JPH04359990A - 液晶組成物、その用途およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、液晶組成物、その用途お
よびその製造方法に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】現在、広汎に使用されている液晶
化合物を用いた表示デバイスは、通常はＴＮ（ツイスト
ネマチック）モードによって駆動されている。

【０００３】しかしながら、この方式を採用した場合、
表示されている画像を変えるためには、素子中における
液晶化合物の分子の位置を変える必要があるために、駆
動時間が長くなり、液晶化合物の分子位置を変えるため
に必要とする電圧、すなわち消費電力も大きくなるとい
う問題点がある。

【０００４】強誘電性液晶化合物を用いたスイッチング
素子は、ＴＮ（ツイストネマッチク）モードあるいはＳ
ＴＮモードを利用したスイッチング素子とは異なり、液
晶化合物の分子の配向方向を変えるだけでスイッチング
素子として機能させることができるため、スイッチング
時間が非常に短縮される。さらに、強誘電性液晶化合物
のもつ自発分極（Ｐｓ）と電界強度（Ｅ）とにより与え
られるＰｓ×Ｅの値が液晶化合物の分子の配向方向を変
えるための実効エネルギー強度であるので、消費電力も
非常に少なくなる。

【０００５】そして、このような強誘電性液晶化合物は
、印加電界の方向によって二つの安定状態、すなわち双
安定性を持つので、スイッチングのしきい値特性も非常
に良好であり、動画用の表示デバイスなどとして用いる
のに特に適している。

【０００６】また、反強誘電性液晶はこれらの特性を備
えた上に、メモリー性の実現が容易であり、高コントラ
スト化が容易であるため、表示デバイス等として用いる
のに特に適している。

【０００７】

【従来技術における問題点】いままでに、反強誘電性液
晶（以下ＡＦＬＣと略すことがある）としては、例えば
、ＭＨＰＯＢＣと略称される液晶［４−（１−ｍｅｔｈ
ｙｌｈｅｐｔｙｌｏｘｙｃａｒｂｏｎｙｌｐｈｅｎｙｌ
）４’−ｏｃｔｙｌｏｘｙｂｉｐｈｅｎｙｌ−４−ｃａ
ｒｂｏｘｙｌａｔｅ］などが報告されている。

【０００８】しかしこのような従来知られている反強誘
電性液晶では、表示デバイス等として用いるには実用上
配向性が不充分である。ところで強誘電性液晶では、配
向性を向上させるために、分子配向の自由度の高い高温
側でコレステリック相を示すようにさせ、また分子の初
期配向方向を概ねそろえるために、高温から低温になる
につれて液晶相系列が、Ｉｓｏ（液体相）−Ｃｈ（コレ
ステリック相）−ＳｍＣ＊　（キラルスメクテック相）
となるように分子設計することにより、液晶分子の高配
向が実現されている。

【０００９】しかし反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）では、
未だ、温度低下に伴ってＩｓｏ−Ｃｈ−（ＳｍＡ）−Ｓ
ｍＣＡ＊　（ＡＦＬＣ相）の相系列を示すような液晶は
見い出されていない。

【００１０】

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に鑑み
てなされたものであって、液晶の配向性が高く、配向が
容易であり、動作温度範囲が広く、スイッチング速度が
大きく、スイッチングしきい値電圧が適正な範囲にあり
、きわめて少ない消費電力で作動し、コントラストが大
きい等の優れた特性を有する表示デバイス等を形成し得
るような液晶組成物、その用途、およびその製造方法を
提供することを目的としている。

【００１１】

【発明の概要】本発明に係る液晶組成物は、反強誘電相
を示す化合物とコレステリック相を示す化合物を少なく
とも一種類ずつ含有している。

【００１２】このような液晶組成物には反強誘電相を示
す液晶として、次式［Ａ］で表わされるカルボン酸エス
テル化合物が含まれることが好ましい。

【００１３】

【化１０】

【００１４】…［Ａ］ （但し、式［Ａ］中、Ｒ１は炭素数３〜２０のアルキル
基、および炭素数３〜２０のハロゲン化アルキル基より
なる群から選ばれる一種の基であり、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３
、Ｂ５はそれぞれ独立に、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣ
Ｏ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２
Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＣＯ−Ｃ
Ｈ２−、−ＣＨ２−ＣＯ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＯ−
ＮＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＮＨ−、−Ｃ
Ｏ−、−ＮＨ−ＮＨ−、−ＮＨ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−
ＮＨ−、よりなる群から選ばれる基または単結合を表わ
し、Ｂ４は、−（ＣＨ２）ｗ−（ただしｗは０〜３の整
数）を表わし、Ａ１、Ａ２、Ａ３はそれぞれ独立に、

【
００１５】

【化１１】

【００１６】よりなる群から選ばれる基または単結合を
表わし、Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１は、それぞれ独立に水素原子
またはハロゲン原子を表わし、ｎは０〜４の整数を表わ
し、Ｒ２は炭素数１〜２０のアルキル基を表わす。）ま
た、上記コレステリック相を示す化合物として、次式［
Ｂ］で表わされる化合物を含有することが好ましい。

【００１７】

【化１２】

【００１８】…［Ｂ］ （但し、Ｒ３は炭素数３〜２０のアルキル基、および炭
素数３〜２０のハロゲン化アルキル基よりなる群から選
ばれる一種の基であり、Ｂ６は−Ｏ−または単結合を表
わし、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ９はそれぞれ独立に−ＣＯＯ−、
−ＯＣＯ−よりなる群から選ばれる基または単結合を表
わし、Ａ４、Ａ５はそれぞれ独立に

【００１９】

【化１３】

【００２０】よりなる群から選ばれる基または単結合を
表わし、ｍは１〜３の整数を表わし、Ｒ４は炭素数２〜
５のアルキル基を表わす。）本発明に係る液晶組成物を
用いることにより、液晶の配向性が高く、配向が容易で
あり、動作温度範囲が広く、スイッチング速度が大きく
、スイッチングしきい値電圧が適正な範囲にあり、きわ
めて少ない消費電力で作動し、コントラストが大きい等
の優れた特性を有する表示デバイス等を形成することが
できる。

【００２１】

【発明の具体的説明】以下、本発明に係る液晶組成物な
らびにその用途について具体的に説明する。本発明に係
る液晶組成物には、反強誘電相を示す化合物とコレステ
リック相を示す化合物が少なくとも一種類ずつ含有され
ている。

【００２２】反強誘電相を示す液晶（化合物）としては
、上記化合物ＭＨＰＯＢＣの他、

【００２３】

【化１４】

【００２４】および次式［Ａ］で表わされるカルボン酸
エステル化合物を挙げることができるが、本発明の液晶
組成物では、反強誘電性液晶として、特に、次式［Ａ］
で表わされるカルボン酸エステル化合物（以下、化合物
［Ａ］ともいう）が少なくとも１種類含まれることが好
ましい。

【００２５】化合物［Ａ］：

【００２６】

【化１５】

【００２７】…［Ａ］ 但し、式［Ａ］中、Ｒ１は炭素数３〜２０、好ましくは
炭素数６〜１６のアルキル基、および炭素数３〜２０、
好ましくは炭素数６〜１６のハロゲン化アルキル基より
なる群から選ばれる一種の基である。

【００２８】上記式［Ａ］において、Ｒ１が炭素数３〜
２０のアルキル基である場合には、このようなアルキル
基としては、直鎖状、分枝状、及び脂環状のいずれの形
態であってもよいが、Ｒ１が直鎖状のアルキル基である
カルボン酸エステルの分子は、分子が真っ直ぐに伸びた
剛直構造をとるため、優れた液晶性を示す。

【００２９】このような直鎖状のアルキル基の具体例と
しては、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル
基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシ
ル基、ヘキサデシル基およびオクタデシル基などを挙げ
ることができる。

【００３０】また、Ｒ１が炭素数３〜２０のハロゲン化
アルキル基である場合、ハロゲン化アルキル基の例とし
ては、上記のようなアルキル基の原子の少なくとも一部
が、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩなどのハロゲン原子で置換
された基を挙げることができる。

【００３１】Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３およびＢ５はそれぞれ独
立に、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２−Ｃ
Ｈ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−
、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＣＯ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−
ＣＯ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＨ−、−ＣＨ＝Ｎ
−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＮＨ−、−ＣＯ−、−ＮＨ−ＮＨ
−、−ＮＨ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＮＨ−、よりなる群
から選ばれる基または単結合を表わす。

