JPH02295943A - 液晶性化合物、それを含有する液晶組成物およびそれを使用した液晶素子 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、新規な液晶性化合物、それを含有する液晶組
成物およびそれを使用した液晶素子に関し、さらに詳し
くは電界に対する応答特性か改善された新規な液晶組成
物、およびそれを使用した液晶表示素子や液晶−光シヤ
ツター等に利用される液晶素子に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、液晶は電気光学素子として種々の分野で応用
されている。現在実用化されている液晶素子はほとんど
が、例えばエム　シャット（補。

５ｃｈａｄ　Ｌ）とダブリュ　ヘルフリッヒ（ＬＨｅｌ
ｆｒｉｃｈ）著“アプライド　フィジックス　レターズ
（“Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ
”）　Ｖｏ、１８．　Ｎｏ、４（１９７Ｌ、２．１５）
Ｐ、　１２７〜＋２８の“ＶｏｌＬａｇｅ　Ｄｅｐｅｎ
ｄｅｎｔＯｐｔｉｃａｌ　　Ａｃｔｉｖｉｔｙ　　ｏｆ
　　ａ　　Ｔｗｉｓｔｅｄ　　Ｎｅｍａｔｉｃ　　１ｉ
ｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ”に示されたＴＮ（Ｔｗｉｓｔ
ｅｄ　Ｎｅ５ａｔｉｃ）型の液晶を用いたものである。

これらは、液晶の誘電的配列効果に基づいており、液晶
分子の誘電異方性のために平均分子軸方向が、加えられ
た電場により特定の方向に向く効果を利用している。こ
れらの素子の光学的な応答速度の限界はミリ秒であると
いわれ、多くの応用のためには遅すぎる。一方、大型平
面デイスプレィへの応用では、価格、生産性などを考え
合わせると、単純マトリクス方式による駆動が最も有力
である。単純マトリクス方式においては、走査電極群と
信号電極群をマトリクス状に構成した電極構成が採用さ
れ、その駆動のためには、走査電極群に順次周期的にア
ドレス信号を選択印加し、信号電極群には所定の情報信
号をアドレス信号と同期させて並列的に選択印加する時
分割駆動方式が採用されている。

しかし、この様な駆動方式の素子に前述したＴＮ型の液
晶を採用すると、走査電極か選択され、信り電極が選択
されない領域、或いは走査電極が選択されず、信号電極
か選択される領域（所謂“半選択点″）にも有限に電界
がかかってしまう。

選択点にかかる電圧と、半選択点にかかる電圧の差が充
分に大きく、液晶分子を電界に垂直に配列させるのに要
する電圧闇値がこの中間の電圧値に設定されるならば５
表示素子は正常に動作するわけであるが、走査線数（Ｎ
）を増加して行った場合、画面全体（ｌフレーム）を走
査する間に一つの選択点に有効な電界がかかっている時
間（ｄｕｔｙ比）がｌ／Ｈの割合で減少してしまう。

このために、くり返し走査を行なった場合の選択点と非
選択点にかかる実効値としての電圧差は、走査線数が増
えれば増える程小さくなり、結果的には画像コントラス
トの低Ｆやクロストークか避は難い欠点となっている。

この様な現象は、双安定性を有さない液晶（電極面に対
し、液晶分子か水平に配向しているのが安定状態てあり
、電界か有効に印加されている間のみ垂直に配向する）
を時間的蓄積効果を利用して駆動する（即ち、作り返し
走査する）ときに生ずる本質的には避は難い問題点であ
る。

この点を改良するために、電圧平均化法、２周波駆動法
や、多重マトリクス法等が既に提案されているか、いず
れの方法でも不充分であり、表示素子の大画面化や高密
度化は走査線数が充分に増やせないことによって頭打ち
になっているのが現状である。

この様な従来型の液晶素子の欠点を改善するものとして
、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク（（：
１ａｒｋ）およびラガウエル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）に
より提案されている（特開昭！ｄｔ−１０７２１６号公
報、米国特許第４：１６７９２４号明細書等）。

双安定性液晶としては、一般にカイラルスメクチックＣ
相（Ｓａｃ’相）又はＨ相（Ｓａｌｔ”相）を有する強
誘電性液晶か用いられる。

この強誘電性液晶は電界に対して第１の光学的安定状態
と第２の光学的安定状態からなる双安定状態を有し、従
って前述のＴＮ型の液晶で用いられた光学変調素子とは
異なり、例えば一方の電界ベクトルに対して第１の光学
的安定状態に液晶が配向し、他方の電界ベクトルに対し
ては第２の光学的安定状態に液晶か配向されている。ま
た、この型の液晶は、加えられる゛電界に応答して、上
記２つの安定状態のいずれかを取り、かつ、電界の印加
のないときはその状態を維持する性質（双安定性）を有
する。

