JPH05331092A - ビフェニル誘導体及びそれを含有する強誘電性液晶組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 一般式（Ｉ） 【化１】 （Ｒ¹：炭素原子数６〜１２の直鎖状アルキル基、ｍ：
２〜８、ｎ：１〜４）で表わされる化合物のラセミ体、
及びそれを含有する強誘電性液晶組成物。 【効果】 非常に低い温度域から広い温度範囲で強誘電
性を示し、低粘性であるので、高速応答性の液晶組成物
が得られ、液晶表示素子の材料として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気光学的表示材料とし
て有用な強誘電性液晶材料に関し、更に詳しくは、従来
の液晶材料と比較して配向性、応答性等に優れ、液晶表
示素子の材料として有用な化合物及び該化合物を含有す
る強誘電性液晶組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、広く用いられている液晶表示素子
は、主にネマチック液晶を利用したＴＮ（ツイスティッ
ド・ネマチック）型、あるいはＳＴＮ（スーパー・ツイ
スティッド・ネマチック）型と呼ばれるものであり、多
くの利点を有しているものの、その応答性はＣＲＴ等の
発光型の表示方式と比較すると格段に遅いという大きな
欠点を有し、その応用に大きな制限があった。その他の
液晶表示方式も多方面から検討されているが、その応答
性の改善は余りなされていないのが実状である。

【０００３】ところが、最近見いだされた強誘電性キラ
ルスメクチック液晶を利用した液晶表示素子において
は、従来のＴＮ型などの表示素子の１００倍以上の高速
応答が可能となった。更に双安定性を有するため、電源
を切っても表示の記憶（メモリー効果）が得られること
が明らかになった。このため、大画面高解像度ディスプ
レイ、薄型テレビ、光シャッター、プリンターヘッド等
への利用可能性が大きく、現在、その実用化に向けて活
発に開発研究がなされている。

【０００４】強誘電性液晶の液晶相は、チルト系のキラ
ルスメクチック相に属するが、その中でも最も低粘性の
キラルスメクチックＣ（以下、ＳＣ^*と省略する。）相
が実用上望ましい。既に数多くのＳＣ^*相を示す液晶化
合物（以下、ＳＣ^*化合物と省略する。）が合成され、
検討されているが、強誘電性液晶表示用光スイッチング
素子として用いるのに、十分な性質を有するものは未だ
知られていない。よって、他の液晶化合物と混合してＳ
Ｃ^*相を示す液晶組成物（以下、ＳＣ^*液晶組成物と省略
する。）として用いられている。このようなＳＣ^*液晶
組成物の検討は活発に行われており、現在では、キラル
でないスメクチックＣ（以下、ＳＣと省略する。）相を
示す母体液晶（以下、ＳＣ母体液晶と省略する。）に、
光学活性化合物から成るキラルドーパントを添加する方
法が一般的である。これによって高速応答性、良好な配
向性、広い作動温度範囲等の特性はかなり改善された。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在のところ、ＳＣ母
体液晶を構成するＳＣ相を示す化合物（以下、ＳＣ化合
物と省略する。）は、例えば、一般式（Ａ）

【０００６】

【化３】

【０００７】（式中、Ｒ^a及びＲ^bはアルキル基、アルコ
キシル基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキ
シ基又はアルコキシカルボニルオキシ基を表わし、互い
に同一であっても異なっていてもよい。）で表わされる
安息香酸フェニル誘導体、あるいは一般式（Ｂ）

【０００８】

【化４】

【０００９】（式中、Ｒ^a及びＲ^bは前記一般式（Ａ）に
おけると同じ意味を表わす。）で表わされるフェニルピ
リミジン誘導体が主に用いられている。これらのうち、
一般式（Ａ）で表わされる化合物は、分子内にエステル
結合が存在するため、その粘性は比較的高く、これを主
成分とするＳＣ母体液晶を用いた液晶表示素子におい
て、充分な高速応答を得ることは困難であった。

【００１０】一方、一般式（Ｂ）で表わされる化合物
は、Ｒ^a及びＲ^bの少なくとも一方がアルキル基である場
合には比較的低粘性であって、特にＲ^aが直鎖状アルキ
ル基であり、Ｒ^bが直鎖状アルコキシル基である一般式
（Ｃ）

【００１１】

【化５】

【００１２】（式中、Ｒ^c及びＲ^dは直鎖状アルキル基を
表わし、互いに同一であっても異なっていてもよい。）
で表わされる化合物は、ＳＣ母体液晶の構成成分とし
て、現在汎用されている。

