JP2795468B2 - カルボン酸エステル化合物および液晶化合物 - Google Patents

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および液
晶化合物に関する。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お
よび液晶化合物に関する。

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

このような表示ディバイスを有する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
ィ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ディバイス
の代わりに、種々の新たな表示ディバイスが開発されて
いる。このような表示ディバイスとしては、例えば、液
晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、LEDディスプ
レイ、ELディスプレイおよびECDディスプレイなどがあ
る。

これらの表示ディバイスのうち、液晶ディスプレイ
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態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上に顕在化させる
ディバイスである。そして、このような液晶ディバイス
は上述のOA機器の液晶ディスプレイでけでなく、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
ィバイスとして既に実用化されている。また、近年、小
型テレビジョンなどの動画用の表示ディバイスとしても
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ィバイスは、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相
に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ィバイスが駆動する（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
ィ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
大型画面用表示ディ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ィバイスとしては適
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）モードを利用した表示ディ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
イッチングしきい値特性が改善されるため、表示ディバ
イスの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している
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、大画面用表示ディ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ィバイス
として使用した場合にはTNモードを利用した表示ディバ
イスと同様の傾向を示す。

これに対し、1975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ッ
チング素子、すなわち表示ディバイスとして用いうる可
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Ps×Ｅ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
表示ディバイスなどとして用いるのに特に適している。
また、最近（1989年）、新しいスメクチック液晶として
発見された反強誘電性液晶も三安定状態を持っており、
同様に動画用の表示デバイスとして好適に用いられる。

ところで、このような強誘電性液晶化合物を光スイッ
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.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］、田口雅明、原田隆正の論文［第11回液晶
討論会予稿集168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ィ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 本発明に係るカルボン酸エステル化合物は、次式
［Ａ］で表わされる。

ただし、式［Ａ］において、R¹は炭素数６〜18の直鎖
状アルキル基、炭素数６〜18の直鎖状アルコキシ基およ
び炭素数６〜18の直鎖状ハロゲン化アルキル基よりなる
群から選ばれる１種の基を表わし、Ｃ^＊は不整炭素原子
を表わし、R²は次式［Ｂ］または［Ｃ］で表わされるい
ずれかの基を表わす。

−（CH₂）_ｍ−CH₃ …［Ｂ］ −（CH₂）_ｎ−COOR³ …［Ｃ］ ただし、式［Ｂ］、［Ｃ］において、ｍは２〜６、ｎ
は０〜５の整数であり、R³は炭素数１〜10のアルキル
基、若しくはハロゲン化アルキル基のいずれかの基であ
る。

さらに、本発明に係る液晶化合物は、上記式［Ａ］で
表わされていることを特徴としている。

上記式［Ａ］で表わされるカルボン酸エステル化合物
は、光学活性を有するため、強誘電性液晶化合物として
使用することができる。

そして、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、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ィバ
イスを得ることができる。

発明の具体的説明 次に本発明に係るカルボン酸エステル化合物および液
晶化合物について具体的に説明する。

本発明に係るカルボン酸エステル化合物は次式［Ａ］
で表わされる。

ただし、式［Ａ］において、R¹は炭素数６〜18の直鎖
状アルキル基、炭素数６〜18の直鎖状アルコキシ基およ
び炭素数６〜18の直鎖状ハロゲン化アルキル基よりなる
群から選ばれる１種の基を表わし、Ｃ^＊は不整炭素原子
を表わす。また、R²は次式［Ｂ］または［Ｃ］で表わさ
れるいずれかの基である。

−（CH₂）_ｍ−CH₃ …［Ｂ］ −（CH₂）_ｎ−COOR³ …［Ｃ］ ただし、式［Ｂ］および［Ｃ］において、ｍは２〜６
の整数、ｎは０〜５の整数であり、R³は炭素数１〜10の
アルキル基、若しくはハロゲン化アルキル基のいずれか
の基である。

