JPH04202159A - カルボン酸エステル化合物、液晶化合物および液晶組成物 - 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 本発明は新規なカルボン酸エステル化合物、液晶化合物
および液晶組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は
、表示素子などに用いられる新規なカルボン酸エステル
化合物、液晶化合物および１　液晶組成物に関する。

発明の技術的背景 従来から使用されているＯＡ機器などの表示デバイスは
１．ＴＮ　（ツイストネマチック）モードで駆動するも
のが多い。

ところが、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、液晶化合物の分子位置を変える必
要があるため、駆動時間が長くなり、また液晶化合物の
分子位置を変えるために必要とされる電圧、即ち、消費
電力も大きくなるとの問題がある。

これに対して強誘電性液晶化合物を用いたスイッチング
素子は、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ので、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
の積（ＰｓＸＥ）が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、動画用の表示デバイスなどとして用いるのに特に
適している。

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、動作温度
範囲が常温付近あるいはそれ以下であること、動作温度
幅が広いこと、スイッチング速度が犬゛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。

しかしながら、従来公知の強誘電性液晶化合物に関して
は、例えばＲ，Ｂ、　Ｍｅｙｅｒ、　ｅｔ、　ａｌ、　
、の論文［ジャーナル・デ・フイジーク（Ｊ、　ｄｅ　
Ｐｈｙｓ、　）３６巻Ｌ−６９頁、１９７５年コ、田口
雅明、原田隆正の論文［第１１回液晶討論会予稿集１６
８頁、１９８５年コに記載されているように、一般に動
作温度が狭く、また動作温度範囲が広い強誘電性液晶化
合物であっても、その他の特性が充分でない等、強誘電
性液晶物質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、特に動作温度が広く、スイッチング速
度が大きく、スイッ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
を有する表示デバイス等を形成し得る液晶化合物および
液晶組成物を提供することを目的としている。

発明の概要 本発明のカルボン酸エステル化合物は、下記式％式％ ［ ただし、式［＋］において、Ｒは、炭素原子数３〜２０
のアルキル基、炭素原子数３〜２ｏのアルコキシ基およ
び炭素原子数３〜２ｏのハロゲン化アルキル基よりなる
群から選ばれる一種の基であり、 で表されるいずれかの基を表し、 よりなる群から選ばれる基を表す。

また、本発明の液晶化合物は上記式［ｒ］で表されるこ
とを特徴としている。

さらに、本発明の液晶組成物は上記式［■］で表される
カルボン酸エステル化合物を含有していることを特徴と
している。

本発明により新規なカルボン酸エステル化合物が提供さ
れる。この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、動作温度範囲が広くスイッチング
速度が大きく、消費電力が極めて少なく、しかも安定し
たコントラストが得られるなどの優れた特性を有する各
種デバイスを製造することができる。

発明の詳細な説明 次に本発明のカルボン酸エステル化合物について具体的
に説明する。

本発明のカルボン酸エステル化合物は、次式１式％ ［］ ただし、式［ｒ］において、Ｒは、炭素原子数３〜２ｏ
のアルキル基、炭素原子数３〜２０のアルコキシ基およ
び炭素原子数３〜２０のハロゲン化アルキル基よりなる
群から選ばれる一種の基である。

上記式［Ｉ］において、Ｒが炭素原子数３〜２０のアル
キル基である場合には、このようなアルキル基は、直鎖
状、分校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
としては、炭素原子数６〜２０のアルキル基が好ましく
、そ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、
ヘキサデシル基およびオクタデシル基などを挙げること
ができる。

また、Ｒが炭素原子数３〜２０のハロゲン化アルキル基
である場合には、その例としては、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、ＦＳ　ＣＱ、Ｂｒ
および工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が炭素原子数３〜２０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、ノ
ニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、
ドデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ヘプタデシ
ルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基およびオフタデシル
オキシ基を挙げることができる。

本発明のカルボン酸エステル化合物を液晶化合物として
使用する場合には、式［ｒ］において、Ｒがアルコキシ
基である化合物の有用性が高い。

さらに、上記式［Ｉ］において、 よりなる群から選ばれる一種類の基を表す。

従って、上記式［■］で表される本発明のカルボン酸エ
ステル化合物としては具体的には、例えば次式［１］〜
［３２］で表される化合物を挙げることができる。

ＣＦ３．、、［＋］ ０１°　・・・［２］ ＣＦ３　　・・・［３］ ＣＦ・　　・・・［４］ 本発明のカルボン酸エステル化合物は、公知の合成技術
を組み合わせて利用することにより製造することができ
る。

例えば、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。なお、以下
に示す反応経路の例においては、Ｒがアルコキシ基であ
る場合を例にして、本発明のカルボン酸エステル化合物
の合成例について説明している。

