JPH0381392A - 液晶組成物及びこれを含む液晶素子 - Google Patents

液晶組成物及びこれを含む液晶素子

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JPH0381392A
JPH0381392A JP1218112A JP21811289A JPH0381392A JP H0381392 A JPH0381392 A JP H0381392A JP 1218112 A JP1218112 A JP 1218112A JP 21811289 A JP21811289 A JP 21811289A JP H0381392 A JPH0381392 A JP H0381392A
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誠 塩見
Fumiaki Funada
船田 文明
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和彦 土屋
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杉浦 淳
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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】 (イ)産業上の利用分野 この発明は強誘電性液晶組成物及びこれを用いた強誘電
性成品素子に関する。
(ロ)従来の技術 現在、最も広く用いられている液晶表示素子は、ネマチ
ック相を利用したものであるが、toooxt。
DOライン等の大容量表示が困難という欠点を有してい
る。例えば通常のツィステッドネマチック(TN)型液
晶表示素子ではライン数の増加に伴ってコントラストが
低下するので、見栄えの良い1000X 1000ライ
ンなどの大容量表示素子を作ることは事実上不可能であ
る。
このTN型液晶表示素子の欠点を改良するためスーパー
ツィステッドネマチック(STN)型液晶表示素子、ダ
ブルス−バーツィステッドネマチック(DSTN)型液
晶表示素子が開発されているが、ライン数の増加と共に
コントラスト、応答速度が低下するという欠点を有し、
現状ではl/400デユーティ−で上下分割駆動法によ
り1ooox800ライン程度の表示容量とすることが
限界レベルである。
一方、基板上に薄膜トランジスタ(TPT)を配列した
アクティブマトリックス方式の液晶表示素子も開発され
、1000x 1000ライン等の大容量表示ら用いら
れて技術的には可能であるが、製造プロセスが長く、歩
留まりが悪いため、製造コストが非常に高くなるという
欠点を有している。
以上述べた問題点を改善する手段として有望視されてい
るのが、TN型表示素子とは別な原理による液晶デイス
プレィとして提案された強誘電性液晶表示素子(N、A
、クラーク等、アプライドフィジックス レターズ(N
、A、C1ark et al、、 Appl。
Phys、 Lett、)、36.899(1980)
参照〕である。
この表示方法は強誘電性液晶であるカイラルスメクチッ
クC相、カイラルスメクチック■相などを利用するもの
である。メモリー性を利用する方式であることから、応
答速度の向上に伴って表示の大容量化が可能であり、ま
た薄膜トランジスタなどのアクティブ素子を必要としな
いことから、製造コストも上がらない。また強誘電性液
晶素子は視角が広いという長所も兼ね備えており、to
oo x1000ライン以上が可能な大容量表示用の素
子として大いに有望視されている。
(ハ)発明が解決しようとする課題 上記のスメクチックC相を利用した強誘電性液晶表示に
用いる液晶材料に要求される項目としては、■室温付近
を中心に広い温度範囲でスメクチックC相を示すこと、
■化学的に安定であること、■大きな自発分極をもつこ
と、■粘度が低いこと、■I A C(Lsotrop
ic−8iectic A−8iectic C)、I
 N A C(Isotropic−iematic−
Smectic A−3llectic C)などの相
系列を有すること、■ネマチック相の螺旋ピッチが長い
こと、■スメクチックC相のピッチが長いこと、■大き
なチルト角をゆうすること、などが挙げられる。■と■
は大容量表示を行うのに必要な高速応答性を実現するた
めに必要であり、■、■、■は良好な配向性を得るため
に必要であり、■は液晶表示のコントラスト、明るさを
向上させるために必要である。
しかしながら、現在のところ単一化合物で望まれる条件
を総て満たすことは不可能であり、通常、複数の化合物
を混合して液晶組成物として実用に供している。強誘電
性液晶組成物の作製の方法としては、スメクチックC相
を示すノンカイラル液晶化合物または組成物に、大きな
自発分極を誘起しうる光学活性化合物を添加する方法か
