JP2008525331A - ビメソゲン性化合物類およびフレキソエレクトリック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、フレキソエレクトリック装置に関する。
【解決手段】本発明は、式（Ｉ）：Ｒ^１−ＭＧ^１−Ｘ^１−Ｓｐ−Ｘ^２−ＭＧ^２−Ｒ^２のビメソゲン性化合物に関し、ただし、Ｒ^１、Ｒ^２、ＭＧ^１、ＭＧ^２、Ｘ^１、Ｘ^２おぞびＳｐは請求項１で与えられる意味を有し、液晶媒体および装置中、特にフレキソエレクトリック液晶装置中における式（Ｉ）のビメソゲン性化合物の使用に関し、式（Ｉ）のビメソゲン性化合物を備える液晶媒体および装置、特にフレキソエレクトリック液晶装置に関する。
【選択図】なし

Description

本発明はビメソゲン性化合物類、それらの調製および液晶媒体および装置中、特にフレキソエレクトリック液晶装置中におけるそれらの使用に関する。本発明は、さらに、液晶媒体および装置、特にビメソゲン性化合物類を含むフレキソエレクトリック装置およびフレキソエレクトリック装置の改良に関する。

フレキソエレクトリック液晶物質は、先行技術で公知である。フレキソエレクトリック効果は、とりわけ、Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ、「Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、第２版、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ（１９９２）（非特許文献１）およびＰ．Ｇ．ｄｅＧｅｎｎｅｓら、「Ｔｈｅ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、第２版、Ｏｘｆｏｒｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ（１９９５）（非特許文献２）に記載されている。

フレキソエレクトリック歪みは、非対称な形状で電場が印加されると強い電気双極子モーメントを有する分子を含む材料で生じることができる。場が印加されていない時は、材料は歪んでおらず、バルクな分極を示さない。しなしながら、電場が存在すると、永久双極子が場に沿って整列させられ、分子の非対称な形状のために、材料は歪みを生じることとなる。このため、材料中に巨視的な分極が印加された場の方向に誘発される。

１９８７年、Ｒ．Ｂ．ＭｅｙｅｒおよびＪ．Ｓ．Ｐａｔｅｌ、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．５８（１５）、１５３８（１９８７）（非特許文献３）において、フレキソエレクトリック効果を有するキラルなネマチック材料は高速な電気光学的なスイッチングを示すはずであり、このため、これらは液晶ディスプレイおよび光学的スイッチ用の興味深い材料であると主張された。この分野の更なる研究は、例えば、Ｐ．Ｒｕｄｑｕｉｓｔら、Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．２３（４）、５０３（１９９７）（非特許文献４）に記載されている。

らせん捩れ分子配向を有するフレキソエレクトリックでキラルなネマチック液晶材料においては、らせん軸に直交する電場を印加することで、らせん軸の方向は変化せず保たれたままで分子のダイレクタに捩れが生じる。このため、材料の光学的特性、即ち、印加された場の方向に垂直な面内でのらせん軸に相対的な光学軸の傾きに変化が生じる。スイッチング角φは、傾き角θの２倍として定義される。

光学軸が傾くと、直交偏光子の間に配置されるフレキソエレクトリック材料の試料の透過性に変化が生じるため、電気光学的用途を開拓できる。

しかしながら、先行技術で公知のフレキソエレクトリックディスプレイ装置およびそれで使用される液晶材料は、いくつかの欠点を有する。即ち、ディスプレイセルの活性領域の全体に渡って均一な配列を達成することは、しばしば困難であるため、従来、小さい領域を配列できるのみであり、セルをせん断する必要があった。

さらに、ディスプレイに電場を印加すると、これまで、室温に近い温度では中程度のスイッチング角が達成できたのみであり、一方、高いスイッチング角は高い場を印加する必要があった。

ビメソゲン性化合物類およびそれらのフレキソエレクトリックディスプレイ中での使用は、例えば、ＧＢ ２ ３５６ ６２９（特許文献１）で公知である。

ＪＰ １０−２３７ ００４（Ａ）（特許文献２）には、例えば式ＩＩａのようなアルキレンジオキシ化合物類を含むハロゲンが開示されている。

ＧＢ ２ ３５６ ６２９（特許文献１） ＪＰ １０−２３７ ００４（Ａ） Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ、「Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、第２版、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ（１９９２） Ｐ．Ｇ．ｄｅＧｅｎｎｅｓら、「Ｔｈｅ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、第２版、Ｏｘｆｏｒｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ（１９９５） Ｒ．Ｂ．ＭｅｙｅｒおよびＪ．Ｓ．Ｐａｔｅｌ、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．５８（１５）、１５３８（１９８７） Ｐ．Ｒｕｄｑｕｉｓｔら、Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．２３（４）、５０３（１９９７）

