JPS63277295A - Ferroelectric liquid crystal composition - Google Patents

Ferroelectric liquid crystal composition

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JPS63277295A
JPS63277295A JP1508687A JP1508687A JPS63277295A JP S63277295 A JPS63277295 A JP S63277295A JP 1508687 A JP1508687 A JP 1508687A JP 1508687 A JP1508687 A JP 1508687A JP S63277295 A JPS63277295 A JP S63277295A
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JP
Japan
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liquid crystal
compound
phase
crystal composition
general formula
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JP1508687A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomonori Korishima
友紀 郡島
Hidemasa Ko
英昌 高
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide the titled composition capable of preventing contrast reduction due to orientation defect and enabling uniform driving when used in matrix display and light shutter for printer, containing specified amount of a specific biphenyl compound. CONSTITUTION:The objective liquid crystal composition made up of (A) 0.1-80wt.% of an optically active compound and (B) 20-99.9wt.% of an optically inactive substance pref. comprising (i) 5-50wt.% of a biphenyl compound of formula I (R1-R6 are each alkyl or alkoxy), (ii) 5-50wt.% of a second compound of formula II and (iii) 5-50wt.% of a third compound of formula III (n is 1 or 2).

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、マトリックス表示装置及びプリンター用光シ
ヤツター等に用いる強誘電性を示す強誘電性液晶組成物
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a ferroelectric liquid crystal composition exhibiting ferroelectric properties for use in matrix display devices, optical shutters for printers, and the like.

[従来の技術] 近年、強誘電性液晶を用いた電気光学装置が注目を集め
ている。(例えば、N、A、CIark、 S、T。
[Prior Art] In recent years, electro-optical devices using ferroelectric liquid crystals have been attracting attention. (For example, N, A, CIark, S, T.

Lagerwall、 Appl、Phys、Lett
、、36,899(1980))強誘電性液晶は、カイ
ラルスメクチックC相(SmC”相と略記する)、カイ
ラルスメクチックH相等の液晶相において、自発分極を
持つ、即ち、強誘電性を示す特徴があり、この点におい
て、従来から表示素子等に用いられてきたネマチック相
あるいはコレステリック相とは大きく異なる特徴を有し
ている。
Lagerwall, Appl, Phys, Lett
, 36, 899 (1980)) Ferroelectric liquid crystals have a characteristic of having spontaneous polarization, that is, exhibiting ferroelectricity, in liquid crystal phases such as chiral smectic C phase (abbreviated as SmC'' phase) and chiral smectic H phase. In this respect, it has characteristics that are significantly different from the nematic phase or cholesteric phase that have been conventionally used in display elements and the like.

強誘電性スメクチック相としては、いくつかの相が知ら
れているが、光シヤツター等の用途への応用が期待され
ている相は、SmC”相であるので、以下の説明はSm
C”相の例について説明する。
Several phases are known as the ferroelectric smectic phase, but the phase that is expected to be applied to applications such as optical shutters is the SmC phase, so the following explanation will be based on the SmC phase.
An example of the C'' phase will be explained.

SmC’相において、液晶分子は層構造をなし、その分
子長軸方向は層重線方向に対して傾斜した配向をとる。
In the SmC' phase, liquid crystal molecules have a layered structure, and the long axis direction of the molecules is oriented obliquely with respect to the direction of layer stacking lines.

また、その分子構造中に不斉中心を持つ光学活性物質を
含み1分子の傾斜方向は層間でずれたらせん構造を持っ
ている。さらにSmC”相においては分子長軸方向に垂
直で、かつ周平面に平行な方向に自発分極を持ち、外部
電界に対し、自発分極の極性と電界とが整合するように
分子の配列方向が変化し、光学的変化を生起することが
できる9この電気光学的効果の特長として、従来のネマ
チック液晶を用いた効果に比較して10〜1000倍も
の高速応答であること、メモリー性があること等が見出
されており、大画面ドツトマトリクス表示素子、高速光
シャッター素子等への応用が期待されている。
In addition, the molecular structure contains an optically active substance with an asymmetric center, and the inclination direction of one molecule has a helical structure that is shifted between layers. Furthermore, the SmC" phase has spontaneous polarization perpendicular to the long axis direction of the molecules and parallel to the circumferential plane, and the orientation direction of the molecules changes in response to an external electric field so that the polarity of the spontaneous polarization matches the electric field. 9 The features of this electro-optical effect include a response time that is 10 to 1000 times faster than the effect using conventional nematic liquid crystals, and a memory property. has been discovered, and is expected to be applied to large-screen dot matrix display devices, high-speed optical shutter devices, etc.

しかし、数多くの問題点も有している。However, it also has many problems.

