WO1989006265A1 - Ferroelectric liquid crystal composition - Google Patents

Description

明 如細

. 強誘電性液晶組成物 " 技 術 分 野

本発明 は、 強誘電性液晶材料 に 関す る 。 更に詳 し く は ス メ ク チ ッ ク 液晶化合物 と 光学活性化合物 と か ら 成 る 高速応答性を有す る 強誘電性液晶組成物お よ びそ れ を用 い た光ス ィ ツ チ ン グ素子 に 関す る 。

技 背 術 液晶化合物 は表示素子用材料 と し て広 く 用 い ら れて い る が、 そ う し た液晶表示素子の殆ん ど は T N 型表示 方式の も の で あ り 、 液晶材料 と し て は ネ マ チ ッ ク 相 に 属す る も の を用 い て い る 。

T N 型表示方式 は、 受光型の た め、 目 が疲れな い 、 消費電力が極めて少な い と い っ た特徵を持つ反面、 応 答が遅い 、 見 る 角度に よ つ て は表示がみ え な い と い つ た欠点が あ る 。 該方式 は、 最近 は フ ラ ッ 卜 デ ィ ス プ レ ィ と し て の特徵を生かす方向 に転換 し つ つ あ り 、 特に 高速応答性 と 視角 の広 さ が要求 さ れて い る ₀ こ ラ し た要求に答え る ベ く 液晶材料の 改良が試み ら れて き †Z 0 し 力、 し 、 他の発光型デ ィ ス プ レ イ （た と え ば、 ェ レ ク 卜 ロ ル ミ ネ ッ セ ン ス デ ィ ス プ レ イ 、 プ ラ ズ マ デ ィ ス プ レ イ 等 ) と 比較す る と 、 T N 表示方式で は 応答時間 と 視角 の広 さ と い う 点で はか な り の差が認め ら れ る 。

受光型、 低消費電力 と い っ た液晶表示素子の特徵を 生力、 し 、 な お、 かつ発光型デ ィ ス プ レ イ に 匹敵す る 応 答性を確保す る た め に は T N型表示方式に代わ る 新 し い液晶表示方式の 開発が不可欠であ る 。

そ う し た試み の一つ に強誘電性液晶の光ス ィ ッ チ ン グ現象を利用 し た表示方式が N . A . ク ラ ー ク と S . T . ラ ガウ ォ ー ル に よ り 提案 さ れた。 {ァ プ ラ イ ド フ ィ ジ ッ ク ス レ タ ー ズ ( Αρ 1. Phys . Lett . ) 36, 899 ( 1980 ) 参照 }

強誘電性液晶 は 1 9 7 5 年に R . B . メ イ ヤ ー等に よ っ て 、 そ の存在が初め て発表 さ れた も ので { ジ ュ ル ナ ル ド フ ィ ジ ー ク （ J . Phys .) 36 , 69 ( 1975 )参照 } 液晶構造上力、 ら カ イ ラ ルス メ ク チ ッ ク C 相、 カ イ ラ ル ス メ ク チ ッ ク I 相、 カ イ ラ ノレス メ ク チ ッ ク F 相、 カ イ ラ ノレ ス メ ク チ ッ ク G 相 お よ び カ イ ラ ノレ ス メ ク チ ッ ク H 相 （以下、 そ れぞれ 相、 相、 S 相、 S 相 及び S 相 と 略記す る ） に属す る 。

カ イ ラ ノレス メ ク チ ッ ク 層 に お い て は、 分子は層を形 成 し てお り 、 かつ分子は層面に対 し て傾い てお り 、 ら せん軸 は こ の層面に対 し て垂直であ る 。 カ イ ラ ルス メ ク チ ッ ク 相で は 自 発分極が生 じ る た め、 こ の層 に平行 に 直流電界を印加す る と 、 そ の極性に応 じ て分子は ら せん軸を回転軸 と し て反転す る 。 強誘電性液晶を使用 し た表示素子は こ の ス ィ ツ チ ン グ現象を利用 し た も の で あ る

t ィ ラ ノレ ス メ チ ッ ク 相 の う ち 現在特 に 注 目 さ れて い る の は S _e ½ で あ る 。 s _e *相 の ス イ ッ チ ン グ現象を利 用 し た表示方式 と し て は、 2 枚の 偏光子を使用 す る 複 屈折型 と 、 二色性色素を利用す る ゲス 卜 ， ホ ス ト 型が あ る こ の 表示方式の 特徴 は、

( 1 ) 応答時間が非常に速 い。

( 2 ) メ モ リ 一性 あ る 。

( 3 ) 視角 依存性が小 さ い 。

な どがあ げ ら れ、 高密度表示への可能性を ひ め てお り 非常に表示素子 と し て の魅力 に あ ふれた も の で あ る 。

し か し、 こ の 強誘電性液晶を実用 的 な 表示素子に使 用す る 口 、 応答速度が遅い 、 配向が非常 に難 し い な どの 多 く の 問題が残 さ れて い る 。

