JP3853004B2 - ナフタレン化合物、液晶組成物および液晶素子 - Google Patents
ナフタレン化合物、液晶組成物および液晶素子 Download PDFInfo
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナフタレン化合物に関する。さらに詳しくは、液晶表示素子等に用いる液晶組成物の成分として有用な新規なナフタレン化合物、該化合物を含有してなる液晶組成物、および該組成物を使用した液晶素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、液晶表示素子は、低電圧動作、低消費電力性、薄型表示が可能なこと、さらには、受光性の表示素子であるため目が疲れないこと等の優れた特徴を生かし、各種表示素子として広く利用されてきた。
中でも、ネマティック液晶を用いたTN(Twisted Nematic) 型液晶表示素子、および、ねじれ角を180〜270°にしたSTN(Super Twisted Nematic) 型液晶表示素子は広く利用されている。これら表示素子は、ネマティック液晶を用いたネマティック液晶表示素子であるが、これらのネマティック液晶表示素子は、応答時間が長く、数十msecのオーダーの応答時間しか得られない等という欠点がある。
最近の産業技術の進展に伴い、液晶表示素子にも高速応答性が強く要求され、このような要求に対して、液晶材料の改良による種々の試みがなされている。
例えば、強誘電性液晶の光スイッチング現象を利用した表示デバイスが提案され〔 Appl. Phys. Lett., 36, 899 (1980)〕、液晶テレビ等のディスプレイ用のみならず、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ライトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素子の素材への応用が期待されている。
【0003】
強誘電性液晶は、液晶相としてはチルト系のカイラルスメクティック相に属するものであり、その中でも実用的に望ましいものは、粘度の低いカイラルスメクティックC相と呼ばれるものである。カイラルスメクティックC相を示す液晶化合物は、これまでにも種々検討されており、既に数多くの化合物が探索、製造されているが、強誘電性液晶素子として用いるための条件としては、
・室温を含む広い温度範囲でカイラルスメクティックC相を示すこと、
・良好な配向性を得るために、カイラルスメクティックC相の高温側に適当な相系列を有し、かつその螺旋ピッチが大きいこと、
・適当なチルト角を有すること、
・粘性が小さいこと、
・自発分極がある程度大きいこと、等が挙げられるが、これらの条件を単独で満足するものは知られていない。このため、実際には、いくつかの液晶化合物または非液晶化合物を混合して得られる強誘電性液晶組成物を使用する必要がある。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なく、例えば、特開昭61−195187号公報には、非カイラルなスメクティックC、F、G、H、I等の相を呈する化合物または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一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、非カイラルなスメクティックC相等の相を呈する化合物または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一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する報告も見受けられる〔Mol.Cryst.Liq.Cryst., 89,327(1982)〕。
【0004】
これらのことを総合すると、強誘電性液晶相を呈するか否かに係わらず、光学活性である化合物の一種または複数と、非カイラルなスメクティックC相等の相を呈する化合物を混合することにより、強誘電性液晶組成物を構成できることが判る。
このように、液晶組成物の構成成分としては、種々の化合物を使用することが可能であるが、実用的には室温を含む広い温度範囲でスメクティックC相またはカイラルスメクティックC相を呈する液晶化合物もしくは混合物が望ましい。これらのスメクティックC液晶混合物の成分としては、フェニルベンゾエート系液晶化合物、ビフェニル系液晶化合物、フェニルピリミジン系液晶化合物およびトラン系液晶化合物等が知られている。しかし、これらの化合物を構成成分とする液晶組成物も、まだ十分な特性を有しているとは言い難い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、強誘電性液晶素子の実用化のために、強誘電性液晶組成物に配合した際に、高速応答性、配向性、高いコントラスト比等の諸特性を改善するのに適した液晶化合物、または、液晶組成物の構成成分として有用な化合物、および該化合物を含有して成る液晶組成物、該組成物を使用した液晶素子を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、新規な化合物を見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、一般式(1)(化2)で表されるナフタレン化合物に関するものである。さらには、一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含有する液晶組成物、および該液晶組成物を使用した液晶素子に関するものである。
【0007】
【化2】
(式中、R1 はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数2〜20のアルケニル基を表し、R2 はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数7〜16のアラルキル基、あるいは水素原子を表し、Yは単結合、−O−、−COO−または−OCO−を表し、Zは−CH=CH−または−CH2 CH2 −を表し、X1 およびX2 は水素原子またはハロゲン原子を表し、mは0または1を表す)
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して、詳細に説明する。
本発明の一般式(1)で表されるナフタレン化合物は新規な化合物である。
一般式(1)において、R1 はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数2〜20のアルケニル基を表し、好ましくは、フッ素原子、塩素原子または臭素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、フッ素原子、塩素原子または臭素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルケニル基であり、より好ましくは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、あるいは炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基である。R1 は不斉炭素を有していてもよく、該不斉炭素は光学活性でもよい。
【0009】
R1 の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基の直鎖のアルキル基、
1−メチルエチル基、1,1−ジメチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、2,3−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、4−メチルヘキシル基、2,3−ジメチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、3−エチルペンチル基、2,3,3−トリメチルブチル基、1−メチルヘプチル基、2−メチルヘプチル基、6−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基、3−エチルヘキシル基、4−エチルヘキシル基、2,5−ジメチルヘキシル基、1−メチルオクチル基、2−メチルオクチル基、4−メチルオクチル基、6−メチルオクチル基、3,5,5,−トリメチルヘキシル基、1−メチルノニル基、2−メチルノニル基、3,7−ジメチルオクチル基、2,3,3,4−テトラメチルペンチル基、1−メチルデシル基、2−メチルデシル基、5−メチルデシル基、4−メチルドデシル基等の分岐鎖のアルキル基、
【0010】
フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、2−フルオロエチル基、1,2−ジフルオロエチル基、2−フルオロプロピル基、3−フルオロプロピル基、1,3−ジフルオロプロピル基、2,3−ジフルオロプロピル基、2−フルオロブチル基、3−フルオロブチル基、4−フルオロブチル基、3−フルオロ−2−メチルプロピル基、2,3−ジフルオロブチル基、2,4−ジフルオロブチル基、3,4−ジフルオロブチル基、2−フルオロペンチル基、3−フルオロペンチル基、5−フルオロペンチル基、2,4−ジフルオロペンチル基、2,5−ジフルオロペンチル基、2−フルオロ−3−メチルブチル基、2−フルオロヘキシル基、3−フルオロヘキシル基、4−フルオロヘキシル基、5−フルオロヘキシル基、6−フルオロヘキシル基、2−フルオロ−3,3−ジメチルブチル基、2−フルオロ−3−モノフルオロメチル−4−メチルペンチル基、2−フルオロヘプチル基、4−フルオロヘプチル基、5−フルオロヘプチル基、2−フルオロオクチル基、3−フルオロオクチル基、6−フルオロオクチル基、
4−フルオロノニル基、7−フルオロノニル基、3−フルオロデシル基、6−フルオロデシル基、4−フルオロドデシル基、8−フルオロドデシル基、5−フルオロテトラデシル基、9−フルオロテトラデシル基、2−クロロエチル基、3−クロロプロピル基、2−クロロブチル基、4−クロロブチル基、2−クロロペンチル基、5−クロロペンチル基、5−クロロヘキシル基、4−クロロヘプチル基、6−クロロオクチル基、7−クロロノニル基、3−クロロデシル基、8−クロロドデシル基、
【0011】
トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロ−n−プロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロ−n−ブチル基、パーフルオロイソブチル基、パーフルオロ−n−ペンチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロ−n−ヘキシル基、パーフルオロ−n−ヘプチル基、パーフルオロ−n−オクチル基、パーフルオロ−n−ノニル基、パーフルオロ−n−デシル基、パーフルオロ−n−ウンデシル基、パーフルオロ−n−ドデシル基、パーフルオロ−n−テトラデシル基、
1−ヒドロパーフルオロエチル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−プロピル基、1−ヒドロパーフルオロイソプロピル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ブチル基、1−ヒドロパーフルオロイソブチル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ペンチル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ヘキシル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ヘプチル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−オクチル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ノニル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−デシル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ウンデシル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ドデシル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−テトラデシル基、
1,1−ジヒドロパーフルオロエチル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−プロピル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ブチル基、1,1−ジヒドロパーフルオロイソブチル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ペンチル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ヘキシル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ヘプチル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−オクチル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ノニル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−デシル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ウンデシル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ドデシル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−テトラデシル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ペンタデシル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ヘキサデシル基、
【0012】
1,1,2−トリヒドロパーフルオロエチル基、1,1,3−トリヒドロパーフルオロ−n−プロピル基、1,1,3−トリヒドロパーフルオロ−n−ブチル基、1,1,4−トリヒドロパーフルオロ−n−ブチル基、1,1,4−トリヒドロパーフルオロ−n−ペンチル基、1,1,5−トリヒドロパーフルオロ−n−ペンチル基、1,1,3−トリヒドロパーフルオロ−n−ヘキシル基、1,1,6−トリヒドロパーフルオロ−n−ヘキシル基、1,1,5−トリヒドロパーフルオロ−n−ヘプチル基、1,1,7−トリヒドロパーフルオロ−n−ヘプチル基、1,1,8−トリヒドロパーフルオロ−n−オクチル基、1,1,9−トリヒドロパーフルオロ−n−ノニル基、1,1,11−トリヒドロパーフルオロ−n−ウンデシル基、
2−(パーフルオロエチル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−プロピル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−ブチル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−ペンチル)エチル基、2−(パーフルオロ−3−メチルブチル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−ヘプチル)エチル基、2−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル基、2−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−デシル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−ノニル)エチル基、2−(パーフルオロ−9−メチルデシル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−ドデシル)エチル基、
【0013】
1−トリフルオロメチルプロピル基、2−トリフルオロメチルプロピル基、2,2−ビス(トリフルオロメチル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−プロピル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−ブチル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−ヘキシル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−ヘプチル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−オクチル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−デシル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−ドデシル)プロピル基、1−トリフルオロメチルブチル基、2−トリフルオロメチルブチル基、3−トリフルオロメチルブチル基、4−(パーフルオロエチル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−プロピル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−ブチル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−ペンチル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−ヘキシル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−ヘプチル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−オクチル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−デシル)ブチル基、
1−トリフルオロメチルペンチル基、2−トリフルオロメチルペンチル基、3−トリフルオロメチルペンチル基、4−トリフルオロメチルペンチル基、5−(パーフルオロ−n−プロピル)ペンチル基、5−(パーフルオロ−n−ブチル)ペンチル基、5−(パーフルオロ−n−ペンチル)ペンチル基、5−(パーフルオロ−n−ヘキシル)ペンチル基、5−(パーフルオロ−n−ヘプチル)ペンチル基、5−(パーフルオロ−n−オクチル)ペンチル基、
6−(パーフルオロエチル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−n−プロピル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−1−メチルエチル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−n−ブチル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−n−ヘキシル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−n−ヘプチル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−n−オクチル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)ヘキシル基、
