JPH0729990B2 - ビフエニルエステル及び液晶材料及びそれ等を含有する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエステル及び液晶材料に係り、またそれ等を含
む装置に係る。より詳細には本発明は強誘電性液晶に係
る。

強誘電性挙動はキラル傾斜相、例えばスメクチツクC,F,
G,H,I,J及びＫ相（以後Ｓ^＊ｃ等のように略記する。ア
スタリスクは光学活性を示す。）を示す液晶において観
察される。

このような液晶を、例えばデータ処理及び大画面表示装
置等の高速スイツチング電気光学装置に使用すること
が、例えばN.A.Clark及びS.T.Lagerwall（App.Phys.Let
t.36,p899（1980），参考文献１）により提案されてい
る。

液晶材料をそのような用途に使用するためには多くの物
性が必要とされる。特に、意図される作動温度周辺の広
い温度範囲においてキラル傾斜スメクチツク相を示す材
料であること、低粘度を示す材料であること（最も流動
性の高いＳ^＊ｃ相が好ましい理由である）、及びそのキ
ラル傾斜スメクチツク相において高い自発分極係数（P
s）を有する材料であることが必要である。その他の望
まれる性質としては、化学的安定性、透明性を有し、キ
ラル相より高い温度でSA相を示し、装置基板において分
子が配向しやすいこと等が含まれる（後に記載する）。

上記のような必要な性質の多くを有するキラル傾斜スメ
クチツク液晶相を単独で示す化合物もあるが、強誘電性
液晶としてはそれぞれが単一化合物あるいは化合物の混
合物である２つの成分により実質的に構成されるものが
より一般的である。このような混合物においては、広い
温度範囲にわたつてキラルではない傾斜スメクチツク相
を示すものが選択される第１の成分の「ホスト」に、光
学的に活性な（即ち不斉置換された炭素原子を含む）第
２の成分の「ドーパント」が混合され、混合物がキラル
となることにより、好ましくは高いPsを有する傾斜スメ
クチツク相が誘起される。あるいはまた、ホストを低い
Psを有するがそれ自体キラルスメクチツク相を示すもの
とし、ドーパントの存在により高いPsを誘起するように
してもよい。さらにドーパントの存在により、ホストの
その他の性質を改良することもでき、例えば共融混合物
とすれば含まれる化合物のいずれのものよりも低い融点
が得られることが多い。

「ホスト−ドーパント」強誘電性スメクチツク液晶材料
に使用するのに適した化合物及び化合物の混合物を発見
する研究がなされている。本発明の目的は、このような
材料に必ずではないが主としてホストとして使用するの
に適した、新規で優れた化合物と、それ等を含む新規で
優れた混合物を提供することである。

本発明の第１の形態によれば、下記式IA 〔式中、 を示し、R₁はC_3-12のアルキル、アルコキシ、アルキル
カルボニルオキシ、アルコキシカルボニルまたはアルコ
キシカルボニルオキシを示し、ｊは０又は１であり、R₂
はC_3-12のアルキルまたはアルコキシを示し、Q₁またはQ
₂の１つがＨで他方はＦを示すが、但しｊが０で であり、且つR₁及びR₂の両方がｎ−アルキルのときは、
R₁及びR₂における合計の炭素原子数は12を越えるもので
ある〕を有する、液晶混合物に使用するのに適した新規
な化合物が提供される。ただし、本発明の化合物のう
ち、式IA中R₁が直鎖アルキルで、ｊが０で、 で、R₂がアルコキシで、Q₁がＨで、Q₂がＦで示される化
合物と、R₁キラルアルキルで、ｊが０で、 で、R₂がアルコキシで、Q₁がＨで、Q₂がＦで示される化
合物と、R₁が直鎖アルキルで、ｊが０で、 で、R₂がキラルアルコキシで、Q₁がＨで、Q₂がＦで示さ
れる化合物とを除く。

式IAの化合物及び関連する化合物は後に本明細書中に記
載するように液晶混合物の格別有用な成分となり得るこ
とが判明した。

本発明の第２の形態によれば、光学的活性化合物の存在
下において傾斜キラルスメクチツク相であるような種類
のスメクチツク相を室温で示す新規な液晶材料であつ
て、下記式Ｉ 〔式中、 を示し、ｊは０または１であり、R₁はアルキル、アルコ
キシ、アルキルカルボニルオキシ、アルコキシカルボニ
ルまたはアルコキシカルボニルオキシを示し、Q₁,Q₂,Q₃
及びQ₄のそれぞれはＦまたはＨであつて少なくとも１つ
はＦであり、R₂はアルキルまたはアルコキシを示す〕の
化合物を少なくとも１つ含む、化合物の混合物から成る
液晶材料が提供される。ただし、式Ｉの化合物のうち、
R₁が直鎖アルキルで、ｊが０で、 で、R₂がアルコキシで、Q₂がＦで、Q₁、Q₃及びQ₄が共に
Ｈで示される化合物と、R₁がキラルアルキルで、ｊが０
で、 で、R₂がアルコキシで、Q₂がＦで、Q₁、Q₃及びQ₄が共に
Ｈで示される化合物と、R₁が直鎖アルキルで、ｊが０
で、 で、R₂がキラルアルコキシで、Q₂がＦで、Q₁、Q₃及びQ₄
が共にＨで示される化合物とを除く。

