JPH08253441A

JPH08253441A - 五員環中に不斉炭素をもつ液晶化合物およびそれを含む液晶組成物

Info

Publication number: JPH08253441A
Application number: JP10792995A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Kobayashi; 一郎小林; Giichi Suzuki; 義一鈴木
Original assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Current assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【目的】従来知られている液晶化合物とは化学構造
を、特に光学活性部位の化学構造式を異にする新規液晶
化合物およびそれを含む液晶組成物の提供。【構成】下記一般式（Ｉ）【化１】（式中、Ｒ¹は炭素数４〜１８のアルキル基およびハロ
アルキル基よりなる群から選ばれた基、Ｒ²は炭素数１
〜８のアルキル基およびハロアルキル基よりなる群から
選ばれた基、ＸとＹはＯ、ＣＯＯ、ＣＯおよび単結合よ
りなる群からそれぞれ独立して選ばれた基、環Ａ、環
Ｂ、環Ｃ、環Ｄは、核構成炭素に結合した水素がハロゲ
ンで置換されていてもよいフェニル基よりなる群からそ
れぞれ独立して選ばれた基であり、ｍ₁、ｍ₂、ｎ₁、ｎ₂
はそれぞれ０または１で、ｍ₁＋ｍ₂は１または２、ｎ₁
＋ｎ₂は１または２であり、＊は光学活性炭素を示
す。）で示される液晶化合物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な液晶化合物およ
びそれを含む液晶組成物に関する。

【０００２】

【従来技術】液晶表示素子は、１）低電圧作動性、２）
低消費電力性、３）薄形表示、４）受光型などの優れた
特徴を有するため、現在まで、ＴＮ方式、ＳＴＮ方式、
ゲスト−ホスト（Ｇｅｓｔ−Ｈｏｓｔ）方式などが開発
され実用化されている。しかし、現在広く利用されてい
るネマチック液晶を用いたものは、応答速度が数ｍｓｅ
ｃ〜数十ｍｓｅｃと遅い欠点があり、応用上種々の制約
を受けている。これらの問題を解決するため、ＳＴＮ方
式や薄層トランジスタなどを用いたアクティブマトリッ
クス方式などが開発されたが、ＳＴＮ型表示素子は、表
示コントラストや視野角などの表示品位は優れたものと
なったが、セルギャップやチルト角の制御に高い精度を
必要とすることや応答がやや遅いことなどが問題となっ
ている。

【０００３】このため、応答性のすぐれた新しい液晶表
示方式の開発が要望されており、光学応答時間がμｓｅ
ｃオーダーと極めて短かい超高速デバイスが可能になる
強誘電性液晶の開発が試みられていた。強誘電性液晶
は、１９７５年、Ｍｅｙｏｒ等によりＤＯＢＡＭＢＣ
（ｐ−デシルオキシベンジリデン−ｐ−アミノ−２−メ
チルブチルシンナメート）が初めて合成された（Ｌｅ
ＪｏｕｒｎａｌｄｅＰｈｙｓｉｑｕｅ，３６巻１９
７５，Ｌ−６９）。さらに、１９８０年、Ｃｌａｒｋと
ＬａｇａｗａｌｌによりＤＯＢＡＭＢＣのサブマイクロ
秒の高速応答、メモリー特性など表示デバイス上の特性
が報告されて以来、強誘電性液晶が大きな注目を集める
ようになった〔Ｎ．Ａ．Ｃｌａｒｋ，ｅｔａｌ．，Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．３６．８９９（１９８
０）〕。しかし、彼らの方式には、実用化に向けて多く
の技術的課題があり、特に室温で強誘電性液晶を示す材
料は無く、表示ディスプレーに不可欠な液晶分子の配列
制御に有効かつ実用的な方法も確立されていなかった。
この報告以来、液晶材料／デバイス両面からの様々な試
みがなされ、ツイスト二状態間のスイッチングを利用し
た表示デバイスが試作され、それを用いた高速電気光学
装置も例えば特開昭５６−１０７２１６号などで提案さ
れているが、高いコントラストや適正なしきい値特性は
得られていない。

【０００４】このような視点から他のスイッチング方式
についても探索され、過渡的な散乱方式が提案された。
その後、１９８８年に本発明者らによる三安定状態を有
する液晶の三状態スイッチング方式が報告された〔Ａ．
Ｄ．Ｌ．Ｃｈａｎｄａｎｉ，Ｔ．Ｈａｇｉｗａｒａ，
Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉｅｔａｌ．，Ｊａｐａｎ．Ｊ．ｏｆ
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２７，（５），Ｌ７２９−Ｌ７
３２（１９８８）〕。