一般的であり、光学活性化合物としてそれ自身液晶性を
示さない化合物を用いることもありうる。
スメクチックC相を示すノンカイラル化合物また・は組
成物としては、例えば、数品以上のピリミジン化合物を
混合した液晶組成物が用いられているが(例えば、大西
博之、上村強、脇田尚英、大庭周子、太田前夫〔ナシゴ
ナルテクニカルレボ−) (National Tec
hnical Report) 1.35(1987)
参照〕、この方法の場合ピリミジン化合物のみではスメ
クチックC相の十分な温度範囲が得られないという欠点
がある。
そこでピリミジン化合物とエステル化合物とを用いてス
メクチックC相の温度範囲の広い液晶組成物を作製し、
これに光学活性化合物を添加する方法(H,イノウニ、
A、ミズトメ、S、ヨシハラ、J。
カンベ、S、イイジマ インタナショナルデイスプレィ
 リサーチコンファレンス、ポスト、デッドラインベー
パ(International Display R
e−5earch Conference、 Po5t
、 Deadline Paper) (1988)参
照〕などが用いられているが、エステル化合物は応答性
の点でピリミジン化合物に比べて劣ることも報告されて
いる〔例えば、大西陣之、上村強、脇田尚英、大庭周子
、太田前夫[ナショナルテクニカルレポート(Nati
onal TechnicalReport) 33(
1)、35(1987)]参照〕。
この発明はこのような状況下でなされたものであり、強
誘電性液晶組成物の応答特性の向上を可能にする新規な
光学活性化合物及びそれを含有し動作温度範回が広く、
良好な配向性が得られ、室温で高速応答性を示す強誘電
性液晶組成物並びに強誘電性液晶素子を提供しようとす
るものである。
(ニ)課題を解決するための手段及び作用1、下記一般
式(I): (式中、Rr 、 Rtは炭素数l〜15のアルキル基
またはアルコキシ基を示し、X、Yはそれぞれ単結合、
−o−、−coo−もしくは−0CO−の基を示し、n
及びmはそれぞれ0又は1を示す。)で表される化合物
の少なくとも1種と、 下記一般式(■): Rs−(◎)ベト◎−R4・・・・・・(II)(式中
、Rs、R,は炭素数1〜15のアルキル基又はアルコ
キシ基を示し、nは0又はlを示す。)で表される化合
物の少なくとも1種とを含有してなる強誘電性液晶組成
物、並びに、該強誘電性液晶組成物に、さらに下記一般
式(m):R,−45r−CX)04)−C@)x−R
m    ・・−(III )(式中、Rs、Reは炭
素数1〜15のアルキル基またはアルコキシ基を示し、
@は一◎−又は−O−を示す。)で表される化合物を少
なくとも1種含有してなる強誘電性液晶組成物が提供さ
れる。
この発明の強誘電性液晶組成物は、一般式(1)で表さ
れる化合物を含有することにより、スメクチックC相の
液晶相範囲を拡大し、室温での安定化を図ることができ
るものである。
この発明の強誘電性液晶組成物に用いる上記−般式(I
)で表わされる化合物(以下化合物■という)は、文献
未記載のものであり、この発明の発明者等によって製造
されたものである。
上記化合物■において、R1及びR8はそれぞれ炭素数
l〜15のアルキル基を示す。このようなアルキル基に
は、メチル、エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル
、l−又は2−メチルプロピル、t−ブチル、ペンチル
、l−又は2−メチルブチル、ヘキシル、l−又は3−
メチルペンチル、ヘプチル、l−又は4−メチルヘキシ
ル、オクチル、l−メチルヘプチル、ノニル、l−又は
6−メチルオクチル、デシル、■−メチルノニル、ウン
デシル、l−メチルデシル、ドデシル、1−メチルウン
デシルなどが含まれる。これらのアルキル基中で炭素鎖
に不斉炭素が含まれていてもよい。
上記化合物Iにおいて、XおよびYはそれぞれ単結合、
−o−、−coo−又は−0CO−の基を示す。すなわ
ち、X、Yか単結合のときRX、RYはアルキル基を、
X、Yが一〇−の場合RX、RYはアルコキシ基を、X
、Yが−COO−(7)ときRX、RYGt7シロキシ
基を、X、Yが−OC〇−のときRX、RYはアルコキ
シカルボニル基をそれぞれ示す。
上記化合物■としてはそれ自身液晶相を示す液晶化合物
であることが好ましく、ことにスメチックC相及び/又
はスメチックC相を示すものがより好ましい。このよう
な化合物の具体例として下記するものを挙げることがで
きるが、これに限定されるものではない。
C@H1?0 =燻=)トベく=シーOC+oHt+ 
       (1+)/ C・H,、Oべ)べ)−o C5Ht、(I g)\ C+oH*t o【)へ)−o C5Hty    (
I 3)\ 上記化合物【は1種又はそれ以上で用いられる。
上記化合物Iの代表的な製造法について、その化合物の
一例であるビフェニル系化合物を例にとり説明する。
