JPS6334456B2 - - Google Patents

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JPS6334456B2
JPS6334456B2 JP60133527A JP13352785A JPS6334456B2 JP S6334456 B2 JPS6334456 B2 JP S6334456B2 JP 60133527 A JP60133527 A JP 60133527A JP 13352785 A JP13352785 A JP 13352785A JP S6334456 B2 JPS6334456 B2 JP S6334456B2
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JP
Japan
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liquid crystal
general formula
carbon atoms
chiral
phase
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JP60133527A
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JPS61292124A (ja
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Kazuo Yoshinaga
Kazuharu Katagiri
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to DE8585306724T priority patent/DE3581992D1/de
Priority to EP85306724A priority patent/EP0175591B1/en
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Publication of JPS6334456B2 publication Critical patent/JPS6334456B2/ja
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Description

【発明の詳现な説明】
〔産業䞊の利甚分野〕 本発明は、液晶衚瀺玠子や液晶−光シダツタア
レむ等に適甚する液晶玠子に関し、詳しくは液晶
分子の初期配向状態を改善するこずにより、衚瀺
ならびに駆動特性を改善した液晶玠子に関する。 〔埓来の技術〕 埓来の液晶玠子ずしおは、䟋えば゚ム・シダツ
トM.Schadtずダブリナヌ・ヘルフリツヒ
W.Helfrich著“アプラむド・フむゞツクス・
レダヌズ”“Applied Physics Letters”第18
巻、第号1971幎月15日発行、第127頁〜
128頁の“ボルテヌゞ・デむペンダント・オプテ
むカル・アクテむビテむヌ・オブ・ア・ツむステ
ツド・ネマチツク・リキツド・クリスタル”
“Voltage Dependent Optical Activity of 
Twisted Nematic Liquid Crystal”に瀺さ
れたツむステツド・ネマチツクtwisted
nematic液晶を甚いたものが知られおいる。こ
のTN液晶は、画玠密床を高くしたマトリクス電
極構造を甚いた時分割駆動の時、クロストヌクを
発生する問題点があるため、画玠数が制限されお
いた。 又、各画玠に薄膜トランゞスタによるスむツチ
ング玠子を接続し、各画玠毎をスむツチングする
方匏の衚瀺玠子が知られおいるが、基板䞊に薄膜
トランゞスタを圢成する工皋が極めお煩雑な䞊、
倧面積の衚瀺玠子を䜜成するこずが難しい問題点
がある。 この様な埓来型の液晶玠子の欠点を改善するも
のずしお、双安定性を有する液晶玠子の䜿甚がク
ラヌクClarkおよびラガり゚ルLagerwall
により提案されおいる特開昭56−107216号公
報、米囜特蚱第4367924号明现曞等。双安定性を
有する液晶ずしおは、䞀般に、カむラルスメクテ
むツク盞SmC*又は盞SmH*を有す
る匷誘電性液晶が甚いられる。 この液晶は電界に察しお第の光孊的安定状態
ず第の光孊安定状態からなる双安定状態を有
し、埓぀お前述のTN型の液晶で甚いられた光孊
倉調玠子ずは異なり、䟋えば䞀方の電界ベクトル
に察しお第の光孊的安定状態に液晶が配向し、