【０００５】前記「三状態を有する」とは、第一の電極
基板と所定の間隙を隔てて配置されている第二の電極基
板の間に強誘電性液晶が挟まれてなる液晶電気光学装置
において、前記第一及び第二の電極基板に電界形成用の
電圧が印加されるよう構成されており、図１Ａで示され
る三角波として電圧を印加したとき、図１Ｄのように前
記強誘電性液晶が、無電界時に分子配向が第一の安定状
態（図１Ｄの）を有し、かつ、電界印加時に一方の電
界方向に対し分子配向が前記第一の安定状態とは異なる
第二の安定状態（図１Ｄの）を有し、さらに他方の電
界方向に対し前記第一及び第二の安定状態とは異なる第
三の分子配向安定状態（図１Ｄの）を有することを意
味する。なお、この三安定状態、すなわち三状態を利用
する液晶電気光学装置については、本出願人は特願昭６
３−７０２１２号として出願し、特開平２−１５３３２
２号として公開されている。

【０００６】三安定状態を示す反強誘電性液晶の特徴を
さらに詳しく説明する。クラーク／ラガウェル（Ｃｌａ
ｒｋ−Ｌａｇａｗａｌｌ）により提案された表面安定化
強誘電性液晶素子では、Ｓ＊C相において強誘電性液晶
分子が図２Ａ（ａ）、（ｂ）のように一方向に均一配向
した２つの安定状態を示し、印加電界の方向により、ど
ちらか一方の状態に安定化され、電界を切ってもその状
態が保持される。しかしながら実際には、強誘電性液晶
分子の配向状態は、液晶分子のダイレクターが捩れたツ
イスト二状態を示したり、層がくの字に折れ曲ったシエ
ブロン構造を示す。シエブロン層構造では、スイッチン
グ角が小さくなり低コントラストの原因になるなど、実
用化へ向けて大きな障害になっている。

【０００７】一方、“反”強誘電性液晶は三安定状態を
示すＳ＊(3)相では、上記液晶電気光学装置において、
無電界時には、図２（ａ）に示すごとく隣り合う層毎に
分子は逆方向に傾き反平行に配列し、液晶分子の双極子
はお互に打ち消し合っている。したがって、液晶層全体
として自発分極は打ち消されている。この分子配列を示
す液晶相は、図１Ｄのに対応している。さらに、
（＋）又は（−）のしきい値より充分大きい電圧を印加
すると、図２（ｂ）および（ｃ）に示す液晶分子が同一
方向に傾き、平行に配列する。この状態では、分子の双
極子も同一方向に揃うため自発分極が発生し、強誘電相
となる。すなわち、“反”強誘電性液晶のＳ＊(3)相に
おいては、無電界時の“反”強誘電相と印加電界の極性
による２つの強誘電相が安定になり、“反”強誘電相と
２つの強誘電相間を直流的しきい値を持って三安定状態
間スイッチングを行うものである。このスイッチングに
伴う液晶分子配列の変化により図３に示すダブル・ヒス
テリシスを描いて光透過率が変化する。このダブル・ヒ
ステリシスに、図３の（ｂ）に示すようにバイアス電圧
を印加して、さらにパルス電圧を重畳することによりメ
モリー効果を実現できる特徴を有する。

【０００８】さらに、電界印加により強誘電相は層がス
トレッチされ、ブックシエルフ構造となる。一方、第三
安定状態の“反”強誘電相では類似ブックシエルフ構造
となる。この電界印加による層構造スイッチングが液晶
層に動的シエアーを与えるため駆動中に配向欠陥が改善
され、良好な分子配向が実現できる。そして、“反”強
誘電性液晶では、プラス側とマイナス側の両方のヒステ
リシスを交互に使い画像表示を行なうため、自発分極に
基づく内部電界の蓄積による画像の残像現象を防止する
ことができる。

【０００９】以上のように、“反”強誘電性液晶は、
１）高速応答が可能で、２）高いコントラストと広い視
野角および３）良好な配向特性とメモリー効果が実現で
きる、非常に有用な液晶化合物と言える。“反”強誘電
性液晶の三安定状態を示す液晶相については、１）Ａ．
Ｄ．Ｌ．Ｃｈａｎｄａｎｉｅｔａｌ.，Ｊａｐａｎ
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ.，２８，Ｌ−１２６５（１９
８９）、２）Ｈ．Ｏｒｉｈａｒａｅｔａｌ.，Ｊａｐ
ａｎＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ.，２９，Ｌ−３３３（１
９９０）に報告されており、“反”強誘電的性質にちな
みＳ＊CA相（ＡｎｔｉｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＳｍ
ｅｃｔｉｃＣ＊相）と命名している。本発明者らは、
この液晶相が三安定状態間のスイッチングを行なうため
Ｓ＊(3)相と定義した。

