JPH0940960A - Ferrielectric liquid crystal composition - Google Patents

Ferrielectric liquid crystal composition

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JPH0940960A
JPH0940960A JP9123796A JP9123796A JPH0940960A JP H0940960 A JPH0940960 A JP H0940960A JP 9123796 A JP9123796 A JP 9123796A JP 9123796 A JP9123796 A JP 9123796A JP H0940960 A JPH0940960 A JP H0940960A
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JP
Japan
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liquid crystal
ferrielectric
phase
crystal composition
general formula
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JP9123796A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Kino
正博 城野
Takahiro Matsumoto
隆宏 松本
Tomoyuki Yui
知之 油井
Maki Ito
真樹 伊東
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a ferrielectric liquid crystal composition desirably used in a liquid crystal display by mixing a liquid crystal compound having a ferrielectric phase in the phase series with a specified phenyl ester compound. SOLUTION: Ninety five (95) to 50mol% liquid crystal compound having a ferrielectric phase in the phase series and represented by formula I (wherein R is a 6-12C linear alkyl; X and Y are each H or either of them is F; A is CF3 or C2 F5 ;(m) is 2-4; (n) is 2-4; and the carbon atom marked with C* is an asymmetrical carbon) is mixed with a phenyl ester compound having a smectic A phase and represented by formula II (wherein R<1> is a 5-12C linear alkyl; R<2> is a 1-15C linear alkyl; X<1> and X<2> are each H or either of them is F; Y<1> and Y<2> are each H or either of them is F; and A<1> is H or CH3 ) to obtain a ferrielectric liquid crystal composition. This composition shows a ferrielectric phase in at least a temperature region of 0-40 deg.C and has at least a smectic A phase on the higher-temperature side of the ferrielectric phase. The threshold voltage of transition from the ferrielectric state to the ferroelectric state is desirably 3V/μm or below.

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、各画素毎に駆動するア
クティブマトリクス型の液晶表示素子に好適に使用され
るフェリ誘電相を有する新規な液晶化合物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel liquid crystal compound having a ferri-dielectric phase which is suitable for use in an active matrix type liquid crystal display device driven for each pixel.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子(LCD) は、従来のブラウン
管ディスプレイに代わるフラットパネルディスプレイと
して、既にポータブル機器を中心に普及しつつある。最
近のパーソナルコンピュータやワードプロセッサの機能
拡大、および処理情報の大量化にともない、LCD にもよ
り高い機能、即ち大表示容量化、フルカラー表示、広視
野角、高速応答、高コントラスト化等が要求されてい
る。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices (LCDs) are already becoming popular mainly in portable devices as flat panel displays replacing conventional CRT displays. Along with the recent expansion of functions of personal computers and word processors and the increase in processing information, LCDs are required to have higher functions, that is, a large display capacity, full-color display, wide viewing angle, high-speed response, and high contrast. There is.

【0003】この様な要求に応える液晶表示方式(液晶
駆動方式)として、画面の各画素毎に薄膜トランジスタ
(TFT) あるいはダイオード(MIM) を形成し、各画素毎に
独立して液晶を駆動する方式であるアクディブマトリク
ス(AM)表示素子が提案実施されている。この表示方式
は、製造歩留りが低いため低コスト化が困難である、大
画面化が困難であるなどの問題はあるものの表示品質の
高さにより従来主流であったSTN表示方式を凌駕し、CRT
に迫る勢いになっている。
As a liquid crystal display system (liquid crystal driving system) that meets such demands, a thin film transistor is provided for each pixel of a screen.
An active matrix (AM) display element, in which a TFT (TFT) or a diode (MIM) is formed and a liquid crystal is independently driven for each pixel, has been proposed and implemented. Although this display method has problems such as difficulty in cost reduction due to low manufacturing yield and difficulty in increasing the screen size, it surpasses the STN display method, which was the mainstream in the past, due to its high display quality, and CRT
The momentum is approaching.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
なAM表示素子において、液晶材料としてTN(ツイス
テッドネマチック)液晶を用いているため、次のような
問題が生じている。 (1) TN液晶はネマチック液晶であり、応答速度が一般的
に遅く(数十ms)、動画表示を行うとき良好な画質が
得られない。 (2) 液晶分子のねじれ状態(ツイスト配向)を利用して
表示するため、視野角が狭い。特に階調表示を行うと、
視野角が急激に狭くなる。すなわち、ディスプレイを見
る角度によって、コントラスト比、色などが変わってし
まう。
However, in such an AM display element, the following problem occurs because a TN (twisted nematic) liquid crystal is used as a liquid crystal material. (1) TN liquid crystal is a nematic liquid crystal, and its response speed is generally slow (several tens of ms), and good image quality cannot be obtained when displaying moving images. (2) The display angle is narrow because display is performed by using the twisted state (twist alignment) of liquid crystal molecules. Especially when performing gradation display,
The viewing angle sharply narrows. That is, the contrast ratio, color, and the like change depending on the viewing angle of the display.

【0005】これらの問題を解決するため、TN液晶に
代えて、強誘電性液晶や反強誘電性液晶を採用したAM
パネルの提案も近年行われている(特開平5-249502、特
開平5-150257、特開平6-95080 等)が、これらの液晶に
も下記(1),(2) のような問題点があり実用化の壁は厚い
のが現状である。 (1). 強誘電性液晶は自発分極を有しているが、自発分
極が常に存在するため画面の焼き付きが起こりやすく駆
動が困難となる。また、強誘電性液晶は原理的に黒、白
の2値表示しかできないため、階調表示は極めて困難で
ある。階調表示を行うとするときには特別な工夫が必要
であり (例えば、単安定を使用した強誘電性液晶素子;
Keiichi Nito et al., SID'94, Preprint p48)、高度な
実用化技術の開発が必要とされる。
In order to solve these problems, an AM using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal instead of a TN liquid crystal has been proposed.
Panel proposals have been made in recent years (JP-A-5-249502, JP-A-5-150257, JP-A-6-95080, etc.), but these liquid crystals also have the following problems (1) and (2). There is currently a large barrier to practical use. (1). Ferroelectric liquid crystal has spontaneous polarization, but since spontaneous polarization is always present, screen burn-in is likely to occur and driving is difficult. Further, since the ferroelectric liquid crystal can only display black and white in binary, in principle, gradation display is extremely difficult. Special measures are required when performing gradation display (for example, a ferroelectric liquid crystal device using monostable;
Keiichi Nito et al., SID'94, Preprint p48), development of advanced practical technology is required.

【0006】(2). 反強誘電性液晶は、永久自発分極が
存在しないため上記(1) で述べられている焼き付の問題
は回避されている。AM駆動においては、少なくとも10
V以下で駆動する液晶材料が必要であるが、反強誘電性
液晶は一般にしきい値電圧が大きく、低電圧駆動は困難
である。また、光学応答に履歴(ヒステリシス)がある
ため階調表示が困難であるなどの問題を有している。
(2). Since the antiferroelectric liquid crystal has no permanent spontaneous polarization, the problem of image sticking described in (1) above is avoided. At least 10 in AM drive
A liquid crystal material that can be driven at V or lower is required, but an antiferroelectric liquid crystal generally has a large threshold voltage and is difficult to drive at a low voltage. In addition, there is a problem that gradation display is difficult due to a history (hysteresis) in optical response.

【0007】本発明の目的は、以上のような問題点を解
決できるAM駆動に適した新しい材料を提供することに
あるが、この新しい材料としてフェリ誘電相を有する液
晶化合物が考えられる。フェリ誘電相(=SCγ* )を有す
る液晶化合物は、1989年、4-(4−オクチルオキシフェニ
ル)安息香酸-4-(1-メチルヘプチロキシカルボニル)フ
ェニル (略称 MHPOBC)において初めて発見された(Japan
ese Journal of Applied Physics, Vol.29, No.1, 199
0, pp.L131-137 )。
An object of the present invention is to provide a new material suitable for AM driving capable of solving the above problems, and a liquid crystal compound having a ferrielectric phase is considered as the new material. A liquid crystal compound having a ferrielectric phase (= SCγ *) was first discovered in 4- (4-octyloxyphenyl) benzoic acid-4- (1-methylheptyloxycarbonyl) phenyl (abbreviated as MHPOBC) in 1989. (Japan
ese Journal of Applied Physics, Vol.29, No.1, 199
0, pp.L131-137).

