JP4004093B2 - Naphthalene compound, liquid crystal composition, and liquid crystal element - Google Patents

Naphthalene compound, liquid crystal composition, and liquid crystal element Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なナフタレン化合物に関する。さらに詳しくは、液晶表示素子など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。
【0002】
【従来の技術】
現在、液晶表示素子としてはTN(ツイステッド・ネマチック)型表示方式が最も広汎に使用されている。このTN型表示方式は、応答速度の点において発光型素子(陰極管、エレクトロルミネッセンス、プラズマディスプレイ等)と比較して劣っている。ねじれ角を180〜270゜にしたSTN(スーパー・ツイステッド・ネマチック)型表示素子も開発されているが、応答速度はやはり劣っている。この様に種々の改善の努力が行われているが、応答速度の速いTN型表示素子は実現には到っていない。
しかしながら、近年、盛んに研究が進められている強誘電性液晶を用いる新しい表示方式に於いては、著しい応答速度の改善の可能性がある〔 Applied Phys.lett., 36, 899(1980)〕。
この方式は強誘電性を示すカイラルスメクチックC相等のカイラルスメクチック相を利用する方法である。強誘電性を示す相はカイラルスメクチックC相のみではなく、カイラルスメクチックF、G、H、I等の相が強誘電性を示すことが知られている。これらのスメクチック液晶相は、チルト系のカイラルスメクチック相に属するものであるが、実用的には、その中で低粘性であるカイラルスメクチックC相が好ましい。
【0003】
カイラルスメクチックC相を示す液晶化合物は、既に数多く合成され、検討されているが、強誘電性液晶素子として用いるための条件としては、
(イ)室温を含む広い温度範囲でカイラルスメクチックC相を示すこと、
(ロ)良好な配向性を得るために、カイラルスメクチック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、
(ハ)適当なチルト角を有すること、
(ニ)粘性が小さいこと、
(ホ)自発分極がある程度大きいこと、などが挙げられるが、これらを単独で満足するものは知られていない。
このため、カイラルスメクチックC相を示す液晶化合物は、他のカイラルスメクチックC相またはスメクチックC相を示すいくつかの液晶化合物と混合されてカイラルスメクチックC相を示す液晶組成物として用いられるが、いずれにせよカイラルスメクチックC相を示す液晶化合物としては、粘性が小さいことと、ある程度以上大きな自発分極を有することが、特に高速応答を実現するためには必要である。
【0004】
また、化合物単体でカイラルスメクチックC相を示さない化合物も、スメクチックC相を示す液晶化合物または液晶組成物に、カイラルドーパントとして混合することによりカイラルスメクチックC相を示す液晶組成物として使用することができるが、この場合にも上記(イ)〜(ホ)と同様の性質を有する化合物が必要とされる。
以上のように、従来のカイラルスメクチックC相を示す化合物は、その粘性および自発分極において不十分であり、高速応答性の液晶材料を提供するには問題があり、その改善が望まれている。
また、これまで検討された多くのカイラルスメクチックC液晶組成物はシェブロン構造(「く」の字型に折れ曲がった層構造)を有しており、このため、印加電圧に対する自発分極の応答が効率的に行われず、応答速度の増加を引き起こしたり、ジグザグ配向欠陥によりコントラスト比の低下を引き起こすことがあった。このため、ブックシェルフ層構造、または、これに近い層構造のカイラルスメクチックC液晶組成物が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、液晶表示素子などに用いる液晶組成物の成分として、自発分極が大きく、かつ、粘性が小さい化合物を提供し、ブックシェルフ層構造、または、これに近い層構造のカイラルスメクチックC液晶組成物を提供することで高速応答の可能な強誘電性液晶表示材料の提供を可能にすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、新規なナフタレン化合物について鋭意検討を行った結果、ある種のナフタレン化合物を見出し、本発明に到達したのである。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、また、一般式(1)において不斉炭素が(S)配置または(R)配置で光学活性であるナフタレン化合物に関するものであり、さらに、これら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、この液晶組成物を使用した液晶表示素子に関するものである。
【0007】
【化2】

Figure 0004004093
〔式中、R1 およびR2 は炭素数2〜24の直鎖または分岐鎖のアルキル基(但し、該アルキル基中の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、また、該アルキル基中の−CH2 −基は酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、オキシカルボニル基またはカルボニルオキシ基により置換されていてもよい)を表し、Xは−CH2 O−基または−COO−基を表し、YおよびZは単結合、エーテル結合およびエステル結合から選ばれる結合基を表し、lおよびmは0または1を表し、*が付与された炭素原子は不斉炭素を表す〕
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関し詳細に説明する。
本発明の一般式(1)で表されるナフタレン化合物において、R1 およびR2 は炭素数2〜24の直鎖または分岐鎖のアルキル基(但し、該アルキル基中の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、該アルキル基中の−CH2 −基は酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、オキシカルボニル基またはカルボニルオキシ基により置換されていてもよい)を表し、好ましくは、炭素数4〜15の直鎖または分岐鎖のアルキル基を表す。
【0009】
1 およびR2 の具体例としては、例えば、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、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、n−ヘネイコシル基、n−ドコシル基、n−トリコシル基、n−テトラコシル基、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、1−メチルブチル基、1−メチルペンチル基、1−メチルヘキシル基、1−メチルヘプチル基、1−メチルオクチル基、1−メチルノニル基、1−メチルデシル基、2−メチルプロピル基、2−メチルブチル基、2−エチルブチル基、2−メチルペンチル基、2−メチルヘキシル基、2−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基、2−メチルオクチル基、2−メチルノニル基、2−メチルデシル基、2,3−ジメチルブチル基、2,3,3−トリメチルブチル基、3−メチルブチル基、3−メチルペンチル基、3−エチルペンチル基、4−メチルペンチル基、4−エチルヘキシル基、2,3−ジメチルペンチル基、2,4−ジメチルペンチル基、2,4,4−トリメチルペンチル基、2,3,3,4−テトラメチルペンチル基、3−メチルヘキシル基、2,5−ジメチルヘキシル基、3−エチルヘキシル基、3,5,5,−トリメチルヘキシル基、4−メチルヘキシル基、6−メチルヘプチル基、3,7−ジメチルオクチル基、6−メチルオクチル基、
【0010】
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−n−プロピル基、3−フルオロ−n−プロピル基、1,3−ジフルオロ−n−プロピル基、2,3−ジフルオロ−n−プロピル基、
2−フルオロ−n−ブチル基、3−フルオロ−n−ブチル基、4−フルオロ−n−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−n−ブチル基、2,4−ジフルオロ−n−ブチル基、3,4−ジフルオロ−n−ブチル基、
2−フルオロ−n−ペンチル基、3−フルオロ−n−ペンチル基、5−フルオロ−n−ペンチル基、2,4−ジフルオロ−n−ペンチル基、2,5−ジフルオロ−n−ペンチル基、2−フルオロ−3−メチルブチル基、
2−フルオロ−n−ヘキシル基、3−フルオロ−n−ヘキシル基、4−フルオロ−n−ヘキシル基、5−フルオロ−n−ヘキシル基、6−フルオロ−n−ヘキシル基、
2−フルオロ−n−ヘプチル基、4−フルオロ−n−ヘプチル基、5−フルオロ−n−ヘプチル基、
2−フルオロ−n−オクチル基、3−フルオロ−n−オクチル基、6−フルオロ−n−オクチル基、
4−フルオロ−n−ノニル基、7−フルオロ−n−ノニル基、
3−フルオロ−n−デシル基、6−フルオロ−n−デシル基、
4−フルオロ−n−ドデシル基、8−フルオロ−n−ドデシル基、
5−フルオロ−n−テトラデシル基、9−フルオロ−n−テトラデシル基、
【0011】
2−クロロエチル基、3−クロロ−n−プロピル基、2−クロロ−n−ブチル基、4−クロロ−n−ブチル基、2−クロロ−n−ペンチル基、5−クロロ−n−ペンチル基、5−クロロ−n−ヘキシル基、4−クロロ−n−ヘプチル基、6−クロロ−n−オクチル基、7−クロロ−n−ノニル基、3−クロロ−n−デシル基、8−クロロ−n−ドデシル基、
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−n−ブチル基、パーフルオロ−n−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−n−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、
【0012】
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−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、
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、
【0013】
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−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−n−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−n−ドデシル)エチル基、
2−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、
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、
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−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−n−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、
【0014】
メチルオキシカルボニルメチル基、2−メチルオキシカルボニルエチル基、3−メチルオキシカルボニルプロピル基、4−メチルオキシカルボニルブチル基、5−メチルオキシカルボニルペンチル基、6−メチルオキシカルボニルヘキシル基、7−メチルオキシカルボニルヘプチル基、8−メチルオキシカルボニルオクチル基、9−メチルオキシカルボニルノニル基、
エチルオキシカルボニルメチル基、2−エチルオキシカルボニルエチル基、3−エチルオキシカルボニルプロピル基、4−エチルオキシカルボニルブチル基、5−エチルオキシカルボニルペンチル基、6−エチルオキシカルボニルヘキシル基、7−エチルオキシカルボニルヘプチル基、8−エチルオキシカルボニルオクチル基、9−エチルオキシカルボニルノニル基、
n−プロピルオキシカルボニルメチル基、2−n−プロピルオキシカルボニルエチル基、3−n−プロピルオキシカルボニルプロピル基、4−n−プロピルオキシカルボニルブチル基、5−n−プロピルオキシカルボニルペンチル基、6−n−プロピルオキシカルボニルヘキシル基、7−n−プロピルオキシカルボニルヘプチル基、8−n−プロピルオキシカルボニルオクチル基、9−n−プロピルオキシカルボニルノニル基、
n−ブチルオキシカルボニルメチル基、2−n−ブチルオキシカルボニルエチル基、3−n−ブチルオキシカルボニルプロピル基、4−n−ブチルオキシカルボニルブチル基、5−n−ブチルオキシカルボニルペンチル基、6−n−ブチルオキシカルボニルヘキシル基、7−n−ブチルオキシカルボニルヘプチル基、8−n−ブチルオキシカルボニルオクチル基、9−n−ブチルオキシカルボニルノニル基、n−ペンチルオキシカルボニルメチル基、2−n−ペンチルオキシカルボニルエチル基、3−n−ペンチルオキシカルボニルプロピル基、4−n−ペンチルオキシカルボニルブチル基、5−n−ペンチルオキシカルボニルペンチル基、6−n−ペンチルオキシカルボニルヘキシル基、7−n−ペンチルオキシカルボニルヘプチル基、8−n−ペンチルオキシカルボニルオクチル基、9−n−ペンチルオキシカルボニルノニル基、
【0015】
n−ヘキシルオキシカルボニルメチル基、2−n−ヘキシルオキシカルボニルエチル基、3−n−ヘキシルオキシカルボニルプロピル基、4−n−ヘキシルオキシカルボニルブチル基、5−n−ヘキシルオキシカルボニルペンチル基、6−n−ヘキシルオキシカルボニルヘキシル基、7−n−ヘキシルオキシカルボニルヘプチル基、8−n−ヘキシルオキシカルボニルオクチル基、9−n−ヘキシルオキシカルボニルノニル基、
n−ヘプチルオキシカルボニルメチル基、2−n−ヘプチルオキシカルボニルエチル基、3−n−ヘプチルオキシカルボニルプロピル基、4−n−ヘプチルオキシカルボニルブチル基、5−n−ヘプチルオキシカルボニルペンチル基、6−n−ヘプチルオキシカルボニルヘキシル基、7−n−ヘプチルオキシカルボニルヘプチル基、8−n−ヘプチルオキシカルボニルオクチル基、9−n−ヘプチルオキシカルボニルノニル基、
n−オクチルオキシカルボニルメチル基、2−n−オクチルオキシカルボニルエチル基、3−n−オクチルオキシカルボニルプロピル基、4−n−オクチルオキシカルボニルブチル基、5−n−オクチルオキシカルボニルペンチル基、6−n−オクチルオキシカルボニルヘキシル基、7−n−オクチルオキシカルボニルヘプチル基、8−n−オクチルオキシカルボニルオクチル基、9−n−オクチルオキシカルボニルノニル基、
n−ノニルオキシカルボニルメチル基、2−n−ノニルオキシカルボニルエチル基、3−n−ノニルオキシカルボニルプロピル基、4−n−ノニルオキシカルボニルブチル基、5−n−ノニルオキシカルボニルペンチル基、6−n−ノニルオキシカルボニルヘキシル基、7−n−ノニルオキシカルボニルヘプチル基、8−n−ノニルオキシカルボニルオクチル基、9−n−ノニルオキシカルボニルノニル基、
【0016】
メチルカルボニルオキシメチル基、2−メチルカルボニルオキシエチル基、3−メチルカルボニルオキシプロピル基、4−メチルカルボニルオキシブチル基、5−メチルカルボニルオキシペンチル基、6−メチルカルボニルオキシヘキシル基、7−メチルカルボニルオキシヘプチル基、8−メチルカルボニルオキシオクチル基、9−メチルカルボニルオキシノニル基、
エチルカルボニルオキシメチル基、2−エチルカルボニルオキシエチル基、3−エチルカルボニルオキシプロピル基、4−エチルカルボニルオキシブチル基、5−エチルカルボニルオキシペンチル基、6−エチルカルボニルオキシヘキシル基、7−エチルカルボニルオキシヘプチル基、8−エチルカルボニルオキシオクチル基、9−エチルカルボニルオキシノニル基、
n−プロピルカルボニルオキシメチル基、2−n−プロピルカルボニルオキシエチル基、3−n−プロピルカルボニルオキシプロピル基、4−n−プロピルカルボニルオキシブチル基、5−n−プロピルカルボニルオキシペンチル基、6−n−プロピルカルボニルオキシヘキシル基、7−n−プロピルカルボニルオキシヘプチル基、8−n−プロピルカルボニルオキシオクチル基、9−n−プロピルカルボニルオキシノニル基、
n−ブチルカルボニルオキシメチル基、2−n−ブチルカルボニルオキシエチル基、3−n−ブチルカルボニルオキシプロピル基、4−n−ブチルカルボニルオキシブチル基、5−n−ブチルカルボニルオキシペンチル基、6−n−ブチルカルボニルオキシヘキシル基、7−n−ブチルカルボニルオキシヘプチル基、8−n−ブチルカルボニルオキシオクチル基、9−n−ブチルカルボニルオキシノニル基、
n−ペンチルカルボニルオキシメチル基、2−n−ペンチルカルボニルオキシエチル基、3−n−ペンチルカルボニルオキシプロピル基、4−n−ペンチルカルボニルオキシブチル基、5−n−ペンチルカルボニルオキシペンチル基、6−n−ペンチルカルボニルオキシヘキシル基、7−n−ペンチルカルボニルオキシヘプチル基、8−n−ペンチルカルボニルオキシオクチル基、9−n−ペンチルカルボニルオキシノニル基、
【0017】
n−ヘキシルカルボニルオキシメチル基、2−n−ヘキシルカルボニルオキシエチル基、3−n−ヘキシルカルボニルオキシプロピル基、4−n−ヘキシルカルボニルオキシブチル基、5−n−ヘキシルカルボニルオキシペンチル基、6−n−ヘキシルカルボニルオキシヘキシル基、7−n−ヘキシルカルボニルオキシヘプチル基、8−n−ヘキシルカルボニルオキシオクチル基、9−n−ヘキシルカルボニルオキシノニル基、
n−ヘプチルカルボニルオキシメチル基、2−n−ヘプチルカルボニルオキシエチル基、3−n−ヘプチルカルボニルオキシプロピル基、4−n−ヘプチルカルボニルオキシブチル基、5−n−ヘプチルカルボニルオキシペンチル基、6−n−ヘプチルカルボニルオキシヘキシル基、7−n−ヘプチルカルボニルオキシヘプチル基、8−n−ヘプチルカルボニルオキシオクチル基、9−n−ヘプチルカルボニルオキシノニル基、
n−オクチルカルボニルオキシメチル基、2−n−オクチルカルボニルオキシエチル基、3−n−オクチルカルボニルオキシプロピル基、4−n−オクチルカルボニルオキシブチル基、5−n−オクチルカルボニルオキシペンチル基、6−n−オクチルカルボニルオキシヘキシル基、7−n−オクチルカルボニルオキシヘプチル基、8−n−オクチルカルボニルオキシオクチル基、9−n−オクチルカルボニルオキシノニル基、
n−ノニルカルボニルオキシメチル基、2−n−ノニルカルボニルオキシエチル基、3−n−ノニルカルボニルオキシプロピル基、4−n−ノニルカルボニルオキシブチル基、5−n−ノニルカルボニルオキシペンチル基、6−n−ノニルカルボニルオキシヘキシル基、7−n−ノニルカルボニルオキシヘプチル基、8−n−ノニルカルボニルオキシオクチル基、9−n−ノニルカルボニルオキシノニル基、
【0018】
エチルカルボニルメチル基、2−エチルカルボニルエチル基、3−エチルカルボニルプロピル基、4−エチルカルボニルブチル基、5−エチルカルボニルペンチル基、6−エチルカルボニルヘキシル基、7−エチルカルボニルヘプチル基、8−エチルカルボニルオクチル基、9−エチルカルボニルノニル基、
n−プロピルカルボニルメチル基、2−n−プロピルカルボニルエチル基、3−n−プロピルカルボニルプロピル基、4−n−プロピルカルボニルブチル基、5−n−プロピルカルボニルペンチル基、6−n−プロピルカルボニルヘキシル基、7−n−プロピルカルボニルヘプチル基、8−n−プロピルカルボニルオクチル基、9−n−プロピルカルボニルノニル基、
n−ブチルカルボニルメチル基、2−n−ブチルカルボニルエチル基、3−n−ブチルカルボニルプロピル基、4−n−ブチルカルボニルブチル基、5−n−ブチルカルボニルペンチル基、6−n−ブチルカルボニルヘキシル基、7−n−ブチルカルボニルヘプチル基、8−n−ブチルカルボニルオクチル基、9−n−ブチルカルボニルノニル基、
n−ペンチルカルボニルメチル基、2−n−ペンチルカルボニルエチル基、3−n−ペンチルカルボニルプロピル基、4−n−ペンチルカルボニルブチル基、5−n−ペンチルカルボニルペンチル基、6−n−ペンチルカルボニルヘキシル基、7−n−ペンチルカルボニルヘプチル基、8−n−ペンチルカルボニルオクチル基、9−n−ペンチルカルボニルノニル基、
n−ヘキシルカルボニルメチル基、2−n−ヘキシルカルボニルエチル基、3−n−ヘキシルカルボニルプロピル基、4−n−ヘキシルカルボニルブチル基、5−n−ヘキシルカルボニルペンチル基、6−n−ヘキシルカルボニルヘキシル基、7−n−ヘキシルカルボニルヘプチル基、8−n−ヘキシルカルボニルオクチル基、9−n−ヘキシルカルボニルノニル基、
【0019】
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−ブトキシブチル基、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、
【0020】
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、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、10−n−デシルオキシデシル基、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、8−n−ドデシルオキシオクチル基、10−n−ドデシルオキシデシル基、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、10−n−ウンデシルオキシデシル基、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、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、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、
【0021】
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’ー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−n−プロピルオキシ)エチル基、4−(2’−フルオロ−n−プロピルオキシ)ブチル基、6−(2’−フルオロ−n−プロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−フルオロ−n−プロピルオキシ)オクチル基、2−(3’−フルオロ−n−プロピルオキシ)エチル基、4−(3’−フルオロ−n−プロピルオキシ)ブチル基、6−(3’−フルオロ−n−プロピルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−フルオロ−n−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’−メチルオキシプロピルオキシ)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、2−(2’,3’−ジフルオロ−n−プロピルオキシ)エチル基、4−(2’,3’−ジフルオロ−n−プロピルオキシ)ブチル基、6−(2’,3’−ジフルオロ−n−プロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’,3’−ジフルオロ−n−プロピルオキシ)オクチル基、2−(2’−フルオロ−n−ブチルオキシ)エチル基、4−(2’−フルオロ−n−ブチルオキシ)ブチル基、6−(2’−フルオロ−n−ブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−フルオロブチル−n−オキシ)オクチル基、2−(3’−フルオロ−n−ブチルオキシ)エチル基、4−(3’−フルオロ−n−ブチルオキシ)ブチル基、6−(3’−フルオロ−n−ブチルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−フルオロ−n−ブチルオキシ)オクチル基、2−(4’−フルオロ−n−ブチルオキシ)エチル基、4−(4’−フルオロ−n−ブチルオキシ)ブチル基、6−(4’−フルオロ−n−ブチルオキシ)ブチル基、8−(4’−フルオロ−n−ブチルオキシ)オクチル基、2−(2’,3’−ジフルオロ−n−ブチルオキシ)エチル基、4−(2’,3’−ジフルオロ−n−ブチルオキシ)ブチル基、6−(2’,3’−ジフルオロ−n−ブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’,3’−ジフルオロ−n−ブチルオキシ)ヘキシル基、
