JPH10182594A - 液晶化合物およびそれを含む液晶組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来知られている反強誘電性液晶化合物の主
骨格を修飾することにより、具体的には主骨格中のエス
テル結合をチオエステル結合に変換することにより、安
定な反強誘電性を示すことは当然として、従来のディス
プレイ技術に充分対抗できる高速応答、低閾値電圧かつ
応答速度の温度依存性に優れた新規な反強誘電性液晶化
合物及びそれらを含む反強誘電性液晶組成物の提供。 【解決手段】 一般式〔１〕 【化１】 （式中、Ｒ¹は炭素数４〜１４のアルキル基、Ｒ²は２〜
１０のアルキル基であり、ＣｆはＣＨ₃またはＣＦ₃を示
し、Ｘは−Ｏ−、単結合または−ＣＯＯ−を示し、＊は
光学活性中心を示す。）で表される化合物よりなること
を特徴とする反強誘電性液晶化合物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室温付近ないし低
温域で安定な反強誘電性を示しかつディスプレイ表示上
不可欠な特性である高速応答および低閾値電圧を有し、
かつ応答速度の温度依存性に優れた反強誘電性液晶化合
物およびそれを含有する反強誘電性液晶組成物に関す
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。

【０００３】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方式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。薄膜トランジスタ方式は構造が複雑で製造時
の歩留りが低く、結果的に高価につく。

【０００４】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。

【０００５】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 Ｊｏｕｒｎａｌ ｄｅ Ｐｈｙ
ｓｉｑｕｅ，３６巻１９７５，Ｌ−６９）。

【０００６】さらに、１９８０年、ＣｌａｒｋとＬａｇ
ａｗａｌｌ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．，Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．３６．８９９（１９８０）〕。

【０００７】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、特に室温でディスプレーに要
求される実用特性を満足する強誘電性液晶はほとんど無
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。

【０００８】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。

【０００９】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．Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔａｌ．，Ｊａｐａｎ．Ｊ．ｏｆ
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２７，（５），Ｌ７２９−Ｌ７
３２（１９８８）〕。

【００１０】前記「三安定状態を有する」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
極基板との間に反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、前記反強
誘電性液晶が、無電界時に分子配向が第一の安定状態
〔図３（ａ）〕になり、液晶電気光学装置の透過率が第
一の安定状態（図１Ｄの１）を示し、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３（ｂ）〕になり液晶電
気光学装置の透過率が第２の安定状態（図１Ｄの２）を
示し、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３
（ｃ）〕になり液晶電気光学装置の透過率が第三の安定
状態（図１Ｄの３）を示すことを意味する。なお、この
三安定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６３−７０２１２号として出願し、特開
平２−１５３３２２号として公開されている。

【００１１】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２（ａ）および（ｂ）のように一方向に均一配
向した２つの安定状態を持ち、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。

【００１２】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。

【００１３】一方、“反”強誘電性液晶は三安定状態を
示すＳｍＣ＊A相（本明細書ではＳ＊(3)相と表示）で
は、上記液晶電気光学装置において、無電界時には、図
３（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１
Ｄの１に対応している。

【００１４】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３（ｂ）および（ｃ）
に示すごとく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。

【００１５】“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もって三安定状態間をマ
イクロセカンドオーダーの高速スイッチングを行うもの
である。

【００１６】すなわち、印加電界の極性と大きさにより
液晶の分子配列が変化して、液晶の光学軸を三状態に変
化させることができ、このような液晶の三状態を一対の
偏光板にはさみ込むことにより電気光学的表示装置とし
て用いることができる。交流三角波の印加電圧に対して
光透過率をプロットすると図４のようなダブル・ヒステ
リシスを示す。

【００１７】このダブル・ヒステリシスに、図４の
（Ａ）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。

【００１８】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
表示を行なうことができるため、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。

【００１９】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、第一
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。

【００２０】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。

【００２１】“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．Ｃｈａｎｄａｎｉ
ｅｔａｌ.，Ｊａｐａｎ Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ.，２
８，Ｌ−１２６５（１９８９）および２）Ｈ．Ｏｒｉｈ
ａｒａ ｅｔａｌ.，Ｊａｐａｎ Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ.，２９，Ｌ−３３３（１９９０）に報告されてお
り、“反”強誘電的性質にちなみＳ＊Ｃ A相（Ａｎｔｉ
ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｍｅｃｔｉｃ Ｃ＊
相）と命名しているが本発明者らは、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。