上記式［Ａ］において、R¹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、R¹
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、およびオ
クタデシル基を挙げることができる。

また、R¹が炭素数６〜18の直鎖状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、Cl、Br、Ｉのような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、R¹が炭素数６〜18の直鎖状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、および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R¹を有する化合物のうち直鎖状アルコキ
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、R²は、次式［Ｂ］または
［Ｃ］で表わされる基である。

−（CH₂）_ｍ−CH₃ …［Ｂ］ −（CH₂）_ｎ−COOR³ …［Ｃ］ 上記式［Ｂ］においてｍは２〜10の整数である。した
がって、上記式［Ｂ］で表わされる基の具体的な例とし
ては、 プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘ
プチル基、オクチル基、ノニル基、およびデシル基を挙
げることができる。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性が高く、殊に、ｍが５で
あるヘキシレン基を有する次式［Ｂ−１］で表わされる
基を有する化合物が液晶化合物として最も有用である。

−（CH₂）_５−CH₃ …［Ｂ−１］ また上記式［Ｃ］において、ｎは０〜５の整数であ
る。したがって上記式［Ｃ］で表わされる基の具体的な
例としては、 アルコキシカルボニル、アルコキシカルボニルメチ
ル、２−アルコキシカルボニルエチル、３−アルコキシ
カルボニルプロピル、４−アルコキシカルボニルブチ
ル、５−アルコキシカルボニルペンチルを挙げることが
できる。これらの内ではｎが１〜３の整数である化合物
が液晶化合物として有用性が高く、殊にｎが１であるメ
チレン基を有し、かつR³がエチル基である次式［Ｃ−
１］で表わされる化合物が液晶化合物として最も有用性
が高い。

−CH₂−COO−C₂H₅ …［Ｃ−１］ 上記のようなR²で表わされる基は、不斉炭素原子に結
合しており、そして、この不斉炭素原子には、水素原子
およびトリフルオロメチル基（−CF₃）が結合している
と共に、残余の結合手は、エステル結合でフェニレン基
と結合している。

式［Ａ］において、上記のフェニレン基は、ｐ−フェ
ニレン基である。特に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、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、エステル結合を介してフェニル
シクロヘキシレン基と結合している。

このフェニルシクロヘキシレン基は、1,4−フェニル
シクロヘキシレン基である。特に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、分
子自体が直線状になることが好ましく、このため、フェ
ニルシクロヘキシレン基としては1,4−フェニルシクロ
ヘキシレン基が好ましい。

なお、このフェニルシクロヘキシレン基は、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。

また、ここで、フェニルシクロヘキシレン基は、シク
ロヘキシル環が、トランス構造をとる場合と、シス構造
をとる場合とがある。本発明のカルボン酸エステル化合
物は、トランス構造を有していても、シス構造を有して
いてもよいが、この化合物を液晶化合物として使用する
場合には、トランス構造を有していることが好ましい。

このフェニルシクロヘキシレン基の他の一方の結合手
は、上記のR¹と結合している。

したがって上記式［Ａ］で表わされる本発明に係るカ
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］〜［８］で表わされる化合物を挙げるこ
とができる。

本発明のカルボン酸エステル化合物は、公知の合成技
術を利用して製造することができる。

例えば、本発明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。

トランス−４−（４′−アルコキシフェニル）シクロ
ヘキシルカルボン酸（ｉ）と、ｐ−ヒドロキシ安息香酸
ベンジルエステル（ii）とを、N,N′−ジシクロヘキシ
ルカルボジイミドのようなエステル化剤の存在下に縮合
させ、４−（４′−アルコキシフェニル）シクロヘキシ
ルカルボン酸−４″−ベンジルオキシカルボニルフェニ
ルエステル（iii）を得る。

また、この反応の際に、４−N,N−ジアルキルアミノ
ピリジンのようなピリジン誘導体を配合することが好ま
しい。この場合、反応溶媒としては塩化メチレンのよう
なハロゲン化炭化水素を用いることが好ましい。

