JPH1045673A

JPH1045673A - 液晶化合物

Info

Publication number: JPH1045673A
Application number: JP8197735A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mineta; 浩嶺田; Hironori Motoyama; 裕規本山; Tomoyuki Yui; 知之油井; Masahiro Kino; 正博城野
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-02-17

Abstract

(57)【要約】【課題】新規な反強誘電性液晶またはフェリ誘電性液
晶を見いだす。【解決手段】下記一般式(1) で表される液晶化合物で
あり、該化合物はｍ、ｎの価により反強誘電性液晶また
はフェリ誘電性液晶となる。【化１】 (式中の Rは直鎖アルキル基、ｍは 2〜7 の整数、ｎは
１以上の整数、C*は不斉炭素である。) 【効果】室温を中心とする広い温度範囲で反強誘電相
またはフェリ誘電相を示す新規な液晶化合物が得られ
た。

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であ
り、その液晶相系列において反強誘電相が主体である反
強誘電性液晶、およびその液晶相系列においてフェリ誘
電相が主体であるフェリ誘電性液晶に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、低電圧作動性、低消費
電力性、薄型表示が可能である事等により、現在までに
各種の小型表示素子に利用されてきた。しかし、昨今の
情報、ＯＡ関連機器分野、あるいは、テレビ分野への液
晶表示素子の応用、用途拡大に伴って、これまでのＣＲ
Ｔ表示素子を上回る表示容量、表示品質を持つ高性能大
型液晶表示素子の要求が、急速に高まってきた。

【０００３】しかしながら、現在のネマチック液晶を使
用する限りにおいては、液晶テレビ用に採用されている
アクテイブマトリックス駆動液晶表示素子（ＴＦＴ）で
も、製造プロセスの複雑さと歩留りの低さにより、その
大型化、低コスト化は容易ではない。又、単純マトリッ
クス駆動のＳＴＮ型液晶表示素子（ＳＴＮ）にしても、
大容量駆動は必ずしも容易ではなく、応答時間にも限界
があり動画表示は困難である。従って、ネマチック液晶
表示素子は、上記の高性能大型液晶表示素子への要求を
満足するものとはいい難いのが実状である。

【０００４】さらに表示品質の面では、ネマチック液晶
を用いるＴＦＴ、ＳＴＮ表示素子のいずれにおいても視
野角の狭さが大きな問題となっている。種々の改善策が
提案されているが、ネマチック液晶を用いている限りに
おいてその抜本的改善策を見いだすことは困難である。

【０００５】このような状況のなかで、高速，広視野角
液晶表示素子として注目されてきたのが、強誘電性液晶
を用いた液晶表示素子である。クラ−クとラガバ−ルに
より発表された表面安定化型強誘電性液晶（ＳＳＦＬ
Ｃ）素子は、その従来にない速い応答速度と広い視野角
を有する事が注目され、そのスイッチング特性は詳細に
検討されおり、種々の物性定数を最適化するため多くの
強誘電性液晶が合成されてきた。しかしながらしきい値
特性が不十分である、層の構造がシェブロン構造をして
いるなどから実用上問題のないコントラストを得るため
には、液晶の配向に関して特別な工夫が必要である。さ
らに液晶分子の配向制御が極めて困難で、ＳＳＦＬＣの
最大の特徴の１つである双安定性を再現性良く実現する
のは容易でない。また機械的衝撃に依って配向が破壊さ
れそれの回復が困難であるなどの問題があり、素子の実
用化には当たってはこれらの問題の克服も必要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、液晶
素子の大型化、高精細化のために新しいモードの開発を
含め様々な努力がなされているが、そのような状況の中
でこれらとはまったく別のスイッチング機構の素子の開
発も同時に進められている。反強誘電相がその相系列中
で最も広い液晶（以下「反強誘電性液晶」と呼ぶ）の三
安定状態間のスイッチングが、これらの新しいスイッチ
ング機構の１つである(Japanese Journal of Applied P
hysics, Vol.27, pp.L729, 1988 ）。

【０００７】反強誘電性液晶は３つの安定な状態を有す
る。すなわち、強誘電性液晶素子で見られる２つのユニ
フォ−ム状態(Ur, Ul)と第三状態である。この第三状態
が反強誘電相であることをChandaniらが報告している(J
apanese Journal of Applied Physics, Vol.28, pp.L12
61, 1989、JapaneseJournal of Applied Physics, Vol.
28, pp.L1265, 1989 ）。

