JPS61228420A - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

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JPS61228420A
JPS61228420A JP6664085A JP6664085A JPS61228420A JP S61228420 A JPS61228420 A JP S61228420A JP 6664085 A JP6664085 A JP 6664085A JP 6664085 A JP6664085 A JP 6664085A JP S61228420 A JPS61228420 A JP S61228420A
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liquid crystal
phase
general formula
substrates
crystal element
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和夫 吉永
Akira Tsuboyama
明 坪山
Kazuharu Katagiri
片桐 一春
Osamu Taniguchi
修 谷口
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Abstract

PURPOSE:To enable to form a smectic phase which does not generate an orientation defect, especially to form the ferroelectricity liquid crystal phase which has a nonspiral structure, and does not generate the orientation defect by using a specific liquid crystal to the titled element. CONSTITUTION:The titled element is formed by forming a cell structure which encloses a liquid crystal shown by formula I or a composition contg. the liquid crystal between a pair of substrates, and the smectic phase is formed from the phase lying in the high temp. side by phase-transformation. The titled element has an effect of dominantly orientating the direction of a molecular axis of the liquid crystal in which the surface of at least one of the substrate of a pair of the substrates contacts at an interface, to one direction. The liquid crystal has the ferroelectricity and concretely the chiral smectic C phase SmC* may be used. The compounding amount of the compd. shown by formula I is preferably 1-99wt%, further preferably 5-95wt%.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液晶表示素子や液晶−光シヤツタアレイ等に
適用する液晶素子に関し、詳しくは液晶分子の初期配向
状態を改善することにより、表示ならびに駆動特性を改
善した液晶素子に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal element applied to a liquid crystal display element, a liquid crystal-light shutter array, etc., and more specifically, the present invention relates to a liquid crystal element applied to a liquid crystal display element, a liquid crystal-light shutter array, etc. This invention relates to a liquid crystal element with improved driving characteristics.

[従来の技術] 従来の液晶素子としては、例えばエム・シャット(M、
 5chadt )とダブリュー・ヘルフリッヒ(W、
 He1fricb )著“アプライド”74ジツクス
・レターズ(Applied Physics Let
ters″)第18巻、第4号(1971年2月15日
発行)、第127頁〜128頁の“ボルテージ・ディペ
ンダント・オプティカル・アクティビティ−・オブ・ア
・ツィステッド・ネマチック・リキッド・クリスタル”
 (Voltage Dependent 0ptic
alActivit7  of  a  Twiste
d  Mega目c  LiquidCrystal”
)に示されたツィステッド・ネマチック(twiste
d nematic )液晶を用いたものが知られてい
る。この7N液晶は、画素密度を高くしたマトリクス電
極構造を用いた時分゛割駆動の時、クロストークを発生
する問題点があるため、画素数が制限されていた。
[Prior Art] As a conventional liquid crystal element, for example, M-Shut (M,
5chadt) and W. Helfrich (W,
He1fricb) “Applied” 74 Physics Letters (Applied Physics Letters)
Vol. 18, No. 4 (February 15, 1971), pp. 127-128, “Voltage Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal”
(Voltage Dependent 0ptic
alActivit7 of a Twist
d Mega eyes c Liquid Crystal”
) shown in the twisted nematic
d nematic ) using liquid crystals are known. The number of pixels in this 7N liquid crystal was limited because of the problem of crosstalk occurring during time-divided driving using a matrix electrode structure with high pixel density.

又、各画素に薄膜トランジスタによるスイッチング素子
を接続し、各画素毎をスイッチングする方式の表示素子
が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形成す
る工程が極めて煩雑な上。
Further, a display element is known in which a switching element using a thin film transistor is connected to each pixel and each pixel is switched, but the process of forming the thin film transistor on the substrate is extremely complicated.

大面積の表示素子を作成することが難しい問題点がある
There is a problem in that it is difficult to create a display element with a large area.

このような従来型の液晶素子の欠点を改善するものとし
て、双安定性を有する液晶素子の使用がクラーク(Gl
ark )およびラガウェル(Lagerwall、)
により提案されている(特開昭58−1072113号
公報、米国特許第4387924号明細書等)、双安定
性を有する液晶としては、一般に、カイラルスメクティ
ックC相(Sacつ又はH相(SmH・)を有する強誘
電性液晶が用いられる。この液晶は電界に対して第1の
光学的安定状態と第2の光学安定状態からなる双安定状
態を有し。
Clark (Gl.
ark) and Lagerwall ()
(Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-1072113, U.S. Patent No. 4,387,924, etc.), liquid crystals having bistability are generally composed of chiral smectic C phase (Sac or H phase (SmH)). A ferroelectric liquid crystal is used which has a bistable state including a first optically stable state and a second optically stable state with respect to an electric field.

従って前述のTN型の液晶で用いられた光学変調素子と
は異なり1例えば一方の電界ベクトルに対して第1の光
学的安定状態に液晶が配向し、他方の電界ベクトルに対
しては第2の光学的安定状態に液晶が配向される。また
この型の液晶は、加えられる電界に応答して、極めて速
やかに上記2つの安定状態のいずれかを取り、且つ電界
の印加のないときはその状態を維持する性質を有する。
Therefore, unlike the optical modulation element used in the above-mentioned TN type liquid crystal, the liquid crystal is oriented in a first optically stable state for one electric field vector, and a second optically stable state for the other electric field vector. The liquid crystal is aligned in an optically stable state. Furthermore, this type of liquid crystal has the property of very quickly taking one of the above two stable states in response to an applied electric field, and maintaining that state when no electric field is applied.

このような性質を利用することにより、上述した従来の
TN型素子の問題点の多くに対して、かなり木質的な改
善が得られる。この点は1本発明と関連して、以下に、
更に詳細に説明する。しかしながら、この双安定性を有
する強誘電性液晶が所定の駆動特性を発揮するためには
、一対の平行基板間に配置される液晶が、電界の印加状
態とは無関係に、上記2つの安定状態の間での変換が効
果的に起こるような分子配列状態にあることが必要であ
る。たとえばSac本、5ai1”、SmJ”、SmK
・、 Sm(i’、Sd”またはSmH”相を有する強
誘電性液晶については、該5taC・等勧紺を有する液
晶分子層が基板面に対して垂直で、したがって液晶分子
軸が基板面にほぼ平行に配列した領域(モノドメイン)
が形成される必要がある。
By utilizing such properties, considerable improvements can be obtained in many of the problems of the conventional TN type elements mentioned above. This point is related to the present invention as follows:
This will be explained in more detail. However, in order for this ferroelectric liquid crystal with bistability to exhibit predetermined driving characteristics, the liquid crystal placed between a pair of parallel substrates must be in the above two stable states, regardless of the applied state of the electric field. It is necessary that the molecules be arranged in such a state that conversion between them can occur effectively. For example, Sac book, 5ai1”, SmJ”, SmK
For ferroelectric liquid crystals having Sm (i', Sd" or SmH" phases), the liquid crystal molecular layer having the 5taC, etc. is perpendicular to the substrate surface, and therefore the liquid crystal molecular axis is aligned with the substrate surface. Regions arranged almost parallel to each other (monodomains)
needs to be formed.

しかしながら、従来の双安・定性を有する強誘電性液晶
素子においては、この様なドメイン構造を有する液晶の
配向状態が、必ずしも満足に形成されなかったために、
充分な特性が得られなかったのが実情である。
However, in conventional bistable and constant ferroelectric liquid crystal elements, the alignment state of the liquid crystal having such a domain structure was not necessarily formed satisfactorily.
The reality is that sufficient characteristics were not obtained.

