JPH0598258A - 液晶素子およびその製造方法ならびにその用途 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、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
成し得る液晶素子を提供することを目的としている。 【構成】本発明の液晶素子には、例えば、次式で表わさ
れるカルボン酸エステル化合物が含まれた液晶組成物が
用いられる。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、液晶素子およびその製造
方法ならびにその用途に関する。

【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】このような強誘電性液晶化
合物あるいは反強誘電性液晶化合物を光スイッチング素
子などに使用する場合、強誘電性液晶化合物あるいは反
強誘電性液晶化合物には、例えば動作温度範囲が常温付
近あるいはそれ以下にあること、動作温度幅が広いこ
と、スイッチング速度が大きい（速い）ことおよびスイ
ッチングしきい値電圧が適正な範囲内にあることなど多
くの特性が要求される。

【０００８】殊にこれらのうちでも、動作温度範囲は強
誘電性液晶化合物あるいは反強誘電性液晶化合物を実用
化する際に特に重要な特性である。しかしながら、これ
まで知られている強誘電性液晶化合物においては、例え
ば、R.B.Meyer,et.al.,の論文［ジャーナル・デ・フイ
ジーク（J.dePhys.）３６巻Ｌ−６９頁、１９７５
年］、田口雅明、原田隆正の論文［第１１回液晶討論会
予稿集１６８頁、１９８５年］に記載されているよう
に、一般に動作温度が狭く、また動作温度範囲が広い強
誘電性液晶化合物であっても動作温度範囲が室温を含ま
ない高温度域であるなど、強誘電性液晶化合物として実
用上満足できるものは得られていない。また、反強誘電
性液晶化合物としても実用上満足できるものは得られて
いない。

【０００９】

【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、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等、液晶物質
特性の優れた液晶素子を提供することを目的としてい
る。

【００１０】また本発明は、上記のような新規なカルボ
ン酸エステル化合物を用いた、優れた特性を有する新規
な液晶素子の製造方法及びその用途をも提供することを
目的としている。

【００１１】

【発明の概要】本発明に係る液晶素子は、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
されてなり、該液晶物質が、次式［Ａ］で表わされる少
なくとも一種類のカルボン酸エステル化合物を含む液晶
組成物であることを特徴とする。

【００１２】

【化４】

【００１３】・・・［Ａ］［ただし、式［Ａ］において、
Ｒは、炭素数３〜２０のアルキル基、炭素数３〜２０の
アルコキシ基および炭素数３〜２０のハロゲン化アルキ
ル基よりなる群から選ばれる１種の基であり、Ｘおよび
Ｙは、それぞれ独立に、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ
Ｈ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−Ｓ−Ｓ−、
−ＣＯ−ＣＨ₂−および−ＣＨ₂−ＣＯ−よりなる群から
選ばれる基または単結合を表わし、ＡおよびＢは、それ
ぞれ独立に、

【００１４】

【化５】

【００１５】よりなる群から選ばれる基または単結合を
表わし、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（該光学活性基の炭素原子に結
合した水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよ
い）、好ましくは、−（ＣＨ₂）₃ーＣ^*Ｈ（ＣＨ₃）-Ｃ₂
Ｈ₅、−ＣＨ₂ーＣ^*Ｈ（ＣＨ₃）-Ｃ₂Ｈ₅、−Ｃ^*Ｈ（Ｃ
Ｈ₃）-Ｃ₆Ｈ₁₃、−Ｃ^*Ｈ（ＣＨ₃）-Ｃ₅Ｈ₁₁、−Ｃ^*Ｈ
（Ｃ₂Ｈ₅）-Ｃ₆Ｈ₁₃、−Ｃ^*Ｈ（ＣＦ₃）-Ｃ₆Ｈ₁₃、およ
び−Ｃ^*Ｈ（ＣＦ₃）ーＣＨ₂ーＣＯＯ-Ｃ₂Ｈ₅を表わし、ｍ
およびｎは、それぞれ独立に、０〜２の整数を表わす
（ただし、ｍおよびｎの両者が同時に０になることはな
い）］。

【００１６】本発明に係る液晶素子の製造方法は、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、上記式［Ａ］で表わされるカ
ルボン酸エステル化合物を含む液晶物質を充填し、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、好ましくは
２℃／分以下の降温速度で冷却することを特徴としてい
る。

