JP3357390B2 - カルボン酸エステル化合物、液晶材料、液晶組成物及び液晶素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、新規なカルボン酸エステ
ル化合物、この化合物からなる液晶材料、この化合物を
含む液晶組成物およびこの化合物を含有する液晶物質が
充填された液晶素子に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】現在、広汎に使用されている液晶
化合物を用いた表示デバイスは、通常はＴＮ（ツイスト
ネマチック）モードによって駆動されている。しかしな
がら、この方式には、表示されている画像を変えるため
に素子中における液晶化合物の分子の位置を変える必要
があるために、駆動時間が長くなり、液晶化合物の分子
位置を変えるために必要とする電圧、すなわち消費電力
も大きくなるという問題点がある。

【０００３】強誘電性液晶化合物を用いたスイッチング
素子では、ＴＮモードあるいはＳＴＮモードを利用した
スイッチング素子とは異なり、液晶化合物の分子の配向
方向を変えるだけでスイッチング素子として機能させる
ことができるため、スイッチング時間が非常に短縮され
る。さらに、強誘電性液晶化合物のもつ自発分極（Ｐ
ｓ）と電界強度（Ｅ）とにより与えられるＰｓ×Ｅの値
が液晶化合物の分子の配向方向を変えるための実効エネ
ルギー強度であるので、消費電力も非常に少なくなる。
そして、このような強誘電性液晶化合物は、印加電界の
方向によって二つの安定状態、すなわち双安定性を持つ
ので、スイッチングのしきい値特性も非常に良好であ
り、動画用の表示デバイスなどとして用いるのに特に適
している。

【０００４】

【従来技術における問題点】このような強誘電性液晶化
合物あるいは反強誘電性液晶化合物を光スイッチング素
子などに使用する場合、強誘電性液晶化合物あるいは反
強誘電性液晶化合物には、動作温度範囲が常温付近ある
いはそれ以下にあること、動作温度幅が広いこと、スイ
ッチング速度が大きい（速い）ことおよびスイッチング
しきい値電圧が適正な範囲内にあることなど多くの特性
が要求される。殊にこれらのうちでも、動作温度範囲は
強誘電性液晶化合物あるいは反強誘電性液晶化合物を実
用化する際に特に重要な特性である。

【０００５】しかしながら、これまで知られている強誘
電性液晶化合物においては、例えばR.B.Meyer,et.al.,
の論文「ジャーナル・デ・フィジーク(J.de.Phys.)36巻l6
9頁,1975」あるいは田口雅明、原田隆正の論文「第11回
液晶検討会予稿集168頁,1985」に記載されているよう
に、一般に動作温度範囲が狭く、また動作温度範囲が広
い強誘電性液晶化合物であっても室温を含まない高温度
域であるなど、強誘電性液晶化合物として実用上満足で
きるものは得られていない。

【０００６】また、反強誘電性液晶化合物についても同
様の傾向があり、反強誘電性液晶としても実用上満足で
きるものは得られていない。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、新規なカルボン酸エステル化
合物およびこの化合物からなる液晶材料を提供すること
を目的としている。また、本発明は、このカルボン酸エ
ステル化合物を含有する液晶組成物およびこの化合物を
用いた液晶素子を提供することを目的としている。さら
に詳しくは本発明は、動作温度が広く、スイッチング速
度が大きく、消費電力が極めて少なく、しかも安定した
コントラストが得られる液晶素子を形成することができ
る新規なカルボン酸エステル化合物およびこの用途を提
供することを目的としている。

【０００８】

【発明の概要】本発明のカルボン酸エステル化合物は、
次式［I］で表すことができる。

【化１３】 ただし、式［I］において、

【０００９】

【００１０】Ｒは、炭素原子数３〜２０のアルキル基、
炭素原子数３〜２０のアルコキシ基、炭素原子数３〜２
０のハロゲン化アルキル基および-OCO-基を有する炭化
水素基（該炭化水素基を形成する水素原子の少なくとも
一部がハロゲン原子で置換されてもよい）よりなる群か
ら選ばれる１種の基であり、ＸおよびＹは、それぞれ独
立に、-COO-、-OCO-、-CH₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH ₂ -または
単結合であり、ＡおよびＢは、それぞれ独立に、

【００１１】

【化１４】

【００１２】よりなる群から選ばれる基を表し、R^*は、
−C ^* H(CF ₃ )-C ₆ H ₁₃ 、−C ^* H(CH ₃ )−C ₆ H ₁₃ 、−C ^* H(CH ₃ )−C
₅ H ₁₁ 、−C ^* H(C ₂ H ₅ )−C ₅ H ₁₁ 、−C ^* H(C ₂ H ₅ )−C ₆ H ₁₃ 、−CH
₂ −C ^* H(CH ₃ )−C ₂ H ₅ 、−(CH ₂ ) ₃ −C ^* H(CH ₃ )−C ₂ H ₅ および
−C ^* H(CF ₃ )−CH ₂ −COO−C ₂ H ₅ よりなる群から選ばれる基
を表し、ｍは、１または２を表し、ｎは、０〜２であっ
て、かつｍ+ｎ≧２である。ただし、AおよびBが共に

【化１５】 であって、Ｘが単結合の化合物を除く。

【００１３】また、本発明の液晶材料は、上記式［I］
で表されるカルボン酸エステル化合物からなることを特
徴としている。さらに、本発明の液晶組成物は、上記式
［I］で表されるカルボン酸エステル化合物を含有する
ことを特徴としている。またさらに、本発明の液晶素子
は、互いに対抗する二枚の基板と該基板によって構成さ
れる間隙とからなるセル、および該セルの間隙に充填さ
れた液晶物質より構成される液晶素子であって、該液晶
物質が上記式［I］で表されるカルボン酸エステル化合
物を含有することを特徴としている。

【００１４】本発明により新規なカルボン酸エステル化
合物が提供される。このカルボン酸エステル化合物は液
晶材料としての有用性が高い。従って、この化合物を含
有する液晶組成物およびこのカルボン酸エステル化合物
からなる液晶材料が二枚の基板の間に充填された液晶素
子は優れた液晶特性を有している。このような本発明の
カルボン酸エステル化合物を液晶材料として用いること
により、動作温度範囲が広く、スイッチング速度が大き
く、消費電力がきわめて少なく、しかも安定したコント
ラストが得られるなどの優れた特性を有する各種デバイ
スを得ることができる。

【００１５】

【発明の具体的説明】次に本発明について具体的に説明
する。まず本発明のカルボン酸エステル化合物および液
晶材料について説明する。本発明のカルボン酸エステル
化合物は、次式［I］で表すことができる。

【化１６】

【００１６】

【００１７】すなわち、上記式［I］で表される化合物
は、次式［I-A］で表される化合物で表される化合物で
ある。

【００１８】

【化１７】

【００１９】

【化１３】

【００２０】上記式［I-A］において、主骨格を構成す
る1,2,3,4-テトラヒドロナフチル基には、1,2,3,4-テト
ラヒドロ-1,5-ナフチル基、1,2,3,4-テトラヒドロ-1,6-
ナフチル基、1,2,3,4-テトラヒドロ-2,6-ナフチル基お
よび1,2,3,4-テトラヒドロ-1,7-ナフチル基がある。

【００２１】特に本発明のカルボン酸エステル化合物を
液晶材料として使用する場合には、分子全体が直線状に
なることが好ましく、このため1,2,3,4-テトラヒドロナ
フチル基としては、1,2,3,4-テトラヒドロ-2,6-ナフチ
ル基が特に好ましい。

【００２２】特に本発明のカルボン酸エステル化合物を
液晶材料として使用する場合には、分子全体が直線状に
なることが好ましい。上記式［I］、［I-A］において、
Ｒは、炭素原子数３〜２０のアルキル基、炭素原子数３
〜２０のアルコキシ基、炭素原子数３〜２０のハロゲン
化アルキル基および-OCO-基を有する炭化水素基よりな
る群から選ばれる１種の基である。なお、この炭化水素
基を形成する水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子
で置換されてもよい。

【００２３】上記式［I］において、Ｒが炭素原子数３
〜２０のアルキル基である場合には、アルキル基は、直
鎖状、分枝状および脂環状のいずれの形態であってもよ
いが、特にＲが直鎖状のアルキル基であるカルボン酸エ
ステル化合物は、分子がまっ直ぐに伸びた剛直構造をと
るため、優れた液晶性を示す。このような直鎖状のアル
キル基の具体的な例としては、ヘキシル基、ヘプチル
基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、
ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基およびオ
クタデシル基を挙げることができる。さらに、このアル
キル基は、側鎖に、アルキル基あるいはハロゲン化炭化
水素基を有していてもよく、また、このアルキル基が光
学活性基であってもよい。このような基の具体的な例を
以下に示す。

