JP3105553B2 - 液晶化合物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電性カイラル
スメクチック液晶化合物を提供するものであり、該液晶
化合物は電界への応答を利用した表示素子や電気光学素
子に使用される液晶化合物、それを含む液晶組成物およ
びそれを用いた液晶素子に関するものである。さらに、
本発明は三つの安定した分子配向状態を示す強誘電性液
晶化合物、それを含む液晶組成物およびそれを用いた液
晶素子に関する。また本発明は該液晶化合物およびそれ
を含む液晶組成物を用いることにより、電界への応答を
利用し表示素子や電気光学素子に使用される液晶素子に
関するものである。特に、該液晶化合物および該液晶組
成物は氷点下の温度にて三安定状態相を示し、氷点下の
温度にて駆動する表示素子や電気光学素子に使用される
ものである。

【０００２】

【従来技術】液晶を用いた電気光学装置としては、ＤＳ
Ｍ形、ＴＮ形、Ｇ−Ｈ形、ＳＴＮ形などのネマチック液
晶を用いた電気光学装置が開発され実用化されている。
しかしながら、このようなネマチック液晶を用いたもの
はいずれも応答速度が数ｍから数十ｍｓｅｃと極めて遅
いという欠点を有するため、その応用分野に制約があ
る。ネマチック液晶を用いた素子の応答速度がおそいの
は分子を動かすトルクが基本的に誘電率の異方性に基づ
いているため、その力があまり強くないためである。こ
のような背景の中で、自発分極（Ｐｓ）を持ち、トルク
がＰｓ×Ｅ（Ｅは印加電界）に基づいているため、その
力が強く、数μｓｅｃから数十μｓｅｃの高速応答が可
能な強誘電性液晶がＭｅｙｅｒらにより開発され（Ｌｅ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｄｅ Ｐｈｙｓｉｑｕｅ，３６巻，
１９７５，Ｌ−６９）、又、特開昭６３−３０７８３７
号には、さらに新しい強誘電性液晶が開示されているが
後述する“三状態”についての開示は少ない。強誘電性
液晶を用いた高速電気光学装置が既にいくつか提案され
ている。代表例を挙げれば、壁面の力でねじれ構造を解
き壁面と平行となった２つの分子配向を印加電界の極性
により変化させるものである（例えば特開昭５６−１０
７２１６号参照）。前記のものは、図１の電界応答波形
に示すような理想の二状態を呈する化合物の存在を前提
にしたものである。しかしながら、現実は前記の理想の
二状態を呈する化合物は発見されておらず、これまでに
合成された二状態液晶の電界応答波形は図２のようにな
ってしまい、図１のような応答波形は得られていない。
図２のような応答波形を示すものを例えば光のスイッチ
ング回路に利用しようとすると、印加電圧が−（負）か
ら＋（正）側に変化するにつれて徐々に透過率が変化す
る形であるため、単純にＯＮ、ＯＦＦの印加電圧変化で
は充分目的を果すことができないのが実状である。さら
にこれまで合成されている二状態液晶は無電界時のＳ＊
ｃ相段階において理想の分子配向状態であるモノドメイ
ン状態をつくることが難しく、デイスクリネーション
（欠陥）を生じたり、ツイストとよばれる分子配向の乱
れを生ずる。そのため大面積で前記理想の２状態配向を
実現することは困難である。さらに、閾値（輝度が所定
値変化する電圧）が低いので、ダイナミツク駆動を行っ
た場合にコントラストが低下したり、視野角範囲が狭く
なったりする。また、これまでに合成された二状態液晶
は図１のようなヒステリシスを示すことができず、図２
のようなヒステリシスしか示せないためメモリー効果が
ない。したがって、液晶に安定なＳ＊ｃ相における応答
を保持させるためには、図２のυ_３の電圧を印加しつづ
けるか、あるいは高周波をかけつづけておかなければな
らず、いずれにしてもエネルギーロスが大きい。結局、
強誘電性液晶で得られる印加電界と分子配向の強い結合
を効果的に利用した高速液晶電気光学装置が望まれてい
るものの、従来の強誘電性液晶電気光学装置では、まだ
多くの問題が残されているのが実状である。そこで、本
発明では、無電界で明暗コントラストのはっきりした安
定な分子配向状態を実現し、明確な閾値特性と図３に示
したような明確なヒステリシスを出現させ、また容易に
ダイナミック駆動を実現し、さらに高速応答を可能とし
た三状態を利用した液晶電気光学装置において使用でき
る新規液晶化合物およびそれを含む液晶組成物を提供す
ることを目的とするものである。