以上の様な双安定性を有する特徴に加えて、強誘電性液
晶は高速応答性であるという優れた特徴を持つ、それは
強誘電性液晶の持つ自発分極と印加電場か直接作用して
配向状態の転移を誘起するためであり、誘電率異方性と
電場の作用による応答速度より３〜４オーダー速い。

この様に強誘電性液晶はきわめて優れた特性な潜在的に
イｊしており、この様な性質を利用することにより上述
した従来のＴＮ型素子の問題点の多くに対して、かなり
木質的な改善が得られる。＃に、高速光学光シャッター
や高密度、大画面デイスプレィへの応用が期待される。

このため強誘電性を持つ液晶材料に関しては広く研究が
なされているが５現在までに開発された強誘電性液晶材
料は、低温作動特性、高速応答性等を含めて液晶素子に
用いる化分な特性を備えているとは言い難い。

応答時間でと自発分極の大きさＰｓおよび粘度ηの間に
は、下記の式［１１］ ％式％［］ （ただし、Ｅは印加電界である） の関係が存在する。したがって応答速度を速くするには
、 （ア）自発分極の大きさＰｓを大きくする（イ）粘度η
を小さくする （つ）印加電界Ｅを大きくする 方法がある。しかじ印加電界は、■ｃ等で駆動するため
上限かあり、出来るだけ低い方か望ましい。

よって、実際には粘度ηを小さくするか、自発分極の大
きさＰｓの値を大きくする必要かある。

−収約に自発分極の大きい強誘電性カイラルスメクチッ
ク液晶化合物においては、自発分極のもたらすセルの内
部電界も大きく、双安定状ｙ６をとり得る素子構成への
制約が多くなる傾向にある。

又、いたずらに自発分極を大きくしても、それにつれて
粘度も大きくなる傾向にあり、結果的には応答速度はあ
まり速くならないことが考えられる。

また、実際のデイスプレィとしての使用温度範囲が１例
えば５〜４０°Ｃ程度とした場合、応答速度の変化が一
般に２０倍程もあり、駆動電圧及び周波数による調節の
限界を越えているのか現状である。

以上述べたように、強誘電性液晶素子を実用化するため
には、粘度か低く高速応答性を有し、かつ応答速度の温
度依存性の小さな強誘電性カイラルスメクチック液晶組
成物か黄求される。

［発明か解決しようとする課題］ 本発明の目的は、強訝電性液晶素ｆ・を天川テキるよう
にするために、応答速度か速（、ｂ；６’モソの応答速
度の温度依存性が軽減された液晶組成物、特に強誘電性
カイラルスメクチック液晶組成物、および該液晶組Ｊ＆
物を使用する液晶素子を提供することにある。

［課題を解決するための手段］および［作用］すなわち
、本発明の第一の発明は、下記一般式（Ｉ）で示される
液晶性化合物である。

（Ｉ） （式中、１１は炭素原子数ｌ〜１８の置換基を有してい
ても良い直鎖状または分岐状のアルキル基、Ｒ２は炭素
原子数ｌ〜１２のアルキル基、Ｘは単結合。

（Ｅ）−の巾からそれぞれ独立に選ばれたものを示す。

２はＯ，ｌまたは２、ｍはｏ、ｌまたは２、ｎは１また
は２を示し、且つ１２　＋　ｍ　＋　ｎは２または３で
ある　ＣＩＩは不斉炭素原子を示す。）また、第二の発
明は、前記一般式（Ｉ）で示される液晶性化合物の少な
くとも１種を含有することを特徴とする強［を性カイラ
ルスメクチック液晶組成物である。

さらに、第三の発明は、前記一般式（Ｉ）で示される液
晶性化合物の少なくとも１種を含有する強誘電性カイラ
ルスメクチック液晶組成物を一対の電極基板間に配置し
てなることを特徴とする液晶素子である。

本発明者等は、以上の液晶組ｒ＆物およびそれを使用し
た液晶素子を用いることにより、高速応答性、応答速度
の温度依存性の軽減等の諸性性の改良がなされ、良好な
表示特性が得られることを見い出したものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

前記一般式（Ｉ）て示される液晶性化合物において、Ｘ
は、好ましくは、単結合、−Ｏ−−０Ｃ−−ＣＯ−、−
Ｃ−であり、Ｒ２は炭素原子数ｌ〜１２のアル口 キル基であるか、好ましくは直鎖状アルキル基である。