【００２２】三安定状態を示す“反”強誘電相Ｓ＊(3)
相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２−１５３３
２２号、特開平２−１７３７２４号において新しい提案
を行っている。

【００２３】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。

【００２４】現在、一般的に反強誘電性液晶材料として
知られている反強誘電性液晶化合物が高速応答を有して
いることは周知の事実であるが、他のディスプレイ技術
を凌駕するためには、さらなる高速応答化が求められて
いる。また、省電力型ディスプレイ技術の観点からは、
一般的に反強誘電性液晶材料として知られている反強誘
電性液晶化合物の低閾値電圧化が求められている。さら
に、一般的に反強誘電性液晶材料として知られている反
強誘電性液晶化合物は、応答速度の温度依存性が大きい
ため、ディスプレイ表示した際に、表示むら等の欠点が
生じる可能性があることが懸念されている。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
知られている反強誘電性液晶化合物の主骨格を修飾する
ことにより、具体的には主骨格中のエステル結合をチオ
エステル結合に変換することにより、安定な反強誘電性
を示すことは当然として、従来のディスプレイ技術に充
分対抗できる高速応答、低閾値電圧かつ応答速度の温度
依存性に優れた新規な反強誘電性液晶化合物及びそれら
を含む反強誘電性液晶組成物を提供することである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために、具体的には、主骨格中のエステル結
合をチオエステル結合に変換した反強誘電性液晶化合物
の合成に関する鋭意努力を行っており、このたび安定な
反強誘電性を示すことは当然として、従来のディスプレ
イ技術に充分対抗できる高速応答、低閾値電圧かつ応答
速度の温度依存性に優れた新規な反強誘電性液晶化合物
を合成することに成功し、本発明を完成するに至った。

【００２７】即ち、本発明の第１は、一般式〔１〕

【化２】 （式中、Ｒ¹は炭素数４〜１４のアルキル基、Ｒ²は２〜
１０のアルキル基であり、ＣｆはＣＨ₃またはＣＦ₃を示
し、Ｘは−Ｏ−、単結合または−ＣＯＯ−を示し、＊は
光学活性中心を示す。）で表される化合物よりなること
を特徴とする反強誘電性液晶化合物に関する。

【００２８】また、本発明の第２は、前記請求項１記載
の液晶化合物を１種以上含有することを特徴とする反強
誘電性液晶組成物に関する。

【００２９】本発明化合物の一般的な合成方法を以下に
示し、その反応式は〔化３〕、〔化４〕に示す。

【００３０】２−フルオロ−４−ニトロトルエン（ｉ）
に水、重クロム酸ナトリウムを混合し、撹拌しながら濃
硫酸を１１０℃で滴下した。１時間反応後氷水に分散
し、酢酸エチルで抽出し、抽出液を希硫酸および水で洗
浄した。これを水酸化ナトリウム溶液で抽出し、塩酸酸
性とした後、酢酸エチルで抽出し得られた酢酸エチル溶
液を水洗、乾燥し、溶媒を留去して２−フルオロ−４−
ニトロ安息香酸を得た（ii）。

【００３１】２−フルオロ−４−ニトロ安息香酸（ii）
をテトラヒドロフランに溶解し、１０％パラジウムカー
ボンを加え、５時間水素ガスを通じた後、１０％パラジ
ウムカーボンをろ別し、テトラヒドロフランを留去して
２−フルオロ−４−アミノ安息香酸を得た（iii）。

【００３２】亜硝酸ナトリウムを水に溶解し、２−フル
オロ−４−アミノ安息香酸（iii）を１Ｎ塩酸に溶解し
た溶液中へ氷冷下に滴下した。こうして得られた水溶液
を、硫化ナトリウムおよび硫黄を水に加熱融解し、水酸
化ナトリウムを加えたものに、氷冷時滴下した。これを
室温で３時間撹拌した後、塩酸酸性とし、析出した結晶
をろ別し、テトラヒドロフランに溶解し、飽和塩化ナト
リウムで洗浄、乾燥、溶媒留去して３−フルオロ−４−
カルボン酸ジスルフィド（iv）の粗精製物を得た。

【００３３】この３−フルオロ−４−カルボン酸ジスル
フィド（iv）を塩化メチレンに分散し、塩化チオニルを
加えて８時間還流した後、溶媒および過剰の塩化チオニ
ルを留去し３−フルオロ−４−カルボン酸クロリドジス
ルフィド（ｖ）の粗精製物を得た。