(i)まず、側鎖がアルコキシ基である化合物(RO−
<g費−◎−OR’)について述べる。
2−フルオロフェノールを出発物質とし、このフェノー
ルをハロゲン化アルキル(RX)により処理して2−フ
ルオロ−1−アルコキシベンゼンを得、このベンゼンを
ハロゲン化して2−フルオロ−4−ハロゲノ十アルコキ
シベンゼン: RO−F> −Xを得F る。この2−フルオロ−4−ハロゲノ−1−アルコキシ
ベンゼンと、別途調製したグリニヤール試薬(◎MgX
 )とのグリニヤール反応を経てビフェニルル体を、 フリーデル−クラフッ反応によりアシルビフェニル竺:
RO−P−◎−COR とし、このアシルビフェニル体をヒドロキシビフェニル
体:RO−P−◎−OHに変換し、このヒドロキシビフ
ェニル体をハロゲン化アルキル(R’X・)と処理して
、ジアルコキシモノフルオロビフェニル化合物:RO−
◎−◎−OR’が得ら/ れることとなる。なお、側鎖のR,R’は、ハロゲン化
アルキル(RX、R’X)を選択することにより、所望
のものを得ることができる。
(以下余白) (11)次に、側鎖がアルキル基である化合物(R−9
−◎−R’)について述べる。
このものの合成は、側鎖がアルコキシ基のものの上記合
成法において、フリーデル−クラフッのアシル化反応の
後、還元反応に付し、一方グリニャール試薬の調製時に
アルキルベンゼンを用いることにより合成することがで
きる。
(i)また、側鎖の一方がアルコキシ基で他方がアルキ
ル基のものは、上記(i)において、フリーデル−クラ
フッのアシル化反応後還元するか、又はグリニヤール試
薬調製にアルキルベンゼンを用いるかのどちらかを選択
することにより、任意の側鎖にアルコキシ基又はアルキ
ル基を導入することができる。
(ff)次に、化合物Iのうちのトリフェニル系化合物
の合成例について述べる。
例えば、4−ブロモ−2−フルオロビフェニルを出発物
質とし、このビフェニルをフリーデル−クラフッ反応の
アシル化反応により4°−アシル−4−ブロモ−2−フ
ルオロビフェニルとし、この4°−アシルビフェニル体
を4°−ヒドロキシビフェニル体に変換し、この4°−
ヒドロキシビフェニル体を、ハロゲン化アルキル(RX
)により処理して4′−アルコキシビフェニル体を得る
。一方、ベンゼン核に例えばフルオロ基及びアルコキシ
基が置換導入されたベンゼンを有するグリニヤール試薬
:試薬と上記4°−アルコキシビフェニル体とをグリニ
ヤール反応に付すことにより、トリフェニル系化合物の
1つであるジアルコキシジフルオロトリフェニル化合物
: が得られることとなる。
なお、側鎖のアルキル基又はアルコキシ基の選択は上記
と同様にして行うことができる。また、モノフルオロト
リフェニル化合物の場合は、出発物質のビフェニル化合
物またはグリニヤール試薬のいずれかにフルオロ基を含
まないものを用いることにより合成することができる。
以上化合物■の製造法の骨子を述べたが、これらの製造
の具体例1こついては後述する実施例の記載が参照され
る。
この発明の強誘電性液晶組成物に用いる一般式(tI)
で表わされる化合物(以下化合物■という)及び一般式
(III)で表わされる化合物(以下化合物■という)
はそれぞれ公知の液晶化合物を用いることができる。
これらの化合物■及び化合物■における炭l/:敗1−
15のアルキル基又はアルコキシ基には、上記化合物■
について挙げたものと同様のもが含まれる。
(以下余白) 上記化合物■の具体例としては下記するものを挙げるこ
とができるが、これらに限定されるものではたい。
C?H,54t−Q−OC?HIS     ([1)
CvH+s4<>−0CsHu      (L >C
,H,べ1◎−OC*Hn     (IIs )C,
H,べ1◎−OC*H+s     (R4)C山号−
6−QC・Htl     (■、)C・H,マ4唖−
0CsH+s      (L )C,H,4−Q−O
C,、Htl     cut )CtH+4<>−O
C*H+s     (us >C・H,4−Q−OC
sH,?     (L )CsHn4<>−〇〇sH
u     (R1゜)C・Hl・4−Q−o c 、
、H□    (R11)C春H+t−O4<>−0C
H*−gHc*Hs (Lt)s c、H,、−O4−◎−ocs−H,,(Il、s)上
記化合物■はII又はそれ以上で用いられる。
前記化合物■の具体例としては、下記するものを挙げる
ことができるが、これらに限定されるものではない。
Cs Hl ? O−c>−Coo−◎−oc、Hs 
      (L)Ca H+ t 0−Q−(1)←
宅>−0CIH13(胞)CsH+ハト()−CXX)
−’Q)−0CsH+7(L)CIHII−0>−Co
o−Q−OCeH,3(III4)C+ o Ht I
O−c>−ノドζ14)−Cs Ht r     (
m s )CIH1?O<>−COO−O>−O>−C
sHIl     (Illa)CsH1?0−Q−C