（以下余白） すなわち、例えば、トランス−４−（４’−アルコキシ
フェニル）シクロヘキサンカルボン酸と、６−ヒトロキ
シナフタレンー２−カルボン酸ベンジルエステルのよう
な芳香族エステル化合物とを、４−Ｎ、Ｎ’−ジメチル
アミノピリジンおよび塩化メチレンを溶媒として用い、
Ｎ、Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミドなどのエス
テル化剤を滴下しながら反応させることにより、４−（
４”−ｎ−アルコキシフェニル）シクロヘキサンカルボ
ン酸−４″″−ベンジルオキシカルボニルナフタレンカ
ルボン酸エステルを得る。

上記のようにして得られた４−（４’−ｎ−アルコキシ
フェニル）シクロヘキサンカルボン酸−４″−ベンジル
オキシカルボニルナフタレンカルボン酸エステルをテト
ラヒドロフラン等の溶媒に投入してパラジウム−炭素等
の還元触媒の存在下に水素ガスを用いて還元することに
より、４−　（４’−ｎ−アルコキシフェニル）シクロ
ヘキサンカルボン酸−４パ−ベンジルオキシカルボニル
ナフタレンカルボン酸を得る。

次いで、４−Ｎ’−ジメチルアミノピリジン及び塩化メ
チレンを溶媒として用いて、Ｎ、Ｎ−ジシクロへキシル
カルボジイミド溶液を滴下しながら、１−トリフルオロ
メチルヘプチルアルコールと、上記工程で得られた４−
（４”−ｎ−アルコキシフェニル）シクロヘキサンカル
ボン酸−４゛°−ベンジルオキシカルボニルナフタレン
カルボン酸を反応させることにより、本発明のカルボン
酸エステル化合物を得ることが一１７＝ できる。

なお、上記方法は、本発明のカルボン酸エステル化合物
の製造方法の一例であり、本発明のカルボン酸エステル
化合物は、このような製造方法により限定的罎こ解釈さ
れるべきではない。

上記のようにして得られる本発明に係るカルボン酸エス
テルの内、次式で表される６−［トランス−４’−（４
°’−ｎ−デシルオキシフェニル）シクロヘキサンカル
ボニルオキシ］ナフタレン−２−カルボン酸Ｒ−１”−
トリフルオロメチルヘプチルエステルのＩＨ−ＮＭＲス
ペクトルのチャートを第１図に示す。

なお、上記式中において、１〜１３の番号は水素原子を
示し、この番号は、第１図におけるピークに賦した番号
に対応している。

また、次式で表されるトランス−４（４’−［）　ラ：
／スー４　”　−（４”　’−ｎ−デシルオキシフェニ
ル）シクロヘキサンカルボニルオキシコフェニル）シク
ロヘキサンカルボン酸Ｒ−１°”’−）リフルオロメチ
ルへブチルニス妄ルのＩＨ−ＮＭＲスペクトルのチャー
トを第２図に示す。

なお、上記式中において、１〜１２の番号は水素原子を
示し、この番号は、第２図におけるピークに賦した番号
に対応している。

上記のようにして得られた式［ｒ］で表されるカルボン
酸エステル化合物は、有機化合物の合成原料等として使
用することができる他、例えば液晶化合物、として好適
に使用することができる。

そして、このカルボン酸エステル化合物のうち、液晶化
合物としては、次式［２］、　［１０］および［２６コ
で表される化合物が優れた液晶特性を示す。

この液晶化合物［２］、　［１０］および［２６］の相
転移温度を表１に示す。なお以下に示す表などニオイて
、Ｃｒｙ、は結晶相、ＳｍＣ”はカイラルスメクチック
Ｃ相、ＳｍＡはスメクチックＡ相、工ｓｏは等方性液体
を表わす。

ＣＦ、　　・・・［２］ 表１ ［２］　　　　　　６０℃　　　　　　　　　　　９０
℃［１０］　　　　　　５２℃　　　　９３℃　　　１
３８℃［２６コ　　　　　　　　　　５７　℃　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１３９　℃に、広い
温度範囲でスメクチック相を呈する化合物が多い。

従来液晶化合物を単独で使用した場合に、この化合物の
ように広範囲の温度でスメクチック相を示す液晶化合物
はほとんど知られていない。

そして、本発明の液晶化合物は、スメクチック相を示す
温度が広いだけでなく、このような液晶　。

化合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。

本発明の液晶化合物は、単独で使用することもできるが
、他の液晶化合物と混合して液晶組成物として使用する
ことが好ましい。例えば、本発明の液晶化合物は、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
として使用することができる。

すなわち、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誘発し、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５６−１０７２１６号公
報、特開昭５９−１１８７４４号公開公報参照、特願平
２−１１６６３９２号明細書参照）。

そして、このような表示装置に使用できる強誘電性液晶
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相、カイラルスメクチックＣ相、またはカイラ
ルスメクチックＨ相、カイラルスメクチックエ相、カイ
ラルスメクチックＪ相あるいはカイラルスメクチックに
相のいずれかの相′を示す化合物である。しかし、カイ
ラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ”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大き
い（遅い）ため、従来では応答速度の小さい（速い）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。

