JPH02265985A - 液晶組成物およびその用途 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、新規な液晶組成物およびこの液晶組成物の用
途に関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点 従来、ＯＡ機器などの表示デイバイスとして最も広範に
使用されてきたのはＣＲＴデイパイステある。

このような表示デイバイスを有するＯＡ機器などの分野
においては、近年、機器の小型軽量化、あるいは表示デ
イバイスの大画面化および薄型化などに対する要望が高
まってきている。このためそれぞれの用途あるいは要望
に対応させて、従来から用いられているＣＲＴデイバイ
スの代わりに、種々の新たな表示デイバイスが開発され
ている。

このような表示デイバイスとしては、たとえば、液晶デ
イスプレィ、プラズマディスプｌノイ、ＬＥＤデイスプ
レィ、ＥＬデイスプレィおよびＥＣＤデイデイプレィな
どがある。

これらの表示デイバイスのうち、液晶ディスブｌ／イは
、基本的には液晶化合物を用いたスイッチング素子に電
気信号を与えて、この電気信号に対応させてスイッチン
グ素子中の液晶化合物の状、聾を変化させることにより
光の透過性を制御して電気信号を画面」二に顕在化させ
るデイバイスである。

そして、このような液晶デイバイスは上述のＯＡ機器の
液晶デイスプレィだけでなく、例えばディジタルウォッ
チあるいは携帯ゲーム機などの表示デイバイスと１．て
既に実用化されている。また、近時、小型テレビジョン
などの動画用の表示デイバイスとしても使用され始めて
いる。

このような液晶化合物を用いた表示デイバイスは、ＴＮ
　（ツイストネマチック）モードによって駆動させるこ
とができる。このＴＮモードは、液晶化合物のネマチッ
ク柑Ｉこおける分子の誘電異方性を利用して表示を行な
う方式であり、外部から印加される電界の２乗に比例し
たエネルギーによって表示デイバイスが駆動する（ｆ−
、Ｅ２）。

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。さらに、このようなスイッチング素子においては、
スイッチングしきい値特性があまり良好でないため、高
速で分子位置を変えて切り替え動作を行なおうとすると
、非表示画像部にまでもれ電圧がかかり、表示デイバイ
スのコントラストが著しく低下することがある。

このように従来のＴＮモードによる表示方式には、特に
大型画面用表示デイバイスあるいは小型デジタルテレビ
ジョンなどのような動画用の表示デイバイスとしては適
当な表示方式であるとは言えない面がある。

また、上記のようなＴＮモードにおけるスイッチングし
きい値特性などを改良したＳＴＮ　（スーパーツイスト
ネマチック）モード全利用した表示デイバイスが使用さ
れている。このようなＳＴＮモードを利用することによ
り、スイッチング１７きい値特性が改善されるため、表
示ディバイスノコントラストが向上する。

しかしながら、この方法も誘電異方性を利用１゜ている
点ではＴＮモードと変わりなく、従ってスイッチング時
間が長いため、大画面用表示デイバイスあるいは小型デ
ジタルプレビジョンなどのような動画用の表示デイバイ
スとして使用した場合にはＴＮモードを利用した表示デ
イバイスと同様の傾向を示す。

これに対し、〕−９７５年、Ｒ，Ｂ、Ｍｅｙｅｒらは、
彼らが合成した有機化合物が強誘電性を示すことを見出
した。さらに、１９８０年に、彼等は、上記のような強
誘電性液晶化合物をギャップの小さなセル中に充填した
素子を光スイツチング素子、すなわち表示デイバイスと
Ｌ７て用いうる可能性を示唆した。

上記のような強誘電性液晶化合物を用いたスイッチング
素子は、ＴＮモードあるいはＳＴＮ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ＰｓＸＥ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。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
画用の表示デイバイスなどとして用いるのに特に適して
いる。

ところで、このような強誘電性液晶化合物を光スイツチ
ング素子などに使用する場合、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。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、Ｍｏｙｅｒｅ　Ｌ　ａ
　ｉの論文［ジャーナル・デ・フイジーク（」、ｄθＰ
ｈｙｓ、）　３６巻Ｌ−６９頁、１９７５年１、ＦＨ口
雅明、原田隆正の論文［第１１回液晶討論会予稿集１６
８頁、−１９８５年］に記載されているように、一般に
動作温度が高く、また室温付近で作動する強誘電性液晶
化合物であっても動作温度幅およびその他の特性が充分
でないなど、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。