oo−Q−Q−CIHII     (L)C4Hs 
0−Q−ノド(1()−00a H+ t     (
I[I s )上記化合物■は1種又はそれ以上で用い
られる。
この発明の強誘電性液晶組成物は、上記化合物Iの少な
くとも1種と上記化合物Hの少なくとも1種とを含有し
て調製される(以下液晶組成物■という)。該液晶組成
物■中における上記化合物■の含有量は前述した液晶相
範囲の拡大、室温での安定化の点から、 1〜40重量
%が適し、5〜20重量%が好ましい。この場合化合物
Hの含有量は60〜99重量%が適しており、80〜9
5重量%が好ましいが特に限定されない。
またこの発明の強誘電性液晶組成物には、上記液晶組成
物【にさらに化合物■の少なくとも1種を含有して調製
したもの(以下液晶組成物■という)も含まれる。この
液晶組成物■中においても上記化合物■の含有量は、1
〜40重量%が適し、5〜20重量%が好ましい。この
場合の化合物Hの含有量は30〜90重量%、化合物■
の含有量は3〜30重量%が適しており、好ましくは化
合物■は65〜90重量%、化合物■は5〜!5重量%
である。
この発明はまた、上記液晶組成物I又は上記液晶組成物
■に、さらに光学活性化合物の少なくとも1種を含有し
て構成される強誘電性液晶組成物を提供するものである
。この光学活性化合物としては、原理的には分子内に炭
素を含む化合物であればどのようなものであってもよい
が、混合対象の液晶化合物に類似した骨格を有するもの
が好ましい。このような光学活性化合物としては例えば
以下の一般式(IV)、(V)、(Vl)で表されるも
のが挙げられる。しかしこれらに限定されない。
R?−^−■−〇−■−B−R,(■)R?−A−■−
D−■−g−@−5−Re      (V )R?−
A−(◎)、−D−0−(CN)B−Rs   ’  
(VE )(式中、A及びBはそれぞれ単結合、又は−
COO−、−0CO−、−CH=CH−Coo−、−0
CO−CH=CH(−、−0−。
−s−、−ocoo−もしくは−CO−の基を示す。D
及びEはそれぞれ単結合、又は−COO−、−0CO−
、−CH=N−。
−N=CH−、−C旧CH−、−CミC−、−CH=C
H(−COO−−0CO−CH・CH−、−CHtCH
*−、−0CHt−、−CHzO−、−CO8−もしく
は−5CO−の基を示す。■、■及び■はそれぞれ独立
してベンゼン環、シクロヘキサン環、ビシクロ[2,2
,2]オクタン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジ
ン環、ピリダジン環、ピペラジン環、ピラン環、ジオキ
サシクロヘキサン環、チアピラン環、ジチアン環、チア
ジアジン環、テトラジン環などの含6員環基を示し、こ
れらの含6員環基中の水素原子はフッ素原子、塩素原子
、臭素原子、シアノ基、ニトロ基、低級アルキル基、低
級アルコキシ基又は重水素で置換されていてもよい。R
7及びR,はそれぞれ独立して、直鎖状又は分枝状で炭
素数1−15のアルキル基を示し、アルキル基中に不斉
炭素が含まれていてもよい。pはl又は2の整数を示す
。) 上記光学活性化合物の代表的なものを下記に示す。
[1]T、サクライ等、  7!(Iエレクトリγクス
(Ferroelectrics)。
85、489(198g)。
[2]K、フルカワ等、 7エαエレクトリツクλ(F
erroelectrics)。
旺、 451(198g)。
[3]DJ、Ialha、et  at、、  J、^
t  chew、  Soc、、  110゜8686
(198g) [4]K、ヨシノ等、 Jpn、 J、 Appl、 
Phys、、 26.177(1987) [5]吉沢、他、第14回液晶討論会、IBlB104
(198。
[6コ瀬戸、他、第14回液晶討論会、IBlB106
(198。
[7]向殿、他、第14回液晶討論会、1B114(1
988) 。
[8] itj地、他、第14回液晶討論会、lBlB
117(198[9]宮沢、他、第14回液晶討論会、
IBlB119(198゜[lO]向殿、他、日本化学
会第58春季年会、3■02(1989) 。
この発明の強誘電性液晶組成物において、上記光学活性
化合物は1種または2種以上で用いることができる。こ
とに室温付近でスメクチックC相を呈しかつIACやI
NAC等の相系列を有するよう適宜組み合わせて用いる
ことが好ましい。
この発明の強誘電性液晶組成物における上記化合物【の
含有量は前述したごとくであるが、上記光学活性化合物
の含有量は、最終液晶組成物中に0.5〜30重量%、
好ましくは2〜20重量%である。
またさらにこの発明は、l対の電極間に、この発明の強
誘電性液晶組成物を用いた液晶素子を提供することがで
きろ。この液晶素子は、液晶組成物にこの発明の上記強
誘電性液晶組成物を用いること以外は、当該分野で公知
の材料をそのまま用いて公知の構成とすることができる
