JPH093008A - Bicyclic phenyl ester compound and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same - Google Patents
Bicyclic phenyl ester compound and antiferroelectric liquid crystal composition containing the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は新規な2環系フェニルエ
ステル化合物、それを含有する反強誘電性液晶組成物、
及びそれを用いた液晶表示素子に関する。The present invention relates to a novel bicyclic phenyl ester compound, an antiferroelectric liquid crystal composition containing the same,
And a liquid crystal display device using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示素子は、低電圧作動性、低消費
電力性、薄型表示が可能である事等により、現在までに
各種の小型表示素子に利用されてきた。しかし、昨今の
情報、OA関連機器分野、あるいは、テレビ分野への液晶
表示素子の応用、用途拡大に伴って、これまでの CRT表
示素子を上回る表示容量、表示品質を持つ高性能大型液
晶表示素子の要求が、急速に高まってきた。2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices have been used for various small display devices to date because of their low voltage operability, low power consumption, and thin display capability. However, with the recent application of information and OA-related equipment fields or liquid crystal display elements to the TV field and the expansion of applications, high-performance large-sized liquid crystal display elements with display capacities and display qualities that exceed those of conventional CRT display elements. The demand for is increasing rapidly.
【0003】しかしながら、現在のネマチック液晶を使
用する限りにおいては、液晶テレビ用に採用されている
アクテイブマトリックス駆動液晶表示素子でも、製造プ
ロセスの複雑さと歩留りの低さにより、その大型化、低
コスト化は容易ではない。又、単純マトリックス駆動の
STN型液晶表示素子にしても、大容量駆動は必ずしも容
易ではなく、応答時間にも限界があり動画表示は困難で
ある。更にネマチック液晶を用いた表示素子は、視野角
が狭いということが、大きな問題になってきている。従
って、ネマチック液晶表示素子は、上記の高性能大型液
晶表示素子への要求を満足するものとはいい難いのが実
状である。However, as long as the current nematic liquid crystal is used, even an active matrix drive liquid crystal display element used for a liquid crystal television has a large size and a low cost due to the complexity of the manufacturing process and low yield. Is not easy. Also, a simple matrix drive
Even with an STN type liquid crystal display element, it is not always easy to drive a large capacity, and it is difficult to display a moving image due to the limited response time. Further, a narrow viewing angle of a display element using a nematic liquid crystal has become a serious problem. Therefore, it is difficult for a nematic liquid crystal display device to satisfy the demand for the above-described high performance large liquid crystal display device.
【0004】このような状況のなかで、高速液晶表示素
子として注目されているのが、強誘電性液晶を用いた液
晶表示素子である。クラ−クとラガバ−ルにより発表さ
れた、表面安定化型強誘電性液晶(SSFLC) 素子は、その
従来にない速い応答速度と広い視野角を有する事が注目
され、そのスイッチング特性に関しては詳細に検討され
ており、種々の物性定数を最適化するため、多くの強誘
電性液晶が合成されている。しかしながら、しきい値特
性が不十分である、層の構造がシェブロン構造をしてい
るなどからコントラストが不良である、高速応答が実現
されていない、配向制御が困難で SSFLCの最大の特徴の
1つである双安定性の実現が容易でない、機械的衝撃に
依って配向が破壊されそれの回復が困難であるなどの問
題があり、実用化にはこれらの問題の克服が必要であ
る。In such a situation, a liquid crystal display element using a ferroelectric liquid crystal has attracted attention as a high-speed liquid crystal display element. The surface-stabilized ferroelectric liquid crystal (SSFLC) device announced by Clarke and La Gavar is noted for its unprecedented fast response speed and wide viewing angle, and its switching characteristics are detailed. In order to optimize various physical property constants, many ferroelectric liquid crystals have been synthesized. However, the threshold characteristics are inadequate, the layer structure has a chevron structure, and the contrast is poor. High-speed response is not realized. Alignment control is difficult, which is one of the most important features of SSFLC. There are problems that it is difficult to realize bistability, which is difficult to achieve, and it is difficult to recover the orientation due to mechanical impact, and it is necessary to overcome these problems for practical use.
【0005】これとは別に、SSFLC と異なるスイッチン
グ機構の素子の開発も同時に進められている。反強誘電
相を有する液晶物質(以下、反強誘電性液晶物質と呼
ぶ)の三安定状態間のスイッチングも、これらの新しい
スイッチング機構の1つである(Japanese Journal of A
pplied Physics, Vol.27, pp.L729,1988) 。Separately from this, the development of an element having a switching mechanism different from that of SSFLC is also in progress. Switching between the three stable states of a liquid crystal material having an antiferroelectric phase (hereinafter referred to as an antiferroelectric liquid crystal material) is one of these new switching mechanisms (Japanese Journal of A).
pplied Physics, Vol.27, pp.L729,1988).
【0006】反強誘電性液晶素子は、3つの安定な状態
を有する。すなわち、強誘電性液晶素子で見られる、2
つのユニフォ−ム状態(Ur, Ul)と第三状態である。この
第三状態が反強誘電相であることをChandaniらが報告し
ている(Japanese Journal ofApplied Physics, Vol.28,
pp.L1261, 1989、Japanese Journal of AppliedPhysic
s, Vol.28, pp.L1265, 1989)。このような三安定状態間
のスイッチングが、反強誘電性液晶素子の第1の特徴で
ある。反強誘電性液晶素子の第2の特徴は、印加電圧に
対して明確なしきい値が存在することである。更に、メ
モリ−性を有しており、これが反強誘電性液晶素子の第
3の特徴である。これらの優れた特徴を利用することに
より、応答速度が速く、コントラストが良好な液晶表示
素子を実現できる。The antiferroelectric liquid crystal element has three stable states. That is, as seen in the ferroelectric liquid crystal device, 2
There are two uniform states (Ur, Ul) and a third state. Chandani et al. Reported that this third state is the antiferroelectric phase (Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 28,
pp.L1261, 1989, Japanese Journal of AppliedPhysic
s, Vol.28, pp.L1265, 1989). Such switching between the three stable states is the first feature of the antiferroelectric liquid crystal device. A second feature of the antiferroelectric liquid crystal element is that there is a clear threshold value for an applied voltage. Furthermore, it has a memory property, which is the third feature of the antiferroelectric liquid crystal element. By utilizing these excellent characteristics, it is possible to realize a liquid crystal display device having a high response speed and a good contrast.
【0007】又、もう一つの大きな特徴として、層構造
が、電界により容易にスイッチングする事があげられる
(Japanese Journal of Applied Physics, Vol.28, pp.L
119,1989、Japanese Journal of Applied Physics, Vo
l.29, pp.L111, 1990) 。このことにより、欠陥が極め
て少なく、配向の自己修復能力のある液晶表示素子の作
製が可能となり、コントラストに優れた液晶素子を実現
できる。更に、強誘電性液晶では殆ど不可能である電圧
階調が、反強誘電性液晶では可能であることが実証さ
れ、フルカラー化への道が開け、一層反強誘電性液晶の
重要性が増してきている(第4回強誘電性液晶国際会議
予稿集、77頁、1993)。Another major feature is that the layer structure is easily switched by an electric field.
(Japanese Journal of Applied Physics, Vol.28, pp.L
119,1989, Japanese Journal of Applied Physics, Vo
l.29, pp.L111, 1990). This makes it possible to manufacture a liquid crystal display element having a very small number of defects and a self-healing ability for alignment, and to realize a liquid crystal element having excellent contrast. Furthermore, it has been proved that the voltage gradation that is almost impossible with the ferroelectric liquid crystal is possible with the anti-ferroelectric liquid crystal, paving the way for full-colorization, and the importance of the anti-ferroelectric liquid crystal is increasing. (Proceedings of the 4th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals, p. 77, 1993).
