用於液晶的羧酸酯化合物的用途的製作方法

2023-08-13 11:38:56

專利名稱：用於液晶的羧酸酯化合物的用途的製作方法
技術領域：
本發明是中國專利申請90109949.X的分案申請。
本發明涉及羧酸酯化合物的用途，尤其是涉及該羧酸酯化合物用於液晶。
目前，液晶化合物廣泛地被應用於顯象裝置中，這樣的顯象裝置是由TN(扭轉向列)方式驅動的。
利用這種TN方式時，由於液晶化合物的分子在元件中的位置必須加以改變，因此，為了變換已顯示的圖象，驅動的時間要延長，另外為改變液晶化合物的分子位置所需的電壓，即能耗也要加大，這些都是由此產生的問題所在。
與利用TN方式或STN方式的切換元件有所不同的是，利用鐵電液晶化合物的切換元件，只需要改變所述液晶化合物的分子排列的方向就能夠起到切換元件的作用，因此操縱切換元件所需要的切換時間便大為縮短。再者，由於從鐵電液晶化合物的自發極化(Ps)和施加的電場強度(E)中獲得的值PsxE，對於改變所述的液晶化合物的分子排列的方向來說是一個有效的能量輸出，因此由此需要的能耗也可大為縮減。上面提到的這類鐵電液晶化合物，由於它們有二個穩定態(依據外界電場的方向而定)即雙穩定度，故而特別適用於電影片的顯示裝置，對切換閾值特性也非常有用。
若將這些鐵電液晶化合物用於光學切換元件中，它們需要具有這樣一些特性，例如操作溫度要在常溫附近或略低，操作溫度範圍要寬，切換速度要快和切換的閾值電壓要適當。當鐵電液晶化合物用於光學切換元件上時，這些特性中更為重量的是操作溫度的範圍。
然而，到目前為止，這方面所知的鐵電液晶化合物的操作溫度一般較窄，甚至對操作溫度範圍較寬的鐵電液晶化合物來說也是如此。所述的操作溫度範圍是在除了室溫以外的高溫區，如在R.B.Mey-er等人在「物理學雜誌」(J.de Phys.)，Vol.36 L，P.69(1975)以及由Taguchi和T.Harada所報導的一篇文章「第十一屆液晶會議錄」P.168(1985)中所提出的一樣。這樣，實用上可以滿意的鐵電液晶化合物到現在為止還未能得到。
另外，利用上面提到的這類鐵電液晶化合物來作光調製元件的各種方案已經得了不少。
例如，通過應用液晶池的方法來驅動這些光調製元件，液晶池由兩塊透明的基板構成，基板面對面安放，彼此間留下約2微米的間距，間距內充填著呈現為手性近晶相C的鐵電液晶。
鐵電液晶在手性近晶相C中具有層狀結構，在這一層中，使分子的主軸排列得使該軸構成了實際上的限制角θ(叫做傾角)。在這種狀態下(由圖4所示)，液晶分子41的主軸由於分子間的相互作用而逐漸轉到不同的方向並轉而形成一種螺旋狀結構(圖4)。
但當兩塊玻璃基板構成的約2微米的間隙充填著液晶物質時，液晶物質的排列狀態受到玻璃基板的影響而鬆弛了它的螺旋狀結構，而液晶分子51按圖5所示從透明基板50的上面來看時，變得顯示出二種形式的穩定態。在上面提到的穩定態中，由於液晶分子的主軸和與其垂直的偶極在兩種穩定態中彼此取相反方向，因此可通過外加電場將液晶物質的穩定態從上面提到的兩個穩定態中加以轉換。
在這種情況下，傳輸的光量可以通過安置上述液晶池而得以控制，液晶池是布置在兩塊起偏振片之間，當池中的液晶取兩種穩定態中的一種形態時，偏振光以垂直的角度橫過液晶池，使液晶池變暗(傳輸的光量減少)。
在上面得到的方法中，理論上是說，液晶池中存在的液晶物質的穩定態只包括上面提到的兩種形式，因此是說，當液晶池中的液晶物質由於電場的分布而達到穩定態時，即使所加的電場從中消失，所述的液晶物質也不會轉變為另一種形式的穩定態。因而，由上面所述的液晶池所構成的光調製元件轉而變得具有記憶效果。
但實際上，當液晶物質保持著穩定態時，不加電場讓其維持原狀，那末部份液晶物質有時會轉變成另一種穩定態，因此將足夠的記憶效果傳達給光調製元件是困難的。也就是說，在施加電場情況下將確定的穩定態的液晶物質保持其穩定態達到長的時間是很困難的。因此為了保持液晶物質的穩定態，即保持光調製元件的亮態和暗態，外加達至一定程度的電場是必須的。
在上面看到的傳統辦法中，即使為達到暗態也需要施加一個電場，在大多數情況下，為達到具有足夠暗度的暗態是很困難的。鑑於此，在獲得充分的亮態與暗態的亮度比，即充分的對比度上面是不成功的。
如上所述，從現有技術的角度來看，已經作出了本發明，本發明的目的在於提供可用作液晶化合物的新穎羧酸酯化合物的用途。
按本發明，新穎羧酸酯化合物用下面的結構式[A]表示之。 式中R系從3～20碳原子的烷基、3～20碳原子的烷氧基和3～20碳原子的滷烷基構成的基因中選出，X和Y各表示從-COO-，-OCO-，-CH2CH2-，-CH2O，OCH2-，-S-S-， 和 或單鍵構成的基團中選出的基團，A和B各表示從 構成的基團中選出的基團，而R*則是4～20碳原子的光學活性基團，它含至少一個不對稱碳原子(連接到所述光學活性基團碳原子上的氫原子可能被滷原子所取代)，而m和n各是0～2中的一個整數，但須m和n不能同時為零。
如上面圖示的新穎羧酸酯化合物可能被用作液晶化合物。
按本發明的液晶組份含上面提到的羧酸酯化合物。
按本發明的第一個液晶元件包含由二塊基板構成的一個「池」基板面對面安放，在基板之間有一間隙，間隙內充以液晶物質，液晶物質是一種含至少一種上面提到的羧酸酯化合物的液晶組份。
按本發明的第二個液晶元件包含由二塊基板構成的一個池，基板面對面安放，在基板之間有一間隙，間隙內充以液晶物質，在這樣的「池」中，每塊基板在其內表面上構成了一個透明的電極，在每塊基板的外面構成了一個起偏振片，使得由起偏振片構成的偏振面有一個70°—110°的角度，而充以液晶物質的池被安置在二塊起偏振片之間，相對於池的方位有一個+10°至-10℃的角度，在該角度下，傳輸光變得最暗或最亮，所述的液晶物質含上面提到的結構式[A]中所示的液晶化合物。
按本發明的光調製方法包含將電場施加於上面得到的第二液晶元件。
按本發明的工藝製備的液晶元件，包含由二塊面對面安放的兩塊基板所構成的一個「池」，基板間有一間隙，間隙內充以液晶物質，該工藝包括池的形成，在至少一塊基板的內表面上提供了一個定向控制膜，間隙內充以液晶物質，它含有上面提到的結構式[A]所示的羧酸酯化合物，將池內的液晶物質加熱一溫度到不低於所述物質顯示出液體具有各向同一性時的溫度；繼之將溫度冷卻到溫度不高於所述物質顯示出液晶時的溫度。