【００１０】三安定状態を示す“反”強誘電相Ｓ＊(3)
を相系列に有する液晶化合物は、本発明者の出願した特
開平１−３１６３６７号、特開平１−３１６３７２号、
特開平１−３１６３３９号、特開平２−２８１２８号及
び市橋等の特開平１−２１３３９０号公報があり、また
三安定状態を利用した液晶電気光学装置としては本出願
人は特開平２−４０６２５号、特開平２−１５３３２２
号、特開平２−１７３７２４号において新しい提案を行
っている。“反”強誘電性液晶を液晶ディスプレイへ応
用する場合、１）動作温度範囲、２）応答速度、３）自
発分極、４）ヒステリシス特性等を単一液晶で全て満足
させることは困難であり、通常十数種類の混合液晶とし
て調製される。そこで従来知られている反強誘電性液晶
材料とは光学活性部位の化学構造を異にする反強誘電性
液晶化合物の必要性が論じられてきている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
知られている液晶化合物とは化学構造を、特に光学活性
部位の化学構造を異にする新規液晶化合物およびそれを
含む液晶組成物を提供する点にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため研究を重ねた結果、五員環中に２つの不
斉炭素をもつ光学活性基を含む新規な液晶化合物を合成
することに成功し、本発明を完成するに至った。

【００１３】本発明の第一は、下記一般式（Ｉ）

【化５】（式中、Ｒ¹は炭素数４〜１８のアルキル基およびハロ
アルキル基よりなる群から選ばれた基、Ｒ²は炭素数１
〜８のアルキル基およびハロアルキル基よりなる群から
選ばれた基、ＸとＹはＯ、ＣＯＯ、ＣＯおよび単結合よ
りなる群からそれぞれ独立して選ばれた基、環Ａ、環
Ｂ、環Ｃ、環Ｄは、核構成炭素に結合した水素がハロゲ
ンで置換されていてもよいフェニル基よりなる群からそ
れぞれ独立して選ばれた基であり、ｍ₁、ｍ₂、ｎ₁、ｎ₂
はそれぞれ０または１で、ｍ₁＋ｍ₂は１または２、ｎ₁
＋ｎ₂は１または２であり、＊は光学活性炭素を示
す。）で示される液晶化合物に関する。

【００１４】前記一般式（Ｉ）で示される液晶化合物の
うち、少なくとも下記一般式（II）

【化６】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｘ、環Ａ、環Ｂ、環Ｃおよび＊は前
記と同一である）で示される化合物は、反強誘電性を示
す液晶化合物である。

【００１５】そのなかでも、下記一般式（III）

【化７】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｘ、環Ｃおよび＊は前記と同一であ
る）で示される化合物は、とくにすぐれた反強誘電性を
示す液晶化合物である。

【００１６】また、下記一般式（IV）

【化８】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｘ、環Ａ、環Ｂおよび＊は前記と同
一である）で示される化合物もすぐれた反強誘電性を示
す液晶化合物である。

【００１７】本発明の第二は、前記液晶化合物を１種以
上含有することを特徴とする液晶組成物、好ましくは反
強誘電性液晶組成物に関する。

【００１８】とくに、本発明の液晶化合物を、反強誘電
性液晶化合物にブレンドすると、その液晶組成物のヒス
テリシス特性、とくにメモリーマージンが著しく向上す
る。この場合の本発明の液晶化合物の配合量は、全液晶
組成物中１〜１０重量％、好ましくは２〜７重量％であ
る。

【００１９】本発明の第三は、前記液晶化合物、好まし
くは前記反強誘電性液晶組成物を用いた液晶素子に関す
る。

【００２０】本発明化合物は、次の（１）〜（２）の順
序にしたがった合成法により合成することができる。化
学反応式は下記〔化９〕に示す。

【００２１】（１）４−ベンジロキシベンゾイルクロリ
ドと（１Ｓ，２Ｓ）−２−アルコキシカルボニルシクロ
ペンタノールを塩化メチレンを溶媒とし、トリエチルア
ミンを触媒として、窒素雰囲気下室温で１晩以上反応さ
せる。なお、前記（１Ｓ，２Ｓ）−２−アルコキシカル
ボニルシクロペンタノールは、特開平２−２５６６３８
に準じて合成した。この反応溶液を塩酸溶液で洗浄し、
無水硫酸マグネシウムで脱水し、塩化メチレンを蒸留す
ることにより、粗生成物を得る。この粗生成物をヘキサ
ン／酢酸エチルの混合溶液でシリカゲルを用いて分離精
製し、（１Ｓ，２Ｓ）−２−アルコキシカルボニルシク
ロペンチル−４−ベンジロキシベンゾエートを得る。こ
の（１Ｓ，２Ｓ）−２−アルコキシカルボニルシクロペ
ンチル−４−ベンジロキシベンゾエートをエタノールを
溶媒とし、パラジウムカーボンを触媒として、水素雰囲
気下室温で１晩以上還元反応させる。この反応溶液から
触媒をろ別し、エタノールを蒸留することにより（１
Ｓ，２Ｓ）−２−アルコキシカルボニルシクロペンチル
−４−ヒドロキシベンゾエートを得る。