【００３４】２−オクタノール、トリエチルアミン、ジ
メチルアミノピリジンを塩化メチレンに溶解し、氷冷
下、３−フルオロ−４−カルボン酸クロリドジスルフィ
ド（ｖ）を塩化メチレンに溶解し、滴下し、窒素雰囲気
下室温で一晩以上反応させる。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
ンを留去することにより、３−フルオロ−４−カルボン
酸エステルジスルフィド粗精製物（vi）を得る。この粗
精製物をヘキサン／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、３−フルオロ−４−カルボン酸エ
ステルジスルフィド（vi）の精製物を得る。

【００３５】４′−ノニルオキシ−３−フルオロ−４−
ビフェニルカルボン酸（vii）と上記の方法で得た３−
フルオロ−４−カルボン酸エステルジスルフィド（vi）
をトリフェニルホスフィン、アセトニトリルと一晩以上
加熱還流した。塩化メチレンを用いて抽出し、無水硫酸
マグネシウムで脱水し、塩化メチレンを留去することに
より、４−（２−オクチルオキシカルボニル）−３−フ
ルオロフェニル−４′−ノニルオキシ−２−フルオロビ
フェニル−４−チオカルボキシレート（viii）の粗精製
物を得る。この粗精製物をヘキサン／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、４−（２−オク
チルオキシカルボニル）−３−フルオロフェニル−４′
−ノニルオキシ−２−フルオロビフェニル−４−チオカ
ルボキシレート（viii）を得る。これは、エタノールを
用いて更に精製することができる。

【００３６】また、上記の粗精製物の分離精製、エステ
ル合成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。

【００３７】

【化３】

【００３８】

【化４】

【００３９】つぎに本発明の化合物の具体例を表で示
す。

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】

【表５】

【００４４】

【表６】

【００４５】

【表７】

【００４６】つぎに、実施例における応答速度および閾
値電圧の測定方法について記述する。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２μｍのセルに注入し、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。

【００４７】セル中の液晶が反強誘電性相であるとき
に、セルに図６（Ａ）に示すような±５０Ｖの矩形波を
印加したときの光の相対透過率の変化から応答時間τを
求めることができる。τは強誘電相の状態（マイナス側
の矩形波電圧終了時）から反強誘電相の状態を経由して
次の強誘電相の状態（プラス側の矩形波電圧印加により
相対透過率が９０％に達したとき）になるまでの時間で
ある。

【００４８】また、応答速度の温度依存性を表すτＩは
以下の式により求めることができる。

【数１】τＩ（３０／１０）＝ｌｏｇ（τ１０）／ｌｏ
ｇ（τ３０） ｌｏｇ（τ３０）；３０℃における応答速度 ｌｏｇ（τ１０）；１０℃における応答速度

【００４９】さらに、セル中の液晶が反強誘電性相であ
るときに、セルに±５０Ｖまたは±４０Ｖの三角波（１
Ｈｚ）を印加した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５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とする。今回
は、Ｖ₂をここで言う閾値電圧と定義する。

【００５０】

【実施例】以下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何ら限定されるものではない。

【００５１】実施例１ ４−（２−オクチルオキシカルボニル）−３−フルオロ
フェニル−４′−ｎ−ノニルオキシ−２−フルオロビフ
ェニル−４−チオカルボキシレートの合成

【化５】

【００５２】２−フルオロ−４−ニトロトルエン（ｉ）
５５ｇに水３３０ｍｌ、重クロム酸ナトリウム２１２ｇ
を混合し、撹拌しながら濃硫酸を１１０℃で滴下した。
１時間反応後氷水に分散し、酢酸エチルで抽出し、抽出
液を希硫酸および水で洗浄した。これを１０％水酸化ナ
トリウム溶液で抽出し、塩酸酸性とした後、酢酸エチル
で抽出し得られた酢酸エチル溶液を水洗、乾燥し、溶媒
を留去して２−フルオロ−４−ニトロ安息香酸２８．６
ｇを得た（ii）。

【００５３】２−フルオロ−４−ニトロ安息香酸（ii）
２．２ｇをテトラヒドロフラン２２ｍｌに溶解し、１０
％パラジウムカーボン０．５ｇを加え、５時間水素ガス
を通じた後、１０％パラジウムカーボンをろ別し、テト
ラヒドロフランを留去して２−フルオロ−４−アミノ安
息香酸１．８ｇを得た（iii）。