通過將上面提到的羧酸酯化合物用作液晶化合物，可以獲得各種顯示裝置，其具有卓越的特性，例如操作溫度範圍寬，切換速度高，能耗低，對比度穩定。


圖1是4-[4』-(1″，2″，3″，4″-四氫-6″-正-癸氧基-2″-萘甲酸基)苯甲酸基]苯甲酸的R-1-三氟甲基庚基酯的1H-NMB光譜圖。
圖2是4-(1』，2』，3』，4』-四氫-6』-正-癸氧基-2』-萘甲酸基)-苯甲酸之R-1″-三氟甲基庚基酯之1H-NMR光譜圖。
圖3是4-[4』(1″，2″，3″，4″-四氫-6″-正-癸氧基-2″-萘甲酸基)苯甲酸基]苯甲酸之R-1-三氟甲基庚基酯之1H-MNR光譜圖。
圖4是一簡圖，表示鐵電液晶分子的每個主軸以一個傾角向近晶層的垂直方向傾斜，而傾斜的方向以一個確定的角度一個接一個地轉動著每一個近晶層，由此顯示出一種螺旋狀的結構。
圖5是一簡圖，顯示習用膜式元件的狀態，膜元件內可以獲得二種排列方向。
圖6(A)和6(B)各是剖視圖，用圖解表示本發明中一個液晶元件的實施例。
圖7和8各是示波的照片，當三角波電壓施加於本發明的液晶元件時，在那時所施加的電壓間的關係，其時將液晶池安置到能獲得最暗的狀態及一種透過光的強度上。
圖9和10是示波照片，當三角波電壓作用於本發明的液晶元件時，在那時所施加的電壓間的關係，其時將液晶池安置到能獲得最亮的狀態及一種透過光的強度上。
按本發明的羧酸酯化合物，含同一化合物的液晶組份和液晶元件以及用所述元件進行光調製的方法詳細說明於後。
先對本發明中的新穎羧酸酯化合物作說明。
按本發明的新穎羧酸酯化合物和液晶化合物可以用下面結構式[A]來表示之。 結構式[A]中，R從3—20碳原子的烷基、3—20碳原子的烷氧基、3—20碳原子的滷化烷基所構成的基團中選出。
在上面結構式[A]中，當R是3—20碳原子的烷基時，烷基可以是直鏈、支鏈和脂環鏈中的任一種。但當結構式[A]中的羧酸酯化合物中，R取直鏈烷基時，由於其分子顯示出直線方向上伸展的剛性結構而具有卓越的液晶特性。這類直鏈烷基有己基、庚基、壬基、辛基、十一基、十二烷基、十四烷基、十六烷基和十八烷基。
當結構式[A]中的R是滷化烷基時，這類滷化烷基包括上面提到的直鏈烷基，其中至少有部分氫原子已被F、Cl、Br或I滷原子所取代。
當上面提到的結構式[A]中R是烷氧基時，這類烷氧基具有上面提到的直鏈烷基，例如己氧基、庚氧基、辛氧基、壬烷氧基、十四氧基、十七氧基、十六氧基和十八氧基，十一烷氧基。
上述結構式[A]的化合物中，R是烷氧基的那種尤其顯示出卓越的液晶特性。
在上面得到的結構式[A]中，X和Y各表示從-COO-，-OCO-，-CH2CH2-，-CH2O，OCH2-，-S-S-， 和 或單鍵中選出的一個基團。在用作液晶化合物的本發明的上述結構式[A[的羧酸酯化合物的情況中，X和Y最好是從COO-，-OCO-，-CHCH-，-CHO-，和OCH-中選出，尤其是考慮到分子的線性時，X和Y中至少有一個是-COO-，最好X和Y兩個都是-COO-。
在上面提到的結構式[A]中，A和B各表示從 所構成的基團中選出的一個基團。
在本發明中用作液晶化合物的上述結構式[A]中的羧酸酯化合物的情況中，當考慮到液晶物質的諸特性時，A和B每一個最好都從 基團中選用，在這些基團中，尤其推薦亞苯基。
在上面結構式[A]中，R表示4—20碳原子的光學活性基團，其中至少有一個不對稱碳原子。連接到構成此光學活性基團碳原子上的氫原子可能被例如F、Cl、Br或I的滷原子所取代，尤其是被氟原子取代，這些光學活性基團有下面的一些 上面提到的光學活性基團中，最好包括 基團，這些基團中，更好的是 基團。
在結構式[A]中，m和n各自表示0—2中的一個整數，但須m和n同時不得為0。
當結構式[A]中的羧酸酯化合物用作液晶化合物時，m最好是1或2。
在上面提到的結構式[A]中1，2，3，4-四氫萘基基團包括1，2，3，4-四氫-1，5-萘基，1，2，3，4-四氫-1，6-萘基，1，2，3，4-四氫-2，6-萘基和1，2，3，4-四氫-1，7-萘基。
特別是，當本發明的羧酸酯化合物用作液晶化合物時，最好整個分子是線性的，尤其是1，2，3，4-四氫萘基推薦採用1，2，3，4-四氫-2，6-萘基。
因此，上面得到的結構式[A]表示的羧酸酯化合物，肯定包括下面結構式[1]至[32]所表示的化合物
上面作為例子列舉的羧酸酯化合物可以採用周知的合成技術的組合來製備。
例如，上面舉例的羧酸酯化合物可以通過下面說明的合成路線來加以合成。 為獲得1，2，3，4-四氫-6-正-烷氧基亞萘-2-羧酸，將6-正-烷氧基亞萘-2-羧酸和1，2-乙氧基乙烷的混合物在金屬鈉的存在下同時滴加異戊醇加以回流而製得。
將如此獲得的1，2，3，4-四氫-6-正—-烷氧基亞萘-2-羧酸與4-羥基苯甲酸苄酯起反應，用4-N，N-二甲氨吡啶和二氯甲烷作溶液，同時滴加N，N』-二環己基碳化二亞胺溶液，獲得4-(1』，2』，3』，4』，-四氫-6』-正-癸氧基-2』-萘醯氧基)苯甲酸苄酯。
將上述獲得的4-(1』，2』，3』，4』-四氫-6』-正-癸氧基-2-萘醯氧基)苯甲酸苄酯注入例如四氫呋喃的溶劑中，在一種還原催化劑，例如碳上的鈀所構成的催化劑的存在下用氫氣還原，獲得4-(1』，2』，3』，4』，四氫-6』-正-癸氧基-2』-萘醯氧基)苯甲酸。
接著，從羥基苯甲酸和具有不對稱碳原子的醇中獲得的一種酯化合物，使其與上面步驟中獲得的4-(1』，2』，3』，4』，四氫-6』-正-癸氧基-2』-萘醯氧基)苯甲酸起反應，利用4-N，N-二甲氨吡啶和二氯甲烷作為一種溶劑，同時滴加N，N』-二環己基碳化二亞胺溶液，從而獲得本發明的羧酸酯化合物。
給出上面得到的工藝作為製備本發明中羧酸酯的諸工藝中的一個實例，應該聲明的是，本發明的羧酸酯化合物不限於上面提到的工藝。
例如圖1所示為選自下面結構式的4-[4』-(1″，2″，3″，4″-四氫-6″-正-癸氧基-2″-萘醯氧基)苯甲醯氧基]苯甲酸的R-1-三氟甲基庚基酯的1H-NMR光譜圖，選用上面提到的工藝製備本發明的羧酸酯之一。 上面提到的結構式中，數字1至14表示氫原子的數量，這些數量相當於附屬於圖1所示峰的數量。
