JPH0617336B2 - 光学活性な液晶性化合物、それを含む液晶組成物及びそれを用いた液晶素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規な光学活性な化合物とそれを含有する液晶
組成物、および該液晶組成物を使用する液晶素子に関す
るものである。

〔従来技術〕

液晶素子に於いて、双安定性を有する液晶素子の使用
が、クラーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガウエル（Ｌａｇ
ｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特開昭５６−１
０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２４号明細書
等）。双安定性を有する液晶としては、一般に、カイラ
ルスメクテイツクＣ相（ＳｍＣ^*）又はＨ相（ＳｍＨ^*）
を有する強誘電性液晶が用いられる。

この強誘電性液晶は自発分極を有するために非常に速い
応答速度を有する上にメモリー性のある双安定状態を発
現させることができ、さらに視野角特性もすぐれている
ことから大容量大画面のデイスプレイとして適してい
る。

一方、光学活性を有することを特徴とする光学素子に必
要な機能性材料を合成するための光学活性中間体として
は、２−メチルブタノール、２級オクチルアルコール、
２級ブチルアルコール、塩化ｐ−（２−メチルブチル）
安息香酸、２級フエネチルアルコール、アミノ酸誘導
体、シヨウノウ誘導体、コレステロール誘導体等が知ら
れている。

しかし、これらは次のような欠点を有している。光学活
性な鎖状炭化水素誘導体は構造の変更が困難で、しかも
一部のものを除き非常に高価なものである。アミノ酸誘
導体は比較的安価な上に構造の変更も容易であるがアミ
ンの水素基が化学的に活性が強く、水素結合や化学反応
を生じやすいために機能性材料の特性を制限してしまい
やすい。シヨウノウ誘導体、コレステロール誘導体は構
造の変更が困難なうえに立体的な障害によって機能性材
料の特性に悪影響を与えやすい。

また、光学活性を有することを特徴とする光学素子のう
ち、液晶状態の電界応答光学効果を用いる方法に於いて
は、応答性を高めるために極性基を導入することが行な
われてきたが、上記従来の光学活性中間体は極性の小さ
いものか、あるいは極性基を有効に利用できないものが
ほとんどであった。

とくに強誘電性液晶に於いては、応答速度は自発分極に
比例することが知られており、高速化のために自発分極
を増加させることが望まれている。このような点から
Ｐ．Ｋｅｌｌｅｒらは不斉炭素に塩素基を導入すること
で自発分極を増加させ応答速度化が可能であることを示
した（Ｃ．Ｒ．Ａｃａｄ．Ｓｃ．Ｐａｒｉｓ，２８２
Ｃ，６３９（１９７６））。しかし、不斉炭素に導入さ
れた塩素基は化学的に不安定であるうえに、原子半径が
大きいことから液晶相の安定性が低下するという欠点を
有しているためにその改善が望まれている。

上記のような欠点は、種々の材料を開発する上で大きな
制約となっていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点に鑑みなされたものである。本発明は
液晶状態の制御に有用な光学活性な化合物、及びこれを
含む液晶組成物、ならびに該液晶組成物を使用する液晶
素子を提供する事を目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は 下記一般式（Ｉ） （ただし、Ｒ¹は炭素数１〜１６のアルキル基を示し、
Ｃ^*は不斉炭素原子を示す。ｋは２〜５の整数であり、
ｌは１または２である。またＡはＯＨ基、ハロゲン又は 基である。ただしｍは１または２、ｎは０または１であ
り、Ｚは−Ｏ−もしくは−Ｓ−を示す。Ｒ²は炭素数４
〜１６のアルコキシ基を示す。）で表わされる光学活性
な液晶性化合物を提供するものである。また本発明は上
記光学活性な液晶性化合物を少なくとも１種類配合成分
として含有する液晶組成物ならびに該液晶組成物を使用
する液晶素子をも提供する。

〔発明の具体的説明〕

本発明にしたがい前記式（Ｉ）の液晶性化合物を製造す
る方法を説明する。

まず出発原料として下記一般式（II） （ここでＲ¹は炭素数１〜１６のアルキル基を示し、Ｃ^*
は不斉炭素原子を示す。また、ｋは２〜５を示す。）で
表わされる光学活性アルコールを用いる。この式（II）
で示される光学活性アルコールは、一般式（III） （ここでＲ_０は低級アルキル基、Ｃ^*は不斉炭素原子を
示し、ｘは０または１である。） で表わされる化合物、具体的には、２−ヒドロキシプロ
ピオン酸アルキルエステル、３−ヒドロキシ酪酸アルキ
ルエステルより、下記反応工程式（１）および（２）に
従ってあるいは工程（２）を繰り返すことによつて容易
に合成することができる。

（上記においてＲ¹，Ｒ₀およびｘは前記で定義した通り
である。） さらに一般式（III）で示される光学活性アルコールを
工程（３）に示すようにトシル化あるいはハロゲン化し
た後、ｐ−ハイドロ安息香酸、ｐ−ハイドロキシビフエ
ニルカルボン酸と反応させることにより、一般式（IV）
に示される光学活性なカルボン酸を得ることができる。
（一般式（Ｉ）に於いてＡ＝ＯＨに相当） さらに一般式（IV）で示される光学活性なカルボン酸を
工程（４）に示すように塩化チオニルにて酸クロライド
とした一般式（Ｖ）で示される化合物と反応させること
により一般式（VI）に示される光学活性な化合物を合成
することができる。