7−(パーフルオロエチル)ヘプチル基、7−(パーフルオロ−n−プロピル)ヘプチル基、7−(パーフルオロ−n−ブチル)ヘプチル基、7−(パーフルオロ−n−ペンチル)ヘプチル基等のハロゲン原子で置換されたアルキル基、
【0014】
メトキシメチル基、2−メトキシエチル基、3−メトキシプロピル基、4−メトキシブチル基、5−メトキシペンチル基、6−メトキシヘキシル基、7−メトキシヘプチル基、8−メトキシオクチル基、9−メトキシノニル基、10−メトキシデシル基、エトキシメチル基、2−エトキシエチル基、3−エトキシプロピル基、4−エトキシブチル基、5−エトキシペンチル基、6−エトキシヘキシル基、7−エトキシヘプチル基、8−エトキシオクチル基、9−エトキシノニル基、10−エトキシデシル基、n−プロポキシメチル基、2−n−プロポキシエチル基、3−n−プロポキシプロピル基、4−n−プロポキシブチル基、5−n−プロポキシペンチル基、6−n−プロポキシヘキシル基、7−n−プロポキシヘプチル基、8−n−プロポキシオクチル基、9−n−プロポキシノニル基、10−n−プロポキシデシル基、n−ブトキシメチル基、2−n−ブトキシエチル基、3−n−ブトキシプロピル基、4−n−ブトキシブチル基、5−n−ブトキシペンチル基、6−n−ブトキシヘキシル基、7−n−ブトキシヘプチル基、8−n−ブトキシオクチル基、9−n−ブトキシノニル基、10−n−ブトキシデシル基、n−ペンチルオキシメチル基、2−n−ペンチルオキシエチル基、3−n−ペンチルオキシプロピル基、4−n−ペンチルオキシブチル基、5−n−ペンチルオキシペンチル基、6−n−ペンチルオキシヘキシル基、7−n−ペンチルオキシヘプチル基、8−n−ペンチルオキシオクチル基、9−n−ペンチルオキシノニル基、10−n−ペンチルオキシデシル基、n−ヘキシルオキシメチル基、2−n−ヘキシルオキシエチル基、3−n−ヘキシルオキシプロピル基、4−n−ヘキシルオキシブチル基、5−n−ヘキシルオキシペンチル基、6−n−ヘキシルオキシヘキシル基、7−n−ヘキシルオキシヘプチル基、8−n−ヘキシルオキシオクチル基、9−n−ヘキシルオキシノニル基、10−n−ヘキシルオキシデシル基、n−ヘプチルオキシメチル基、2−n−ヘプチルオキシエチル基、3−n−ヘプチルオキシプロピル基、4−n−ヘプチルオキシブチル基、5−n−ヘプチルオキシペンチル基、6−n−ヘプチルオキシヘキシル基、7−n−ヘプチルオキシヘプチル基、8−n−ヘプチルオキシオクチル基、9−n−ヘプチルオキシノニル基、10−n−ヘプチルオキシデシル基、
【0015】
n−オクチルオキシメチル基、2−n−オクチルオキシエチル基、3−n−オクチルオキシプロピル基、4−n−オクチルオキシブチル基、5−n−オクチルオキシペンチル基、6−n−オクチルオキシヘキシル基、7−n−オクチルオキシヘプチル基、8−n−オクチルオキシオクチル基、9−n−オクチルオキシノニル基、10−n−オクチルオキシデシル基、n−ノニルオキシメチル基、2−n−ノニルオキシエチル基、3−n−ノニルオキシプロピル基、4−n−ノニルオキシブチル基、5−n−ノニルオキシペンチル基、6−n−ノニルオキシヘキシル基、7−n−ノニルオキシヘプチル基、8−n−ノニルオキシオクチル基、9−n−ノニルオキシノニル基、10−n−ノニルオキシデシル基、n−デシルオキシメチル基、2−n−デシルオキシエチル基、3−n−デシルオキシプロピル基、4−n−デシルオキシブチル基、5−n−デシルオキシペンチル基、6−n−デシルオキシヘキシル基、7−n−デシルオキシヘプチル基、8−n−デシルオキシオクチル基、9−n−デシルオキシノニル基、2−n−ウンデシルオキシエチル基、4−n−ウンデシルオキシブチル基、6−n−ウンデシルオキシヘキシル基、8−n−ウンデシルオキシオクチル基、2−n−ドデシルオキシエチル基、4−n−ドデシルオキシブチル基、6−n−ドデシルオキシヘキシル基、
【0016】
1−メチル−2−メトキシエチル基、1−メチル−2−エトキシエチル基、1−メチル−2−n−プロピルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ブチルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ペンチルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ヘキシルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ヘプチルオキシエチル基、1−メチル−2−n−オクチルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ノニルオキシエチル基、1−メチル−2−n−デシルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ウンデシルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ドデシルオキシエチル基、2−メトキシプロピル基、2−エトキシプロピル基、2−n−プロピルオキシプロピル基、2−n−ブチルオキシプロピル基、2−n−ペンチルオキシプロピル基、2−n−ヘキシルオキシプロピル基、2−n−ヘプチルオキシプロピル基、2−n−オクチルオキシプロピル基、2−n−ノニルオキシプロピル基、2−n−デシルオキシプロピル基、2−ウンデシルオキシプロピル基、2−ドデシルオキシプロピル基、1−メチル−3−メトキシプロピル基、1−メチル−3−エトキシプロピル基、1−メチル−3−n−プロピルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ブチルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ペンチルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ヘキシルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ヘプチルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−オクチルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ノニルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−デシルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ウンデシルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ドデシルオキシプロピル基、3−メトキシブチル基、3−エトキシブチル基、3−n−プロピルオキシブチル基、3−n−ブチルオキシブチル基、3−n−ペンチルオキシブチル基、3−n−ヘキシルオキシブチル基、3−n−ヘプチルオキシブチル基、3−n−オクチルオキシブチル基、3−n−ノニルオキシブチル基、3−n−デシルオキシブチル基、3−n−ウンデシルオキシブチル基、3−n−ドデシルオキシブチル基、
【0017】
イソプロポキシメチル基、2−イソプロポキシエチル基、3−イソプロポキシプロピル基、4−イソプロポキシブチル基、5−イソプロポキシペンチル基、6−イソプロポキシヘキシル基、7−イソプロポキシヘプチル基、8−イソプロポキシオクチル基、9−イソプロポキシノニル基、10−イソプロポキシデシル基、イソブチルオキシメチル基、2−イソブチルオキシエチル基、3−イソブチルオキシプロピル基、4−イソブチルオキシブチル基、5−イソブチルオキシペンチル基、6−イソブチルオキシヘキシル基、7−イソブチルオキシヘプチル基、8−イソブチルオキシオクチル基、9−イソブチルオキシノニル基、10−イソブチルオキシデシル基、tert- ブチルオキシメチル基、2−tert- ブチルオキシエチル基、3−tert- ブチルオキシプロピル基、4−tert- ブチルオキシブチル基、5−tert- ブチルオキシペンチル基、6−tert- ブチルオキシヘキシル基、7−tert- ブチルオキシヘプチル基、8−tert- ブチルオキシオクチル基、9−tert- ブチルオキシノニル基、10−tert- ブチルオキシデシル基、
2−エチルブチルオキシメチル基、2−(2’−エチルブチルオキシ)エチル基、3−(2’−エチルブチルオキシ)プロピル基、4−(2’−エチルブチルオキシ)ブチル基、5−(2’−エチルブチルオキシ)ペンチル基、6−(2’−エチルブチルオキシ)ヘキシル基、7−(2’−エチルブチルオキシ)ヘプチル基、8−(2’−エチルブチルオキシ)オクチル基、9−(2’−エチルブチルオキシ)ノニル基、10−(2’−エチルブチルオキシ)デシル基、
【0018】
3−エチルペンチルオキシメチル基、2−(3’−エチルペンチルオキシ)エチル基、3−(3’−エチルペンチルオキシ)プロピル基、4−(3’−エチルペンチルオキシ)ブチル基、5−(3’−エチルペンチルオキシ)ペンチル基、6−(3’−エチルペンチルオキシ)ヘキシル基、7−(3’−エチルペンチルオキシ)ヘプチル基、8−(3’−エチルペンチルオキシ)オクチル基、9−(3’−エチルペンチルオキシ)ノニル基、10−(3’−エチルペンチルオキシ)デシル基、4−(1’−メチルヘプチルオキシ)ブチル基、6−(1’−メチルヘプチルオキシ)ヘキシル基、
2−(2’−メトキシエトキシ)エチル基、2−(2’−エトキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−プロピルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−イソプロピルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−ブチルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−イソブチルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−tert−ブチルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−ペンチルオキシエトキシ)エチル基、2−〔2’−(2”−エチルブチルオキシ)エトキシ〕エチル基、2−(2’−n−ヘキシルオキシエトキシ)エチル基、2−〔2’−(3”−エチルペンチルオキシ)エトキシ〕エチル基、2−(2’−n−ヘプチルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−オクチルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−ノニルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−デシルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−ウンデシルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−ドデシルオキシエトキシ)エチル基、
【0019】
2−〔2’−(2”−メトキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−エトキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−プロピルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−イソプロピルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−ブチルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−イソブチルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−tert−ブチルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−{2’−〔2”−(2'''−エチルブチルオキシ)エトキシ〕エトキシ}エチル基、2−〔2’−(2”−n−ペンチルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−{2’−〔2”−(3'''−エチルペンチルオキシ)エトキシ〕エトキシ}エチル基、2−〔2’−(2”−n−ヘプチルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−オクチルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−ノニルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−デシルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−ウンデシルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、
2−{2’−〔2”−(2'''−メトキシエトキシ)エトキシ〕エトキシ}エチル基、2−{2’−{2”−〔2'''−(2−メトキシエトキシ)エトキシ〕エトキシ}エトキシ}エチル基、2−{2’−{2”−{2'''−〔2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ〕エトキシ}エトキシ}エトキシ}エチル基、
【0020】
2−エトキシエトキシメチル基、2−n−ブチルオキシエトキシメチル基、2−n−ヘキシルオキシエトキシメチル基、3−エトキシプロピルオキシメチル基、3−n−プロピルオキシプロピルオキシメチル基、3−n−ペンチルオキシプロピルオキシメチル基、3−n−ヘキシルオキシプロピルオキシメチル基、
4−メトキシブチルオキシメチル基、4−エトキシブチルオキシメチル基、4−n−ブチルオキシブチルオキシメチル基、2−(3’−メトキシプロピルオキシ)エチル基、2−(3’−エトキシプロピルオキシ)エチル基、2−(4’−メトキシブチルオキシ)エチル基、2−(4’−エトキシブチルオキシ)エチル基、2−〔4’−(2”−エチルブチルオキシ)ブチルオキシ〕エチル基、2−〔4’−(3”−エチルペンチルオキシ)ブチルオキシ〕エチル基、
3−(2’−メトキシエトキシ)プロピル基、3−(2’−エトキシエトキシ)プロピル基、3−(2’−n−ペンチルオキシエトキシ)プロピル基、3−(2’−n−ヘキシルオキシエトキシ)プロピル基、3−(3’−エトキシプロピルオキシ)プロピル基、3−(3’−n−プロピルオキシプロピルオキシ)プロピル基、3−(3’−n−ブチルオキシプロピルオキシ)プロピル基、3−(4’−エトキシブチルオキシ)プロピル基、3−(5’−エトキシペンチルオキシ)プロピル基、4−(2’−メトキシエトキシ)ブチル基、4−(2’−エトキシエトキシ)ブチル基、4−(2’−イソプロピルオキシエトキシ)ブチル基、4−(2’−イソブチルオキシエトキシ)ブチル基、4−(2’−n−ブチルオキシエトキシ)ブチル基、4−(2’−n−ヘキシルオキシエトキシ)ブチル基、4−(3’−n−プロピルオキシプロピルオキシ)ブチル基、4−〔2’−(2”−メトキシエトキシ)エトキシ〕ブチル基、4−〔2’−(2”−n−ブチルオキシエトキシ)エトキシ〕ブチル基、4−〔2’−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)エトキシ〕ブチル基、
【0021】
2−エチルヘキシルオキシメチル基、3,5,5−トリメチルヘキシルオキシメチル基、3,7−ジメチルオクチルオキシメチル基、2−(2’−エチルヘキシルオキシ)エチル基、2−(3’,5’,5’−トリメチルヘキシルオキシ)エチル基、2−(3’,7’−ジメチルオクチルオキシ)エチル基、3−(2’−エチルヘキシルオキシ)プロピル基、3−(3’,5’,5’−トリメチルヘキシルオキシ)プロピル基、3−(3’,7’−ジメチルオクチルオキシ)プロピル基、4−(2’−エチルヘキシルオキシ)ブチル基、4−(3’,5’,5’−トリメチルヘキシルオキシ)ブチル基、4−(3’,7’−ジメチルオクチルオキシ)ブチル基、5−(2’−エチルヘキシルオキシ)ペンチル基、5−(3’,5’,5’−トリメチルヘキシルオキシ)ペンチル基、5−(3’,7’−ジメチルオクチルオキシ)ペンチル基、6−(2’−エチルヘキシルオキシ)ヘキシル基、6−(3’,5’,5’−トリメチルヘキシルオキシ)ヘキシル基、6−(3’,7’−ジメチルオクチルオキシ)ヘキシル基等のアルコキシアルキル基、
【0022】
2−(2’−トリフルオロメチルプロピルオキシ)エチル基、4−(2’−トリフルオロメチルプロピルオキシ)ブチル基、6−(2’−トリフルオロメチルプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−トリフルオロメチルプロピルオキシ)オクチル基、2−(2’−トリフルオロメチルブチルオキシ)エチル基、4−(2’−トリフルオロメチルブチルオキシ)ブチル基、6−(2’−トリフルオロメチルブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−トリフルオロメチルブチルオキシ)オクチル基、2−(2’−トリフルオロメチルヘプチルオキシ)エチル基、4−(2’−トリフルオロメチルヘプチルオキシ)ブチル基、6−(2’−トリフルオロメチルヘプチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−トリフルオロメチルヘプチルオキシ)オクチル基、2−(2’−フルオロエチルオキシ)エチル基、4−(2’−フルオロエチルオキシ)ブチル基、6−(2’−フルオロエチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−フルオロエチルオキシ)オクチル基、2−(2’−フルオロプロピルオキシ)エチル基、4−(2’−フルオロプロピルオキシ)ブチル基、6−(2’−フルオロプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−フルオロプロピルオキシ)オクチル基、2−(3’−フルオロプロピルオキシ)エチル基、4−(3’−フルオロプロピルオキシ)ブチル基、6−(3’−フルオロプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−フルオロプロピルオキシ)オクチル基、2−(3’−フルオロ−2’−メチルプロピルオキシ)エチル基、4−(3’−フルオロ−2’−メチルプロピルオキシ)ブチル基、6−(3’−フルオロ−2’−メチルプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−フルオロ−2’−メチルプロピルオキシ)オクチル基、
【0023】