【００３２】このような基または単結合のうちでは、Ｂ
１、Ｂ５は−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−
または単結合であり、Ｂ２、Ｂ３は−Ｏ−、−ＣＯＯ−
、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−
ＯＣＨ２−または単結合のいずれかであることが好まし
く、さらにこの中でもＢ１は−Ｏ−または単結合であり
、Ｂ２、Ｂ３は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２−
ＣＨ２−のいずれかであり、また、Ｂ５は−ＣＯＯ−、
−ＯＣＯ−または単結合であることが特に好ましく、Ｂ
１、Ｂ２、Ｂ３およびＢ５がそれぞれこのような基また
は単結合であると、高い配向性を示す液晶組成物を得る
ことができる。

【００３３】Ｂ４は、−（ＣＨ２）ｗ−（ただしｗは０
〜３の整数を表わす）を表わす。このようなＢ４の内で
は−ＣＨ２−または単結合（ｗ＝０）が好ましい。Ａ１
、Ａ２およびＡ３はそれぞれ独立に、

【００３４】

【化１６】

【００３５】よりなる群から選ばれる基または単結合を
表わす。これらの内では、Ａ１、Ａ２、Ａ３は下記の基
または単結合であることが好ましい。

【００３６】

【化１７】

【００３７】さらに好ましくは、Ａ１、Ａ２はそれぞれ
独立に

【００３８】

【化１８】

【００３９】から選ばれ、かつ、Ａ３は

【００４０】

【化１９】

【００４１】から選ばれることが好ましい。特に、Ａ１
は

【００４２】

【化２０】

【００４３】であり、Ａ１、Ａ２は共に

【００４４】

【化２１】

【００４５】であると、優れた特性（高コントラストな
ど）の液晶組成物を得ることができる。Ｘ１、Ｙ１およ
びＺ１は、それぞれ独立に水素原子またはハロゲン原子
を表わすが、本発明では、Ｘ１、Ｙ１およびＺ１はすべ
て水素原子であるか、またはハロゲン原子であることが
好ましい。

【００４６】ｎは０〜４の整数、好ましくは０または１
を表わす。Ｒ２は炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１
〜１０のアルキル基を表わす。したがって、上記式［Ａ
］で表わされ、反強誘電性を示すカルボン酸エステル化
合物として具体的には、特開平１−第２２６８５７号、
特開平２−第４０３４６号、特開平２−第２６４７４６
号、特開平２−第２６４７４７号にそれぞれ記載されて
いる化合物、あるいは、下記第１表に示されるような、
化合物番号［Ａ−１］〜［Ａ−５５］で表わされる化合
物を挙げることができる。このような反強誘電性カルボ
ン酸エステル化合物には、第１表中、化合物番号［Ａ−
５］〜［Ａ−１１］で表わされる化合物のように、末端
アルキル鎖の長さのみが互いに異なる化合物も含まれる
。

【００４７】なお、下記第１表中の各記号は化合物［Ａ
］の場合と同じ意味である。また、記号Ａ１、Ａ２およ
びＡ３中の各略号は、

【００４８】

【化２２】

【００４９】をそれぞれ表わす。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】

【表５】

【００５５】

【表６】

【００５６】上記のようなカルボン酸エステル化合物は
、公知の合成技術を組み合わせて利用することにより製
造することができる。例えば、上記のカルボン酸エステ
ル化合物は、以下に示す合成経路に従って合成すること
ができる。

【００５７】下記合成経路に現われる化合物中、記号Ｒ
は炭素数３〜２０のアルキル基または炭素数３〜２０の
ハロゲン化アルキル基を表わす。Ｒ＊は、不斉炭素を少
なくとも１個有する炭素数４〜２０の光学活性基を表わ
す。

【００５８】なお、この光学活性基を構成する炭素原子
に結合している水素原子は、例えばＦ、Ｃｌ、Ｂｒおよ
びＩなどのハロゲン原子、特に好ましくはフッ素原子で
置換されていてもよい。このような光学活性基の例とし
ては、−（ＣＨ２）３ーＣ＊Ｈ（ＣＨ３）−Ｃ２Ｈ５、
−ＣＨ２ーＣ＊Ｈ（ＣＨ３）−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ＊Ｈ（Ｃ
Ｈ３）−Ｃ６Ｈ１３、−Ｃ＊Ｈ（ＣＨ３）−Ｃ５Ｈ１１
、−Ｃ＊Ｈ（Ｃ２Ｈ５）−Ｃ５Ｈ１１、−Ｃ＊Ｈ（Ｃ２
Ｈ５）−Ｃ６Ｈ１３、−Ｃ＊Ｈ（ＣＦ３）−Ｃ６Ｈ１３
、および−Ｃ＊Ｈ（ＣＦ３）ーＣＨ２ーＣＯＯ−Ｃ２Ｈ
５を挙げることができる。

【００５９】

【化２３】

【００６０】すなわち、例えば、６−ｎ−アルコキシナ
フタレン−２−カルボン酸をパラジウム／炭素触媒で加
圧下加熱して水素添加することにより、５，６，７，８
−テトラヒドロ−６−ｎ−アルコキシナフタレン−２−
カルボン酸を得る。

【００６１】一方、光学活性アルコールの４−ヒドロキ
シ安息香酸エステルと４−ベンジルオキシ安息香酸を、
４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジンおよび塩化メチレ
ンを溶媒として用い、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカル
ボジイミド溶液を滴下しながら反応させることにより、
光学活性アルコールの４−（４’−ベンジルオキシベン
ゾイルオキシ）安息香酸エステルを得る。

【００６２】上記のようにして得られた光学活性アルコ
ールの４−（４’−ベンジルオキシベンゾイルオキシ）
安息香酸エステルを、テトラヒドロフラン等の溶媒に投
入し、パラジウム／炭素等の還元触媒の存在下に水素ガ
スを用いて還元することにより、光学活性アルコールの
４−（４’−ヒドロキシベンゾイルオキシ）安息香酸エ
ステルを得る。

【００６３】上記のようにして得られた光学活性アルコ
ールの４−（４’−ヒドロキシベンゾイルオキシ）安息
香酸エステルと、上記工程で得られた５，６，７，８−
テトラヒドロ−６−ｎ−アルコキシナフタレン−２−カ
ルボン酸を、４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジンおよ
び塩化メチレンを溶媒として用い、Ｎ，Ｎ’−ジシクロ
ヘキシルカルボジイミド溶液を滴下しながら反応させる
ことにより、本発明で用いられるカルボン酸エステル化
合物を得ることができる。

【００６４】なお、上記の方法は、本発明で用いられる
反強誘電性液晶（カルボン酸エステル化合物［Ａ］）の
製造方法の一例であり、本発明で用いられるカルボン酸
エステル化合物［Ａ］は、この製造方法によって限定さ
れるものではない。

【００６５】上記のようにして得られた式［Ａ］で表わ
されるカルボン酸エステル化合物は、反強誘電性液晶化
合物として使用される。そして、このようなカルボン酸
エステル化合物の内、上記化合物番号［Ａ−８］で表わ
される化合物を、後述のコレステリック液晶化合物と配
合することにより、特に優れた液晶特性例えばコントラ
スト（すなわち配向特性）を示す液晶組成物が得られる
。

【００６６】本発明に係る液晶組成物には、コレステリ
ック相を示す化合物（コレステリック液晶化合物）が少
なくとも１種類含まれている。このように本発明の液晶
組成物には、前記反強誘電性液晶化合物と、このコレス
テリック液晶化合物とが少なくとも１種類ずつ含まれて
いるので、温度低下に伴ってＩｓｏ（等方性相）−Ｃｈ
（コレステリック相）−（ＳｍＡ（スメクチックＡ相）
）−ＳｍＣＡ＊　（反強誘電相：ＡＦＬＣ相）の相系列
を示すか、あるいは液晶の配向性が高くなる。

【００６７】しかも、この組成物を用いることにより、
液晶の配向性が高く、配向が容易であり、動作温度範囲
が広く、スイッチング速度が大きく、スイッチングしき
い値電圧が適正な範囲にあり、きわめて少ない消費電力
で作動し、コントラストが大きい等の優れた特性を有す
る表示デバイス等を形成することができる。

【００６８】このようなコレステリック液晶化合物とし
ては、

【００６９】

【化２４】

【００７０】および次式［Ｂ］で表わされる化合物を挙
げることができるが、本発明の液晶組成物には、特に次
式［Ｂ］で表わされる化合物（以下化合物［Ｂ］ともい
う）が含有されていることが好ましい。

【００７１】化合物［Ｂ］：

【００７２】

【化２５】

【００７３】…［Ｂ］但し、式［Ｂ］中、Ｒ３は炭素数
３〜２０、好ましくは６〜１８のアルキル基、および炭
素数３〜２０、好ましくは６〜１８のハロゲン化アルキ
ル基よりなる群から選ばれる一種の基を表わす。

