[发明专利]羧酸酯化合物，液晶化合物，液晶组合物液晶元件和光调制方法

说明书

本发明涉及新颖的羧酸酯化合物类，液晶化合物类，液晶组合物类液晶元件，使用液晶元件的光调制方法和采用光调制法来进行显示的方法，更具体地说，本发明涉及使用含抗铁电液晶的液晶材料的新型液晶元件，上述抗铁电液晶含有上述新型的羧酸酯化合物，以及涉及使用该新型的液晶元件的光调制方法，和采用该光调制法的显示方法。

大多数诸如用于办公室自动化机器的常规显示装置都是用TN方式（扭曲向列方式）来驱动的。

然而，当使用TN方式时，就会存在如下的问题：用于显示装置中的液晶化合物的分子的位置就必须改变才能改变被显示中的图象，以致驱动该装置的时间就要延长，而且还需要高的电压才能改变液晶化合物的分子位置，这就意味意需要消耗较大的动率。

另一方面，使用铁电液晶化合物的开关元件只要通过改变液晶化合物的分子定向的方向就能起到开关作用。因此，操作开关元件所需要的开关时间显著缩短。另外，由铁电液晶化合物的自发极化（PS）和所加电场强度（E）所获得PSXE的值是改变该液晶化合物分子定向的方向有效能量输出，以致所需的功率消耗能显著地减少，所以上述这些铁电液晶特别适合移动图象的显示装置。因为它们具有决定于所加电场方向的双稳态（即双稳定性），而且它们开关阈值特性是非常好的。

当这些铁电液晶化合物打算用于光学开关元件时，它们就必须具有诸如在常温左右或常温以下的工作温度，宽的工作温度区域，高的开关速度以及合适的开关阈值电压等种种特性。

然而，就迄今所知的铁电液晶化合物而论，它们的工作温度范围一般是较窄的，即使有一些铁电液晶化合物具有宽的工作温度但是另外一些特性也是不足的，R.B.Meyer等人在“J.de  Phys.，Vol.36L，p69（1975）”发表的一文中以及Masaaki  Taguchi和Takamasa  Harada在“Proceedings  of  Eleventh  Conference  on  Liguid  Crystal”p168（1985）中都揭示和报导了这一点。因此，从实际使用的观点看，迄今还没有令人满意的铁电液晶化合物可用。

顺便提一下，人们提出了有关使用铁电液晶的光调制元件的种种建议。

为了驱动这种光调制元件，一种已知的方法是使用一种由两个透明基片组成的液晶单元，这两基片彼此相对设置，在两基片之间留有2μm左右的间隙，在间隙中用手征层列C相（近晶C相）的铁电液晶加以充填。

该铁电液晶具有手征层列C相的层状结构，而且在这个层中，液晶分子的主轴的取向实际上具有一确定的θ角（叫做倾斜角）。在这种情况下，如图1所示，由于分子间的相互作用，液晶分子11的主轴逐渐转向一不同的方向，因而形成一种螺旋形结构（图1）。

然而，当用液晶材料充填由两片玻璃基片所形成的2μm左右的间隙时，液晶材料的定向状态受玻璃基片影响而放开它的螺旋形结构，当从图2所示的透明基片20上方来看时，液晶分子21开始显示出两种形式的稳定状态。在这种稳定状态，液晶分子的主轴和垂直于主轴的偶极子在两种形式的稳定状态中取彼此相对的取向，以致液晶材料的稳定态在对之施加一电场的情况下，可以在上述两种稳定状态之间转变。

在这种情况下，透射光量可以通过把上述液晶单元安排在两偏振片之间来加以控制，偏振片的偏振方向是具有适当的角度使液晶单元中的液晶材料处于两种稳定形态之一的状态时该液晶单元变暗（透光量下降）。

在此方法中，理论上一般认为液晶分子的稳定状态仅包括以上提到的两种形式，因此人们一般认为当通过施加电场使液晶单元中的液晶材料成为稳定态后，即使电场除去，液晶材料也不会转变到另一种形式的稳定态，因此，使用上述液晶单元的光调制元件据称具有存储效应。

然而实际上，当让该液晶材料保持在一种稳定形态而不在其上施加电场时，液晶材的一部分有时转变到另一种形式的稳定状态，很难对光调制元件赋予一个有效的存储效应，换句话说，如果不在其上施加电场，要使该液晶材料较长时期地以确定的形态保持其稳定状态是很困难的。因此，为了保持该液晶材料的稳定态，即光调制元件的亮态和暗态，就需要对该材料施加某种程度的电场。

在上述传统方法中，即使在达到暗态的情况下也需要加以电场，而且在大多数情况下，要获得具有足够黑度的暗态也是很困难的。因此，一直没有能够成功地取得一个足够的亮态暗态比，亦即一直没有能够取得一个足够高的对比度。

本发明的目的是要提供一种新型的羧酸酯化合物。