2−(2’,3’−ジフルオロプロピルオキシ)エチル基、4−(2’,3’−ジフルオロプロピルオキシ)ブチル基、6−(2’,3’−ジフルオロプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’,3’−ジフルオロプロピルオキシ)オクチル基、2−(2’−フルオロブチルオキシ)エチル基、4−(2’−フルオロブチルオキシ)ブチル基、6−(2’−フルオロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−フルオロブチルオキシ)オクチル基、2−(3’−フルオロブチルオキシ)エチル基、4−(3’−フルオロブチルオキシ)ブチル基、6−(3’−フルオロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−フルオロブチルオキシ)オクチル基、2−(4’−フルオロブチルオキシ)エチル基、4−(4’−フルオロブチルオキシ)ブチル基、6−(4’−フルオロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(4’−フルオロブチルオキシ)オクチル基、2−(2’,3’−ジフルオロブチルオキシ)エチル基、4−(2’,3’−ジフルオロブチルオキシ)ブチル基、6−(2’,3’−ジフルオロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’,3’−ジフルオロブチルオキシ)オクチル基、2−(2’−トリクロロメチルプロピルオキシ)エチル基、4−(2’−トリクロロメチルプロピルオキシ)ブチル基、6−(2’−トリクロロメチルプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−トリクロロメチルプロピルオキシ)オクチル基、2−(2’−トリクロロメチルブチルオキシ)エチル基、4−(2’−トリクロロメチルブチルオキシ)ブチル基、6−(2’−トリクロロメチルブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−トリクロロメチルブチルオキシ)オクチル基、2−(2’−トリクロロメチルヘプチルオキシ)エチル基、4−(2’−トリクロロメチルヘプチルオキシ)ブチル基、6−(2’−トリクロロメチルヘプチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−トリクロロメチルヘプチルオキシ)オクチル基、
【0024】
2−(2’−クロロエチルオキシ)エチル基、4−(2’−クロロエチルオキシ)ブチル基、6−(2’−クロロエチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−クロロエチルオキシ)オクチル基、2−(2’−クロロプロピルオキシ)エチル基、4−(2’−クロロプロピルオキシ)ブチル基、6−(2’−クロロプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−クロロプロピルオキシ)オクチル基、2−(3’−クロロプロピルオキシ)エチル基、4−(3’−クロロプロピルオキシ)ブチル基、6−(3’−クロロプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−クロロプロピルオキシ)オクチル基、2−(3’−クロロ−2’−メチルプロピルオキシ)エチル基、4−(3’−クロロ−2’−メチルプロピルオキシ)ブチル基、6−(3’−クロロ−2’−メチルプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−クロロ−2’−メチルプロピルオキシ)オクチル基、2−(2’,3’−ジクロロプロピルオキシ)エチル基、4−(2’,3’−ジクロロプロピルオキシ)ブチル基、6−(2’,3’−ジクロロプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’,3’−ジクロロプロピルオキシ)オクチル基、2−(2’−クロロブチルオキシ)エチル基、4−(2’−クロロブチルオキシ)ブチル基、6−(2’−クロロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−クロロブチルオキシ)オクチル基、2−(3’−クロロブチルオキシ)エチル基、4−(3’−クロロブチルオキシ)ブチル基、6−(3’−クロロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−クロロブチルオキシ)オクチル基、2−(4’−クロロブチルオキシ)エチル基、4−(4’−クロロブチルオキシ)ブチル基、6−(4’−クロロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(4’−クロロブチルオキシ)オクチル基、2−(2’,3’−ジクロロブチルオキシ)エチル基、4−(2’,3’−ジクロロブチルオキシ)ブチル基、6−(2’,3’−ジクロロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’,3’−ジクロロブチルオキシ)オクチル基等のハロゲン原子で置換されたアルコキシアルキル基、
【0025】
ビニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、2−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、4−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、2−ヘプテニル基、3−ヘプテニル基、4−ヘプテニル基、5−ヘプテニル基、6−ヘプテニル基、2−オクテニル基、3−オクテニル基、4−オクテニル基、5−オクテニル基、6−オクテニル基、7−オクテニル基、2−ノネニル基、3−ノネニル基、4−ノネニル基、5−ノネニル基、6−ノネニル基、7−ノネニル基、8−ノネニル基、2−デセニル基、3−デセニル基、4−デセニル基、5−デセニル基、6−デセニル基、7−デセニル基、8−デセニル基、9−デセニル基、2−ウンデセニル基、3−ウンデセニル基、10−ウンデセニル基、2−ドデセニル基、3−ドデセニル基、11−ドデセニル基等のアルケニル基を挙げることができる。
【0026】
一般式(1)において、R2 はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数199〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数7〜16のアラルキル基、あるいは水素原子を表し、好ましくは、フッ素原子、塩素原子または臭素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、フッ素原子、塩素原子または臭素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルケニル基、炭素数7〜10のアラルキル基、あるいは水素原子であり、より好ましくは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基、あるいは水素原子である。R2 は不斉炭素を有していてもよく、該不斉炭素は光学活性でもよい。
【0027】
R2 の具体例としては、R1 で表される前記の各種置換基、、および以下に挙げるアラルキル基または水素原子を挙げることができる。
前記したR1 で表される各種置換基以外のR2 の具体例としては、ベンジル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、1−フェニルプロピル基、2−フェニルプロピル基、3−フェニルプロピル基、1−フェニルブチル基、2−フェニルブチル基、3−フェニルブチル基、4−フェニルブチル基、5−フェニルペンチル基、6−フェニルヘキシル基、2−メチルベンジル基、3−メチルベンジル基、4−メチルベンジル基、2−(2−メチルフェニル)エチル基、2−(3−メチルフェニル)エチル基、2−(4−メチルフェニル)エチル基等のアラルキル基、および水素原子を挙げることができる。
【0028】
一般式(1)において、X1 およびX2 は水素原子またはハロゲン原子を表し、好ましくは、水素原子、フッ素原子、塩素原子または臭素原子であり、より好ましくは、水素原子、フッ素原子または塩素原子であり、さらに好ましくは、水素原子またはフッ素原子である。
【0029】
X1 の置換位置は、−Y−に対して、オルト位またはメタ位であり、好ましくは、オルト位である。
また、X2 の置換位置は、−Z−基に対して、オルト位またはメタ位である。
【0030】
一般式(1)において、Yは単結合、−O−、−COO−または−OCO−を表し、好ましくは、−O−、−OCO−または−COO−である。
一般式(1)において、Zは−CH=CH−または−CH2 CH2 −を表す。
一般式(1)において、mは0または1を表す。
一般式(1)で表されるナフタレン化合物の具体例としては、例えば、以下に示す構造の化合物(化3〜40)を挙げることができる。
【0031】
【化3】
【0032】
【化4】
【0033】
【化5】
【0034】
【化6】
【0035】
【化7】
【0036】
【化8】
【0037】
【化9】
【0038】
【化10】
【0039】
【化11】
【0040】
【化12】
【0041】
【化13】
【0042】
【化14】
【0043】
【化15】
【0044】
【化16】
【0045】
【化17】
【0046】
【化18】
【0047】
【化19】
【0048】
【化20】
【0049】
【化21】
【0050】
【化22】
【0051】
【化23】
【0052】
【化24】
【0053】
【化25】
【0054】
【化26】
【0055】
【化27】
【0056】
【化28】
【0057】
【化29】
【0058】
【化30】
【0059】
【化31】
【0060】
【化32】
【0061】
【化33】
【0062】
【化34】
【0063】
【化35】
【0064】
【化36】
【0065】
【化37】
【0066】
【化38】
【0067】
【化39】
【0068】
【化40】
【0069】
一般式(1)で表される化合物は、代表的には、以下の方法により製造することができる。
例えば、一般式(2)(化41)で表される化合物と、例えば、N−ブロモコハク酸イミド(NBS)等のブロモ化剤とを、例えば、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)またはベンゾイルパーオキサイド等の反応開始剤の存在下に反応させて一般式(3)(化41)で表される化合物を得る。この一般式(3)で表される化合物とトリフェニルフォスフィンとを反応させることにより一般式(4)(化41)で表される化合物を得ることができる。次いで、一般式(4)で表される化合物と一般式(5)(化41)で表される化合物とを、塩基(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、t−ブトキシカリウム)の存在下に反応させることにより一般式(1−A−1)(化41)で表される化合物を製造することができる。次いで、一般式(1−A−1)で表される化合物を、例えば、パラジウムカーボン等の触媒の存在下、還元を行うことにより一般式(1−B−1)(化41)で表される化合物を製造することができる。
【0070】
【化41】
(上式中、R1 、R2 、Y、X1 、X2 、mは前記と同じ意味を表す)
【0071】
また、一般式(5)で表される化合物と一般式(6)(化42)で表される化合物とを、塩基(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、t−ブトキシカリウム)の存在下に反応させることにより一般式(1−A−2)(化42)で表される化合物を製造することができる。次いで、一般式(1−A−2)で表される化合物を、例えば、パラジウムカーボン等の触媒の存在下、水素添加および水素化分解を行うことにより一般式(1−B−2)(化42)で表される化合物を製造することができる。その後、一般式(1−B−2)で表される化合物を、ジエチルアゾジカルボン酸(DEAD)およびトリフェニルフォスフィンの存在下、アルコールと反応させる方法、または一般式(1−B−2)で表される化合物を塩化チオニルまたはオギザリルクロライド等の塩素化剤により塩素化し、塩基(例えば、ピリジン、トリエチルアミン、炭酸カリウム)の存在下にアルコールと反応させる方法により一般式(1−B−1)で表される化合物を製造することができる。
【0072】
【化42】
(上式中、R1 、R2 、Y、X1 、X2 、mは前記と同じ意味を表し、Bzはベンジル基を表す)
【0073】
本発明のナフタレン化合物には、それ自体で液晶性を示すナフタレン化合物、およびそれ自体では液晶性を示さないナフタレン化合物がある。また、それ自体で液晶性を示すナフタレン化合物には、スメクティックC相(以下、Sc相と略記する)を示すナフタレン化合物、カイラルスメクティックC相(以下、Sc*相と略記する)を示すナフタレン化合物、および、液晶性を示すがSc相またはSc*相を示さないナフタレン化合物がある。これらの化合物は、それぞれ液晶組成物の構成成分として有効に使用することができる。
【0074】
次に、本発明の液晶組成物について説明する。
液晶組成物は一般に二種以上の成分からなるが、本発明の液晶組成物は、必須成分として、本発明のナフタレン化合物を少なくとも一種含有するのものである。本発明の液晶組成物に用いる本発明のナフタレン化合物としては、液晶性を示さないナフタレン化合物、Sc相を示すナフタレン化合物、Sc*相を示すナフタレン化合物、および、液晶性を示すがSc相およびSc*相を示さないナフタレン化合物である。
本発明の液晶組成物としては、好ましくは、カイラルスメクティックC、F、G、H、I等の相を示す液晶組成物が挙げられ、より好ましくは、Sc*相を示す液晶組成物である。
本発明のSc*相を示す液晶組成物は、本発明のナフタレン化合物、本発明のナフタレン化合物以外のSc*相を示す液晶化合物、本発明のナフタレン化合物以外のSc相を示す液晶化合物および光学活性化合物から選ばれる化合物を複数組み合わせることにより調製される組成物であり、本発明のナフタレン化合物を少なくとも一種含有する。
【0075】
本発明のナフタレン化合物以外のSc*相を示す液晶化合物としては、特に限定されるものではないが、光学活性フェニルベンゾエート系液晶化合物、光学活性ビフェニルベンゾエート系液晶化合物、光学活性ナフタレン系液晶化合物、光学活性フェニルナフタレン系液晶化合物、光学活性フェニルピリミジン系液晶化合物、光学活性ナフチルピリミジン系液晶化合物、光学活性トラン系液晶化合物等を挙げることができる。
本発明のナフタレン化合物以外のSc相を示す液晶化合物としては、特に限定されるものではないが、フェニルベンゾエート系液晶化合物、ビフェニルベンゾエート系液晶化合物、ナフタレン系液晶化合物、フェニルナフタレン系液晶化合物、フェニルピリミジン系液晶化合物、ナフチルピリミジン系液晶化合物、トラン系液晶化合物等を挙げることができる。
【0076】
また、光学活性化合物とは、それ自身では液晶性を示さないが、Sc相を示す液晶化合物またはSc相を示す液晶組成物と混合することにより、Sc*相を発現する能力を有する化合物を示し、光学活性化合物としては、特に限定されるものではないが、光学活性フェニルベンゾエート系非液晶化合物、光学活性ビフェニルベンゾエート系非液晶化合物、光学活性ナフタレン系非液晶化合物、光学活性フェニルナフタレン系非液晶化合物、光学活性フェニルピリミジン系非液晶化合物、光学活性ナフチルピリミジン系非液晶化合物、光学活性トラン系非液晶化合物等を挙げることができる。
【0077】
また、本発明の液晶組成物には、上記の成分の他に、任意成分としてSc相を示さないスメクティックおよびネマティック液晶化合物、本発明のナフタレン化合物以外の液晶性を示さない化合物(例えば、アントラキノン系色素、アゾ系色素などの二色性色素、および導電性付与剤、寿命向上剤など)を含有していてもよい。
本発明の液晶組成物中の本発明のナフタレン化合物の含有量は特に限定されるものではないが、通常、5〜99重量%であり、好ましくは、10〜90重量%である。
【0078】
本発明の液晶組成物において、カイラルスメクティックC、F、G、H、I相を示す液晶組成物は強誘電性を示す液晶組成物である。
強誘電性を示す液晶組成物は、電圧印加によりスイッチング現象を起こし、これを利用した応答速度の速い液晶表示素子を作製することができる〔例えば、特開昭56−107216号公報、特開昭59−118744号公報、 Appl. Phys. Lett., 36 、 899 (1980) 〕。
【0079】
次に、本発明の液晶素子に関して説明する。
本発明の液晶素子は、本発明の液晶組成物を、1対の電極基板間に配置し、液晶層としたものである。液晶層は、本発明の液晶組成物を、例えば、真空中、等方性液体となるまで加熱し、液晶セル内に注入後、冷却して、液晶層を形成し、常圧に戻すことにより形成することができる。
(図1)に、強誘電性を利用した液晶素子の構成を説明するためのカイラルスメクティック相を有する液晶素子の一例を示した断面図を記載した。
(図1)に示した液晶素子は、透過型の液晶素子であるが、勿論、本発明の液晶素子の形態に関しては、特に限定するものではなく、透過型の液晶素子のみならず、例えば、反射型の液晶素子をも包含するものである。
(図1)において、1は液晶(カイラルスメクティック液晶)層、2は基板、3は透明電極、4は絶縁性配向制御層、5はスペーサー、6はリード線、7は電源、8は偏光板、9は光源を示している。
【0080】
液晶素子は、それぞれ透明電極3および絶縁性配向制御層4を設けた1対の基板2の間に、カイラルスメクティック相を示す液晶層1を配置し、かつその層厚をスペーサー5で設定してなるものであり、1対の透明電極3の間に、リード線6を介して、電源7より電圧を印加可能なように接続する。また1対の基板2は、クロスニコル状態に配置された1対の偏光板8により挟持され、その一方の外側には光源9が配置される。尚、基板2としては、一般的には、ガラス基板またはプラスティック基板が用いられる。
【0081】
2枚の基板2に設けられる透明電極3としては、例えば、In2 O3 、SnO2 またはITO(インジウム・チン・オキサイド;Indium Tin Oxide)の薄膜からなる透明電極が挙げられる。
絶縁性配向制御層4は、ポリイミド等の高分子の薄膜を、ガーゼやアセテート植毛布等でラビングし、液晶を配向させるためのものである。絶縁性配向制御層4の材質としては、シリコン窒化物、水素を含有するシリコン窒化物、シリコン炭化物、水素を含有するシリコン炭化物、シリコン酸化物、ホウ素窒化物、水素を含有するホウ素窒化物、セリウム酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物またはフッ化マグネシウム等の無機絶縁層、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリパラキシレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アクリル樹脂、フォトレジスト樹脂などの有機絶縁層が挙げられる。
【0082】
絶縁性配向制御層4は、無機絶縁層または有機絶縁層のみからなる絶縁性配向制御層であってもよく、無機絶縁層の上に、有機絶縁層を形成した2層構造の絶縁性配向制御層であってもよく、無機絶縁層または有機絶縁層のみからなる絶縁性配向制御層であってもよい。絶縁性配向制御層が無機絶縁層である場合には、蒸着法などで形成することができ、また、有機絶縁層である場合には、その前駆体を溶解した溶液をスピンナー塗布法、浸透塗布法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法、ロール塗布法等で塗布し、所定の硬化条件下(例えば、加熱下)で硬化させて形成することができる。絶縁性配向層4の層厚は、特に限定するものではないが、通常、1nm〜10μm、好ましくは、1〜300nm、より好ましくは、1〜100nmである。
【0083】
2枚の基板2は、スペーサ5により任意の間隔に保たれている。例えば、2枚の基板2により所定の直径を持つシリカビーズ、アルミナビーズ等のスペーサを挟持し、周囲をシール材(例えば、エポキシ系接着剤)を用いて密封し、任意の間隔に保つことができる。また、スペーサーとしては、高分子フィルムやガラスファイバーを使用してもよい。この2枚の基板の間に、カイラルスメクティック相を示す液晶を封入する。液晶層1は、一般には、0.5〜20μm、好ましくは、1〜5μmの厚さに設定されている。