【0008】以上のように、反強誘電性液晶の優位性は
確かなものになりつつあるが、応答速度のより一層の向
上が望まれている。従来提案されてきた反強誘電性液晶
は、あるレベルの表示素子の実現に十分な応答速度を有
しているが、走査線数が 800本以上の高精細表示素子を
実現しようとした場合、応答速度はまだ不十分であり、
より一層の高速化が必要である。また、液晶素子全般の
大きな問題として応答速度の温度に対する依存性が強い
ことがある。反強誘電性液晶素子の場合もこの問題は大
きく、温度依存性の低減が強く望まれている。As described above, the superiority of the antiferroelectric liquid crystal is becoming clear, but further improvement in response speed is desired. The conventionally proposed antiferroelectric liquid crystal has a sufficient response speed to realize a certain level of display element, but when trying to realize a high-definition display element with 800 or more scanning lines, Response speed is still insufficient,
Higher speed is required. Further, as a major problem of all liquid crystal elements, there is a strong dependence of response speed on temperature. This problem is also great in the case of antiferroelectric liquid crystal elements, and reduction in temperature dependence is strongly desired.
【0009】反強誘電性液晶の場合、反強誘電状態から
強誘電状態へ、強誘電状態から反強誘電状態への二つの
スイッチングが存在する。この電圧による二つのスイッ
チング速度、すなわち、応答速度が表示素子の表示品質
を決める重要な因子となる。特に、反強誘電状態から強
誘電状態への応答速度(以下、応答速度I とする)は、
例えば線順次走査する単純マトリックス駆動において、
走査線−ライン当りの書込み速度となるので、一画面を
構成する走査線数を決定することになり重要である。即
ち、応答速度I が速ければ速いほど走査線数を増やすこ
とができ、高精細素子の実現が可能となる。In the case of antiferroelectric liquid crystals, there are two switchings from the antiferroelectric state to the ferroelectric state and from the ferroelectric state to the antiferroelectric state. Two switching speeds due to this voltage, that is, a response speed is an important factor that determines the display quality of the display element. In particular, the response speed from the antiferroelectric state to the ferroelectric state (hereinafter referred to as response speed I) is
For example, in simple matrix drive that scans line-sequentially,
Since the writing speed per scan line-line, the number of scan lines forming one screen is determined, which is important. That is, the faster the response speed I is, the more the number of scanning lines can be increased, and the high-definition element can be realized.
【0010】また、強誘電状態から反強誘電状態への応
答速度(以下、応答速度IIとする)は、素子の駆動方法
の設計によって必要とされる速度は変わる。例えば、オ
フセット電圧の設定電圧によって変わるが、余りにも応
答速度IIが速い場合は強誘電状態を十分維持できず(明
あるいは暗状態を維持できず)、逆に余りにも遅い場合
は強誘電状態から反強誘電状態への変化(明あるいは暗
状態から暗あるいは明への書換えができない)が起こら
ず、不都合となる。即ち、応答速度IIは駆動方法を決定
した後に最適な応答速度が設定される。以上、高精細な
素子の実現のためには、応答速度I が速いことが重要で
ある。従来提案されてきた反強誘電性液晶は、あるレベ
ルの表示素子の実現に十分な応答速度を有しているが、
走査線数の多い高精細表示素子を実現しようとした場
合、応答速度はまだ不十分であり、より一層の高速化が
必要である。Further, the response speed from the ferroelectric state to the antiferroelectric state (hereinafter referred to as response speed II) varies depending on the design of the driving method of the element. For example, it depends on the set voltage of the offset voltage, but if the response speed II is too fast, the ferroelectric state cannot be maintained sufficiently (bright or dark state cannot be maintained), and if it is too slow, the ferroelectric state is changed. The change to the antiferroelectric state (writing from the bright or dark state to the dark or bright cannot be performed) does not occur, which is inconvenient. That is, the response speed II is set to the optimum response speed after determining the driving method. As described above, it is important that the response speed I is fast in order to realize a high-definition device. The conventionally proposed antiferroelectric liquid crystal has a response speed sufficient to realize a certain level of display element,
When attempting to realize a high-definition display device with a large number of scanning lines, the response speed is still insufficient, and it is necessary to further increase the speed.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】反強誘電性液晶の課題
は、上述したようにより一層の応答速度の向上、特に、
低温側でのより一層の応答速度の向上である。さらに、
反強誘電相の温度範囲の拡大および高温側にスメクチッ
クA相が存在することが望ましい。応答速度は、M. Nak
agawa によれば反強誘電性液晶の場合、液晶分子の回転
粘性に依存することが示されている(Masahiro Nakaga
wa,Japanese Journal ofApplied Physics,30,1759(199
1))。即ち粘性が低いほど応答速度は速くなる。また、
温度に対する応答速度の変化を見ると、室温付近を境に
してそれ以下の温度では指数関数的に応答速度は低下し
ていく。反強誘電性液晶は、液晶相がスメクチック相で
あるが故に粘性が高く、そのために低温側で粘性が急激
に増大しその粘性抵抗のために応答速度が急激に低下し
ていくものと考えられている。The problem of the antiferroelectric liquid crystal is that the response speed is further improved, as described above.
This is a further improvement in response speed on the low temperature side. further,
It is desirable that the temperature range of the antiferroelectric phase be expanded and that the smectic A phase be present on the high temperature side. Response speed is M. Nak
According to Agawa, antiferroelectric liquid crystals depend on the rotational viscosity of liquid crystal molecules (Masahiro Nakaga
wa, Japanese Journal of Applied Physics, 30,1759 (199
1)). That is, the lower the viscosity, the faster the response speed. Also,
Looking at the change in response speed with respect to temperature, the response speed decreases exponentially at temperatures below room temperature as a boundary. The antiferroelectric liquid crystal is considered to have a high viscosity because the liquid crystal phase is a smectic phase, so that the viscosity increases rapidly at the low temperature side and the response speed decreases rapidly due to the viscous resistance. ing.
【0012】この課題の解決策の一つとしては低粘性の
反強誘電性液晶の開発が行われているが、適当なチルト
角、応答速度、及び反強誘電相の温度範囲を持ち、かつ
低粘性であるような反強誘電性液晶は、未だ見いだされ
ていないのが実状である。別の解決策として、素子にヒ
ーターを設置することが考えられている。この方法は、
確実な問題解決策であるが、表示素子製造のコストアッ
プ等につながり、さらにヒーターによって透過率が減少
するなど実用上有利な方法とはいえない。As one of the solutions to this problem, a low-viscosity antiferroelectric liquid crystal has been developed, but it has an appropriate tilt angle, a response speed, and an antiferroelectric phase temperature range, and The fact is that antiferroelectric liquid crystals with low viscosity have not been found yet. Another solution is to install a heater on the device. This method
Although it is a reliable solution to the problem, it cannot be said to be a practically advantageous method because it leads to an increase in the cost of manufacturing the display element and the transmittance is reduced by the heater.