し たが つ て 、 現在強誘電性液晶材料 に要求 さ れて い る こ と は、

( 1 ) さ ら な る 応答性の 向上。

( 2 ) 室温を含む広い温度範囲で S _e *相 を示す こ と

( 3 ) 配向性の 改良。

等で あ る 在の と こ ろ 、 こ の よ う な 条件をすベて満 足す る 単独の カ イ ラ ノレ ス メ ク チ ッ ク 液晶化合物 は な い の で 、 一部の条件を満足す る カ イ ラ ル ス メ ク チ ッ ク 液 晶化合物 ま た は、 非液晶化合物を幾種か混合 し て、 前 述の条件を満 足す る よ う な 強誘電性液晶組成物を得な ければな ら な い 。 ま た、 強誘電性液晶化合物の みか ら な る 強誘電性液 晶組成物ばか り で は な く 、 特開昭 6 1 - 1 9 5 , 1 8 7 号公報に は非カ イ ラ ルな ス メ ク チ ッ ク C 、 F 、 G、 H、 I 等の相 （以下 S _e 等の相 と 略称す る ） を呈す る 化合物お よ び組成物を基本物質と し て、 こ れに強誘電性液晶相 を呈す る 1 種ま た は複数の 化合 物を混合 し て、 全体を強誘電性液晶組成物 と し て得 る こ と が報告 さ れてい る 。

さ ら に、 S _e 等の相 を呈す る 化合物お よ び組成物を 基本物質 と し て、 光学活性で はあ る が強誘電性液晶相 は呈 し な い 1 種あ る い は複数の 化合物を混合 し て全体 を強誘電性液晶組成物 と す る 報告 も あ る 。 { Moし

Cryst . Liq. Cryst . 89, 327 (1982 ) } ₀

前記 し た、 非カ イ ラ ルな S 等の相の少な く と も 一 つ を示す基本物質か ら な り 、 かつ S _e 等の相を少な く と も 一つ有す る ス メ ク チ ッ ク 液晶混合物を以下ベー ス S m混合物 と 呼ぶ。

ベー ス S m混合物 と し て は、 実用 的 に は室温を含む 広い温度範囲で S _e 相を呈す る 液晶混合物が好ま し い。 ベ ー ス S m混合物 の 成分 と し て は、 フ エ ニルベ ン ゾ ー ル系、 シ ッ フ 塩基系、 フ エ 二 ル ビ リ ジ ン 系、 お よ び 5 - ァ ゾレキ ル - 2 - ( 4 - ア フレ コ キ シ フ エ 二 ノレ） ピ リ ジ ン等の液晶化合物の 中か ら幾つ かが用 い ら れてい る 。

た と え ば、 特開昭 6 1 — 2 9 1 , 6 7 9 号公報お よ び P C T 国際公開 W O 8 6 / 0 6 4 0 1 号パ ン フ レ ツ 卜 に は 5 - ア ル キ ノレ - 2 - ( 4 - ア ル コ キ シ フ エ ニ ル ） - ピ リ ミ ジ ン を光学活性化合物 と 混合 し た 強誘電性液晶

' が室温を含む広 い 温度範囲 に て s 相 を呈す る こ と 力 ' 示 さ れ 'てお り 、 前者 に は該 ピ リ ミ'ジ ン 誘導体を ベ ー ス

5 S m混合物 と し た 強誘電性ス メ ク チ ッ ク 液晶材料を用 い て光ス ィ ツ チ ン グ素子の 応答時間が短縮で き る こ と 力 <示 さ れて い る 。 ま た 、 特開昭 6 1 — 2 9 1 , 6 7 9 号公報 に は 5 - ア ル キ ノレ - 2 - ( 4 ' - ァ ノレ キ ノレ ビ フ ェ ニ リ ノレ - 4 ) ピ リ ミ ジ ン と 前 記 の 5 - ア ル キ ル - 2

10 - ( 4 - ア ル コ キ シ フ エ ニ ル ） ピ リ ミ ジ ン お よ び光学 活性化合物 と か ら な る 強誘電性液晶材料 も 室温を含む 広い温度範囲 に て S (^相 を示 し 、 かつ応答性向上 に も 有効で あ る こ と が示 さ れて い る 。 し 力、 し 、 室温 に お け る 尚一層の応答性の 向上が熱望 さ れて い る 。

15 本発明 の第一の 目 的 は、 高速応答性を有す る 強誘電 性液晶組成物を提供す る こ と に あ り 、 第二の 目 的 は該 液晶組成物を用 い た 応答性の速 い ス ィ ツ チ ン グ素子を 提供す る こ と に あ る 。

発 明 の 開 示

20 本発明 の第一の発明 の強誘電性液晶組成物 は、

一般式

( I )

(式中、 R ¹ お よ び R ² は それぞれ炭素数が 1 〜 1 8 の ア ル キ ル基を示す。 ）

で表わ さ れ る 非カ イ ラ ルな化合物の少な く と も 一種 と —般式

(式中、 R ³ は炭素数 1 〜 1 8 の ア ルキル基ま た は、 ァ ノレ コ キ シ基、 R ⁴ は炭素数 2 〜 1 8 の ア ルキ ル基を 示 し 、 X は単結合、 — C O O —、 — O C O —、 一 N = C H — 、 一 C H = N —、 - 0 C H _? 一 ま た は - C H ₂ 0 — を示す。 ま た m と n は それぞれ 1 ま た は 2 の整数、 * は不斉炭素原子を示す。 ）

で表わ さ れ る 光学活性な化合物の少な く と も 一種と を 含有す る こ と を特徵 とす る が、 式 （ I ) で示 さ れ る 化 合物 2 0 〜 9 8重量％、 式 （ Π ) で示 さ れる 化合物が 1 〜 4 0 重量％の割合が好ま し い。

ま た、 式 （ I ) で示 さ れ る 非カ イ ラ ルな 化合物 と 式

( Π ) で示 さ れる 光学活性な化合物 に さ ら に、 一般式

R⁵ - Z (Π)