発明の目的 本発明は新規なカルボン酸エステル化合物を提供するこ
とを目的としている。

さらに本発明は、特に動作温度範囲が室温付近ないしそ
れ以下にあり、し、かも動作温度幅が広く：、スイッチ
ング速度が大きく、ス・イツチングしきい値電圧が適正
な範囲にあり、極めて少ない消費電力で作動する等の優
れた特性を有する表示デイバイス等を形成し得るような
液晶化合物を提供することを目的としている。

発明の概要 本発明に係る液晶組成物は、次式［Ａ］で表わされるカ
ルボン酸エステル化合物を少なくとも一種類含有するこ
とを特徴としている。

ＣＦ３　　　　　・・−［Ａ、ま ただし、式［Ａ］において、Ｒは、炭素数６〜１８のア
ルキル基、、炭素数６〜１８のアルコキシ基および炭素
数６〜１８の／’％ロゲン化アシアルキル基なる群から
選ばれる１種の基であり、ｍは１〜１０の整数であり、
０本は不整炭素原子を表わす。

また、本発明に係る液晶素子は、セルと、該セル中に充
填された液晶物質からなる液晶素子において、該液晶物
質が、上記式［Ａ］で表わされるカルボン酸エステル化
合物を少なくとも一種類含む液晶組成物であることを特
徴としている。

さらに、本発明に係る液晶表示装置は、上記液晶素子を
有することを特徴としている。

またさらに、本発明に係る電気光学表示装置は、上記の
液晶素子を有することを特徴としている。

このようなカルボン酸エステル化合物を液晶化合物とし
て用いることにより、動作温度範囲が室温付近あるいは
それ以下にあり、スイッチング速度が大きく、消費電力
がきわめて少なく、ｔ２かも安定しｔ：コントラストが
得られるなどの優れた特性を有する液晶素子を得ること
ができる。

発明の詳細な説明 次に本発明に係る液晶組成物およびその用途について具
体的に説明する。

まず本発明に係る液晶組成物について説明する。

本発明に係る液晶組成物は、次式ＵＡＩで表わされるカ
ルボン酸エステル化合物を少なくとも一種類含有してい
る。

ＣＦ３　　　・・・　［Ａ］ ただし、式［Ａ、　］において、Ｒは炭素数６〜１８の
アルキル基、炭素数６〜１８のアルコキシ基および炭素
数６〜１８のハロゲン化アルキル基よりなる群から選ば
れる１種の基である。またｍは１〜１０の整数であり、
Ｃ１は不整炭素原子を表わす。

上記式［Ａ］において、Ｒが炭素数６〜１８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、分枝状およ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、分子がま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。このような直鎖状のアルキル
基の具体的な例としては、ヘキシル基、ヘプチル基、オ
クチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、オ
クタデシル基などを挙げることができる。

また、Ｒが炭素数６〜１８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
うなアルキル基の水素原子の少なくとも一部が、Ｆ　ｓ
　Ｃｊ！　ＳＢ　ｒ、■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。

また、Ｒが炭素数６〜１８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。このようなアルコキシ基の具体的な例としては、ヘ
キソキシ基、ヘプトキシ基、オクチルオキシ基、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、
オクタデシルオキシ基を挙げることができる。

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。

上記式［Ａ］においてｍは］−〜１ｏの整数である。従
って上記式［Ａ］において、 ｍが５である で表わされる基としては、 ｍが１である Ｉ Ｆ　３ などが挙げられ、これらの内ではｍが４〜６である化合
物が液晶化合物として有用であり、特にｍが５である下
記のような基を有する化合物が液晶化合物として最も有
用である。

Ｆ ＣＦ３ すなわち、本発明におけるカルボン酸エステル化合物で
は、不整炭素原子０本にトリフｏｏメチル基およびｍが
１〜１ｏのアルキル基が結合している。

上記の不整炭素原子は、エステル結合でフエニレン基と
結合している。

式［Ａ］において、上記のフェニレン基としては、０−
フェニレン基、−一フェニレン基、ｐ−フェニレン基を
挙げることができる。特にカルボン酸エステル化合物は
、分子自体が直線状になることが好ましく、このため、
フェニレン基としてはｐ−フェニレン基が好ましい。