【０００３】

【発明が解決しようする課題】本発明の目的は、キラル
スメクチック相を示す強誘電性液晶および従来の双安定
状態相であるキラルスメクティックＣ相（Ｓ＊ｃ相）と
は異なる、全く新しい三状態を有する新規な強誘電性液
晶およびそれを含む液晶組成物を提供する点にある。前
記「三状態を有する」とは第一の電極基板と所定の間隙
を隔てて配置されている第二の電極基板の間に強誘電性
液晶が挟まれてなる液晶電気光学装置において、前記第
一及び第二の電極基板に電界形成用の電圧が印加される
よう構成されており、図４Ａで示される三角波として電
圧を印加したとき、図４Ｄのように前記強誘電性液晶
が、無電界時に分子配向が第一の安定状態（図４Ｄの
２）を有し、かつ、電界印加時に一方の電界方向に対し
分子配向が前記第一の安定状態とは異なる第二の安定状
態（図４Ｄの１）を有し、さらに他方の電界方向に対し
前記第一及び第二の安定状態とは異なる第三の分子配向
安定状態（図４Ｄの３）を有することを意味する。な
お、この三安定状態すなわち三状態を利用する液晶電気
光学装置については本出願人らにより特開平２−４０６
２５号、特開平２−１５３３２２号、特開平２−１７３
７２４号公報にみられるようにすでに出願している。こ
れに対して、「市販のネマチック液晶」やこれまでに合
成された二状態液晶は、図４Ｂ、Ｃでみられるとおり、
三つの安定状態を有していない。この新しい三状態強誘
電性液晶は従来のネマティック型液晶と較べて液晶ディ
スプレイとしたとき画期的効果を発揮する。高画質の従
来型は、駆動方式がアクティブマトリックス方式という
大へん複雑な構造をとる必要があったのに対し、三状態
強誘電性液晶は単純なマトリックス形駆動方式で高画質
表示が可能となる。このため従来型の場合は生産工程が
複雑となり、画面の大型化は困難であり、製造コストも
高いものになるのに対し、三状態強誘電性液晶の場合は
生産工程が簡単であり、画面も大型化が可能となり、製
造コストも安価にできるという画期的なものである。本
発明の目的は、この三状態強誘電性を示す新規な液晶化
合物およびそれを含む液晶組成物を提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、一般式
（１）

【化２】 （式中、Ｒ_１は炭素数６〜１６のアルキル基、Ｒ_２は炭
素数６または８のアルキル基であり、＊は光学活性中心
を示す。）で表わされる化合物よりなることを特徴とす
る光学的三安定状態を示す液晶化合物に関する。本発明
の第２は、請求項１記載の液晶化合物を少なくとも１種
含有することを特徴とする光学的三安定状態を示す強誘
電性液晶組成物に関する。本発明の第３は、請求項２記
載の光学的三安定状態を示す強誘電性液晶組成物を用い
た液晶素子に関する。

【０００５】本発明の液晶化合物は単独でも充分使用で
きるが、本発明化合物同士を混合したり、他の液晶化合
物と混合したり、あるいは類似構造の化合物と混合した
りして、その液晶の特性を調整しつつ実用に供すること
ができる。

【０００６】本発明の前記一般式で示す液晶化合物に関
する解析の結果、三安定状態を示すカギは、つぎのとお
りであることが判明した。 （ｉ）不斉炭素原子に結合しているＣＦ_３が最も三安定
状態の発現を左右する。ＣＦ_３がＣＨ_３で置換される
と、ほとんど三安定状態を発現しない。 （ii）前記式中、そのエステルの方向が不斉炭素原子に
結合している−ＣＯＯ−の方向と同一であることが三安
定状態の発現に必要である。