【0013】その他の方法として、比較的低粘性の化合
物を合成し、これを液晶組成物に添加し、組成物全体の
粘性を低下させ、もって応答速度の改善を計ろうとする
試みが考えられ、現在のところ最も現実的な解決策にな
り得ると考えらる。この方法で用いる低粘性の物質は、
当然のことながら、分子量の小さいものとなる。しかし
ながら、あまりにも分子量が小さい場合は添加物質が経
時的に揮散したり、組成物の等方相から液晶相への転移
温度が低くなりすぎたりするので不都合である。As another method, it is considered to synthesize a compound having a relatively low viscosity and add it to a liquid crystal composition to reduce the viscosity of the entire composition, thereby attempting to improve the response speed. I think it can be the most realistic solution at the moment. The low viscosity substance used in this method is
As a matter of course, the molecular weight is small. However, when the molecular weight is too small, the additive substance volatilizes with time and the transition temperature from the isotropic phase to the liquid crystal phase of the composition becomes too low, which is inconvenient.
【0014】一般にディスプレーとしての反強誘電性液
晶素子を考えたとき、バックライトにより素子の温度は
少なくとも40℃ぐらいになると考えられる。従って、正
常な素子の駆動のためには反強誘電相の上限温度は少な
くとも40℃以上必要であり、望ましくは50℃以上必要で
ある。そして、この温度の高温側に、実用的には良好な
配向を得るためにスメクチックA相を存在させることが
望ましい。また、低温側では少なくとも10℃で素子は駆
動できることが必要である。従って、反強誘電相の下限
温度は少なくとも0℃であることが必要である。本発明
はこの様な観点からなされたものであり、一般式(1) で
示される新規な2環系フェニルエステル化合物を反強誘
電性液晶に混合したとき、広い温度範囲で反強誘電相を
確保できると同時に、スメクチックA相をも存在させる
ことができる、かつ低温で非常に高速な反強誘電性液晶
組成物を得ることができることを見いだし、本発明を完
成したものである。Generally, when an antiferroelectric liquid crystal device as a display is considered, the temperature of the device is considered to be at least about 40 ° C. due to the backlight. Therefore, the upper limit temperature of the antiferroelectric phase must be at least 40 ° C. or higher, and preferably 50 ° C. or higher in order to drive the device normally. Then, it is desirable to allow the smectic A phase to be present on the high temperature side of this temperature in order to practically obtain good orientation. On the low-temperature side, it is necessary that the element can be driven at least at 10 ° C. Therefore, the lower limit temperature of the antiferroelectric phase needs to be at least 0 ° C. The present invention has been made from such a viewpoint, and when the novel bicyclic phenyl ester compound represented by the general formula (1) is mixed with the antiferroelectric liquid crystal, the antiferroelectric phase is formed in a wide temperature range. It was found that the antiferroelectric liquid crystal composition which can be ensured at the same time as the presence of the smectic A phase and at a low temperature can be obtained at a very high speed, and the present invention has been completed.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は第1
に、下記一般式(1) で表される2環系フェニルエステル
化合物である。That is, the present invention provides the first aspect.
And a bicyclic phenyl ester compound represented by the following general formula (1).
【化3】 (式中、R1は炭素数 5〜12の直鎖アルキル基、R2は炭素
数 1〜15の直鎖アルキル基、X1, X2はH又はいずれか一
方がF、Y1, Y2はH又はいずれか一方がFである)。Embedded image (In the formula, R 1 is a straight-chain alkyl group having 5 to 12 carbon atoms, R 2 is a straight-chain alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, X 1 and X 2 are H or either F, Y 1 or Y. 2 is H or one of them is F).
【0016】第2に、請求項1記載の一般式(1) で表さ
れる2環系フェニルエステル化合物の少なくとも1種
を、反強誘電性液晶または反強誘電性液晶組成物に含有
させてなる反強誘電性液晶組成物である。さらに、本発
明は第3に、走査電極と信号電極をマトリックス状に配
置した基板間に請求項7記載の反強誘電性液晶組成物を
挟持することを特徴とする単純マトリックス液晶表示素
子である。Secondly, at least one bicyclic phenyl ester compound represented by the general formula (1) according to claim 1 is contained in an antiferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal composition. Is an antiferroelectric liquid crystal composition. Furthermore, the present invention thirdly provides a simple matrix liquid crystal display device characterized in that the antiferroelectric liquid crystal composition according to claim 7 is sandwiched between substrates in which scanning electrodes and signal electrodes are arranged in a matrix. .
【0017】本発明において、一般式(1) の2環系フェ
ニルエステル化合物において、R1の炭素数は 8〜12が好
ましい。炭素数が7以下の場合、反強誘電性液晶あるい
は反強誘電性液晶組成物に混合した場合は、粘性低下効
果は大きく応答速度の向上も著しいが、チルト角も大き
く低下させる傾向がある。また、炭素数が13以上ではそ
れ自体の粘性が大きくなるためか、反強誘電性液晶或い
は反強誘電性液晶組成物に混合した場合、応答速度に対
する添加効果は小さくなってくる。In the present invention, in the bicyclic phenyl ester compound of the general formula (1), R 1 preferably has 8 to 12 carbon atoms. When the number of carbon atoms is 7 or less, when mixed with an antiferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal composition, the viscosity decreasing effect is large and the response speed is remarkably improved, but the tilt angle tends to be largely decreased. Also, when the carbon number is 13 or more, the viscosity itself becomes large, and when added to the antiferroelectric liquid crystal or the antiferroelectric liquid crystal composition, the addition effect on the response speed becomes small.
【0018】一般式(1) の2環系フェニルエステル化合
物において、R2の炭素数 2〜12である化合物が好まし
く、さらに、スメクチックA相を有するものが好まし
い。フェニル基のフッ素置換の効果はそれほど劇的では
ないが、特に、Y2がF原子でX1, X2, Y1いずれもH原子
である化合物が無置換の化合物に比べ、より応答速度の
改善に対する効果は大きい。In the bicyclic phenyl ester compound of the general formula (1), a compound having R 2 of 2 to 12 carbon atoms is preferable, and a compound having a smectic A phase is more preferable. The effect of fluorine substitution of the phenyl group is not so dramatic, but in particular, the compound in which Y 2 is an F atom and X 1 , X 2 and Y 1 are all H atoms has a higher response speed than the unsubstituted compound. The effect on improvement is great.
【0019】本発明は、一般式(1) の2環系フェニルエ
ステル化合物の少なくとも1種を、反強誘電性液晶或は
反強誘電性液晶組成物に混合した反強誘電性液晶組成物
として実施される。そして、得られた反強誘電性液晶組
成物が、反強誘電相を少なくとも 0℃〜40℃の温度範
囲、より好ましくは少なくとも−20℃〜+50℃の温度範
囲に有するように混合比を選択する。混合割合は、選択
する2環系フェニルエステル化合物の種類あるいは反強
誘電性液晶の種類などによって、その効果は異なるので
一義的に決めることは困難であるが、一般式(1) の2環
系フェニルエステル化合物を、反強誘電性液晶或いは反
強誘電性液晶組成物に重量規準或いはモル規準で、 1〜
70%、好ましくは 5〜60%、特に10〜50%から選択でき
る。また、実用上、この反強誘電相の高温側に、スメク
チックA相を有する組成物とするのが好ましい。スメク
チックA相を有しない場合は、著しく配向性が悪く高い
コントラストを得ることは難しい。The present invention provides an antiferroelectric liquid crystal composition prepared by mixing at least one bicyclic phenyl ester compound represented by the general formula (1) with an antiferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal composition. Be implemented. The mixing ratio is selected so that the obtained antiferroelectric liquid crystal composition has an antiferroelectric phase in a temperature range of at least 0 ° C to 40 ° C, more preferably at least in a temperature range of -20 ° C to + 50 ° C. To do. It is difficult to uniquely determine the mixing ratio because the effect differs depending on the type of bicyclic phenyl ester compound or antiferroelectric liquid crystal selected, but it is difficult to determine the mixing ratio of the bicyclic system of general formula (1). The phenyl ester compound is added to the antiferroelectric liquid crystal or the antiferroelectric liquid crystal composition on a weight standard or a molar standard, and the amount of
It can be selected from 70%, preferably 5-60%, especially 10-50%. Further, in practice, it is preferable to use a composition having a smectic A phase on the high temperature side of this antiferroelectric phase. When it does not have a smectic A phase, the orientation is extremely poor and it is difficult to obtain high contrast.