【００１７】さらに、本発明に係る表示用素子、液晶表
示装置、電気光学表示装置等は、上記の液晶素子を用い
ることを特徴とする。本発明によれば、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、特性の優れた液晶素
子等が提供される。

【００１８】また、本発明の製造方法によれば、上記の
ような優れた特性を有する液晶素子等が得られる。そし
て、このような液晶素子を用いることにより、動作温度
範囲が室温付近あるいはそれ以下にあり、かつ動作温度
幅が広く、スイッチング速度が大きく、消費電力が極め
て少なく、しかも安定したコントラストが得られる等の
優れた特性を有する各種デバイスを得ることができる。

【００１９】

【発明の具体的説明】以下、本発明に係る液晶素子及び
その製造方法ならびに液晶素子の用途について、具体的
に説明する。

【００２０】まず、本発明に係る液晶素子について説明
する。本発明に係る液晶素子は、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
るが、該液晶物質は、以下に記載するような特定のカル
ボン酸エステル化合物［Ａ］を少なくとも１種類含む液
晶組成物である。

【００２１】新規なカルボン酸エステル化合物（液晶化
合物） 本発明に係る液晶素子のセル間隙に充填される液晶物質
に含まれる新規なカルボン酸エステル化合物（液晶化合
物）は、次式［Ａ］で表わすことができる。

【００２２】

【化６】

【００２３】・・・［Ａ］ ただし、式［Ａ］において、Ｒは、炭素数３〜２０のア
ルコキシ基および炭素数３〜２０のハロゲン化アルキル
基よりなる群から選ばれる１種の基を表わす。

【００２４】上記式［Ａ］において、Ｒが炭素数３〜２
０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、Ｒ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。

【００２５】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。

【００２６】また、Ｒ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。

【００２７】また、Ｒが炭素数３〜２０のアルコキシ基
である場合には、このようなアルコキシ基の例として
は、上記のようなアルキル基を有するアルコキシ基を挙
げることができる。

【００２８】このようなアルコキシ基の具体例として
は、ヘキソキシ基、ヘプトキシ基、オクチルオキシ基、
ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ
基、ドデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ヘプタ
デシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基およびオクタデ
シルオキシ基を挙げることができる。

【００２９】上記のようなＲを有する化合物のうちアル
コキシ基を有する化合物が特に優れた液晶性を示す。ま
た、上記式［Ａ］において、ＸおよびＹは、それぞれ独
立に、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−Ｃ
Ｈ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−ＣＨ₂−
および−ＣＨ₂−ＣＯ−よりなる群から選ばれる基また
は単結合を表わす。

【００３０】これらの内、本発明では上記カルボン酸エ
ステル化合物を配合して組成物として使用する場合、Ｘ
およびＹは、それぞれ独立に、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ
−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−および−ＯＣＨ₂−の
内から選ばれることが好ましく、特に分子の直線性を考
慮すると、Ｘ及びＹの内、少なくともいずれか一方、好
ましくは両者が、−ＣＯＯ−であることが好ましい。

【００３１】また、上記式［Ａ］において、ＡおよびＢ
は、それぞれ独立に、

【００３２】

【化７】

【００３３】よりなる群から選ばれる基を表わす。これ
らの基のうち、上記のカルボン酸エステル化合物を液晶
化合物として使用する場合、液晶物質としての特性を考
慮すると、

【００３４】

【化８】

【００３５】であることが好ましく、なかでもフェニレ
ン基が特に好ましい。また、式［Ａ］において、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。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、Ｃ
ｌ、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
性基の例として好ましくは、−（ＣＨ₂）₃ーＣ^*Ｈ（ＣＨ
₃）-Ｃ₂Ｈ₅、−ＣＨ₂ーＣ^*Ｈ（ＣＨ₃）-Ｃ₂Ｈ₅、−Ｃ^*Ｈ
（ＣＨ₃）-Ｃ₆Ｈ₁₃、−Ｃ^*Ｈ（ＣＨ₃）-Ｃ₅Ｈ₁₁、−Ｃ^*
Ｈ（Ｃ₂Ｈ₅）-Ｃ₆Ｈ₁₃、−Ｃ^*Ｈ（ＣＦ₃）-Ｃ₆Ｈ₁₃、お
よび−Ｃ^*Ｈ（ＣＦ₃）ーＣＨ₂ーＣＯＯ-Ｃ₂Ｈ₅を挙げるこ
とができる。