【0008】MHPOBCは式: C8H17-O-Ph-Ph-COO-Ph-COO
-C*H(CH3)C6H13 (式中のPhは1,4-フェニレン基、C*は不斉炭素、アルキ
ル基は直鎖アルキル基)で表され、その相系列は Cr(30)SIA*(65)SCA*(118) SCγ*(119)SC*(121)SCα*(12
2)SA(147)I (但し、Crは結晶相、SIA*はカイラルスメクチックIA
相、SCA*はカイラルスメクチックCA相(反強誘電相)、
SCγ* はカイラルスメクチックCγ相(フェリ誘電
相)、SC* はカイラルスメクチックC相(強誘電相)、
SCα* はカイラルスメクチックCα相、SAはスメクチッ
クA相、I は等方相、括弧内は相転移温度 (℃)を示
す。)
MHPOBC has the formula: C 8 H 17 -O-Ph-Ph-COO-Ph-COO.
-C * H (CH 3) C 6 H 13 (Ph in the formula 1,4-phenylene group, C * is an asymmetric carbon, the alkyl group is a straight chain alkyl group) is represented by, the phase sequence is Cr ( 30) SIA * (65) SCA * (118) SCγ * (119) SC * (121) SCα * (12
2) SA (147) I (where Cr is the crystalline phase, SIA * is the chiral smectic IA
Phase, SCA * is the chiral smectic CA phase (antiferroelectric phase),
SCγ * is the chiral smectic Cγ phase (ferrielectric phase), SC * is the chiral smectic C phase (ferroelectric phase),
SCα * indicates a chiral smectic Cα phase, SA indicates a smectic A phase, I indicates an isotropic phase, and parentheses indicate a phase transition temperature (° C). )

【0009】フェリ誘電相における液晶の状態を説明す
るために図1にフェリ誘電相における分子配列状態を、
図2にフェリ誘電相の三角波に対する光学応答を示し
た。フェリ誘電相では図1の FI(+) (印加電圧が正の場
合) あるいは FI(-) (印加電圧が負の場合) の分子配列
をしている。電場のない状態では、 FI(+)と FI(-)とは
等価であるので、共存していると考えられる。従って、
平均的な光軸は層法線方向となり、図1に示した偏光板
の条件下では暗状態となる。この状態は図2において電
圧0で透過光強度が0のところに相当する。
In order to explain the state of the liquid crystal in the ferrielectric phase, the molecular alignment state in the ferrielectric phase is shown in FIG.
FIG. 2 shows the optical response to the triangular wave of the ferrielectric phase. In the ferrielectric phase, the molecular arrangement of FI (+) (when the applied voltage is positive) or FI (-) (when the applied voltage is negative) in Fig. 1 is used. In the absence of an electric field, FI (+) and FI (-) are equivalent and are considered to coexist. Therefore,
The average optical axis is in the layer normal direction, and is dark under the conditions of the polarizing plate shown in FIG. This state corresponds to the state where the transmitted light intensity is 0 when the voltage is 0 in FIG.

【0010】また、 FI(+)及びFI(-) は、分子配列状態
から明らかなようにそれぞれ自発分極を有するが、これ
らの共存状態では自発分極を打ち消し合うため、平均的
な自発分極は零となる。このことから、フェリ誘電相で
は、反強誘電相と同様に強誘電相に見られる焼き付き現
象から逃れられる。
Further, FI (+) and FI (-) each have spontaneous polarization, as is clear from the molecular arrangement state, but in these coexisting states, the spontaneous polarizations cancel each other out, so the average spontaneous polarization is zero. Becomes For this reason, in the ferrielectric phase, like the antiferroelectric phase, it is possible to escape from the burn-in phenomenon that occurs in the ferroelectric phase.

【0011】フェリ誘電相に電場を印加していくと、強
誘電状態に達するよりも低い電圧で、消光位を持つ領域
(ドメイン) が現れる。この領域は、強誘電状態ほどで
はないが、法線方向より傾いた方向に光軸を有している
ことを示している。この中間的な状態が、 FI(+)又はFI
(-) と考えられる。なお、この場合、図2において、電
圧0Vと4Vとの間で連続的な透過光強度の変化ではな
く、階段状の透過光強度の変化が観測されるはずであ
る。しかし、図2では連続的な透過光強度が観測され
た。これは FI(+)→FO(+) 又はFI(-) →FO(-) へのしき
い値電圧が明確でないことによると考えられる。
When an electric field is applied to the ferrielectric phase, a region having an extinction position is generated at a voltage lower than that at which the ferroelectric state is reached.
(Domain) appears. This region has an optical axis in a direction inclined from the normal direction, though not so much as in the ferroelectric state. This intermediate state is FI (+) or FI
(-) it is conceivable that. In this case, in FIG. 2, not a continuous change in transmitted light intensity between voltages 0 V and 4 V, but a stepwise change in transmitted light intensity should be observed. However, continuous transmitted light intensity was observed in FIG. This is probably because the threshold voltage from FI (+) to FO (+) or from FI (-) to FO (-) is not clear.

【0012】本発明では、上記の中間的な状態が必ず観
測される液晶相をフェリ誘電相と、該相を有する液晶化
合物をフェリ誘電相を有する液晶化合物と呼ぶ。また、
該フェリ誘電相がその相系列中で最も広い温度範囲であ
る液晶化合物、液晶組成物をそれぞれフェリ誘電性液
晶、フェリ誘電性液晶組成物という。
In the present invention, a liquid crystal phase in which the above intermediate state is always observed is called a ferrielectric phase and a liquid crystal compound having the phase is called a liquid crystal compound having a ferrielectric phase. Also,
A liquid crystal compound and a liquid crystal composition in which the ferrielectric phase has the widest temperature range in the phase series are referred to as a ferrielectric liquid crystal and a ferrielectric liquid crystal composition, respectively.

【0013】さらに印加電圧を高くすると、電場の向き
に応じて安定な状態である強誘電相FO(+)又はFO(-) に
相転移する。すなわち、図2において透過光強度が飽和
状態(左右の平坦部)となったものが FO(+)又はFO(-)
である。この強誘電状態 FO(+)又はFO(-) では、フェリ
誘電状態 FI(+)又はFI(-) より更に大きな自発分極が発
現することが図1より分かる。以上のように、フェリ誘
電相では、 FI(+)とFI(-) の共存状態を暗、強誘電状態
FO(+)及びFO(-) を明として使用できる。
When the applied voltage is further increased, the phase transitions to the stable ferroelectric phase FO (+) or FO (-) depending on the direction of the electric field. That is, FO (+) or FO (-) is the one in which the transmitted light intensity is saturated (the left and right flat portions) in FIG.
It is. It can be seen from FIG. 1 that in this ferroelectric state FO (+) or FO (-), a larger spontaneous polarization is developed than in the ferrielectric state FI (+) or FI (-). As described above, in the ferrielectric phase, the coexistence state of FI (+) and FI (-) is dark and the ferroelectric state is
FO (+) and FO (-) can be used as light.

【0014】従来の強誘電性液晶は FO(+)、FO(-) 間の
スイッチングであったのに対し、フェリ誘電相では FI
(+)、FO(+) 、FO(-) 及び FI(-)の4状態間でスイッチ
ングをするという大きな特徴を有している。しかしなが
ら、その表示原理はいずれも液晶の複屈折性を利用した
ものであり、視角依存性の小さな表示素子の作製が可能
である。
In the conventional ferroelectric liquid crystal, switching between FO (+) and FO (-) was performed, whereas in the ferrielectric phase, FI was used.
It has a major feature of switching between four states of (+), FO (+), FO (-) and FI (-). However, all of the display principles utilize the birefringence of liquid crystal, and it is possible to manufacture a display element having a small viewing angle dependency.

