JPH05155817A - Liquid crystal compound, composition and display device using the same - Google Patents

Liquid crystal compound, composition and display device using the same

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JPH05155817A
JPH05155817A JP32067891A JP32067891A JPH05155817A JP H05155817 A JPH05155817 A JP H05155817A JP 32067891 A JP32067891 A JP 32067891A JP 32067891 A JP32067891 A JP 32067891A JP H05155817 A JPH05155817 A JP H05155817A
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充浩 向殿
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Abstract

PURPOSE:To obtain a new liquid crystal compound useful for manufacturing a practical ferroelectric liquid crystal composition having high contrast. CONSTITUTION:A new compound of formula I. The compound of formula I, for example, is obtained by reacting 2-fluoro-4-(trans-4-alkylcyclohexyl)benzoic acid with phosphorus tetrachloride to give an acid chloride and reacting the acid chloride with an alkyl 4-hydroxybenzoate in the presence of pyridine in toluene solvent. The compound of formula I is preferably combined with a compound of formula II (R5 and R6 are alkyl or alkyloxy; (m) and (n) are 0 or 1), etc., to manufacture a ferroelectric liquid crystal composition. When a ferroelectric liquid crystal display device utilizing CIU orientation is manufactured by using the ferroelectric liquid crystal composition containing the compound of formula I and an orientated film having a high pretilt angle, a high contrast can be obtained even in 1/3 bias drive.

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、液晶性化合物、これを
含む液晶組成物および液晶素子に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal compound, a liquid crystal composition containing the same and a liquid crystal device.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、液晶表示素子は時計、電卓はもと
より、ワープロ、パソコンなどのOA機器、ポケットテ
レビ、など幅広い分野において用いられるが、一般に広
く用いられている液晶表示素子はネマティック相を利用
したものである。ネマティック液晶を用いた液晶表示装
置としては、ツィストネマティック型(Twisted Nemati
c TN型)液晶表示装置、スーパーツイステッド型(Supe
rtwistedBirefrengence Effect 、SBE 型)液晶表示装
置などがある。
2. Description of the Related Art At present, liquid crystal display devices are used in a wide range of fields such as timepieces, calculators, office automation equipment such as word processors and personal computers, pocket televisions, etc., but generally used liquid crystal display devices utilize a nematic phase. It was done. As a liquid crystal display device using nematic liquid crystal, a twisted nematic type (Twisted Nemati
c TN type liquid crystal display device, Super twisted type (Supe
rtwistedBirefrengence Effect, SBE type) liquid crystal display device.

【0003】しかしながらツイステッドネマティック型
液晶表示素子では、走査線数の増加とともに駆動マージ
ンが狭くなり、十分なコントラストが得られなくなると
いう欠点が存在するため、大容量の表示素子を作ること
は困難である。このTN型液晶表示素子を改良するた
め、スーパーツイステッドネマティック(STN)型液
晶表示素子、ダブルレイヤースーパーツイステッドネマ
ティック(DSTN)型液晶表示素子が開発されている
が、ライン数の増加と共にコントラスト、応答速度が低
下するので、現状では800 ×1024ライン程度の表示容量
が限界である。
However, in the twisted nematic liquid crystal display element, there is a drawback that the driving margin becomes narrower as the number of scanning lines increases and a sufficient contrast cannot be obtained, so that it is difficult to make a large-capacity display element. .. In order to improve this TN type liquid crystal display element, a super twisted nematic (STN) type liquid crystal display element and a double layer super twisted nematic (DSTN) type liquid crystal display element have been developed. However, the display capacity of 800 × 1024 lines is currently the limit.

【0004】一方、基板上に薄膜トランジスタ(TF
T)を配列したアクティブマトリックス方式の液晶表示
素子も開発され、1000×1000ライン等の大容量表示が可
能になったが、製造プロセスが長く、歩留りの低下も生
じやすく、製造コストが非常に高くなるという欠点を有
している。またこの方式は、半導体の移動度による制約
などから、2000×2000ラインなどの大容量表示素子を作
製することは困難と考えられている。
On the other hand, a thin film transistor (TF) is formed on the substrate.
An active matrix type liquid crystal display device in which T) is arranged has also been developed, and it has become possible to display a large capacity such as 1000 × 1000 lines, but the manufacturing process is long, the yield is likely to decrease, and the manufacturing cost is very high. It has the drawback that In addition, it is considered that this method is difficult to manufacture a large-capacity display element such as 2000 × 2000 lines due to restrictions such as semiconductor mobility.

【0005】しかしながら、世の中における表示装置に
対する要求はますます高解像度の方向に向かっており、
とくに、DTP(esk op ublishi
ng)、EWS(ngineering ork
tation)などの分野ではWYIWYG(ha
ou ee hat ou
t)という概念がさかんに強調されている。これは、プ
リントアウトされるものと同一のものを表示装置に表示
させようという概念である。現在のレーザープリンタの
解像度は400 DPI(400 dot/inch)程度であ
るので、WYSIWYGの概念を実現するためには少な
くともA4サイズ以上で、2000×2000以上の解像度を有
する表示装置が求められている。
However, the demand for display devices in the world is becoming higher and higher,
In particular, DTP (D esk T op P ublishi
ng), EWS (E ngineering W ork
In fields such as Station, WYIWYG ( W ha
t y ou s ee i s w hat y ou g e
The concept of t) is vigorously emphasized. This is a concept of displaying the same as the one printed out on the display device. Since the resolution of the current laser printer is about 400 DPI (400 dot / inch), in order to realize the concept of WYSIWYG, a display device having at least A4 size or more and 2000 × 2000 or more resolution is required. ..

【0006】2000×2000ライン以上という大容量表示の
可能な液晶素子として有望視されているのが強誘電性液
晶表示素子(N.A.Clark S.T.Lager
wall,Appl.Phys.Lett.,36,899
(1980);特開昭56−107216;米国特許第4367924 号)
である。この液晶表示素子は、液晶分子の誘電異方性を
利用する電界効果型の前記ネマティック液晶表示装置と
は異なり、強誘電性液晶の自発分極の極性と電界の極性
とが整合するように分子がスイッチングする液晶表示素
子である。
A ferroelectric liquid crystal display element (NA Clark ST Lager) is promising as a liquid crystal element capable of displaying a large capacity of 2000 × 2000 lines or more.
wall, Appl. Phys. Lett. , 36 , 899
(1980); JP-A-56-107216; U.S. Pat. No. 4367924)
Is. This liquid crystal display element is different from the field effect type nematic liquid crystal display device that utilizes the dielectric anisotropy of liquid crystal molecules, and the molecules are arranged so that the polarities of the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal and the polarity of the electric field are matched. It is a switching liquid crystal display element.

