JPH06264060A - Ferroelectric liquid crystal composition - Google Patents

Ferroelectric liquid crystal composition

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JPH06264060A
JPH06264060A JP8031293A JP8031293A JPH06264060A JP H06264060 A JPH06264060 A JP H06264060A JP 8031293 A JP8031293 A JP 8031293A JP 8031293 A JP8031293 A JP 8031293A JP H06264060 A JPH06264060 A JP H06264060A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal compound
composition
copolymer
molecular weight
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Application number
JP8031293A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumio Moriwaki
文雄 森脇
Toshihiro Iwakuma
俊裕 岩隈
Takamitsu Nagase
隆光 長瀬
Satoshi Hachiya
聡 蜂屋
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Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject composition having good alignability (the easiness of being aligned), a good contrast ratio and rapid response to a change in the electric field near room temperature by combining a specified methyl- substituted dimethylsiloxane copolymer with a low-molecular-weight smectic liquid crystal compound. CONSTITUTION:The objecting composition comprises a methyl-substituted dimethylsiloxane copolymer having substituents each having an asymmetric carbon atom and aromatic or heterocyclic rings and a low-molecular-weight smectic liquid crystal compound. A desirable example of the copolymer is a siloxane copolymer of formula I (wherein X is a group of formula II, Y is a single bond or COO, (m) is an integer of 6-20; (n) is an integer of 1-8; *represents asymmetry; and (x) is a number representing a comonomer ratio of 0.1-0.7).

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規な強誘電性液晶組成
物に関する。更に詳しくいえば、本発明はオプトエレク
トロニクス分野、特に電卓、時計などのデジタル表示素
子、ドットマトリクス型表示素子、室温スイッチング素
子、電子光学シャッター、電子光学絞り、光変調器、光
通信光路切替スイッチ、メモリー、液晶プリンターヘッ
ド、焦点距離可変レンズなどに用いられる液晶素子の材
料として好適に用いられる新規な強誘電性液晶組成物に
関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel ferroelectric liquid crystal composition. More specifically, the present invention relates to the field of optoelectronics, in particular, digital display devices such as calculators and watches, dot matrix type display devices, room temperature switching devices, electro-optical shutters, electro-optical diaphragms, optical modulators, optical communication optical path switching switches, The present invention relates to a novel ferroelectric liquid crystal composition suitably used as a material for a liquid crystal element used in a memory, a liquid crystal printer head, a variable focal length lens, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、低分子液晶化合物を用いた表示素
子は、電卓、時計などのデジタル表示に広く使用されて
いる。これらの利用分野では、通常、従来の低分子液晶
化合物は、間隔をミクロンオーダーで制御した2枚のガ
ラス基板の間に挟んで使用されている。しかしながら、
このような間隔の調整は大型画面や曲面画面では実現が
不可能であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a display device using a low molecular weight liquid crystal compound has been widely used for digital display of calculators, watches and the like. In these fields of use, conventional low molecular weight liquid crystal compounds are usually used by sandwiching them between two glass substrates whose spacing is controlled in the order of microns. However,
Such adjustment of the interval cannot be realized on a large screen or a curved screen.

【0003】この難点を解決する手段として、液晶を高
分子化し、それ自体を成形可能ならしめることが試みら
れている[J.Polym.Sci.,Polym.L
ett.,Ed.13,243(1975)、Poly
m.Bull.,309(1982)、特開昭56−
21479号公報など]。しかしながら、これら従来の
高分子液晶化合物は、ポリマー自体は室温では液晶とし
ての性質を示さず、ガラス転移温度以上でかつ透明化温
度未満の温度範囲で加熱して液晶化しなければならない
という欠点を有している。
As a means for solving this difficulty, it has been attempted to polymerize the liquid crystal so that the liquid crystal itself can be molded [J. Polym. Sci. , Polym. L
ett. , Ed. 13 , 243 (1975), Poly
m. Bull. 6 , 309 (1982), JP-A-56-
21479, etc.]. However, these conventional polymer liquid crystal compounds have the drawback that the polymer itself does not exhibit the properties as a liquid crystal at room temperature and must be heated to a liquid crystal at a temperature range not lower than the glass transition temperature and lower than the clearing temperature. is doing.

【0004】また、特開昭63−99204号公報に
は、ポリアクリレート系強誘電性高分子液晶化合物の合
成が報告されており、該強誘電性高分子液晶化合物が上
記の高分子液晶化合物よりも優れた性能を示すことが明
らかにされている。しかしながら、この従来の側鎖型強
誘電性高分子液晶化合物においても、なお、応答速度、
使用可能な温度範囲などに問題が残っている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-99204 reports the synthesis of a polyacrylate-based ferroelectric polymer liquid crystal compound, and the ferroelectric polymer liquid crystal compound is prepared from the above polymer liquid crystal compound. Has also been shown to exhibit excellent performance. However, even in this conventional side chain type ferroelectric polymer liquid crystal compound, the response speed,
There is a problem with the usable temperature range.

【0005】更に、特開昭63−254529号公報に
は、光学活性基を有するエポキシモノマーを重合して得
られるポリエーテル系強誘電性高分子液晶化合物[例え
ば、一般式(1)で表わされるエポキシ化合物を重合し
て得られ、一般式(1′)で表わされる繰り返し単位
{式(1)及び式(1′)中のuは1〜30の整数を示
す。}からなる高分子液晶化合物]が開示されている。
Further, in JP-A-63-254529, a polyether-based ferroelectric polymer liquid crystal compound obtained by polymerizing an epoxy monomer having an optically active group [for example, represented by the general formula (1)] A repeating unit obtained by polymerizing an epoxy compound and represented by the general formula (1 ′) {in the formulas (1) and (1 ′), u represents an integer of 1 to 30. } The polymeric liquid crystal compound consisting of] is disclosed.