圖2所示為用上面提到的工藝製備的本發明的羧酸酯中選出的下列結構式的4-(1』，2』，3』，4』，四氫-6』-正-癸氧基-2』-萘醯氧基)苯甲酸的R—1″-三氟甲基庚基酯的1H-NMR光譜圖。 上面提到的結構式中，數字1至14是氫原子的數量，這些數量相當於附屬於圖2所示峰的數量。
圖3所示為用上面提到的工藝製備的本發明的羧酸酯中選出的下列結構式的[4-4』-(1″，2″，3″，4″，四氫-6″-正-癸氧基-2″-萘醯氧基)苯甲酸基]苯甲酸的R-1″-三氟甲基庚基酯的H-NMR光譜圖。 上面提到的結構式中，數字1至15是氫原子的數量，這些數量相當於附屬於圖3所示峰的數量。
以現在說明的方式獲得的結構式[A]的羧酸酯化合物，舉例來說，可以用作液晶化合物。
具有旋光性的羧酸酯化合物尤其可以用作鐵電或抗電鐵液晶化合物。
從上面提到的這些羧酸酯化合物中，用結構式[5]，[8]和[13]所表示的顯示出尤為卓越的液晶特性。
具有尤為卓越的液晶化合物、的由結構式[5]，[8]和[13]表示的化合物的相轉變溫度示於圖1，下述的表中Cry表示結構晶相，SmC表示手性近晶晶相，SmA表示近晶相A，而Iso表示各向同性液。
表1
本發明的液晶化合物中，許多化合物在表1所示的整個很寬溫度範圍內都顯示出近晶相。
傳統的液晶化合物可單獨使用，很少有液晶化合物具有上面提到的本發明中的情況下在高達100℃的寬廣的溫度範圍內都顯示出近晶相的情況。
本發明的液晶化合物顯示出在寬廣的溫度範圍內都呈現近晶相，用這種液晶化合物製備的光切換元件的高速響應性很卓越。
本發明製備的液晶化合物可以單獨使用，亦可以與其它液晶化合物混和在一起作為液晶組份來用。例如，本發明的液晶化合物可作為手性近晶相液晶組份中的基本成份，或者，此化合物也可用來作為液晶組份中的次重成份，此液晶組份含作為基本成份的、顯示近晶相的其它化合物。
無論那種情況，上面提到的結構式為[A]的液晶化合物中至少有一種包含在本發明的液晶組份中。
本發明的液晶組份中，結構式[A]的液晶化合物的含量，以存在於該組份中液晶物質的總重量為基的重量百分數計算為1—99，最好是5—75，組份含量視所用的液晶化合物的特性、粘度、操作溫度和組份的用途而定。
本發明所用的液晶化合物，無論是一種、二種抑或更多種，都可以混合在液晶組份中。
像本發明中所用的羧酸酯化合物一樣的、顯示鐵電性的液晶化合物中，光學切換現象通過對其所施加的電壓而感應，因此，具有良好響應性的顯示裝置可以利用這種現象從中獲得。
用在上面得到的顯示裝置中的鐵電液晶化合物都是些顯示出手性晶相C、手性近晶相F、手性近晶相G、手性近晶相H、手性近晶相I、手性近晶相J和手性近晶相K中任一相的化合物，然而，利用這些液晶化合物的顯示裝置，在響應速度上，除了顯示手性近晶相C(Smc相)的化合物以外，一般都很慢。因此，用具有快速響應性的手性近晶相C來進行驅動，實用上認為比較有利。
然而，通過將一種顯示裝置的驅動辦法用在近晶相A，就象本發明者在以前所提出來的那樣，可使鐵電液晶組份不僅用在手性近晶相C，還可用在近晶相A上(日本專利申請No.157080/1987)。
由於本發明的液晶化合物即使在例如手性近晶相F(具有比手性近晶相C更高的數量級)的液相中都顯示出超過兩種的穩定態，所以它們能夠起到光學切換作用，其方式象在近晶相A的情況下相同。因此，通過利用上面提到的含羥酸酯化合物的本發明中的液晶組份，可以獲得具有更寬液晶溫度範圍和高速電-光學對應的液晶元件。
下面提及的表2顯示出這樣一種情況，即通過將上面提到的羧酸酯化合物用在組份中的辦法使液晶組份變得具有較寬的相轉變溫度範圍，如表2所示，通過將4-[4』-(1″，2″，3″，4″-四氫-6″-正-癸氧基-2″-萘甲酸基)苯醯氧基]苯甲酸的R-1-三氟甲基庚基酯與用下面結構式[B]所表示的液晶物質並用在組份中，可使液晶組份變得具有更寬的相轉變溫度範圍。 具體來說，從近晶相到液體的相轉變溫度從53℃提高到72℃，而Cry-Smc*的轉變溫度維持在-30℃。
表2
注在上面表中，[5]表示由下面結構式表示的化合物而(B)表示由下面結構式表示的化合物:可與上面提到的結構式[A]的液晶化合物一起用在本發明的液晶組份上的液晶化合物的例子包括(+)-4』-(2″-甲基丁基氧基)苯基-6-辛基氧基萘-2-羧酸酯，4』-癸氧基苯基-6-((+)-2″-甲基丁基氧基萘-2-羧酸酯， shiff基型液晶化合物有 氧化偶氮基型液晶化合物有 苯甲酸酯型液晶化合物有 環己基羧酸酯型液晶化合物有 雙苯基型液晶化合物有 三苯基型液晶化合物有 環己基型液晶化合物有 而吡啶型液晶化合物有 當顯示元件是利用本發明的液晶組份所構成P-30例如將在後面所提到的那樣一能夠與通常的液晶組份並用的添加劑-例如還電導添加劑和使用壽命提高劑一可以加入到本發明的液晶組份中去，除了上面提到的羧酸酯化合物和其它液晶化合物以外。另外，當所述的液晶組份被用於由驅動系統(利用染料的二色性)所驅動的液晶元件中時，二色染料也可以添加到本發明的液晶組份中。
本發明的液晶組份可用上述提到的羧酸酯化合物與其它的液晶化合物和添加劑(如需要的話)加以混和來製備。
液晶元件按本發明的液晶元件說明於下，參閱圖6(A)和6(B)，每圖均顯示本發明的液晶元件的一個實體的剖視。
本發明的首個液晶元件基本上包括一個液晶池63，液晶池由二塊面對面放置的透明基板61a和61b構成，液晶物質65被充入由所述基板61a和61b所構成的空間64內。換言之，本發明的首個液晶元件基本上包括一個液晶池63，後者由基板61a和61b(後面簡稱為基板)構成，基板間形成了一個空間64，液晶物質65被充填到液晶池63的空間64內。
上面提到的基板中，至少有一塊是透明的通常在這裡使用的這類透明基板由玻璃或聚碳酸酯的透明塑料製成的，4-甲基-1-戊烯聚合物或共聚物，無定形聚烯烴，例如乙烯和四環[4，4，0，12.5，17.10]3-十二烯的共聚物。
若上面情況是用玻璃基板的話，在玻璃的內表面也可以塗敷下底塗敷層(防止不必要成份透過的層)，由例如氧化矽或類似物質塗敷，目的是阻止所述玻璃基板內的鹼性成份的浸蝕，造成所用的液晶物質的變質。
當透明基板是玻璃基板時，大多數情況下的厚度為0.01至12毫米。
在本發明中，也可將軟性透明基板用作透明基板。那種情況下，應該至少有一塊透明基板是軟性的，或者兩塊都應該是軟性的。