最大の問題点は、素子作成が困難であることである。即
ち、SmC”液晶は従来から使用されてきたネマチック
液晶に比較して、より結晶に近い相であり、基板上に均
一に配列させた良配向を得ることは単結晶成長に類する
困難さを持っている。通常、配向孔れやZig−zag
 walL (Z 7゜Wと略記する)とよばれる配向
欠陥をイ■するのがけ通である。このため、液晶の相系
列や配向制御法を選択し、温度等の配向作成条件を最適
化して良配向を得る試みが多く行なわれてきている。特
に、工業的には従来のネマチック液晶表示素子で使用さ
れてきたラビング法を用いたSn+C”液晶の配向制御
が研究されている7 (例えば、昭和61年液晶討論会
講演要旨集1連Fi+、1連FI5等) [発明の解決しようとする問題点] しかし、強誘電性液晶の配向にはzZWのような配向欠
陥が多く、これによりコントラストが低下したり、均一
な駆動が困難という問題点を有していたい このため、ZZWのような欠陥のない良配向の強誘電性
液晶素子が望まれていた。
The biggest problem is that it is difficult to fabricate the device. In other words, SmC" liquid crystal has a phase that is closer to a crystal than the nematic liquid crystal that has been used conventionally, and obtaining a good orientation that is uniformly aligned on a substrate is difficult, similar to single crystal growth. Normally, alignment holes or Zig-zag
It is common practice to eliminate an alignment defect called walL (abbreviated as Z 7°W). For this reason, many attempts have been made to obtain good alignment by selecting the phase series and alignment control method of the liquid crystal and optimizing alignment creation conditions such as temperature. In particular, research is being conducted on the orientation control of Sn+C'' liquid crystals using the rubbing method that has been used in conventional nematic liquid crystal display devices7 (for example, the 1986 Liquid Crystal Symposium Abstracts Collection 1 series Fi+, (Single FI5, etc.) [Problems to be solved by the invention] However, the alignment of ferroelectric liquid crystals has many alignment defects such as ZZW, which causes problems such as a decrease in contrast and difficulty in uniform driving. Therefore, a defect-free and well-oriented ferroelectric liquid crystal element like ZZW has been desired.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、前述の1−号題点な解決すべくなされたもの
で、一般式a、()(シRヨ口)で表わされるビフェニ
ル化合物(式中R1s R*は直鎖状または分岐したア
ルキル基若しくはアルコキシ基を示す)を5〜50wt
%含有したことを特徴とする強誘電性液晶組成物を提供
するものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above-mentioned problem No. R1s R* represents a linear or branched alkyl group or alkoxy group) from 5 to 50 wt
% of the ferroelectric liquid crystal composition.

本発明は、上記一般式(1)で表わされるビフェニル化
合物を添加することにより、従来のネマチック液晶の配
向作成に使用されているラビング法を用いてもZZWの
ような配向欠陥を生じにくくすることができる。
The present invention aims at making alignment defects such as ZZW less likely to occur even when using the rubbing method used to create the alignment of conventional nematic liquid crystals by adding a biphenyl compound represented by the above general formula (1). Can be done.

この一般式H)で表わされるビフェニル化合物は、ビフ
ェニルの両端にRi%R3の2つの直鎖状または分岐し
たアルキル基若しくはアルコキシ基をイ■している物で
あり、強誘電性液晶組成物を構成する他の化合物との相
溶性に問題がなければ、それ自体が光学活性を示しても
よいし、光学活性を示さなくてもよい。
The biphenyl compound represented by the general formula H) has two linear or branched alkyl groups or alkoxy groups of Ri%R3 at both ends of biphenyl, and can be used as a ferroelectric liquid crystal composition. As long as there is no problem in compatibility with other constituent compounds, the compound itself may or may not exhibit optical activity.

このため、一般にはR1、R3は、炭素数I〜12程度
のアルキル基若しくはアルコキシ基とされれば良い。
Therefore, in general, R1 and R3 may be an alkyl group or an alkoxy group having about I to 12 carbon atoms.

特に、この強誘電性液晶組成物が光学活性化合物0.1
〜80wt%と光学不活性化合物20〜99.9wt%
とからなり、一般式(1)で表わされるビフェニル化合
物が光学不活性なビフェニル化合物とされることが好ま
しく、これにより5強誘電性液晶組成物の物性を容易に
設定することができ、所望の特性の強誘電性液晶組成物
を得ることができる。
In particular, this ferroelectric liquid crystal composition contains an optically active compound of 0.1
~80wt% and optically inactive compounds 20~99.9wt%
It is preferable that the biphenyl compound represented by the general formula (1) is an optically inactive biphenyl compound, whereby the physical properties of the ferroelectric liquid crystal composition can be easily set, and the desired properties can be obtained. A ferroelectric liquid crystal composition with special characteristics can be obtained.