（一般式（Ｉ）において に相当） （上記においてＲ¹，Ｒ²，Ｚ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，は前記
で定義した通りである。） 上記反応式におけるＲＩは炭素数の広い範囲にわたって
選択することが可能であり、具体的にはヨードブタン、
ヨードペンタン、ヨードヘキサン、ヨードヘプタン、ヨ
ードオクタン、ヨードノナン、ヨードデカン、ヨードウ
ンデカン、ヨードドデカン、ヨードトリデカン、ヨード
テトラデカン、ヨードペンタデカン、ヨードヘキサデカ
ン、ヨードヘプタデカン、ヨードオクタデカン、ヨード
ノナデカン、ヨードエイコサン等の直鎖状飽和炭化水素
ヨウ化物；２−ヨードブタン、１−ヨード−２−メチル
プロパン、１−ヨード−３−メチルブタン等の分岐状飽
和炭化水素ヨウ化物；ヨードベンジル、ヨードフエナシ
ル、３−ヨード−１−シクロヘキセン等の環状不飽和炭
化水素ヨウ化物；ヨードシクロペンタン、ヨードシクロ
ヘキサン、１−ヨード−３−メチルシクロヘキサン、ヨ
ードシクロヘプタ、ヨードシクロオクタン等の環状飽和
炭化水素ヨウ化物がある。

本発明の液晶組成物は、上記一般式（Ｉ）で表わされる
光学活性な化合物を少なくとも１種類配合成分として含
有するものである。

上記組成物のうち下式（１）〜（１３）に代表して示さ
れるような強誘電性液晶を配合成分とするものは、自発
分極を増大させることが可能であり、さらに粘度を低下
させる効果とあいまって応答速度を改善することができ
好ましい。このような場合には一般式（Ｉ）で示される
本発明の光学活性な液晶性化合物を、得られる液晶組成
物の０．１〜９９重量％、特に１〜９０重量％となる割
合で使用することが好ましい。

また下式１）〜５）で示されるようなそれ自体はカイラ
ルでないスメクチツク液晶に配合することにより強誘電
性液晶として使用可能な組成物が得られる。

この場合、一般式（Ｉ）で示される本発明の光学活性な
液晶性化合物を得られる液晶組成物の０．１〜９９重量
％、特に１〜９０重量％で使用することが好ましい。

ここで、記号は、それぞれ以下の相を示す。

Ｃｒｙｓｔ．：結晶相、 ＳｍＡ ：スメクチツクＡ相、 ＳｍＢ ：スメクチツクＢ相、 ＳｍＣ ：スメクチツクＣ相、 Ｎ ：ネマチツク相、 Ｉｓｏ．：等方相。

また、上記一般式（Ｉ）の光学活性な液晶性化合物は、
ネマチツク液晶に添加することにより、ＴＮ型セルにお
けるリバースドメインの発生を防止することに有効であ
る。

この場合、式（Ｉ）の光学活性な液晶性化合物をネマチ
ツク液晶に添加することにより得られる液晶組成物の
０．０１〜５０重量％の割合で式（Ｉ）の光学活性な液
晶性化合物を使用することが好ましい。

またネマチツク液晶もしくはカイラルネマチツク液晶に
添加することにより、カイラルネマチツク液晶として、
相転移型液晶素子やホワイト・テイラー形ゲスト・ホス
ト型液晶素子に液晶組成物として使用することが可能で
ある。

第１図は、強誘電性液晶の動作説明のために、セルの例
を模式的に描いたものである。１１ａと１１ｂは、それ
ぞれＩｎ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２あるいはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕ
ｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）等の薄膜からなる透明電極で
被覆された基板（ガラス板）であり、その間に液晶分子
層１２がガラス面に垂直になるよう配合したＳｍＣ^*相
又はＳｍＨ^*相の液晶が封入されている。太線で示した
線１３が液晶分子を表わしており、この液晶分子１３は
その分子に直交した方向に双極子モーメント（Ｐ⊥）１
４を有している。基板２１と１１ｂ上の電極間に一定の
閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子１３のらせん構
造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）１４がすべて電
界方向に向くよう、液晶分子１３は配向方向を変えるこ
とができる。液晶分子１３は細長い形状を有しており、
その長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従つ
て、例えばガラス面の上下に互いにクロスニコルの偏光
子を置けば、電圧印加極性によって光学活性が変わる液
晶光学変調素子となることは、容易に理解される。

本発明の光学変調素子で好ましく用いられる液晶セル
は、その厚さを充分に薄く（例えば１０μ以下）するこ
とができる。このように液晶層が薄くなるにしたがい、
第２図に示すような電界を印加していない状態でも液晶
分子のらせん構造がほどけ、その双極子モーメントＰａ
またはＰｂは上向き（２４ａ）又は下向き（２４ｂ）の
どちらかの状態をとる。このようなセルに、第２図に示
す如く一定の閾値以上の極性の異る電界Ｅａ又はＥｂを
電圧印加手段２１ｂと２１ｂにより付与すると、双極子
モーメントは、電界Ｅａ又はＥｂの電界ベクトルに対応
して上向き２４ａ又は下向き２４ｂと向きを変え、それ
に応じて液晶分子は第１の安定状態２３ａか、あるいは
第２の安定状態２３ｂの何れか一方に配向する。