舉例來說，可用的軟性透明基板包括由聚合物物質構成的膜。
在這些基板61a和61b中，如上所述，往往在其內表面上設置由銦-錫氧化物構成的電極62a和62b，內表面是面向液晶物質的一面。本發明中，由上面提到的基板上整體形成的透明電極所構成的透明電極基板也可以用作基板。
舉例來說，如按周知的方法在透明基板的表面上塗上一層氧化銦或氧化錫，本質上可構成透明電極。
通常提供的透明電極其厚度為100至2000。
在本發明的液晶元件中，最好在二塊基板中至少有一塊的內表面上配方一層方位控制膜(取向層)，如在每塊基板的內表面上都配置這種膜則更好了。圖6(A)所示為一實體圖，配有兩片方位控制膜67a和67b。
本發明所用的方位控制膜有氧化矽、聚乙烯醇、聚醯胺、聚酯或類似物質。這些膜中，尤其推薦聚醯亞胺膜。
在推薦實施例中，若配備的方位控制膜只有一片，那末這片方位控制膜應是聚醯亞胺膜；若配備二片方位控制膜，則至少要有一片是聚醯亞胺膜，最好二片都是聚醯亞胺膜。
在上述情況下所用的聚醯胺可以是任一種聚醯亞胺，只要它們是聚合物物質，分子中有亞氨基鍵，這些聚醯胺最好是能使膜成形的例如最好具有成膜能力的那些聚醯亞胺。諸聚醯亞胺的具體例子包括Uperex R(Ube工業公司的產品)、Sunever 130(尼桑化學工業公司的產品)、opromer AL1251，JIA—28(日本合成橡膠公司的產品)、KERMIMID 601(日本聚醯亞胺公司的產品)和HL-1100，LX1400(日本日立合成工業公司的產品)。但本發明中所用的聚醯亞胺不限於上面提到的那些。
如上所述，本發明所用的聚醯亞胺基本上都是由具有亞氨基鍵的聚合物物質所構成的樹脂，但本發明中所用的方位控制膜除了聚醯亞胺外還可含其它樹脂，例聚醯胺，但其量不能造成對聚醯亞胺的特性帶來不利影響，那些樹脂的結構中除了亞氨基結構單元外還可含其它結構單元。
如方位控制膜中有一個膜是由其它物質而非聚醯亞胺所構成的話，那末這由非聚醯亞胺而由其它物質構成的方位控制膜應該是由無機或有機物質所構成。
由其它物質而非聚醯亞胺構成的方位控制膜的例子包括下述樹脂例如聚乙烯醇、聚醯胺-醯亞胺、聚酯、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮乙醛、聚醯胺、聚苯乙烯、聚醯亞胺矽氧烷、纖維素樹脂、密胺樹脂、脲樹脂、丙烯酸樹酯和電導性聚合物。另外，方位控制膜也可以是環化橡膠感光樹脂、酚醛清漆感光樹脂或例如聚甲基丙烯酸甲酯或環氧化1，4-聚丁二烯一類的電子束感光樹脂的凝固製品。此外，方位控制膜也可由無機物質，例如SiO、SiO2、GeO、A12O3、Y2O5、ZrO2、MgF2或CeF3所構成。
方位控制膜可視構成所述膜所用的物質，採用各種各樣方法在與液晶接觸的每塊基板的內表面上形成之，作為一種方法，當其採用上述提到的樹脂時，舉例來說，可採用旋轉塗敷；有一種方法是，將這樣塗敷的樹脂進行熱處理；有一種方法是，將樹脂膜疊層；有一種方法是，光塗敷光敏樹脂，再用一種能量射線加以輻照熟化；有一種方法是，沉積無機物質。
另外，方位控制膜(取向膜)可通過例如有機矽烷偶合劑或羧酸的多核配合物的化學吸附作用構成，或通過氧化矽或類似物的正交沉積構成。方位控制膜也可通過在透明電極上塗敷聚醯亞胺樹脂，再以一定的方向磨擦塗好的聚醯亞胺樹脂來構成。
方位控制膜也可同時起作為間隔層作用的方式來形成，這在下面將會談到。
上面說明的二片透明基板61a和61b是如此排列的即在二片透明的電極62a和62b各自在二片透明基板上形成，使得所述的兩片透明電極面對面，並使得在其內部產生由這二片基板構成的、充以液晶物質的空間。
在二塊基板中構成的空間的寬度一般為1至10微米，最好是1至5微米。上面得到的這種空間是容易地形成的，例如，將這兩塊基板布置在適當位置上使所述的基板之間留有間隙層。
上面得到的方位控制膜的厚度通常在0.005至0.25微米範圍內，最好是0.01至0.15微米。
本發明中，希望上面提到的兩片方位控制膜各自放置在基板的內表面上，使得被一個方位控制膜所控制的液晶物質的取向與被另一個方位控制膜所控制的液晶物質的取向彼此幾乎是平行，而所述的液晶物質的取向彼此之間都是同一方向或者是相反方向。但是，上面提到的方位控制膜的排列不是關鍵性的。方位控制膜67a和67b具有將液晶物質在所要求的方面起到定向作用。因此，改動液晶物質的最初方位，使液晶元件在對比度上良好、等等都是通過利用方位控制膜對液晶物質加以取向達到的，就是說，在相同或相反方向上使所述的方位控制膜彼此平行，以控制所述的液體物質的取向，所謂平行是與某些情況下無序地放置方位控制膜加以比較而言的。
本發明中，最好對方位控制膜加以定向處理。這裡供參考的定向處理是試圖指出一種處理方法，使液晶分子在預定方向上定向。例如，用布或同類物以一給定方向磨擦所述膜，通過磨擦可使聚醯亞胺膜定向。
本發明中所用的液晶池包含二片透明基板61a和61b，如有必要，以目前所述方式61a和61b各自配置方位控制膜67a和67b，池中的空間64內充以液晶物質。空間64可將例如以間隔層68作為內側壁放入基板61a和61b之間的辦法來形成。依靠這種方式提供的間隔層68，可使充入液晶物質的空間64變得牢固，使充入空間64的液晶物質不致洩漏。使用通過上面得到的能構成側壁的間隔層可構成空間64。另外，通過將具有預定粒子直徑的顆粒(內間隔層)與液晶物質加以混和也可構成此空間。
上面提到的可用間隔層(內間隔層)，舉例來說，包括將光敏性聚醯亞胺母體加以模製獲得的聚醯亞胺型聚合物。通過利用這種上面提到的間隔層，由於這種間隔層與液晶物質的界面效應而形成了「單域」通過使用同心園形間隔層或梳狀間隔層可將定向膜和間隔層總合成一個系統，間隔層起的作用恰如定向膜。
除了應用上面提到的間隔層以外，空間也可按下法構成將纖維與液晶物質混合，使得基板由於這種纖維的存在而在基板面形成了所需空間。
在上述情況下，液晶物質還可以取代纖維與粒子(內間隔層)混合；或者和纖維一起與粒子混合。
上面提到的粒子包括由密胺樹脂、脲樹脂或苯胍胺樹脂製備的粒子，樹脂的粒徑從1至10微米。
這種在基板間形成的空間的寬度通常從1至10微米、最好是1至5微米，尤其是1.6至5微米。