この場合、光学不活性化合物が20〜99.9wt%と
され、光学活性化合物が0.1〜80wt%とされるの
は、光学活性化合物がO,1wt%未満であっても、8
0wt%を超えても、所望の特性の強誘電性を示す液晶
組成物を構成することが難しくなり実用的でないためで
ある。
In this case, the optically inactive compound is 20 to 99.9 wt% and the optically active compound is 0.1 to 80 wt%, even if the optically active compound is less than 1 wt%.
This is because even if it exceeds 0 wt%, it becomes difficult to form a liquid crystal composition that exhibits ferroelectric properties with desired characteristics, making it impractical.

また、このような強誘電性液晶組成物の光学不活性化合
物が、一般式(+)の化合物と、と一般式Rs e n
−COODR−(III )で表わされる化合物(式中
R3、R4、Rs、 R−は夫々直鎖状または分岐した
アルキル基若しくはアルコキシ基を示し、0は1または
2を表わす)を、夫々(1)  5〜50wt%、(I
N )  5〜50wt%、(III)5〜50wt%
を含むことが好ましく、このような組成配合とすること
により、特にZZWのような配向欠陥を生じにくい。
Further, the optically inactive compound of such a ferroelectric liquid crystal composition is a compound of the general formula (+), and a compound of the general formula Rs e n
A compound represented by -COODR-(III) (in the formula, R3, R4, Rs, R- each represents a linear or branched alkyl group or an alkoxy group, and 0 represents 1 or 2), respectively (1 ) 5-50 wt%, (I
N) 5-50wt%, (III) 5-50wt%
By having such a composition, orientation defects such as ZZW are particularly hard to occur.

これらの一般式(11)及び一般式(m)の化合物のR
s、 Ra、R,、Roで示されるアルキル基若しくは
アルコキシ基も、強誘電性液晶組成物を構成する他の化
合物との相溶性に問題がなければ使用でき、一般にはR
lb Rsと同様、炭素数1〜12程度のアルキル基若
しくはアルコキシ基とされれば良い。
R of these compounds of general formula (11) and general formula (m)
An alkyl group or an alkoxy group represented by s, Ra, R, or Ro can also be used if there is no problem in compatibility with other compounds constituting the ferroelectric liquid crystal composition;
As with lbRs, it may be an alkyl group or an alkoxy group having about 1 to 12 carbon atoms.

第1図は、本発明で駆動する強誘電性液晶電気光学素子
の断面図である。2枚の透明基板(1a)、(1b)の
表面に、それぞれ透明な導電膜(2a)、(2b)と配
向制御膜(3a)、(3b)を形成する。導電膜(2a
)、(2b)は、基板間に保持されだ液畠層(4)に電
界を印加するための電極であり、夫々走査電極群と信号
電極群を構成し、電気光学的応答を生じさせる目的で設
けられているもので、Inn’sか、Snug等からな
り、所定のパターンに形成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a ferroelectric liquid crystal electro-optical element driven by the present invention. Transparent conductive films (2a), (2b) and alignment control films (3a), (3b) are formed on the surfaces of two transparent substrates (1a), (1b), respectively. Conductive film (2a
) and (2b) are electrodes for applying an electric field to the salivary layer (4) held between the substrates, which constitute a scanning electrode group and a signal electrode group, respectively, and are used to generate an electro-optical response. It is made of Inn's, Snug, etc., and is formed in a predetermined pattern.

配向制御膜(3a)、(3b)は、液晶を水平配向させ
るものであり、代表的なものとしては、有機高分子膜、
特にポリイミド系高分子膜を形成し、布で一定方向にラ
ビングしたものが好ましいが、その他、ポリアミド系高
分子膜、ポリイシドアミド系高分子膜、ポリバラキシリ
レン等の高分子膜をラビングしたもの及びS16□等の
斜め蒸着膜も有効でありまたオーバーコート膜を形成せ
ずに、直接、導電膜(2a)、(2b)をラビングして
配向制御膜を形成してもよい。
The alignment control films (3a) and (3b) horizontally align the liquid crystal, and typical examples include an organic polymer film,
In particular, it is preferable to form a polyimide polymer film and rub it in a certain direction with a cloth, but in addition, it is preferable to use a polyamide polymer film, a polyisidamide polymer film, a polyvaraxylylene film, etc., and rub it. An obliquely deposited film such as □ is also effective, and the orientation control film may be formed by directly rubbing the conductive films (2a) and (2b) without forming an overcoat film.