このような強誘電性を光学変調素子として用いることの
利点は、先にも述べたが２つある。

その第１は、応答速度が極めて速いことであり、第２は
液晶分子の配向が双安定性を有することである。第２の
点を、例えば第２図によって更に説明すると、電界Ｅａ
を印加すると液晶分子は第１の安定状態２３ａに配向す
るが、この状態は電界を切っても安定である。又、逆向
きの電界Ｅｂを印加すると、液晶分子は第２の安定状態
２３ｂに配向してその分子の向きを変えるが、やはり電
界を切ってもこの状態に留っている。又、与える電界Ｅ
ａあるいはＥｂが一定の閾値を越えない限り、それぞれ
前の配向状態にやはり維持されている。このような応答
速度の速さと、双安定性が有効に実現されるにはセルと
しては出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には０．５
μ〜２０μ、特に１μ〜５μが適している。

次に強誘電性液晶の駆動法の具体例を、第３図〜第５図
を用いて説明する。

第３図は、中間に強誘電性液晶化合物（図示せず）が挟
まれたマトリクス電極構造を有するセル３１の模式図で
ある。３２は、走査電極群であり、３３は信号電極群で
ある。最初に走査電極Ｓ_１が選択された場合について述
べる。第４図（ａ）と第４図（ｂ）は走査信号であつ
て、それぞれ選択された走査電極Ｓ_１に印加される電気
信号とそれ以外の走査電極（選択されない走査電極）Ｓ
_２，Ｓ_３，Ｓ_４・・・に印加される電気信号を示してい
る。第４図（ｃ）と第４図（ｄ）は、情報信号であって
それぞれ選択された信号電極Ｉ_１，Ｉ_３，Ｉ_５と選択さ
れない信号電極Ｉ_２，Ｉ_４に与えられる電気信号を示し
ている。

第４図および第５図に於いては、それぞれ横軸が時間
を、縦軸が電圧を表す。例えば、動画を表示するような
場合には、走査電極群３２は逐次、周期的に選択され
る。今、所定の電圧印加時間ｔ_１またはｔ_２に対して双
安定性を有する液晶セルの、第１の安定状態を与えるた
めの閾値電圧を−Ｖｔｈ_１とし、２の安定状態を与える
ための閾値電圧を＋Ｖｔｈ_２とすると、選択された走査
電極３２（Ｓ_１）に与えられる電極信号は、第４図
（ａ）に示される如く位相（時間）ｔ_１では２Ｖを、位
相（時間）ｔ_２では−２Ｖとなるような交番する電圧で
ある。このように選択された走査電極に互いに電圧の異
なる複数の位相間隔を有する電気信号を印加すると、光
学的「暗」あるいは「明」状態に相当する液晶の第１あ
るいは第２の安定状態間での状態変化を、速やかに起こ
させることができるという重要な効果が得られる。

一方、それ以外の走査電極Ｓ_２〜Ｓ_５・・・は、第４図
（ｂ）に示す如くアース状態となっており、電気信号０
である。また、選択された信号電極Ｉ_１，Ｉ_３，Ｉ_５に
与えられる電気信号は、第４図（ｃ）に示される如くＶ
であり、また選択されない信号電極Ｉ_２，Ｉ_４に与えら
れる電気信号は、第４図（ｄ）に示される如く−Ｖであ
る。以上に於いて各々の電圧値は、以下の関係を満足す
る所望の値に設定される。

Ｖ＜Ｖｔｈ_２＜３Ｖ −３Ｖ＜−Ｖｔｈ_１＜−Ｖ この様な電気信号が与えられたときの各画素のうち、例
えば第３図中の画素ＡとＢにそれぞれ印加される電圧波
形を第５図（ａ）と（ｂ）に示す。すなわち、第５図
（ａ）と（ｂ）より明らかな如く、選択された走査線上
にある画素Ａでは、位相ｔ_２に於いて、閾値Ｖｔｈ_２を
越える電圧３Ｖが印加される。また、同一走査線上に存
在する画素Ｂでは位相ｔ_１に於いて閾値−Ｖｔｈ_１を越
える電圧−３Ｖが印加される。従って、選択された走査
電極線上に於いて、信号電極が選択されたか否かに応じ
て、選択された場合には、液晶分子は第１の安定状態に
配向を揃え、選択されない場合には第２の安定状態に配
向を揃える。

一方、第５図（ｃ）と（ｄ）に示される如く、選択され
ない走査線上では、すべての画素に印加される電圧はＶ
または−Ｖであって、いずれも閾値電圧を越えない。従
って、選択された走査線上以外の各画素に於ける液晶分
子は、配向状態を変えることなく前回走査されたときの
信号状態に対応した配向を、そのまま保持している。即
ち、走査電極が選択されたときにその１ライン分の信号
の書き込みが行われ、１フレームが終了して次回選択さ
れるまでの間は、その信号状態を保持し得るわけであ
る。従って、走査電極数が増えても、実質的なデユーテ
イ比はかわらず、コントラストの低下は全く生じない。