【００２４】C₆H₁₃-CH(CF₃)-、C₆H₁₃-CH(CH₃)-、C₅H₁₁-
CH(C₂H₅)-、C₆H₁₃-CH(C₂H₅)-、C₂H₅-CH(CH₃)-CH₂-、C₂H
₅-CH(CH₃)-(CH₂)₃-、C₆H₁₃-C^*H(CF₃)-、C₆H₁₃-C^*H(CH₃)
-、C₅H₁₁-C^*H(C₂H₅)-、C₆H₁₃-C^*H(C₂H₅)-、C₂H₅-C^*H(CH
₃)-CH₂-、C₂H₅-C^*H(CH₃)-(CH₂)₃-。また、Ｒが炭素原子
数３〜２０のアルコキシ基である場合には、上記のよう
なアルキル基を有するアルコキシ基を挙げることができ
る。また、このアルコキシル基が光学活性基であっても
よい。このようなアルコキシ基の具体的な例としては、
ヘキソキシ基、ヘプトキシ基、オクチルオキシ基、ノニ
ルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ド
デシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ヘプタデシル
オキシ基、ヘキサデシルオキシ基およびオクタデシルオ
キシ基を挙げることができる。

【００２５】さらに、Ｒが炭素原子数３〜２０のハロゲ
ン化アルキル基である場合、上記のようなアルキル基の
水素原子の少なくとも一部が、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩ
などのハロゲン原子で置換された基を挙げることができ
る。また、Ｒが-OCO-基を有する炭化水素基である場
合、この炭化水素基の具体的な例としては、C₂H₅-OCO-C
H₂-C^*H(CF₃)-およびC₂H₅-OCO-CH₂-CH(CF₃)-を挙げるこ
とができる。

【００２６】上記式［I］におけるＲで表される基は、
不整炭素原子を有していてもよく、従ってこの基が光学
活性を有していてもよい。上記のようなＲを有する化合
物のうち不整炭素原子を有することもあるアルコキシ基
を有する化合物が特に優れた液晶性を示す。さらに、式
［I］、［I-A］において、ＸおよびＹは、それぞれ独立
に、-COO-、-OCO-、-CH ₂ CH ₂ -、-CH ₂ O-、-OCH ₂ -または単
結合である。これらの内、本発明のカルボン酸エステル
化合物を液晶材料として使用する場合、ＸおよびＹは、
それぞれ独立に、-COO-、-OCO-、-CH₂CH₂-、-CH₂O-およ
び-OCH₂-よりなる群から選ばれる基または単結合である
ことが好ましい。さらに、これらの内でも、ＸおよびＹ
は、それぞれ独立に、-COO-、-OCO-および単結合のいず
れかであることが好ましい。特に分子の直線性を考慮す
ると、ＸおよびＹの内、少なくともいずれか一方、好ま
しくは両者が、-COO-であることが好ましい。

【００２７】また、式［I］において、ＡおよびＢは、
それぞれ独立に、

【００２８】

【化１８】

【００２９】よりなる群から選ばれる基を表す。また、
式［I］において、Ｒ^*は、不整炭素を少なくとも１個有
する炭素原子数４〜２０の光学活性基を表す。さらに、
この光学活性基を構成する炭素原子に結合した水素原子
は、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩなどのハロゲン原子で置換
されていてもよい。

【００３０】特に、上記式［I］において、Ｒ^*が次式
［II］で表される基であることが好ましい。 −Ｑ¹−Ｃ^*Ｈ（Ｑ²）−Ｑ³ ・・・［II］ ただし、式［II］において、Ｑ¹は、-(CH₂)_q-を表す。
ここでｑは０〜６の整数である。また、Ｑ²およびＱ
³は、それぞれ独立に、炭素原子を１〜１０個を有する
アルキル基、フルオロアルキル基およびハロゲン原子の
いずれかであり、かつＱ²およびＱ³は相互に異なってい
る。ここで炭素原子１〜１０個を有するアルキル基の例
としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、ノニル基およびデシル基を挙げることができる。ま
た、炭素原子１〜１０個を有するフルオロアルキル基の
例としては、上記例示したアルキル基の炭素原子に結合
した水素原子の少なくとも一部がフッ素原子で置換され
た基を挙げることができる。さらに、ハロゲン原子の例
としてはＦ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩを挙げることができ
る。ただし、Ｑ²およびＱ³は、常に相互に異なる基若し
くは原子であり、両者が同一になることはない。さら
に、Ｑ²およびＱ³のいずれか一方がハロゲン原子である
場合には、他方は通常はアルキル基またはフルオロアル
キル基のいずれかである。

【００３１】上記式［II］におけるＱ¹、Ｑ²およびＱ³
が、その構造中にCH₂基（-CH₂-構造）またはCF₂基（-CF
₂-構造）を有する場合に、これらの少なくとも一部が-O
-、-S-、-CO-、-CHX-;(Xはハロゲン原子)、-CHCN-、-O-
CO-、-O-COO-、-CO-O-および-CH=CH-よりなる群から選
ばれる少なくとも一種類の基で置換されていてもよい。
ただし、この場合にこれらの基を形成するヘテロ原子
（Ｎ、Ｏ等）が直接結合しないようにこれらの基が導入
される。従って、これらの基が置換したことによって、
新たに-O-O-あるいは-N-O-などの結合は形成され得な
い。

【００３２】さらに、これらの内でも、Ｒ^*は、-C^*H(CF
₃)-C₆H₁₃、-C^*H(CH₃)-C₆H₁₃、-C^*H(CH₃)-C₅H₁₁、-C^*H(C
₂H₅)-C₅H₁₁、-C^*H(C₂H₅)-C₆H₁₃、-CH₂-C^*H(CH₃)-C₂H₅、
-(CH₂)₃-C^*H(CH₃)-C₂H₅および-C^*H(CF₃)-CH₂-COO-C₂H₅
よりなる群から選ばれる基であることが好ましい。すな
わち、このＲ^*は、不整炭素を少なくとも１個有する光
学活性基である。なお、この光学活性基を構成する炭素
原子に結合している炭素原子は、上記のようにフッ素原
子のようなハロゲン原子を有していてもよい。

【００３３】これらの基のうち、本発明のカルボン酸エ
ステル化合物を液晶材料として使用する場合にその特性
を考慮すると、以下に示すいずれかの基が好ましい。 -C^*H(CF₃)-C₆H₁₃ -C^*H(CH₃)-C₆H₁₃ また、式［I］において、ｍは、１または２であり、ｎ
は、０〜２である。さらに、ｍ＋ｎ≧２の関係を有して
いる。特にこのカルボン酸エステル化合物を液晶材料と
して使用する場合には、ｎは、０または１であることが
好ましい。

【００３４】従って、上記式［I］で表されるカルボン
酸エステル化合物としては、具体的には次表１−１〜表
１−８および表２−１〜表２−８に記載した化合物を挙
げることができる。すなわち、式［I］で表される化合
物の内、次式［I-A］で表される化合物の具体的な例と
しては次表１−１〜表１−８に示す化合物を挙げること
ができる。

【００３５】なお、以下に記載する表において、Ｒ、Ｒ
^*、Ｘ、Ｙ、ｍおよびｎは、下記式［I-A］におけるそれ
ぞれの状態を示すものである。

【００３６】

【化１５】

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】

【表４】

【００４１】

【表５】

【００４２】

【表６】

【００４３】

【表７】

【００４４】

【表８】

【００４５】

【００４６】

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【００５４】

【００５５】上記のようなカルボン酸エステル化合物
は、公知の合成技術を組み合わせることにより製造する
ことができる。例えば、上記のカルボン酸エステル化合
物は、以下に示す合成経路に従って合成することができ
る。

【００５６】

【化１７】

【００５７】すなわち、例えば、6-n-アルコキシナフタ
レン-2-カルボン酸と1,2-エトキシエタンとの混合物を
金属ナトリウムの存在下にイソアミルアルコールを滴下
しながら還流することにより、1,2,3,4-テトラヒドロ-6
-n-アルコキシナフタレン-2-カルボン酸を得る。こうし
て得られた1,2,3,4-テトラヒドロ-6-n-アルコキシナフ
タレン-2-カルボン酸を、酢酸および臭化水素酸と反応
させることにより、1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ヒドロキ
シナフタレン-2-カルボン酸を得る。

【００５８】上記のようにして得られた1,2,3,4-テトラ
ヒドロ-6-ヒドロキシナフタレン-2-カルボン酸と臭化ベ
ンジルとを水酸化カリウム存在下に反応させることによ
り1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ベンジルオキシナフタレン-
2-カルボン酸を得る。次いで、4-N,N-ジメチルアミノピ
リジンおよび溶剤として塩化メチレンを用いて、反応液
に、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド溶液を滴下
しながら、不整炭素を有するアルコールと、上記工程で
得られた1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ベンジルオキシナフ
タレン-2-カルボン酸を反応させることにより1,2,3,4-
テトラヒドロ-6-ベンジルオキシナフタレン-2-カルボン
酸エステルを得る。