【0020】本発明の一般式(1) の2環系フェニルエス
テル化合物を混合する反強誘電性液晶は、下記の一般式
(2) の反強誘電性液晶から選択することが好ましい。The antiferroelectric liquid crystal in which the bicyclic phenyl ester compound of the general formula (1) of the present invention is mixed has the following general formula:
It is preferable to select from the antiferroelectric liquid crystal of (2).
【化4】 (式(2) のR3は炭素数 4〜12の直鎖アルキル基、R4は炭
素数 1〜12の直鎖アルキル基、Z はH又はF、Aは CH3
又は CF3であり、Aが CH3のとき s=0で、R4は炭素数 3
〜10の直鎖アルキル基、Aが CF3で s=0のとき、R4は炭
素数 4〜8 の直鎖アルキル基、Aが CF3で s=1のとき、
tは 5〜8 の整数、R4は炭素数 1〜6 の直鎖アルキルで
あり、C*は不斉炭素である)。Embedded image (R 3 in the formula (2) is a linear alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, R 4 is a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, Z is H or F, and A is CH 3
Or CF 3 and A is CH 3 , s = 0 and R 4 has 3 carbon atoms.
Linear alkyl group of 10, when A is s = 0 in CF 3, R 4 is a linear alkyl group of 4 to 8 carbon atoms, when A is s = 1 at CF 3,
t is an integer of 5 to 8, R 4 is a linear alkyl having 1 to 6 carbons, and C * is an asymmetric carbon).
【0021】一般式(2) の反強誘電性液晶において、R3
の炭素数は 6〜10が好ましい。炭素数が5以下の場合
は、反強誘電相の温度範囲が狭い、チルト角が極めて小
さいことなどから実用上不適当である。また、炭素数が
10を越えるとそれ自体の粘性が大きくなり、応答速度の
改善のために多量の2環系フェニルエステル化合物の混
合が必要となり、チルト角の低下などの他の問題が発生
する。一般式(2) の反強誘電性液晶において、Aが CH3
で s=0のとき、R4の炭素数が4, 6, 8である反強誘電性
液晶が好ましい。また、フェニル基のフッ素置換 (一般
式(2) の Z) のあるものがより広い温度範囲で反強誘電
性相を発現するので好ましい。また、Aが CF3で s=0の
とき、R4の炭素数が 6であるもの、Aが CF3でs=1のと
き、t=5, 7で R4 の炭素数が 2である反強誘電性液晶が
好ましい。In the antiferroelectric liquid crystal of the general formula (2), R 3
It is preferable that the number of carbon atoms in 6 is 6-10. When the carbon number is 5 or less, the temperature range of the antiferroelectric phase is narrow and the tilt angle is extremely small, which is not suitable for practical use. Also, the carbon number
When it exceeds 10, the viscosity of itself becomes large, and it is necessary to mix a large amount of the bicyclic phenyl ester compound in order to improve the response speed, and other problems such as a decrease in tilt angle occur. In the antiferroelectric liquid crystal of general formula (2), A is CH 3
When s = 0, an antiferroelectric liquid crystal in which R 4 has 4, 6 and 8 carbon atoms is preferable. Further, those having fluorine substitution of the phenyl group (Z in the general formula (2)) exhibit an antiferroelectric phase in a wider temperature range and are therefore preferable. When A is CF 3 and s = 0, R 4 has 6 carbon atoms. When A is CF 3 and s = 1, t = 5 and 7 and R 4 has 2 carbon atoms. Antiferroelectric liquid crystals are preferred.
【0022】本発明の反強誘電性液晶組成物は、広い温
度範囲において反強誘電相を有し、かつ、応答速度、特
に反強誘電状態から強誘電状態への応答速度が改善され
たものであり、広い温度範囲で好適に駆動できる反強誘
電性液晶表示素子とすることができる。すなわち、走査
電極と信号電極をマトリックス状に配置した基板間に本
発明の反強誘電性液晶組成物を挟持した単純マトリック
ス液晶表示素子とされ、そして電圧による駆動を、1つ
の反強誘電状態と2つの強誘電状態の間でスイッチング
することにより行う単純マトリックス液晶表示素子とさ
れる。The antiferroelectric liquid crystal composition of the present invention has an antiferroelectric phase in a wide temperature range and has an improved response speed, particularly an antiferroelectric state to a ferroelectric state. Therefore, the antiferroelectric liquid crystal display element can be suitably driven in a wide temperature range. That is, the anti-ferroelectric liquid crystal composition of the present invention is sandwiched between substrates on which scan electrodes and signal electrodes are arranged in a matrix, and a simple matrix liquid crystal display device is obtained. It is a simple matrix liquid crystal display device that is made by switching between two ferroelectric states.
【0023】本発明において用いられる光学活性な2-ア
ルカノール類は市販のものを使用できる。また、光学活
性な1,1,1-トリフルオロ−7-エトキシ−2-ヘプタノール
及び1,1,1-トリフルオロ−8-エトキシ−2-オクタノール
は本発明者らが既に明らかにした方法(特開平4-983
号)によって製造できる。As the optically active 2-alkanols used in the present invention, commercially available products can be used. In addition, the optically active 1,1,1-trifluoro-7-ethoxy-2-heptanol and 1,1,1-trifluoro-8-ethoxy-2-octanol are obtained by the method already disclosed by the present inventors ( JP 4-983
No.).
【0024】本発明の一般式(1) の2環系フェニルエス
テル化合物の製造法を反応式で略記すると下記である。 (1) R1COCl + HO-Ph(F)-COOH → R1COO-Ph(F)-COOH (2) (1) + SOCl2 → R1COO-Ph(F)-COCl (3) AcO-Ph(F)-COOH + SOCl2 → AcO-Ph(F)-COCl (4) (3) + HOR2 → AcO-Ph(F)-COOR2 (5) (4) + (Ph-CH2NH2) → HO-Ph(F)-COOR2 (6) (2) + (5) → 目的化合物 上記において、Ph(F), Ph(F)は 2又は3 位にF置換され
ていてもよい1,4-フェニレン基、AcO-はアセチル基(CH3
COO-) 、R1, R2はそれぞれ上記一般式(1) に対応したも
のを示す。The production method of the bicyclic phenyl ester compound of the general formula (1) of the present invention is abbreviated as a reaction formula as follows. (1) R 1 COCl + HO-Ph (F) -COOH → R 1 COO-Ph (F) -COOH (2) (1) + SOCl 2 → R 1 COO-Ph (F) -COCl (3) AcO -Ph (F) -COOH + SOCl 2 → AcO-Ph (F) -COCl (4) (3) + HOR 2 → AcO-Ph (F) -COOR 2 (5) (4) + (Ph-CH 2 NH 2 ) → HO-Ph (F) -COOR 2 (6) (2) + (5) → target compound In the above, Ph (F), Ph (F) may be F-substituted at the 2 or 3 position. A good 1,4-phenylene group, AcO- is an acetyl group (CH 3
COO-), R 1 and R 2 are the same as those in the above general formula (1).