たとえば、 Glarkらによれば、このような配向状
態を与えるために、磁界を印加する方法、剪断力を印加
する方法、基板間に小間隔で平行なりフジDidge)
を配列する方法などが提案されている。しかしながら、
これらは、いずれも必ずしも満足すべき結果を午えるも
のではなかった。たとえば、磁界を印加する方法は、大
規模な装置を要求するとともに作動特性の良好な薄層セ
ルとは両立しがたいという難点があり、また、剪断力を
印加する方法は、セルを作成後に液晶を注入する方法と
両立しないという難点がある。またセル内に平行なりフ
ジを配列する方法では、それのみによっては、安定な配
向効果を与えられない。
For example, according to Glark et.
Several methods have been proposed for arranging the . however,
None of these methods necessarily produced satisfactory results. For example, the method of applying a magnetic field requires large-scale equipment and is incompatible with thin-layer cells with good operating characteristics. This method has the disadvantage that it is incompatible with the method of injecting liquid crystal. Further, the method of arranging parallel edges within a cell cannot provide a stable alignment effect by itself.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は、前述した事情に鑑み、高速応答性、高
密度画素と大面積を有する表示素子、あるいは高速度の
シャッタスピードを有する光学シャッター等として潜在
的な適性を有する強誘電性液晶素子において、従来問題
であったモノドメイン形成性ないしは初期配向性を改善
することにより、その特性を充分に発揮させ得る強誘電
性液晶素子を提供することにある。
[Problems to be Solved by the Invention] In view of the above-mentioned circumstances, an object of the present invention is to solve the problem as a display element having high-speed response, high-density pixels, and a large area, or an optical shutter having a high shutter speed. The purpose of the present invention is to provide a ferroelectric liquid crystal element that can fully exhibit its characteristics by improving monodomain formation or initial orientation, which has been a problem in the past. .

[作 用] 本発明者らは、前述の目的に沿って研究した結果、特定
の液晶又はその液晶を含む組成物を一軸性配向処理効果
が付与された基板に挟持し、スメクティック相より高温
側の相、例えばコレステ。
[Function] As a result of research in line with the above-mentioned purpose, the present inventors sandwiched a specific liquid crystal or a composition containing the liquid crystal between substrates to which a uniaxial alignment treatment effect was applied, and the liquid crystal was placed on a higher temperature side than the smectic phase. Phases of, for example, Coleste.

リック相(カイラルネマチック相)、ネマチック相、等
吉相からの徐冷による相転移を生じさせた場合、例えば
S膳Aやカイラルスメクティック相の形成時に液晶分子
が一方向に配列したモノドメインを形成することができ
、この結果強誘電性液晶の双安定性に基づく素子の作動
と液晶層のモノドメイン性を両立しうる構造の液晶素子
が得られることを見い出した。
When a phase transition is caused by slow cooling from a lick phase (chiral nematic phase), a nematic phase, or a tokiyoshi phase, for example, when forming S-A or chiral smectic phase, a monodomain in which liquid crystal molecules are aligned in one direction is formed. We have discovered that as a result, we can obtain a liquid crystal element with a structure that allows both the operation of the element based on the bistability of the ferroelectric liquid crystal and the monodomain nature of the liquid crystal layer.

[問題点を解決するための手段] 本発明の液晶素子は、前述の知見に基づくものであり、
より詳しくは一対の基板間に、下記一般式(I)で表わ
2される液晶化合物又は下記一般式(I)で表わされる
化合物を含有する液晶組成物を封入したセル構造をなし
、前記液晶化合物又は組成物のスメクティック相を該ス
メクティック相より高温側の相からの相転移により形成
するとともに、前記一対の基板のうち少なくとも一方の
基板の面が界面で接する分子軸方向を優先して一方向に
配列させる効果を有している点に特徴を有している。
[Means for solving the problems] The liquid crystal element of the present invention is based on the above-mentioned findings,
More specifically, a cell structure is formed in which a liquid crystal compound represented by the following general formula (I) or a liquid crystal composition containing a compound represented by the following general formula (I) is sealed between a pair of substrates, and the liquid crystal A smectic phase of the compound or composition is formed by phase transition from a phase on the higher temperature side than the smectic phase, and the smectic phase is formed in one direction with priority given to the molecular axis direction where the surfaces of at least one of the pair of substrates touch at the interface. It is characterized in that it has the effect of arranging it.

一般式(I) (上記一般式中Rは炭素原子数1−18のアルキル基も
しくはアルコキシ基であり、−はO又は1であり、−=
0のときR′は炭素原子数1〜18のアルキル基であり
、−=1のときR′は炭素原子数1〜18のアルキル基
もしくはアルコキシ基を示す) 以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を更に詳
細に説明する。
General formula (I) (In the above general formula, R is an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, - is O or 1, -=
When 0, R' is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and when -=1, R' is an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms. Refer to the drawings below as necessary. The present invention will now be described in more detail.

本発明で用いる液晶は、強誘電性を有するものであって
、具体的にはカイラルスメクティックC相(S−Cつ、
H相(S鱈つ、I相(゛s層1つ、J相(SmJつ、K
相(S■につ、G相(SmG・)又はF相(SmFつを
有する液晶を用いることができる。
The liquid crystal used in the present invention has ferroelectricity, and specifically has a chiral smectic C phase (S-C phase).
H phase (S layer, I phase (1 s layer, J phase (SmJ layer, K phase)
A liquid crystal having a phase (S), a G phase (SmG), or an F phase (SmF) can be used.

前記一般式(1)で示される化合物の具体例及び合成法
は、下記のとおりである。
Specific examples and synthesis methods of the compound represented by the general formula (1) are as follows.

一般式(I)で示される本発明の化合物は、例えば、 一般式(■): (式中Rは炭素原子数1−18のアルキル基もしくはア
ルコキシ基である) で示される2、3−ジシアノピラジン誘導体を加水分解
後、脱炭酸し、 一般式(■): で示される2−カルボキシピラジン誘導体を得、これを
ハロゲン化して酸ハロゲン化物となし、これに 一般式(■): (式中腸はO又はlであり、■=0のときR′は炭素原
子数1−18のアルキル基であり、1=1のときのとき
R′は炭素原子数1−18のアルキル基もしくはアルコ
キシ基を示す) で示される化合物を反応せしめてエステル化することに
より製造することができる。
The compound of the present invention represented by the general formula (I) is, for example, a 2,3-dicyano compound represented by the general formula (■): (wherein R is an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms) After hydrolyzing the pyrazine derivative, it is decarboxylated to obtain a 2-carboxypyrazine derivative represented by the general formula (■): This is halogenated to form an acid halide, and this is converted into an acid halide by the general formula (■): (in the formula The intestine is O or l, and when ■ = 0, R' is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and when 1 = 1, R' is an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms. It can be produced by reacting and esterifying the compound shown below.

なお、一般式(II)で示される2、3−ジシアノピラ
ジン誘導体は、それ自体公知の製造方法〔津田忠敬ら、
日本農芸化学会誌第52巻、213頁(1978年)〕
を用いることによって得られるものである。
The 2,3-dicyanopyrazine derivative represented by the general formula (II) can be produced by a known production method [Tadataka Tsuda et al.
Journal of the Japanese Society of Agricultural Chemistry, Vol. 52, p. 213 (1978)]
This can be obtained by using .