【0022】
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、2−(2’−クロロエチルオキシ)エチル基、4−(2’ー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−n−プロピルオキシ)エチル基、4−(2’−クロロ−n−プロピルオキシ)ブチル基、6−(2’−クロロ−n−プロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−クロロ−n−プロピルオキシ)オクチル基、2−(3’−クロロ−n−プロピルオキシ)エチル基、4−(3’−クロロ−n−プロピルオキシ)ブチル基、6−(3’−クロロ−n−プロピルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−クロロ−n−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’−メチルオキシプロピルオキシ)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−n−プロピルオキシ)エチル基、4−(2’,3’−ジクロロ−n−プロピルオキシ)ブチル基、6−(2’,3’−ジクロロ−n−プロピルオキシ)ヘキシル基、8−(2’,3’−ジクロロ−n−プロピルオキシ)オクチル基、2−(2’−クロロ−n−ブチルオキシ)エチル基、4−(2’−クロロ−n−ブチルオキシ)ブチル基、6−(2’−クロロ−n−ブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’−クロロ−n−ブチルオキシ)オクチル基、2−(3’−クロロ−n−ブチルオキシ)エチル基、4−(3’−クロロ−n−ブチルオキシ)ブチル基、6−(3’−クロロ−n−ブチルオキシ)ヘキシル基、8−(3’−クロロ−n−ブチルオキシ)オクチル基、2−(4’−クロロ−n−ブチルオキシ)エチル基、4−(4’−クロロ−n−ブチルオキシ)ブチル基、6−(4’−クロロ−n−ブチルオキシ)ブチル基、8−(4’−クロロ−n−ブチルオキシ)オクチル基、2−(2’,3’−ジクロロ−n−ブチルオキシ)エチル基、4−(2’,3’−ジクロロ−n−ブチルオキシ)ブチル基、6−(2’,3’−ジクロロ−n−ブチルオキシ)ヘキシル基、8−(2’,3’−ジクロロ−n−ブチルオキシ)ヘキシル基、
【0023】
メチルチオメチル基、2−メチルチオエチル基、3−メチルチオプロピル基、4−メチルチオブチル基、5−メチルチオペンチル基、6−メチルチオヘキシル基、7−メチルチオヘプチル基、8−メチルチオオクチル基、9−メチルチオノニル基、エチルチオメチル基、2−エチルチオエチル基、3−エチルチオプロピル基、4−エチルチオブチル基、5−エチルチオペンチル基、6−エチルチオヘキシル基、7−エチルチオヘプチル基、8−エチルチオオクチル基、9−エチルチオノニル基、n−プロピルチオメチル基、2−n−プロピルチオエチル基、3−n−プロピルチオプロピル基、4−n−プロピルチオブチル基、5−n−プロピルチオペンチル基、6−n−プロピルチオヘキシル基、7−n−プロピルチオヘプチル基、8−n−プロピルチオオクチル基、9−n−プロピルチオノニル基、n−ブチルチオメチル基、2−n−ブチルチオエチル基、3−n−ブチルチオプロピル基、4−n−ブチルチオブチル基、5−n−ブチルチオペンチル基、6−n−ブチルチオヘキシル基、7−n−ブチルチオヘプチル基、8−n−ブチルチオオクチル基、9−n−ブチルチオノニル基、n−ペンチルチオメチル基、2−n−ペンチルチオエチル基、3−n−ペンチルチオプロピル基、4−n−ペンチルチオブチル基、5−n−ペンチルチオペンチル基、6−n−ペンチルチオヘキシル基、7−n−ペンチルチオヘプチル基、8−n−ペンチルチオオクチル基、9−n−ペンチルチオノニル基、
【0024】
n−ヘキシルチオメチル基、2−n−ヘキシルチオエチル基、3−n−ヘキシルチオプロピル基、4−n−ヘキシルチオブチル基、5−n−ヘキシルチオペンチル基、6−n−ヘキシルチオヘキシル基、7−n−ヘキシルチオヘプチル基、8−n−ヘキシルチオオクチル基、9−n−ヘキシルチオノニル基、n−ヘプチルチオメチル基、2−n−ヘプチルチオエチル基、3−n−ヘプチルチオプロピル基、4−n−ヘプチルチオブチル基、5−n−ヘプチルチオペンチル基、6−n−ヘプチルチオヘキシル基、7−n−ヘプチルチオヘプチル基、8−n−ヘプチルチオオクチル基、9−n−ヘプチルチオノニル基、n−オクチルチオメチル基、2−n−オクチルチオエチル基、3−n−オクチルチオプロピル基、4−n−オクチルチオブチル基、5−n−オクチルチオペンチル基、6−n−オクチルチオヘキシル基、7−n−オクチルチオヘプチル基、8−n−オクチルチオオクチル基、9−n−オクチルチオノニル基、n−ノニルチオメチル基、2−n−ノニルチオエチル基、3−n−ノニルチオプロピル基、4−n−ノニルチオブチル基、5−n−ノニルチオペンチル基、6−n−ノニルチオヘキシル基、7−n−ノニルチオヘプチル基、8−n−ノニルチオオクチル基、9−n−ノニルチオノニル基、2−(2’−n−ブトキシエチルチオ)エチル基、2−(2’−n−ヘキシルオキシエチルチオ)エチル基等を挙げることができる。
尚、R1 およびR2 が不斉炭素を有するアルキル基の場合、該不斉炭素は光学活性であってもよく、非光学活性であってもよい。
【0025】
一般式(1)で表されるナフタレン化合物において、*が付与された炭素原子は不斉炭素を表し、不斉炭素は、光学活性であってもよく、非光学活性であってもよい。不斉炭素が光学活性である場合、その絶対配置は、(S)配置でもよく、また(R)配置でもよい。好ましくは、不斉炭素は(S)配置または(R)配置の光学活性炭素である。
一般式(1)で表されるナフタレン化合物において、Xは−CH2 O−基または−COO−基を表す。また、YおよびZは単結合、エーテル結合およびエステル結合から選ばれる結合基を表し、エステル結合は−OC(=O)−基または−COO−基を意味する。
一般式(1)で表されるナフタレン化合物においてlおよびmは0または1を表し、本発明の一般式(1)で表されるナフタレン化合物は、lおよびmの値に応じ、以下の(1−1)〜(1−4)(化3)の4種類の構造に大別される。好ましいナフタレン化合物は(1−1)または(1−2)である。
【0026】
【化3】
Figure 0004004093
本発明のナフタレン化合物の具体例としては、例えば、以下に示すような化合物(化4〜化28)を挙げることができる。尚、具体例中の(Cn 2n+1−)、(Cn'2n'+1 −)は直鎖のアルキル基を表し、nおよびn’は2〜24の整数を表す。
【0027】
【化4】
Figure 0004004093
【0028】
【化5】
Figure 0004004093
【0029】
【化6】
Figure 0004004093
【0030】
【化7】
Figure 0004004093
【0031】
【化8】
Figure 0004004093
【0032】
【化9】
Figure 0004004093
【0033】
【化10】
Figure 0004004093
【0034】
【化11】
Figure 0004004093
【0035】
【化12】
Figure 0004004093
【0036】
【化13】
Figure 0004004093
【0037】
【化14】
Figure 0004004093
【0038】
【化15】
Figure 0004004093
【0039】
【化16】
Figure 0004004093
【0040】
【化17】
Figure 0004004093
【0041】
【化18】
Figure 0004004093
【0042】
【化19】
Figure 0004004093
【0043】
【化20】
Figure 0004004093
【0044】
【化21】
Figure 0004004093
【0045】
【化22】
Figure 0004004093
【0046】
【化23】
Figure 0004004093
【0047】
【化24】
Figure 0004004093
【0048】
【化25】
Figure 0004004093
【0049】
【化26】
Figure 0004004093
【0050】
【化27】
Figure 0004004093
【0051】
【化28】
Figure 0004004093
本発明の一般式(1)で表されるナフタレン化合物は、例えば、以下の工程を経て製造することができる。
・一般式(1)で表されるナフタレン化合物の製造工程(化29)
【0052】
【化29】
Figure 0004004093
一般式(2)で表されるシアノナフタレン誘導体と一般式(3)で表される2−アミノアルコールを酢酸カドミウムの存在下、トルエン等の有機溶媒中で加熱することにより製造できる。
また、一般式(4)で表されるナフタレンカルボン酸誘導体を、塩素化剤(例えば、オギザリルクロライド、チオニルクロライド)で処理し、酸クロライドへと誘導し、その後、トリエチルアミン等の塩基の存在下、一般式(3)で表される2−アミノアルコールを作用させ、さらに塩素化剤で処理した後、塩基(例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム)の存在下、加熱することによっても製造できる。
【0053】
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、液晶性を示すナフタレン化合物には、スメクチックC相(以下、SC 相と略記する)を示す液晶化合物、カイラルスメクチック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 相および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。
【0054】
次に、本発明の液晶組成物について説明する。
一般に、液晶組成物は2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1種含有するものである。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、カイラルスメクチック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。
【0055】
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、例えば、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、光学活性トラン系液晶化合物、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、光学活性テトラリン系液晶化合物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、例えば、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、トラン系液晶化合物、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、テトラリン系液晶化合物を挙げることができる。
また、光学活性化合物とは、それ自体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、例えば、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、光学活性トラン系非液晶化合物、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、光学活性テトラリン系非液晶化合物を挙げることができる。
【0056】
また、本発明の液晶組成物には、上記の必須成分の他に、任意成分としてSC 相を示さないスメクチックおよびネマチック液晶化合物、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、アゾ系色素等の2色性色素、および、導電性付与剤、寿命向上剤等)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%である。
本発明の液晶組成物において、カイラルスメクチック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。
【0057】
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てなる。(図1)は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チック相を有する液晶素子の一例を示す断面概略図である。
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間にカイラルスメクチ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、1対のクロスニコル状態に配置された偏光板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。
基板2の材質としては、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス等のガラスおよびポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレート等の透明性高分子が挙げられる。
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 3 、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。
【0058】
絶縁性配向制御層4は、ポリイミド等の高分子の薄膜をナイロン、アセテート、レーヨン等の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、例えば、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、チタン酸化物やフッ化マグネシウムなどの無機物質絶縁層、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、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、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、アクリル樹脂などの有機絶縁層が挙げられ、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。
【0059】
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る。また、有機絶縁層である場合には、有機絶縁層材料または、その前駆体の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、所定の条件下(例えば、加熱下)で溶媒を除去し、所望により焼成させて形成することができる。
なお、有機絶縁層を形成する際に、必要に応じ、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤等を使用して表面処理を行い、その後、有機絶縁層材料または、その前駆体を塗布してもよい。絶縁性配向制御層4の層厚は、通常、10オングストローム〜1μm、好ましくは、10〜3000オングストローム、さらに好ましくは、10〜1000オングストロームである。
【0060】
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、所定の直径を持つシリカビーズ、アルミナビーズをスペーサとして基板2で挟み、2枚の基板2の周囲をシール材(例えば、エポキシ系接着剤)を用いて密封することにより、任意の間隔に保つことができる。また、スペーサーとして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チ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、より好ましくは、1〜3μmの厚さに設定する。
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。
なお、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なく、反射型の素子としても応用可能である。
【0061】
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(トランジェント・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、本発明のナフタレン化合物および該化合物を含有してなる液晶組成物は、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、変調器など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)への応用が可能である。
【0062】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の記号I、Ch、SA 、SC * およびCは以下の意味を表す。
I:等方性液体
Ch:コレステリック相
A :スメクチックA相
C *:カイラルスメクチックC相
C:結晶相
【0063】
製造例1:6−n−オクチルオキシ−2−シアノナフタレンの製造
2−シアノ−6−ナフトール8.45g(50mmol)、炭酸カリウム6.9g(50mmol)およびn−オクチルブロマイド11.59g(60mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド25gに懸濁させ、70℃で8時間撹拌した。その後、室温まで冷却し、不溶物をろ別し、ろ液に200mlの水を添加し、生じた固体を淡褐色固体をろ過した。その後この淡褐色固体をヘキサンから再結晶し、6−n−オクチルオキシ−2−シアノナフタレン9.9gを得た。
【0064】
製造例2:〔6−n−デシルオキシ−2−シアノナフタレンの製造〕
製造例1において、n−オクチルブロマイドを使用する代わりに、n−デシルブロマイド13.26gを使用した以外は、製造例1に記載の方法に従い、6−n−デシルオキシ−2−シアノナフタレン10.5gを得た。
【0065】
製造例3:〔6−n−ドデシルオキシ−2−シアノナフタレンの製造〕
製造例1において、n−オクチルブロマイドを使用する代わりに、n−ドデシルブロマイド14.95gを使用した以外は、製造例1に記載の方法に従い、6−n−ドデシルオキシ−2−シアノナフタレン11.7gを得た。
【0066】
製造例4:〔6−n−テトラデシルオキシ−2−シアノナフタレンの製造〕
製造例1において、n−オクチルブロマイドを使用する代わりに、n−テトラデシルブロマイド16.6gを使用した以外は、製造例1に記載の方法に従い、6−n−テトラデシルオキシ−2−シアノナフタレン13.5gを得た。
【0067】
製造例5:〔6−(4’−n−オクチルオキシフェニル)メチルオキシ−2−シアノナフタレンの製造〕
製造例1において、n−オクチルブロマイドを使用する代わりに、4−n−オクチルオキシベンジルブロマイド18.5gを使用した以外は、製造例1に記載の方法に従い、6−(4’−n−オクチルオキシフェニル)メチルオキシ−2−シアノナフタレン13.5gを得た。
【0068】
製造例6:〔6−(4’−n−ドデシルオキシフェニル)メチルオキシ−2−シアノナフタレンの製造〕
製造例1において、n−オクチルブロマイドを使用する代わりに、4−n−ドデシルオキシベンジルブロマイド21.3gを使用した以外は、製造例1に記載の方法に従い、6−(4’−n−ドデシルオキシフェニル)メチルオキシ−2−シアノナフタレン17.7gを得た。
【0069】
製造例7:〔6−(4’−n−デシルオキシフェニルカルボニルオキシ)ナフタレン−2−カルボン酸の製造〕
6−ヒドロキシナフタレン−2−カルボン酸ベンジルエステル27.8g(0.1mol)および4−n−デシルオキシ安息香酸クロライド29.6g(0.1mol)およびトルエン100mlよりなる混合物を氷冷し、トリエチルアミン10.1gおよびトルエン30mlよりなる溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後室温で3時間撹拌し、その後、希塩酸で中和した。トルエン相を分離し、水洗した後、トルエンを留去し、得られた固体をイソプロパノールより再結晶し、6−(4’−n−デシルオキシフェニルカルボニルオキシ)ナフタレン−2−カルボン酸ベンジルエステル46.1gを得た。
次に、6−(4’−n−デシルオキシフェニルカルボニルオキシ)ナフタレン−2−カルボン酸ベンジルエステル46.1gをテトラヒドロフラン150mlに溶解し、Pd/炭素(50重量%含水)4gを添加し、水素雰囲気下に15時間撹拌した。その後、Pd/炭素をろ別し、ろ液よりテトラヒドロフランを留去し、6−(4’−n−デシルオキシフェニルカルボニルオキシ)ナフタレン−2−カルボン酸37.7gを得た。
【0070】
製造例8:〔6−n−デシルカルボニルオキシナフタレン−2−カルボン酸の製造〕
製造例7において、4−n−デシルオキシ安息香酸クロライドを使用する代わりに、n−ウンデカン酸クロライド20.5gを使用した以外は、製造例7に記載の操作に従い、6−n−デシルカルボニルオキシナフタレン−2−カルボン酸26.6gを得た。
【0071】
実施例1:〔例示化合物16においてnが8である化合物の製造〕
6−n−オクチルオキシ−2−シアノナフタレン0.843g(3mmol)、(R)−2−アミノブタノール0.401g(4.5mmol)および酢酸カドミウム2水和物0.081gを5gのトルエンに溶解し、20時間還流した。その後ろ過により不溶物を除去し、ろ液よりトルエンを留去し、残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム:ヘキサン:酢酸エチル=5:3:0.8vol/vol/vol)により分離精製し、さらにメタノールから2回再結晶し、例示化合物16においてnが8である化合物を無色の結晶として515mg得た。
この化合物の融点は49℃であった。
【0072】
実施例2:〔例示化合物16においてnが10である化合物の製造〕
実施例1において、6−n−オクチルオキシ−2−シアノナフタレンを使用する代わりに、6−n−デシルオキシ−2−シアノナフタレン0.927g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16においてnが10である化合物を無色の結晶として560mg得た。
この化合物の融点は55℃であった。
【0073】
実施例3:〔例示化合物16においてnが12である化合物の製造〕
実施例1において、6−n−オクチルオキシ−2−シアノナフタレンを使用する代わりに、6−n−ドデシルオキシ−2−シアノナフタレン1.011g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16においてnが12である化合物を無色の結晶として1.264g得た。
この化合物の融点は62℃であった。
【0074】
実施例4:〔例示化合物16においてnが14である化合物の製造〕
実施例1において、6−n−オクチルオキシ−2−シアノナフタレンを使用する代わりに、6−n−テトラデシルオキシ−2−シアノナフタレン1.095g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16においてnが14である化合物を無色の結晶として733mg得た。
