JPH09157224A - Fluorine-containing carboxylic acid ester compound, liquid crystal material, liquid crystal composition and liquid crystal element - Google Patents
Fluorine-containing carboxylic acid ester compound, liquid crystal material, liquid crystal composition and liquid crystal elementInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の技術分野】本発明は、骨格部にフッ素置換基を
有し、かつキラル長鎖部に酸素原子を有するカルボン酸
エステル化合物、この化合物からなる新規な液晶材料、
これを含む液晶組成物、およびこれを用いた液晶素子に
関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a carboxylic acid ester compound having a fluorine substituent in the skeleton and an oxygen atom in the chiral long chain, and a novel liquid crystal material comprising the compound.
The present invention relates to a liquid crystal composition containing the same and a liquid crystal device using the same.
【０００２】[0002]
【発明の技術的背景】現在、液晶化合物を用いた表示素
子は、その低電圧駆動性、低消費電力性および小型・薄
型化の観点から広く利用され、通常はＴＮ（ツイストネ
マチック）モードによって駆動されている。BACKGROUND OF THE INVENTION Currently, display devices using liquid crystal compounds are widely used from the viewpoints of low voltage driveability, low power consumption, and small size and thinness, and are usually driven by TN (twisted nematic) mode. Has been done.
【０００３】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。However, when this system is adopted,
In order to change the displayed image, it is necessary to change the position of the molecules of the liquid crystal compound in the device, so the driving time becomes long and the voltage required to change the molecular position of the liquid crystal compound, that is, the consumption There is a problem that electric power also increases.
【０００４】また、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、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、スイッチン
グ時間が非常に短縮される。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。A switching element using a ferroelectric liquid crystal compound is different from a switching element using a TN mode or an STN mode in that it has a spontaneous polarization (Ps) and an electric field strength (E) which the ferroelectric liquid crystal compound has. Since the value of Ps × E given by is the effective energy intensity for changing the orientation direction of the molecules of the liquid crystal compound, the switching time is greatly shortened. Such a ferroelectric liquid crystal compound has two stable states, that is, bistability, depending on the direction of an applied electric field, and thus has very good switching threshold characteristics, and is used as a display device for a moving image. Particularly suitable for use.
【０００５】しかしながら、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、上記の
ような問題点の他に次のような問題点が指摘されてい
る。その第一は、自発分極に起因する残像現象（スイッ
チング不良）である。すなわち、こうした強誘電性液晶
化合物の有する二つの一様状態を利用して表示を行おう
とする場合には、セルの基板間で双極子を配向させ、あ
る一定時間この配向状態を保持させる必要がある。この
セルの基板間に生じた電荷の分極によって形成された内
部電場は、強誘電性液晶化合物が他の一様状態に移行し
てスイッチングを行う際の障害になる。However, when such a ferroelectric liquid crystal compound is used for an optical switching element, the following problems have been pointed out in addition to the above problems. The first is an afterimage phenomenon (switching failure) due to spontaneous polarization. That is, in order to perform display by utilizing the two uniform states of such a ferroelectric liquid crystal compound, it is necessary to align the dipoles between the substrates of the cells and maintain this alignment state for a certain period of time. is there. The internal electric field formed by polarization of charges generated between the substrates of the cell becomes an obstacle when the ferroelectric liquid crystal compound shifts to another uniform state and performs switching.
【０００６】第二は機械的ショックに対する安定性の悪
さである。スメクチック液晶はネマチック液晶と異な
り、層構造を有する一次元結晶であるので、一度乱れた
配向の修復は基本的に困難である。また、セル内で液晶
層がくの字に屈曲したシェブロン構造や分子がねじれた
ツイスト構造をとりやすく、高いコントラストとメモリ
ー性が得られない。The second is poor stability against mechanical shock. Unlike nematic liquid crystals, smectic liquid crystals are one-dimensional crystals having a layered structure, and thus it is basically difficult to restore the orientation that has been disturbed once. In addition, it is easy to have a chevron structure in which the liquid crystal layer is bent in a V shape or a twisted structure in which molecules are twisted in the cell, and high contrast and memory property cannot be obtained.
【０００７】強誘電性液晶化合物の有する特性を利用し
て光スイッチング素子などを駆動させようとする場合、
こうした光スイッチング素子等には上記のような本質的
な問題点があることも認識されてきている。When an optical switching element or the like is to be driven by utilizing the characteristics of the ferroelectric liquid crystal compound,
It has also been recognized that such optical switching elements and the like have the above-mentioned essential problems.
【０００８】[0008]
【従来技術における問題点】それに対して、反強誘電性
液晶は、強誘電性液晶に匹敵する高速応答性を有すると
共に、単純マトリックス駆動に適したダブルヒステリシ
ス特性を有し、しかも安定に配向するという特長を有す
る液晶であり、動作モードは電場誘起相転移スイッチン
グモードである。すなわち、電場ゼロのときには、隣接
する分子が相互に反対方向に双極子を向けた反強誘電状
態をとり、自発分極はゼロであるが、しきい値以上の電
圧を印加すると、電場の極性に応じて二つの強誘電状態
が誘起される。そして、この反強誘電状態から強誘電状
態への電場によるスイッチング時間(立上り時間)が強誘
電性液晶に匹敵する程度に高速である。一方、強誘電状
態から反強誘電状態へのスイッチング時間(立下り時間)
は立上り時間より一桁以上遅いのがほとんどである。こ
のように反強誘電性液晶は、この電場において用いた反
強誘電性液晶が有する特異的なダブルヒストリシス曲線
と急峻なしきい値特性を示し、これらの特性を利用する
ことにより反強誘電性液晶を用いた三状態スイッチング
を行うことができるのである。On the other hand, the antiferroelectric liquid crystal has a high-speed response comparable to that of the ferroelectric liquid crystal, has a double hysteresis characteristic suitable for simple matrix driving, and is stably aligned. The liquid crystal has the feature that the operation mode is the electric field induced phase transition switching mode. That is, when the electric field is zero, adjacent molecules assume an antiferroelectric state in which dipoles are directed in opposite directions to each other, and spontaneous polarization is zero. Correspondingly, two ferroelectric states are induced. The switching time (rise time) by the electric field from the antiferroelectric state to the ferroelectric state is so fast as to be comparable to that of the ferroelectric liquid crystal. On the other hand, switching time from ferroelectric state to antiferroelectric state (fall time)
Is usually more than an order of magnitude slower than the rise time. Thus, the antiferroelectric liquid crystal exhibits a unique double historysis curve and a steep threshold characteristic of the antiferroelectric liquid crystal used in this electric field, and by utilizing these characteristics, the antiferroelectric liquid crystal It is possible to perform three-state switching using liquid crystal.
【０００９】反強誘電性液晶を表示デバイスとして用い
る場合、立下り時間は表示品質を左右する重要な材料物
性である。立下り時間が大きい(遅い)とフレーム毎の書
き込みが均等にならないため、階調性の再現性など画質
が低下してしまう。このため立下り時間は小さいことが
望ましい。When an antiferroelectric liquid crystal is used as a display device, the fall time is an important material property that affects the display quality. If the fall time is long (slow), the writing for each frame is not uniform, so that the image quality such as the reproducibility of gradation is deteriorated. Therefore, it is desirable that the fall time is short.
【００１０】また、ヒステリシスのしきい値の急峻性
は、その液晶の駆動条件を律する重要な材料物性であ
る。駆動電圧の選択許容範囲を広くとれるようにするた
めには、急峻性は良好なことが望ましい。Further, the steepness of the threshold value of the hysteresis is an important material property that controls the driving condition of the liquid crystal. It is desirable that the steepness is good in order to allow a wide selection allowable range of the drive voltage.
【００１１】しかしながら、これまでに開発された反強
誘電性液晶の中には、表示デバイスとして用いた場合、
立下り時間が大きく、または急峻性も充分とは言えず、
従って画像の品位が不充分であったり、また駆動電圧の
許容範囲が実用的な幅を有していないものがかなりあっ
た。However, among the antiferroelectric liquid crystals developed so far, when used as a display device,
The fall time is large, or the steepness is not sufficient,
Therefore, the quality of the image was insufficient, and there were quite a few in which the permissible range of the driving voltage did not have a practical range.
【００１２】[0012]
【発明の目的】本発明は、上記したような従来技術に伴
う問題点を解決するためになされたものであり、液晶材
料として使用が可能な新規な含フッ素カルボン酸エステ
ル化合物、この含フッ素カルボン酸エステル化合物を含
む液晶材料、この液晶材料を含む新規な液晶組成物、お
よびこれを用いた液晶素子を提供することを目的として
いる。さらに詳しくは本発明は、作動温度が広く、スイ
ッチング速度が大きく、消費電力が極めて少なく、画質
が高く、駆動が容易であり、しかも安定したコントラス
トが得られる液晶素子を形成し得る新規液晶材料、液晶
組成物、およびこれを用いた液晶素子を提供することを
目的としている。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems associated with the prior art, and is a novel fluorine-containing carboxylic acid ester compound usable as a liquid crystal material, and this fluorine-containing carboxylic acid compound. An object of the present invention is to provide a liquid crystal material containing an acid ester compound, a novel liquid crystal composition containing this liquid crystal material, and a liquid crystal device using the same. More specifically, the present invention relates to a novel liquid crystal material capable of forming a liquid crystal element having a wide operating temperature, a high switching speed, an extremely low power consumption, a high image quality, easy driving, and stable contrast. An object of the present invention is to provide a liquid crystal composition and a liquid crystal device using the same.
【００１３】[0013]
【発明の概要】本発明の化合物は、次式［I］で表す含
フッ素カルボン酸エステル化合物からなる。SUMMARY OF THE INVENTION The compound of the present invention comprises a fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the following formula [I].
【００１４】[0014]
【化５】 Embedded image
【００１５】上記式［I］において、Ｒは、炭素数３〜
２０のアルキル基またはペルフルオロアルキル基を表
す。ただし、これらの基中に存在する１個、または隣接
していない２個以上の-CH2-基、または-CF2-基は、-O-
基で置き換えられていてもよい。In the above formula [I], R represents a carbon number of 3 to
20 represents an alkyl group or a perfluoroalkyl group. However, one or two or more non-adjacent —CH 2 — groups or —CF 2 — groups present in these groups are —O—
It may be replaced with a group.
【００１６】また、Ｘは、-O-基または単結合を表し、
Ｒ2は、炭素数１〜４の直鎖状アルキル基を表し、ｍは
４、５、６のいずれかの整数である。X represents an -O- group or a single bond,
R 2 represents a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and m is an integer of 4, 5, or 6.
【００１７】本発明の液晶材料は、上記［I］で表す含
フッ素カルボン酸エステル化合物からなる。また、本発
明の液晶組成物は、上記式［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している。The liquid crystal material of the present invention comprises the fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the above [I]. Further, the liquid crystal composition of the present invention is characterized by containing the carboxylic acid ester compound represented by the above formula [I].
【００１８】また、本発明の液晶素子は、隙間を設けて
互いに対抗する２枚の基板から構成されるセルと、前記
基板間の間隙に充填される液晶組成物とを有する液晶素
子であって、前記液晶組成物が、上記式［I］で示され
るカルボン酸エステル化合物を含有することを特徴とし
ている。Further, the liquid crystal element of the present invention is a liquid crystal element having a cell composed of two substrates facing each other with a gap therebetween, and a liquid crystal composition filled in the gap between the substrates. The liquid crystal composition is characterized by containing a carboxylic acid ester compound represented by the above formula [I].