次に、デイスプレイ装置として駆動を行なった場合の実
際に生じ得る問題点について考えてみる。第３図に於い
て、走査電極Ｓ_１〜Ｓ_５・・・と信号電極Ｉ_１〜Ｉ_５・
・・の交点で形成する画素のうち、斜線部の画素は
「明」状態に、白地で示した画素は、「暗」状態に対応
するものとする。今、第３図中の信号電極Ｉ_１上の表示
に注目すると、走査電極Ｓ_１に対応する画素（Ａ）では
「明」状態であり、それ以外の画素（Ｂ）はすべて
「暗」状態である。この場合の駆動法の一例として、走
査信号と信号電極Ｉ_１に与えられる情報信号及び画素Ａ
に印加される電圧を時系列的に表わしたものが第６図で
ある。

例えば第６図のようにして駆動した場合、走査信号Ｓ_１
が走査されたとき、時間ｔ_２に於いて画素Ａには、閾値
Ｖｔｈ_２を越える電圧３Ｖが印加されるため、前歴に関
係なく、画素Ａは一方向の安定状態、即ち「明」状態に
転移（スイツチ）する。その後は、Ｓ_２〜Ｓ_５・・・が
走査される間は第６図に示される如く−Ｖの電圧が印加
され続けるが、これは閾値−Ｖｔｈ_１を越えないため、
画素Ａは「明」状態を保ち得るはずであるが、実際には
このように１つの信号電極上で一方の信号（今の場合
「暗」に対応」が与えられ続けるような情報の表示を行
う場合には、走査線数が極めて多く、しかも高速駆動が
求められるときには反転現象を生じるが、前述した特定
の液晶化合物またはそれを含有した液晶組成物を用いる
ことによって、この様な反転現象は完全に防止される。

さらに、本発明では、前述の反転現象を防止する上で液
晶セルを構成している対向電極のうち少なくとも一方の
電極に絶縁物質により形成した絶縁膜を設けることが好
ましい。

この際に使用する絶縁物質としては、特に制限されるも
のではないが、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，硼素窒化物，水素を含有する硼
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，チタン酸化物やフツ化マグネシウムな
どの無機絶縁物質、あるいはポリビニルアルコール，ポ
リイミド，ポリアミドイミド，ポリエステルイミド，ポ
リパラキシレン，ポリエステル，ポリカーボネート，ポ
リビニルアセタール，ポリ塩化ビニル，ポリ酢酸ビニ
ル，ポリアミド，ポリスチレン，セルロース樹脂，メラ
ミン樹脂，ユリヤ樹脂，アクリル樹脂やフオトレジスト
樹脂などの有機絶縁物質が絶縁膜として使用される。こ
れらの絶縁膜の膜厚は５０００Å以下，好ましくは１０
０Å〜１０００Å，特に５００Å〜３０００Åが適して
いる。

以下実施例により、本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ ４−（３−ペンチルオキシ）−ブチルオキシ安息香酸の
製造。

３−ヒドロキシ酪酸メチル９２．１ｇにヨウ化ペンチル
３８９ｇ、酸化銀２７１ｇを加え、６０℃で２６時間加
熱攪拌した。さらに酸化銀５４．２ｇを加え、６０℃で
５８時間加熱攪拌した後、濾過、エーテル洗浄した。そ
の濾液からエーテルを減圧留去し、減圧蒸留により精製
して３−ペンチルオキシ酪酸メチル６４．６ｇを得た。

水素化リチウムアルミニウム９．４ｇにエーテル３０９
mlを加えた。これにエーテル６１mlに溶かした３−ペン
チルオキシ酪酸メチル６３．６ｇを徐々に滴下した（１
０℃以下、２時間）。２０〜２５℃で２．５時間攪拌し
た後１５時間放置した。反応混合物に６Ｎ塩酸水溶液を
加えpH１程度にした後エーテルで抽出した。有機層を
水、５％炭酸水素ナトリウム水溶液、水で洗浄し溶媒留
去して褐色液体６０．２ｇを得た。これを、減圧蒸留に
より精製し、３−ペンチルオキシブタノール３４．２ｇ
を得た。

３−ペンチルオキシブタノール１６．５ｇをピリジン６
４mlに溶かした。これにｐ−トルエンスルホン酸クロラ
イド２３．５ｇを添加した（１０℃以下、３０分）。２
５〜３０℃で３．５時間攪拌した後、反応混合物を冷水
に注入し、ベンゼンにより抽出した。有機層を５％塩酸
水溶液、水で洗浄した後溶媒留去して、３−ペンチルオ
キシブチル−ｐ−トルエンスルホネート３２ｇを得た。

ｐ−ヒドロキシ安息香酸１１．９ｇに８５％水酸化カリ
ウム１１．３ｇ、メタノール１９ml、エタノール９５ml
を加えた。これに３−ペンチルオキシブチル−ｐ−トル
エンスルホネート３２ｇを滴下した（２５℃，３０
分）。その後１０時間加熱還流した後、エタノールを減
圧留去した。１０％水酸化カリウム水溶液２７．５ｇを
加えた後、２時間加熱還流し冷却後ベンゼンにより抽出
した。有機層を水洗後溶媒留去して、白色結晶１７ｇを
得た。これをエタノール／水＝１／１溶液から再結晶
し、４−（３−ペンチルオキシ）−ブチルオキシ安息香
酸１０．５ｇを得た。