【００２２】（２）４′−アルコキシビフェニル−４−
カルボン酸クロリドと（１）で得た（１Ｓ，２Ｓ）−２
−アルコキシカルボニルシクロペンチル−４−ヒドロキ
シベンゾエートを塩化メチレンを溶媒とし、トリエチル
アミンを触媒として、窒素雰囲気下室温で１晩以上反応
させる。この反応溶液を塩酸溶液で洗浄し、無水硫酸マ
グネシウムで脱水し、塩化メチレンを蒸留することによ
り、粗生成物を得る。この粗生成物をヘキサン／酢酸エ
チルの混合溶液でシリカゲルを用いて分離精製し、エタ
ノールで再結晶して、４−｛〔（１Ｓ，２Ｓ）−２−ア
ルコキシカルボニルシクロペンチロキシ〕カルボニル｝
フェニル−４′−アルコキシビフェニル−４−カルボキ
シレートを得る。

【００２３】前記の酸クロリドは、カルボン酸と塩化チ
オニル等の塩素化剤とを反応させることにより、容易に
調整することができる。また、前記のアルキル化、粗生
成物の分離精製、エステル合成、ベンジル基の還元反応
および液晶の再結晶は、記載の方法以外にも公知の手法
により代替することができる。

【００２４】

【化９】

【００２５】つぎに、本発明の液晶化合物を以下に例示
する。表示方法を簡単にするため、表の形式で示すこと
にした。

【００２６】

【表１】化合物Ｎｏ．１２３４５６Ｒ¹ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₉Ｈ₁₉ Ｃ₁₀Ｈ₂₁ Ｃ₁₁Ｈ₂₃ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₈Ｈ₁₇ ＸＯ同左同左同左同左同左環Ａ 1,4-ph＊¹ 同左同左同左同左同左環Ｂ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｃ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｄ 1,4-ph 同左同左同左同左同左ｍ₁ １同左同左同左同左同左ｍ₂ １同左同左同左同左同左ｎ₁ １同左同左同左同左同左ｎ₂ ０同左同左同左同左同左ＹＣＯＯ同左同左同左同左同左Ｒ² Ｃ₂Ｈ₅ 同左同左同左Ｃ₃Ｈ₇ Ｃ₄Ｈ₉ ＊¹ 1,4-phは１，４−フェニレン基を示す。

【００２７】

【表２】化合物Ｎｏ．７８９１０１１１２Ｒ¹ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₉Ｈ₁₉ Ｃ₁₀Ｈ₂₁ Ｃ₁₁Ｈ₂₃ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｘ単結合同左同左同左同左同左環Ａ 1,4-ph＊¹ 同左同左同左同左同左環Ｂ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｃ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｄ 1,4-ph 同左同左同左同左同左ｍ₁ １同左同左同左同左同左ｍ₂ １同左同左同左同左同左ｎ₁ １同左同左同左同左同左ｎ₂ ０同左同左同左同左同左ＹＣＯＯ同左同左同左同左同左Ｒ² Ｃ₂Ｈ₅ 同左同左同左Ｃ₃Ｈ₇ Ｃ₄Ｈ₉ ＊¹ 1,4-phは１，４−フェニレン基を示す。

【００２８】

【表３】化合物Ｎｏ．１３１４１５１６１７１８Ｒ¹ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₉Ｈ₁₉ Ｃ₁₀Ｈ₂₁ Ｃ₁₁Ｈ₂₃ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₈Ｈ₁₇ ＸＣＯＯ同左同左同左同左同左環Ａ 1,4-ph＊¹ 同左同左同左同左同左環Ｂ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｃ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｄ 1,4-ph 同左同左同左同左同左ｍ₁ １同左同左同左同左同左ｍ₂ １同左同左同左同左同左ｎ₁ １同左同左同左同左同左ｎ₂ ０同左同左同左同左同左ＹＣＯＯ同左同左同左同左同左Ｒ² Ｃ₂Ｈ₅ 同左同左同左Ｃ₃Ｈ₇ Ｃ₄Ｈ₉ ＊¹ 1,4-phは１，４−フェニレン基を示す。