【0015】フェリ誘電相は図2に示されているよう
に、一般的にフェリ誘電状態から強誘電状態へ変化する
電圧と、強誘電状態からフェリ誘電状態へ変化する電圧
の差が小さい、すなわち、ヒステリシスの幅が狭い傾向
が強くAM駆動及びAM駆動における階調表示に適した
性質を持っている。また、フェリ誘電相の電圧による変
化に於て、フェリ誘電状態から強誘電状態へ変化する電
圧であるしきい値電圧は、反強誘電相に比べて小さい傾
向を有し、この点からもフェリ誘電相はAM駆動に適し
た液晶相といえる。しかしながら、現在まで合成された
フェリ誘電相を有する液晶化合物の数はきわめて少な
く、また、その組成物も限定されたものであった。本発
明は AM 駆動に好適に使用できる新しいフェリ誘電性組
成物を与えるものである。
As shown in FIG. 2, the ferrielectric phase generally has a small difference between the voltage changing from the ferrielectric state to the ferroelectric state and the voltage changing from the ferroelectric state to the ferrielectric state, that is, The hysteresis width has a strong tendency to be narrow and has a property suitable for AM driving and gradation display in AM driving. In addition, the threshold voltage, which is the voltage that changes from the ferrielectric state to the ferroelectric state when the ferrielectric phase changes with voltage, tends to be smaller than that in the antiferroelectric phase. It can be said that the dielectric phase is a liquid crystal phase suitable for AM driving. However, the number of liquid crystal compounds having a ferrielectric phase synthesized so far is extremely small, and the composition thereof is also limited. The present invention provides a new ferrielectric composition that can be suitably used for AM driving.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、下記一般式
(1) で表され、かつ、その相系列中にフェリ誘電相を有
する液晶化合物に、下記一般式(2) で表されるフェニル
エステル化合物を混合してなるフェリ誘電性液晶組成物
である。また、本発明は、各画素毎に薄膜トランジスタ
あるいはダイオード等の非線形能動素子を設置した基板
間に請求項1記載のフェリ誘電性液晶組成物を狭持する
ことを特徴とするアクティブマトリクス液晶表示素子で
ある。
According to the present invention, there is provided a compound represented by the following general formula:
A ferrielectric liquid crystal composition obtained by mixing a liquid crystal compound represented by (1) and having a ferrielectric phase in its phase sequence with a phenyl ester compound represented by the following general formula (2). Further, the present invention is an active matrix liquid crystal display device, characterized in that the ferrielectric liquid crystal composition according to claim 1 is sandwiched between substrates on which non-linear active devices such as thin film transistors or diodes are installed for each pixel. is there.

【0017】[0017]

【化2】 (式(1) において、Rは炭素数 6〜12の直鎖アルキル
基、X、YはH原子またはいずれか一方がF原子、Aは
CF3又は C2F5 基、mは 2〜4 の整数、nは 2〜4の整
数、C*は不斉炭素である。式(2) において、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またはいずれか一方がF、Y1, Y2
Hまたはいずれか一方がF、A1は H or CH3 である。)
Embedded image (In the formula (1), R is a straight-chain alkyl group having 6 to 12 carbon atoms, X and Y are H atoms or one of them is an F atom, and A is
CF 3 or C 2 F 5 group, m is an integer of 2 to 4, n is an integer of 2 to 4, and C * is an asymmetric carbon. In formula (2), R 1 is the carbon number
5 to 12 straight-chain alkyl group, R 2 is a straight-chain alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, X 1 and X 2 are H or one of F, Y 1 and Y 2 are H or one of which is F , A 1 is H or CH 3 . )
.

【0018】本発明のフェリ誘電性液晶組成物において
は、一般式(1) のフェリ誘電相を有する液晶化合物が組
成物の95〜50モル%、好ましくは90〜60モル%、特に90
〜70モル%の範囲から選択される。本発明において、一
般式(1) のAが CF3で、X=H, Y=F、mが4のとき、Rの
炭素数が 6〜12、nが2〜4であるもの:;Aが CF3で、
X=H, Y=H、mが4のとき、Rの炭素数が 7〜12、nが2
〜4であるもの:;Aが CF3で、X=F, Y=H、mが4のと
き、Rの炭素数が 8〜12、nが2〜4であるもの:;Aが
CF3で、mが3のとき、Rの炭素数が 9〜12、nが2〜
4であるもの:;Aが CF3で、mが2のとき、Rの炭素数
が 8又は9 が好ましく、特にnが2であるものがフェリ
誘電相を有する好適な液晶化合物として使用できる。
In the ferrielectric liquid crystal composition of the present invention, the liquid crystal compound having the ferrielectric phase of the general formula (1) is 95 to 50 mol%, preferably 90 to 60 mol%, particularly 90% of the composition.
Is selected from the range of up to 70 mol%. In the present invention, when A in the general formula (1) is CF 3 , X = H, Y = F, and m is 4, the number of carbon atoms in R is 6 to 12 and n is 2 to 4; Is CF 3 ,
When X = H, Y = H, and m is 4, the carbon number of R is 7 to 12, and n is 2.
When A is CF 3 , X = F, Y = H, and m is 4, those in which R has 8 to 12 carbon atoms and n is 2 to 4: A is
In CF 3 , when m is 3, the carbon number of R is 9 to 12, and n is 2
When A is CF 3 and m is 2, those in which R has 8 or 9 carbon atoms are preferable, and those in which n is 2 can be used as a suitable liquid crystal compound having a ferrielectric phase.

【0019】本発明の一般式(2) の化合物としては、R1
の炭素数が 8〜12であること、A1がHで、R2の炭素数が
2〜10であること、スメクチックA相を有するものであ
ること、A1が CH3で、R2の炭素数が 3〜8 である光学活
性化合物が好ましい。
As the compound of the general formula (2) of the present invention, R 1
Has 8 to 12 carbon atoms, A 1 is H, and R 2 has
An optically active compound having 2 to 10 and having a smectic A phase, A 1 being CH 3 and R 2 having 3 to 8 carbon atoms is preferable.

【0020】AM駆動表示素子は、通常バックライトを
使用する。そのため表示素子の温度は少なくとも40℃ぐ
らいになる。また、室温以下の温度でも動作することが
要求される。それ故に、本発明のフェリ誘電性液晶組成
物は 0℃〜40℃、特に -20℃〜50℃の温度範囲でフェリ
誘電相であることが好適である。また、実用素子の製造
においては、良好な配向性を有することが必須であり、
本発明のフェリ誘電性液晶組成物のフェリ誘電相より高
温側にスメクチックA相を有することが好適である。
The AM drive display element normally uses a backlight. Therefore, the temperature of the display element is at least about 40 ° C. It is also required to operate at a temperature below room temperature. Therefore, the ferrielectric liquid crystal composition of the present invention is preferably a ferrielectric phase in the temperature range of 0 ° C to 40 ° C, particularly -20 ° C to 50 ° C. Further, in the production of practical devices, it is essential to have good orientation,
It is preferable that the ferrielectric liquid crystal composition of the present invention has a smectic A phase on the higher temperature side than the ferrielectric phase.

【0021】実用化されているAM駆動表素子の駆動電
圧は少なくとも10V以下であり、更に大幅な低電圧化が
なされている。一般に、フェリ誘電性液晶はしきい値電
圧が低いため、低電圧駆動はしやすいが、フェリ誘電状
態から強誘電状態へ転移するときのしきい値電圧は 5V/
μm(セル厚)以下、さらには 3V/μm以下であること
が最も好ましい。
The driving voltage of the AM driving surface element which has been put into practical use is at least 10 V or less, and the voltage is further reduced significantly. In general, ferrielectric liquid crystal has a low threshold voltage, so it is easy to drive at a low voltage, but the threshold voltage when transitioning from ferrielectric state to ferroelectric state is 5V /
Most preferably, it is less than or equal to μm (cell thickness), and further less than or equal to 3 V / μm.

【0022】本発明におけるフェリ誘電相を有する液晶
化合物またはそのフェリ誘電性液晶組成物は、各画素毎
に薄膜トランジスタあるいはダイオード等の非線形能動
素子を設置した基板間に狭持したとき、表示品質の高い
アクティブマトリクス液晶表示素子を実現できる。そし
て、非線形能動素子を用いた液晶の電圧による駆動を2
つのフェリ誘電状態と2つの強誘電状態、及びその中間
状態へのスイッチングにて行うアクティブマトリクス液
晶表示素子として使用できる。
The liquid crystal compound having a ferri-dielectric phase or the ferri-dielectric liquid crystal composition according to the present invention has high display quality when sandwiched between substrates on which non-linear active elements such as thin film transistors or diodes are installed for each pixel. An active matrix liquid crystal display device can be realized. Then, the driving by the voltage of the liquid crystal using the non-linear active element is
It can be used as an active matrix liquid crystal display device that performs switching to one ferrielectric state, two ferroelectric states, and an intermediate state thereof.