他方の電界ベクトルに察しおは第の光孊的安定
状態に液晶が配向される。たたこの型の液晶は、
加えられる電界に応答しお、極めお速やかに䞊蚘
぀の安定状態のいずれかを取り、䞔぀電界の印
加のないずきはその状態を維持する性慣を有す
る。このような性質を利甚するこずにより、䞊述
した埓来のTN型玠子の問題点の倚くに察しお、
かなり本質的な改善が埗られる。この点は、本発
明ず関連しお、以䞋に、曎に詳现に説明する。し
かしながら、この双安定性を有する匷誘電性液晶
が所定の駆動特性を発揮するためには、䞀察の平
行基板間に配眮される液晶が、電界の印加状態ず
は無関係に、䞊蚘぀の安定状態の間での倉換が
効果的に起るような分子配列状態にあるこずが必
芁である。䟋えばSmC*又はSmH*盞を有する匷
誘電性液晶に぀いおは、SmC*又はSmH*盞を有
する液晶分子局が基板面に察しお垂盎で、したが
぀お液晶分子軞が基板面にほが平行に配列した領
域モノドメむンが圢成される必芁がある。し
かしながら、埓来の双安定性を有する匷誘電性液
晶玠子においおは、このようなドメむン構造を有
する液晶の配向状態が、必ずしも満足に圢成され
なか぀たために、充分な特性が埗られなか぀たの
が実情である。 たずえば、Clarkらによれば、このような配向
状態を䞎えるために、磁界を印加する方法、せん
断力を印加する方法、基板間に小間隔で平行なリ
ツゞridgeを配列する方法などが提案されお
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䞎えるものではなか぀た。た
ずえば、磁界を印加する方法は、倧芏暡な装眮を
芁求するずずもに䜜動特性の良奜な薄局セルずは
䞡立しがたいずいう難点があり、たた、せん断力
を印加する方法は、セルを䜜成埌に液晶を泚入す
る方法ず䞡立しないずいう難点がある。又、セル
内に平行なリツゞを配列する方法では、それのみ
によ぀おは、安定な配向効果を䞎えられない。 〔発明が解決しようずする問題点〕 本発明の目的は、前述した事情に鑑み、高速応
答性、高密床画玠ず倧面積を有する衚瀺玠子、或
いは高速床のシダツタスピヌドを有する光孊シダ
ツタヌ等ずしお朜圚的な適性を有する匷誘電性液
晶玠子においお、埓来問題であ぀たモノドメむン
圢成性ないしは初期配向性を改善するこずによ
り、その特性を充分に発揮させ埗る匷誘電性液晶
玠子を提䟛するこずにある。 〔䜜甚〕 本発明者らは、前述の目的に沿぀お研究した結
果、特定の液晶又はその液晶を含む組成物を䞀軞
性配向凊理効果が付䞎された基板に挟持し、スメ
クテむツク盞より高枩偎の盞、䟋えばコレステリ
ツク盞カむラルネマチツク盞、ネマテむツク
盞、等方盞からの埐冷による盞転移を生じさせた
堎合、䟋えばSmAがカむラルスメクテむツク盞
の圢成時に液晶分子が䞀方向に配列したモノドメ
むンを圢成するこずができ、この結果匷誘電性液
晶の双安定性に基づく玠子の䜜動ず液晶局のモノ
ドメむン性を䞡立しうる構造の液晶玠子が埗られ
るこずを芋い出した。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の液晶玠子は、前述の知芋に基づくもの
であり、より詳しくは、䞀察の基板間に䞋蚘䞀般
匏で衚わされる光孊掻性基をも぀液晶性化
合物又は、䞋蚘䞀般匏(1)で衚わされる光孊掻性基
をも぀液晶性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、䞊蚘液晶化合物又は組成物
のスメクテむツク盞を該スメクテむツク盞より高
枩偎の盞からの盞転移により圢成するずずもに、
前蚘䞀察の基板のうち少なくずも䞀方の基板の面
が界面で接する分子軞方向を優先しお䞀方向に配
列させる効果を有しおいる点に特城を有しおい
る。 䞀般匏 〔䞀般匏䞭は炭玠原子数〜20の盎鎖
状、分岐状たたは環状の飜和もしくは䞍飜和の炭
化氎玠基を瀺す。は䞍斉炭玠原子を瀺す〕 〔実斜䟋〕 以䞋、必芁に応じお図面を参照し぀぀、本発明
を曎に詳现に説明する。 本発明で甚いる液晶は、匷誘電性を有するもの
であ぀お、具䜓的にはカむラルスメクテむツク
盞SmC*、盞SmH*、盞SmI*、
盞SmJ*、盞SmK*、盞SmG*又
は盞SmF*を有する液晶を甚いるこずがで
きる。 前蚘䞀般匏で瀺される光孊掻性基をも぀
た化合物の具䜓䟋は、䞋蚘のずおりである。 䞀般匏 䞊蚘匏䞭は炭玠原子数〜20の盎鎖状、分岐
状たたは環状の飜和もしくは䞍飜和の炭化氎玠で
ある。炭玠原子数が21以䞊では最終的な機胜材料