【0007】強誘電性液晶素子はキラルスメクチックC
相、キラルスメクチックF相、キラルスメクチックI相
などの強誘電性液晶を利用するものである。これらの強
誘電性液晶はらせん構造を有しているが、これら強誘電
性液晶をそのらせんピッチよりセル厚の薄い液晶セルに
挟持すると、らせん構造がほどけることが開示されてい
る。実際には、図1に示すように、液晶分子がスメクチ
ック層法線にたいして傾き角θだけ傾いて安定する領域
と、逆方向にθだけ傾いて安定する領域とが混在する状
態が実現できることがその後の研究で明らかとなってい
る。これに、図1において紙面に垂直な方向に電界を印
加することにより、液晶分子とその自発分極の向きを一
様に揃えることができ、印加する電界の極性を切り替え
ることによって2状態間のスイッチングを行うことがで
きる。このスイッチングに伴い、セル内の強誘電性液晶
では、複屈折光が変化するので2つの偏光子間に上記強
誘電性液晶素子を挟むことによって、透過光を制御する
ことができる。さらに、電圧の印加を停止しても液晶分
子の配向は、界面の配向規制力によって電圧印加停止前
の状態に維持されるので、メモリ効果も得ることができ
る。また、スイッチング駆動に必要な時間は、液晶の自
発分極と電界が直接作用するためにμsecのオーダー
の高速応答を得ることができる。
Ferroelectric liquid crystal elements are chiral smectic C
Phase, chiral smectic F phase, chiral smectic I phase, and other ferroelectric liquid crystals are used. Although these ferroelectric liquid crystals have a helical structure, it is disclosed that when these ferroelectric liquid crystals are sandwiched between liquid crystal cells having a cell thickness smaller than the helical pitch, the helical structure is unraveled. Actually, as shown in FIG. 1, it is possible to realize a state in which a region in which liquid crystal molecules are inclined and stabilized by an angle θ with respect to the smectic layer normal and a region in which liquid crystal molecules are inclined and stabilized by θ in the opposite direction are mixed. Research has revealed. By applying an electric field in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1, the directions of the liquid crystal molecules and their spontaneous polarization can be made uniform, and switching between the two states can be performed by switching the polarity of the applied electric field. It can be performed. With this switching, the birefringent light changes in the ferroelectric liquid crystal in the cell, so that the transmitted light can be controlled by sandwiching the ferroelectric liquid crystal element between two polarizers. Further, even if the voltage application is stopped, the alignment of the liquid crystal molecules is maintained in the state before the voltage application is stopped by the alignment regulating force of the interface, so that the memory effect can be obtained. In addition, since the spontaneous polarization of the liquid crystal and the electric field directly act on the time required for the switching drive, a high-speed response on the order of μsec can be obtained.

【0008】以上のようにこの強誘電性液晶素子の特徴
としては双安定性、メモリー性、高速応答性などを挙げ
ることができる。そこで、この強誘電性液晶を利用して
マルチプレックス駆動方式による走査線の数が多い高解
像度の液晶表示装置を構成すること可能であり、また薄
膜トランジスタなのアクティブ素子を必要としないこと
から、製造コストも上がらないという利点を有する。加
えて、強誘電性液晶素子は視覚が広いという長所も兼ね
備えており、WYSIWYGの概念を実現する大容量表
示様の素子として大いに有望視されている。
As described above, the characteristics of this ferroelectric liquid crystal device include bistability, memory property, and high-speed response. Therefore, it is possible to construct a high-resolution liquid crystal display device having a large number of scanning lines by a multiplex drive system by using this ferroelectric liquid crystal, and since an active element such as a thin film transistor is not required, the manufacturing cost is reduced. It has the advantage of not increasing. In addition, the ferroelectric liquid crystal device has the advantage that it has a wide visual field, and it is highly promising as a large-capacity display-like device that realizes the concept of WYSIWYG.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】強誘電性液晶素子は上
記のような長所を有しているが1000×1000本以上の走査
線を有する大容量表示素子においてフリッカのない高コ
ントラストの表示を行おうとする次のような問題点が生
じてくる。すなわち、フリッカのない表示を行うため一
つの手法は16.7msec(60Hz)以内に1画面を書き
換えることであるが、この場合には強誘電性液晶材料に
非常に早い応答速度が要求される。例えば、走査線が10
00本の表示素子の場合、次の式から分かるように8.4 μ
secという高速応答が要求される。
Ferroelectric liquid crystal devices have the advantages described above, but display high-contrast display without flicker in large-capacity display devices having 1000 × 1000 or more scanning lines. The following problems will arise. That is, one method for displaying without flicker is to rewrite one screen within 16.7 msec (60 Hz). In this case, the ferroelectric liquid crystal material is required to have a very high response speed. For example, 10 scan lines
In the case of 00 display elements, as can be seen from the following equation, 8.4 μ
A high-speed response of sec is required.

【0010】 16.7(msec)÷1000÷2=8.4 μsec (ここで、2で割っているのは、強誘電性液晶の場合、
書込みに最低2パルス必要だからである。)しかしなが
ら、強誘電性液晶材料の改良によって、求められる応答
速度を実現するのは現状では決して容易ではない。しか
も、より大容量の表示素子を作成する場合には、応答速
度をさらに速くしなければならないということを考え合
わせると、液晶材料の高速化によって大容量化を図るの
はかなり困難であることが容易に想像できる。
16.7 (msec) ÷ 1000 ÷ 2 = 8.4 μsec (Here, dividing by 2 means that in the case of a ferroelectric liquid crystal,
This is because at least 2 pulses are required for writing. However, it is not easy at present to realize the required response speed by improving the ferroelectric liquid crystal material. In addition, considering that the response speed must be further increased when producing a display device having a larger capacity, it is quite difficult to increase the capacity by increasing the speed of the liquid crystal material. You can easily imagine.

【0011】このような問題点を解決するための有力な
手法として、部分書換えと呼ばれる手法(神辺、電子情
報通信学会専門講習会講演論文集「オプトエレクトロニ
クス」−液晶表示と関連材料−、1990年1月、p18〜2
6)が提案されている。この手法は画面を書き換える必
要のあるところだけアクセスする手法である。これによ
り、グラフィックスを表示する上で高速性を要求される
マウスの移動などに追随できる表示素子が可能となる。
As a powerful technique for solving such a problem, a technique called partial rewriting (Kanbe, Proc. Of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Special Workshop, "Optoelectronics" -Liquid Crystal Display and Related Materials-, 1990) January, p18-2
6) is proposed. This method is a method to access only where the screen needs to be rewritten. As a result, it becomes possible to provide a display element that can follow the movement of the mouse, which requires high speed in displaying graphics.

【0012】しかしながら、この部分書き換え法を用い
てフリッカのない表示を得ようとする場合、書き換えを
行わない画素にも書込み電圧の1/3のバイアス電圧が
印加される(以下、この駆動法を1/3バイアス駆動法
と呼ぶ)。この駆動法は例えば、特開昭64−59389 にお
いて提案されているが、この1/3バイアス法を用いた
場合の最大の問題は、書き換えを行わない画素にも1/
3のバイアス電圧が印加され、このバイアス電圧のため
に書き換えを行わない画素の分子の揺らぎが生じ、コン
トラストが低下するということである。例えば、部分書
き換え法を用いて試作した強誘電性液晶ディスプレイは
わずか5:1のコントラストして得られていない(神
辺、電子情報通信学会専門講習会講演論文集「オプトエ
レクトロニクス」−液晶表示と関連材料−、1990年1
月、p18〜26)。また、本発明者らもこれまで種々の強
誘電性液晶組成物を種々の構成の液晶素子と組み合わせ
て表示素子を作成してきたが、1/3バイアス駆動法を
用いて表示を行ったとき得られたコントラストの値は1.
5 〜8程度であり、商品としてははなはだ不満足なもの
でしかなかった。
However, in order to obtain a display without flicker by using this partial rewriting method, a bias voltage which is ⅓ of the writing voltage is applied to the pixels which are not rewritten (hereinafter, this driving method will be used). Called 1/3 bias driving method). This driving method has been proposed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 64-59389, but the biggest problem in using the 1/3 bias method is 1 / n
A bias voltage of 3 is applied, and this bias voltage causes fluctuations in the molecules of pixels that are not rewritten, resulting in a decrease in contrast. For example, the ferroelectric liquid crystal display prototyped using the partial rewriting method has not been obtained with a contrast of only 5: 1 (Kanbe, IEICE Technical Seminar, "Optoelectronics" -related to liquid crystal display. Materials-1990 1
Mon, p18-26). Further, the present inventors have produced a display device by combining various ferroelectric liquid crystal compositions with liquid crystal devices having various configurations, but it was obtained when a display was performed using the 1/3 bias driving method. The contrast value is 1.
It was about 5 to 8 and was a very unsatisfactory product.