このフェニレン基は、エチレン基を介してナフチレン基
と結合している。

このナフチレン基としては、■、４−ナフチレン基、１
．６−ナフチレン基、１．７−ナフチレン基、１．８−
ナフチレン基、２，５−ナフチレン基、２．Ｂ−ナフチ
レン基、２．７−ナフチレン基等を挙げることができる
。特にカルボン酸エステル化合物は、分子自体が直線状
になることが好ましく、このため、ナフチレン基として
は２，６−ナフチレン基が好ましい。

なお、このナフチレン基は、例えば、炭素数１〜３程度
のアルキル基などを有していてもよく、このような置換
基を有することによってこのカルボン酸エステル化合物
の液晶特性が低下することはない。− このナフチレン基の他の一方の結合手は、上記のＲと結
合している。

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、例えば次式［１コ〜［４］で表わ
される化合物を挙げることができる。

■ ・・・　［２コ 上記のカルボン酸エステル化合物のうち、次式（■）で
表わされる化合物の相転移温度を表１に示す。なお、表
１において、５ＩｌＣ本はカイラルスメクチックＣ相、
ＳｍＡはスメクチックＡ相Ｉｓｏは等方性液体を表わす
。

表１ ｎ−Ｃｔｏ’　２、ｏＪｃ＋＋。

−Ｂｒ＋　ＰＰｈ　３−Ｃ）ｌ　２＋ｃｏｏｃＨ３ｎ−
Ｃ１０Ｈｚｔ０３″ｃＨ−Ｃ）Ｉ＋Ｃ００ＣＩ＋３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
を利用して製造することができる。

たとえば、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。

すなわち、たとえば、６−デシルオキシナフタレン−２
−カルボン酸のようなアルコキシナフタレン−カルボン
酸に水素化リチルムアルミニウムのような水素化剤を作
用させることにより６−デシルオキシ−２−ヒドロキシ
メチルナフタレン（１）のようなアルコキシナフタレン
のヒドロキシ化合物を得る。

このヒドロキシ化合物（１）と活性二酸化マンガンのよ
うな酸化剤とを反応させることにより６−デシルオキシ
ナフタレン−２−アルデヒド（ｎ）のようなアルコキシ
ナフタレンアルデヒドを得る。

一方、ｐ−トルイル酸と、Ｎ−ハロコハク酸イミドなど
のハロゲン化剤とをジベンゾイルパーオキサイドのよう
な反応開始剤の存在下に反応させることにより４−（ハ
ロメチル）安息香酸（ｍ）のようなハロゲン化物を得る
。

このハロゲン化物（ｍ）とメタノールのようなアルコー
ルとのエステル化反応により、４−（ハロメチル）安息
香酸アルキルエステル（ＩＶ）を得る。

この４−（ハロメチル）安息香酸アルキルエステル（Ｉ
Ｖ）とトリフェニルホスフィンとを反応させることによ
り、（アルコキシカルボニルベンジル）トリフェニルホ
スホニウムハライドのようなハライド（Ｖ）を得る。

そして、前記した６−デシルオキシナフタレン２−アル
デヒド（ｎ）のようなアルコキシナフタレンアルデヒド
と、（アルコキシカルボニルベンジル）トリフェニルホ
スホニウムハライド（Ｖ）のようなハライドとを反応さ
せることにより、エテニレン基でフェニレン基とナフチ
レン基とが結合された式（Ｖｌ）で表わされるシス−ト
ランス異性体混合物（Ｖｌ）を得る。

このシス−トランス異性体混合物（Ｖｒ）と水素とを、
パラジウム−カーボンなどの水素化触媒の存在下に接触
させて、シス−トランス異性体混合物（Ｖｌ）の中心付
近にあるエテニレン基を水素化して式（■）で表わされ
る化合物を得る。

この化合物（■）とｌ−トリフロロメチルヘプタノ：ル
ー■のような不整炭素原子を有するα−トリフロロメチ
ルアルコールとを反応させることにより本発明で使用さ
れるカルボン酸エステル化合物（■）を得ることができ
る。

例えば上記のようにして得られた式［Ａｌで表わされる
カルボン酸エステル化合物が光学活性を有する場合には
、このカルボン酸エステル化合物は、強誘電性液晶化合
物としての特性を示すようになる。