。このような液晶素子は液晶表示素子以外にも、例えば
液晶シャッタとして特に好ましいものである。
以下実施例によりこの発明の詳細な説明するが、これに
よりこの発明は限定されるものではむい。
(ホ)実施例 (A−1−a) 反応器に2−フルオロフェノール15g1オクチルブロ
マイド25゜9g、炭酸カリウム46.2g並びにシク
ロへキサノン15G、w(2を仕込み、120〜130
℃で12時間撹拌した。反応液を希塩酸に注加し、ベン
ゼン抽出、水洗、芒硝で脱水後溶媒を留去した。残留分
並びにクロロホルム100112を別の反応器に仕込み
、室温撹拌子臭素44gを滴下し、さらに同温度で6時
間撹拌した後希苛性ソーダ水溶液に注加し撹拌した。ク
ロロホルム層を水洗、芒硝で脱水し、溶媒を留去した残
留分を減圧蒸留、して、3−フルオロ−4−オクチルオ
キシブロムベンゼン32g(78,8%)を得た。
bp、  122〜130℃10.3xxHg(A−1
−b) 窒素気流下、反応器にマグネシウム22g、ヨウ素少量
、テトラヒドロフラン(THF) 50m12を仕込み
、これにブロムベンゼン144gのTHF150a+1
2溶液を適当量注腸し加温した。反応開始後残りのTH
F溶液を還流撹拌下に滴下し、滴下後2時間撹拌還流し
てグリニヤール試薬を調製した。
別の容器にC1*Pd(PPbs)t 3.6g及びT
HF100m12を仕込み、窒素気流下に(1so−C
4FIe)tAIH/ヘキサンの1モル溶液26−を加
え、さらに(A−1−a)で得られた3−フルオロ−4
−オクチルオキシブロムベンゼン177.3gのTFI
F150−溶液を加えた。これを加温し50〜60℃で
先に調製したグリニヤール試薬を滴下し、同温度で2時
間熟成した。反応液を希塩酸に注加し、ベンゼンで抽出
し、水洗後、芒硝で脱水し、溶媒を留去した。残留分を
クロロホルム/ヘキサン混合溶媒で再結晶し、さらにシ
リカゲルクロマトグラフィ(溶離液ヘキサン)にて精製
し、3−フルオロ−4−オクチルオキシビフェニルを得
た。
収量 137.5g (784%)  GLC98%以
上(A−1−c) 反応器に(A−1−b)で得られた3−フルオロ−4−
オクチルオキシビフェニルt4tg並びに塩化メチレン
400n12を仕込み、撹拌下、0℃以下で無水塩化ア
ルミニウム94gを少しずつ加え、さらにアセチルクロ
ライド56gを滴下した。滴下後、除々に昇温しながら
6時間撹拌した。反応液を希塩酸に注加し、有機層を水
洗し、芒硝で脱水後、溶媒を留去し、残留分をクロロホ
ルムで再結晶して3−フルオロ−4−オクチルオキシ−
4°−アセチルビフェニルを得た。
収量 154.4g (95,8%)GLC99%以上
(A−1−d) 反応器に(A−1−c)で得られた3−フルオロ−4−
オクチルオキシ−4°−アセチルビフェニル9.15g
、 88%ギ酸36g並びに塩化メチレン90m12を
仕込み、室温撹拌下に無水酢酸Lag、濃硫酸1.〇−
次いで35%過酸化水素水30−を順次滴下した。滴下
後、TLC(Kieselgel 60F254、展開
液ベンゼン)で原料が消失するまで撹拌還流した。反応
液を水に注加し、1時間撹拌後、洗液が中性になるまで
有機層を水洗し、芒硝で脱水後、溶媒を留去し、残留分
にメタノール70tm(l及び40%苛性ソーダ水溶液
を加え、撹拌下に70℃で3時間反応させた。反応液を
水に注加し、塩酸酸性とした後、エーテルで抽出し、水
洗し、芒硝で脱水後、溶媒を留去し、残留分をアセトン
で再結晶して、3−フルオロ−4−オクチルオキシ−4
−ヒドロキシビフェニルを得た。
収量 5.94g (70,5%)GLC99%以上(
^−1−e) 反応器に(A−1−d)で得られた3−フルオロ−4−
オクチルオキシ−4′−ヒドロキシビフェニル2.00
K。
デシルブロマイド1.4g、炭酸カリウム1.8g及び
シクロヘキサノン15−を仕込み、110〜130℃で
5時間反応させた。反応液を濾過し、得られる固形物を
ベンゼンで洗浄し、洗液と濾液を合わせ、これを水洗し
、芒硝で脱水後、溶媒を留去し、残留分をアセトンで再
結晶して3−フルオロ−4,4°−ジオクチルオキシビ
フェニルを得た。
収量 2.66g (92,2%) この物の純度はHPLCで99%以上であった。またI
R及びMass分析で456に分子イオンビークが認め
られたこと、並びに用いた原料の関係から、得られた物
質が目的物(化合物1.)であることを確認した。
(以下余白) (A−2−a) F \ CH,GO−◎−◎−Br  の合成 反応器に無水塩化アルミニウム113g及び塩化メチレ
ン60Gm12を仕込み、0℃以下で撹拌下にアセチル
クロライド113gを滴下し、次いで2−フルオロ−4
−ブロムビフェニルtoo gの塩化メチレン400m
12溶液を滴下後、徐々に室温に戻しながら7時間撹拌
反応した。反応液を氷と希塩酸に注加し、塩化メチレン
層を水洗、炭酸水素ナトリウム水溶液洗浄、水洗し、芒