ＩＲ （cm^-1） 2928， 2866， 1675， 1599， 1423 1293， 1248， 1170， 845， 768 実施例２ ４−（４−ペンチルオキシ）−ペンチルオキシ安息香酸
の製造。

乳酸エチル２７１ｇにヨウ化ペンチル９１０ｇ、酸化銀
６９４ｇを加え、５０〜６０℃で２１時間加熱攪拌し
た。反応混合物を濾過、エーテル洗浄し、その濾液から
エーテルを減圧留去した後、減圧蒸留により精製して２
−ペンチルオキシプロピオン酸エチル３１９ｇを得た。

水素化リチウムアルミニウム５８ｇにエーテル１７４０
mlを加えた。これにエーテル３２０mlに溶かした２−ペ
ンチルオキシプロピオン酸エチル３１９ｇを徐々に滴下
した（１０℃以下、３時間）。その後室温で１４時間放
置した。反応混合物に６Ｎ塩酸水溶液を加えpH１程度に
した後、エーテルで抽出した。有機層を水、５％炭酸水
素ナトリウム水溶液、水で洗浄した後、溶媒留去し、さ
らに減圧蒸留により精製し、２−ペンチルオキプロパノ
ール３１０４ｇを得た。

２−ペンチルオキシプロパノール１０３ｇをピリジン４
４４mlに溶かした。これにｐ−トルエンスルホン酸クロ
ライド１６０ｇを添加した（１０℃以下、５０分）。２
５〜２５℃で３時間攪拌した後、反応混合物を冷水に注
入し、ベンゼンにより抽出した。有機層を５％塩酸水溶
液、水で洗浄した後、溶媒留去して、２−ペンチルオキ
シプロピル−ｐ−トルエンスルホネート２００ｇを得
た。９５％ナトリウムエトキシド４７．８ｇをエタノー
ル３８１mlに溶かし、マロン酸ジエチル１３１ｇを３３
〜３７℃で５０分で滴下した。３５℃で３０分攪拌した
後、２−ペンチルオキシプロピル−ｐ−トルエンスルホ
ネート２００ｇを３５〜３７℃で４５分で滴下した。１
８時間加熱還流した後、反応混合物を冷水中に注入し
た。ベンゼンにより抽出し有機層を水洗した後、溶媒留
去し、さらに減圧蒸留により精製し、４−ペンチルオキ
シ−２−エトキシカルボニル吉草酸エチル２２８ｇを得
た。８５％水酸化カリウム８８．３ｇを水８８．３mlに
溶かしこれに４−ペンチルオキシ−２−エトキシカルボ
ニル吉草酸エチル１１２ｇを１７〜２５で１．５時間で
滴下した。９０〜９５℃で２時間加熱攪拌した後冷却し
た。濃硫酸１３９ｇを水１９６mlに溶かし、これを２０
℃以下で１時間で滴下した。９０〜９３℃で３時間攪拌
した後、室温まで冷却し、ベンゼンにより抽出した。こ
れを飽和食塩水で洗浄した後、溶媒留去し、さらに減圧
蒸留により精製し、無色透明液体５７ｇを得た。これに
５％水酸化ナトリウム水溶液を加え、pH１１程度とした
後ベンゼンにより抽出した。ベンゼン層を５％水酸化ナ
トリウム水溶液で洗浄し、その洗液を水層に加えた。こ
れに６Ｎ塩酸水溶液を加え、pH１程度とした後ベンゼン
により抽出した。これを飽和食塩水で洗浄した後、溶媒
留去し、４−ペンチルオキシ吉草酸４９ｇを得た。

水酸化リチウムアルミニウム１１ｇにエーテル２３７ml
を加えた。これにエ−テル４８mlに溶かした４−ペンチ
ルオキシ吉草酸４９ｇを、１０℃以下で２時間で滴下し
た。。２０℃〜２５℃で３時間攪拌した後、室温で１５
時間放置した。反応混合物に５％塩酸水溶液を１０℃以
下で滴下し、pH１程度にした後、エーテルにより抽出し
た。有機層を水５％水酸化ナトリウム水溶液，水で洗浄
した後、溶媒留去し、さらに減圧蒸留により精製して、
４−ペンチルオキシペンタノール３９ｇを得た。

４−ペンチルオキシペンタノール５．０ｇをピリジン１
７．７mlに溶かし、これにｐ−トルエンスルホン酸クロ
ライド６．６ｇを１０℃以下で１５分かけて添加した。
２０〜２５℃で３．５時間攪拌した後、反応混合物を冷
水にあけ、ベンゼンにより抽出した。有機層を５％塩酸
水溶液、水で洗った後、溶媒留去して、４−ペンチルオ
キシペンチル−ｐ−トルエンスルホネート８．９ｇを得
た。