この化合物の融点は70℃であった。
【0075】
実施例5:〔例示化合物23においてnが10である化合物の製造〕
6−n−デシルオキシナフタレン−2−カルボン酸6.56g(20mmol)、オギザリルクロライド3.8gおよびトルエン35mlよりなる混合物に、N,N−ジメチルホルムアミドを1滴添加し、75℃で4時間加熱撹拌した。その後、過剰のオギザリルクロライドおよびトルエンを減圧下に留去し、残渣にトルエン30mlを添加し、氷冷し、L−セリンメチルエステル塩酸塩3.11g、トリエチルアミン4.04gおよびトルエン30mlよりなる溶液を45分かけて滴下した。その後、室温で4時間撹拌し、不溶物をろ別した後、ろ液を希塩酸により中和し、水洗し、トルエンを留去した。
残渣をトルエン−ヘキサンより再結晶し、6−n−デシルオキシナフタレン−2−カルボン酸−1’−ヒドロキシメチル−メトキシカルボニルメチルアミドを無色の結晶として8.14g得た。次に6−n−デシルオキシナフタレン−2−カルボン酸−1’−ヒドロキシメチル−メトキシカルボニルメチルアミド7.8g(18.2mmol)、チオニルクロライド4.33gおよびトルエン80mlよりなる混合物にN,N−ジメチルホルムアミドを1滴添加し、75℃で5時間加熱撹拌した。その後、過剰のチオニルクロライドおよびトルエンを減圧下に留去し、残渣をエタノールから再結晶し、6−n−デシルオキシナフタレン−2−カルボン酸−1’−クロロメチル−メトキシカルボニルメチルアミド2.44gを得た。得られた6−n−デシルオキシナフタレン−2−カルボン酸−1’−クロロメチル−メトキシカルボニルメチルアミド6.8g(15.2mmol)、炭酸カリウム1.27gおよびN,N−ジメチルホルムアミド70gよりなる懸濁液を80℃で5時間加熱撹拌した。
その後、クロロホルムおよび0.5規定塩酸を添加し、中和、水洗を行った後、クロロホルム相よりクロロホルムを留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液;クロロホルム)により精製し、さらにエタノールより再結晶し、例示化合物23においてnが10である化合物を無色の結晶として4.3g得た。この化合物の融点は86℃であった。
【0076】
実施例6:〔例示化合物42においてnが10である化合物の製造〕
6−n−デシルカルボニルオキシナフタレン−2−カルボン酸3.56g(10mmol)、オギザリルクロライド1.5gおよびトルエン20mlよりなる混合物に、N,N−ジメチルホルムアミドを1滴添加し、75℃で4時間加熱撹拌した。その後、過剰のオギザリルクロライドおよびトルエンを減圧下に留去し、残渣にトルエン15mlを添加し、氷冷し、(R)−2−アミノブタノール0.88g、トリエチルアミン1.01gおよびトルエン8mlよりなる溶液を15分かけて滴下した。その後、室温で3時間撹拌し、不溶物をろ別した後、ろ液を希塩酸により中和し、水洗し、トルエンを留去した。残渣をトルエン−ヘキサンより再結晶し、6−n−デシルカルボニルオキシナフタレン−2−カルボン酸−1’−ヒドロキシメチル−n−プロピルアミドを無色の結晶として3.62g得た。
次に、6−n−デシルカルボニルオキシナフタレン−2−カルボン酸−1’−ヒドロキシメチル−n−プロピルアミド3.6g(8.4mmol)、チオニルクロライド1.5gおよびトルエン5mlよりなる混合物にN,N−ジメチルホルムアミドを1滴添加し、75℃で5時間加熱撹拌した。その後、過剰のチオニルクロライドおよびトルエンを減圧下に留去し、残渣をエタノールから再結晶し、6−n−デシルカルボニルオキシナフタレン−2−カルボン酸−1’−クロロメチル−n−プロピルアミド2.9gを得た。得られた6−n−デシルカルボニルオキシナフタレン−2−カルボン酸−1’−クロロメチル−n−プロピルアミド1.0g(2.2mmol)、炭酸カリウム311mgおよびN,N−ジメチルホルムアミド10gよりなる懸濁液を80℃で5時間加熱撹拌した。その後、クロロホルムおよび0.5規定塩酸を添加し、中和、水洗を行った後、クロロホルム相よりクロロホルムを留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液;クロロホルム)により精製し、さらにエタノールより再結晶し、例示化合物42においてnが10である化合物を無色の結晶として595mg得た。
この化合物の融点は46℃であった。
【0077】
実施例7:〔例示化合物80においてnが10である化合物の製造〕
6−(4’−n−デシルオキシフェニルカルボニルオキシ)ナフタレン−2−カルボン酸4.47g(10mmol)、オギザリルクロライド1.5gおよびトルエン20mlよりなる混合物に、N,N− ジメチルホルムアミドを1滴添加し、75℃で4時間加熱撹拌した。その後、過剰のオギザリルクロライドおよびトルエンを減圧下に留去し、残渣にトルエン15mlを添加し、氷冷し、(R)−2−アミノブタノール0.88g、トリエチルアミン1.01gおよびトルエン8mlよりなる溶液を15分かけて滴下した。その後、室温で3時間撹拌し、不溶物をろ別した後、ろ液を希塩酸により中和し、水洗し、トルエンを留去した。残渣をトルエン−ヘキサンより再結晶し、6−(4’−n−デシルオキシフェニルカルボニルオキシ)ナフタレン−2−カルボン酸−1”−ヒドロキシメチル−n−プロピルアミドを無色の結晶として4.47g得た。
次に6−(4’−n−デシルオキシフェニルカルボニルオキシ)ナフタレン−2−カルボン酸−1”−ヒドロキシメチル−n−プロピルアミド4.0g(7.7mmol)、チオニルクロライド1.38gおよびトルエン5mlよりなる混合物にN,N−ジメチルホルムアミドを1滴添加し、75℃で5時間加熱撹拌した。その後、過剰のチオニルクロライドおよびトルエンを減圧下に留去し、残渣をエタノールから再結晶し、6−(4’−n−デシルオキシフェニルカルボニルオキシ)ナフタレン−2−カルボン酸−1”−クロロメチル−n−プロピルアミド3.9gを得た。得られた6−(4’−n−デシルオキシフェニルカルボニルオキシ)ナフタレン−2−カルボン酸−1”−クロロメチル−n−プロピルアミド1.0g(1.6mmol)、炭酸カリウム217mgおよびN,N−ジメチルホルムアミド10gよりなる懸濁液を80℃で5時間加熱撹拌した。その後、クロロホルムおよび0.5規定塩酸を添加し、中和、水洗を行った後、クロロホルム相よりクロロホルムを留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液;クロロホルム)により精製し、さらにエタノールより再結晶し、例示化合物80においてnが10である化合物を無色の結晶として613mg得た。
この化合物の融点は49℃であった。
【0078】
実施例8:〔例示化合物132においてnが8である化合物の製造〕
実施例1において、6−n−オクチルオキシ−2−シアノナフタレンを使用する代わりに、6−(4’−n−オクチルオキシフェニル)メチルオキシ−2−シアノナフタレン1.161g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132においてnが8である化合物を無色の結晶として987mg得た。この化合物の融点は132℃であった。
【0079】
実施例9:〔例示化合物132においてnが12である化合物の製造〕
実施例1において、6−n−オクチルオキシ−2−シアノナフタレンを使用する代わりに、6−(4’−n−ドデシルオキシフェニル)メチルオキシ−2−シアノナフタレン1.329g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132においてnが12である化合物を無色の結晶として782mg得た。この化合物の融点は119℃であった。
【0080】
実施例10:液晶組成物の調製
下記の非光学活性液晶組成物(A)(化30)177.82mgに、実施例1で製造した例示化合物16においてnが8である化合物8.18mg(4.4重量%)を混合し、100℃で溶融させ、液晶組成物(強誘電性液晶組成物)を調製した。
【0081】
【化30】
Figure 0004004093
この液晶組成物の相転移温度(℃)を以下に示した。
Figure 0004004093
【0082】
実施例11:液晶素子の作製
(1):セルの作製
2枚の1.1mm厚のガラス板に、ITO膜を形成し、さらにγ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランの0.2重量%エタノール溶液を使用して表面処理を行った。このITO膜付きのガラス板に、ポリビニルアルコールの水溶液をスピンコートし、120℃で30分間焼成して、絶縁性配向制御層を形成した。この配向制御層にラビング処理を行い平均粒径1.9μmのシリカビーズを一方のガラス板に散布した。その後、シール剤を用いてガラス板を貼り合わせセルを作製した。
(2):液晶素子の作製
このセルを100℃に加熱し、加熱(100℃)した実施例10で調製した液晶組成物を注入し、その後、3℃/分の速度で冷却し、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2枚の偏光板に挟持し、±20V、2.5Hzの矩形波電圧を印加したところ明瞭なスイッチング現象が確認された。また、偏光顕微鏡観察では良好な均一配向状態が観察された。20℃での光学的な応答速度は300μ秒であり、矩形波印加時のスイッチングにおける2点の消光位より求めたチルト角は18.2°であった。
【0083】
実施例12
非光学活性液晶組成物(A)88.63mgに、実施例1で製造した例示化合物16においてnが8である化合物22.37mg(20.1重量%)を混合し、100℃で溶融させ、液晶組成物(強誘電性液晶組成物)を調製した。
この液晶組成物の相転移温度(℃)を以下に示した。
Figure 0004004093
次に、実施例11の(1)と同様に作製したセルに、この液晶組成物を注入し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2枚の偏光板に挟持し、±20V、2.5Hzの矩形波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。また、偏光顕微鏡観察では、良好な均一配向状態が観察され、ジグザグ欠陥等の欠陥は観察されなかった。20℃での光学的な応答速度は100μ秒であり、矩形波印加時のスイッチングにおける2点の消光位より求めたチルト角は19.5°であった。
【0084】
実施例13
非光学活性液晶組成物(A)152.1mgに実施例5で製造した例示化合物23においてnが10である化合物16.34mg(9.7重量%)を混合し、100℃で溶融させ、液晶組成物(強誘電性液晶組成物)を調製した
この液晶組成物の相転移温度(℃)を以下に示した。
Figure 0004004093
次に、実施例11の(1)と同様に作製したセルに、この液晶組成物を注入し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2枚の偏光板に挟持し、±20V、2.5Hzの矩形波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。また、偏光顕微鏡観察では、良好な均一配向状態が観察され、ジグザグ欠陥等の欠陥は観察されなかった。20℃での光学的な応答速度は123μ秒であり、矩形波印加時のスイッチングにおける2点の消光位より求めたチルト角は18.4°であった。
【0085】
実施例14
非光学活性液晶組成物(A)199.7mgに実施例7で製造した例示化合物80においてnが10である化合物6.60mg(3.2重量%)を混合し、100℃で溶融させ、液晶組成物(強誘電性液晶組成物)を調製した。
この液晶組成物の相転移温度(℃)を以下に示した。
Figure 0004004093
次に、実施例11の(1)と同様に作製したセルに、この液晶組成物を注入し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2枚の偏光板に挟持し、±20V、2.5Hzの矩形波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。また、偏光顕微鏡観察では、良好な均一配向状態が観察され、ジグザグ欠陥等の欠陥は観察されなかった。20℃での光学的な応答速度は210μ秒であり、矩形波印加時のスイッチングにおける2点の消光位より求めたチルト角は17.4°であった。
【0086】
実施例15
非光学活性液晶組成物(A)140.0mgに実施例8で製造した例示化合物132においてnが10である化合物9.61mg(6.42重量%)を混合し、100℃で溶融させ、液晶組成物(強誘電性液晶組成物)を調製した
この液晶組成物の相転移温度(℃)を以下に示した。
Figure 0004004093
次に、実施例11の(1)と同様に作製したセルに、この液晶組成物を注入し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2枚の偏光板に挟持し、±20V、2.5Hzの矩形波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。また、偏光顕微鏡観察では、良好な均一配向状態が観察され、ジグザグ欠陥等の欠陥は観察されなかった。20℃での光学的な応答速度は195μ秒であり、矩形波印加時のスイッチングにおける2点の消光位より求めたチルト角は18.4°であった。
【0087】
比較例1
比較のため、本発明のナフタレン化合物以外の光学活性化合物を非光学活性液晶組成物に混合し液晶組成物(強誘電性液晶組成物)を調製し、液晶素子を作製した。すなわち、非光学活性液晶組成物(A)145.1mgに下記の光学活性化合物(a)(独国特許4311967号に記載の化合物)(化31)16.59mg(10.24重量%)を混合し、100℃で溶融させ、液晶組成物を調製した。
【0088】
【化31】
Figure 0004004093
この液晶組成物の相転移温度(℃)を以下に示した。
Figure 0004004093
次に、実施例11の(1)と同様に作製したセルに、この液晶組成物を注入し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2枚の偏光板に挟持し、±20V、2.5Hzの矩形波電圧を印加したところスイッチング現象は観察されたが、完全な双安定状態は得られなかった。また、偏光顕微鏡観察では、シェブロン構造に基づくジグザグ欠陥が観察された。20℃での光学的な応答速度は1.290m秒であり、チルト角は11.2°であった。
【0089】
比較例2
非光学活性液晶組成物(A)150.2mgに下記の光学活性化合物(b)(米国特許457632号に記載の化合物)(化32)15.73mg(9.48重量%)を混合し、100℃で溶融させ、液晶組成物を調製した。
【0090】
【化32】
Figure 0004004093
この液晶組成物の相転移温度(℃)を以下に示した。
Figure 0004004093
次に、実施例11の(1)と同様に作製したセルに、この液晶組成物を注入し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2枚の偏光板に挟持し、±20V、2.5Hzの矩形波電圧を印加したところスイッチング現象は観察されたが、双安定状態は得られなかった。また、偏光顕微鏡観察では、シェブロン構造に基づくジグザグ欠陥が観察された。20℃での光学的な応答速度は1.330m秒であり、双安定状態が得られなかったためチルト角の正確な測定は不可能であった。
【0091】
比較例3
非光学活性液晶組成物(A)149.9mgに光学活性化合物(b)(米国特許457632号に記載の化合物)35.43mg(19.12重量%)を混合し、100℃で溶融させ、液晶組成物を調製した。
この液晶組成物の相転移温度(℃)を以下に示した。
Figure 0004004093
【0092】
比較例4
非光学活性液晶組成物(A)136.8mgに下記の光学活性化合物(C)(英国特許418604号に記載の化合物)(化33)9.99mg(6.81重量%)を混合し、100℃で溶融させ、液晶組成物を調製した。
【0093】
【化33】
Figure 0004004093
この液晶組成物の相転移温度(℃)を以下に示した。
Figure 0004004093
次に、実施例11の(1)と同様に作製したセルに、この液晶組成物を注入し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2枚の偏光板に挟持し、±20V、2.5Hzの矩形波電圧を印加したところスイッチング現象は観察されたが、偏光顕微鏡観察ではマルチドメイン状態となっており、光学的な応答速度およびチルト角の測定は不可能であった。
【0094】
実施例11と、比較例1および2より明らかなように、非光学活性液晶組成物に本発明のナフタレン化合物を添加した場合には、比較例1および2と比較して良好な均一配向状態が得られ、応答速度も速く、また、チルト角も大きいことが判る。さらに実施例12と、比較例3および比較例4との比較より、本発明のナフタレン化合物は、非光学活性液晶組成物に約20重量%以上添加してもSC *相の温度領域を著しく減少させることがなく、また、配向状態を悪化させることもないことが判る。
【0095】
【発明の効果】
本発明のナフタレン化合物は、非光学活性液晶組成物に容易に相溶し、幅広いSC *領域を保持し、また、均一な配向状態をとる液晶組成物を提供し、さらに応答速度およびチルト角等の特性が優れた液晶組成物を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】カイラルスメクチック相を示す液晶を用いた液晶素子の一例の断面概略図
【符号の説明】
1:カイラルスメクチ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
O :入射光
I:透過光[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel naphthalene compound. More specifically, the present invention relates to a novel naphthalene compound useful as a component of a liquid crystal composition used in a liquid crystal display device, a liquid crystal composition containing the compound, and a liquid crystal device using the liquid crystal composition.
[0002]
[Prior art]
At present, a TN (twisted nematic) type display system is most widely used as a liquid crystal display element. This TN type display method is inferior to a light emitting type element (cathode tube, electroluminescence, plasma display, etc.) in terms of response speed. An STN (super twisted nematic) type display element having a twist angle of 180 to 270 ° has been developed, but the response speed is still inferior. Various efforts for improvement have been made in this way, but a TN type display device with a high response speed has not been realized.
However, in the new display system using ferroelectric liquid crystal, which has been actively studied in recent years, there is a possibility of significant improvement in response speed [Applied Phys.lett., 36, 899 (1980)] .
This method uses a chiral smectic phase such as a chiral smectic C phase exhibiting ferroelectricity. It is known that the phase exhibiting ferroelectricity is not limited to the chiral smectic C phase, but the phases such as chiral smectics F, G, H, and I exhibit ferroelectricity. These smectic liquid crystal phases belong to a tilt-type chiral smectic phase, but a chiral smectic C phase having a low viscosity is preferable in practical use.
[0003]
Many liquid crystal compounds exhibiting a chiral smectic C phase have already been synthesized and studied, but the conditions for use as a ferroelectric liquid crystal device include:
(A) exhibiting a chiral smectic C phase in a wide temperature range including room temperature;
(B) In order to obtain good orientation, the chiral smectic C phase has an appropriate phase sequence on the high temperature side and has a large helical pitch;
(C) have an appropriate tilt angle;
(D) low viscosity,
(E) Spontaneous polarization is large to some extent, but no one that satisfies these alone is known.
Therefore, a liquid crystal compound exhibiting a chiral smectic C phase is used as a liquid crystal composition exhibiting a chiral smectic C phase by being mixed with another liquid crystal compound exhibiting a chiral smectic C phase or a smectic C phase. In any case, a liquid crystal compound exhibiting a chiral smectic C phase needs to have a low viscosity and a spontaneous polarization that is greater than a certain level, particularly in order to realize a high-speed response.
[0004]