【0006】[0006]

【化3】 [Chemical 3]

【0007】また、国際公開第92/01731号パン
フレットには、側鎖に芳香環を有し、主鎖に鎖状炭化水
素骨格とシロキサン骨格を有する繰り返し単位からなる
例えば、下記式(2)に示される高分子液晶化合物が開
示されている。
Further, WO 92/01731 discloses a repeating unit having an aromatic ring in the side chain and a chain hydrocarbon skeleton and a siloxane skeleton in the main chain, for example, in the following formula (2): The polymeric liquid crystal compounds shown are disclosed.

【0008】[0008]

【化4】 [Chemical 4]

【0009】しかしながら、これらの従来の側鎖型強誘
電性高分子液晶化合物は、室温付近を含む広い温度範囲
で外部電界刺激に対して応答するという利点はあるもの
の、その応答速度が遅く、実用に供するには未だ不十分
である。
However, although these conventional side-chain type ferroelectric polymer liquid crystal compounds have the advantage of responding to an external electric field stimulus in a wide temperature range including around room temperature, their response speed is slow and they are practically used. It is still insufficient to serve.

【0010】一方、液晶組成物として不斉炭素を有する
高分子液晶化合物と低分子液晶化合物からなる高分子液
晶組成物が提案されている(特開昭63−284291
号公報)。しかし、例示されている側鎖型高分子液晶化
合物は通常のアクリレートやシロキサン鎖を主鎖とする
ものであるので側鎖間隔が十分でなく、分子量を大きく
すると低分子液晶化合物を十分に混合できなくなって高
速化が難しくなる。従って従来の高分子性を保ちつつ、
高速応答性を有する組成物を得ることが難しいという問
題点がある。
On the other hand, as a liquid crystal composition, a polymer liquid crystal composition comprising a polymer liquid crystal compound having asymmetric carbon and a low molecular weight liquid crystal compound has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 63-284291).
Issue). However, since the side chain type polymer liquid crystal compounds exemplified are those having a normal acrylate or siloxane chain as the main chain, the side chain spacing is not sufficient, and if the molecular weight is increased, a low molecular weight liquid crystal compound can be sufficiently mixed. It becomes difficult to speed up because it disappears. Therefore, while maintaining the conventional high polymer,
There is a problem that it is difficult to obtain a composition having high-speed response.

【0011】また、非液晶性高分子化合物と低分子液晶
化合物からなる組成物で高分子性を保ちつつ、高速応答
性の組成物を得ようとする試みとしては、特開昭61−
47427号公報に低分子液晶化合物に非液晶質ポリマ
ーを配合して自己形状保持能力を付与した組成物が記載
されている。この組成物においては、高分子化合物(樹
脂)マトリックス中に分散して液晶領域が存在するため
長時間放置すると分離してくる可能性があり、また島状
に液晶が分散しているので、コントラストが悪いなどの
問題点があり、分散系なので配向制御も難しい。特開昭
62−260859号公報、特開昭62−260841
号公報には熱可塑性樹脂と低分子液晶化合物を含む強誘
電性複合膜が記載されており、相溶系になる熱可塑性樹
脂が用いられているが、この熱可塑性樹脂と相溶系にな
る低分子液晶化合物の組合わせが難しく、配向制御も難
しい。また、用いる低分子液晶化合物が強誘電性液晶に
限定されるという問題点がある。特開平1−19868
3号公報にはプロトン供与体(又はプロトン受容体)を
持つポリマーとプロトン受容体(又はプロトン供与体)
を持つ低分子液晶化合物からなる組成物が記載されてい
るが、ポリマー、低分子液晶化合物ともプロトン供与体
(又はプロトン受容体)を持たなければならないので、
どちらの構造もかなり限定されるという問題点がある。
Further, as an attempt to obtain a composition having a high-speed response while maintaining a high molecular weight with a composition comprising a non-liquid crystalline polymer compound and a low molecular weight liquid crystal compound, Japanese Patent Laid-Open No. 61-
Japanese Patent No. 47427 describes a composition in which a non-liquid crystalline polymer is blended with a low molecular weight liquid crystal compound to impart self-shape retention ability. In this composition, there is a liquid crystal region that is dispersed in the polymer compound (resin) matrix, so it may separate when left for a long time, and since the liquid crystal is dispersed in islands, the contrast It is difficult to control the orientation because it is a dispersion system. JP-A-62-260859, JP-A-62-260841
In the publication, a ferroelectric composite film containing a thermoplastic resin and a low-molecular liquid crystal compound is described, and a thermoplastic resin that is compatible is used. However, a low-molecular compound that is compatible with the thermoplastic resin is used. It is difficult to combine liquid crystal compounds, and it is difficult to control the alignment. Further, there is a problem that the low molecular weight liquid crystal compound used is limited to the ferroelectric liquid crystal. JP-A-1-19868
No. 3 discloses a polymer having a proton donor (or a proton acceptor) and a proton acceptor (or a proton donor).
Although a composition comprising a low molecular weight liquid crystal compound having is described, since both the polymer and the low molecular weight liquid crystal compound must have a proton donor (or a proton acceptor),
The problem is that both structures are quite limited.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は良好な配向性
(配向が簡単に行える。)を有する上に、コントラスト
比もよく、室温付近で電界変化に対する高速応答性を有
する新規な強誘電性液晶組成物を提供することを目的と
する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has a novel ferroelectric property which has good orientation (orientation can be performed easily), has a good contrast ratio, and has a fast response to an electric field change near room temperature. It is an object to provide a liquid crystal composition.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定なメチル
置換−ジメチルシロキサン共重合体と低分子のスメクチ
ック液晶化合物からなる組成物が良好な配向性(配向が
簡単に行える。)を有する上に、コントラスト比もよ
く、室温付近で電界変化に対する高速応答性を有するこ
とを見出し、これらの知見に基づいて本発明を完成する
に至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a composition comprising a specific methyl-substituted-dimethylsiloxane copolymer and a low-molecular smectic liquid crystal compound. Has a good orientation property (the orientation can be easily performed), has a good contrast ratio, and has a high-speed response to an electric field change near room temperature, and based on these findings, the present invention is completed. I arrived.