【００７４】Ｂ６は−Ｏ−または単結合を表わし、Ｂ７
、Ｂ８、Ｂ９はそれぞれ独立に−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−
よりなる群から選ばれる基または単結合を表わし、Ａ４
、Ａ５はそれぞれ独立に

【００７５】

【化２６】

【００７６】よりなる群から選ばれる基または単結合を
表わし、ｍは１〜３の整数を表わし、Ｒ４は炭素数２〜
５のアルキル基を表わす。

【００７７】このような化合物［Ｂ］としては、具体的
には、下記第２表に掲げる化合物を挙げることができる
。なお、第２表中の略号は上記化合物［Ａ］の場合と同
じ意味である。

【００７８】

【表７】

【００７９】次に、上記の反強誘電性液晶化合物、好ま
しくは化合物［Ａ］と、コレステリック液晶化合物、好
ましくは化合物［Ｂ］とが含まれた、特に好ましい液晶
組成物の相転移温度の例を下記の第３表に示す。

【００８０】なお、用いられた化合物［Ａ］（化合物番
号［Ａ−８］）および、化合物［Ｂ］（化合物番号［Ｂ
−１］）の相転移温度も併せて第３表に示す。下記第３
表から明かなように、本発明に係る液晶組成物では各構
成成分たる個々の化合物［Ａ］、化合物［Ｂ］が元来保
持していた物性が完全に消失し、全く別の温度に相転移
点が現われている。このことから本発明の組成物は、各
液晶相状態の化合物［Ａ］と化合物［Ｂ］とが単に混じ
り合ってなる混合物ではなく、均一混合物であることを
意味している。このような均一混合物は、例えば実施例
１に示すような方法で調製される。

【００８１】なお、以下に示す表において、Ｃｒｙは結
晶相、ＳｍＣＡ＊は反強誘電相、ＳｍＡはスメクチック
Ａ相、Ｃｈはコレステリック相、Ｉｓｏは等方性液体を
それぞれ表わす。

【００８２】

【表８】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　第３表────────────────
────────────────────　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　相　
　転　　移　　温　　度　　　　　　　　　　　　　　
　　　　─────────────────────
──────　　化合物番号　　　　　　　　　　Ｃｒ
ｙ−ＳｍＣＡ＊　　　ＳｍＣＡ＊ーＳｍＡ　　　　Ｓｍ
ＣＡ＊または　　　　ＳｍＡまたは　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　またはＳｍＡ　　　　　　
　　　　　　　　　　ＳｍＡーＣｈ　　　　　　　　　
Ｃｈ−Ｉｓｏ───────────────────
─────────────────　［Ａ−８］　　
　　　　　　　　４４℃　　　　　　　７８℃　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９４℃［Ａ
−８］（１０重量％）　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　＋［Ｂ−１］（９０重量％）　
４０℃　　　　　　　６９℃　　　　　　　　８０℃　
　　　　　　　１４９℃［Ｂ−１］　　　　　　　　　
　　７６℃　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　８９℃　　　　　　　　１５５℃─────────
─────────────────────────
──　　　　＜註＞　　上記表中、化合物［Ａ−８］は

【００８３】

【化２７】

【００８４】…［Ａ−８］ を表わしている。また化合物［Ｂ−１］は、

【００８５
】

【化２８】

【００８６】…［Ｂ−１］ を表わしている。本発明の液晶組成物を用いることによ
り、反強誘電性液晶を単独で用いる場合に比べて液晶の
配向特性が向上し、さらに電気光学応答性が高速化した
液晶素子が得られる。

【００８７】本発明の液晶組成物において、反強誘電性
液晶化合物、好ましくは上記式［Ａ］で表わされる液晶
化合物の含有量は、用いられる液晶化合物の特性、組成
物の粘度、動作温度、用途などを考慮して、液晶組成物
の合計重量１００重量部中に、このカルボン酸エステル
化合物［Ａ］を１〜９９重量部、好ましくは５〜９５重
量部、さらに好ましくは１５〜８５重量部の範囲で適宜
設定することができる。化合物［Ａ］の含有量が上記範
囲に入ることによって組成物は反強誘電性を維持し、か
つ配向特性が向上する。なお、１重量部未満では、組成
物が反強誘電性を示さなくなる傾向が見られ、また、９
９重量部を超えると組成物の配向特性が向上しなくなる
傾向が見られる。

【００８８】上記式［Ｂ］で表わされるコレステリック
液晶化合物の含有量は、液晶組成物の合計重量１００部
中に、この液晶化合物［Ｂ］を１〜９９重量部、好まし
くは５〜９５重量部、さらに好ましくは１５〜８５重量
部の範囲で適宜設定することができる。化合物［Ｂ］の
含有量がこのような範囲にあると、組成物は反強誘電性
を示し、かつ配向特性が向上することから、得られる組
成物を用いた素子などでは優れたコントラストが実現す
る。

【００８９】本発明に係る液晶組成物のように、反強誘
電性を示す液晶組成物は、電界あるいは磁界を印加する
ことにより、強誘電性液晶と同様に光スイッチング現象
を起こすので、この現象を利用することにより、応答性
のよい表示装置を作製することができる（例えば特開昭
５６−１０７２１６号公報、同５９−１１８７４４号公
報参照）。

【００９０】なお、従来、光スイッチング現象を利用し
た表示装置に使用されていた強誘電性液晶化合物は、カ
イラルスメクチックＣ相、カイラルスメクチックＦ相、
カイラルスメクチックＧ相、カイラルスメクチックＨ相
、カイラルスメクチックＩ相、カイラルスメクチックＪ
相およびカイラルスメクチックＫ相のいずれかの相を示
す化合物であるが、カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ
＊相）以外では、このような液晶化合物を用いた表示素
子は一般に応答速度が遅いため、従来では応答速度の大
きいカイラルスメクチックＣ相で駆動させることが実用
上有利であるとされていた。

【００９１】しかしながら、本発明者らが既に提案した
ようなスメクチックＡ相における表示素子の駆動法（特
開昭６４ー３６３２号参照）を利用することにより、本
発明の液晶組成物は、強誘電性液晶化合物の場合にカイ
ラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）以外にスメクチック
Ａ相で駆動させたのと同様に、反強誘電性カイラルスメ
クチックＣ相（ＳｍＣ＊Ａ）だけでなく、スメクチック
Ａ相で駆動させることができる。なお、本発明の液晶組
成物を用いた液晶素子の駆動方法については、後述する
。

【００９２】本発明の液晶組成物には、上記の反強誘電
性液晶とコレステリック液晶との必須成分に加えて、さ
らに下記のような他の液晶化合物を配合することができ
る。このような他の液晶化合物の例としては、（＋）−
４’−（２”−メチルブチルオキシ）フェニル−６−オ
クチルオキシナフタレン−２−カルボン酸エステル、４
’−デシルオキシフェニル−６−（（＋）−２”−メチ
ルブチルオキシ）ナフタレン−２−カルボン酸エステル
、

【００９３】

【化２９】

【００９４】を挙げることができ、

【００９５】

【化３０】

【００９６】のようなシッフ塩基系液晶化合物、

【００
９７】

【化３１】

【００９８】のようなアゾキシ系液晶化合物、

【００９
９】

【化３２】

【０１００】のような安息香酸エステル系液晶化合物、

【０１０１】

【化３３】

【０１０２】のようなシクロヘキシルカルボン酸エステ
ル系液晶化合物、

【０１０３】

【化３４】

【０１０４】のようなビフェニル系液晶化合物、

【０１
０５】

【化３５】

【０１０６】のようなターフェニル系液晶化合物、

【０
１０７】

【化３６】

【０１０８】のようなシクロヘキシル系液晶化合物、お
よび

【０１０９】

【化３７】

【０１１０】のようなピリミジン系液晶化合物をも併用
することができる。本発明の液晶組成物には、さらに、
たとえば、電導性賦与剤および寿命向上剤など、通常の
液晶組成物に配合することができるような各種添加剤を
配合してもよい。

【０１１１】また本発明に係る液晶組成物を、色素の二
色性を利用した駆動方式の液晶素子を形成する際に使用
する場合には、この組成物に二色性色素を配合すること
もできる。

【０１１２】本発明に係る液晶組成物は、上記の反強誘
電性液晶とコレステリック液晶ならびに所望により他の
液晶化合物および添加剤を混合することにより製造する
ことができる。