本発明は、高いスイッチング角および早い応答時間を示す改良されたフレキソエレクトリック装置を提供することを目的とする。

他の目的は、特にフレキソエレクトリックディスプレイでの使用において、優れた特性を有する液晶材料を提供することであり、機械的せん断工程を利用することなくディスプレイセルの全領域に渡って良好な均一な配列、良好なコントラスト、高いスイッチング角および低温においても早い応答時間が可能となる。液晶材料は、低い融点、広いキラルネマチック相領域、小さく温度に依存しないピッチ長および高いフレキソエレクトリック係数を示す必要がある。本発明の他の目的は、以下の詳細な記載より、当業者にとっては、即時に自明である。

本発明者らは、本発明のビメソゲン性化合物類を提供することにより、上記の目的を達成できることを見出した。これらの化合物は、キラルネマチック液晶混合物中で使用されると、融点を低下させ、キラルネマチック相を広げる。特に、それらは、弾性定数Ｋ_１１およびフレキソエレクトリック係数の高い値を示す。

フレキソエレクトリック装置での使用は別としても、本発明のビメソゲン性化合物類ならびにそれらの混合物は、他の型のディスプレイおよび光学的補償または偏光フィルム、カラーフィルター、反射コレステリック、光学的旋光性および光学的情報保存のような他の光学的および電気光学的用途にも適している。

本発明はフレキソエレクトリックディスプレイ装置の幾つかの改良も達成し、これらのディスプレイの改良された電気光学的性能につながる。よって、ハイブリッド配列状態、即ち、セルの第１電極表面上ではホメオトロピック配列であり第２電極表面上ではプレナー配列である２つの透明で平坦な平行電極を備えるディスプレイセルを使用することにより、ディスプレイの改良されたフレキソエレクトリックスイッチング性能、特に高いスイッチング角、早い応答時間および良好なコントラストを、安定な配列により達成できることが見出された。

以上および以下において使用されるように、メソゲン性化合物との用語は、棒形状、広い形状またはディスク形状のメソゲン性基、即ち、該基を含む化合物中にメソゲン性挙動を誘発できる基を有する化合物類を含む。これらの化合物類は、必ずしも、それ自身でメソゲン性の挙動を示す必要はない。これらの化合物類は、他の化合物との混合物中のみ、または重合性化合物、これらの化合物またはそれらの混合物が重合された時に、メソゲン性の挙動を示すこともある。

ディスプレイセル中または基体上での液晶またはメソゲン性材料のホメオトロピック配列または配向とは、液晶またはメソゲン性材料中のメソゲン性基が、セル面または基体に対してそれぞれ実質的に垂直に配向していることを意味する。

ディスプレイセル中または基体上での液晶またはメソゲン性材料のプレナー配列または配向とは、液晶またはメソゲン性材料中のメソゲン性基が、セル面または基体に対してそれぞれ実質的に平行に配向していることを意味する。

ディスプレイセル中または２つの基体間で液晶またはメソゲン性材料のハイブリッド配列または配向との用語は、第１のセル壁に隣接しているか第１の基体上のメソゲン性基がホメオトロピック配向を示し、第２のセル壁に隣接しているか第２の基体上のメソゲン性基がプレナー配向を示すことを意味する。

本発明の１つの目的は、式Ｉのビメソゲン性化合物類である。

Ｒ^１−ＭＧ^１−Ｘ^１−Ｓｐ−Ｘ^２−ＭＧ^２−Ｒ^２ Ｉ
式中、
Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳまたは炭素数１〜２５の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、無置換またはハロゲンまたはＣＮで１置換または多置換されていてもよく、１つ以上の隣接していないＣＨ_２基は、それぞれの場合で互いに独立に、酸素原子が互いに直接結合しないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ_３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていることも可能であり、
ＭＧ^１およびＭＧ^２は、それぞれ独立に、メソゲン性基であり、
Ｓｐは、４〜４０個の炭素原子を含むスペーサー基であり、ただし、１つ以上の隣接していないＣＨ_２基は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ_３）−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ（ハロゲン）−、−ＣＨ（ＣＮ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、および
Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ独立に、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−ＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＳＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＨ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２−ＣＨ_２−または単結合であり、
該メソゲン性基ＭＧ^１およびＭＧ^２の少なくとも何れか一方は、−ＣＦ_２Ｏ−および−ＯＣＦ_２−から選ばれる１つ以上の結合基を含むことを特徴とする。