【００５４】亜硝酸ナトリウム９．８ｇを水７５ｍｌに
溶解し、２−フルオロ−４−アミノ安息香酸（iii）２
２ｇを１Ｎ塩酸１６０ｍｌに溶解した溶液中へ氷冷下に
滴下した。こうして得られた水溶液を、硫化ナトリウム
３７．５ｇおよび硫黄５．０ｇを水１５０ｍｌに加熱融
解し、４％水酸化ナトリウム１４６ｇを加えたものに、
氷冷時滴下した。これを室温で３時間撹拌した後、塩酸
酸性とし、析出した結晶をろ別し、テトラヒドロフラン
に溶解し、飽和塩化ナトリウムで洗浄、乾燥、溶媒留去
して３−フルオロ−４−カルボン酸ジスルフィド（iv）
の粗精製物１６．０ｇを得た。

【００５５】この３−フルオロ−４−カルボン酸ジスル
フィド（iv）１６．０ｇを塩化メチレン１６０ｍｌに分
散し、塩化チオニル２０ｍｌを加えて８時間還流した
後、溶媒および過剰の塩化チオニルを留去し３−フルオ
ロ−４−カルボン酸クロリドジスルフィド（ｖ）の粗精
製物１７．７ｇを得た。

【００５６】２−オクタノール１３．３ｇ、トリエチル
アミン１１．０ｇ、ジメチルアミノピリジン１．２ｇを
塩化メチレンに溶解し、氷冷下、３−フルオロ−４−カ
ルボン酸クロリドジスルフィド（ｖ）１７．７ｇを塩化
メチレンに溶解し、滴下し、窒素雰囲気下室温で一晩以
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、塩化メチレンを留去するこ
とにより、３−フルオロ−４−カルボン酸エステルジス
ルフィド粗精製物（vi）２２ｇを得る。この粗精製物を
ヘキサン／酢酸エチル＝２０／１の混合溶液でシリカゲ
ルを用いて分離精製し、３−フルオロ−４−カルボン酸
エステルジスルフィド（vi）６．１ｇの精製物を得る。

【００５７】４′−ｎ−ノニルオキシ−３−フルオロ−
４−ビフェニルカルボン酸（vii）０．９７ｇと上記の
方法で得た３−フルオロ−４−カルボン酸エステルジス
ルフィド（vi）１．５３ｇをトリフェニルホスフィン
０．９ｇ、アセトニトリル６０ｍｌと一晩以上加熱還流
した。塩化メチレンを用いて抽出し、無水硫酸マグネシ
ウムで脱水し、塩化メチレンを留去することにより、４
−（２−オクチルオキシカルボニル）−３−フルオロフ
ェニル−４′−ｎ−ノニルオキシ−２−フルオロビフェ
ニル−４−チオカルボキシレート（viii）の粗精製物を
得る。この粗精製物をヘキサン／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、４−（２−オクチル
オキシカルボニル）−３−フルオロフェニル−４′−ｎ
−ノニルオキシ−２−フルオロビフェニル−４−チオカ
ルボキシレート（viii）０．６１ｇ（３６％）を得る。
これは、エタノールを用いて更に精製することができ
る。

【００５８】また、上記の粗精製物の分離精製、エステ
ル合成及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。

【００５９】本化合物の¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃中、Ｔ
ＭＳ基準、δ値ｐｐｍ）は８．３〜６．９（ｍ，１０
Ｈ）、５．３〜５．１（ｍ，１Ｈ）、４．１〜３．９
（ｔ，２Ｈ）、１．９〜０．８（ｍ，３３Ｈ）であっ
た。また、上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２μｍ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
移温度を表８に示す。また、３０℃、１０℃における応
答速度および［数１］で表わされるτＩ、３０℃におけ
る閾値電圧も表８に示す。

【００６０】実施例２ ４−（２−オクチルオキシカルボニル）−３−フルオロ
フェニル−４′−ｎ−ヘプチルオキシ−２−フルオロビ
フェニル−４−チオカルボキシレートの合成