上記のようなカルボン酸エステル化合物中には、室温付
近ないし氷点下の温度でスメクチック相を示す化合物が
多い。

従来、液晶化合物を単独で使用した場合に、この化合物
のように２０℃以下の温度でスメチツク相を示す液晶化
合物はほとんど知られていない。

そ（、て、このようなカルボン酸エステル化合物を含有
する液晶組成物は、スメクチ・ンク相を示す４度が低い
だけでなく、このような液晶組成物を用いて製造された
光スイツチング素子は、高速応答性にも優れている。

本発明の液晶組成物は、上記のようなカルボン酸エステ
ル化合物［Ａｌを少なくとも一種類含有している。

本発明の液晶組成物においては、上記のカルボン酸エス
テル化合物［Ａｌを、例えば、カイラルスメクチック液
晶組成物の主剤あるいは、他のスメクチック相を示す化
合物を主剤とする液晶組成物の助剤として使用する。

また、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、強誘電性を示す液晶化合物は、電圧を印加する
ことにより、光スイツ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　１．０７２１６
号公報５．特開昭５９−１．１８７４４号公報参照）。

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柑、カイラルスメクチック■相、またはカイラ
ルスメクチックＨ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（Ｓｍ　Ｃ”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。

しかじな・がら、本発明者らが既に提案したようなスメ
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
なくスメクチックＡ相で使用することができる。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
る本発明の液晶組成物を用いることにより、液相素子の
液晶温度が広くなり、さらに電気光学対応性が高速化す
る。

表２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低下する例を示
す。表２に示すように、カルボン酸エステル化合物とし
て、（＋）８−デシルオキシ−２−［２−（４−（（１
，−トリフロロメチル）ヘプチル）オキシカルボニル）
フェニルコニチル−ナフタレンを使用し、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 ＣＩ（３ の相転移温度が低下する。具体的には、Ｃｒｙ　−８Ｉ
Ｃ＊の相転移温度は２７℃から一３０℃に低下し、さら
にＳｓ　Ｃ”　−Ｓ■Ａの相転移温度は３０℃から１５
℃に低下し、また５ｉＡ−１ｓｏの相転移温度は５３℃
から３６℃に低下する。

本発明の液晶組成物において、上述のようにカルボン酸
エステル化合物は、主剤として使用することもでき、ま
た助剤として使用することもできる。すなわち、本発明
の液晶組成物において、上記式ＵＡ］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適宜設定する
ことができる。特に本発明の液晶組成物中における液晶
物質の合計重量に対して、このカルボン酸エステル化合
物を１〜９９瓜量％の範囲、好ましくは５〜７５重量％
の範囲の量で用いることが望ましい。

また、本発明で使用される液晶化合物は、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。

本発明の液晶組成物において、上記式［Ａ］で表わされ
る液晶化合物と共に配合することができるカイラルスメ
クチックｃＩ（Ｉを呈する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−
オクチルオキジナフタレン−２−カルボン酸エステル、 ４”−デシルオキシフェニル−８−（（＋）−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、 および Ｈ３ を挙げることができる。

さらに、上記のカイラルスメクチックＣ相を呈する化合
物以外の化合物で、上述の式［Ａ］で表わされるカルボ
ン酸エステル化合物を配合することにより、液晶組成物
を構成することができる液晶化合物の例としては、 ＣＨ３０＋ＣＩＩ−Ｎ＋Ｃ４Ｈ９、 Ｃ６Ｈ１３０←◎−ＣＨ−Ｎ＋ＣＮ などのシップ塩基系液晶化合物、 などのアゾキシ系液晶化合物、 Ｃ４１１９０＋ＣＯＯ＋Ｃ６１１１３ Ｃ７Ｈ１５０＋ＣＯＯ＋ＣＮ などの安息香酸エステル系液晶化合物、Ｃ５Ｈｔｉ−■
−Ｃ００−＠−ＣＮ Ｃ３Ｈ，、←■−ｃｏｏ←Ω→ＱＣ５１１１□などのシ
クロへキシルカルボン酸エステル系液晶化合物、 Ｃ５Ｈ１，（）（防ぺＮ などのビフェニル系液晶化合物、 Ｃ５１□べ）（奸◎−ＣＮ などのターフェニル系液晶化合物、 Ｃ７Ｈ，５→ヱヒ（妊ＣＮ Ｃ３Ｈ１□べ）（ト◎−ＣＮ などのシクロヘキシル系液晶化合物 および などのピリジン系液晶化合物に代表されるネマチック系
の液晶化合物をはじめとして、さらに塩酸コレステリン
、ノナン酸コレステリンおよびオレイン酸コレステリン
などのコレステリック系の液晶化合物ならびに公知のス
メクチック系の液晶化合物を挙げることができる。