このような配向処理を行ったのち、該基板が平行、かつ
一定の間隔で保持されるように、スペーサー、例えば、
有機ビーズ、アルミナ粒子をはさみ、シール剤(5)で
周囲を固定し、セルとする。この際、2枚の基板の配向
制御方向は、お互いに平行になるようにする。
After performing such an alignment process, a spacer, for example,
Organic beads and alumina particles are sandwiched and the surrounding area is fixed with a sealant (5) to form a cell. At this time, the orientation control directions of the two substrates are made parallel to each other.

その後、強誘電性液晶組成物をコレステリック相、ある
いは等方相まで加熱し、セルに注入し1.:後、封止す
る。セルの外側に2枚の偏光板(6a)、(6b)をそ
の偏光板がお互いに直交し、かつ基板の配向制御方向と
一定角度をなすように配置する。この角度は、液晶材料
、装置の動作温度、駆動方法等によって変わり最もコン
トラスト特性等のよい角度を選べばよく、また場合によ
っては2枚の偏光板の偏光軸を直交からずらして配置す
る場合もある。
Thereafter, the ferroelectric liquid crystal composition is heated to the cholesteric phase or isotropic phase, and injected into the cell.1. : After that, seal it. Two polarizing plates (6a) and (6b) are arranged outside the cell so that the polarizing plates are orthogonal to each other and form a constant angle with the orientation control direction of the substrate. This angle varies depending on the liquid crystal material, operating temperature of the device, driving method, etc., and the angle that provides the best contrast characteristics should be selected. In some cases, the polarization axes of the two polarizing plates may be arranged with the polarization axes shifted from orthogonal. be.

基板1Ibl側に光源(7)を置き、反対側へ光が透過
するようにする。なお、反射型で用いる場合には、偏光
板(6b)の外側に反射板を設ければよい。
A light source (7) is placed on the side of the substrate 1Ibl so that light is transmitted to the opposite side. In addition, when using a reflective type, what is necessary is just to provide a reflective plate on the outer side of a polarizing plate (6b).

第2図は、導電膜(2a)及び(2b)のパターン例を
示し7、ドツトマトリックス表示素子等に使われるもの
である。一方の基板には、横方向の縞状の走査電極群C
3〜Cnがバターニングされ、他方の基板には、縦方向
の縞状の信号電極群S、〜Smがバターニングされてい
る92組の電極群の交差点島、〜Amnが画素となる。
FIG. 2 shows an example of the pattern of conductive films (2a) and (2b) 7, which are used in dot matrix display elements and the like. On one substrate, a horizontal striped scanning electrode group C
3 to Cn are patterned, and on the other substrate, vertically striped signal electrode groups S and ~Sm are patterned. Intersection islands of 92 sets of electrode groups, ~Amn, become pixels.

走査電極群のうち一つの走査電極群Ciを後述の方法で
選択を行ない、その際に信号電極群S、〜Smに印加す
る信号によって、画素^i、〜Airnを書き込み、そ
の後Ci ” lを選択し、これを繰り返すことで全画
素の書き込みを行う。
One of the scanning electrode groups Ci is selected by the method described below, and at that time, pixels ^i, ~Airn are written by signals applied to the signal electrode groups S, ~Sm, and then Ci ``l is written. By selecting and repeating this process, all pixels are written.

本発明で用いる強誘電性液晶組成物としては前述の一般
式(1)で表わされるビフェニル化合物を5〜50wt
、%含有した組成物であって、i界の極性に依存して双
安定性を示す液晶相を持つ液晶組成物が使用でき、具体
的にはカイラルスメクチックC相(SmC’相)を有す
る液晶組成物が使用できる。
The ferroelectric liquid crystal composition used in the present invention contains 5 to 50 wt of the biphenyl compound represented by the above-mentioned general formula (1).
, %, and has a liquid crystal phase exhibiting bistability depending on the polarity of the i-field, specifically, a liquid crystal composition having a chiral smectic C phase (SmC' phase) can be used. Compositions can be used.

本発明の液晶組成物で用いるビフェニル化合物以外の光
学活性を示す化合物としては以下のような化合物がある
Compounds exhibiting optical activity other than the biphenyl compound used in the liquid crystal composition of the present invention include the following compounds.

以下の例でRoは、光学活性を示すアルキル基又はアル
コキシ基を示し、Rは直鎖状または分岐したアルキル基
又はアルコキシ基を示し、一つの化合物に同一のRo、
Rが示されていてもそれらは同一の基とは限らない。
In the following examples, Ro represents an optically active alkyl group or alkoxy group, R represents a linear or branched alkyl group or alkoxy group, and one compound has the same Ro,
Even if R is shown, they are not necessarily the same group.