【００１９】本発明の含フッ素カルボン酸エステル化合
物、これを含む液晶材料、これを含む液晶組成物および
これを用いた液晶素子によれば、動作温度範囲が広く、
スイッチング速度が大きく(高速であり)、消費電力がき
わめて少なく、画質が高く、駆動が容易であり、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得ることができる。According to the fluorine-containing carboxylic acid ester compound of the present invention, the liquid crystal material containing the same, the liquid crystal composition containing the same, and the liquid crystal device using the same, the operating temperature range is wide,
It is possible to obtain various devices having excellent characteristics such as high switching speed (high speed), extremely low power consumption, high image quality, easy driving, and stable contrast.
【００２０】[0020]
【発明の具体的説明】以下、本発明の含フッ素カルボン
酸エステル化合物、これを含む液晶材料、これを含む液
晶組成物および液晶素子を具体的に説明する。まず、本
発明の含フッ素カルボン酸エステル化合物について説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The fluorine-containing carboxylic acid ester compound, the liquid crystal material containing the same, the liquid crystal composition containing the same, and the liquid crystal element of the present invention will be specifically described below. First, the fluorine-containing carboxylic acid ester compound of the present invention will be described.
【００２１】本発明の含フッ素カルボン酸エステル化合
物は、次式［I］で表される化合物である。The fluorinated carboxylic acid ester compound of the present invention is a compound represented by the following formula [I].
【００２２】[0022]
【化６】 [Chemical 6]
【００２３】ここで、Ｒが炭素数３〜２０のアルキル基
である場合には、このアルキル基は、直鎖状、分枝状お
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化合物の分子
は、まっ直ぐに伸びた剛直構造を採るため、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、ノニ
ル基、デシル基、ウンデシル基、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。When R is an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, the alkyl group may be linear, branched or alicyclic, but R is The molecule of the carboxylic acid ester compound, which is a linear alkyl group, exhibits an excellent liquid crystallinity because it has a rigid structure that extends straight. Specific examples of such linear alkyl groups include hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group and octadecyl group. You can
【００２４】また、Ｒが炭素数３〜２０のポリフルオロ
アルキル基の例としては、上記のようなアルキル基の水
素原子の一部、もしくはすべてが、Ｆ原子（フッ素原
子）で置換された基を挙げることができる。Further, as an example of a polyfluoroalkyl group in which R has 3 to 20 carbon atoms, a group in which some or all of the hydrogen atoms of the above alkyl group are substituted with F atoms (fluorine atoms) Can be mentioned.
【００２５】また、式［I］におけるＲで表される基中
に存在する１個、または相互に隣接していない２個以上
の-CH2-あるいは-CF2-基が、-O-基で置き換えられてい
るアルキル基として、（2-ヘキシルオキシ）エトキシ
基、［（2'-ブトキシ）-2-エトキシ］エトキシ基および
ノニルオキシメチル基などを挙げることができる。In addition, one of the groups represented by R in the formula [I] or two or more -CH 2 -or -CF 2 -groups which are not adjacent to each other is a -O- group. Examples of the alkyl group substituted by include a (2-hexyloxy) ethoxy group, a [(2'-butoxy) -2-ethoxy] ethoxy group, a nonyloxymethyl group, and the like.
【００２６】さらに、上記式［I］において、Ｘは、-O-
あるいは単結合のいずれかであり、特に液晶化合物とし
ては、このＸが-O-であることが好ましい。また、式
［I］において、ｍは、４、５、６のいずれかの整数を
表す。特にこれらの中でも、ｍが５である化合物が好ま
しい。Further, in the above formula [I], X is -O-.
Alternatively, it is either a single bond, and particularly for a liquid crystal compound, it is preferable that X is —O—. Further, in the formula [I], m represents an integer of 4, 5, or 6. Among these, a compound in which m is 5 is particularly preferable.
【００２７】さらに、上記式［I］において、Ｒ2は、炭
素数１〜４の直鎖状のアルキル鎖を表す。特に本発明で
はこのＲ2は、炭素数が２であり直鎖状のアルキル基で
あるエチル基（-C2H5）が好ましい。Further, in the above formula [I], R 2 represents a linear alkyl chain having 1 to 4 carbon atoms. Particularly in the present invention, R 2 is preferably an ethyl group (—C 2 H 5 ) which is a linear alkyl group having 2 carbon atoms.
【００２８】本発明の含フッ素カルボン酸エスエル化合
物は、上記式［I］で表される構造を有していり、この
式［I］で表される含フッ素カルボン酸エスエル化合物
は、エステル交換反応に使用することにより例えば他の
構造の含フッ素カルボン酸化合物あるいは他の構造を有
する含フッ素カルボン酸エスエル化合物を使用するため
の原料として使用することができる。The fluorine-containing carboxylic acid ester compound of the present invention has a structure represented by the above formula [I], and the fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the above formula [I] is a transesterification reaction. Can be used as a raw material for using, for example, a fluorine-containing carboxylic acid compound having another structure or a fluorine-containing carboxylic acid ester compound having another structure.
【００２９】そして、本発明の液晶材料は、上記式
［I］で表される含フッ素カルボン酸エスエル化合物か
らなる。本発明の含フッ素カルボン酸エステル化合物を
液晶材料として使用する場合において、Ｒ、ｍ、Ｘおよ
びＲ2は、上記と同様であるが、さらに、液晶材料とし
ては、次表１で表される化合物の有用性が高い。なお、
表１においてＲ、ｍ、ＸおよびＲ2は本発明における式
［I］中のＲ、ｍ、ＸおよびＲ2と対応している。The liquid crystal material of the present invention comprises the fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the above formula [I]. When the fluorine-containing carboxylic acid ester compound of the present invention is used as a liquid crystal material, R, m, X and R 2 are the same as the above, and further, as the liquid crystal material, compounds represented by the following Table 1 are used. Is highly useful. In addition,
In Table 1, R, m, X and R 2 correspond to R, m, X and R 2 in the formula [I] of the present invention.
【００３０】[0030]
【化７】 Embedded image
【００３１】[0031]
【表１】 [Table 1]
【００３２】上記のような化合物を構成する含フッ素カ
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、上記の含フッ素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。The fluorine-containing carboxylic acid ester compound constituting the above compound can be produced by combining known synthetic techniques. For example, the above-mentioned fluorine-containing carboxylic acid ester compound can be synthesized according to the synthetic route shown below.
【００３３】式中、Rは炭素数３〜２０のアルキル基ま
たはアルコキシ基であり、R2は炭素数１〜４のアルキル
基である。In the formula, R is an alkyl group or an alkoxy group having 3 to 20 carbon atoms, and R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
【００３４】[0034]
【化８】 Embedded image
【００３５】すなわち、たとえば、2-フルオロ-4-ヒド
ロキシ安息香酸（ｉ）を、酸化ジ-n-ブチルスズなどの
触媒存在下、ベンジルブロマイドと反応させて、安息香
酸ベンジルエステル誘導体（ii）を得る。That is, for example, 2-fluoro-4-hydroxybenzoic acid (i) is reacted with benzyl bromide in the presence of a catalyst such as di-n-butyltin oxide to obtain a benzoic acid benzyl ester derivative (ii). .
【００３６】次に、この安息香酸ベンジルエステル誘導
体（ii）と、4'-アルキル-4-ビフェニルカルボン酸また
は4'-アルコキシ-4-ビフェニルカルボン酸とをN,N-ジメ
チル-4-アミノピリジンなどの有機塩基を触媒として用
い、ジシクロヘキシルカルボジイミドなどの脱水縮合剤
の存在下、塩化メチレン、クロロホルムなどの溶媒中で
反応させ、さらにパラジウム炭素などの水素化触媒の存
在下に水素と反応させることにより安息香酸誘導体（i
v）を得る。Next, this benzoic acid benzyl ester derivative (ii) and 4'-alkyl-4-biphenylcarboxylic acid or 4'-alkoxy-4-biphenylcarboxylic acid are combined with N, N-dimethyl-4-aminopyridine. By using an organic base such as a catalyst as a catalyst and reacting in a solvent such as methylene chloride or chloroform in the presence of a dehydrating condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide, and further reacting with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst such as palladium carbon. Benzoic acid derivative (i
v) get.
【００３７】一方、これとは別にトリフルオロメチル基
を含むケトン（ｖ）を還元剤で還元して含フッ素アルコ
ール（vi）を得る。ここで用いられる還元剤としては、
カルボニル基をヒドロキシ基に変換できる試剤であれば
特に限定されることはなく、たとえば水素化ホウ素ナト
リウムおよび水素化アルミニウムリチウムなどが挙げら
れる。また、反応溶媒は、還元剤として水素化アルミニ
ウムリチウムを用いる場合には、ジエチルエーテル、テ
トラヒドロフランなどを用いることが好ましい。反応温
度は、特に制限されないが、室温付近で反応させること
が好ましい。さらに、含フッ素アルコール（iv）を常法
によりエステル化しエステル化合物（vii）を得る。エ
ステル化剤としては、カルボン酸塩化物が好ましく、塩
化アセチル、塩化プロピオニル、塩化ブチリルなどが挙
げられる。次いで、エステル化合物(vii)を加水分解酵
素を用いて不斉加水分解を行い光学活性アルコール(vii
i)を得る。加水分解酵素としては、例えば、リハーゼ
Ｐ、リパーゼＭＹ、リパーゼＯＦ、セルラーゼなどが挙
げられる。加水分解酵素の使用量は、原料のエスエル化
合物(vii)１ミリモル当たり、５００〜５０００unitで
ある。反応は、通常、水中、または、メタノール、エタ
ノール等の水性媒体と水との混合溶媒中で実施される。
原料のエステル化合物(vii)は、これらの溶媒に対し
て、通常１〜４０重量％、好ましくは３〜３０重量％の
割合で用いられる。反応混合物のpH値は、６〜８の範囲
にあることが好ましく、反応温度は通常は１０〜４０℃
程度である。Separately, the ketone (v) containing a trifluoromethyl group is reduced with a reducing agent to obtain a fluorinated alcohol (vi). As the reducing agent used here,
There is no particular limitation as long as it is a reagent capable of converting a carbonyl group into a hydroxy group, and examples thereof include sodium borohydride and lithium aluminum hydride. When lithium aluminum hydride is used as the reducing agent, diethyl ether, tetrahydrofuran or the like is preferably used as the reaction solvent. The reaction temperature is not particularly limited, but the reaction is preferably performed near room temperature. Further, the fluorine-containing alcohol (iv) is esterified by a conventional method to obtain an ester compound (vii). The esterifying agent is preferably a carboxylic acid chloride, and examples thereof include acetyl chloride, propionyl chloride, butyryl chloride and the like. Next, the ester compound (vii) is subjected to asymmetric hydrolysis with a hydrolase to give an optically active alcohol (vii
i) get. Examples of the hydrolase include rehase P, lipase MY, lipase OF, cellulase and the like. The amount of hydrolase used is 500 to 5000 units per 1 mmol of the starting compound (vii). The reaction is usually carried out in water or a mixed solvent of water and an aqueous medium such as methanol or ethanol.