〔式中、 ~ζ^~ . -(B)- お よ び ~(^~ はそれぞれ - <0> -. "<(¾ -<οκ -<©)- ま た は^ Vを示 し 、 R ⁵ は炭素数 1 ^ 1 8 の ア ル キ ル基 ま た は ァ ノレ コ キ シ 基を示 し 、 Y は単結合、 一 C H ₂ 0 — 、 ま た は

一 O C H り — を示す。 p は' 0 ま た は 1 の 整数を示 し 、

Z は炭素数 1 〜 1 8 の ア ル キ ル基 ま た は

C ^H 3

- C H - 0 - R ⁶ ( R ⁶ は炭素数 1 〜 1 8 の ァ ノレ キ ル * 基を示す。 ） を示 し 、 * は不斉炭素原子を示す。 〕 で 表わ さ れ る 化合物を配合 し て な る こ と を特徴 と し 、 式

( I ) で示 さ れ る 化合物力 2 0 〜 9 8重量％ 、 式 （ Π ) で示 さ れ る 化合物が 1 〜 4 0 重量％ 、 式 （ ΠΙ ) で示 さ れ る 化合物が 1 〜 4 0 重量％ の配合割合が好 ま し い。

本発明の第二の発明の光ス イ ッ チ ン グ素子 は、 前記 ( I ) 式で表わ さ れ る 非カ イ ラ ルな 化合物の少な く と も 1 種 と 、 前記 （ Π ) 式で表わ さ れ る 光学活性な 化合 物を少な く と も 1 種 と を含有 し て な る 強誘電性液晶組 成物を使用 し た光ス ィ ツ チ ン グ素子で あ る 。

ま た前記 （ I ) 式で表わ さ れ る 化合物、 前記 （ Π ) 式で表わ さ れ る 化合物、 お よ び前記 （m) 式で表わ さ れ る 化合物 と を 含有 し て な る 強誘電性液晶組成物を使 用 し た光ス ィ ツ チ ン グ素子で あ る 。

本発明 の式 （ Π ) で示 さ れ る 光学活性な 化合物 と し てつ ぎ の も の を あ げ る こ と がで き る 。 O C H

—般式 R³ -<O)-<O^0 CH₂ -O>-C0-CH-R⁴

' (Π-Α) 、

0 C H₃

—般式 R³ "<@ § "CH₂ 0-O-C 0-CH-R⁴

(Π-Β) 、 —般式 R³ ~<§)~0 C H₂ R⁴ (Π— C) 、

0 C H₃

—般式 R³ " §)~CH₂ 0~<§)"{!；0— έΐί一 R⁴ (Π— D)

( こ 、 で、 R ³ は炭素数 1 〜 1 8 の ア ル キ ル基、 ま た は ァ ノレ コ キ シ基、 R ⁴ は炭素数 2 〜 1 8 の ア ルキ ル基 を示す。 ）

式 （ Π ) で示 さ れ る 光学活性な 化合物で好ま し く 用 い ら れ る 具体例 と し て、 特開昭 5 9 — 1 1 8 7 4 4 , Ferroelectrics 58， 21 (1984) に ^^示 さ れてい る 。

0 CH

n - C₈ H₁₇0-<O)— <O)-C 0- CH-C_D 6 H ^13

0 CH

n -C₈ H ₁₇0-<O-C H = N-Q)-C 0 - C H - C

* 3 ^H7 な どを あ げ る こ と がで き る 。 ま た、 特開昭 6 〇

1 4 9 5 4 7 に も 記載 さ れてい る 。 本発明 の式 （ DI ) で示 さ れ る 光学活性な 化合物 と し てつ ぎの も の を あ げ る こ と 力《で き る 。

CH 0

一般式 -θΗθ-0-€Ηο -CH-OC-R

(ΙΠ- A) 、

CH, 0 CHo

一般式 ⁵-O OHQ O-CH₂ -CH-OC-CH-O-R

(Π - B ) 、

-般式 R⁵

( m - c )、 一般式 R^d O-R⁸

(m - D )

( こ 、 で、 R ⁵ は炭素数 1 〜 1 8 の ア ルキル基 ま た は ァ ノレ コ キ シ基、 R ⁶ は炭素数 1 〜 1 8 の ア ル キ ル基を 示す。 ）

式 （ m ) で示 さ れ る 光学活性な 化合物の具体例 と し て は

(特願昭 61-133269)

C₈ H_1?0-<g)-<§)-0-CH₂ - 0-C₄

(特願昭 62— 49796)

(特願昭 6 2 - 2 2 0824)

CH_g 0 CH₃

Cg H₁₃-<^-<§-<0^0-CH₂ -CH-OC-CH-0-C₄ H_g

(特願昭 6 2 - 1 0 3 9 7 7)

CH₃ 0

c₈ H₁₇O~QH§ "CH₂ O-^-OCH₂ -CH-O-C-C H₇

(特願昭 62 - 25234) な どであ り 、 さ ら に 4 ' - へプチ ノレ - 4 - ( 4 - ( 2 - ( ブ タ ノ ィ ル ォ キ シ ） - プ ロ ボ キ シ ） - フ ユ ノ キ シ メ チ ノレ ） - ピ フ エ 二ノレ 、 4 ' - ノ ニ ノレ - 4 - ( 4 - ( 2 - ( ペ ン タ ノ イ ノレ オ キ シ ） - プ ロ ボ キ シ ） - フ エ ノ キ シ メ チ ノレ ） - ビ フ エ 二ノレ な ど を あ げ る こ と が で き る 0