硝で脱水後溶媒を留去し、残留分をアセトンで再結晶し
て2−フルオロ−4−ブロム−4°−アセチルビフェニ
ルを得た。
収量 96g (82,2%)GLCIOQ%以上(A
−2−b) \ HO→l:>’C>−B r  の合成反応器に(A−
2−a)で得た2−フルオロ−4−ブロム−4°−アセ
チルビフェニル65g及び塩化メチレン300m(lを
仕込み、10℃で撹拌下に88%ギ酸500mf2、無
水酢酸48〇−滴下し、さらに濃硫酸1.5a++2を
加えた後、35%過酸化水素150−を3時間を要して
滴下し、滴下後徐々に昇温して45〜50℃で30時間
撹拌反応した。反応液を氷水に注加し、ベンゼンで抽出
、炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄、水洗、芒硝脱水を
行い、溶媒を留去し、残留分を得た。この残留分とエチ
ルアルコール2I2を別の反応器に仕込み、これに25
%苛性カリ水溶液を加え、8時間還流撹拌した。反応液
を水と希塩酸中に注加しベンゼンで抽出、食塩水で洗浄
、芒硝で脱水後、溶媒を留去し、残留分をシリカゲルク
ロマトグラフィ(溶離液ベンゼン)にて精製し、2−フ
ルオロ−4−ブロム−4°−ヒドロキシビフェニルを得
た。
収量 28.1g (47,5%) (以下余白) (A−2−c) \ Cs H1t Oべζ)ぺO>−Br  の合成反応器
に(A−2−b)で得た2−フルオロ−4−ブロム−4
゛−ヒドロキシビフェニル5g、オクチルブロマイド8
.63g、炭酸カリウム4g及び2−ブ汐ノン(MEK
) 50xQを仕込み、撹拌還流下に8時間反応後、反
応液を希塩酸に注加し、ベンゼンで抽出、水洗、芒硝脱
水後、溶媒を留去し、残留分をアセトン/メタノール混
合溶媒で再結晶して、2−フルオロ−4−ブロム−4°
−オクチルオキシビフェニル6.45g (90,8%
)を得た。
収量 8.45g (9G、8%’)  TLCモノス
ポット(A−2−d) \ C句Hl、Oべζ)ベニ>−OHの合成反応器にマグネ
シウム8.6g及びヨウ素の少量を仕込み、(A−2−
c )で得た2−フルオロ−4−ブロム−4°−オクチ
ルオキシビフェニル135 gのTHF200m12溶
液の少量を加えて加熱し、反応開始後残りのTHF溶液
を滴下した。滴下終了後3時間還流し、グリニヤール試
薬を調製した。別の反応器に硼酸トリブチルエステル8
8gを仕込み、これに先に調製したグリニヤール試薬を
撹拌下に40℃で滴下し、滴下後1時間同温度で撹拌し
た。放冷後、撹拌下に10%硫酸水溶液を滴下し、反応
液にベンゼン500−を加えて抽出した。別の反応器に
このベンゼン抽出液を仕込み、40〜50℃で撹拌下に
20%過酸化水素水72m12を滴下し、さらに2時間
撹拌反応した。反応液を水に注加し、ベンゼン層を亜硫
酸水素ナトリウム水溶液で処理し、水洗し、芒硝脱水後
、溶媒を留去し、残留分をシリカゲルクロマトグラフィ
(溶離液ヘキサン−ベンゼン)にて精製し、2−フルオ
ロ−4−ヒドロキシ−4゛−オクチルオキシビフェニル
を得た。
収量 84.5g (75,5%) (以下余白) (A−2−e) F \ Ca HI ? OQo −c>−OCs Hl ? 
 f)合成反応器に(A−2−b)で得られた2−フル
オロ−4−ヒドロキシ−4°−オクチルオキシフェニル
5.0g、オクチルブロマイド3.1g、炭酸カリウム
4.4g及びシクロヘキサノン35sQを仕込み、11
0〜130℃で5時間反応させた。反応液を濾過し、得
られる固形物をベンゼンで洗浄し、洗浄と濾液を合わせ
、これを水洗し、芒硝で脱水後、溶媒を留去し、残留分
をアセトンで再結晶して、2−フルオロ−4,4°−ジ
オクチルオキシビフェニルを得た。
収1 6.46g (95,5%) この物の純度はHPLCで99%以上であった。またI
R及びMass分析で428に分子イオンピークが認め
られたこと、並びに用いた原料の関係から、得られた物
質が目的物(化合物!、)であることを確認した。
(以下余白) [A−3] H!の [^−2]の(A−2−e)におけるオクチルブロマイ
ド3.1gに替えて、デシルブロマイド3.5gを用い
、他は同様に操作するとにより、2−フルオロ−4−デ
シルオキシ−4°−オクチルオキシビフェニルを得た。
収11 8.86g (95,2%) この物の純度はHPLCで99%以上であった。またI
R及びMass分析で428に分子イオンビークが認め
られたこと、並びに用いた原料の関係から、得られた物
質が目的物(化合物!、)であることを確認した。
[A−4コ BraO−COC?Hts の合成 反応器に塩化メチレン20!+12及び無水塩化アルミ
ニウム3.2gを仕込み、撹拌下に一5℃以下でオクタ
ノイルクロライド4gを加え、次いで4−ブロム−2−
フルオロビフェニル3gの塩化メチレンlhc溶液を滴
下した。
滴下後、0℃以下で3時間撹拌反応し、−夜室温で放置