R₁及びR₂は好ましくはそれぞれ１〜20の炭素原子を含
む。

式Ｉの化合物は好ましくは置換基Q₁,Q₂,Q₃またはQ₄とし
てただ１つのＦを有する。

本記載において、 は1,4−結合フエニルを示し、 はトランス−1,4−結合シクロヘキシルを示し、 はビシクロ−（2,2,2）オクチルを示す。

式IA及びＩの化合物として好ましい構造の型を下記表１
に示す 表１に示した構造型の中でも、（ａ）（ｂ）（ｅ）及び
（ｆ）が液晶混合物の使用に好ましい。

好ましくはR₁は、C_3-12のｎ−アルキル、例えば式CH₃CH
₂CH（CH₃）（CH₂）ｎ（式中、ｎは１〜８の整数）の基
Ｘ、C_3-12のｎ−アルコキシまたは例えば式XOのような
光学活性アルコキシ基である。好ましい基Ｘは２−メチ
ルブチルである。

好ましくはR₂はC_3-12のｎ−アルキルまたは例えばＸの
ような光学活性基である。

R₁及びR₂は同一でもよく異なつてもよい。

R₁及び／又はR₂が光学活性である場合、式ＩまたはIAの
化合物は（＋）あるいは（−）の光学活性形態あるいは
（±）のセラミ体のいずれの形態でもよい。（＋）ある
いは（−）は光学回転角の符号を示す。

式Ｉの化合物の１つ以上を含む混合物である液晶材料の
多くは、前記したような強誘電性液晶装置に使用するの
に適したスメクチツク相を示し、該スメクチツク相は例
えば15−25℃付近といつた室温を含む広い温度範囲で示
される。

例えばR₁あるいはR₂が（＋）−２−メチルブチルである
かそのようなものを含んでいる場合のように式Ｉの化合
物が光学活性のとき、それ等の化合物あるいはそれ等を
含む混合物が示す傾斜スメクチツク相は、例えばSc^＊の
ようなキラル傾斜スメクチツク相となり得る。

式Ｉの化合物を混合すると混合される化合物の例えばSc
相のようなスメクチツク相を示す温度を低下させる場合
もある。

それ自体で室温で例えばSc相のようなスメクチツク相を
示す式Ｉの化合物もあり、さらに他の化合物を加えるこ
とによつてそれらの融点あるいはスメクチツク相を示す
温度を低下させることもでき、加える化合物は式Ｉの化
合物であつてもよい。

従つて、式Ｉの化合物あるいはそれ等を含有する液晶混
合物をホストとし、それにドーパントを加えて強誘電性
液晶材料として使用するのに適したものにしたりあるい
はその適合性をさらに改良することができる。式Ｉの化
合物あるいは式Ｉの化合物を１種以上含む液晶混合物が
傾斜ではあるが非キラルのスメクチツク相を示す場合、
１種以上の光学活性化合物からなるドーパントを混合し
て、好ましくは高いPsを有する、キラル傾斜スメクチツ
ク相を混合物中に生起させることができる。さらにある
いは別な方法として、式Ｉの化合物あるいは式Ｉの化合
物を１種以上含む化合物を含む液晶混合物がキラル傾斜
スメクチツク相を示す場合、ドーパントを混合して高い
Psを誘起してもよい。

式Ｉの化合物が１種以上と、任意に１種以上の光学活性
化合物を含有し、キラル傾斜スメクチツク相を示すこの
ような液晶混合物が、本発明のもう１つの形態を構成す
る。

式Ｉの化合物であるかあるいはそれ等を含むものである
ホスト中でのドーパントとして機能する化合物は多くの
タイプのものが公知である。

（ｉ）例えば化合物； のような、PCT出願No.PCT/GB85/00512に記載された如き
α−ヒドロキシカルボン酸、特に乳酸の誘導体。

（ii）例えば化合物； のような、英国特許出願No.8520714及び8524879に記載
の如きα−アミノ酸誘導体。

（iii）例えば化合物； のような、例えば英国特許出願No.8520715に記載された
如き種々の２級アルコール、特に２−オクタノールの誘
導体。

（iv）例えば化合物； のような、例えば英国特許出願No.8501999に記載の如き
光学活性テルペノイド誘導体。

（ｖ）例えばエステルまたはアルキルあるいはアルコキ
シフエニル基として、その他の光学活性（＋または−）
アルキル基を含む化合物。２−メチルブチルが好ましい
が、３−メチルペンチル、４−メチルヘキシルあるいは
５−メチルペンチルのようなその他のものも適してい
る。そのような化合物の例は下記式； の１つ、あるいはR₁またはR₂がそのような光学活性アル
キル基である式Ｉの化合物である。