【００５９】得られた1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ベンジ
ルオキシナフタレン-2-カルボン酸エステルを、テトラ
ヒドロフラン等の溶媒に投入し、パラジウム／炭素等の
還元触媒の存在下に水素ガスを用いて還元することによ
り、1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ヒドロキシナフタレン-2-
カルボン酸エステルを得る。次いで、4-N,N-ジメチルア
ミノピリジンおよび溶剤として塩化メチレンを用い、N,
N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド溶液を滴下しなが
ら、別途常法により合成した4-(4'-アルコキシベンゾイ
ルオキシ)安息香酸と、上記工程で得られた1,2,3,4-テ
トラヒドロ-6-ヒドロキシナフタレン-2-カルボン酸エス
テルを反応させることにより本発明のカルボン酸エステ
ルを得ることができる。

【００６０】なお、上記方法は、本発明のカルボン酸エ
ステル化合物の製造方法の一例であり、本発明のカルボ
ン酸エステル化合物は、この製造方法によって限定され
るものではない。本発明のカルボン酸エステル化合物の
内、次式で表される6-［4'-(4"-デシルオキシベンゾイ
ルオキシ)ベンゾイルオキシ]-1,2,3,4-テトラヒドロナ
フタレン-2-カルボン酸R-1"'-トリフルオロメチルヘプ
チルエステル［例示化合物（４）］の¹Ｈ−ＮＭＲのチ
ャートを図１に示す。

【００６１】なお、以下の式中「（ｅ）」はエカトリア
ル、［（ａ）」はアキシャルの立体配座を示す。

【００６２】

【化１８】

【００６３】なお、上記式中において１〜１３の番号
は、水素原子を示し、この番号は図１におけるピークに
付した番号と対応している。また、本発明のカルボン酸
エステル化合物の内、次式で表される6-［4'-(4"-(R-
1"'-メチルヘプチルオキシ)ベンゾイルオキシ)ベンゾイ
ルオキシ]-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-カルボ
ン酸R-1""-トリフルオロメチルヘプチルエステル［例示
化合物（１４５）］の¹Ｈ−ＮＭＲのチャートを図２に
示す。

【００６４】

【化１９】

【００６５】なお、上記式中において１〜１５の番号
は、水素原子を示し、この番号は図２におけるピークに
付した番号と対応している。

【００６６】

【００６７】

【００６８】

【００６９】上記のようにして得られた式［I］で表さ
れるカルボン酸エステル化合物は、例えば液晶化合物と
して使用することができる。特に光学活性を有するカル
ボン酸エステル化合物は、強誘電性液晶化合物または反
強誘電性液晶化合物として使用することができる。

【００７０】そして、このようなカルボン酸エステル化
合物の内、次式［4］および［１４５］で表される化合
物が特に優れた液晶特性を示す。

【００７１】

【化１９】

【００７２】このように液晶化合物として特に優れてい
る、式［４］および、［１４５］でそれぞれ表される化
合物の相転移温度を表３に示す。なお、以下に示す表３
において、Ｃryは、結晶相を、ＳmＣ_A ^*は、反強誘電相
を、ＳmＣ^*は、強誘電相を、ＳmＡは、スメクチックＡ
相を、そして、Ｉsoは、等方性液体を表す。

【００７３】

【表１７】

【００７４】本発明の液晶材料中には、表３に示したよ
うに、広い温度範囲でスメクチック相を呈する化合物が
多い。従来、液晶化合物を単独で使用した場合に、上記
の化合物のように広い温度範囲でスメクチック相を呈す
る液晶材料はほとんど知られていない。そして、本発明
の液晶材料は、スメクチック相を示す温度範囲が広いだ
けでなく、このような液晶材料が充填されている液晶素
子、例えば光スイッチング素子は、高速応答性にも優れ
ている。

【００７５】本発明の液晶材料は単独で使用することも
できるが、他の液晶材料と混合して液晶組成物として使
用することもできる。例えば、本発明の液晶材料は、強
誘電性液晶組成物あるいは反強誘電性液晶組成物の主剤
あるいは他のスメクチック相を呈する化合物を主剤とす
る液晶組成物の助剤として使用することができる。すな
わち、本発明のカルボン酸エステル化合物の内、スメク
チック相を呈する化合物は、液晶組成物の主剤として、
あるいは他の液晶材料を主剤とする液晶組成物の助剤と
して使用することができ、またスメクチック相を示さな
い化合物は、他の液晶材料を主剤とする液晶組成物の助
剤として使用することができる。

【００７６】本発明において式［I］で表される化合物
と共に使用することができる液晶化合物の例としては、
(+)-4'-(2"-メチルブチルオキシ)フェニル-6-オクチル
オキシナフタレン-2-カルボン酸エステル、4'-デシルオ
キシフェニル-6-（(+)-2"-メチルブチルオキシ）ナフタ
レン-2-カルボン酸エステル、

【００７７】

【化２３】

【００７８】のような液晶化合物の他、

【００７９】

【化２４】

【００８０】あるいは

【００８１】

【化２５】

【００８２】のような環状構造を有するとともに光学活
性を有する化合物を挙げることができる。さらに、

【００８３】

【化２６】

【００８４】のようなシッフ塩基系液晶化合物、

【００８５】

【化２７】

【００８６】のようなアゾキシ系液晶化合物、

【００８７】

【化２８】

【００８８】のような安息香酸エステル系液晶化合物、

【００８９】

【化２９】

【００９０】のようなシクロヘキシルカルボン酸エステ
ル系液晶化合物、

【００９１】

【化３０】

【００９２】のようなフェニル系液晶化合物、

【００９３】

【化３１】

【００９４】のようなターフェノール系液晶化合物、

【００９５】

【化３２】

【００９６】のようなシクロヘキシル系液晶化合物、お
よび

【００９７】

【化３３】

【００９８】のようなピリミジン系液晶化合物を挙げる
ことができる。本発明の液晶組成物は上記式［I］で表
されるカルボン酸エステル化合物および上記例示した化
合物をはじめとする他の化合物を含有している。この液
晶組成物中における式［I］で表されるカルボン酸エス
テル化合物の配合割合は、得られる液晶組成物の特性等
を考慮して任意に設定することができる。本発明の組成
物は、この組成物中における液晶材料の総量１００重量
部中に式［I］で表されるカルボン酸エステル化合物の
合計量を、通常は１〜９９重量部、好ましくは５〜７５
重量部の範囲内の量で含有している。

【００９９】この液晶組成物中には、上記液晶材料に加
えて、さらに、例えば電導性賦与剤および寿命向上剤
等、通常の液晶組成物に配合される添加剤が配合されて
いてもよい。本発明で使用される液晶組成物は、上記の
ようなカルボン酸エステル化合物ならびに所望により他
の液晶化合物および添加剤を混合することにより製造す
ることができる。

【０１００】上述した液晶材料を含有する液晶組成物
（液晶物質）は、電圧を印加することにより、光スイッ
チング現象を起こすので、この現象を利用して応答性の
良い表示装置を作成することができる。本発明におい
て、このような現象を利用した素子あるいは素子の駆動
方法に関しては、例えば特開昭56-107216号および同59-
118744号公報を参照することができる。

【０１０１】このような表示装置で使用される液晶物質
としては、スメクチックＣ相、スメクチックＦ相、スメ
クチックＧ相、スメクチックＨ相、スメクチックＩ相、
スメクチックＪ相およびスメクチックＫ相のいずれかの
相を示す化合物を使用することができるが、スメクチッ
クＣ相以外では、このような液晶物質を用いた表示素子
の応答速度が一般に遅くなる（低くなる）ため、従来か
ら、実用上は、応答速度の高いスメクチックＣ相で駆動
させることが有効であるとされていた。

【０１０２】しかしながら、本発明者が特開昭64-3632
号公報で既に提案したようなスメクチックＡ相における
表示装置の駆動方法を利用することにより、本発明にお
いてはスメクチックＣ相だけでなく、スメクチックＡ相
で使用することもできる。すなわち、この駆動方法を利
用することにより、本発明の液晶素子を広い範囲で駆動
させることができるようになると共に、電気光学応答性
の高速化を図ることができる。

【０１０３】本発明の液晶素子は、液晶物質が充填され
たセルと偏光板とからなる。すなわち、本発明の液晶素
子は、例えば、第５図に示すように、液晶物質を充填す
る間隙14を形成するように配置された二枚の透明基板11
a,11bと、この二枚の透明基板11a,11bの液晶物質12に対
面する面に形成された透明電極15a,15bとからなるセル1
3と、このセル13の間隙14に充填された液晶物質12およ
びこのセル13の両外側に一枚ずつ配置された偏光板（図
示なし）から形成されている。

【０１０４】本発明において、透明基板としては、例え
ば、ガラスおよび透明高分子板等を用いることができ
る。なお、ガラス基板を用いる場合には、アルカリ成分
の溶出による液晶物質の劣化を防止するために、ガラス
基板表面に、例えば酸化珪素等を主成分とするアンダー
コート層（不要成分透過防止層）を設けることもでき
る。透明基板の厚さは、例えばガラス基板の場合には通
常は０.０１〜１.０mmの範囲内にある。