【0023】本発明のフェリ誘電相を有する液晶化合物
の製造に用いる光学活性アルコールは、本発明者らが既
に明らかにした方法(特開平4-983 号など)を用いるこ
とによって容易に製造される。その製造法の概略は次の
通りである。 (イ) Br(CH2)mOCnH2n+1 + Mg → MgBr(CH2)mOCnH2n+1 (ロ) (イ) + CF3COOH → CF3CO(CH2)mOCnH2n+1 (ハ) (ロ) + (LiAlH4) → CF3CH(OH)(CH2)mOCnH2n+1 (ニ) (ハ) + CH3COCl → CF3CH(OCOCH3)(CH2)mOCnH2n+1 (ホ) (ニ) + (リハ゜ーセ゛) → (R-)CF3CH(OH)(CH2)mOCnH2n+1 + (S-)CF3CH(OCOCH3)(CH2)mOCnH2n+1
The optically active alcohol used for producing the liquid crystal compound having the ferrielectric phase of the present invention can be easily produced by using the method already disclosed by the present inventors (Japanese Patent Laid-Open No. 4-983 etc.). . The outline of the manufacturing method is as follows. (B) Br (CH 2 ) m OC n H 2n + 1 + Mg → MgBr (CH 2 ) m OC n H 2n + 1 (b) (b) + CF 3 COOH → CF 3 CO (CH 2 ) m OC n H 2n + 1 (ha) (b) + (LiAlH 4 ) → CF 3 CH (OH) (CH 2 ) m OC n H 2n + 1 (d) (ha) + CH 3 COCl → CF 3 CH (OCOCH 3 ) (CH 2 ) m OC n H 2n + 1 (e) (d) + (repose) → (R-) CF 3 CH (OH) (CH 2 ) m OC n H 2n + 1 + (S-) CF 3 CH (OCOCH 3 ) (CH 2 ) m OC n H 2n + 1

【0024】上記光学活性アルコールの製造法を簡単に
説明すると次の通りである。イは、アルキルオキシ臭化
物のグリニヤー試薬調製である。ロは、グリニヤー試薬
とトリフルオロ酢酸の反応によるケトンの製造である。
ハは、ケトンの還元によるラセミアルコールの製造であ
る。ニは、ラセミアルコールのアセチル化である。ホ
は、アセテートのリパーゼによる不斉加水分解反応であ
る。この反応により、R-体の目的光学活性アルコールと
S-体のアセテートが得られる。
The method for producing the optically active alcohol will be briefly described as follows. B) is a Grignard reagent preparation of alkyloxy bromide. B is the production of ketones by the reaction of Grignard reagents with trifluoroacetic acid.
Ha is the production of racemic alcohol by reduction of the ketone. D is the acetylation of racemic alcohol. E is an asymmetric hydrolysis reaction of acetate with lipase. By this reaction, the target optically active alcohol of R-form
An S-form of acetate is obtained.

【0025】また、本発明におけるフェリ誘電相を有す
る液晶化合物は、本発明者らが既に明らかにした方法
(特開平3-292388号)によって容易に製造できる。その
製造法の概略は次の通りである。 (1) AcO-Ph(X,Y)-COOH + SOCl2 → AcO-Ph(X,Y)-COCl (2) (1) + (R-)CF3CH(OH)(CH2)mOCnH2n+1 → AcO-Ph(X,Y)-COO-C*H(CF3)(CH2)mOCnH2n+1 (3) (2) + (Ph-CH2NH2) → HO-Ph(X,Y)-COO-C*H(CF3)(CH2)mOCnH2n+1 (4) R-O-Ph-Ph-COOH + SOCl2 → R-O-Ph-Ph-COCl (5) (3) + (4) → 目的液晶化合物 Phは1,4-フェニレン基、Ph(X,Y) は2-又は3-位 (一般式
(1) X or Y) がF原子でもよい1,4-フェニレン基、C*は
不斉炭素を示す。
The liquid crystal compound having a ferrielectric phase in the present invention can be easily produced by the method already disclosed by the present inventors (Japanese Patent Laid-Open No. 3-292388). The outline of the manufacturing method is as follows. (1) AcO-Ph (X, Y) -COOH + SOCl 2 → AcO-Ph (X, Y) -COCl (2) (1) + (R-) CF 3 CH (OH) (CH 2 ) m OC n H 2n + 1 → AcO-Ph (X, Y) -COO-C * H (CF 3 ) (CH 2 ) m OC n H 2n + 1 (3) (2) + (Ph-CH 2 NH 2 ) → HO-Ph (X, Y) -COO-C * H (CF 3 ) (CH 2 ) m OC n H 2n + 1 (4) RO-Ph-Ph-COOH + SOCl 2 → RO-Ph-Ph- COCl (5) (3) + (4) → target liquid crystal compound Ph is 1,4-phenylene group, Ph (X, Y) is 2- or 3-position (general formula
(1) X or Y) is a 1,4-phenylene group which may be an F atom, and C * is an asymmetric carbon.

【0026】上記製造法を簡単に説明すると次の通りで
ある。1は、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。2は、塩化物(1) と光学活性ア
ルコールとの反応によるエステルの生成である。3は、
エステル(2) の脱アセチル化である。4は、4'−アルキ
ルオキシビフェニル−4-カルボン酸の塩素化である。5
は、フェノール(3) と塩化物(4) との反応による液晶化
合物の製造である。
The above manufacturing method will be briefly described as follows. 1 is a chlorination reaction of p-acetoxybenzoic acid with thionyl chloride. 2 is the formation of an ester by the reaction of chloride (1) with an optically active alcohol. 3 is
Deacetylation of ester (2). 4 is the chlorination of 4'-alkyloxybiphenyl-4-carboxylic acid. 5
Is the production of liquid crystal compounds by the reaction of phenol (3) with chloride (4).

【0027】[0027]

【実施例】以下の実施例において、本発明を更に詳細に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例1 下記の化学式で示されるフェリ誘電性液晶(1A)に、下記
の化学式で示される光学活性化合物(2A)を20モル%混合
し、液晶組成物を調製した。 1A ; C8H17-O-Ph-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CF3)(CH2)
4OC2H5 2A ; C9H19-COO-Ph(2F)-COO-Ph-COO-C*H(CH3)C3H7 Phは1,4-フェニレン基、1AのPh(3F)は3-位(Y) にF置換
した1,4-フェニレン基、2AのPh(2F)は2-位(X2)にF置換
した1,4-フェニレン基、C*は不斉炭素を示す。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 A liquid crystal composition was prepared by mixing 20 mol% of an optically active compound (2A) represented by the following chemical formula with a ferrielectric liquid crystal (1A) represented by the following chemical formula. 1A ; C 8 H 17 -O-Ph-Ph-COO-Ph (3F) -COO-C * H (CF 3 ) (CH 2 )
4 OC 2 H 5 2A; C 9 H 19 -COO-Ph (2F) -COO-Ph-COO-C * H (CH 3 ) C 3 H 7 Ph is 1,4-phenylene group, 1A Ph (3F ) Is an F-substituted 1,4-phenylene group at the 3-position (Y), Ph (2F) of 2A is an F-substituted 1,4-phenylene group at the 2-position (X 2 ), and C * is an asymmetric carbon atom. Indicates.

【0028】調製した液晶組成物について、相の同定、
光学応答を調べた。これらの結果をそれぞれ表1〜4に
示した。相の同定は、テクスチャヤー観察、コノスコー
プ像の観察、DSC(示差走差熱量計)の測定及び層法
線方向と強誘電状態の光軸方向との間に消光位を持つ領
域 (ドメイン) の存在の確認 (中間状態 FI(±) の観
測) により行なった。コノスコープ像の観察はフェリ誘
電相の同定に有力な手段である。コノスコープ像の観察
は文献(J. Appl. Phys. 31, 793(1992)) に従った。通
常の平行配向セルによるテクスチャー観察、コノスコー
プ観察及びDSC測定、及び中間状態FI(±) の観測に
より、本実施例の相系列が決定され、フェリ誘電性液晶
であることが確認された。
Identification of phases of the prepared liquid crystal composition,
The optical response was investigated. The results are shown in Tables 1 to 4, respectively. The phase is identified by texturer observation, conoscopic image observation, DSC (differential differential scanning calorimeter) measurement, and an area (domain) having an extinction position between the layer normal direction and the optical axis direction of the ferroelectric state. Was confirmed (observation of intermediate state FI (±)). Observation of a conoscopic image is a powerful tool for identifying a ferrielectric phase. Observation of the conoscopic image was according to the literature (J. Appl. Phys. 31, 793 (1992)). The phase sequence of this example was determined by texture observation, conoscopic observation, DSC measurement, and intermediate state FI (±) observation using ordinary parallel alignment cells, and it was confirmed to be a ferrielectric liquid crystal.