The ester compound (vii) as a raw material is usually used in a proportion of 1 to 40% by weight, preferably 3 to 30% by weight, based on these solvents. The pH value of the reaction mixture is preferably in the range of 6-8, and the reaction temperature is usually 10-40 ° C.
It is about.
【００３８】次に、安息香酸誘導体(iv)と光学活性アル
コール(viii)とを、脱水縮合剤と触媒との存在下、塩化
メチレン、クロロホルムなどの溶媒中で反応させること
により、容易に含フッ素カルボン酸エステル化合物(Ia)
を得ることができる。ここで脱水触媒としては、ジシク
ロヘキシルカルボジイミドなどが用いられ、触媒として
は、N,N'-ジメチル-4-アミノピリジンなどの有機塩基が
用いられる。Then, the benzoic acid derivative (iv) and the optically active alcohol (viii) are reacted with each other in a solvent such as methylene chloride or chloroform in the presence of a dehydration condensing agent and a catalyst to easily give a fluorine-containing compound. Carboxylic acid ester compound (Ia)
Can be obtained. Here, dicyclohexylcarbodiimide or the like is used as the dehydration catalyst, and an organic base such as N, N′-dimethyl-4-aminopyridine or the like is used as the catalyst.
【００３９】以上、上記式［I］においてｍが５である
含フッ素カルボン酸エステル化合物の合成方法について
説明したが、式［I］においてｍが４または６の整数で
ある光学活性アルコールを使用すれば上記と同様にして
合成することができる。The method for synthesizing the fluorine-containing carboxylic acid ester compound in which m is 5 in the above formula [I] has been described above. However, using an optically active alcohol in which m is an integer of 4 or 6 in the formula [I] is used. For example, it can be synthesized in the same manner as above.
【００４０】なお、上記方法は、含フッ素カルボン酸エ
ステル化合物［I］の製造方法の一例であり、含フッ素
カルボン酸エステル化合物［I］は、この製造方法によ
って限定されるものではない。The above method is an example of the method for producing the fluorinated carboxylic acid ester compound [I], and the fluorinated carboxylic acid ester compound [I] is not limited by this production method.
【００４１】上記のようにして得られた式［I］で表さ
れる含フッ素カルボン酸エステル化合物からなる液晶材
料は、強誘電性液晶化合物または反強誘電性液晶化合物
として使用することができる。The liquid crystal material comprising the fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the formula [I] obtained as described above can be used as a ferroelectric liquid crystal compound or an antiferroelectric liquid crystal compound.
【００４２】そして、本発明の含フッ素カルボン酸エス
テル化合物からなる液晶材料、または液晶組成物を用い
れば、動作温度範囲が広く、スイッチング速度が大きく
(高速であり)、消費電力がきわめて少なく、画質が高
く、駆動が容易であり、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得る
ことができる。このような液晶化合物を用いて製造され
た液晶素子、例えば光スイッチング素子は、高速応答性
にも優れており、また安定したコントラストが得られ
る。When the liquid crystal material or liquid crystal composition comprising the fluorine-containing carboxylic acid ester compound of the present invention is used, the operating temperature range is wide and the switching speed is high.
It is possible to obtain various devices having excellent characteristics such as (high speed), extremely low power consumption, high image quality, easy driving, and stable contrast. A liquid crystal element manufactured by using such a liquid crystal compound, for example, an optical switching element is excellent in high-speed response and can obtain stable contrast.
【００４３】本発明の液晶材料は単独で使用することも
できるが、通常は他の液晶材料と混合することにより液
晶組成物として使用することが好ましい。例えば、本発
明の液晶材料は、反強誘電性液晶組成物もしくは強誘電
性液晶組成物の主剤、あるいは他のスメクチック相を呈
する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、本発明のカルボン酸エステ
ル化合物の内、スメクチック相を呈する化合物は、液晶
組成物の主剤として、あるいは他の液晶材料を主剤とす
る液晶組成物の助剤として使用することができ、またス
メクチック相を示さない化合物は、他の液晶材料を主剤
とする液晶組成物の助剤として使用することができる。Although the liquid crystal material of the present invention can be used alone, it is usually preferable to use it as a liquid crystal composition by mixing with another liquid crystal material. For example, the liquid crystal material of the present invention can be used as a main ingredient of an antiferroelectric liquid crystal composition or a ferroelectric liquid crystal composition, or as an auxiliary agent of a liquid crystal composition whose main ingredient is another compound exhibiting a smectic phase. . That is, among the carboxylic acid ester compounds of the present invention, a compound exhibiting a smectic phase can be used as a main component of a liquid crystal composition or as an auxiliary agent of a liquid crystal composition containing another liquid crystal material as a main component, and the smectic The compound exhibiting no phase can be used as an auxiliary agent of a liquid crystal composition containing other liquid crystal material as a main component.
【００４４】本発明の含フッ素カルボン酸エステル化合
物［I］と共に使用できる液晶化合物のうちで特に好ま
しい例としては、以下に示すような環状構造を有すると
ともに光学活性を有する化合物を挙げることができる。Among the liquid crystal compounds which can be used together with the fluorine-containing carboxylic acid ester compound [I] of the present invention, particularly preferable examples include compounds having the following cyclic structure and having optical activity.
【００４５】[0045]
【化９】 Embedded image
【００４６】[0046]
【化１０】 Embedded image
【００４７】本発明の液晶組成物は上記式［I］で表さ
れる含フッ素カルボン酸エステル化合物および上記例示
した化合物をはじめとする他の化合物を含有している。
この液晶組成物中における式［I］で表される含フッ素
カルボン酸エステル化合物の配合割合は、得られる液晶
組成物の特性等を考慮して任意に設定することができ
る。本発明の液晶組成物においては、この組成物中に含
有される液晶材料（化合物）の総量１００重量部中に、
式［I］で表される含フッ素カルボン酸エステル化合物
を、通常は１〜９９重量部、好ましくは５〜７５重量部
の範囲内の量で含有している。The liquid crystal composition of the present invention contains the fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the above formula [I] and other compounds including the compounds exemplified above.
The mixing ratio of the fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the formula [I] in this liquid crystal composition can be set arbitrarily in consideration of the characteristics of the liquid crystal composition to be obtained. In the liquid crystal composition of the present invention, in 100 parts by weight of the total amount of the liquid crystal material (compound) contained in the composition,
The fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the formula [I] is contained in an amount of usually 1 to 99 parts by weight, preferably 5 to 75 parts by weight.
【００４８】この液晶組成物中には、本発明の液晶材料
に加えて、さらに、例えば電導性賦与剤および寿命向上
剤等、通常の液晶組成物に配合される添加剤が配合され
ていてもよい。In addition to the liquid crystal material of the present invention, the liquid crystal composition may further contain additives such as a conductivity-imparting agent and a life-improving agent, which are commonly used in liquid crystal compositions. Good.
【００４９】本発明の液晶組成物は、上記のような含フ
ッ素カルボン酸エステル化合物ならびに所望により他の
液晶材料および添加剤を混合することにより製造するこ
とができる。The liquid crystal composition of the present invention can be produced by mixing the above-mentioned fluorine-containing carboxylic acid ester compound and, if desired, other liquid crystal materials and additives.
【００５０】上述した液晶材料を含有する液晶組成物
（液晶物質）は、電圧を印加することにより、光スイッ
チング現象を起こすので、この現象を利用して応答性の
良い表示装置を作成することができる。本発明におい
て、このような現象を利用した素子あるいは素子の駆動
方法に関しては、例えば特開昭56-107216号、同59-1187
44号公報を参照することができる。A liquid crystal composition (liquid crystal substance) containing the above-mentioned liquid crystal material causes an optical switching phenomenon when a voltage is applied, and thus it is possible to make use of this phenomenon to manufacture a display device having good responsiveness. it can. In the present invention, as for the element or the method of driving the element utilizing such a phenomenon, for example, JP-A-56-107216 and 59-1187.
Reference can be made to JP-A-44.
【００５１】このような表示装置で使用される液晶物質
としては、スメクチックＣ相、Ｆ相、Ｇ相、Ｈ相、Ｉ
相、Ｊ相およびＫ相のいずれかの相を示す化合物を使用
することができるが、スメクチックＣ相以外では、この
ような液晶物質を用いた表示素子の応答速度が一般に遅
くなる（低くなる）ため、従来から、実用上は応答速度
の高いスメクチックＣ相で駆動させることが有効である
とされていた。Liquid crystal materials used in such a display device include smectic C phase, F phase, G phase, H phase and I phase.
A compound exhibiting any one of the phase, the J phase and the K phase can be used. However, except for the smectic C phase, the response speed of the display device using such a liquid crystal substance is generally slow (low). Therefore, it has been conventionally considered effective to drive the smectic C phase having a high response speed in practical use.
【００５２】しかしながら、本発明者が特開平2-918号
公報で既に提案したようなスメクチックＡ相における表
示装置の駆動方法を利用することにより、本発明におい
てはスメクチックＣ相だけでなく、スメクチックＡ相で
使用することもできる。すなわち、この駆動方法を利用
することにより、本発明の液晶素子を広い範囲で駆動さ
せることができるようになると共に、電気光学対応性の
高速化を図ることができる。However, by utilizing the driving method of the display device in the smectic A phase as proposed by the present inventor in Japanese Patent Laid-Open No. 2-918, not only smectic C phase but also smectic A phase is used in the present invention. It can also be used in phase. That is, by using this driving method, the liquid crystal element of the present invention can be driven in a wide range, and the electro-optical compatibility can be increased.
【００５３】本発明の液晶素子は、液晶物質が充填され
たセルと偏光板とからなる。すなわち、本発明の液晶素
子は、例えば、図１に示すように、液晶物質を充填する
間隙14を形成するように配置された二枚の透明基板11a,
11bと、この二枚の透明基板11a,11bの液晶物質12に対面
する面に形成された透明電極15a,15bとからなるセル13
と、このセル13の間隙14に充填された液晶物質12および
このセル13の両外側に一枚ずつ配置された偏光板（図示
なし）から形成されている。The liquid crystal device of the present invention comprises a cell filled with a liquid crystal substance and a polarizing plate. That is, for example, as shown in FIG. 1, the liquid crystal element of the present invention includes two transparent substrates 11a, which are arranged so as to form a gap 14 filled with a liquid crystal substance.
A cell 13 including 11b and transparent electrodes 15a and 15b formed on the surfaces of the two transparent substrates 11a and 11b facing the liquid crystal substance 12.
And a liquid crystal substance 12 filled in the gap 14 of the cell 13 and one polarizing plate (not shown) arranged on both outer sides of the cell 13.
【００５４】本発明において、透明基板としては、例え
ば、ガラスおよび透明高分子板等を用いることができ
る。透明基板の厚さは、例えばガラス基板の場合には通
常は０.０１〜１.０mmの範囲内にある。In the present invention, as the transparent substrate, for example, glass or transparent polymer plate can be used. The thickness of the transparent substrate is usually in the range of 0.01 to 1.0 mm in the case of a glass substrate, for example.
【００５５】また、本発明においては、透明基板とし
て、可撓性透明基板を用いることもできる。この場合、
透明基板の少なくとも一方の基板として可撓性透明基板
を用いることができ、さらに両者とも可撓性基板であっ
てもよい。このような可撓性透明基板としては、高分子
フィルム等を用いることができる。Further, in the present invention, a flexible transparent substrate can be used as the transparent substrate. in this case,
A flexible transparent substrate may be used as at least one of the transparent substrates, and both may be flexible substrates. A polymer film or the like can be used as such a flexible transparent substrate.