上記化合物（ｉ）〜（ｖ）においてRxはC₅−C₁₂のｎ−
アルキルまたはｎ−アルコキシであり、RyはC₁−C₅のｎ
−アルキルである。

上記の化合物（ｉ）〜（ｖ）は全て不斉炭素原子を含ん
でおり、参照した特許出願に記載されたように光学活性
形状で調製し得る。式Ｉの化合物または式Ｉの化合物を
含む混合物にドーパントとして混合した場合、傾斜スメ
クチツク相を示すこれ等の光学活性形状の上記の（ｉ）
〜（ｖ）の化合物は高いPsを得るために有効である。

式Ｉの化合物または式Ｉの化合物を含む混合物にドーパ
ントを混合して高いPsを生起させる場合、一般に誘起さ
れるPs値は混合物中に存在するドーパントの量に比例す
る。

強誘電性液晶装置に使用する液晶材料中では、通常でき
るだけ高いPsを有することが望ましいが、例えば粘度や
作動温度範囲等のその他の必要な性質が得られなくな
る。従つて、Psを測定する（いくつかの方法が公知であ
る）ことにより、液晶混合物中での式Ｉの化合物の有用
性が判る。

本発明の液晶混合物はまた、特定の用途のための混合物
のその他の性質、例えば粘度、誘電異方性、複屈折、キ
ラルピツチ、弾性率、融点、清澄点等を改良あるいは改
変するために１種以上の添加物を含有してもよい。

スメクチツク液晶化学の分野においては相溶性に関する
構造上の必要性については比較的知られておらず、従つ
てどのような化合物が安定なスメクチツク相を示す安定
な混合物を形成するかを予測することは難かしい。そこ
でドーパントあるいは添加剤の選択においては、相溶性
の観察と有用な温度でスメクチツク相を示すかどうかの
簡単な実験を行なつた方がよいこともある。

同一あるいは密接に関連した“分子コア”、即ちフエニ
ルあるいはシクロヘキシルと結合基の組合せを有する化
合物は液晶化合物として相溶性であるといういくらかの
徴候がある。しかしながら、本明細書に以下に記載する
実施例に示されるようにこの原則は不変のものではな
く、式Ｉの化合物は非常に広い範囲の構造タイプの化合
物と相溶性である。

使用し得る添加物の例を下記表2,3及び４に示すが、こ
れは上記に示したように適合性を観察するための一般的
な指針及び実験であるとのみ解されるべきものである。

上記の（ａ）〜（ｅ）のような傾斜スメクチツク化合物
あるいは材料１種以上と本発明の化合物を含む混合物に
添加して室温でスメクチツクＣ相を示し得る化合物の種
類の例を表２に示す。

（式中、Ｒ及びＲ′はアルキルあるいはアルコキシであ
り、R_Aはアルキルである。好ましくはＲはC_5-12のｎ−
アルキルあるいはｎ−アルコキシまたは例えば２−メチ
ルブチルのような不斉置換炭素を含むC_5-12の分枝アル
キルあるいはアルコキシである。） 低融点及び／又は低粘度添加剤の例は表３に示した化合
物である。

ここで各Ｒはそれぞれ独立して、アルキルかアルコキシ
たとえばC_1-18のｎ−アルキルかｎ−アルコキシであ
り、各R_Aはそれぞれ独立して、アルキルたとえばC_1-18
のｎ−アルキルである。

クリアリング点の高い添加剤の例は表４に示した化合物
である。

ここでＲはアルキルかアルコキシ、たとえばC_1-12アル
キルかアルコキシであり、R_AはアルキルたとえばC_1-12
であるか、またはこれらの化合物のいずれかのフツ素化
類似体である。

ドーパントを含有する本発明の混合物の例は上記表2,3
および４の添加剤のうちのいくつかでありこれは成 分 重量（％） 式Ｉの化合物１種以上（ホスト） 25〜75 ドーパント、たとえば化合物（ｉ）〜（ｖ） の１種以上 ５〜50 表２の化合物１種以上 25〜75 式２の式2aの化合物１種以上 ５〜25成 分 重量（％） 表３または４の化合物１種以上（トータル） ０〜30 ただし、混合物中の重量パーセントの和は100％とす
る。

上述したように、ホスト、ドーパントまたはその他の添
加剤のいずれかが光学活性であることができ、その結果
この混合物が示す傾斜スメクチツク相はキラルとなる。
このような混合物の成分のうち２種以上が光学活性であ
る場合、この光学活性成分によつて混合物中に誘起され
るキラル相のらせんのねじれ方向は同一でも逆向きでも
よい。もしこれらねじれの方向が逆向きであれば、混合
物中で誘起されるキラル相のピツチは２つの方向が同一
の場合よりも大きくなるし、キラルねじれの方向は小さ
い方のピツチを誘起する成分、すなわちねじれる力の大
きい方の成分によつて誘起されるものであろう。したが
つて、キラル成分を適当に選択することによつて本発明
の混合物のピツチを調整することが可能であり、ねじり
能が等しいが逆向きのキラル成分が２種類混合物中に含
まれていれば無限のピツチをもつ混合物が得られるだろ
う。