【００１３】しかしながら、この一般式（Ｃ）で表わさ
れる化合物には、融点が比較的高いという問題点があっ
た。一般的に、液晶材料には低融点が要求されるが、強
誘電性液晶においてはセル中で一度結晶化すると、もと
の配向状態に復帰することはかなり困難であるため、そ
の融点を降下させることは特に重要である。

【００１４】液晶材料における融点降下は通常、多成分
の液晶化合物の混合により達成されるが、一般式（Ｃ）
の化合物を混合した場合の融点降下は大きくなく、一般
式（Ｃ）の化合物をいくら多成分混合しても、その融点
を、例えば、氷点下にまで下げることは相当困難であ
る。従って、一般式（Ｃ）の化合物を主成分として、低
温域から高温域まで広い温度範囲を有するＳＣ母体液晶
を得ることは容易ではなかった。

【００１５】低融点のＳＣ母体液晶を得る手段として、
特開平１−１８５３９０号公報には、一般式（Ｂ）のフ
ェニルピリミジン系化合物に、一般式（Ｄ）

【００１６】

【化６】

【００１７】（式中、Ｒ^e及びＲ^fは直鎖状アルキル基を
表わし、互いに同一であっても異なっていてもよい。）
で表わされるフェニルピリジン誘導体を添加する方法が
報告されている。

【００１８】しかしながら、この一般式（Ｄ）で表わさ
れる化合物は、ＳＣ相の低温域により高次のスメクチッ
ク（スメクチックＦ、スメクチックＨ、以下それぞれＳ
Ｆ、ＳＨと省略する。）相を有しているために、液晶組
成物に多量に添加することができず、また少量の添加で
は液晶組成物の融点降下は必ずしも充分とは言えなかっ
た。

【００１９】本発明が解決しようとする課題は、低粘性
で、液晶組成物に少量添加した場合でも融点降下が大き
い化合物を提供することであり、また、この化合物及び
光学活性化合物から成るキラルドーパントを含有し、広
い温度範囲で高速応答が可能な強誘電性液晶組成物を提
供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、一般式（Ｉ）

【００２１】

【化７】

【００２２】（式中、Ｒ¹は炭素原子数６〜１２の直鎖
状アルキル基を表わすが、好ましくは炭素原子数７〜１
０の直鎖状アルキル基を表わし、ｍは２〜８の整数を表
わすが、好ましくは４〜６の整数を表わし、ｎは１〜４
の整数を表わすが、好ましくは１又は２を表わす。）で
表わされる化合物のラセミ体を提供する。

【００２３】本発明の一般式（Ｉ）で表わされる化合物
のラセミ体は、例えば、以下のようにして容易に製造す
ることができる。即ち、一般式（ＩＩＩ）

【００２４】

【化８】

【００２５】（式中、Ｒ¹は一般式（Ｉ）におけると同
じ意味を表わす。）で表わされるフェノール誘導体を塩
基存在下に、一般式（ＩＶ）

【００２６】

【化９】

【００２７】（式中、ｍ及びｎは一般式（Ｉ）における
と同じ意味を表わし、Ｘは塩素、臭素、ヨウ素又はｐ−
トルエンスルホニル（トシル）基等の脱離基を表わ
す。）で表わされる化合物のラセミ体と反応させること
により得ることができる。

【００２８】ここで、一般式（ＩＩＩ）で表わされるフ
ェノール誘導体は、例えば、以下のようにして得ること
ができる。即ち、市販の１−ブロモ−３−フルオロ−４
−フェニルベンゼンをグリニヤール化合物とし、銅塩等
の存在下にアルキル化することにより、一般式（Ｖ）

【００２９】

【化１０】

【００３０】（式中、Ｒ¹は一般式（Ｉ）におけると同
じ意味を表わす。）で表わされる１−アルキル−３−フ
ルオロ−４−フェニルベンゼンを得ることができる。あ
るいは、グリニヤール化合物をアシル化した後に還元す
るか、アルデヒドと反応させて得られる１−（１−ヒド
ロキシアルキル）−３−フルオロ−４−フェニルベンゼ
ンをトシル化した後、水素化アルミニウムリチウムで還
元するか、あるいはアルデヒドと反応させた後に酸化し
てアシル体とし、更に還元しても得ることができる。次
に、一般式（Ｖ）の化合物をアセチル化し、過酸で酸化
し、必要に応じて加水分解することにより、一般式（Ｉ
ＩＩ）で表わされるフェノール誘導体を得ることができ
る。