しかしながら、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６２−１
５７８０８号明細書）を利用することにより、本発明の
強誘電性液晶化合物は、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、本発明の液晶化合一η− 物を他の液晶化合物に配合することにより、液晶温度幅
または範囲が広く、さらに電気光学対応が高速化した液
晶組成物を得ることができる。

本発明の液晶化合物を用いて液晶組成物を製造する場合
、上述のように、この液晶化合物は、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。

このような本発明の液晶化合物を含む液晶組成物におい
て、上記式［Ｉ］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
液晶組成物中における液晶物質の合計重量に対して、こ
の液晶化合物を通常は１〜９９重量％の範囲、好ましく
は５〜７５重量％の範囲の量で用いる。

また、本発明の液晶化合物は、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。

この液晶組成物において、上記式［ｒ］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Ｃ相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
クチルオキシナフタレン−２−カルボン酸エステル、 ４°−デシルオキシフェニル−６−（（＋）−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、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、上記の式［ｒ］で表されるカルボン
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、 のようなシッフ塩基系液晶化合物、 のようなアゾキシ系液晶化合−１ のような安息香酸エステル系液晶化合物、（Ｃ５Ｈ１，
）０ＣＯＯ＠ＣＮ （Ｃ５Ｈ１１）−ＱＣＯＯ（か−Ｃ５’ｌｌのようなシ
クロへキシルカルボン酸エステル系液晶化合物、 一石− のようなジフェニル系液晶化合物、 のようなターフエノール系液晶化合物、のようなシクロ
ヘキシル系液晶化合物、および のようなピリミ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並びに公知の
スメクチック系の液晶−あ− 化合物を挙げることができる。

なお、本発明に係る液晶化合物を用いて例えば表示素子
などを形成する際には、上記の液晶化合物に加えてさら
に、例えば、電導性賦与剤および寿命向上剤など、通常
の液晶化合物と共に用いられる添加剤を配合してもよい
。

本発明の液晶化合物と上記のような液晶化合物および他
の添加剤を通常の方法により混合することにより液晶組
成物とすることができる。

このような液晶組成物を使用して液晶素子を調製するこ
とができる。

上記のような液晶組成物を用いた液晶素子の断面の一例
を第３図に示す。

この液晶素子は、第３図に示すように、基本的には、２
枚の透明基板（以下基板ともいう）１ａ。

１ｂとこの２枚の基板１ａ、　ｌｂによって構成される
間隙３とからなるセル２、およびこのセルの間隙３に充
填された液晶組成物４より構成されている。

この基板１ａ、　ｌｂは、少なくとも一方が透明である
ことが必要であり、通常は、基板として、ガラスあるい
はポリカーボネート等の透明プラスチック等が使用され
る。

このような基板１ａ、　ｌｂの内の少なくともいずれか
一方の基板の、少なくともこの基板が液晶組成物と対面
する面（基板の内面）には、通常は、酸化インジウム−
スズ等からなる電極５ａ、　５ｂが設けられている。ま
た、基板として、上記のような基板上に透明電極が一体
的に形成された透明電極基板を使用することもできる。

さらに、上記のような基板の液晶組成物に対面する少な
くとも一方の面には配向制御膜６ａ、　６ｂが設けられ
ている。配向制御膜は、一方の基板に設けられていれば
よいが、両者に配向制御膜が設けられていることが好ま
しい。第３図には、配向制御膜がそれぞれの基板に一枚
づつ、合計二枚設けられた態様が示されており、この配
向制御膜は６ａ。

６ｂで示されている。このような配向制御膜は、例えば
、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリアミドイミ
ド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセ
クール、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、シロキサンポリイミド、セルロース樹
脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂、アクリル樹脂あるいは
導電性ポリマーなとの高分子化合物から形成される高分
子膜；環化ゴム系フォトレジスト、フェノールノボラッ
ク系フォトレジスト、ポリメチルメタクリレート、エポ
キシ化１．４−ポリブタジェンのような電子線フォトレ
ジストの硬化体から形成される膜、および、ＳｉＣ、Ｓ
ｉｎ、、Ｇｅｍ、Ａｌｌ、Ｏ，、Ｙ２Ｏ１、ｚｒＯ２、
ＭｇＦ２およびＣｅＦ３などの無機化合物から形成され
る蒸着膜である。配向制御膜としては、特にポリアミド
膜、あるいは斜方蒸着されたＳｉｎ膜あるいはＧｅｍ膜
のような無機化合物の蒸着膜が好ましい。この配向制御
膜はいずれが一方の基板の液晶と対面する面に設けられ
ていればよいが、それぞれの基板の液晶組成物と対面す
る面に一枚づつ、合計二枚設けられていることが好まし
い。

この配向制御膜は、基板の液晶と接する面に、上記のよ
うな樹脂を例えばスピンコード法等により塗布する方法
、このように塗布した後に加熱処理する方法、樹脂フィ
ルムを貼着する方法、感光性樹脂を塗布した後、エネル
ギー線を照射して硬化させる方法、無機材料を蒸着する
方法等のように、使用する材料に対応させて種々の方法
を採用して形成することができる。