式Ｉの化合物を含有するキラルスメクチツク液晶材料は
Ｓ^＊メゾフエースの強誘電特性を利用する既知の電気光
学デバイスに使用することができる。

そのようなデバイスの１例としては、参考文献１に記載
されており、さらに“Recent Developments in Condens
ed Mather Physics"４,p309,（1981）（参考文献３）に
も記載されている“Clark Lagerwall Device"がある。
このデバイスの物理とその構成方法はよく知られている
ことである。実際には、このようなデバイスは通常２枚
の基板（このうち少なくとも１つは光学的に透明であ
る）と、この基板の内側表面上にある電極と、基板間に
サンドイツチ状にはさまれた液晶材料層とで構成されて
いる。

Clark Lagerwallデバイスでは液晶材料層が、Ｓ^＊配置
のらせんピツチと同程度かまたはそれより小さい厚みを
もつた基板間に使用されており、このため表面相互作用
によつてらせんが巻き戻されることになる。巻き戻され
た状態でこの材料は２つの表面安定化状態をもちその指
向配向（director orientations）すなわち分子傾斜方
向は互いに傾斜角の２倍になつている。またこの材料は
この状態で基板に垂直であるが反対方向の永久双極子配
向をももつ。

厚めの液晶材料層をもつClark−Lagerwallデバイス用の
セルを得るための別のアプローチは、印加電場を利用し
て液晶材料の誘電異方性との相互作用による均一な配列
を誘導することである。この効果を得るためには、たと
えば側鎖のハロゲンまたはシアノ置換基をもつ化合物を
混入することによつて得られる負の誘電異方性を有する
キラルスメクチツク材料が必要である。このような化合
物はそれ自体キラルでも非キラルでもよく、スメクチツ
クでも非スメクチツクでもよい。

一般にキラルスメクチツクＣ材料（Sc^＊）は最も流動性
であるのでこれらのデイスプレイに使われているが、こ
れより秩序だつたキラルスメクチツクも原理的には使用
できよう。液晶材料中に多色染料を混入して電気光学効
果を高めることもできる。

式Ｉの化合物を有するこのようなデバイスによつて双安
定の貯蔵能と共に、参考文献３に示されているように2,
3秒という高いスイツチング速度が可能となる。したが
つてデイスプレイ、光学プロセシングデバイス、および
光学貯蔵デバイスに重要な用途があるであろう。

本発明の別の一面によると、液晶材料中の強誘電効果に
よつて作動する電気光学デバイスが提供される。ここで
液晶材料は少なくとも１つが式Ｉの化合物である化合物
の混合物である。たとえばこのデバイスは上記のClark
−Lagerwallデバイスでもよく、これは少なくとも１方
が光学的に透明な２枚の基板と、この基板の内面上にあ
る電極と、基体間にサンドイツチ状にはさまれた液晶材
料層とからなつていてもよい。

式Ｉの化合物と、ここに記載した高Psを誘起するドーパ
ントとを有する液晶混合物は、ポータブルコンピユータ
ー、卓上計算機、可視表示ユニツトのようなスイツチ速
度の速い大画面（たとえばA4サイズ）のデイスプレイに
使用するのに特に適しており、適当な形状の基板と電極
を使用することによつて本発明の電気光学デバイスを上
記の形態に作ることができる。

式ＩとIAの化合物は、適当なフルオロフエノールとカル
ボン酸（これらは多くの場合市販されている）とから、
たとえば以下のルートによつて製造することができる。
次のルートで、（Ｆ）というのは１個以上のフツ素置換
基が存在することを示す。

（Ａ）塩化チオニル、還流 （Ｂ）塩基たとえばトリエチルアミンの存在下、溶媒は
ジクロロメタン 注：ステツプＡで使用する酸は公知であり、市販されて
いるかまたはたとえば または または の対応するニトリルから簡単な加水分解によつて得るこ
とができる。

ステツプＢの出発化合物フルオロフエノール類はたとえ
ば英国特許第GB2058789A号明細書によつて公知である。

（Ａ）塩基、ジクロロメタン溶媒 （Ｂ）CrO₃、酢酸溶媒 （Ｃ）塩化チオニル （Ｄ）塩基、ジクロロメタン溶媒。

以下、式IAとＩの化合物の製造と特性、液晶混合物およ
びこれらを含むデバイスの例を挙げる。

以下の記載で次の略号を使用する。

Ｋ＝結晶固体 S_A＝スメクチツクＡ（同様に他のスメクチツクもたとえ
ばS_C,S_B等と表わす） Ｓ^＊＝キラルスメクチツク Ch＝コレステリツク（キラルネマチツク） Ｎ＝ネマチツク Ｉ＝等方性液体 Ｋ−Ｎ＝Ｔ＝温度Ｔ℃での結晶−ネマチツク転移（他の
転移も同様に、たとえばS_C−S_A＝100と表記）。カツコ
でくくつた転移温度すなわち（Ｔ）は仮想転移を示す。