R″″(バ灸coo−@)−R R(滲00(パ R1矩4oo *R 本発明の液晶組成物で用いる一般式(I)、一般式(I
+)及び一般式(III)の化合物以外の光学活性を示
さない化合物としては以下のような化合物がある。
R″″(Ba moxibustion coo-@)-R R(滲00(ParR1square4oo *R
+) and the compounds of general formula (III) that do not exhibit optical activity include the following compounds.

以下の例で、Rは直鎖状または分岐したアルキル基又は
アルコキシ基を示し、一つの化合物に同一のRが示され
ていてもそれらは同一の基とは限らない。
In the following examples, R represents a linear or branched alkyl group or an alkoxy group, and even if the same R is shown in one compound, they are not necessarily the same group.

R0叩(巨Σ(巨ΣR 及びこれらのベンゼン環、シクロヘキサン環等の水素原
子の一部をハロゲン、シアノ基、メチル基等に置換した
化合物等も使用できる。
Compounds in which part of the hydrogen atoms of these benzene rings, cyclohexane rings, etc. are substituted with halogens, cyano groups, methyl groups, etc. can also be used.

また、本発明で用いる強誘電性液晶組成物は、強誘電性
を示す液晶相より高温の温度範囲においてスメクチック
相(SmA相)をもつ液晶が双安定性の対称性の点で好
ましい、また、等方相(■相)あるいはネマチック相(
Ne相)あるいはコレステリック相(ch相)より、S
+t+A相を経由せずに直接SmC”相等の強誘電性液
晶相へ変化する液晶な用いた場合、通常配向制御の方向
に対して液晶分子層の方向が異なる2種類の配向状態を
とる。この2種類の配向状態が混在するとコントラスト
の低下をまねくため、1相あるいはNe相あるいはch
相よりSmC”相等の強誘電性液晶相へ冷却する際に、
一方向の極性をもつ直流電界を印加し、2種類の配向状
態のうち1種類のみに配向させる等の手段をとることが
必要となる。このようにして作成した素子においてはそ
の安定性において第1の安定状態と第2の安定状態のう
ち、冷却する際に印加する電界の極性と一致する安定状
態のほうがより安定となってしまい、双安定性の低下に
つながる。これに対し、5ffl^相をもつ液晶におい
ては、液晶分子層の方向が1種類しかなく、電界印加等
の手段が必要なく、従って双安定性が電圧に対して対称
的になり双安定性がよい。
Further, in the ferroelectric liquid crystal composition used in the present invention, a liquid crystal having a smectic phase (SmA phase) in a temperature range higher than that of a liquid crystal phase exhibiting ferroelectricity is preferable from the viewpoint of symmetry of bistability. Isotropic phase (■ phase) or nematic phase (
Ne phase) or cholesteric phase (ch phase), S
When using a liquid crystal that changes directly to a ferroelectric liquid crystal phase such as SmC'' phase without going through the +t+A phase, two types of alignment states are obtained in which the direction of the liquid crystal molecular layer differs with respect to the direction of normal alignment control. If two types of orientation states coexist, it will lead to a decrease in contrast, so if two types of orientation states coexist,
When cooling from phase to ferroelectric liquid crystal phase such as SmC” phase,
It is necessary to take measures such as applying a DC electric field having a polarity in one direction to align the substrate in only one of two types of orientation states. In terms of stability of the device created in this way, between the first stable state and the second stable state, the stable state that matches the polarity of the electric field applied during cooling is more stable. leading to decreased bistability. On the other hand, in a liquid crystal with a 5ffl^ phase, there is only one direction of the liquid crystal molecular layer, and there is no need for means such as applying an electric field. good.

また、本発明で用いる液晶としては、強誘電性を示す液
晶相より高温の温度範囲でch相をもつことが配向の均
一性の点で更に好ましい。この液晶の配向の作成法につ
いては、特願昭59−274073号の方法を用いるこ
とで極めて良好な配向をもつ素子が作成できる6 強誘電性液晶組成物として5niC”相をもち、それよ
り高い温度においてch相をもつ液晶を用いる場合には
ch相におけるらせんピッチの長さくpl が基板(1
a)と(1b)間の距#(d)の4倍以」二長い液晶な
用いる。また、ch相とSmC”相の間にSmΔ相をも
つことが、配向の均一性の点で望ましい。このような液
晶組成物としては、光学活性物質、スメクチック液晶化
合物、ネマチック液晶化合物を適当な割合で混合するこ
とで得られ、−必要に応じて非液晶添加物を加える場合
もあり、前述の本発明の範囲内で適宜選択混合されれば
よい。特に、ch相におけるピッチを長くするには、左
らせんを生じさせる光学活性物質と、右らせんを生じさ
せる光学活性物質を、らせんを生じさせる力の大きさに
応じて混合するのが有効である。
Further, it is more preferable for the liquid crystal used in the present invention to have a ch phase in a higher temperature range than a liquid crystal phase exhibiting ferroelectricity, from the viewpoint of alignment uniformity. Regarding the method for creating the alignment of this liquid crystal, an element with extremely good orientation can be created by using the method disclosed in Japanese Patent Application No. 59-274073. When using a liquid crystal that has a ch phase at a certain temperature, the length of the helical pitch in the ch phase pl is the substrate (1
The distance between a) and (1b) is at least 4 times the distance #(d). In addition, it is desirable to have an SmΔ phase between the ch phase and the SmC'' phase from the viewpoint of alignment uniformity.For such a liquid crystal composition, an optically active substance, a smectic liquid crystal compound, or a nematic liquid crystal compound is preferably used. - Non-liquid crystal additives may be added as necessary, and may be mixed appropriately within the scope of the present invention described above.Especially, in order to lengthen the pitch in the ch phase. It is effective to mix an optically active substance that produces a left helix and an optically active substance that produces a right helix depending on the magnitude of the force that produces the helix.