さらに、配向制御膜は、通常は配向処理されている。こ
こで、配向処理とは、液晶分子を所定の方向に配列させ
るための処理のことをいい、例えばポリイミドを用いた
場合には、ポリイミドを、例えば布などで一方向にこす
る等して行うラビング法により、このポリイミドに配向
処理を施すことができる。

配向制御膜の厚さは通常０．００５〜０．２５μｍ１好
ましくは０．０１〜０．１５μｍの範囲内にある。

それぞれの基板に配向制御膜を配置する場合、上記のよ
うな配向制御膜は、それによって規制される液晶化合物
の方向が一定になるように配置すればよい。殊に、一方
の配向制御膜の規制力によ−田一 って配向される液晶化合物の配向方向と、他方の配向制
御膜の規制力によって配向される液晶化合物の配向方向
とが、略平行で、かつその配向方向が実質的に逆になる
ように二枚の配向制御膜を配置することが好ましい。こ
のように配向制御膜を配置することにより、セル内に注
入された液晶組成物の初期配向性が向上して、コントラ
スト等に優れた液晶素子が得られる。

液晶組成物が充填されるセルには、上記のように配向制
御膜６ａ、　６ｂが形成された二枚の基板１ａ、　ｌｂ
によって液晶物質を充填する間隙３が形成されている。

間隙３は、例えば基板１ａ、　ｌｂを、その周囲にスペ
ーサ７を介して配置することにより形成することができ
る。このようにスペーサ７を配置することにより、液晶
組成物を充填するための間隙３を確保することができる
と共に、液晶組成物の漏洩を防止することもできる。な
お、間隙３は、上記のような側壁を形成するスペーサを
用いて形成することができると共に、液晶組成物中に所
定の粒子径を有する粒子（内部スペーサ）を配合するこ
とにより形成することもできる。

形成される間隙の幅は、通常１．５〜７μｍ、好ましく
は１．８〜５μｍの範囲内にある。

このような液晶素子においては、さらに、例えば光導電
膜、光遮断膜、光反射膜などの各種薄膜が設けられてい
てもよい。

このような液晶素子においては、上記のようなセルの間
隙３に本発明のカルボン酸エステル化合物を含む液晶組
成物が配向された状態で充填されている。

そして、このようにして形成されたセルの外側には、少
なくとも一枚の偏向板が配置される。第１図において、
偏向板は８ａ、　８ｂで示されている。この偏向板８ａ
、　８ｂは、偏向面が通常は７０〜１１０度の角度、好
ましくは９０度の角度を形成するように両者の配置関係
が設定される。さらに、このような二枚の偏向板の間に
、液晶化合物が充填され初期配向された液晶素子１０（
セルとセルの間隙に充填された液晶組成物）を、偏向板
８ａ、液晶素子１０および偏向板８ｂを透過した光線が
最明状態もしくは最暗状態になるように三者め位置関係
を決定することが好ましい。

上記のような液晶素子は、例えば次の方法で駆動させる
ことができる。

第１の方法は、配向された液晶化合物が充填されている
薄膜セルを２枚の偏光板の間に介在させ、この薄膜セル
に外部電界を印加し、強誘電性液晶化合物の配向ベクト
ルを変えることにより、２枚の偏光板の偏光性と強誘電
性液晶化合物の複屈折とを利用して表示を行う方法であ
る。

このような薄膜セル内で、カイラルスメクチック相を形
成させると、液晶化合物は双安定性を示す。この特性を
利用すると、電界を反転させて一方の安定状態から他の
安定状態に液晶化合物を移行させることができる。そし
て、この２つの安定状態を利用して光スイッチングを行
うことができる。

本発明の液晶化合物のうちで、カイラルスメクチック相
を呈する強誘電性液晶化合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−出御 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一定の状態を維
持することができる。従って、このような薄膜セルを有
する表示デ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、表示デバイスのコントラストは
安定であり、しかも非常に鮮明になる。

また、カイラルスメクチック液晶化合物を用いたスイッ
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。

さらに、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。

また、該化合物を含む反強誘電性の液晶組成物を用いて
光スイッチングを行うことができる。

また、本発明の液晶化合物は、双安定性を有しないスメ
クチックＡ相においても、電界が加わる−讃一 と、誘起的に分子が傾くので、この性質を利用して光ス
イッチングを行うことができる。さらに、本発明の液晶
化合物は、対称性の低い液晶相においても、２つ以上の
安定状態を示すのでスメクチックＡ相の場合と同様にし
て光スイッチングを行うことができる。

本発明の液晶化合物を用いた第２の表示方法は、本発明
の液晶化合物と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、本発明の液晶化合物を含む液晶組成物を用いた液
晶素子では、上記の表示方法の他に、通常利用されてい
る各種表示方渓で採用することもできる。すなわち、本
発明の液晶化合物を含有する液晶組成物を用いた液晶素
子は、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。