A compound that does not exhibit a chiral smectic C phase as a single compound can also be used as a liquid crystal composition exhibiting a chiral smectic C phase by mixing it as a chiral dopant with a liquid crystal compound or liquid crystal composition exhibiting a smectic C phase. In this case, however, a compound having the same properties as the above (a) to (e) is required.
As described above, conventional compounds exhibiting a chiral smectic C phase are insufficient in viscosity and spontaneous polarization, and there is a problem in providing a liquid crystal material having a high-speed response, and improvement thereof is desired.
In addition, many chiral smectic C liquid crystal compositions studied so far have chevron structures (layer structures bent in a “<”) shape, and thus the response of spontaneous polarization to applied voltage is efficient. However, it may cause an increase in response speed or a decrease in contrast ratio due to a zigzag alignment defect. For this reason, a chiral smectic C liquid crystal composition having a bookshelf layer structure or a layer structure close thereto is desired.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a compound having a large spontaneous polarization and a low viscosity as a component of a liquid crystal composition used for a liquid crystal display device, etc., and a chiral smectic C having a bookshelf layer structure or a layer structure close thereto. By providing a liquid crystal composition, it is possible to provide a ferroelectric liquid crystal display material capable of high-speed response.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied a new naphthalene compound, and as a result, have found a certain kind of naphthalene compound and have reached the present invention. That is, the present invention relates to a naphthalene compound represented by the general formula (1) (chemical formula 2), and a naphthalene compound in which the asymmetric carbon is optically active in the (S) or (R) configuration in the general formula (1). Further, the present invention relates to a liquid crystal composition containing at least one of these naphthalene compounds and a liquid crystal display element using the liquid crystal composition.
[0007]
[Chemical 2]
Figure 0004004093
[In the formula, R1And R2Is a linear or branched alkyl group having 2 to 24 carbon atoms (provided that the hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a halogen atom, and —CH in the alkyl group may be2-Represents an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, an oxycarbonyl group or a carbonyloxy group, and X represents -CH2O-group or -COO- group, Y and Z each represents a linking group selected from a single bond, an ether bond and an ester bond; l and m each represent 0 or 1; (Represents a homogeneous carbon)
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the naphthalene compound represented by the general formula (1) of the present invention, R1And R2Is a linear or branched alkyl group having 2 to 24 carbon atoms (provided that a hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a halogen atom, and —CH in the alkyl group is2-The group represents an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, an oxycarbonyl group or a carbonyloxy group), and preferably represents a linear or branched alkyl group having 4 to 15 carbon atoms.
[0009]
R1And R2Specific examples of are, for example, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group. N-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n-eicosyl group N-Heneicosyl group, n-docosyl group, n-tricosyl group, n-tetracosyl group, 1-methylethyl group, 1,1-dimethylethyl group, 1-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 1-methylpentyl Group, 1-methylhexyl group, 1-methylheptyl group, 1-methyloctyl group, 1-methylnonyl group, 1-methyldecyl group, 2-methylpropyl group, 2-methyl Butyl group, 2-ethylbutyl group, 2-methylpentyl group, 2-methylhexyl group, 2-methylheptyl group, 2-ethylhexyl group, 2-methyloctyl group, 2-methylnonyl group, 2-methyldecyl group, 2,3 -Dimethylbutyl group, 2,3,3-trimethylbutyl group, 3-methylbutyl group, 3-methylpentyl group, 3-ethylpentyl group, 4-methylpentyl group, 4-ethylhexyl group, 2,3-dimethylpentyl group 2,4-dimethylpentyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 2,3,3,4-tetramethylpentyl group, 3-methylhexyl group, 2,5-dimethylhexyl group, 3-ethylhexyl group 3,5,5-trimethylhexyl group, 4-methylhexyl group, 6-methylheptyl group, 3,7-dimethyloctyl group, 6-methyl Octyl group,
[0010]
2-fluoroethyl group, 1,2-difluoroethyl group, 2-fluoro-n-propyl group, 3-fluoro-n-propyl group, 1,3-difluoro-n-propyl group, 2,3-difluoro-n -Propyl group,
2-fluoro-n-butyl group, 3-fluoro-n-butyl group, 4-fluoro-n-butyl group, 3-fluoro-2-methylpropyl group, 2,3-difluoro-n-butyl group, 2, 4-difluoro-n-butyl group, 3,4-difluoro-n-butyl group,
2-fluoro-n-pentyl group, 3-fluoro-n-pentyl group, 5-fluoro-n-pentyl group, 2,4-difluoro-n-pentyl group, 2,5-difluoro-n-pentyl group, 2 -Fluoro-3-methylbutyl group,
2-fluoro-n-hexyl group, 3-fluoro-n-hexyl group, 4-fluoro-n-hexyl group, 5-fluoro-n-hexyl group, 6-fluoro-n-hexyl group,
2-fluoro-n-heptyl group, 4-fluoro-n-heptyl group, 5-fluoro-n-heptyl group,
2-fluoro-n-octyl group, 3-fluoro-n-octyl group, 6-fluoro-n-octyl group,
4-fluoro-n-nonyl group, 7-fluoro-n-nonyl group,
3-fluoro-n-decyl group, 6-fluoro-n-decyl group,
4-fluoro-n-dodecyl group, 8-fluoro-n-dodecyl group,
5-fluoro-n-tetradecyl group, 9-fluoro-n-tetradecyl group,
[0011]
2-chloroethyl group, 3-chloro-n-propyl group, 2-chloro-n-butyl group, 4-chloro-n-butyl group, 2-chloro-n-pentyl group, 5-chloro-n-pentyl group, 5-chloro-n-hexyl group, 4-chloro-n-heptyl group, 6-chloro-n-octyl group, 7-chloro-n-nonyl group, 3-chloro-n-decyl group, 8-chloro-n A dodecyl group,
Trifluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoro-n-propyl group, perfluoro-n-butyl group, perfluoro-n-pentyl group, perfluoro-n-hexyl group, perfluoro-n-heptyl group, Perfluoro-n-octyl group, perfluoro-n-nonyl group, perfluoro-n-decyl group, perfluoro-n-undecyl group, perfluoro-n-dodecyl group, perfluoro-n-tetradecyl group,
1-hydroperfluoroethyl group, 1-hydroperfluoro-n-propyl group, 1-hydroperfluoro-n-butyl group, 1-hydroperfluoro-n-pentyl group, 1-hydroperfluoro-n-hexyl 1-hydroperfluoro-n-heptyl group, 1-hydroperfluoro-n-octyl group, 1-hydroperfluoro-n-nonyl group, 1-hydroperfluoro-n-decyl group, 1-hydroper Fluoro-n-undecyl group, 1-hydroperfluoro-n-dodecyl group, 1-hydroperfluoro-n-tetradecyl group,
[0012]
1,1-dihydroperfluoroethyl group, 1,1-dihydroperfluoro-n-propyl group, 1,1-dihydroperfluoro-n-butyl group, 1,1-dihydroperfluoro-n-pentyl group, 1 1,1-dihydroperfluoro-n-hexyl group, 1,1-dihydroperfluoro-n-heptyl group, 1,1-dihydroperfluoro-n-octyl group, 1,1-dihydroperfluoro-n-nonyl group 1,1-dihydroperfluoro-n-decyl group, 1,1-dihydroperfluoro-n-undecyl group, 1,1-dihydroperfluoro-n-dodecyl group, 1,1-dihydroperfluoro-n- Tetradecyl group, 1,1-dihydroperfluoro-n-pentadecyl group, 1,1-dihydroperfluoro-n-hexadecyl group,
1,1,2-trihydroperfluoroethyl group, 1,1,3-trihydroperfluoro-n-propyl group, 1,1,3-trihydroperfluoro-n-butyl group, 1,1,4 -Trihydroperfluoro-n-butyl, 1,1,4-trihydroperfluoro-n-pentyl, 1,1,5-trihydroperfluoro-n-pentyl, 1,1,3-tri Hydroperfluoro-n-hexyl group, 1,1,6-trihydroperfluoro-n-hexyl group, 1,1,5-trihydroperfluoro-n-heptyl group, 1,1,7-trihydroper Fluoro-n-heptyl group, 1,1,8-trihydroperfluoro-n-octyl group, 1,1,9-trihydroperfluoro-n-nonyl group, 1,1,11-trihydroperfluoro- n-undecyl group,
[0013]
2- (perfluoroethyl) ethyl group, 2- (perfluoro-n-propyl) ethyl group, 2- (perfluoro-n-butyl) ethyl group, 2- (perfluoro-n-pentyl) ethyl group, 2 -(Perfluoro-n-hexyl) ethyl group, 2- (perfluoro-n-heptyl) ethyl group, 2- (perfluoro-n-octyl) ethyl group, 2- (perfluoro-n-decyl) ethyl group 2- (perfluoro-n-nonyl) ethyl group, 2- (perfluoro-n-dodecyl) ethyl group,
2-trifluoromethylpropyl group, 3- (perfluoro-n-propyl) propyl group, 3- (perfluoro-n-butyl) propyl group, 3- (perfluoro-n-hexyl) propyl group, 3- ( Perfluoro-n-heptyl) propyl group, 3- (perfluoro-n-octyl) propyl group, 3- (perfluoro-n-decyl) propyl group, 3- (perfluoro-n-dodecyl) propyl group,
4- (perfluoroethyl) butyl group, 4- (perfluoro-n-propyl) butyl group, 4- (perfluoro-n-butyl) butyl group, 4- (perfluoro-n-pentyl) butyl group, 4 -(Perfluoro-n-hexyl) butyl group, 4- (perfluoro-n-heptyl) butyl group, 4- (perfluoro-n-octyl) butyl group, 4- (perfluoro-n-decyl) butyl group ,
5- (perfluoro-n-propyl) pentyl group, 5- (perfluoro-n-butyl) pentyl group, 5- (perfluoro-n-pentyl) pentyl group, 5- (perfluoro-n-hexyl) pentyl group Group, 5- (perfluoro-n-heptyl) pentyl group, 5- (perfluoro-n-octyl) pentyl group,
6- (perfluoroethyl) hexyl group, 6- (perfluoro-n-propyl) hexyl group, 6- (perfluoro-n-butyl) hexyl group, 6- (perfluoro-n-hexyl) hexyl group, 6 -(Perfluoro-n-heptyl) hexyl group, 6- (perfluoro-n-octyl) hexyl group,
7- (perfluoroethyl) heptyl group, 7- (perfluoro-n-propyl) heptyl group, 7- (perfluoro-n-butyl) heptyl group, 7- (perfluoro-n-pentyl) heptyl group,
[0014]
Methyloxycarbonylmethyl group, 2-methyloxycarbonylethyl group, 3-methyloxycarbonylpropyl group, 4-methyloxycarbonylbutyl group, 5-methyloxycarbonylpentyl group, 6-methyloxycarbonylhexyl group, 7-methyloxy Carbonyl heptyl group, 8-methyloxycarbonyloctyl group, 9-methyloxycarbonylnonyl group,
Ethyloxycarbonylmethyl group, 2-ethyloxycarbonylethyl group, 3-ethyloxycarbonylpropyl group, 4-ethyloxycarbonylbutyl group, 5-ethyloxycarbonylpentyl group, 6-ethyloxycarbonylhexyl group, 7-ethyloxy A carbonyl heptyl group, an 8-ethyloxycarbonyloctyl group, a 9-ethyloxycarbonylnonyl group,
n-propyloxycarbonylmethyl group, 2-n-propyloxycarbonylethyl group, 3-n-propyloxycarbonylpropyl group, 4-n-propyloxycarbonylbutyl group, 5-n-propyloxycarbonylpentyl group, 6- n-propyloxycarbonylhexyl group, 7-n-propyloxycarbonylheptyl group, 8-n-propyloxycarbonyloctyl group, 9-n-propyloxycarbonylnonyl group,
n-butyloxycarbonylmethyl group, 2-n-butyloxycarbonylethyl group, 3-n-butyloxycarbonylpropyl group, 4-n-butyloxycarbonylbutyl group, 5-n-butyloxycarbonylpentyl group, 6- n-butyloxycarbonylhexyl group, 7-n-butyloxycarbonylheptyl group, 8-n-butyloxycarbonyloctyl group, 9-n-butyloxycarbonylnonyl group, n-pentyloxycarbonylmethyl group, 2-n- Pentyloxycarbonylethyl group, 3-n-pentyloxycarbonylpropyl group, 4-n-pentyloxycarbonylbutyl group, 5-n-pentyloxycarbonylpentyl group, 6-n-pentyloxycarbonylhexyl group, 7-n- Pentyloxycarbonylheptyl group, 8 n- pentyloxycarbonyl octyl group, 9-n- pentyloxycarbonyl nonyl group,
[0015]
n-hexyloxycarbonylmethyl group, 2-n-hexyloxycarbonylethyl group, 3-n-hexyloxycarbonylpropyl group, 4-n-hexyloxycarbonylbutyl group, 5-n-hexyloxycarbonylpentyl group, 6- n-hexyloxycarbonylhexyl group, 7-n-hexyloxycarbonylheptyl group, 8-n-hexyloxycarbonyloctyl group, 9-n-hexyloxycarbonylnonyl group,