P_S＝自発分極nCcm^-2 （＋）−MeBu＝（＋）−２−メチルブチル。光学活性は
たとえば（＋）で示す。（±）−MeBu＝（±）−２−メ
チルブチル、ラセミ体。

実施例１ ２−フルオロ−４−ペンチルフエニル−４′−オクチル
ビフエニルイルカルボキシレートの製造（ルート１） ステツプA1 出発材料は４′−オクチルビフエニルイルカルボン酸及
び塩化チオニルであつた。

ビフエニルカルボン酸（10g,32mmol）及び塩化チオニル
（20ml）を還流下で１時間加熱後、過剰の塩化チオニル
を蒸留により最後に減圧下で除去した。淡橙色の結晶性
粗生成物が得られた。

ステツプB1 ２−フルオロ−４−ペンチルフエノール（32mmol,5.87
g）を無水状態のトリエチルアミン（20ml）及びジクロ
ロメタン（30ml）に溶解させた溶液に、（ステツプ1aで
製造した如き）酸塩化物（10.6g,32mmol）のジクロロメ
タン（20ml）溶液を５分間で添加した。得られた混合物
を還流下で1.5時間加熱し、次いで室温（25℃）に冷却
した。

混合物を10％塩酸溶液（100ml）に添加し、水洗した
（２×100ml）。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させ、
過し、溶媒を蒸発乾固させると、14.8gの粗生成物が
得られた（97％）。

粗生成体を沸点60−80℃の石油スピリツトとジクロロメ
タンの混合物（容量比2:1;120ml）にとり、クロマトグ
ラフイー用カラム（塩基性アルミナ30g＋シリカゲル30
g）に通した。生成物を石油スピリツト／ジクロロメタ
ン（容量比21;150ml）を用いて溶出させ、蒸発させると
白色固体物質（90g）が得られた。工業用変性アルコー
ル／アセトン混合物（容量比10:1;100ml）から再結晶す
ると、8.4gの生成物が得られた。

気液クロマトグラフイーで測定したところ、純度は99.8
％であつた。収率は55％であつた。

ステツプA1で対応すると４′−アルコキシビフエニルカ
ルボン酸を用いて、アルコキシ同族体を製造する。

同様の方法で製造した化合物を第６表に例示する。

実施例２ ３−フルオロフエニルエステルを、ステツプＡの出発物
質として適当な３−フルオロ−４−アルキルフエノール
を用いて実施例１と同様にして製造した。こうして製造
した化合物を第７表に例示する。

実施例３ （式中、Ｊ及びＫの一方はＨであり、他方はＦである）
のフエニルシクロヘキシル誘導体を、出発物質として適
当なトランス−４−（４′−アルキル又は−アルコキシ
シクロヘキシル）安息香酸及び２−フルオロ−４−アル
キルフエノールもしくは３−フルオロ−４−アルキルフ
エノールを用いて実施例１と同様にして製造した。こう
して製造された化合物を第８表に例示する。

式IAおよびＩを有する各種化合物の転移温度を下記表に
示す。

実施例４ ２−フルオロ−４−ｎ−ペンチルフエニル４−（４−ｎ
−ドデシルオキシベンゾイルオキシ）ベンゾエートの調
製（ルート２） ステツプA4 ４−ｎ−ドデシルオキシベンゾイルクロライド（15.9
g）をジクロロメタン（50ml）及びトリエチルアミン（1
4ml）中に溶解した４−ヒドロキシベンズアルデヒド
（6.0g）に加えた。混合物を１時間還流し、その後水
（100ml）に加えた。有機層を10％塩酸（75ml）及び水
（75ml）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させて、
その溶媒を蒸発させた。

ステツプB4 ステツプA4で作製した４−（４−ｎ−ドデシルオキシベ
ンゾイルオキシ）−ベンズアルデヒド（17.4g）を酢酸
（60ml）に溶解し、これに50％酢酸に溶解した三酸化ク
ロム（12.7g）溶液を40℃で20分間かけて滴下すること
によつて処理した。45〜50℃で20時間撹拌した後、水
（150ml）を加え、混合物を３時間撹拌した。生成物を
分離し酢酸（55ml）から再結晶化させて４−（４−ｎ−
ドデシルオキシベンゾイルオキシ）安息香酸（15g、83
％理論値）を得た。

ステツプC4 ステツプB4で作製した酸（6.0g）を酸塩化物に、塩化チ
オニル（20ml）と伴に１時間還流することによつて変換
し、その後過剰塩化チオニルを蒸発除去した。