透明電極3からはリード線によって外部の電源7に接続されている。
また、基板2の外側には、互いの偏光軸を、例えば、クロスニコル状態とした1対の偏光板8が配置されている。(図1)の例は透過型であり、光源9を備えている。
また、本発明の液晶組成物を使用した液晶素子は、(図1)に示した透過型の素子としてだけではなく、反射型の素子としても応用可能である。
【0084】
本発明の液晶組成物を使用する液晶素子の表示方式に関しては、特に限定されるものではないが、例えば、(a)ヘリカル変歪型、(b)SSFLC(サーフェス・スタビライズド・フェロエレクトリック・リキッド・クリスタル)型、(c)TSM(トランジェット・スキャッタリング・モード)型、(d)G−H(ゲスト−ホスト)型の表示方式を使用することができる。
また、本発明の液晶組成物は、表示用液晶素子以外の分野(例えば、▲1▼非線形光機能素子、▲2▼コンデンサー材料等のエレクトロニクス材料、▲3▼リミッター、メモリー、増幅器、変調器等のエレクトロニクス素子、▲4▼熱、光、圧力、機械変形等と電圧の変換素子やセンサー、▲5▼熱電発電素子等の発電素子等)への応用が可能である。
【0085】
【実施例】
以下、本発明を実施例により、更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。尚、実施例中の記号I、N、SA 、Sc、Sc*およびCは以下の意味を表す。
I:等方性液体
N:ネマティック相
SA :スメクティックA相
Sc:スメクティックC相
Sc*:カイラルスメクティックC相
C:結晶相
【0086】
製造例1 2−メチル−6−ナフトエ酸の製造
2−メチルナフタレン56.8g、塩化アルミニウム63.84g及びニトロベンゼン500gからなる溶液を0℃に冷却し、塩化アセチル37.92g及びニトロベンゼン150gからなる溶液を0℃にて、3時間かけて滴下した。0℃にて1時間撹拌した後、濃塩酸100g及び氷水500gからなる溶液へ排出した。トルエンで抽出を行い、有機層を10重量%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、さらに水洗した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。トルエン及びニトロベンゼンを減圧下に留去して、2−メチル−6−アセチルナフタレン65.0gを褐色油状物として得た。
この2−メチル−6−アセチルナフタレン65.0g及び1,4−ジオキサン150gからなる溶液を、水酸化ナトリウム122.7g、臭素169.6g、水250g及び1,4−ジオキサン250gから調製した溶液に、20℃にて2時間かけ滴下した。20℃にて2時間撹拌した後、硫酸水素ナトリウム147.0g及び水450gからなる溶液を加え、次いで濃塩酸200gを滴下した。析出物を濾別し、メタノールでスラッジを行い、2−メチル−6−ナフトエ酸を黄色固体として45.0g得た。
【0087】
製造例2 2−メチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルの製造
2−メチル−6−ナフトエ酸9.30g、チオニルクロライド7.14g及びトルエン50gからなる混合物を、70℃にて7時間撹拌した後、過剰のチオニルクロライドとトルエンを減圧下に留去した。得られた残渣をトルエン30gに溶解し、3−メチル−1−ブタノール5.28gを加えた。ここに、トリエチルアミン6.06gを室温にて、20分かけ滴下した。室温にて8時間撹拌した後、1N−塩酸で洗浄し、次いで水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、トルエンを減圧下に留去して、得られた残渣をシリカゲルカラムクラマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、2−メチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルを橙色油状物として12.10g得た。
【0088】
製造例3 2−メチル−6−ナフトエ酸n−オクチルエステルの製造
製造例2において、3−メチル−1−ブタノールの代わりに、n−オクタノール7.80gを使用した以外は、製造例2に記載の操作に従い、2−メチル−6−ナフトエ酸n−オクチルエステルを淡褐色結晶として13.33g得た。
融点:34〜43℃。
【0089】
製造例4 2−メチル−6−ナフトエ酸ベンジルエステルの製造
製造例2において、3−メチル−1−ブタノールの代わりに、ベンジルアルコール6.48gを使用した以外は、製造例2に記載の操作に従い、2−メチル−6−ナフトエ酸ベンジルエステルを淡褐色結晶として12.65g得た。
融点:126〜130℃。
【0090】
製造例5 2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルの製造
2−メチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステル10.24g、N−ブロモコハク酸イミド7.83g、アゾビスイソブチロニトリル0.13gを四塩化炭素200g中で還流下2時間撹拌した後、室温まで放冷した。析出物を濾別した後、濾液を5重量%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、次いで水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、四塩化炭素を減圧下に留去して、得られた残渣をメタノールを用いて再結晶を行い、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルを黄色結晶として10.25g得た。
融点:48〜54℃。
【0091】
製造例6 2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸n−オクチルエステルの製造
製造例5において、2−メチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルの代わりに、2−メチル−6−ナフトエ酸n−オクチルエステル11.92gを使用した以外は、製造例5に記載の操作に従い、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸n−オクチルエステルを淡黄色結晶として10.63g得た。
融点:47〜54℃。
【0092】
製造例6 2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸ベンジルエステルの製造
製造例5において、2−メチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルの代わりに、2−メチル−6−ナフトエ酸ベンジルエステル11.04gを使用した以外は、製造例5に記載の操作に従い、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸ベンジルエステルを淡黄色結晶として8.88g得た。
融点:87〜95℃。
【0093】
製造例7 6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイドの製造
2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステル3.35g、トリフェニルフォスフィン2.26gをトルエン50g中で還流下2時間撹拌した後、室温まで放冷した。析出物を濾取し、トルエンで洗浄を行い、6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイドを淡黄色結晶として4.94g得た。
融点:178〜186℃。
【0094】
製造例8 6−(n−オクチルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイドの製造
製造例7において、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルの代わりに、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸n−オクチルエステル3.77gを使用した以外は、製造例7に記載の操作に従い、6−(n−オクチルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイドを淡黄色結晶として5.11g得た。融点:160〜179℃。
【0095】
製造例9 6−(ベンジルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイドの製造
製造例7において、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルの代わりに、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸ベンジルエステル3.55gを使用した以外は、製造例7に記載の操作に従い、6−(ベンジルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイドを淡黄色結晶4.63gとして得た。融点:207〜219℃。
【0096】
実施例1 例示化合物31の製造
4−n−ヘプチルオキシベンズアルデヒド220mgおよび6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド597mgを塩化メチレン5mgに溶解し、これに10重量%水酸化カリウム水溶液620mgを滴下した。室温にて3時間撹拌を行った後、析出物を濾別し、溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、例示化合物31を淡黄色結晶として342mg得た。
【0097】
実施例2 例示化合物32の製造
実施例1において、4−n−ヘプチルオキシベンズアルデヒドの代わりに、4−n−オクチルオキシベンズアルデヒド234mgを使用した以外は、実施例1に記載の操作に従い、例示化合物32を淡黄色結晶として344mg得た。
【0098】
実施例3 例示化合物33の製造
実施例1において、4−n−ヘプチルオキシベンズアルデヒドの代わりに、4−n−デシルオキシベンズアルデヒド262mgを使用した以外は、実施例1に記載の操作に従い、例示化合物33を淡黄色結晶として375mg得た。
【0099】
実施例4 例示化合物36の製造
実施例1において、4−n−ヘプチルオキシベンズアルデヒドの代わりに、4−n−ウンデシルカルボニルオキシベンズアルデヒド304mgを使用した以外は、実施例1に記載の操作に従い、例示化合物36を淡黄色結晶として379mg得た。
【0100】
実施例5 例示化合物37の製造
実施例1において、4−n−ヘプチルオキシベンズアルデヒドの代わりに、4−n−ドデシルオキシカルボニルベンズアルデヒド318mgを使用した以外は、実施例1に記載の操作に従い、例示化合物37を淡黄色結晶として388mg得た。
【0101】
実施例6 例示化合物63の製造
4−n−デシルオキシベンズアルデヒド262mgおよび6−(n−オクチルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド639mgを塩化メチレン5mgに溶解し、これに10重量%水酸化カリウム水溶液620mgを滴下した。室温にて3時間撹拌を行った後、析出物を濾別し、溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、例示化合物63を淡黄色結晶として412mg得た。
【0102】
実施例7 例示化合物66の製造
実施例6において、4−n−デシルオキシベンズアルデヒドの代わりに、4−n−ウンデシルカルボニルオキシベンズアルデヒド304mgを使用した以外は、実施例7に記載の操作に従い、例示化合物66を淡黄色結晶として438mg得た。
【0103】
実施例8 例示化合物218の製造
4−n−デシルオキシベンズアルデヒド2.62gおよび6−(ベンジルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド6.17gを塩化メチレン40mgに溶解し、これに10重量%水酸化カリウム水溶液7gを滴下した。室温にて3時間撹拌を行った後、析出物を濾別し、溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、例示化合物218を淡黄色結晶として4.26g得た。
融点:127℃。
【0104】
実施例9 例示化合物230の製造
2−〔2−(4−n−デシルオキシフェニル)エテニル〕−6−(ベンジルオキシカルボニル)ナフタレン4.20gをN,N−ジメチルホルムアミド30gに溶解し、ここに5重量%Pd/C(50重量%含水)0.2gを添加し、水素雰囲気下で20時間撹拌を行った。その後、Pd/Cを濾別し、濾液を水500gへ排出した。析出物を濾取し、メタノールを用いてスラッジを行い、例示化合物230を無色結晶として2.77g得た。
【0105】
実施例10 例示化合物271の製造
2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレン229mgをイソプロピルアルコール10gに溶解し、ここに5重量%Pd/C(50重量%含水)20mgを添加し、水素雰囲気下で9時間撹拌を行った。その後、Pd/Cを濾別し、溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、エタノールから2回再結晶し、例示化合物271を無色結晶として161mg得た。
【0106】
実施例11 例示化合物272の製造
実施例10において、2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレンの代わりに、2−〔2−(4−n−オクチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレン236mgを使用した以外は、実施例10に記載の操作に従い、例示化合物272を無色結晶として154mg得た。
【0107】
実施例12 例示化合物273の製造
実施例10において、2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレンの代わりに、2−〔2−(4−n−デシルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレン250mgを使用した以外は、実施例10に記載の操作に従い、例示化合物273を無色結晶として151mg得た。
【0108】
実施例13 例示化合物276の製造
実施例10において、2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレンの代わりに、2−〔2−(4−n−ウンデシルカルボニルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレン271mgを使用した以外は、実施例10に記載の操作に従い、例示化合物276を無色結晶として168mg得た。
【0109】
実施例14 例示化合物277の製造
実施例10において、2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレンの代わりに、2−〔2−(4−n−ドデシルオキシカルボニルフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレン278mgを使用した以外は、実施例10に記載の操作に従い、例示化合物277を無色結晶として181mg得た。融点:43℃。
【0110】
実施例15 例示化合物303の製造
実施例10において、2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレンの代わりに、2−〔2−(4−n−デシルオキシフェニル)エテニル〕−6−(n−オクチルオキシカルボニル)ナフタレン271mgを使用した以外は、実施例10に記載の操作に従い、例示化合物303を無色結晶として163mg得た。
【0111】
実施例16 例示化合物306の製造
実施例10において、2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレンの代わりに、2−〔2−(4−n−ウンデシルカルボニルオキシフェニル)エテニル〕−6−(n−オクチルオキシカルボニル)ナフタレン292mgを使用した以外は、実施例10に記載の操作に従い、例示化合物306を無色結晶として193mg得た。
【0112】
実施例17 例示化合物310の製造
2−〔2−(4−n−デシルオキシフェニル)エチル〕−6−ナフトエ酸432mg、2−メチルプロパノール74mg、およびトリフェニルフォスフィン262mgをテトラヒドロフラン10gに溶解し、この溶液に氷冷下、ジエチルアゾジカルボン酸174mgを添加し、室温で7時間撹拌した。その後、溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、エタノールより2回再結晶し、例示化合物310を無色結晶として319mg得た。
【0113】
実施例18 例示化合物311の製造
実施例17において、2−メチルプロパノールの代わりに、2−エチルブタノール102mgを使用した以外は、実施例17に記載の操作に従い、例示化合物311を無色結晶として305mg得た。
【0114】
実施例19 例示化合物313の製造
実施例17において、2−メチルプロパノールの代わりに、n−ペンチルアルコール88mgを使用した以外は、実施例17に記載の操作に従い、例示化合物313を無色結晶として337mg得た。
【0115】
実施例20 例示化合物317の製造
実施例17において、2−メチルプロパノールの代わりに、S−(+)−6−メチル−1−オクタノール144mgを使用した以外は、実施例17に記載の操作に従い、例示化合物317を無色結晶として279mg得た。
【0116】
実施例21 例示化合物330の製造
実施例17において、2−メチルプロパノールの代わりに、2−n−ブトキシエタノール118mgを使用した以外は、実施例17に記載の操作に従い、例示化合物330を無色結晶として254mg得た。融点:56℃。
【0117】
実施例21 例示化合物354の製造
実施例17において、2−メチルプロパノールの代わりに、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エタノール364mgを使用した以外は、実施例17に記載の操作に従い、例示化合物354を無色結晶として513mg得た。
【0118】
実施例22
(液晶組成物の調製)
下記の化合物群(化43)を、以下に示した割合で混合して用い、100℃で加熱溶解し、液晶組成物(強誘電性液晶組成物)を調製した。
【0119】
【化43】
(液晶素子の作製)
二枚の0.7mm厚のガラス板に透明電極、ポリイミド製の絶縁性配向制御層を設け、平均粒径2μmのアルミナビーズを一方のガラス板に散布した後、シール剤を用いてガラス板を貼り合わせ、(図1)に示すセルを作製した。このセルに上記で調製した液晶組成物を等方相に加熱した後、セルに注入し、1℃/分の割合で強誘電性液晶相まで徐冷することにより、液晶素子を作製した。この液晶素子をクロスニコル状態に配置した二枚の偏光板に挟持し、電圧を印加したところ、明瞭なスイッチング現象が観察された。
【0120】
【発明の効果】
本発明により、液晶組成物、特に強誘電性液晶組成物の構成成分として有用な化合物を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】カイラルスメクティック相を示す液晶を用いた液晶素子の一例の断面図
【符号の説明】