通常、ch相におけるらせんピッチの長さは温度ととも
に変化する。均一な配向を得るには、フレステリック−
スメクチック相転移点の直上でp>4dの条件を満たす
ことが必要である。
Typically, the length of the helical pitch in the ch phase changes with temperature. To obtain uniform orientation, use Flesteric-
It is necessary to satisfy the condition p>4d just above the smectic phase transition point.

しかし、この条件を満たす温度範囲が転移点のごく近傍
に限られる場合は、温度降下速度が速い場合においては
、らせん構造がほどけずにスメクチック相へ転移してし
まう。この場合には均一な配向が得られないので、らせ
ん構造がほどけるまでp>4dを満たす温度に保持する
か、温度降下速度を遅くする必要がある。この理由から
らせんピッチpが基板間距離dの4倍以上になる温度範
囲は、コレステリック−スメクチック相転移点より5℃
以上の範囲にわたることが好ましく、さらにCh相全全
温度範囲わたることがより好ましい。
However, if the temperature range that satisfies this condition is limited to the vicinity of the transition point, the helical structure will not unravel and the material will transition to a smectic phase if the rate of temperature drop is fast. In this case, since uniform orientation cannot be obtained, it is necessary to maintain the temperature at a temperature that satisfies p>4d until the helical structure is unwound, or to slow down the temperature drop rate. For this reason, the temperature range in which the helical pitch p is four times or more the distance between substrates d is 5°C below the cholesteric-smectic phase transition point.
It is preferable to cover the above range, and more preferably to cover the entire temperature range of the Ch phase.

なお、ここでいうCh相はネマチック液晶に光学活性物
質を添加して固有のピッチを持つようにされたネマチッ
ク液晶によるNe相も含むのもである。
Note that the Ch phase referred to herein also includes a Ne phase formed by a nematic liquid crystal that is made to have a specific pitch by adding an optically active substance to the nematic liquid crystal.

[作用] 本発明によれば、強誘電性液晶組成物中に一般式(1)
のビフェニル化合物を5〜50wt、%含有させること
により、その理由は不明であるが、ラビング法により配
向制御した場合においても、zZWのような配向欠陥を
生じにくい強誘電性液晶電気光学素子を得ることができ
る。
[Function] According to the present invention, the general formula (1) is contained in the ferroelectric liquid crystal composition.
By containing 5 to 50 wt% of the biphenyl compound, a ferroelectric liquid crystal electro-optical element is obtained which is unlikely to cause alignment defects like zZW even when alignment is controlled by rubbing method, although the reason is unknown. be able to.

[実施例] ストライブ状に電極をバターニングした基板の電極上に
ポリイミドをオーバーコートし、ラビングした基板を使
用し、セル間隙が2μmとなるように周辺をシール材で
シールし、内部に等万全−コレステリツク相−スメクチ
ックA相−カイラルスメクチックC相を順に有する強誘
電性液晶組成物を封入した。
[Example] Using a substrate on which polyimide was overcoated on the electrodes of a substrate with patterned striped electrodes and rubbed, the periphery was sealed with a sealing material so that the cell gap was 2 μm, and the inside was etc. A ferroelectric liquid crystal composition having a perfect cholesteric phase, a smectic A phase, and a chiral smectic C phase in this order was sealed.

この実施例と比較例の具体的組成物を第1表に示す。第
1表中の数値は各化合物のwt%を示す。
Specific compositions of this example and comparative example are shown in Table 1. The values in Table 1 indicate wt% of each compound.

これらの例で、実施例!〜実施例8は、ビフェニル化合
物を含む組成物であり、比較例1と比較例2は、ビフェ
ニル化合物を含まない組成物である。
Examples with these examples! ~Example 8 is a composition containing a biphenyl compound, and Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are compositions containing no biphenyl compound.