【０００７】本発明の化合物の合成例としては次のよう
なものがある。４−ベンジルオキシ安息香酸クロライド
と光学活性な１，１，１−トリフルオロ−２−アルカノ
ールとを反応させて、４−ベンジルオキシ安息香酸
１，１，１−トリフルオロ−２−アルキルエステルを
得、これを水素化分解して、４−ヒドロキシ安息香酸
１，１，１−トリフルオロ−２−アルキルエステルを得
た。得られたアルキルエステルと２−フルオロ−４−ｎ
−アルキルカルボニルオキシ安息香酸とをジシクロヘキ
シルカルボジイミドの存在下に反応させて目的化合物で
ある光学活性な４−（１，１，１−トリフルオロ−２−
アルキルオキシカルボニル）フェニル ２−フルオロ−
４−ｎ−アルキルカルボニルオキシベンゾエートを得
る。

【０００８】

【実施例】以下に実施例により本発明の化合物につき説
明するが、これに限定されるものではない。 実施例１ １） １，１，１−トリフルオロ−２−デシル ４−ベ
ンジルオキシベンゾエートの合成

【化３】 ４−ベンジルオキシ安息香酸クロリド１．２３ｇを塩化
メチレン１０ｍｌに溶解させ、次いで光学活性な１，
１，１−トリフルオロ−２−デカノール０．９６ｇとジ
メチルアミノピリジン０．５５ｇとトリエチルアミン
０．４８ｇとを塩化メチレン２０ｍｌに溶解した溶液を
氷冷下にて少量づつ加えた。反応混合物を室温に戻し、
一昼夜反応させ、反応液を氷水に投入し、塩化メチレン
にて抽出し塩化メチレン相を希塩酸、水、１Ｎ炭酸ナト
リウム水溶液、水にて順次洗浄し、無水硫酸マグネシウ
ムにて乾燥して溶媒を留去し、粗生成物を得た。これを
トルエン−シリカゲルカラムクロマトグラフで処理し、
さらにエタノールにて再結晶して目的物１．８４ｇを得
た。 ２） １，１，１−トリフルオロ−２−デシル ４−ヒ
ドロキシベンゾエートの合成

【化４】 １）で得られた化合物をエタノール１５ｍｌに溶解し、
１０％担持Ｐｄ−カーボン０．３６ｇを加え、水素雰囲
気下水添反応を行ない、目的化合物１．４３ｇを得た。 ３） ２−フルオロ−４−ｎ−デカノイルオキシ安息香
酸の合成

【化５】 ２−フルオロ−４−ヒドロキシ安息香酸２ｇとトリエチ
ルアミン１．４ｇとをジクロロメタン４０ｍｌに溶解す
る。デカノイルクロライド２．７ｇとジメチルアミノピ
リジン０．２ｇとを加え、室温にて約２０時間かきまぜ
る。希塩酸を加え、分液ロートにて有機層を分離する。
溶媒を留去し、残査物をｎ−ヘキサンにて洗浄した後、
乾燥させ、目的化合物約２．８ｇを得る。 ４） ４−（１，１，１−トリフルオロ−２−デシルオ
キシカルボニル）フェニル ２−フルオロ−４−ｎ−デ
カノイルオキシベンゾエートの合成

【化６】 ３）で得た２−フルオロ−４−ｎ−デカノイルオキシ安
息香酸０．３ｇと、２）で得た１，１，１−トリフルオ
ロ−２−デシル ４−ヒドロキシベンゾエート０．３ｇ
とを約３０ｍｌのテトラヒドロフラン中に溶解する。ジ
シクロヘキシルカルボジイミド０．２５ｇとジメチルア
ミノピリジン０．０２ｇとを加え、室温にて約２０時間
かきまぜる。溶媒を留去後、残査物をジクロロメタンに
溶解し、水洗する。有機層を無水硫酸マグネシウムにて
乾燥後、溶媒を留去する。残査物をシリカゲルカラムク
ロマトグラフ（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝２０
／１）にて精製し、目的化合物０．２１ｇを得る。ホッ
トステージの偏光顕微鏡観察により次の相転移温度
（℃）を得た。