【００２９】

【表４】化合物Ｎｏ．１９２０２１２２２３２４Ｒ¹ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₉Ｈ₁₉ Ｃ₁₀Ｈ₂₁ Ｃ₁₁Ｈ₂₃ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₈Ｈ₁₇ ＸＯ同左同左同左同左同左環Ａ 1,4-ph＊¹ 同左同左同左同左同左環Ｂ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｃ 3-F-1, 同左同左同左同左同左 4-ph＊² 環Ｄ 1,4-ph 同左同左同左同左同左ｍ₁ １同左同左同左同左同左ｍ₂ １同左同左同左同左同左ｎ₁ １同左同左同左同左同左ｎ₂ ０同左同左同左同左同左ＹＣＯＯ同左同左同左同左同左Ｒ² Ｃ₂Ｈ₅ 同左同左同左Ｃ₃Ｈ₇ Ｃ₄Ｈ₉ ＊¹ 1,4-phは１，４−フェニレン基を示す。＊² 3-F-1,4-phは３−フルオロ−１，４−フェニレン基を示す。

【００３０】

【表５】化合物Ｎｏ．２５２６２７２８２９３０Ｒ¹ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₉Ｈ₁₉ Ｃ₁₀Ｈ₂₁ Ｃ₁₁Ｈ₂₃ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₈Ｈ₁₇ ＸＯ同左同左同左同左同左環Ａ 3-F-1, 同左同左同左同左同左 4-ph＊² 環Ｂ 1,4-ph＊¹ 同左同左同左同左同左環Ｃ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｄ 1,4-ph 同左同左同左同左同左ｍ₁ １同左同左同左同左同左ｍ₂ １同左同左同左同左同左ｎ₁ １同左同左同左同左同左ｎ₂ ０同左同左同左同左同左ＹＣＯＯ同左同左同左同左同左Ｒ² Ｃ₂Ｈ₅ 同左同左同左Ｃ₃Ｈ₇ Ｃ₄Ｈ₉ ＊¹ 1,4-phは１，４−フェニレン基を示す。＊² 3-F-1,4-phは３−フルオロ−１，４−フェニレン基を示す。

【００３１】

【表６】化合物Ｎｏ．３１３２３３３４３５３６Ｒ¹ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₉Ｈ₁₉ Ｃ₁₀Ｈ₂₁ Ｃ₁₁Ｈ₂₃ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｘ単結合同左同左同左同左同左環Ａ 1,4-ph＊¹ 同左同左同左同左同左環Ｂ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｃ 3-F-1, 同左同左同左同左同左 4-ph＊² 環Ｄ 1,4-ph 同左同左同左同左同左ｍ₁ １同左同左同左同左同左ｍ₂ １同左同左同左同左同左ｎ₁ １同左同左同左同左同左ｎ₂ ０同左同左同左同左同左ＹＣＯＯ同左同左同左同左同左Ｒ² Ｃ₂Ｈ₅ 同左同左同左Ｃ₃Ｈ₇ Ｃ₄Ｈ₉ ＊¹ 1,4-phは１，４−フェニレン基を示す。＊² 3-F-1,4-phは３−フルオロ−１，４−フェニレン基を示す。

【００３２】

【表７】化合物Ｎｏ．３７３８３９４０４１４２Ｒ¹ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₉Ｈ₁₉ Ｃ₁₀Ｈ₂₁ Ｃ₁₁Ｈ₂₃ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₈Ｈ₁₇ ＸＣＯＯ同左同左同左同左同左環Ａ 1,4-ph＊¹ 同左同左同左同左同左環Ｂ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｃ 3-F-1, 同左同左同左同左同左 4-ph＊² 環Ｄ 1,4-ph 同左同左同左同左同左ｍ₁ １同左同左同左同左同左ｍ₂ １同左同左同左同左同左ｎ₁ １同左同左同左同左同左ｎ₂ ０同左同左同左同左同左ＹＣＯＯ同左同左同左同左同左Ｒ² Ｃ₂Ｈ₅ 同左同左同左Ｃ₃Ｈ₇ Ｃ₄Ｈ₉ ＊¹ 1,4-phは１，４−フェニレン基を示す。＊² 3-F-1,4-phは３−フルオロ−１，４−フェニレン基を示す。

【００３３】

【表８】化合物Ｎｏ．４３４４４５４６４７４８Ｒ¹ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₉Ｈ₁₉ Ｃ₁₀Ｈ₂₁ Ｃ₁₁Ｈ₂₃ Ｃ₈Ｈ₁₇ Ｃ₈Ｈ₁₇ ＸＯ同左同左同左同左同左環Ａ 1,4-ph＊¹ 同左同左同左同左同左環Ｂ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｃ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｄ 1,4-ph 同左同左同左同左同左ｍ₁ １同左同左同左同左同左ｍ₂ ０同左同左同左同左同左ｎ₁ １同左同左同左同左同左ｎ₂ １同左同左同左同左同左ＹＣＯＯ同左同左同左同左同左Ｒ² Ｃ₂Ｈ₅ 同左同左同左Ｃ₃Ｈ₇ Ｃ₄Ｈ₉ ＊¹ 1,4-phは１，４−フェニレン基を示す。