ずしたずきの粘床やモル䜓積が増加するため奜た
しくない。たた、奜たしいの炭玠原子数は〜
16である。の具䜓䟋ずしおは盎鎖状アルキル
基、分岐状アルキル基、シクロアルキル基、盎鎖
状アルケニル基、分岐状アルケニル基、シクロア
ルケニル基、盎鎖状アルカデむ゚ニル基、分岐状
アルカデむ゚ニル基、シクロアルカデむ゚ニル
基、盎鎖状アルカトリ゚ニル基、分岐状アルカト
リ゚ニル基、盎鎖状アルキニル基、分岐状アルキ
ニル基、アラルキル基がある。又はは䞍斉炭玠
原子を瀺す。 R1〜R5は炭玠数〜20のアルキル基又はアル
コキシ基を瀺す。 その他、前蚘䞀般匏で瀺された光孊掻性
基を導入したアゟヌ、アゟキシ誘導䜓、環集合炭
化氎玠誘導䜓、瞮合倚環匏炭化氎玠誘導䜓、耇玠
環誘導䜓、瞮合耇玠環誘導䜓、環集合耇玠環誘導
䜓等を甚いるこずができ、具䜓的には、前蚘䞀般
匏で瀺された光孊掻性基を導入したアゟベ
ンれン誘導䜓、アゟキシベンれン誘導䜓、ビプ
ニル誘導䜓、タヌプニル誘導䜓、プニルシク
ロヘキサン誘導䜓、安息銙酞誘導䜓、ピリミゞン
誘導䜓、ピラゞン誘導䜓、ピリゞン誘導䜓、スチ
ルベン誘導䜓、トラン誘導䜓、カルコン誘導䜓、
ビシクロヘキサン誘導䜓、ケむ皮酞誘導䜓等を液
晶化合物ずしおも甚いるこずができる。 これらの液晶化合物を合成する際に甚いる乳酞
誘導䜓は、䞋蚘の方法で合成するこずができる。 䞊蚘反応匏におけるRIは炭玠数の広い範囲に
わた぀お遞択するこずが可胜であり、具䜓的には
ペヌドブタン、ペヌドペンタン、ペヌドヘキサ
ン、ペヌドヘプタン、ペヌドオクタン、ペヌドノ
ナン、ペヌドデカン、ペヌドりンデカン、ペヌド
ドデカン、ペヌドトリデカン、ペヌドデトラデカ
ン、ペヌドペンタデカン、ペヌドヘキサデカン、
ペヌドヘプタデカン、ペヌドオクタデカン、ペヌ
ドノナデカン、ペヌド゚むコサン等の盎鎖状飜和
炭化氎玠ペり化物−ペヌドブタン、−ペヌ
ド−−メチルプロパン、−ペヌド−−メチ
ルブタン等の分岐飜和炭化氎玠ペり化物ペヌド
ベンゞル、ペヌドプナシル、−ペヌド−−
シクロヘキセン等の環状䞍飜和化炭化氎玠ペり化
物ペヌドシクロペンタン、ペヌドシクロヘキサ
ン、−ペヌド−−メチルシクロヘキサン、ペ
ヌドシクロヘプタン、ペヌドシクロオクタン等の
環状飜和炭化氎玠ペり化物がある。 このような方法により埗られた皮々の乳酞誘導
䜓より次に瀺す合成経路によ぀お䞋蚘䞀般匏
又はに瀺される液晶性化合物を埗た。 〔䜆し、䞊蚘䞀般匏、においお、は
炭玠原子数〜20の盎鎖状、分岐状たたは環状の
飜和もしくは䞍飜和の炭化氎玠基を瀺し、R1及
びR2は炭玠原子数〜20のアルキル基たたはア
ルコキシ基を瀺す。〕 本発明の液晶玠子で甚いる液晶化合物の代衚䟋
は、䞋蚘のずおりである。 (1) 4′−ヘキシル−−α−ブトキシプロパノむ
ルオキシアゟベンれン (2) 4′−ヘプチル−−α−ブトキシプロパノむ
ルオキシアゟベンれン (4) 4′−オクチル−−α−ブトキシプロパノむ
ルオキシアゟベンれン (5) 4′−ヘキシルオキシ−−α−ブトキシプロ
パノむルオキシアゟベンれン (6) 4′−オクチル−−α−ヘプチルオキシプロ
パノむルオキシアゟベンれン (7) 4′−ヘキシルオキシ−−α−ヘプチルオキ
シプロパノむルオキシアゟベンれン (8) 4′−ヘキシルオキシ−−α−ブトキシプロ
パノむルオキシアゟベンれン (9) 4′−オクチル−−α−ヘプチルオキシプロ
パノむルオキシアゟキシベンれン (10) 4′−ヘキシルオキシ−−α−ヘプチルオキ
シプロパノむルオキシアゟキシベンれン (11) −デシル−−4′−α−ペンチルオキシ
プロパノむルオキシプニルピリミゞン (12) −オクチルオキシ安息銙酞4′−α−オク
タデシルオキシプロパノむルオキシプニル
゚ステル (13) −オクチルオキシ安息銙酞4′−α−ド
デシルオキシプロパノむルオキシプニル゚
ステル (14) −ヘプチルビプニルカルボン酞4″−
α−ヘプチルオキシプロパノむルオキシプニ
ル゚ステル (15) −オクチルオキシビプニルカルボン酞
4′−4″−α−オクチルオキシプロパノむルオ
キシベンゟむルオキシプニル゚ステル (16) −ペンチルオキシシ安息銙酞4′−4″−
α−ノニルオキシプロパノむルオキシビプニ
ルカルボキシルプニル゚ステル (17) −ヘプチルビプニルカルボン酞4′−
4″−α−ドデシルオキシプロパノむルオキシ
ベンゟむルオキシプニル゚ステル (18) −ヘプチルビプニルカルボン酞4′−
4″−α−ペンチルオキシプロパノむルオキシ