一般式(I)で表わされる構造に光学活性基を導入する
ことによって容易に強誘電性力イラルスメク子うツク液
晶が得られる。一般式(I)で表わされる強誘電性力イ
ラルスメクティック液晶はN、 A、 Glarkらに
よって示されたような表示素子として使用する場合に電
界応答に対する閾値特性にすぐれているため1強誘電性
カイラルスメクティック液晶を単純マトリックス電極に
て駆動するディスプレイに使用した場合にクロストーク
を防止し良好なコントラストを与えることが可能となる
。このような特徴は一般式(I)で表わされる液晶性化
合物を含む液晶組成物についても同様であり、強誘電性
力イラルスメクティック液晶を高精細・大画面表示素子
として使用する場合に一般式(I)で表わされる液晶性
化合物は特に優れている。
A ferroelectric liquid crystal can be easily obtained by introducing an optically active group into the structure represented by the general formula (I). The ferroelectric chiral smectic liquid crystal represented by the general formula (I) has excellent threshold characteristics for electric field response when used as a display element as shown by N., A., and Glark et al. When a smectic liquid crystal is used in a display driven by simple matrix electrodes, crosstalk can be prevented and good contrast can be provided. These characteristics also apply to liquid crystal compositions containing liquid crystal compounds represented by the general formula (I), and when using ferroelectric smectic liquid crystals as high-definition, large-screen display elements, the general formula ( The liquid crystal compound represented by I) is particularly excellent.

一方、構造上光学活性基を含まない一般式(I)の化合
物においてSac相を持つもの(例えばp−才クチルオ
キシフェニル5−(P−オクチルオキシフェニル)ピラ
ジン−2−カルボキシレート)に対して表3に示される
ようなカイラルスメクティック相を持つ液晶性化合物を
混合して得られる液晶組成物は強誘電性力イラルスメク
ティック液晶として使用することが可能である。カイラ
ルスメクティック相を持つ液晶性化合物を混合するかわ
りに表4に示されるような光学活性基を含むがカイラル
スメクティック相を示さない液晶性化合物もしくは単に
光学活性基を含む液晶性化合物を混合した液晶組成物も
また強誘電性カイラルスメクティック液晶として使用す
ることができる。
On the other hand, for compounds of general formula (I) that do not contain optically active groups in their structure and have a Sac phase (for example, p-octyloxyphenyl 5-(P-octyloxyphenyl) pyrazine-2-carboxylate), A liquid crystal composition obtained by mixing liquid crystal compounds having a chiral smectic phase as shown in Table 3 can be used as a ferroelectric chiral smectic liquid crystal. Instead of mixing a liquid crystal compound having a chiral smectic phase, a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound containing an optically active group but not exhibiting a chiral smectic phase as shown in Table 4 or simply containing a liquid crystal compound containing an optically active group. Materials can also be used as ferroelectric chiral smectic liquid crystals.

そのようにして調製された強誘電性力イラルスメクティ
ック液晶組成物は本発明に示される基本骨格により付与
されるすぐれた闇値特性を示した。
The ferroelectric smectic liquid crystal compositions thus prepared exhibited excellent dark value properties conferred by the basic framework presented in the present invention.

本発明において使用される液晶組成物中における一般式
(I)で示される化合物の含有量は1重量%〜88重量
%が好ましく、5重量%〜85重量%がより好ましい。
The content of the compound represented by general formula (I) in the liquid crystal composition used in the present invention is preferably 1% to 88% by weight, more preferably 5% to 85% by weight.

次に一般式(I)で示される化合物の合成例を示す。Next, a synthesis example of the compound represented by the general formula (I) will be shown.

合成例1 5−(p−オクチルオキシフェニル)ピラジン−2−カ
ルボン酸p−オクチルオキシフェニルエステル二酸化−
1! L/ 711.4g  (0,1量oN) 、ジ
オキサンioo履9、水2119を混合し、70〜75
℃で2時間撹拌した後、p−オクチルオキシアセトフェ
ノン24.8g(0,1量oN)−ジオキサン(80量
り)の溶液を加えた。2時間還流後冷却し、析出した金
属セレンをろ過した。ろ液にジアミノマレオニトリル1
0.8g(0,1量oN) 、酢酸3.hNを加え、9
0〜93℃で2時間還流した。反応後冷却しろ過した後
、ろ液を濃縮し粗生成物を得た。ヘキサンから再結晶後
、27.2g  (82%収率)の生成物を得た。融点
78℃。
Synthesis Example 1 5-(p-octyloxyphenyl)pyrazine-2-carboxylic acid p-octyloxyphenyl ester dioxide-
1! L/711.4g (0.1 amount oN), dioxane ioo 9 and water 2119 were mixed, 70~75
After stirring for 2 hours at <0>C, a solution of 24.8 g (0.1 weight oN) p-octyloxyacetophenone-dioxane (80 weight) was added. After refluxing for 2 hours, the mixture was cooled and precipitated metallic selenium was filtered. Add 1 diaminomaleonitrile to the filtrate.
0.8g (0.1 amount oN), acetic acid 3. Add hN, 9
It was refluxed at 0-93°C for 2 hours. After the reaction was cooled and filtered, the filtrate was concentrated to obtain a crude product. After recrystallization from hexane, 27.2 g (82% yield) of product was obtained. Melting point: 78°C.

IRp cta−’ : 2245 (C= N) 。IRpcta-': 2245 (C=N).

元素分析 C2o H22N4 Qとして計算値: C
71,83H8,83N 18.75実測値: C72
,02H6,75N 16.555−(p−オクチルオ
キシフェニル)ピラジン−2,3−ジカルボニトリル(
8,7g、 0.028mo12)を水酸化ナトリウム
(15g、 0.375mofり一水(800mJ2)
の溶液中に入れ、95℃で3時間撹拌した0反応後、濃
塩酸を加えて反応液を酸性にして、析出物をろ過した。
Elemental analysis C2o H22N4 Calculated value as Q: C
71,83H8,83N 18.75 Actual value: C72
,02H6,75N 16.555-(p-octyloxyphenyl)pyrazine-2,3-dicarbonitrile (
8.7g, 0.028mol12) of sodium hydroxide (15g, 0.375mof water (800mJ2)
After the reaction was stirred at 95° C. for 3 hours, the reaction solution was made acidic by adding concentrated hydrochloric acid, and the precipitate was filtered.

 80m1の水で5回洗浄し、真空乾燥後8.1g (
84%収率)の生成物を得た。エタノール−水から再結
晶後、融点183℃、 IRy cm−1: 3400
〜2550(OH)、 1730.1895(C−0)
 。
After washing 5 times with 80ml of water and vacuum drying, 8.1g (
A product with a yield of 84% was obtained. After recrystallization from ethanol-water, melting point 183°C, IRy cm-1: 3400
~2550 (OH), 1730.1895 (C-0)
.

元素分析 GzoH2nN205として計算値: C8
4,50Hf3.50 N 7.52実測値: C84
,52H6,70N 7.385−(p−オクチルオキ
シフェニル)ピラジン−2,3−γ゛カルボン酸 8.
1g、 0.0218 m0J2)をジクロルベンセン
(100mN)中に入れ油浴を 160℃に設定して3
.5時間撹拌した。−夜放置後析出物をろ過し、ヘキサ
ン80mfiで2゛回范浄後、4.1gの生成物を得た
。エタノール−水から再結晶後、融点185℃、分解点
1!i0℃、 IRy cm−l : 3400〜25
00(OH)、 1680(C=0) 。
Elemental analysis Calculated value as GzoH2nN205: C8
4,50Hf3.50N 7.52 Actual value: C84
,52H6,70N 7.385-(p-octyloxyphenyl)pyrazine-2,3-γ゛carboxylic acid 8.
1 g, 0.0218 m0J2) in dichlorobenzene (100 mN), set the oil bath to 160°C, and heated.
.. Stirred for 5 hours. - After standing overnight, the precipitate was filtered and washed 2 times with 80 mfi of hexane to obtain 4.1 g of product. After recrystallization from ethanol-water, melting point is 185°C, decomposition point is 1! i0℃, IRy cm-l: 3400-25
00 (OH), 1680 (C=0).