【0014】すなわち、本発明は不斉炭素原子と芳香環
若しくは複素環とを有する置換基を持つメチル置換−ジ
メチルシロキサン共重合体及び低分子のスメクチック液
晶化合物からなる強誘電性液晶組成物を提供するもので
ある。
That is, the present invention provides a ferroelectric liquid crystal composition comprising a methyl-substituted dimethylsiloxane copolymer having a substituent having an asymmetric carbon atom and an aromatic ring or a heterocycle and a low molecular weight smectic liquid crystal compound. To do.

【0015】本発明のメチル置換−ジメチルシロキサン
共重合体は主鎖内にジメチルシロキサン共重合部を有
し、側鎖間隔が広い部分が存在するため、低分子のスメ
クチック液晶化合物と混合した場合も、その側鎖間に低
分子のスメクチック液晶化合物が入り込むため混合物は
相溶系となり、相分離が起こらない。
Since the methyl-substituted-dimethylsiloxane copolymer of the present invention has a dimethylsiloxane copolymerized portion in the main chain and has a portion with a wide side chain interval, it can be mixed with a low molecular weight smectic liquid crystal compound. Since the low molecular weight smectic liquid crystal compound enters between the side chains, the mixture becomes a compatible system and phase separation does not occur.

【0016】また、本発明の強誘電性液晶組成物は共重
合体の合成に用いるメチルヒドロゲノ−ジメチルシロキ
サン共重合体の共重合比を変えるだけで容易に組成物の
転移温度を調整することが可能である。
Further, in the ferroelectric liquid crystal composition of the present invention, the transition temperature of the composition can be easily adjusted only by changing the copolymerization ratio of the methylhydrogeno-dimethylsiloxane copolymer used for the synthesis of the copolymer. Is.

【0017】本発明に用いられるシロキサン共重合体は
カイラルドーパントとして機能し、また組成物に成形性
及び配向性を付与する役割を果たすものであるので、必
ずしもそれ自体がカイラルスメクチックC相を有するも
のでなくてもよい。低分子のスメクチック液晶化合物を
含有させると共重合体が液晶相を示さなくても、液晶組
成物は容易にカイラルスメクチックC相を示す。
Since the siloxane copolymer used in the present invention functions as a chiral dopant and plays a role of imparting moldability and orientation to the composition, it necessarily has a chiral smectic C phase itself. It doesn't have to be. When the low molecular weight smectic liquid crystal compound is contained, the liquid crystal composition easily exhibits the chiral smectic C phase even if the copolymer does not exhibit the liquid crystal phase.

【0018】更に、本発明に用いられるシロキサン共重
合体はカイラルドーパントとして機能するため、低分子
のスメクチック液晶として不斉炭素を有さず、従って強
誘電性を示さないものを用いても、強誘電性液晶組成物
を得ることができる。強誘電性を示さない低分子のスメ
クチック液晶を用いる場合には、共重合体の自発分極及
びらせんの向きを考慮して低分子のスメクチック液晶化
合物を選択する必要がなく、それだけ容易に混合を行う
ことができる。
Further, since the siloxane copolymer used in the present invention functions as a chiral dopant, even if a low molecular weight smectic liquid crystal having no asymmetric carbon and therefore not showing ferroelectricity is used, A dielectric liquid crystal composition can be obtained. When using a low-molecular-weight smectic liquid crystal that does not exhibit ferroelectricity, it is not necessary to select a low-molecular-weight smectic liquid crystal compound in consideration of the spontaneous polarization of the copolymer and the direction of the helix. be able to.

【0019】本発明の組成物に用いられるシロキサン共
重合体の重量平均分子量(Mw)は、通常、1,000
〜1,000,000であり、好ましくは1,000〜
100,000である。Mwが1,000未満である
と、該シロキサン共重合体を含む組成物のフィルム、塗
膜としての成形性に支障を生じることがあり、一方、
1,000,000を超えると応答時間が長くなるなど
好ましくない効果が現れることがある。
The weight average molecular weight (Mw) of the siloxane copolymer used in the composition of the present invention is usually 1,000.
~ 1,000,000, preferably 1,000 ~
It is 100,000. If the Mw is less than 1,000, moldability as a film or coating film of the composition containing the siloxane copolymer may be impaired.
If it exceeds 1,000,000, unfavorable effects such as a long response time may be exhibited.

【0020】本発明のメチル置換−ジメチルシロキサン
共重合体としては下記の一般式[I]で表わされるシロ
キサン共重合体が好適に用いられる。
As the methyl-substituted dimethyl siloxane copolymer of the present invention, a siloxane copolymer represented by the following general formula [I] is preferably used.