なお、本発明に係る液晶組成物を用いて例えば表示素子
などを形成する際には、上記のカルボン酸エステル化合
物およ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。また色
素の二色性を利用ｔ、た駆動方式の液晶素子に使用する
場合には、二色性色素を配合することもできる。

本発明に係る液晶組成物は、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および添加剤を混合
することにより製造することができる。

本発明に係る液晶素子は、第１図に示すように、通常は
ガラス、ポリカーボネート等の透明プラスチック等を用
いた２枚の透明基板１　ａ、　１　ｂからなるセル２と
、透明基板１　ａ、　１　ｂによって構成される間隙３
に充填された液晶物質からなる。そして、この透明基板
には、通常は、液晶物質と対面する面に例えばＩｎ−３
ｎ酸化物からなる電極４ａ。

４ｂが設けられている。

さらに、この電極４ａ、４ｂの少なくともいずれか一方
の上には、充填された液晶物質を配向させるための配向
制御膜が設けられていることが好ましい。第１図におい
て、それぞれの電極上に配向制御膜が設けられた態様が
示されており、この配向制御膜には、５　ａ、　５　ｂ
が付されている。この場合に配向制御膜としては、ポリ
イミド膜等のような高分子膜、あるいは斜方蒸着された
ＳｉＯ膜、ＧｅＯ膜などのような蒸着膜であることが好
ましい。このような配向制御膜を設けることにより、間
隙３に充填された液晶物質の分子配向を８昌に行なうこ
ともできる。

そして、本発明に係る液晶素子においては、上記のよう
なセルの間隙３に充填される液晶物質が、上述のような
式［Ａ］で表わされるカルボン酸工ステル化合物を少な
くとも一種類含む液晶組成物であることを特徴としてい
る。

本発明に係る液晶素子を用いて、例えばホワイトティラ
ー型カラー表示用デイバイス、コレステリックネマチッ
ク相転移型表示用デイバイス、ＴＮ型セルにおけるリバ
ースドメイン発生防止用デイバイス等の液晶表示装置、
および電気光学表示装置を製造することができる。

また、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素子などの記憶
型液晶表示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。

さらに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、上記のような用
途の他、光シヤツターや液晶プリンターなどの光スイツ
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。

本発明の液晶素子は、例えば以下に示す方法で駆動させ
る゛ことができる。

第１の方法は、本発明の液晶組成物をセル中で基板の規
制力を利用して基板に平行に配向させたセルを２枚の偏
光板の間に介在させ、このセルに外部電界を印加し、強
誘電性液晶組成物の配向ベクトルを変えることにより、
２枚の偏光板と強誘電性液晶組成物の複屈折とを利用し
て表示を行なう方法である。

このようなセル内で、液晶組成物にカイラルスメクチッ
ク相を形成させ、２つの安定状態間を電界反転させるこ
とにより、この薄膜セルを用いて光スイッチングを行な
うことができる。

本発明の液晶組成物のうちで、このようなカイラルスメ
クチック相を示す強誘電性液晶組成物は自発分極を有す
るから、−変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薄膜
セルに電圧を印加し続ける必要がないので、このような
薄膜セルからなる表示デイ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、表示デイバイス
のコントラストは安定し、しかも非常に鮮明になる。

また、このカイラルスメクチック液晶組成物を用いたス
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、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。

また、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イスプレィ
を製造することができる。

しかも、このデイスプレィは、室温あるいはそれ以下の
低温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。

また、本発明の液晶組成物は、双安定性を有しないスメ
クチックＡ相においても、ｔｒ５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
を行なうことができる。

さらに、本発明の液晶化合物では２つ以上の安定状態を
示すのでスメクチック八相の場合と同様にして光スイッ
チングを行なうことができる。

また、本発明の液晶組成物を用いた第２の表示方法は、
本発明の液晶組成物を二色性色素とを混合し、色素の二
色性を利用する方法であり、この方法は、強誘電性液晶
化合物の配向方向を変えることにより色素による光の吸
収波長を変えて表示を行なう方法である。この場合に使
用する色素は通常二色性色素であり、このような二色性
色素の例としては、アゾ色素、ナフトキノン系色素、シ
アニン系色素およびアントラキノン系色素などを挙げる
ことができる。