【００３１】一方、一般式（ＩＶ）で表わされる化合物
は、対応する一般式（ＶＩ）

【００３２】

【化１１】

【００３３】（式中、ｍ及びｎは一般式（Ｉ）における
と同じ意味を表わす。）で表わされるアルコール誘導体
のラセミ体を、ハロゲン化又はトシル化することにより
容易に得ることができる。

【００３４】ここで、一般式（ＶＩ）で表わされるアル
コール誘導体は、そのｍ及びｎに応じて、市販の化合物
を原料として容易に合成することができる。

【００３５】即ち、ｎ＝１及びｎ＝２の場合には、市販
の２−メチルブタノール及び２−メチルペンタノールを
原料として、通常の炭素鎖伸長反応を行うことにより、
ｍが２〜８である各化合物を得ることができる。

【００３６】ｎ＝３の場合には、市販の２−ブロモヘキ
サンをグリニャール化合物として、次いでホルムアルデ
ヒドと反応させるか、あるいは二酸化炭素と反応させた
後に還元してアルコール（２−メチルヘキサノール）と
する。これを原料として同様に炭素鎖伸長反応を行い、
ｍが２〜８である各化合物を得ることができる。

【００３７】以下、ｎ＝４の場合も２−ブロモヘプタン
を用いて同様にして製造することができる。

【００３８】斯くして一般式（Ｉ）で表わされる化合物
が得られるが、これらに属する個々の具体的な化合物
は、融点等の相転移温度、赤外吸収スペクトル（Ｉ
Ｒ）、核磁気吸収スペクトル（ＮＭＲ）等によって、そ
の構造を確認することができる。その代表的なものの例
を、下記第１表に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】（表中、Ｃｒは結晶相を、ＳＡはスメクチ
ックＡ相を、Ｉは等方性液体相をそれぞれ表わし、
（ ）はその相が降温時にのみ現れるモノトロピックな
相であることを表わし、相転移温度は、その左側の相と
右側の相との間の転移温度を表わし、例えば、Cr 19.4
Iは結晶相と等方性液体相間の転移温度が１９．４℃で
あることを表わす。以下同様。）

【００４１】本発明の一般式（Ｉ）で表わされる化合物
の構造的な特徴の一つは、アルコキシル側鎖中に分岐メ
チル基を有し、かつラセミ体である点にある。同じ骨格
を有し、側鎖が直鎖状アルキル基である式（Ｅ−１）の
化合物の相転移温度を以下に示す。

【００４２】

【化１２】

【００４３】相転移温度（℃） Ｃｒ３４．３ （ＳＣ１７．８ ＳＡ２７．２） Ｎ３
７．２ Ｉ （上記中、Ｎはネマチック相を表わす。）

【００４４】一般式（Ｉ）で表わされる化合物のうち、
第１表のＮｏ．１の化合物と式（Ｅ−１）の化合物を比
較しても、その温度範囲等において優れた点はないよう
に思われる。しかしながら、本発明の一般式（Ｉ）の化
合物の優れた効果は、後述の実施例にも示したが、以下
の例からも明らかである。

【００４５】

【化１３】

【００４６】（上記中、「％」は「重量％」を意味す
る。）から成るＳＣ母体液晶（Ｈ−Ａ）を調製した。こ
の母体液晶は、融点が１２℃であり、５６．５℃までＳ
Ｃ相を、６５．５℃までＳＡ相を、７０．５℃までＮ相
を示した。

【００４７】このＳＣ母体液晶（Ｈ−Ａ）８０重量％及
びＮｏ．１の化合物２０重量％から成る液晶組成物（Ｈ
−１）を調製したところ、融点は−４．５℃まで降下
し、４４．５℃までＳＣ相を、５３℃までＳＡ相を、５
９℃までＮ相を示した。

【００４８】それに対し、Ｎｏ．１の化合物に代えて、
式（Ｅ−１）の化合物を同量（２０重量％）用いた液晶
組成物（ＨＲ−１）を調製したところ、４７．５℃まで
ＳＣ相を、５６．５℃までＳＡ相を、６３．５℃までＮ
相を示したが、その融点は−０．５℃までしか降下しな
かった。

【００４９】一般式（Ｉ）の化合物の構造的な特徴の一
つは、フッ素を含有するビフェニル骨格を有する点にあ
る。本発明者らは既に特開平３−１７６４４６号公報に
おいて、一般式（Ｉ）の化合物と同様の側鎖を有し、類
似のフッ素を含有するビフェニル骨格を有する一般式
（Ｆ）