【0025】上記製造法について、以下に簡単に説明す
る。(1) は脂肪族酸塩化物と適宜、核をフッ素置換され
ていてもよいp-ヒドロキシ安息香酸との反応によるエス
テル(1) の製造である。(2) は塩化チオニルによるエス
テル(1) の塩素化である。(3) はアセトキシ安息香酸の
塩化チオニルによる塩素化である。(4) は(3) の塩化物
とアルコールとの反応によるエステル(4) の製造であ
る。(5) はエステル(4) のベンジルアミンによる脱アセ
チルである。(6) は塩素化物(2) と脱アセチル物(5) と
の反応である。The above manufacturing method will be briefly described below. (1) is the production of an ester (1) by reacting an aliphatic acid chloride with p-hydroxybenzoic acid whose nucleus may be optionally substituted with fluorine. (2) is the chlorination of ester (1) with thionyl chloride. (3) is the chlorination of acetoxybenzoic acid with thionyl chloride. (4) is the production of ester (4) by reacting the chloride of (3) with an alcohol. (5) is the deacetylation of ester (4) with benzylamine. (6) is the reaction of the chlorinated compound (2) with the deacetylated product (5).
【0026】また、本発明で用いる反強誘電性液晶 (一
般式(2))は、下記のような方法によって製造される。 (a) AcO-Ph(F)-COOH + SOCl2 → AcO-Ph(F)-COCl (b) (1) + HOC*HAR4 → AcO-Ph(F)-COO-C*HAR4 (c) (2) + (PhCH2NH2) → HO-Ph(F)-COO-C*HAR4 (d) R3O-Ph-Ph-COOH + SOCl2 → R3O-Ph-Ph-COCl (e) (3) + (4) → 反強誘電性液晶 上記において、AcO-は CH3COO-基、 Ph(F)は 3位にF置
換していてもよい (式(2) のZ=H or F) 1,4-フェニレン
基、R3, R4, A はそれぞれ上記一般式(2) に対応したも
のを示し、また、C*は不斉炭素、Phはフェニル基又は1,
4-フェニレン基をそれぞれ示す。The antiferroelectric liquid crystal (general formula (2)) used in the present invention is manufactured by the following method. (a) AcO-Ph (F) -COOH + SOCl 2 → AcO-Ph (F) -COCl (b) (1) + HOC * HAR 4 → AcO-Ph (F) -COO-C * HAR 4 (c ) (2) + (PhCH 2 NH 2 ) → HO-Ph (F) -COO-C * HAR 4 (d) R 3 O-Ph-Ph-COOH + SOCl 2 → R 3 O-Ph-Ph-COCl (e) (3) + (4) → antiferroelectric liquid crystal In the above, AcO- may be a CH 3 COO- group, and Ph (F) may be F-substituted at the 3-position (Z in formula (2)). = H or F) 1,4-phenylene group, R 3 , R 4 and A each represent one corresponding to the above general formula (2), C * is an asymmetric carbon, Ph is a phenyl group or 1,
A 4-phenylene group is shown respectively.
【0027】上記製造法について、以下に簡単に説明す
る。(a) はフッ素置換あるいは無置換のp-アセトキシ安
息香酸の塩化チオニルによる塩素化反応である。(b) は
塩素化物(a) と光学活性アルコールとの反応によるエス
テル化である。(c) は(b) のエステルの脱アセチル化で
ある。(d) はアルキルオキシビフェニルカルボン酸の塩
素化反応である。(e) はエステルの脱アセチル化物であ
るフェノール(c) と塩素化物(d) との反応による液晶の
生成である。The above manufacturing method will be briefly described below. (a) is a chlorination reaction of fluorine-substituted or unsubstituted p-acetoxybenzoic acid with thionyl chloride. (b) is esterification by the reaction of the chlorinated compound (a) with an optically active alcohol. (c) is the deacetylation of the ester of (b). (d) is a chlorination reaction of alkyloxybiphenylcarboxylic acid. (e) is the formation of liquid crystals by the reaction of the deacetylated product of the ester, phenol (c), and the chlorinated product (d).
【0028】[0028]
【効果】本発明は、新規な2環系フェニルエステル化合
物を提供する。そして、本発明の新規な2環系フェニル
エステル化合物は、反強誘電性液晶組成物の1成分とし
て含有させたとき、広い温度範囲にわたって応答速度の
高速化をもたらし、一方、その他の特性を損ねることが
小さいため、広い温度範囲にわたって表示品質の高い反
強誘電性液晶表示素子を実現できる。The present invention provides a novel bicyclic phenyl ester compound. When the novel bicyclic phenyl ester compound of the present invention is contained as one component of the antiferroelectric liquid crystal composition, it brings about a high response speed over a wide temperature range, while impairing other properties. Therefore, it is possible to realize an antiferroelectric liquid crystal display element having high display quality over a wide temperature range.
【0029】[0029]
【実施例】次に実施例及び比較例を掲げて本発明を更に
具体的に説明するが、本発明はもちろんこれに限定され
るものではない。 実施例1 4-ヘプチルオキシカルボニルフェニル−2-フルオロ−4-
n-デカノイルオキシベンゾエート (式(1): R1=C9H19, X
2=F, X1,Y1,2=H, R2=C7H15 (E1))Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is of course not limited thereto. Example 1 4-heptyloxycarbonylphenyl-2-fluoro-4-
n-Decanoyloxybenzoate (Formula (1): R 1 = C 9 H 19 , X
2 = F, X 1 ,, Y 1,2 = H, R 2 = C 7 H 15 (E1))
【0030】(1) 4-デカノイルオキシ−2-フルオロ安息
香酸の製造 4-ヒドロキシ−2-フルオロ安息香酸 15.6g(0.1モル) を
ジクロロメタン 140ml(ミリリットル)に溶解した。そこにトリ
エチルアミン 16ml、n-デカン酸クロライド0.1g (0.11
モル)及びジメチアミノピリジン 0.97g(0.0079 モル)
を順次加え、室温で1昼夜攪拌した。これに10%塩酸 5
0ml を加え、エーテル 100mlで3回抽出した。有機層を
食塩水 100mlで3回洗浄した後、無水硫酸ナトリュウム
で乾燥した。溶媒留去後、ヘキサン 400mlで洗浄し、目
的物 25.5gを得た。(1) Preparation of 4-decanoyloxy-2-fluorobenzoic acid 15.6 g (0.1 mol) of 4-hydroxy-2-fluorobenzoic acid was dissolved in 140 ml (ml) of dichloromethane. Triethylamine 16 ml, n-decanoic acid chloride 0.1 g (0.11
Mol) and dimethiaminopyridine 0.97 g (0.0079 mol)
Were sequentially added, and the mixture was stirred at room temperature for one day. 10% hydrochloric acid 5
0 ml was added, and the mixture was extracted 3 times with 100 ml of ether. The organic layer was washed 3 times with 100 ml of saline and then dried over anhydrous sodium sulfate. After the solvent was distilled off, the residue was washed with 400 ml of hexane to obtain 25.5 g of the desired product.
【0031】(2) 4-アセトキシ−1-ヘプチルオキシカル
ボニルベンゼンの製造 4-アセトキシ安息香酸 3.5g を塩化チオニル 25ml に加
え、還流下で10時間反応させた。次に、過剰の塩化チオ
ニルを留去してから、ピリジン 10ml 、トルエン 50ml
を加えて、そこへn-ヘプタノール 1.5g を滴下した。滴
下後4時間加熱還流してから放冷し、ジクロロメタン 5
00mlで希釈し、有機層を希塩酸、1N水酸化ナトリウム水
溶液、水の順で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。
更に溶媒を留去して粗製の目的物 1.7g を得た。(2) Preparation of 4-acetoxy-1-heptyloxycarbonylbenzene 3.5 g of 4-acetoxybenzoic acid was added to 25 ml of thionyl chloride and reacted under reflux for 10 hours. Next, distill off excess thionyl chloride, and then use 10 ml of pyridine and 50 ml of toluene.