【表１】 ここで、Ｓ＊（３）は三安定状態を示す相、Ｓｘは電界
応答のある高次の相である。本化合物の赤外吸収スペク
トルを図７に示す。

【０００９】実施例２ １） ２−フルオロ−４−ｎ−トリデカノイルオキシ安
息香酸の合成

【化７】 ２−フルオロ−４−ヒドロキシ安息香酸１．４ｇとトリ
エチルアミン１．０ｇとをジクロロメタン４０ｍｌに溶
解する。トリデカノイルクロライド２．０ｇとジメチル
アミノピリジン０．２ｇとを加え、室温にて約２０時間
かきまぜる。希塩酸を加え、分液ロートにて有機層を分
離する。溶媒を留去し、残査物をｎ−ヘキサンにて洗浄
した後、乾燥させ、目的化合物約１．８ｇを得る。 ２） ４−（１，１，１−トリフルオロ−２−デシルオ
キシカルボニル）フェニル ２−フルオロ−４−ｎ−ト
リデカノイルオキシベンゾエートの合成

【化８】 １）で得た２−フルオロ−４−ｎ−トリデカノイルオキ
シ安息香酸０．３７ｇと実施例１の２）で得た１，１，
１−トリフルオロ−２−デシル ４−ヒドロキシベンゾ
エート０．３ｇとを約３０ｍｌのテトラヒドロフラン中
に溶解する。ジシクロヘキシルカルボジイミド０．２５
ｇとジメチルアミノピリジン０．０２ｇとを加え、室温
にて約２０時間かきまぜる。溶媒を留去後、残差物をジ
クロロメタンに溶解し、水洗する。有機層を無水硫酸マ
グネシウムにて乾燥後、溶媒を留去する。残査物をシリ
カゲルカラムクロマトグラフ（展開溶媒：ヘキサン／酢
酸エチル＝２０／１）にて精製し、目的化合物０．１８
ｇを得る。ホットステージの偏光顕微鏡観察により次の
相転移温度（℃）を得た。

【表２】 ここで、Ｓ＊（３）は三安定状態を示す相である。本化
合物の赤外吸収スペクトルを図８に示す。

【００１０】実施例３ １） １，１，１−トリフルオロ−２−オクチル ４−
ベンジルオキシベンゾエートの合成

【化９】 ４−ベンジルオキシ安息香酸クロリド１．２３ｇを塩化
メチレン１０ｍｌに溶解させ、次いで光学活性な１，
１，１−トリフルオロ−２−オクタノール０．９８ｇと
ジメチルアミノピリジン０．５５ｇとトリエチルアミン
０．４８ｇとを塩化メチレン２０ｍｌに溶解した溶液を
氷冷下にて少量づつ加えた。反応混合物を室温に戻し、
一昼夜反応させ、反応液を氷水に投入し、塩化メチレン
にて抽出し塩化メチレン相を希塩酸、水、１Ｎ炭酸ナト
リウム水溶液、水にて順次洗浄し、無水硫酸マグネシウ
ムにて乾燥して溶媒を留去し、粗生成物を得た。これを
トルエン−シリカゲルカラムクロマトグラフで処理し、
さらにエタノールにて再結晶して目的物１．８６ｇを得
た。 ２） １，１，１−トリフルオロ−２−オクチル ４−
ヒドロキシベンゾエートの合成

【化１０】 １）で得られた化合物をエタノール１５ｍｌに溶解し、
１０％担持Ｐｄ−カーボン０．３６ｇを加え、水素雰囲
気下水添反応を行ない、目的化合物１．４５ｇを得た。 ３） ２−フルオロ−４−ｎ−デカノイルオキシ安息香
酸の合成