後、反応液を氷/希塩酸中に注加し、ベンゼンで抽出し
、ベンゼン溶液を水洗し、希アンモニア水処理、水洗及
び芒硝脱水を順次行い、ベンゼンを留去した残留分をア
セトンで再結晶して4−才クタノイル−2゛−フルオロ
−4”−ブロムビフェニル3.8g (84,2%)を
得た。
TLCモノスポット (A−4−b) / B r喫=トク)−Cs Hr −r  の合成反応器
に上記(A−4−a)で得た4−才クタノイルー2゛−
フルオロ−4°−ブロムビフェニル3.75.及びトリ
フルオロ酢酸2h12を仕込み、室温撹拌下にトリエチ
ルシラン2.4gを滴下し、6時間撹拌後、反応液を水
に注加し、ベンゼンで抽出、水洗、炭酸水素ナトリウム
水溶液洗浄、水洗、芒硝脱水を順次行い、溶媒を留去し
た後、ガラスチューブオーブン(GTO)にて蒸留し、
4−才クチル−2°−フルオロ−4゛−ブロムビフェニ
ル2.56g (71,1%)を得た。
GTO設定温度150℃10.2mmHgTLCモノス
ポット (A−4−c) 反応器にマグネシウム末0.4g及びヨウ素の少量を仕
込み、上記[A−1]の(^−1−a)で得た4−オク
チルオキシ−3−フルオロブロムベンゼン3.6gのT
)lF20−溶液の少量を加えて反応させる。次いで残
りのTHF溶液を、還流を保ちながら撹拌下に滴下した
後、更に2時間還流撹拌し、グリニヤール試薬を調製し
た。
別の反応器に窒素気流下、 ジクロ口ビストリフェ ニルホスフィンパラジウム[C1tPd(PPh3)t
] 0.1g、 THF20+a12、ジイソブチルア
ルミニウムハイドライド[(iso−C+Hs)tAI
H]の1モルヘキサン溶液0.50及び上記(A−4−
b)で得た4−オクチル−2°−フルオロ−4°−ブロ
ムビフェニル2.2gのTHF20mQ溶液を順次仕込
み、撹拌下に50℃で先に調製したグリニヤール試薬を
滴下し、同温度で6時間撹拌反応させた。反応液を希塩
酸に注腸し、ベンゼンで抽出し、食塩水で洗浄し、芒硝
で脱水した後、溶媒を留去し、残留分をシリカゲルクロ
マトグラフィー(溶M液ヘキサン:ベンゼン=6:1>
にて精製し、さらにアセトンで再結晶し、4−オクチル
オキシ−3,3′−ジフルオロ−4ζオクチル−p−タ
ーフェニル1.og (32,6%)を得た。
この物の純度はHPLCで99%以上であった。またI
R及びMass分析で506に分子イオンピークが認め
られたこと、並びに用いた原料からみて、得られた物質
か目的物(化合物1.)であることを確認した。
(以下余白) 実施例i〜6.比較例1〜3 表1に示す化合物及び表2に示す組成物を用いて、表3
に示す液晶組成物を作製した。相転移温度を表3に示す
実施例1に示す本実施例の液晶組成物は化合物(りとピ
リジン系化合物(n)と含んでおり、ピリジン系化合物
(II)のみからなる比較例!の液晶組成物より低温で
の結晶化の温度の点で優れている。
実施例2に示す本実施例の液晶組成物は化合物(1)、
ピリジン系化合物(II)、およびエステル系化合物(
nl)を含んでおり、ピリジン系化合物(II)のみか
らなる比較例1の液晶組成物より低温で結晶化の温度の
点およびスメクチックC相の上限温度の点で優れている
実施例3および4に示す本発明の液晶組成物は化合物(
I)、ピリジン系化合物(II)、およびエステル系化
合物(III)を含んでおり、ピリジン系化合物(II
)のみからなる比較例1および2の液晶組成物より低温
で結晶化の温度の点およびスメチックC相の上限温度の
点で優れている。
実施例5および6に示す本発明の液晶組成物は化合物(
1)、ピリジン系化合物(■)、およびエステル系化合
物(III)を含んでおり、ピリジン系化合物(II)
およびエステル系化合物(I[[)からなる比較例3の
液晶組成物より低温で結晶化の温度の点で優れている。
(以下余白) 表! 表3 実施例7 化合物(1)、(II)、および(III)を用いて下
記表4に示す強誘電性液晶組成物を調整した。
この強誘電性液晶組成物は室温でスメクチックC相を示
す、その相転移は 48℃  67℃  76℃ S 、ニーS 、−N −I (ここでSc、SA、N、IはそれぞれスメクチックC
相、スメクチックA相、ネマチック相、等方性液体を示
す)であった。
次に、上記調製した液晶組成物を用いた強誘電性液晶素
子について説明する。
第1図はこの発明の強誘電性液晶組成物を用いた液晶素
子の例を示す断面構成説明図である。
第1図は透過型表示素子の1例であり、lおよび2は絶
縁性基板、3及び4は導電性膜、5は絶縁性膜、6は配
向制御層、7はシール剤、8は強誘電性液晶、9は偏光
板を示す。
1′&び2の絶縁性基板としては透光性の基板が用いら
れ、通常ガラス基板が使われる。また、透明セラミック
基板などを用いることもできる。
l及び2の絶縁性基板にはそれぞれ[n*03゜Sno
w、 ITO(Indium−Tin 0xide)な
どの導電性薄膜からなる所定のパターンの透明電極3.