【００３４】

【表９】化合物Ｎｏ．４９５０５１５２５３５４Ｒ¹ Ｃ₈Ｆ₁₇ Ｃ₉Ｆ₁₉ Ｃ₁₀Ｆ₂₁ Ｃ₁₁Ｆ₂₃ Ｃ₈Ｆ₁₇ Ｃ₈Ｆ₁₇ ＸＯ同左同左同左同左同左環Ａ 1,4-ph＊¹ 同左同左同左同左同左環Ｂ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｃ 1,4-ph 同左同左同左同左同左環Ｄ 1,4-ph 同左同左同左同左同左ｍ₁ １同左同左同左同左同左ｍ₂ １同左同左同左同左同左ｎ₁ ０同左同左同左同左同左ｎ₂ １同左同左同左同左同左ＹＣＯＯ同左同左同左同左同左Ｒ² Ｃ₂Ｈ₅ 同左同左同左Ｃ₃Ｈ₇ Ｃ₄Ｈ₉ ＊¹ 1,4-phは１，４−フェニレン基を示す。

【００３５】

【実施例】つぎに実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれにより限定されるものではない。

【００３６】実施例１４−｛〔（１Ｓ，２Ｓ）−２−エトキシカルボニルシク
ロペンチロキシ〕カルボニル｝フエニル−４′−ノニロ
キシビフェニル−４−カルボキシレートの合成

【化１０】４−ベンジロキシベンゾイルクロリド２．４７ｇ（１０
ｍｍｏｌ）と（１Ｓ，２Ｓ）−２−エトキシカルボニル
シクロペンタノール１．５８ｇ（１０ｍｍｏｌ）をトリ
エチルアミン１．１１ｇ（１１ｍｍｏｌ）を触媒とし
て、１晩以上反応させ、粗生成物を得る。この粗生成物
をヘキサン／酢酸エチル＝１０／１（ｖ／ｖ）の混合溶
液でシリカゲルを用いて分離精製し、（１Ｓ，２Ｓ）−
２−エトキシカルボニルシクロペンチル−４−ベンジロ
キシベンゾエート２．２１ｇ（６０％）を得る。この
（１Ｓ，２Ｓ）−２−エトキシカルボニルシクロペンチ
ル−４−ベンジロキシベンゾエート１．６０ｇ（４．３
ｍｍｏｌ）をパラジウムカーボン０．１６ｇを触媒とし
て、水素雰囲気下室温で１晩以上還元反応させ、（１
Ｓ，２Ｓ）−２−エトキシカルボニルシクロペンチル−
４−ヒドロキシベンゾエート１．０４ｇ（８７％）を得
る。この化合物１．３９ｇ（５ｍｍｏｌ）と４′−ノニ
ロキシビフェニル−４−カルボン酸クロリド１．７９ｇ
（５ｍｍｏｌ）をトリエチルアミン０．５５ｇ（５．５
ｍｍｏｌ）を触媒として、窒素雰囲気下室温で１晩以上
反応させ、粗生成物を得る。この粗生成物をヘキサン／
酢酸エチル＝１０／１（ｖ／ｖ）の混合溶液でシリカゲ
ルを用いて分離精製し、４−｛〔（１Ｓ，２Ｓ）−２−
エトキシカルボニルシクロペンチロキシ〕カルボニル｝
フエニル−４′−ノニロキシビフェニル−４−カルボキ
シレート２．１６ｇ（７２％）を得る。

【００３７】本化合物の¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃中、Ｔ
ＭＳ基準、δ値ｐｐｍ）は、８．２３（ｄ，２Ｈ），
８．０７（ｄ，２Ｈ），７．７０（ｄ，２Ｈ），７．６
０（ｄ，２Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．０１
（ｄ，２Ｈ），５．８０〜５．６５（ｍ，１Ｈ），４．
２６〜３．８８（ｍ，４Ｈ），３．１９〜３．００
（ｍ，１Ｈ），２．４９〜１．６０（ｍ，６Ｈ），１．
６０〜１．２０（ｍ，１７Ｈ），０．８８（ｔ，３Ｈ）
であった。

【００３８】また、前記化合物をポリイミドを塗布しラ
ビング処理を施した透明電極付ガラスからなる厚さ２μ
ｍのセルに注入し、ホットステージ付偏光顕微鏡観察に
よる相転移温度は表１０に示すとおりである（昇温およ
び降温速度は毎分１℃）。