【０００８】このような三安定状態間のスイッチングが
反強誘電性液晶素子の第１の特徴である。反強誘電性液
晶素子の第２の特徴は印加電圧に対して明確なしきい値
が存在することである。更にメモリー性を有しておりこ
れが反強誘電性液晶素子の第３の特徴である。これらの
優れた特徴を利用することにより応答速度が速く、コン
トラストが良好な液晶表示素子を実現できる。

【０００９】又、もう一つの大きな特徴として層構造が
電界により容易にスイッチングする事があげられる(Jap
anese Journal of Applied Physics, Vol.28, pp.L119,
1989、Japanese Journal of Applied Physics, Vol.29,
pp.L111, 1990）。このことにより欠陥が極めて少なく
配向の自己修復能力のある液晶表示素子の作製が可能と
なりコントラストに優れた液晶素子を実現できる。

【００１０】反強誘電性液晶物質としては、特開平1-21
3390、同1-316339、同1-316367、同1-316372、同12-281
28の各公報、及びLiquid Crystals, Vol.6, pp.167,198
9 に記載のものが知られている。反強誘電性液晶に関す
る研究の歴史が浅いために現在までに知られている反強
誘電性液晶物質の数は強誘電性液晶に比べ多くはない
が、研究の進展にともなって次第にその数を増してい
る。

【００１１】一方実用上の観点から反強誘電性液晶を見
た場合、次の (1)〜(4) のような特性を持つことが望ま
しい。 (1) 素子の走査線数を多くする（高精細化）ために、で
きるだけ応答速度が速いこと。 (2) 駆動のための電圧が低いこと。 (3) 高輝度の画面を実現するためにできるだけチルト角
が大きいこと。 (4) 反強誘電相が室温を中心として広い温度範囲で存在
すること。

【００１２】一般的に上記の諸条件を単一の液晶で満た
すことは困難で、上記の条件の少なくとも１つの条件に
優れた液晶物質（以下「主成分液晶」と適宜記す）にそ
の他の特性を補完する物質を混合して液晶組成物を調製
し実用材料とする。現在まで合成されている反強誘電性
液晶の一般的な傾向として、応答速度が速く、しきい値
電圧が低い液晶はチルト角が小さく、またチルト角が大
きい液晶は応答速度が遅く、しきい値電圧が高い傾向が
認められている。また、反強誘電相の温度範囲に関して
は、反強誘電相の下限温度が室温付近であることが多
い。

【００１３】一般的に主成分液晶は、上記条件のうち特
に(1) 、(3) のいずれかの条件を満たしていることが望
ましい。何故ならしきい値電圧は既に本発明者らが特開
平6-184536号で明らかにしたようにある種の液晶化合物
を混合することによって低下させることが可能であり、
また、反強誘電相の下限温度の拡大は同じく本発明者ら
が特開平5-65486 号で明らかにしたような方法で可能だ
からである。しかしながら、(1) 、(3) については、添
加物によってある程度の改善は可能であるが、初めから
あるレベル以上の特性であることが望ましい。

【００１４】一方、アクテイブマトリックス（ＡＭ）表
示素子において、液晶材料としてＴＮ（ツイステッドネ
マチック）液晶を用いているため、次のような問題が生
じている。 (a).ＴＮ液晶はネマチック液晶であり、応答速度が一般
的に遅く（数十ｍｓ）、動画表示を行うとき良好な画質
が得られない。 (b).液晶分子のねじれ状態（ツイスト配向）を利用して
表示するため、視野角が狭い。特に階調表示を行うと、
視野角が急激に狭くなる。すなわち、ディスプレイを見
る角度によって、コントラスト比、色などが変わってし
まう。

【００１５】これらの問題を解決するため、ＴＮ液晶に
代えて、強誘電性液晶や反強誘電性液晶を採用したＡＭ
パネルの提案も近年行われているが（特開平5-249502、
同5-150257、同6-95080 等）、これらの液晶にも次のよ
うな問題点があり実用化の壁は厚いのが現状である。