【０１１３】液晶素子 次に、上記の液晶組成物を液晶物質として用いてなる液
晶素子について説明する。

【０１１４】本発明に係る液晶素子の断面の一例を図１
及び図２に示す。図中、同一符号は同一の箇所を表わす
。本発明に係る液晶素子は、例えば図１に示すように、
基本的には、対向する２枚の基板３１ａ、３１ｂを含ん
で形成されるセル３３の間隙３４に液晶物質３５が充填
されてなる。換言すれば、基本的には、２枚の基板３１
ａ、３１ｂ（以下、単に基板とも言う）と、この２枚の
基板３１ａ、３１ｂによって構成される間隙３４とから
なるセル３３、及びこのセルの間隙３４に充填された液
晶物質３５より構成されている。

【０１１５】これらの基板３１ａ、３１ｂは、少なくと
も一方の基板が透明であることが必要であり、通常は、
基板として、ガラス、透明プラスチック（例：ポリカー
ボネート、ＴＰＸ（４ーメチルー１ーペンテンポリマー
あるいはコポリマー）あるいはアモルファスポリオレフ
ィン（例：エチレンとテトラシクロ［４、４、０、１２
、５、１７、１０］３−ドデセンとの共重合物））等が
使用される。

【０１１６】また、本発明においては、透明基板として
、可撓性透明基板を用いることができ、上記のようなガ
ラス、プラスチック等の他、各種高分子フィルム等を用
いることができる。

【０１１７】なお、ガラス基板を用いる場合には、アル
カリ成分の溶出による液晶物質の劣化を防止するために
、ガラス基板表面に、例えば酸化珪素等を主成分とする
アンダーコート層（不要成分透過防止層）を設けること
もできる。

【０１１８】透明基板の厚さは、例えばガラス基板の場
合には、通常は０．０１〜１．２ｍｍの範囲内にある。 これらの基板３１ａ、３１ｂの内面、すなわちこれらの
基板が液晶物質と対面する面には、通常は、酸化インジ
ウム−スズ等からなる電極３２ａ、３２ｂが設けられて
いる。そして、本発明においては、基板として、上記の
ような基板上に透明電極が一体的に形成された透明電極
基板を使用することもできる。

【０１１９】透明電極は、例えば酸化イリジウム、酸化
スズ等で透明基板表面をコーティングすることにより形
成される。透明電極の厚さは、通常は１００〜２０００
オングストロームの範囲内にある。

【０１２０】本発明の液晶素子に於て、上記のような２
枚の基板の内で、少なくとも一方の基板の内面には配向
制御膜（配向層）が設けられていることが好ましく、特
に両方の基板の内面、すなわち基板の液晶側表面に配向
制御膜が設けられていることがさらに好ましい。

【０１２１】図１には、配向制御膜が二枚設けられた態
様が示されており、この配向制御膜は３７ａ、３７ｂで
示されている。そして、本発明において、配向制御膜は
、ポリイミド、酸化ケイ素、ポリビニルアルコール、ポ
リアミド、ポリエステル等の有機、無機の膜状物で、特
にポリイミドフィルムが好都合である。例えば好ましい
態様として、配向制御膜が一枚の場合には、この一枚の
配向制御膜がポリイミドからなり、また、二枚の配向制
御膜を有する場合には、少なくとも一方がポリイミドか
らなり、好ましくは両者がポリイミドからなる。

【０１２２】ポリイミドとしては、イミド結合を含む高
分子であればよく、フィルム形成能を有することが好ま
しい。ポリイミドの具体的な例としては、宇部興産（株
）製ユーピレックス−Ｒ、日産化学工業（株）製サンエ
バー１３０、日本合成ゴム（株）製オプトマーＡＬ−１
２５１、ＪＩＡ−２８、三井石油化学工業（株）製ケル
イミド６０１、日立化成工業（株）製ＬＸ−１４００、
ＨＬ−１１００などがある。但し、これらの具体例に限
定されるわけではない。

【０１２３】このように、ポリイミドはイミド結合を含
む高分子を主成分とする樹脂であるが、本発明で用いら
れる配向制御膜は、ポリイミドの特性を損なわない範囲
でポリアミド等の他の樹脂を含んでいてもよく、またイ
ミド構成単位以外の他の構成単位を含む樹脂であっても
よい。

【０１２４】配向制御膜の一方がポリイミド以外の物質
で形成されている場合に、このポリイミド以外の配向制
御膜は有機材料から形成されていてもよく、無機材料か
ら形成されていてもよい。

【０１２５】有機材料から形成された配向制御膜として
は、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアミドイミド
、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、シロキサンポリイミド、セルロース樹脂
、メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂、導電性ポ
リマーなどの樹脂類からなる膜を挙げることができる。

【０１２６】さらに、配向制御膜は、例えば環化ゴム系
フォトレジスト、フェノールノボラック系フォトレジス
ト、あるいはポリメチルメタクリレート、エポキシ化１
，４−ポリブタジエンなどの電子線フォトレジストの硬
化体であってもよい。

【０１２７】また、配向制御膜は、無機材料から形成さ
れていてもよく、この場合に無機配向制御膜を形成する
素材の例としては、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＧｅＯ、Ａｌ２
Ｏ３、Ｙ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＭｇＦ２、ＣｅＦ３を挙げ
ることができる。

【０１２８】このような配向制御膜は、基板の内面、す
なわち基板が液晶と接する側の面に、上記のような樹脂
を、例えばスピンコート法などにより塗布する方法、こ
のように塗布した後に加熱処理する方法、樹脂フィルム
を粘着する方法、感光性樹脂を塗布した後、エネルギー
線を照射して硬化させる方法、無機材料を蒸着する方法
などのように使用する材料に対応させて種々の方法を採
用して形成することができる。

【０１２９】例えば配向制御膜（配向層）は、有機シラ
ンカップリング剤あるいはカルボン酸多核錯体等を化学
吸着させることにより形成することができる。また酸化
珪素等を斜方蒸着することによっても形成することがで
きる。さらに、透明電極上にポリイミド樹脂を塗布し、
その後一定方向にラビングすることにより配向層を形成
することもできる。

【０１３０】また、配向層等は後述のスペーサを兼ねる
ように形成されていてもよい。上記のような透明基板３
１ａ、３１ｂは、二枚の透明基板上に設けられている二
枚の透明電極３２ａ、３２ｂがそれぞれ向き合うように
配置され、しかもこれらの透明基板により液晶物質を充
填するための間隙が形成されるように二枚配置される。

【０１３１】上記のようにして形成される基板方向の間
隙（基板間距離）３４の幅は、通常は１〜１０μｍ、好
ましくは１〜５μｍである。このような間隙は例えば、
スペーサを狭持するように二枚の基板を配置することに
より、容易に形成することができる。

【０１３２】上記のような配向制御膜の厚さは、通常０
．００５〜０．２５μｍ、好ましくは０．０１〜０．１
５μｍの範囲内にある。そして、本発明においては、上
記のような配向制御膜は、それぞれの基板の内面に設け
られるが、特に一方の基板の一方の配向制御膜の規制力
によって配向される液晶物質の配向方向と、他方の配向
制御膜の規制力によって配向される液晶物質の配向方向
とが、略平行で、かつ方向が同一ないし逆になるように
二枚の配向制御膜が設けられていることが好ましい。 しかしながら、この例に限らない。

【０１３３】この配向制御膜３７ａ、３７ｂは、液晶物
質を配向させるという作用を有している。従って、この
ように配向制御膜を配置する場合には、配向制御膜を無
秩序に配置するよりも、配向制御膜の規制力によって配
向される液晶物質の配向方向が同一方向または逆平行に
なるように、配向制御膜をそれぞれ配置して液晶物質を
配向処理することが好ましく、このようにすると、セル
内に注入された液晶物質の初期配向性が向上して、コン
トラスト等に優れた液晶素子等が得られる。

【０１３４】さらに、本発明において、配向制御膜は、
配向処理されていることが好ましい。ここで、配向制御
膜の配向処理とは、液晶分子を所定の方向に配向させる
ための処理のことをいい、例えばポリイミドは、布など
で一方向にこするなどして行うラビングにより、配向処
理することができる。

【０１３５】本発明で使用されるセルは、上記のように
必要により配向制御膜３７ａ、３７ｂが設けられた二枚
の基板３１ａ、３１ｂによって液晶物質を充填するため
の間隙３４ができるように形成されている。このような
間隙３４は、例えば基板３１ａ、３１ｂを、二枚の基板
の内側の周囲に、例えば、図４に示すようにスペーサ３
８を介在させて配置することにより形成することができ
る。このようにスペーサ３８を配置することにより液晶
物質を充填するための間隙３４を確保することができる
とともに、液晶物質の漏洩を防ぐこともできる。なお、
間隙３４は、上記のような側壁を形成し得るスペーサを
用いて形成することができるとともに、液晶物質中に所
定の粒子径を有する粒子（内部スペーサ）を配合するこ
とにより形成することもできる。