第1表 光学不活性化合物 (1)@   10−  II  −1010510−
−01010910!OIn  5 10 − −@ 
  −5−5−−−−−− ■  −5−5−−−−−−− (II)@  7 7212011 5 5 727 
7■    30  30   +5  17  30
  30  30 30  30  30(III)@
   20 20 20 19 20 20 20 −
 20 26o  55−25−−−55 ■  +0 10 16 14 10 14 16 −
 10 24その他■  −−−−−−10−−− ■  −−−−−−−+5 − − ■  −−−−−−−20−− ■  4444254444 @   4444265444 実施例及び比較例で使用した化合物の分子構造を以下に
示す。なお、式中Cnは、炭素数n個の直鎖状アルキル
基または直鎖状アルキレン基を示す。
Table 1 Optically inactive compound (1) @ 10-II -1010510-
-01010910! OIn 5 10 - -@
-5-5-------- ■ -5-5-------- (II) @ 7 7212011 5 5 727
7■ 30 30 +5 17 30
30 30 30 30 30 (III) @
20 20 20 19 20 20 20 -
20 26o 55-25---55 ■ +0 10 16 14 10 14 16 -
10 24 Others ■ −−−−−−10−−− ■ −−−−−−−+5 − − ■ −−−−−−−20−− ■ 4444254444 @ 4444265444 Compounds used in Examples and Comparative Examples The molecular structure is shown below. In the formula, Cn represents a linear alkyl group or a linear alkylene group having n carbon atoms.

化学物構造           略号一般式(+)の
光学不活性化合物 しll5 一般式(IN)の光学不活性化合物 一般式(In)の光学不活性化合物 cs−+ooて滲−C6■ Co(j、、ΣH叩(〈シ」−C8■ し113 その他の光学不活性化合物 光?活性化合物 比較例1は、実施例1のビフェニル化合物を全量フェニ
ルピリミジンで置換したものであり、比較例2は、実施
例1のビフェニル化合物を全量エステルで置換したもの
である。一方、実施例2は、実施例1のビフェニル化合
物をアルキル鎖の構造が異なるビフェニル化合物に変え
たものである。比較例1.2の場合には、大きいzZW
が多数党られ、配向状態はかなり悪く、クロスニフルの
状態でZZW欠陥部より光が漏れるため、コントラスト
が低い。
Chemical structure Abbreviation Optically inactive compound of general formula (+) 5 Optically inactive compound of general formula (IN) Optical inactive compound of general formula (In) cs-+oo te-C6■ Co(j,, ΣH Comparative Example 1 is a compound in which the biphenyl compound of Example 1 is completely replaced with phenylpyrimidine, and Comparative Example 2 is a compound in which the biphenyl compound of Example 1 is replaced with phenylpyrimidine. In Example 2, the biphenyl compound of Example 1 was replaced with a biphenyl compound having a different alkyl chain structure.In the case of Comparative Example 1.2 It's a big zZW
The alignment state is quite poor, and the contrast is low because light leaks from the ZZW defect in a cross-niffle state.

これに対して、実施例1.2の場合にはzzW等の配向
欠陥は全く認められず、極めて良好な配向状態が得られ
ることがわかった。
On the other hand, in the case of Example 1.2, no alignment defects such as zzW were observed, and it was found that an extremely good alignment state could be obtained.

実施例3は、実施例1のビフェニル化合物の種類と濃度
をほぼ同じにして、それ以外の光学不活性化合物の濃度
を変えた例であり、実施例4は、実施例2のビフェニル
化合物の種類と濃度を同じにして、それ以外の光学不活
性化合物の濃度を変えた例である。
Example 3 is an example in which the type and concentration of the biphenyl compound in Example 1 is kept almost the same, but the concentration of other optically inactive compounds is changed, and Example 4 is an example in which the type and concentration of the biphenyl compound in Example 2 is changed. This is an example in which the concentrations of the optically inactive compounds were kept the same, but the concentrations of the other optically inactive compounds were changed.

実施例5.6は実施例1のビフェニル化合物の種類と濃
度を同じにして、それ以外の光学不活性化合物及び光学
活性化合物の濃度を変えた例である。
Examples 5 and 6 are examples in which the type and concentration of the biphenyl compound were the same as in Example 1, but the concentrations of the other optically inactive compounds and optically active compounds were changed.

実施例7は、ビフェニル化合物の濃度を減らし、その代
りにフェニルシクロヘキサンを添加した例であり、実施
例8は、実施例1の一般式(III)のエステル化合物
の代りに他の光学不活性化合物を使用した例である。
Example 7 is an example in which the concentration of the biphenyl compound is reduced and phenylcyclohexane is added instead, and Example 8 is an example in which the ester compound of general formula (III) of Example 1 is replaced with another optically inactive compound. This is an example using .