4が形成される。
その上に通常、絶縁性膜5が形成されるが、これは場合
によっては省略できる。絶縁性膜5は例えば、Stow
、 5tyx、 Altosなどの無機系薄膜、ポリイ
ミド、アクリル樹脂、フォトレジスト樹脂、高分子液晶
などの有機系薄膜などを用いることができる。絶縁性膜
5が無機系薄膜の場合には蒸着法、スパッタ法、CV 
D (Chewical Vapar Depo−sH
ion)法、あるいは溶液塗布法などによって形成でき
る。また、絶縁性膜5が有機系薄膜の場合には有機系物
質を溶かした溶液またはその前駆動体溶液を用いて、ス
ピンナー塗布法、浸漬塗布法、スクリーン印刷法、ロー
ス塗布法などで塗布し、所定の硬化条件(加熱、光照射
など)で硬化させ形成する方法、あるいは蒸着法、スパ
ッタ法、CVD法などで形成したり、L B (Lan
gunuir−Blodgett)法などで形成するこ
ともできる。
絶縁性膜5の上には配向制御層6が形成される。
ただし、絶縁性111[5が省略された場合には導電性
[3及び4の上にiiI按配向制御層6が形成される。
配向制御層には無磯系の層を用いる場合と有機系の層を
用いる場合とがある。
無機系の配向制御層を用いる場合、よく用いられる方法
としては酸化ケイ素の斜め蒸着かある。
また、回転蒸着などの方法を用いることもできる。
有機系の配向制御層を用いる場合、ナイロン、ポリビニ
ルアルコール、ポリイミド等を用いることができ、通常
この上をラビングする。また、高分子液晶、LBIIを
用いて配向させたり、磁場による配向、スペーサエツジ
法による配向、なども可能である。また、810!、 
Singなどを蒸着法、スパッタ法、CVD法などによ
って形威し、その上をラビングする方法も可能である。
次に2枚の絶律性基板を張り合わせ、液晶を注入して強
誘電性液晶素子とする。
以・上第1図においては画素数1のスイッチング素子と
して説明したが、この発明の強誘電性液晶及び液晶素子
は大容量マトリックスの表示装置に適用可能であり、こ
の場合には第2図の平面模式図に示すように上下基板の
配線をマトリックス型に組合わせて用いる。このような
マトリックス型液晶素子はこれまで提案されている各種
駆動法〔例えば、脇田、上村、大西、大庭、古林、太田
ナショナルテクニカルレポート(NationalTe
cnical Report) 、 33.44 (1
987)参照〕によって駆動できる。
上記説明した液晶素子において、2枚のガラス基板上に
ITOIIを形成し、更に5iftを形成し、PVA1
[を塗布し、ラビングした。
次にこの2枚のガラス基板をセル$2μmで張り合わせ
、調製した強誘電性液晶組成物を注入した。
注入後いったん液晶組成物が等方性液体に変化する90
℃にセルを加熱し、その後1”c/winで室温まで冷
却することにより良好な配向を有する強誘電性液晶素子
を得た。
この強誘電性液晶素子を2枚の直交する偏向子の間に設
置し、V□p=20Vの矩形波を印加したところ、透過
光強度の変化が観察された。透過光強度の変化により求
めた応答速度は、25℃で308μSee、チルト角度
は20”であった。
比較例4 実施例1における化合物(r)をエステル化合物に変え
て表4に示す組成の強誘電性液晶組成物を作製した。こ
の強誘電性液晶組成物の相転移は48℃  68℃  
72℃ Sc−一中SA−−−N ! I であった。実施fpI 1と同様の強誘電性液晶素子を
作製した。この強誘電性液晶素子を2枚の直交する偏向
子の間に設置し、V p−p= 20Vの矩形波を印加
したところ透過光強度の変化が観察された。
透過光強度の変化により求めた応答速度は、25℃で3
67μ5ecsチルト角度は16°であった。
(以下余白) 実施列7と比較例4との比較よりこの発明の液晶組成物
は応答速度およびチルト角の点で優れていることが分か
る。
(へ)発明の効果 実施例から分かるようにこの発明の液晶組成物は従来の
液晶組成物よりもスメクチックC相の温度範囲の点及び
応答特性の点で優れており、該液晶組成物を用いること
により、配向性が良く、高コントラストで明るく動作温
度範囲の広い、大容量の強誘電性液晶素子を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の強誘電性液晶組成物を用いた強誘電
性液晶素子の断面構成説明図、第2図はこの発明の強誘
電性液晶素子を用いた大容量強誘電性成品素子の平面構
成説明図である。 !、2・・・・・・絶縁性基板、 3.4・・・・・・導電性膜、5・・・・・・絶縁性膜
、8・・・・・・配向制御層、  7・・・・・・シー
ル剤、8・・・・・・強誘電性液晶、 9・・・・・・偏光板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記一般式( I ): ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・( I
    ) (式中、R_1、R_2は炭素数1〜15のアルキル基
    またはアルコキシ基を示し、X、Yはそれぞれ単結合、
    −O−、−COO−もしくは−OCO−の基を示し、n
    及びmはそれぞれ0又は1を示す。)で表される化合物
    を少なくとも1種と、 下記一般式(II): ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・(II) (式中、R_3、R_4は炭素数1〜15のアルキル基
    又はアルコキシ基を示し、nは0又は1を示す。)で表
    される化合物の少なくとも1種とを含有してなる強誘電
    性液晶組成物。 2、請求項1記載の液晶組成物に、さらに、下記一般式
    (III): ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・(III
    ) (式中、R_5、R_6は炭素数1〜15のアルキル基
    またはアルコキシ基を示し、−■−は■−又は−■−を
    示し1は0又は1を示す。)で表される化合物を少なく
    とも1種含有してなる強誘電性液晶組成物。 3、請求項1又は2に記載の液晶組成物と、光学活性化
    合物の少なくとも1種とを含有してなる強誘電性液晶組
    成物。 4、1対の電極間に、請求項1〜3のいずれかに記載の
    強誘電性液晶組成物を用いてなる液晶素子。
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