【０１３６】このようなスペーサとしては、例えば、感
光性ポリイミド前駆体をパターニングして得られるポリ
イミド系高分子物質等を用いることができる。このよう
なスペーサを用いることにより、このスペーサと液晶物
質との界面効果により、モノドメインが形成される。ま
た、例えば、配向膜として作用する同心円形状のスペー
サあるいはクシ状のスペーサを用いて、配向膜とスペー
サとを一体化することもできる。

【０１３７】また、上記のようなスペーサの他に、液晶
物質中にファイバを配合して、このファイバにより、透
明基板が一定の間隙を形成するように保持することもで
きる。

【０１３８】さらに、上記ファイバの代わりに、あるい
は上記ファイバと共に粒状物を配合することもできる。 このような粒状物としては、メラミン樹脂、尿素樹脂あ
るいはベンゾグアナミン樹脂等からなる粒子径が１〜１
０μｍ、好ましくは１〜５μｍ、特に好ましくは１．６
〜５μｍの範囲内にある粒状物が用いられる。

【０１３９】上記のようにスペーサを介在させること等
により、間隙を形成し得るように配置された二枚の透明
基板は、通常は周辺をシール材３６でシールすることに
より貼り合わされる。

【０１４０】このようなシール材３６としては、エポキ
シ系樹脂、ＵＶ硬化性樹脂およびシリコン系樹脂等を用
いることができる。さらに、このエポキシ樹脂等がアク
リル系材料あるいはシリコン系ゴム等で変性されていて
もよい。

【０１４１】なお、本発明の液晶素子においては、例え
ば光導電膜、光遮断膜、光反射膜などの各種薄膜が、基
板上に設けられた配向制御膜の反対側、すなわち配向制
御膜と基板の間に設けられていてもよい。

【０１４２】本発明の液晶素子においては、上記のよう
なセルの間隙３４に液晶物質すなわち前記液晶組成物３
５が充填されている。このような本発明の液晶素子は、
コントラスト等が著しく優れ、例えば、表面安定化強誘
電性液晶素子、表面安定化反強誘電性液晶素子、ヘリカ
ル変歪型素子、過渡散乱型素子、ゲストホスト型素子、
垂直配向液晶素子などとして好適に使用することができ
る。

【０１４３】すなわち、本発明の液晶素子のように、反
強誘電性を示す液晶組成物が含まれた液晶素子では、予
め液晶素子が暗視野となるように液晶素子を配置してお
き、低周波の三角波電圧を印加しつつ偏光顕微鏡観察を
行なうと、電圧ゼロ（Ｖ／μｍ）で透過光量が最小値（
暗）となり、印加電圧＋Ｖａ（Ｖ／μｍ）および−Ｖａ
（Ｖ／μｍ）で透過光量が最大値（明）となるようなダ
ブルヒステリシスカーブを描く。そのため、例えばゼロ
〜＋Ｖａ（Ｖ／μｍ）の間の任意のバイアス電圧Ｖｂ（
０＜Ｖｂ＜＋Ｖａ（Ｖ／μｍ））を適宜選択して該素子
に印加しておき、このバイアス電圧に適当なパルス波を
重畳して印加することにより液晶素子の透過光量を「明
」〜「暗」状態と変化させることができる。このような
方法で反強誘電性液晶素子を駆動させることにより、強
誘電性を利用した液晶素子によるメモリー方法に比べて
見かけ上のメモリー性を向上させることができる。

【０１４４】そして、本発明に係る液晶素子のうち、カ
イラルスメクチックＣ相を呈する液晶組成物が充填され
た液晶素子は、熱書き込み型表示素子、レーザー書き込
み型液晶表示装置などの記憶型液晶表示装置として使用
することができ、このような液晶素子を用いて液晶表示
装置あるいは電気光学表示装置を製造することができる
。

【０１４５】本発明の液晶素子は、上記のような用途の
他、光シャッターや液晶プリンタなどの光スイッチング
素子、圧電素子、および焦電素子等の液晶素子として使
用することができ、このような液晶素子を用いて液晶表
示装置あるいは電気光学表示装置を製造することができ
る。

【０１４６】本発明の液晶素子は、例えば以下に示す方
法で駆動させることができる。本発明の液晶組成物をセ
ル中で基板の規制力を利用して基板に平行に配向させる
。このセルを２枚の偏光板の間に介在させ、このセルに
前述したような方法で外部電圧を印加し、反強誘電性液
晶組成物の配向ベクトルを変えることにより、２枚の偏
光板と反強誘電性液晶組成物の複屈折を利用した表示を
行なう方法である。このようなセル内で、液晶組成物に
反強誘電相を形成させ、２つの安定状態間を電界反転さ
せることにより、この薄膜セルを用いて光スイッチング
を行なうことができる。

【０１４７】また、このような反強誘電性の液晶物質は
、一定のバイアス電圧を印加しておき、これに適当なパ
ルス波を重畳して印加すると見かけ上のメモリー効果を
得ることができる。

【０１４８】そこで、このメモリー効果を利用すれば液
晶素子に任意のバイアス電圧を印加して液晶素子の駆動
が可能となる。そこでこのような液晶素子からなる表示
デバイスのコントラストを安定でしかも高めることがで
き、画像などの液晶表示は非常に鮮明となる。さらに、
この場合、表示デバイスのコントラストは安定し、しか
も非常に鮮明になる。

【０１４９】また、この液晶組成物を用いたスイッチン
グ素子では、分子の配向方向を変えるだけでスイッチン
グが可能であり、この場合に電界強度の一次項が駆動に
作用するため、低電圧駆動が可能になる。

【０１５０】そして、このスイッチング素子を用いれば
、数十マイクロ秒以下の高速応答性を実現できるので、
各素子の走査時間は大幅に短縮され、走査線の多い大画
面のディスプレイ（液晶表示装置）を製造することがで
きる。しかも、このディスプレイは、室温あるいはそれ
以下の温度においても作動するので、温度コントロール
のための補助手段を用いることなく、容易に走査させる
ことができる。

【０１５１】さらに、本発明の液晶素子に用いられる液
晶物質は、三安定性を示さないスメクチックＡ相におい
ても、電界が加わると、誘起的に分子が傾くので、この
性質を利用して光スイッチングを行うことができる。

【０１５２】また、本発明の液晶組成物を用いた第２の
表示方法は、本発明の液晶組成物と二色性色素とを混合
し、色素の二色性を利用する方法であり、この方法は、
強誘電性液晶組成物あるいは反強誘電性液晶組成物の配
向方向を変えることにより色素による光の吸収波長を変
えて表示を行なう方法である。この場合に使用する色素
は通常二色性色素であり、このような色素の例としては
、アゾ色素、ナフトキノン色素、シアニン色素、および
アントラキノン系色素等を挙げることができる。

【０１５３】なお、本発明にかかる液晶組成物は、上記
の方法の他に、通常利用されている各種表示方法で採用
することができる。また、本発明に係る液晶組成物を用
いて、製造された表示デバイスは、スタティック駆動、
マトリックス駆動、および複合マトリックス駆動などの
電気アドレス表示、光アドレス表示、熱アドレス表示並
びに電子ビームアドレス表示などの駆動方式により駆動
させることができる。

【０１５４】液晶素子の製造方法 次に、上記のような液晶素子の製造方法について説明す
るが、本発明の液晶素子は、基本的には、上述したよう
なセルの間隙に、上述した液晶組成物を含む液晶物質を
充填することにより製造することができる。

【０１５５】液晶物質は、通常、溶融状態になるまで加
熱され、このように溶融した状態で、内部が真空にされ
たセルの間隙に充填（注入）される。このようにして液
晶物質を充填した後、通常はセルを密封する。次いで、
通常、このようにセル内に充填された液晶物質を初期配
向させる。

【０１５６】このように液晶物質を初期配向させるには
、例えば、このように密封されたセルを加熱することに
より、セル内の液晶物質が等方相を示す温度以上の温度
になるまで加熱し、その後、この液晶物質が液晶相を示
す温度になるまで冷却する。この冷却の際の降温速度は
２℃／分以下にすることが好ましい。特にこの降温速度
を０．１〜２．０℃／分の範囲内にすることが好ましく
、さらに０．１〜０．５℃／分の範囲内にすることが特
に好ましい。このようにセルを冷却する際に、冷却速度
を上記のようにすることにより、初期配向に優れ、配向
欠陥のないモノドメインからなる液晶相を有する液晶素
子が得られる。ここで、初期配向性とは、液晶素子に電
圧の印加等を行って液晶物質の配向ベクトルを変える前
の液晶物質の配向状態をいう。