元素分析 C1qH2aN203として、計算値: C
H,49H7,37N 8.53実測値: C89,E
t5 H7,35N 8.38(IT)エステル化 5−(p−オクチルオキシフェニル)ピラジン−2−カ
ルボン@ (4,10g、 0.0125moN)を塩
化チオニル80IILl中に入れ、2時間還流した0反
応後、過剰の塩化チオニルを減圧留去し、残留物をトル
エン250 mlに溶解した。トルエン溶液を水70■
2で4回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥□後、溶媒を
留去した。残留物をヘキサンで洗浄し、アセトン(10
0層N)中に入れ、5℃に冷却下、撹拌しなからp−オ
クチルオキシフェノール1.77g  (7,913m
moR) 、水酸化ナトリウム0.38g(9層oR)
、水10■2およびアセトン20mjlの混合溶液を2
5分間かけて滴下した。その後、5℃で2時間撹拌した
後、反応溶液をろ過した。沈澱物をトルエン(400m
N )に溶解し、0.5規定水酸化ナトリウム水溶液1
50mNで洗浄し、さらに水200mjlで3回洗浄し
た0次にトルエン溶液を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶
媒を留去した。残留物をヘキサンで洗浄し、トルエン−
ヘキサンで再結晶後、1.98g(29%収率)の生成
物を得た。
Elemental analysis Calculated value as C1qH2aN203: C
H,49H7,37N 8.53 Actual value: C89,E
t5 H7,35N 8.38 (IT) Esterification 5-(p-octyloxyphenyl)pyrazine-2-carvone @ (4,10 g, 0.0125 moN) was placed in 80 IILl of thionyl chloride and refluxed for 2 hours. Thereafter, excess thionyl chloride was distilled off under reduced pressure, and the residue was dissolved in 250 ml of toluene. Add toluene solution to 70 ml of water
The solution was washed four times with 2 and dried over magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off. The residue was washed with hexane and acetone (10
P-octyloxyphenol 1.77g (7,913m
moR), sodium hydroxide 0.38g (9 layers oR)
, a mixed solution of 10 ml of water and 20 mjl of acetone.
It was added dropwise over 5 minutes. Then, after stirring at 5°C for 2 hours, the reaction solution was filtered. The precipitate was dissolved in toluene (400 m
N ) and 0.5N aqueous sodium hydroxide solution 1
The toluene solution was washed with 50 mN and further washed three times with 200 mjl of water, and then dried over magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off. The residue was washed with hexane and toluene-
After recrystallization from hexane, 1.98 g (29% yield) of product was obtained.

IRy cm−1: 1730(C−0) 。IRy cm-1: 1730 (C-0).

元素分析 033 Ha 4 N20sとして、計算値
: C74,40H8゜33N5.213実測値: C
74,55H8,51N S−09MMRδ ppm(
CDCIx):  9.4G(d、IH,J−1,5H
z)、  9.15(d、LH,J=1.5Hz)、 
8.11(d、2H)。
Elemental analysis Calculated value as 033 Ha 4 N20s: C74,40H8°33N5.213 Actual value: C
74,55H8,51N S-09MMRδ ppm (
CDCIx): 9.4G (d, IH, J-1, 5H
z), 9.15 (d, LH, J=1.5Hz),
8.11(d, 2H).

7.08(d、2)1)、 7.18(d、2H)、 
8.90(d、2H)、 4.04(t、2H)、 3
.H(t。
7.08 (d, 2) 1), 7.18 (d, 2H),
8.90 (d, 2H), 4.04 (t, 2H), 3
.. H(t.

2H)、 1.130〜0.70(口、30H) 。2H), 1.130-0.70 (mouth, 30H).

合成例2〜18 実施例1と同様にして、表1に示した化合物を得た。Synthesis examples 2 to 18 In the same manner as in Example 1, the compounds shown in Table 1 were obtained.

上記合成例1−19で得た化合物の元素分析の結果を表
2に、モして相転移温度を表3に示す。
Table 2 shows the results of elemental analysis of the compound obtained in Synthesis Example 1-19, and Table 3 shows the phase transition temperature.

表  3 48″G    58°0   94°G結晶=#S■
Cψ=SIIA==等方相−COOCH2CHC2H5 ;11; 171.0@CI74.2@C ←−一−コレステリック相←−= 等A相88.8@0
  80.2°C183,56C結晶==SmC6=コ
レステリック相;=コ等方相76°C88,lll”C
155,46C結晶;=SIC傘=コレステリック相□
等方相112°C131°C □コレステリック相===等方相 表  4 (A)コレステリルプロピオネート CB)コレステリルノナネート (C)コレステリルパルミテート ??”C83@C 結晶;=ニコレステリック相===等方相(D)コレス
テリルノナネート 4−(2’−メチルブチル)−4’−シアノビフェニル
−シアノビフェニル −(2−メチルブチル)アニリン −へキシルオキシアゾベンゼン これらの材料を用いて素子を構成する場合、液晶化合物
がSac”、S+sl”、SsJ”、 SmK串、 S
+sGe、 SmF”又はSmH”相となるような温度
状態に保持する為。
Table 3 48″G 58°0 94°G crystal = #S■
Cψ=SIIA==Isotropic phase-COOCH2CHC2H5 ;11; 171.0@CI74.2@C ←-1-Cholesteric phase←-= IsoA phase 88.8@0
80.2°C183,56C crystal==SmC6=Cholesteric phase;=Co-isotropic phase76°C88,1ll”C
155,46C crystal; = SIC umbrella = cholesteric phase □
Isotropic phase 112°C131°C □Cholesteric phase === Isotropic phase table 4 (A) Cholesteryl propionate CB) Cholesteryl nonanate (C) Cholesteryl palmitate? ? "C83@C Crystal; = Nicolesteric phase = = Isotropic phase (D) Cholesteryl nonanate 4-(2'-methylbutyl)-4'-cyanobiphenyl-cyanobiphenyl-(2-methylbutyl)aniline-hexyloxy Azobenzene When an element is constructed using these materials, the liquid crystal compound is Sac'', S+sl'', SsJ'', SmK skewer, S
+sGe, SmF" or SmH" phase.

必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた銅ブロック
等により支持することができる。
If necessary, the element can be supported by a copper block or the like in which a heater is embedded.

第1図は1強誘電性液晶の動作説明のために、セルの例
を模式的に描したものである。21aと。
FIG. 1 schematically depicts an example of a cell for explaining the operation of a ferroelectric liquid crystal. 21a and.

21bは、l11203 、5n02あるいはITO(
Indium−TinOxide )等の薄膜からなる
透明電極で被覆された基板(ガラス板)であり、その間
に液晶分子層22がガラス面に垂直になるよう配向した
5raC”相又は5s)I”相の液晶が封入されている
。太線で示した線23が液晶分子を表わしており、この
液晶分子23はその分子に直交した方向に双極子モーメ
ント(P工)24を有している。基板21aと21b上
の電極間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分
子23のらせん構造がほどけ、双極子モーメント(Pよ
)24がすべて電界方向に向くよう、液晶分子23は配
向方向を変えることができる。液晶分子23は、細長い
形状を有しており、その長袖方向と短軸方向で屈折率異
方性を示し、従って例えばガラス面の上下に互いにクロ
スニコルの偏光子を置けば、電圧印加極性によって光ア
特性が変わる液晶光学変調素子となることは、容易に理
解される。
21b is l11203, 5n02 or ITO (
A substrate (glass plate) coated with a transparent electrode made of a thin film such as Indium-TinOxide (Indium-TinOxide), etc., between which a 5raC" phase or 5s)I" phase liquid crystal is oriented such that a liquid crystal molecular layer 22 is perpendicular to the glass surface. is included. A thick line 23 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 23 has a dipole moment (P) 24 in a direction perpendicular to the molecule. When a voltage higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 21a and 21b, the helical structure of the liquid crystal molecules 23 is unraveled, and the liquid crystal molecules 23 are aligned in the direction such that all the dipole moments (P) 24 are directed in the direction of the electric field. can be changed. The liquid crystal molecules 23 have an elongated shape and exhibit refractive index anisotropy in the long axis direction and the short axis direction. Therefore, for example, if crossed Nicol polarizers are placed above and below the glass surface, the polarity of the applied voltage changes. It is easily understood that this is a liquid crystal optical modulation element whose optical characteristics change.