また、Ｒ′は炭素原子数１〜１８の置換基を有していて
も良い直鎖状または分岐状のアルキル基であるが、さら
により好ましくは、Ｒ１は下記（１）〜（ｉｎ　）から
選ばれる。

ｉ）炭素原子数１−１８のｎ−アルキル基ｉｉ） ？１１３ ＋Ｃ１１□ｈ−Ｃ旧−（：　ｂ　ｉｔ　ａ□１（ただし
、ａは１〜７の整数、ｂは２〜９の整数である。また、
光学活性であっても良い。）＋ｉｉ　） （ただし、ｒは０〜７の整数、Ｓは０またはｌ、ｔは１
〜１４の整数である。また、これは光学活性てあっても
良い。） 上記一般式（１）で示される液晶性化合物は、好ましく
は本出願人等による出願（４，’？願昭６２−１８：１
４８５及び特願昭６３−３７６２４　）の明細占に示さ
れる下記一般式（ＩＩ）の光学活性基にトリフルオロメ
チル基を有するカルボン酸の光学活性中間体から合成さ
れる。

（式中、Ｒは炭素原子数ｌ〜１２のアルキル基、２υ 次に、前記一般式（Ｉ）で表わされる液晶性化合物の合
成法の１例を以下に示す。

一般式（Ｉ）において、 ｉ）Ｙか単結合、　−０Ｃ１１２−の場合ｉ）Ｙが一〇
Ｏ ＣＩ［２０−の場合 Ｒ’ Ｘ＋剪→Ｂ　）−ｒ−Ｙ千〇七〇 （ｐ＝ｏ、１） −ＣＯ２−。

Ｃ−） ｉｉｉ　）　Ｙか一０Ｃ−の場合 四 〇 ＣＦ。

■−２） ■　−３） たたし、上記式中、Ｒ’、Ｒ２，Ｘ、Ｙ、Ａ、Ｂ。

（１，ｍは前記定義のとおりである。

次に、前記一般式（Ｉ）で示される液晶性化合物の具体
的な構造を以下に示す。

■−６） ニ ■ ニー９） ■ ｌ　−１７） ■ Ｉ　−１９） ｌ　−２Ｏ） υ υ υ ■ 一１ｌ） Ｉ　−１２） ニ Ｉ　−１４） ニ Ｉ　−２ｌ） Ｉ　−２２） ｌ　−２５） Ｉ　−２４） ■ υ υ υ Ｉ　−２６） ｌ　−２７） ｌ　−２３） ■ ｌ　−５０） ニ Ｉ　−５７） Ｉ　−５８） ■ ■ 一４Ｏ） υ υ Ｉ　−５２） Ｉ　−５３） Ｉ　−５４） Ｉ　−５５） 一４ｌ） ニ Ｉ　−４５） Ｉ　−４４） ｌ　−４３） υ υ υ ■ ■ ニ ■ ■ ■ ■ ｒ　−５ａ） Ｉ　−３９） ■ 一６Ｏ） υ υ υ υ Ｉ　−３１） ■ Ｉ　−３３） ■ Ｉ　−３５） Ｉ　−６ｌ） ■ ｌ　−６５） Ｉ　−６４） ｌ　−６３） υ ■ ■ ｌ　−６３） Ｉ　−６９） ｌ　−７Ｏ） Ｉ　−７６） ｌ　−７７） ｌ　−７３） Ｉ　−７９） ニ υ ■ 一７ｌ） Ｉ　−７２） ｌ　−７５） Ｉ　−７４） ｌ　−７３） ■ ■ υ υ υ υ υ 本発明の液晶組成物は前記一般式（Ｉ）て示される液晶
性化合物の少なくともｔ　＋ｉと、他の液晶性化合Ｑ１
種以上とを適当な割合で混合することにより１！Ｉるこ
とかできる。また、本発明による液晶組成物は強誘電性
液晶組成物、特に強誘電性カイラルスメクチック液晶組
Ｊｊｌが好ましい。

次に、本発明で用いられる他の液晶性化合物の具体例を
下記に示す。

（ｌコ） （ｉｏｓ） υ υ υ （１：１３） （１：１６） （１４ｇ） （ｉｓｉ） Ｆ （ｌ）６） υ υ Ｎ υ （ＺＯＳ） （ＺＯａ） （２：１０） （２：１２） （２コ３） （２：１６） （２：１７） Ｃｔ　＊Ｈ＊　ｓ　０−ｏ−ＣＨ２０＋ＯＣａ　ＨＩ３
本発明の液晶性化合物と、１種以上の他の液晶性化合物
あるいはそれを含む液晶組成物（これらは強誘電性液晶
化合物および強誘電性液晶組成物であっても良い。以下
、これらを液晶材料と略記する。）との配合割合は、液
晶材料！（１０重量部当り、本発明による液晶性化合物
を１〜５００重量部とすることか好ましい。