【0013】このようなコントラストの問題を解決する
には、適切な液晶材料を適切な構成の強誘電性液晶素子
に適用することが必要である。このような観点から、コ
ントラストの向上に有用な新規な液晶性化合物、これを
用いた液晶組成物及び液晶素子が求められることにな
る。実用的な強誘電性液晶組成物は、通常複数の成分を
混合して作製される。ときには、その成分として、スメ
クチックC相を示さない化合物や、まったく液晶相を示
さない化合物が用いられることもある。強誘電性液晶組
成物に求められる性質としては、適切な素子構造と組み
合わせて高コントラストを実現できるだけでなく、次の
ような性質をあげることができる。すなわち、応答速度
が速いことが求められ、この点から、低粘性が求められ
る。応答速度を速くするためには、自発分極を増大化す
ることも有用ではあるが、強誘電性液晶素子の良好な双
安定性を得るために、強誘電性液晶素子に適用した場合
良好な配向性を得るためには、強誘電性液晶組成物の相
系列が重要であり、一般にはINAC(Isotrop
ic−Nematic−Smectic −Smec
tic )相系列がもっとも好ましい。ネマティック
相およびスメクティックC相におけるらせんピッチが長
いことも良好な配向性を得るために必要である。室温を
中心に対して安定であること、着色がないこと、粘度が
高くないこと、スメクチックC相において適切なチルト
角を有していることなども求められる。
In order to solve such a problem of contrast, it is necessary to apply an appropriate liquid crystal material to a ferroelectric liquid crystal device having an appropriate constitution. From such a viewpoint, a novel liquid crystal compound useful for improving contrast, a liquid crystal composition using the same, and a liquid crystal element are required. A practical ferroelectric liquid crystal composition is usually prepared by mixing a plurality of components. At times, a compound that does not exhibit a smectic C phase or a compound that does not exhibit a liquid crystal phase at all may be used as the component. The properties required for the ferroelectric liquid crystal composition include not only the high contrast achieved by combining with an appropriate device structure, but also the following properties. That is, the response speed is required to be high, and from this point, low viscosity is required. Increasing the spontaneous polarization is also useful for increasing the response speed, but in order to obtain good bistability of the ferroelectric liquid crystal device, it is possible to obtain good alignment when applied to the ferroelectric liquid crystal device. In order to obtain the property, the phase sequence of the ferroelectric liquid crystal composition is important, and in general, INAC (Isotrop)
ic-Nematic-Smectic A- Smec
The tic C ) phase series is most preferred. A long helical pitch in the nematic phase and smectic C phase is also necessary for obtaining good orientation. It is also required to be stable around room temperature, not colored, not to have a high viscosity, and to have an appropriate tilt angle in the smectic C phase.

【0014】本発明はこのような状況においてなされた
ものであり、高コントラストの実用的な強誘電性液晶組
成物を作製する上で有用な新規な液晶性化合物、及び液
晶組成物、並びに液晶表示装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made under such circumstances, and a novel liquid crystal compound, a liquid crystal composition, and a liquid crystal display useful for producing a practical high-contrast ferroelectric liquid crystal composition. The purpose is to provide a device.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この発明は下式(I);The present invention provides the following formula (I);

【0016】[0016]

【化2】 で示される新規な化合物、及びその化合物を少なくとも
一種含有することを特徴とする液晶組成物、並びに一対
の透光性基板の対向しあう表面にそれぞれ透明電極を形
成し、それぞれの透明電極を被覆する絶縁膜を形成し、
それを被覆する有機配向膜を形成し、一対の透光性基板
間に液晶を充填してなる液晶表示装置において、配向処
理された配向膜を有する一対の基板を、該配向膜の配向
処理方向が略平行となるように対向配置させ、この基板
間に上記の液晶組成物を少なくとも一種含有することを
特徴とする強誘電性液晶表示装置に関する。
[Chemical 2] A novel compound represented by, and a liquid crystal composition characterized by containing at least one compound thereof, and forming transparent electrodes respectively on the surfaces facing each other of the pair of translucent substrates, each transparent electrode is coated Forming an insulating film to
In a liquid crystal display device in which an organic alignment film that covers the alignment film is formed, and a liquid crystal is filled between a pair of translucent substrates, a pair of substrates having an alignment film subjected to an alignment process is formed by aligning the alignment process direction of the alignment film. Relates to a ferroelectric liquid crystal display device characterized in that they are arranged so as to be substantially parallel to each other and at least one liquid crystal composition is contained between the substrates.

【0017】式(I)で表される化合物は例えば、2−
フロオロ−4−(トランス−4−アルキルシクロヘキシ
ル)安息香酸(A)を5塩化リンと反応させて酸クロリ
ド(B)とした後、ピリジン存在下のトルエン溶媒中で
4−ヒドロキシ安息香酸アルキル(C)と反応させるこ
とにより得ることができる。式(I)で表される化合物
は必ずしもスメクチックC相を示さないが、スメクチッ
クA相及びネマティック相を示しやすく、他の化合物と
混合してINAC相系列を実現する上で有用な材料と言
える。また、融点もそれぞれ高くなく、他の化合物との
混合が容易である。化学的にも光に対しても安定であ
り、着色もない。
The compound represented by the formula (I) is, for example, 2-
Fluoro-4- (trans-4-alkylcyclohexyl) benzoic acid (A) was reacted with phosphorus pentachloride to give an acid chloride (B), and then alkyl 4-hydroxybenzoate (C) was added in a toluene solvent in the presence of pyridine. ) And can be obtained. The compound represented by the formula (I) does not necessarily exhibit the smectic C phase, but it is likely to exhibit the smectic A phase and the nematic phase, and can be said to be a useful material for realizing the INAC phase series by mixing with other compounds. Moreover, the melting points are not high, and it is easy to mix with other compounds. It is stable both chemically and to light and is free of color.

【0018】ついで液晶組成物に本発明の化合物を用い
る条件について述べる。式(I)で表される化合物は種
々の化合物と適度な割合で組み合わせることにより、種
々の液晶組成物に適用できる。特に、強誘電性液晶組成
物を作製する場合に有用である。強誘電性液晶組成物を
作製する場合に組み合わせるとよい化合物として、例え
ば、化学式(III)、(IV) で表される化合物をあげること
ができる。
Next, the conditions for using the compound of the present invention in the liquid crystal composition will be described. The compound represented by formula (I) can be applied to various liquid crystal compositions by combining with various compounds in an appropriate ratio. In particular, it is useful when producing a ferroelectric liquid crystal composition. Examples of the compound that may be combined with the ferroelectric liquid crystal composition when it is produced include compounds represented by the chemical formulas (III) and (IV).