【００５０】

【化１４】

【００５１】（式中、Ｒ¹、ｍ及びｎは一般式（Ｉ）と
同じ意味を表わす。）で表わされる化合物が、低粘性で
あり、ＳＣ相を示し得ることを報告した。この一般式
（Ｆ）の化合物と本発明の一般式（Ｉ）の化合物は、ビ
フェニル骨格に対するフッ素原子の置換位置が異なって
いるのみであるが、本発明の一般式（Ｉ）の化合物のよ
うに、液晶組成物への添加により、組成物の融点を大き
く降下させる効果は確認されていない。しかも、この一
般式（Ｆ）の化合物は液晶組成物のＮ相（あるいはキラ
ルネマチック相、以下Ｎ^*相とする）を消失させやすい
傾向を有するという問題点も存在している。

【００５２】現在の配向方法では、等方性液体（Ｉ）相
からの冷却時に、Ｎ^*相次いでＳＡ相を経てＳＣ^*相に相
転移する、即ち（Ｉ−Ｎ^*−ＳＡ−ＳＣ^*）の相系列を有
することが必要とされているので、上記のような傾向を
有する一般式（Ｆ）の化合物は液晶組成物中に非常に少
量しか添加することができなかった。

【００５３】本発明の一般式（Ｉ）の化合物は、一般式
（Ｆ）の化合物におけるフッ素の置換位置を変えたこと
により、Ｎ相（あるいはＮ^*相）を消失させる傾向がな
くなり、配向性に優れた組成物を得ることができる優れ
た化合物である。

【００５４】本発明は、また、一般式（Ｉ）で表わされ
る化合物のラセミ体を含有する液晶組成物を提供する。
本発明の液晶組成物は、（１）一般式（Ｉ）で表わされ
る化合物のラセミ体を少なくとも１種を含有するＳＣ母
体液晶及び（２）光学活性化合物から成るキラルドーパ
ントを含有するＳＣ^*液晶組成物であり、融点が低く、
広い温度範囲で使用可能な、低粘性の液晶組成物であ
る。

【００５５】上述のように、本発明の一般式（Ｉ）で表
わされる化合物のラセミ体は、そのものが低粘性であ
り、液晶組成物への添加による融点降下が大きく、ＳＣ
相は示さないが、添加によって液晶組成物のＳＣ相温度
域を大きく降下させることはないので、上記のような優
れた特性を示す液晶組成物を容易に調製することができ
る。

【００５６】このような優れた特性を充分に示すために
は、本発明の一般式（Ｉ）で表わされる化合物のラセミ
体を、ＳＣ母体液晶中に３重量％以上含有することが好
ましい。ただし、あまり多量に添加するとＳＣ相の温度
域が低くなりすぎるので、その含有量は３〜３０重量％
の範囲であることが好ましい。

【００５７】本発明の一般式（Ｉ）で表わされる化合物
とともに母体液晶の構成成分として用いるのに適当なＳ
Ｃ化合物としては、一般式（ＩＩ）

【００５８】

【化１５】

【００５９】（式中、Ｒ³は炭素原子数６〜１２の直鎖
状アルキル基を表わし、Ｒ⁴は炭素原子数６〜１２の直
鎖状又は分岐状アルキル基、又は直鎖状アルケニル基を
表わす。）で表わされる化合物が特に好適である。

【００６０】本発明は第２の液晶組成物として、（１）
一般式（Ｉ）で表わされる化合物のラセミ体を少なく
とも１種及び一般式（ＩＩ）で表わされる化合物の少
なくとも１種を含有し、ＳＣ相を示す母体液晶及び
（２）光学活性化合物から成るキラルドーパントを含有
する強誘電性ＳＣ^*液晶組成物を提供する。

【００６１】ここで、一般式（ＩＩ）で表わされる化合
物の代表的なものの例を、第２表及び第３表に示す。

【００６２】

【表２】

【００６３】

【表３】

【００６４】（上記中、ＳＡはスメクチックＡ相を表わ
す。） この一般式（ＩＩ）で表わされる化合物及び本発明の一
般式（Ｉ）で表わされる化合物のラセミ体を含有するＳ
Ｃ^*液晶組成物もまた、融点が低く、広い温度範囲で使
用可能で、低粘性の液晶組成物である。

【００６５】本発明の第２の液晶組成物における一般式
（Ｉ）の化合物の含有量は、ＳＣ母体液晶中に３〜３０
重量％の範囲で含有することが好ましく、一般式（Ｉ
Ｉ）の化合物の含有量は１０〜９０重量％の範囲である
ことが好ましい。