n-heptyloxycarbonylmethyl group, 2-n-heptyloxycarbonylethyl group, 3-n-heptyloxycarbonylpropyl group, 4-n-heptyloxycarbonylbutyl group, 5-n-heptyloxycarbonylpentyl group, 6- n-heptyloxycarbonylhexyl group, 7-n-heptyloxycarbonylheptyl group, 8-n-heptyloxycarbonyloctyl group, 9-n-heptyloxycarbonylnonyl group,
n-octyloxycarbonylmethyl group, 2-n-octyloxycarbonylethyl group, 3-n-octyloxycarbonylpropyl group, 4-n-octyloxycarbonylbutyl group, 5-n-octyloxycarbonylpentyl group, 6- n-octyloxycarbonylhexyl group, 7-n-octyloxycarbonylheptyl group, 8-n-octyloxycarbonyloctyl group, 9-n-octyloxycarbonylnonyl group,
n-nonyloxycarbonylmethyl group, 2-n-nonyloxycarbonylethyl group, 3-n-nonyloxycarbonylpropyl group, 4-n-nonyloxycarbonylbutyl group, 5-n-nonyloxycarbonylpentyl group, 6- n-nonyloxycarbonylhexyl group, 7-n-nonyloxycarbonylheptyl group, 8-n-nonyloxycarbonyloctyl group, 9-n-nonyloxycarbonylnonyl group,
[0016]
Methylcarbonyloxymethyl group, 2-methylcarbonyloxyethyl group, 3-methylcarbonyloxypropyl group, 4-methylcarbonyloxybutyl group, 5-methylcarbonyloxypentyl group, 6-methylcarbonyloxyhexyl group, 7-methylcarbonyl Oxyheptyl group, 8-methylcarbonyloxyoctyl group, 9-methylcarbonyloxynonyl group,
Ethylcarbonyloxymethyl group, 2-ethylcarbonyloxyethyl group, 3-ethylcarbonyloxypropyl group, 4-ethylcarbonyloxybutyl group, 5-ethylcarbonyloxypentyl group, 6-ethylcarbonyloxyhexyl group, 7-ethylcarbonyl Oxyheptyl group, 8-ethylcarbonyloxyoctyl group, 9-ethylcarbonyloxynonyl group,
n-propylcarbonyloxymethyl group, 2-n-propylcarbonyloxyethyl group, 3-n-propylcarbonyloxypropyl group, 4-n-propylcarbonyloxybutyl group, 5-n-propylcarbonyloxypentyl group, 6- n-propylcarbonyloxyhexyl group, 7-n-propylcarbonyloxyheptyl group, 8-n-propylcarbonyloxyoctyl group, 9-n-propylcarbonyloxynonyl group,
n-butylcarbonyloxymethyl group, 2-n-butylcarbonyloxyethyl group, 3-n-butylcarbonyloxypropyl group, 4-n-butylcarbonyloxybutyl group, 5-n-butylcarbonyloxypentyl group, 6- n-butylcarbonyloxyhexyl group, 7-n-butylcarbonyloxyheptyl group, 8-n-butylcarbonyloxyoctyl group, 9-n-butylcarbonyloxynonyl group,
n-pentylcarbonyloxymethyl group, 2-n-pentylcarbonyloxyethyl group, 3-n-pentylcarbonyloxypropyl group, 4-n-pentylcarbonyloxybutyl group, 5-n-pentylcarbonyloxypentyl group, 6- n-pentylcarbonyloxyhexyl group, 7-n-pentylcarbonyloxyheptyl group, 8-n-pentylcarbonyloxyoctyl group, 9-n-pentylcarbonyloxynonyl group,
[0017]
n-hexylcarbonyloxymethyl group, 2-n-hexylcarbonyloxyethyl group, 3-n-hexylcarbonyloxypropyl group, 4-n-hexylcarbonyloxybutyl group, 5-n-hexylcarbonyloxypentyl group, 6- n-hexylcarbonyloxyhexyl group, 7-n-hexylcarbonyloxyheptyl group, 8-n-hexylcarbonyloxyoctyl group, 9-n-hexylcarbonyloxynonyl group,
n-heptylcarbonyloxymethyl group, 2-n-heptylcarbonyloxyethyl group, 3-n-heptylcarbonyloxypropyl group, 4-n-heptylcarbonyloxybutyl group, 5-n-heptylcarbonyloxypentyl group, 6- n-heptylcarbonyloxyhexyl group, 7-n-heptylcarbonyloxyheptyl group, 8-n-heptylcarbonyloxyoctyl group, 9-n-heptylcarbonyloxynonyl group,
n-octylcarbonyloxymethyl group, 2-n-octylcarbonyloxyethyl group, 3-n-octylcarbonyloxypropyl group, 4-n-octylcarbonyloxybutyl group, 5-n-octylcarbonyloxypentyl group, 6- n-octylcarbonyloxyhexyl group, 7-n-octylcarbonyloxyheptyl group, 8-n-octylcarbonyloxyoctyl group, 9-n-octylcarbonyloxynonyl group,
n-nonylcarbonyloxymethyl group, 2-n-nonylcarbonyloxyethyl group, 3-n-nonylcarbonyloxypropyl group, 4-n-nonylcarbonyloxybutyl group, 5-n-nonylcarbonyloxypentyl group, 6- n-nonylcarbonyloxyhexyl group, 7-n-nonylcarbonyloxyheptyl group, 8-n-nonylcarbonyloxyoctyl group, 9-n-nonylcarbonyloxynonyl group,
[0018]
Ethylcarbonylmethyl group, 2-ethylcarbonylethyl group, 3-ethylcarbonylpropyl group, 4-ethylcarbonylbutyl group, 5-ethylcarbonylpentyl group, 6-ethylcarbonylhexyl group, 7-ethylcarbonylheptyl group, 8-ethyl A carbonyloctyl group, a 9-ethylcarbonylnonyl group,
n-propylcarbonylmethyl group, 2-n-propylcarbonylethyl group, 3-n-propylcarbonylpropyl group, 4-n-propylcarbonylbutyl group, 5-n-propylcarbonylpentyl group, 6-n-propylcarbonylhexyl Group, 7-n-propylcarbonylheptyl group, 8-n-propylcarbonyloctyl group, 9-n-propylcarbonylnonyl group,
n-butylcarbonylmethyl group, 2-n-butylcarbonylethyl group, 3-n-butylcarbonylpropyl group, 4-n-butylcarbonylbutyl group, 5-n-butylcarbonylpentyl group, 6-n-butylcarbonylhexyl Group, 7-n-butylcarbonylheptyl group, 8-n-butylcarbonyloctyl group, 9-n-butylcarbonylnonyl group,
n-pentylcarbonylmethyl group, 2-n-pentylcarbonylethyl group, 3-n-pentylcarbonylpropyl group, 4-n-pentylcarbonylbutyl group, 5-n-pentylcarbonylpentyl group, 6-n-pentylcarbonylhexyl Group, 7-n-pentylcarbonylheptyl group, 8-n-pentylcarbonyloctyl group, 9-n-pentylcarbonylnonyl group,
n-hexylcarbonylmethyl group, 2-n-hexylcarbonylethyl group, 3-n-hexylcarbonylpropyl group, 4-n-hexylcarbonylbutyl group, 5-n-hexylcarbonylpentyl group, 6-n-hexylcarbonylhexyl Group, 7-n-hexylcarbonylheptyl group, 8-n-hexylcarbonyloctyl group, 9-n-hexylcarbonylnonyl group,
[0019]
Methoxymethyl group, 2-methoxyethyl group, 3-methoxypropyl group, 4-methoxybutyl group, 5-methoxypentyl group, 6-methoxyhexyl group, 7-methoxyheptyl group, 8-methoxyoctyl group, 9-methoxynonyl Group, 10-methoxydecyl group, ethoxymethyl group, 2-ethoxyethyl group, 3-ethoxypropyl group, 4-ethoxybutyl group, 5-ethoxypentyl group, 6-ethoxyhexyl group, 7-ethoxyheptyl group, 8- Ethoxyoctyl group, 9-ethoxynonyl group, 10-ethoxydecyl group, n-propoxymethyl group, 2-n-propoxyethyl group, 3-n-propoxypropyl group, 4-n-propoxybutyl group, 5-n- Propoxypentyl group, 6-n-propoxyhexyl group, 7-n-propoxyheptyl group, 8-n-propyl group Poxyoctyl group, 9-n-propoxynonyl group, 10-n-propoxydecyl group, n-butoxymethyl group, 2-n-butoxyethyl group, 3-n-butoxypropyl group, 4-n-butoxybutyl group, 5-n-butoxybutyl group, 6-n-butoxyhexyl group, 7-n-butoxyheptyl group, 8-n-butoxyoctyl group, 9-n-butoxynonyl group, 10-n-butoxydecyl group, n- Pentyloxymethyl group, 2-n-pentyloxyethyl group, 3-n-pentyloxypropyl group, 4-n-pentyloxybutyl group, 5-n-pentyloxypentyl group, 6-n-pentyloxyhexyl group, 7-n-pentyloxyheptyl group, 8-n-pentyloxyoctyl group, 9-n-pentyloxynonyl group, 10-n-pentyloxydecyl Group, n-hexyloxymethyl group, 2-n-hexyloxyethyl group, 3-n-hexyloxypropyl group, 4-n-hexyloxybutyl group, 5-n-hexyloxypentyl group, 6-n-hexyl Oxyhexyl group, 7-n-hexyloxyheptyl group, 8-n-hexyloxyoctyl group, 9-n-hexyloxynonyl group, 10-n-hexyloxydecyl group,
[0020]
n-heptyloxymethyl group, 2-n-heptyloxyethyl group, 3-n-heptyloxypropyl group, 4-n-heptyloxybutyl group, 5-n-heptyloxypentyl group, 6-n-heptyloxyhexyl Group, 7-n-heptyloxyheptyl group, 8-n-heptyloxyoctyl group, 9-n-heptyloxynonyl group, 10-n-heptyloxydecyl group, octyloxymethyl group, 2-n-octyloxyethyl Group, 3-n-octyloxypropyl group, 4-n-octyloxybutyl group, 5-n-octyloxypentyl group, 6-n-octyloxyhexyl group, 7-n-octyloxyheptyl group, 8-n -Octyloxyoctyl group, 9-n-octyloxynonyl group, 10-n-octyloxydecyl group, n-nonyloxy group Methyl group, 2-n-nonyloxyethyl group, 3-n-nonyloxypropyl group, 4-n-nonyloxybutyl group, 5-n-nonyloxypentyl group, 6-n-nonyloxyhexyl group, 7- n-nonyloxyheptyl group, 8-n-nonyloxyoctyl group, 9-n-nonyloxynonyl group, 10-n-nonyloxydecyl group, n-decyloxymethyl group, 2-n-decyloxyethyl group, 3-n-decyloxypropyl group, 4-n-decyloxybutyl group, 5-n-decyloxypentyl group, 6-n-decyloxyhexyl group, 7-n-decyloxyheptyl group, 8-n-decyl group Oxyoctyl group, 9-n-decyloxynonyl group, 10-n-decyloxydecyl group, 2-n-dodecyloxyethyl group, 4-n-dodecyloxybutyl group, -N-dodecyloxyhexyl group, 8-n-dodecyloxyoctyl group, 10-n-dodecyloxydecyl group, 2-n-undecyloxyethyl group, 4-n-undecyloxybutyl group, 6-n- Undecyloxyhexyl group, 8-n-undecyloxyoctyl group, 10-n-undecyloxydecyl group, 2- (2'-ethylhexyloxy) ethyl group, 2- (3 ', 5', 5'- Trimethylhexyloxy) ethyl group, 2- (3 ′, 7′-dimethyloctyloxy) ethyl group, 4- (2′-ethylhexyloxy) butyl group, 4- (3 ′, 5 ′, 5′-trimethylhexyloxy) ) Butyl group, 4- (3 ′, 7′-dimethyloctyloxy) butyl group, 6- (2′-ethylhexyloxy) hexyl group, 6- (3 ′, 5 ′, 5′-trimethyl) Ruhexyloxy) hexyl group, 6- (3 ', 7'-dimethyloctyloxy) hexyl group,
[0021]
2- (2′-trifluoromethylpropyloxy) ethyl group, 4- (2′-trifluoromethylpropyloxy) butyl group, 6- (2′-trifluoromethylpropyloxy) hexyl group, 8- (2 ′ -Trifluoromethylpropyloxy) octyl group, 2- (2'-trifluoromethylbutyloxy) ethyl group, 4- (2'-trifluoromethylbutyloxy) butyl group, 6- (2'-trifluoromethylbutyl) Oxy) hexyl group, 8- (2′-trifluoromethylbutyloxy) octyl group, 2- (2′-trifluoromethylheptyloxy) ethyl group, 4- (2′-trifluoromethylheptyloxy) butyl group, 6- (2′-trifluoromethylheptyloxy) hexyl group, 8- (2′-trifluoromethylheptyloxy) o Til group, 2- (2'-fluoroethyloxy) ethyl group, 4- (2'-fluoroethyloxy) butyl group, 6- (2'-fluoroethyloxy) hexyl group, 8- (2'-fluoroethyl) Oxy) octyl group, 2- (2′-fluoro-n-propyloxy) ethyl group, 4- (2′-fluoro-n-propyloxy) butyl group, 6- (2′-fluoro-n-propyloxy) Hexyl group, 8- (2′-fluoro-n-propyloxy) octyl group, 2- (3′-fluoro-n-propyloxy) ethyl group, 4- (3′-fluoro-n-propyloxy) butyl group , 6- (3′-fluoro-n-propyloxy) hexyl group, 8- (3′-fluoro-n-propyloxy) octyl group, 2- (3′-fluoro-2′-methylpropyloxy) group Group, 4- (3′-fluoro-2′-methylpropyloxy) butyl group, 6- (3′-fluoro-2′-methyloxypropyloxy) hexyl group, 8- (3′-fluoro-2 ′) -Methylpropyloxy) octyl group, 2- (2 ', 3'-difluoro-n-propyloxy) ethyl group, 4- (2', 3'-difluoro-n-propyloxy) butyl group, 6- (2 ', 3'-difluoro-n-propyloxy) hexyl group, 8- (2', 3'-difluoro-n-propyloxy) octyl group, 2- (2'-fluoro-n-butyloxy) ethyl group, 4 -(2'-fluoro-n-butyloxy) butyl group, 6- (2'-fluoro-n-butyloxy) hexyl group, 8- (2'-fluorobutyl-n-oxy) octyl group, 2- (3 ' -Fluoro- n-butyloxy) ethyl group, 4- (3′-fluoro-n-butyloxy) butyl group, 6- (3′-fluoro-n-butyloxy) hexyl group, 8- (3′-fluoro-n-butyloxy) octyl Group, 2- (4′-fluoro-n-butyloxy) ethyl group, 4- (4′-fluoro-n-butyloxy) butyl group, 6- (4′-fluoro-n-butyloxy) butyl group, 8- ( 4′-fluoro-n-butyloxy) octyl group, 2- (2 ′, 3′-difluoro-n-butyloxy) ethyl group, 4- (2 ′, 3′-difluoro-n-butyloxy) butyl group, 6- (2 ′, 3′-difluoro-n-butyloxy) hexyl group, 8- (2 ′, 3′-difluoro-n-butyloxy) hexyl group,
[0022]