ビプニルカルボキシルプニル゚ステル (19) −ノニル−−α−プロピルオキシプ
ロパノむルオキシプニルプリミゞン (20) −ペンチルビプニルカルボン酞4′−
4″−α−゚トキシプロパノむルオキシベンゟ
むルオキシプニル゚ステル これらの液晶化合物は特願昭59−195770号明现
曞に蚘茉された合成法および通垞の合成法により
埗るこずができる。 これらの液晶化合物は、単独でカむラルスメク
テむツク盞を瀺す時は単独又は皮以䞊組合せお
甚いるこずができる他、䞋蚘衚又は衚の液晶
化合物ずの混合物ずするこずができ、又単独でカ
むラルスメクテむツク盞を瀺さない時は、䞋蚘衚
に瀺す液晶ずの混合物ずするこずにより、カむ
ラルスメクテむツク盞ずするこずができる。
【衚】
【衚】 ――→ ――→ ――→

結晶 SmC SmA 等方盞
←―― ←―― ←――

【衚】 結晶 ――→ コレステリツク盞 ――→ 等方盞
【衚】 ――→ ――→
――→
結晶 SmC コレステリツク盞
等方盞
←―― ←――
←――
【衚】
【衚】 これらの材料を甚いお玠子を構成する堎合、液
晶化合物がSmC*盞又はSmH*盞ずなるような枩
床状態に保持する為、必芁に応じお玠子をヒヌタ
ヌが埋め蟌たれた銅ブロツク等により支持するこ
ずができる。 第図は、匷誘電性液晶の動䜜説明の為に、セ
ルの䟋を暡匏的に描いたものである。ず
は、In2O3、SnO2あるいはITOIndium−
Tin Oxide等の薄膜からなる透明電極で被芆さ
れた基板ガラス板であり、その間に液晶分子
局がガラス面に垂盎になるよう配向した
SmC*盞又はSmH*盞の液晶が封入されおいる。
倪線で瀺した線は液晶分子を衚わししおお
り、この液晶分子はその分子に盎亀した方向
に双極子モヌメント⊥を有しおいる。
基板ず䞊の電極間に䞀定の閟倀以䞊
の電圧を印加するず、液晶分子のらせん構造
がほどけ、双極子モヌメント⊥がすべ
お電界方向に向くよう、液晶分子は配向方向
を倉えるこずができる。液晶分子は、现長い
圢状を有しおおり、その長軞方向ず短軞方向で屈
折率異方性を瀺し、埓぀お䟋えばガラス面の䞊䞋
に互いにクロスニコルの偏光子を眮けば、電圧印
加極性によ぀お光孊特性が倉わる液晶光孊倉調玠
子ずなるこずは、容易に理解される。 本発明の液晶玠子で奜たしく甚いられる液晶セ
ルは、その厚さを充分に薄く䟋えば10Ό以䞋
するこずができる。このように液晶局が薄くなる
にしたがい、第図に瀺すように電界を印加しお
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、その双極子モヌメントPa
たたはPbは䞊向き又は䞋向き
のどちらかの状態をずる。このようなセル
に、第図に瀺す劂く䞀定の閟倀以䞊の極性の異
る電界Ea又はEbを電圧印加手段ず
により付䞎するず、双極子モヌメントは、電界
Ea又はEbの電界ベクトルに察応しお䞊向き
又は䞋向きず向きを倉え、それに応じお
液晶分子は、第の安定状態か或いは第
の安定状態の䜕れか䞀方に配向する。 このような匷誘電性を光孊倉調玠子ずしお甚い
るこずの利点は、先にも述べたが぀ある。 その第は、応答速床が極めお速いこずであ
り、第は液晶分子の配向が双安定性を有するこ
ずである。第の点を、䟋えば第図によ぀お曎
に説明するず、電界Eaを印加するず液晶分子は
第の安定状態に配向するが、この状態は
電界を切぀おも安定である。又、逆向きの電界
Ebを印加するず、液晶分子は第の安定状態
に配向しおその分子の向きを倉えるが、やは
り電界を切぀おもこの状態に留぀おいる。又、䞎
える電界Eaが䞀定の閟倀を越えない限り、それ
ぞれの配向状態にやはり維持されおいる。このよ
うな応答速床の速さず、双安定性が有効に実珟さ
れるにはセルずしおは出来るでは薄い方が奜たし
い。 この様な匷誘電性を有する液晶で玠子を圢成す
るに圓た぀お最も問題ずなるのは、先にも述べた
ように、SmC*盞又はSmH*盞を有する局が基板
面に察しお垂盎に配列し䞔぀液晶分子が基板面に
略平行に配向した、モノドメむン性の高いセルを
圢成するこずが困難なこずであり、この点に解決
を䞎えるこずが本発明の䞻芁な目的である。 第図ずは、本発明の液晶玠子の䞀実斜䟋
を瀺しおいる。第図は、本発明の液晶玠子の
平面図で、第図はその−A′び断面図であ
る。 第図で瀺すセル構造䜓は、ガラス板又
はプラスチツク板などからなる䞀察の基板
ずをスペヌサで所定の間隔に保
持され、この䞀察の基板をシヌリングするために
接着剀で接着したセル構造を有しおおり、
さらに基板の䞊には耇数の透明電極