【００５６】このような透明基板の表面には透明電極が
設けられている。透明電極は、例えば酸化インジウム、
酸化スズ等で透明基板表面をコーティングすることによ
り形成される。透明電極は、公知の方法により形成する
ことができる。透明電極の厚さは通常は１００〜２００
０オングストロームの範囲内にある。A transparent electrode is provided on the surface of such a transparent substrate. The transparent electrode is, for example, indium oxide,
It is formed by coating the transparent substrate surface with tin oxide or the like. The transparent electrode can be formed by a known method. The thickness of the transparent electrode is usually 100-200.
It is in the range of 0 Å.
【００５７】このような透明電極が設けられた透明基板
には、さらに透明電極上に配向層あるいは強誘電体層が
設けられていてもよい。配向層としては、例えば有機シ
ランカップリング剤あるいはカルボン酸多核錯体等を化
学吸着させることにより形成される有機薄膜および無機
薄膜を挙げることができる。有機薄膜の例としては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリビニルアルコール（ポバール）およびポリイミ
ドなどの高分子薄膜を挙げることができる。このような
有機薄膜は、塗布、接着、蒸着、基板上での重合（例え
ばプラズマ重合）等の方法を利用することにより形成す
ることができる。The transparent substrate provided with such a transparent electrode may be further provided with an alignment layer or a ferroelectric layer on the transparent electrode. Examples of the orientation layer include an organic thin film and an inorganic thin film formed by chemically adsorbing an organic silane coupling agent or a carboxylic acid polynuclear complex. Examples of organic thin films include polymer thin films such as polyethylene, polypropylene, polyester, polyamide, polyvinyl alcohol (poval), and polyimide. Such an organic thin film can be formed by using a method such as coating, adhesion, vapor deposition, and polymerization (for example, plasma polymerization) on a substrate.
【００５８】また、無機薄膜の例としては、酸化珪素、
酸化ゲルマニウムおよびアルミナ等の酸化物薄膜、窒化
珪素のような窒化物薄膜並びに他の半導体薄膜を挙げる
ことができる。このような無機薄膜は、蒸着（例えば斜
方蒸着）およびスパッタリングなどの方法を利用して形
成することができる。As an example of the inorganic thin film, silicon oxide,
Mention may be made of oxide thin films such as germanium oxide and alumina, nitride thin films such as silicon nitride and other semiconductor thin films. Such an inorganic thin film can be formed using a method such as vapor deposition (for example, oblique vapor deposition) and sputtering.
【００５９】さらに、上記のような薄膜に配向性を賦与
する方法としては、膜成形時に薄膜自体に異方性あるい
は形状特異性を賦与する方法、薄膜作成後に外部から配
向性を賦与する方法がある。具体的には、透明電極上に
ポリイミド樹脂などの高分子物質を塗布して薄膜を形成
した後、この薄膜を一定方向にラビングする方法、高分
子フィルムを延伸して配向性を賦与する方法、酸化物を
斜方蒸着する方法などを挙げることができる。Further, as a method of imparting orientation to the thin film as described above, a method of imparting anisotropy or shape specificity to the thin film itself at the time of film formation, and a method of imparting orientation from the outside after the thin film is formed. is there. Specifically, after forming a thin film by coating a polymer material such as polyimide resin on the transparent electrode, a method of rubbing the thin film in a certain direction, a method of imparting orientation by stretching the polymer film, A method of obliquely vapor-depositing an oxide can be used.
【００６０】このような薄膜、例えば配向層等は後述の
スペーサを兼ねるように形成されていてもよい。上記の
ような透明基板を、透明電極が対面し、そしてこの透明
基板により液晶物質を充填する間隙が形成されるように
二枚配置する。上記のようにして形成される間隙の幅
は、通常は１〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍであ
る。このような間隙は、例えば、スペーサを挟持するよ
うに二枚の基板を配置することにより、容易に形成する
ことができる。このようなスペーサとしては、例えば、
感光性ポリイミド前駆体をパターニングして得られるポ
リイミド系高分子物質等を用いることができる。スペー
サを用いることにより、このスペーサと液晶物質との界
面効果により、モノドメインが形成される。また、この
スペーサは、例えば図２および図３に示すような形態で
あってもよい。図２(a)には、同心円状のスペーサ26を
有する液晶素子の例であり、図２(b)は図２(a)における
Ａ−Ａ断面図である。Such a thin film, for example, an alignment layer may be formed so as to also serve as a spacer described later. Two transparent substrates as described above are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap for filling the liquid crystal substance is formed by the transparent substrates. The width of the gap formed as described above is usually 1 to 10 μm, preferably 1 to 5 μm. Such a gap can be easily formed, for example, by disposing two substrates so as to sandwich the spacer. As such a spacer, for example,
A polyimide-based polymer substance obtained by patterning a photosensitive polyimide precursor can be used. By using the spacer, a monodomain is formed due to the interface effect between the spacer and the liquid crystal substance. Further, the spacer may have a form as shown in FIGS. 2 and 3, for example. 2A shows an example of a liquid crystal element having concentric spacers 26, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line AA in FIG. 2A.
【００６１】図２(a)および(b)において、27は透明基板
であり、25は透明電極であり、26はスペーサの断面であ
り、23は充填された液晶材料である。また、図３(a)お
よびこの断面を示す図３(b)には櫛形スペーサ36を有す
る液晶素子が示されている。図３(a)および(b)におい
て、37は透明基板であり、35は透明電極であり、36はス
ペーサの断面であり、33は充填された液晶材料である。In FIGS. 2A and 2B, 27 is a transparent substrate, 25 is a transparent electrode, 26 is a cross section of the spacer, and 23 is a filled liquid crystal material. Further, FIG. 3A and FIG. 3B showing this cross section show a liquid crystal element having a comb spacer 36. In FIGS. 3A and 3B, 37 is a transparent substrate, 35 is a transparent electrode, 36 is a cross section of a spacer, and 33 is a filled liquid crystal material.
【００６２】また、本発明では上記のようなスペーサの
他に、図４に示すように液晶物質43中にファイバー46を
配合して、このファイバー46により、透明電極45が付設
された透明基板47が一定の間隙を形成するように保持す
ることもできる。Further, in the present invention, in addition to the spacers as described above, a fiber 46 is mixed in a liquid crystal substance 43 as shown in FIG. 4, and a transparent substrate 47 having a transparent electrode 45 attached thereto is provided by the fiber 46. Can also be held so as to form a constant gap.
【００６３】さらに、上記ファイバーの代わりに、ある
いは上記ファイバーと共に粒状物を配合することもでき
る。このような粒状物としては、メラミン樹脂、尿素樹
脂あるいはベンゾグアナミン樹脂等からなる粒子径が１
〜１０μｍの粒状物を挙げることができる。Further, instead of the above-mentioned fibers, or together with the above-mentioned fibers, a granular material can be blended. As such a granular material, the particle diameter of melamine resin, urea resin, benzoguanamine resin, or the like is 1 or less.
Granules of 10 μm can be mentioned.
【００６４】上記のようにして間隙を形成して配置され
た二枚の透明基板は、通常は周辺をシール材でシールす
ることにより貼り合わされる。シール材としては、エポ
キシ系樹脂およびシリコン系樹脂等を用いることができ
る。さらに、このエポキシ樹脂等がアクリル系材料ある
いはシリコン系ゴム等で変性されていてもよい。The two transparent substrates arranged with a gap as described above are usually bonded by sealing the periphery with a sealing material. An epoxy resin, a silicone resin, or the like can be used as the sealing material. Further, the epoxy resin or the like may be modified with an acrylic material or a silicone rubber.
【００６５】上記のような構成を有する液晶セルの間隙
には、上述したような式［I］で表される含フッ素カル
ボン酸エステル化合物を含む液晶物質が充填されてい
る。液晶セルの間隙に充填されたこのような液晶物質
は、たとえばスペーサエッジを利用した温度勾配法ある
いは配向膜を用いた表面処理法等の一軸配向制御法方法
を利用して配向させることができる。また、本発明にお
いては、例えば、液晶物質を加熱しながら、直流バイア
ス電圧を用いて電界を印加することにより、液晶物質の
初期配向を行うこともできる。A liquid crystal substance containing the fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the above formula [I] is filled in the gap of the liquid crystal cell having the above-mentioned structure. Such a liquid crystal substance filled in the gap of the liquid crystal cell can be aligned by using a uniaxial alignment control method such as a temperature gradient method using a spacer edge or a surface treatment method using an alignment film. Further, in the present invention, for example, the initial alignment of the liquid crystal substance can be performed by applying an electric field using a DC bias voltage while heating the liquid crystal substance.
【００６６】このようにして液晶物質が充填され、初期
配向された液晶セルは、二枚の偏光板の間に配置され
る。さらに図５に示すように、上記ようにして調製され
た二枚の透明基板57、透明電極55および液晶物質53から
なるセル58を、この二枚の偏光板56の間に二個以上配置
することもできる。The liquid crystal cell thus filled with the liquid crystal substance and initially aligned is arranged between two polarizing plates. Further, as shown in FIG. 5, two or more cells 58, which are composed of the two transparent substrates 57, the transparent electrodes 55 and the liquid crystal substance 53, prepared as described above, are arranged between the two polarizing plates 56. You can also
【００６７】本発明の液晶素子において、それぞれの偏
光板の偏光面のなす角度が７０〜１１０度になるように
配置することができる。そして、この二枚の偏光板の偏
光方向が直交するように、すなわち上記角度が９０度に
なるように偏光板を配置することが好ましい。In the liquid crystal element of the present invention, the polarizing plates can be arranged so that the angle formed by the polarization planes of the respective polarizing plates is 70 to 110 degrees. The polarizing plates are preferably arranged so that the polarization directions of the two polarizing plates are orthogonal to each other, that is, the angle is 90 degrees.
【００６８】このような偏光板としては、例えばポリビ
ニルアルコール樹脂フィルム、ポリビニルブチラール樹
脂フィルム等の樹脂フィルムをヨウ素等の存在下で延伸
することによりフィルム中にヨウ素を吸収させて偏光性
を賦与した偏光フィルムを用いることができる。このよ
うな偏光フィルムは、他の樹脂などで表面を被覆して多
層構造にすることもできる。As such a polarizing plate, for example, a resin film such as a polyvinyl alcohol resin film or a polyvinyl butyral resin film is stretched in the presence of iodine or the like to absorb iodine in the film to impart a polarizing property. A film can be used. The surface of such a polarizing film may be coated with another resin to form a multilayer structure.
【００６９】本発明において、上記のような液晶セル
は、上記のように配置された偏光板の間に、透過する光
量が最も少ない状態（すなわち、最暗状態）から±１０
度の範囲内の角度（回転角度）を形成するように、好ま
しくは最暗状態になるように二枚の偏光板の間に配置す
ることができる。さらに、上記のように配置された偏光
板の間に、透過する光量が最も多い状態（すなわち、最
明状態）から±１０度の範囲内の角度（回転角度）を形
成するように、好ましくは最明状態になるように二枚の
偏光板の間に配置することができる。In the present invention, in the liquid crystal cell as described above, between the polarizing plates arranged as described above, the amount of transmitted light is the smallest (that is, the darkest state) ± 10.