このような液晶素子は、ホワイトティラー型カラー表示
用デバイス、コレステリックネマチック相転移型表示用
デバイス、ＴＮ型セルにおけるリバースドメイン発生防
止用デバイスなどの各種デバイスとして使用することが
できる。

また、上記のような液晶素子は、熱書き込み型表示素子
、レーザー書き込み型表示素子などの記憶型液晶表示素
子に使用することができる。

さらに、強誘電性を有する液晶化合物を用いた素子は、
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な
どの液晶素子に好ましく使用することができる。

発明の効果 本発明により新規なカルボン酸エステル化合物が提供さ
れる。

この新規なカルボン酸エステル化合物は、光学的に活性
であり、しかも環構造が組み合わされた特定の構造を有
しており、この構造が剛直な構造体を形成しているので
、室温近傍の広い温度範囲でスメクチック相を示し、強
誘電性液晶化合物として好ましく使用することができる
。

この液晶化合物に、同種および／または他種の液晶化合
物を配合することによって、この液晶化合物が有してい
る強誘電性を損なうことなく、液晶相の作動温度の低下
を図ることができ、また温度範囲を広域化させることが
できる。

従って、この液晶化合物あるいは該化合物を含む液晶組
成物を用いることにより、広い温度範囲で高速応答性を
有する表示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
レィの走査時間は、大幅に短縮される。

また、本発明の液晶化合物は自発分極性を有しているの
で、これを薄膜セルに充填して用いるこ一出御 とにより、電界消去後もメモリー効果を有するデバイス
を得ることができる。

また、この液晶化合物あるいは該化合物を含む液晶組成
物は、室温付近の広い温度範囲でスメクチック相を示し
、反強誘電性液晶化合物として好ましく使用することが
できる。

このようなデバイスでは、消費電力の低減化を図ること
ができると共に、安定したコントラストが得られる。ま
た低電圧駆動も可能である。このようなデバイスは、カ
ルボン酸エステル化合物のスメクチック相を利用してい
るので、広い温度範囲で使用される光スイツチング素子
に好ましく用いられる。

次に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。また下記に使用したＲおよ
びＳは、光学異性体のＲ体および８体を意味する。

実施例１ ６−［トランス−４’−（４”−ｎ−デシルオキシフェ
ニル）シクロヘキサンカルボニルオキシコナフタレン−
２−一田一 カルボン酸Ｒ−１”’−）リフルオロメチルヘプチルエ
ステルの合成 第１段階 ６−ヒトロキシナフタレンー２−カルボン酸３．７６ｇ
（２０ミリモル）、ベンジルアルコール７．５６　ｇ（
７０ミリモル）、ジブチル酸化スズ０．０７ｇ（０゜３
ミリモル）の混合物を２００℃で窒素雰囲気下４時間反
応させた。

反応混合物を減圧することにより、ベンジルアルコール
を除去した。残渣をカラムクロマトグラフィーを用いて
分離することにより、白色固体である６−ヒトロキシナ
フタレンー２−カルボン酸ベンジルエステル５．１７　
ｇ　（１８，６ミリモル）を得た。

第２段階 第１段階で得られた６−ビトロキシナフタレン−２＝カ
ルボン酸ベンジルエステル１．３９ｇ（５ミリモル）、
トランス−４−（４’−ｎ−デシルオキシフェニル）シ
クロヘキサンカルボン酸１．８０ｇ（５ミリモル）、４
−Ｎ、　Ｎ−ジメチルアミノピリジン０．１２ｇ（１ミ
リモル）および塩化メチレン２０ｍ１の混合物に、Ｎ。

Ｎｏ−ジシクロへキシルカルボジイミド１．０３　ｇ（
５ミリモル）を含む塩化メチレン溶液１０ｍ１を攪拌下
に２．５時間かけて滴下した。

さらに常温で１０時間反応させた。

反応混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。

濃縮物をカラムクロマトグラフを用いて分離することに
より、白色固体である６−［トランス−４’−（４°′
−ｎ−デシルオキシフェニル）シクロヘキサンカルボニ
ルオキシコナフタレン−２−カルボン酸ベンジルエステ
ル２．６７ｇ（４，３ミリモル）を得た。

第３段階 第２段階で得られた６−［トランス−４’−（４”−ｎ
−デシルオキシフェニル）シクロヘキサンカルボニルオ
キシ］ナフタレン−２−カルボン酸ベンジルエステル２
゜６０ｇ（４，１９ミリモル）、５％パラジウム−炭素
触媒２．０ｇ、　　テトラヒドロフラン３０ｍ１からさ
る混合物中に室温で攪拌下に水素ガスを２時間吹き込ん
だ。