【０１０５】また、本発明においては、透明基板とし
て、可撓性透明基板を用いることもできる。この場合、
透明基板の少なくとも一方の基板として可撓性透明基板
を用いることができ、さらに両者とも可撓性基板であっ
てもよい。このような可撓性透明基板としては、高分子
フィルム等を用いることができる。透明基板として可撓
性透明基板を使用する場合、可撓性透明基板の厚さｔ(m
m)、弾性率Ｅ(Kgf/m²)およびセルに形成されている間隙
の幅ａ(mm)が次式で示される関係を有していることが好
ましい。

【０１０６】

【数１】

【０１０７】このような透明基板の表面には透明電極が
設けられている。透明電極は、例えば酸化イリジウムあ
るいは酸化スズ等で透明基板表面をコーティングするこ
とにより形成される。透明電極は、公知の方法により形
成することができる。透明電極の厚さは通常は１００〜
２０００オングストロームの範囲内にある。このような
透明電極が設けられた透明基板には、さらに透明電極上
に配向層あるいは強誘電体層が設けられていてもよい。
配向層としては、例えば有機シランカップリング剤ある
いはカルボン酸多核錯体等を化学吸着させることにより
形成される有機薄膜および無機薄膜を挙げることができ
る。有機薄膜の例としては、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコー
ル（ポバール）およびポリイミドのような高分子薄膜を
挙げることができる。このような有機薄膜は、塗布、接
着、蒸着、あるいは、基板上での重合（例えばプラズマ
重合）等の方法で形成することができる。

【０１０８】また、無機薄膜の例としては、酸化珪素、
酸化ゲルマニウムおよびアルミナ等の酸化物薄膜、窒化
珪素のような窒化物薄膜並びに他の半導体薄膜を挙げる
ことができる。このような無機薄膜は、蒸着（例えば斜
方蒸着）およびスパッタリングなどの方法で形成するこ
とができる。さらに、上記のような薄膜に配向性を賦与
する方法には、膜成形時に薄膜自体に異方性あるいは形
状特異性を賦与する方法、薄膜作成後に外部から配向性
を賦与する方法がある。具体的には、透明電極上にポリ
イミド樹脂などの高分子物質を塗布して薄膜を形成した
後、この薄膜を一定方向にラビングする方法、高分子フ
ィルムを延伸して配向性を賦与する方法、酸化物を斜方
蒸着する方法などを挙げることができる。

【０１０９】このような薄膜（例;配向層)は後述のスペ
ーサを兼ねるように形成されていてもよい。上記のよう
な透明基板を、それぞれの透明電極が対面し、そしてこ
の透明基板により液晶物質を充填する間隙が形成される
ように二枚配置する。上記のようにして形成される間隙
の幅は、通常は１〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍで
ある。このような間隙は、例えば、スペーサを挟持する
ように二枚の基板を配置することにより形成することが
できる。このようなスペーサとしては、例えば、感光性
ポリイミド前駆体をパターニングして得られるポリイミ
ド系高分子物質等を用いることができる。スペーサを用
いることにより、このスペーサと液晶物質との界面効果
により、モノドメインが形成される。

【０１１０】また、第６図(a)およびこのＡ−Ａ断面図
である図(b)に示すように、例えば、配向膜として作用
する同心円形状のスペーサ26を用いて配向膜とスペーサ
とを一体化することもできる。第６図(a)および(b)にお
いて、透明基板は27で、透明電極は25で、液晶物質は23
で示されている。また、第７図(a)およびこのＡ−Ａ断
面図である(b)に示すように、例えば、配向膜として作
用するクシ状のスペーサ36を用いて配向膜とスペーサと
を一体化することもできる。第７図(a)および(b)におい
て、透明基板は37で、透明電極は35で、液晶物質は33で
示されている。

【０１１１】また、第８図に示すように、上記のような
スペーサの他に、液晶物質43中にファイバー46を配合し
て、このファイバーにより、透明電極45が付設された透
明基板47が一定の間隙を形成するように保持することも
できる。ここで使用されるファイバーとしては、平均直
径および平均長さが次式で表されるものを使用すること
が好ましい。

【０１１２】

【数２】

【０１１３】ただし、上記式において、ｄはファイバー
の平均直径を表し、ｑはファイバーの平均長さを表す。
ここで使用されるファイバーとしては、種々のものを挙
げることができるが、特にアルカリガラスを紡糸するこ
とにより形成されるファイバーが好ましい。さらに、上
記ファイバーの代わりに、あるいは上記ファイバーと共
に粒状物を配合することもできる。

【０１１４】このような粒状物としては、メラミン樹
脂、尿素樹脂あるいはベンゾグアナミン樹脂等からなる
粒子径が１〜１０μｍの粒状物を挙げることができる。
上記のようにして間隙を形成して配置された二枚の透明
基板は、通常は周辺をシール材でシールすることにより
貼り合わされる。シール材としては、エポキシ系樹脂お
よびシリコン系樹脂等を用いることができる。さらに、
このエポキシ樹脂等がアクリル系材料あるいはシリコン
系ゴム等で変性されていてもよい。

【０１１５】上記のような構成を有する液晶セルの間隙
には、上述したような式［I］で表されるカルボン酸エ
ステル化合物を含む液晶物質が充填されている。液晶セ
ルの間隙に充填されたこのような液晶物質は、たとえば
スペーサエッジを利用した温度勾配法あるいは配向膜を
用いた表面処理法等の一軸配向制御法方法を利用して配
向させることができる。また、本発明においては、例え
ば、液晶物質を加熱しながら、直流バイアス電圧を用い
て電界を印加することにより、液晶物質の初期配向を行
うこともできる。

【０１１６】このようにして液晶物質が充填され、初期
配向された液晶セルは、二枚の偏光板の間に配置され
る。さらに第９図に示すように、上記のようにして調製
された二枚の透明基板57、透明電極55および液晶物質53
からなるセル58を、この二枚の偏光板56の間に二個以上
配置することもできる。本発明の液晶素子において、そ
れぞれの偏光板の偏光面のなす角度が７０〜１１０度に
なるように配置することができる。そして、この二枚の
偏光板の偏光方向が直交するように、すなわち上記角度
が９０度になるように偏光板を配置することが好まし
い。

【０１１７】このような偏光板としては、例えばポリビ
ニルアルコール樹脂フィルム、ポリビニルブチラール樹
脂フィルム等の樹脂フィルムをヨウ素等の存在下で延伸
することによりフィルム中にヨウ素を吸収させて偏光性
を賦与した偏光フィルムを用いることができる。このよ
うな偏光フィルムは、他の樹脂などで表面を被覆して多
層構造にすることもできる。

【０１１８】本発明において、上記のような液晶セル
は、上記のように配置された偏光板の間に、透過する光
量が最も少ない状態（すなわち、最暗状態）から±１０
度の範囲内の角度（回転角度）を形成するように、好ま
しくは最暗状態になるように二枚の偏光板の間に配置す
ることができる。さらに、上記のように配置された偏光
板の間に、透過する光量が最も多い状態（すなわち、最
明状態）から±１０度の範囲内の角度（回転角度）を形
成するように、好ましくは最明状態になるように二枚の
偏光板の間に配置することができる。

【０１１９】本発明の液晶素子は、第９図に示すよう
に、上記のような液晶物質15をセル13の間隙14に充填し
て、この液晶物質15を初期配向させることにより製造す
ることができる。液晶物質15は、通常、溶融状態になる
まで加熱され、この状態で内部が減圧にされているセル
の間隙14に充填（注入）される。このように液晶物質を
充填した後、セル13に設けられている液晶物質の注入口
は密封される。

【０１２０】次いで、このように注入口が密封されたセ
ル13をセル内に充填された液晶物質15が等方相を示す温
度以上の温度に加熱し、その後、この液晶物質15が液晶
を示す温度にまで冷却する。そして、本発明において
は、この冷却の際の降温速度を２℃／分以下にすること
が好ましい。特に降温速度を０.１〜２.０℃／分の範囲
内にすることが好ましく、さらに０.１〜０.５℃／分の
範囲内にすることが特に好ましい。このような冷却速度
でセル13を冷却することにより、液晶物質15の初期配合
状態が改善され、配向欠陥の少ないモノドメインからな
る液晶相を有する液晶素子を容易に形成することができ
る。ここで初期配向性とは、液晶素子に電圧の印加等を
行って液晶物質の配向ベクトルを変える前の液晶物質の
配列状態をいう。

【０１２１】このようにして形成される本発明の液晶素
子は、従来の液晶素子と比較して、コントラスト等の特
性が著しく優れ、例えば表面安定化強誘電性液晶素子、
ヘリカル変調素子、過度散乱型素子、ゲストホスト型素
子、垂直配向液晶素子などとして好適に使用することが
できる。例えば、本発明の液晶素子に、電界を印加する
ことによりこの液晶素子を駆動させる場合には、周波数
が通常は１Ｈｚ〜１００ＫＨｚ、好ましくは１０Ｈｚ〜
１０ＫＨｚ、電界が通常は０.０１〜６０Ｖp-p／μm
^t(厚さ１μｍ当たり電圧)、好ましくは０.０５〜３０Ｖ
p-p／μm^tに制御された電界をかけることにより駆動さ
せることができる。