【００３９】実施例２４−｛〔（１Ｓ，２Ｓ）−２−エトキシカルボニルシク
ロペンチロキシ〕カルボニル｝フエニル−４′−デシロ
キシビフェニル−４−カルボキシレートの合成実施例１に示した（１Ｓ，２Ｓ）−２−エトキシカルボ
ニルシクロペンチル−４−ヒドロキシベンゾエート１．
３９ｇ（５ｍｍｏｌ）と４′−デシロキシビフェニル−
４−カルボン酸クロリド１．８６ｇ（５ｍｍｏｌ）をト
リエチルアミン０．５５ｇ（５．５ｍｍｏｌ）を触媒と
して、窒素雰囲気下室温で１晩以上反応させ、粗生成物
を得る。この粗生成物をヘキサン／酢酸エチル＝１０／
１（ｖ／ｖ）の混合溶液でシリカゲルを用いて分離精製
し、４−｛〔（１Ｓ，２Ｓ）−２−エトキシカルボニル
シクロペンチロキシ〕カルボニル｝フエニル−４′−デ
シロキシビフェニル−４−カルボキシレート２．１８ｇ
（７１％）を得る。

【００４０】本化合物の¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃中、Ｔ
ＭＳ基準、δ値ｐｐｍ）は、８．２３（ｄ，２Ｈ），
８．０７（ｄ，２Ｈ），７．７０（ｄ，２Ｈ），７．６
０（ｄ，２Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．０１
（ｄ，２Ｈ），５．８０〜５．６５（ｍ，１Ｈ），４．
２６〜３．８８（ｍ，４Ｈ），３．１９〜３．００
（ｍ，１Ｈ），２．４９〜１．６０（ｍ，６Ｈ），１．
６０〜１．２０（ｍ，１９Ｈ），０．８８（ｔ，３Ｈ）
であった。

【００４１】また、前記化合物をポリイミドを塗布しラ
ビング処理を施した透明電極付ガラスからなる厚さ２μ
ｍのセルに注入し、ホットステージ付偏光顕微鏡観察に
よる相転移温度は表１０に示すとおりである（昇温およ
び降温速度は毎分１℃）。

【００４２】実施例３４−｛〔（１Ｓ，２Ｓ）−２−エトキシカルボニルシク
ロペンチロキシ〕カルボニル｝フエニル−４′−ウンデ
シロキシビフェニル−４−カルボキシレートの合成実施例１に示した（１Ｓ，２Ｓ）−２−エトキシカルボ
ニルシクロペンチル−４−ヒドロキシベンゾエート１．
３９ｇ（５ｍｍｏｌ）と４′−ウンデシロキシビフェニ
ル−４−カルボン酸クロリド１．９３ｇ（５ｍｍｏｌ）
をトリエチルアミン０．５５ｇ（５．５ｍｍｏｌ）を触
媒として、窒素雰囲気下室温で１晩以上反応させ、粗生
成物を得る。この粗生成物をヘキサン／酢酸エチル＝１
０／１（ｖ／ｖ）の混合溶液でシリカゲルを用いて分離
精製し、４−｛〔（１Ｓ，２Ｓ）−２−エトキシカルボ
ニルシクロペンチロキシ〕カルボニル｝フエニル−４′
−ウンデシロキシビフェニル−４−カルボキシレート
２．２０ｇ（７０％）を得る。

【００４３】本化合物の¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃中、Ｔ
ＭＳ基準、δ値ｐｐｍ）は、８．２３（ｄ，２Ｈ），
８．０７（ｄ，２Ｈ），７．７０（ｄ，２Ｈ），７．６
０（ｄ，２Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．０１
（ｄ，２Ｈ），５．８０〜５．６５（ｍ，１Ｈ），４．
２６〜３．８８（ｍ，４Ｈ），３．１９〜３．００
（ｍ，１Ｈ），２．４９〜１．６０（ｍ，６Ｈ），１．
６０〜１．２０（ｍ，２１Ｈ），０．８８（ｔ，３Ｈ）
であった。

【００４４】また、前記化合物をポリイミドを塗布しラ
ビング処理を施した透明電極付ガラスからなる厚さ２μ
ｍのセルに注入し、ホットステージ付偏光顕微鏡観察に
よる相転移温度は表１０に示すとおりである（昇温およ
び降温速度は毎分１℃）。