兩塊透明基板按上面提到的方式布置成能利用間隔層而在基板之間構成一個空間，所述基板的周邊通常用密封化合物加以密閉，這類密封化合物包括環氧樹脂、矽樹脂，紫外線固化樹脂等，它們可用丙烯酸物質或矽橡膠加以改性。
本發明的液晶元件中，可將各種薄膜，例如光導膜、濾光膜、光折射膜或類似膜配置在基板上形成的方位控制膜的背面上。
液晶元件中，液晶物質65象上面提到的那樣充入池的空間64中。
本發明中所用的液晶物質包括由上面提到的結構式[A]表示的各種羧酸酯化合物，本發明尤其希望應用含至少一種結構式[A]的羧酸酯化合物的液晶組份，儘管結構式[A]的羧酸酯化合物也可單獨作用。
如上面說明的本發明的液晶元件在對比度等等是相當卓越的，因此用作表面穩定的鐵電液晶元件，螺旋狀應變元件、瞬時散射型元件、主-賓型元件和豎直定向液晶元件是合適的。
根據本發明使用液晶元件時，可製備出各種液晶顯示裝置和光電顯示裝置。
本發明的液晶元件中，由顯示出近晶相的液晶組份充填的池所構成的元件可用作記憶液晶顯示裝置，例如熱寫入顯示元件，和雷射寫入顯示元件。液晶顯示裝置或光電顯示裝置通過利用這類液晶元件來製備，而晶體顯示裝置或光電顯示裝置可利用這類液晶元件來製備。
除了上面提到的應用之外，本發明的液晶元件包括具有鐵電性的羧酸酯化合物的液晶組份在內的，可用作例如光切換元件之一類的液晶元件，例如光快門和液晶印表機，壓電元件和熱電元件，而液晶顯示裝置和光電顯示裝置可利用這些液晶元件來製作。
當利用本發明中所用的液晶物質來形成手性近晶相C，這樣形成的手性近晶相C顯示出雙態穩定性。因此，若在雙穩態間使電場換向，利用這種含鐵電液晶物質、顯出手性近晶相C的液晶元件便可進行光學切換和顯示了。
此外，因這類顯示手性近晶相C的鐵電液晶物質具有自發偏振性、一旦將電壓施加於含所述物質的液晶元件的液晶池時，池將變得具有記憶效果，即使電場消去後也如此。利用這種記憶效應，由這類液晶元件構成的顯示裝置的能耗便得以降低。此外，在此種情況下，顯示裝置的對比度得以穩定，變得更清晰。
應用這種手性近晶狀液晶化合物或組分的切換元件可在低電壓下被驅動，因為只需要改變手性近晶狀液晶化合物的分子排列的方向，和因為電場的原有強度也用作驅動，故就能進行切換了。
用這種切換元件時，可以獲得的高速響應時間不大於幾十微秒。因此，元件的掃描時間大為縮短，能夠製備具有許多掃描線的大屏幕顯示(液晶顯示裝置)。另外，因顯示可在室溫或更低溫度下進行，因此無需任何溫控制的輔助裝置便可容易地進行掃描。
另外，用於本發明的液晶元件的液晶物質的分子是成為傾斜的原因，即使在近晶相A(施加電場後也不顯示出雙態穩定性)的狀態下也如此，因此利用這種性質可以進行光學切換。
液晶元件的製備工藝上述提到的液晶元件的製備工藝詳述於後。
本發明的液晶元件通過將包括上面提到的羧酸酯化合物的液晶物質充入上面提到的池中的透明基板之間的空間內而製得。
通常將液晶物質加熱熔融狀態，再充入(注入)上面提到的、事先抽成真空的空間內。
將液晶物質充入空間之後，通常「池」是密封的。隨之，這樣充入池內的液晶物質通常使其經受初步定向。舉例來說，液晶物質的初步定向可通過將這種封閉池進行加熱，使得池內存著的液晶物質被加熱到溫度不低於所述的液晶物質顯示出各向同性相的溫度，繼之冷卻到某一溫度，在該溫度下所述的液體物質顯示出液晶相。
此時，液晶物質最好以不大於2℃/分的冷卻速度進行冷卻。所用的降溫速度最好是在0.1至2.0℃/分的範圍，尤其是在0.1至0.5℃/分。通過以上面確定的範圍內的冷卻速度將池冷卻，獲得的液晶元件，其初步定向性佳並具有液晶相。這裡所用的初步定向的術語涉及到在液晶物質的定向矢量通過將電壓施加於液晶元件上而改變之前的液晶物質的排列狀態。
另外，如此充入液晶池空間內的液晶物質的初步定向，舉例來說，可通過溫度梯度法(利用間隔層邊緣)，或單軸控向法(例如用定向膜進行表面處理)來進行。本發明中，液晶物質的初期定向也可以將用直流偏壓的電場施加到被加熱的液晶物質上來進行。
將用液晶物質如此充填並進行過初期定向的液晶池放在兩塊起偏振片之間，將兩塊起偏振片布置成使由起偏振片構成的偏振面有一個70—110°的角度。這兩塊起偏振片最好是布置成，使起偏振片的偏振方向相交義成直角，就是說，上面提到的角度變成90°。
在碘或類似物的存在下，將樹脂膜，例如聚乙烯醇樹脂膜或聚乙烯丁縮醛樹脂膜加以拉伸，使偏振性傳達到接伸膜上。由此製得的偏振膜作為上面提到的起偏振片是有用的。上面說明的偏振膜也可以在表面上與其它樹脂疊合，使之具有多層結構。
本發明中，按現有所述辦法布置的液晶池可放在二塊起偏振片之間，使得液晶池處於構成一個角度(轉角)的狀態，角度範圍從+10°到-10°(下面縮寫成±10°)，在這個狀態，光的傳輸量為最小(即為最暗狀態)，最好就是最暗狀態。反之，也可使液晶池處於構成一個角度(轉角)的狀態，角度範圍為±10°，在這個狀態，光的傳輸量為最大(即為最亮狀態)，最好就是最亮狀態。
液晶元件的驅動(顯示)方法對本發明具有上述結構的液晶元件，可採用，例如將電場施加到所述液晶元件的辦法進行驅動(顯示)。
即，例如輸入通常為1Hz到100Hz，最好是10Hz—10KHz的電流，將電場控制到通常具有0.01—60Vp—p/μm2，最好是0.05—30Vp—p/μm2的強度，來驅動液晶元件。
液晶元件通過施加電場來驅動時，此元件傳輸的光量通過改變施加的電場的波形(驅動波)終於顯示出二種滯後曲線。這就是說，通過採用二種驅動方法，本發明者已經在一個液晶元件上顯示出記憶方面取得了成功。二種驅動方法中，一種是利用所謂的雙態穩定性，另一種是利用所謂的三態穩定性。
已知將MHPOBC作為液晶物質的液晶元件顯示出三態穩定性，但幾乎不顯示出雙態穩定性。
用本發明的液晶元件，只需通過操作以改變施加電場的波形(驅動波)，可以首次實現在一種液晶元件中選用雙態穩定性或者是三態穩定性。
圖7為振蕩波形式的示波器，表示光的傳輸量與旋加在三穩態液晶元件上電壓間的關係。圖8也是一種振蕩波形式的示波器，表示在雙穩態液晶元件上的這種關係。
這裡所用的液晶元件，充以液晶物質的液晶池放在二塊起偏振片之間，布置成使兩個偏振面相互交義成直角，這樣就獲得了元件的最暗狀態，無需對其施加電場。圖7所示為10Hz三角波加到此液晶元件上時獲得的一種振蕩波形式。圖8所示為100Hz的三角波施加於液晶元件上時獲得的一種振蕩波形式。