【0019】[0019]

【化3】 [Chemical 3]

【0020】[0020]

【化4】 〔式中、R5およびR6は同一または異なって直鎖また
は分枝鎖で1〜15の炭素数を有するアルキル基または
アルキルオキシ基を示し、mおよびnは0または1の整
数を示す。〕 本発明の強誘電性液晶組成物は、上記化合物(I)を、
上記の強誘電性液晶や組成物と混合して調製することが
できる。とくに相系列がINACとなるように、調製す
るのが適している。通常、化合物(I)の含有量は、全
体で50wt%以上、上記化合物(I)群に含まれる単
品1成分あたりでは全体の50wt%以下とするのが好
ましい。
[Chemical 4] [In the formula, R5 and R6 are the same or different and each represents a linear or branched alkyl group or alkyloxy group having 1 to 15 carbon atoms, and m and n each represent an integer of 0 or 1. The ferroelectric liquid crystal composition of the present invention comprises the compound (I)
It can be prepared by mixing with the above-mentioned ferroelectric liquid crystal or composition. In particular, it is suitable to prepare so that the phase sequence is INAC. Usually, the content of the compound (I) is preferably 50 wt% or more as a whole, and 50 wt% or less of the whole one component contained in the compound (I) group.

【0021】化合物(I)全体の含有量が50wt%未
満であると1/3バイアス駆動でコントラストの改善効
果が不充分であり、単品1成分あたりの含有量が50w
t%を超えるとINAC相系列をしめさず、そのため配
向不良が生じるので適当でない。かかる本発明の強誘電
性液晶組成物には、本発明の意図する効果が阻害されな
い限り、種々の添加剤が配合されていてもよい。例え
ば、配向性向上の点で、末端にフルオロアルキル基を有
する他の液晶性化合物や液晶相溶性化合物が配合(通
常、0.01〜1wt%)されていてもよい。
When the total content of the compound (I) is less than 50 wt%, the effect of improving the contrast is insufficient by the 1/3 bias driving, and the content per single component is 50 w.
If it exceeds t%, the INAC phase series is not exhibited, and thus orientation failure occurs, which is not suitable. Various additives may be added to the ferroelectric liquid crystal composition of the present invention as long as the effects intended by the present invention are not impaired. For example, from the viewpoint of improving the orientation, another liquid crystal compound having a fluoroalkyl group at the terminal or a liquid crystal compatible compound may be blended (usually 0.01 to 1 wt%).

【0022】なお、強誘電性液晶組成物はキラルなスメ
クチック相を示す必要があり、適切な構造の光学活性化
合物を含む必要があるのは言うまでもないし、化合物
(III)、(IV) 以外の適切な化合物を添加してよいのも
言うまでもない。また、本発明の化合物が、ネマティッ
ク液晶組成物、スメクチックA液晶組成物、反強誘電性
液晶組成物など種々の液晶組成物に適用可能なのは言う
までもない。
It is needless to say that the ferroelectric liquid crystal composition needs to exhibit a chiral smectic phase and needs to include an optically active compound having an appropriate structure, and it is appropriate to use a compound other than the compounds (III) and (IV). It goes without saying that various compounds may be added. Needless to say, the compound of the present invention can be applied to various liquid crystal compositions such as a nematic liquid crystal composition, a smectic A liquid crystal composition and an antiferroelectric liquid crystal composition.

【0023】本発明の化合物を含む液晶組成物は種々の
液晶素子に適用できるが、次に、式(I)で表される化
合物を含む強誘電性液晶組成物を強誘電性液晶素子に適
用して高コントラストを実現する例として、少なくとも
電極および一軸配向処理が施された配向膜が形成された
一対の絶縁精基板間に強誘電性液晶を狭持してなる液晶
素子において、一対の基板の一軸配向処理の方向が平行
であり、駆動される液晶相がキラルスメクチックC相で
あり、該キラルスメクチックC相においてスメクチック
層構造が『く』の字に折れ曲がったシェブロン構造をと
っており、駆動温度領域において、一軸配向処理方向に
発生するライトニング欠陥とその欠陥の後方に発性する
ヘアピン欠陥に囲まれた領域の内側、もしくは、一軸配
向処理方向に発生するヘアピン欠陥とその欠陥の後方に
発生するライトニング欠陥に囲まれた領域の外側に発生
する配向状態を用い、かつその配向状態がユニフォーム
であり、前記強誘電性液晶が式(I)で表される化合物
を少なくとも一種含有することを特徴とする強誘電性液
晶素子について述べる。
The liquid crystal composition containing the compound of the present invention can be applied to various liquid crystal elements. Next, the ferroelectric liquid crystal composition containing the compound represented by the formula (I) is applied to the ferroelectric liquid crystal element. As an example of realizing a high contrast by using a pair of substrates in a liquid crystal device in which a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between a pair of insulating precision substrates on which at least electrodes and an alignment film subjected to uniaxial alignment treatment are formed. The directions of the uniaxial alignment treatment are parallel, the driven liquid crystal phase is a chiral smectic C phase, and in the chiral smectic C phase, the smectic layer structure has a chevron structure bent in a V shape. In the temperature range, it occurs inside the area surrounded by the lightning defect that occurs in the uniaxial orientation treatment direction and the hairpin defect that occurs behind the defect, or in the uniaxial orientation treatment direction. The alignment state generated outside the region surrounded by the hairpin defect and the lightning defect generated behind the defect is a uniform state, and the ferroelectric liquid crystal is represented by the formula (I). A ferroelectric liquid crystal device characterized by containing at least one compound containing

【0024】一般に、キラルスメクチックC層における
層構造は、一般的は図2(a) に示すような『く』の字に
おれまがったフェブロン構造を有していると言われてい
る。層の折れ曲がる方向には図2(a) に示すように、二
通りの方向がある。このとき層の折れ曲がりの方向が変
化する所には、ジグザグ欠陥と呼ばれる配向欠陥が生じ
る。図2(b) はジグザグ欠陥を偏光顕微鏡で観察したと
きの模式図であるが、ジグザグ欠陥はライトニング欠陥
と呼ばれる欠陥と、ヘアピン欠陥と呼ばれる欠陥とに分
類することができる。これまでの研究の結果、層構造が
<<>>となっている部分がライトニング欠陥に対応してお
り、層構造が>><<となっている部分がヘアピン欠陥に対
応していることが明らかとなっている(N. Hiji
et al.,Jpn. Appl. Phys.,27, L1
(1988). )。ラビング方向とプレチルト角θP の関係
は図2に示すとおりであり、上記の2つの配向はラビン
グ方向との関係からC1配向、C2配向と呼ばれるてい
る(神辺、電子情報通信学会専門講習会講演論文集「オ
プトエレクトロニクス」−液晶表示と関連材料−、1990
年1月、p18〜26)。ラビング軸と層の折れ曲がり方向
が同じである場合をC1配向(シェブロン1)、逆であ
る場合をC2配向(シェブロン2)と定義されている。
Generally, it is said that the layer structure of the chiral smectic C layer has a febron structure which is generally in the shape of a dogleg as shown in FIG. 2 (a). There are two directions in which the layers bend, as shown in Fig. 2 (a). At this time, an alignment defect called a zigzag defect occurs at a place where the bending direction of the layer changes. FIG. 2B is a schematic diagram when observing the zigzag defect with a polarization microscope. The zigzag defect can be classified into a defect called a lightning defect and a defect called a hairpin defect. As a result of previous research, the layer structure
It has been clarified that the part with <<>> corresponds to the lightning defect and the part with the layer structure >><< corresponds to the hairpin defect (N. Hiji).
et al., Jpn. Appl. Phys., 27, L1.
(1988).). The relationship between the rubbing direction and the pretilt angle θ P is shown in Fig. 2, and the above two orientations are called the C1 orientation and the C2 orientation because of the relationship with the rubbing direction (Kanbe, IEICE Technical Seminar Lecture Proceedings "Optoelectronics" -Liquid Crystal Display and Related Materials-, 1990
January 18th, p18-26). The case where the rubbing axis and the bending direction of the layer are the same is defined as C1 orientation (chevron 1), and the opposite case is defined as C2 orientation (chevron 2).