【0029】また、得られたフェリ誘電性液晶組成物の
光学応答を調べた。セルは以下の手順で作製した。絶縁
膜(SiO2,膜厚 50nm),ITO電極付きのガラス基板をポリイ
ミドコ−ティング(膜厚約 80nm)後、一対のガラス基板
の片方のみをラビング処理した。粒子径 1.6μmのスペ
−サ−を介し、一対のガラス基板を貼り合わせテストセ
ルとした。セル厚は2μmであった。液晶が等方相とな
る温度まで加熱し、毛細管現象によりテストセル中に前
記液晶を注入した。その後、1℃/分の速度で徐冷し液
晶を平行配向させた。
The optical response of the obtained ferrielectric liquid crystal composition was examined. The cell was produced by the following procedure. A glass substrate with an insulating film (SiO 2 , film thickness 50 nm) and ITO electrode was subjected to polyimide coating (film thickness about 80 nm), and then only one of the pair of glass substrates was rubbed. A pair of glass substrates were bonded together through a spacer having a particle diameter of 1.6 μm to form a test cell. The cell thickness was 2 μm. The liquid crystal was heated to a temperature at which the liquid crystal was in an isotropic phase, and the liquid crystal was injected into the test cell by a capillary phenomenon. Thereafter, the liquid crystal was gradually cooled at a rate of 1 ° C./min to parallel align the liquid crystal.

【0030】光学応答は、30℃まで冷却し、同温度でテ
ストセルに±10V, 50mHz の三角波電圧を印加し駆動を
行い、透過光変化を調べた。透過光強度が最低を 0%、
透過光強度が最高を 100%とし、フェリ誘電相から強誘
電相へ相転移するときに透過光強度が90%となる電圧を
しきい値電圧I 、強誘電相からフェリ誘電相へ相転移す
るときに透過光強度が90%となる電圧をしきい値電圧II
と定義してしきい値電圧を測定した。また、8V、周波数
10Hz のパルス電圧を印加して透過光強度が10%から90
%へ変化するに要する時間を応答時間と定義して応答時
間を測定した。
Regarding the optical response, the temperature was cooled to 30 ° C., a triangular wave voltage of ± 10 V and 50 mHz was applied to the test cell at the same temperature to drive the test cell, and the change in transmitted light was examined. The minimum transmitted light intensity is 0%,
The maximum transmitted light intensity is 100%, and the threshold voltage I is the voltage at which the transmitted light intensity becomes 90% when the phase transition from the ferrielectric phase to the ferroelectric phase occurs, and the phase transition from the ferroelectric phase to the ferrielectric phase occurs. Sometimes the threshold voltage II is the voltage at which the transmitted light intensity reaches 90%.
And the threshold voltage was measured. Also, 8V, frequency
When the pulse voltage of 10Hz is applied, the transmitted light intensity is 10% to 90
The response time was measured by defining the time required to change to% as the response time.

【0031】実施例2、3 実施例13で得たフェリ誘電性液晶(1B)に、下記の光学活
性化合物(2B) 20モル%、又は光学活性化合物(2C) 25
モル%を混合し、フェリ誘電性液晶組成物を調製した。
調製したフェリ誘電性液晶組成物について、実施例1と
同様に物性測定した結果を表1〜4に示した。 1B ; C9H19-O-Ph-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CF3)(CH2)
4OC2H5 2B ; C10H21-COO-Ph(2F)-COO-Ph-COO-C*H(CH3)C4H9 2C ; C10H21-COO-Ph(2F)-COO-Ph-COO-C*H(CH3)C5H11
Examples 2 and 3 20 mol% of the following optically active compound (2B) or 25% of optically active compound (2C) was added to the ferrielectric liquid crystal (1B) obtained in Example 13.
Mol% was mixed to prepare a ferrielectric liquid crystal composition.
The results of measuring the physical properties of the prepared ferrielectric liquid crystal composition in the same manner as in Example 1 are shown in Tables 1 to 4. 1B ; C 9 H 19 -O-Ph-Ph-COO-Ph (3F) -COO-C * H (CF 3 ) (CH 2 )
4 OC 2 H 5 2B; C 10 H 21 -COO-Ph (2F) -COO-Ph-COO-C * H (CH 3 ) C 4 H 9 2C; C 10 H 21 -COO-Ph (2F)- COO-Ph-COO-C * H (CH 3 ) C 5 H 11

【0032】実施例4、5 フェリ誘電性液晶(1A)に下記の光学活性化合物(2D)を20
モル% (実施例4)、フェリ誘電性液晶(1B)に下記の光学
活性化合物(2E)を20モル% (実施例5)を混合し、フェリ
誘電性液晶組成物を調製した。調製したフェリ誘電性液
晶組成物について、実施例1と同様に物性測定した結果
を表1〜4に示した。 2D ; C9H19-COO-Ph(2F)-COO-Ph-COO-C*H(CH3)C6H13 2E ; C9H19-COO-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CH3)C7H15 Ph(2F)は2-位(X2)にPh(3F)は3-位(Y2)にF置換した1,4-
フェニレン基を示す。
Examples 4 and 5 The following optically active compound (2D) was added to the ferrielectric liquid crystal (1A).
20% by mol (Example 5) of the following optically active compound (2E) was mixed with mol% (Example 4) and the ferrielectric liquid crystal (1B) to prepare a ferrielectric liquid crystal composition. The results of measuring the physical properties of the prepared ferrielectric liquid crystal composition in the same manner as in Example 1 are shown in Tables 1 to 4. 2D ; C 9 H 19 -COO-Ph (2F) -COO-Ph-COO-C * H (CH 3 ) C 6 H 13 2E ; C 9 H 19 -COO-Ph-COO-Ph (3F) -COO -C * H (CH 3 ) C 7 H 15 Ph (2F) is F-substituted at 2-position (X 2 ) and Ph (3F) at 3-position (Y 2 ), 1,4-
Shows a phenylene group.

【0033】実施例6、7 下記の化学式で示されるフェリ誘電性液晶(1C)に、下記
の光学活性化合物(2F,2G)をそれぞれ20モル%を混合
し、フェリ誘電性液晶組成物を調製した。調製したフェ
リ誘電性液晶組成物について、実施例1と同様に物性測
定した結果を表1〜4に示した。 1C ; C9H19-O-Ph-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CF3)(CH2)
3OC2H5 2F ; C5H11-COO-Ph-COO-Ph(2F)-COO-C*H(CH3)C5H11 2G ; C7H15-COO-Ph(2F)-COO-Ph-COO-C*H(CH3)C5H11
Examples 6 and 7 Ferroelectric liquid crystal compositions (1C) represented by the following chemical formulas were mixed with 20 mol% of each of the following optically active compounds (2F, 2G) to prepare ferrielectric liquid crystal compositions. did. The results of measuring the physical properties of the prepared ferrielectric liquid crystal composition in the same manner as in Example 1 are shown in Tables 1 to 4. 1C ; C 9 H 19 -O-Ph-Ph-COO-Ph (3F) -COO-C * H (CF 3 ) (CH 2 )
3 OC 2 H 5 2F ; C 5 H 11 -COO-Ph-COO-Ph (2F) -COO-C * H (CH 3 ) C 5 H 11 2G ; C 7 H 15 -COO-Ph (2F)- COO-Ph-COO-C * H (CH 3 ) C 5 H 11

【0034】実施例8〜10 フェリ誘電性液晶(1B)に、下記の光学活性化合物(2H, 2
I, 2J)をそれぞれ20モル%を混合し、フェリ誘電性液晶
組成物を調製した。調製したフェリ誘電性液晶組成物に
ついて、実施例1と同様に物性測定した結果を表1〜4
に示した。 2H ; C9H19-COO-Ph-COO-Ph-COO-C*H(CH3)C6H13 2I ; C10H21-COO-Ph-COO-Ph(2F)-COO-C*H(CH3)C8H17 2J ; C10H21-COO-Ph(3F)-COO-Ph-COO-C*H(CH3)C8H17
Examples 8 to 10 Ferroelectric liquid crystal (1B) was mixed with the following optically active compound (2H, 2
20 mol% of each of I and 2J) was mixed to prepare a ferrielectric liquid crystal composition. The results of measuring the physical properties of the prepared ferrielectric liquid crystal composition in the same manner as in Example 1 are shown in Tables 1 to 4.
It was shown to. 2H ; C 9 H 19 -COO-Ph-COO-Ph-COO-C * H (CH 3 ) C 6 H 13 2I ; C 10 H 21 -COO-Ph-COO-Ph (2F) -COO-C * H (CH 3 ) C 8 H 17 2J; C 10 H 21 -COO-Ph (3F) -COO-Ph-COO-C * H (CH 3 ) C 8 H 17