【００１６】(c).強誘電性液晶は自発分極を有している
が、自発分極が常に存在するため画面の焼き付きが起こ
りやすく駆動が困難となる。また、強誘電性液晶は表面
安定化型モードで表示する場合黒、白の２値表示しかで
きないため、階調表示は極めて困難である。 (d).反強誘電性液晶は、永久自発分極が存在しないた
め、(c) の焼き付の問題は回避されている。しかしなが
ら、ＡＭ駆動においては、少なくとも10Ｖ以下で駆動す
る液晶材料が必要であるが、反強誘電性液晶は一般にし
きい値電圧が大きく、低電圧駆動は困難である。 (e).また、光学応答に履歴（ヒステリシス）があるため
階調表示が困難であるなどの問題を有している。

【００１７】これらのことから本発明のもう一つの目的
は、以上のような問題点を解決できるＡＭ駆動に適した
新しい材料を提供することにあるが、この新しい材料と
してフェリ誘電性液晶が考えられる。フェリ誘電相 (SC
γ* 相）を有するフェリ誘電性液晶は、1989年、 4-(1-
メチルヘプチロキシカルボニル）フェニル＝4-(4'-オク
チルオキシビフェニル）カルボキシレート (略称 MHPOB
C)において初めて発見された（Japanese Journal ofApp
lied Physics, Vol.29, No.1, 1990, pp.L131-137）。

【００１８】MHPOBCの構造式ならびに相転移温度（℃）
を次に示した。構造式 : C₈H₁₇-O-Ph-Ph-COO-Ph-COO-C*H(CH₃)-C₆H₁₃ 但し、Phは1,4-フェニレン基、C*は不斉炭素を表す。相系列 : I(147)SA(122)SCα*(121)SC*(119)SCγ*(11
8)SCA*(65)SIA*(30)Cr 但し、I は等方相、SAはスメクチックＡ相、SCα* はカ
イラルスメクチックＣα相、SC* はカイラルスメクチッ
クＣ相（強誘電相）、SCγ* はカイラルスメクチックＣ
γ相（フェリ誘電相）、SCA*はカイラルスメクチックＣ
Ａ相（反強誘電相）、SIA*はカイラルスメクチックＩＡ
相、Crは結晶相を示す。

【００１９】フェリ誘電性液晶を説明するために、図１
にフェリ誘電相における分子配列状態を、図２にフェリ
誘電相の三角波に対する光学応答を示した。フェリ誘電
相では図１の FI(+)あるいはFI(-) の分子配列をしてい
る。電場のない状態では、 FI(+)とFI(-) とは等価であ
るので共存している。従って、平均的な光軸は層法線方
向となり、図１に示した偏光板の条件下では暗状態とな
る。この状態は、図２において電圧０で透過光強度が０
のところに相当する。

【００２０】また、 FI(+)およびFI(-) は、分子配列状
態から明らかなようにそれぞれ自発分極を有するが、こ
れらの共存状態では自発分極を打ち消し合うため、平均
的な自発分極は零となる。このことから、フェリ誘電性
液晶は、反強誘電性液晶と同様に強誘電性液晶に見られ
る焼き付き現象から逃れられる。

【００２１】フェリ誘電性液晶に電圧を印加していく
と、強誘電状態に達するよりも低い電圧で、消光位を持
つ領域（ドメイン）が現れる。この領域は、強誘電状態
ほどではないが、法線方向より傾いた方向に光軸を有し
ていることを示している。この中間的な状態が FI(+)ま
たはFI(-) と考えられる。なお、この場合、図２におい
て、電圧 0Ｖと 4Ｖの間で連続的な透過光強度の変化で
はなく、階段上の透過光強度が観測されるはずである。
しかし、図２では連続的な透過光強度が観測された。こ
れは FI(+)→FO(+) 、または FI(-)→FO(-) へのしきい
値電圧が明確でないことによると考えられる。本発明で
は、以上説明した中間状態が必ず観測される液晶相をフ
ェリ誘電相と、該フェリ誘電相がその相系列中で最も広
い液晶化合物をフェリ誘電性液晶物質と呼ぶ。