からなる電極矀䟋えば、マトリクス電極構造の
うちの走査電圧印加甚電極矀が䟋えば垯状パタ
ヌンなどの所定パタヌンで圢成されおいる。基板
の䞊には前述の透明電極ず亀差
させた耇数の透明電極からなる電極矀
䟋えば、マトリクス電極構造のうちの信号電圧
印加甚電極矀が圢成されおいる。 このような透明電極を蚭けた基板
には、䟋えば、䞀酞化硅玠、二酞化硅玠、酞
化アルミニりム、ゞルコニア、フツ化マグネシり
ム、酞化セリりム、フツ化セリりム、シリコン窒
化物、シリコン炭化物、ホり玠窒化物などの無機
絶瞁物質やポリビニルアルコヌル、ポリむミド、
ポリアミドむミド、ポリ゚ステルむミド、ポリパ
ラキシレリン、ポリ゚ステル、ポリカヌボネヌ
ト、ポリビニルアセタヌル、ポリ塩化ビニル、ポ
リアミド、ポリスチレン、セルロヌス暹脂、メラ
ニン暹脂、ナリア暹脂やアクリル暹脂などの有機
絶瞁物質を甚いお被膜圢成した配向制埡膜
を蚭けるこずができる。 この配向制埡膜は、前述の劂き無機絶瞁
物質又は有機絶瞁物質を被膜圢成した埌に、その
衚面をビロヌド、垃や玙で䞀方向に摺擊ラビン
グするこずによ぀お埗られる。 本発明の別の奜たしい具䜓䟋では、SiOやSiO2
などの無機絶瞁物質を基板の䞊に斜め蒞
着法によ぀お被膜圢成する事によ぀お、配向制埡
膜を埗る事ができる。 第図に瀺された装眮に斌いおベルゞダヌ
は吞出口を有する絶瞁基板䞊に茉
眮され、前蚘吞出口から䌞びる図瀺され
おいない真空ポンプによりベルゞダヌが
真空される。タングステン補たたはモリブデン補
のる぀がはベルゞダヌの内郚及び底
郚に配眮され、る぀が507には数グラムのSiO、
SiO2、MgF2などの結晶が茉眮される。る
぀が䞋方に぀のアヌム
を有し、前蚘アヌムは倫々導線
に接続される。電源及びスむツチが
ベルゞダヌの倖郚導線間に
盎列に接続される。基板はベルゞダヌ
内郚でる぀がの真䞊にベルゞダヌ
の垂盎軞に察しΞの角床を成しお配眮される。 スむツチが開攟されるず、ベルゞダヌ
はたず玄10-5mmHg圧の真空状態にされ、次
にスむツチが閉じられお、る぀がが
適枩で癜熱しお結晶が蒞発されるたで電源
を調節しお電力が䟛絊される。適枩範囲
700〜1000℃に察しお必芁な電流は玄100amps
である。結晶は次に蒞発され図䞭で瀺さ
れた䞊向きの分子流を圢成し、流䜓は、基板
に察しおΞの角床を成しお基板䞊に入
射され、この結果基板が被芆される。角床
Ξは䞊蚘の“入射角”であり、流䜓の方向は䞊
蚘の“斜め蒞着方向”である。この被膜の膜厚は
基板をベルゞダヌに挿入する前に行
なわれる装眮の時間に察する厚みのキダリプレヌ
シペンにより決定される。適宜な厚みの被膜が圢
成されるず電源からの電力を枛少させ、ス
むツチを開攟しおベルゞダヌずその
内郚を冷华する。次に圧力を倧気圧たで䞊げ基板
をベルゞダヌから取り倖す。 たた、別の具䜓䟋ではガラスたたはプラスチチ
ツクからなる基板の衚面或は基板
の䞊に前述した無機絶瞁物質が有機絶瞁物質を
被膜圢成した埌に、該被膜の衚面を斜方゚ツチン
グ法により゚ツチングするこずにより、その衚面
に配向制埡効果を付䞎するこずができる。 前述の配向制埡膜は、同時に絶瞁膜ずし
おも機胜させるこずが奜たしく、このためにこの
配向制埡膜の膜厚は䞀般に100Å〜1Ό、奜
たしくは500〜Å〜5000Åの範囲に蚭定するこず
ができる。この絶瞁膜は、液晶局に埮量に
含有される䞍玔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おおり、埓぀お動䜜を繰
り返し行な぀おも液晶化合物を劣化させるこずが
ない。 たた、本発明の液晶玠子では前述の配向制埡膜
ず同様のものをもう䞀方の基板に蚭
けるこずができる。 第図に瀺すセル構造䜓の䞭の液晶局
は、SmC*、SmH*、SmI*、SmJ*、SmK*、
SmG*、SmF*ずするこずができる。このカむラ
ルスメクテむツク盞の液晶局は、スメクテ
むツク盞より高枩偎の盞、䟋えばコレステリツク
盞カむラルネマチツク盞、ネマチツク盞、等
方盞からの埐冷℃〜10℃時間による降枩
過皋でSmAスメクテむツク盞に盞転移さ
れ、さらに埐冷による降枩過皋でカむラルスメク
テむツク盞に盞転移されるこずによ぀お圢成され
るか、又はSmAを埄ずにコレステリツク盞など
からカむラルスメクテむツク盞に盞転移させお圢
成されるこずができる。 本発明で重芁な点は、埐冷による降枩過皋で前
述の液晶を甚いた時に、モノドメむンのスメクテ
むツク盞を圢成するこずができる。 本発明で甚いる液晶組成物ずしおは、降枩過皋