次いで、反応混合物を濾過助剤であるセライトを用いて
濾過し、さらに得られた濾液を濃縮した。

濃縮物をカラムクロマトグラフィーを用いて分離するこ
とにより、白色固体である６−［トランス−４゛−（４
°’−ｎ−デシルオキシフェニルシクロヘキサンカルボ
ニルオキシ）］］ナフタレンー２−カルボン酸１．９６
ｇ３．７０ミリモル）を得た。

第４段階 第３段階で得られた６−［トランス−４”−（４”−ｎ
−デシルオキシフェニル）シクロヘキサンカルボニルオ
キシ］ナフタレン−２−カルボン酸０．９７５　ｇ　（
１，５ミリモル）、Ｒ−１−）リフルオロメチルヘプチ
ルアルコール０．７９５　ｇ　（１，５ミリモル）、４
−Ｎ、　Ｎ−ジメチルアミノピリジン０．０１２　ｇ　
（０，１ミリモル）および塩化メチレン３０ｍ１の混合
物に、Ｎ、Ｎ”−ジシクロへキシルカルボジイミド０．
３２　ｇ　（１，５ミリモル）を含む塩化メチレン溶液
３ｍｌを室温で攪拌下１時間をかけて滴下した。

さらに室温で５時間反応させた。

反応混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。

濃縮物をカラムクロマトグラフィーを用いて分離するこ
とにより、白色固体０．６４ｇを得た。

−ζ− この白色固体についてＦＤ−マススペクトルを測定した
ところ、Ｍ／ｅの値は６９６であった。

第１図にこの化合物のＩＨ−ＮＭＲスペクトルのチャー
トを示す。

これらの分析結果より得られた化合物が目的とする６−
［トランス−４°−（４°″−ｎ−デシルオキシフェニ
ル）シクロヘキサンカルボニルオキシコナフタレン−２
−カルボン酸Ｒ−１°°′−トリフルオロメチルヘプチ
ルエステル（例示化合物［２］）であると同定した。

実施例２ トランス−４−（４°−［トランス−４”−（４′′”
−ｎ−デシルオキシフェニル）シクロヘキサンカルボニ
ルオキシ］フェニル）シクロヘキサンカルボン酸Ｒ−１
””−）リフルオロメチルヘプチルエステルの合成 第１段階 トランス−４−（４’−ヒドロキシフェニル）シクロヘ
キサンカルボン酸２．２０ｇ（１０ミリモル）、臭化ベ
ンジル６．８４ｇ（４０ミリモル）、炭酸カリウム５．
５３ｇ（４０ミリモル）およびジメチルホルムアミド５
０ｍ１の混合物を１２０℃で４時間攪拌した。

−乾一 さらに室温で４時間攪拌を続けた。

反応混合物を水４５０ｍ１中に添加して得られた粘稠物
を濾過し、ヘキサンで洗浄することにより、白色固体で
あるトランス−４−（４°−ベンゾイルオキシフェニル
）シクロヘキサンカルボン酸ベンジルエステル２．５４
　ｇ　（６，４ミリモル）を得た。

第２段階 第１段階で得られたトランス−４−（４°−ベンジルオ
キシフェニル）シクロヘキサンカルボン酸ベンジルエス
テル２．５．４　ｇ　（６，４ミリモル）、８５％水酸
化カリウム水溶液０．８６ｇ（１３ミリモル）およびエ
タノール３０ｍ１．水３０ｍ１の混合物を１２０℃で９
時間攪拌した。

反応混合物を水２ＱＯｍｌに添加し、塩酸を滴下するこ
とにより系を酸性にしたところ、白色固体が得られた。

これを濾過することにより、白色固体であるトランス−
４−（４’−ベンジルオキシフェニル）シクロヘキサン
カルボン酸１．６８ｇ（５，４ミリモル）を得た。

第３段階 第２段階で得られたトランス−４−（４°−ベンジルオ
キシフェニル）シクロヘキサンカルボン酸１．６８ｇ（
５，４ミリモル）、Ｒ−１−）リフルオロメチルヘプチ
ルアルコール０．９９４　ｇ　（５，４ミリモル）、４
−Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノピリジン０．１２ｇ（１ミリ
モル）および塩化メチレン２０ｍ１の混合物に、Ｎ、Ｎ
’−ジシクロへキシルカルボジイミド１．１１ｇ（５゜
４ミリモル）を含む塩化メチレン溶液１０．８ｍｌを攪
拌下に１時間をかけて滴下した。

さらに常温で１０時間反応させた。

反応混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。

濃縮物をカラムクロマトグラフィーを用いて分離するこ
とにより白色固体であるトランス−４−（４°−ベンジ
ルオキシフェニル）シクロヘキサンカルボン酸Ｒ−１”
−）リフルオロメチルヘプチルエステル２．２７ｇ（４
，フロミリモル）を得た。

第４段階 第３段階で得られたトランス−４−（４°−ベンジルオ
キシフェニル）シクロヘキサンカルボン酸Ｒ−１°°−
トリフルオロメチルヘプチルエステル２．２７ｇ（４゜
フロミリモル）、５％パラジウム−炭素触媒１．６ｇ。