【００２２】さらに、印加電圧を高くすると、電場の向
きに応じ安定な状態である強誘電相FO(+) またはFO(-)
に相転移する。すなわち、図２において透過光強度が飽
和状態（左右の平坦部）となったものが FO(+)またはFO
(-) である。この強誘電状態 FO(+)あるいはFO(-) で
は、フェリ誘電状態 FI(+)あるいはFI(-) より更に大き
な自発分極が発現することが図１より分かる。以上のよ
うに、フェリ誘電相では、 FI(+)とFI(-) の共存状態を
暗、強誘電状態 FO(+)およびFO(-) を明として使用でき
る。

【００２３】従来の強誘電性液晶は、FO(+) 、FO(-) 間
のスイッチングであったのに対し、フェリ誘電性液晶で
は FO(+)、 FI(+)、FI(-) および FO(-)の４状態間でス
イッチングをするという大きな特徴を有している。ま
た、その表示原理はいずれも液晶の複屈折性を利用した
ものであり、視角依存性の小さな表示素子の作製が可能
である。

【００２４】フェリ誘電性液晶は図２に示されているよ
うに、一般的にフェリ誘電状態から強誘電状態へ変化す
る電圧と、強誘電状態からフェリ誘電状態へ変化する電
圧の差が小さい、即ちヒステリシスの幅が非常にせまい
傾向が強く、Ｖ字形の光学応答性を示すのが特徴で、上
記の(e) の問題はなく、ＡＭ駆動及びＡＭ駆動における
階調表示に適した性質を持っている。また、フェリ誘電
性液晶の電圧による変化に於て、フェリ誘電状態から強
誘電状態へ変化する電圧であるしきい値電圧は、反強誘
電性液晶に比べてはるかに小さい傾向を有し、上記の
(d) の問題も小さく、フェリ誘電性液晶はＡＭ駆動に適
しているといえる。

【００２５】しかしながら、現在まで合成されたフェリ
誘電性液晶の数はきわめて少なく、更に従来知られてい
たフェリ誘電性液晶はＡＭ駆動素子への応用を考えたと
き、応答速度、しきい値電圧の面で満足すべきものは見
いだされていない。本発明はこの様な観点から行われた
ものであり、不斉炭素上にトリフルオロメチル基、末端
にエトキシ基を有する光学活性アルコールを用いて塩素
置換されたフェニル基を有するフェニルエステル液晶を
製造したとき、主成分液晶として用いるに十分に大きな
チルト角を有し、高速な応答速度を示す単純マトリック
ス駆動に使用できる反強誘電性液晶或いはＡＭ駆動に使
用できるフェリ誘電性液晶が得られることを見いだし本
発明を完成したものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、下
記一般式(1) で表される液晶化合物である。

【化２】（式中Ｒは直鎖アルキル基、m は 2〜7 の整数ｎは１
以上の整数、C*は不斉炭素である）

【００２７】本発明においては、該一般式(1) におい
て、ｍが５または７で、ｎが２のときは反強誘電性液晶
を与え、該一般式(1) において、ｍが５で、ｎが１また
は３のとき、並びに該一般式(1) において、ｍが２〜４
で、ｎが２のときはフェリ誘電性液晶を与える。

【００２８】本発明で使用される光学活性アルコール
は、本発明者らが既に明らかにした方法（特開平4-983
号など）を用いることによって容易に製造される。その
製造法の概略は次の通りである。 (イ) Br(CH₂)_mOC_nH_2n+1 + Mg → MgBr(CH₂)_mOC_nH_2n+1 (ロ) (イ) + CF₃COOH → CF₃CO(CH₂)_mOC_nH_2n+1 (ハ) (ロ) + (LiAlH₄) → CF₃CH(OH)(CH₂)_mOC_nH_2n+1 (ニ) (ハ) + CH₃COCl → CF₃CH(OCOCH₃)(CH₂)_mOC_nH_2n+1 (ホ) (ニ) + (リパーゼ) → (R-) CF₃CH(OH)(CH₂)_mOC_nH_2n+1 + (S-)CF₃CH(OCOCH₃)(CH₂)_mOC_nH_2n+1