2- (2′-trichloromethylpropyloxy) ethyl group, 4- (2′-trichloromethylpropyloxy) butyl group, 6- (2′-trichloromethylpropyloxy) hexyl group, 8- (2′-trichloromethyl) Propyloxy) octyl group, 2- (2′-trichloromethylbutyloxy) ethyl group, 4- (2′-trichloromethylbutyloxy) butyl group, 6- (2′-trichloromethylbutyloxy) hexyl group, 8- (2'-trichloromethylbutyloxy) octyl group, 2- (2'-trichloromethylheptyloxy) ethyl group, 4- (2'-trichloromethylheptyloxy) butyl group, 6- (2'-trichloromethylheptyloxy) ) Hexyl group, 8- (2′-trichloromethylheptyloxy) octyl group, 2- (2′-alkyl) (Roethyloxy) ethyl group, 4- (2′-chloroethyloxy) butyl group, 6- (2′-chloroethyloxy) hexyl group, 8- (2′-chloroethyloxy) octyl group, 2- (2′-) Chloro-n-propyloxy) ethyl group, 4- (2′-chloro-n-propyloxy) butyl group, 6- (2′-chloro-n-propyloxy) hexyl group, 8- (2′-chloro-) n-propyloxy) octyl group, 2- (3′-chloro-n-propyloxy) ethyl group, 4- (3′-chloro-n-propyloxy) butyl group, 6- (3′-chloro-n-) Propyloxy) hexyl group, 8- (3′-chloro-n-propyloxy) octyl group, 2- (3′-chloro-2′-methylpropyloxy) ethyl group, 4- (3′-chloro-2 ′) -Methylpropylo B) Butyl group, 6- (3′-chloro-2′-methyloxypropyloxy) hexyl group, 8- (3′-chloro-2′-methylpropyloxy) octyl group, 2- (2 ′, 3 ′) -Dichloro-n-propyloxy) ethyl group, 4- (2 ', 3'-dichloro-n-propyloxy) butyl group, 6- (2', 3'-dichloro-n-propyloxy) hexyl group, 8 -(2 ', 3'-dichloro-n-propyloxy) octyl group, 2- (2'-chloro-n-butyloxy) ethyl group, 4- (2'-chloro-n-butyloxy) butyl group, 6- (2′-chloro-n-butyloxy) hexyl group, 8- (2′-chloro-n-butyloxy) octyl group, 2- (3′-chloro-n-butyloxy) ethyl group, 4- (3′-chloro) -N-Butyloxy) butyl group , 6- (3′-chloro-n-butyloxy) hexyl group, 8- (3′-chloro-n-butyloxy) octyl group, 2- (4′-chloro-n-butyloxy) ethyl group, 4- (4 '-Chloro-n-butyloxy) butyl group, 6- (4'-chloro-n-butyloxy) butyl group, 8- (4'-chloro-n-butyloxy) octyl group, 2- (2', 3'- (Dichloro-n-butyloxy) ethyl group, 4- (2 ′, 3′-dichloro-n-butyloxy) butyl group, 6- (2 ′, 3′-dichloro-n-butyloxy) hexyl group, 8- (2 ′ , 3′-dichloro-n-butyloxy) hexyl group,
[0023]
Methylthiomethyl group, 2-methylthioethyl group, 3-methylthiopropyl group, 4-methylthiobutyl group, 5-methylthiopentyl group, 6-methylthiohexyl group, 7-methylthioheptyl group, 8-methylthiooctyl group, 9-methylthiononyl Group, ethylthiomethyl group, 2-ethylthioethyl group, 3-ethylthiopropyl group, 4-ethylthiobutyl group, 5-ethylthiopentyl group, 6-ethylthiohexyl group, 7-ethylthioheptyl group, 8 -Ethylthiooctyl group, 9-ethylthiononyl group, n-propylthiomethyl group, 2-n-propylthioethyl group, 3-n-propylthiopropyl group, 4-n-propylthiobutyl group, 5-n -Propylthiopentyl group, 6-n-propylthiohexyl group, 7-n-propylthioheptyl group, 8-n- Propylthiooctyl group, 9-n-propylthiononyl group, n-butylthiomethyl group, 2-n-butylthioethyl group, 3-n-butylthiopropyl group, 4-n-butylthiobutyl group, 5- n-butylthiopentyl group, 6-n-butylthiohexyl group, 7-n-butylthioheptyl group, 8-n-butylthiooctyl group, 9-n-butylthiononyl group, n-pentylthiomethyl group, 2- n-pentylthioethyl group, 3-n-pentylthiopropyl group, 4-n-pentylthiobutyl group, 5-n-pentylthiopentyl group, 6-n-pentylthiohexyl group, 7-n-pentylthioheptyl Group, 8-n-pentylthiooctyl group, 9-n-pentylthiononyl group,
[0024]
n-hexylthiomethyl group, 2-n-hexylthioethyl group, 3-n-hexylthiopropyl group, 4-n-hexylthiobutyl group, 5-n-hexylthiopentyl group, 6-n-hexylthiohexyl Group, 7-n-hexylthioheptyl group, 8-n-hexylthiooctyl group, 9-n-hexylthiononyl group, n-heptylthiomethyl group, 2-n-heptylthioethyl group, 3-n-heptyl Thiopropyl group, 4-n-heptylthiobutyl group, 5-n-heptylthiopentyl group, 6-n-heptylthiohexyl group, 7-n-heptylthioheptyl group, 8-n-heptylthiooctyl group, 9 -N-heptylthiononyl group, n-octylthiomethyl group, 2-n-octylthioethyl group, 3-n-octylthiopropyl group, 4-n-octylthiobutyl group 5-n-octylthiopentyl group, 6-n-octylthiohexyl group, 7-n-octylthioheptyl group, 8-n-octylthiooctyl group, 9-n-octylthiononyl group, n-nonylthio Methyl group, 2-n-nonylthioethyl group, 3-n-nonylthiopropyl group, 4-n-nonylthiobutyl group, 5-n-nonylthiopentyl group, 6-n-nonylthiohexyl group, 7- n-nonylthioheptyl group, 8-n-nonylthiooctyl group, 9-n-nonylthiononyl group, 2- (2'-n-butoxyethylthio) ethyl group, 2- (2'-n-hexyloxyethylthio) ) And the like.
R1And R2When is an alkyl group having an asymmetric carbon, the asymmetric carbon may be optically active or non-optically active.
[0025]
In the naphthalene compound represented by the general formula (1), the carbon atom to which * is assigned represents an asymmetric carbon, and the asymmetric carbon may be optically active or non-optically active. When the asymmetric carbon is optically active, its absolute configuration may be (S) configuration or (R) configuration. Preferably, the asymmetric carbon is an optically active carbon of (S) configuration or (R) configuration.
In the naphthalene compound represented by the general formula (1), X represents —CH2O-group or -COO- group is represented. Y and Z represent a linking group selected from a single bond, an ether bond and an ester bond, and the ester bond means an —OC (═O) — group or a —COO— group.
In the naphthalene compound represented by the general formula (1), l and m represent 0 or 1, and the naphthalene compound represented by the general formula (1) of the present invention has the following (1 -1) to (1-4) (Chemical formula 3). A preferred naphthalene compound is (1-1) or (1-2).
[0026]
[Chemical 3]
Figure 0004004093
Specific examples of the naphthalene compound of the present invention include the following compounds (Chemical Formula 4 to Chemical Formula 28). In addition, (CnH2n + 1-), (Cn 'H2n '+ 1-) Represents a linear alkyl group, and n and n 'represent an integer of 2 to 24.
[0027]
[Formula 4]
Figure 0004004093
[0028]
[Chemical formula 5]
Figure 0004004093
[0029]
[Chemical 6]
Figure 0004004093
[0030]
[Chemical 7]
Figure 0004004093
[0031]
[Chemical 8]
Figure 0004004093
[0032]
[Chemical 9]
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[0033]
[Chemical Formula 10]
Figure 0004004093
[0034]
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[0035]
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[0036]
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[0037]
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[0038]
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[0039]
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[0040]
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[0041]
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[0042]
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[0044]
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[0045]
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[0046]
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[0048]
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[0049]
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[0050]
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Figure 0004004093
[0051]
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Figure 0004004093
The naphthalene compound represented by the general formula (1) of the present invention can be produced, for example, through the following steps.
-Production process of naphthalene compound represented by general formula (1)
[0052]
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Figure 0004004093
The cyanonaphthalene derivative represented by the general formula (2) and the 2-amino alcohol represented by the general formula (3) can be produced by heating in an organic solvent such as toluene in the presence of cadmium acetate.
Further, the naphthalenecarboxylic acid derivative represented by the general formula (4) is treated with a chlorinating agent (for example, oxalyl chloride, thionyl chloride) to be converted into an acid chloride, and then in the presence of a base such as triethylamine. Then, the 2-amino alcohol represented by the general formula (3) is allowed to act, and further treated with a chlorinating agent, and then heated in the presence of a base (for example, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide). Can also be manufactured.
[0053]
The naphthalene compound of the present invention includes a naphthalene compound that exhibits liquid crystal properties by itself and a naphthalene compound that does not exhibit liquid crystal properties by itself. In addition, naphthalene compounds exhibiting liquid crystallinity include smectic C phase (hereinafter referred to as S).CA liquid crystal compound exhibiting an abbreviated phase), a chiral smectic C phase (hereinafter referred to as S).C* Abbreviated as “phase”), and liquid crystalline but SCPhase and SC* There are naphthalene compounds that do not exhibit a phase. Each of these compounds can be used effectively as a component of the liquid crystal composition.
[0054]
Next, the liquid crystal composition of the present invention will be described.
In general, the liquid crystal composition comprises two or more components, but the liquid crystal composition of the present invention contains at least one naphthalene compound of the present invention as an essential component. As the naphthalene compound of the present invention used in the liquid crystal composition of the present invention, a naphthalene compound having no liquid crystallinity, SCNaphthalene compound showing phase, SC* Naphthalene compound exhibiting phase, and SCPhase and SC *It is a naphthalene compound showing no phase.
The liquid crystal composition of the present invention preferably includes a liquid crystal composition exhibiting a phase such as chiral smectic C, F, G, H, I, and more preferably S.C* A liquid crystal composition exhibiting a phase.
S of the present inventionC* The liquid crystal composition exhibiting a phase includes the naphthalene compound of the present invention and S other than the naphthalene compound of the present invention.C* Liquid compound exhibiting phase, S other than naphthalene compound of the present inventionCIt is a composition prepared by combining a plurality of compounds selected from a liquid crystal compound exhibiting a phase and an optically active compound, and contains at least one naphthalene compound of the present invention.
[0055]
S other than the naphthalene compound of the present inventionC* The liquid crystal compound exhibiting a phase is not particularly limited, and examples thereof include an optically active phenylbenzoate liquid crystal compound, an optically active biphenylbenzoate liquid crystal compound, an optically active naphthalene liquid crystal compound, and an optically active phenyl naphthalene liquid crystal compound. And an optically active tolane liquid crystal compound, an optically active phenylpyrimidine liquid crystal compound, an optically active naphthylpyrimidine liquid crystal compound, and an optically active tetralin liquid crystal compound.
S other than the naphthalene compound of the present inventionCThe liquid crystal compound exhibiting a phase is not particularly limited. For example, a phenylbenzoate liquid crystal compound, a biphenylbenzoate liquid crystal compound, a naphthalene liquid crystal compound, a phenyl naphthalene liquid crystal compound, a tolan liquid crystal compound, and a phenyl pyrimidine system A liquid crystal compound, a naphthyl pyrimidine liquid crystal compound, and a tetralin liquid crystal compound can be given.