次に得られた４−（４′−アルコキシフェニル）シク
ロヘキシルカルボン酸−４″−ベンジルオキシカルボニ
ルフェニルエステル（iii）をテトラハイドロフランな
どのような極性溶媒中でパラジウム炭素触媒のような還
元触媒の存在下に水素ガスと接触させることにより還元
して脱ベンジル化を行ない、４−（４′−アルコキシフ
ェニル）シクロヘキシルカルボン酸−４″−オキシカル
ボニルフェニルエステル（iv）のような末端にカルボキ
シル基を有する化合物を得る。

このようにして得られた４−（４′−アルコキシフェ
ニル）シクロヘキシルカルボン酸−４″−オキシカルボ
ニルフェニルエステル（iv）のような末端にカルボキシ
ル基を有する化合物と、所定の光学活性アルコールとを
塩化メチレンなどの反応溶媒中でN,N′−ジシクロヘキ
シルカルボジイミドのようなエステル化剤を用いて、エ
ステル化することにより最終目的物であるカルボン酸エ
ステル誘導体を得ることができる。

なお、この反応においても４−N,N−ジアルキルアミ
ノピリジンのようなピリジン誘導体を併用することもで
きる。

上記のようにして得られる本発明に係るフェニルシク
ロヘキシルカルボン酸エステル誘導体のうち、トランス
−４−（４′−デシルオキシフェニル）シクロヘキシル
カルボン酸−４″−（Ｒ−１−トリフルオロメチルヘ
プチルオキシカルボニル）フェニルエステルを以下に示
す。

なお、上記の（１）〜（17）は、上記式における水素
原子の番号を示し、この数字と第１図のピークに付した
数字とが対応している。

上記の化合物の¹H−NMRスペクトルのチャートを第１
図に示す。

また、次式で表わされるトランス−４−（４′−デシ
ルオキシフェニル）シクロヘキシルカルボン酸−４″−
（Ｒ−１−トリフルオロメチル−２−エチルオキシ
カルボニルエチルオキシカルボニル）フェニルエステル
の¹H−NMRスペクトルのチャートを第２図に示す。

なお、上記の（１）〜（17）は、上記式における水素
原子の番号を示し、この数字と第２図のピークに付した
数字とが対応している。

例えば上記のようにして得られた式［Ａ］で表わされ
るカルボン酸エステル化合物は、液晶化合物として使用
することができる。特に光学活性を有するカルボン酸エ
ステル化合物は、強誘電性液晶化合物として使用するこ
とができる。

そして、このようなカルボン酸エステル化合物のう
ち、液晶化合物としては、R²が、式［Ｂ］においてｍが
４〜６、好ましくは５である基であり、R¹が炭素数６〜
18の直鎖状アルコキシ基である化合物、およびR²が、式
［Ｃ］においてｎが１〜３、好ましくは１である基であ
り、R¹が炭素数６〜18の直鎖状アルコキシ基である化合
物が有用である。なお、このような化合物において、フ
ェニレン基は、ｐ−フェニレン基であり、さらにフェニ
ルシクロヘキシレン基は、1,4−フェニルシクロヘキシ
レン基である次式［２］、［６］で表わされる化合物が
特に優れた液晶特性を示す。

この液晶化合物［２］、［６］の相転移温度を表１に
示す。なお以下に示す表等において、Cry.は結晶相、Sm
C^＊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。

本発明の液晶化合物には、表１に例示したように、室
温付近ないし氷点下の温度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、これらの化
合物のように20℃以下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
す温度が低いだけでなく、このような液晶化合物を用い
て製造された光スイッチング素子は、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、光スイッ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号公報参照）。

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Ｇ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Ｉ相、カ
イラルスメクチックＪ相、カイラルスメクチックＫ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（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小さいため、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62−15
7808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
発明の液晶化合物を配合することにより、液晶温度が広
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［Ａ］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ことが望ましい。