【００２９】上記光学活性アルコールの製造法を簡単に
説明すると次の通りである。（イ）はアルキルオキシ臭
化物のグリニヤー試薬調製である。（ロ）はグリニヤー
試薬とトリフルオロ酢酸の反応によるケトンの製造であ
る。（ハ）はケトンの還元によるラセミアルコールの製
造である。（ニ）はラセミアルコールのアセチル化であ
る。（ホ）はアセテートのリパーゼによる不斉加水分解
反応である。この反応により、Ｒ−体の目的光学活性ア
ルコールとＳ−体のアセテートが得られる。

【００３０】また本発明における反強誘電性液晶及びフ
ェリ誘電性液晶は、実施例で具体的に説明するが、本発
明者らが既に明らかにした方法（特開平3-292388号）に
よって容易に製造できる。その製造法の概略は次の通り
である。 (1) AcO-Ph(3Cl)-COOH + SOCl₂ → AcO-Ph(3Cl)-COCl (2) (1) + CF₃C*H(OH)(CH₂)_mOC_nH_2n+1 → AcO-Ph(3Cl)-COO-C*H(CF₃)(CH₂)_mOC_nH_2n+1 (3) (2) + (Ph-CH₂NH₂) → HO-Ph(3Cl)-COO-C*H(CF₃)(CH₂)_mOC_nH_2n+1 (4) R-O-Ph-Ph-COOH + SOCl₂ → R-O-Ph-Ph-COCl (5) (3) + (4) → 目的液晶化合物式中、AcO はアセチル基、Phは1,4-フェニレン基、Ph(3
Cl) は、1,4-フェニレン基の３位置への塩素置換基を示
す。

【００３１】上記製造法を簡単に説明すると次の通りで
ある。(1)はp-アセトキシ安息香酸の塩化チオニルによ
る塩素化反応である。(2)は塩化物(1) と光学活性アル
コールとの反応によるエステルの生成である。(3)はエ
ステル(2) の脱アセチル化である。(4)は 4'-アルキル
オキシビフェニル−4-カルボン酸の塩素化である。(5)
はフェノール(3) と塩化物(4) との反応による液晶の製
造である。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、新規な反強誘電性液晶物質及
びフェリ誘電性液晶物質を提供する事ができるものであ
る。そして、本発明により提供された新規な反強誘電性
液晶物質及びフェリ誘電性液晶物質は、高速な応答性或
いは大きなチルト角を有する。従って、本発明で得られ
た液晶物質は液晶組成物のベース液晶として用いること
が出来る。

【００３３】

【実施例】次に、実施例及び比較例を掲げて本発明を更
に具体的に説明するが、本発明はもちろんこれに限定さ
れるものではない。実施例１ (一般式(1) : R＝C₈H₁₇, m＝5, n＝2 (E1)) R-(+)-3-クロロ-4-(1-トリフルオロメチル−6-エトキシ
ヘキシルオキシカルボニル）フェニル＝4-(4'-n-オクチ
ルオキシビフェニル）カルボキシレートの製造。

【００３４】(1) 4-(4'-n-オクチルオキシビフェニル）
カルボン酸の製造。 4-(4'-ヒドロキシビフェニル）カルボン酸 10g、n-オク
チルブロマイド 14.1gを、エタノール 1,500ml(ミリリット
ル)、水 200mlの混合液に加え、還流下で10時間反応させ
た。更に、水 500mlを加え３時間攪拌した。反応終了
後、濃塩酸を加えて酸性としてから、溶媒を 500ml留去
して室温まで冷却し白色固体を得た。これを充分水洗し
てから、クロロホルムより再結晶し、目的物(1) 14.5g
を白色結晶として得た。

【００３５】(2) 2-クロロ−4-アセトキシ安息香酸の製
造。 2-クロロ−4-ヒドロキシ安息香酸 6g と無水酢酸 8.2g
とを２口フラスコに取り混合した。水冷下硫酸を５滴添
加した。発熱がおさまってから80℃で30分間加熱した。
その後反応混合物を冷水中にあけ、析出した結晶をろ過
した。結晶は真空乾燥した後、次の工程で使用した。収
量は 5.3g であった。