【０１２２】そして、前記式［I］で表されるカルボン
酸エステル化合物を含有する光学活性を有する液晶物質
を使用することにより、本発明の液晶素子は、電界を印
加して駆動する際に印加する電界の波形（駆動波）の幅
を変えることにより、この液晶素子を透過する光量が２
種類のヒステリシス曲線を描くようになる。このうち一
方は、いわゆる双安定型を利用する駆動方法であり、も
う一方は、いわゆる三安定型を利用する駆動方法であ
る。

【０１２３】上記のような光学活性を有する液晶物質が
充填された液晶セルを、偏光面が直交するように配置さ
れた二枚の偏光板の間に、電界を印加しない状態で最暗
状態になるように配置した本発明の液晶素子に、例えば
周波数５０Ｈｚ〜１００ＫＨｚ、好ましくは７０Ｈｚ〜
１０ＫＨｚの矩形波（あるいはパルス波）、三角波、正
弦波およびこれらを組み合わせた波形の内のいずれかの
波形の電界を印加することによりこの液晶素子を駆動さ
せることができる。例えば、矩形波（あるいはパルスま
たは両者の組み合わせ波）を印加する場合には、電界の
幅を１０ミリ秒以下、好ましくは０.０１〜１０ミリ秒
の範囲内にすることにより、液晶素子の駆動速度を高く
することができ、この領域では本発明の液晶素子を双安
定型液晶素子として使用することができる。また、この
電界の幅を１０ミリ秒より大きくすることにより、好ま
しくは３３〜１０００ミリ秒の範囲内にすることによ
り、それほど高速で駆動することが必要でない領域で、
本発明の液晶素子を三安定型液晶素子として使用するこ
とができる。ここで、電界の幅とは、例えば矩形波にお
いては、所定の電圧に維持される電界の長さ（すなわち
時間）を意味する。

【０１２４】本発明の液晶素子を用いて各種の液晶表示
装置および電気光学表示装置を製造することができる。
また、本発明の液晶素子の内、スメクチック相を呈する
液晶物質が充填された液晶素子は、熱書き込み型液晶表
示素子、レーザー書き込み型液晶表示素子等の記憶型液
晶表示装置のような液晶表示装置あるいは電気光学表示
装置を製造することができる。さらに、強誘電性を示す
カルボン酸エステル化合物を含有する液晶材料を用いる
ことにより、上記のような用途の他、光シャッターある
いは液晶プリンターなどの光スイッチング素子、圧電素
子および焦電素子のような液晶表示装置あるいは電気光
学表示装置を製造することができる。

【０１２５】すなわち、本発明で使用される液晶物質
は、三安定または双安定性を示すため、双安定状態を達
成するように電界を反転することにより、本発明の液晶
素子に光スイッチング機能あるいは表示機能をもたせる
ことができる。また、本発明で使用される液晶物質は、
双安定を示す場合、自発分極を有するから一度電圧を印
加すると電界消去後もメモリー効果を有する。そして、
このメモリーを維持するために液晶素子に電界を印加し
続ける必要がなく、本発明の液晶素子を用いた表示装置
では消費電力の低減を図ることができる。また、三安定
を示す場合もメモリー性を維持することができる。しか
もこの表示装置は、安定したコントラストを有している
ので非常に鮮明である。

【０１２６】さらに、前記式［I］で表される液晶材料
を用いた本発明のスイッチング素子では、分子の配向方
向を変えるだけでスイッチング操作が可能になり、この
場合、電界強度の一次項がこのスイッチング素子の駆動
に作用するため、本発明のスイッチング素子では低電圧
駆動が可能になる。そして、このスイッチング素子を用
いることにより、数十μ秒以下の高速応答性を実現する
ことができるので、素子の操作時間は大幅に短縮され
る。従って、本発明の液晶素子を用いることにより走査
線の多い大画面のディスプレイ（液晶表示装置）を容易
に製造することができる。しかも、このディスプレイ
は、室温あるいはそれ以下の温度で駆動させることがで
きるので、駆動温度をコントロールするための補助手段
を用いることなくこのディスプレイを駆動させることが
できる。

【０１２７】さらに、本発明で使用される液晶物質は、
一般には双安定性を示さないとされているスメクチック
Ａ相においても、電界が印加されると誘起的に分子が傾
くので、この性質を利用して光スイッチングを行うこと
できる。すなわち、従来強誘電性液晶化合物を用いる場
合には実用的な応答速度を達成できないため、通常は使
用されていなかったスメクチックＡ相においても、本発
明者が既に特願昭62-157808号で提案した駆動法および
装置を利用することにより、本発明の表示装置を駆動さ
せることが可能である。さらに、本発明で使用される液
晶物質は、スメクチックＣ相よりもさらに高い秩序を有
するスメクチックＦ相などにおいても、二つ以上の安定
状態を示すので、これらの相における複数の安定状態を
利用して上記と同様にして光スイッチングを行うことが
できる。

【０１２８】本発明の液晶素子を用いた表示装置は、種
々の方法で駆動させることができるが、この駆動方法の
具体的な例としては以下に記載する方法を挙げることが
できる。第１の方法は、本発明の液晶素子を二枚の偏光
板の間に介在させ、この液晶素子に外部電圧を印加し、
液晶物質の配向ベクトルを変えることにより、二枚の偏
光板と液晶物質の複屈折とを利用して表示を行う方法で
ある。

【０１２９】第２の方法は、二色性色素が配合された液
晶物質を用いて色素の二色性を利用する方法である。こ
の方法は液晶化合物の配向方向を変えることにより色素
による光の吸収波長を変えて表示を行う方法である。こ
の場合に使用される色素は、通常は二色性色素であり、
このような二色性色素の例としては、アゾ色素、ナフト
キノン色素、シアニン系色素およびアントラキノン系色
素等を挙げることができる。

【０１３０】本発明の液晶素子を用いて製造される表示
デバイスは、スタチィック駆動、単純マトリックス駆動
および複合マトリックス駆動等の電気アドレス表示方
式、光アドレス表示方式、熱アドレス表示方式並びに光
ビーム表示方式により駆動させることができる。また、
本発明の表示装置を電界駆動する際には各絵素を駆動さ
せるための素子として、非線形素子あるいは能動素子を
用いることができる。より具体的には、２端子素子の非
線形素子としては、例えば第１０図(a)に示すように一
方の透明基板上にバリスタ、ＭＩＭ（Metal Insulator
Metal)、ダイオードなどを配置して、これらの非線形性
を利用した素子を挙げることができる。また、３端子素
子の能動素子としては、例えば第１０図(b)に示すよう
に、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、Ｓｉ-ＭＯＳ（Si-me
tal oxide semi conductor field-effect transisto
r）、およびＳＯＳ（Sillicon on Sapphire）などが絵
素に配置された素子を挙げることができる。

【０１３１】

【発明の効果】本発明により新規なカルボン酸エステル
化合物が提供される。このカルボン酸エステル化合物は
液晶材料としての有用性が高い。従って、この化合物を
含有する液晶組成物およびこのカルボン酸エステル化合
物からなる液晶材料が二枚の基板の間に充填された液晶
素子は、液晶としての特性に優れている。

【０１３２】このような本発明の化合物に、同種および
／または他種の液晶物質を配合することにより、本発明
の化合物が有する強誘電性または反強誘電性を損なうこ
となく、液晶を使用できる温度範囲を広域化することが
できる。従って、このような化合物を用いることによ
り、広い温度範囲において高速応答性、高いコントラス
ト、安定コントラストを有する液晶素子等を得ることが
できる。

【０１３３】さらに、このような素子を用いて製造した
液晶ディスプレイにおいては、操作時間を大幅に短縮す
ることができる。このようなディスプレイでは、消費電
力の低減を図ることができると共に、高いコントラス
ト、安定したコントラストが得られる。また、低電圧駆
動も可能である。また、本発明のカルボン酸エステル化
合物を反強誘電性液晶化合物として使用する場合、メモ
リー性の実現が容易になり、配向性を向上させるなどの
特性を付与することができる。

【０１３４】このような本発明のカルボン酸エステル化
合物を液晶材料として用いることにより、動作温度範囲
が広く、スイッチング速度が大きく、消費電力がきわめ
て少なく、しかも安定したコントラストが得られるなど
の優れた特性を有する各種デバイスを得ることができ
る。

【０１３５】

【実施例】次に本発明の実施例を示すが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。なおＲ、Ｓは光
学活性体のＲ体、Ｓ体を表わす。

【０１３６】

【実施例１】 6-［4'-(4"-デシルオキシベンゾイルオキシ)ベンゾイル
オキシ]-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-カルボン
酸R-1"'-トリフルオロメチルヘプチルエステル［例示化
合物（４）］の合成