においお等方盞−コレステリツク盞−SmA−カ
むラルスメクテむツク盞、等方盞−コレステリツ
ク盞−カむラルスメクテむツク盞あるいは等方盞
−SmA−カむラルスメクテむツク盞ず盞転移さ
せる組成分ずするこずができる。 第図は、本発明の液晶玠子の別の具䜓䟋を衚
わしおいる。第図で瀺す液晶玠子は、䞀察の基
板ずの間に耇数のスペヌサ郚材
が配眮されおいる。このスペヌサ郚材
は、䟋えば配向制埡膜が蚭けられおいる
基板の䞊にSiO、SiO2、Al2O3、TiO2な
どの無機化合物あるいはポリビニルアルコヌル、
ポリむミド、ポリアミドむミド、ポリ゚ステルむ
ミド、ポリパラキシリレン、ポリ゚ステル、ポリ
カヌボネヌト、ポリビニルアセタヌル、ポリ塩化
ビニル、ポリ酢酞ビニル、ポリアミド、ポリスチ
レン、セルロヌス暹脂、メラミン暹脂、ナリア暹
脂、アクリル暹脂やフオトレゞスト暹脂などの暹
脂類を適圓な方法で被膜圢成した埌に、所定の䜍
眮にスペヌサ郚材が配眮されるように゚ツ
チングするこずによ぀お埗るこずができる。 この様なセル構造䜓は、基板ず
の䞡偎にはクロスニコル状態たたはパラ
レルニコル状態ずした偏光子ずがそ
れぞれ配眮されお、電極ずの間
に電圧を印加した時に光孊倉調を生じるこずにな
る。 以䞋、本発明を実斜䟋に埓぀お説明する。 実斜䟋  ピツチ100Όで幅62.5Όのストラむプ状の
ITO膜を電極ずしお蚭けた正方圢状ガラス基板を
甚意し、これを電極ずなるITO膜が蚭けられおい
る偎を䞋向きにしお第図に瀺す斜め蒞着装眮に
セツトし、次いでモリブデン補る぀が内にSiO2
の結晶をセツトした。しかる埌に蒞着装眮内を
10-5Torr皋床の真空状態ずしおから、所定の方
法でガラス基板䞊にSiO2を斜め蒞着し、800Åの
斜め蒞着膜を圢成した電極板。 䞀方、同様のストラむプ状のITO膜が圢成され
たガラス基板䞊にポリむミド圢成溶液日立化成
工業(æ ª)補の「PIQ」䞍揮発分濃床14.5wtを
スピナヌ塗垃機で塗垃し、120℃で30分間加熱を
行な぀お800Åの被膜を圢成した電極板。 次いで電極板の呚蟺郚に泚入口ずなる個所を
陀いお熱硬化型゚ポキシ接着剀をスクリヌン印刷
法によ぀お塗垃した埌に、電極板ず電極板の
ストラむプ状パタヌン電極が盎亀する様に重ね合
せ、枚の電極板の間隔をポリむミドスペヌサで
2Όに保持した。 こうしお䜜成したセル内に等方盞ずな぀おいる
䞋蚘液晶組成物を泚入口から泚入し、その泚入
口を封口した。このセルを埐冷によ぀お降枩さ
せ、枩床を維持させた状態で、䞀察の偏光子をク
ロスニコル状態で蚭けおから顕埮鏡芳察したずこ
ろ、非らせん構造を採り、配向欠陥のないモノド
メむンのSmC*が圢成されおいるこずが刀明し
た。
【衚】 実斜䟋  ピツチ100Όで幅62.5Όのストラむプ状の
ITO電極を蚭けおある正方圢状のガラス基板を
枚甚意し、それぞれの基板䞊にポリむミド圢成溶
液実斜䟋ず同様のものをスピンナヌ塗垃機
で塗垃し、120℃で30分間加熱した埌、200℃で60
分さらに350℃で30分間加熱を行な぀お800Åのポ
リむミド膜を圢成した。 この枚の基板䞊に圢成したポリむミド膜に、
それぞれ重ねた時にラビング方向が平行ずなり、
䞔぀ストラむプ状ITO電極が互いに盎亀する様に
しおビロヌドによるラビング凊理を斜した。 次いで互いにラビング方向が平行ずなる様に
枚の基板を重ね合せ、䞀方の基板の呚蟺郚に泚入
口ずなる個所を陀いお熱硬化型゚ポキシ接着剀を
スクリヌン印刷法によ぀お塗垃した埌に、枚の
基板を重ね合せ、枚の基板の間隔をポリむミド
スペヌサで2Όに保持した。 こうしお䜜成したセル内に等方盞ずな぀おいる
前述の液晶組成物を泚入口から泚入し、その泚
入口を封口た。このセルを埐冷によ぀お降枩さ
せ、枩床を維持させた状態で、䞀察の偏光子をク
ロスニコル状態で蚭けおから顕埮鏡芳察したずこ
ろ、非らせん構造を採り、配向欠陥のないモノド
メむンのSmC*が圢成されおいるこずが刀明し
た。 実斜䟋 ず 前蚘実斜䟋の液晶玠子を䜜成した際に甚いた
液晶組成物に代えお、䞋蚘組成の液晶組成物
実斜䟋及び実斜䟋を甚いたほかは、
実斜䟋ず党く同様の方法で匷誘電性液晶玠子を
䜜成した。 この匷誘電性液晶玠子を偏光顕埮鏡で芳察した
ずころ、配向欠陥を生じおいない非らせん構造の
モノドメむンが確認できた。 組成物 DOBAMBC 88wt 4′−オクチル−−α−ペプチルオキシプロパノ
むルオキシアゟベンれン 12wt 組成物 MBRA8 98wt 4′−オクチル−−α−ペプチルオキシプロパノ