テトラハイドロフラン５７ｍ１からなる混合物中に、室
温で攪拌下に水素ガスを６．５時間吹き込んだ。

次いで、反応混合物を濾過助剤であるセライトを用いて
濾過し、さらに得られた濾液を濃縮した。

濃縮物をカラムクロマトグラフィーを用いて分離するこ
とにより、無色粘稠物であるトランス−４−（４゛−ヒ
ドロキシフェニル）シクロヘキサンカルボン酸１’？−
１”−）リフルオロメチルヘプチルエステル１゜９０　
ｇ　（４，フロミリモル）を得た。

第５段階 第４段階で得られたトランス−４−（４’−ヒドロキシ
フェニル）シクロへキシルカルボン酸Ｒ−１′′−トリ
フルオロメチルヘプチルエステル０．３８６ｇ、（１ミ
リモル）、トランス−４−（４°−ｎ−デシルオキシフ
ェニル）シクロヘキサンカルボン酸０．３６０ｇ（１ミ
リモル）、４−Ｎ、　Ｎ−ジメチルアミノピリジン０．
０１２ｇ（０，１ミリモル）および塩化メチレン２０ｍ
１の混合物にＮ、Ｎ’−ジシクロへキシルカルボジイミ
ド０．２１ｇ（１ミリモル）を含む塩化メチレン溶液−
石＝ ２ｍｌを室温で攪拌下、１時間かけて滴下した。

さらに室温で８時間反応させた。

反応混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。

濃縮物をカラムクロマトグラフィーを用いて分離するこ
とにより白色固体０．．５０ｇを得た。

この、白色固体について、ＦＤ−マススペクトルを測定
したところＭ　／　ｅの値は７２８であった。

第２図にこの化合物のＩＨ−ＮＭＲスペクトルのチャー
トを示す。

これらの分析結果より得られた化合物が目的とするトラ
ンス−４−（４°−「トランス−４°゛−（４°′”−
ｎ−デシルオキシフェニル）シクロヘキサンカルボニル
オキシコフェニル）シクロヘキサンカルボン酸Ｒ−１”
”−）リフル・オロメチルヘプチルエステル（例示化合
物００］）であると同定した。

実施例３ ４°−［トランス−４”−（４”　’−ｎ−デシルオキ
シフェニル）シクロヘキサンカルボニルオキシ］ビフェ
ニル−４−カルボン酸Ｒ−１°”’−）リフルオロメチ
ルヘプチルエステルの合成 −茹一 第１段階 ４“−ヒドロキシビフェニル−４−カルボン酸６．４２
ｇ（３０ミリモル）、臭化ベンジル２０．５２ｇ（１２
０ミリモル）、炭酸カリウム１６．５８ｇ（１２０ミリ
モル）およびジメチルホルムアミド４０ｍ１の混合物を
１２０℃で２，５時間攪拌した。

さらに室温で４．５時間攪拌した。

反応混合物を水５００ｍ１に添加し、濾別することによ
り、白色固体である４°−ベンジルオキシビフェニル−
４−カルボン酸ベンジルエステルを得た。

第２段階 第１段階で得られた４′−ベンジルオキシビフェニル−
４−カルボン酸ベンジルエステル１１．８２ｇ（３０ミ
リモル）、８５％水酸化カリウム水溶液３゜９６ｇ（６
０ミリモル）、エタノール３０ｍ１および水３０ｍ１の
混合物を４時間、加熱還流した。

反応混合物を水４００ｍ１に注ぎ、塩酸を添加して系を
酸性にしたところ、白色固体が得られた。

これを濾過することにより、白色固体である４°−ベン
ジルオキシビフェニル−４−カルボン酸７．９５　ｇ（
２６，２ミリモル）を得た。

第３段階 第２段階で得られた４゛−ベンジルオキシビフェニル−
４−カルボン酸１．５０ｇ（５ミリモル）、Ｒ−１−ト
リフルオロメチルヘプチルアルコール０．９２ｇ（５ミ
リモル）、４−Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノピリジン０、１
２４　ｇ　（１ミリモル）および塩化メチレン３０ｍ１
の混合物に、Ｎ、Ｎ’−ジシクロへキシルカルボジイミ
ド１．０３ｇ（５ミリモル）を含む塩化メチレン溶液１
０ｍ１を攪拌下に３時間をかけて滴下した。

さらに常温で４時間反応させた。

反応混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。

濃縮物をカラムクロマトグラフィーを用いて分離するこ
とにより、無色液体である４°−ベンジルオキシビフェ
ニル−４−カルボン酸Ｒ−１”４リフルオロメチルヘプ
チルエステル１．１７ｇ（２，５ミリモル）を得た。

第４段階 第３段階で得られた４°−ベンジルオキシビフェニル−
４−カルボン酸Ｒ−１°°−トリフルオロメチルへブチ
ルエステル１．１５　ｇ　（２，４４ミリモル）、５％
パラジウム−炭素触媒０．９ｇ、テトラヒドロフラン５
０ｍ１からなる混合物中に室温で攪拌下に水素ガスを６
時間吹き込んだ。