【化１１】 ２−フルオロ−４−ヒドロキシ安息香酸２ｇとトリエチ
ルアミン１．４ｇとをジクロロメタン４０ｍｌに溶解す
る。デカノイルクロライド２．７ｇとジメチルアミノピ
リジン０．２ｇとを加え、室温にて約２０時間かきまぜ
る。希塩酸を加え、分液ロートにて有機層を分離する。
溶媒を留去し、残査物をｎ−ヘキサンにて洗浄した後、
乾燥させ、目的化合物約２．８ｇを得る。 ４） ４−（１，１，１−トリフルオロ−２−オクチル
オキシカルボニル）フェニル ２−フルオロ−４−ｎ−
デカノイルオキシベンゾエートの合成

【化１２】 ３）で得た２−フルオロ−４−ｎ−デカノイルオキシ安
息香酸０．６７ｇと、２）で得た１，１，１−トリフル
オロ−２−デシル ４−ヒドロキシベンゾエート０．８
ｇとを約３０ｍｌのテトラヒドロフラン中に溶解する。
ジシクロヘキシルカルボジイミド０．５１ｇとジメチル
アミノピリジン０．０５ｇとを加え、室温にて約２０時
間かきまぜる。溶媒を留去後、残査物をジクロロメタン
に溶解し、水洗する。有機層を無水硫酸マグネシウムに
て乾燥後、溶媒を留去する。残査物をシリカゲルカラム
クロマトグラフ（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル＝２
０／１）にて精製し、目的化合物０．１３ｇを得る。ホ
ットステージの偏光顕微鏡観察により次の相転移温度
（℃）を得た。

【表３】 ここで、Ｓ＊（３）は三安定状態を示す相、Ｓｘは電界
応答のある高次の相である。

【００１１】参考例１ １） １，１，１−トリフルオロ−２−ノニル ４−ヒ
ドロキシベンゾエートの合成

【化１３】 実施例１の１）において用いた光学活性な１，１，１−
トリフルオロ−２−デカノール０．９６ｇの代わりに、
１，１，１−トリフルオロ−２−ノニルアルコール０．
９７ｇを用いて同様に反応させる。得られた１，１，１
−トリフルオロ−２−ノニル ４−ベンジルオキシベン
ゾエートを実施例１の２）と同様の手法で、水素化分解
し、目的物１．４２ｇを得た。 ２） ４−（１，１，１−トリフルオロ−２−ノニルオ
キシカルボニル）フエニル ２−フルオロ−４−ｎ−デ
カノイルオキシベンゾエートの合成

【化１４】 実施例１の４）で用いた１，１，１−トリフルオロ−２
−デシル ４−ヒドロキシベンゾエート０．３ｇの代わ
りに参考例１の１）で得た１，１，１−トリフルオロ−
２−ノニル ４−ヒドロキシベンゾエート０．３５ｇを
用いて、同様の反応をさせ、処理を施して、目的化合物
０．１８ｇを得る。ホットステージ付偏光顕微鏡観察に
より、次の相転移温度（℃）を得た。

【表４】 ここで、Ｓｘは電界応答のある高次の相である。

【００１２】参考例２ １） １，１，１−トリフルオロ−２−デシル ２′−
フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエートの合成

【化１５】 実施例１の１）において用いた４−ベンジルオキシ安息
香酸クロリド１．２３ｇの代わりに、２−フルオロ−４
−ベンジルオキシ安息香酸クロリド１．２７ｇを用い
て、同様の手法により、１，１，１−トリフルオロ−２
−デシル ２′−フルオロ−４′−ベンジルオキシベン
ゾエートを得る。これを、実施例１の２）と同様に水素
化分解して、目的化合物１．２９ｇを得た。 ２） ３−フルオロ−４−（１，１，１−トリフルオロ
−２−デシルオキシカルボニル）フェニル ２−フルオ
ロ−４−デカノイルオキシベンゾエートの合成

【化１６】 実施例１の４）で用いた１，１，１−トリフルオロ−２
−デシル ４−ヒドロキシベンゾエート０．３ｇの代わ
りに参考例２の１）で得た１，１，１−トルフルオロ−
２−デシル ２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾ
エート０．３２ｇを用いて同様の手法により、目的化合
物０．３１ｇを得る。ホットステージを用いた偏光顕微
鏡観察により、次の相転移温度（℃）を得た。