It can be arranged between the two polarizing plates so as to form an angle (rotation angle) within a range of degrees, preferably in the darkest state. Further, it is preferable to form an angle (rotation angle) within a range of ± 10 degrees from the state in which the amount of transmitted light is the largest (that is, the brightest state) between the polarizing plates arranged as described above, preferably the brightest. It can be placed between two polarizing plates so as to be in a state.
【００７０】上記のような構成を有するセルの間隙に充
填されている液晶物質は、上記式［I］で表される含フ
ッ素カルボン酸エステル化合物を含有している。本発明
の液晶素子は、図１に示すように、上記のような液晶物
質12をセル13の間隙14に充填して、この液晶物質12を初
期配向させることにより製造することができる。The liquid crystal substance filled in the interstices of the cell having the above structure contains the fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the above formula [I]. As shown in FIG. 1, the liquid crystal element of the present invention can be manufactured by filling the gap 14 of the cell 13 with the liquid crystal substance 12 as described above and initially aligning the liquid crystal substance 12.
【００７１】液晶物質12は、通常、溶融状態になるまで
加熱され、この状態で内部が減圧にされているセルの間
隙14に充填（注入）される。このように液晶物質を充填
した後、セル13に設けられている液晶物質の注入口は密
封される。The liquid crystal substance 12 is usually heated until it becomes a molten state, and in this state, it is filled (injected) into the gap 14 of the cell whose inside is depressurized. After filling the liquid crystal material in this manner, the liquid crystal material injection port provided in the cell 13 is sealed.
【００７２】次いで、このように注入口が密封されたセ
ル13をセル内に充填された液晶物質12が等方相を示す温
度以上の温度に加熱し、その後、この液晶物質12が液晶
を示す温度にまで冷却する。Then, the cell 13 with the injection port thus sealed is heated to a temperature above the temperature at which the liquid crystal substance 12 filled in the cell exhibits an isotropic phase, and thereafter, the liquid crystal substance 12 exhibits liquid crystal. Cool to temperature.
【００７３】そして、本発明においては、この冷却の際
の降温速度を２℃／分以下にすることが好ましい。特に
降温速度を０.１〜２.０℃／分の範囲内にすることが好
ましく、さらに０.１〜０.５℃／分の範囲内にすること
が特に好ましい。このような冷却速度でセル13を冷却す
ることにより、液晶物質12の初期配合状態が改善され、
配向欠陥の少ないモノドメインが形成された液晶素子を
容易に製造することができる。ここで初期配向性とは、
液晶素子に電圧の印加等を行って液晶物質の配向ベクト
ルを変える前の液晶物質の配列状態をいう。In the present invention, it is preferable that the cooling rate at the time of cooling is 2 ° C./minute or less. In particular, the rate of temperature decrease is preferably in the range of 0.1 to 2.0 ° C./min, and particularly preferably in the range of 0.1 to 0.5 ° C./min. By cooling the cell 13 at such a cooling rate, the initial blending state of the liquid crystal substance 12 is improved,
It is possible to easily manufacture a liquid crystal element in which a monodomain having few alignment defects is formed. Here, the initial orientation is
It refers to the alignment state of the liquid crystal substance before applying a voltage to the liquid crystal element to change the alignment vector of the liquid crystal substance.
【００７４】このようにして形成される本発明の液晶素
子は、従来の液晶素子と比較して、コントラスト等の特
性が著しく優れ、例えば表面安定化強誘電性液晶素子、
表面安定化反強誘電性液晶素子、ヘリカル変調素子、過
渡光散乱型素子、ゲストホスト型素子、垂直配向液晶素
子などとして好適に使用することができる。The liquid crystal element of the present invention thus formed has remarkably excellent characteristics such as contrast as compared with the conventional liquid crystal element. For example, a surface-stabilized ferroelectric liquid crystal element,
It can be suitably used as a surface-stabilized antiferroelectric liquid crystal device, a helical modulation device, a transient light scattering device, a guest-host device, a vertical alignment liquid crystal device, and the like.
【００７５】例えば、本発明の液晶素子に、電界を印加
することによりこの液晶素子を駆動させる場合には、周
波数が通常は１Ｈｚ〜１００ＫＨｚ、好ましくは１０Ｈ
ｚ〜１０ＫＨｚ、電界が通常は０.０１〜６０Ｖp-p／μ
mt(厚さ１μｍ当たりの電圧)、好ましくは０.０５〜３
０Ｖp-p／μmtに制御された電界をかけることにより駆
動させることができる。For example, when the liquid crystal element of the present invention is driven by applying an electric field, the frequency is usually 1 Hz to 100 KHz, preferably 10 H.
z to 10 KHz, electric field is usually 0.01 to 60 Vp-p / μ
mt (voltage per 1 μm thickness), preferably 0.05 to 3
It can be driven by applying a controlled electric field to 0 Vp-p / μmt.
【００７６】そして、前記式［I］で表される含フッ素
カルボン酸エステル化合物を使用した本発明の液晶素子
は、電界を印加して駆動する際に印加する電界の波形
（駆動波）の幅を変えることにより、この液晶素子を透
過する光量が２種類のヒステリシス曲線を描くようにな
る。このうち一方は、いわゆる双安定型を利用する駆動
方法であり、もう一方は、いわゆる三安定型を利用する
駆動方法である。The liquid crystal element of the present invention using the fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the above formula [I] has a width of a waveform (driving wave) of an electric field applied when the liquid crystal element is driven by applying an electric field. By changing, the amount of light transmitted through this liquid crystal element draws two types of hysteresis curves. One of them is a driving method utilizing a so-called bistable type, and the other is a driving method utilizing a so-called tristable type.
【００７７】上記のような光学活性を有する液晶物質が
充填された液晶セルを、偏光面が直交するように配置さ
れた二枚の偏光板の間に、電界を印加しない状態で最暗
状態になるように配置した本発明の液晶素子に、例えば
周波数５０Ｈｚ〜１００ＫＨｚ、好ましくは７０Ｈｚ〜
１０ＫＨｚの矩形波（あるいはパルス波）、三角波、正
弦波およびこれらを組み合わせた波形の内のいずれかの
波形の電界を印加することによりこの液晶素子を駆動さ
せることができる。例えば、矩形波（あるいはパルスま
たは両者の組み合わせ波）を印加する場合には、電界の
幅を１０ミリ秒以下、好ましくは０.０１〜１０ミリ秒
の範囲内にすることにより、液晶素子の駆動速度を高く
することができ、この領域では本発明の液晶素子を双安
定型液晶素子として、または、三安定型液晶素子として
使用することができる。ここで、電界の幅とは、例えば
矩形波においては、所定の電圧に維持される電界の長さ
（すなわち時間）を意味する。A liquid crystal cell filled with a liquid crystal substance having optical activity as described above is placed between two polarizing plates arranged so that their polarization planes are orthogonal to each other so as to be in the darkest state without applying an electric field. In the liquid crystal element of the present invention arranged in, for example, a frequency of 50 Hz to 100 KHz, preferably 70 Hz to
The liquid crystal element can be driven by applying an electric field having any one of a 10 KHz rectangular wave (or pulse wave), a triangular wave, a sine wave, and a waveform obtained by combining these. For example, when a rectangular wave (or a pulse or a combination wave of both) is applied, the width of the electric field is set to 10 milliseconds or less, preferably 0.01 to 10 milliseconds to drive the liquid crystal element. The speed can be increased, and in this region, the liquid crystal device of the present invention can be used as a bistable liquid crystal device or a tristable liquid crystal device. Here, the width of the electric field means, for example, in the case of a rectangular wave, the length (that is, time) of the electric field maintained at a predetermined voltage.
【００７８】本発明の液晶素子を用いて各種の液晶表示
装置および電気光学表示装置を製造することができる。
また、本発明の液晶素子の内、スメクチック相を呈する
液晶材料が充填された液晶素子は、熱書き込み型液晶表
示素子、レーザー書き込み型液晶表示素子等の記憶型液
晶表示装置のような液晶表示装置あるいは電気光学表示
装置を製造することができる。さらに、反強誘電性を有
する含フッ素カルボン酸エステル化合物を含有する液晶
材料を用いることにより、上記のような用途の他、光シ
ャッターあるいは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のような液晶表示装置あ
るいは電気光学表示装置を製造することができる。すな
わち、本発明で使用される液晶素子は、三安定または双
安定性を示すため、双安定状態を達成するように液晶に
かける電界を反転させることにより、本発明の液晶素子
に光スイッチング機能あるいは表示機能をもたせること
ができる。Various liquid crystal display devices and electro-optical display devices can be manufactured using the liquid crystal element of the present invention.
Further, among the liquid crystal elements of the present invention, a liquid crystal element filled with a liquid crystal material exhibiting a smectic phase is a liquid crystal display device such as a memory type liquid crystal display device such as a heat writing type liquid crystal display element or a laser writing type liquid crystal display element. Alternatively, an electro-optical display device can be manufactured. Furthermore, by using a liquid crystal material containing a fluorine-containing carboxylic acid ester compound having antiferroelectricity, in addition to the above-mentioned applications, optical switching elements such as optical shutters and liquid crystal printers, piezoelectric elements and pyroelectric elements can be used. Such a liquid crystal display device or an electro-optical display device can be manufactured. That is, since the liquid crystal element used in the present invention exhibits tristable or bistable properties, the liquid crystal element of the present invention is provided with an optical switching function or an optical switching function by reversing the electric field applied to the liquid crystal so as to achieve the bistable state. It can have a display function.
【００７９】さらに、前記式［I］で表される含フッ素
カルボン酸エステル化合物を用いた本発明のスイッチン
グ素子では、分子の配向方向を変えるだけでスイッチン
グ操作が可能になり、この場合、電界強度の一次項がこ
のスイッチング素子の駆動に作用するため、本発明のス
イッチング素子では低電圧駆動が可能になる。Further, in the switching element of the present invention using the fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the above formula [I], the switching operation can be performed only by changing the molecular orientation direction. Since the first-order item of (1) acts to drive this switching element, the switching element of the present invention can be driven at a low voltage.
【００８０】そして、このスイッチング素子を用いるこ
とにより、数十μ秒以下の高速応答性を実現することが
できるので、素子の操作時間は大幅に短縮される。従っ
て、本発明の液晶素子を用いることにより走査線の多い
大画面のディスプレイ（液晶表示装置）を容易に製造す
ることができる。しかも、このディスプレイは、室温あ
るいはそれ以下の温度で駆動させることができるので、
駆動温度をコントロールするための補助手段を用いるこ
となくこのディスプレイを駆動させることができる。By using this switching element, a high-speed response of several tens of microseconds or less can be realized, so that the operation time of the element is greatly shortened. Therefore, by using the liquid crystal element of the present invention, a large-screen display (liquid crystal display device) having many scanning lines can be easily manufactured. Moreover, since this display can be driven at room temperature or lower,
The display can be driven without the aid of auxiliary means for controlling the drive temperature.