【００３６】(3) 2-クロロ−4-アセトキシ-1-(1-トリフ
ルオロメチル−6-エトキシヘキシルオキシカルボニル）
ベンゼンの製造。 2-クロロ−4-アセトキシ安息香酸 2g を塩化チオニル 1
0ml(ミリリットル) に加え還流下で５時間反応させた。次に過
剰の塩化チオニルを留去してから、ピリジン 1ml、乾燥
エーテル 4ml、R-(+)-1,1,1-トリフルオロ−7-エトキシ
−2-ヘプタノール 1.7g の混合物を滴下した。滴下後、
１昼夜室温で攪拌し、エーテル 200mlで希釈して、有機
層を希塩酸、1N水酸化ナトリウム水溶液、水の順で洗浄
し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去して粗製
の目的物をヘキサン／酢酸エチルを溶媒とするシリカゲ
ルカラムクロマトで精製して目的物を２ｇ得た。

【００３７】(4) R-(+)-2-クロロ−4-ヒドロキシ-1-(1-
トリフルオロメチル−6-エトキシヘキシルオキシカルボ
ニル）ベンゼンの製造。上記化合物(3) 1.0gを、エタノール 30ml に溶解させ
て、ベンジルアミン 3gを滴下した。更に室温で、１昼
夜攪拌した後、エーテル 300mlで希釈して、希塩酸、水
の順で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留
去してから、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで単
離精製し、目的物 0.50gを得た。

【００３８】(5) 4-(4'-n-オクチルオキシビフェニル）
カルボン酸クロライドの製造。 (1) で製造した4-(4'-n-オクチルオキシビフェニル）カ
ルボン酸 10gに、塩化チオニルを大過剰加え、５時間還
流した。過剰の塩化チオニルを留去し粗製の目的物を得
た。

【００３９】(6) R-(+)-3-クロロ−4-ヒドロキシ-1-(1-
トリフルオロメチル−6-エトキシヘキシルオキシカルボ
ニル）フェニル＝4-(4'-n-オクチルオキシビフェニル）
カルボキシレートの製造。 (5) で得た粗製の4-(4'-n-オクチルオキシビフェニル）
カルボン酸クロライド0.7g と (4)で得たフェノール誘
導体 0.6g とをトルエン 25ml に溶解し、ピリジン 3ml
を加えて、室温で、１昼夜攪拌した。反応混合物をジク
ロロメタン 150mlで希釈し、1N塩酸水、1N水酸化ナトリ
ウム水溶液、水で洗浄し無水硫酸ナトリウムで乾燥した
後溶媒を留去した。得られた粗製物をシリカゲルカラム
クロマト（ヘキサン/ 酢酸エチル＝9/1)で精製し、0.5g
の目的液晶化合物を得た。

【００４０】実施例２ (一般式(1) : R＝C₉H₁₉, m＝5, n＝2 (E2)) R-(+)-3-クロロ-4-(1-トリフルオロメチル−6-エトキシ
ヘキシルオキシカルボニル）フェニル＝4-(4'-n-ノニル
オキシビフェニル）カルボキシレートの製造。実施例１における4-(4'-n-オクチルオキシビフェニル）
カルボン酸の代わりに4-(4'-n-ノニルオキシビフェニ
ル）カルボン酸を用いた以外は実施例１とまったく同様
に操作して目的物を得た。

【００４１】実施例３ (一般式(1) : R＝C₈H₁₇, m＝7, n＝2 (E3)) R-(+)-3-クロロ-4-(1-トリフルオロメチル−8-エトキシ
ヘキシルオキシカルボニル）フェニル＝4-(4'-n-ノニル
オキシビフェニル）カルボキシレートの製造。実施例１におけるR-(+)-1,1,1-トリフルオロ−7-エトキ
シ−2-ヘプタノールの代わりにR-(+)-1,1,1-トリフルオ
ロ−9-エトキシ−2-ノナノールを用いた以外は実施例１
とまったく同様に操作して目的物を得た。実施例１〜３
で得た目的物の式、1H-NMRスペクトルデーターを化３、
表１にそれぞれ示した。

【００４２】相の同定を、テクスチャー観察及びDSC(示
差走差熱量計）の測定により行なった。また、応答時間
およびチルト角を測定した。ラビング処理したポリイミ
ド薄膜を有する ITO電極付の液晶セル（セル厚２μｍ）
に、上記化合物を等方相の状態で充填した。このセル
を、毎分 1.0℃で徐冷して、液晶を配向させた。セルを
直交する偏向板間に液晶の層方向がアナライザーまたは
ポラライザーと平行になるように設置し、セルに±35V,
0.5Hzの三角波電圧を印加して、透過光量の変化をフォ
トマルチプライヤーにより測定した。