ｐ−ヒドロキシ安息香酸３．２ｇ、８５％水酸化カリウ
ム３．０ｇをメタノール５．１ml及びエタノール２５．
３mlに溶かした。これに４−ペンチルオキシペンチル−
ｐ−トルエンスルホネート８．９ｇを２０〜２３℃で３
０分かけて滴下した。１０時間加熱還流した後、エタノ
ールを減圧留去した。これに１０％水酸化カリウム水溶
液７．３ｇを加え、２時間加熱還流した後室温まで冷却
し、ベンゼンにより抽出した。ベンゼン層を５％水酸化
ナトリウム水溶液で洗浄し、その洗液を水層に加えた。
これに６Ｎ塩酸水溶液を加え、pH１程度とした後、ベン
ゼンにより抽出した。有機層を水洗した後、溶媒留去
し、白色結晶６．２ｇを得た。

これを、シリカゲルカラムクロスト精製（ヘキサン／エ
ーテル＝１／２）し、４−（４−ペンチルオキシ）−ペ
ンチルオキシ安息香酸３．１ｇを得た。

ＩＲ （cm^-1） 2936， 2871， 1682， 1603 1426， 1289， 1256， 1170 同様にして下記の化合物が合成された。また下記化合物
の質量分析及び元素分析の測定結果を併記する。

４−（５−ペンチルオキシ）−ヘキシルオキシ安息香酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： ３０８ 元素分析値（実測値）：炭素70.31％、水素9.02% 元素分析値（計算値）：炭素70.10%、水素9.15% ４−（６−ペンチルオキシ）−ヘプチルオキシ安息香酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 322 元素分析値（実測値）：炭素70.65%、水素9.47% 元素分析値（計算値）：炭素70.77%、水素9.38% ４−（４−ヘキシルオキシ）−ペンチルオキシ安息香酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 308 元素分析値（実測値）：炭素70.28%、水素9.21% 元素分析値（計算値）：炭素70.10%、水素9.15% ４−（４−ヘプチルオキシ）−ペンチルオキシ安息香酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 322 元素分析値（実測値）：炭素70.93%、水素9.26% 元素分析値（計算値）：炭素70.77%、水素9.38% ４−（オクチルオキシ）−ヘプチルオキシ安息香酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 364 元素分析値（実測値）：炭素72.41%、水素10.12% 元素分析値（計算値）：炭素72.49%、水素 9.95% ４−（６−デシルオキシ）−ヘプチルオキシ安息香酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 392 元素分析値（実測値）：炭素73.26%、水素10.18% 元素分析値（計算値）：炭素73.43%、水素10.27% ４−（６−ドデシルオキシ）−ヘプチルオキシビフェニ
ル−４’−カルボン酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 496 元素分析値（実測値）：炭素77.45%、水素 9.59% 元素分析値（計算値）：炭素77.38%、水素 9.74% ４−（３−ブチルオキシ）−ブチルオキシビフェニル−
４’−カルボン酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 342 元素分析値（実測値）：炭素73.60%、水素 7.71% 元素分析値（計算値）：炭素73.66%、水素 7.65% ４−（３−ヘキシルオキシ）−ブチルオキシビフェニル
−４’−カルボン酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 370 元素分析値（実測値）：炭素74.73%、水素 8.29% 元素分析値（計算値）：炭素74.56%、水素 8.16% ４−（３−プロピルオキシ）−ブチルオキシビフェニル
−４’−カルボン酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 328 元素分析値（実測値）：炭素73.28%、水素 7.22% 元素分析値（計算値）：炭素73.15%、水素 7.37% ４−（４−オクチルオキシ）−ペンチルオキシビフェニ
ル−４’−カルボン酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 412 元素分析値（実測値）：炭素75.47%、水素 8.93% 元素分析値（計算値）：炭素75.69%、水素 8.79% ４−（５−テトラデシルオキシ）−ヘキシルオキシビフ
ェニル−４’−カルボン酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 510 元素分析値（実測値）：炭素77.52%、水素 9.80% 元素分析値（計算値）：炭素77.60%、水素 9.87% ４−（５−ペンタデシルオキシ）−ヘキシルオキシビフ
ェニル−４’−カルボン酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 524 元素分析値（実測値）：炭素77.96%、水素 9.91% 元素分析値（計算値）：炭素77.82%、水素 9.99% ４−（５−ドデシルオキシ）−ヘキシルオキシビフェニ
ル−４’−カルボン酸 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 482 元素分析値（実測値）：炭素77.30%、水素 9.49% 元素分析値（計算値）：炭素77.14%、水素 9.60% 実施例３ ４−（４−ペンチルオキシ）−ペンチルオキシ安息香酸
−４−オクチルオキシフエニルの製造。

実施例２で合成した４−（４−ペンチルオキシ）−ペン
チルオキシ安息香酸を出発原料として上記エステルを製
造した。

４−（４−ペンチルオキシ）−ペンチルオキシ安息香酸
０．９８ｇに塩化チオニル４mlを加え、５時間加熱還流
した。過剰の塩化チオニルを減圧下留去し、４−（４−
ペンチルオキシ）−ペンチルオキシ安息香酸クロライド
を得た。

４−オクチルオキシフエノール０．８１ｇをピリジン５
ml、トルエン１４mlに溶かし、氷冷した後、トルエン７
mlに溶かした４−（４−ペンチルオキシ）−ペンチルオ
キシ安息香酸クロライドを滴下した（５℃以下、１０
分）。その後、室温にて１８．５時間攪拌した。反応混
合物を氷水１５０mlに注入し、６Ｎ塩酸水溶液でpHを２
〜３とした後、有機層を水洗し、さらに５％炭酸水素ナ
トリウム水溶液、水での洗浄を行い、無水硫酸マグネシ
ウムで乾燥させた後、溶媒留去して、淡黄色油状物１．
７４ｇを得た。