本発明の液晶素子で好ましく用いられる液晶セルは、そ
の厚さを充分に薄く(例えば10g以下)することがで
きる、このように液晶層が薄くなるにしたがい、第2図
に示すように電界を印加していない状態でも液晶分子の
らせん構造がほどけ非らせん構造を採り、その双極子モ
ーメン)Paまたはpbは上向き(34a )又は下向
き(34b )のどちらかの状態をとる。このようなセ
ルに、第2図に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電
界Ea又はEbを電圧印加手段31aと31bにより付
与すると、双極子モーメントは、電界Ea又はEbの電
界ベクトルに対応して上向き34a又は下向き34bと
向きを変え、それに応じて液晶分子は、第1の安定状態
33aかあるいは第2の安定状態33bの何れか1方に
配向する。゛ このような強誘電性を光学変調素子として用いることの
利点は、先にも述べたが2つある。その第1は、応答速
度が極めて速いことであり、第2は液晶分子の配向が双
安定性を有することである。第2の点を、例えば第2図
によって更に説明すると、電界Eaを印加すると液晶分
子は第1の安定状態33aに配向するが、この状態は電
界を切っても安定である。又、逆向きの電界Ebを印加
すると、液晶分子は第2の安定状態33bに配向してそ
の分子の向きを変えるが、やはり電界を切ってもこの状
態に留まっている。又、与える電界Eaが一定の闇値を
越えない限り、それぞれの配向状態にやはり維持されて
いる。このような応答速度の速さと、双安定性が有効に
実現されるにはセルとしては出来るだけ薄い方が好まし
い。
The liquid crystal cell preferably used in the liquid crystal element of the present invention can be made sufficiently thin (for example, 10 g or less).As the liquid crystal layer becomes thinner, the electric field can be reduced as shown in FIG. Even when no voltage is applied, the helical structure of the liquid crystal molecules unwinds and assumes a non-helical structure, and its dipole moment (Pa or pb) is either upward (34a) or downward (34b). When an electric field Ea or Eb of different polarity above a certain threshold value is applied to such a cell by the voltage applying means 31a and 31b as shown in FIG. 2, the dipole moment corresponds to the electric field vector of the electric field Ea or Eb. Then, the liquid crystal molecules are oriented in either the first stable state 33a or the second stable state 33b. As mentioned earlier, there are two advantages to using such ferroelectricity as an optical modulation element. The first is that the response speed is extremely fast, and the second is that the alignment of liquid crystal molecules has bistability. To further explain the second point with reference to FIG. 2, for example, when the electric field Ea is applied, the liquid crystal molecules are oriented in the first stable state 33a, and this state remains stable even when the electric field is turned off. When an electric field Eb in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are oriented to a second stable state 33b and change their orientation, but they remain in this state even after the electric field is turned off. Further, as long as the applied electric field Ea does not exceed a certain darkness value, each orientation state is maintained. In order to effectively realize such fast response speed and bistability, it is preferable that the cell be as thin as possible.

この様な強誘電性を有する液晶で素子を形成するに当た
って最も問題となるのは、先にも述べたように、 Sq
C・、SsI”、SmJ”%SmK”、SmG”、 S
mF”又はSmH・相を有する層が基板面に対して垂直
に配列し且つ液晶分子が基板面に略平行に配向した、モ
ノドメイン性の高いセルを形成することが困難なことで
あり、この点に解決を与えることが本発明の主要な目的
である。
As mentioned earlier, the biggest problem in forming devices using liquid crystals with such ferroelectricity is Sq
C., SsI”, SmJ”%SmK”, SmG”, S
It is difficult to form a highly monodomain cell in which the layer having the mF" or SmH phase is aligned perpendicular to the substrate surface and the liquid crystal molecules are aligned approximately parallel to the substrate surface. It is the main objective of the present invention to provide a solution to this point.

第3図(A)と(B)は、本発明の液晶素子の一実施例
を示している。第3図(A)は、本発明の液晶素子の平
面図で、第3図(B)はそのA−A ’断面図である。
FIGS. 3(A) and 3(B) show an embodiment of the liquid crystal element of the present invention. FIG. 3(A) is a plan view of the liquid crystal element of the present invention, and FIG. 3(B) is a cross-sectional view taken along the line AA'.

第3図で示すセル構造体100は、ガラス板又はプラス
チック板などからなる一対の基板101aと101bを
スペーサ104で所定の間隔に保持され、この一対の基
板をシーリングするために接着剤108で接着したセル
構造を有しており、さらに基板101の上には複数の透
明電極102からなる電極群(例えば、マトリクス電極
構造のうちの走査電圧印加用電極群)が例えば帯状パタ
ーンなどの所定パターンで形成されている。基板101
bの上には前述の透明電極102aと交差させた複数の
透明電極102bからなる電極群(例えば、マトリクス
電極構造のうちの信号電圧印加用電極群)が形成されて
いる。
In the cell structure 100 shown in FIG. 3, a pair of substrates 101a and 101b made of glass plates or plastic plates are held at a predetermined distance by spacers 104, and are bonded with an adhesive 108 to seal the pair of substrates. Further, on the substrate 101, an electrode group (for example, an electrode group for applying a scanning voltage in a matrix electrode structure) consisting of a plurality of transparent electrodes 102 is arranged in a predetermined pattern such as a strip pattern. It is formed. Substrate 101
An electrode group (for example, a signal voltage application electrode group in a matrix electrode structure) is formed on the transparent electrode 102a and the plurality of transparent electrodes 102b intersecting with the transparent electrode 102a.

この様な透明電極102bを設けた基板101bには、
例えば、−酸化硅素、二酸化硅素、酸化アルミニウム、
ジルコニア、フッ化マグネシウム、酸化セルラム、フッ
化セリウム、シリコン窒化物、シリコン炭化物、ホウ素
窒化物などの無機絶縁物質やポリビニルアルコール、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポ
リパラキシリレン、ボリエスル、ポリカーボネート、ポ
リビニルアセクール、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポ
リスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹
脂やアクリル樹脂などの有機絶縁物質を用いて被膜形成
した配向制御膜105を設けることができる。
The substrate 101b provided with such a transparent electrode 102b has
For example - silicon oxide, silicon dioxide, aluminum oxide,
Inorganic insulating materials such as zirconia, magnesium fluoride, cellulum oxide, cerium fluoride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylylene, polyester, polycarbonate, polyvinyl The alignment control film 105 may be formed using an organic insulating material such as acecool, polyvinyl chloride, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin, or acrylic resin.

この配向制御膜105は、前述の如き無機絶縁物質又は
有機絶縁物質を被膜形成した後に、その表面をビロード
、布や紙で一方向に摺擦(ラビング)することによって
得られる。
The orientation control film 105 is obtained by forming a film of an inorganic insulating material or an organic insulating material as described above, and then rubbing the surface of the film in one direction with velvet, cloth, or paper.