【００３６】これらの基のうち、本発明のカルボン酸エ
ステル化合物を液晶化合物として使用する場合、液晶物
質としての特性を考慮すると、以下に示す基が好まし
い。−Ｃ^*Ｈ（ＣＨ₃）-Ｃ₆Ｈ₁₃、−Ｃ^*Ｈ（ＣＦ₃）-Ｃ₆
Ｈ₁₃、および−Ｃ^*Ｈ（ＣＦ₃）ーＣＨ₂ーＣＯＯ-Ｃ₂Ｈ₅さ
らにこれらの内でも以下に示す基が特に好ましい。

【００３７】−Ｃ^*Ｈ（ＣＦ₃）-Ｃ₆Ｈ₁₃ また、式［Ａ］において、ｍおよびｎは、それぞれ独立
に、０〜２の整数を表わす。ただし、上記式［Ａ］にお
いて、ｍおよびｎの両者が同時に０となることはない。

【００３８】特に、このカルボン酸エステル化合物を液
晶化合物として用い、後述するような他の成分と配合し
組成物として使用する場合には、ｍは、１または２であ
ることが好ましい。

【００３９】さらに、上記式［Ａ］において、5,6,7,8-
テトラヒドロナフチル基としては、 5,6,7,8-テトラヒドロ-1,5-ナフチル基 5,6,7,8-テトラヒドロ-1,6-ナフチル基 5,6,7,8-テトラヒドロ-2,6-ナフチル基 および5,6,7,8-テトラヒドロ-1,7-ナフチル基を挙げる
ことができる。

【００４０】特に本発明で、このカルボン酸エステル化
合物を液晶化合物として使用する場合には、分子全体が
直線状になることが好ましく、このため5,6,7,8-テトラ
ヒドロナフチル基としては、5,6,7,8-テトラヒドロ-2,6
-ナフチル基が特に好ましい。 従って、上記式［Ａ］
で表わされるカルボン酸エステル化合物としては、具体
的には、下記式［Ａ'］で表わされ、

【００４１】

【化９】

【００４２】・・・［Ａ'］ Ｒ，Ｘ，Ｙ，ｍ，ｎ，Ａ，ＢおよびＲ^*が、例えば、下
記表１から表６に示すよに、化合物番号［１］〜［１０
４］で示される化合物を挙げることができる。

【００４３】なお、下記表中、Ｒ，Ｘ，Ｙ，ｍ，ｎ，
Ａ，ＢおよびＲ^*は前記と同じ意味であり、ｐ，ｑ，ｒ
はそれぞれＲ：ＣpＨqＯr−基における炭素原子数、水
素原子数、酸素原子数を表わす。

【００４４】また、記号Ａ中、

【００４５】

【化１０】

【００４６】をそれぞれ表わす。また、記号Ｒ^*中、 イ：−Ｃ^*Ｈ（ＣＦ₃）-Ｃ₆Ｈ₁₃ ロ：−Ｃ^*Ｈ（ＣＨ₃）-Ｃ₆Ｈ₁₃ ハ：−ＣＨ₂ーＣ^*Ｈ（ＣＨ₃）-Ｃ₂Ｈ₅ ニ：−Ｃ^*Ｈ（Ｃ₂Ｈ₅）-Ｃ₆Ｈ₁₃ を表わす。以下、本明細書中では、同様である。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】

【表３】

【００５０】

【表４】

【００５１】

【表５】

【００５２】

【表６】

【００５３】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。

【００５４】

【化１１】

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】なお、上記の方法は、本発明で用いられる
カルボン酸エステル化合物の製造方法の一例であり、本
発明で用いられるカルボン酸エステル化合物は、この製
造方法によって限定されるものではない。

【００６０】例えば上記のような方法により製造される
本発明で用いられるカルボン酸エステル化合物の内、次
式で表わされる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
テルの¹Ｈ−ＮＭＲのチャートを図１に示す。なお、次
式中（ｅｑ）はエカトリアル配座を表わし、（ａｘ）は
アキシャル配座を表わす。

【００６１】

【化１２】

【００６２】なお、上記式中において１〜１６の番号
は、水素原子を示し、この番号は、図１におけるピーク
に付した番号と対応している。また例えば上記のような
方法により製造される本発明で用いられるカルボン酸エ
ステル化合物の内、次式で表わされる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
ルの¹Ｈ−ＮＭＲのチャートを図２に示す。