在液晶元件中，只要液晶池和起偏振片安置得能使元件獲得最暗的狀態，那未只要施加比較低頻的電場，例如0.001—50Hz，最好是0.1—30Hz的電場於元件中，就可實現良好的三穩態。振蕩波形隨著所加電場頻率的增加逐漸輸變到雙穩態中，如圖8所示。良好的雙穩態通過—例如將有50Hz—100Hz，最好是70—10KHz頻率的電場加到液晶元件中—得以實現。
在上面提到的液晶元件中，例如圖7所示，當所加電壓是O(Vp-p)時，可獲得暗態，此時獲得的對比度相當高。
圖9和圖10各表示一個液晶元件的振蕩波形，充以液晶物質的液晶池放在兩塊起偏振片之間，它們的偏振面相交義成直角，以獲得元件的最亮狀態。圖9所示當10Hz的三角波加到液晶元件上所獲得的一振蕩波形，而圖10為當100Hz的三角波加到液晶元件上所獲得的振蕩波形，此液晶元件中，有一個趨勢與圖7和8所用的液晶元件的趨勢相似，例如，通過施加一較高頻率的電場而獲得雙穩態。
施加到上面提到的液晶元件中的電場最好從矩形波(或脈衝波)、三角波、正弦波和組合波中選取。當矩形波(或脈衝波或二者的組合波)施加於液晶元件上，驅動液晶元件的速率通過將施加電場的寬度減少到不大於10微秒，而得以增加、最好是在0.01至10微秒的範圍內。而在上述範圍內，本發明的液晶元件可用作雙穩態型液晶元件。另外，通過利用電場寬度大於10微秒，最好是33至100微秒，在此範圍內，本發明的液晶元件可以作為三穩態型液晶元件，且不需要很高的驅動能量。這裡所用的電場寬度指出，例如，矩形波中，使電場的長度(即時間)保持在預定的電壓下。
將電場通過0V在負電壓和正電壓間加以改變的同時施加到此液晶元件上。如圖8和10所示，在利用雙穩態在驅動方法中，一條滯後曲線表示良好的雙態穩定度，這是可通過例如將施加電壓在-30V和+30V間加以變動而形成。在顯示三穩態的液晶元件中，以類似於上面提到的情況施加電場。
另外，將具有上面提到的波形的電場通過在0在正電壓間加以改變，可以施加到此液晶元件中。即，舉例來說，將電壓在0和+30V間加以變動，通過施加此變動電壓的電場，在正電壓側形成了滯後曲線，光調製方法就是利用此滯後曲線顯示出來的光傳輸特性。同樣，光調製方法也可利用下述的顯示出光傳輸特性的滯後曲線，此滯後曲線顯示光傳輸特性滯後曲線，是其通過電壓在0至-30V的範圍內的變動，將變動過電壓的電場施加在負電壓側所形成的。
本發明的液晶元件優於現有技術的液晶元件在於，本發明的元件可利用兩種驅動方法驅動，這在上面已提到，還有是它能保持它的記憶效果，通過從兩種方法中按驅動時的條件選出一種合適的驅動方法來保持這種效果。
上面提到的液晶元件可以用在通常液晶元件應用的場合，但所述的液晶元件尤其適用於作顯示元件。
顯示元件舉例來說包括液晶大框架顯示、卡車上用的多信息顯示、卡車上用的通航顯示和laptop個人計算機的顯示。這些顯示元件按照它們使用的目的，用上面提到的驅動方法，作為雙穩態液晶元件或叄穩態型液晶元件來驅動。
下面提出的方法可以作為顯示或驅動方法的例子，本發明的液晶元件應用在這些方法中。
第一種顯示或驅動辦法是通過將本發明的液晶元件放在兩塊起偏振片之間，再用一個外電場加到所述的元件上改變存在於元件中的鐵電或抗鐵電液晶組分的方向矢量以進行顯示，通過利用二塊起偏振片和鐵電或抗鐵電液晶組分的雙折射以實行所述的顯示。
第二種顯示或驅動方法利用含二色染料的液晶組分作液晶物質以及利用染料的二色性構成了本發明中使用的液晶元件。這第二種方法是通過改變光的吸附波長(通過染料辦到)從而改變鐵電或抗鐵電液晶化合物中分子的取向來進行顯示。此條件下，所用染料通常是二色性染料，二色性染料的例子包括偶氮染料、萘醌染料、花青染料和蒽醌染料。
除了上面提到的方法外，本發明液晶元件還可以用於通常所用的顯示方法上。
用本發明的液晶元件製備的顯示裝置可以用各種驅動方法驅動，例如，如靜態驅動、單矩陣驅動和複合矩陣驅動的電氣地址顯示，熱地址顯示和電子束地址顯示。
本發明的效果本發明的羧酸酯化合物都是新穎化合物。
這些新穎的羧酸酯化合物都是旋光性的1，2，3，4-四氫亞萘環和苯環通過酯鍵連接，而二個苯環-如有的話-也通過酯鍵連在一起。因此，這些化合物在整個寬的溫度範圍內顯示出近晶相，能夠很好用作鐵電液晶化合物。
由於將本發明的液晶化合物與同類液晶元件化合物和/或不同類液晶化合物的混合，液晶可以應用的溫度範圍得以拓寬，且不損害本發明的液晶化合物的鐵電或抗鐵電特性。
故而，在整個寬的溫度範圍內具有高速響應性的液晶元件可利用上面提到的液晶化合物或液晶組分獲得。
另外，利用上面提到的元件製備的液晶顯示裝置的掃描時間大為縮短。
用這些顯示裝置時，能耗減少，可獲得穩定的對比度，電壓低也能驅動。
用本發明液晶元件和應用所述液晶元件的光調製方法，變得有可能獲得兩種形式的穩定態，即雙穩態和叄穩態。
用本發明的液晶元件時，可獲得具有足夠暗度的暗態，因此可以獲得亮態和暗態間的很高對比度，同時確保了較好的記憶效果。
本發明用實施例參考如下，但須說明的是，本發明不僅僅限於這些實施例。
實施例14-[4』-(1″，2″，3″，4″-四氫-6″-正-癸氧基-2″-萘甲酸基)苯甲酸基]苯甲酸的R-1″三氟甲基庚基酯的合成第一步86克(11.8毫克分子)6-正-癸氧基-亞萘-2-羧酸和130毫升1，2-二乙氧乙烷的混合物中，在氮氛圍氣中，120℃，攪拌加入3.0克(130毫克原子)的金屬鈉，然後將混合物加熱到回流溫度。
往此混合物中滴加10克(114毫克分子)的異戊醇醇，使此混合物在回流下經受1小時的反應。將反應混合物冷卻到室溫後，留在混合物中的金屬鈉由於乙醇的加入而分解，再將反應混合物用20％鹽酸酸化。
往此反應混合物中加入100毫升的水之後，從中分離出有機層，將此有機層用水洗滌。
在減壓下將有機層濃縮，獲得4.25克固體。用甲苯將固體再結晶，獲得2.95克(8.89毫克分子)的1，2，3，4-四氫-6-正-癸氧基亞萘-2-羧酸。
第二步往上面第一步中獲得的1.66克(5毫克分子)的1，2，3，4-四氫-6-正-癸氧基亞萘-2-羧酸，加1.14克(5毫克分子)苄基-4-羥基苯甲酸酯和0.12克(1毫克分子)的4-N，N-二甲氨吡啶和20毫升二氯甲烷的混合物，在室溫攪拌下，1小時，滴加進去。