また、本発明の液晶性化合物を２種以上用いる場合も液
晶材料との配合割合は、前述した液晶材料１００重量部
当り、本発明による液晶性化合物の２種以上の混合物を
１〜５００玉量部とすることが好ましい。

第１図は強誘電性液晶素子の構成の説明のために、本発
明の強誘電性液晶層を有する液晶素子の一例を示す断面
概略図である。

第１図において、符号ｌは強誘電性液晶層、２はガラス
基板、３は透明電極、４は絶縁性配向制御層、５はスペ
ーサー、６はリード線、７は電源、８は偏光板、９は光
源を示している。

２枚のガラス基板２には、それぞれＩｎ、０ユ。

ＳｎＯ，あるいはＩＴＯ（インジウム　チン　オキサイ
ド；　Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）　”Ｊの６
．Ｈ＆Ｉかう成る透明電極３が被覆されている。その上
にポリイミドの様な高分子の薄膜をガーゼやアセテート
植毛布等でラビングして、液晶をうどング方向に並べる
絶縁性配向制御Ｍ４か形成されている。また、絶縁物質
として１例えばシリコン窒化物、水素を含有するシリコ
ン炭化物、シリコン酸化物、Ｉ１１素窄化物、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、チタン酸化物やフッ化マグネ
シウムなどの無ａ物賀絶縁層を形成し、その−ヒにポリ
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５セ
ルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂、アクリル樹
脂やフォトレジスト樹脂などの有機絶縁物質を配向制御
層として、２層で絶縁性配向制御層４が形成されていて
もよく、また無機物質絶縁性配向制御層あるいは有機物
質絶縁性配向制御層中層てあっても良い、この絶縁性配
向制御層が無機系ならば蒸着法などで形成でき、有機系
ならば有機絶縁物質を溶解させた溶液、またはその前駆
体溶液（溶剤に０．１〜２０重量％、好ましくは０．２
〜＋ｆ７重量％）を用いて、スピンナー塗布法、浸漬塗
布法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法、ロール塗布
法等で塗布し、所定の硬化条件丁（例えば加熱’Ｆ）で
硬化させ形成させることかできる。

絶縁性配向制御層４の層厚は通常３０人〜ｌＪＬ■、好
ましくは３０人〜ｊＯＯＯλ、さらに好ましくは５０λ
〜１０００人が適している。

この２枚のガラス基板２はスペーサー５によって任意の
間隔に保たれている。例えば、所定の直径を持つシリカ
ビーズ、アルミナビーズなスペーサーとしてガラス基板
２枚で挟持し、周囲をシール材、例えばエポキシ系接着
材を用いて密封する方法がある。その他、スペーサーと
して高分子フィルムやガラスファイバーを使用しても良
い。

この２枚のガラス基板の間に強誘電性液晶か封入されて
いる。

強誘電性液晶が封入された強誘電性液晶層１は、一般に
は０．５〜２０糾−１好ましくは１〜５Ｊｉｍである。

また、この強誘電性液晶は、室温を含む広い温度域（特
に低温側）でＳ■Ｃ８相（カイラルスメクチック相）を
有し、高速応答性を有することが望ましい。さらに、応
答速度の温度依存性が小さいこと、及び駆動電圧マージ
ンが広いことか望まれる。

また、特に素子とした場合に、良好な均一配向性を示し
モノドメイン状態を得るには、その強誘電性液晶は、等
吉相からｃｈ相（コレステリック相）−３■Ａ相（スメ
クチック相）−３ｓ（：’相（カイラルスメクチック相
）という相転位系列を有していることが望ましい。

透明電極３からはり−ト線によって外部の電源７に接続
されている。

またガラス基板２の外側には偏光板８か貼り合わせであ
る。

第１　［Ｗは透過型なのて光源９を備えている。

第２図は、強誘電性液晶子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。２１ａと２１ｂは、そ
れぞれＩｎｔｏ、　、　ＳｎＯ，あるいはＩＴＯ（Ｉｎ
ｄｉｕｍ−Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）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２２がガラス面に垂直になるよう配向したＳ＋
ｓＣ”相又は５ａｌｌ”相の液晶か封入されている。太
線て示した線２３が液晶分子を表わしており、この液晶
分子２３はその分子に直交した方向に双極子モーメント
（Ｐ□）２４を有している。基板２１ａと２１ｂ上の電
極間に一定の闇値以上の電圧を印加すると、液晶分子２
３のらせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ□）２
４かすべて電界方向に向くよう、液晶分子２３は配向方
向を変えることかできる。液晶分子２３は、細長い形状
を有しており、その長袖方向と短軸方向で屈折率異方性
を示し、従っ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特性
か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。