【０１３７】

【化３４】

【０１３８】第１段階 6-n-デシルオキシ-ナフタレン-2-カルボン酸３．８６ｇ
（11.8ミリモル）および1,2-ジエトキシエタン１３０ml
の混合物に、窒素雰囲気下、１２０℃で攪拌下に金属ナ
トリウム３．０ｇ（130ミリグラム原子）を加え、さら
に還流温度にまで加熱した。

【０１３９】この混合物にイソアミルアルコール１０ｇ
（114ミリモル）を１時間かけて滴下し、さらに１１時
間還流下に反応させた。室温に冷却後、残存する金属ナ
トリウムをエタノールを加えて分解した後、反応混合物
を２０％塩酸を用いて、酸性にした。この反応混合物に
水１００mlを加えた後、有機相を分離し、さらにこの有
機相を水洗した。

【０１４０】有機相を減圧下に濃縮して固体４．２５ｇ
を得た。この固体をトルエンを用いた再結晶することに
より、1,2,3,4-テトラヒドロ-6-n-デシルオキシナフタ
レン-2-カルボン酸２．９５ｇ（8.89ミリモル）を得
た。第２段階 第１段階の方法で得られた1,2,3,4-テトラヒドロ-6-デ
シルオキシナフタレン-2-カルボン酸１６．６ｇ（50ミ
リモル）と酢酸２５０cc、４７％臭化水素酸８６．５ｇ
（0.5モル）の混合物を１３０℃で７時間加熱還流し
た。蒸留水を添加後減圧下に濃縮することにより、1,2,
3,4-テトラヒドロ-6-ヒドロキシナフタレン-2-カルボン
酸１０．６０ｇ（50ミリモル）を得た。

【０１４１】第３段階 第２段階で得られた1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ヒドロキ
シナフタレン-2-カルボン酸１０．６０ｇ（50ミリモ
ル）、臭化ベンジル１２．８５ｇ（75ミリモル）、８５
％水酸化カリウム水溶液６．６ｇ（100ミリモル）、ヨ
ウ化ナトリウム０．５２５ｇ（３．５ミリモル）、エタ
ノール２００ml、蒸留水２５mlの混合物を１００℃で１
２時間加熱還流した。さらに１０％水酸化カリウム５０
mlを添加し２時間加熱還流を続けた。室温まで放冷後冷
水中に加え、反応混合物を３６％塩酸を用いて酸性にし
た。析出物を濾過により分別し、これをトルエンを用い
て再結晶することにより1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ベン
ジルオキシナフタレン-2-カルボン酸１３．０８ｇ（46.
4ミリモル）を得た。

【０１４２】第４段階 第３段階で得られた1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ベンジル
オキシナフタレン-2-カルボン酸５．６４ｇ（20ミリモ
ル）、R-1-トリフルオロメチルヘプタノール３．６８ｇ
（20ミリモル）、4-N,N-ジメチルアミノピリジン０．２
４４ｇ（0.2ミリモル）および塩化メチレン７０mlの混
合物に、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド４．５
３ｇ（22ミリモル）を含む塩化メチレン溶液２５mlを室
温で、攪拌下に２時間かけて滴下した。

【０１４３】さらに室温下で２時間反応させた。反応混
合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。濃縮物をカラ
ムクロマトグラフィーを用いて分離することにより、無
色液体である1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ベンジルオキシ
ナフタレン-2-カルボン酸R-1'-トリフルオロメチルヘプ
チルエステル８．１９ｇ（18.3ミリモル）を得た。

【０１４４】第５段階 第４段階で得られた1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ベンジル
オキシナフタレン-2-カルボン酸R-1'-トリフルオロメチ
ルヘプチルエステル８．１９ｇ（18.3ミリモル）、５％
パラジウム／炭素触媒３．６ｇおよびテトラヒドロフラ
ン５０mlの混合物中に室温、常圧攪拌下に水素を２４時
間吹きこんだ。反応混合物を濾過助剤であるセライトを
用いて濾過し、さらに得られた濾液を濃縮し、褐色液体
である1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ヒドロキシナフタレン-
2-カルボン酸R-1'-トリフルオロメチルヘプチルエステ
ル６．７８ｇ（18.3ミリモル）を得た。

【０１４５】第６段階 第５段階で得られた1,2,3,4-テトラヒドロ-6-ヒドロキ
シナフタレン-2-カルボン酸R-1'-トリフルオロメチルヘ
プチルエステル０．２９ｇ（0.8ミリモル）、別途常法
により合成した4-(4'-デシルオキシベンゾイルオキシ)
安息香酸０．３２ｇ（0.8ミリモル）、4-N,N-ジメチル
アミノピリジン０．０１ｇ（0.08ミリモル）および塩化
メチレン１０mlの混合物に、N,N'-ジシクロヘキシルカ
ルボジイミド０．２０ｇ（0.96ミリモル）を含む塩化メ
チレン溶液５mlを室温で、攪拌下に４０分かけて滴下し
た。

【０１４６】さらに室温下で３．５時間反応させた。反
応混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。濃縮物を
カラムクロマトグラフィーを用いて分離することによ
り、白色固体０．３８ｇを得た。この白色固体のＦＤ−
マススペクトルの値はＭ／ｅ＝７３８であった。図１に
この化合物の¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートを示
す。

【０１４７】これらの分析の結果より、この化合物は目
的とする6-［4'-(4"-デシルオキシベンゾイルオキシ)ベ
ンゾイルオキシ]-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-
カルボン酸R-1"'-トリフルオロメチルヘプチルエステル
［例示化合物（４）］であると同定した。

【０１４８】

【実施例２】 6-［4'-(4"-(R-1"'-メチルヘプチルオキシ)ベンゾイル
オキシ)ベンゾイルオキシ]-1,2,3,4-テトラヒドロナフ
タレン-2-カルボン酸R-1""-トリフルオロメチルヘプチ
ルエステル［例示化合物（１４５）］の合成

【０１４９】

【化３５】

【０１５０】第１段階 市販の4-(R-1'-メチルヘプチルオキシ)安息香酸［荒川
化学工業(株)製］０．５０ｇ（2ミリモル）、別途常法
により合成した4-ヒドロキシ安息香酸ベンジルエステル
０．４６ｇ（2ミリモル）、4-N,N-ジメチルアミノピリ
ジン０．０２ｇ（0.2ミリモル）および塩化メチレン２
０mlの混合物に、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミ
ド０．４５ｇ（2.2ミリモル）を含む塩化メチレン溶液
８mlを室温で、攪拌下に１時間かけて滴下した。

【０１５１】さらに室温下で３時間反応させた。反応混
合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。濃縮物をカラ
ムクロマトグラフィーを用いて分離することにより、白
色固体である4-[4'-(R-1"-メチルヘプチルオキシ)ベン
ゾイルオキシ)安息香酸]ベンジルエステル０．８ｇ（1.
74ミリモル）を得た。

【０１５２】第２段階 第１段階で得られた4-[4'-(R-1"-メチルヘプチルオキ
シ)ベンゾイルオキシ]安息香酸ベンジルエステル０．８
ｇ（1.74ミリモル）、５％パラジウム／炭素触媒０．１
６ｇおよびテトラヒドロフラン１０mlの混合物中に室
温、常圧攪拌下に水素ガスを１６時間吹きこんだ。反応
混合物を濾過助剤であるセライトを用いて濾過し、さら
に得られた濾液を濃縮し、白色固体である4-[4'-(R-1"-
メチルヘプチルオキシ)ベンゾイルオキシ)]安息香酸
０．６６ｇ（1.74ミリモル）を得た。

【０１５３】第３段階 第２段階で得られた4-[4'-(R-1"-メチルヘプチルオキ
シ)ベンゾイルオキシ)]安息香酸０．３０ｇ（0.8ミリモ
ル）、実施例１の第５段階で得られた1,2,3,4-テトラヒ
ドロ-6-ヒドロキシナフタレン-2-カルボン酸R-1'-トリ
フルオロメチルヘプチルエステル０．２９ｇ（0.8ミリ
モル）、4-N,N-ジメチルアミノピリジン０．０１ｇ（0.
08ミリモル）および塩化メチレン１０mlの混合物に、N,
N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド０．１８ｇ（0.88
ミリモル）を含む塩化メチレン溶液５mlを室温で、攪拌
下に１時間かけて滴下した。

【０１５４】さらに室温下で３時間反応させた。反応混
合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。濃縮物をカラ
ムクロマトグラフィーを用いて分離することにより、白
色固体０．４８ｇを得た。この白色固体のＦＤ−マスス
ペクトルの値はＭ／ｅ＝７１０であった。図２にこの化
合物の¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートを示す。

【０１５５】これらの分析の結果より、この化合物は目
的とする6-［4'-(4"-(R-1"'-メチルヘプチルオキシ)ベ
ンゾイルオキシ)ベンゾイルオキシ]-1,2,3,4-テトラヒ
ドロナフタレン-2-カルボン酸R-1""-トリフルオロメチ
ルヘプチルエステル［例示化合物（１４５）］であると
同定した。