本発明 の 目 的を損な わ な い程度であ れば、 本発明 の 液晶組成物 に外の化合物を混合 し て用 い る こ と も 可能 であ る 。

本発明の式 （ I ) で示 さ れ る 非カ イ ラ ルな化合物 と し て は、 ス メ チ ッ ク C 相 を有す る 物が特に好ま し く 用 い ら れ る が、 ス メ チ ッ ク C 相 を示 さ な い化合物であ つ て も 、 s_e 相の温度範囲を著 し く 縮小 し な い範囲の量 に限 っ て用 い る こ と 力 で き る 。

以下に それ ら の主な 化合物を表 1 に例示す る 。

表 1 に あ げ る 化合物 （ I ) は

を示 し 、 R n — C 2X + 1 R

n C _y H _{2 y+ 1}で あ る 。 ま た 、 相 の 状態 は 、 C r は結 曰

B曰 S ₃ は未確定 ス メ ク チ ッ ク 相、 S は ス メ チ ッ ク

C 相 、 S _A は ス メ チ ッ ク A 相 、 N は ネ マ チ ッ ク 相 、

I _s。は等方性液体相 を示す 一 は そ れ ぞれ相 の 存在 と 欠如 を示す。

表 1 (その 1 )

化合物 （ I ) 相転移系列 と そ の転移温度

R の

丄, X R₉ の Y ^{Cr S}3 ^SC ^SA ^N o

6 6 •47.0 —— —— · 76.7 —— ·

〃 7 •32.5 一一 ·50.6 ·76.6 一一 ·

〃 8 • 27.0 —— · 67.5 · 84.2 —— ·

〃 9 • 47.7 —― ♦ 77.2 · 83.6 —― ♦

〃 10

11 •38.8 ·42,3 - 84.3 · 86.4 —一 ·

〃 12 • 35.0 ·47.4 · 85.6 - 87.1 一一 ·

〃 13 • 41.7 ·48.0 ♦ 82.7 · 84.8 —— ♦

〃 14 •34.4 · 54.9 · 85.2 · 86.6 —― ·

〃 15 •49.9 · 56.7 - 83.3 · 85.2 —― ♦

7 5 ♦44.3 —— —— - 62.0 · 64.2 ·

〃 6 ♦49.1 —— —— ·77.1 —— ·

〃 7 - 32.2 —— ， 45.0 77.5 —— · 1 (その 2 ) 化合物 （I ) 相転移系列 と そ の転移温度

R丄, の X Rn乙 の Y Cr S ₃ S _c S _A N I

7 8 •♦30.8 —— · 64.0 - 84.4 —— ♦

// 9 • 34.2 —一 · 76.3 · 85.1 —— ♦

// 10 • 32.2 - 33.4 · 83.1 · 87.7 —— ♦

// 11 • 38.7 · 45.2 · 86.8 · 88.6 —— ♦

// 12 • 45.8 * 54.2 · 88.6 ♦ 89.3 —— ·

o c

8 3 ♦71.5 —— — —— —— ·

〃 4 •47.3 —― —― - 57.1 « 61.1 ♦

5 •44.0 —— 一一 - 62.4 —一 ·

ο ο

〃 6 •44. —— 一一 · 76.0 ·

7 •45.1 —一 ·（39.0) · 77.5 ♦

〃 8 • 38. —— · 54.8 · 83.6 —— ·

•

// 9 •40.0 —― · 76.0 · 84.6 —— ·

10

// 11 , 55.6 —— · 87.2 —— —— ·

// 12 • 40.5 - 57.8 · 88.7 — —— ·

〃 L3 - 54.1 · 62.2 · 88.2 —一 一一 ♦

9 2 • 81.0 —― —― —— · (64.7) ·

〃 6 ♦45.0 —— —— · 75.8 —— ·

〃 7 • 38.5 —— —— · 77. —— ♦

〃 8 ♦ 35.5 —— ♦ 53.0 · 84.5 —— ·

// 9 • 39.0 -— - 73.9 · 84.9 —— ·

// 10 • 37.0 · (31.7) · 83.0 · 87.1 —— ♦ (その 3 )

本発明 の 液晶組成物 に お け る 式 （ I ) に て表わ さ れ る 化合物 は以下の 製造法 A に よ っ て製造す る こ と がで き る

製造法 A

NH

'ク/

R ¹ C H Ci

NH

(1) -C H

(2)

(3)

P dXC, H

E t₃ N

(4)

OH'

ジェチレングリコール

(5)

-X

(I)

(上式 に お い て は R は メ チ ノレ 、 ェ チ ノレ な どの ア ル キル 基、 X は塩素、 臭素、 ヨ ウ 素、 p - ト ルエ ン ス ル ホニ ルォ キ シ基、 ベ ン ゼ ン ス ル ホ ニ ルォ キ シ基、 メ タ ン ス ルホニル基等の脱離基を示す）