【０１５７】また、液晶セルの間隙に充填されたこのよ
うな液晶物質は、例えばスペーサエッジを利用した温度
勾配法あるいは配向膜を用いた表面処理法等の一軸配向
制御方法を利用して初期配向させることができる。また
、本発明においては、液晶物質を加熱しながら、直流バ
イアス電圧を用いて電界を印加することにより、液晶物
質の初期配向を行うこともできる。

【０１５８】

【発明の効果】このような反強誘電性液晶とコレステリ
ック液晶とが含まれた本発明の液晶組成物を用いること
により、高い配向性（コントラスト）をもつ液晶素子な
どを得ることができる。

【０１５９】さらに、このような素子を用いて製造した
液晶ディスプレイにおいては、操作時間を大幅に短縮す
ることができる。このようなディスプレイでは消費電力
の低減を図ることができるとともに、安定したコントラ
ストが得られる。また、低電圧駆動も可能である。

【０１６０】また、本発明の液晶物質を用いたデバイス
は、反強誘電性を利用しているので、室温あるいはそれ
以下の温度で光スイッチングに好ましく用いられる。ま
た、本発明の液晶組成物を用いて液晶素子など製造する
ことにより、メモリー性に優れた素子などを容易に実現
することが可能となり、また、従来の液晶組成物に比べ
てその配向性を著しく向上させることもできる。

【０１６１】

【実施例】次に本発明の実施例を示すが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。

【０１６２】また、下記で使用したＲおよびＳは、光学
異性体のＲ体およびＳ体を意味する。先ず初めに反強誘
電性液晶化合物の合成例を示す。

【０１６３】

【合成例１】４−［４’−（５”，６”，７”，８”−
テトラヒドロ−６”−ｎ−デシルオキシ−２”−ナフト
イルオキシ）ベンゾイルオキシ］安息香酸Ｒ−１’’’
−トリフロロメチルヘプチルエステルの合成 第１段階 ６−ｎ−デシルオキシナフタレン−２−カルボン酸３２
８ｍｇ（１．０ミリモル）および５％パラジウム／炭素
０．１ｇをテトラヒドロフラン１０ｍｌに混合し、水素
雰囲気下、１２０℃、２５気圧で攪拌した。

【０１６４】常温常圧に戻した後、反応混合物を濾過助
剤であるセライトを用いて濾過し、さらに得られた濾液
を濃縮し、この固体をヘキサンを用いて再結晶すること
により、白色固体である５，６，７，８−テトラヒドロ
−６−ｎ−デシルオキシナフタレン−２−カルボン酸９
０ｍｇ（０．２７ミリモル）を得た。

【０１６５】第２段階 Ｒ−１−トリフロロメチルヘプタノール９．２０ｇ（５
０ミリモル）、４−ベンジルオキシ安息香酸１１．４０
ｇ（５０ミリモル）、４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリ
ジン０．６１ｇ（５ミリモル）をおよび塩化メチレン１
００ｍｌの混合物に、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルカルボ
ジイミド１１．３３ｇ（５５ミリモル）を含む塩化メチ
レン溶液７０ｍｌを室温で、攪拌下に２．５時間かけて
滴下した。

【０１６６】さらに室温下で４時間反応させた。反応混
合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。濃縮物をカラ
ムクロマトグラフィーを用いて分離することにより、白
色固体である４−ベンジルオキシ安息香酸Ｒ−１’−ト
リフロロメチルヘキシルエステル１５．９６ｇ（４０．
６ミリモル）を得た。

【０１６７】第３段階 第２段階で得られた４−ベンジルオキシ安息香酸Ｒ−１
’−トリフロロメチルヘキシルエステル１５．９６ｇ（
４０．６ミリモル）、５％パラジウム／炭素１．６ｇお
よびテトラヒドロフラン８０ｇの混合物中に室温、常圧
攪拌下に水素を８時間吹き込んだ。反応混合物を濾過助
剤であるセライトを用いて濾過し、さらに得られた濾液
を濃縮し、白色固体である４−ヒドロキシ安息香酸Ｒ−
１’−トリフロロメチルヘキシルエステル１２．３４ｇ
（４０．６ミリモル）を得た。

【０１６８】第４段階 第３段階で得られた４−ヒドロキシ安息香酸Ｒ−１’−
トリフロロメチルヘキシルエステル１２．３４ｇ（４０
．６ミリモル）、４−ヒドロキシ安息香酸ベンジルエス
テル９．２６ｇ（４０．６ミリモル）、４−Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアミノピリジン０．４９ｇ（４ミリモル）および
塩化メチレン８０ｍｌの混合物に、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘ
キシルカルボジイミド９．２ｇ（４４．７ミリモル）を
含む塩化メチレン溶液５０ｍｌを室温で、攪拌下に２時
間かけて滴下した。

【０１６９】さらに室温下で３．５時間反応させた。反
応混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。濃縮物を
カラムクロマトグラフィーを用いて分離することにより
、白色固体である４ー（４’−ベンジルオキシベンゾイ
ルオキシ）安息香酸Ｒ−１’−トリフロロメチルヘキシ
ルエステル１９．６４ｇ（３８．２ミリモル）を得た。

【０１７０】第５段階 第４段階で得られた４−（４’−ベンジルオキシベンゾ
イルオキシ）安息香酸Ｒ−１’−トリフロロメチルヘキ
シルエステル１９．６４ｇ（３８．２ミリモル）、５％
パラジウム／炭素３．０ｇおよびテトラヒドロフラン１
００ｇの混合物中に室温、常圧攪拌下に水素を１４時間
吹き込んだ。反応混合物を濾過助剤であるセライトを用
いて濾過し、さらに得られた濾液を濃縮し、白色固体で
ある４−（４’−ヒドロキシフェニルカルボニル）安息
香酸Ｒ−１’−トリフロロメチルヘキシルエステル１６
．２９ｇ（３８．２ミリモル）を得た。

【０１７１】第６段階 第１段階で得られた５，６，７，８−テトラヒドロ−６
−ｎ−デシルオキシナフタレン−２−カルボン酸、０．
３３２ｇ（１．０ミリモル）、第５段階で得られた４−
（４’−ヒドロキシベンゾイルオキシ）安息香酸Ｒ−１
’−トリフロロメチルヘキシルエステル０．４２４ｇ（
１．０ミリモル）、４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジ
ン０．０１２ｇ（０．１ミリモル）および塩化メチレン
２５ｍｌの混合物に、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカル
ボジイミド０．２４７（１．２ミリモル）を含む塩化メ
チレン溶液１０ｍｌを室温、攪拌下に２．５時間かけて
滴下した。さらに室温下で２時間反応させた。反応混合
物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。濃縮物をカラム
クロマトグラフィーを用いて分離することにより、白色
固体０．２３ｇを得た。

【０１７２】この白色固体のＦＤ−マススペクトルの値
はＭ／ｅ＝７３８であった。この化合物の１Ｈ−ＮＭＲ
スペクトルを測定した。これらの分析の結果より、この
化合物は目的とする４−［４’−（５”，６”，７”，
８”−テトラヒドロ−６”−ｎ−デシルオキシ−２”−
ナフトイルオキシ）ベンゾイルオキシ］安息香酸Ｒ−１
’’’−トリフロロメチルヘプチルエステルであると同
定した。

【０１７３】この化合物の液晶温度範囲を調べたところ
、７９℃から６４℃までＳｍＣＡ＊相（反強誘電相）、
６４℃から４７℃までＳｍＡ相であった。各転移温度は
、ＤＳＣ測定および偏光顕微鏡による組織観察により、
決定した。さらに強誘電性、反強誘電性の判別は、組織
観察、透過光のヒステリシス形状、選択反射による方法
を併用した。

【０１７４】組織観察による方法は、以下のとおり。偏
光顕微鏡下、液晶素子を暗視野となるように配置する。 液晶素子に＋３０Ｖ／μｍ、−３０Ｖ／μｍを印加した
ときに、それぞれ明状態になれば、反強誘電性である。

【０１７５】透過光ヒステリシス形状による判別法は、
以下のとおり。偏光顕微鏡下、液晶素子を暗視野となる
ように配置する。液晶素子に＋３０Ｖ／μｍと−３０Ｖ
／μｍの間を０．１Ｈｚまたは０．０１Ｈｚで三角波を
印加し、そのときの液晶素子を透過した光量をモニター
する。ダブルヒステリシス形になれば反強誘電性である
。