【０１５６】

【参考例１】6-［4'-(4"-デシルオキシベンゾイルオキ
シ)ベンゾイルオキシ］-5,6,7,8-テトラヒドロナフタレ
ン-2-カルボン酸R-1"'-トリフルオロメチルヘプチルエ
ステル［例示化合物（１７５）］の合成

【０１５７】

【化３６】

【０１５８】第１段階 6-ヒドロキシナフタレン-2-カルボン酸３０ｇ（１６０
ミリモル）、５％パラジウム／炭素触媒５ｇおよびテト
ラヒドロフラン５００mlを容量１リットルのオートクレ
ーブに入れて混合し、窒素雰囲気下で１０５℃まで加熱
した。温度を１０５℃に保ちながら水素ガスを導入し
て、オートクレーブ内の水素ガスの圧力を２０Ｋｇ／ｃ
ｍ²Ｇに保ち、攪拌下、３時間反応した。

【０１５９】３時間経過後室温まで放冷し、水素ガスを
脱圧し、得られた反応混合物を、濾過助材であるセライ
トを用いて濾過し、さらに得られた濾液を濃縮した。得
られた混合物をトルエンを用いて再結晶することによ
り、白色結晶１６．１ｇを得た。この化合物のＦＤ−マ
ススペクトルの値はＭ／ｅ＝１９２であった。

【０１６０】この分析結果より、この化合物は、5,6,7,
8-テトラヒドロー6-ヒドロキシナフタレン-2-カルボン酸
であると同定した。第２段階 第１段階で得られた5,6,7,8-テトラヒドロー6-ヒドロキ
シナフタレン-2-カルボン酸２．８８ｇ（15ミリモ
ル）、R-1ートリフルオロメチルヘプチルアルコール２．
７６ｇ（15ミリモル）、4-N,N-ジメチルアミノピリジン
０．１８３ｇ（1.5ミリモル）および塩化メチレン５０m
lの混合物に、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド
３．４０ｇ（16.5ミリモル）を含む塩化メチレン溶液２
０mlを室温で、攪拌下に２４時間かけて滴下した。

【０１６１】さらにN,N'-ジシクロヘキシルカルボジイ
ミド０．４１ｇ（2.0ミリモル）を含む塩化メチレン溶
液２mlを追加して添加し、室温下で７２時間反応させ
た。反応混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。濃
縮物をカラムクロマトグラフィーを用いて分離すること
により、白色固体である5,6,7,8-テトラヒドロー6-ヒド
ロキシナフタレン-2-カルボン酸R-1'ートリフルオロメチ
ルヘプチルエステル３．１１ｇ（8.69ミリモル）を得
た。

【０１６２】第３段階 第２段階で得られた5,6,7,8-テトラヒドロ-6-ヒドロキ
シナフタレン-2-カルボン酸R-1'-トリフルオロメチルヘ
プチルエステル０．２９ｇ（0.8ミリモル）、別途常法
により合成した4-(4'-デシルオキシベンゾイルオキシ)
安息香酸０．３２ｇ（0.8ミリモル）、4-N,N-ジメチル
アミノピリジン０．０１ｇ（0.08ミリモル）および塩化
メチレン１０mlの混合物に、N,N'-ジシクロヘキシルカ
ルボジイミド０．２０ｇ（0.96ミリモル）を含む塩化メ
チレン溶液５mlを室温で、攪拌下に１時間かけて滴下し
た。

【０１６３】さらに室温下で４時間反応させた。反応混
合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。濃縮物をカラ
ムクロマトグラフィーを用いて分離することにより、粘
稠半固体０．２３ｇを得た。この白色固体のＦＤ−マス
スペクトルの値はＭ／ｅ＝７３８であった。図３にこの
化合物の¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートを示す。

【０１６４】これらの分析の結果より、この化合物は目
的とする6-［4'-(4"-デシルオキシベンゾイルオキシ)ベ
ンゾイルオキシ]-5,6,7,8-テトラヒドロナフタレン-2-
カルボン酸R-1"'-トリフルオロメチルヘプチルエステル
［例示化合物（１７５）］であると同定した。

【０１６５】

【参考例２】6-［4'-(4"-(R-1"'-メチルヘプチルオキ
シ)ベンゾイルオキシ)ベンゾイルオキシ］-5,6,7,8-テ
トラヒドロナフタレン-2-カルボン酸R-1""-トリフルオ
ロメチルヘプチルエステル［例示化合物（３１６）］の
合成

【０１６６】

【化３７】

【０１６７】第１段階 実施例２の第２段階で得られた4-[4'-(R-1"-メチルヘプ
チルオキシ)ベンゾイルオキシ)]安息香酸０．３０ｇ
（0.8ミリモル）、実施例３の第２段階で得られた5,6,
7,8-テトラヒドロ-6-ヒドロキシナフタレン-2-カルボン
酸R-1'-トリフルオロメチルヘプチルエステル０．２９
ｇ（0.8ミリモル）、4-N,N-ジメチルアミノピリジン
０．０１ｇ（0.08ミリモル）および塩化メチレン１０ml
の混合物に、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド
０．１８ｇ（0.88ミリモル）を含む塩化メチレン溶液５
mlを室温で、攪拌下に１時間かけて滴下した。

【０１６８】さらに室温下で１４時間反応させた。反応
混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。濃縮物をカ
ラムクロマトグラフィーを用いて分離することにより、
白色固体０．３４ｇを得た。この白色固体のＦＤ−マス
スペクトルの値はＭ／ｅ＝７１０であった。図４にこの
化合物の¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートを示す。

【０１６９】これらの分析の結果より、この化合物は目
的とする6-［4'-(4"-(R-1"'-メチルヘプチルオキシ)ベ
ンゾイルオキシ)ベンゾイルオキシ]-5,6,7,8-テトラヒ
ドロナフタレン-2-カルボン酸R-1""-トリフルオロメチ
ルヘプチルエステル［例示化合物（３１６）］であると
同定した。

【０１７０】

【実施例３】実施例１で得られた次式で表わされる例示
化合物［４］と次式で表わされる化合物［Ａ］とを５
０：５０の重量比で混合して本発明の液晶組成物を製造
した。

【０１７１】

【化３８】

【０１７２】この組成物の相転移温度を測定した。結果
を表４に示す。さらに例示化合物［４］及び上記式
［Ａ］で表わされる化合物の相転移温度も併せて記載す
る。

【０１７３】

【表１８】

【０１７４】＜註＞上記表において、［４］およびは
［Ａ］は、上記式［４］および式［Ａ］で表される化合
物を表す。

【０１７５】

【実施例４】実施例２で得られた次式で表わされる例示
化合物［１４５］と次式で表わされる化合物［Ａ］とを
５０：５０の重量比で混合して本発明の液晶組成物を製
造した。

【０１７６】

【化３９】

【０１７７】この組成物の相転移温度を測定した。結果
を表５に示す。さらに例示化合物［１４５］及び上記式
［Ａ］で表わされる化合物の相転移温度も併せて記載す
る。

【０１７８】

【表１９】

【０１７９】＜註＞上記表において、［１４５］および
［Ａ］は上記式［１４５］および式［Ａ］で表される化
合物を表す。

【０１８０】

【参考例３】参考例１で得られた次式で表わされる例示
化合物［１７５］と次式で表わされる化合物［Ａ］とを
７５：２５の重量比で混合して液晶組成物を製造した。

【０１８１】

【化４０】

【０１８２】この組成物の相転移温度を測定した。結果
を表６に示す。さらに例示化合物［１７５］及び上記式
［Ａ］で表わされる化合物の相転移温度も併せて記載す
る。

【０１８３】

【表２０】

【０１８４】＜註＞上記表において、［１７５］および
［Ａ］は上記式［１７５］および式［Ａ］で表される化
合物を表す。

【図面の簡単な説明】

【図１】 6-［4'-(4"-デシルオキシベンゾイルオキシ)
ベンゾイルオキシ]-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2
-カルボン酸R-1"'-トリフルオロメチルヘプチルエステ
ル［例示化合物（４）］の¹Ｈ-ＮＭＲスペクトルのチャ
ートである。

【図２】 6-［4'-(4"-(R-1"'-メチルヘプチルオキシ)
ベンゾイルオキシ)ベンゾイルオキシ]-1,2,3,4-テトラ
ヒドロナフタレン-2-カルボン酸R-1""-トリフルオロメ
チルヘプチルエステル［例示化合物（１４５）］の¹Ｈ-
ＮＭＲスペクトルのチャートである。

【図３】 6-［4'-(4"-デシルオキシベンゾイルオキシ)
ベンゾイルオキシ]-5,6,7,8-テトラヒドロナフタレン-2
-カルボン酸R-1"'-トリフルオロメチルヘプチルエステ
ル［例示化合物（１７５）］の¹Ｈ-ＮＭＲスペクトルの
チャートである。