本発明の別の好ましい具体令では、SiOや5i02な
どの無機絶縁物質を基板101bの上に斜め蒸着法によ
って被膜形成することによって、配向制御膜105を得
ることができる。
In another preferred embodiment of the present invention, the alignment control film 105 can be obtained by forming a film of an inorganic insulating material such as SiO or 5i02 on the substrate 101b by oblique vapor deposition.

第5図に示された装置に於てペルジャー501は吸出口
505を有する絶縁基板503上に載置され、前記吸出
口505から伸びる(図示されていない)真空ポンプに
よりペルジャー501が真空にされる。タングステン製
又はモリブデン製のるつぼ507はペルジャー501の
内部及び底部に配置され、るつぼ507には数グラムの
SiO、5i02、MgF2などの結晶508が載置さ
れる。るつぼ507は下方の2つのアーム5G7a、 
50?bを有し、前記アームは夫々導線509 、51
0に接続される。電源50B及びスイッチ504がペル
ジャー501の外部導線509.510間に直列に接続
される。基板502はペルジャー501の内部でるつぼ
507の真上にペルジャー501の垂直軸に対しθの角
度を成して配置される。
In the apparatus shown in FIG. 5, a Pel jar 501 is placed on an insulating substrate 503 having a suction port 505, and a vacuum pump (not shown) extending from the suction port 505 evacuates the Pel jar 501. . A crucible 507 made of tungsten or molybdenum is placed inside and at the bottom of the Pel jar 501, and several grams of crystal 508 of SiO, 5i02, MgF2, etc. is placed in the crucible 507. The crucible 507 has two lower arms 5G7a,
50? b, and the arms have conductive wires 509 and 51, respectively.
Connected to 0. A power supply 50B and a switch 504 are connected in series between external conductors 509, 510 of Pelger 501. Substrate 502 is positioned inside Pelger 501 directly above crucible 507 at an angle θ with respect to the vertical axis of Pelger 501 .

スイッチ504が開放されると、ペルジャー501はま
ず約101m鳳Hg圧の真空状態にされ、次にスイッチ
504が閉じられて、るつぼ507が適温で白熱して結
晶508が蒸発されるまで電源506を調節して電力が
供給される。適温範囲(700−1000℃)に対して
必要な電流は約100a■psである。結晶508は次
に蒸発され図中Sで示された上向きの分子流を形成し、
流体Sは、基板502に対してθの角度を成して基板5
02上に入射され、この結果基板5G2が被覆される。
When the switch 504 is opened, the Pelger 501 is first brought into a vacuum state of about 101 m Hg pressure, and then the switch 504 is closed and the power supply 506 is turned on until the crucible 507 becomes incandescent at a suitable temperature and the crystal 508 is evaporated. Power is supplied in a regulated manner. The required current for a suitable temperature range (700-1000°C) is about 100 aps. The crystal 508 is then evaporated to form an upward molecular stream indicated by S in the figure.
The fluid S is directed toward the substrate 502 at an angle θ with respect to the substrate 502.
02, and as a result, the substrate 5G2 is covered.

角度θは上記の“入射角”であり、流体Sの方向は上記
の“斜め蒸着方向”である、この被膜の膜厚は基板50
2をペルジャー501に挿入する前に行なわれる装置の
時間に対する厚みのキャリブレーションにより決定され
る。適宜な厚みの被膜が形成されると電源50Bからの
電力を減少させ、スイッチ504を開放してペルジャー
501とその内部を冷却する0次に圧力を大気圧まで上
げ基板502をペルジャー501から取り外す。
The angle θ is the above-mentioned "incident angle", the direction of the fluid S is the above-mentioned "oblique deposition direction", and the film thickness of this film is the same as that of the substrate 50.
2 into the Pelger 501 by a time-based thickness calibration of the device. When a film of appropriate thickness is formed, the power from the power source 50B is reduced, the switch 504 is opened to cool the Pel jar 501 and its interior, and the pressure is increased to atmospheric pressure to remove the substrate 502 from the Pel jar 501.

また、別の具体例ではガラス又はプラスチックからなる
基板101bの表面あるいは基板101bの上に前述し
た無機絶縁物質や有機絶縁物質を被膜形成した後に、該
被膜の表面を斜方エツチング法によりエツチングするこ
とにより、その表面に配向制御効果を付与することがで
きる。
In another specific example, after forming a film of the above-mentioned inorganic insulating material or organic insulating material on the surface of the substrate 101b made of glass or plastic or on the substrate 101b, the surface of the film is etched by an oblique etching method. Accordingly, an orientation control effect can be imparted to the surface.

前述の配向制giIII105は、同時に絶縁膜として
も機能させることが好ましく、このためにこの配向制御
膜105の膜厚は一般に100A−1牌、好ましくは5
00 A〜5000Aの範囲に設定することができる。
It is preferable that the above-mentioned orientation control gIII 105 also function as an insulating film at the same time, and for this purpose, the film thickness of this orientation control film 105 is generally 100A-1, preferably 5.
It can be set in the range of 00A to 5000A.

この絶縁膜は、液晶層103に微量に含有される不純物
等のために生ずる電流の発生を防止できる利点をも有し
ており、従って動作を繰り返し行なっても液晶化合物を
劣化させることがない。
This insulating film also has the advantage of being able to prevent the generation of current caused by trace amounts of impurities contained in the liquid crystal layer 103, and therefore does not deteriorate the liquid crystal compound even if the operation is repeated.

また、本発明の液晶素子では前述の配向制御膜105と
同様のものをもう一方の基板101に設けることができ
る。
Further, in the liquid crystal element of the present invention, a film similar to the above-described alignment control film 105 can be provided on the other substrate 101.

第3図に示すセル構造体100の中の液晶層103は、
 Sac傘、 SmH”、 SmH拳、 SmJ”、 
SmK−1SmGψ、  SmF拳とすることができる
。このカイラルスメクテイツク相の液晶層103は、ス
メクテイック相より高温側の相、例えばコレステリック
相(カイラルネマチック相)、ネマチック相、等吉相か
らの徐冷(1℃〜10℃/時間)による降温過程でSm
A  (スメクティックA相)に相転移され、さらに徐
冷による降温過程でカイラルスメクティック相に相転移
されることによって形成されるか、又はS履Aを経ずに
コレステリック相などからカイラルスメクティック相に
相転移させて形成されることができる。
The liquid crystal layer 103 in the cell structure 100 shown in FIG.
Sac umbrella, SmH", SmH fist, SmJ",
It can be SmK-1SmGψ, SmF fist. The liquid crystal layer 103 of the chiral smectic phase is formed by a temperature decreasing process by slow cooling (1° C. to 10° C./hour) from a phase on the higher temperature side than the smectic phase, such as a cholesteric phase (chiral nematic phase), a nematic phase, and an etcetera phase. DeSm
It is formed by phase transition to A (smectic A phase) and then phase transition to chiral smectic phase in the temperature decreasing process by slow cooling, or it is formed by phase transition from cholesteric phase etc. to chiral smectic phase without going through S A. It can be formed by transfer.

本発明で重要な点は、徐冷による降温過程で前述の液晶
を用いた時に、モノドメインのスメクティック相を形成
することができる′−【て”ある。
An important point in the present invention is that a monodomain smectic phase can be formed when the above-mentioned liquid crystal is used in the temperature decreasing process by slow cooling.