【0035】実施例11〜14 フェリ誘電性液晶(1C)に、下記の光学活性化合物(2K, 2
L, 2M, 2N)をそれぞれ20モル%を混合し、フェリ誘電性
液晶組成物を調製した。調製したフェリ誘電性液晶組成
物について、実施例1と同様に物性測定した結果を表1
〜4に示した。 2K ; C10H21-COO-Ph(3F)-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CH3)C
8H17 2L ; C10H21-COO-Ph(3F)-COO-Ph(2F)-COO-C*H(CH3)C
8H17 2M ; C10H21-COO-Ph(2F)-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CH3)C
8H17 2N ; C10H21-COO-Ph(2F)-COO-Ph(2F)-COO-C*H(CH3)C
8H17
Examples 11 to 14 Ferrielectric liquid crystals (1C) were mixed with the following optically active compounds (2K, 2
20 mol% of each of L, 2M and 2N) was mixed to prepare a ferrielectric liquid crystal composition. Table 1 shows the physical properties of the prepared ferrielectric liquid crystal composition measured in the same manner as in Example 1.
-4 are shown. 2K ; C 10 H 21 -COO-Ph (3F) -COO-Ph (3F) -COO-C * H (CH 3 ) C
8 H 17 2L; C 10 H 21 -COO-Ph (3F) -COO-Ph (2F) -COO-C * H (CH 3 ) C
8 H 17 2M ; C 10 H 21 -COO-Ph (2F) -COO-Ph (3F) -COO-C * H (CH 3 ) C
8 H 17 2N ; C 10 H 21 -COO-Ph (2F) -COO-Ph (2F) -COO-C * H (CH 3 ) C
8 H 17

【0036】実施例15 フェリ誘電性液晶(1B)に、上記の光学活性化合物(2A)を
40モル%を混合し、フェリ誘電性液晶組成物を調製し
た。調製したフェリ誘電性液晶組成物について、実施例
1と同様に物性測定した結果を表1〜4に示した。
Example 15 The above-mentioned optically active compound (2A) was added to the ferrielectric liquid crystal (1B).
40 mol% was mixed to prepare a ferrielectric liquid crystal composition. The results of measuring the physical properties of the prepared ferrielectric liquid crystal composition in the same manner as in Example 1 are shown in Tables 1 to 4.

【0037】実施例16〜23および比較例1 フェリ誘電性液晶(1B)に下記のフェニルエステル化合物
(2P, 2Q, 2R, 2S, 2T,2U)をそれぞれ25モル%、化合物
(2P)を15モル%、光学活性化合物(2V)を30モル%、ま
た、フェリ誘電性液晶(1A)に光学活性化合物(2W)を20モ
ル%を混合し、フェリ誘電性液晶組成物を調製した。調
製したフェリ誘電性液晶組成物について、実施例1と同
様に物性測定した結果を表1〜4に示した。
Examples 16 to 23 and Comparative Example 1 The following phenyl ester compounds were added to the ferrielectric liquid crystal (1B).
(2P, 2Q, 2R, 2S, 2T, 2U) 25 mol% each, compound
(2P) in an amount of 15 mol%, an optically active compound (2V) in an amount of 30 mol%, and a ferrielectric liquid crystal (1A) in which an optically active compound (2W) in an amount of 20 mol% is mixed to prepare a ferrielectric liquid crystal composition. Prepared. The results of measuring the physical properties of the prepared ferrielectric liquid crystal composition in the same manner as in Example 1 are shown in Tables 1 to 4.

【0038】 2P ; C9H19-COO-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C3H7 2Q ; C9H19-COO-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C5H11 2R ; C9H19-COO-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C7H15 2S ; C9H19-COO-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C8H17 2T ; C9H19-COO-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C11H23 2U ; C9H19-COO-Ph-COO-Ph-COO-C7H15 2V ; C10H21-COO-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CH3)C7H15 2W ; C9H19-COO-Ph-COO-Ph(3F)-COO-C*H(CF3)(CH2)5
OC2H5
2P; C 9 H 19 -COO-Ph-COO-Ph (3F) -COO-C 3 H 7 2Q; C 9 H 19 -COO-Ph-COO-Ph (3F) -COO-C 5 H 11 2R ; C 9 H 19 -COO-Ph-COO-Ph (3F) -COO-C 7 H 15 2S ; C 9 H 19 -COO-Ph-COO-Ph (3F) -COO-C 8 H 17 2T C 9 H 19 -COO-Ph-COO-Ph (3F) -COO-C 11 H 23 2U; C 9 H 19 -COO-Ph-COO-Ph-COO-C 7 H 15 2V; C 10 H 21 -COO-Ph-COO-Ph (3F) -COO-C * H (CH3) C 7 H 15 2W; C 9 H 19 -COO-Ph-COO-Ph (3F) -COO-C * H (CF 3 ) (CH 2 ) 5
OC 2 H 5

【0039】[0039]

【表1】 相 系 列 成分 モル比 実施例1 Cr(<-20)SCγ*(75)SA(86)I 1A /2A =80/20 〃 2 Cr(<-20)SCγ*(66)SA(77)I 1B /2B =80/20 〃 3 Cr(<-20)SCγ*(62)SA(73)I 1B /2C =75/25 〃 4 Cr(<-20)SCγ*(69)SA(75)I 1A /2D =80/20 〃 5 Cr(<-20)SCγ*(67)SA(74)I 1B /2E =80/20 〃 6 Cr(<-20)SCγ*(82)SA(92)I 1C /2F =80/20 〃 7 Cr(<-20)SCγ*(79)SA(89)I 1C /2G =80/20 〃 8 Cr(<-20)SCγ*(70)SA(78)I 1B /2H =80/20 〃 9 Cr(<-20)SCγ*(62)SA(72)I 1B /2I =80/20 〃 10 Cr(<-20)SCγ*(60)SA(70)I 1B /2J =80/20 〃 11 Cr(<-20)SCγ*(71)SA(81)I 1C /2K =80/20 〃 12 Cr(<-20)SCγ*(79)SA(83)I 1C /2L =80/20 〃 13 Cr(<-20)SCγ*(74)SA(84)I 1C /2M =80/20 〃 14 Cr(<-20)SCγ*(72)SA(85)I 1C /2N =80/20 〃 15 Cr(<-20)SCγ*(51)SA(69)I 1B /2A =60/40 〃 16 Cr(<-20)SCγ*(79)SA(98)I 1B /2P =75/25 〃 17 Cr(<-20)SCγ*(78)SA(92)I 1B /2Q =75/25 〃 18 Cr(<-20)SCγ*(81)SA(91)I 1B /2R =75/25 〃 19 Cr(<-20)SCγ*(76)SA(87)I 1B /2S =75/25 〃 20 Cr(<-20)SCγ*(74)SA(85)I 1B /2T =75/25 〃 21 Cr(<-20)SCγ*(84)SA(93)I 1B /2U =75/25 〃 22 Cr(<-20)SCγ*(83)SA(95)I 1B /2P =85/15 〃 23 Cr(<-20)SCγ*(73)SA(82)I 1B /2V =70/30 比較例1 Cr(<-20)SCγ*(86)SA(93)I 1A /2W =80/20 相系列の()内の数値は相転移温度 (℃),Crは結晶相, SCγ* はカイラルスメクチ ックCγ相(フェリ誘電相),SAはスメクチックA相, I は等方相を示す。[Table 1] Phase system Sequence components Molar ratio Example 1 Cr (<-20) SCγ * (75) SA (86) I 1A / 2A = 80 / 20〃 2Cr (<-20) SCγ * (66) SA (77) I 1B / 2B = 80/20 〃 3 Cr (<-20) SCγ * (62) SA (73) I 1B / 2C = 75/25 〃 4 Cr (<-20) SCγ * (69) SA (75) I 1A / 2D = 80/20 〃 5 Cr (<-20) SCγ * (67) SA (74) I 1B / 2E = 80/20 〃 6 Cr (<-20) SCγ * (82) SA (92) I 1C / 2F = 80/20 〃 7 Cr (<-20) SCγ * (79) SA (89) I 1C / 2G = 80/20 〃 8 Cr (<-20) SCγ * (70) SA (78) I 1B / 2H = 80/20 〃 9 Cr (<-20) SCγ * (62) SA (72) I 1B / 2I = 80/20 〃 10 Cr (<-20) SCγ * (60) SA (70) I 1B / 2J = 80/20 〃 11 Cr (<-20) SCγ * (71) SA (81) I 1C / 2K = 80/20 〃 12 Cr (<-20) SCγ * (79) SA (83) I 1C / 2L = 80/20 〃 13 Cr (<-20) SCγ * (74) SA (84) I 1C / 2M = 80/20 〃 14 Cr (<-20) SCγ * (72) SA (85) I 1C / 2N = 80/20 〃 15 Cr (<-20) SCγ * (51) SA (69) I 1B / 2A = 60/40 〃 16 Cr (<-20) SCγ * (79) SA (98) I 1B / 2P = 75/25 〃 17 Cr (<-20) SCγ * (78) SA (92) I 1B / 2Q = 75/25 〃 18 Cr (<-20) SCγ * (81) SA (91) I 1B / 2R = 75/25 〃 19 Cr (<-20) SCγ * (76) SA (87) I 1B / 2S = 75/25 〃 20 Cr (<-20) SCγ * (74) SA (85) I 1B / 2T = 75/25 〃 21 Cr (<-20) SCγ * (84) SA (93) I 1B / 2U = 75/25 〃 22 Cr (<-20) SCγ * (83) SA (95) I 1B / 2P = 85/15 〃 23 Cr (<-20) SCγ * (73) SA (82) I 1B / 2V = 70/30 Comparative Example 1 Cr (<-20) SCγ * (86) SA (93) I 1A / 2W = 80/20 Numerical values in parentheses are phase transition temperature ( ℃), Cr is a crystalline phase, SCγ * is a chiral smectic Cγ phase (ferrielectric phase), SA is a smectic A phase, and I is an isotropic phase.