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。

このような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、 などのシッフ塩基系液晶化合物、 などのアゾキシ系液晶化合物、 などの安息香酸エステル系液晶化合物、 などのシクロヘキシルカルボン酸エステル系液晶化合
物、 などのビフェニル系液晶化合物、 などのターフェニル系液晶化合物、 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、電動性賦与剤および寿命向上剤など、通
常の液晶化合物に配合することができる添加剤を配合し
てもよい。

本発明に係る液晶化合物は、ホワイトテイラー型カラ
ー表示用ディバイス、コレステリックネマチック相転移
型表示用ディバイス、TN型セルにおけるリバースドメイ
ン発生防止用ディバイスなどのディバイスに使用するこ
とができる。

また、本発明に係る液晶化合物のうち、スメクチック
を呈する液晶化合物は、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。

本発明の液晶化合物のうちでも特に強誘電性を有する
液晶化合物は、上記のような用途の他、光シャッターや
液晶プリンターなどの光スイッチング素子、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。

本発明の液晶化合物を用いた表示方法の例としては、
具体的には以下に示す方法を挙げることができる。

第１の方法は、数μｍ（例えば２〜５μｍ）の間隙を
有する薄膜セル中に本発明に係る液晶化合物を注入し、
基板の規制力を利用して強誘電性液晶化合物を基板に平
行に配向させ、次いで、このように液晶化合物が配向し
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枚の偏光板と強誘電性
液晶化合物の複屈折とを利用して表示を行なう方法であ
る。

この場合に液晶組成物と接する電極の表面にポリイミ
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が設けられていることが
好ましい。

このような薄膜セル内で、液晶化合物にカイラルスメ
クチック相を形成させると、カイラルスメクチック相に
おいては、双安定性を示す。

したがって、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。

本発明の液晶化合物のうちで、このようなカイラルス
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、一度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おで、このよ
うな薄膜セルからなる表示ディ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、表示ディバ
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、この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。

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ィスプレ
イを製造することができる。

しかも、このディスプレイは、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、本発明の液晶化合物では、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、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スチックＡ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、本発明に係る液晶化合物は、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、本発明に係る液晶化合物を用いて製造された表
示ディバイスは、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 本発明に係るカルボン酸エステル化合物は新規な化合
物である。そして、この化合物においては、不斉炭素原
子にトリフルオロメチル基が結合しており、しかもベン
ゼン環とフェニルシクロヘキシレン環がエステル結合で
結合されているため、室温付近ないしそれ以下、例えば
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。

このような本発明に係る液晶化合物に、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、本発
明の液晶化合物の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。

したがって、このような液晶化合物あるいは液晶組成
物を用いることにより、室温以下例えば氷点下の温度に
おいても高速応答性を有するような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ィス
プレイにおいては、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とにより、電
界消去後もメモリー効果を有するディバイスを得ること
ができる。

このようなディバイスでは、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。このようなディバイ
スは、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
用される光スイッ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。

実施例１ トランス−４−（４′−デシルオキシフェニル）シクロ
ヘキシルカルボン酸−４″−（Ｒ−１−トリフルオロ
メチルヘプチルオキシカルボニル）フェニルエステルの
合成 第１段階 トランス−４−（４′−デシルオキシフェニル）シク
ロヘキシルカルボン酸2.84g（7.9ミリモル）、４−ヒド
ロキシ安息香酸ベンジルエステル1.80g（7.9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30mlの混合物に、N,N′−
ジシクロヘキシルカルボジイミド1.63（（7.9ミリモ
ル）を含む塩化メチレン溶液15mlを氷冷、攪拌下に１時
間かけて滴下した。さらに常温下で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、白色固体であるトランス−４−（４′−デシルオキ
シフェニル）シクロヘキシルカルボン酸−４″−ベンジ
ルオキシカルボニルフェニルエステル3.60g（6.3ミリモ
ル）を得た。