1:カイラルスメクティック相を有する液晶層
2:基板
3:透明電極
4:絶縁性配向制御層
5:スペーサー
6:リード線
7:電源
8:偏光板
9:光源
IO :入射光
I:透過光
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナフタレン化合物に関する。さらに詳しくは、液晶表示素子等に用いる液晶組成物の成分として有用な新規なナフタレン化合物、該化合物を含有してなる液晶組成物、および該組成物を使用した液晶素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、液晶表示素子は、低電圧動作、低消費電力性、薄型表示が可能なこと、さらには、受光性の表示素子であるため目が疲れないこと等の優れた特徴を生かし、各種表示素子として広く利用されてきた。
中でも、ネマティック液晶を用いたTN(Twisted Nematic) 型液晶表示素子、および、ねじれ角を180〜270°にしたSTN(Super Twisted Nematic) 型液晶表示素子は広く利用されている。これら表示素子は、ネマティック液晶を用いたネマティック液晶表示素子であるが、これらのネマティック液晶表示素子は、応答時間が長く、数十msecのオーダーの応答時間しか得られない等という欠点がある。
最近の産業技術の進展に伴い、液晶表示素子にも高速応答性が強く要求され、このような要求に対して、液晶材料の改良による種々の試みがなされている。
例えば、強誘電性液晶の光スイッチング現象を利用した表示デバイスが提案され〔 Appl. Phys. Lett., 36, 899 (1980)〕、液晶テレビ等のディスプレイ用のみならず、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ライトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素子の素材への応用が期待されている。
【0003】
強誘電性液晶は、液晶相としてはチルト系のカイラルスメクティック相に属するものであり、その中でも実用的に望ましいものは、粘度の低いカイラルスメクティックC相と呼ばれるものである。カイラルスメクティックC相を示す液晶化合物は、これまでにも種々検討されており、既に数多くの化合物が探索、製造されているが、強誘電性液晶素子として用いるための条件としては、
・室温を含む広い温度範囲でカイラルスメクティックC相を示すこと、
・良好な配向性を得るために、カイラルスメクティックC相の高温側に適当な相系列を有し、かつその螺旋ピッチが大きいこと、
・適当なチルト角を有すること、
・粘性が小さいこと、
・自発分極がある程度大きいこと、等が挙げられるが、これらの条件を単独で満足するものは知られていない。このため、実際には、いくつかの液晶化合物または非液晶化合物を混合して得られる強誘電性液晶組成物を使用する必要がある。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なく、例えば、特開昭61−195187号公報には、非カイラルなスメクティックC、F、G、H、I等の相を呈する化合物または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一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、非カイラルなスメクティックC相等の相を呈する化合物または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一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する報告も見受けられる〔Mol.Cryst.Liq.Cryst., 89,327(1982)〕。
【0004】
これらのことを総合すると、強誘電性液晶相を呈するか否かに係わらず、光学活性である化合物の一種または複数と、非カイラルなスメクティックC相等の相を呈する化合物を混合することにより、強誘電性液晶組成物を構成できることが判る。
このように、液晶組成物の構成成分としては、種々の化合物を使用することが可能であるが、実用的には室温を含む広い温度範囲でスメクティックC相またはカイラルスメクティックC相を呈する液晶化合物もしくは混合物が望ましい。これらのスメクティックC液晶混合物の成分としては、フェニルベンゾエート系液晶化合物、ビフェニル系液晶化合物、フェニルピリミジン系液晶化合物およびトラン系液晶化合物等が知られている。しかし、これらの化合物を構成成分とする液晶組成物も、まだ十分な特性を有しているとは言い難い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、強誘電性液晶素子の実用化のために、強誘電性液晶組成物に配合した際に、高速応答性、配向性、高いコントラスト比等の諸特性を改善するのに適した液晶化合物、または、液晶組成物の構成成分として有用な化合物、および該化合物を含有して成る液晶組成物、該組成物を使用した液晶素子を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、新規な化合物を見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、一般式(1)(化2)で表されるナフタレン化合物に関するものである。さらには、一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含有する液晶組成物、および該液晶組成物を使用した液晶素子に関するものである。
【0007】
【化2】
(式中、R1 はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数2〜20のアルケニル基を表し、R2 はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数7〜16のアラルキル基、あるいは水素原子を表し、Yは単結合、−O−、−COO−または−OCO−を表し、Zは−CH=CH−または−CH2 CH2 −を表し、X1 およびX2 は水素原子またはハロゲン原子を表し、mは0または1を表す)
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して、詳細に説明する。
本発明の一般式(1)で表されるナフタレン化合物は新規な化合物である。
一般式(1)において、R1 はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数2〜20のアルケニル基を表し、好ましくは、フッ素原子、塩素原子または臭素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、フッ素原子、塩素原子または臭素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、あるいは炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルケニル基であり、より好ましくは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、あるいは炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基である。R1 は不斉炭素を有していてもよく、該不斉炭素は光学活性でもよい。
【0009】
R1 の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基の直鎖のアルキル基、
1−メチルエチル基、1,1−ジメチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、2,3−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、3−メチルヘキシル基、4−メチルヘキシル基、2,3−ジメチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、3−エチルペンチル基、2,3,3−トリメチルブチル基、1−メチルヘプチル基、2−メチルヘプチル基、6−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基、3−エチルヘキシル基、4−エチルヘキシル基、2,5−ジメチルヘキシル基、1−メチルオクチル基、2−メチルオクチル基、4−メチルオクチル基、6−メチルオクチル基、3,5,5,−トリメチルヘキシル基、1−メチルノニル基、2−メチルノニル基、3,7−ジメチルオクチル基、2,3,3,4−テトラメチルペンチル基、1−メチルデシル基、2−メチルデシル基、5−メチルデシル基、4−メチルドデシル基等の分岐鎖のアルキル基、
【0010】
フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、2−フルオロエチル基、1,2−ジフルオロエチル基、2−フルオロプロピル基、3−フルオロプロピル基、1,3−ジフルオロプロピル基、2,3−ジフルオロプロピル基、2−フルオロブチル基、3−フルオロブチル基、4−フルオロブチル基、3−フルオロ−2−メチルプロピル基、2,3−ジフルオロブチル基、2,4−ジフルオロブチル基、3,4−ジフルオロブチル基、2−フルオロペンチル基、3−フルオロペンチル基、5−フルオロペンチル基、2,4−ジフルオロペンチル基、2,5−ジフルオロペンチル基、2−フルオロ−3−メチルブチル基、2−フルオロヘキシル基、3−フルオロヘキシル基、4−フルオロヘキシル基、5−フルオロヘキシル基、6−フルオロヘキシル基、2−フルオロ−3,3−ジメチルブチル基、2−フルオロ−3−モノフルオロメチル−4−メチルペンチル基、2−フルオロヘプチル基、4−フルオロヘプチル基、5−フルオロヘプチル基、2−フルオロオクチル基、3−フルオロオクチル基、6−フルオロオクチル基、
4−フルオロノニル基、7−フルオロノニル基、3−フルオロデシル基、6−フルオロデシル基、4−フルオロドデシル基、8−フルオロドデシル基、5−フルオロテトラデシル基、9−フルオロテトラデシル基、2−クロロエチル基、3−クロロプロピル基、2−クロロブチル基、4−クロロブチル基、2−クロロペンチル基、5−クロロペンチル基、5−クロロヘキシル基、4−クロロヘプチル基、6−クロロオクチル基、7−クロロノニル基、3−クロロデシル基、8−クロロドデシル基、
【0011】
トリフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロ−n−プロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロ−n−ブチル基、パーフルオロイソブチル基、パーフルオロ−n−ペンチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロ−n−ヘキシル基、パーフルオロ−n−ヘプチル基、パーフルオロ−n−オクチル基、パーフルオロ−n−ノニル基、パーフルオロ−n−デシル基、パーフルオロ−n−ウンデシル基、パーフルオロ−n−ドデシル基、パーフルオロ−n−テトラデシル基、
1−ヒドロパーフルオロエチル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−プロピル基、1−ヒドロパーフルオロイソプロピル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ブチル基、1−ヒドロパーフルオロイソブチル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ペンチル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ヘキシル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ヘプチル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−オクチル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ノニル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−デシル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ウンデシル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−ドデシル基、1−ヒドロパーフルオロ−n−テトラデシル基、
1,1−ジヒドロパーフルオロエチル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−プロピル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ブチル基、1,1−ジヒドロパーフルオロイソブチル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ペンチル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ヘキシル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ヘプチル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−オクチル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ノニル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−デシル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ウンデシル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ドデシル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−テトラデシル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ペンタデシル基、1,1−ジヒドロパーフルオロ−n−ヘキサデシル基、
【0012】
1,1,2−トリヒドロパーフルオロエチル基、1,1,3−トリヒドロパーフルオロ−n−プロピル基、1,1,3−トリヒドロパーフルオロ−n−ブチル基、1,1,4−トリヒドロパーフルオロ−n−ブチル基、1,1,4−トリヒドロパーフルオロ−n−ペンチル基、1,1,5−トリヒドロパーフルオロ−n−ペンチル基、1,1,3−トリヒドロパーフルオロ−n−ヘキシル基、1,1,6−トリヒドロパーフルオロ−n−ヘキシル基、1,1,5−トリヒドロパーフルオロ−n−ヘプチル基、1,1,7−トリヒドロパーフルオロ−n−ヘプチル基、1,1,8−トリヒドロパーフルオロ−n−オクチル基、1,1,9−トリヒドロパーフルオロ−n−ノニル基、1,1,11−トリヒドロパーフルオロ−n−ウンデシル基、
2−(パーフルオロエチル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−プロピル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−ブチル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−ペンチル)エチル基、2−(パーフルオロ−3−メチルブチル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−ヘプチル)エチル基、2−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−オクチル)エチル基、2−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−デシル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−ノニル)エチル基、2−(パーフルオロ−9−メチルデシル)エチル基、2−(パーフルオロ−n−ドデシル)エチル基、
【0013】
1−トリフルオロメチルプロピル基、2−トリフルオロメチルプロピル基、2,2−ビス(トリフルオロメチル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−プロピル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−ブチル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−ヘキシル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−ヘプチル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−オクチル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−デシル)プロピル基、3−(パーフルオロ−n−ドデシル)プロピル基、1−トリフルオロメチルブチル基、2−トリフルオロメチルブチル基、3−トリフルオロメチルブチル基、4−(パーフルオロエチル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−プロピル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−ブチル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−ペンチル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−ヘキシル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−ヘプチル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−オクチル)ブチル基、4−(パーフルオロ−n−デシル)ブチル基、
1−トリフルオロメチルペンチル基、2−トリフルオロメチルペンチル基、3−トリフルオロメチルペンチル基、4−トリフルオロメチルペンチル基、5−(パーフルオロ−n−プロピル)ペンチル基、5−(パーフルオロ−n−ブチル)ペンチル基、5−(パーフルオロ−n−ペンチル)ペンチル基、5−(パーフルオロ−n−ヘキシル)ペンチル基、5−(パーフルオロ−n−ヘプチル)ペンチル基、5−(パーフルオロ−n−オクチル)ペンチル基、
6−(パーフルオロエチル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−n−プロピル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−1−メチルエチル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−n−ブチル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−n−ヘキシル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−n−ヘプチル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−n−オクチル)ヘキシル基、6−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)ヘキシル基、
7−(パーフルオロエチル)ヘプチル基、7−(パーフルオロ−n−プロピル)ヘプチル基、7−(パーフルオロ−n−ブチル)ヘプチル基、7−(パーフルオロ−n−ペンチル)ヘプチル基等のハロゲン原子で置換されたアルキル基、