An optically active compound does not exhibit liquid crystal properties by itself, but SCLiquid crystal compound exhibiting phase or SCBy mixing with a liquid crystal composition exhibiting a phase, SC* Indicates a compound having the ability to develop a phase, and the optically active compound is not particularly limited, and examples thereof include optically active phenylbenzoate-based non-liquid crystal compounds, optically active biphenylbenzoate-based non-liquid crystal compounds, and optically active naphthalene. Non-liquid crystal compounds, optically active phenyl naphthalene non-liquid crystal compounds, optically active tolan non-liquid crystal compounds, optically active phenylpyrimidine non-liquid crystal compounds, optically active naphthylpyrimidine non-liquid crystal compounds, and optically active tetralin non-liquid crystal compounds Can do.
[0056]
In addition to the above essential components, the liquid crystal composition of the present invention contains S as an optional component.CSmectic and nematic liquid crystal compounds that do not exhibit a phase, compounds that do not exhibit liquid crystal properties other than the naphthalene compound of the present invention (for example, dichroic dyes such as anthraquinone dyes and azo dyes, conductivity imparting agents, and life improvers) Etc.). The content of the naphthalene compound of the present invention in the liquid crystal composition of the present invention is not particularly limited, but is usually 5 to 99% by weight.
In the liquid crystal composition of the present invention, the liquid crystal composition exhibiting chiral smectic C, F, G, H, and I phases is a liquid crystal composition exhibiting ferroelectricity. A liquid crystal composition exhibiting ferroelectricity causes a switching phenomenon when a voltage is applied, and a liquid crystal display element having a high response speed using this phenomenon can be produced.
[0057]
Next, the liquid crystal element of the present invention will be described.
The liquid crystal element of the present invention is formed by arranging the liquid crystal composition of the present invention between a pair of electrode substrates. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a liquid crystal element having a chiral smectic phase for explaining the configuration of a liquid crystal element using ferroelectricity.
In the liquid crystal element, a liquid crystal layer 1 exhibiting a chiral smectic phase is disposed between a pair of substrates 2 each provided with a transparent electrode 3 and an insulating orientation control layer 4, and the layer thickness is set by a spacer 5. It connects so that a voltage can be applied from the power supply 7 via the lead wire 6 between the pair of transparent electrodes 3. In addition, the pair of substrates 2 is sandwiched between polarizing plates 8 arranged in a pair of crossed Nicols states, and a light source 9 is arranged outside one of them.
Examples of the material of the substrate 2 include glass such as soda lime glass and borosilicate glass, and transparent polymers such as polycarbonate, polyethersulfone, and polyacrylate.
As the transparent electrode 3 provided on the two substrates 2, for example, In2OThree, SnO2Or the transparent electrode which consists of a thin film of ITO (Indium Tin Oxide; Indium Tin Oxide) is mentioned.
[0058]
The insulating orientation control layer 4 is for rubbing a polymer thin film such as polyimide with a flocking cloth such as nylon, acetate, or rayon to orient the liquid crystal. Examples of the material of the insulating orientation control layer 4 include silicon nitride, silicon nitride containing hydrogen, silicon carbide, silicon carbide containing hydrogen, silicon oxide, boron nitride, and boron nitride containing hydrogen. , Cerium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, inorganic material insulation layer such as titanium oxide and magnesium fluoride, polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyetherimide, polyetherketone, polyetheretherketone Organic insulation layers such as polyethersulfone, polyparaxylene, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin, acrylic resin It may be an insulating orientation control layer having a two-layer structure in which an organic insulating layer is formed on an inorganic insulating layer, or may be an insulating orientation control layer composed of only an inorganic insulating layer or an organic insulating layer. .
[0059]
When the insulating orientation control layer is an inorganic insulating layer, it can be formed by a vapor deposition method or the like. In the case of an organic insulating layer, the organic insulating layer material or its precursor solution is applied by a spinner coating method, a penetrating coating method, a screen printing method, a spray coating method, a roll coating method, etc. It can be formed by removing the solvent under heating (for example, under heating) and calcining as desired.
In forming the organic insulating layer, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidyloxypropylmethyldiethoxysilane, γ, if necessary. -Glycidyloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxy Silane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxy Silane etc. It was surface treated using a silane coupling agent or the like, an organic insulating layer material or may be coated with the precursor. The layer thickness of the insulating orientation control layer 4 is usually 10 angstroms to 1 μm, preferably 10 to 3000 angstroms, and more preferably 10 to 1000 angstroms.
[0060]
The two substrates 2 are kept at an arbitrary interval by the spacer 5. For example, by sandwiching silica beads and alumina beads having a predetermined diameter with the substrate 2 as a spacer, the periphery of the two substrates 2 is sealed with a sealing material (for example, epoxy adhesive), so that an arbitrary interval is obtained. Can keep. Moreover, you may use a polymer film and glass fiber as a spacer. A liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase is sealed between the two substrates. The liquid crystal layer 1 is generally set to a thickness of 0.5 to 20 μm, preferably 1 to 5 μm, more preferably 1 to 3 μm.
The transparent electrode 3 is connected to an external power source 7 by a lead wire.
Further, on the outside of the substrate 2, a pair of polarizing plates 8 in which the polarization axes are in a crossed Nicols state, for example, are disposed. The example of FIG. 1 is a transmissive type and includes a light source 9.
Note that a liquid crystal element using the liquid crystal composition of the present invention can be applied not only as a transmissive element shown in FIG. 1 but also as a reflective element.
[0061]
The display method of the liquid crystal element using the liquid crystal composition of the present invention is not particularly limited. For example, (a) helical deformation type, (b) SSFLC (surface stabilized ferroelectric liquid) (Crystal) type, (c) TSM (Transient Scattering Mode) type, (d) GH (Guest-Host) type display methods can be used.
Further, the naphthalene compound of the present invention and the liquid crystal composition containing the compound are used in fields other than display liquid crystal elements (for example, (1) nonlinear optical functional elements, (2) electronic materials such as capacitor materials, (3) ▼ Electronic elements such as limiters, memories, amplifiers, modulators, (4) heat, light, pressure, mechanical deformation and voltage conversion elements and sensors, and (5) power generation elements such as thermoelectric power generation elements) It is.
[0062]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to a following example. In the examples, symbols I, Ch, SA, SC *And C represent the following meanings.
I: Isotropic liquid
Ch: Cholesteric phase
SA: Smectic A phase
SC*: Chiral smectic phase C
C: Crystal phase
[0063]
Production Example 1: Production of 6-n-octyloxy-2-cyanonaphthalene
8.45 g (50 mmol) of 2-cyano-6-naphthol, 6.9 g (50 mmol) of potassium carbonate and 11.59 g (60 mmol) of n-octyl bromide were suspended in 25 g of N, N-dimethylformamide, Stir for hours. Thereafter, the mixture was cooled to room temperature, insoluble matters were filtered off, 200 ml of water was added to the filtrate, and the resulting solid was filtered through a light brown solid. Thereafter, this light brown solid was recrystallized from hexane to obtain 9.9 g of 6-n-octyloxy-2-cyanonaphthalene.
[0064]
Production Example 2: [Production of 6-n-decyloxy-2-cyanonaphthalene]
In Production Example 1, instead of using n-octyl bromide, 10.5 g of 6-n-decyloxy-2-cyanonaphthalene was prepared in accordance with the method described in Production Example 1 except that 13.26 g of n-decyl bromide was used. Got.
[0065]
Production Example 3: [Production of 6-n-dodecyloxy-2-cyanonaphthalene]
In Preparation Example 1, 6-n-dodecyloxy-2-cyanonaphthalene was used according to the method described in Preparation Example 1, except that 14.95 g of n-dodecyl bromide was used instead of using n-octyl bromide. 7 g was obtained.
[0066]
Production Example 4: [Production of 6-n-tetradecyloxy-2-cyanonaphthalene]
In Preparation Example 1, 6-n-tetradecyloxy-2-cyanonaphthalene was prepared according to the method described in Preparation Example 1 except that 16.6 g of n-tetradecyl bromide was used instead of using n-octyl bromide. 13.5 g was obtained.
[0067]
Production Example 5 [Production of 6- (4'-n-octyloxyphenyl) methyloxy-2-cyanonaphthalene]
In Preparation Example 1, instead of using n-octyl bromide, 6- (4′-n-octyl) was prepared according to the method described in Preparation Example 1 except that 18.5 g of 4-n-octyloxybenzyl bromide was used. 13.5 g of oxyphenyl) methyloxy-2-cyanonaphthalene was obtained.
[0068]
Production Example 6 [Production of 6- (4'-n-dodecyloxyphenyl) methyloxy-2-cyanonaphthalene]
In Preparation Example 1, 6- (4′-n-dodecyl) was prepared according to the method described in Preparation Example 1 except that 21.3 g of 4-n-dodecyloxybenzyl bromide was used instead of using n-octyl bromide. 17.7 g of oxyphenyl) methyloxy-2-cyanonaphthalene was obtained.
[0069]
Production Example 7 [Production of 6- (4'-n-decyloxyphenylcarbonyloxy) naphthalene-2-carboxylic acid]
A mixture of 27.8 g (0.1 mol) of 6-hydroxynaphthalene-2-carboxylic acid benzyl ester, 29.6 g (0.1 mol) of 4-n-decyloxybenzoic acid chloride and 100 ml of toluene was ice-cooled, and triethylamine 10. A solution consisting of 1 g and 30 ml of toluene was added dropwise over 15 minutes. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours, and then neutralized with dilute hydrochloric acid. The toluene phase was separated, washed with water, toluene was distilled off, and the resulting solid was recrystallized from isopropanol to give 6- (4′-n-decyloxyphenylcarbonyloxy) naphthalene-2-carboxylic acid benzyl ester 46 0.1 g was obtained.
Next, 46.1 g of 6- (4′-n-decyloxyphenylcarbonyloxy) naphthalene-2-carboxylic acid benzyl ester is dissolved in 150 ml of tetrahydrofuran, 4 g of Pd / carbon (containing 50 wt% water) is added, and hydrogen is added. Stir for 15 hours under atmosphere. Thereafter, Pd / carbon was filtered off, and tetrahydrofuran was distilled off from the filtrate to obtain 37.7 g of 6- (4'-n-decyloxyphenylcarbonyloxy) naphthalene-2-carboxylic acid.
[0070]
Production Example 8: [Production of 6-n-decylcarbonyloxynaphthalene-2-carboxylic acid]
In Preparation Example 7, instead of using 4-n-decyloxybenzoic acid chloride, 6-n-decylcarbonyloxynaphthalene was prepared according to the procedure described in Preparation Example 7 except that 20.5 g of n-undecanoic acid chloride was used. 26.6 g of 2-carboxylic acid was obtained.
[0071]
Example 1: [Production of Compound wherein n is 8 in Exemplary Compound 16]
Dissolve 0.843 g (3 mmol) of 6-n-octyloxy-2-cyanonaphthalene, 0.401 g (4.5 mmol) of (R) -2-aminobutanol and 0.081 g of cadmium acetate dihydrate in 5 g of toluene. And refluxed for 20 hours. Thereafter, insoluble matters are removed by filtration, toluene is distilled off from the filtrate, and the residue is separated by silica gel column chromatography (eluent: chloroform: hexane: ethyl acetate = 5: 3: 0.8 vol / vol / vol). The purified product was further recrystallized twice from methanol to obtain 515 mg of the compound of Example Compound 16 wherein n is 8 as colorless crystals.
The melting point of this compound was 49 ° C.
[0072]
Example 2: [Production of a compound in which n is 10 in the exemplified compound 16]
In Example 1, instead of using 6-n-octyloxy-2-cyanonaphthalene, following the procedure described in Example 1 except that 0.927 g of 6-n-decyloxy-2-cyanonaphthalene was used, the exemplified compound In 560, n was 10 as a colorless crystal.
The melting point of this compound was 55 ° C.
[0073]
Example 3: [Production of a compound in which n is 12 in the exemplified compound 16]
In Example 1, instead of using 6-n-octyloxy-2-cyanonaphthalene, the procedure described in Example 1 was followed except that 1.011 g of 6-n-dodecyloxy-2-cyanonaphthalene was used. In the compound 16, 1.264 g of a compound in which n is 12 was obtained as colorless crystals.
The melting point of this compound was 62 ° C.
[0074]
Example 4: [Production of Compound wherein n is 14 in Exemplary Compound 16]
In Example 1, instead of using 6-n-octyloxy-2-cyanonaphthalene, the procedure described in Example 1 was followed except that 1.095 g of 6-n-tetradecyloxy-2-cyanonaphthalene was used. In the exemplified compound 16, 733 mg of a compound in which n is 14 was obtained as colorless crystals.
The melting point of this compound was 70 ° C.
[0075]
Example 5: [Production of compound in which n is 10 in exemplified compound 23]
One drop of N, N-dimethylformamide was added to a mixture consisting of 6.56 g (20 mmol) of 6-n-decyloxynaphthalene-2-carboxylic acid, 3.8 g of oxalyl chloride and 35 ml of toluene, and the mixture was heated at 75 ° C. for 4 hours. Stir with heating. Thereafter, excess oxalyl chloride and toluene were distilled off under reduced pressure, 30 ml of toluene was added to the residue, ice-cooled, and a solution consisting of 3.11 g of L-serine methyl ester hydrochloride, 4.04 g of triethylamine and 30 ml of toluene. Was added dropwise over 45 minutes. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 4 hours, and insoluble matters were filtered off. The filtrate was neutralized with dilute hydrochloric acid, washed with water, and toluene was distilled off.
The residue was recrystallized from toluene-hexane to obtain 8.14 g of 6-n-decyloxynaphthalene-2-carboxylic acid-1'-hydroxymethyl-methoxycarbonylmethylamide as colorless crystals. Next, N, N— was added to a mixture of 7.8 g (18.2 mmol) of 6-n-decyloxynaphthalene-2-carboxylic acid-1′-hydroxymethyl-methoxycarbonylmethylamide, 4.33 g of thionyl chloride and 80 ml of toluene. One drop of dimethylformamide was added, and the mixture was heated and stirred at 75 ° C. for 5 hours. Thereafter, excess thionyl chloride and toluene were distilled off under reduced pressure, and the residue was recrystallized from ethanol to give 2.44 g of 6-n-decyloxynaphthalene-2-carboxylic acid-1′-chloromethyl-methoxycarbonylmethylamide. Got. It consists of 6.8 g (15.2 mmol) of 6-n-decyloxynaphthalene-2-carboxylic acid-1′-chloromethyl-methoxycarbonylmethylamide obtained, 1.27 g of potassium carbonate and 70 g of N, N-dimethylformamide. The suspension was heated and stirred at 80 ° C. for 5 hours.
Thereafter, chloroform and 0.5 N hydrochloric acid were added, neutralized and washed with water. Then, chloroform was distilled off from the chloroform phase, and the residue was purified by silica gel column chromatography (eluent: chloroform), and further from ethanol. Recrystallization gave 4.3 g of the compound in which n is 10 in the exemplified compound 23 as colorless crystals. The melting point of this compound was 86 ° C.
[0076]
Example 6: [Production of Compound wherein n is 10 in Exemplary Compound 42]
One drop of N, N-dimethylformamide was added to a mixture consisting of 3.56 g (10 mmol) of 6-n-decylcarbonyloxynaphthalene-2-carboxylic acid, 1.5 g of oxalyl chloride and 20 ml of toluene. Stir for hours. Thereafter, excess oxalyl chloride and toluene are distilled off under reduced pressure, 15 ml of toluene is added to the residue, and the mixture is ice-cooled, and consists of 0.88 g of (R) -2-aminobutanol, 1.01 g of triethylamine and 8 ml of toluene. The solution was added dropwise over 15 minutes. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours, and insoluble matters were filtered off. The filtrate was neutralized with dilute hydrochloric acid, washed with water, and toluene was distilled off. The residue was recrystallized from toluene-hexane to obtain 3.62 g of 6-n-decylcarbonyloxynaphthalene-2-carboxylic acid-1'-hydroxymethyl-n-propylamide as colorless crystals.