【表５】

【００１３】参考例３ １） ４−ｎ−デカノイルオキシ安息香酸の合成

【化１７】 実施例１の３）にて用いた２−フルオロ−４−ヒドロキ
シ安息香酸２ｇの代わりに、４−ヒドロキシ安息香酸
１．５ｇを用いて同様の手法により、目的化合物約２．
１ｇを得る。 ２） ３−フルオロ−４−（１，１，１−トリフルオロ
−２−デシルオキシカルボニル）フェニル ４−デカノ
イルオキシベンゾエートの合成

【化１８】 実施例１の４）で用いた１，１，１−トリフルオロ−２
−デシル ４−ヒドロキシベンゾエート０．３ｇの代わ
りに参考例２の１）で得た１，１，１−トリフルオロ−
２−デシル ２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾ
エート０．３２ｇを用い、２−フルオロ−４−ｎ−デカ
ノイルオキシ安息香酸０．３ｇの代わりに参考例３の
１）で得た４−ｎ−デカノイルオキシ安息香酸０．２６
ｇを用いて、同様の手法により、目的化合物０．２２ｇ
を得る。ホットステージを用いた偏光顕微鏡観察によ
り、次の相転移温度（℃）を得た。

【表６】

【００１４】参考例４ １） ３−フルオロ−４−ｎ−デカノイルオキシ安息香
酸の合成

【化１９】 実施例１の３）にて用いた２−フルオロ−４−ヒドロキ
シ安息香酸２ｇの代わりに、３−フルオロ−４−ヒドロ
キシ安息香酸２ｇを用いて同様の手法により目的化合物
約２．５ｇを得る。 ２） ４−（１，１，１−トリフルオロ−２−デシルオ
キシカルボニル）フェニル ３−フルオロ−４−ｎ−デ
カノイルオキシベンゾエートの合成

【化２０】 実施例１の４）で用いた２−フルオロ−４−ｎ−デカノ
イルオキシ安息香酸０．３ｇの代わりに、参考例４の
１）で得た３−フルオロ−４−ｎ−デカノイルオキシ安
息香酸０．３ｇを用いて、同様の手法により、目的化合
物０．１８ｇを得る。ホットステージを用いた偏光顕微
鏡観察では、−６０℃まで、等方性液体相であった。

【００１５】参考例５ １） ３−フルオロ−４−（１，１，１−トリフルオロ
−２−デシルオキシカルボニル）フェニル ３−フルオ
ロ−４−デカノイルオキシベンゾエートの合成

【化２１】 実施例１の４）にて用いた２−フルオロ−４−ｎ−デカ
ノイルオキシ安息香酸０．３ｇの代わりに参考例４の
１）にて得た３−フルオロ−４−ｎ−デカノイルオキシ
安息香酸０．３ｇを用い、また、１，１，１−トリフル
オロ−２−デシル４−ヒドロキシベンゾエート０．３ｇ
の代わりに参考例２の１）で得た１，１，１−トリフル
オロ−２−デシル ２′−フルオロ−４′−ヒドロキシ
ベンゾエート０．３４ｇを用いて同様の手法により、目
的化合物０．２２ｇを得る。ホットステージを用いた偏
光顕微鏡観察により、次の相転移温度（℃）を得た。

【表７】

【００１６】参考例６ １） １，１，１−トリフルオロ−２−デシル ３′−
フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエートの合成

【化２２】 実施例１の１）において用いた４−ベンジルオキシ安息
香酸クロリド１．２３ｇの代わりに、３−フルオロ−４
−ベンジルオキシ安息香酸クロリド１．２７ｇを用いて
同様の手法により、１，１，１−トリフルオロ−２−デ
シル ３′−フルオロ−４′−ベンジルオキシベンゾエ
ートを得る。これを実施例１の２）と同様に、水素化分
解して目的化合物約１．３１ｇを得た。２） ２−フル
オロ−４−（１，１，１−トリフルオロ−２−デシルオ
キシカルボニル）フェニル ４−デカノイルオキシベン
ゾエートの合成