実施例3〜7のいずれの組成物を使用した液晶電気光学
素子も、実施例1.2と同様ZzWのない良好な配向が
得られた。
In the liquid crystal electro-optical elements using any of the compositions of Examples 3 to 7, good alignment without ZzW was obtained as in Example 1.2.

実施例8の組成物を使用した液晶電気光学素子も、はと
んどZzWを生じなかったが、一部のものに極わずかで
はあったが、ZZWを生じることがあった。
Although the liquid crystal electro-optical element using the composition of Example 8 hardly produced ZZW, ZZW sometimes occurred in some of the devices, although it was very slight.

[発明の効果] 本発明は、一般式(1)で示されるビフェニル化合物を
5〜50wt%添加した組成物を使用して液晶電気光学
素子とすることにより、zzWのような配向欠陥の生じ
にくい配向を得ることが容易に可能となり、配向欠陥に
よるコントラストの低下を防ぎ、均一な駆動が可能にな
るという利点を有する。
[Effects of the Invention] The present invention provides a liquid crystal electro-optical element using a composition to which 5 to 50 wt% of the biphenyl compound represented by the general formula (1) is added, thereby making it difficult for alignment defects such as zzW to occur. It has the advantage that orientation can be easily obtained, contrast reduction due to orientation defects can be prevented, and uniform driving can be achieved.

本発明は、本発明の効果を損しない範囲内で種々の応用
が可能なものであり、今後、表示素子や光プリンターを
はじめ種々の分野で応用が可能なものである。
The present invention can be applied in various ways without detracting from the effects of the present invention, and can be applied in various fields including display elements and optical printers in the future.

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

第1図は、本発明で駆動する電気光学素子の基本的構成
を示す断面図である。 第2図は、本発明の液晶組成物を駆動する場合の電極パ
ターンの例の平面図である。 Ia、1b:透明基板 2a、2b:導電膜 3a、3b:配向制御膜 4  :液晶層 6a、 6b:偏光板 第 1 図 第 2 図 信号電糧群 i3r  Bz  53−−−−− 3m。
FIG. 1 is a sectional view showing the basic configuration of an electro-optical element driven by the present invention. FIG. 2 is a plan view of an example of an electrode pattern for driving the liquid crystal composition of the present invention. Ia, 1b: Transparent substrates 2a, 2b: Conductive films 3a, 3b: Alignment control film 4: Liquid crystal layers 6a, 6b: Polarizing plate Fig. 1 Fig. 2 Signal power supply group i3r Bz 53 ---- 3m.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一般式▲数式、化学式、表等があります▼( I
)で表わされるビフェニル化合物(式中R_1、R_2
は直鎖状または分岐したアルキル基若しくはアルコキシ
基を示す)を5〜50wt%含有したことを特徴とする
強誘電性液晶組成物。
(1) General formula ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ ( I
) (wherein R_1, R_2
represents a linear or branched alkyl group or alkoxy group) in an amount of 5 to 50 wt%.
(2)光学活性化合物0.1〜80wt%と光学不活性
化合物20〜99.9wt%とからなり、一般式( I
)で表わされる光学不活性なビフェニル化合物を含有す
る特許請求の範囲第1項記載の強誘電性液晶組成物。
(2) Consists of 0.1 to 80 wt% of an optically active compound and 20 to 99.9 wt% of an optically inactive compound, and has the general formula (I
2. The ferroelectric liquid crystal composition according to claim 1, which contains an optically inactive biphenyl compound represented by:
(3)光学不活性化合物が一般式( I )の化合物と一
般式▲数式、化学式、表等があります▼(II)で表わさ
れる化合物 と一般式▲数式、化学式、表等があります▼(III)で
表わされ る化合物(式中R_3、R_4、R_5、R_6は夫々
直鎖状または分岐したアルキル基若しくはアルコキシ基
を示し、nは1または2を表わす)を、夫々( I )5
〜50wt%、(II)5〜50wt%、(III)5〜5
0wt%を含む特許請求の範囲第2項記載の強誘電性液
晶組成物。
(3) The optically inactive compound is a compound represented by the general formula (I) and the general formula ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ The compound represented by (II) and the general formula ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (III ) (wherein R_3, R_4, R_5, R_6 each represent a linear or branched alkyl group or alkoxy group, and n represents 1 or 2), respectively (I)5
~50wt%, (II) 5-50wt%, (III) 5-5
The ferroelectric liquid crystal composition according to claim 2, containing 0 wt%.
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