【0021】[0021]

【化5】 (式中、Xは[Chemical 5] (Where X is

【0022】[0022]

【化6】 [Chemical 6]

【0023】を表わし、Yは単結合又は−COO−を表
わし、mは6〜20の整数、nは1〜8の整数を表わ
し、*は不斉炭素原子を表わし、xは0.1〜0.7の
共重合比を表わす数である。)共重合比xが0.1未満
又は0.7を超えると、低分子液晶化合物との相溶性が
低下する。xの好ましい範囲は0.3〜0.6である。
Represents a single bond or --COO--, m represents an integer of 6 to 20, n represents an integer of 1 to 8, * represents an asymmetric carbon atom, and x represents 0.1. It is a number representing a copolymerization ratio of 0.7. ) When the copolymerization ratio x is less than 0.1 or exceeds 0.7, the compatibility with the low molecular weight liquid crystal compound is lowered. The preferable range of x is 0.3 to 0.6.

【0024】一般式[I]で表わされるシロキサン共重
合体の具体例としては、後記の実施例に示される共重合
体A〜Fの他、Xが下記式
Specific examples of the siloxane copolymer represented by the general formula [I] include copolymers A to F shown in Examples described later, and X is the following formula.

【0025】[0025]

【化7】 であり、Yが単結合であり、m=10、n=2、x=
0.3であるもの等が挙げられる。
[Chemical 7] And Y is a single bond, m = 10, n = 2, x =
Those which are 0.3 and the like can be mentioned.

【0026】上記シロキサン共重合体は、その製造方法
としては特に制限はなく、どのような方法によって製造
してもよいのであるが、例えば、下記の一般式[II]
で表されるメチルヒドロゲノ−ジメチルシロキサン共重
合体(化合物II)と下記の一般式[III]で表され
る末端に二重結合を有する側鎖成分(化合物III)と
をヒドロシランと二重結合がほぼ等モルとなる割合で、
溶媒中、触媒の存在下でヒドロシリル化反応を行うこと
により好適に製造することができる。反応は例えば、次
のように進行する。
The above siloxane copolymer is not particularly limited in its production method and may be produced by any method. For example, the following general formula [II] is used.
The methylhydrogeno-dimethylsiloxane copolymer (compound II) represented by the formula (I) and the side chain component (compound III) having a double bond at the terminal represented by the following general formula [III] are almost combined with hydrosilane. At a ratio of equimolar,
It can be suitably produced by carrying out the hydrosilylation reaction in a solvent in the presence of a catalyst. The reaction proceeds as follows, for example.

【0027】[0027]

【化8】 (式中、X、Y、m、n、*、xは前記と同じ意味を表
わす)
[Chemical 8] (In the formula, X, Y, m, n, *, and x have the same meanings as above)

【0028】前記シロキサン共重合体Iの合成反応に使
用する溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キ
シレン等の不活性芳香族炭化水素、テトラヒドロフラン
(THF)、ジイソプロピルエーテル等の不活性なエー
テル系溶媒などが好適に使用される。溶媒は、単独溶媒
でも、混合溶媒でもよいが、通常は、反応温度の関係か
ら沸点が70℃以上のものが好ましく使用される。ま
た、前記触媒としては、ヒドロシリル化活性を有するも
のが使用され、具体的には例えば、塩化白金酸、プラチ
ナム(II)アセチルアセトナート、ジシクロペンタジ
エニルプラチナムクロリド等の白金系触媒が好ましく用
いられる。
Examples of the solvent used in the synthesis reaction of the siloxane copolymer I include inert aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, and inert ether solvents such as tetrahydrofuran (THF) and diisopropyl ether. Are preferably used. The solvent may be a single solvent or a mixed solvent, but normally, one having a boiling point of 70 ° C. or higher is preferably used in view of the reaction temperature. Further, as the catalyst, one having hydrosilylation activity is used, and specifically, for example, a platinum-based catalyst such as chloroplatinic acid, platinum (II) acetylacetonate, dicyclopentadienylplatinum chloride is preferably used. To be

【0029】前記合成反応を行う際の、各成分の添加の
順序及び方式としては、特に制限はないが、例えば、メ
チルヒドロゲノ−ジメチルシロキサン共重合体と側鎖成
分との所定の割合の混合物に、トルエン、THF等の溶
媒を添加し、次いで、適量の塩化白金酸等の触媒を添加
する方式などを好ましい例として挙げることができる。
なお、触媒の添加法については単独で添加してもよい
し、イソプロピルアルコール等の溶媒に溶解して添加し
てもよい。
There are no particular restrictions on the order and system of addition of the respective components when carrying out the synthetic reaction, but for example, a mixture of a methylhydrogeno-dimethylsiloxane copolymer and a side chain component in a predetermined ratio may be added. A preferred example is a method of adding a solvent such as toluene or THF, and then adding an appropriate amount of a catalyst such as chloroplatinic acid.
Regarding the method of adding the catalyst, the catalyst may be added alone or may be dissolved in a solvent such as isopropyl alcohol and added.

【0030】前記合成反応は、例えば窒素ガスやアルゴ
ン等の不活性雰囲気下で、通常、60〜100℃、好ま
しくは80〜100℃の温度範囲で好適に行うことがで
きる。反応時間は、通常、3〜30時間程度である。
The above synthesis reaction can be suitably carried out, for example, in an inert atmosphere such as nitrogen gas or argon, usually in a temperature range of 60 to 100 ° C., preferably 80 to 100 ° C. The reaction time is usually about 3 to 30 hours.