【化２３】 実施例１の４）において用いた１，１，１−トリフルオ
ロ−２−デシル ４−ヒドロキシベンゾエート０．３ｇ
の代わりに参考例６の１）で得た１，１，１−トリフル
オロ−２−デシル ３′−フルオロ−４′−ヒドロキシ
ベンゾエート０．３２ｇを用い、また、２−フルオロ−
４−ｎ−デカノイルオキシ安息香酸０．３ｇの代わりに
参考例３の１）で得た４−ｎ−デカノイルオキシ安息香
酸０．２８ｇを用いて、同様の手法により、目的化合物
０．２５ｇを得る。ホットステージを用いた偏光顕微鏡
観察により、次の相転移温度（℃）を得た。

【表８】

【００１７】参考例７ １） ４−ｎ−ウンデカノイルオキシ安息香酸の合成

【化２４】 実施例１の３）において用いた２−フルオロ−４−ヒド
ロキシ安息香酸２ｇの代わりに、４−ヒドロキシ安息香
酸１．６ｇを用い、デカノイルクロライド２．７ｇの代
わりに、ウンデカノイルクロライド２．９ｇを用いて、
同様の手法により目的化合物約３．７ｇを得る。 ２） ２−フルオロ−４−（１，１，１−トリフルオロ
−２−デシルオキシカルボニル）フェニル ４−ウンデ
カノイルオキシベンゾエートの合成

【化２５】 実施例１の４）において用いた１，１，１−トリフルオ
ロ−２−デシル ４−ヒドロキシベンゾエート０．３ｇ
の代わりに、参考例６の１）で得た１，１，１−トリフ
ルオロ−２−デシル ３′−フルオロ−４′−ヒドロキ
シベンゾエート０．３２ｇを用い、また、２−フルオロ
−４−ｎ−デカノイルオキシ安息香酸０．３ｇの代わり
に参考例７の１）で得た４−ｎ−ウンデカノイルオキシ
安息香酸０．３ｇを用いて、同様の手法により、目的化
合物０．２４ｇを得る。ホットステージを用いた偏光顕
微鏡観察により、次の相転移温度（℃）を得た。

【表９】 ここで、Ｓｘは電界応答のある高次の相である。

【００１８】参考例８ １） １，１，１−トリフルオロ−２−オクチル ３′
−フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエートの合成

【化２６】 実施例１の１）において用いた４−ベンジルオキシ安息
香酸クロリド１．２３ｇの代わりに３−フルオロ−４−
ベンジル安息香酸クロリド１．２２ｇを用い、１，１，
１−トリフルオロ−２−デカノール０．９６ｇの代わり
に１，１，１−トリフルオロ−２−オクタノール０．９
８ｇを用いて同様の手法により、目的化合物１．８３ｇ
を得た。 ２） ２−フルオロ−４−（１，１，１−トリフルオロ
−２−オクチルオキシカルボニル）フェニル ２−フル
オロ−４−ｎ−デカノイルオキシベンゾエートの合成

【化２７】 実施例１の４）で用いた１，１，１−トリフルオロ−２
−デシル ４−ヒドロキシベンゾエート０．３ｇの代わ
りに参考例８の１）で得た１，１，１−トリフルオロ−
２−オクチル ３′−フルオロ−４′−ヒドロキシベン
ソヘエート０．３ｇを用いて、同様の手法により、目的
化合物０．２１ｇを得た。ホットステージを用いた偏光
顕微鏡観察による相転移温度（℃）は次の通りである。