すな わ ち 、 p - ア ル キルべ ン ズ ア ミ ジ ン塩酸塩 （ 1 ) を ナ ト リ ウ ム ア ル コ ラ ー ト の 存在下、 メ ト キ シ マ ロ ン 酸 ジ エ ス テ ル と 反応 さ せ ジ オ ー ル （ 2 ) と し 、 こ れを ォ キ シ塩化 リ ン の ご と き ハ ロ ゲ ン 化剤 に よ り ハ ロ ゲ ン 置搀 し （3) と し 、 塩基存在下、 脱ハ ロ ゲ ン 化 し て ( 4 ) と し 、 こ れを ア ル カ リ 存在下、 ジ エ チ レ ン グ リ コ ー ル中で加熱処理 し て （5) と し 、 こ れを エ ー テル 化す る こ と に よ り 式 （ I ) の 化合物を製造で き る 。

ま た 、 以下の ご と き 製造法 Bに て も 製造す る こ と が で き る 。

製造法 B

NH

R ¹ C H C5

NH

(1)

C - NM e

E t 0 - C CQ 0₄

C = NM e

(7)

ンェチレングリコール

(5)

OH-

( I )

すな わ ち 、 （ Col lection Czechos lov. Chem .

Conimun. , 38 ( 1973 ) 1168 ) に記載の 化合物 （ 6 ) と ナ ト リ ウ ム ア ル コ ラ 一 ト 存在下で、 p - ア ル キ ルベ ン ズア ミ ジ ン塩酸塩 （ 1 ) と を反応 さ せ化合物 （ 7 ) を 製造 し 、 こ れをア ルカ リ 処理す る こ と に よ り （ 5 ) を 製造で き る 。 以下は製造法 A と 同様に製造で き る 。 出 発物質で あ る p - ア ルキルべ ン ズア ミ ジ ン塩酸塩は、 容易 に入手で き る P - ア ルキルベ ン ゾニ ト リ ル力、 ら 公 知の方法に よ り 調製す る こ と がで き る 。

本発明の 強誘電性液晶組成物 は非常にす ぐれた高速 応答性を有 し 、 ま た 、 該組成物を用 い る こ と に よ っ て 応答性の速い ス ィ ツ チ ン グ素子を提供す る こ と が可能 と な っ た。 図面の簡単な説明

図 1 は後記実施例 1 の組成物 A と 式 （ a ) で示 さ れ る 化合物を混合 し た場合の相図を示す。 発明 を実施す る た めの最良の形態

以下実施例 に て本発明 を さ ら に詳 し く 説明す る が、 本発明 は、 そ れ ら の実施例 に 限定 さ れ る も の では な い。 実施例 1

式 （ I ) に示 さ れ る 化合物か ら な る つ ぎに示 さ れ る 組成の組成物 A を調製 し 、 そ の物性を測定 し た。

組 成 ：

^C6 ^H13-<Q>- >-⁰- ^C8 ^H17 25重量％ C₆ C₉ H

19 1 5重量％

C₈ H₁₇-<OMC5>-0 - C_g H 19 10

0 C

該組成物 A の相転移温度 は、 C ■ S c

7 0 C 8 4 C

■ s I ^ ^で あ っ た。 該組成物 A と 式 （ π ) に示 さ れ る 化合物

を混合 し た場合の相 図を 図 1 に示す。

図 1 力、 ら 明 ら かな よ う に 化合物 （ a ) の 濃度が 4 0

%以上 に な る と s _c*相 の 低温側 に S 〖 *相が あ ら わ れ る よ っ て、 室温 に て S 个相 を示す た め に は 化合物 （ a ) の 濃度は 4 ◦ %以下で あ る こ と が望 ま し い。

ま た 、 そ れぞれの 濃度 に お け る 2 5 °C で の 応答時間 ( て s ) と 自 発分極の 値 （ P s Z n C cm—²) を以 下 に記す。 て / ii P s n Ccm"² 組成物 A 90重量％

8〇 7. 0

化合物（a) 10 〃

^組成物 Α·· 80 〃

40 14. 5

'化合物（a) 20 〃

組成物 A 70 〃

{ 5 25. 0

化合物（a) 30 〃

こ の よ う に 、 式 （ I ) で表わ さ れ る 非カ イ ラ ルな化 合物 と 式 （ Π ) で表わ さ れ る 光学活性な化合物 と を混 合す る こ と に'よ り 、 S ^相の上限温度が高 く 、 し 力、 も 非常に応答性の よ い強誘電性液晶組成物が得 ら れ る こ と 力 わ力、 る 。

こ こ で、 相転移温度は D S C と 偏光顕微鏡に よ る テ ク ス チ ヤ 一 の観察に よ り 求め た。 ま た応答時間 は、 液 晶素子を 2 枚の 直交す る 偏光板の 間 に置 き 、 ± 1 0 V Z m、 Ι Κ Η ζ の矩形波の 印加 に よ り 生 じ た透過光 強度の変化か ら 求め、 自 発分極の値は ソ 一 ャ ♦ タ ワ ー 法に よ っ て求めた。 以下 に記載す る 例や実施例 に おい て も 同様の測定条件に よ る 値を示す。

実施例 2

組成物 A に、 つ ぎに示す式 （ m ) で示 さ れ る 化合物 を配合 し 組成物 B を調製 し 、 そ の物性を測定 し た。 組 成 ：

組成物 A 6 0 重 %

C₈ H_i7 - O -{O -0'CH₂ H₁₃

2 0

CH。 0 CH_Q

i ⁶ II I ⁶

c₉ H_i9-Q>-(oHQ)-o - C H₂ -CH-OC-CH-O-C₄ H₉

. 2 0 重量％ こ の組成物 B の相転移温度 は 、

3 °C 6 4 °C 8 5 °C C r S c > S > I _so で あ っ た。 ま た 2 5 °Cでの 応答時間 は 2 8 〃 s ec で あ つ た。