本発明で用いる液晶組成物としては、降温過程において
等吉相−コレステリツク相−SmA−カイラルスメクテ
ィック相1等方相−コレスデリック相−カイラルスメク
ティック相あるいは等吉相−SmA−カイラルスメクテ
ィック相と相転移させる組成分とすることができる。
The liquid crystal composition used in the present invention is a composition that undergoes a phase transition between an isotropic phase, a cholesteric phase, SmA, and a chiral smectic phase during a temperature cooling process. It can be done in minutes.

第4図は、本発明の液晶素子の別の具体例を表わしてい
る。第4図で示す液晶素子は、一対の基板101aと1
01bの間に複数のスペーサ部材203が配置されてい
る。このスペーサ部材203は、例えば配向制御膜10
5が設けられている基板101aの上にSiO、5i0
2. AUz03. TiO2などの無機化合物あるい
はポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリエステルイミド、ポリパラキシリレン、ポリエ
ステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポ
リ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチ
レン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂、ア
クリル樹脂やフォトレジスト樹脂などの樹脂類を適当な
方法で被膜形成した後に、所定の位置にスペーサ部材2
03が配置される様にエツチングすることによって得る
ことができる。
FIG. 4 shows another specific example of the liquid crystal element of the present invention. The liquid crystal element shown in FIG. 4 consists of a pair of substrates 101a and 1
A plurality of spacer members 203 are arranged between 01b. This spacer member 203 is, for example, the alignment control film 10
SiO, 5i0 on the substrate 101a where 5 is provided
2. AUz03. Inorganic compounds such as TiO2, polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylylene, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, Yulia resin, After forming a film of resin such as acrylic resin or photoresist resin by an appropriate method, spacer member 2 is placed in a predetermined position.
It can be obtained by etching so that 03 is arranged.

この様なセル構造体100は、基板101aと101b
の両側にはクロスニコル状態又はパラレルニコル状態と
した偏光子107と108がそれぞれ配置されて、電極
102aと102bの間に電圧を印加した時に光学変調
を生じることになる。
Such a cell structure 100 includes substrates 101a and 101b.
Polarizers 107 and 108 in a crossed nicol state or a parallel nicol state are arranged on both sides of the electrodes 102a and 102b, respectively, and optical modulation occurs when a voltage is applied between the electrodes 102a and 102b.

[実施例] 以下、本発明を実施例に従って説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be explained according to examples.

実施例1 ピッチ100 graで幅Ei2.5gmのストライブ
状のITO膜を電極として設けた正方形状ガラス基板を
用意し、これの電極となるI丁0膜が設けられている側
を下向きにして第5図に示す斜め蒸着装置にセットし、
次いでモリブデン製るつぼ内に5i02の結晶をセット
した。しかる後に蒸着装置内を1O−5Torr程度の
真空状態としてから、所定の方法でガラス基板上に5i
02を斜め蒸着し、800 Aの斜め蒸着膜を形成した
(A電極板)。
Example 1 A square glass substrate was prepared on which a striped ITO film with a pitch of 100 gra and a width Ei of 2.5 gm was provided as an electrode, and the side on which the ITO film serving as the electrode was placed faced downward. Set it in the oblique evaporation device shown in Figure 5,
Next, 5i02 crystals were set in a molybdenum crucible. After that, the inside of the vapor deposition apparatus is made into a vacuum state of about 1O-5 Torr, and 5i is deposited on the glass substrate using a predetermined method.
02 was obliquely deposited to form an obliquely deposited film of 800 A (electrode plate A).

一方、同様のストライプ状の1丁0膜が形成されたガラ
ス基板上にポリイミド形成溶液(日立化成工業■製のr
PrQJ:不揮発分濃度14.5wt%)をスピナー塗
布機で塗布し、120℃で30分間加熱した後、200
℃で80分さらに350℃で30分間加熱を行なって8
00Aの被膜を形成した(B電極板)。
On the other hand, a polyimide forming solution (r
PrQJ (non-volatile content concentration 14.5 wt%) was applied using a spinner coater, heated at 120°C for 30 minutes, and then
80 minutes at 350 degrees Celsius, then heated for 30 minutes at 350 degrees Celsius.
A coating of 00A was formed (B electrode plate).

次いでA電極板の周辺部に注入口となる個所を除いて熱
硬化型エポキシ接着剤をスクリーン印刷法によって塗布
した後に、A電極板とB電極板のストライプ状パターン
電極が直交する様に重ね合せ、2枚の電極板の間隔をポ
リイミドスペーサで2JL鵬に保持した。
Next, a thermosetting epoxy adhesive is applied to the periphery of the A electrode plate except for the area that will become the injection port using a screen printing method, and then the striped pattern electrodes of the A electrode plate and the B electrode plate are overlapped so that they are perpendicular to each other. The distance between the two electrode plates was maintained at 2JL using a polyimide spacer.

こうして作成したセル内に等吉相となっている前述の2
−メチルブチルオ、キシフェニル−5−(オクチルオキ
シフェニル)ピラジン−2−カーボネートを注入口から
注入し、その注入口を封口した。このセルを徐冷によっ
て降温させ、温度を125℃で維持させた状態で、一対
の偏光子をクロスニコル状態で設けてから顕微鏡観察し
たところ、非らせん構造を採り、配向欠陥のないモノド
メインの5taC”が形成されていることが判明した。
The above-mentioned 2 which is in Tokichi phase in the cell created in this way
-Methylbutylo,xyphenyl-5-(octyloxyphenyl)pyrazine-2-carbonate was injected through the injection port, and the injection port was sealed. When this cell was cooled slowly and maintained at 125°C, a pair of polarizers were installed in a crossed nicol state, and microscopic observation revealed that it had a non-helical structure and was a monodomain with no orientation defects. 5taC'' was found to be formed.

又。or.

125℃において電界応答を測定したところ50Vにて
l W116C以下の応答が得られた。また40Vの直
流電界を10m5ec以上印加しても反転しないことか
らすぐれた閾値特性を持つこともわかった。
When the electric field response was measured at 125°C, a response of 1 W116C or less was obtained at 50V. It was also found that it had excellent threshold characteristics since it did not reverse even when a 40 V DC electric field was applied for 10 m5 ec or more.

実施例2 ピッチtoo IL■で幅62.5弘鳳のストライプ状
の1丁0電極を設けである正方形状ガラス基板を2枚用
意し、それぞれの基板上にポリイミド形成溶液(実施例
1と同様のもの)をスピンナー塗布機で塗布し、120
℃で30分間加熱をした後、200℃で60分さらに3
50℃で30分間加熱を行なって800Aのポリイミド
膜を形成した。
Example 2 Two square glass substrates were prepared with striped 1-0 electrodes with a pitch of too IL■ and a width of 62.5 mm, and a polyimide forming solution (same as in Example 1) was prepared on each substrate. ) with a spinner coater, 120
After heating at ℃ for 30 minutes, heat at 200℃ for 60 minutes for 3 more minutes.
Heating was performed at 50°C for 30 minutes to form a polyimide film of 800A.

この2枚の基板上に形成したポリイミド膜に。on the polyimide film formed on these two substrates.

それぞれ重ねた時にラビング方向が平行となり、且つス
トライプ状ITO電極が互に直交する様にしてビロード
によるラビング処理を施した。
The rubbing process with velvet was performed so that when stacked, the rubbing directions were parallel and the striped ITO electrodes were perpendicular to each other.

次いで、互いにラビング方向が平行となる様に2枚の基
板を重ね合せ、一方の基板の周辺部に注入口となる個所
を除いて熱硬化型エポキシ接着剤をスクリーン印刷法に
よって塗布した後に、2枚の基板を重ね合せ、2枚の基
板の間隔をポリイミドスペーサで2p層に保持した。
Next, the two substrates were stacked so that the rubbing directions were parallel to each other, and a thermosetting epoxy adhesive was applied to the periphery of one substrate by screen printing except for the area that would become the injection port. The two substrates were stacked on top of each other, and the distance between the two substrates was maintained at a 2p layer using a polyimide spacer.

