JPS6281484A - 温度補整効果のあるド−ピング剤を含有する液晶相およびその用途 - Google Patents

温度補整効果のあるド−ピング剤を含有する液晶相およびその用途

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JPS6281484A
JPS6281484A JP61228515A JP22851586A JPS6281484A JP S6281484 A JPS6281484 A JP S6281484A JP 61228515 A JP61228515 A JP 61228515A JP 22851586 A JP22851586 A JP 22851586A JP S6281484 A JPS6281484 A JP S6281484A
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chiral
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crystal phase
compounds
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ゲルト・ヘツプケ
フエオドール・エストライヒエル
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液晶ディスプレーにおいて用いられる電気光学的な効果
の特徴は一般に温度で変化する。このことから、特に多
様な方式で接続作動する場合に、作動温度を不所望にも
制限し得る困難が生じ得る。種々の電気光学的な効果の
場合、対掌性化合物をネマチック液晶に添加することに
よって現れるコレステリック螺旋構造のピッチへの温度
作用によって、電気光学的な特性の温度依存性が、有利
な影響を受けることができ、例えばコレステリック−ネ
マチック相転移効果、TN“捩しれネマチック(twi
sted nematic)’−セルおよび最近に捉案
された5llli“超捩じれ複屈折効果(supert
wisted birefringence effe
ct)”の場合に有利な影響を受は得る。公知の対♀性
ドーピング剤(dopan L)の殆どはネマチック相
において、温度の上昇につれ−ζピッチを増加せしめ、
一方所望の温度に補整する為には多かれ少なかれピンチ
を顕著に低下さセる必要がある。
ドイツ特許第2.827.471 号明細書(−米国特
許第4,264,148号明細書)から【、[、二種類
の貢t「っだ対掌性ドーピング剤をネマチック−キャリ
アー材料に添加することが公知であり、この場合、対掌
性ドーピング剤の一種類は右方向の捩じれをそしてもう
一種類【よ左方向の捩じれを発生させる。確かにか\る
1゛−ピング刑によってピッチの減少は達成されるが、
か−る効果を達成する為に、他の物質パラメーターにマ
イナスの影響をもたらす程に比較的に高い全体濃度が必
要である。
それ故に本発明の課題は、一方においては温度補整の最
適化を簡単にし、またもう一方では僅かな全体量のドー
ピング剤しか必要としないように、液晶のドーピングを
達成することである。
本発明は、少なくとも二種類の対掌性化合物を含有する
公知の捩じれ性液晶相から出発する。
本発明の液晶相は、螺旋反転のある少なくとも一種類の
対掌性化合物および高い捩じれ能力のある少なくとも一
種類の他の対掌性化合物を含有することを特徴とする。
“捩じれ性液晶相”なる言葉は、ネマチック相、コレス
テリック相、傾斜した(“tilted”)スメクチッ
ク相、特にスメクチックC(Scまたは5liC)相を
意味している。“螺旋反転(tlelix−inver
s 1on) ”のある化合物は、特定の反転温度・に
おいて捩じれの方向が変わり、その際この場=3− 合には、この反転温度がそれぞれの液晶相の同化温度と
清澄点との間にあることに特徴がある。
市販の液晶相を用いる場合にはこの反転温度は特に−4
0〜+200℃、殊に一20〜+140℃の温度範囲を
意味する。
対掌性化合物の第二の群は高い捩じれ能力を有しており
、即ち、カミる化合物は捩じれ能力の逆値に相当する積
ρ・c  (p・生じる螺旋構造のピッチ(μm)、C
=対掌性ドーピング剤の濃度(重量%)〕が8より小さ
く、特に0.5〜6である。特に有利な実施形態におい
では、対T性化合物のか\る第二の群が、温度変化のも
とて実質的に無関係のピッチを未だ有している。即ち、
−mにに当たJQ1χ〜lχ。の範囲にあるピンチの増
加がこの化合物の場合には特に3χ。より少ない。
対掌性ドーピング剤の本発明に従う特別な組合せによっ
て、匹敵する温度関数のもとで、(後記の実施例および
比較例からも判るように)−従来技術の標準的なドーピ
ングに匹敵する一−−少なくとも3〜4の係数(Fak
tor)だけ大きい捩j)れ能力が達成できる。か覧る
量的に少ないドーピングによって、基礎となる捩しれ性
液晶相のその他のパラメータ(物質特性)に僅かな程度
しか影響しないことが保証される。
本発明の捩じれ性液晶相は3〜28、殊に3〜15の成
分より成り、その中には本発明に従う対掌性ドーピング
剤の少なくとも一種類づつが含まれる。他の成分は、ネ
マチック相、コレステリック相および/または傾斜した
スメクチック相を生ずる公知の化合物から選択するのが
有利である。これらには例えば、シッフ塩基、ビフェニ
)I、類、9−フェニル類、フェニルシクロヘキサン類
、シクロへキシルビフェニル類、ピリミジン類、桂皮酸
エステル、コレステリンエステル、p−フルキル安息香
酸の末端極性の種々の橋架は多核エステルがある。一般
に市販の液晶相は対掌性ドーピング剤を添加する以前に
既に、種々の成分の混合物として存在しており、それら
成分の少なくとも一種類はメソゲニックであリ、即ち誘
導されたイに熊またば特定の共成分との混合状態の化合
物として液晶相を生じる〔−少なくとも双変性(ena
tfotropec) (清澄点〉溶融温炭)またはモ
ノドロピンク(II+onotropic)なく清澄点
く溶融温度)メソ相形成が予想される〕。
螺旋反転のある対掌性I″−ピング剤は、メソゲニック
−カルボン酸と対掌性ブタンジオール−(2,3)およ
び/または対掌性ブ11パンジオール−(2,3)より
成るジエステルを特に挙げることができ、その際炭素原
子2および3の所の対掌中心が場合によってはアルキレ
ン基(特に炭素原子数1〜4のもの)によって中断され
ていてもよい(特にドイツ特許出願公開第3.333,
677号明細書)。螺旋反転のある適する化合物の例に
は以下のものがある: 2.3−ビス−(4−()ランス−4−n−ペンチル−
シクロヘキシル)−ベンゾイルオキシラーブタン、2.