【0025】さて、プレチルト角θP を大きくすると、
C1配向とC2配向での液晶分子の配向状態の差が顕著
になってゆき、8°以上という大きな値を示す配向膜を
用いると、高温側のC1配向においては、明確な消光位
置を示す領域と消光する位置を示さない領域とが観察さ
れ、低温側のC2配向では、明確な消光位置を示す領域
のみが観察される。ユニフォーム配向とツイスト配向と
を消光位の有無によって区別することが一般に認められ
ているので、(福田、竹添、「強誘電性液晶の構造と物
性」、コロナ社、1990年、p327 )、今ここでC1配向
で消光位を示すものをC1U(C1ユニフォーム)配
向、C1配向で消光位を示さないものをC1T(C1ツ
イスト)配向と呼ぶことにする。C2配向については一
種類の配向しか得られなかったので、C2配向とのみ標
記することにする。
Now, when the pretilt angle θ P is increased,
The difference in the alignment state of the liquid crystal molecules between the C1 orientation and the C2 orientation becomes remarkable, and when an alignment film showing a large value of 8 ° or more is used, a clear extinction position is obtained in the C1 orientation on the high temperature side. And a region showing no extinction position are observed, and in the C2 orientation on the low temperature side, only a region showing a clear extinction position is observed. It is generally accepted that the uniform orientation and the twist orientation are distinguished by the presence or absence of an extinction position (Fukuda, Takezoe, “Structure and Physical Properties of Ferroelectric Liquid Crystals”, Corona Publishing Co., Ltd., 1990, p327), now here. In the above, the one exhibiting the extinction position in the C1 orientation will be called C1U (C1 uniform) orientation, and the one not exhibiting the extinction position in the C1 orientation will be called C1T (C1 twist) orientation. Since only one type of C2 orientation was obtained, only the C2 orientation will be described.

【0026】図3(b) に示すような1/3バイアスの電
圧波形を印加したとき、得られるコントラストは次のよ
うになり、C1U配列のみが実用的な高いコントラスト
を実現できる。 C1U>C2>>C1T 本発明の化合物(I)を含む化合物を含む強誘電性液晶
組成物は、プレチルト角の大きな配向膜と組み合せたと
き、C1U配向を示し易く、1/3バイアス駆動での良
好なコントラストを与える。
When a voltage waveform of 1/3 bias as shown in FIG. 3B is applied, the obtained contrast is as follows, and only the C1U array can realize a practically high contrast. C1U> C2 >> C1T The ferroelectric liquid crystal composition containing the compound containing the compound (I) of the present invention, when combined with an alignment film having a large pretilt angle, tends to show C1U alignment, and is driven by 1/3 bias. Gives good contrast.

【0027】図4は本発明の液晶素子の一例を示す断面
図である。ガラス基板1a上に複数本の透明電極2aが
互いに平行となるようにストライプ状に配列して形成さ
れ、この上に絶縁膜3a、配向膜4aが形成され、配向
膜4aにはラビングによる一軸配向処理がほどこされ
て、基板9が形成される。一方、もう片側のガラス基板
1b上にも同様の条件で複数本の透明電極2bが、互い
に平行となるようにストライプ状に配列して形成され、
その上に絶縁膜3b、配向膜4bが形成され、配向膜4
bにはラビング配向処理がほどこされ基板10が形成され
る。
FIG. 4 is a sectional view showing an example of the liquid crystal element of the present invention. A plurality of transparent electrodes 2a are arranged in a stripe pattern on a glass substrate 1a so as to be parallel to each other, and an insulating film 3a and an alignment film 4a are formed on the transparent electrode 2a. The alignment film 4a is uniaxially aligned by rubbing. Processing is performed to form the substrate 9. On the other hand, on the other side of the glass substrate 1b, a plurality of transparent electrodes 2b are formed in stripes so as to be parallel to each other under the same conditions.
The insulating film 3b and the alignment film 4b are formed thereon, and the alignment film 4
The substrate 10 is formed by subjecting b to the rubbing orientation treatment.

【0028】ついで、この基板10は、もう一方の基板9
と互いに配向膜4a,4bが対向し合い、互いの透明電
極2a,2bが直交し、ラビング方向がほぼ一致するよ
うにし、1.5 〜3μm程度の間隔を隔ててシール部材6
で貼り合わせる。これらの基板9,10 間に強誘電性液晶
を介在させて液晶セル11が作成される。更に、このセル
の上下に偏光軸をほぼ直交させた偏光板12a, 12bを配
置し、偏光板の一方の偏光軸をセルの液晶のどちらか一
方の光軸にほぼ一致させて液晶表示装置とする。
Next, this substrate 10 is the other substrate 9
And the alignment films 4a and 4b are opposed to each other, the transparent electrodes 2a and 2b are orthogonal to each other, and the rubbing directions are substantially the same, and the seal member 6 is spaced at an interval of about 1.5 to 3 μm.
Stick together. A liquid crystal cell 11 is created with a ferroelectric liquid crystal interposed between these substrates 9 and 10. Furthermore, polarizing plates 12a and 12b whose polarization axes are substantially orthogonal to each other are arranged above and below the cell, and one polarization axis of the polarizing plates is made to substantially coincide with one of the optical axes of the liquid crystals of the cell to form a liquid crystal display device. To do.

【0029】もちろん、一般式(I)を少なくとも一種
含む液晶組成物を用いることのできる液晶素子は上記の
強誘電性液晶素子に限られるものではなく、他の構成の
強誘電性液晶素子、あるいはネマティックIを利用した
液晶素子(TN, STN, DSTN, など)、スメクチ
ックA相を利用した液晶素子(熱書込み、エレクトロニ
ック、など)、反強誘電性液晶素子などに適用できるこ
とは言うまでもない。
Of course, the liquid crystal element for which the liquid crystal composition containing at least one of the general formula (I) can be used is not limited to the above-mentioned ferroelectric liquid crystal element, but a ferroelectric liquid crystal element having another structure, or It is needless to say that the present invention can be applied to liquid crystal elements using nematic I (TN, STN, DSTN, etc.), liquid crystal elements using smectic A phase (thermal writing, electronic, etc.), and antiferroelectric liquid crystal elements.