【００４３】光透過率の最小と最大をそれぞれ０％、 1
00％と定義する。そして、反強誘電から強誘電状態へ変
化する際光透過率が90％変化するに要する時間を応答時
間I 、強誘電状態から反強誘電状態へ変化する際光透過
率が90％変化するに要する時間を応答時間IIと定義し
た。なお、応答時間I は短ければ短いほど良いが、応答
時間IIは駆動方法によって適切な時間に設定される。ま
た、上記電圧を印加して暗視野が出るまでサンプルを回
転しその角度からチルト角（θ）を求めた。

【００４４】これらの結果を表２にまとめて示した。実
施例１〜３(E1-E3) の液晶化合物は、室温を中心として
広い範囲で反強誘電相を示した。また、応答時間I は、
E2がやや遅いことを除き早く、大きなチルト角を示し
た。

【００４５】

【表１】実施例１〜３(E1-E3) の1H-NMRスペクトルデーター水素原子番号１２３４５６７８９ E1 δ(ppm) 4.0 7.0 7.6 7.7 8.2 7.4 7.3 8.0 5.6 E2 4.0 7.0 7.6 7.7 8.2 7.4 7.3 8.0 5.6 E3 4.0 7.0 7.6 7.7 8.2 7.4 7.3 8.0 5.6

【００４６】

【化３】

【００４７】

【表２】応答時間 (μ秒) θ 測定温度相系列 I II (゜） (℃) E1 : Cr(<-20)SCA*(68)SC*(69)I 159 2045 34 30 E2 : Cr(<-30)SCA*(53)SC*(63)I 620 3300 37 30E3 : Cr(<-50)SCA*(57)I 92 680 33 30 上記相系列中の () 内の数値は転移温度 (℃) 、Crは結
晶相、SCA*はカイラルスメクチックＣＡ相（反強誘電
相）、SC* はカイラルスメクチックＣ相（強誘電相）、
Ｉは等方相をそれぞれ示す。測定温度は、応答時間I 、
II、チルト角 (θ) の測定温度を示す。

【００４８】実施例４、５ (一般式(1) : R＝C₉H₁₉, m＝5, n＝1 (E4)) R-(+)-3-クロロ-4-(1-トリフルオロメチル−6-メトキシ
ヘキシルオキシカルボニル）フェニル＝4-(4'-n-ノニル
オキシビフェニル）カルボキシレート、 (一般式(1) : R＝C₉H₁₉, m＝5, n＝3 (E5)) R-(+)-3-クロロ-4-(1-トリフルオロメチル−6-プロピル
オキシヘキシルオキシカルボニル）フェニル＝4-(4'-n-
ノニルオキシビフェニル）カルボキシレートの製造。実施例２におけるR-(+)-1,1,1-トリフルオロ−7-エトキ
シ−2-ヘプタノールの代わりにR-(+)-1,1,1-トリフルオ
ロ−7-メトキシ−2-ヘプタノール (実施例4)、R-(+)-1,
1,1-トリフルオロ−7-プロピルオキシ−2-ヘプタノール
(実施例5)を用いた以外は実施例２と同様に操作して目
的物を得た。

【００４９】実施例６〜８ (一般式(1) : R＝C₉H₁₉, m＝2, n＝2 (E6)) R-(+)-3-クロロ-4-(1-トリフルオロメチル−3-エトキシ
プロピルオキシカルボニル）フェニル＝4-(4'-n-ノニル
オキシビフェニル）カルボキシレート、 (一般式(1) : R＝C₉H₁₉, m＝3, n＝2 (E7)) R-(+)-3-クロロ-4-(1-トリフルオロメチル−4-エトキシ
ブチルオキシカルボニル）フェニル＝4-(4'-n-ノニルオ
キシビフェニル）カルボキシレート、および (一般式(1) : R＝C₉H₁₉, m＝4, n＝2 (E8)) R-(+)-3-クロロ-4-(1-トリフルオロメチル−5-エトキシ
ペンチルオキシカルボニル）フェニル＝4-(4'-n-ノニル
オキシビフェニル）カルボキシレートの製造。

