horizontally aligned. A polarizing plate was attached to this cell in a crossed Nicols manner to form a liquid crystal display device. The structure of the liquid crystal display device at this time is shown in FIG.

【0032】液晶表示装置の透明電極膜に電圧±10V
/μmの矩形波を印加し、透過率が0%から90%に変
化に要する時間を応答時間として求めた。この時の応答
時間は3.5ミリ秒であった。
A voltage of ± 10 V is applied to the transparent electrode film of the liquid crystal display device.
A rectangular wave of / μm was applied, and the time required for the transmittance to change from 0% to 90% was determined as the response time. The response time at this time was 3.5 milliseconds.

【0033】[0033]

【実施例7〜10】強誘電性液晶性化合物を(2)から
(5)に代え、その含有量を表1に示した量にした以外
は実施例6と同様に応答時間を測定した。結果を実施例
6とあわせて表1に示した。
Examples 7 to 10 The response time was measured in the same manner as in Example 6 except that the ferroelectric liquid crystal compound was changed from (2) to (5) and the content was changed to the amount shown in Table 1. The results are shown in Table 1 together with Example 6.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、自発分極の大きな強誘
電性液晶性化合物、強誘電性液晶組成物および応答速度
の速い液晶表示装置を提供することが出来る。
According to the present invention, it is possible to provide a ferroelectric liquid crystal compound having a large spontaneous polarization, a ferroelectric liquid crystal composition, and a liquid crystal display device having a high response speed.

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

【図1】本発明の強誘電性液晶組成物を用いた液晶表示
装置の1例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal composition of the present invention.

【符号の説明】 1 偏光板 2 基板 3 透明電極膜 4 配向膜 5 シール材 6 スペーサ 7 強誘電性液晶組成物[Explanation of symbols] 1 polarizing plate 2 substrate 3 transparent electrode film 4 alignment film 5 sealant 6 spacer 7 ferroelectric liquid crystal composition

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09K 19/34 6742−4H G02F 1/13 505 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location C09K 19/34 6742-4H G02F 1/13 505

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学活性基および環状スルホン基を有す
ることを特徴とする強誘電性液晶性化合物。
1. A ferroelectric liquid crystal compound having an optically active group and a cyclic sulfone group.
【請求項2】 光学活性基および環状スルホン基を有す
る強誘電性液晶性化合物を少なくとも1種類含有するこ
とを特徴とする強誘電性液晶組成物。
2. A ferroelectric liquid crystal composition containing at least one ferroelectric liquid crystal compound having an optically active group and a cyclic sulfone group.
【請求項3】 液晶が請求項2記載の強誘電性液晶組成
物であることを特徴とする液晶表示装置。
3. A liquid crystal display device, wherein the liquid crystal is the ferroelectric liquid crystal composition according to claim 2.
JP30607891A 1991-11-21 1991-11-21 Cyclic sulfone-based liquid crystalline compound, liquid crystal composition and liquid crystal display device Withdrawn JPH05140131A (en)

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