【００６３】

【化１３】

【００６４】なお、上記式中において１〜１５の番号
は、水素原子を示し、この番号は、第２図におけるピー
クに付した番号と対応している。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、例えば液晶化合物として使用することができる。

【００６５】特に光学活性を有するカルボン酸エステル
化合物は、強誘電性液晶化合物または反強誘電性液晶化
合物として使用することができる。そして、このような
カルボン酸エステル化合物の内、次式［４］、［１２］
で表わされる化合物が特に優れた液晶特性を示す。

【００６６】

【化１４】

【００６７】このように液晶化合物として特に優れてい
る式［４］、［１２］で表わされる化合物の相転移温度
を表１に示す。なお、以下に示す表において、Ｃｒｙ
は、結晶相、ＳｍＣ_A ^*は、反強誘電相、ＳｍＡは、スメ
クチックＡ相、Ｉｓｏは、等方性液体を表わす。

【００６８】

【表７】

【００６９】 表７ ─────────────────────────── 相 転 移 温 度 ────────────────────── 化合物 Cry-SmC_A ^* or SmA SmC_A ^*-SmA SmA-Iso ─────────────────────────── ［４］ ４７℃ ６４℃ ７８℃ ［１２］ −３０℃以下 ─────────────────────────── 本発明で用いられる液晶化合物［Ａ］中には、表７に例
示したように、広い温度範囲で、スメクチック相を呈す
る化合物が多い。

【００７０】そして、上記の液晶化合物［Ａ］は、スメ
クチック相を示す温度範囲が広いだけでなく、このよう
な液晶化合物を配合してなる組成物を用いて製造された
光スイッチング素子は、高速応答性にも優れている。

【００７１】本発明では、例えばこの液晶化合物［Ａ］
として具体的に例示された式［１］〜［１０４］の化合
物のみを２種以上組み合わせることにより液晶組成物と
して使用することもできるが、この液晶化合物［Ａ］を
他の液晶化合物と混合することにより液晶組成物として
使用することもできる。例えば、本発明で用いられる液
晶化合物［Ａ］は、カイラルスメクチツク相を呈する化
合物を主剤とする液晶組成物の助剤として使用すること
ができる。

【００７２】いずれにしても、上記のようなカルボン酸
エステル化合物［Ａ］は、本発明に係る液晶組成物中
に、少なくとも１種類含まれている。換言すれば、本発
明で使用される液晶化合物［Ａ］は、液晶組成物中に１
種または２種以上配合されていてもよい。

【００７３】本発明で用いられる液晶組成物において、
上記式［Ａ］で表わされる液晶化合物の含有率は、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、液晶組成物中における液晶物質の合
計重量１００％中に、このカルボン酸エステル化合物を
１〜９９重量％、好ましくは５〜７５重量％の範囲で適
宜設定することができる。

【００７４】本発明で用いられるカルボン酸エステル化
合物のように、強誘電性または反強誘電性を示す液晶化
合物は、電圧を印加することにより、光スイッチング現
象を起こすので、この現象を利用することにより、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）。

【００７５】そして、このような表示装置に使用される
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。

【００７６】しかしながら、本発明者らが既に提案した
ようなカイラルスメクチックＡ相における表示素子の駆
動法（特願昭62-157808号明細書参照）を利用すること
により、強誘電性液晶組成物は、カイラルスメクチック
Ｃ相だけでなく、カイラルスメクチックＡ相で使用する
ことができる。

【００７７】さらに本発明の液晶化合物は、カイラルス
メクチックＣ相よりも高い秩序をもっているカイラルス
メクチックＦ相などの液晶相においても、２つ以上の安
定状体を示すので、スメクチックＡ相の場合と同様に光
スイッチングを行うことができる。

【００７８】従って、上記のようなカルボン酸エステル
化合物を含有している液晶組成物を用いることにより、
液晶温度範囲が広くなり、さらに電気光学対応性が高速
化した液晶素子が得られる。

【００７９】表８に上記のようなカルボン酸エステル化
合物を用いることにより、液晶組成物の相転移温度が広
温度域化する例を示す。表８に示すように、カルボン酸
エステル化合物として4-［4'-（5",6",7",8"-テトラハ
イドロ-6"-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"-トリフルオロメチルヘプチ
ルエステルを使用し、この化合物を用いることにより
（Ｂ）として表記した液晶物質