むルオキシアゟベンれン 2wt 実斜䟋  −デシル−−4′−α−ペプチルオキシプ
ロパノむルオキシプニルピリミゞン −ハむドロキシベンゟニトリル40を100ml
の゚タノヌルず125mlのベンれンに溶解し、也燥
HClで飜和させ〜日宀枩で攟眮した。゚ヌテ
ルで垌釈しお沈柱した結晶を口別埌゚タノヌルぞ
分離し、アンモニア飜和゚タノヌルを加え、〜
日攟眮したのち゚ヌテルを加え再結晶しお、
−ハむドロキシベンズアミデむンハむドロクロラ
むドを埗た。無氎メタノヌルぞ3.0の金属ナト
リりムを加えたものぞ−ハむドロキシベンズア
ミデむンハむドロクロラむドずα−デシル−
β−ゞメチルアミノアクロレむン12を加え、
10hr還流した。メタノヌルを留去し垌酢酞ぞ投入
し゚ヌテルで抜出したものをシリカゲルカラムク
ロマトで粟補し−デシル−ハむドロキシ
プニルピリミゞンを埗た。 α−ペンチルオキシプロピオン酞2.0に塩化
チオニル10mlを加え2hr加熱還流埌過剰の塩化チ
オニルを留去しおα−ペンチルオキシプロピオン
酞クロラむドを埗た。20mlの也燥ピリゞンを加
え、50mlの也燥ベンれンぞ溶解した−デシル
−ハむドロキシプニルピリミゞン7.0を
滎䞋した。滎䞋終了埌8hr加熱還流したのち氷氎
ぞ投入しベンれンで抜出した。シリカゲルカラム
クロマトにお粟補し、−デシル−−4′−α
−ペンチルオキシプロパノむルオキシプニル
ピリミゞンを埗た。 実斜䟋  −オクチルオキシ安息銙酞4′−α−ドデシ
ルオキシプロパノむルオキシビプニル゚ス
テル α−ドデシルオキシプロピオン酞2.0に塩化
チオニル10mlを加え2hr加熱還流埌、過剰の塩化
チオニルを留去しおα−ドデシルオキシプロピオ
ン酞クロラむドを埗た。20mlの也燥ピリゞンを加
え、40mlの也燥ベンれンぞ溶解した4′ゞハむ
ドロキシビプニル5.0を滎䞋する。滎䞋終了
埌3hr加熱還流したのち氷氎ぞ投入しベンれンで
抜出した。シリカゲルカラムクロマトにお粟補
し、−ハむドロキシ−4′−α−ドデシルオキシ
プロパノむルオキシビプニルを埗た。 −オクチルオキシ安息銙酞2.0ぞ塩化チオ
ニル40mlを加え2hr加熱還流埌過剰の塩化チオニ
ルを留去しお−オクチルオキシ安息銙酞クロラ
むドを埗た。20mlの也燥ピリゞンを加え、40mlの
也燥ベンれンぞ溶解した−ハむドロキシ−4′−
α−ドデシルオキシプロパノむルオキシビプニ
ルを滎䞋し5hr加熱還流埌氷氎ぞ投入し゚ヌテル
で抜出した。シリカゲルカラムクロマトにお粟補
しオクチルオキシ安息銙酞4′−α−ドデシル
プロパノむルオキシビプニル゚ステルを埗
た。 実斜䟋  −オクチルオキシビプニルカルボン酞
4′4″α−オクチルオキシプロパノむルオキシ
ベンゟむルオキシプニル゚ステル −オクチルオキシビプニルカルボン酞5.0
ぞ塩化チオニル40mlを加え3hr加熱還流したの
ち、過剰の塩化チオニルを留去し−オクチルオ
キシビプニルカルボン酞クロラむドを埗た。50
mlのピリゞンぞ5.0の−ハむドロキノンを溶
解したものぞ−オクチルオキシビプニルカル
ボン酞クロラむドを滎䞋し、3hr反応埌10hr加熱
還流した。氷氎ぞ投入しベンれンで抜出したもの
をシリカゲルカラムクロマトにお粟補し、−オ
クチルオキシビプニルカルボン酞4′−ハむド
ロキシプニル゚ステルを埗た。 α−オクチルオキシプロピオン酞2.0に塩化
チオニル10mlを加え2hr加熱還流埌、過剰の塩化
チオニルを留去しおα−オクチルオキシプロピオ
ン酞クロラむドを埗た。20mlの也燥ピリゞンを加
え、40mlの也燥ピリゞンぞ溶解した5.0の−
ハむドロキシ安息銙酞を滎䞋した。 滎䞋終了埌2hr加熱還流したのち氷氎ぞ投入し
ベンれンで抜出した。シリカゲルカラムクロマト
にお粟補し−α−オクチルオキシプロパノむ
ルオキシ安息銙酞を埗た。 −α−オクチルオキシプロパノむルオキシ
安息銙酞2.0ず−オクチルオキシビプニル
カルボン酞4′−ハむドロキシプニル゚ステ
ル2.5を50のポリリン酞ぞ加え100℃で10hr反
応させた。反応物を氷氎ぞ投入しベンれン抜出し
た。゚タノヌルより再結晶し−オクチルオキシ
ビプニルカルボン酞4′−4″−α−オクチル
オキシプロパノむルオキシベンゟむルオキシフ
゚ニル゚ステルを埗た。 実斜䟋  実斜䟋ず同様にしお䜜成したセルぞ䞋蚘に瀺
す液晶組成物を泚入し等方盞より埐冷するこず
により配向させたずころ配向欠陥のないモノドメ
むンのSmC*が圢成されおいるこずが刀明した。 実斜䟋  実斜䟋ず同様にしお䜜成したセルぞ䞋蚘に瀺
す液晶組成物を封入し等方盞より埐冷するこず