3−ビス−(4−()ランス−4−n−ヘプチル−シク
ロヘキシル)−ベンゾイルオキシラーブタン、2.3−
ビス−(4−(4−n−へキシルオキシ−ヘンジイルオ
キシ)−ベンゾイルオキシラーブタン、2゜3−ビス−
(4’−トランス−n−ペンチル−シクロへキシル−4
−ジフェニル−カルボニルオキシ)−ブタン、2.3−
ビス−(4’4ランス−n−ペンチル−4−トランス−
ジシクロヘキシル−カルボニルオキシ)−ブタン、2,
3−ビス−C4−(4−n−へキシルオキシ−ベンゾイ
ルオキシ)−ベンゾイルオキシ〕−プロパン、2,3−
ビス−(4−(トランス−4−n〜へ7”−)ルーシク
ロへキシル)−ベンゾイルオキシ〕−プロパン、2.3
−ビス−(4’−)ランス−n〜ベンチルー4−トラン
ス−ジシクロヘキシル−カルボニルオキシ)−プロパン
高い捩じれ能力のある対掌性化合物には、4゜4−ジフ
ェニルジカルボン酸−ジオクチルエステル、アルコキシ
ベンゾイルオキシ安息香酸オクチルエステルまたは、メ
ソゲニック−カルボン酸と1−フェニルエタンジオール
−(1,2)とのジエステルの如き既に公知の対掌性ド
ーピング剤の他に、特に“メソゲニック−カルボン酸の
対掌性エステル、その製造方法および液晶相においての
ドーピング剤としてのその用途”という名称で出願され
ている同一人による同日出願のドイツ特許第3.534
,778号明細書に記載されている、メソゲニック−モ
ノ−またはジカルボン酸および対掌性の1−アリール−
1−シクロアルキル−または−へテロアリール置換−お
よびl−アリール置換メタノール頻より成るエステルも
ある。か〜る後者の化合物の例には以下のものがある: 1−フェニルエタノール−(1)の4−(トランス−4
−n−ヘプチル−シクロヘキシル)−安息香酸エステル
、 1−フェニルエタノール−(1)の4− (4−n−へ
キシルオキシ−ベンゾイルオキシ)−安息香酸エステル
、l−フェニルエタノール−(1)の4’−n−ペンチ
ルー4−ジフェニルカルボン酸エステル、 1− (9’−アントリル)−2,2,2−)リフルオ
ルエタノール−(1)の4−(トランス−4−n−ヘプ
チル−シクロヘキシル)−安息香酸エステル、 1−(9’−アントリル)−2,2,2−)リフルオル
エタノールー(1)の4゛−n−ペンチルー4−ジフェ
ニルカルボン酸エステル、 1−(9’−7ントリル)−2,2,2−トリフルオル
エタノール−(1)の4,4゛−ジフェニルジカルボン
酸ジエステル、 1−フェニル−2,2,2−)リフルオルエタノール=
(1)の4−(トランス−4−n−ヘプチル−シクロヘ
キシル)−安息香酸エステル。
第二の種類の対掌性ドーピング剤に同様に適するものに
は、“メソゲニック−カルボン酸と二価のアルコールと
より成る対掌性エステル、その製造方法および液晶相に
おいてのドーピング剤としてのその用途”という名称で
出願されている同一人による同日出願のドイツ特許公開
筒3,534,779号明細書に記載されている、メソ
ゲニック−カルボン酸および1,2−ジフヱニルーエタ
ンジオール−(1,2)、例えば1.2−ビス= (4
−(トランス−4−n−ヘプチル−シクロヘキシル)−
ベンゾイルオキシ)−C2−ジフェニルーエタンまたは
1.2−ビス−〔4”−n−ペンチル−4−ジフェニル
カルボニルオキシ)−1,2−ジフェニル−エタンより
成るエステルまたは“メソゲニック−カルボン酸の対掌
性フェニルエステル、その製造方法および液晶相におい
てのドーピング剤としてのその用途”という名称で出願
されている同一人による同日出願のドイツ特許出願公開
筒3゜534.780号明細書に記載されている、1.