【００４５】

【表１０】表１０において、上段は昇温時に観察される相転移温
度、下段は降温時に観察される相転移温度を示す。

【００４６】実施例４光学活性部位がＣＦ₃系反強誘電性液晶化合物に、前記
一般式（Ｉ）に包含される実施例１の液晶化合物をブレ
ンドすることによって、主にヒステリシス特性、特にメ
モリーマージンに優れた結果を示す。以下にメモリーマ
ージンの測定法について記述する。ラビング処理したポ
リイミド配向膜を透明電極基板状に有するセル厚２．０
μｍの液晶セル〔日本電装（株）製〕に、測定する液晶
組成物を等方相において充填後（ホットプレートを使
用）、このセルを０．１〜１．０℃／ｍｉｎの温度勾配
で徐冷し（ホットステージを使用）液晶を析出させ液晶
物性測定セルを作製した。液晶物性測定セルをホットス
テージにセットし、これを２枚の偏光板を直交させた光
電子倍増管付き偏光顕微鏡に無電界の状態で暗視野とな
るように配置した。セル中の液晶が反強誘電相であると
きに、セルに±５０Ｖまたは±４０Ｖの三角波（１Ｈ
ｚ）を印加したときの光の相対透過率を印加した電圧に
対してグラフ化をすると図３のようにダブルヒステリシ
スを示す。図中に示すように、印加するプラス電圧（マ
イナス電圧）を大きくしていく（小さくしていく）過程
で相対透過率が１０％になる電圧をＶ１、印加するプラ
ス電圧（マイナス電圧）を大きくしていく（小さくして
いく）過程で相対透過率が９０％になる電圧をＶ２、さ
らに、三角波のピークを過ぎ、印加するプラス電圧（マ
イナス電圧）小さくなっていく（大きくなっていく）過
程で相対透過率が９０％になる電圧をＶ３とし、これら
を閾値電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と定義する。また、ヒステ
リシスの幅の目安としてメモリーマージンＶＭ１を導入
し、次式で定義する。メモリーマージンＶＭ１の数値が
大きい方がディスプレイには適している。

【数１】

【００４７】反強誘電性液晶組成物１

【化１１】上記反強誘電性液晶組成物１のメモリーマージンの測定
結果を表１１に示す。

【００４８】実施例５反強誘電性液晶組成物２

【化１２】上記反強誘電性液晶組成物２のメモリーマージンの測定
結果を表１１に示す。

【００４９】実施例６反強誘電性液晶組成物３

【化１３】上記反強誘電性液晶組成物３のメモリーマージンの測定
結果を表１１に示す。

【００５０】比較例１反強誘電性液晶組成物４

【化１４】上記反強誘電性液晶組成物４のメモリーマージンの測定
結果を表１１に示す。

【００５１】

【表１１】上記の新規な反強誘電性液晶化合物を５重量％程度ブレ
ンドすることにより、７０℃および６０℃、または３０
℃、２０℃において著しいメモリーマージンの向上が観
察された。

【００５２】

【効果】（１）本発明により五員環中に２つの不斉炭素をもつ光
学活性基を含む新規な液晶化合物を提供することができ
た。（２）請求項２と３の発明は、降温時のみではあるが反
強誘電性を示す新規な反強誘電性液晶を提供することが
できた。（３）ある特定の温度において、反強誘電性液晶組成物
のヒステリシス特性、特にメモリーマージンを大きく改
善することができた。（４）また、それ以外の温度においても、含有していな
いものとはほぼ同等のメモリーマージンを示した。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａが印加される三角波を、Ｂが市販ネマチック
液晶の、Ｃは二安定状態液晶の、Ｄは三安定状態液晶
の、それぞれの光学応答特性を示す。

【図２】電界印加は、無電界時の液晶分子の三つの安定
した配列状態を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。

【図３】三安定状態液晶のヒステリシスを示すものであ
り、横軸は印加電圧を、縦軸は透過率（％）を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｋ 19/46 9279−4ＨＣ０９Ｋ 19/46 Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（Ｉ）【化１】（式中、Ｒ¹は炭素数４〜１８のアルキル基およびハロ
アルキル基よりなる群から選ばれた基、Ｒ²は炭素数１
〜８のアルキル基およびハロアルキル基よりなる群から
選ばれた基、ＸとＹはＯ、ＣＯＯ、ＣＯおよび単結合よ
りなる群からそれぞれ独立して選ばれた基、環Ａ、環
Ｂ、環Ｃ、環Ｄは、核構成炭素に結合した水素がハロゲ
ンで置換されていてもよいフェニル基よりなる群からそ
れぞれ独立して選ばれた基であり、ｍ₁、ｍ₂、ｎ₁、ｎ₂
はそれぞれ０または１で、ｍ₁＋ｍ₂は１または２、ｎ₁
＋ｎ₂は１または２であり、＊は光学活性炭素を示
す。）で示される液晶化合物。
【請求項２】下記一般式（II）【化２】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｘ、環Ａ、環Ｂ、環Ｃおよび＊は前
記と同一である）で示される反強誘電性液晶化合物。
【請求項３】下記一般式（III）【化３】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｘ、環Ｃおよび＊は前記と同一であ
る）で示される反強誘電性液晶化合物。
【請求項４】下記一般式（IV）【化４】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｘ、環Ａ、環Ｂおよび＊は前記と同
一である）で示される反強誘電性液晶化合物。
【請求項５】請求項１、２、３または４の液晶化合物
を１種以上含有することを特徴とする液晶組成物。
【請求項６】請求項５記載の液晶組成物を用いたこと
を特徴とする液晶素子。