【００８０】

【化１５】

【００８１】・・・（Ｂ） の相転移温度が広温度域化する。具体的には、Ｃｒｙ−
ＳｍＣ_A ^*相の転移温度は４４℃から３３℃へ下降する。

【００８２】

【表８】

【００８３】 表８ ─────────────────────────────── 相 転 移 温 度 化合物または組成物 ──────────────── Cry-SmC_A ^* SmC_A ^*-SmA SmA-Iso ─────────────────────────────── ［４］ ４７ ６４ ７９ ［４］74重量％＋［Ｂ］26重量％ ３３ ７２ ８４ ［Ｂ］ ４４ ７８ ９４ ─────────────────────────────── ＜註＞ 上記表中、［４］は

【００８４】

【化１６】

【００８５】を表わしている。また［Ｂ］は、

【００８６】

【化１７】

【００８７】を表わしている。本発明で用いられる液晶
組成物において、上記式［Ａ］で表わされる液晶化合物
とともに使用することができる液晶化合物の例として
は、(+)-4'-（2"-メチルブチルオキシ）フェニル-6-オ
クチルオキシナフタレン-2-カルボン酸エステル、4'-デ
シルオキシフェニル-6-（(+)-2"-メチルブチルオキシ）
ナフタレン-2-カルボン酸エステル、

【００８８】

【化１８】

【００８９】を挙げることができ、

【００９０】

【化１９】

【００９１】のようなシッフ塩基系液晶化合物、

【００９２】

【化２０】

【００９３】のようなアゾキシ系液晶化合物、

【００９４】

【化２１】

【００９５】のような安息香酸エステル系液晶化合物、

【００９６】

【化２２】

【００９７】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、

【００９８】

【化２３】

【００９９】のようなビフェニル系液晶化合物、

【０１００】

【化２４】

【０１０１】のようなターフェニル系液晶化合物、

【０１０２】

【化２５】

【０１０３】のようなシクロヘキシル系液晶化合物、お
よび

【０１０４】

【化２６】

【０１０５】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。なお、上記のような液晶組成物を用
いて、後述するような表示素子などを形成する際には、
上記のカルボン酸エステル化合物及び他の液晶化合物に
加えて、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添
加剤を配合してもよい。

【０１０６】また、後述するような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、この液晶組成
物を使用する場合には、この組成物に二色性色素を配合
することもできる。

【０１０７】本発明で用いられる液晶組成物は、上記の
カルボン酸エステル化合物ならびに所望により他の液晶
化合物及び添加剤を配合することにより製造することが
できる。

【０１０８】液晶素子 次に、本発明に係る液晶素子の構成について、更に詳細
に説明する。本発明に係る液晶素子の断面の一例を図３
及び図４に示す。図中、同一符号は同一の箇所を表わ
す。

【０１０９】本発明に係る液晶素子は、例えば図３に示
すように、基本的には、対向する２枚の基板３１ａ、３
１ｂ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３１ａ、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。

【０１１０】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、１^2、5、
１^7、10］３−ドデセンとの共重合物））等が使用され
る。

【０１１１】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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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に配向制御膜が設けられていること
がさらに好ましい。

【０１１６】図３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。

【０１１７】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、フィルム形成が可能であることが好
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-1251、J
IA-28、日本ポリイミド（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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】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。

【０１２２】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、Ａｌ₂Ｏ
₃、Ｙ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、ＭｇＦ₂、ＣｅＦ₃を挙げることが
できる。

【０１２３】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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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．
１５μm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。

【０１２８】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。

【０１２９】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。

【０１３０】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。

【０１３１】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。

【０１３２】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。

【０１３３】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。

【０１３４】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。

【０１３５】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。

【０１３６】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。

【０１３７】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３５が充填されている。本
発明において使用される液晶物質は、前記式［Ａ］で表
わされるカルボン酸エステル化合物を含んでいる。特に
本発明においては、式［Ａ］で表わされる液晶化合物を
単独で使用することもできるが、式［Ａ］で表わされる
液晶化合物を少なくとも一種類含む液晶組成物であるこ
とが好ましい。

【０１３８】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。

【０１３９】そして、本発明に係る液晶素子のうち、ス
メクチック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。

【０１４０】さらに上記カルボン酸エステル化合物
（Ａ）のうちで、強誘電性または反強誘電性を有するカ
ルボン酸エステル化合物を含有する液晶組成物を用いる
ことにより得られる素子は、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。