現在 ま で に既知で あ る 強誘電性液晶組成物の ほ と ん どの も の の応答時間力 1 0 0 a sec 以上で あ る こ と か ら 、 本発明 の 強誘電性液晶組成物の 応答時間 は非常 に 速い と い う こ と は明 白 で あ る 。

実施例 3

式 （ I ) で示 さ れ る 化合物 と 式 （ Π ) で示 さ れ る 化 合物 と か ら な る つ ぎ に示す組成の組成物 C を調製 し 、 そ の物性を測定 し た。

組 成 ：

C_G Η₁₇-θΜθ)-0 C₉ H₁₉ 80重量％

2 0 % こ の組成杨 C の相転移温度は、

7 1 °C 8 2 °C

S C - s

^ ° A ' - so

であ つ た ま た 2 5 °C に お け る 応答時間 （ ) は 4 3 s 、 自 発分極の値 （ P s ) は 9 2 n C cm 傾 き 角 は 2 2 . 5 。 であ っ た。 実施例 4 式 （ I ) で示 さ れ る 化合物 と 式 （ Π ) で示 さ れ る 化 合物 と か ら な る つ ぎに示す組成の組成物 D を調製 し、 そ の物性を測定 し た。 組 成 ：

C₈ H

19 80重量％

0 CH

^C12^H25 - 0-(O)-0 CH₂ -p)-C O-CH- C

6 ^H18

20重量％ こ の組成物 D の相転移温度は、 6 1 °C 7 4 °C

S ■ S

C ^ ° A ■ I - so

であ っ た。 ま た 2 5 °C に おけ る 応答時間 （ て ） は 4 5

〃 s 、 自 発分極の値 （ P s ) 1 5 . O n C cm— ²、 傾 き 角 は 2 0 . 9 ° であ っ た。 実施例 5

式 （ I ) に示 さ れ る 化合物 と 式 （ Π ) に 示 さ れ る 化 合物 と か ら な る 組成物 E を調製 し 、 そ の物性を測定 し た。

組 成 ：

組成物 A 8 0 重量％

0 C H

c₇ H_i5 -Q O)-OCH₂ - O CO-CH-C₃ H₇

2 0 重量％ こ の組成物 E の相転移温度 は、

ψ 6 0 °C 8 1

S C ^{> S} A ^{> 1} so

で あ っ た。 ま た 2 5 °C に お け る 応答時間 （ て ） は 4 1

〃 s 、 自 発分極の 値 は 1 4 . 0 n C cm ²、 傾 き 角 は

2 0 . 8 ° で あ っ た。

実施例 6

式 （ I ) 、 式 （ Π ) お よ び式 （ IE ) に て示 さ れ る 化 合物か ら な る つ ぎの組成の組成物 F を調製 し 、 そ の物 性を測定 し た。

組 成 ：

C₈ H_1?-<OHO -OC₉ H_ig 60重量％

20重量％ CHo " O II C I H„

Cg H₁₇- 0-0)-2-0 - C H₂ -CH-OC-CH-O-C H

5重量％

1 5重量％ こ の組成物 F の相転移温度は、

^ 5 3 °C 7 7 °C

S > S , > I

じ A so

であ っ た。 ま た 2 5 °C に お け る 応答時間 （ て ） は 2 3 〃 s 、 自発分極の 値 （ P s ) は 5 7 . 1 n C cm— ²、 傾 き 角 は 2 0 。 であ っ た。

実施例 7 式 （ I ) 、 式 （ Π ) お よ び式 （ H ) に示 さ れ る 化合 物か ら な る つ ぎの組成の組成物 G を調製 し 、 そ の物性 を測定 し た。

組 成 ：

C₈ H_i7- ^-((¾)-0-Cg H_ig 5 5重量％

C₈ H_i3 2 0重量％

CH₃ 0 CHg

C₈ H₁₇-0-<§—0)"0-CH₂ -CH-OC-CH-0-C₄ H_g

5重量％ CH_q 0 CH„

I ⁰ II I ³

^C9 ^H19-<§- - <2"⁰-^CH2 -CH-OC-CH-C₄ H

2 0重量％ こ の組成物 Gの相転移温度は

6 3 V 8 1 °C

S C ^ S ^w A - I - so

で あ っ た。 ま た 、 2 5 。C に お け る 応答時間 （ て ） は 一

3 3 S 、 自 発分極の 値 （ P s ) は 8 7 . 5 n C cm 2 傾 き 角 は 2 3 . .7 ° で あ り 、 3 0 °C に お け る 応答時間 ( て ） は 2 8 s 、 自 発分極の 値 （ P s ) は 8 1 . 4 n C cm— ²、 傾 き 角 は 2 3 . 6 ° であ っ た。 実施例 8

式 （ I ) 、 式 （ Π ) お よ び式 （ ΠΙ ) に示 さ れ る 化合 物か ら な る つ ぎの組成の組成物 H を調製 し 、 そ の物性 を測定 し た。 組 成 ： C₉ 65重量％

c₈ — C e H

6 "13

0重量％

5重量％

%

' CHg 0 CH„

^C9 H₁₉-gHgMQ>-0-CH₂ - Η— — H。—。— C₄ H_g

1 5重量％ こ の組成物 H の相転移温度は、

^ 5 7 V 7 8 V

S C > ^S A ^ ¹ so

であ っ た。 ま た 2 5 °C で の応答時間 （ て ） は 2 5 s 自 発分極の値 （ P s ) は 5 9 . 9 n C cm _²、 傾 き 角 は 2 2 . 1 。 で あ っ た 。