【００６６】上記組成物において、ＳＣ母体液晶として
一般式（Ｉ）及び一般式（ＩＩ）の化合物に加えて、Ｓ
Ｃ相を示す２環化合物として、例えば、下記一般式（Ｖ
ＩＩａ）〜（ＶＩＩｄ）で表わされる化合物

【００６７】

【化１６】

【００６８】（式中、Ｒ³及びＲ⁴は一般式（ＩＩ）にお
けると同じ意味を表わし、Ｒ⁵及びＲ⁶はそれぞれ独立的
に、アルキル基又はアルコキシル基を表わし、ｐ及びｑ
はそれぞれ独立的に、０又は１を表わす。）等の化合物
を用いることもでき、更に少量であれば一般式（Ａ）の
化合物も用いることが可能である。

【００６９】また、応答性を改善するためには、下記一
般式（ＶＩＩＩａ）〜（ＶＩＩＩｄ）等の減粘液晶を用
いることができる。

【００７０】

【化１７】

【００７１】（式中、Ｒ⁷及びＲ⁸はそれぞれ独立的に、
直鎖状アルキル基を表わし、シクロヘキサン環はトラン
ス配置である。） 更に、その温度範囲を高温域にまで拡大する目的には、
下記一般式（ＩＸａ）〜（ＩＸｇ）等の高温液晶も用い
ることができる。

【００７２】

【化１８】

【００７３】（式中、Ｒ⁹及びＲ¹⁰はそれぞれ独立的
に、アルキル基又はアルコキシル基を表わすが、少なく
とも一方はアルキル基を表わし、好ましくはともにアル
キル基を表わす。）

【００７４】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明
するが、本発明の主旨及び適用範囲はこれらの実施例に
よって制限されるものではない。

【００７５】本実施例において、相転移温度の測定は温
度調節ステージを備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱量計
（ＤＳＣ）を併用して行った。また、化合物の構造は核
磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）により確認した。なお、
ＮＭＲにおけるＣＤＣｌ₃は溶媒を表わし、ｓは一重線
を、ｄは二重線を、ｔは三重線を、ｍは多重線を表わ
す。また、組成物中における「％」は「重量％」を表わ
すものとする。

【００７６】（実施例１） ２−フルオロ−１−［４−
（６−メチルノニルオキシ）フェニル］−４−ノニルベ
ンゼン（Ｎｏ．１の化合物）の合成

【００７７】

【化１９】

【００７８】（１−ａ） ２−フルオロ−４−（１−ヒ
ドロキシノニル）−１−フェニルベンゼンの合成 削り状金属マグネシウム０．９３ｇを乾燥テトラヒドロ
フラン（ＴＨＦ）１０ｍｌに懸濁した。これに、ＴＨＦ
８０ｍｌに溶解した１−ブロモ−３−フルオロ−４−フ
ェニルベンゼン８．０ｇを６０℃で、２０分間で滴下し
た。更に１時間６０℃に加熱攪拌した後、室温に戻し
た。次に、ノナノール５．１ｇをＴＨＦ１０ｍｌに溶解
し、室温で１０分間で滴下した。６０℃で３時間攪拌し
た後、水、次いで稀塩酸を加え弱酸性とした。酢酸エチ
ルで抽出し、有機層を水、次いで飽和食塩水で洗滌し
て、無水硫酸ナトリウムで脱水乾燥した。減圧下に溶媒
を留去して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマ
トグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝５／１）を用い
て精製して、２−フルオロ−４−（１−ヒドロキシノニ
ル）−１−フェニルベンゼンの白色結晶７．５ｇを得
た。

【００７９】（１−ｂ） ２−フルオロ−４−ノナノイ
ル−１−フェニルベンゼンの合成 上記（１−ａ）で得られた２−フルオロ−４−（１−ヒ
ドロキシノニル）−１−フェニルベンゼン７．５ｇをア
セトン１５０ｍｌに溶解した。これに室温で硫酸６ｍｌ
及び水３０ｍｌに溶解した三酸化クロム５．５ｇを２０
分間で滴下した。メタノールを加えて過剰の三酸化クロ
ムを還元した後、水にあけ、ジクロロメタンで抽出し、
炭酸水素ナトリウム飽和水溶液、水、次いで飽和食塩水
で洗滌し、無水硫酸ナトリウムで脱水、乾燥した。減圧
下に溶媒を溜去して得られた粗生成物をシリカゲルカラ
ムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝１０／
１）を用いて精製して、２−フルオロ−４−ノナノイル
−１−フェニルベンゼンの白色結晶７．０ｇを得た。