【０１７６】選択反射による方法は以下のとおりである
。シランカップリング剤処理により、ホメオトロピック
な液晶素子を作成する。これに３０゜の斜め入射を行い
、透過スペクトルを測定する。単一の谷であれば、反強
誘電性である。

【０１７７】

【合成例２】４−（５’，６’，７’，８’−テトラヒ
ドロ−６’−ｎ−デシルオキシ−２’−ナフトイルオキ
シ）安息香酸Ｒ−１”−トリフロロメチルヘプチルエス
テルの合成 第１段階 合成例１の第１段階で得られた５，６，７，８−テトラ
ヒドロ−６−ｎ−デシルオキシナフタレン−２−カルボ
ン酸０．３３２（１．０ミリモル）、合成例１の第３段
階で得られた４−ヒドロキシ安息香酸Ｒ−１’−トリフ
ロロメチルヘキシルエステル０．３０４ｇ（１．０ミリ
モル）、４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン０．０１
２ｇ（０．１ミリモル）および塩化チメレン２５ｍｌの
混合物に、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド
０．２４７（１．２ミリモル）を含む塩化メチレン溶液
１０ｍｌを室温、攪拌下に１．５時間かけて滴下し、反
応させた。反応混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮し
た。濃縮物をカラムクロマトグラフィーを用いて分離す
ることにより、白色固体０．３０ｇを得た。

【０１７８】この白色固体のＦＤ−マススペクトルの値
はＭ／ｅ＝６１８であった。この化合物の１Ｈ−ＮＭＲ
スペクトルを測定した。これらの分析の結果より、この
化合物は目的とする４−（５’，６’，７’，８’−テ
トラヒドロ−６’−ｎ−デシルオキシ−２’−ナフトイ
ルオキシ）安息香酸Ｒ−１’’−トリフロロメチルヘプ
チルエステルであると同定した。

【０１７９】

【実施例１】上記合成例１あるいは２に示すような方法
で得られた化合物番号［Ａ−８］で表わされる反強誘電
性液晶化合物［Ａ］１０重量％と、化合物番号［Ｂ−１
］で表わされるコレステリック液晶化合物［Ｂ］９０重
量％とを混合して本発明の液晶組成物を製造した。

【０１８０】

【化３８】

【０１８１】・・・［Ａ−８］

【０１８２】

【化３９】

【０１８３】・・・［Ｂ−１］ この組成物の相転移温度を測定した。結果を第４表に示
す。

【０１８４】さらに化合物番号［Ａ−８］および化合物
番号［Ｂ−１］でそれぞれ表わされる上記化合物（以下
、単に化合物［Ａ−８］、化合物［Ｂ−１］ともいう。 以下、他の化合物も同様である。）の相転移温度も第４
表に併せて記載する。

【０１８５】

【表９】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　第４表────────────────
────────────────────　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　相　
　転　　移　　温　　度　　　　　　　　　　　　　　
　　　　─────────────────────
──────　　化合物番号　　　　　　　　　　Ｃｒ
ｙ−ＳｍＣＡ＊　　　ＳｍＣＡ＊ーＳｍＡ　　　　Ｓｍ
ＣＡ＊または　　　　ＳｍＡまたは　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　またはＳｍＡ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　ＳｍＡーＣｈ　　　　　　　
　　Ｃｈ−Ｉｓｏ─────────────────
───────────────────　［Ａ−８］
　　　　　　　　　　４４℃　　　　　　　７８℃　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９４℃
［Ａ−８］（１０重量％）　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　＋［Ｂ−１］（９０重量％
）　４０℃　　　　　　　６９℃　　　　　　　　８０
℃　　　　　　　　１４９℃［Ｂ−１］　　　　　　　
　　　　７６℃　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　８９℃　　　　　　　　１５５℃───────
─────────────────────────
────

【０１８６】

【実施例２】上記のようにして得られた、実施例２の液
晶組成物を図１に示すセルに充填し、液晶素子を製造し
た。

【０１８７】このようにして得られた液晶素子は、使用
温度範囲が４４℃から１４９℃までであり、しかもこの
温度範囲においてコントラストが安定していた。なお、
この液晶素子は以下のようにして製造した。

【０１８８】すなわち、図１に液晶素子の概略断面図を
示すように、ＩＴＯ透明電極基板（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕ
ｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）の内面に配向制御方向が略平
行で、かつ同一方向となるように２枚のラビングしたポ
リイミド（日本合成ゴム（株）製オプトマーＡＬ１２５
１）からなる配向制御膜（厚さ：１５０オングストロー
ム）が形成されているセルに、第４表で表わされる液晶
組成物（化合物［Ａ−８］＋化合物［Ｂ−１］）を溶融
し、セルの間隙を減圧状態にして注入した。

【０１８９】このようにして液晶物質を充填したセルを
１５０℃まで加熱し１５０℃で５分間保持した後、１℃
／分の速度で６０℃まで冷却して液晶素子を製造した。 得られた液晶素子のコントラストを測定したところ５０
であった。

【０１９０】セル条件（イ）外形寸法；たて２．５ｃｍ
×横２．２ｃｍ×厚さ１．５ｍｍ （ロ）基板；厚さ０．７ｍｍ、基板材質（ガラス）（ハ
）基板間距離；２μｍ （ニ）側壁寸法；たて１．８ｍｍ×横０．１ｃｍ×厚さ
２μｍ 液晶の評価用に用いる上記のセルは以下の方法で作製し
た。

【０１９１】ＩＴＯ透明電極膜付のガラス基板上にポリ
イミド塗布を行った。すなわちポリイミド（日本合成ゴ
ム（株）製、オプトマーＡＬ１２５１）をスピンコート
法によってＩＴＯ透明電極の上に塗布した。

【０１９２】ポリイミドは４０００ｒｐｍでスピンコー
トした。これを１８０℃で１時間加熱し、硬化させたと
ころ３００〜４００オングストロームの膜厚のポリイミ
ド膜が作製できた。この後、ポリイミド膜をナイロン布
で一方向に擦ることにより液晶配向性を与えた。

【０１９３】このようにして作製したポリイミド膜塗布
済みガラス基板を二枚重ね合わせて評価用セルを作製し
た。まず、ポリイミド膜を塗布したガラス基板の上に、
二枚の基板の接着とセルギャップを制御するためにエポ
キシ系接着剤をシルク印刷により塗布した。

【０１９４】エポキシ接着剤は接着主剤（ＥＨＣ（株）
製、ＬＣＢ−３０４Ｂ）、硬化剤（ＥＨＣ（株）製、Ｌ
ＣＢ−３１０Ｂ）とセルギャップ制御のためのビーズ（
ＥＨＣ（株）製、ＧＰ−２０）を１３０：３０：３に混
合して用いた。

【０１９５】二枚のガラス基板のうち一枚にはエポキシ
系接着剤を塗布し、互いにポリイミド膜が向かい合うよ
うに貼り合わせた。これを以下の硬化条件にしたがって
硬化させた。

【０１９６】すなわち５０℃−１５分間、６０℃−１５
分間、７０℃−１５分間、８０℃−１５分間、１２５℃
−３０分間、１７０℃−６０分間である。このように作
成したセルギャップ約２μｍの評価用セルを用いて液晶
を評価した。

【０１９７】なお、本発明においてコントラストの測定
に際しては、直交する偏光子の間に液晶素子を置き、こ
の液晶素子を回転して得られる明時および暗時の透過光
強度を測定して、Ｉ（明時）／Ｉ（暗時）の比を算出し
、求めた。

【０１９８】

【比較例１】実施例２において、反強誘電性液晶化合物
［Ａ−８］のみを用い、コレステリック液晶化合物［Ｂ
−１］を用いなかった以外は実施例２と同様にした。

【０１９９】得られた液晶素子のコントラストは２０で
あった。

【０２００】

【実施例３〜６】実施例２において、反強誘電性液晶化
合物［Ａ−８］およびコレステリック液晶化合物［Ｂ−
１］の配合量（重量％）をそれぞれ第５表のように変え
た以外は、実施例２と同様にした。