実施例 9

式 （ I ) 、 式 （ π ) お よ び式 （ m ) に て示 さ れ る 化 合物か ら な る つ ぎの組成の組成物 I を調製 し 、 そ の物 性を測定 し た。

組 成 ： C₈ H,₇-(O-<0)-0-Cg H_ig 65重量％

C₈ H , ₇- O>- §-0 C H ₂ C₆ H₁₃

C H₃ 0

C₈ H₁₇→O-§ -0- CH - CH-O C- C₄ H_g

Cg H₁₇H@)- g-0-CH₂ - 0-C₄ H_g

5重量％

2 0重量％ こ の組成物 I の相転移温度 は 、

^ 5 2 V 7 7 V

S ~~ ^{> S} A ^{> 1} so

で あ っ た。 ま た 2 5 °Cで の 応答時間 （ て ） は 2 4 s 自 発分極の 値 （ P s ) は 6 6 . 9 n C cm— ²、 傾 き 角 は

2 2 . 1 ° であ っ た。 実施例 1 〇

式 （ I ) 、 式 （ π ) お よ び （ m ) に て示 さ れ る 化合 物か ら な る つ ぎの組成の組成物 J を調製 し 、 そ の物性 を測定 し た。 組 成 ：

^C7 Η₁₉ 2 ϋ重量％

C₈

^H19 20重量％

Cg H₁₉"<gHO-0-C₉ H_ig 25重量％

0 C H₃

^C10^H21-2HO>-^{O C H}2-< >-C^O-CH-C₆ H₁₃

1◦重量％ 、 -C. H

⁵ 11

CH_q 0 CH„

" II !

)-<Q)-Q)-0-CH₂ -CH-OC-CH-

5重量％

* ^ύ

1 0重量％

重量％ こ の組成物 J の相転移温度は、

- 1 °C 5 5 V 7 9 V

C r > S p^? > S . > I し A so であ っ た。 ま た 2 5 °C に お け る 応答時間 （ て ） は 2 4 <u s 、 自 発分極の 値 は 5 7 . O n C cm— ²、 傾 き 角 は 2 2 . 3 。 であ っ た。

産業上の利用可能性

本発明の組成物 は室温を含む広い温度範囲で S _e本相 を呈 し 、 し か も 高速応答性を有す る か ら 、 従来か ら 液 晶表示素子に渴望 さ れて い た課題を解決す る も の であ り 、 こ の 液晶組成物を用 い る こ と に よ っ て応答性の速 ぃ ス ィ ツ チ ン グ素子が得 ら れる 。

Claims

1 . 一般式

(式中、 R ¹ お よ び求 R ² は そ れぞれ炭素数力 1 〜 1 8 の ア ル キ ル基を示す。 ）

の

で表わ さ れ る 非カ イ ラ ルな 化合物の少な く と も 一種 と 一般式

囲

(式中、 R ³ は炭素数 1 〜 1 8 の ア ルキ ル基 ま た は、 ア ル コ キ シ基、 R ⁴ は炭素数 2 〜 1 8 の ア ルキル基を 示 し 、 X は単結合、 — C O O — 、 — O C O — 、 - N =

C H — 、 一 C H = N — 、 一 O C H ま た は

- C H ₂ 0 — を示す。 ま た m と n は そ れぞれ 1 ま た は 2 の整数、 * は不斉炭素原子を示す。 ）

で表わ さ れ る 光学活性な 化合物の少な く と も 一種 と を 含有 し て な る 強誘電性液晶組成物。

2 . 式 （ I ) で表わ さ れ る 化合物力《 2 0 〜 9 8 重 量％ 、 式 （ Π ) で表わ さ れ る 化合物力《 1 〜 4 0 重量％ 配合 さ れた請求の範囲第 1 項記載の 強誘電性液晶組成 物。

3 . 式 ( I ) で表わ さ れ る 化合物が

0

H P ώ

- c _y

X十上 と 表 し て

X 6 の 時、 y = 6 〜 1 5

X 7 の時、 y - 5 〜 ： L 2

X 8 の時、 y = 3 〜 ： L 3

X 9 の時、 y = 2 又は 6 ~ 1 3

X 1 ◦ の時、 y = 5 〜 ： L 2

で示 さ れ る 化合物の少な く と も 1 種であ る 請求の範 囲第 1 項記載の強誘電性液晶組成物。

4 . 式 （ Π ) で表わ さ れ る 化合物力

0 C H₃

R³ -CO)— <O)-0 CH₂ -<Q)-CO-CH-R⁴

0 CH

R³ -<0)-<0 -CH₂ OH(Q)-CO-CH-R⁴

0

R³ -<Q)-0 CH₂ -< )-C 0 - C H-R⁴

0 C H

R³ -S-C H₂ 0-<S)-CO-CH-R

( こ 、 で、 R ³ は炭素数 1 〜 1 8 の ア ルキル基、 ま た は ァ ノレ コ キ シ基、 R ⁴ は炭素数 2 〜 1 8 の ア ルキル基 を示す。 ） 0 C H„

r— — \ II ^{1 5}

n - Cg H_i70- O>-<O 0- C H- C₆ H_i3

で示 さ れ る 化合物の少な く と も 1 種で あ る 請求の 範囲 第 1 項記載の 強誘電性液晶組成物。

5. 式 （ I ) で表わ さ れ る 化合物を少な く と も 1 種 と 、 式 （ Π ) で表わ さ れ る 化合物を少 な く と も 1 種 と 、 更 に一般式 （ m )