Then, 1.5 g of n-heptanol was added dropwise thereto. After dropping, the mixture was heated under reflux for 4 hours and allowed to cool, then dichloromethane 5
The mixture was diluted with 00 ml, and the organic layer was washed with diluted hydrochloric acid, 1N aqueous sodium hydroxide solution and water in this order, and dried over magnesium sulfate.
Further, the solvent was distilled off to obtain 1.7 g of a crude target product.
【0032】(3) 4-ヒドロキシ−1-ヘプチルオキシカル
ボニルベンゼンの製造 (2) で得た粗製物 1.7g をエタノール 50ml に溶解させ
て、ベンジルアミン 4g を滴下した。更に室温下で4時
間攪拌した後、クロロホルム 500mlで希釈して、希塩
酸、水の順で洗浄し硫酸マグネシュウムで乾燥した。溶
媒を留去してから、シリカゲルカラムクロマトグラフィ
ーで単離精製し、目的物 0.9g を得た。(3) Production of 4-hydroxy-1-heptyloxycarbonylbenzene 1.7 g of the crude product obtained in (2) was dissolved in 50 ml of ethanol, and 4 g of benzylamine was added dropwise. After further stirring at room temperature for 4 hours, the mixture was diluted with 500 ml of chloroform, washed with diluted hydrochloric acid and water in this order, and dried with magnesium sulfate. After evaporating the solvent, the residue was isolated and purified by silica gel column chromatography to obtain 0.9 g of the desired product.
【0033】(4) 4-ヘプチルオキシカルボニルフェニル
−2-フルオロ−4-n-デカノイルオキシベンゾエートの製
造 (1) で得た4-デカノイルオキシ安息香酸 0.5g(0.0017モ
ル) に、塩化チオニル10mlを加え、4時間加熱還流し
た。塩化チオニルを留去し、得られた酸クロライド 0.5
2gをトルエンに溶かした。そこに、(3) で得た4-ヒドロ
キシ−1-ヘプチルオキシカルボニルベンゼン 0.35g (0.
0015モル)及びピリジン 0.27g(0.0034 モル)を順次加
え、室温で24時間攪拌した。ここに水 10ml を加え、30
分攪拌後、1N塩酸 20ml を加えジクロロメタン 20ml で
2回抽出した。有機層を水 20ml で洗浄した後、無水硫
酸ナトリュウムで乾燥した。溶媒を留去し粗製物 0.60g
を得た。この粗製物をシリカゲルを用いたカラムクロマ
トグラフィーにより精製し、目的物 (以下、E1と記す)
0.43g を得た。(4) Preparation of 4-heptyloxycarbonylphenyl-2-fluoro-4-n-decanoyloxybenzoate 0.5 g (0.0017 mol) of 4-decanoyloxybenzoic acid obtained in (1) was added to thionyl chloride. 10 ml was added and the mixture was heated under reflux for 4 hours. Thionyl chloride was distilled off and the obtained acid chloride 0.5
2 g was dissolved in toluene. There, 0.35 g of 4-hydroxy-1-heptyloxycarbonylbenzene obtained in (3) (0.
[0015 mol) and 0.27 g (0.0034 mol) of pyridine were sequentially added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Add 10 ml of water to this and add 30
After stirring for 1 minute, 20 ml of 1N hydrochloric acid was added, and the mixture was extracted twice with 20 ml of dichloromethane. The organic layer was washed with 20 ml of water and then dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off and the crude product 0.60 g
I got This crude product was purified by column chromatography using silica gel to obtain the desired product (hereinafter referred to as E1)
0.43 g was obtained.
【0034】実施例2 3-フルオロ−4-ヘプチルオキシカルボニルフェニル−4-
n-デカノイルオキシベンゾエート (式(1): R1=C9H19, Y
2=F, X1,2,Y1=H, R2=C7H15 (E2)) 実施例1において4-ヒドロキシ−2-フルオロ安息香酸、
p-ベンジルオキシ安息香酸の代わりにそれぞれ4-ヒドロ
キシ安息香酸、2-フルオロ−4-ベンジルオキシ安息香酸
を用いた以外は実施例1と全く同様にして目的物 (以
下、E2と記す) を得た。Example 2 3-Fluoro-4-heptyloxycarbonylphenyl-4-
n-Decanoyloxybenzoate (Formula (1): R 1 = C 9 H 19 , Y
2 = F, X 1,2 , Y 1 = H, R 2 = C 7 H 15 (E2)) In Example 1, 4-hydroxy-2-fluorobenzoic acid,
A target product (hereinafter referred to as E2) was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that 4-hydroxybenzoic acid and 2-fluoro-4-benzyloxybenzoic acid were used instead of p-benzyloxybenzoic acid. It was
【0035】実施例3〜7 3-フルオロ−4-ウンデシルオキシカルボニルフェニル−
4-n-デカノイルオキシベンゾエート (式(1):R1=C9H19,
Y2=F, X1,2,Y1=H, R2=C11H23 (E3)) 、3-フルオロ−4-
ノニルオキシカルボニルフェニル−4-n-デカノイルオキ
シベンゾエート (式(1): R1=C9H19, Y2=F, X1,2,Y1=H,
R2=C9H19 (E4)) 、3-フルオロ−4-プロピルオキシカル
ボニルフェニル−4-n-デカノイルオキシベンゾエート
(式(1): R1=C9H19, Y2=F, X1,2,Y1=H, R2=C3H7 (E
5))、4-ノニルオキシカルボニルフェニル−2-フルオロ
−4-n-デカノイルオキシベンゾエート (式(1): R1=C9H
19, X2=F, X1,Y1,2=H, R2=C9H19 (E6)) 、4-ノニルオ
キシカルボニルフェニル−4-n-デカノイルオキシベンゾ
エート (式(1): R1=C9H19, X1-Y2=H, R2=C9H19 (E7)) の製
造。 実施例1に準じて、上記の化合物(E3-7)を合成した。Examples 3 to 7 3-Fluoro-4-undecyloxycarbonylphenyl-
4-n-decanoyloxybenzoate (Formula (1): R 1 = C 9 H 19 ,
Y 2 = F, X 1,2 , Y 1 = H, R 2 = C 11 H 23 (E3)), 3-fluoro-4-
Nonyloxycarbonylphenyl-4-n-decanoyloxybenzoate (Formula (1): R 1 = C 9 H 19 , Y 2 = F, X 1,2 , Y 1 = H,
R 2 = C 9 H 19 (E4)), 3-fluoro-4-propyloxycarbonylphenyl-4-n-decanoyloxybenzoate
(Equation (1): R 1 = C 9 H 19 ,, Y 2 = F, X 1,2 , Y 1 = H, R 2 = C 3 H 7 (E
5)), 4-nonyloxycarbonylphenyl-2-fluoro-4-n-decanoyloxybenzoate (Formula (1): R 1 = C 9 H
19 , X 2 = F, X 1 , Y 1,2 = H, R 2 = C 9 H 19 (E6)), 4-nonyloxycarbonylphenyl-4-n-decanoyloxybenzoate (formula (1): Production of R 1 = C 9 H 19 , X 1 -Y 2 = H, R 2 = C 9 H 19 (E7)). According to Example 1, the above compound (E3-7) was synthesized.