【0031】以上のようにして目的とするシロキサン共
重合体を合成することができる。こうして得られたシロ
キサン共重合体は、公知の方法等によって反応混合物中
から分離・回収され、所望の精製度のシロキサン共重合
体として取得することができる。精製度の高い本発明の
シロキサン共重合体は、例えば、合成反応が終了後、反
応混合物を濾過し、その濾液から溶媒を留去して得られ
る残渣を例えば塩化メチレン等の適当な溶剤に溶解さ
せ、これを例えばシリカゲル等を充填剤とするカラムク
ロマトグラフィーによって精製することによって好適に
得ることができる。
The desired siloxane copolymer can be synthesized as described above. The siloxane copolymer thus obtained can be separated and recovered from the reaction mixture by a known method or the like to obtain a siloxane copolymer having a desired degree of purification. The highly purified siloxane copolymer of the present invention can be obtained by, for example, filtering the reaction mixture after completion of the synthesis reaction and distilling the solvent from the filtrate to obtain a residue, which is dissolved in a suitable solvent such as methylene chloride. And purified by column chromatography using, for example, silica gel as a packing material.

【0032】本発明において用いられる低分子のスメク
チック液晶化合物については特に制限はなく、従来公知
の化合物の中から任意のものを1種以上選択して用いる
ことができる。該液晶化合物としては、例えば、
The low molecular weight smectic liquid crystal compound used in the present invention is not particularly limited, and any one or more kinds of conventionally known compounds can be selected and used. Examples of the liquid crystal compound include:

【0033】[0033]

【化9】 [Chemical 9]

【0034】[0034]

【化10】 [Chemical 10]

【0035】(式中のR1及びR2は、それぞれ炭素数1
〜12の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アルコキシ
基、アシルオキシ基又はアルコキシカルボニル基であ
り、それらは同一であってもよいし、互いに異なってい
てもよい)などを挙げることができる。
(In the formula, R 1 and R 2 are each a carbon number 1
To 12 linear or branched alkyl groups, alkoxy groups, acyloxy groups or alkoxycarbonyl groups, which may be the same or different from each other) and the like.

【0036】更に、一般式Further, the general formula

【0037】[0037]

【化11】 [Chemical 11]

【0038】で表される化合物なども用いることができ
る。前記一般式(IV)におけるR3は炭素数7〜12
のアルキル基、炭素数6〜11のアルコキシ基、炭素数
6〜12のアシルオキシ基又は炭素数6〜12のアルコ
キシカルボニル基、R4は炭素数7〜12のアルキル基
又は炭素数6〜11のアルコキシ基である。また、一般
式(V)におけるR5及びR6は、それぞれ炭素数4〜1
4のアルキル基又はアルコキシ基であり、それらは同一
であってもよいし、互いに異なっていてもよい。一方、
一般式(VI)におけるR7は炭素数4〜14のアルキ
ル基、R8は炭素数5〜14のアルキル基又は炭素数4
〜14のアルコキシ基である。
A compound represented by the following can also be used. R 3 in the general formula (IV) has 7 to 12 carbon atoms.
Alkyl group having 6 to 11 carbon atoms, an acyloxy group having 6 to 12 carbon atoms or an alkoxycarbonyl group having 6 to 12 carbon atoms, and R 4 is an alkyl group having 7 to 12 carbon atoms or 6 to 11 carbon atoms. It is an alkoxy group. R 5 and R 6 in the general formula (V) each have 4 to 1 carbon atoms.
4 alkyl groups or alkoxy groups, which may be the same or different from each other. on the other hand,
In the general formula (VI), R 7 is an alkyl group having 4 to 14 carbon atoms, and R 8 is an alkyl group having 5 to 14 carbon atoms or 4 carbon atoms.
To 14 alkoxy groups.

【0039】更に、Furthermore,

【0040】[0040]

【化12】 (式中、a、bは0〜3の整数、cは8〜12の整数、
dは1〜8の整数を表わす。)で表わされる化合物を挙
げることができる。
[Chemical 12] (In the formula, a and b are integers of 0 to 3, c is an integer of 8 to 12,
d represents an integer of 1 to 8. ).

【0041】これらの低分子のスメクチック液晶化合物
の具体例としては、
Specific examples of these low molecular weight smectic liquid crystal compounds include:

【0042】[0042]

【化13】 [Chemical 13]

【0043】[0043]

【化14】 などが挙げられる。[Chemical 14] And so on.

【0044】シロキサン共重合体と低分子のスメクチッ
ク液晶化合物の混合方法としては、特に制限はなく、直
接混合でも溶液混合でもよい。例えば、溶液混合として
は、シロキサン共重合体と低分子のスメクチック液晶化
合物の所定量を容器に入れてジクロルメタン等の溶媒に
溶解し混合して溶媒を蒸発させる方法が好適である。
The method of mixing the siloxane copolymer and the low molecular weight smectic liquid crystal compound is not particularly limited and may be direct mixing or solution mixing. For example, as a solution mixing method, a method in which a predetermined amount of a siloxane copolymer and a low molecular weight smectic liquid crystal compound are placed in a container, dissolved in a solvent such as dichloromethane and mixed, and the solvent is evaporated is preferable.

【0045】混合比率としてはシロキサン共重合体の分
率を5〜99重量%とすることが好ましい。シロキサン
共重合体の分率が5重量%未満では液晶組成物の製膜
性、配向性が低下することがある。また、混合する低分
子のスメクチック液晶化合物が非カイラルの場合、強誘
電相を発現しないなどの不都合を生じることがある。シ
ロキサン共重合体の分率が99重量%を超えると電界変
化に対する応答時間が長くなることがある。また、組成
物中には色素、接着剤等が含まれていてもよい。
As a mixing ratio, the siloxane copolymer fraction is preferably 5 to 99% by weight. When the fraction of the siloxane copolymer is less than 5% by weight, the film-forming property and orientation of the liquid crystal composition may deteriorate. In addition, when the low-molecular-weight smectic liquid crystal compound to be mixed is non-chiral, it may cause inconvenience such as not expressing a ferroelectric phase. If the fraction of the siloxane copolymer exceeds 99% by weight, the response time to changes in the electric field may be long. Further, the composition may contain a dye, an adhesive and the like.