在室溫下另外再進行10小時反應。
將反應混合物過濾，濃縮濾液。利用柱色譜法將作為白色固體的2.32克(4.28毫克分子)的苄基4-(1』，2』，3』，4』-四氫-6』-正-癸氧基-2』-萘甲酸基)苯甲酸酯從濃縮液中分離出來。
第三步在室溫和攪拌下，常壓下將氫氣通入2.17克(4毫克分子)在第二步中獲得的苄基4-(1』，2』，3』，4』-四氫-6』-正-癸氧基-2』-萘甲酸基)苯甲酸酯、1克5％鈀(承載在碳上)和30毫升四氫呋喃的混合物中達8小時。將反應混合物用Celite(鹽，一種助濾劑)進行過濾，將獲得濾液濃縮，獲得作為白色固體的1.59克(3.52毫克分子)的4-(1』，2』，3』，4』-四氫-6』-正-癸氧基-2』-萘醯氧基)苯甲酸。
第四步往第三步中獲得的0.45克(1毫克分子)的4-(1』，2』，3』，4』-四氫-6』-正-癸氧基-2』-萘醯氧基)苯甲酸、0.30克(1毫克分子)的R-1』-三氟甲基庚基-4-羥基苯甲酚酯、0.012克(0.1毫克分子)的4-N，N-二甲氨吡啶和10毫升二氯甲烷的混合物在室溫攪拌下，在整整一小時內滴加含0.21克(0.1毫克分子)N，N』-二環己基碳二亞胺的2毫升二氯甲烷溶液。使混合物在室溫下經受8小時的反應。將反應混合物過濾，將獲得的濾液濃縮。濃縮物經柱色譜分離後獲得0.52克無色半固體物質。
測量此半固體的FD-質譜，獲得M/e值為1738。
圖上為此化合物的1H-NMR圖。
從這些分析的結果來看，確定化合物是R-1三氟甲基庚基4-[4』-(1″，2″，3″，4″-四氫-6″-正-癸氧基-2″-萘醯氧基)苯甲酸基]苯甲酸，是所要求的化合物[舉例的化合物(5)]。
實施例2R-1″三氟甲基庚基4-(1』，2』，3』，4』-四氫-6』-正-癸氧基-2』-萘醯氧基)苯甲酸酯的合成第一步往第一步中獲得的0.33克(1毫克分子)1，2，3，4四氫正-癸氧基亞萘-2-羧酸、0.30克(1毫克分子)4-羥基苯甲酸R-1』-三氟甲基庚基酯、0.012克(0.1毫克分子)4-N，N-二甲氨吡啶和10毫升二氯甲烷的混合物中，在室溫攪拌下，在一小時內滴加含0.21克(1毫升分子)N，N-二環己基碳二亞胺的2毫升二氯甲烷溶液。
在室溫下進行8小時反應。
將反應混合物過濾，濃縮獲得的濾液。
濃縮物用柱色譜法分離後獲得0.58克無色粘液體。
此化合物的FD-質譜經測量後獲得M/e值為618。
圖2所示為此化合物的』H-NMR光譜圖。
從這些分析結果，確定化合物是所要求的化合物[舉例化合物(13)]，即是R-1″三氟甲基庚基4-(1』，2』，3』，4』-四氫-6』-正-癸氧基-2』-萘醯氧基)苯甲酸酯。
實施例3R-1三氟甲基庚基4-[4』-(1″，2″，3″，4″--四氫-6″-正-癸氧基-2″-萘醯氧基)苯甲酸基]苯甲酸酯的合成。
除了將實施例1的第一步用的6-正-癸氧基-亞萘-2-羧酸用6-正-庚基氧基-亞萘-2-羧酸來取代獲得0.34克無色半固體以外，重複實施例1的步序。
此半固體的FD-質譜經測量，M/e值為696。
圖3所示為此化合物的1H-NMR圖。
從這些分析的結果表看，確定此化合物為所要求的R-1三氟甲基庚基4[4』-(1″，2″，3″，4″-四氫-6″-正癸氧基-2″-萘醯氧基)苯甲酸基]苯甲酸酯(實施例化合物(8)]。
實施例4各在實施例1和2中獲得的舉例化合物(1)、(5)、(8)和(13)對其各做了相轉變溫度的測量。
獲得的結果列於表3表3<
>表3中，Cry表示結晶相，Smc*表示手性近晶相C，SmA表示近晶相A，而ISO表示各向同性液體。
從表3清楚看到，化合物(5)和(13)在整個寬溫度範圍或低於室溫下都是顯示出液晶相。
接著，將上面提到的羧酸化合物(1)和以下面結構式[B]表示的化合物，以50∶50的重量比混合在一起，製備本發明的液晶組分。
對此組分的相轉變溫度作了測量，獲得的結果列於表4，結構式[B]的上面提到的化合物的相轉變溫度也列於表4。
表4
(注)在上表中，化合物[5]有下面結構式
化合物(B)有下面結構式
實施例5將液晶組分充入液晶池中製得的液晶元件示於圖6(A)。
此液晶元件的操作溫度從72℃到-30℃，元件的對比度在該溫度範圍內是穩定的。
實施例6表4所示結構式[5[的羧酸酯化合物，經熔融後注入液晶池的間隙內，在減壓下保持所述間隙，所述液晶池由兩塊，具有ITO透明電極的基板構成，每塊基板都配有方位控制膜(厚度150)，在基板內表面上的膜是由聚醯亞胺構成(LX1400，日立化成工業公司的產品)，如圖6(A)所示。磨擦聚醯亞胺膜，使得在同一方向上的取向彼此接近平行。將用液晶物質充填的液晶池加熱到120℃，在120℃保持5分鐘，以1℃/分的降溫速度冷卻到60℃，製備出一液晶元件。
此液晶元件的對比度經測量，對經比度是20液晶池條件。(a)外尺寸2.5cm長×2.2cm寬×1.5mm厚(b)基板0.7mm厚，材料玻璃(c)兩塊基板間距2微米(d)側壁大小1.8mm長×0.1cm寬×2微米厚上述用於評價液晶的液晶池用下述方法製得。
在具有ITO透明電極膜的玻璃基板上進行聚醯亞胺塗敷，即用旋塗方法在ITO透明電極上塗上聚醯亞胺LX1400，日立化成工業公司的產品)。將聚醯亞胺用N-甲基吡咯烷稀釋至1.2％溶液，然後將其以2000rpm速度作旋塗。將塗好的聚醯亞胺溶液在325℃加熱α分鐘進行固化。由此形成的聚醯亞胺膜厚度為150至200。然後用尼龍布在一個方向磨擦聚醯亞胺膜，由此將它定向能力賦與液晶。
這樣製作的塗過聚醯亞胺膜的二塊玻璃基板放在一起製作一作評價用的液晶池用絲網印刷將環氧粘合劑塗敷在塗有聚醯亞胺膜的每塊玻璃基板上，使兩塊基板粘在一起並控制液晶池的間隙。環氧粘合劑是通過混合粘合劑(LCB—304B，EHC產品)，固化劑(LCB—304B，EHC產品)和珠粉(GP—20，EHC產品)以130∶30∶3的比例控制液晶池間隙而製得的。上面提到的一塊玻璃基板塗以環氧粘合劑併疊合到另一塊玻璃基板上，使得聚醯亞胺膜面對面。環氧粘合劑塗好後在下面的固化條件下固化，即在50℃加熱15分鐘，在60℃15分鐘，在70℃15分鐘，在80℃15分鐘，在125℃30分鐘，在170℃60分鐘。