【0036】実施例1〜7で得た目的物の化学式を下記
に示し、また、そのNMRデーター、液晶相の同定を行
った結果を表1に示した。なお、化学式中の水素原子に
付した番号は、表1のNMRデーターの水素原子番号に
対応する。The chemical formulas of the target compounds obtained in Examples 1 to 7 are shown below, and their NMR data and the results of identifying the liquid crystal phase are shown in Table 1. The numbers given to the hydrogen atoms in the chemical formula correspond to the hydrogen atom numbers in the NMR data in Table 1.
【0037】[0037]
【表1】 式の水素原子番号 (ppm) 相 系 列 1 2 3 4 5 6 7 実施例1(E1) 2.6 7 7 8.2 7.3 8.1 4.4 I(61)SA(33)Cr 実施例2(E2) 2.6 7.2 8.2 7.1 7.1 8 4.4 I(71)SA(37)Cr 実施例3(E3) 2.6 7.3 8.2 7.1 7.1 8 4.4 I(70)SA(37)Cr 実施例4(E4) 2.6 7.3 8.2 7.1 7.1 8 4.4 I(71)SA(37)Cr 実施例5(E5) 2.6 7.3 8.2 7.1 7.1 8 4.4 I(77)SA(44)Cr 実施例6(E6) 2.6 7.0 7.0 8.2 7.3 8.1 4.4 I(68)SA(42)Cr 実施例7(E7) 2.6 7.3 8.3 7.3 8.1 4.4 − I(77)SA(37)Cr [Table 1] Hydrogen atomic number (ppm) phase series of formula 1 2 3 4 5 6 7 Example 1 (E1) 2.6 7 7 8.2 7.3 8.1 4.4 I (61) SA (33) Cr Example 2 (E2) 2.6 7.2 8.2 7.1 7.1 8 4.4 I (71) SA (37) Cr Example 3 (E3) 2.6 7.3 8.2 7.1 7.1 8 4.4 I (70) SA (37) Cr Example 4 (E4) 2.6 7.3 8.2 7.1 7.1 8 4.4 I (71) SA (37) Cr Example 5 (E5) 2.6 7.3 8.2 7.1 7.1 8 4.4 I (77) SA (44) Cr Example 6 (E6) 2.6 7.0 7.0 8.2 7.3 8.1 4.4 I (68) SA (42) Cr Example 7 (E7) 2.6 7.3 8.3 7.3 8.1 4.4 − I (77) SA (37) Cr
【0038】[0038]
【化5】 Embedded image
【0039】実施例8〜14 実施例1〜7で得た2環式フェニルエステル化合物 (E1
〜E7) を、下記式で表される反強誘電性液晶AF1 にE1,
E3〜E7をそれぞれ30モル%、E2を35モル%混合して反強
誘電性液晶組成物を調製し、相系列、応答速度を測定し
た結果を表2、3に示した。 AF1 : n-C9H19-O-Ph-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CF3)(C
H2)5OC2H5 式中のPhは1,4-フェニレン基、Ph(3F)は3-位にF置換
(式(2) のZ=F)した1,4-フェニレン基、C*は不斉炭素で
ある。Examples 8 to 14 Bicyclic phenyl ester compounds (E1 obtained in Examples 1 to 7)
~ E7) to E1, the antiferroelectric liquid crystal AF1
Anti-ferroelectric liquid crystal compositions were prepared by mixing E3 to E7 in an amount of 30 mol% and E2 in an amount of 35 mol%, and the phase series and response speed were measured. The results are shown in Tables 2 and 3. AF1: nC 9 H 19 -O-Ph-Ph-COO-Ph (3F) -COO-C * H (CF 3 ) (C
H 2 ) 5 OC 2 H 5 In the formula, Ph is a 1,4-phenylene group, and Ph (3F) is F-substituted at the 3-position.
(Z = F in the formula (2)) 1,4-phenylene group, C * is an asymmetric carbon.
【0040】物性値等の測定は以下のようにした。相の
同定は、テクスチャヤー観察、DSC(示差走差熱量計) 測
定により行った。応答速度は、ラビング処理したポリイ
ミド薄膜を有する ITO電極付の液晶セル(セル厚 1.8μ
m)に、等方相の状態で充填した。このセルを、毎分1
℃で徐冷して、SA相で液晶を配向させた。セルを直交す
る偏光板間に液晶の層方向がアナライザーまたはポーラ
ライザーと平行になるように設置した。液晶セルに、周
波数 10Hz 、35Vのステップ電圧を印加して、透過光変
化が10から90%に変化するに要する時間を応答時間と定
義して、応答速度を測定した。The measurement of physical properties and the like were performed as follows. The phase was identified by texturer observation and DSC (differential differential scanning calorimeter) measurement. The response speed is the liquid crystal cell with ITO electrodes (rubbing processed polyimide thin film) (cell thickness 1.8μ
m) was filled in the isotropic phase. 1 cell per minute
The liquid crystal was aligned in the SA phase by slowly cooling at ℃. The cell was placed between orthogonal polarizing plates so that the layer direction of the liquid crystal was parallel to the analyzer or the polarizer. The response time was defined by defining the time required for the change in transmitted light from 10 to 90% by applying a step voltage of 35 V at a frequency of 10 Hz to the liquid crystal cell, and measuring the response speed.
【0041】[0041]
【表2】 相 系 列 成分 モル比 液晶AF1 I(83)SC*(77)SCA*(<-50)Cr 実8 I(85)SA(71)SC*(65)SCA*(<-20)Cr AF1/E1 =70/30 実9 I(84)SA(73)SC*(65)SCA*(<-20)Cr AF1/E2 =65/35 実10 I(79)SA(59)SCA*(<-20)Cr AF1/E3 =70/30 実11 I(81)SA(62)SCA*(<-20)Cr AF1/E4 =70/30 実12 I(82)SA(70)SCA*(<-20)Cr AF1/E5 =70/30 実13 I(82)SA(72)SCA*(<-20)Cr AF1/E6 =70/30 実14 I(86)SA(70)SCA*(<-20)Cr AF1/E7 =70/30 表2中の括弧内の数値は相転移の温度 (℃) を示す。 また、I :等方相、SA:スメクチックA相、 SC*:カイラルスメクチックC相 (強誘電相) 、SCA*:反強誘電性のスメクチックC相、Cr:結晶相をそれぞれ示 す。[Table 2] Phase system Ingredients Molar ratio Liquid crystal AF1 I (83) SC * (77) SCA * (<-50) Cr Actual 8 I (85) SA (71) SC * (65) SCA * (<-20 ) Cr AF1 / E1 = 70/30 Actual 9 I (84) SA (73) SC * (65) SCA * (<-20) Cr AF1 / E2 = 65/35 Actual 10 I (79) SA (59) SCA * (<-20) Cr AF1 / E3 = 70/30 Actual 11 I (81) SA (62) SCA * (<-20) Cr AF1 / E4 = 70/30 Actual 12 I (82) SA (70) SCA * (<-20) Cr AF1 / E5 = 70/30 Actual 13 I (82) SA (72) SCA * (<-20) Cr AF1 / E6 = 70/30 Actual 14 I (86) SA (70) SCA * (<-20) Cr AF1 / E7 = 70/30 The value in parentheses in Table 2 indicates the temperature (° C) of the phase transition. In addition, I: isotropic phase, SA: smectic A phase, SC *: chiral smectic C phase (ferroelectric phase), SCA *: antiferroelectric smectic C phase, Cr: crystalline phase, respectively.