【0046】[0046]

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
EXAMPLES Next, the present invention will be explained based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0047】なお、相転移挙動を示す式中、各記号は下
記の意味を有する。 glass:ガラス相、SC *:カイラルスメクチックC
相、SX *:SC *相より高次のスメクチック相、Iso:
等方性液体相、SA:スメクチックA相、N :ネマチッ
ク相、Cryst:結晶状態 相転移温度は偏光顕微鏡観察により決定した。なお、相
転移挙動を示す式中、数字は℃を表わす。
In the equation showing the phase transition behavior, each symbol is
It has the meaning described below. glass: glass phase, SC *: Chiral smectic C
Phase, SX *: SC *Smectic phase higher than the phase, Iso:
Isotropic liquid phase, SA: Smectic A phase, N : Nematic
C phase, Cryst: crystalline state The phase transition temperature was determined by observation with a polarizing microscope. The phase
In the formula showing the transition behavior, the numbers represent ° C.

【0048】以下に示す実施例及び比較例で使用するシ
ロキサン共重合体A〜Gの構造及び物性を表1に示す。
X、Y、m、n、xは式[I]における符号である。
Table 1 shows the structures and physical properties of the siloxane copolymers A to G used in the following Examples and Comparative Examples.
X, Y, m, n, and x are symbols in the formula [I].

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】実施例1 共重合体Aと下記の低分子のスメクチック液晶化合物a
を表2の割合で混合し、組成物を得た。 低分子のスメクチック液晶化合物a
Example 1 Copolymer A and the following low-molecular smectic liquid crystal compound a
Were mixed in the proportions shown in Table 2 to obtain a composition. Low molecular weight smectic liquid crystal compound a

【0051】[0051]

【化15】 [Chemical 15]

【0052】混合方法 それぞれを表2の割合になるように秤量し、溶媒(ジク
ロロメタン)5ccに溶解し、混合した後、約100℃
で溶媒を蒸発させた。
Mixing method Each of them was weighed so as to have the ratio shown in Table 2, dissolved in 5 cc of a solvent (dichloromethane), mixed, and then mixed at about 100 ° C.
The solvent was evaporated at.

【0053】上記組成物をITO電極付ガラス基板に狭
持し、偏光顕微鏡下で観察したところ分散系に特有の島
状構造は観察されず、一様に液晶相となっており、相溶
系になっていることが確認できた。顕微鏡観察は、倍率
400倍、100℃から室温の間で温度変化させて観察
した。
When the above composition was sandwiched between glass substrates with ITO electrodes and observed under a polarizing microscope, the island-like structure peculiar to the dispersion system was not observed, and the composition was uniformly a liquid crystal phase. I was able to confirm that it has become. Microscopic observation was carried out at a magnification of 400 times while changing the temperature between 100 ° C. and room temperature.

【0054】上記組成物をITO電極付ガラス基板(電
極面積0.5cm2)で狭持し、80℃(SA相)で上下
基板間に数回剪断応力をかけ配向処理した(セル厚は2
μm)。これに25℃において±10V/μmの電圧を
印加し、応答時間を測定したところ表2のような値とな
った。
The above composition was sandwiched between glass substrates with an ITO electrode (electrode area 0.5 cm 2 ), and subjected to orientation treatment by applying shearing stress between the upper and lower substrates several times at 80 ° C. (S A phase) (cell thickness: Two
μm). A voltage of ± 10 V / μm was applied to this at 25 ° C., and the response time was measured. The values shown in Table 2 were obtained.

【0055】上記結果より、本組成物が強誘電性を示
し、また高速応答性を持っていることがわかる。
From the above results, it can be seen that the present composition exhibits ferroelectricity and has high-speed response.

【0056】[0056]

【表2】 また、応答速度の測定に使用したセルに±10V/μm
の電圧を印加し、コントラスト比を測定したところ22
であり、良好なコントラストが得られた。
[Table 2] In addition, the cell used to measure the response speed is ± 10 V / μm
Voltage was applied and the contrast ratio was measured.
And good contrast was obtained.

【0057】実施例2 共重合体Bとみどり化学(株)製の下記の低分子のスメ
クチック液晶化合物bを表3の割合で混合し、組成物を
得た。 低分子のスメクチック液晶化合物b
Example 2 Copolymer B and the following low molecular weight smectic liquid crystal compound b manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd. were mixed in the proportions shown in Table 3 to obtain a composition. Low molecular weight smectic liquid crystal compound b

【0058】[0058]

【化16】 [Chemical 16]

【0059】[0059]

【表3】 [Table 3]

【0060】混合方法は実施例1と同様に行った。それ
ぞれの組成物をITO電極付ガラス基板(電極面積0.
5cm2)で狭持し、重量比40:60の組成物は50
℃(SA相)で上下基板間に数回剪断応力をかけ、配向
処理をし、重量比60:40の組成物は50℃(S
C *相)で上下電極間に±5V、10Hzの矩形状電圧を
印加しながら上下基板間に剪断応力を数回かけて配向処
理した(セル厚2μm)。そのまま冷却し、25℃にお
いて±10V/μmの電圧を印加し、応答時間を測定し
たところ表3のような値となった。上記結果より本組成
物が高速応答性を有していることがわかった。
The mixing method was the same as in Example 1. A glass substrate with an ITO electrode (electrode area of 0.
5 cm 2 ) and the weight ratio of 40:60 is 50
A composition having a weight ratio of 60:40 is applied at 50 ° C. (S
In the (C * phase), while applying a rectangular voltage of ± 5 V and 10 Hz between the upper and lower electrodes, a shear stress was applied between the upper and lower substrates several times to perform orientation treatment (cell thickness 2 μm). It was cooled as it was, a voltage of ± 10 V / μm was applied at 25 ° C., and the response time was measured. From the above results, it was found that this composition has a high-speed response.