【0014】
メトキシメチル基、2−メトキシエチル基、3−メトキシプロピル基、4−メトキシブチル基、5−メトキシペンチル基、6−メトキシヘキシル基、7−メトキシヘプチル基、8−メトキシオクチル基、9−メトキシノニル基、10−メトキシデシル基、エトキシメチル基、2−エトキシエチル基、3−エトキシプロピル基、4−エトキシブチル基、5−エトキシペンチル基、6−エトキシヘキシル基、7−エトキシヘプチル基、8−エトキシオクチル基、9−エトキシノニル基、10−エトキシデシル基、n−プロポキシメチル基、2−n−プロポキシエチル基、3−n−プロポキシプロピル基、4−n−プロポキシブチル基、5−n−プロポキシペンチル基、6−n−プロポキシヘキシル基、7−n−プロポキシヘプチル基、8−n−プロポキシオクチル基、9−n−プロポキシノニル基、10−n−プロポキシデシル基、n−ブトキシメチル基、2−n−ブトキシエチル基、3−n−ブトキシプロピル基、4−n−ブトキシブチル基、5−n−ブトキシペンチル基、6−n−ブトキシヘキシル基、7−n−ブトキシヘプチル基、8−n−ブトキシオクチル基、9−n−ブトキシノニル基、10−n−ブトキシデシル基、n−ペンチルオキシメチル基、2−n−ペンチルオキシエチル基、3−n−ペンチルオキシプロピル基、4−n−ペンチルオキシブチル基、5−n−ペンチルオキシペンチル基、6−n−ペンチルオキシヘキシル基、7−n−ペンチルオキシヘプチル基、8−n−ペンチルオキシオクチル基、9−n−ペンチルオキシノニル基、10−n−ペンチルオキシデシル基、n−ヘキシルオキシメチル基、2−n−ヘキシルオキシエチル基、3−n−ヘキシルオキシプロピル基、4−n−ヘキシルオキシブチル基、5−n−ヘキシルオキシペンチル基、6−n−ヘキシルオキシヘキシル基、7−n−ヘキシルオキシヘプチル基、8−n−ヘキシルオキシオクチル基、9−n−ヘキシルオキシノニル基、10−n−ヘキシルオキシデシル基、n−ヘプチルオキシメチル基、2−n−ヘプチルオキシエチル基、3−n−ヘプチルオキシプロピル基、4−n−ヘプチルオキシブチル基、5−n−ヘプチルオキシペンチル基、6−n−ヘプチルオキシヘキシル基、7−n−ヘプチルオキシヘプチル基、8−n−ヘプチルオキシオクチル基、9−n−ヘプチルオキシノニル基、10−n−ヘプチルオキシデシル基、
【0015】
n−オクチルオキシメチル基、2−n−オクチルオキシエチル基、3−n−オクチルオキシプロピル基、4−n−オクチルオキシブチル基、5−n−オクチルオキシペンチル基、6−n−オクチルオキシヘキシル基、7−n−オクチルオキシヘプチル基、8−n−オクチルオキシオクチル基、9−n−オクチルオキシノニル基、10−n−オクチルオキシデシル基、n−ノニルオキシメチル基、2−n−ノニルオキシエチル基、3−n−ノニルオキシプロピル基、4−n−ノニルオキシブチル基、5−n−ノニルオキシペンチル基、6−n−ノニルオキシヘキシル基、7−n−ノニルオキシヘプチル基、8−n−ノニルオキシオクチル基、9−n−ノニルオキシノニル基、10−n−ノニルオキシデシル基、n−デシルオキシメチル基、2−n−デシルオキシエチル基、3−n−デシルオキシプロピル基、4−n−デシルオキシブチル基、5−n−デシルオキシペンチル基、6−n−デシルオキシヘキシル基、7−n−デシルオキシヘプチル基、8−n−デシルオキシオクチル基、9−n−デシルオキシノニル基、2−n−ウンデシルオキシエチル基、4−n−ウンデシルオキシブチル基、6−n−ウンデシルオキシヘキシル基、8−n−ウンデシルオキシオクチル基、2−n−ドデシルオキシエチル基、4−n−ドデシルオキシブチル基、6−n−ドデシルオキシヘキシル基、
【0016】
1−メチル−2−メトキシエチル基、1−メチル−2−エトキシエチル基、1−メチル−2−n−プロピルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ブチルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ペンチルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ヘキシルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ヘプチルオキシエチル基、1−メチル−2−n−オクチルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ノニルオキシエチル基、1−メチル−2−n−デシルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ウンデシルオキシエチル基、1−メチル−2−n−ドデシルオキシエチル基、2−メトキシプロピル基、2−エトキシプロピル基、2−n−プロピルオキシプロピル基、2−n−ブチルオキシプロピル基、2−n−ペンチルオキシプロピル基、2−n−ヘキシルオキシプロピル基、2−n−ヘプチルオキシプロピル基、2−n−オクチルオキシプロピル基、2−n−ノニルオキシプロピル基、2−n−デシルオキシプロピル基、2−ウンデシルオキシプロピル基、2−ドデシルオキシプロピル基、1−メチル−3−メトキシプロピル基、1−メチル−3−エトキシプロピル基、1−メチル−3−n−プロピルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ブチルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ペンチルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ヘキシルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ヘプチルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−オクチルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ノニルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−デシルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ウンデシルオキシプロピル基、1−メチル−3−n−ドデシルオキシプロピル基、3−メトキシブチル基、3−エトキシブチル基、3−n−プロピルオキシブチル基、3−n−ブチルオキシブチル基、3−n−ペンチルオキシブチル基、3−n−ヘキシルオキシブチル基、3−n−ヘプチルオキシブチル基、3−n−オクチルオキシブチル基、3−n−ノニルオキシブチル基、3−n−デシルオキシブチル基、3−n−ウンデシルオキシブチル基、3−n−ドデシルオキシブチル基、
【0017】
イソプロポキシメチル基、2−イソプロポキシエチル基、3−イソプロポキシプロピル基、4−イソプロポキシブチル基、5−イソプロポキシペンチル基、6−イソプロポキシヘキシル基、7−イソプロポキシヘプチル基、8−イソプロポキシオクチル基、9−イソプロポキシノニル基、10−イソプロポキシデシル基、イソブチルオキシメチル基、2−イソブチルオキシエチル基、3−イソブチルオキシプロピル基、4−イソブチルオキシブチル基、5−イソブチルオキシペンチル基、6−イソブチルオキシヘキシル基、7−イソブチルオキシヘプチル基、8−イソブチルオキシオクチル基、9−イソブチルオキシノニル基、10−イソブチルオキシデシル基、tert- ブチルオキシメチル基、2−tert- ブチルオキシエチル基、3−tert- ブチルオキシプロピル基、4−tert- ブチルオキシブチル基、5−tert- ブチルオキシペンチル基、6−tert- ブチルオキシヘキシル基、7−tert- ブチルオキシヘプチル基、8−tert- ブチルオキシオクチル基、9−tert- ブチルオキシノニル基、10−tert- ブチルオキシデシル基、
2−エチルブチルオキシメチル基、2−(2’−エチルブチルオキシ)エチル基、3−(2’−エチルブチルオキシ)プロピル基、4−(2’−エチルブチルオキシ)ブチル基、5−(2’−エチルブチルオキシ)ペンチル基、6−(2’−エチルブチルオキシ)ヘキシル基、7−(2’−エチルブチルオキシ)ヘプチル基、8−(2’−エチルブチルオキシ)オクチル基、9−(2’−エチルブチルオキシ)ノニル基、10−(2’−エチルブチルオキシ)デシル基、
【0018】
3−エチルペンチルオキシメチル基、2−(3’−エチルペンチルオキシ)エチル基、3−(3’−エチルペンチルオキシ)プロピル基、4−(3’−エチルペンチルオキシ)ブチル基、5−(3’−エチルペンチルオキシ)ペンチル基、6−(3’−エチルペンチルオキシ)ヘキシル基、7−(3’−エチルペンチルオキシ)ヘプチル基、8−(3’−エチルペンチルオキシ)オクチル基、9−(3’−エチルペンチルオキシ)ノニル基、10−(3’−エチルペンチルオキシ)デシル基、4−(1’−メチルヘプチルオキシ)ブチル基、6−(1’−メチルヘプチルオキシ)ヘキシル基、
2−(2’−メトキシエトキシ)エチル基、2−(2’−エトキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−プロピルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−イソプロピルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−ブチルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−イソブチルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−tert−ブチルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−ペンチルオキシエトキシ)エチル基、2−〔2’−(2”−エチルブチルオキシ)エトキシ〕エチル基、2−(2’−n−ヘキシルオキシエトキシ)エチル基、2−〔2’−(3”−エチルペンチルオキシ)エトキシ〕エチル基、2−(2’−n−ヘプチルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−オクチルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−ノニルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−デシルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−ウンデシルオキシエトキシ)エチル基、2−(2’−n−ドデシルオキシエトキシ)エチル基、
【0019】
2−〔2’−(2”−メトキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−エトキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−プロピルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−イソプロピルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−ブチルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−イソブチルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−tert−ブチルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−{2’−〔2”−(2'''−エチルブチルオキシ)エトキシ〕エトキシ}エチル基、2−〔2’−(2”−n−ペンチルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−{2’−〔2”−(3'''−エチルペンチルオキシ)エトキシ〕エトキシ}エチル基、2−〔2’−(2”−n−ヘプチルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−オクチルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−ノニルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−デシルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、2−〔2’−(2”−n−ウンデシルオキシエトキシ)エトキシ〕エチル基、
2−{2’−〔2”−(2'''−メトキシエトキシ)エトキシ〕エトキシ}エチル基、2−{2’−{2”−〔2'''−(2−メトキシエトキシ)エトキシ〕エトキシ}エトキシ}エチル基、2−{2’−{2”−{2'''−〔2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ〕エトキシ}エトキシ}エトキシ}エチル基、
【0020】
2−エトキシエトキシメチル基、2−n−ブチルオキシエトキシメチル基、2−n−ヘキシルオキシエトキシメチル基、3−エトキシプロピルオキシメチル基、3−n−プロピルオキシプロピルオキシメチル基、3−n−ペンチルオキシプロピルオキシメチル基、3−n−ヘキシルオキシプロピルオキシメチル基、
4−メトキシブチルオキシメチル基、4−エトキシブチルオキシメチル基、4−n−ブチルオキシブチルオキシメチル基、2−(3’−メトキシプロピルオキシ)エチル基、2−(3’−エトキシプロピルオキシ)エチル基、2−(4’−メトキシブチルオキシ)エチル基、2−(4’−エトキシブチルオキシ)エチル基、2−〔4’−(2”−エチルブチルオキシ)ブチルオキシ〕エチル基、2−〔4’−(3”−エチルペンチルオキシ)ブチルオキシ〕エチル基、
3−(2’−メトキシエトキシ)プロピル基、3−(2’−エトキシエトキシ)プロピル基、3−(2’−n−ペンチルオキシエトキシ)プロピル基、3−(2’−n−ヘキシルオキシエトキシ)プロピル基、3−(3’−エトキシプロピルオキシ)プロピル基、3−(3’−n−プロピルオキシプロピルオキシ)プロピル基、3−(3’−n−ブチルオキシプロピルオキシ)プロピル基、3−(4’−エトキシブチルオキシ)プロピル基、3−(5’−エトキシペンチルオキシ)プロピル基、4−(2’−メトキシエトキシ)ブチル基、4−(2’−エトキシエトキシ)ブチル基、4−(2’−イソプロピルオキシエトキシ)ブチル基、4−(2’−イソブチルオキシエトキシ)ブチル基、4−(2’−n−ブチルオキシエトキシ)ブチル基、4−(2’−n−ヘキシルオキシエトキシ)ブチル基、4−(3’−n−プロピルオキシプロピルオキシ)ブチル基、4−〔2’−(2”−メトキシエトキシ)エトキシ〕ブチル基、4−〔2’−(2”−n−ブチルオキシエトキシ)エトキシ〕ブチル基、4−〔2’−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)エトキシ〕ブチル基、
【0021】
2−エチルヘキシルオキシメチル基、3,5,5−トリメチルヘキシルオキシメチル基、3,7−ジメチルオクチルオキシメチル基、2−(2’−エチルヘキシルオキシ)エチル基、2−(3’,5’,5’−トリメチルヘキシルオキシ)エチル基、2−(3’,7’−ジメチルオクチルオキシ)エチル基、3−(2’−エチルヘキシルオキシ)プロピル基、3−(3’,5’,5’−トリメチルヘキシルオキシ)プロピル基、3−(3’,7’−ジメチルオクチルオキシ)プロピル基、4−(2’−エチルヘキシルオキシ)ブチル基、4−(3’,5’,5’−トリメチルヘキシルオキシ)ブチル基、4−(3’,7’−ジメチルオクチルオキシ)ブチル基、5−(2’−エチルヘキシルオキシ)ペンチル基、5−(3’,5’,5’−トリメチルヘキシルオキシ)ペンチル基、5−(3’,7’−ジメチルオクチルオキシ)ペンチル基、6−(2’−エチルヘキシルオキシ)ヘキシル基、6−(3’,5’,5’−トリメチルヘキシルオキシ)ヘキシル基、6−(3’,7’−ジメチルオクチルオキシ)ヘキシル基等のアルコキシアルキル基、
【0022】
2−(2’−トリフルオロメチルプロピルオキシ)エチル基、4−(2’−トリフルオロメチルプロピルオキシ)ブチル基、6−(2’−トリフルオロメチルプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−トリフルオロメチルプロピルオキシ)オクチル基、2−(2’−トリフルオロメチルブチルオキシ)エチル基、4−(2’−トリフルオロメチルブチルオキシ)ブチル基、6−(2’−トリフルオロメチルブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−トリフルオロメチルブチルオキシ)オクチル基、2−(2’−トリフルオロメチルヘプチルオキシ)エチル基、4−(2’−トリフルオロメチルヘプチルオキシ)ブチル基、6−(2’−トリフルオロメチルヘプチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−トリフルオロメチルヘプチルオキシ)オクチル基、2−(2’−フルオロエチルオキシ)エチル基、4−(2’−フルオロエチルオキシ)ブチル基、6−(2’−フルオロエチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−フルオロエチルオキシ)オクチル基、2−(2’−フルオロプロピルオキシ)エチル基、4−(2’−フルオロプロピルオキシ)ブチル基、6−(2’−フルオロプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−フルオロプロピルオキシ)オクチル基、2−(3’−フルオロプロピルオキシ)エチル基、4−(3’−フルオロプロピルオキシ)ブチル基、6−(3’−フルオロプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−フルオロプロピルオキシ)オクチル基、2−(3’−フルオロ−2’−メチルプロピルオキシ)エチル基、4−(3’−フルオロ−2’−メチルプロピルオキシ)ブチル基、6−(3’−フルオロ−2’−メチルプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−フルオロ−2’−メチルプロピルオキシ)オクチル基、
【0023】
2−(2’,3’−ジフルオロプロピルオキシ)エチル基、4−(2’,3’−ジフルオロプロピルオキシ)ブチル基、6−(2’,3’−ジフルオロプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’,3’−ジフルオロプロピルオキシ)オクチル基、2−(2’−フルオロブチルオキシ)エチル基、4−(2’−フルオロブチルオキシ)ブチル基、6−(2’−フルオロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−フルオロブチルオキシ)オクチル基、2−(3’−フルオロブチルオキシ)エチル基、4−(3’−フルオロブチルオキシ)ブチル基、6−(3’−フルオロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−フルオロブチルオキシ)オクチル基、2−(4’−フルオロブチルオキシ)エチル基、4−(4’−フルオロブチルオキシ)ブチル基、6−(4’−フルオロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(4’−フルオロブチルオキシ)オクチル基、2−(2’,3’−ジフルオロブチルオキシ)エチル基、4−(2’,3’−ジフルオロブチルオキシ)ブチル基、6−(2’,3’−ジフルオロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’,3’−ジフルオロブチルオキシ)オクチル基、2−(2’−トリクロロメチルプロピルオキシ)エチル基、4−(2’−トリクロロメチルプロピルオキシ)ブチル基、6−(2’−トリクロロメチルプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−トリクロロメチルプロピルオキシ)オクチル基、2−(2’−トリクロロメチルブチルオキシ)エチル基、4−(2’−トリクロロメチルブチルオキシ)ブチル基、6−(2’−トリクロロメチルブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−トリクロロメチルブチルオキシ)オクチル基、2−(2’−トリクロロメチルヘプチルオキシ)エチル基、4−(2’−トリクロロメチルヘプチルオキシ)ブチル基、6−(2’−トリクロロメチルヘプチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−トリクロロメチルヘプチルオキシ)オクチル基、