【表１０】

【００１９】実施例４ ラビング処理したポリイミド配向膜をＩＴＯ電極基板上
に有するセル厚２．１μｍの液晶セルに、実施例１で得
られた液晶化合物をＩｓｏｔｒｏｐｉｃ相において充填
し、液晶薄膜セルを作成した。この液晶セルを２枚の偏
光板を直交させたフォトマルチプライヤー付き偏光顕微
鏡に、マイナス電圧印加時の分子長軸方向と偏光子が重
なる状態に配置した。この液晶セルを０．１〜１．０℃
／１分間の温度勾配にてＳ＊（３）相まで徐冷した。さ
らに冷却してゆき、−１６．５℃〜−３５℃の温度範囲
において、±３０Ｖ、１０Ｈｚの三角波電圧（ａ）を印
加した場合を図５に示した。印加電圧がマイナス域での
暗状態、０ボルト域での中間状態、プラス域での明状態
と光透過率が三つの状態に変化（ｂ）し、三つの安定な
液晶分子の配向状態があることを確認した。他の実施例
の化合物においても同一の効果が観察された。

【００２０】実施例５ 実施例４で用いたものと同じセルに実施例１で得られた
液晶化合物をアイソトロピック（Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）
相において充填し、液晶薄膜セルを作成した。この液晶
セルを２枚の偏光板を直交させたフォトマルチプレーヤ
ー付き偏光顕微鏡に、無電圧印加時の分子長軸方向と偏
光子が０゜の角度をなす状態に配置した。この液晶セル
を０．１〜１．０℃／１分間の温度勾配にてＳ＊（３）
相まで徐冷した。−１６．５℃〜−３５℃の温度範囲に
おいて、±３０Ｖ、１０Ｈｚの三角波電圧を印加し、光
透過率を測定した。図６に−２５℃における±３０Ｖ、
１０Ｈｚの三角波電圧（ａ）及びこれに対応する透過率
の変化（ｂ）を示した。横軸に電圧、縦軸に透過率をと
りグラフを書き直したものが（ｃ）である。

【００２１】

【効果】本発明は、新規な液晶化合物およびそれを含む
液晶組成物を提供するものであり、いずれの化合物も低
温領域で液晶相を示す。とくに本発明の新規液晶化合物
や液晶組成物はいずれも安定な三安定状態を示すもので
ある。そして、本発明の液晶化合物や液晶組成物を利用
した液晶素子は三安定状態を利用した表示デバイス、ス
イッチングデバイスなど広い用途に使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】現実には得られていない理想の二状態液晶のヒ
ステリシスを示す。

【図２】現実にこれまでに合成された二状態液晶のヒス
テリシスを示す。

【図３】本発明にかかる三状態液晶のヒステリシスを示
すものであり、図１〜３はいずれも、横軸は印加電圧
を、縦軸は透過率（％）を示す。

【図４】Ａが印加される三角波を、Ｂが市販ネマチック
液晶の、Ｃはこれまでに合成された二状態液晶の、Ｄは
三状態液晶の、それぞれの光学応答特性を示す。

【図５】本発明の化合物の三状態スイッチングを示した
もので、図中ａは液晶電気光学素子に印加した三角波電
圧を、図中ｂは図中ａの三角波電圧に対する光透過率の
変化を示したものである。

【図６】本発明化合物のヒステリシスを示す。（Ａ）は
経過時間に対応した印加電圧と光透過率の変化状況を示
すもので、直線ａは液晶電気光学素子に印加した三角波
電圧を、曲線ｂは図中ａの三角波電圧に対する光透過率
の変化を示し、（Ｂ）は、電圧と透過率との関係を示し
たものである。

【図７】実施例１の本発明化合物の赤外吸収スペクトル
である。

【図８】実施例２の本発明化合物の赤外吸収スペクトル
である。

フロントページの続き (72)発明者 大出 泰 東京都千代田区霞が関３丁目２番５号 昭和シェル石油株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−139551（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−160748（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−153322（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−223390（ＪＰ，Ａ) 特許2858427（ＪＰ，Ｂ２) 特許2895614（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C07C 69/90 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（１） 【化１】 （式中、Ｒ_１は炭素数６〜１６のアルキル基、Ｒ_２は炭
   素数６または８のアルキル基であり、＊は光学活性中心
   を示す。） で表わされる化合物よりなることを特徴とする光学的三
   安定状態を示す液晶化合物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液晶化合物を少なくとも
   １種含有することを特徴とする光学的三安定状態を示す
   強誘電性液晶組成物。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光学的三安定状態を示す
   液晶組成物を用いた液晶素子。