により配向させたずころ配向欠陥のないモノドメ
むンのSmC*が圢成されおいるこずが刀明した。 実斜䟋 10 実斜䟋ず同様にしお䜜成したセルぞ䞋蚘に瀺
す液晶組成物を封入し等方盞より埐冷するこず
により配向させたずころ配向欠陥のないモノドメ
むンのSmC*が圢成されおいるこずが刀明した。 〔発明の効果〕 前蚘した様に、本発明によれば前述した特定の
液晶を甚いるこずによ぀お、配向欠陥の生じおい
ないスメクテむツク盞を圢成するこずができ、特
に配向欠陥のない非らせん構造の匷誘電性液晶盞
を圢成するこずができる。
【図面の簡単な説明】
第図は、カむラルスメクテむツク液晶を甚い
た液晶玠子を暡匏的に瀺す斜芖図である。第図
は、同液晶玠子の双安定性を暡匏的に瀺す斜芖図
である。第図は、本発明の液晶玠子を衚わす
平面図で、第図はその−A′断面図である。
第図は、本発明の液晶玠子の別の具䜓䟋を衚わ
す断面図である。第図は、本発明の液晶玠子を
䜜成する際に甚いる斜め蒞着装眮を暡匏的に衚わ
す断面図である。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  少なくずも䞀方の基板に、液晶分子の軞が基
    板の投圱成分においお䞀方向に配向する配向凊理
    を斜した䞀察の基板ず、䞋蚘䞀般匏で衚わ
    される光孊掻性基をも぀液晶性化合物を含有した
    カむラルスメクテむツク液晶であ぀お、カむラル
    スメクテむツク盞でらせんの圢成を抑制しうる間
    隔に蚭定した前蚘䞀察の基板の間に配眮させ、䞔
    ぀スメクテむツク盞より高枩偎の盞から降枩させ
    るこずによりカむラルスメクテむツク盞ぞ盞転移
    させお、無電界時の぀の異なる安定配向状態の
    いずれか぀の状態に配向させたカむラルスメク
    テむツク液晶ず、基板面に垂盎で、前蚘぀の異
    なる安定配向状態の぀の状態から他の぀の状
    態に転移させるのに十分な匷床の電界を印加する
    手段ず を有するこずを特城ずするカむラルスメクテむツ
    ク液晶玠子。 䞀般匏 〔䞊蚘䞀般匏䞭は炭玠数〜20の盎鎖状、分岐
    状もしくは環状の飜和たたは䞍飜和の炭化氎玠基
    を瀺す。たたは䞍斉炭玠原子を瀺す。〕  前蚘液晶性化合物が䞋蚘䞀般匏(1)で衚わされ
    る化合物である特蚱請求の範囲第項蚘茉のカむ
    ラルスメクテむツク液晶玠子。 䞀般匏(1) 〔匏䞭、R1は炭玠原子数〜20のアルキル基又
    はアルコキシ基である。は、炭玠原子数〜20
    の盎鎖状、分岐状たたは環状の飜和もしくは䞍飜
    和の炭化氎玠である。は䞍斉炭玠原子を瀺す〕  前蚘液晶性化合物が䞋蚘䞀般匏(2)で衚わされ
    る化合物である特蚱請求の範囲第項蚘茉のカむ
    ラルスメクテむツク液晶玠子。 䞀般匏(2) 〔匏䞭、R2は炭玠原子数〜20のアルキル基又
    はアルコキシ基である。は、炭玠原子数〜20
    の盎鎖状、分岐状たたは環状の飜和もしくは䞍飜
    和の炭化氎玠である。は䞍斉炭玠原子を瀺す〕  前蚘液晶性化合物が䞋蚘䞀般匏(3)で衚わされ
    る化合物である特蚱請求の範囲第項蚘茉のカむ
    ラルスメクテむツク液晶玠子。 䞀般匏(3) 〔匏䞭、R3は炭玠原子数〜20のアルキル基又
    はアルコキシ基である。は、炭玠原子数〜20
    の盎鎖状、分岐状たたは環状の飜和もしくは䞍飜
    和の炭化氎玠である。は䞍斉炭玠原子を瀺す〕  前蚘液晶性化合物が䞋蚘䞀般匏(4)で衚わされ
    る化合物である特蚱請求の範囲第項蚘茉のカむ
    ラルスメクテむツク液晶玠子。 䞀般匏(4) 〔匏䞭、R4は炭玠原子数〜20のアルキル基又
    はアルコキシ基である。は、炭玠原子数〜20
    の盎鎖状、分岐状たたは環状の飜和もしくは䞍飜
    和の炭化氎玠である。m1及びn1は又はであ
    る。は䞍斉炭玠原子を瀺す〕  前蚘液晶性化合物が䞋蚘䞀般匏(5)で衚わされ
    る化合物である特蚱請求の範囲第項蚘茉のカむ
    ラルスメクテむツク液晶玠子。 䞀般匏(5) 〔匏䞭、R5は炭玠原子数〜20のアルキル基又
    はアルコキシ基である。は、炭玠原子数〜20
    の盎鎖状、分岐状たたは環状の飜和もしくは䞍飜
    和の炭化氎玠である。m2及びn2は又はであ
    る。は䞍斉炭玠原子を瀺す〕
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