1′−ビス−2−ナフトールとメソケニソク=カルボン
酸とのフェノールエステル、例えば4−(4〜 l・ラ
ンス−4−n−ヘプチル−シクロ−\キシル)−安息香
酸または4′−〇−ベンチルー4−ジフェニルカルボン
酸の1.I゛−ビー2−ナフトールジエステルがある。
本発明に従って用いられる両方の種類の対掌性ドーピン
グ剤を液晶相は一般に0.01〜70重量%、殊に0.
05〜50重量%含有している。螺旋反転のある化合物
と高い捩じれ能力のある化合物との重量比は50:1〜
1:501、殊に7:l〜1:30であるのが有利であ
る。
フ【施例、キj3L□び」七◆々秒1 104℃の清澄点を有する市販のネマチック系広範囲混
合物□ホフマンーラ・ロソヘ・アクチェンゲセルシャフ
ト(Hoffmann−La RocheAktien
gesellschaft) (バーゲル/スイス国)
の“RO−Tlll 404”□に、以下の両方の対掌
性化合物の混合物を添加する: 62°Cの反転温度のもとて螺旋反転する対掌性化合物
(1)が0.6重量%そして高い捩じれ能力(p−c・
3.69μm ・重量%)および温度変化に実質的に無
関係であるピッチ(II。/K )を有する対掌性化合
物(n)が0.4重量%、ドーピングされた液晶相中に
存在している。このドーピングされた液晶相ば25℃の
もとて15.5μm ・重量%のp  ’c積を有しそ
して全作動範囲(固化点と清澄点との間)に渡って−0
,38χ/にのピッチ低下を示す。化合物(1)および
(II )−11= の替わりにドイツ特許第2,827,471号明細書(
明細書の導入部参照)から公知の、0.52重重量の対
掌性化合物(III)と0.48重量%の対掌性化合物
(rV)との混合物を添加した場合には=p  ’c積
は50μm ・重量%にそしてピッチの低下ば−0,3
5X/ Kになる。適当な液晶相中において2μm(コ
レステリック−ネマチック相転移効果にとって一般的で
ある)の捩じれを得る為に、本発明のドーピング剤混合
物を7.8重量%必要であるが、従来技術のドーピング
剤混合物は25重量%必要とされる。
多様な方式で作動するTNセルで互いに相応する性質の
もとでは、8重量%の本発明のドーピング剤混合物が必
要とされそして従来技術より成る公知の混合物〔化合物
(fIt)およびコレステリルクロライド〕は4重量%
必要とされる。
化合物(r)の替わりに以下のブタン−またばピロパン
誘導体の一種類でも同様な結果が得られる(括弧内は反
転温度℃): または化合物(II )の替わりに化合物(rV)また
は以下の化合物〔括弧内はそれぞれp”c積(μm ・
重量%)と温度によるピンチ(χ。)の変化量である〕

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)少なくとも二種類の対掌性化合物を含有する捩じれ
    性液晶において、螺旋反転のある少なくとも一種類の対
    掌性化合物および高い捩じれ能力のある少なくとも一種
    類の他の対掌性化合物を含有することを特徴とする、上
    記捩じれ性液晶相。 2)螺旋反転のある対掌性化合物として、メソゲニック
    (mesogenic)−カルボン酸と対掌性ブタンジ
    オール−(2,3)および/またはプロパンジオール−
    (2,3)より成るエステルを含有し、その際炭素原子
    2および3の所の対掌中心が場合によってはアルキレン
    基によって中断されていてもよい特許請求の範囲第1項
    記載の液晶相。 3)対掌性化合物が8μm・重量%より少くない積p・
    cを有する特許請求の範囲第1項または第2項記載の液
    晶相。 4)0.01〜70重量%の対掌化合物を含有する特許
    請求の範囲第1〜3項の何れか一つに記載の液晶相。 5)螺旋反転のある化合物と高い捩じれ能力のあるそれ
    との重量比が50:1〜1:50である特許請求の範囲
    第1〜4項の何れか一つに記載の液晶相。 6)液晶相を含有する液晶ディスプレー構成要素におい
    て少なくとも二種類の対掌性化合物を添加することによ
    って温度補整する方法において、液晶相に、螺旋反転の
    ある少なくとも一種類の化合物と高い捩じれ能力のある
    少なくとも一種類の化合物との組合せ0.01〜70重
    量%を添加することを特徴とする、上記方法。
JP61228515A 1985-09-30 1986-09-29 温度補整効果のあるド−ピング剤を含有する液晶相およびその用途 Pending JPS6281484A (ja)

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