【0040】[0040]

【表2】 相 系 列 液晶 1A Cr (46) SCγ* (95) SA (98) I 液晶 1B Cr(<-10)SCγ* (89) SA (91) I 液晶 1C Cr (34) SCγ* (101) SA (103) I 2A Cr(-12)SA(27)I 2B Cr (5)SA(22)I 2C Cr (0)SA(21)I 2D Cr(-7)SA(5) I 2E Cr(12) SC* (22) SA (26) I 2F Cr (1)SA(16)I 2P Cr(57)SA(77)I 2Q Cr(61)SA(72)I 2R Cr(66)SA(70)I 2S Cr(60)SA(70)I 2T Cr(40)SA(70)I 2U Cr(29)SA(69)I 2V Cr(16)SC*(23) SCγ*(26)SA(28)I 2W Cr(30)SCA*(79)SC*(83)SA(92) I 記載は、表21と同じ。SC* はカイラルスメクチックC相(強誘電相)、SCA*はカ イラルスメクチックCA相(反強誘電相)をそれそれ示す。 なお、一般式(2) の2G〜2Nは、液晶相を持たなかった。
これらの融点 (凝固点) はそれぞれ2G(33), 2H(27), 2I
(20), 2J(23), 2K(33), 2L(21), 2M(20), 2N(33) (括弧
内は温度 (℃) を示す) であった。
[Table 2] Phase series liquid crystal 1A Cr (46) SCγ * (95) SA (98) I Liquid crystal 1B Cr (<-10) SCγ * (89) SA (91) I Liquid crystal 1C Cr (34) SCγ * ( 101) SA (103) I 2A Cr (-12) SA (27) I 2B Cr (5) SA (22) I 2C Cr (0) SA (21) I 2D Cr (-7) SA (5) I 2E Cr (12) SC * (22) SA (26) I 2F Cr (1) SA (16) I 2P Cr (57) SA (77) I 2Q Cr (61) SA (72) I 2R Cr (66) SA (70) I 2S Cr (60) SA (70) I 2T Cr (40) SA (70) I 2U Cr (29) SA (69) I 2V Cr (16) SC * (23) SCγ * (26) SA (28) I 2W Cr (30) SCA * (79) SC * (83) SA (92) I Descriptions are the same as in Table 21. SC * indicates the chiral smectic C phase (ferroelectric phase) and SCA * indicates the chiral smectic CA phase (antiferroelectric phase). Note that 2G to 2N in the general formula (2) did not have a liquid crystal phase.
These melting points (freezing points) are 2G (33), 2H (27), 2I, respectively.
It was (20), 2J (23), 2K (33), 2L (21), 2M (20), 2N (33) (in parentheses indicates temperature (° C)).

【0041】[0041]

【表3】 しきい値電圧 応答時間 温度 I II (μ秒) (℃) 成分 モル比 実施例1 2.6 2.0 88 30 1A /2A =80/20 〃 2 1.2 1.2 58 〃 1B /2B =80/20 〃 3 1.4 1.4 77 〃 1B /2C =75/25 〃 4 1.6 1.6 58 〃 1A /2D =80/20 〃 5 1.4 1.4 65 〃 1B /2E =80/20 〃 6 2.2 2.2 72 〃 1C /2F =80/20 〃 7 2.0 2.0 65 〃 1C /2G =80/20 〃 8 1.9 1.8 86 〃 1B /2H =80/20 〃 9 1.2 1.2 69 〃 1B /2I =80/20 〃 10 1.1 1.0 84 〃 1B /2J =80/20 〃 11 1.3 1.3 68 〃 1C /2K =80/20 〃 12 1.8 1.8 76 〃 1C /2L =80/20 〃 13 2.0 2.0 70 〃 1C /2M =80/20 〃 14 1.8 1.8 79 〃 1C /2N =80/20 〃 15 1.5 1.2 79 〃 1B /2A =60/40 〃 16 1.3 1.3 68 〃 1B /2P =75/25 〃 17 1.4 1.3 68 〃 1B /2Q =75/25 〃 18 1.3 1.3 65 〃 1B /2R =75/25 〃 19 1.2 1.1 63 〃 1B /2S =75/25 〃 20 1.0 1.0 59 〃 1B /2T =75/25 〃 21 1.1 1.1 65 〃 1B /2U =75/25 〃 22 1.3 1.3 64 〃 1B /2P =85/15 〃 23 2.0 2.0 73 〃 1B /2V =70/30 比較例1 2.0 1.8 133 〃 1A /2W =80/20 しきい値電圧 : 単位 V/μm[Table 3] Threshold voltage Response time Temperature I II (μsec) (℃) Component Molar ratio Example 1 2.6 2.0 88 30 1A / 2A = 80/20 〃 2 1.2 1.2 58 〃 1B / 2B = 80/20 〃 3 1.4 1.4 77 〃 1B / 2C = 75/25 〃 4 1.6 1.6 58 〃 1A / 2D = 80/20 〃 5 1.4 1.4 65 〃 1B / 2E = 80/20 〃 6 2.2 2.2 72 〃 1C / 2F = 80 / 20 〃 7 2.0 2.0 65 〃 1C / 2G = 80/20 〃 8 1.9 1.8 86 〃 1B / 2H = 80/20 〃 9 1.2 1.2 69 〃 1B / 2I = 80/20 〃 10 1.1 1.0 84 〃 1B / 2J = 80/20 〃 11 1.3 1.3 68 〃 1C / 2K = 80/20 〃 12 1.8 1.8 76 〃 1C / 2L = 80/20 〃 13 2.0 2.0 70 〃 1C / 2M = 80/20 〃 14 1.8 1.8 79 〃 1C / 2N = 80/20 〃 15 1.5 1.2 79 〃 1B / 2A = 60/40 〃 16 1.3 1.3 68 〃 1B / 2P = 75/25 〃 17 1.4 1.3 68 〃 1B / 2Q = 75/25 〃 18 1.3 1.3 65 〃 1B / 2R = 75/25 〃 19 1.2 1.1 63 〃 1B / 2S = 75/25 〃 20 1.0 1.0 59 〃 1B / 2T = 75/25 〃 21 1.1 1.1 65 〃 1B / 2U = 75/25 〃 22 1.3 1.3 64 〃 1B / 2P = 85/15 〃 23 2.0 2.0 73 〃 1B / 2V = 70/30 Comparative example 1 2.0 1.8 133 〃 1A / 2W = 80/20 threshold voltage: unit / Μm

【0042】[0042]

【表4】 しきい値電圧 : 単位 V/μm[Table 4] Threshold voltage: Unit V / μm

【0043】表1〜4から明かなように、相系列中にフ
ェリ誘電相を有する液晶化合物(特に、フェリ誘電性液
晶)にフェニルエステル化合物 (2A〜2V) を混合するこ
とによって、実用的なフェリ誘電相の温度範囲を有し、
その高温側にスメクチックA相を有し、かつ応答時間が
改善された組成物が得られることが理解される。
As is clear from Tables 1 to 4, by mixing a phenyl ester compound (2A to 2V) with a liquid crystal compound having a ferri-dielectric phase in the phase sequence (particularly, a ferri-dielectric liquid crystal), it is practical. Has a temperature range of ferrielectric phase,
It is understood that a composition having a smectic A phase on its high temperature side and having an improved response time is obtained.