【化６】

【００６１】４′−ヘプチルオキシ−３−フルオロ−４
−ビフェニルカルボン酸（vii）０．８９ｇと上記の方
法で得た３−フルオロ−４−カルボン酸エステルジスル
フィド（vi）１．５３ｇをトリフェニルホスフィン０．
９ｇ、アセトニトリル６０ｍｌと一晩以上加熱還流し
た。塩化メチレンを用いて抽出し、無水硫酸マグネシウ
ムで脱水し、塩化メチレンを留去することにより、４−
（２−オクチルオキシカルボニル）−３−フルオロフェ
ニル−４′−ｎ−ヘプチルオキシ−２−フルオロビフェ
ニル−４−チオカルボキシレート（viii）の粗精製物を
得る。この粗精製物をヘキサン／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、４−（２−オクチル
オキシカルボニル）−３−フルオロフェニル−４′−ｎ
−ヘプチルオキシ−２−フルオロビフェニル−４−チオ
カルボキシレート（viii）０．６１ｇ（３８％）を得
る。これは、エタノールを用いて更に精製することがで
きる。

【００６２】また、上記の粗精製物の分離精製、エステ
ル合成及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。

【００６３】本化合物の¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃中、Ｔ
ＭＳ基準、δ値ｐｐｍ）は８．３〜６．９（ｍ，１０
Ｈ）、５．３〜５．１（ｍ，１Ｈ）、４．１〜３．９
（ｔ，２Ｈ）、１．９〜０．８（ｍ，２９Ｈ）であっ
た。また、上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２μｍ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
移温度を表８に示す。また、３０℃、１０℃における応
答速度および［数１］で表わされるτＩ、３０℃におけ
る閾値電圧も表８に示す。

【００６４】比較例１ ４−（２−オクチルオキシカルボニル）−３−フルオロ
フェニル−４′−ｎ−ノニルオキシ−２−フルオロビフ
ェニル−４−カルボキシレートの利用

【化７】 上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２μｍ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を表
８に示す。また、３０℃、１０℃における応答速度およ
び［数１］で表わされるτＩ、３０℃における閾値電圧
も表８に示す。

【００６５】比較例２ ４−（２−オクチルオキシカルボニル）−３−フルオロ
フェニル−４′−ｎ−ヘプチルオキシ−２−フルオロビ
フェニル−４−カルボキシレートの利用

【化８】 上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２μｍ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を表
８に示す。また、３０℃、１０℃における応答速度およ
び［数１］で表わされるτＩ、３０℃における閾値電圧
も表８に示す。

【００６６】

【表８】

【００６７】これらのデータを基にして実施例１と比較
例１を比較すると、 １）１０℃の応答速度が約４７％高速化した。 ２）τＩは約１％改善された。 ３）閾値電圧は約７％低下し、省電力化が図れた。 さらに、実施例２と比較例２を比較すると、 １）１０℃の応答速度が約５３％高速化した。 ２）τＩは約２％改善された。 ３）閾値電圧は約３１％低下し、省電力化が図れた。

【００６８】

【効果】従来知られている反強誘電性液晶化合物の主骨
格を修飾することにより、具体的には主骨格中のエステ
ル結合をチオエステル結合に変換することにより、安定
な反強誘電性を示すことは当然として、従来のディスプ
レイ技術に充分対抗できる高速応答、低閾値電圧かつ応
答速度の温度依存性に優れた新規な反強誘電性液晶化合
物を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は印加される三角波を、（Ｂ）は市販の
ネマチック液晶の、（Ｃ）は二状態液晶の、（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】クラーク／ラガバァルにより提案された強誘電
性液晶分子の二つの安定した配向状態を示す。

【図３】（Ａ）は、本発明の“反”強誘電性液晶分子の
三つの安定した配向状態を示す。（Ｂ）は、（Ａ）の各
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応した三状態スイッチング
と液晶分子配列の変化を示す。

【図４】“反”強誘電性液晶分子が印加電圧に対してダ
ブルヒステリシスを描いて光透過率が変化することを示
す印加電圧−光透過率特性図である。

【図５】三角波印加電圧に対する相対透過率のヒステリ
シス曲線のモデルを示す。

【図６】（Ａ）は印加電圧と時間の関係を示し、（Ｂ）
はその印加電圧がかかったときの液晶分子の応答状態を
示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山川 則子 東京都港区台場２丁目３番２号 昭和シェ ル石油株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式〔１〕 【化１】 （式中、Ｒ¹は炭素数４〜１４のアルキル基、Ｒ²は２〜
   １０のアルキル基であり、ＣｆはＣＨ₃またはＣＦ₃を示
   し、Ｘは−Ｏ−、単結合または−ＣＯＯ−を示し、＊は
   光学活性中心を示す。）で表される化合物よりなること
   を特徴とする反強誘電性液晶化合物。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載の液晶化合物を１種以
   上含有することを特徴とする反強誘電性液晶組成物。