【実施例】【Example】

【0030】実施例1 2−フルオロ−4−(トランス−4−ペンチルシクロヘ
キシル)安息香酸0.7g(0.0024モル)に五塩化リン0.6
g(0.0029モル)を加え、約80℃に過熱して反応させ
た。生成したPOCl3 および過剰の五塩化リンを減圧
留去し、2−フルオロ−4−(トランス−4−ペンチル
シクロヘキシル)安息香酸クロリドを得た。これをトル
エン10mlに溶解し、4−ヒドロキシ安息香酸ヘプチル
0.7 g(0.0030モル)とピリジン(脱塩化水素材)1m
lを加えた。室温で10時間放置した後、70℃に3時間保
った後、室温まで冷却した。その後、氷と塩酸を加え、
エータルで抽出した。エーテル層をNaHCO3 水溶
液、次いで水で洗い、Na2 SO4 で乾燥した。エーテ
ルを留去して、残留物を高速液体クロマトグラフィー
(ウォータース製デルタプレップ3000液体クロマトグラ
フィー;C−18シリカゲルカラム;溶媒メタノール+ク
ロロホルム(8:2))で精製し、エタノールより再結
晶して、目的とする2−フルオロ−4−(トランス−4
−ペンチルシクロヘキシル)安息香酸ヘプチルを得た。
この化合物の赤外吸収スペクトルを図5に示す。また、
この化合物の転移温度は以下のとおりであった。
Example 1 0.7 g (0.0024 mol) of 2-fluoro-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) benzoic acid was added to 0.6 g of phosphorus pentachloride.
g (0.0029 mol) was added, and the mixture was heated to about 80 ° C. and reacted. The produced POCl 3 and excess phosphorus pentachloride were distilled off under reduced pressure to obtain 2-fluoro-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) benzoic acid chloride. Dissolve this in 10 ml of toluene and heptyl 4-hydroxybenzoate.
0.7 g (0.0030 mol) and pyridine (demineralized water material) 1 m
1 was added. After leaving it for 10 hours at room temperature, it was kept at 70 ° C. for 3 hours and then cooled to room temperature. Then add ice and hydrochloric acid,
Extracted with etal. The ether layer was washed with aq. NaHCO 3 , then water and dried over Na 2 SO 4 . The ether was distilled off, and the residue was purified by high performance liquid chromatography (Waters Deltaprep 3000 liquid chromatography; C-18 silica gel column; solvent methanol + chloroform (8: 2)) and recrystallized from ethanol. The desired 2-fluoro-4- (trans-4
-Pentylcyclohexyl) heptyl benzoate was obtained.
The infrared absorption spectrum of this compound is shown in FIG. Also,
The transition temperature of this compound was as follows.

【0031】 [0031]

【0032】比較例1 表1の化合物を用いて、表3に示す組成の液晶組成物N
o.201を作製した、この液晶組成物の転移温度を表4に
示す。この液晶組成物は室温でスメクチックC相を示し
たが、スメクチックA相は示さなかった。
Comparative Example 1 A liquid crystal composition N having the composition shown in Table 3 was prepared using the compounds shown in Table 1.
Table 4 shows the transition temperatures of this liquid crystal composition of Example No. 201. This liquid crystal composition showed a smectic C phase at room temperature, but did not show a smectic A phase.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】[0036]

【表4】 [Table 4]

【0037】実施例2 比較例1で作製した液晶組成物No.201 に実施例1で
合成した本発明の化合物No.101 を10%重量添加し、
さらに表1に示す光学活性物No.124 を2重量%添加
して、強誘電性液晶組成物No.202 を作製した。この
液晶組成物は室温でスメクチックC相を示した。この液
晶組成物の組成を表3に、転移温度を表4に示す。この
強誘電性液晶組成物は広い温度範囲でキラルスメクチッ
クC相を示し、かつ強誘電性液晶素子の配向性にとって
好ましいINAC相系列を示した。
Example 2 Liquid crystal composition No. 1 prepared in Comparative Example 1 201, compound No. 201 of the present invention synthesized in Example 1. Add 10% by weight of 101,
Further, the optically active substance Nos. 2% by weight of ferroelectric liquid crystal composition No. 124 was added. 202 was produced. This liquid crystal composition showed a smectic C phase at room temperature. The composition of this liquid crystal composition is shown in Table 3, and the transition temperature is shown in Table 4. This ferroelectric liquid crystal composition showed a chiral smectic C phase in a wide temperature range, and showed an INAC phase series preferable for the orientation of the ferroelectric liquid crystal device.

【0038】実施例3 2枚のガラス基板上のそれぞれに1000Åの厚さのITO
膜を形成し、その上に500 ÅのSiO2 絶縁膜を形成
し、これに表5の配向膜をスピンコーターにて400 Åの
厚みに形成し、この後レーヨン系の布を用いてラビング
による一軸配向処理を行った。これらの基板を、ラビン
グ方向が反平行となるように厚さ20μmで貼り合わせて
液晶セルを作製した。これにメルク社製ネマティック液
晶E−8を注入し、磁場容量法を用いて液晶分子の基板
からプレチルト角度を測定した。結果を表5に示す。
Example 3 1000 Å thick ITO on each of two glass substrates
A film is formed, and a 500 Å SiO 2 insulating film is formed on top of this, and the alignment film shown in Table 5 is formed on this with a spin coater to a thickness of 400 Å, and then rubbed with rayon cloth. Uniaxial orientation treatment was performed. A liquid crystal cell was produced by laminating these substrates with a thickness of 20 μm so that the rubbing directions were anti-parallel. A nematic liquid crystal E-8 manufactured by Merck Ltd. was injected into this, and the pretilt angle was measured from the substrate of liquid crystal molecules by using the magnetic field capacitance method. The results are shown in Table 5.

【0039】[0039]

【表5】 [Table 5]

【0040】実施例4 図4に示す構成の強誘電性液晶表示装置を作製した。ガ
ラス基板1aに1000Åの厚さの複数本のITO透明電極
2aを互いに平行となるようにストライプ状に配列して
形成し、その上に絶縁膜3aとして500 ÅのSiO2
形成し、次に、配向膜4aとしてPSI−X−A−2001
(チッソ石油化学株式会社製ポリイミド)をスピンコー
ターにて400 Åの厚みに形成し、この後レーヨン系の布
を用いてラビングによる一軸配向処理を行い基板9を形
成した。一方、もう片側のガラス基板1b上にも同様の
条件で処理を行い、基板10を形成した。
Example 4 A ferroelectric liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 4 was produced. On a glass substrate 1a, a plurality of ITO transparent electrodes 2a each having a thickness of 1000 Å are arranged in a stripe pattern so as to be parallel to each other, and 500 Å SiO 2 is formed as an insulating film 3a on the ITO transparent electrodes 2a. , PSI-X-A-2001 as the alignment film 4a
(Polyimide manufactured by Chisso Petrochemical Co., Ltd.) was formed to a thickness of 400 Å by a spin coater, and then uniaxial orientation treatment by rubbing was performed using a rayon-based cloth to form a substrate 9. On the other hand, the glass substrate 1b on the other side was also treated under the same conditions to form the substrate 10.

【0041】ついで、この基板9ともう一方の基板10と
を、互いに配向膜4a,4bが対向し合い、互いの透明
電極2a,2bが直交し、ラビング方向がほぼ一致する
ように、1.5 μmの間隔を隔ててシリカスペーサーを会
してエポキシ樹脂製のシール部材6で貼り合わせた。こ
れらの基板9,10間には真空注入法で注入口から実施例
2で作製した強誘電性液晶組成物No.202 を注入した
のちアクリル系のUV硬化型の樹脂で注入口を硬化して
液晶セル11を作成した。更に、このセルの上下に偏光軸
をほぼ直交させた偏光板12a,12bを配置し、偏光板の
一方の偏光軸をセルの液晶のどちらか一方の光軸にほぼ
一致させて液晶表示装置とした。
Next, the substrate 9 and the other substrate 10 are 1.5 μm thick so that the alignment films 4a and 4b face each other and the transparent electrodes 2a and 2b are orthogonal to each other and the rubbing directions are substantially the same. The silica spacers were separated by a distance of 1 and bonded with the sealing member 6 made of epoxy resin. Between the substrates 9 and 10, the ferroelectric liquid crystal composition No. 1 manufactured in Example 2 was injected from the injection port by the vacuum injection method. After injecting 202, the injection port was cured with an acrylic UV-curable resin to prepare a liquid crystal cell 11. Further, polarizing plates 12a and 12b whose polarization axes are substantially orthogonal to each other are arranged above and below the cell, and one polarizing axis of the polarizing plates is made to substantially coincide with either optical axis of the liquid crystal of the cell to form a liquid crystal display device. did.