なお、本発明に係る液晶組成物は、上記の表示方法の他
に、通常利用されている各種表示方法で採用することも
できる。

また、本発明に係る液晶組成物を用いて製造された表示
デイバイスは、スタティック駆動、単純マトリックス駆
動および複合マトリックス駆動などの電気アドレス表示
、光アドレス表示、熱アドレス表示ならびに電子ビーム
アドレス表示等の駆動方式により駆動させることができ
る。

発明の効果 本発明に係る液晶組成物にはトリフロロメチル基を有す
るカルボン酸エステル化合物が含まれているので、この
組成物は室温付近ないしそれ以下、たとえば氷点下の温
度においてもスメクチック相を示し、強誘電性液晶組成
物とｊ、て用いられる。

このような本発明に係る液晶組成物は、強誘電性を損な
うことなく、液晶相の温度を下げ、また温度範囲を広域
化させることができる。

従って、このような液晶組成物を用いることにより、室
温以下たとえば氷点下の温度においても高速応答性を備
えているような液晶素子等を得ることができる。

さらに、このよ、うな素子を用いて製造した液晶デイス
プレィ等の表示素子においては、走査時間を大幅に短縮
することができる。

また、本発明で使用されるカルボン酸エステル化合物は
自発分極をもっているので、これをセルニ充填して用い
ることにより、電界消去後もメモリー効果を持つ液晶素
子を得ることができる。

このような液晶素子を用いることにより、消費電力が少
なく、安定したコントラストの液晶表示装置あるいは電
気光学表示装置を得ることができる。また低電圧駆動も
可能である。このような液晶素子は、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、室温以下の温度で使用される液晶表示装置あ
るいは電気光学表示装置に好ましく用いられる。

次に本発明の実施例を示すが、本発明はこ才１らの実施
例に限定されるものではない。

実施例１ 式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｈで表
わされる（＋）６−ゾシルオキシー２−　［２−＋４−
（（１〜トリフロロメチル）へブチル）オキシカ１１゜
ボニル）フェニル］エチルーナフタレン（■）の合成。

第１段階 ６−デシルオキシ−２−ヒドロキシメチルナフタ１ノン
（１）の合成 、αｉｃＨＯ１＋　　　・・・（１） ｎ−Ｃｔｏｌｌ　ｏｏ　　　　　　　　２水素化リヂウ
ムアルミニウム１．０ｇを無水ＴＨＦ５０ｍｌに懸濁し
た。この懸濁液に、アルゴン雰囲気下０℃で６−デシル
オキシナフタレン−２−カルボン酸１．　３４８ｇ　（
４ｍｍｏｌ）の無水ＴＨＦ溶液１．　ＯＯｍｌを少しず
つ滴下した。滴下後、室温に昇温し２時間攪拌を行なっ
た。さらに、加熱し還流下で１時間反応を続行した。

上記のようにして１時間反応を行ない次いで放冷した後
、反応液をエーテル１．５０　ｍｌで希釈し、水浴中、
飽和硫酸ナトリウムノド溶液をゆっくりと加え、過剰の
Ｌ　Ｉ　Ａ、Ｄ　Ｈ４を分解し反応を停止ｌ二させた。

Ｌ　ｉ　Ａ　、１７　Ｈ、ｓの分解が終了すると、白色
固形物が沈澱した。この固形物をガラスフィルターを用
いて濾別し、濾液を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、低沸
点物を留去し粗生成物を得た。

この粗生成物をヘキサン／酢酸エチル混合溶媒［混合容
量比−５：１］から再結晶させて、６−デシルオキシ−
２−ヒドトキシメチルナフタレン（１）１、．０８ｇを
得た。収率８５．８％ 第２段階 ６−デシルオキシナフタレン−２−ア刀・デヒト＜　ｈ
ｊ＞の合成 ｎ−Ｃ、ｏＩ＋　、、、ｏ、、ｊ：Ｑｃｎｏ　　　　−
＜　ｎ　）上シ己のようにして得られた６−デンル第４
ニジ　−２，−ヒドロキンメチルナフタレン８４ｆｆ１
ｇ（０，４３ミリモル）をクロロホルム１０ｍ１に溶解
し、次いて活性化二酸化マンガン２３５１１１ｇ（、２
、５７、：リトル）の粉末を加え、室温下激しく攪拌し
ながら１２時間酸化反応を行なった。