【００８０】また、ＮＭＲ及びＩＲで測定した結果は、
以下の通りであった。 ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：δ＝０．８５（ｔ，３Ｈ），
１．０〜２．０（ｍ，１２Ｈ），２．９０（ｔ，２
Ｈ），７．２０〜７．８７（ｍ，７Ｈ）

【００８１】（１−ｃ） ２−フルオロ−４−ノニル−
１−フェニルベンゼンの合成 上記（１−ｂ）で得られた２−フルオロ−４−ノナノイ
ル−１−フェニルベンゼン７．０ｇのトリフルオロ酢酸
３５ｍｌ溶液に、５℃で８．３ｇのトリエチルシランを
滴下した。更に室温で１時間攪拌した。ヘキサン、水各
５０ｍｌを加え、有機層を炭酸水素ナトリウム飽和水溶
液、水、次いで飽和食塩水で洗滌し、無水硫酸ナトリウ
ムで脱水乾燥した。減圧下に溶媒を留去して得られた粗
生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサ
ン）を用いて精製して、２−フルオロ−４−ノニル−１
−フェニルベンゼンの白色結晶６．６ｇを得た。

【００８２】（１−ｄ） １−（４−アセチルフェニ
ル）−２−フルオロ−４−ノニルベンゼンの合成 上記（１−ｃ）で得られた２−フルオロ−４−ノニル−
１−フェニルベンゼン６．６ｇ及び、無水塩化アルミニ
ウム３．６ｇをジクロロメタン５０ｍｌに溶解した。こ
れに塩化アセチル１．８ｇを１０分間で滴下した。更に
室温で３時間攪拌後、氷水中にあけた。ジクロロメタン
で抽出し、同様に後処理して、１−（４−アセチルフェ
ニル）−２−フルオロ−４−ノニルベンゼンの白色結晶
６．８ｇを得た。

【００８３】（１−ｅ） ２−フルオロ−１−（４−ヒ
ドロキシフェニル）−４−ノニルベンゼンの合成 上記（１−ｄ）で得られた１−（４−アセチルフェニ
ル）−２−フルオロ−４−ノニルベンゼンの白色結晶
６．８ｇを蟻酸１２０ｍｌに溶解した。これに５℃で３
０％過酸化水素水１６ｍｌを３０分間で滴下し、更に４
０℃で４時間攪拌した。水にあけ、亜硫酸水素ナトリウ
ムを加えて過剰の過酸化物を分解し、ヘキサンで抽出し
た。炭酸水素ナトリウム飽和水溶液で洗滌後、溶媒を溜
去した。残渣をエタノール８０ｍｌに溶解し、水酸化カ
リウム４ｇを水１０ｍｌに溶解して加え、２時間加熱還
流した。稀塩酸を加えて中和し、減圧下エタノールを溜
去し、酢酸エチルを加え、水及び飽和食塩水で洗滌し、
無水硫酸ナトリウムで脱水乾燥した。減圧下に溶媒を溜
去して得られた粗生成物をヘキサンから再結晶して精製
して、２−フルオロ−１−（４−ヒドロキシフェニル）
−４−ノニルベンゼンの白色結晶３．３ｇを得た。

【００８４】また、ＮＭＲ及びＩＲで測定した結果は、
以下の通りであった。 ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：δ＝０．８３（ｔ，３Ｈ），
１．０〜１．８（ｍ，１４Ｈ），２．５７（ｔ，２
Ｈ），４．８０（ｓ，１Ｈ），６．６７〜７．４７
（ｍ，７Ｈ）

【００８５】（１−ｆ） ２−フルオロ−１−［４−
（６−メチルノニルオキシ）フェニル］−４−ノニルベ
ンゼンの合成 上記（１−ｅ）で得られた２−フルオロ−１−（４−ヒ
ドロキシフェニル）−４−ノニルベンゼン５００ｍｇ
を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）５ｍｌに
溶解した。この溶液に室温でｔ−ブトキシカリウム１８
０ｍｇを加え、３０分間攪拌した。この混合物に、臭化
６−メチルノニルのラセミ体３５２ｍｇのＤＭＦ５ｍｌ
溶液を室温で５分間で滴下し、更に３時間攪拌した。反
応終了後、水及び酢酸エチルを加え、有機層を希塩酸、
水、次いで飽和食塩水で洗滌し、無水硫酸ナトリウムで
乾燥した後、溶媒を留去して、粗生成物５９３ｍｇを得
た。この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ
ー（ヘキサン／酢酸エチル＝１０／１）を用いて精製
し、更にエタノールから再結晶させて精製して、２−フ
ルオロ−１−［４−（６−メチルノニルオキシ）フェニ
ル］−４−ノニルベンゼンの白色結晶４７５ｍｇを得
た。この精製物の相転移温度は第１表に示した。