【0044】実施例24 偏光板だけを配置したときの光透過率を 0%、強誘電状
態へ転移したときの光透過率を 100%として、電圧を印
加しない時の光透過率を実施例23のフェリ誘電性液晶組
成物およびフェリ誘電性液晶(1B)について測定した。な
お、用いた液晶セルは、基板の両面に配向膜を塗布しラ
ビング処理したものとした。この結果、光透過率は、実
施例63: 0.9%、液晶1B: 3.6%であり、応答速度のみ
ならず配向性改善にも大きな効果が見られた。
Example 24 The light transmittance when no voltage was applied was set to 0, assuming that the light transmittance when only the polarizing plate is arranged is 0% and the light transmittance when the state is changed to the ferroelectric state is 100%. The ferrielectric liquid crystal composition and the ferrielectric liquid crystal (1B) were measured. The liquid crystal cell used was one in which an alignment film was applied to both surfaces of the substrate and rubbed. As a result, the light transmittance was 0.9% in Example 63 and 3.6% in liquid crystal 1B, and a great effect was observed not only in the response speed but also in improving the orientation.

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

【図1】フェリ誘電相の分子配列を示す図。FI(+), FI
(-)はフェリ誘電状態、FO(+), FO(-)は強誘電状態を表
す。
FIG. 1 is a diagram showing a molecular arrangement of a ferrielectric phase. FI (+), FI
(-) Indicates a ferrielectric state, and FO (+) and FO (-) indicate a ferroelectric state.

【図2】MHPOBCのフェリ誘電相における三角波電
圧に対する光学応答を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an optical response to a triangular wave voltage in a ferrielectric phase of MHPOBC.

フロントページの続き (72)発明者 伊東 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Front page continued (72) Inventor Maki Ito 22 Wadai, Tsukuba, Ibaraki Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1) で表され、かつ、その相
系列中にフェリ誘電相を有する液晶化合物に、下記一般
式(2) で表されるフェニルエステル化合物を混合してな
るフェリ誘電性液晶組成物。 【化1】 (式(1) において、Rは炭素数 6〜12の直鎖アルキル
基、X、YはH原子またはいずれか一方がF原子、Aは
CF3又は C2F5 基、mは 2〜4 の整数、nは 2〜4の整
数、C*は不斉炭素である。式(2) において、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またはいずれか一方がF、Y1, Y2
Hまたはいずれか一方がF、A1は H or CH3 である。)
1. A ferrimeric compound obtained by mixing a phenyl ester compound represented by the following general formula (2) with a liquid crystal compound represented by the following general formula (1) and having a ferrielectric phase in its phase sequence. Dielectric liquid crystal composition. Embedded image (In the formula (1), R is a straight-chain alkyl group having 6 to 12 carbon atoms, X and Y are H atoms or one of them is an F atom, and A is
CF 3 or C 2 F 5 group, m is an integer of 2 to 4, n is an integer of 2 to 4, and C * is an asymmetric carbon. In formula (2), R 1 is the carbon number
5 to 12 straight-chain alkyl group, R 2 is a straight-chain alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, X 1 and X 2 are H or one of F, Y 1 and Y 2 are H or one of which is F , A 1 is H or CH 3 . )
.
【請求項2】 該フェリ誘電性液晶組成物が、少なくと
も 0〜40℃の温度範囲でフェリ誘電相を有し、該フェリ
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1記載のフェリ誘電性液晶組成物。
2. The ferrielectric liquid crystal composition has a ferrielectric 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 ferrielectric phase. The ferrielectric liquid crystal composition described.
【請求項3】 フェリ誘電状態から強誘電状態へ転移す
るときのしきい値電圧が 3V/μm以下である請求項1記
載のフェリ誘電性液晶組成物。
3. The ferrielectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein the threshold voltage at the time of transition from the ferrielectric state to the ferroelectric state is 3 V / μm or less.
【請求項4】 該一般式(1) のAが CF3で、XがH、Y
がF、mが4のとき、Rの炭素数が 6〜12である請求項
1記載のフェリ誘電性液晶組成物。
4. A in the general formula (1) is CF 3 , and X is H and Y.
2. The ferrielectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein R is 6 to 12 when F is m and 4 is m.
【請求項5】 該一般式(1) のAが CF3で、XがH、Y
がH、mが4のとき、Rの炭素数が 7〜12である請求項
1記載のフェリ誘電性液晶組成物。
5. A in the general formula (1) is CF 3 , and X is H and Y.
2. The ferrielectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein when R is H and m is 4, the carbon number of R is 7-12.
【請求項6】 該一般式(1) のAが CF3で、XがF、Y
がH、mが4のとき、Rの炭素数が 8〜12である請求項
1記載のフェリ誘電性液晶組成物。
6. In the general formula (1), A is CF 3 and X is F and Y.
2. The ferrielectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein when R is H and m is 4, the carbon number of R is 8-12.
【請求項7】 該一般式(1) のAが CF3で、mが3のと
き、Rの炭素数が 9〜12である請求項1記載のフェリ誘
電性液晶組成物。
7. The ferrielectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein when A in the general formula (1) is CF 3 and m is 3, the carbon number of R is 9 to 12.
【請求項8】 該一般式(1) のAが CF3で、mが2のと
き、Rの炭素数が 8又は9 である請求項1記載のフェリ
誘電性液晶組成物。
8. The ferrielectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein when A in the general formula (1) is CF 3 and m is 2, the carbon number of R is 8 or 9.
【請求項9】 該一般式(2) で表されるフェニルエステ
ル化合物が、スメクチックA相を有する請求項1記載の
フェリ誘電性液晶組成物。
9. The ferrielectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein the phenyl ester compound represented by the general formula (2) has a smectic A phase.
【請求項10】 該一般式(2) のR1の炭素数が 8〜12で
ある請求項1記載のフェリ誘電性液晶組成物。
10. The ferrielectric liquid crystal composition according to claim 1 , wherein R 1 in the general formula (2) has 8 to 12 carbon atoms.
【請求項11】 該一般式(2) のA1が Hで、R2の炭素数
が 2〜10である請求項1記載のフェリ誘電性液晶組成
物。
11. The ferrielectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein A 1 in the general formula (2) is H and R 2 has 2 to 10 carbon atoms.
【請求項12】 該一般式(2) のA1が CH3で、R2の炭素
数が 3〜8 である光学活性化合物である請求項1記載の
フェリ誘電性液晶組成物。
12. The ferrielectric liquid crystal composition according to claim 1, wherein A 1 in the general formula (2) is CH 3 , and R 2 is an optically active compound having 3 to 8 carbon atoms.
【請求項13】 各画素毎に薄膜トランジスタあるいは
ダイオード等の非線形能動素子を設置した基板間に請求
項1記載のフェリ誘電性液晶組成物を狭持することを特
徴とするアクティブマトリクス液晶表示素子。
13. An active matrix liquid crystal display device, wherein a ferrielectric liquid crystal composition according to claim 1 is sandwiched between substrates provided with a non-linear active device such as a thin film transistor or a diode for each pixel.
【請求項14】 非線形能動素子を用いた液晶の電圧に
よる駆動を2つのフェリ誘電状態と2つの強誘電状態、
及びその中間状態へのスイッチングにて行う請求項13
記載のアクティブマトリクス液晶表示素子。
14. Driving a liquid crystal using a non-linear active element with two ferrielectric states and two ferroelectric states,
And switching to an intermediate state thereof.
The active matrix liquid crystal display element described.
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