これをシリカゲルカラムクロスト精製（ｎ−ヘキサンノ
酢酸エチル＝１０／１）を行い、４−（４−ペンチルオ
キシ）−ペンチルオキシ安息香酸−４−オクチルオキシ
フエニル０．６６ｇを得た。

ＩＲ （ml^-1） 2932， 2856， 1734， 1608， 1510 1256， 1196， 1168， 1074 相転移温度 （℃） 同様にして下記の化合物が合成された。また下記化合物
の質量分析及び元素分析の測定結果を併記する。

４−（４−ペンチルオキシ）−ペンチルオキシ安息香酸
−４−オクチルオキシカルボニルフェニル（ａ） 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 526 元素分析値（実測値）：炭素72.84%、水素 8.72% 元素分析値（計算値）：炭素72.97%、水素 8.80% ４−（４−ヘキシルオキシ）−ペンチルオキシ安息香酸
−４’−オクチルオキシビフェニル（ｂ） 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 588 元素分析値（実測値）：炭素77.69%、水素 8.75% 元素分析値（計算値）：炭素77.51%、水素 8.90% ４−（３−ヘキシルオキシ）−ブチルオキシ安息香酸−
４’−オクチルオキシカルボニルビフェニル（ｃ） 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 574 元素分析値（実測値）：炭素77.48%、水素 8.66% 元素分析値（計算値）：炭素77.32%、水素 8.77% ４−（６−ペンチルオキシ）−ヘプチルオキシチオ安息
香酸−Ｓ−４−オクチルオキシフェニル（ｄ） 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 542 元素分析値（実測値）：炭素72.81%、水素 9.13% 元素分析値（計算値）：炭素73.02%、水素 9.28% ４−（３−ヘキシルオキシ）−ブチルオキシチオ安息香
酸−Ｓ−４−デシルオキシカルボニルフェニル（ｅ） 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 570 元素分析値（実測値）：炭素71.76%、水素 8.69% 元素分析値（計算値）：炭素71.54%、水素 8.83% ４−（６−ペンチルオキシ）−ヘプチルオキシチオ安息
香酸−Ｓ−４’−デシルオキシビフェニル（ｆ） 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 646 元素分析値（実測値）：炭素75.87%、水素 8.96% 元素分析値（計算値）：炭素76.12%、水素 9.04% ４−（４−ヘキシルオキシ）−ペンチルオキシチオ安息
香酸−Ｓ−４’−デシルオキシカルボニルビフェニル
（ｇ） 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 660 元素分析値（実測値）：炭素74.25%、水素 8.61% 元素分析値（計算値）：炭素74.51%、水素 8.54% ４’−（４−ヘキシルオキシ）−ペンチルオキシビフェ
ニル−４−カルボン酸−４−デシルオキシフェニル
（ｈ） 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： ６１６ 元素分析値（実測値）：炭素７７．６３％、水素 ８．
９８％ 元素分析値（計算値）：炭素７７．８８％、水素 ９．
１５％ ４’−（３−ヘキシルオキシ）−ブチルオキシビフェニ
ル−４−カルボン酸−４−デシルオキシカルボニルフェ
ニル（ｉ） 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 630 元素分析値（実測値）：炭素76.39%、水素 8.46% 元素分析値（計算値）：炭素76.16%、水素 8.63% ４’−（４−オクチルオキシ）−ペンチルオキシビフェ
ニル−４−チオカルボン酸−４−ドデシルオキシフェニ
ル（ｊ） 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 688 元素分析値（実測値）：炭素76.52%、水素 9.29% 元素分析値（計算値）：炭素76.70%、水素 9.36% ４’−（４−オクチルオキシ）−ペンチルオキシビフェ
ニル−４−チオカルボン酸−４−ドデシルオキシカルボ
ニルフェニル（ｋ） 質量分析値（Ｍ／Ｚ）： 716 元素分析値（実測値）：炭素75.59%、水素 8.92% 元素分析値（計算値）：炭素75.38%、水素 9.00% 実施例４ リクソンＧＲ−６３（チツソ製ビフエニル液晶混合物）
９９重量部に４−（４−ペンチルオキシ）−ペンチルオ
キシ安息香酸−４−オクチルオキシフエニルを１重量部
を加えた液晶混合物を使用したＴＮセルは、この光学活
性な液晶性化合物を添加しないで製造したＴＮセルに比
較してリバースドメインが大幅に減少していることが観
察された。

実施例５ 実施例４の４−（４−ペンチルオキシ）−ペンチルオキ
シ安息香酸−４−オクチルオキシフエニルを実施例３中
の（ａ）〜（ｋ）に表わされた各化合物にかえて、それ
ぞれ１１個のＴＮセルを作成したところ、皆、実施例４
の結果と同様にネマチツク液晶のリバースドメインの大
幅に減少した液晶素子にすることができた。