【0042】この強誘電性液晶素子の配向の様子を調べ
たところ、スメクチックC−スメクチックA転移点から
室温までの温度領域において、微小なジグザグ欠陥に囲
まれた面積的には小さなC2配向の領域を除けば、全面
C1U配向であった。これらの強誘電性液晶素子のキラ
ルスメクチックC相におけるチルト角θを測定した。チ
ルト角θは液晶セルに±10Vの矩形波を印加し、このと
き得られる2つの消光位間の角度の1/2で定義した。
θを温度に対してプロットした(図6)。
When the state of orientation of this ferroelectric liquid crystal element was examined, in the temperature region from the smectic C-smectic A transition point to room temperature, a region of small C2 orientation surrounded by minute zigzag defects was small. Except for, the entire surface was C1U oriented. The tilt angle θ in the chiral smectic C phase of these ferroelectric liquid crystal devices was measured. The tilt angle θ was defined as 1/2 of the angle between the two extinction positions obtained by applying a rectangular wave of ± 10 V to the liquid crystal cell.
θ was plotted against temperature (FIG. 6).

【0043】図3(a) に示す波形の電圧(V=±10V)
を印加し、メモリパルス幅を測定した。結果を図7に示
す。メモリパルス幅は双安定スイチッングさせることの
できる最少のパルス幅とした。パルス幅をメモリパルス
幅に設定して、図3(a) の波形を印加したところ50以上
のコントラストが得られた。図3(b) に示す1/3バイ
アス波形の電圧(V=±10V)を印加し、メモリパルス
幅を測定した。メモリパルス幅は双安定スイッチングさ
せることのできる最少のパルス幅とした。結果を図7に
示す。また、パルス幅をメモリパルス幅に設定し、図3
(b) の波形を印加したところ、約10という高いコントラ
ストが得られた。この場合、バイアス印加時においても
良好な黒状態が維持できており、バイアス電圧による分
子の揺らぎが抑制されていることが結論できる。
Voltage of the waveform shown in FIG. 3 (a) (V = ± 10V)
Was applied and the memory pulse width was measured. The results are shown in Fig. 7. The memory pulse width was set to the minimum pulse width that allows bistable switching. When the pulse width was set to the memory pulse width and the waveform of FIG. 3 (a) was applied, a contrast of 50 or more was obtained. A memory pulse width was measured by applying a voltage (V = ± 10 V) having a 1/3 bias waveform shown in FIG. 3 (b). The memory pulse width was set to the minimum pulse width capable of bistable switching. The results are shown in Fig. 7. In addition, the pulse width is set to the memory pulse width, and
When the waveform of (b) was applied, a high contrast of about 10 was obtained. In this case, it can be concluded that a good black state can be maintained even when a bias is applied, and the fluctuation of molecules due to the bias voltage is suppressed.

【0044】比較例2 実施例2で作製した液晶組成物No.202 に含まれる成
分のうち、本発明の化合物No.101 を比較のため化合
物No.117 に置き換えた強誘電性液晶組成物No.20
3 を作製した。この液晶組成物も室温でスメクチックC
相を示した。この液晶組成物No.203 の組成を表3
に、転移温度を表4に示す。
Comparative Example 2 Liquid crystal composition No. 1 prepared in Example 2 Of the components contained in No. 202, compound No. 202 of the present invention. Compound No. 101 is used for comparison. Ferroelectric liquid crystal composition No. 117 20
3 was produced. This liquid crystal composition also has smectic C at room temperature.
Showed a phase. This liquid crystal composition No. The composition of 203 is shown in Table 3.
Table 4 shows the transition temperatures.

【0045】実施例4における強誘電性液晶組成物N
o.202 を比較のための強誘電性液晶組成物No.203
に置き換えるほかは実施例4と同様にして、強誘電性液
晶表示装置を作製した。この強誘電性液晶素子の配向の
様子を調べたところ、スメクチックC−スメクチックA
転移点から室温までの温度領域において、微小なジグザ
グ欠陥に囲まれた面積的には小さなC2配向の領域を除
けば、全面C1U配向であった。実施例4と同様にし
て、チルト角θを測定し、温度に対してプロットした
(図8)。
Ferroelectric liquid crystal composition N in Example 4
o. 202 is a ferroelectric liquid crystal composition No. 202 for comparison. 203
A ferroelectric liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 4 except that When the state of orientation of this ferroelectric liquid crystal element was examined, smectic C-smectic A
In the temperature range from the transition point to room temperature, the entire surface was C1U orientation except for the area of C2 orientation surrounded by minute zigzag defects and small in area. The tilt angle θ was measured in the same manner as in Example 4 and plotted against temperature (FIG. 8).

【0046】図3(b) に示す1/3バイアス波形の電圧
(V=±10V)を印加し、メモリパルス幅を測定した。
パルス幅をメモリパルス幅に設定して、図3(b) の波形
を印加したが、C1U−C1U間のスイッチングは60℃
においてしか観察されず、59℃以下ではC1U−C1U
間のスイッチングとなった。
A voltage (V = ± 10 V) having a 1/3 bias waveform shown in FIG. 3B was applied and the memory pulse width was measured.
The pulse width was set to the memory pulse width and the waveform in Fig. 3 (b) was applied. Switching between C1U and C1U was 60 ° C.
C1U-C1U below 59 ° C
It became switching between.

【0047】比較例3 実施例2で作製した液晶組成物No.202 に含まれる成
分のうち、本発明の化合物No.101 を比較のための化
合物No.116 に置き換えた強誘電性液晶組成物No.
204 を作製した。この液晶組成物も室温でスメクチック
C相を示した。この液晶組成物No.204 の組成を表3
に、転移温度を表4に示す。
Comparative Example 3 The liquid crystal composition No. 3 prepared in Example 2 was used. Of the components contained in No. 202, compound No. 202 of the present invention. 101 is the compound No. for comparison. Ferroelectric liquid crystal composition No.
204 was produced. This liquid crystal composition also showed a smectic C phase at room temperature. This liquid crystal composition No. The composition of 204 is shown in Table 3
Table 4 shows the transition temperatures.

【0048】実施例4における強誘電性液晶組成物N
o.202 を比較のための強誘電性液晶組成物No.204
に置き換えるほかは実施例4と同様にして、強誘電性液
晶表示装置を作製した。この強誘電性液晶素子の配向の
様子を調べたところ、スメクチックC−スメクチックA
転移点から35℃付近までは、微小なジグザグ欠陥に囲ま
れた面積的には小さなC2配向の領域を除けば、全面C
1U配向であったが、それ以下の温度ではC2配向であ
った。
Ferroelectric liquid crystal composition N in Example 4
o. 202 is a ferroelectric liquid crystal composition No. 202 for comparison. 204
A ferroelectric liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 4 except that When the state of orientation of this ferroelectric liquid crystal element was examined, smectic C-smectic A
From the transition point to around 35 ° C, except for the area of C2 orientation surrounded by minute zigzag defects, which is small in area, the entire surface is C
The orientation was 1U, but at lower temperatures, it was C2 orientation.

【0049】図3(b) に示す1/3バイアス波形の電圧
(V=±10V)を印加し、メモリパルス幅を測定した。
パルス幅をメモリパルス幅に設定して、図3(b) の波形
を印加したが、C1U−C1U間のスイッチングはスメ
クチックC−スメクチックA転移点から62℃の範囲でし
か観察されなかった。
A voltage (V = ± 10 V) having a 1/3 bias waveform shown in FIG. 3B was applied and the memory pulse width was measured.
When the pulse width was set to the memory pulse width and the waveform of FIG. 3 (b) was applied, switching between C1U and C1U was observed only in the range of 62 ° C. from the smectic C-smectic A transition point.