使用製備的間隙約2微米的作為評價用的液晶池對液晶物質進行評價。
本發明中，將液晶物質放在兩交義成直角起偏振器之間，通過旋轉液晶元件來測量傳輸光在亮態和暗態中的強度，並以此計算出I(亮態)/I(暗態)之比例，由此確定對比度。
實施例7重複實施例6製作液晶元件，除了由聚醯亞胺構成的方位控制膜的取向是在彼此相反的方向上且接近平行之外。
獲得的液晶元件的對比度經測量為18。
實施例8重複實施例6製作液晶元件，除了在有ITO透明電極膜的玻璃基板上形成由氧化矽構成的菱形沉積膜所製作的一塊基板之外。
菱形沉積膜通過將SiO2加熱到400℃並以垂直方向將其沉積到基板上構成，基板偏向水平面30°。
如此製作的液晶元件，菱形沉積膜的取向和方位控制膜的取向僅僅是在彼此相反的方向上接近平行。
如此獲得的液晶元件的對比度經測量為17。
實施例9
重複實施例6製作液晶元件，只是冷卻速度為0.1℃/分。
如此獲得的液晶元件的對比度是29。
實施例10重複實施例6製作液晶元件，除了用實施例4中獲得的液晶組分來代替羧酸酯化合物以及冷卻速度改為0.1℃/分以外。
如此獲得的液晶元件的對度是21。
實施例11重複實施例6製作液晶元件，除了冷卻速度改為10℃/分以外。
如此獲得的液晶元件的對比度是9。由於採用塊速冷卻速度，觀察到對比度往往比較低。
實施例12表4中所示結構[5]的羧酸酯化合物經熔融並注入液晶池的間隙內，所述間隙保持在低壓下，所述液晶池由兩塊有ITO透明電極的基板構成，每塊基板的內表面上配有由聚醯亞胺LX1400，日立化成工業公司產品)構成的方位控制膜(厚150)，如圖6(B)所示。對聚醯亞胺膜加以磨擦，使得取向接近彼此平行並處於相同方向。用液晶物質充填的液晶池被加熱到120℃，在120℃保持5分鐘，以1℃/分的速度冷卻到60℃，由此製備液晶元件。
液晶池條件(a)外尺寸2.5cm長×2.2cm寬×1.5mm厚(b)基板0.7mm厚，材料玻璃(c)基板間距2微米(d)側壁尺寸1.8mm長×2.2mm寬×1.5微米厚上面提到的液晶池按實施例6的方法製作。
將上面提到的充以液晶物質的液晶池放在兩塊起偏振片之間，兩起偏振片的偏振面垂直相交，使得元件中獲得最暗態，以此來製作液晶池。
利用30Vp-p的三角波來測量傳輸光的強度，圖7所示振蕩波通過施加10Hz的頻率而獲得，圖8所示的振蕩波通過施加100Hz的頻率而獲得。
從圖7中可知，應用10Hz的三角波，在外加0V的時間和外加+30V(或-30V)的時間之間，此液晶元件獲得了對比度為34。
從圖8中可知，應用100Hz的三角度，在外加-12V的時間和外加+12V的時間之間，此液晶元件獲得了對比度為15。
在本發明的元件中，液晶池放在兩塊起偏振片之間，兩起偏振片的偏振面相交成直角，使得在元件中獲得最暗態，尤其是應用低頻，外加0V電壓時，可獲得最暗態。
上面提到的對比度，通過改變外加到液晶元件上的電壓，測量傳輸光的暗態和亮態時的強度，並從中計算出I(亮態)/I(暗態)之比例來確定之。
同樣，將上面提到的充以液晶物質的液晶池放在兩塊起偏振片之間，兩起偏振片的偏振面交叉成直角，使得元件中獲得最亮態，以此來製作液晶池。
利用30Vp-p的三角波來測量傳輸光的強度，圖9所示的振蕩波通過應用10Hz的頻率而獲得，圖10所示的振蕩波通過應用100Hz的頻率而獲得。
從上面的結果發現，本發明的液晶元件中，液晶池放在兩塊起偏振片之間，其偏振面交叉成直角，使得在元件中獲得最亮態，尤其是利用高頻，能夠確保良好的記憶效果。
權利要求
1.一種用於液晶的羧酸酯化合物的用途，其特徵在於，所述的羧酸酯化合物由下述結構式[A]表示 上式中R為選自含3—20個碳原子的烷基，含3—20個碳原子的烷氧基和含3—20個碳原子的滷代烷基的基團，X和Y各為選自-COO-，-OCO-，-CH2CH2-，-CH2O-，-OCH2-，-S-S 和 或單鍵的基團，A和B各為選自 的基團，R*是4—20個碳原子的光學活性基團，它含有至少一個不對稱碳原子，連接到所述光學活性基團的碳原子上的氫原子可被滷素原子取代，m和n各是0—2的一個整數，但須說明的是m和n不得同時為0。
2.如權利要求1所述的用途，其特徵在於，結構式[A]中的X和Y分別為選自-COO-，-OCO-，-CH2CH2，-CH2O-和-OCH2-的基團。
3.如權利要求1所述的用途，其特徵在於，在結構式[A]中由R*表示的光學活性基團為選自下述的基團
4.如權利要求1所述的用途，其特徵在於，在結構式[A]中，R為烷氧基，X為-COO-，A為 ，R*為 ，m為1或2的整數，n為0。
5.如權利要求1所述的用途，其特徵在於，將所述液晶用於包括一個液晶池的液晶元件，所述液晶池包括兩塊基板，兩個電極，該兩電極分別形成在基板的一個表面上，面對面排列在其中留下一個間隙，所述的羧酸酯化合物充在間隙中，將電壓施加到電極上，從而改變從所述液晶元件射出的光的強度。
6.如權利要求5所述的用途，其特徵在於，在至少一個與所述羧酸酯化合物接觸的基材的表面上具有方位控制膜。
7.如權利要求6所述的用途，其特徵在於，該方位控制膜系經過方位控制處理。
8.如權利要求5所述的用途，其特徵在於，基板和電極都是透明的，在所述液晶元件的液晶池的每一基板外側各有一個偏振片，該兩偏振片的偏振方向應呈70°～110°的角度，並且當傳送的光最暗或最亮時，與液晶池內表面相接觸的羧酸酯化合物分子的取向方向分別為+10°至-10°的角度。
全文摘要
根據本發明，提供由下面結構式[A]表示的羧酸酯化合物，以及含所述化合物的液晶組分式中R是選自含3-20碳原子的烷基、3-20碳原子的烷氧基和3-20碳原子的滷烷基的基團，X和Y各表示選自含-COO-，-OCO-，CH如[B]所示或單鍵的基團，A和B各表示選自由如[C]所示組成的基團，含至少一個不對稱碳原子(連接到所述光學活性基團上的碳原子中的氫原子可以被滷原子取代)，而m和n各表示0-2中的一個整數，但須說明的是m和n不得同時為0。
文檔編號C09K19/32GK1131142SQ9511760
公開日1996年9月18日 申請日期1995年9月21日 優先權日1989年12月7日
發明者清水茂二, 西山伸一, 土井信之, 宮越照一, 山中徹, 谷口捷生, 浜秀雄 申請人:三井石油化學工業株式會社