ステツプD4 ステツプC4で得た生成物をジクロロメタン（40ml）中の
２−フルオロ−４−ｎ−ペンチルフエノール（2.56g）
及びトリエチルアミン（6ml）に加えた。１時間還流し
た後、この溶液を順番に水（75ml）、10％塩酸（75ml）
及び水（75ml）で洗浄した。溶媒を蒸発させて粗生成物
を得、これをシリカゲル（7g）及びアルミナ（14g）上
のクロマトグラフイによつて精製した。石油スピリツト
（60−80℃）及びジクロロメタンの2:1混合物で溶出さ
せて白い固体（5.9g）を得、これを石油スピリツト（沸
点60−80℃）から再結晶化させて4.0g（48％理論値）の
２−フルオロ−４−ｎ−ペンチルフエニル・４−（４−
ｎ−ドデシルオキシベンゾイルオキシ）−ベンゾエート
を得た。

Ｋ−S_C＝72,S_C−Ｎ＝113.6,N−Ｉ＝154.2。

下の表13は類似の方法によつて得た化合物の例をまとめ
たものである。

実施例５ ２−フルオロ−４−ｎ−ペンチル４−（４−ｎ−ペンチ
ル−トランス−シクロヘキシルカルボニルオキシ）−ベ
ンドエートの調製（ルート２） ４−ｎ−ペンチル−トランス−シクロヘキサンカルボン
酸をその酸塩化物に変換し、これを４−ヒドロキシベン
ズアルデヒドと反応させて４−（４−ｎ−ペンチル−ト
ランス−シクロヘキシルカルボニルオキシ）−安息香酸
を得た（実施例４のステツプA4及びB4と同様に実施し
た）。実施例４のステツプC4及びステツプD4に記載した
ように、得られた酸を塩化チオニルによつて酸塩化物に
変換し、２−フルオロ−４−ｎ−ペンチルフエノールと
反応させた。60％の収率で生成物が得られた。Ｋ−Ｎ＝
79、Ｎ−Ｉ＝174.4。

下の表14は類似の方法によつて得られた化合物の例をま
とめたものである。

本発明の具体例である材料及び装置に式Ｉの化合物を使
用する例を添付図面を参照にして実施例として以下に記
載する。

第１図は実施例６の混合物の組成に対する温度の関係グ
ラフ（即ち、相図）である。

第２図は実施例７の混合物の温度に対するPsの関係グラ
フである。

第３図は実施例８の混合物の温度に対する傾斜角の関係
グラフである。

第４図は液晶シヤツターの切断先端図である。

実施例６ 式Ｉの化合物を重要な室温スメクチツクＣ相及びさほど
重要でない（overlying）（高温）スメクチツクＡ相を
有する材料の形成に使用する例は以下のようである。

本明細書中で化合物１と称する式 （式中、R_C＝２−メチルブチル）、及び本明細書中で化
合物２と称する式 を一緒に混合し、加熱して等方性液体を形成し、その後
ゆつくりと冷却した。各種相間の転移温度は公知方法で
光学顕微鏡を用いて構造上の変化を観察することによつ
て記録した。添付の第１図は得られた相図を示してお
り、図中、I,N等は上記で定義した相を表わしている。
第１図で見られるように、約30重量％の化合物１と約70
重量％の化合物２を含む組成に於いて、20℃から約85℃
まで広がる長いS_C相が得られ、それより高い温度では通
常のS_A相が得られる。

個々の成分化合物１及び２自身に較べてより低い温度で
より長いS_C相がこの組成で得られる。

S_C相の下端を他の化合物、例えば式Ｉの化合物を添加す
ることによつて更に低くすることができる。キラル添加
物、例えば式 の化合物３を10重量％加えることによつて、S_C相はキラ
ルS_C相に変換され得る。これによつて強い自発性偏光P_S
も付与される。

実施例７ ２−フルオロ−４−（＋−２−メチルブチル）フエニル
−４′−ｎ−オクチルオキシビフエニル−７−カルボキ
レート 20 重量％ ２−フルオロ−４−ｎ−ペンチルフエニル−４′−ｎ−
オクチルオキシビフエニル−４−カルボキシレート32.5
重量％ ２−フルオロ−４−ｎ−ペンチルフエニル−４′−ｎ−
オクチルビフエニル−４−カルボキシレート32.5重量％ （＋）−２−オクチル（４′−ｎ−ノニルオキシビフエ
ニル）−４−カルボキシレート 15 重量％ 転移温度（℃） S_B−S_C＝8,S_C−S_A＝66,S_A−Ch＝100.5,Ch−Ｉ＝122。従
つて、この混合物は室温（約20℃）強誘電性スメクチツ
ク相を示す。この混合物の温度とP_Sの変化を以下に示
し、第２図にはグラフにして表わす。