次いで、反応混合物を濾過助剤であるセライトを用いて
濾過し、さらに得られた濾液を濃縮した。

濃縮物をカラムクロマトグラフィーを用いて無色液体で
ある４′−ヒドロキシビフェニル−４−カルボン酸Ｒ−
１”−）リフルオロメチルヘプチルエステル０゜９２　
ｇ　（２，４４ミリモル）を得た。

第５段階 第４段階で得られた４°−ヒドロキシビフェニル−４−
カルボン酸Ｒ−１”−）リフルオロメチルヘプチルエス
テル０．３８ｇ（１ミリモル）、トランス−４−（４’
−ｎ−デシルオキシフェニル）シクロヘキサンカルボン
酸０．３６０ｇ（１ミリモル）、４−Ｎ、　Ｎ−ジメチ
ルアミノピリジン０．０１２　ｇ　（０，１ミリモル）
および塩化メチレン２０ｍ１の混合物に、Ｎ、Ｎ’−ジ
シクロへキシルカルボジイミド０．２１ｇ（１ミリモル
）を含む塩化メチレン溶液２ｍｌを室温で攪拌下、■−
鉛一 時間かけて滴下した。

さらに室温で８時間反応させた。

反応混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮した。

濃縮物をカラムクロマトグラフィーを用いて分離するこ
とにより白色固体０．２０ｇを得た。

この白色固体についてＦＤ−マススペクトルヲ測定した
ところ、Ｍ／ｅの値は７２２であった。

そしてこの白色固体に関する分析の結果、得られた化合
物が目的とする４’−［）ランス−４”−（４“″−ｎ
−デシルオキシフェニル）シクロヘキサンカルボニルオ
キシ］ビフェニル−４−カルボン酸Ｒ−１””４リフル
オロメチルヘプチルエステルであると同定した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、６−［トランス−４°−（４”−ｎ−デシル
オキシフェニル）シクロヘキサンカルボニルオキシ］ナ
フタレン−２−カルボン酸Ｒ−１”’−）リフルオロメ
チルヘプチルエステルのＩＨ−ＮＭＲスペクトルのチャ
ー　□トである。 第２図は、　トランス−４−（４°−［トランス−４°
°（４°゛−ｎ−デシルオキシフェニルシクロヘキサン
ヵルボニＥＯ− ルオキシ］フェニル）シクロヘキサンカルボン酸Ｒ−１
°°”°−トリフルオロメチルヘプチルエステルの１）
（−ＮＭＲスペクトルのチャートである。 第３図は本発明の液晶組成物が使用されている液晶素子
の一例を示す断面図である。 ｌａ、　ｌｂ・・・透明基板（基板）、２・・・セル、
３・・・間隙、４・・・液晶組成物、５ａ、　５ｂ・・
・電極、６ａ、　６ｂ・・・配向制御膜、７・・・スペ
ーサ、ｇａ、　８ｂ・・・偏向板、　　　□１０・・・
液晶素子 特許出願人　　三井石油化学工業株式会社代　理　人　
　弁理士　　鈴　木　俊一部一阻一 Ｑつ 彎−−−−− −−□□□□□−−□−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）次式［ I ］で表されることを特徴とするカルボ
   ン酸エステル化合物； ▲数式、化学式、表等があります▼・・・［ I ］ ［ただし、式［ I ］において、Ｒは、炭素原子数３〜
   ２０のアルキル基、炭素原子数３〜２０のアルコキシ基
   および炭素原子数３〜２０のハロゲン化アルキル基より
   なる群から選ばれる一種の基であり、 ▲数式、化学式、表等があります▼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▼ ▲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▼およ
   び▲数式、化学式、表等があります▼ よりなる群から選ばれる基を表す］。
2. （２）次式［ I ］で表されることを特徴とする液晶化
   合物； ▲数式、化学式、表等があります▼・・・［ I ］ ［ただし、式［ I ］において、Ｒは、炭素原子数３〜
   ２０のアルキル基、炭素原子数３〜２０のアルコキシ基
   および炭素原子数３〜２０のハロゲン化アルキル基より
   なる群から選ばれる一種の基であり、 ▲数式、化学式、表等があります▼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▼ ▲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▼およ
   び▲数式、化学式、表等があります▼ よりなる群から選ばれる基を表す］。
3. （３）次式［ I ］で表される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▼・・・［ I ］ ［ただし、式［ I ］において、Ｒは、炭素原子数３〜
   ２０のアルキル基、炭素原子数３〜２０のアルコキシ基
   および炭素原子数３〜２０のハロゲン化アルキル基より
   なる群から選ばれる一種の基であり、 ▲数式、化学式、表等があります▼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▼ ▲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▼およ
   び▲数式、化学式、表等があります▼ よりなる群から選ばれる基を表す］。