〔式中、 はそれぞれ

、 、 -ο ま た は # を示 し 、

R ⁵ は炭素数 1 〜 1 8の ア ルキ ル基 ま た は ァ ノレ コ キ シ 基を示 し 、 Υ は単結合、 — C H ₂ 0 — 、 ま た は

- 0 C H _n 一 を示す。 p は 0 ま た は 1 の整数を示 し 、

2

Z は炭素数 8 の ァ ノレキ ル基 ま た は

C H 3

- C H - 0 - R ^b ( R ^b は炭素数 1 〜 1 8 の ア ル キ ル 氺

基を示す。 ） を示 し 、 * は不斉炭素原子を示す。 〕 で表わ さ れ る 化合物を少 く と も 1 種 と を含む請求の範 囲第 1 項記載の強誘電性液晶組成物。

6 . 式 （ ΠΓ ) で表わ さ れ る 化合物が

CH 0

-般式 R⁵ -CH-OC-R⁸

CH, 0 CH,

—般式 R⁵ -<SK0>-((5- 0 - C H₂ -CH-OC-CH-O-R

CH, 0 CH

—般式 R⁵

-CH-OC-CH-O-R

CH, 0 CH

II I

~ ^式 R⁵ ~<S)-<5)-0-CH₀ -CH-O-C-CH-O-R⁶

(但 し 、 R ⁵ は炭素数 1 〜 1 8 の ア ルキル基ま た はァ ル コ キ シ基、 R ⁶ は炭素数 1 〜 1 8 の ア ルキル基を示 す。 ）

で表わ さ れ る 化合物の少な く と も 1 種であ る 請求の範 囲第 5 項記載の強誘電性液晶組成物。

7 . 式 （ ΙΠ ) で表わ さ れ る 化合物が

CH₃ 0

Cg H,₇0-<j5)-(OyO-CH₂ -CH-OC-C₄ H

氺

C₈ H₁₇0-§)—Q)-O-CH₀ - - C₄ H

* 氺

C_? Η₁₅-<θ→Γθ>- §-0 - C H₂ - - O-C 4 ^H9

C₆ 0-C₄ H

CH₃ 0

c_g H_i7o-§Hg)-cH₂ O- Q>-OCH₂ -CH-OC-C₃ H₇

4 ' - ヘ プ チ ル - 4 - [ 4 - { 2 ( ブ タ ノ レオ キ シ ） 5 - プ ロ ポ キ シ } - フ エ ノ キ シ メ チ ル ] - ビ フ エ 二 ノレ 、

4 ' - ノ ニ ノレ - 4 - [ 4 - { 2 - (ペ ン タ ノ レオ キ シゥ - プ ロ ポ キ シ } - フ エ ノ キ シ メ チ ノレ ] - ビ フ ヱ 二 ル の少な く と も 1 種で あ る 請求の範囲第 5 項記載の 強 誘電性液晶組成物。

10 8 . —般式

(式中 、 R 丄 お よ び R ² は そ れ ぞれ炭素数力 1 〜 1 8 の ア ル キ ル基を示す。 ）

で表わ さ れ る 非 カ イ ラ ル な 化合物の少な く と も 一種 と 、 15 一般式

。 R³ 〇 ~Χ"«〇 CH- R⁴ (Π)

(式 中 、 R ³ は炭素数 1 〜 1 8 の ア ル キ ル基 ま た は 、

新た な ¾ ァ ノレ コ キ シ基、 R ⁴ は炭素数 2 〜 1 8 の ア ル キ ル基を 示 し 、 X は単結合、 — C O O — 、 — O C O — 、 一 N = C H — 、 一 C H = N — 、 一 O C H り 一 ま た は - C H ₀ 0 — を示す。 ま た m と n は そ れぞれ 1 ま た は 2 の整数、 * は不斉炭素原子を示す。 ）

で表わ さ れ る 光学活性な化合物の少な く と も 一種 と を 含有す る 強誘電性液晶組成物を使用 し た光ス ィ ッ チ ン グ素子。

9 . 一般式 （ I ) で表わ さ れる 化合物、 一般式 ( Π ) で表わ さ れ る 化合物、 お よ び一般式

C H_g 0

R⁵ <A» -< B)~Y ； -0- CHn -CH-OC-Z (Π)

〔式中、 ~^~ 、 - -お よ び ~ζ^~ はそれぞれ

"§ "<(¾ -<ο ま た は を示 し、

R ° は炭素数 1 〜 1 8 の ア ルキル基ま た は ア ル コ キ シ 基を示 し 、 Υ は単結合、 一 C H ₂ 0 — 、 ま た は

- 0 C H ₂ 一 を示す。 p は 0 ま た は 1 の整数を示 し 、 Z は炭素数 1 〜 1 8 の ア ルキ ル基ま た は

- C H - 0 - R ⁸ ( R ⁶ は炭素数 1 〜 1 8 の ァ ノレキ ル 基を示す。 ） を示 し 、 * は不斉炭素原子を示す。 〕

新たな ¾ ¾ で表わ さ れ る 化合物を含む強誘電性液晶組成物を用 い る 請求の範囲第 8項記載の光 ス ィ ツ チ ン グ素子。

r:-._f - -,. .· ¾

一