【０２０１】結果を第５表に示す。

【０２０２】

【表１０】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　［第５表］───────────────────
─────────────────実施例　　　　化
合物　　　　　　　温度（℃）　　　　　　　　　　　
　　　ＳｍＣＡ＊叉は　　ＳｍＡ叉は　（６０℃）　　
　　　　　　［Ａ−８］　　［Ｂ−１］　　　Ｃｒｙ−
ＳｍＣＡ＊　ＳｍＣＡ＊−ＳｍＡ　　　ＳｍＡ−Ｃｈ　
　　　Ｃｈ−Ｉｓｏ　　　　コントラスト　　　　　　
　　重量％　　重量％　　　　叉はＳｍＡ──────
─────────────────────────
─────　　３　　　　　２５　　　　　　７５　　
　　　　４１　　　　　　　６７　　　　　　　　　　
　　　　　１４５　　　　１１９　　４　　　　　５０
　　　　　　５０　　　　　　４２　　　　　　　９７
　　　　　　　　　　　　　　　１４６　　　　３２５
　　５　　　　　７５　　　　　　２５　　　　　　３
５　　　　　　　８３　　　　　　　　　　　　　　　
１３６　　　　　　９８　　６　　　　　９０　　　　
　　１０　　　　　　４５　　　　　　　８０　　　　
　　　　　　　　　　　１１０　　　　　　７０───
─────────────────────────
────────

【０２０３】

【実施例７〜９】実施例２において、反強誘電性液晶化
合物［Ａ−８］をそれぞれ第６表に示す量で用い、また
、実施例２のコレステリック液晶化合物［Ｂ−１］に代
えてそれぞれ第６表のコレステリック液晶化合物［Ｂ−
２］、［Ｂ−３］、［Ｂ−４］を第６表に示す量で用い
た以外は、実施例２と同様にした。

【０２０４】結果を第６表に示す。

【０２０５】

【表１１】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　［第６表］───────────────────
─────────────────実施例　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　温度（℃）　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　化合物　　　　　　
　　　　　　　　Ｃｒｙ−ＳｍＣＡ＊　　　　ＳｍＣＡ
＊−ＳｍＡ　　　ＳｍＡ−Ｉｓｏ　　コントラスト　　
　　　　　（重量％）　　　　　　　　　　　　　叉は
ＳｍＡ──────────────────────
──────────────　　７　　　　［Ａ−８
］２６％＋［Ｂー２］７４％　　　　　６２　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１０８　　　　２５（７０
℃）　　８　　　　［Ａ−８］２５％＋［Ｂー３］７５
％　　　　　３６　　　　　　　　　５４　　　　　　
　７７　　　　１９（５０℃）　　９　　　　［Ａ−８
］２４％＋［Ｂ−４］７６％　　　　　４１　　　　　
　　　　６０　　　　　　　８２　　　　２１（５０℃
）────────────────────────
────────────＜註＞上記表中、化合物［Ｂ
−２］、［Ｂ−３］および［Ｂ−４］はそれぞれ下記の
とおり。

【０２０６】

【化４０】

【図面の簡単な説明】

【図１】　　図１は、本発明の液晶素子の断面を概略的
に示す図である。

【図２】　　図２は、本発明の液晶素子の断面を概略的
に示す図である。

【符号の説明】 ３１ａ、３１ｂ・・・透明基板（例えばガラス、ポリカ
ーボネート等の透明プラスチック） ３２ａ、３２ｂ・・・透明電極 ３３・・・セル ３４・・・セルの間隙 ３５・・・液晶物質 ３６・・・シール材 ３７ａ、３７ｂ・・・配向制御膜 ３８・・・スペーサー

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　反強誘電相を示す化合物とコレステリ
   ック相を示す化合物を少なくとも一種類ずつ含有するこ
   とを特徴とする液晶組成物。
2. 【請求項２】　　反強誘電相を示す化合物として、次式
   ［Ａ］で表わされるカルボン酸エステルを含有すること
   を特徴とする請求項１記載の液晶組成物。 【化１】 …［Ａ］ （但し、式［Ａ］中、Ｒ１は炭素数３〜２０のアルキル
   基、および炭素数３〜２０のハロゲン化アルキル基より
   なる群から選ばれる一種の基であり、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３
   、Ｂ５はそれぞれ独立に、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣ
   Ｏ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２
   Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ−、−ＣＯ−Ｃ
   Ｈ２−、−ＣＨ２−ＣＯ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＯ−
   ＮＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＮＨ−、−Ｃ
   Ｏ−、−ＮＨ−ＮＨ−、−ＮＨ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−
   ＮＨ−、よりなる群から選ばれる基または単結合を表わ
   し、Ｂ４は、−（ＣＨ２）ｗ−（ただしｗは０〜３の整
   数）を表わし、Ａ１、Ａ２、Ａ３はそれぞれ独立に、【
   化２】 よりなる群から選ばれる基または単結合を表わし、Ｘ１
   、Ｙ１、Ｚ１は、それぞれ独立に水素原子またはハロゲ
   ン原子を表わし、ｎは０〜４の整数を表わし、Ｒ２は炭
   素数１〜２０のアルキル基を表わす。）
3. 【請求項３】　
   　上記式［Ａ］において、Ａ３は【化３】 よりなる群から選ばれる基を表わし、Ｘ１、Ｙ１および
   Ｚ１は、それぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であ
   り、ｎは０であり、Ｂ４は−ＣＨ２−または単結合を表
   わし、Ｂ５は単結合であることを特徴とする請求項１記
   載の液晶組成物。
4. 【請求項４】　　上記式［Ａ］において、Ｂ１は−Ｏ−
   または単結合を表わし、Ａ１、Ａ２はそれぞれ独立に【
   化４】 よりなる群から選ばれる基を表わし、Ｂ２、Ｂ３はそれ
   ぞれ独立に−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−よりなる群から選ば
   れる基を表わし、Ａ３は 【化５】 よりなる群から選ばれる基を表わし、Ｘ１、Ｙ１および
   Ｚ１は、それぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であ
   り、ｎは０であり、Ｂ４は単結合であり、Ｂ５は単結合
   であることを特徴とする請求項１記載の液晶組成物。
5. 【請求項５】　　上記式［Ａ］において、Ｂ１は−Ｏ−
   または単結合を表わし、Ａ１は 【化６】 を表わし、Ａ２、Ａ３はともに 【化７】 を表わし、Ｂ２、Ｂ３はともに−ＣＯＯ−を表わし、Ｘ
   １、Ｙ１およびＺ１は、水素原子またはフッ素原子であ
   り、ｎは０であり、Ｂ４は単結合であり、Ｂ５は単結合
   であることを特徴とする請求項１記載の液晶組成物。
6. 【請求項６】　　コレステリック相を示す化合物として
   、次式［Ｂ］で表わされる化合物を含有することを特徴
   とする請求項１記載の液晶組成物。 【化８】 …［Ｂ］ （但し、Ｒ３は炭素数３〜２０のアルキル基、および炭
   素数３〜２０のハロゲン化アルキル基よりなる群から選
   ばれる一種の基であり、Ｂ６は−Ｏ−または単結合を表
   わし、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ９はそれぞれ独立に−ＣＯＯ−、
   −ＯＣＯ−よりなる群から選ばれる基または単結合を表
   わし、Ａ４、Ａ５はそれぞれ独立に 【化９】 よりなる群から選ばれる基または単結合を表わし、ｍは
   １〜３の整数を表わし、Ｒ４は炭素数２〜５のアルキル
   基を表わす。）
7. 【請求項７】　　上記式［Ａ］で表わされる化合物が組
   成物１００重量部中に、１〜９９重量部の量で含まれ、
   上記式［Ｂ］で表わされる化合物が１〜９９重量部の量
   で含まれていることを特徴とする請求項１〜６のいずれ
   かの項に記載の液晶組成物。
8. 【請求項８】　　対向する２枚の基板を含んで形成され
   るセルの間隙に液晶物質が充填されてなる液晶素子にお
   いて、該液晶物質が請求項１〜７のいずれかの項に記載
   の液晶組成物であることを特徴とする液晶素子。
9. 【請求項９】　　請求項８記載の液晶素子を用いた電気
   光学装置。
10. 【請求項１０】　　請求項８記載の液晶素子を用いた光
    変調素子。
11. 【請求項１１】　　対向する２枚の基板を含んで形成さ
    れるセルの間隙に液晶物質が充填されてなる液晶素子を
    製造するに際して、少なくとも一方の基板の内面に配向
    制御膜を設けてセルを形成し、このセルの間隙に、請求
    項１〜７のいずれかの項に記載の液晶組成物からなる液
    晶物質を充填し、セル中に含まれる液晶物質が等方相を
    示す温度以上に加熱した後、該液晶物質が液晶を示す温
    度以下に冷却することを特徴とする液晶素子の製造方法
    。
12. 【請求項１２】　　上記液晶物質が等方相を示す温度以
    上に加熱した後、２℃／分以下の降温速度で該液晶物質
    が液晶を示す温度以下に冷却することを特徴とする請求
    項１１に記載の液晶素子の製造方法。