【０１４１】すなわち、本発明で使用される液晶物質を
用いてカイラルスメクチックＣ相を形成させると、カイ
ラルスメクチックＣ相は、双安定性を示す。従って、２
つの安定状態間を電界反転させることにより、この液晶
素子を用いて光スイッチング及び表示を行うことができ
る。

【０１４２】また、このようなカイラルスメクチックＣ
相を示す強誘電性の液晶物質は、自発分極を有するか
ら、一度電圧を印加すると電界消去後もメモリー効果を
有する。そこで、このメモリー効果を利用すれば液晶素
子に電圧を印加し続ける必要が無いので、このような液
晶素子からなる表示デバイスでは消費電力の低減を図る
ことができる。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。

【０１４３】また、このカイラルスメクチック液晶組成
物（化合物）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。

【０１４４】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。

【０１４５】さらに、本発明の液晶素子に用いられる液
晶物質は、双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。

【０１４６】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、上述したカルボン酸エステル化合物
（Ａ）を含む液晶物質を充電することにより製造するこ
とができる。

【０１４７】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。

【０１４８】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。

【０１４９】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。

【０１５０】

【発明の効果】本発明により、液晶物質として、少なく
とも１種類の新規なカルボン酸エステル化合物が含まれ
た液晶素子が提供される。

【０１５１】この新規なカルボン酸エステル化合物は、
光学的に活性であり、しかも5,6,7,8-テトラヒドロナフ
チレン環とベンゼン環とがエステル結合で結合されてい
るため、さらにベンゼン環が２個ある場合には、これら
のベンゼン環同士もエステル結合で結合されているた
め、室温を含む広範な温度範囲においてスメクチック相
を示し、強誘電性液晶化合物または反強誘電性液晶化合
物として好ましく使用することができる。

【０１５２】このような液晶化合物に、同種および／ま
たは他種の液晶物質を配合することにより、上記の液晶
化合物（Ａ）の強誘電性または反強誘電性を損なうこと
なく、液晶を使用できる温度範囲を広域化した液晶素子
を得ることができる。

【０１５３】従って、このような液晶化合物あるいは液
晶組成物を用いた本発明の液晶素子では、広い温度範囲
において高速応答性を有する。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。

【０１５４】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。また、本
発明で用いられる液晶物質は、自発分極を有するカルボ
ン酸エステル化合物を含有することができるので、電界
消去後もメモリー効果を持つデバイスを得ることができ
る。

【０１５５】このようなデバイスは、カルボン酸エステ
ル化合物のスメクチック相における双安定性を利用して
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、上記のようなカルボン
酸エステル化合物を、反強誘電性液晶組成物を製造する
際に使用することにより、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。

【０１５６】

【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。

【０１５７】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。

【０１５８】

【実施例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３２８mg
（１．０ミリモル）および５％パラジウム／炭素０．１
ｇ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。

【０１５９】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９０mg（０．２７
ミリモル）を得た。

【０１６０】第２段階 R-1-トリフロロメチルヘプタノール９．２０ｇ（５０ミ
リモル）、4-ベンジルオキシ安息香酸１１．４０ｇ（５
０ミリモル）、4-N,N-ジメチルアミノピリジン０．６１
ｇ（５ミリモル）をおよび塩化メチレン１００mlの混合
物に、N,N-ジシクロヘキシルカルボジイミド１１．３３
ｇ（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。

【０１６１】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。

【０１６２】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。

【０１６３】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８
０ml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。

【０１６４】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。

【０１６５】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１００ｇ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。

【０１６６】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。

【０１６７】この白色固体のＦＤ−マススペクトルの値
はＭ／ｅ＝７３８であった。図１にこの化合物の¹Ｈ−
ＮＭＲスペクトルのチャートを示す。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。

【０１６８】

【実施例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 実施例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）、実施例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０．０１２ｇ（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。

【０１６９】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。図２にこの化合物の¹Ｈ−
ＮＭＲスペクトルのチャートを示す。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。

【０１７０】

【実施例３】実施例１で得られた次式［４］で表わされ
る例示化合物［４］と次式［Ｂ］で表わされる化合物と
を７４：２６の重量比で混合して本発明の液晶組成物を
製造した。