このように得られた反応混合物を、濾過助剤上してセラ
イトをｍいて濾別し、分取された濾液を濃縮し、む１生
成物を得た。

この粗生成物をシリカゲル薄層クロマトグラフィー（溶
媒：ヘキサン／エーテル−３／１（容量））を用いて精
製して、デシルオキシナフタレン−２−アルデヒド（ｍ
）の白色結晶７２゜２　ｍｇを得た。収率８７％ 第３段階 ４−（ブロモメチル）安息香酸（ＩＩＩ）の合成［３ｒ
−Ｃ０□−〇−Ｃ００ＩＩ　　　　　　　・・・（ｍ）
ｐ−トルイル酸（ＩＩ　３Ｃ＋　ＣＯＯ！Ｉ　）　　１
３　、　６　ｇリモル）を四塩化炭素１．２５　ｍｌ中
に懸濁し、強力な攪拌下に加熱し還流下（７Ｔ１１浴９
３℃、内温７４℃）で２時間反応を行なうことにより、
黄色ミルク状の反応液が得られた。

この反応液を水浴で冷却し、析出（７た結晶物を濾取し
、この結晶物をヘキサンを用ｔ・て洗浄した。

さらに、この結晶物を水で洗浄後、エタノールで再結晶
し、白色針状晶の４−（ブロモメチル）安息香酸（Ｉｆ
ｆ）１４．６．、を得た。（収率６７．７％）第４段階 ４−（ブロモメチル）安息香酸メチルエステル（ＩＶ）
の合成 ［３ｒ−ｅｌｌ。＋Ｃ００ＣＩ＋３−（ＩＶ）４−（ブ
ロモメチル）安息香酸（ＩＩＩ）ととメタノールとを酸
性触媒下に加熱還流してエステル化することにより４−
（ブロモメチル）安息香酸メチルエステル（ＩＶ）を得
た。

第５段階 （メチルオキシカルボニルベンジル）トリフェニルホス
ホニウムボロマイト（Ｖ）の合成りｒ−ｐ＋　ｐｈ３−
Ｃ１（□　　−◎−ＣＯＯＣ１１３−（Ｖ　）上記第４
段階で合成した４−（ブロモメチル）安息香酸メチルエ
ステル（ｒＶ）２．６］、ｇ（］、］、、４ミリモル）
とトリフェニルホスフィン３、ｏｇ　（１１，４５ミリ
モル）とを、ベンゼン］、　ＯＯｍｌに溶解し、攪拌下
に還流温度まで昇温し、２時間反応を行なった。

その後、氷水を用いて冷却し、析出した結晶を吸引濾取
した。

得うれた結晶をベンゼンから再結晶することにより白色
結晶のホスホニウム塩（Ｖ）２．４．３ｇを得た。収率
４３％ 第６段階 （Ｖ［）の合成 第２段階で得られた８−デシルオキシナフタレン　−２
−アルデヒド（ＩＩ）　４７５ａ＋ｇ　（２，４７ミリ
モル）と、ホスホニウム塩（Ｖ）１２１．５ｍｇ（２，
４７ミリモル）を塩化メチレン１０ｍ１に溶解し、この
溶液に水酸化カリウム１．４０　ｍｇ（２，５ミリモル
）の０．５ｍｌ水溶液を室温下に、少しずつ滴下した。

このように水酸化カリウムを滴下することによってトリ
フェニルホスフィンオキシトが生成し、反応液が乳白色
に懸濁した。Ｗｉ下終了後、さらに２時間反応を続行ｌ
また。

反応終了後、濾過し、分取された濾液を濃縮し、残香を
シリカゲルカラムクロマ］・グラフィーて精製し、シス
−トランス混合物（Ｖｌ）を５１９　ｍｇを得た。収率
５２％ なお、得られた反応物の一部を取り、ゲルバーミエーシ
ョ・ンクロマトグラフィ−（Ｇ　Ｃ）で分）灯したとこ
ろ、シス形とトランス形との異性体構成比は４：〕であ
った。