本発明における光学変調素子て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＋０１Ｌ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３図に示すように電界を印加していない状態て
も液晶分子のらせん構造かほどけ、その双極子モーメン
トＰａまたはＰｂは上向き（３４ａ）又は下向き（３４
ｂ）のどちらかの状態をとる。このようなセルに、第３
図に示す如く一定の闇値以上の極性の異なる電界Ｅａ又
はＥｂを電圧印加手段３１ａと３１ｂにより付与すると
、双極子モーメン１〜は、電界Ｅａ又はＥｂの電界ベク
トルに対応して上向き３４ａ又は下向き３４ｂと向きを
変え、それに応じて液晶分子は、第１の安定状ｆｆ、　
３３　ａかあるいは第２の安定状態：ｌ：ｌｂの何れか
一方に配向する。

このような強誘電性液晶素子を光学変調素子として用い
ることの利点は、先にも述べたか２つある。

その第１は、応答速度か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３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ｉｆ＋３３ａに配
向するか、この状ｙ玉は電界を切っても安定である。又
、逆向きの電界εｂを印加すると、液晶分子は第２の安
定状態３３ｂ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、ケえ
る電界ＥａあるいはＥｂか一定の両値な越えない限り、
それぞれ前の配向状態にやはり維持されている。

［実施例コ 以下、実施例により本発明について更に詳細に説明する
が１本発明はこれらの実施例に限定されるものではない
。

実施例１ ４−デシルオキシ安り香酸４’−（４″−（３−トリフ
ルオロメチルノナノイル）ビフェニル）（ｌ−１）の製
造 下記工程に従って、４−デシルオキシ安９香酩４’−（
４″−（３−トリフルオロメチルノナノイル）ビフェニ
ル）を製造した。

ＣＦ。

工程１） ４−アセトキシ−４’　−（３−）−リフルオロメチル
ノナノイル）ビフェニルの製造 （＋）−３−トリフルオロメチルノナン酸０．５５ｇと
塩化チオニル２■２を混合し、攪拌しなから８０°Ｃて
１．５時間反応させた後、過剰の塩化チオニルを留去し
、０．５９ｇの塩化３−トリフルオロメチルノナン酸を
得た。

次に、二硫化ｊＲＡ５ｍｌ！と４−アセトキシビフェニ
ル０．５Ｉｇの混合物を攪拌しながら、塩化３−トリフ
ルオロメチルノナン酸０．５９ｇを加え、さらに無水塩
化アルミニウムを０．５７ｇ加えた０反応終了後、氷水
中に抽入し、塩酸を加え酸性とした後にジエチルエーテ
ルを用いて抽出した。このエーテル溶液を炭酸水素ナト
リウム水溶液で洗浄後無水硫酸ナトリウムで乾燥し、カ
ラムクロマトグラフィーにより精製した。（移動相：ヘ
キサン／酢酸エチル＝８／Ｉ）　　収量０．：ｌＯｇゆ
工程２） ４−（３−トリフルオロメチルノナノイル）−４′−ビ
フェノールの製造 工程ｌ）て得た４−アセトキシ−４’　−（３−トリフ
ルオロメチルノナノイル）ビフェニル０．３ｇをジエチ
ルエーテル５■Ｐに溶解させ、ｎ−ブチルアミン０．１
ｇを加え、室温て２０時間攪拌した０反応終了後、水に
抽入し、塩酸て酸性にし、ジエチルエーテルで抽出した
。生成物は薄層クロマトグラフィーで精製しく展開溶媒
：ヘキサン／酢酸エチル＝４／１　）　、　０．２５ｇ
の目的物を得た。

ｍ、ｐ、８５〜８７℃ 工程コ） ４−デシルオキシ安息香酸４’−（４″＝（３−トリフ
ルオロメチルノナノイル）ビフェニル）の製造 ４−デシルオキシ安息香酸０．２４ｇ　、塩化チオニル
ｌｌＲを混合し、１．５時間、８０℃て反応させた後、
過剰の塩化チオニルを留去し、塩化４−デシルオキシ安
息香酸０．１９ｇを得た。