Ｔ℃ P_S（nC/cm²） 10 29.9 20 22.0 30 19.8 40 15.8 50 12.3 55 10.1 60 7.6 65 3.1 実施例８ ４−（＋−２−メチルブチル）フエニル４′−ｎ−オク
チルビフエニル−４−カルボキシレート 50 重量％ ２−フルオロ−４−（＋−２−メチルブチル）フエニル
４′−ｎ−オクチルオキシビフエニル−４−カルボキシ
レート 50 重量％ この混合物は47℃と97℃の間にS_C相を有する。この混合
物のP_SはInC/cm²（90℃）である。

実施例９ ４−ｎ−ペンチルオキシフエニル−４−ｎ−オクチルオ
キシベンゾエート 50 重量％ ２−フルオロ−４−（＋−２−メチルブチル）フエニル
４′−ｎ−オクチルオキシビフエニル−４−カルボキシ
レート 50 重量％ この混合物の転移温度（℃）は、 S_B−S_C＝23,S_C−S_A＝82,S_A−Ch＝86,Ch−Ｉ＝113であ
り、P_Sは0.35nC/cm²（40℃）である。

実施例10 ２−フルオロ−４−ｎ−ペンチルフエニル−４′−ｎ−
オクチルビフエニル−４−カルボキシレート30 重量％ ２−フルオロ−４−ｎ−ペンチルフエニル−４′−ｎ−
オクチルオキシビフエニル−４−カルボキシレート30
重量％ ２−フルオロ−４−ｎ−ヘプチルフエニル−４′−ｎ−
ヘプチルオキシビフエニル−４−カルボキシレート30
重量％ ｎ−オクチル−（＋）−２−（４′−ｎ−オクチルオキ
シビフエニル−４−カルボキシ）−プロピオネート10
重量％ （本混合物中の光学活性添加物（dopant）は乳酸の誘導
体である。） この混合物は室温と87℃の間にS_C相を有している。この
混合物P_Sは5.8nC/cm²（30℃）及び3.1nC/cm²（70℃）で
ある。

実施例11 ２−フルオロ−４−ｎ−ペンチルフエニル−４′−ｎ−
オクチルオキシビフエニル−カルボキシレート及び２−
フルオロ−４−ｎ−ペンチルフエニル−４′−ｎ−オク
チルビフエニル−カルボキシレートの1:1モル比………
…79.64モル％ （−）−（２−オクチル）−４′−ｎ−オクチルオキシ
ビフエニルカルボキシレート…………20.36モル％。こ
の混合物の転移温度（℃）は、S_C−S_A＝42.3,S_A−Ch＝9
5,Ch−Ｉ＝119であり、S_C相は室温で維持される。この
混合物の温度に対するP_Sと傾斜角の変化を第３図にグラ
フで示す。

本発明の具体例である材料及び装置に式Ｉの化合物を使
用する例について、以下第４図を参照して記載する。

第４図に於いて、液晶セルは、透明伝導管３、例えば酸
化鉛又は酸化インジウムをその表面に有するガラススラ
イド２及び透明伝導層５をその表面に有するガラススラ
イド４との間にサンドイツチされたキラルなスメクチツ
ク層を示す液晶材料の層１を含む。層３及び５を有する
スライド２及び４はそれぞれポリイミドポリマー製のフ
イルム６及び７で被覆されている。該セルの構成に先立
つて、このセルの構成に平行な方向に設定した所定方向
で、フイルム６及び７を軟かい布でこする。例えばポリ
メチルメタクリレート製のスペーサー８が所望の距離、
例えば５ミクロンだけスライド２及び４を隔てている。
液晶材料１を所定の距離、例えば５ミクロンのスライド
２及び４の間に導入する。スライド２及び４及びスペー
サー８の間の空間を充填し、公知の方法でスペーサー８
を気密密閉して液晶材料１をスライド２及び４の間に導
入する。液晶材料は、スライド２及び４の間に導入され
るときには、スライド２及び４上のこすつた方向に液晶
分子が配向するのを容易ならしめる為に、スメクチツク
Ａ又は等方性液相（該材料を加熱することによつて得ら
れる）が好ましい。

好適な材料１の液晶組成物は以下の通りである。

前に特定した化合物1,2及び３を以下の割合で含有する
組成物１。

組成物１ 化合物1;27重量％ 化合物2;63重量％ 化合物3;10重量％ その偏光軸がフイルム６及び７上のこすつた方向と平行
になるように偏光子９を配置し、分析子（analyzer）
（交叉偏光子）10をその偏光軸が前記方向と垂直方向に
なるように配置する。

矩形波電圧（通常の電源からのものでこれは図示せ
ず。）で＋10ボルトと−10ボルトの間で変化するもの
を、層３及び５と接触させて上記セルにかけると、該セ
ルで上記に説明したように、該電圧により暗状態と明状
態との間での変化が素早くスイツチ−オンされる。