【0061】実施例3 共重合体Cとみどり化学(株)製の下記の低分子のスメ
クチック液晶化合物cを表4の割合で混合し、組成物を
得た。 低分子のスメクチック液晶化合物c
Example 3 Copolymer C and the following low molecular weight smectic liquid crystal compound c manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd. were mixed in the proportions shown in Table 4 to obtain a composition. Low molecular weight smectic liquid crystal compound c

【0062】[0062]

【化17】 [Chemical 17]

【0063】[0063]

【表4】 [Table 4]

【0064】混合方法、配向方法は実施例1と同様に行
った。但し、配向温度は60℃で行った。25℃におい
て±10V/μmの電圧を印加し、応答時間を測定した
ところ表4のような値となった。上記結果より本組成物
が高速応答性を有していることがわかった。また、応答
速度の測定に使用したセルに±10V/μmの電圧を印
加し、コントラスト比を測定したところ25であり、良
好なコントラストが得られた。
The mixing method and orientation method were the same as in Example 1. However, the orientation temperature was 60 ° C. When a voltage of ± 10 V / μm was applied at 25 ° C. and the response time was measured, the values shown in Table 4 were obtained. From the above results, it was found that this composition has a high-speed response. Further, a voltage of ± 10 V / μm was applied to the cell used for measuring the response speed, and the contrast ratio was measured to be 25, which was a good contrast.

【0065】実施例4 共重合体Dと低分子のスメクチック液晶化合物bを表5
の割合で混合し、組成物を得た。混合方法は実施例1と
同様に行った。
Example 4 The copolymer D and the low molecular weight smectic liquid crystal compound b are shown in Table 5.
To obtain a composition. The mixing method was the same as in Example 1.

【0066】[0066]

【表5】 [Table 5]

【0067】上記組成物をITO電極付ガラス基板で狭
持し、60℃で,上下電極間に±5V、10Hzの矩形
状電圧を印加しながら上下基板間に剪断応力を数回かけ
配向処理した(セル厚は2μm)。そのまま冷却し、2
5℃において±10V/μmの電圧を印加し、応答時間
を測定したところ表5のような値となった。上記結果よ
り、本組成物が強誘電性を示し、また高速応答性を持っ
ていることがわかる。また、応答速度の測定に使用した
セルに±10V/μmの電圧を印加し、コントラスト比
を測定したところ28であり、良好なコントラストが得
られた。
The above composition was sandwiched between glass substrates with ITO electrodes, and a shear stress was applied between the upper and lower substrates several times while applying a rectangular voltage of ± 5 V and 10 Hz between the upper and lower electrodes at 60 ° C. for orientation treatment. (Cell thickness is 2 μm). Cool as it is, 2
When a voltage of ± 10 V / μm was applied at 5 ° C. and the response time was measured, the values shown in Table 5 were obtained. From the above results, it can be seen that the present composition exhibits ferroelectricity and also has high-speed response. Further, a voltage of ± 10 V / μm was applied to the cell used for measuring the response speed, and the contrast ratio was measured to be 28, indicating that good contrast was obtained.

【0068】実施例5 共重合体Eと低分子のスメクチック液晶化合物bを表6
の割合で混合し、組成物を得た。混合方法は実施例1と
同様に行った。
Example 5 The copolymer E and the low molecular weight smectic liquid crystal compound b are shown in Table 6.
To obtain a composition. The mixing method was the same as in Example 1.

【0069】[0069]

【表6】 [Table 6]

【0070】上記組成物を20重量%のトルエン溶液と
し、ITO電極付のポリエーテルスルホン(PES)基
板の電極面上にマイクログラビアコーターを用いてを用
いて厚み3μmに製膜した。溶媒乾燥後、直ちに何も塗
布していない同種の基板を液晶層と電極面が接するよう
にラミネートし、配向処理前の未配向素子原反(幅15
0mm、長さ3m)を作製した。
A 20 wt% toluene solution of the above composition was formed into a film having a thickness of 3 μm by using a micro gravure coater on the electrode surface of a polyether sulfone (PES) substrate with an ITO electrode. Immediately after the solvent is dried, a substrate of the same type, to which nothing is applied, is laminated so that the liquid crystal layer and the electrode surface are in contact with each other.
0 mm and a length of 3 m) were produced.