次に、工程２）て得た４−（３−トリフルオロメチルノ
ナノイル）−４′−ビフェノール０．２５ｇとトリエチ
レンジアミンｏ、ｔｓｇを乾燥テトラヒドロフランに溶
解させ、更に塩化４−デシルオキシ安息香酸０．１９ｇ
を加え、５０°Ｃで２時間攪拌後、水素化ナトリウム５
０１ｇを加え、加熱還流を２．５時間行った。溶媒を留
去してから水に抽入し、ジエチルエーテルで抽出し、薄
層クロマトグラフィーて精製した。（＠開溶媒：へキサ
ン／酢酸エチル＝４／１） 得られた目的物をヘキサン２ｍＲて再結晶した。

収量０．１７ｇ。

［α］二’　　−１８，８（溶媒、塩化メチレン）相転
移温度（°Ｃ） ＣＦ。

実施例２ ４′−デシルオキシ−４−ビフェニルカルボン酸４″−
（３−トリフルオロメチルノナノイル）フェニルエステ
ル（Ｉ　−５１）の製造下記工程に従い、４′−デシル
オキシ−４−ビフェニルカルボンｌｌｉ＠４″−（３−
トリフルオロメチルノナノイル）フェニルエステルを製
造した。

工程１） ４−（３−トリフルオロメチルノナノイル）アニソール
の製造 （−）−３−）−リフルオロメチルノナン酸０．５２ｇ
に塩化チオニル３ｍｌを８０℃で１．５時間反応させ、
３−トリフルオロメチルノナン酸クロリド０．５２ｇを
得た。

次に、二硫化炭素５Ｉｌｉ）、アニソール０．２３ｇお
よび３−トリフルオロメチルノナン酸クロリド０．５２
ｇの混合物に無水塩化アルミニウム０．５１ｇを加え、
１時間加熱還流した。反応終了後、水冷し、これに冷水
及び濃塩酸を加え、塩化アルミニウムの錯体を分解した
。

次に、ジエチルエーテルで抽出し、炭酸水素ナトリウム
水溶液で洗詐した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。

溶媒を減圧留去し、減圧蒸留（２００°Ｃ、０，：１ｍ
ｍ１１ｇ　）することにより、収量０．４５ｇ、収率６
７．５％で４−（３−トリフルオロメチルノナノイル）
アニソールを得た。

１程２） ４−　（３−トリフルオロメチルノナノイル）フェノー
ルの製造 ４−　（３−）−リフルオロメチルノナノイル）アニソ
ール０．２４ｇを酢酸１０ｍβに溶解させ、次に４７％
臭化水素ｆｉ２ｍｊ）を加え、１３０℃て１３時間反応
させた０反応終了後、冷水を加え、ジエチルエーテルで
抽出した。得られたエーテル層を炭酸水素ナトリウム水
溶液で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留
去することにより、４−（３−トリフルオロメチルノナ
ノイル）フェノールを収量０．２３ｇ　、収率９８．９
％で得た。

■程３） ４−デシルオキシ−４′−ビフェニルカルボン酸４”　
−（３−トリフルオロメチルノナノイル）フェニルエス
テルの製造 ４−デシルオキシ−４′−ビフェニルカルボン酸０．３
１９ｇに塩化チオニル１．５　ｗ、Ｒを８０℃で１．５
時間反応させた後、過剰の塩化チオニルを留去した。

得られた酸塩化物に４−（３−トリフルオロメチルノナ
ノイル）フェノール０．２３ｇ、　　トリエチレンジア
ミン０．１７ｇ　、乾燥テトラヒドロ７ランＬ（１ｍβ
を入れ５０°Ｃて２時間反応させた後、水素化リートリ
ウム（６０％）　０．０５ｇを加え、更に７０℃で２６
５時間反応させた。反応終了後、テトラヒドロフランを
減圧留去し、３Ｎ塩酸て溶液を酸性としジクロロメタン
抽出した。得られた有機層は硫酸ナトリウムて乾燥後、
溶媒を留去し、薄層クロマトグラフィーて精製した。さ
らに、エタノールて再結晶を行ない、４−デシルオキシ
−４′−ビフェニルカルボン酸４”　−（３−トリフル
オロメチルノナノイル）フェニルエステルを収ｌｂ、：
ｌｏｇ　、収率６３．３％で得た。