【００８６】また、ＮＭＲ及びＩＲで測定した結果は、
以下の通りであった。 ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：δ＝０．６７〜１．０（ｍ，９
Ｈ），１．０〜２．０（ｍ，２７Ｈ），２．５７（ｔ，
２Ｈ），３．８７（ｔ，２Ｈ），６．５７〜７．５３
（ｍ，７Ｈ）

【００８７】（実施例２） ＳＣ母体液晶の調製

【００８８】

【化２０】

【００８９】（上記中、「％」は「重量％」を意味す
る。）から成るＳＣ母体液晶（Ｈ−Ａ）を調製した。こ
の液晶組成物は、融点が１２℃であり、５６．５℃まで
ＳＣ相を、６５．５℃までＳＡ相を、７０．５℃までＮ
相を示した。

【００９０】このＳＣ母体液晶（Ｈ−Ａ）９０％及び実
施例１のＮｏ．１の化合物のラセミ体１０％から成るＳ
Ｃ母体液晶（Ｈ−２）を調製したところ、融点は５℃ま
で降下し、５０．５℃までＳＣ相を、５９℃までＳＡ相
を、６４．５℃までＮ相を示した。

【００９１】次にＳＣ母体液晶（Ｈ−Ａ）８０％及び実
施例１のＮｏ．１の化合物のラセミ体２０％から成るＳ
Ｃ母体液晶（Ｈ−１）を調製したところ、融点は−４．
５℃まで降下し、４４．５℃までＳＣ相を、５３℃まで
ＳＡ相を、５９℃までＮ相を示した。

【００９２】（比較例１）実施例２と同様にして、式
（Ｅ−１）

【００９３】

【化２１】

【００９４】の化合物を１０％及びＳＣ母体液晶（Ｈ−
Ａ）９０％から成るＳＣ母体液晶（ＨＲ−２）、式（Ｅ
−１）の化合物２０％及びＳＣ母体液晶（Ｈ−Ａ）８０
％から成るＳＣ母体液晶（ＨＲ−１）を調製したとこ
ろ、その相転移温度は以下の通りであった。

【００９５】相転移温度（℃） （ＨＲ−２）：Ｃｒ６ ＳＣ５１ ６１ＳＡ ６７Ｎ
Ｉ （ＨＲ−１）：Ｃｒ−０．５ ＳＣ４７．５ ＳＡ５
６．５ Ｎ６３．５ Ｉ いずれの場合もＳＣ母体液晶（Ｈ−Ａ）に比べて融点は
降下しているが、一般式（Ｉ）の化合物を添加した場合
程、顕著な降下ではない。

【００９６】（実施例３） ＳＣ^*液晶組成物の調製 実施例２で得られた母体液晶（Ｈ−１）９５％及びキラ
ルドーパントとして式（Ｐ）

【００９７】

【化２２】

【００９８】の光学活性化合物５％から成るＳＣ^*液晶
組成物（Ｆ−１）を調製した。この液晶組成物は４４．
５℃以下でＳＣ^*相を、５５℃以下でＳＡ相を、５７．
５℃以下でＮ^*相を示し、その融点は−５℃以下と低い
ものであった。

【００９９】次に、母体液晶（Ｈ−２）９０％及び以下
の組成から成る式（Ｑ）

【０１００】

【化２３】

【０１０１】のキラルドーパント１０％から成るＳＣ^*
液晶組成物（Ｆ−２）を調製した。この液晶組成物は５
１．５℃以下でＳＣ^*相を、５９℃以下でＳＡ相を、６
２℃以下でＮ^*相を示した。その融点は不明瞭であっ
た。

【０１０２】（比較例２）実施例３と同様にして、ＳＣ
母体液晶（ＨＲ−１）９５％及び式（Ｐ）の光学活性化
合物５％から成るＳＣ^*液晶組成物（ＦＲ−１）を調製
した。

【０１０３】これと同様にして、ＳＣ母体液晶（ＨＲ−
２）９０％及び式（Ｑ）のキラルドーパント１０％から
成るＳＣ^*液晶組成物（ＦＲ−２）を調製した。これら
の相転移温度は以下の通りであった。