【0071】次いで、図1に示すような4本の加熱ロー
ル群からなる配向装置を用いて、上記の未配向素子2の
曲げ配向処理を行った。各加熱ロール1は直径80mm
のクロムメッキを施した鉄製であり、幅300mmのも
のを用いた。表面温度はT1=90℃、T2=85℃、T
3=80℃、T4=77℃にコントロールし、ライン速度
はv=8m/分とした。この配向装置によって未配向素
子2の液晶は曲げ変形による剪断を与えられながら等方
相から液晶相へ冷却され、最終的には基板長手方向と垂
直な方向に一軸水平配向し、配向済素子3が得られた。
Then, the unorientation element 2 was subjected to the bending and orienting treatment by using an orienting device composed of a group of four heating rolls as shown in FIG. Each heating roll 1 has a diameter of 80 mm
Was made of chrome-plated iron and had a width of 300 mm. Surface temperature is T 1 = 90 ° C, T 2 = 85 ° C, T
Control was performed at 3 = 80 ° C. and T 4 = 77 ° C., and the line speed was v = 8 m / min. By this aligning device, the liquid crystal of the non-aligned element 2 is cooled from the isotropic phase to the liquid crystal phase while being sheared by bending deformation, and finally is uniaxially horizontally aligned in the direction perpendicular to the substrate longitudinal direction, and the aligned element 3 was gotten.

【0072】上記素子の上下に偏光板を、偏光軸が互い
に直交するように配し、電極間に±20Vの電圧を印加
し、コントラスト比を測定したところ30であり、良好
なコントラストが得られた。
Polarizing plates were arranged above and below the above device so that their polarization axes were orthogonal to each other, a voltage of ± 20 V was applied between the electrodes, and the contrast ratio was measured to be 30. Good contrast was obtained. It was

【0073】よってこの組成物は上記のような簡便な方
法を用いて液晶光学素子を連続生産するために好適であ
ることが実証された。
Therefore, it was demonstrated that this composition is suitable for continuous production of liquid crystal optical elements using the above-mentioned simple method.

【0074】実施例6 共重合体Fと下記の低分子のスメクチック液晶化合物d
を表7の割合で混合し、組成物を得た。 低分子のスメクチック液晶化合物d
Example 6 Copolymer F and the following low molecular weight smectic liquid crystal compound d
Were mixed in the ratio shown in Table 7 to obtain a composition. Low molecular weight smectic liquid crystal compound d

【0075】[0075]

【化18】 [Chemical 18]

【0076】[0076]

【表7】 [Table 7]

【0077】混合方法は実施例1と同様に行った。配向
方法は実施例4と同様に行った。但し、配向温度は80
℃で行った。25℃において±10V/μmの電圧を印
加し、応答時間を測定したところ表7のような値となっ
た。上記結果より本組成物が高速応答性を有しているこ
とがわかった。
The mixing method was the same as in Example 1. The orientation method was the same as in Example 4. However, the orientation temperature is 80
Performed at ° C. When a voltage of ± 10 V / μm was applied at 25 ° C. and the response time was measured, the values shown in Table 7 were obtained. From the above results, it was found that this composition has a high-speed response.

【0078】比較例 重合体Gと低分子のスメクチック液晶化合物cを重量比
で60:40の割合で混合した。混合方法は実施例1と
同様に行った。
Comparative Example Polymer G and low-molecular smectic liquid crystal compound c were mixed at a weight ratio of 60:40. The mixing method was the same as in Example 1.

【0079】組成物をITO電極付きガラス基板に挟持
し、偏光顕微鏡下で観察したところ実施例1〜6とは異
なり、一様な液晶相にならず、相分離してしまうことを
確認した。
When the composition was sandwiched between glass substrates with ITO electrodes and observed under a polarizing microscope, it was confirmed that, unlike in Examples 1 to 6, a uniform liquid crystal phase was not formed and phase separation occurred.

【0080】[0080]

【発明の効果】本発明の強誘電性液晶組成物は配向が簡
単に行なえる良好な配向性を有する上に、コントラスト
に優れ、室温付近で電界に対する高速応答性を有してい
る。
EFFECT OF THE INVENTION The ferroelectric liquid crystal composition of the present invention has a good alignment property that allows easy alignment, has excellent contrast, and has a high-speed response to an electric field near room temperature.

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

【図1】実施例で用いた配向装置の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of an alignment device used in Examples.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蜂屋 聡 千葉県袖ケ浦市上泉1280番地 出光興産株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Satoshi Hachiya 1280 Kamizumi, Sodegaura-shi, Chiba Idemitsu Kosan Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 不斉炭素原子と芳香環若しくは複素環
とを有する置換基を持つメチル置換−ジメチルシロキサ
ン共重合体及び低分子のスメクチック液晶化合物からな
る強誘電性液晶組成物。
1. A ferroelectric liquid crystal composition comprising a methyl-substituted-dimethylsiloxane copolymer having a substituent having an asymmetric carbon atom and an aromatic ring or a heterocycle and a low-molecular-weight smectic liquid crystal compound.
【請求項2】 メチル置換−ジメチルシロキサン共重合
体が下記の一般式[I]で表わされるシロキサン共重合
体である請求項1記載の強誘電性液晶組成物。 【化1】 (式中、Xは 【化2】 を表わし、Yは単結合又は−COO−を表わし、mは6
〜20の整数、nは1〜8の整数を表わし、*は不斉炭
素原子を表わし、xは0.1〜0.7の共重合比を表わ
す数である。)
2. The ferroelectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein the methyl-substituted-dimethylsiloxane copolymer is a siloxane copolymer represented by the following general formula [I]. [Chemical 1] (In the formula, X is Represents, Y represents a single bond or —COO—, and m represents 6
Is an integer from 20 to 20, n is an integer from 1 to 8, * is an asymmetric carbon atom, and x is a number representing a copolymerization ratio of 0.1 to 0.7. )
【請求項3】 低分子のスメクチック液晶化合物が不斉
炭素原子を有しない低分子のスメクチック液晶化合物で
ある請求項1又は2記載の強誘電性液晶組成物。
3. The ferroelectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein the low molecular weight smectic liquid crystal compound is a low molecular weight smectic liquid crystal compound having no asymmetric carbon atom.
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