【００５０】実施例２におけるR-(+)-1,1,1-トリフルオ
ロ−7-エトキシ−2-ヘプタノールの代わりに、R-(+)-1,
1,1-トリフルオロ−4-エトキシ−2-ブタノール (実施例
6)、R-(+)-1,1,1-トリフルオロ−5-エトキシ−2-ペンタ
ノール (実施例7)、R-(+)-1,1,1-トリフルオロ−6-エト
キシ−2-ヘキサノール (実施例8)を用いた以外は実施例
２と同様に操作して目的物を得た。実施例５〜８で得た
目的物の式、1H-NMRスペクトルデーターを化４、表３に
それぞれ示した。

【００５１】相の同定を、テクスチャー観察及びDSC(示
差走差熱量計）の測定により行なった。また、応答時間
およびチルト角を測定した。セルは以下の手順で作製し
た。絶縁膜(SiO2,膜厚 50nm)、 ITO電極付きのガラス基
板をポリイミドコーティング後（膜厚約80nm) 、一対の
ガラス基板の片方のみをラビング処理した。粒系 1.6μ
ｍのスペーサーを介し、一対のガラス基板を貼り合わせ
テストセルとした。セル厚は 2μｍであった。液晶が等
方相となる温度まで加熱し、毛細管現象によりテストセ
ル中に前記液晶を注入した。その後、１℃／分の速度で
徐冷し液晶を平行配向させ、更に30℃まで冷却した。次
に、テストセルに±10V, 5Hzの三角波電圧を印加し駆動
を行い、透過光変化を調べた。そして、実施例１と同じ
定義によって、応答時間I, II 及びチルト角を求めた。

【００５２】これらの結果を表４にまとめて示した。実
施例４〜８(E4-E8) の液晶化合物は、室温を中心として
広い範囲でフェリ誘電相を示した。また、応答時間は早
く、大きなチルト角を示した。

【００５３】

【表３】実施例１〜３(E1-E3) の1H-NMRスペクトルデーター水素原子番号１２３４５６７８９ E4 δ(ppm) 4.0 7.0 7.6 7.7 8.2 7.4 7.3 8.0 5.6 E5 4.0 7.0 7.6 7.7 8.2 7.4 7.3 8.0 5.6 E6 4.0 7.0 7.6 7.7 8.2 7.4 7.3 8.0 5.6 E7 4.0 7.0 7.6 7.7 8.2 7.4 7.3 8.0 5.6 E8 4.0 7.0 7.6 7.7 8.2 7.4 7.3 8.0 5.6

【００５４】

【化４】

【００５５】

【表４】応答時間 (μ秒) θ 測定温度相系列 I II (゜） (℃) E4 : Cr(<-60)SCγ*(62)I 46 983 36 30 E5 : Cr(-23) SCγ*(60)I 105 288 36 30 E6 : Cr(<-60)SCγ*(77)SA(80)I 36 214 35 30 E7 : Cr(<-60)SCγ*(84)SA(87)I 18 284 34 30E8 : Cr(<-60)SCγ*(68)SA(70)I 144 768 38 30 上記相系列中の () 内の数値は転移温度 (℃) 、Crは結
晶相、SCγ* はカイラルスメクチックＣγ相（フェリ誘
電相）、SC* はカイラルスメクチックＣ相（強誘電
相）、Ｉは等方相をそれぞれ示す。測定温度は、応答時
間I 、II、チルト角 (θ) の測定温度を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】フェリ誘電相における分子配列状態を示す。

【図２】フェリ誘電相の三角波電圧に対する光学応答を
示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者城野正博茨城県つくば市和台22番地三菱瓦斯化学株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式(1) で表される液晶化合物。【化１】（式中Ｒは直鎖アルキル基、m は 2〜7 の整数ｎは１
以上の整数、C*は不斉炭素である）
【請求項２】該一般式(1) において、ｍが５または
７、ｎが２であり、反強誘電性液晶である請求項１記載
の液晶化合物。
【請求項３】該一般式(1) において、ｍが５で、ｎが
１または３であり、フェリ誘電性液晶である請求項１記
載の液晶化合物。
【請求項４】該一般式(1) において、ｍが２〜４で、
ｎが２であり、フェリ誘電性液晶である請求項１記載の
液晶化合物。