収率;80モル％ 第２段階 第１段階で得られたトランス−４−（４′−デシルオ
キシフェニルシクロヘキシルカルボン酸−４″−ベンジ
ルオキシカルボニルフェニルエステル2.85g（５ミリモ
ル）、５％パラジウム−炭素0.29g、テトラハイドロフ
ラン20mlからなる混合物中に、室温で、攪拌下に水素ガ
スを10時間通じた。

次いで、５％パラジウム−炭素を濾別し、濾液を濃縮
した。得られた濃縮物をアセトンを用いて、再結晶する
ことにより、白色固体であるトランス−４−（４′−デ
シルオキシフェニルシクロヘキシルカルボン酸−４″−
カルボキシフェニルエステル2.28g（4.75ミリモル）を
得た。

収率;95モル％ 第３段階 第２段階で得られたトランス−４−（４′−デシルオ
キシフェニル）シクロヘキシルカルボン酸−４″−カル
ボキシフェニルエステル0.480g（１ミリモル）、Ｒ−１
−トリフルオロメチルヘプタノール0.184g（１ミリモ
ル）、および４−N,N−ジメチルアミノピリジン0.012g
（0.1ミリモル）を塩化メチレン20ml中に懸濁させた
後、氷冷し、この懸濁液にN,N′−ジシクロヘキシルカ
ルボジイミド0.206g（１ミリモル）を含む塩化メチレン
溶液2mlを、氷冷しながら攪拌下に30分間かけて滴下し
た。

さらに室温で、16時間反応させた。反応後、濾取した
反応生成物をを濃縮し、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、融点43.5〜46℃の固体
0.335gを得た。

この固定をFD−マススペクトルを用いて測定したとこ
ろ、M/eの値は、647であった。

また第１図にこの化合物の¹H−NMRスペクトルのチャ
ートを示した。

これらの分析の結果より、この化合物は目的とするト
ランス−４−（４′−デシルオキシフェニル）シクロヘ
キシルカルボン酸−４″−（Ｒ−１−トリフルオロメ
チルヘプチルオキシカルボニル）フェニルエステルであ
ると同定した。

収率;51.9モル％ この化合物の相転移温度の測定結果を以下に示す。

上記においてCryは結晶相を、SmAはスメクチックＡ相
をIsoは等方性液体を示す。

実施例２ トランス−４−（４′−デシルオキシフェニル）シクロ
ヘキシルカルボン酸−４″−（Ｒ−１−トリフルオロ
メチル−２−エチルオキシカルボニルエチルオキシカ
ルボニル）フェニルエステルの合成 実施例１における、第２段階で得られたトランス−４
−（４′−デシルオキシフェニル）シクロヘキシルカル
ボン酸−４″−カルボキシフェニルエステル0.480g（１
ミリモル）と、Ｒ−３−トリフルオロメチル−３−ヒド
ロキシプロピオン酸エチルエステル0.186g（１ミリモ
ル）および４−N,N−ジメチルアミノピリジン0.012（0.
1ミリモル）とを塩化メチレン20ml中に懸濁させた後氷
冷し、N,N′−ジシクロヘキシルカルボジイミド0.206g
（１ミリモル）を含む塩化メチレン溶液2mlを氷冷しな
がら攪拌下に30分かけて添加した。

さらに室温で16時間反応させた。

反応後、濾取した反応生成物を濃縮し、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、融点
61〜62.5℃の固体0.346gを得た。

この固体をFD−マススペクトルを用いて測定したとこ
ろ、M/eの値は649であった。

また第２図にこの化合物の¹H−NMRスペクトルのチャ
ートを示した。

これらの分析の結果より、この化合物は目的とするト
ランス−４−（４′−デシルオキシフェニル）シクロヘ
キシルカルボン酸−４″−（Ｒ−１−トリフルオロメ
チル−２−エチルオキシカルボニルエチルオキシカル
ボニル）フェニルエステルであると同定した。