【０１０４】相転移温度（℃） （ＦＲ−１）：ＳＣ^*４６．５ ＳＡ５９ Ｎ^*６２ Ｉ （ＦＲ−２）：ＳＣ^*５２．５ ＳＡ６０ Ｎ^*６４ Ｉ また、ＳＣ母体液晶（Ｈ−Ａ）９０％及び式（Ｑ）のキ
ラルドーパント１０％から成るＳＣ^*液晶組成物（ＦＲ
−３）を調製したところ、この相転移温度は以下の通り
であった。

【０１０５】相転移温度（℃） （ＦＲ−３）：ＳＣ^*５７ ＳＡ６４．５ Ｎ^*６７ Ｉ

【０１０６】（実施例４） 液晶表示素子の作製 まず、ＩＴＯ蒸着ガラス板（電極面積７０mm²）にポリ
イミド形成溶液を塗布し、ポリイミド被膜を形成した
（基板Ａ）。同様にして、グラスファイバーのスペーサ
ーを混合した上記のポリイミド形成溶液を用いてスペー
サーを含んだポリイミド被膜を形成した（基板Ｂ）。基
板Ａ及び基板Ｂをナイロン布でラビング処理を施した。
一方の基板に熱硬化型エポキシ接着剤を塗布して、基板
Ａ及び基板Ｂをそのラビング方向が互いに平行かつ逆向
きになるように重ね合わせ、加熱硬化させ、セルを作製
した。

【０１０７】こうして得られたセルに、実施例３で得ら
れたＳＣ^*液晶組成物（Ｆ−１）を加熱して等方性液体
（Ｉ）相とした状態で注入し、次いで徐冷を行い、Ｎ^*
相、ＳＡ相、ついでＳＣ^*相を配向させ、液晶表示素子
を得た。配向状態は非常に良好であった。このセルのセ
ル厚を測定したところ、約２．０μｍであった。

【０１０８】このセルに電界強度１０Ｖ_p-p／μｍの矩
形波を印加してその電気光学的応答速度を測定したとこ
ろ、２５℃で４６μ秒と高速応答を確認できた。このと
きの自発分極は９．２ｎＣ／ｃｍ²、チルト角は２０．
５゜であった。コントラストは非常に良好であった。

【０１０９】次に、ＳＣ^*液晶組成物（Ｆ−２）を用い
て、同様にして液晶表示素子を作製しその電気光学的応
答速度を測定したところ、２５℃で７０μ秒と高速応答
を確認でき、そのコントラストは非常に良好であった。

【０１１０】（比較例３）実施例４と同様にして作製し
たセルに、比較例２で得られたＳＣ^*液晶組成物（ＦＲ
−１）、（ＦＲ−２）及び（ＦＲ−３）をそれぞれ用い
て、同様にして各液晶表示素子を作製した。

【０１１１】実施例５と同様にして測定した電気光学的
応答速度は、ＳＣ^*液晶組成物（ＦＲ−１）では２５℃
で５２μ秒とＳＣ^*液晶組成物（Ｆ−１）に比べて遅く
なり、（ＦＲ−２）及び（ＦＲ−３）ではそれぞれ８２
μ秒、８３μ秒といずれも（Ｆ−２）に比べて遅くなっ
た。

【０１１２】

【発明の効果】本発明の一般式（Ｉ）で表わされる化合
物は低粘性であり、対応する側鎖が直鎖状の化合物と比
較して、母体液晶に添加した場合に融点を降下させる効
果が大きいので、低温域から高温域まで広い温度範囲を
有する低粘性の母体液晶を調製することができる。

【０１１３】また、これにキラルドーパントを添加した
強誘電性液晶組成物は、広い温度範囲でＳＣ^*相を示
し、室温で５０μ秒以下という高速応答が可能である。
更に、配向性に優れ、良好なコントラストを得ることが
でき、表示用光スイッチング素子の材料として極めて有
用である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ¹は炭素原子数６〜１２の直鎖状アルキル基
   を表わし、ｍは２〜８の整数を表わし、ｎは１〜４の整
   数を表わす。）で表わされる化合物のラセミ体。
2. 【請求項２】 （１）請求項１記載の一般式（Ｉ）で表
   わされる化合物のラセミ体及び（２）光学活性化合物か
   ら成るキラルドーパントを含有する強誘電性液晶組成
   物。
3. 【請求項３】 一般式（ＩＩ） 【化２】 （式中、Ｒ³は炭素原子数６〜１２の直鎖状アルキル基
   を表わし、Ｒ⁴は炭素原子数６〜１２のアルキル基又は
   直鎖状アルケニル基を表わす。）で表わされる化合物を
   含有することを特徴とする請求項２記載の強誘電性液晶
   組成物。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の強誘電性液晶組成
   物を構成要素とする液晶表示素子。