【0042】[0042]
【表3】 応答速度I :反強誘電状態から強誘電状態へのスイッチ
ング時間 (単位, μ秒) 応答速度II:強誘電状態から反強誘電状態へのスイッチ
ング時間 (単位, μ秒)[Table 3] Response speed I: Switching time from antiferroelectric state to ferroelectric state (unit, μsec) Response speed II: Switching time from ferroelectric state to antiferroelectric state (unit, μsec)
【0043】表2、3から明瞭なように、液晶AF1 はス
メクチックA相を有しないが、2環系フェニルエステル
化合物を混合することによってスメクチックA相を有す
る組成物が得られた。また、広い温度範囲で反強誘電相
を維持し、10℃における応答時間I も改善された。As is clear from Tables 2 and 3, liquid crystal AF1 does not have a smectic A phase, but a composition having a smectic A phase was obtained by mixing a bicyclic phenyl ester compound. The antiferroelectric phase was maintained over a wide temperature range, and the response time I at 10 ℃ was also improved.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 真樹 茨城県つくば市和台22番地 三菱瓦斯化学 株式会社総合研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Maki Ito 22, Wadai, Tsukuba, Ibaraki Pref.
Claims (15)
ルエステル化合物。 【化1】 (式中、R1は炭素数 5〜12の直鎖アルキル基、R2は炭素
数 1〜15の直鎖アルキル基、X1, X2はH又はいずれか一
方がF、Y1, Y2はH又はいずれか一方がFである)。1. A bicyclic phenyl ester compound represented by the following general formula (1): Embedded image (In the formula, R 1 is a straight-chain alkyl group having 5 to 12 carbon atoms, R 2 is a straight-chain alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, X 1 and X 2 are H or either F, Y 1 or Y. 2 is H or one of them is F).
る請求項1記載の2環系フェニルエステル化合物。2. The bicyclic phenyl ester compound according to claim 1 , wherein R 1 of the general formula (1) has 8 to 12 carbon atoms.
る請求項1記載の2環系フェニルエステル化合物。3. The bicyclic phenyl ester compound according to claim 1, wherein R 2 of the general formula (1) has 2 to 12 carbon atoms.
エステル化合物が、スメクチックA相を有するものであ
る請求項3記載の2環系フェニルエステル化合物。4. The bicyclic phenyl ester compound according to claim 3, wherein the bicyclic phenyl ester compound represented by the general formula (1) has a smectic A phase.
環系フェニルエステル化合物の少なくとも1種を、反強
誘電性液晶または反強誘電性液晶組成物に含有させてな
る反強誘電性液晶組成物。5. A compound represented by the general formula (1) according to claim 1,
An antiferroelectric liquid crystal composition containing at least one ring-type phenyl ester compound in an antiferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal composition.
0〜40℃の温度範囲に反強誘電相を有するものである請
求項5記載の反強誘電性液晶組成物。6. The antiferroelectric liquid crystal composition is at least
The antiferroelectric liquid crystal composition according to claim 5, which has an antiferroelectric phase in the temperature range of 0 to 40 ° C.
の高温側に少なくともスメクチックA相を有するもので
ある請求項5記載の反強誘電性液晶組成物。7. The antiferroelectric liquid crystal composition according to claim 5, wherein the antiferroelectric liquid crystal composition has at least a smectic A phase on the high temperature side of the antiferroelectric phase.
される請求項5記載の反強誘電性液晶組成物。 【化2】 (式(2) のR3は炭素数 4〜12の直鎖アルキル基、R4は炭
素数 1〜12の直鎖アルキル基、Z はH又はF、Aは CH3
又は CF3であり、Aが CH3のとき s=0で、R4は炭素数 3
〜10の直鎖アルキル基、Aが CF3で s=0のとき、R4は炭
素数 4〜8 の直鎖アルキル基、Aが CF3で s=1のとき、
tは 5〜8 の整数、R4は炭素数 1〜6 の直鎖アルキルで
あり、C*は不斉炭素である)。8. The antiferroelectric liquid crystal composition according to claim 5, wherein the antiferroelectric liquid crystal is represented by the following general formula (2). Embedded image (R 3 in the formula (2) is a linear alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, R 4 is a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, Z is H or F, and A is CH 3
Or CF 3 and A is CH 3 , s = 0 and R 4 has 3 carbon atoms.
Linear alkyl group of 10, when A is s = 0 in CF 3, R 4 is a linear alkyl group of 4 to 8 carbon atoms, when A is s = 1 at CF 3,
t is an integer of 5 to 8, R 4 is a linear alkyl having 1 to 6 carbons, and C * is an asymmetric carbon).
る請求項8記載の反強誘電性液晶組成物。9. The antiferroelectric liquid crystal composition according to claim 8, wherein R 3 in the general formula (2) has 6 to 10 carbon atoms.
き、R4の炭素数が 4,6, 8である請求項8記載の反強誘
電性液晶組成物。10. The antiferroelectric liquid crystal composition according to claim 8, wherein when A of the general formula (2) is CH 3 and s = 0, the carbon number of R 4 is 4,6,8.
き、R4の炭素数が 6である請求項8記載の反強誘電性液
晶組成物。11. The antiferroelectric liquid crystal composition according to claim 8, wherein when A in the general formula (2) is CF 3 and s = 0, the carbon number of R 4 is 6.
き、t=5, 7、R4の炭素数が 2である請求項8記載の反強
誘電性液晶組成物。12. The antiferroelectric liquid crystal composition according to claim 8, wherein when A in the general formula (2) is CF 3 and s = 1, t = 5, 7 and R 4 has 2 carbon atoms. .
も 0〜40℃の温度範囲に反強誘電相を有し、該反強誘電
相の高温側に少なくともスメクチックA相を有するもの
である請求項8記載の反強誘電性液晶組成物。13. The antiferroelectric liquid crystal composition has an antiferroelectric phase in a temperature range of at least 0 to 40 ° C., and has at least a smectic A phase on the high temperature side of the antiferroelectric phase. The antiferroelectric liquid crystal composition according to claim 8.
に配置した基板間に請求項7記載の反強誘電性液晶組成
物を挟持することを特徴とする単純マトリックス液晶表
示素子。14. A simple matrix liquid crystal display device comprising the antiferroelectric liquid crystal composition according to claim 7 sandwiched between substrates in which scanning electrodes and signal electrodes are arranged in a matrix.
る電圧による駆動を、1つの反強誘電状態と2つの強誘
電状態の間でスイッチングするにより行うことを特徴と
する請求項14記載の単純マトリックス液晶表示素子。15. The simple matrix liquid crystal display according to claim 14, wherein the simple matrix liquid crystal display device is driven by a voltage by switching between one antiferroelectric state and two ferroelectric states. element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9123696A JPH093008A (en) | 1995-04-19 | 1996-04-12 | Bicyclic phenyl ester compound and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7-93693 | 1995-04-19 | ||
JP9369395 | 1995-04-19 | ||
JP9123696A JPH093008A (en) | 1995-04-19 | 1996-04-12 | Bicyclic phenyl ester compound and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH093008A true JPH093008A (en) | 1997-01-07 |
Family
ID=26432699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9123696A Withdrawn JPH093008A (en) | 1995-04-19 | 1996-04-12 | Bicyclic phenyl ester compound and antiferroelectric liquid crystal composition containing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH093008A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4963835A (en) * | 1988-08-09 | 1990-10-16 | Nec Corporation | Differential amplifier with an improved gain characteristic in a high frequency region |
-
1996
- 1996-04-12 JP JP9123696A patent/JPH093008A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4963835A (en) * | 1988-08-09 | 1990-10-16 | Nec Corporation | Differential amplifier with an improved gain characteristic in a high frequency region |
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