Next, a mixture of 3.6 g (8.4 mmol) of 6-n-decylcarbonyloxynaphthalene-2-carboxylic acid-1′-hydroxymethyl-n-propylamide, 1.5 g of thionyl chloride and 5 ml of toluene was added to N, One drop of N-dimethylformamide was added, and the mixture was heated and stirred at 75 ° C. for 5 hours. Thereafter, excess thionyl chloride and toluene are distilled off under reduced pressure, the residue is recrystallized from ethanol, and 6-n-decylcarbonyloxynaphthalene-2-carboxylic acid-1′-chloromethyl-n-propylamide. 9 g was obtained. A suspension comprising 1.0 g (2.2 mmol) of 6-n-decylcarbonyloxynaphthalene-2-carboxylic acid-1′-chloromethyl-n-propylamide obtained, 311 mg of potassium carbonate and 10 g of N, N-dimethylformamide. The suspension was heated and stirred at 80 ° C. for 5 hours. Thereafter, chloroform and 0.5 N hydrochloric acid were added, neutralized and washed with water. Then, chloroform was distilled off from the chloroform phase, and the residue was purified by silica gel column chromatography (eluent: chloroform), and further from ethanol. Recrystallization gave 595 mg of a compound having n of 10 in the exemplified compound 42 as colorless crystals.
The melting point of this compound was 46 ° C.
[0077]
Example 7: [Production of compound in which n is 10 in exemplary compound 80]
One drop of N, N-dimethylformamide was added to a mixture of 4.47 g (10 mmol) of 6- (4′-n-decyloxyphenylcarbonyloxy) naphthalene-2-carboxylic acid, 1.5 g of oxalyl chloride and 20 ml of toluene. The mixture was added and stirred at 75 ° C. for 4 hours. Thereafter, excess oxalyl chloride and toluene are distilled off under reduced pressure, 15 ml of toluene is added to the residue, and the mixture is ice-cooled, and consists of 0.88 g of (R) -2-aminobutanol, 1.01 g of triethylamine and 8 ml of toluene. The solution was added dropwise over 15 minutes. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours, and insoluble matters were filtered off. The filtrate was neutralized with dilute hydrochloric acid, washed with water, and toluene was distilled off. The residue was recrystallized from toluene-hexane to obtain 4.47 g of 6- (4′-n-decyloxyphenylcarbonyloxy) naphthalene-2-carboxylic acid-1 ″ -hydroxymethyl-n-propylamide as colorless crystals. It was.
Then 6- (4′-n-decyloxyphenylcarbonyloxy) naphthalene-2-carboxylic acid-1 ″ -hydroxymethyl-n-propylamide 4.0 g (7.7 mmol), thionyl chloride 1.38 g and toluene 5 ml. One drop of N, N-dimethylformamide was added to the mixture and stirred with heating for 5 hours at 75 ° C. Thereafter, excess thionyl chloride and toluene were distilled off under reduced pressure, and the residue was recrystallized from ethanol. 3.9 g of-(4′-n-decyloxyphenylcarbonyloxy) naphthalene-2-carboxylic acid-1 ″ -chloromethyl-n-propylamide was obtained. The resulting 6- (4′-n-decyloxyphenylcarbonyloxy) naphthalene-2-carboxylic acid-1 ″ -chloromethyl-n-propylamide 1.0 g (1.6 mmol), potassium carbonate 217 mg and N, N -A suspension of 10 g of dimethylformamide was heated and stirred for 5 hours at 80 ° C. After that, chloroform and 0.5 N hydrochloric acid were added, neutralized and washed with water, and then chloroform was distilled off from the chloroform phase. The residue was purified by silica gel column chromatography (eluent: chloroform), and recrystallized from ethanol to obtain 613 mg of the compound of Example Compound 80 where n is 10 as colorless crystals.
The melting point of this compound was 49 ° C.
[0078]
Example 8: [Production of compound wherein n is 8 in Exemplified Compound 132]
In Example 1, instead of using 6-n-octyloxy-2-cyanonaphthalene, Example 1 was used except that 1.161 g of 6- (4′-n-octyloxyphenyl) methyloxy-2-cyanonaphthalene was used. According to the procedure described in 1, 987 mg of a compound having n of 8 in the exemplary compound 132 was obtained as colorless crystals. The melting point of this compound was 132 ° C.
[0079]
Example 9: [Production of Compound wherein n is 12 in Exemplary Compound 132]
In Example 1, instead of using 6-n-octyloxy-2-cyanonaphthalene, it was carried out except that 1.329 g of 6- (4′-n-dodecyloxyphenyl) methyloxy-2-cyanonaphthalene was used. In accordance with the operation described in Example 1, 782 mg of the compound of Example Compound 132 in which n is 12 was obtained as colorless crystals. The melting point of this compound was 119 ° C.
[0080]
Example 10: Preparation of liquid crystal composition
To the following non-optically active liquid crystal composition (A) (Chemical Formula 30) 177.82 mg, 8.18 mg (4.4% by weight) of the compound in which n is 8 in the exemplary compound 16 produced in Example 1 was mixed, It was melted at 100 ° C. to prepare a liquid crystal composition (ferroelectric liquid crystal composition).
[0081]
Embedded image
Figure 0004004093
The phase transition temperature (° C.) of this liquid crystal composition is shown below.
Figure 0004004093
[0082]
Example 11: Preparation of liquid crystal element
(1): Cell fabrication
An ITO film was formed on two 1.1 mm-thick glass plates, and surface treatment was performed using a 0.2 wt% ethanol solution of γ-glycidyloxypropyltrimethoxysilane. The glass plate with the ITO film was spin-coated with an aqueous solution of polyvinyl alcohol and baked at 120 ° C. for 30 minutes to form an insulating orientation control layer. The orientation control layer was rubbed and silica beads having an average particle size of 1.9 μm were dispersed on one glass plate. Then, the glass plate was bonded together using the sealing agent, and the cell was produced.
(2): Production of liquid crystal element
This cell was heated to 100 ° C., and the liquid crystal composition prepared in Example 10 which was heated (100 ° C.) was injected. Thereafter, the cell was cooled at a rate of 3 ° C./min to produce a liquid crystal element. When this liquid crystal element was sandwiched between two polarizing plates arranged in a crossed Nicol state and a rectangular wave voltage of ± 20 V and 2.5 Hz was applied, a clear switching phenomenon was confirmed. In addition, a good uniform alignment state was observed with a polarizing microscope. The optical response speed at 20 ° C. was 300 μs, and the tilt angle obtained from the two extinction positions in switching when a rectangular wave was applied was 18.2 °.
[0083]
Example 12
The non-optically active liquid crystal composition (A) (88.63 mg) was mixed with 22.37 mg (20.1 wt%) of the compound in which n is 8 in the exemplary compound 16 produced in Example 1, and melted at 100 ° C. A liquid crystal composition (ferroelectric liquid crystal composition) was prepared.
The phase transition temperature (° C.) of this liquid crystal composition is shown below.
Figure 0004004093
Next, this liquid crystal composition was injected into a cell produced in the same manner as in Example 11 (1) to produce a liquid crystal element. When this liquid crystal element was sandwiched between two polarizing plates arranged in a crossed Nicol state and a square wave voltage of ± 20 V and 2.5 Hz was applied, a clear switching phenomenon was observed. Moreover, in the polarization microscope observation, a good uniform alignment state was observed, and no defects such as zigzag defects were observed. The optical response speed at 20 ° C. was 100 μs, and the tilt angle obtained from the two extinction positions in switching when a rectangular wave was applied was 19.5 °.
[0084]
Example 13
16.34 mg (9.7 wt%) of the compound in which n is 10 in the exemplified compound 23 produced in Example 5 was mixed with 152.1 mg of the non-optically active liquid crystal composition (A), and melted at 100 ° C. A composition (ferroelectric liquid crystal composition) was prepared.
The phase transition temperature (° C.) of this liquid crystal composition is shown below.
Figure 0004004093
Next, this liquid crystal composition was injected into a cell produced in the same manner as in Example 11 (1) to produce a liquid crystal element. When this liquid crystal element was sandwiched between two polarizing plates arranged in a crossed Nicol state and a square wave voltage of ± 20 V and 2.5 Hz was applied, a clear switching phenomenon was observed. Moreover, in the polarization microscope observation, a good uniform alignment state was observed, and no defects such as zigzag defects were observed. The optical response speed at 20 ° C. was 123 μs, and the tilt angle obtained from the two extinction positions in switching when a rectangular wave was applied was 18.4 °.
[0085]
Example 14
The non-optically active liquid crystal composition (A) (199.7 mg) was mixed with 6.60 mg (3.2% by weight) of the compound in which n is 10 in the exemplary compound 80 produced in Example 7, and melted at 100 ° C. A composition (ferroelectric liquid crystal composition) was prepared.
The phase transition temperature (° C.) of this liquid crystal composition is shown below.
Figure 0004004093
Next, this liquid crystal composition was injected into a cell produced in the same manner as in Example 11 (1) to produce a liquid crystal element. When this liquid crystal element was sandwiched between two polarizing plates arranged in a crossed Nicol state and a square wave voltage of ± 20 V and 2.5 Hz was applied, a clear switching phenomenon was observed. Moreover, in the polarization microscope observation, a good uniform alignment state was observed, and no defects such as zigzag defects were observed. The optical response speed at 20 ° C. was 210 μs, and the tilt angle obtained from the two extinction positions in switching when a rectangular wave was applied was 17.4 °.
[0086]
Example 15
The non-optically active liquid crystal composition (A) 140.0 mg was mixed with 9.61 mg (6.42% by weight) of the compound having n of 10 in the exemplary compound 132 produced in Example 8, and melted at 100 ° C. A composition (ferroelectric liquid crystal composition) was prepared.
The phase transition temperature (° C.) of this liquid crystal composition is shown below.
Figure 0004004093
Next, this liquid crystal composition was injected into a cell produced in the same manner as in Example 11 (1) to produce a liquid crystal element. When this liquid crystal element was sandwiched between two polarizing plates arranged in a crossed Nicol state and a square wave voltage of ± 20 V and 2.5 Hz was applied, a clear switching phenomenon was observed. Moreover, in the polarization microscope observation, a good uniform alignment state was observed, and no defects such as zigzag defects were observed. The optical response speed at 20 ° C. was 195 μs, and the tilt angle obtained from the two extinction positions in switching when a rectangular wave was applied was 18.4 °.
[0087]
Comparative Example 1
For comparison, an optically active compound other than the naphthalene compound of the present invention was mixed with a non-optically active liquid crystal composition to prepare a liquid crystal composition (ferroelectric liquid crystal composition), thereby producing a liquid crystal element. That is, 145.1 mg of the non-optically active liquid crystal composition (A) was mixed with 16.59 mg (10.24% by weight) of the following optically active compound (a) (compound described in German Patent No. 4311967) (Chemical Formula 31). And melted at 100 ° C. to prepare a liquid crystal composition.
[0088]
Embedded image
Figure 0004004093
The phase transition temperature (° C.) of this liquid crystal composition is shown below.
Figure 0004004093
Next, this liquid crystal composition was injected into a cell produced in the same manner as in Example 11 (1) to produce a liquid crystal element. When this liquid crystal element was sandwiched between two polarizing plates arranged in a crossed Nicol state and a rectangular wave voltage of ± 20 V and 2.5 Hz was applied, a switching phenomenon was observed, but a complete bistable state was not obtained. It was. Further, in the polarization microscope observation, zigzag defects based on the chevron structure were observed. The optical response speed at 20 ° C. was 1.290 msec, and the tilt angle was 11.2 °.
[0089]
Comparative Example 2
The following optically active compound (b) (compound described in US Pat. No. 4,576,632) (chemical formula 32) 15.73 mg (9.48% by weight) is mixed with 150.2 mg of the non-optically active liquid crystal composition (A), and 100 It was melted at 0 ° C. to prepare a liquid crystal composition.
[0090]
Embedded image
Figure 0004004093
The phase transition temperature (° C.) of this liquid crystal composition is shown below.
Figure 0004004093
Next, this liquid crystal composition was injected into a cell produced in the same manner as in Example 11 (1) to produce a liquid crystal element. When this liquid crystal element was sandwiched between two polarizing plates arranged in a crossed Nicol state and a rectangular wave voltage of ± 20 V and 2.5 Hz was applied, a switching phenomenon was observed, but a bistable state was not obtained. Further, in the polarization microscope observation, zigzag defects based on the chevron structure were observed. The optical response speed at 20 ° C. was 1.330 msec, and since the bistable state was not obtained, it was impossible to accurately measure the tilt angle.
[0091]
Comparative Example 3
149.9 mg of the non-optically active liquid crystal composition (A) is mixed with 35.43 mg (19.12% by weight) of the optically active compound (b) (compound described in US Pat. No. 4,576,632) and melted at 100 ° C. A composition was prepared.
The phase transition temperature (° C.) of this liquid crystal composition is shown below.
Figure 0004004093
[0092]
Comparative Example 4
The following optically active compound (C) (compound described in British Patent 418604) (Chemical Formula 33) (9.93 mg, 6.81% by weight) was mixed with 136.8 mg of the non-optically active liquid crystal composition (A), and 100 It was melted at 0 ° C. to prepare a liquid crystal composition.
[0093]
Embedded image
Figure 0004004093
The phase transition temperature (° C.) of this liquid crystal composition is shown below.
Figure 0004004093
Next, this liquid crystal composition was injected into a cell produced in the same manner as in Example 11 (1) to produce a liquid crystal element. When this liquid crystal element was sandwiched between two polarizing plates arranged in a crossed Nicol state and a square wave voltage of ± 20 V and 2.5 Hz was applied, a switching phenomenon was observed. Therefore, it was impossible to measure the optical response speed and tilt angle.
[0094]
As is clear from Example 11 and Comparative Examples 1 and 2, when the naphthalene compound of the present invention was added to the non-optically active liquid crystal composition, a better uniform alignment state was obtained compared to Comparative Examples 1 and 2. It can be seen that the response speed is fast and the tilt angle is large. Further, from comparison between Example 12 and Comparative Example 3 and Comparative Example 4, the naphthalene compound of the present invention was found to be S even when added to the non-optically active liquid crystal composition by about 20% by weight or more.C* It can be seen that the temperature region of the phase is not significantly reduced and the orientation state is not deteriorated.
[0095]
【The invention's effect】
The naphthalene compound of the present invention is easily compatible with non-optically active liquid crystal compositions and has a wide SCA liquid crystal composition that retains a region and has a uniform alignment state is provided, and further, a liquid crystal composition having excellent characteristics such as response speed and tilt angle is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a liquid crystal element using a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase.
[Explanation of symbols]
1: Liquid crystal layer having a chiral smectic phase
2: Substrate
3: Transparent electrode
4: Insulating orientation control layer
5: Spacer
6: Lead wire
7: Power supply
8: Polarizing plate
9: Light source
IO: Incident light
I: Transmitted light

Claims (4)

一般式(1)で表されるナフタレン化合物。
Figure 0004004093
〔式中、R1 およびR2 は炭素数2〜24の直鎖または分岐鎖のアルキル基(但し、該アルキル基中の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、また、該アルキル基中の−CH2 −基は酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、オキシカルボニル基またはカルボニルオキシ基により置換されていてもよい)を表し、Xは−CH2 O−基または−COO−基を表し、Yは単結合、エーテル結合およびエステル結合から選ばれる結合基を表し、Zはエステル結合基を表し、lおよびmは0または1を表し、*が付与された炭素原子は不斉炭素を表す〕
A naphthalene compound represented by the general formula (1).
Figure 0004004093
[In the formula, R 1 and R 2 represent a linear or branched alkyl group having 2 to 24 carbon atoms (provided that the hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a halogen atom; —CH 2 — group in the formula represents an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, an oxycarbonyl group or a carbonyloxy group, and X represents a —CH 2 O— group or a —COO— group. , Y represents a linking group selected from a single bond, an ether bond and an ester bond, Z represents an ester linking group, l and m represent 0 or 1, and a carbon atom to which * is attached represents an asymmetric carbon ]
不斉炭素が(S)配置または(R)配置で光学活性である請求項1記載のナフタレン化合物。  The naphthalene compound according to claim 1, wherein the asymmetric carbon is optically active in the (S) configuration or (R) configuration. 請求項1または2記載のナフタレン化合物を少なくとも1種含有することを特徴とする液晶組成物。  A liquid crystal composition comprising at least one naphthalene compound according to claim 1 or 2. 請求項3記載の液晶組成物を使用することを特徴とする液晶表示素子。  A liquid crystal display element comprising the liquid crystal composition according to claim 3.
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