収率;53.4モル％ この化合物の相転移温度の測定結果を以下に示す。

上記においてCryは結晶相を、SmC^＊はカイラルスメク
チックＣ相を、SmAはスメクチックＡ相をIsoは等方性液
体を表わす。

【図面の簡単な説明】

第１図は、トランス−４−（４′−デシルオキシフェニ
ル）シクロヘキシルカルボン酸−４″−（Ｒ−１−ト
リフルオロメチルヘプチルオキシカルボニル）フェニル
エステルの¹H−NMRスペクトルのチャートである。 第２図は、トランス−４−（４′−デシルオキシフェニ
ル）シクロヘキシルカルボン酸−４″−（Ｒ−１−ト
リフルオロメチル−２−エチルオキシカルボニルエチ
ルオキシカルボニル）フェニルエステルの¹H−NMRスペ
クトルのチャートである。

フロントページの続き (72)発明者 山中 徹 千葉県市原市千種海岸３番地 三井石油 化学工業株式会社内 (72)発明者 清水 茂二 千葉県市原市千種海岸３番地 三井石油 化学工業株式会社内 (72)発明者 松永 藤尚 千葉県市原市千種海岸３番地 三井石油 化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−307837（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−148754（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−227547（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C07C 69/90 C09K 19/30 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】次式［Ａ］で表わされるカルボン酸エステ
   ル化合物； ［ただし、式［Ａ］において、R¹は、炭素数６〜18の直
   鎖状アルキル基、炭素数６〜18の直鎖状アルコキシ基お
   よび炭素数６〜18の直鎖状ハロゲン化アルキル基よりな
   る群から選ばれる１種の基を表わし、Ｃ^＊は不整炭素原
   子を表わし、R²は次式［Ｂ］または［Ｃ］で表わされる
   いずれかの基を表わす； −（CH₂）_ｍ−CH₃ …［Ｂ］ −（CH₂）_ｎ−COOR³ …［Ｃ］ ただし、式［Ｂ］、［Ｃ］において、ｍは２〜６、ｎは
   ０〜５の整数であり、R³は炭素数１〜10のアルキル基、
   若しくはハロゲン化アルキル基を表わす］。
2. 【請求項２】次式［Ａ］で表わされる液晶化合物； ［ただし、式［Ａ］において、R¹は、炭素数６〜18の直
   鎖状アルキル基、炭素数６〜18の直鎖状アルコキシ基お
   よび炭素数６〜18の直鎖状ハロゲン化アルキル基よりな
   る群から選ばれる１種の基を表わし、Ｃ^＊は不整炭素原
   子を表わし、R²は次式［Ｂ］または［Ｃ］で表わされる
   いずれかの基を表わす； −（CH₂）_ｍ−CH₃ …［Ｂ］ −（CH₂）_ｎ−COOR³ …［Ｃ］ ただし、式［Ｂ］、［Ｃ］において、ｍは２〜６、ｎは
   ０〜５の整数であり、R³は炭素数１〜10のアルキル基、
   若しくはハロゲン化アルキル基を表わす］。
3. 【請求項３】上記式［Ａ］において、R¹は、直鎖状アル
   コキシ基であり、かつR²は、ｍが４〜６の整数である式
   ［Ｂ］で表わされる基であることを特徴とする請求項第
   ２項記載の液晶化合物。
4. 【請求項４】R²は、ｍが５である式［Ｂ］で表わされる
   基であることを特徴とする請求項第３項記載の液晶化合
   物。
5. 【請求項５】上記式［Ａ］において、R¹は直鎖状アルコ
   キシ基であり、かつR²は、ｎが１〜３の整数である式
   ［Ｃ］で表わされる基であることを特徴とする請求項第
   ２項記載の液晶化合物。
6. 【請求項６】R²は、ｎが１である式［Ｃ］で表わされる
   基であることを特徴とする請求項第５項記載の液晶化合
   物。