【００８１】さらに、本発明で使用される含フッ素カル
ボン酸エステル化合物は、一般には双安定性を示さない
とされているスメクチックＡ相においても、電界が印加
され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うことできる。すなわち、従来強誘
電性液晶化合物を用いる場合には実用的な応答速度を達
成できないために通常は使用されていなかったスメクチ
ックＡ相においても、本発明者が既に特願昭64-3634号
および特開平2-918号で提案した駆動法および装置を利
用することにより、本発明の液晶素子からなる表示装置
を駆動させることが可能である。さらに、本発明で使用
される含フッ素カルボン酸エステル化合物は、スメクチ
ックＣ相よりもさらに高い秩序を有するスメクチックＦ
相などにおいても、二つ以上の安定状態を示すので、こ
れらの相における複数の安定状態を利用して上記と同様
にして光スイッチングを行うことができる。Further, the fluorine-containing carboxylic acid ester compound used in the present invention, even in the smectic A phase, which is generally not shown to have bistability, has a tendency that the molecules incline inductively when an electric field is applied. By utilizing this property, optical switching can be performed. That is, even in the smectic A phase which has not been normally used because a practical response speed cannot be achieved when a conventional ferroelectric liquid crystal compound is used, the present inventors have already proposed Japanese Patent Application No. 64-3634 and Japanese Patent Application No. By utilizing the driving method and device proposed in Kaihei 2-918, it is possible to drive the display device comprising the liquid crystal element of the present invention. Further, the fluorine-containing carboxylic acid ester compound used in the present invention is a smectic F having a higher order than the smectic C phase.
Even in a phase or the like, two or more stable states are shown, so that it is possible to perform optical switching in the same manner as described above by utilizing a plurality of stable states in these phases.
【００８２】本発明の液晶素子を用いた表示装置は、種
々の方法で駆動させることができるが、この駆動方法の
具体的な例としては以下に記載する方法を挙げることが
できる。The display device using the liquid crystal element of the present invention can be driven by various methods. Specific examples of this driving method include the methods described below.
【００８３】第１の方法は、本発明の液晶素子を二枚の
偏光板の間に介在させ、この液晶素子に外部電圧を印加
し、液晶材料の配向ベクトルを変えることにより、二枚
の偏光板と液晶材料との複屈折を利用して表示を行う方
法である。In the first method, the liquid crystal element of the present invention is interposed between two polarizing plates, and an external voltage is applied to this liquid crystal element to change the orientation vector of the liquid crystal material, thereby forming two polarizing plates. This is a method of displaying by utilizing birefringence with a liquid crystal material.
【００８４】第２の方法は、二色性色素が配合された液
晶材料を用いて色素の二色性を利用する方法である。こ
の方法は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
の場合に使用される色素は、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
ノン色素、シアニン系色素およびアントラキノン系色素
等を挙げることができる。The second method is a method of utilizing the dichroism of a dye by using a liquid crystal material containing a dichroic dye. This method is a method of changing the absorption direction of light by the dye by changing the alignment direction of the liquid crystal compound to perform display. The dye used in this case is usually a dichroic dye, and examples of such a dichroic dye include an azo dye, a naphthoquinone dye, a cyanine dye and an anthraquinone dye.
【００８５】本発明の液晶素子を用いて形成される表示
装置は、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等の電気アドレス表示方式、光
アドレス表示方式、熱アドレス表示方式並びに光ビーム
表示方式により駆動させることができる。A display device formed by using the liquid crystal element of the present invention is based on an electric address display system such as static drive, simple matrix drive and composite matrix drive, an optical address display system, a thermal address display system and a light beam display system. It can be driven.
【００８６】また、本発明の表示装置を電界駆動する際
には各画素を駆動させるための素子として、非線形素子
あるいは能動素子を用いることができる。より具体的に
は、２端子素子の非線形素子としては、例えば図６(a)
に示すように一方の透明基板上にバリスタ、ＭＩＭ（Me
tal Insulator Metal)、ダイオードなどを配置し、これ
らの非線形性を利用した素子を挙げることができる。ま
た、３端子素子の能動素子としては、例えば図６(b)に
示すように、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、Ｓｉ-ＭＯ
Ｓ（Si-metal oxide semi conductor field-effect tra
nsistor）、ＳＯＳ（Sillicon on Sapphire）などが画
素に配置された素子を挙げることができる。Further, when the display device of the present invention is driven by an electric field, a non-linear element or an active element can be used as an element for driving each pixel. More specifically, as the non-linear element of the two-terminal element, for example, as shown in FIG.
As shown in, the varistor, MIM (Me
tal Insulator Metal), a diode, etc. are arranged, and an element utilizing these nonlinearities can be mentioned. Further, as the active element of the three-terminal element, for example, as shown in FIG. 6B, a TFT (thin film transistor), a Si-MO
S (Si-metal oxide semi conductor field-effect tra
Examples of the element include an element in which nsistor), SOS (Sillicon on Sapphire), and the like are arranged in a pixel.
【００８７】[0087]
【発明の効果】本発明により新規な化合物である式
［I］で表される構造を有する含フッ素カルボン酸エス
テル化合物が提供される。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a novel compound, a fluorine-containing carboxylic acid ester compound having a structure represented by the formula [I].
【００８８】さらに、本発明によれば、含フッ素カルボ
ン酸エステル化合物を用いた新規な液晶材料が提供され
る。この含フッ素カルボン酸エステル化合物は、光学的
に活性であり、強誘電性液晶化合物あるいは反強誘電性
液晶化合物として使用することができる。Furthermore, according to the present invention, a novel liquid crystal material using a fluorine-containing carboxylic acid ester compound is provided. This fluorine-containing carboxylic acid ester compound is optically active and can be used as a ferroelectric liquid crystal compound or an antiferroelectric liquid crystal compound.
【００８９】このような本発明の液晶材料に、同種およ
び／または他種の液晶物質を配合することにより、本発
明の液晶材料である特定の含フッ素カルボン酸エステル
化合物の有する反強誘電性あるいは強誘電性を損なうこ
となく、立下り時間を低減（短縮）でき、またはヒステ
リシスの急峻性を向上することができる。By mixing the liquid crystal material of the present invention with a liquid crystal substance of the same kind and / or another kind, the antiferroelectric property of the specific fluorine-containing carboxylic acid ester compound as the liquid crystal material of the present invention or The fall time can be reduced (shortened) or the steepness of hysteresis can be improved without impairing the ferroelectricity.
【００９０】従って、このような液晶材料を用いること
により、広い温度範囲において高速応答性を有する液晶
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表示装置においては、操作時間を大
幅に短縮することができる。このような液晶表示装置で
は、消費電力の低減を図ることができる。また立下り時
間が短いため高画質の実現が可能となり、ヒステリシス
の急峻性が高いことから駆動を容易に行うことができ
る。Therefore, by using such a liquid crystal material, it is possible to obtain a liquid crystal element or the like having a high-speed response in a wide temperature range. Furthermore, in a liquid crystal display device manufactured using such an element, the operation time can be shortened significantly. In such a liquid crystal display device, power consumption can be reduced. Further, since the fall time is short, high image quality can be realized, and the steepness of the hysteresis is high, so that driving can be easily performed.
【００９１】また、本発明の含フッ素カルボン酸エステ
ル化合物を反強誘電性液晶化合物として使用する場合、
メモリー性の実現が容易になり、配向性を向上させるな
どの特性を付与することができる。When the fluorine-containing carboxylic acid ester compound of the present invention is used as an antiferroelectric liquid crystal compound,
A memory property can be easily realized, and properties such as improvement in orientation can be imparted.
【００９２】[0092]
【実施例】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。なお式に付した
「Ｒ」、「Ｓ」はそれぞれ光学活性体のＲ体、Ｓ体を表
わす。また、実施例中の相転移温度の測定、および相の
同定は、製造した液晶材料を充填したＤＳＣならびに液
晶素子を作製し、その電場応答を偏光顕微鏡で観察する
ことにより行った。EXAMPLES Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited to these examples. In addition, "R" and "S" attached to the formulas respectively represent the R form and the S form of the optically active substance. Further, the measurement of the phase transition temperature and the identification of the phase in the examples were carried out by producing a DSC and a liquid crystal element filled with the produced liquid crystal material and observing the electric field response thereof with a polarizing microscope.
【００９３】[0093]
【実施例１】 4-オクチルオキシベンゾイルオキシ-2-フルオロ安息香
酸 (R)-1-トリフルオロメチル-6-エトキシヘキシルエ
ステル［例示化合物（３）］の合成Example 1 Synthesis of 4-octyloxybenzoyloxy-2-fluorobenzoic acid (R) -1-trifluoromethyl-6-ethoxyhexyl ester [Exemplified compound (3)]
【００９４】[0094]
【化１１】 Embedded image
【００９５】第１段階 2-フルオロ-4-ヒドロキシ安息香酸2.34ｇ(15ミリモ
ル)、ベンジルアルコール163ｇ(0.15ミリモル)および酸
化ブチルスズ0.1ｇの混合物を、窒素雰囲気下で、攪拌
しながら１０時間還流すると共に、ディーンスタークを
用いて副生成する水を除去しながら反応させた。反応
後、減圧下に未反応のベンジルアルコールを留去し黄色
の粘凋液体を得、トルエンを用いて再結晶することによ
り、白色粉末の2-フルオロ-4-ヒドロキシ安息香酸ベン
ジルエステル3.03ｇを得た。第２段階 前記第一段階で得られた2-フルオロ-4-ヒドロキシ安息
香酸ベンジルエステル1.23ｇ(5.0ミリモル)、4-オクチ
ルオキシ安息香酸1.72ｇ(5.5ミリモル)、N,N-ジメチル-
4-アミノピリジン0.06ｇ(0.5ミリモル)および塩化メチ
レン２５ｍｌの混合物に、ジシクロヘキシルカルボジイ
ミド1.24ｇ(6.0ミリモル)を含む塩化メチレン溶液１０m
lを室温で攪拌下に４時間かけて滴下した。滴下後、さ
らに室温で１２時間反応させた。 Stage 1 A mixture of 2.34 g (15 mmol) 2-fluoro-4-hydroxybenzoic acid, 163 g (0.15 mmol) benzyl alcohol and 0.1 g butyltin oxide is refluxed under nitrogen for 10 hours with stirring. At the same time, the reaction was carried out while using Dean Stark to remove by-produced water. After the reaction, unreacted benzyl alcohol was distilled off under reduced pressure to obtain a yellow viscous liquid, which was recrystallized with toluene to give 3.03 g of 2-fluoro-4-hydroxybenzoic acid benzyl ester as white powder. Obtained. Second step: 1.23 g (5.0 mmol) of 2-fluoro-4-hydroxybenzoic acid benzyl ester obtained in the first step, 1.72 g (5.5 mmol) of 4-octyloxybenzoic acid, N, N-dimethyl-
10 m of a methylene chloride solution containing 1.24 g (6.0 mmol) of dicyclohexylcarbodiimide in a mixture of 0.06 g (0.5 mmol) of 4-aminopyridine and 25 ml of methylene chloride.
l was added dropwise at room temperature with stirring over 4 hours. After dropping, the mixture was further reacted at room temperature for 12 hours.