［α］：’　　＋ｌ：１．９　　（に　１．０６．　Ｃ
ｌｌＣｌ、　）相転移温度（°Ｃ） 例示化合物Ｎｏ。

構造式 Ｓｎ２”　：スメクチック相（未同定）実施例３ 下記液晶性化合物Ｎｏ、２４８に実施例２て製造した化
合物（１−３１）を混合し、液晶組成物Ａを作成した。

相転移温度（°Ｃ） 液晶組成物Ａ 例示化合物Ｎｏ、　２４８ ２枚の０．７ｔｘｍ厚のガラス板を用意し、それぞれの
ガラス板上にＩＴＯ膜を形成し、電圧印加電極な作成し
、さらにこの上にＳ　ｉｏ２を、Ｊ　Ｒさせ絶縁層とし
た。ガラス板ににシランカップリング剤〔信越化学■製
、　ＫＢＭ−６０２）　０．２％イソプロピルアルコー
ル溶液を回転数２０００ｒ、ｐ、ｉ、のスピンナーで１
５抄間塗！τｊし、表面処理を施した。この後１２０°
Ｃにて２０分間加熱乾燥処理を施した。

さらに、表面処理を行なったＩＴＯ膜付きのガラス板上
にポリイミド樹脂前駆体（東し補装、　５ｐ−５１０）
　１．５％ジメチルアセトアミド溶液を回転数２０００
ｒ、ｐ、ｍ、のスピンナーて１５秒間塗布した。成膜後
、６０分間、３００°Ｃて加熱縮合焼成処理を施した。

この時の塗膜の膜厚は、約２５０人であった。

この焼成後の被膜には、アセテート植毛布によるラビン
グ処理かなされ、その後イソプロピルアルコール液で洗
炸し、乎均粒径２ｐｍのアルミナビーズを一方のガラス
板上に散布した後、それぞれのラビング処理軸が互いに
乎行となる様にし、接着シール剤（チッソ補製、リクソ
ンボンド）を用いてガラス板をはり合わせ、６０分間、
１００℃にて加熱乾煙しセルを作成した。このセルのセ
ル厚をベレック位相板によって測定したところ、約２体
ｍてあった。

このセルに液晶組成物Ａを等方性液体状態で注入し、等
吉相から２０°Ｃ／ｈて２５°Ｃまで徐冷することによ
り強誘電性液晶素子を作成した。

この強誘電性液晶素子を使って自発分極の大きさＰｓと
ピーク・トウ・ピーク電圧Ｖ　、、＝　２０Ｖの電圧印
加により直交ニコル下ての光学的な応答（ｍ通光量変化
０〜９０％）を検知して応答速度（以後、光学応答速度
という）を測定した。その結果を次に示す。

液晶組成物Ａ 例示化合物２４８の光学応答速度は８９μｓｅｃ　（６
０℃）てあったことから、本発明による液晶性化合物を
添加することにより応答特性が向上し、低温域での液晶
性も４吉された。

実施例４ 下記例示化合物を下記の重量部で混合し、液晶組成物Ｂ
を作成した。

例示化合物Ｎｏ。

構造式 更に、この液晶組成物Ｂに対して、実施例１て製造した
化合ｅｌ　（ｌ−１）を以下に示す重量部で混合し、液
晶組成物Ｃを作成した。

構造式　　　　　　重量部 液晶組ｒ＆物Ｂ 相転移温度（”Ｃ）を以下に示す。

液晶組成物Ｂ Ｃｒｙｓｔ、−ンＳａｃ’−ンＳｍＡ 一ンＣｈ　−〉Ｉ　ｓ　ｏ　。

液晶ｊｉｌＩ＆物Ｃ ＣｒｙｓＬ、−）Ｓａｃ”−〉　ＳｍＡ　　−〉　Ｃｈ
−ン　１ｓｏ。

また、液晶組成物Ｂ、Ｃをセル内に注入する以外は全〈
実施例３と同様の方法で強誘電性液晶素子を作成したと
ころ、液晶組成物Ｃを用いた液晶素子は、液晶組成物Ｂ
を用いた液晶素子と比較して配向性が改善され、コント
ラストか向上した。

実施例５ 下記例示化合物をｒ記の重量部て混合し、液晶組成物り
を作成した。

例示化合物Ｎｏ、　　　　　構造式 ％式％ ：：） 構造式 重量部 構造式 ％式％１４） 更に、この液晶組成物りに対して実施例２で製造した化
合物ロー３１）を以下の重量部で混合し。