【0050】比較例4 表1に示す化合物を用いて、表3に示す組成の強誘電性
液晶組成物No.205〜210 を作製した。これらの液晶
組成物の転移温度を表4に示す。実施例4における強誘
電性液晶組成物No.202 を比較のための強誘電性液晶
組成物No.205 〜210 のいずれかに置き換えるほかは
実施例4と同様にして、強誘電性液晶表示装置を作製し
た。
Comparative Example 4 Ferroelectric liquid crystal composition No. 3 having the composition shown in Table 3 was prepared using the compounds shown in Table 1. 205 to 210 were produced. Table 4 shows the transition temperatures of these liquid crystal compositions. The ferroelectric liquid crystal composition No. 1 in Example 4 was used. 202 is a ferroelectric liquid crystal composition No. 202 for comparison. A ferroelectric liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 4 except that any of 205 to 210 was substituted.

【0051】また、実施例4における強誘電性液晶組成
物No.202 を比較のための強誘電性液晶組成物No.
205 〜210 ,ZLI−4237/000 (メルク社製)、ZL
I−4655/000 (メルク社製)のいずれかに置き換え、
かつ実施例4における配向膜PSI−X−A−2001をP
SI−X−S−014 またはPVAに置き換えるほかは実
施例4と同様にして、強誘電性液晶を作製した。
Further, the ferroelectric liquid crystal composition No. 1 in Example 4 was used. 202 is a ferroelectric liquid crystal composition No. 202 for comparison.
205-210, ZLI-4237 / 000 (Merck), ZL
Replace with any one of I-4655 / 000 (Merck)
In addition, the alignment film PSI-X-A-2001 in Example 4 is set to P
A ferroelectric liquid crystal was produced in the same manner as in Example 4 except that SI-XS-014 or PVA was used instead.

【0052】これらの強誘電性液晶素子について調べた
結果を表6に示す。いずれの強誘電性液晶素子も、実施
例4で得られたような良好な結果は得られなかった。
Table 6 shows the results of an examination of these ferroelectric liquid crystal elements. Neither of the ferroelectric liquid crystal elements provided the good results as obtained in Example 4.

【0053】[0053]

【表6】 [Table 6]

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明の化合物(I)はそれほど高くな
い融点を示し、スメクチック相およびネマティック相を
示しやすく、また、化学的にも光に対しても安定であ
る。このため、化合物(I)は、液晶組成物の成分とし
て有用であり、他の化合物と組み合わせることにより、
種々の強誘電性液晶組成物をはじめ、様々な液晶組成物
を作製することができ、種々の液晶素子に適用できる。
特に、本発明の化合物(I)を含む強誘電性液晶組成物
と、プレチルト角の高い配向膜とを用いて、C1U配向
を利用した強誘電性液晶表示装置を作製した場合、1/
3バイアス駆動においても高いコントラストを得ること
ができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The compound (I) of the present invention has a melting point not so high, is likely to show a smectic phase and a nematic phase, and is stable chemically and to light. Therefore, the compound (I) is useful as a component of a liquid crystal composition, and by combining it with other compounds,
Various liquid crystal compositions including various ferroelectric liquid crystal compositions can be prepared and can be applied to various liquid crystal devices.
In particular, when a ferroelectric liquid crystal display device utilizing C1U orientation is manufactured using a ferroelectric liquid crystal composition containing the compound (I) of the present invention and an orientation film having a high pretilt angle,
High contrast can be obtained even in the 3-bias drive.

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

【図1】強誘電性液晶のスイッチングについて説明する
ための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining switching of a ferroelectric liquid crystal.

【図2】カイラルスメクチックC相のシェブロン層構造
およびC1配向、C2配向について説明するための図で
ある。
FIG. 2 is a diagram for explaining a chevron layer structure of a chiral smectic C phase, and a C1 orientation and a C2 orientation.

【図3】(a) は、0バイアスの印加電圧波形を示す図、
(b) は、1/3バイアスの印加電圧波形の一例を示す図
である。
3A is a diagram showing an applied voltage waveform of 0 bias, FIG.
(b) is a figure which shows an example of the applied voltage waveform of 1/3 bias.

【図4】本発明の強誘電性液晶素子について説明するた
めの素子の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a device for explaining a ferroelectric liquid crystal device of the present invention.

【図5】本発明の化合物を用いた強誘電性液晶組成物N
o.101 の赤外吸収スペクトルを示す図である。
FIG. 5: Ferroelectric liquid crystal composition N using the compound of the present invention
o. FIG. 3 is a diagram showing an infrared absorption spectrum of 101.

【図6】本発明の化合物を用いた強誘電性液晶組成物N
o.202 のチルト角θの温度変化を示す図である。
FIG. 6 is a ferroelectric liquid crystal composition N using the compound of the present invention.
o. FIG. 6 is a diagram showing a temperature change of a tilt angle θ of 202.

【図7】本発明の化合物を用いた強誘電性液晶組成物N
o.202 のメモリパルス幅の温度変化を示す図である。
FIG. 7: Ferroelectric liquid crystal composition N using the compound of the present invention
o. It is a figure which shows the temperature change of the memory pulse width of 202.

【図8】比較のための強誘電性液晶組成物No.203 の
チルト角θの温度変化を示す図である。
FIG. 8 shows a ferroelectric liquid crystal composition No. 3 for comparison. FIG. 6 is a diagram showing a change in tilt angle θ of 203 with temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b ガラス基板 2a,2b 透明電極 3a,3b 電極保護膜 4a,4b 配向膜 6 シール部材 7 液晶 9、10 基板 11 液晶セル 12a,12b 偏光板 1a, 1b Glass substrate 2a, 2b Transparent electrode 3a, 3b Electrode protective film 4a, 4b Alignment film 6 Sealing member 7 Liquid crystal 9, 10 Substrate 11 Liquid crystal cell 12a, 12b Polarizing plate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下式(I); 【化1】 を有する化合物。1. The following formula (I): A compound having: 【請求項2】 請求項1項記載の式(I)の化合物を少
なくとも一種含有することを特徴とする液晶組成物。
2. A liquid crystal composition comprising at least one compound of formula (I) according to claim 1.
【請求項3】 一対の透光性基板の対向しあう表面にそ
れぞれ透明電極を形成し、それぞれの透明電極を被覆す
る絶縁膜を形成し、それを被覆する有機配向膜を形成
し、一対の透光性基板間に液晶を充填してなる液晶表示
装置において、配向処理された配向膜を有する一対の基
板を、該配向膜の配向処理方向が略平行となるように対
向配置させ、この基板間に請求項2項記載の液晶組成物
を少なくとも一種含有することを特徴とする強誘電性液
晶表示装置。
3. A transparent electrode is formed on each surface of a pair of translucent substrates facing each other, an insulating film is formed to cover each transparent electrode, and an organic alignment film is formed to cover the transparent electrode. In a liquid crystal display device in which liquid crystal is filled between translucent substrates, a pair of substrates having an alignment film subjected to alignment processing are arranged so as to face each other so that the alignment processing directions of the alignment films are substantially parallel to each other. A ferroelectric liquid crystal display device comprising at least one liquid crystal composition according to claim 2 in between.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2013183683A1 (en) * 2012-06-06 2016-02-01 Dic株式会社 Liquid crystal composition

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