こうして作成したポル内に等吉相となっている下記液晶
組成物A (20℃〜78℃でSac”を示した)を注
入口から注入し、その注入口を封口した。このセルを徐
冷によって降温させ、温度を40℃で維持させた状態で
、一対の偏光子をクロスニコル状態で設けてから、顕微
鏡観察したところ、配向欠陥のない非らせん構造を採り
、モノドメインのS履G會が形成されていることが判明
した。
The liquid crystal composition A shown below (which exhibited Sac'' at 20°C to 78°C) was injected into the thus prepared cell through the injection port, and the cell was sealed by slow cooling. After lowering the temperature and maintaining the temperature at 40°C, a pair of polarizers was placed in a crossed nicol state, and microscopic observation revealed that it had a non-helical structure with no orientation defects, and a monodomain S-G association. It was found that it was formed.

液AJLIL災A 24、Owt$ 80.8wt1 又、電界応答をしらべたところ20Vで1 rasec
以下であり良好なコントラストが得られた。
Liquid AJLIL Disaster A 24, Owt$ 80.8wt1 Also, when I checked the electric field response, it was 1 rasec at 20V.
Good contrast was obtained.

実施例3 光学活性基を構造上台まないが5llC相を示す本発明
のピラジン化合物とコレステリック相のみを示す液晶性
化合物を下記に示す組成で混合したところ(液晶組成物
B)、112〜171 ’Oで5IIC幸相を示した。
Example 3 When the pyrazine compound of the present invention, which does not have an optically active group in its structure but exhibits a 5llC phase, and a liquid crystal compound which exhibits only a cholesteric phase were mixed in the composition shown below (liquid crystal composition B), the composition was 112 to 171'. He showed good luck with 5IIC in O.

この液晶組成物Bを実施例2で用いた組成物Aに代えた
ほかは、実施例2と同様の方法で強誘電性液晶素子を作
成した。
A ferroelectric liquid crystal element was produced in the same manner as in Example 2, except that this liquid crystal composition B was replaced with composition A used in Example 2.

液晶組成物B 8.2wtX 91.8wt$ この強誘電性液晶素子を偏光顕微鏡で観察したところ、
配向欠陥を生じていない非らせん構造のモノドメインが
確認できた。
Liquid crystal composition B 8.2wtX 91.8wt$ When this ferroelectric liquid crystal element was observed with a polarizing microscope,
A non-helical monodomain with no orientation defects was confirmed.

又、184℃で応答をしらべたところIOVでlO諺S
ec以下と応答速度が速く良好なコントラストが得られ
た。
Also, when I checked the response at 184℃, IOV
The response speed was fast at less than ec, and good contrast was obtained.

実施例4 前記実施例2の液晶素子を作成した際に用いた液晶組成
物Aに代えて、10℃〜55℃でSac”となる下記液
晶組成物Cを用いた他は、実施例2と同様の方法で強誘
電性液晶素子を作成した。
Example 4 The same procedure as Example 2 was used, except that in place of the liquid crystal composition A used when creating the liquid crystal element of Example 2, the following liquid crystal composition C, which becomes Sac'' at 10°C to 55°C, was used. A ferroelectric liquid crystal device was created using a similar method.

10、Owt$ 72、Owt$ 18、Owt$ この強誘電性液晶素子を偏光顕微鏡で観察したところ、
配向欠陥を生じていない非らせん構造のモノドメインが
確認できた。
10, Owt$ 72, Owt$ 18, Owt$ When this ferroelectric liquid crystal element was observed with a polarizing microscope,
A non-helical monodomain with no orientation defects was confirmed.

又、この強誘電性液晶素子の電界応答をしらべたところ
20Vで1■sec以下と高速で応答しコントラストも
良好であった。
Further, when the electric field response of this ferroelectric liquid crystal element was examined, it was found that the response was as fast as 1 sec or less at 20 V, and the contrast was also good.

[発明の効果] 前記した様に、本発明によれば前述した特定の液晶を用
いることによって、配向欠陥の生じていないスメクティ
ック相を形成することができ、特に配向欠陥のない非ら
せん構造の強誘電性液晶相を形成することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by using the above-mentioned specific liquid crystal, it is possible to form a smectic phase with no alignment defects, and in particular, it is possible to form a smectic phase with no alignment defects. A dielectric liquid crystal phase can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、カイラルスメクティック液晶を用いた液晶素
子を模式的に示す斜視図である。第2図は、同液晶素子
の双安定性を模式的に示す斜視図である。第3図(A)
は、本発明の液晶素子を表わす平面図で、第3図(B)
はそのA−A ’断面図である。第4図は、本発明の液
晶素子の別の具体令を表わす断面図である。第5図は、
本発明の液晶素子を作成する際に用いる斜め蒸着装置を
模式的に表わす断面図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a liquid crystal element using chiral smectic liquid crystal. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the bistability of the liquid crystal element. Figure 3 (A)
is a plan view showing the liquid crystal element of the present invention, and FIG. 3(B)
is a sectional view taken along line A-A'. FIG. 4 is a sectional view showing another specific example of the liquid crystal element of the present invention. Figure 5 shows
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an oblique evaporation apparatus used when producing a liquid crystal element of the present invention.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一対の基板間に、下記一般式( I )で表わされ
る液晶化合物又は下記一般式( I )で表わされる化合
物を含有する液晶組成物を封入したセル構造をなし、前
記液晶化合物又は組成物のスメクティック相を該スメク
ティック相より高温側の相からの相転移により形成する
とともに、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板
の面が界面で接する分子軸方向を優先して一方向に配列
させる効果を有していることを特徴とする液晶素子。 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (上記一般式中Rは炭素原子数1〜18のアルキル基も
しくはアルコキシ基であり、mは0又は1であり、m=
0のときR′は炭素原子数1〜18のアルキル基であり
、m=1のときR′は炭素原子数1〜18のアルキル基
もしくはアルコキシ基を示す)
(1) A cell structure is formed in which a liquid crystal compound represented by the following general formula (I) or a liquid crystal composition containing a compound represented by the following general formula (I) is sealed between a pair of substrates, and the liquid crystal compound or composition is sealed between a pair of substrates. A smectic phase of the substance is formed by phase transition from a phase on a higher temperature side than the smectic phase, and the molecular axes of the surfaces of at least one of the pair of substrates are arranged in one direction with priority given to the direction of the molecular axis in contact with the interface. A liquid crystal element characterized by having an effect. General formula (I) ▲Mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) (In the above general formula, R is an alkyl group or alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, m is 0 or 1, and m=
When 0, R' is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and when m=1, R' is an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms.)
(2)一般式( I )のR′が光学活性な2−メチルブ
チル基である特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。
(2) The liquid crystal element according to claim 1, wherein R' in general formula (I) is an optically active 2-methylbutyl group.
(3)一般式( I )のR′が光学活性な2−メチルプ
トキシ基である特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。
(3) The liquid crystal element according to claim 1, wherein R' in general formula (I) is an optically active 2-methylptoxy group.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02173089A (en) * 1988-12-26 1990-07-04 Chisso Corp Rerroelectric liquid crystal composition
JPH08295884A (en) * 1996-02-29 1996-11-12 Hoechst Ag Smectic liquid crystal composition
US7751007B2 (en) 2003-06-04 2010-07-06 Hitachi Displays, Ltd. Display device and manufacturing method thereof

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