【0024】
2−(2’−クロロエチルオキシ)エチル基、4−(2’−クロロエチルオキシ)ブチル基、6−(2’−クロロエチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−クロロエチルオキシ)オクチル基、2−(2’−クロロプロピルオキシ)エチル基、4−(2’−クロロプロピルオキシ)ブチル基、6−(2’−クロロプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−クロロプロピルオキシ)オクチル基、2−(3’−クロロプロピルオキシ)エチル基、4−(3’−クロロプロピルオキシ)ブチル基、6−(3’−クロロプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−クロロプロピルオキシ)オクチル基、2−(3’−クロロ−2’−メチルプロピルオキシ)エチル基、4−(3’−クロロ−2’−メチルプロピルオキシ)ブチル基、6−(3’−クロロ−2’−メチルプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−クロロ−2’−メチルプロピルオキシ)オクチル基、2−(2’,3’−ジクロロプロピルオキシ)エチル基、4−(2’,3’−ジクロロプロピルオキシ)ブチル基、6−(2’,3’−ジクロロプロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’,3’−ジクロロプロピルオキシ)オクチル基、2−(2’−クロロブチルオキシ)エチル基、4−(2’−クロロブチルオキシ)ブチル基、6−(2’−クロロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−クロロブチルオキシ)オクチル基、2−(3’−クロロブチルオキシ)エチル基、4−(3’−クロロブチルオキシ)ブチル基、6−(3’−クロロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−クロロブチルオキシ)オクチル基、2−(4’−クロロブチルオキシ)エチル基、4−(4’−クロロブチルオキシ)ブチル基、6−(4’−クロロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(4’−クロロブチルオキシ)オクチル基、2−(2’,3’−ジクロロブチルオキシ)エチル基、4−(2’,3’−ジクロロブチルオキシ)ブチル基、6−(2’,3’−ジクロロブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’,3’−ジクロロブチルオキシ)オクチル基等のハロゲン原子で置換されたアルコキシアルキル基、
【0025】
ビニル基、2−プロペニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4−ペンテニル基、2−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、4−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、2−ヘプテニル基、3−ヘプテニル基、4−ヘプテニル基、5−ヘプテニル基、6−ヘプテニル基、2−オクテニル基、3−オクテニル基、4−オクテニル基、5−オクテニル基、6−オクテニル基、7−オクテニル基、2−ノネニル基、3−ノネニル基、4−ノネニル基、5−ノネニル基、6−ノネニル基、7−ノネニル基、8−ノネニル基、2−デセニル基、3−デセニル基、4−デセニル基、5−デセニル基、6−デセニル基、7−デセニル基、8−デセニル基、9−デセニル基、2−ウンデセニル基、3−ウンデセニル基、10−ウンデセニル基、2−ドデセニル基、3−ドデセニル基、11−ドデセニル基等のアルケニル基を挙げることができる。
【0026】
一般式(1)において、R2 はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数199〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数7〜16のアラルキル基、あるいは水素原子を表し、好ましくは、フッ素原子、塩素原子または臭素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、フッ素原子、塩素原子または臭素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルケニル基、炭素数7〜10のアラルキル基、あるいは水素原子であり、より好ましくは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数4〜20の直鎖または分岐鎖のアルコキシアルキル基、炭素数7〜10のアラルキル基、あるいは水素原子である。R2 は不斉炭素を有していてもよく、該不斉炭素は光学活性でもよい。
【0027】
R2 の具体例としては、R1 で表される前記の各種置換基、、および以下に挙げるアラルキル基または水素原子を挙げることができる。
前記したR1 で表される各種置換基以外のR2 の具体例としては、ベンジル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、1−フェニルプロピル基、2−フェニルプロピル基、3−フェニルプロピル基、1−フェニルブチル基、2−フェニルブチル基、3−フェニルブチル基、4−フェニルブチル基、5−フェニルペンチル基、6−フェニルヘキシル基、2−メチルベンジル基、3−メチルベンジル基、4−メチルベンジル基、2−(2−メチルフェニル)エチル基、2−(3−メチルフェニル)エチル基、2−(4−メチルフェニル)エチル基等のアラルキル基、および水素原子を挙げることができる。
【0028】
一般式(1)において、X1 およびX2 は水素原子またはハロゲン原子を表し、好ましくは、水素原子、フッ素原子、塩素原子または臭素原子であり、より好ましくは、水素原子、フッ素原子または塩素原子であり、さらに好ましくは、水素原子またはフッ素原子である。
【0029】
X1 の置換位置は、−Y−に対して、オルト位またはメタ位であり、好ましくは、オルト位である。
また、X2 の置換位置は、−Z−基に対して、オルト位またはメタ位である。
【0030】
一般式(1)において、Yは単結合、−O−、−COO−または−OCO−を表し、好ましくは、−O−、−OCO−または−COO−である。
一般式(1)において、Zは−CH=CH−または−CH2 CH2 −を表す。
一般式(1)において、mは0または1を表す。
一般式(1)で表されるナフタレン化合物の具体例としては、例えば、以下に示す構造の化合物(化3〜40)を挙げることができる。
【0031】
【化3】
【0032】
【化4】
【0033】
【化5】
【0034】
【化6】
【0035】
【化7】
【0036】
【化8】
【0037】
【化9】
【0038】
【化10】
【0039】
【化11】
【0040】
【化12】
【0041】
【化13】
【0042】
【化14】
【0043】
【化15】
【0044】
【化16】
【0045】
【化17】
【0046】
【化18】
【0047】
【化19】
【0048】
【化20】
【0049】
【化21】
【0050】
【化22】
【0051】
【化23】
【0052】
【化24】
【0053】
【化25】
【0054】
【化26】
【0055】
【化27】
【0056】
【化28】
【0057】
【化29】
【0058】
【化30】
【0059】
【化31】
【0060】
【化32】
【0061】
【化33】
【0062】
【化34】
【0063】
【化35】
【0064】
【化36】
【0065】
【化37】
【0066】
【化38】
【0067】
【化39】
【0068】
【化40】
【0069】
一般式(1)で表される化合物は、代表的には、以下の方法により製造することができる。
例えば、一般式(2)(化41)で表される化合物と、例えば、N−ブロモコハク酸イミド(NBS)等のブロモ化剤とを、例えば、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)またはベンゾイルパーオキサイド等の反応開始剤の存在下に反応させて一般式(3)(化41)で表される化合物を得る。この一般式(3)で表される化合物とトリフェニルフォスフィンとを反応させることにより一般式(4)(化41)で表される化合物を得ることができる。次いで、一般式(4)で表される化合物と一般式(5)(化41)で表される化合物とを、塩基(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、t−ブトキシカリウム)の存在下に反応させることにより一般式(1−A−1)(化41)で表される化合物を製造することができる。次いで、一般式(1−A−1)で表される化合物を、例えば、パラジウムカーボン等の触媒の存在下、還元を行うことにより一般式(1−B−1)(化41)で表される化合物を製造することができる。
【0070】
【化41】
(上式中、R1 、R2 、Y、X1 、X2 、mは前記と同じ意味を表す)
【0071】
また、一般式(5)で表される化合物と一般式(6)(化42)で表される化合物とを、塩基(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、t−ブトキシカリウム)の存在下に反応させることにより一般式(1−A−2)(化42)で表される化合物を製造することができる。次いで、一般式(1−A−2)で表される化合物を、例えば、パラジウムカーボン等の触媒の存在下、水素添加および水素化分解を行うことにより一般式(1−B−2)(化42)で表される化合物を製造することができる。その後、一般式(1−B−2)で表される化合物を、ジエチルアゾジカルボン酸(DEAD)およびトリフェニルフォスフィンの存在下、アルコールと反応させる方法、または一般式(1−B−2)で表される化合物を塩化チオニルまたはオギザリルクロライド等の塩素化剤により塩素化し、塩基(例えば、ピリジン、トリエチルアミン、炭酸カリウム)の存在下にアルコールと反応させる方法により一般式(1−B−1)で表される化合物を製造することができる。
【0072】
【化42】
(上式中、R1 、R2 、Y、X1 、X2 、mは前記と同じ意味を表し、Bzはベンジル基を表す)
【0073】
本発明のナフタレン化合物には、それ自体で液晶性を示すナフタレン化合物、およびそれ自体では液晶性を示さないナフタレン化合物がある。また、それ自体で液晶性を示すナフタレン化合物には、スメクティックC相(以下、Sc相と略記する)を示すナフタレン化合物、カイラルスメクティックC相(以下、Sc*相と略記する)を示すナフタレン化合物、および、液晶性を示すがSc相またはSc*相を示さないナフタレン化合物がある。これらの化合物は、それぞれ液晶組成物の構成成分として有効に使用することができる。
【0074】
次に、本発明の液晶組成物について説明する。
液晶組成物は一般に二種以上の成分からなるが、本発明の液晶組成物は、必須成分として、本発明のナフタレン化合物を少なくとも一種含有するのものである。本発明の液晶組成物に用いる本発明のナフタレン化合物としては、液晶性を示さないナフタレン化合物、Sc相を示すナフタレン化合物、Sc*相を示すナフタレン化合物、および、液晶性を示すがSc相およびSc*相を示さないナフタレン化合物である。
本発明の液晶組成物としては、好ましくは、カイラルスメクティックC、F、G、H、I等の相を示す液晶組成物が挙げられ、より好ましくは、Sc*相を示す液晶組成物である。
本発明のSc*相を示す液晶組成物は、本発明のナフタレン化合物、本発明のナフタレン化合物以外のSc*相を示す液晶化合物、本発明のナフタレン化合物以外のSc相を示す液晶化合物および光学活性化合物から選ばれる化合物を複数組み合わせることにより調製される組成物であり、本発明のナフタレン化合物を少なくとも一種含有する。
【0075】
本発明のナフタレン化合物以外のSc*相を示す液晶化合物としては、特に限定されるものではないが、光学活性フェニルベンゾエート系液晶化合物、光学活性ビフェニルベンゾエート系液晶化合物、光学活性ナフタレン系液晶化合物、光学活性フェニルナフタレン系液晶化合物、光学活性フェニルピリミジン系液晶化合物、光学活性ナフチルピリミジン系液晶化合物、光学活性トラン系液晶化合物等を挙げることができる。
本発明のナフタレン化合物以外のSc相を示す液晶化合物としては、特に限定されるものではないが、フェニルベンゾエート系液晶化合物、ビフェニルベンゾエート系液晶化合物、ナフタレン系液晶化合物、フェニルナフタレン系液晶化合物、フェニルピリミジン系液晶化合物、ナフチルピリミジン系液晶化合物、トラン系液晶化合物等を挙げることができる。
【0076】
また、光学活性化合物とは、それ自身では液晶性を示さないが、Sc相を示す液晶化合物またはSc相を示す液晶組成物と混合することにより、Sc*相を発現する能力を有する化合物を示し、光学活性化合物としては、特に限定されるものではないが、光学活性フェニルベンゾエート系非液晶化合物、光学活性ビフェニルベンゾエート系非液晶化合物、光学活性ナフタレン系非液晶化合物、光学活性フェニルナフタレン系非液晶化合物、光学活性フェニルピリミジン系非液晶化合物、光学活性ナフチルピリミジン系非液晶化合物、光学活性トラン系非液晶化合物等を挙げることができる。
【0077】
また、本発明の液晶組成物には、上記の成分の他に、任意成分としてSc相を示さないスメクティックおよびネマティック液晶化合物、本発明のナフタレン化合物以外の液晶性を示さない化合物(例えば、アントラキノン系色素、アゾ系色素などの二色性色素、および導電性付与剤、寿命向上剤など)を含有していてもよい。
本発明の液晶組成物中の本発明のナフタレン化合物の含有量は特に限定されるものではないが、通常、5〜99重量%であり、好ましくは、10〜90重量%である。
【0078】
本発明の液晶組成物において、カイラルスメクティックC、F、G、H、I相を示す液晶組成物は強誘電性を示す液晶組成物である。
強誘電性を示す液晶組成物は、電圧印加によりスイッチング現象を起こし、これを利用した応答速度の速い液晶表示素子を作製することができる〔例えば、特開昭56−107216号公報、特開昭59−118744号公報、 Appl. Phys. Lett., 36 、 899 (1980) 〕。
【0079】
次に、本発明の液晶素子に関して説明する。
本発明の液晶素子は、本発明の液晶組成物を、1対の電極基板間に配置し、液晶層としたものである。液晶層は、本発明の液晶組成物を、例えば、真空中、等方性液体となるまで加熱し、液晶セル内に注入後、冷却して、液晶層を形成し、常圧に戻すことにより形成することができる。
(図1)に、強誘電性を利用した液晶素子の構成を説明するためのカイラルスメクティック相を有する液晶素子の一例を示した断面図を記載した。
(図1)に示した液晶素子は、透過型の液晶素子であるが、勿論、本発明の液晶素子の形態に関しては、特に限定するものではなく、透過型の液晶素子のみならず、例えば、反射型の液晶素子をも包含するものである。
(図1)において、1は液晶(カイラルスメクティック液晶)層、2は基板、3は透明電極、4は絶縁性配向制御層、5はスペーサー、6はリード線、7は電源、8は偏光板、9は光源を示している。
【0080】
液晶素子は、それぞれ透明電極3および絶縁性配向制御層4を設けた1対の基板2の間に、カイラルスメクティック相を示す液晶層1を配置し、かつその層厚をスペーサー5で設定してなるものであり、1対の透明電極3の間に、リード線6を介して、電源7より電圧を印加可能なように接続する。また1対の基板2は、クロスニコル状態に配置された1対の偏光板8により挟持され、その一方の外側には光源9が配置される。尚、基板2としては、一般的には、ガラス基板またはプラスティック基板が用いられる。
【0081】
2枚の基板2に設けられる透明電極3としては、例えば、In2 O3 、SnO2 またはITO(インジウム・チン・オキサイド;Indium Tin Oxide)の薄膜からなる透明電極が挙げられる。
絶縁性配向制御層4は、ポリイミド等の高分子の薄膜を、ガーゼやアセテート植毛布等でラビングし、液晶を配向させるためのものである。絶縁性配向制御層4の材質としては、シリコン窒化物、水素を含有するシリコン窒化物、シリコン炭化物、水素を含有するシリコン炭化物、シリコン酸化物、ホウ素窒化物、水素を含有するホウ素窒化物、セリウム酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物またはフッ化マグネシウム等の無機絶縁層、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリパラキシレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アクリル樹脂、フォトレジスト樹脂などの有機絶縁層が挙げられる。
【0082】
絶縁性配向制御層4は、無機絶縁層または有機絶縁層のみからなる絶縁性配向制御層であってもよく、無機絶縁層の上に、有機絶縁層を形成した2層構造の絶縁性配向制御層であってもよく、無機絶縁層または有機絶縁層のみからなる絶縁性配向制御層であってもよい。絶縁性配向制御層が無機絶縁層である場合には、蒸着法などで形成することができ、また、有機絶縁層である場合には、その前駆体を溶解した溶液をスピンナー塗布法、浸透塗布法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法、ロール塗布法等で塗布し、所定の硬化条件下(例えば、加熱下)で硬化させて形成することができる。絶縁性配向層4の層厚は、特に限定するものではないが、通常、1nm〜10μm、好ましくは、1〜300nm、より好ましくは、1〜100nmである。
【0083】
2枚の基板2は、スペーサ5により任意の間隔に保たれている。例えば、2枚の基板2により所定の直径を持つシリカビーズ、アルミナビーズ等のスペーサを挟持し、周囲をシール材(例えば、エポキシ系接着剤)を用いて密封し、任意の間隔に保つことができる。また、スペーサーとしては、高分子フィルムやガラスファイバーを使用してもよい。この2枚の基板の間に、カイラルスメクティック相を示す液晶を封入する。液晶層1は、一般には、0.5〜20μm、好ましくは、1〜5μmの厚さに設定されている。
透明電極3からはリード線によって外部の電源7に接続されている。
また、基板2の外側には、互いの偏光軸を、例えば、クロスニコル状態とした1対の偏光板8が配置されている。(図1)の例は透過型であり、光源9を備えている。
また、本発明の液晶組成物を使用した液晶素子は、(図1)に示した透過型の素子としてだけではなく、反射型の素子としても応用可能である。