【０１７１】

【化２７】

【０１７２】・・・［４］

【０１７３】

【化２８】

【０１７４】・・・［Ｂ］ この組成物の相転移温度を測定した。結果を表９に示
す。

【０１７５】さらに例示化合物［４］および上記式
［Ｂ］で表わされる化合物の相転移温度も表９に併せて
記載する。

【０１７６】

【表９】

【０１７７】 表９ ─────────────────────────────── 相 転 移 温 度 化合物または組成物 ──────────────── Cry-SmC_A ^* SmC_A ^*-SmA SmA-Iso ─────────────────────────────── ［４］ ４７ ６４ ７９ ［４］74重量％＋［Ｂ］26重量％ ３３ ７２ ８４ ［Ｂ］ ４４ ７８ ９４ ─────────────────────────────── ＜註＞ 上記表中、［４］は

【０１７８】

【化２９】

【０１７９】を表わしている。また［Ｂ］は、

【０１８０】

【化３０】

【０１８１】を表わしている。

【０１８２】

【実施例４】上記のようにして得られた液晶組成物を図
３に示すセルに充填し、液晶素子を製造した。

【０１８３】このようにして得られた液晶素子は、使用
温度範囲が３３℃から８４℃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。

【０１８４】すなわち、図３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：Ｉndium Ｔ
in 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AL1251）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、表９で表わされる液晶組成物（化合物［４］
＋化合物［Ｂ］）を溶融し、セルの間隙を減圧状態にし
て注入した。

【０１８５】このようにして液晶物質を充填したセルを
９０℃まで加熱し、９０℃で５分間保持した後、１℃／
分の速度で４０℃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３０で
あった。

【０１８６】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２μ
m 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。

【０１８７】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。

【０１８８】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。

【０１８９】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。

【０１９０】エポキシ接着剤は接着主剤（ＥＨＣ（株）
製、LCB-304B）、硬化剤（ＥＨＣ（株）製、LCB-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。

【０１９１】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。

【０１９２】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。

【０１９３】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。

【０１９４】

【実施例５】図３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：Ｉndium Ｔin Ｏxid
e）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AL1251）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、上記表９記載の式［４］で表わされるカルボン酸エ
ステル化合物［４］を溶融し、セルの間隙を減圧状態に
して注入した。

【０１９５】このようにして液晶物質を充填したセルを
９０℃まで加熱し、９０℃で５分間保持した後、１℃／
分の速度で５０℃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２５で
あった。

【０１９６】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２μ
m 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。

【０１９７】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。

【０１９８】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。

【０１９９】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。

【０２００】エポキシ接着剤は接着主剤（ＥＨＣ（株）
製、LCB-304B）、硬化剤（ＥＨＣ（株）製、LCB-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。

【０２０１】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。

【０２０２】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。

【０２０３】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。

【０２０４】

【実施例６】実施例４と同様に、液晶素子を製造した。
ただし、ポリイミドからなる配向制御膜の配向制御方向
は、略平行で逆方向となるように製造した。得られた液
晶素子のコントラストを測定したところ、２８であっ
た。

【０２０５】

【実施例７】実施例４と同様に、液晶素子を製造した。
ただし、一方の基板は、ＩＴＯ透明電極膜付のガラス基
板上に酸化ケイ素の斜方蒸着膜を作製した。

【０２０６】斜方蒸着膜はＳｉＯ₂を４００℃に加熱し
て、基板を水平面から３０度傾けてその直上方向から、
蒸着を行った。このときの斜方蒸着膜の配向制御方向
と、ポリイミドからなる配向制御膜の配向方向は互いに
略平行で、逆方向となるよう製造した。

【０２０７】得られた液晶素子のコントラストを測定し
たところ、３０であった。

【０２０８】

【実施例８】実施例４において、冷却速度を０．１℃／
分に変えた以外は、実施例４と同様にして液晶素子を製
造した。

【０２０９】この液晶素子のコントラストは４１であっ
た。

【０２１０】

【比較例】実施例４において、冷却速度を１０℃／分に
変えた以外は、実施例４と同様にして液晶素子を製造し
た。

【０２１１】この液晶素子のコントラストは１６であ
り、降温速度が高いためコントラストが幾分低下する傾
向がみられた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、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¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルのチャートである。

【図２】 図２は、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¹Ｈ−ＮＭＲスペ
クトルのチャートである。