【００９６】反応混合物を減圧下に濾過して濾液を得、
これ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、白色固体の4-オクチルオキシ
-4-ベンゾイルオキシ-2-フルオロ安息香酸ベンジルエス
テル2.40ｇを得た(収率：８９％)。第３段階 前記第二段階で得た4-オクチルオキシ-4-ベンゾイルオ
キシ-2-フルオロ安息香酸ベンジルエステル2.40ｇ(5.0
ミリモル)および５%パラジウム／炭素0.48ｇをテトラヒ
ドロフラン１０mlに混合し、室温下、攪拌下に水素ガス
を１２時間吹き込んだ。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する
ことにより白色固体の4-オクチルオキシ-4-ベンゾイル
オキシ-2-フルオロ安息香酸1.90ｇを得た(収率：１００
％)。第４段階 前記第三段階で得た4-オクチルオキシ-4-ベンゾイルオ
キシ-2-フルオロ安息香酸0.39ｇ(1.0ミリモル)、(R)-1-
トリフルオロメチル-6-エトキシヘキサノール0.22ｇ(1.
0ミリモル)、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン0.02ｇ(0.
2ミリモル)および塩化メチレン１０ｍｌの混合物に、ジ
シクロヘキシルカルボジイミド0.25ｇ(1.2ミリモル)を
含む塩化メチレン溶液１０mlを室温で、攪拌下に４時間
かけて滴下した。滴下後さらに室温で１５時間反応させ
た。The reaction mixture was filtered under reduced pressure to give a filtrate,
By separating the concentrated product by column chromatography, 4-octyloxy was obtained as a white solid.
2.40 g of benzyl 4-benzoyloxy-2-fluorobenzoic acid was obtained (yield: 89%). Third stage 4-octyloxy-4-benzoyloxy-2-fluorobenzoic acid benzyl ester obtained in the second stage 2.40 g (5.0
Mmol) and 0.48 g of 5% palladium / carbon were mixed with 10 ml of tetrahydrofuran, and hydrogen gas was bubbled therein at room temperature for 12 hours with stirring. The reaction mixture was filtered using Celite as a filter aid, and the obtained filtrate was concentrated to obtain 1.90 g of white solid 4-octyloxy-4-benzoyloxy-2-fluorobenzoic acid (yield). Rate: 100
%). Fourth Step 4-octyloxy-4-benzoyloxy-2-fluorobenzoic acid obtained in the third step 0.39 g (1.0 mmol), (R) -1-
Trifluoromethyl-6-ethoxyhexanol 0.22 g (1.
0 mmol), N, N-dimethyl-4-aminopyridine 0.02 g (0.
To a mixture of 2 mmol) and 10 ml of methylene chloride, 10 ml of a methylene chloride solution containing 0.25 g (1.2 mmol) of dicyclohexylcarbodiimide was added dropwise at room temperature with stirring over 4 hours. After dropping, the mixture was further reacted at room temperature for 15 hours.
【００９７】反応混合物を濾過し、得られた濾液を減圧
下で濃縮した。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、半固体0.28ｇを得た(収率：
４８％)。The reaction mixture was filtered and the resulting filtrate was concentrated under reduced pressure. The concentrate was separated using column chromatography to obtain 0.28 g of a semi-solid (yield:
48%).
【００９８】この半固体のＦＤ−マススペクトルの値は
Ｍ／ｅ＝５８４であった。図１５にこの化合物の1Ｈ−
ＮＭＲスペクトルのチャ−トを示す。これらの分析の結
果より、この化合物は目的とする4-オクチルオキシベン
ゾイルオキシ-2-フルオロ安息香酸 (R)-1-トリフルオ
ロメチル-6-エトキシヘキシルエステル［例示化合物
（３）］であると同定した。The value of FD-mass spectrum of this semi-solid was M / e = 584. FIG. 15 shows the 1 H-of this compound.
The chart of the NMR spectrum is shown. Based on the results of these analyses, this compound was identified as 4-octyloxybenzoyloxy-2-fluorobenzoic acid (R) -1-trifluoromethyl-6-ethoxyhexyl ester [Exemplified compound (3)]. Identified.
【００９９】この液晶化合物の相転移温度を以下の表２
に示す。The phase transition temperatures of this liquid crystal compound are shown in Table 2 below.
Shown in
【０１００】[0100]
【表２】 [Table 2]
【０１０１】[0101]
【実施例２】次式［３］で表される例示化合物（３）
と、次式［Ａ］で表される化合物とを、２０:８０の重
量比で混合して本発明の液晶組成物を製造した。この組
成物の立下り応答時間、ヒステリシスの急峻性と相転移
温度を測定した結果を表３に示す。Example 2 Exemplified compound (3) represented by the following formula [3]
And a compound represented by the following formula [A] were mixed in a weight ratio of 20:80 to produce a liquid crystal composition of the present invention. Table 3 shows the results of measuring the fall response time, the steepness of hysteresis and the phase transition temperature of this composition.
【０１０２】なお立下り時間は下記の方法で測定した値
である。立下り時間の測定 強誘電状態から反強誘電状態へのスイッチング(Switchi
ng from the F-stateto the AF-state)に要する時間を
立下り時間とした。図７に示すパルス波を試験セルに印
加し、その時の透過係数をモニターする。得られたチャ
ートから下式により立下り時間を求めることができる。
なお、上記下がり時間を求めた際の条件は、±３０Ｖ/
２μｍ、パルス幅５０ｍ秒、パルス間隔４５０ｍ秒であ
る。The fall time is a value measured by the following method. Measurement of fall time Switching from ferroelectric state to antiferroelectric state (Switchi
ng from the F-state to the AF-state) was taken as the fall time. The pulse wave shown in FIG. 7 is applied to the test cell, and the transmission coefficient at that time is monitored. The fall time can be calculated from the obtained chart by the following formula.
The conditions for obtaining the fall time are ± 30 V /
2 μm, pulse width 50 ms, pulse interval 450 ms.
【０１０３】立下り時間 ＝ ｔｄ100 − ｔｄ10 また、ヒステリシスの急峻性は下記の方法で測定した値
である。ヒステリシスの急峻性 電圧無印加状態で暗視野となるように直交ニコルの偏光
子間に試験セルを配置する。この試験セルに±３０Ｖ/
２μｍ、0.01Ｈｚの三角波電圧を印加し、その時の光の
透過係数をモニターする。得られたチャート(図９)から
下式によりヒステリシスの急峻性を求めた。[0103] fall time = td 100 - The td 10, the steepness of the hysteresis is a value measured by the following method. The test cell is arranged between the crossed Nicols polarizers so that a dark field is obtained in the absence of applied voltage of hysteresis steepness . ± 30V / in this test cell
A triangular wave voltage of 2 μm and 0.01 Hz is applied, and the transmission coefficient of light at that time is monitored. From the obtained chart (FIG. 9), the steepness of hysteresis was obtained by the following formula.
【０１０４】 ヒステリシスの急峻性 ＝ Ｖr2 − Ｖr1 Steepness of Hysteresis = Vr 2 −Vr 1
【０１０５】[0105]
【化１２】 Embedded image
【０１０６】[0106]
【比較例１】実施例２で用いた式［３］で示される化合
物の代わりに式［Ｂ］で示される化合物を用いた以外
は、実施例２と全く同様にして組成物を調製し、この組
成物を用いて同様にして液晶素子を作製し、その特性を
測定し、結果を表３に示す。図１０に示すチャートから
ヒストリシスの急峻性を求めた。Comparative Example 1 A composition was prepared in exactly the same manner as in Example 2, except that the compound represented by the formula [B] was used in place of the compound represented by the formula [3] used in Example 2. A liquid crystal device was prepared in the same manner using this composition, and its characteristics were measured. The results are shown in Table 3. The steepness of historysis was obtained from the chart shown in FIG.
【０１０７】[0107]
【化１３】 Embedded image
【０１０８】[0108]
【表３】 [Table 3]
【０１０９】表３から、上記式（３）で表される含フッ
素カルボン酸エステル化合物（３）を含む本発明の液晶
組成物は、上記式［Ｂ］で表される含フッ素カルボン酸
エステル化合物を含む液晶組成物に比べて、立下り時間
が小さく(すなわち高速であり)、ヒステリシス急峻性が
小さい(すなわち急峻である)ことがわかる。From Table 3, the liquid crystal composition of the present invention containing the fluorine-containing carboxylic acid ester compound (3) represented by the above formula (3) is a fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the above formula [B]. It can be seen that the fall time is short (that is, high speed) and the hysteresis steepness is small (that is, steep) as compared with the liquid crystal composition containing the.
【０１１０】[0110]
【実施例３】次式［３］で表される例示化合物（３）
と、次式［Ａ］で表される化合物とを、３０:７０の重
量比で混合して本発明の液晶組成物を製造した。この組
成物の立下り応答時間、ヒステリシスの急峻性（図１１
からの算定値）と相転移温度を測定した結果を表４に示
す。Example 3 Exemplified compound (3) represented by the following formula [3]
And a compound represented by the following formula [A] were mixed in a weight ratio of 30:70 to produce a liquid crystal composition of the present invention. The fall response time and steepness of hysteresis of this composition (Fig. 11)
Table 4 shows the results of measuring the phase transition temperature and the calculated value).
【０１１１】[0111]
【化１４】 Embedded image
【０１１２】[0112]
【比較例２】実施例３で用いた式［３］で示される化合
物の代わりに式［Ｂ］で示される化合物を用いた以外
は、実施例３と全く同様にして組成物を調製し、この組
成物を用いて同様にして液晶素子を作製し、ヒステリシ
スの急峻性（図１２からの算定値）などの特性を測定し
て表４に示す。Comparative Example 2 A composition was prepared in exactly the same manner as in Example 3, except that the compound represented by the formula [B] was used instead of the compound represented by the formula [3] used in Example 3. A liquid crystal device was produced in the same manner using this composition, and characteristics such as the steepness of hysteresis (calculated value from FIG. 12) were measured and shown in Table 4.
【０１１３】[0113]
【化１５】 Embedded image
【０１１４】[0114]
【表４】 [Table 4]
【０１１５】表４から、上記式（３）で表される含フッ
素カルボン酸エステル化合物（３）を含む本発明の液晶
組成物は、上記式［Ｂ］で表される含フッ素カルボン酸
エステル化合物を含む液晶組成物に比べて、立下り時間
は同等程度であり、ヒステリシス急峻性が小さい(すな
わち急峻である)ことがわかる。From Table 4, the liquid crystal composition of the present invention containing the fluorine-containing carboxylic acid ester compound (3) represented by the above formula (3) is a fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the above formula [B]. It can be seen that the fall time is about the same and the hysteresis steepness is smaller (that is, steeper) than that of the liquid crystal composition containing
【０１１６】[0116]
【実施例４】次式［３］で表される例示化合物（３）
と、次式［Ａ］で表される化合物とを、１０:９０の重
量比で混合して本発明の液晶組成物を製造した。この組
成物の立下り応答時間、ヒステリシスの急峻性（図１３
からの算定値）と相転移温度を測定した結果を表５に示
す。Example 4 Exemplified compound (3) represented by the following formula [3]
And a compound represented by the following formula [A] were mixed in a weight ratio of 10:90 to produce a liquid crystal composition of the present invention. Falling response time and steepness of hysteresis of this composition (Fig. 13)
Table 5 shows the results of measuring the phase transition temperature and the calculated value).