【図４】 6-［4'-(4"-(R-1"'-メチルヘプチルオキシ)
ベンゾイルオキシ)ベンゾイルオキシ]-5,6,7,8-テトラ
ヒドロナフタレン-2-カルボン酸R-1""-トリフルオロメ
チルヘプチルエステル［例示化合物（３１６）］の¹Ｈ-
ＮＭＲスペクトルのチャートである。

【図５】 本発明の液晶素子の断面形状を模式的に示す
図である。

【図６】 同心円形状のスペーサーを有する液晶素子お
よびそのＡ−Ａ断面図である。

【図７】 クシ型スペーサを有する液晶素子およびその
Ａ−Ａ断面図である。

【図８】 スペーサとしてファイバーを用いた本発明の
液晶素子の断面構造を示す図である。

【図９】 二枚の偏光板のセルを配置した本発明の液晶
素子の断面構造を示す図である。

【図１０】 非線形素子および３端子素子の例を示す図
である。

【符号の説明】

11a,11b,27a,27b,37,47,57・・・透明基板 12,23,33,43,53・・・液晶物質 13,58・・・セル 14・・・間隙 15a,15b,25a,25b,35,45,55・・・透明電極 26・・・同心円形状のスペーサ 36・・・クシ型スペーサ 46・・・ファイバー 56・・・偏光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０７Ｃ 69/94 Ｃ０７Ｃ 69/94 Ｃ０９Ｋ 19/32 Ｃ０９Ｋ 19/32 19/34 19/34 19/42 19/42 Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ (72)発明者 川 端 潤 一 千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二号580番32 三井石油化学工業株式会社内 (72)発明者 山 中 徹 千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二号580番32 三井石油化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−76093（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−76094（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−55811（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−59746（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−246952（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−255193（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C07C 69/76 - 69/94 C09K 19/32 C09K 19/34 C09K 19/42 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】次式[I]で表わされるカルボン酸エステル
   化合物； 【化１】 [ただし、式[I]において、Ｒは、炭素原子数３〜２０の
   アルキル基、炭素原子数３〜２０のアルコキシ基、炭素
   原子数３〜２０のハロゲン化アルキル基および-OCO-基
   を有する炭化水素基（該炭化水素基を形成する水素原子
   の少なくとも一部がハロゲン原子で置換されてもよい）
   よりなる群から選ばれる１種の基であり、 XおよびYは、それぞれ独立に、−COO−、−OCO−、-CH ₂
   CH ₂ -、−CH ₂ O−、−OCH ₂ −または単結合を表し、Ａおよ
   びBは、それぞれ独立に、 【化２】 よりなる群から選ばれる基を表し、 R^*は、−C ^* H(CF ₃ )-C ₆ H ₁₃ 、−C ^* H(CH ₃ )−C ₆ H ₁₃ 、−C ^* H(C
   H ₃ )−C ₅ H ₁₁ 、−C ^* H(C ₂ H ₅ )−C ₅ H ₁₁ 、−C ^* H(C ₂ H ₅ )−C
   ₆ H ₁₃ 、−CH ₂ −C ^* H(CH ₃ )−C ₂ H ₅ 、−(CH ₂ ) ₃ −C ^* H(CH ₃ )−C
   ₂ H ₅ および−C ^* H(CF ₃ )−CH ₂ −COO−C ₂ H ₅ よりなる群から
   選ばれる基を表し、ｍは、１または２を表し、ｎは、０
   〜２であって、かつｍ+ｎ≧２である（ただし、Aおよび
   Bが共に 【化３】 であって、Ｘが単結合の化合物を除く）]。
2. 【請求項２】 次式[I]で表わされるカルボン酸エステ
   ル化合物からなる液晶材料； 【化４】 [ただし、式[I]において、Ｒは、炭素原子数３〜２０の
   アルキル基、炭素原子数３〜２０のアルコキシ基、炭素
   原子数３〜２０のハロゲン化アルキル基および-OCO-基
   を有する炭化水素基（該炭化水素基を形成する水素原子
   の少なくとも一部がハロゲン原子で置換されてもよい）
   よりなる群から選ばれる１種の基であり、 ＸおよびYは、それぞれ独立に、−COO−、−OCO−、-CH
   ₂ CH ₂ -、−CH ₂ O−、−OCH ₂ −または単結合を表し、Ａお
   よびBは、それぞれ独立に、 【化５】 よりなる群から選ばれる基を表し、 R^*は、−C ^* H(CF ₃ )-C ₆ H ₁₃ 、−C ^* H(CH ₃ )−C ₆ H ₁₃ 、−C ^* H(C
   H ₃ )−C ₅ H ₁₁ 、−C ^* H(C ₂ H ₅ )−C ₅ H ₁₁ 、−C ^* H(C ₂ H ₅ )−C
   ₆ H ₁₃ 、−CH ₂ −C ^* H(CH ₃ )−C ₂ H ₅ 、−(CH ₂ ) ₃ −C ^* H(CH ₃ )−C
   ₂ H ₅ および−C ^* H(CF ₃ )−CH ₂ −COO−C ₂ H ₅ よりなる群から
   選ばれる基を表し、ｍは、１または２を表し、ｎは、０
   〜２であって、かつｍ+ｎ≧２である（ただし、Aおよび
   Bが共に 【化６】 であって、Ｘが単結合の化合物を除く）]。
3. 【請求項３】 次式[I]で表わされるカルボン酸エステ
   ル化合物を含有する液晶組成物； 【化７】 [ただし、式[I]において、Ｒは、炭素原子数３〜２０の
   アルキル基、炭素原子数３〜２０のアルコキシ基、炭素
   原子数３〜２０のハロゲン化アルキル基および-OCO-基
   を有する炭化水素基（該炭化水素基を形成する水素原子
   の少なくとも一部がハロゲン原子で置換されてもよい）
   よりなる群から選ばれる１種の基であり、 XおよびYは、それぞれ独立に、−COO−、−OCO−、-CH ₂
   CH ₂ -、−CH ₂ O−、−OCH ₂ −または単結合を表し、Ａおよ
   びBは、それぞれ独立に、 【化８】 よりなる群から選ばれる基を表し、 R^*は、−C ^* H(CF ₃ )-C ₆ H ₁₃ 、−C ^* H(CH ₃ )−C ₆ H ₁₃ 、−C ^* H(C
   H ₃ )−C ₅ H ₁₁ 、−C ^* H(C ₂ H ₅ )−C ₅ H ₁₁ 、−C ^* H(C ₂ H ₅ )−C
   ₆ H ₁₃ 、−CH ₂ −C ^* H(CH ₃ )−C ₂ H ₅ 、−(CH ₂ ) ₃ −C ^* H(CH ₃ )−C
   ₂ H ₅ および−C ^* H(CF ₃ )−CH ₂ −COO−C ₂ H ₅ よりなる群から
   選ばれる基を表し、ｍは、１または２を表し、ｎは、０
   〜２であって、かつｍ+ｎ≧２である（ただし、Aおよび
   Bが共に 【化９】 であって、Ｘが単結合の化合物を除く）]。
4. 【請求項４】 互いに対向する二枚の基板と該基板によ
   って構成される間隙とからなるセル、および 該セルの間隙に充填された液晶物質により構成される液
   晶素子であって、 該液晶物質が下記式[I]で表わされるカルボン酸エステ
   ル化合物を含有することを特徴とする液晶素子； 【化１０】 [ただし、式[I]において、Ｒは、炭素原子数３〜２０の
   アルキル基、炭素原子数３〜２０のアルコキシ基、炭素
   原子数３〜２０のハロゲン化アルキル基および-OCO-基
   を有する炭化水素基（該炭化水素基を形成する水素原子
   の少なくとも一部がハロゲン原子で置換されてもよい）
   よりなる群から選ばれる１種の基であり、 ＸおよびYは、それぞれ独立に、−COO−、−OCO−、-CH
   ₂ CH ₂ -、−CH ₂ O−、−OCH ₂ −または単結合を表し、Ａお
   よびBは、それぞれ独立に、 【化１１】 よりなる群から選ばれる基を表し、 R^*は、−C ^* H(CF ₃ )-C ₆ H ₁₃ 、−C ^* H(CH ₃ )−C ₆ H ₁₃ 、−C ^* H(C
   H ₃ )−C ₅ H ₁₁ 、−C ^* H(C ₂ H ₅ )−C ₅ H ₁₁ 、−C ^* H(C ₂ H ₅ )−C
   ₆ H ₁₃ 、−CH ₂ −C ^* H(CH ₃ )−C ₂ H ₅ 、−(CH ₂ ) ₃ −C ^* H(CH ₃ )−C
   ₂ H ₅ および−C ^* H(CF ₃ )−CH ₂ −COO−C ₂ H ₅ よりなる群から
   選ばれる基を表し、ｍは、１または２を表し、ｎは、０
   〜２であって、かつｍ+ｎ≧２である（ただし、Aおよび
   Bが共に 【化１２】 であって、Ｘが単結合の化合物を除く）]。