【図３】 図３は、本発明の液晶素子の断面を概略的に
示す図である。

【図４】 図４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

フロントページの続き (72)発明者 山 中 徹 千葉県君津郡袖ケ浦町長浦字拓二号580番 32 三井石油化学工業株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、次式［Ａ］で表わされる少なくとも
   一種類のカルボン酸エステル化合物を含む液晶組成物で
   あることを特徴とする液晶素子。 【化１】 ・・・［Ａ］ ［ただし、式［Ａ］において、Ｒは、炭素数３〜２０の
   アルキル基、炭素数３〜２０のアルコキシ基および炭素
   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１種の基であり、 ＸおよびＹは、それぞれ独立に、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ
   −、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−Ｓ
   −Ｓ−、−ＣＯ−ＣＨ₂−および−ＣＨ₂−ＣＯ−よりな
   る群から選ばれる基または単結合を表わし、 ＡおよびＢは、それぞれ独立に、 【化２】 よりなる群から選ばれる基または単結合を表わし、 Ｒ^*は、不斉炭素を少なくとも１個有する炭素数４〜２
   ０の光学活性基（該光学活性基の炭素原子に結合した水
   素原子がハロゲン原子で置換されていてもよい）を表わ
   し、 ｍおよびｎは、それぞれ独立に、０〜２の整数を表わす
   （ただし、ｍおよびｎの両者が同時に０になることはな
   い）］。
2. 【請求項２】 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、少なくとも一方の基板の内面に配向制御膜が設けら
   れていることを特徴とする請求項１記載の液晶素子。
3. 【請求項３】 上記配向制御膜が、配向処理された配向
   制御膜であることを特徴とする請求項２記載の液晶素
   子。
4. 【請求項４】 上記液晶物質が、上記式［Ａ］におい
   て、ＸおよびＹは、それぞれ独立に、−ＣＯＯ−、−Ｏ
   ＣＯ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−および−ＯＣＨ₂
   −よりなる群から選ばれる基であるカルボン酸エステル
   化合物を含有することを特徴とする請求項１ないし請求
   項３のいずれかに記載の液晶素子。
5. 【請求項５】 上記液晶物質が、上記式［Ａ］におい
   て、Ｒ^*で表わされる光学活性基が、−（ＣＨ₂）₃ーＣ^*
   Ｈ（ＣＨ₃）-Ｃ₂Ｈ₅、−ＣＨ₂ーＣ^*Ｈ（ＣＨ₃）-Ｃ
   ₂Ｈ₅、−Ｃ^*Ｈ（ＣＨ₃）-Ｃ₆Ｈ₁₃、−Ｃ^*Ｈ（ＣＨ₃）-
   Ｃ₅Ｈ₁₁、−Ｃ^*Ｈ（Ｃ₂Ｈ₅）-Ｃ₆Ｈ₁₃、−Ｃ^*Ｈ（Ｃ
   Ｆ₃）-Ｃ₆Ｈ₁₃、および−Ｃ^*Ｈ（ＣＦ₃）ーＣＨ₂ーＣＯＯ
   -Ｃ₂Ｈ₅よりなる群から選ばれる基であるカルボン酸エ
   ステル化合物を含有することを特徴とする請求項１ない
   し請求項３のいずれかに記載の液晶素子。
6. 【請求項６】 上記液晶物質が、上記式［Ａ］におい
   て、 【化３】 ｍは、１または２の整数であり、ｎは０であるカルボン
   酸エステル化合物を含有することを特徴とする請求項１
   ないし請求項３のいずれかに記載の液晶素子。
7. 【請求項７】 上記液晶物質が、上記式［Ａ］で表わさ
   れるカルボン酸エステル化合物を、１〜９９重量％含ん
   だ液晶組成物であることを特徴とする請求項１ないし請
   求項３のいずれに記載の液晶素子。
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、上記式
   ［Ａ］で表わされるカルボン酸エステル化合物を含む液
   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。
9. 【請求項９】 上記セルを、該液晶物質が等方相を示す
   温度以上の温度から２℃／分以下の降温速度で液晶を示
   す温度以下の温度に冷却することを特徴とする請求項８
   記載の液晶素子の製造方法。
10. 【請求項10】 上記配向制御膜が、配向処理された配向
    制御膜であることを特徴とする請求項８または請求項９
    記載の液晶素子の製造方法。
11. 【請求項11】 請求項１ないし請求項７のいずれに記載
    の液晶素子を用いた表示用素子。
12. 【請求項12】 請求項１ないし請求項７のいずれに記載
    の液晶素子を用いた液晶表示装置。
13. 【請求項13】 請求項１ないし請求項７のいずれに記載
    の液晶素子を用いた電気光学表示装置。