【０１１７】[0117]
【化１６】 Embedded image
【０１１８】[0118]
【比較例２】実施例４で用いた式［３］で示される化合
物の代わりに式［Ｂ］で示される化合物を用いた以外
は、実施例４と全く同様にして組成物を調製し、この組
成物を用いて同様にして液晶素子を作製し、ヒステリシ
スの急峻性（図１４からの算定値）などの特性を測定し
て表５に示す。Comparative Example 2 A composition was prepared in exactly the same manner as in Example 4 except that the compound represented by the formula [B] was used instead of the compound represented by the formula [3] used in Example 4. A liquid crystal element was similarly prepared using this composition, and characteristics such as hysteresis steepness (calculated value from FIG. 14) were measured and shown in Table 5.
【０１１９】[0119]
【化１７】 Embedded image
【０１２０】[0120]
【表５】 [Table 5]
【０１２１】表４から、上記式（３）で表される含フッ
素カルボン酸エステル化合物（３）を含む本発明の液晶
組成物は、上記式［Ｂ］で表される含フッ素カルボン酸
エステル化合物を含む液晶組成物に比べて、立下り時間
が小さく(すなわち高速であり)、ことがわかる。From Table 4, the liquid crystal composition of the present invention containing the fluorine-containing carboxylic acid ester compound (3) represented by the above formula (3) is a fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the above formula [B]. It can be seen that the fall time is shorter (that is, faster) than the liquid crystal composition containing
【図１】図１は、本発明の液晶素子の断面形状を模式的
に例示する図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional shape of a liquid crystal element of the present invention.
【図２】図２は、同心円状のスペーサを有する本発明の
液晶素子の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a liquid crystal element of the present invention having concentric spacers.
【図３】図３は、櫛形のスペーサを有する本発明の液晶
素子の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a liquid crystal element of the present invention having a comb-shaped spacer.
【図４】図４は、スペーサとしてファイバーを用いた本
発明の液晶素子の断面構造を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a cross-sectional structure of a liquid crystal element of the present invention using fibers as spacers.
【図５】図５は、二枚の偏光板をセルに配置した本発明
の液晶素子の断面構造を示す図である。FIG. 5 is a view showing a cross-sectional structure of a liquid crystal element of the present invention in which two polarizing plates are arranged in a cell.
【図６】図６は、非線形素子および３端子素子の例を示
す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a non-linear element and a three-terminal element.
【図７】図７は、立下り時間を測定するために印加した
パルス波を示すチャートである。FIG. 7 is a chart showing pulse waves applied to measure the fall time.
【図８】図８は、ヒステリシスの急峻性をチャートから
求める方法の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a method for obtaining steepness of hysteresis from a chart.
【図９】図９は、実施例２におけるヒステリシスの急峻
性を求めるためのチャートである。FIG. 9 is a chart for obtaining the steepness of hysteresis in the second embodiment.
【図１０】図１０は、比較例１におけるヒステリシスの
急峻性を求めるためのチャートである。10 is a chart for obtaining steepness of hysteresis in Comparative Example 1. FIG.
【図１１】図１１は、実施例３におけるヒステリシスの
急峻性を求めるためのチャートである。FIG. 11 is a chart for obtaining steepness of hysteresis in the third embodiment.
【図１２】図１２は、比較例２におけるヒステリシスの
急峻性を求めるためのチャートである。12 is a chart for obtaining steepness of hysteresis in Comparative Example 2. FIG.
【図１３】図１３は、実施例４におけるヒステリシスの
急峻性を求めるためのチャートである。FIG. 13 is a chart for obtaining steepness of hysteresis in the fourth embodiment.
【図１４】図１４は、比較例３におけるヒステリシスの
急峻性を求めるためのチャートである。14 is a chart for obtaining steepness of hysteresis in Comparative Example 3. FIG.
【図１５】図１５は、4-オクチルオキシベンゾイルオキ
シ-2-フルオロ安息香酸 (R)-1-トリフルオロメチル-6-
エトキシヘキシルエステル［例示化合物（３）］の1Ｈ
−ＮＭＲスペクトルのチャ−トである。FIG. 15 shows 4-octyloxybenzoyloxy-2-fluorobenzoic acid (R) -1-trifluoromethyl-6-
1 H of ethoxyhexyl ester [exemplary compound (3)]
-A chart of the NMR spectrum.
11a,11b,27,37,47,57・・・透明基板 12,23,33,43,53・・・液晶材料 13,58・・・セル 14・・・間隙 15a,15b,25,35,45,55・・・透明電極 26・・・同心円形状のスペーサ 36・・・クシ型スペーサ 46・・・ファイバー 56・・・偏光板 11a, 11b, 27,37,47,57 ・ ・ ・ Transparent substrate 12,23,33,43,53 ・ ・ ・ Liquid crystal material 13,58 ・ ・ ・ Cell 14 ・ ・ ・ Gap 15a, 15b, 25,35, 45,55 ・ ・ ・ Transparent electrodes 26 ・ ・ ・ Concentric spacers 36 ・ ・ ・ Cushion spacers 46 ・ ・ ・ Fibers 56 ・ ・ ・ Polarizers
フロントページの続き (72)発明者 丸 山 豊太郎 千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二号580番32 三 井石油化学工業株式会社内 (72)発明者 藤 山 高 広 千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二号580番32 三 井石油化学工業株式会社内Front page continuation (72) Inventor Toyaro Maruyama 580-2 Takuji Nagaura, Sodegaura City, Chiba Prefecture Mitsui Petrochemical Industry Co., Ltd. (72) Takahiro Fujiyama Takuji Nagaura, Sodegaura City, Chiba Prefecture 580th 32 Mitsui Petrochemical Industry Co., Ltd.
Claims (8)
酸エステル化合物； 【化１】 ［上記式［I］において、Ｒは、炭素数３〜２０のアル
キル基またはペルフルオロアルキル基を表し（ただし、
これらの基中に存在する１個、または隣接していない２
個以上の-CH2-基、または-CF2-基は、-O-基で置き換え
られていてもよい）、 Ｘは、-O-基または単結合を表し、 Ｒ2は、炭素数１〜４の直鎖状アルキル基を表し、 ｍは４、５、６のいずれかの整数である。］。1. A fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the following formula [I]: [In the above formula [I], R represents an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms or a perfluoroalkyl group (provided that
1 present in these groups or 2 not adjacent
Or more —CH 2 — groups, or —CF 2 — groups may be replaced by —O— groups), X represents an —O— group or a single bond, and R 2 represents a carbon number of 1 4 represents a linear alkyl group, and m is an integer of 4, 5, or 6. ].
ッ素カルボン酸エステル化合物。2. In the above formula [I], R represents an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms, X represents an —O— group, R 2 represents a —C 2 H 5 group, and m Is 5. The fluorine-containing carboxylic acid ester compound according to claim 1, which is 5.
酸エステル化合物からなる液晶材料； 【化２】 ［上記式［I］において、Ｒは、炭素数３〜２０のアル
キル基またはペルフルオロアルキル基を表し（ただし、
これらの基中に存在する１個、または隣接していない２
個以上の-CH2-基、または-CF2-基は、-O-基で置き換え
られていてもよい）、 Ｘは、-O-基または単結合を表し、 Ｒ2は、炭素数１〜４の直鎖状アルキル基であり、 ｍは４、５、６のいずれかの整数である。］。3. A liquid crystal material comprising a fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the following formula [I]: [In the above formula [I], R represents an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms or a perfluoroalkyl group (provided that
1 present in these groups or 2 not adjacent
Or more —CH 2 — groups, or —CF 2 — groups may be replaced by —O— groups), X represents an —O— group or a single bond, and R 2 represents a carbon number of 1 To 4 are straight-chain alkyl groups, and m is an integer of 4, 5, or 6. ].
フッ素カルボン酸エステル化合物からなる液晶材料。4. In the above formula [I], R represents an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms, X represents an —O— group, R 2 represents a —C 2 H 5 group, and m Is a liquid crystal material comprising the fluorine-containing carboxylic acid ester compound according to claim 3.
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； 【化３】 ［上記式［I］において、Ｒは、炭素数３〜２０のアル
キル基またはペルフルオロアルキル基を表し（ただし、
これらの基中に存在する１個、または隣接していない２
個以上の-CH2-基、または-CF2-基は、-O-基で置き換え
られていてもよい）、 Ｘは、-O-基または単結合を表し、 Ｒ2は、炭素数１〜４の直鎖状アルキル基を表し、 ｍは４、５、６のいずれかの整数である。］。5. A liquid crystal composition containing a fluorine-containing carboxylic acid ester compound represented by the following formula [I]: [In the above formula [I], R represents an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms or a perfluoroalkyl group (provided that
1 present in these groups or 2 not adjacent
Or more —CH 2 — groups, or —CF 2 — groups may be replaced by —O— groups), X represents an —O— group or a single bond, and R 2 represents a carbon number of 1 4 represents a linear alkyl group, and m is an integer of 4, 5, or 6. ].
ッ素カルボン酸エステル化合物を含有する液晶組成物。6. In the above formula [I], R represents an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms, X represents an —O— group, R 2 represents a —C 2 H 5 group, and m Is 5. The liquid crystal composition containing the fluorine-containing carboxylic acid ester compound according to claim 5.
該基板によって構成されるセルと、前記基板間の間隙に
充填される液晶組成物とを有する液晶素子であって、 該液晶組成物が下記式［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素子； 【化４】 ［上記式［I］において、Ｒは、炭素数３〜２０のアル
キル基またはペルフルオロアルキル基を表し（ただし、
これらの基中に存在する１個、または隣接していない２
個以上の-CH2-基、または-CF2-基は、-O-基で置き換え
られていてもよい）、 Ｘは、-O-基または単結合を表し、 Ｒ2は、炭素数１〜４の直鎖状アルキル基を表し、 ｍは４、５、６のいずれかの整数である。］。7. A liquid crystal device having two substrates facing each other with a gap therebetween, a cell constituted by the substrates, and a liquid crystal composition filled in the gap between the substrates, the liquid crystal composition comprising: A liquid crystal device characterized by containing a carboxylic acid ester compound represented by the following formula [I]: [In the above formula [I], R represents an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms or a perfluoroalkyl group (provided that
1 present in these groups or 2 not adjacent
Or more —CH 2 — groups, or —CF 2 — groups may be replaced by —O— groups), X represents an —O— group or a single bond, and R 2 represents a carbon number of 1 4 represents a linear alkyl group, and m is an integer of 4, 5, or 6. ].
８のアルキル基を表しＸは、-O-基を表し、 Ｒ2は、−Ｃ2Ｈ5基を表し、 ｍは、５であることを特徴とする請求項７に記載の液晶
素子。8. In the above formula [I], R has 6 to 1 carbon atoms.
8. The liquid crystal element according to claim 7, wherein X represents an alkyl group of 8, an —O— group, R 2 represents a —C 2 H 5 group, and m is 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32018095A JPH09157224A (en) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | Fluorine-containing carboxylic acid ester compound, liquid crystal material, liquid crystal composition and liquid crystal element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09157224A true JPH09157224A (en) | 1997-06-17 |
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ID=18118595
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| JP32018095A Pending JPH09157224A (en) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | Fluorine-containing carboxylic acid ester compound, liquid crystal material, liquid crystal composition and liquid crystal element |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09157224A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010024232A (en) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Dongjin Semichem Co Ltd | Optically active benzoate compound, and method for producing the same |
-
1995
- 1995-12-08 JP JP32018095A patent/JPH09157224A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
| JP2010024232A (en) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Dongjin Semichem Co Ltd | Optically active benzoate compound, and method for producing the same |
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