第２図で示されるセル構成に基づいたもう一つの装置
（図示せず）に於いて、層３及び５は公知方法、例えば
マスクを透しての光エツチング又はデポジシヨンによつ
て選択的に成型され、例えば文字、数字、単語又はグラ
フイツク等の従来のデイスプレイでみられるような一つ
以上のデイスプレイシンボルを提供するといつたような
ことができる。こうして形成される電極部分は複合操作
（multiplexed operation）を含む様々な方法でアドレ
スされる。

実施例７及び10の混合物もまた上記のように第４図に詳
解した装置で使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ (72)発明者 レインズ，エドワード・ピーター イギリス国、ウスターシヤー・ダブリユ・ アール・14・２・ケイ・エフ、マルヴアー ン、リードン・ロウド・23 (72)発明者 ビシヨツプ，デイヴイド・イアン イギリス国、ドーセツト・ビイ・エイチ・ 17・７・ユー・ユー、プール、クリークム アー、スワロー・クローズ・６ (72)発明者 セイジ，イアン・チヤールズ イギリス国、ドーセツト・ビイ・エイチ・ 15・４・エイチ・ジー、プール、ハムワー シー、フレツシユウオーター・ドライヴ・ 238 (72)発明者 ジエナー，ジヨン・アンソニー イギリス国、ドーセツト・ビイ・エイチ・ 21・３・キユー・ワイ、ウインボーン、コ ーフ・マレン、デイプローズ・ロード・36

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式（IA）： （式中、 を示し、R₁は、C₃〜C₁₂のアルキル又はアルコキシを示
   し、ｊは０又は１を示し、R₂はC₃〜C₁₂のアルキルを示
   し、Q₁又はQ₂の一方はフッ素で他方は水素を示す。ただ
   し、ｊが０で で、R₁とR₂の両方がｎ−アルキルの場合、R₁とR₂の全炭
   素数は12以上である。） で示される化合物。
2. 【請求項２】次の式： （式中、R₁はｎ−アルキル又はｎ−アルコキシであり、
   R₂はアルキルである。） の群から選択される化学式を有する請求の範囲１記載の
   化合物。
3. 【請求項３】次の式： （式中、R₁はｎ−アルキル又はｎ−アルコキシであり、
   R₂はアルキルである。） の群から選択される化学式を有する請求の範囲１記載の
   化合物。
4. 【請求項４】R₁又はR₂が光学活性又はラセミ体の形態に
   あるキラル基である請求の範囲１、２又は３に記載の化
   合物。
5. 【請求項５】少なくとも１つの化合物が次の一般式（I
   A）： （式中、 を示し、R₁は、C₃〜C₁₂のアルキル又はアルコキシを示
   し、ｊは０又は１を示し、R₂はC₃〜C₁₂のアルキルを示
   し、Q₁又はQ₂の一方はフッ素で他方は水素を示す。ただ
   し、ｊが０で で、R₁とR₂の両方がｎ−アルキルの場合、R₁とR₂の全炭
   素数は12以上である。） で示される化合物を含む混合物からなる液晶材料。
6. 【請求項６】式（IA）で表わされる化合物が、下記の群
   から選択される化学式を有するものである、請求の範囲
   ５に記載の液晶材料。 （式中、R₁はｎ−アルキル又はｎ−アルコキシであり、
   R₂はアルキルである。）。
7. 【請求項７】式（IA）で表わされる化合物が、下記の群
   から選択される化学式を有するものである、請求の範囲
   ５に記載の液晶材料。 （式中、R₁はｎ−アルキル又はｎ−アルコキシであり、
   R₂はアルキルである。）。
8. 【請求項８】R₁がC₃〜C₁₂のｎ−アルキル又はｎ−アル
   コキシであり、R₂がC₃〜C₁₂のｎ−アルキルである請求
   の範囲５〜７のいずれか一項に記載の液晶材料。
9. 【請求項９】R₁又はR₂が光学活性又はラセミ体の形態に
   あるキラル基である請求の範囲５記載の液晶材料。
10. 【請求項１０】更に少なくとも１つの光学活性化合物を
    含有し、混合物が強誘電性スメクチック相を有し得る請
    求の範囲５に記載の液晶材料。
11. 【請求項１１】光学活性化合物が乳酸誘導体である請求
    の範囲10に記載の液晶材料。
12. 【請求項１２】光学活性化合物が、光学活性第二級アル
    コールのエステルである請求の範囲10記載の液晶材料。
13. 【請求項１３】光学活性化合物が、２−メチルブチル基
    を含んでいる請求の範囲10に記載の液晶材料。
14. 【請求項１４】少なくとも１つの化合物が次の一般式
    （IA）： （式中、 を示し、R₁は、C₃〜C₁₂のアルキル又はアルコキシを示
    し、ｊは０又は１を示し、R₂はC₃〜C₁₂のアルキルを示
    し、Q₁又はQ₂の一方はフッ素で他方は水素を示す。ただ
    し、ｊが０で で、R₁とR₂の両方がｎ−アルキルの場合、R₁とR₂の全炭
    素数は12以上である。） で示される化合物を含む混合物からなる液晶材料を含む
    液晶電気光学装置。