液晶組成物Ｅを作成した。

液晶組成物り 相転移温度（°Ｃ）を以下に示す。

液晶組成物Ｄ ４　　　　　　１０　　　　　５７６：１７８Ｃｒｙｓ
’、→Ｓｍ３　　→Ｓａｃ　　→Ｓｓ＾　→Ｎ→Ｉｓｏ
。

液晶層Ｊ＆物Ｅ Ｃｒｙｓｔ、−〉Ｓａｃ”−−→ｃｈ−−→　Ｉｓｏ。

また、液晶組成￥＠Ｅをセル内に注入する以外は実施例
３と全く同様の方法て強誘電性液晶素子を作成したとこ
ろ、この液晶素子内の均一配向性は良好であり、モノド
メイン状態が得られた。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明の液晶性化合物を含有する強
誘電性液晶組成物を使用した素子は、スイツチング特性
か良好て、作動温度域の拡大した液晶素子、高速応答性
てあり且つ応答速度の温度依存性が少ない液晶素子とす
ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の強誘電性液晶層を用いた液晶表示素子
の−・例を示す断面概略図、第２図および第３図は強誘
電性液晶素子の動作説明のために、素子セルの−・例を
模式的に表わす斜視図である。 ｌ・・・強誘電性液晶層　２・・・ガラス基板３・・・
透明電極　　　　４・・・絶縁性配向制御層５・・・ス
ペーサー　　　６・・・リード線７・・・電ｓ　　　　
　　８・・・偏光板９・・・光源　　　　　　■。・・
・入射光■・・・透過光 ２１ａ・・・基板　　　　　２１ｂ・・・基板２２・・
・、液晶分子層　　　２３・・・液晶分子２４・・・双
極子モーメント（Ｐ工） ３１ａ、３１ｂ・・・電圧印加手段 ３コａ・・・第１の安定状態 ３３ｂ・・・第２の安定状態 ３４ａ・・・Ｌ向き双極子モーメント ３４ｂ・・・下向き双極子モーメント Ｅａ・・・上向きの電界 Ｅｂ−・・下向きの゛世界

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記一般式（ I ）で示される液晶性化合物。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒ＾１は炭素原子数１〜１８の置換基を有して
   いても良い直鎖状または分岐状のアルキル基、Ｒ＾２は
   炭素原子数１〜１２のアルキル基、Ｘは単結合、−Ｏ−
   、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式
   、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります
   ▼または▲数式、化学式、表等があります▼、Ｙは単結
   合、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
   式、表等があります▼、−ＣＨ＿２Ｏ−、−ＯＣＨ＿２
   −の中からそれぞれ独立に選ばれ、Ａ、Ｂは▲数式、化
   学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があり
   ます▼、▲数式、化学式、表等があります▼の中からそ
   れぞれ独立に選ばれたものを示す。ｌは０、１または２
   、ｍは０、１または２、ｎは１または２を示し、且つ２
   ＋ｍ＋ｎは２または３である。Ｃ＾＊は不斉炭素原子を
   示す。）
2. （２）下記一般式（ I ）で示される液晶性化合物の少
   なくとも１種を含有することを特徴とする強誘電性カイ
   ラルスメクチック液晶組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒ＾１は炭素原子数１〜１８の置換基を有して
   いても良い直鎖状または分岐状のアルキル基、Ｒ＾２は
   炭素原子数１〜１２のアルキル基、Ｘは単結合、−Ｏ−
   、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式
   、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります
   ▼または▲数式、化学式、表等があります▼、Ｙは単結
   合、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
   式、表等があります▼、−ＣＨ＿２Ｏ−、−ＯＣＨ＿２
   −の中からそれぞれ独立に選ばれ、Ａ、Ｂは▲数式、化
   学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があり
   ます▼、▲数式、化学式、表等があります▼の中からそ
   れぞれ独立に選ばれたものを示す。ｌは０、１または２
   、ｍは０、１または２、ｎは１または２を示し、且つｌ
   ＋ｍ＋ｎは２または３である。Ｃ＾＊は不斉炭素原子を
   示す。）
3. （３）下記一般式（ I ）で示される液晶性化合物の少
   なくとも１種を含有する強誘電性カイラルスメクチック
   液晶組成物を一対の電極基板間に配置してなることを特
   徴とする液晶素子。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒ＾１は炭素原子数１〜１８の置換基を有して
   いても良い直鎖状または分岐状のアルキル基、Ｒ＾２は
   炭素原子数１〜１２のアルキル基、Ｘは単結合、−Ｏ−
   、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式
   、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります
   ▼または▲数式、化学式、表等があります▼、Ｙは単結
   合、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
   式、表等があります▼、−ＣＨ＿２Ｏ−、−ＯＣＨ＿２
   −の中からそれぞれ独立に選ばれ、Ａ、Ｂは▲数式、化
   学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があり
   ます▼、▲数式、化学式、表等があります▼の中からそ
   れぞれ独立に選ばれたものを示す。ｌは０、１または２
   、ｍは０、１または２、ｎは１または２を示し、且つ２
   ＋ｍ＋ｎは２または３である。Ｃ＾＊は不斉炭素原子を
   示す。）