【0084】
本発明の液晶組成物を使用する液晶素子の表示方式に関しては、特に限定されるものではないが、例えば、(a)ヘリカル変歪型、(b)SSFLC(サーフェス・スタビライズド・フェロエレクトリック・リキッド・クリスタル)型、(c)TSM(トランジェット・スキャッタリング・モード)型、(d)G−H(ゲスト−ホスト)型の表示方式を使用することができる。
また、本発明の液晶組成物は、表示用液晶素子以外の分野(例えば、▲1▼非線形光機能素子、▲2▼コンデンサー材料等のエレクトロニクス材料、▲3▼リミッター、メモリー、増幅器、変調器等のエレクトロニクス素子、▲4▼熱、光、圧力、機械変形等と電圧の変換素子やセンサー、▲5▼熱電発電素子等の発電素子等)への応用が可能である。
【0085】
【実施例】
以下、本発明を実施例により、更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。尚、実施例中の記号I、N、SA 、Sc、Sc*およびCは以下の意味を表す。
I:等方性液体
N:ネマティック相
SA :スメクティックA相
Sc:スメクティックC相
Sc*:カイラルスメクティックC相
C:結晶相
【0086】
製造例1 2−メチル−6−ナフトエ酸の製造
2−メチルナフタレン56.8g、塩化アルミニウム63.84g及びニトロベンゼン500gからなる溶液を0℃に冷却し、塩化アセチル37.92g及びニトロベンゼン150gからなる溶液を0℃にて、3時間かけて滴下した。0℃にて1時間撹拌した後、濃塩酸100g及び氷水500gからなる溶液へ排出した。トルエンで抽出を行い、有機層を10重量%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、さらに水洗した後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。トルエン及びニトロベンゼンを減圧下に留去して、2−メチル−6−アセチルナフタレン65.0gを褐色油状物として得た。
この2−メチル−6−アセチルナフタレン65.0g及び1,4−ジオキサン150gからなる溶液を、水酸化ナトリウム122.7g、臭素169.6g、水250g及び1,4−ジオキサン250gから調製した溶液に、20℃にて2時間かけ滴下した。20℃にて2時間撹拌した後、硫酸水素ナトリウム147.0g及び水450gからなる溶液を加え、次いで濃塩酸200gを滴下した。析出物を濾別し、メタノールでスラッジを行い、2−メチル−6−ナフトエ酸を黄色固体として45.0g得た。
【0087】
製造例2 2−メチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルの製造
2−メチル−6−ナフトエ酸9.30g、チオニルクロライド7.14g及びトルエン50gからなる混合物を、70℃にて7時間撹拌した後、過剰のチオニルクロライドとトルエンを減圧下に留去した。得られた残渣をトルエン30gに溶解し、3−メチル−1−ブタノール5.28gを加えた。ここに、トリエチルアミン6.06gを室温にて、20分かけ滴下した。室温にて8時間撹拌した後、1N−塩酸で洗浄し、次いで水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、トルエンを減圧下に留去して、得られた残渣をシリカゲルカラムクラマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、2−メチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルを橙色油状物として12.10g得た。
【0088】
製造例3 2−メチル−6−ナフトエ酸n−オクチルエステルの製造
製造例2において、3−メチル−1−ブタノールの代わりに、n−オクタノール7.80gを使用した以外は、製造例2に記載の操作に従い、2−メチル−6−ナフトエ酸n−オクチルエステルを淡褐色結晶として13.33g得た。
融点:34〜43℃。
【0089】
製造例4 2−メチル−6−ナフトエ酸ベンジルエステルの製造
製造例2において、3−メチル−1−ブタノールの代わりに、ベンジルアルコール6.48gを使用した以外は、製造例2に記載の操作に従い、2−メチル−6−ナフトエ酸ベンジルエステルを淡褐色結晶として12.65g得た。
融点:126〜130℃。
【0090】
製造例5 2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルの製造
2−メチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステル10.24g、N−ブロモコハク酸イミド7.83g、アゾビスイソブチロニトリル0.13gを四塩化炭素200g中で還流下2時間撹拌した後、室温まで放冷した。析出物を濾別した後、濾液を5重量%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、次いで水で洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、四塩化炭素を減圧下に留去して、得られた残渣をメタノールを用いて再結晶を行い、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルを黄色結晶として10.25g得た。
融点:48〜54℃。
【0091】
製造例6 2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸n−オクチルエステルの製造
製造例5において、2−メチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルの代わりに、2−メチル−6−ナフトエ酸n−オクチルエステル11.92gを使用した以外は、製造例5に記載の操作に従い、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸n−オクチルエステルを淡黄色結晶として10.63g得た。
融点:47〜54℃。
【0092】
製造例6 2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸ベンジルエステルの製造
製造例5において、2−メチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルの代わりに、2−メチル−6−ナフトエ酸ベンジルエステル11.04gを使用した以外は、製造例5に記載の操作に従い、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸ベンジルエステルを淡黄色結晶として8.88g得た。
融点:87〜95℃。
【0093】
製造例7 6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイドの製造
2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステル3.35g、トリフェニルフォスフィン2.26gをトルエン50g中で還流下2時間撹拌した後、室温まで放冷した。析出物を濾取し、トルエンで洗浄を行い、6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイドを淡黄色結晶として4.94g得た。
融点:178〜186℃。
【0094】
製造例8 6−(n−オクチルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイドの製造
製造例7において、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルの代わりに、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸n−オクチルエステル3.77gを使用した以外は、製造例7に記載の操作に従い、6−(n−オクチルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイドを淡黄色結晶として5.11g得た。融点:160〜179℃。
【0095】
製造例9 6−(ベンジルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイドの製造
製造例7において、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸3−メチルブチルエステルの代わりに、2−ブロモメチル−6−ナフトエ酸ベンジルエステル3.55gを使用した以外は、製造例7に記載の操作に従い、6−(ベンジルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイドを淡黄色結晶4.63gとして得た。融点:207〜219℃。
【0096】
実施例1 例示化合物31の製造
4−n−ヘプチルオキシベンズアルデヒド220mgおよび6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド597mgを塩化メチレン5mgに溶解し、これに10重量%水酸化カリウム水溶液620mgを滴下した。室温にて3時間撹拌を行った後、析出物を濾別し、溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、例示化合物31を淡黄色結晶として342mg得た。
【0097】
実施例2 例示化合物32の製造
実施例1において、4−n−ヘプチルオキシベンズアルデヒドの代わりに、4−n−オクチルオキシベンズアルデヒド234mgを使用した以外は、実施例1に記載の操作に従い、例示化合物32を淡黄色結晶として344mg得た。
【0098】
実施例3 例示化合物33の製造
実施例1において、4−n−ヘプチルオキシベンズアルデヒドの代わりに、4−n−デシルオキシベンズアルデヒド262mgを使用した以外は、実施例1に記載の操作に従い、例示化合物33を淡黄色結晶として375mg得た。
【0099】
実施例4 例示化合物36の製造
実施例1において、4−n−ヘプチルオキシベンズアルデヒドの代わりに、4−n−ウンデシルカルボニルオキシベンズアルデヒド304mgを使用した以外は、実施例1に記載の操作に従い、例示化合物36を淡黄色結晶として379mg得た。
【0100】
実施例5 例示化合物37の製造
実施例1において、4−n−ヘプチルオキシベンズアルデヒドの代わりに、4−n−ドデシルオキシカルボニルベンズアルデヒド318mgを使用した以外は、実施例1に記載の操作に従い、例示化合物37を淡黄色結晶として388mg得た。
【0101】
実施例6 例示化合物63の製造
4−n−デシルオキシベンズアルデヒド262mgおよび6−(n−オクチルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド639mgを塩化メチレン5mgに溶解し、これに10重量%水酸化カリウム水溶液620mgを滴下した。室温にて3時間撹拌を行った後、析出物を濾別し、溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、例示化合物63を淡黄色結晶として412mg得た。
【0102】
実施例7 例示化合物66の製造
実施例6において、4−n−デシルオキシベンズアルデヒドの代わりに、4−n−ウンデシルカルボニルオキシベンズアルデヒド304mgを使用した以外は、実施例7に記載の操作に従い、例示化合物66を淡黄色結晶として438mg得た。
【0103】
実施例8 例示化合物218の製造
4−n−デシルオキシベンズアルデヒド2.62gおよび6−(ベンジルオキシカルボニル)ナフト−2−イル−メチルトリフェニルフォスフォニウムブロマイド6.17gを塩化メチレン40mgに溶解し、これに10重量%水酸化カリウム水溶液7gを滴下した。室温にて3時間撹拌を行った後、析出物を濾別し、溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、例示化合物218を淡黄色結晶として4.26g得た。
融点:127℃。
【0104】
実施例9 例示化合物230の製造
2−〔2−(4−n−デシルオキシフェニル)エテニル〕−6−(ベンジルオキシカルボニル)ナフタレン4.20gをN,N−ジメチルホルムアミド30gに溶解し、ここに5重量%Pd/C(50重量%含水)0.2gを添加し、水素雰囲気下で20時間撹拌を行った。その後、Pd/Cを濾別し、濾液を水500gへ排出した。析出物を濾取し、メタノールを用いてスラッジを行い、例示化合物230を無色結晶として2.77g得た。
【0105】
実施例10 例示化合物271の製造
2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレン229mgをイソプロピルアルコール10gに溶解し、ここに5重量%Pd/C(50重量%含水)20mgを添加し、水素雰囲気下で9時間撹拌を行った。その後、Pd/Cを濾別し、溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、エタノールから2回再結晶し、例示化合物271を無色結晶として161mg得た。
【0106】
実施例11 例示化合物272の製造
実施例10において、2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレンの代わりに、2−〔2−(4−n−オクチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレン236mgを使用した以外は、実施例10に記載の操作に従い、例示化合物272を無色結晶として154mg得た。
【0107】
実施例12 例示化合物273の製造
実施例10において、2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレンの代わりに、2−〔2−(4−n−デシルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレン250mgを使用した以外は、実施例10に記載の操作に従い、例示化合物273を無色結晶として151mg得た。
【0108】
実施例13 例示化合物276の製造
実施例10において、2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレンの代わりに、2−〔2−(4−n−ウンデシルカルボニルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレン271mgを使用した以外は、実施例10に記載の操作に従い、例示化合物276を無色結晶として168mg得た。
【0109】
実施例14 例示化合物277の製造
実施例10において、2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレンの代わりに、2−〔2−(4−n−ドデシルオキシカルボニルフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレン278mgを使用した以外は、実施例10に記載の操作に従い、例示化合物277を無色結晶として181mg得た。融点:43℃。
【0110】
実施例15 例示化合物303の製造
実施例10において、2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレンの代わりに、2−〔2−(4−n−デシルオキシフェニル)エテニル〕−6−(n−オクチルオキシカルボニル)ナフタレン271mgを使用した以外は、実施例10に記載の操作に従い、例示化合物303を無色結晶として163mg得た。
【0111】
実施例16 例示化合物306の製造
実施例10において、2−〔2−(4−n−ヘプチルオキシフェニル)エテニル〕−6−(3−メチルブチルオキシカルボニル)ナフタレンの代わりに、2−〔2−(4−n−ウンデシルカルボニルオキシフェニル)エテニル〕−6−(n−オクチルオキシカルボニル)ナフタレン292mgを使用した以外は、実施例10に記載の操作に従い、例示化合物306を無色結晶として193mg得た。
【0112】
実施例17 例示化合物310の製造
2−〔2−(4−n−デシルオキシフェニル)エチル〕−6−ナフトエ酸432mg、2−メチルプロパノール74mg、およびトリフェニルフォスフィン262mgをテトラヒドロフラン10gに溶解し、この溶液に氷冷下、ジエチルアゾジカルボン酸174mgを添加し、室温で7時間撹拌した。その後、溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、エタノールより2回再結晶し、例示化合物310を無色結晶として319mg得た。
【0113】
実施例18 例示化合物311の製造
実施例17において、2−メチルプロパノールの代わりに、2−エチルブタノール102mgを使用した以外は、実施例17に記載の操作に従い、例示化合物311を無色結晶として305mg得た。
【0114】
実施例19 例示化合物313の製造
実施例17において、2−メチルプロパノールの代わりに、n−ペンチルアルコール88mgを使用した以外は、実施例17に記載の操作に従い、例示化合物313を無色結晶として337mg得た。
【0115】
実施例20 例示化合物317の製造
実施例17において、2−メチルプロパノールの代わりに、S−(+)−6−メチル−1−オクタノール144mgを使用した以外は、実施例17に記載の操作に従い、例示化合物317を無色結晶として279mg得た。
【0116】
実施例21 例示化合物330の製造
実施例17において、2−メチルプロパノールの代わりに、2−n−ブトキシエタノール118mgを使用した以外は、実施例17に記載の操作に従い、例示化合物330を無色結晶として254mg得た。融点:56℃。
【0117】
実施例21 例示化合物354の製造
実施例17において、2−メチルプロパノールの代わりに、2−(パーフルオロ−n−ヘキシル)エタノール364mgを使用した以外は、実施例17に記載の操作に従い、例示化合物354を無色結晶として513mg得た。
【0118】
実施例22
(液晶組成物の調製)
下記の化合物群(化43)を、以下に示した割合で混合して用い、100℃で加熱溶解し、液晶組成物(強誘電性液晶組成物)を調製した。
【0119】
【化43】
(液晶素子の作製)
二枚の0.7mm厚のガラス板に透明電極、ポリイミド製の絶縁性配向制御層を設け、平均粒径2μmのアルミナビーズを一方のガラス板に散布した後、シール剤を用いてガラス板を貼り合わせ、(図1)に示すセルを作製した。このセルに上記で調製した液晶組成物を等方相に加熱した後、セルに注入し、1℃/分の割合で強誘電性液晶相まで徐冷することにより、液晶素子を作製した。この液晶素子をクロスニコル状態に配置した二枚の偏光板に挟持し、電圧を印加したところ、明瞭なスイッチング現象が観察された。
【0120】
【発明の効果】
本発明により、液晶組成物、特に強誘電性液晶組成物の構成成分として有用な化合物を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】カイラルスメクティック相を示す液晶を用いた液晶素子の一例の断面図
【符号の説明】
1:カイラルスメクティック相を有する液晶層
2:基板
3:透明電極
4:絶縁性配向制御層
5:スペーサー
6:リード線
7:電源
8:偏光板
9:光源
IO :入射光
I:透過光
Claims (3)
- 一般式(1)(化1)で表されるナフタレン化合物。
- 請求項1記載のナフタレン化合物を少なくとも1種含有する液晶組成物。
- 請求項2記載の液晶組成物を一対の電極基板間に配置してなる液晶素子。
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