実施例６ 交差した帯状のＩＴＯで形成した対向マトリクス電極の
それぞれに１０００Åの膜厚を有するポリイミド膜（ピ
ロメリツト酸無水物と４．４′−ジアミノジフエニルエ
ーテルとの結合物からなるポリアミツク酸樹脂の５重量
％Ｎ−メチルピロリドン溶液を塗布し、２５０℃の温度
で加熱閉環反応により形成した）を設け、このポリイミ
ド膜の表面を互いに平行になる様にラビングし、セル膜
を１μにしたセルを作成した。

次いで、下記組成物Ａを等方相下で前述のセル中に真空
注入法によって注入し、封口した。しかる後に、徐冷
（１℃／時間）によってＳｍＣ＊の液晶セルを作成し
た。

液晶組成物Ａ この液晶セルの両側のクロスニコルの偏光子と検光子を
配置し、対向マトリクス電極間に第４図及び第５図に示
す波形の信号を印加した。この際、走査信号は第４図
（ａ）に示す＋８ボルトと−８ボルトの交番波形とし、
書込み情報は、それぞれ＋４ボルトと−４ボルトとし
た。また、１フレーム期間を３０ｍ・ｓｅｃとした。

この結果、この液晶素子は前述のメモリー駆動型時分割
駆動を行なっても、書込み状態は、何ら反転することな
く正常な動画表示が得られた。

比較例１ 実施例５の液晶素子を作成する際に用いた液晶組成物中
の、前述の一般式（Ｉ）で示される光学活性な液晶性化
合物を省略した下記・比較用液晶Ｂを調整し、比較用液
晶を用いて液晶素子を作成した。これらの液晶素子を前
述と同様の方法で駆動させたが、反転現象を生じている
ために、正常な動画が表示されなかった。

比較用液晶Ｂ 〔発明の効果〕 本発明の特定の液晶性化合物、は不斉炭素原子と骨格部
分の間にメチレン鎖を導入し、その間の距離を広げ、か
つエステル結合部分のカルボニル側に光学活性基を有し
ているので、これを有する液晶材料は低温域まで広がっ
た、温度範囲の広いカイラルスメクチツクＣ相（ＳｍＣ
^*）をもっている。

又、該液晶材料を用いた液晶素子による効果を以下に示
す。

（１）リバースドメインの大幅な減少 （２）応答速度の増大 （３）応答速度を速くしても書込み状態が反転しない正
常な動画表示。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明で用いる時分割駆動用液晶
素子を模式的に表わす斜視図、第３図は本発明で用いる
マトリクス電極構造の平面図、第４図（ａ）〜（ｄ）
は、マトリクス電極に印加する電気信号を表わす説明
図、第５図（ａ）〜（ｄ）はマトリクス電極間に付与さ
れた電圧の波形を表わす説明図、第６図は本発明の液晶
素子に印加する電気信号を表わしたタイムチヤートの説
明図である。 １１ａ，１１ｂ……基板、 １２……液晶分子層、 １３……液晶分子、 １４……双極子モーメント（Ｐ）、 ２３ａ……第１の安定状態、 ２３ｂ……第２の安定状態、 ２４ａ……上向き双極子モーメント、 ２４ｂ……下向き双極子モーメント、 ３１……セル、 ３２…（Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，……）……走査電極群、 ３３…（Ｉ_１，Ｉ_２，Ｉ_３，……）……信号電極群。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｋ 19/28 7457−4Ｈ 19/42 7457−4Ｈ 19/46 7457−4Ｈ 19/48 7457−4Ｈ Ｇ０２Ｆ 1/13 (72)発明者 山田 容子 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山下 眞孝 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 片桐 一春 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記一般式（Ｉ） （ただし、Ｒ¹は炭素数１〜１６のアルキル基を示し、
   Ｃ^*は不斉炭素原子を示す。ｋは２〜５の整数であり、
   ｌは１または２である。またＡはＯＨ基、ハロゲン又は 基である。ただしｍは１または２、ｎは０または１であ
   り、Ｚは−Ｏ−もしくは−Ｓ−を示す。Ｒ²は炭素数４
   〜１６のアルコキシ基を示す。）で表わされる化合物。
2. 【請求項２】下記一般式（Ｉ） （ただし、Ｒ¹は炭素数１〜１６のアルキル基を示し、
   Ｃ^*は不斉炭素原子を示す。ｋは２〜５の整数であり、
   ｌは１または２である。またＡはＯＨ基、ハロゲン又は 基である。ただしｍは１または２、ｎは０または１であ
   り、Ｚは−Ｏ−もしくは−Ｓ−を示す。Ｒ²は炭素数４
   〜１６のアルコキシ基を示す。）で表わされる化合物を
   少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成
   物。
3. 【請求項３】下記一般式（Ｉ） （ただし、Ｒ¹は炭素数１〜１６のアルキル基を示し、
   Ｃ^*は不斉炭素原子を示す。ｋは２〜５の整数であり、
   ｌは１または２である。またＡはＯＨ基、ハロゲン又は 基である。ただしｍは１または２、ｎは０または１であ
   り、Ｚは−Ｏ−もしくは−Ｓ−を示す。Ｒ²は炭素数４
   〜１６のアルコキシ基を示す。）で表わされる化合物を
   少なくとも１種類含有する液晶組成物を使用することを
   特徴とする液晶素子。