第７段階 （■）の合成 ・・・　（■） 第６段階で合成したシス−トランス混合物（Ｖｌ）を、
触媒として５％パラジウム−カーボン触媒を使用し、溶
媒としてエタノールを用いて室温下、常圧で水素をバブ
リングしながら化合物（ＶＩ）の中心部にあるオレフィ
ン性二重結合の水素化を行なった。Ｐｄ−Ｃ触媒を濾過
助材セライトを用いて除いた後、濾液を濃縮したところ
、目的物（■）がほぼ定量的に得られた。収率１００％
第８段階 （■）の合成 ン（■）の相転移温度を測定した。結果を表３に・・・
　（■） 第７段階で得られたエステル化合物（■）４４６ａ＋ｇ
（１ミリモル）　、Ｒ−１−トリフルオロメチルヘプタ
ツール３６８ａ＋ｇ（２ミリモル）およびｔ−ブトキシ
カリウムｌ１ｍｇ（０，１ミリモル）をベンゼン２０　
ｍｌ中に入れ、還流下に２５時間反応させた。冷却後、
不溶物を濾別した後、ベンゼン層を水洗し、次いで濃縮
した。得られた濃縮物をカラムクロマトグラフィを用い
て分離することにより、白色の固体３６０＋ｎｇ（融点
３７〜３９℃）を得た。収率６０モル％ この固体（■）のＦＤ−マススペクトルの値はＭ／ｅ−
５９９であった。

このようにして得られたカルボン酸エステル化合物（■
）のＮ　ＭＲのチャートを第２図に示ｔ。

上記のようにして合成した（＋）６−ゾシルオ牛シー２
−　［２−［４−（（Ｌ−トリフロロメチル）へブチル
）オキシカルボニル）フェニル〕エチルーナフタ１ノ示
す。

次いで、上記のようにして得られた式（■）で表わされ
るカルボン酸エステル化合物と、次式（Ｂ）で表わされ
る化合物とを４３　：　５７の重量比で混合して本発明
の液相組成物を製造した。

Ｃ８１！　、７０＋Ｃｏｏ＋Ｃ００−Ａ　Ｉ　　　・、
、　（Ｂ　）（ただし、Ａａ＋　ニ ーＣＩｌ　　−Ｃ’　Ｉｔ（ＣＩｌ　　＞　−ＣＩｌ　
　−ＣＩｌ　　）この組成物の相転移温度を測定した。

結果を表３に併せて記載する。

さらに上記式（Ｂ）で表わされる化合物の）１転移層度
も表３に併せて記載する。

実施例２ 上記のようにして得られた液晶組成物を、第１図に示す
セルに充填し液晶素子を製造した。

このようにして得られた液晶素子は、使用温度範囲が３
６〜−３０℃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。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の液晶素子の断面を概略的に示す図で
ある。 １ａ、１．ｂ・・・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） ２・・・セル ３・・・間隙 ４、　ａ、　４　ｂ−・電極（例えばＩｎ−３ｎ酸化物
）５　ａ、　５　ｂ・・・配向制御膜 第２図は、（＋）６−ゾシルオキシー２−［２−ｆ４〜
（（１−トリフロロメチル）へブチル）オキシカルボニ
ル）フェニル］エチルーナフタレン（■）のＮＭＲのチ
ャートである。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）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有することを特徴とする液晶
   組成物； ▲数式、化学式、表等があります▼・・・［Ａ］ ［ただし、式［Ａ］において、Ｒは、炭素数６〜１８の
   アルキル基、炭素数６〜１８のアルコキシ基および炭素
   数６〜１８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、ｍは１〜１０の整数であり、Ｃ＾
   ＊は不整炭素原子を表わす］。
2. （２）上記式［Ａ］において、ｍが４〜６の整数であり
   、かつＲがアルコキシ基である請求項第１項記載の液晶
   組成物。
3. （３）式［Ａ］において、ｍが５である請求項第２項記
   載の液晶組成物。
4. （４）上記式［Ａ］で表わされるカルボン酸エステル化
   合物の含有率が、組成物中における液晶物質に対して、
   １〜９９重量部の範囲内にあることを特徴とする請求項
   第１項乃至第３項のいずれかの項に記載の液晶組成物。
5. （５）セルと、該セル中に充填された液晶物質からなる
   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； ▲数式、化学式、表等があります▼・・・［Ａ］ ［ただし、式［Ａ］において、Ｒは、炭素数６〜１８の
   アルキル基、炭素数６〜１８のアルコキシ基および炭素
   数６〜１８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、ｍは１〜１０の整数であり、Ｃ＾
   ＊は不整炭素原子を表わす］。
6. （６）請求項第５項記載の液晶素子を有する液晶表示装
   置。
7. （７）請求項第５項記載の液晶素子を有する電気光学表
   示装置。