好ましくは、Ｘ^１およびＸ^２の少なくとも一方がＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＨ_２−ＣＦ_２−および−ＣＦ_２−ＣＨ_２−から選ばれている式Ｉの化合物である。

さらに特に好ましくは、対称性を有する式Ｉの化合物であるが、他の好ましい態様においては、式Ｉの化合物は非対称である。

本発明の他の目的は、式Ｉのビメソゲン性化合物類の液晶媒体および液晶装置中での使用である。

本発明の他の目的は、少なくとも２種類の成分を含み、少なくとも一方は式Ｉのビメソゲン性化合物である液晶媒体である。

本発明の他の目的は、少なくとも２種類の成分を含み、少なくとも一方は式Ｉのビメソゲン性化合物である液晶媒体を備える液晶ディスプレイである。

本発明の他の目的は、少なくとも２種類の成分を含み、少なくとも一方は式Ｉのビメソゲン性化合物である液晶媒体を備えるフレキソエレクトリック液晶ディスプレイである。

メソゲン性基ＭＧ^１およびＭＧ^２の少なくとも一方および好ましくは両方が、好ましくは、式ＩＩから選ばれる。

−Ａ^１−（Ｚ^１−Ａ^２）_ｍ− ＩＩ
式中、少なくとも１つの
Ｚ^１は−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−であり、および他の
Ｚ^１は、それぞれの場合で独立に、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、
Ａ^１およびＡ^２は、それぞれ独立に、加えて１つ以上のＣＨ基がＮにより置き換えられていてもよい１，４−フェニレン、加えて１つまたは２つの隣接していないＣＨ_２基がＯおよび／またはＳで置き換えられていてもよいトランス−１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ−（２，２，２）−オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロ−ナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロ−ナフタレン−２，６−ジイル、シクロブタン−１，３−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイルまたはジスピロ［３．１．３．１］デカン−２，８−ジイルであり、これらの全て基は無置換であるかＦ、Ｃｌ、ＣＮまたは１つ以上の水素原子がＦまたはＣｌで置換されていてもよい炭素数１〜７個のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニルまたはアルコキシカルボニル基で１置換、２置換、３置換または４置換されていることも可能であり、
ｍは、０、１、２または３である。

特に好ましくは、Ｒ^１−ＭＧ^１−Ｘ^１−およびＲ^２−ＭＧ^２−Ｘ^２が同じである式Ｉの化合物である。

本発明の他の好ましい態様は、Ｒ^１−ＭＧ^１−Ｘ^１−およびＲ^２−ＭＧ^２−Ｘ^２が異なる式Ｉの化合物である。

特に好ましくは、メソゲン性基ＭＧ^１およびＭＧ^２が１つ、２つまたは３つの６員環を含む式Ｉの化合物である。

式ＩＩの好ましいメソゲン性基の小さい群を、以下に列記する。簡単のため、これらの基の中でＰｈｅは１，４−フェニレン、ＰｈｅＬは１〜４つの基Ｌにより置換された１，４−フェニレン基で、ＬはＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＨ、ＮＯ_２またはフッ素化されていてもよい炭素数１〜７個のアルキル、アルコキシまたはアルカノイル基であり、およびＣｙｃは１，４−シクロヘキシレンである。このリストは、以下に示す補助式およびそれらの鏡像体を含む。

式中、ここでの基Ｚの少なくとも１つは−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−である。

特に好ましくは、補助式ＩＩ−１、ＩＩ−２、ＩＩ−４、ＩＩ−６、ＩＩ−７、ＩＩ−８、ＩＩ−１１、ＩＩ−１３、ＩＩ−１４、ＩＩ−１５およびＩＩ−１６である。

これらにおいて、好ましい基Ｚは、それぞれの場合で独立に、式Ｉで与えられるＺ^１の意味を有する。好ましくは、Ｚは、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合である。

非常に好ましくは、メソゲン性基ＭＧ^１およびＭＧ^２は、以下の式ＩＩａ〜ＩＩｊおよびそれらのそれぞれの鏡像体より選ばれる。

ただし、Ｌは上で与えられる意味を有し、ｒは出現するたびに独立に０、１または２である。

これらの好ましい式の中で、基

は、非常に好ましくは、

を表し、Ｌは、それぞれ独立に、上で与えられる意味の１つを有する。

特に好ましくは、補助式ＩＩａ、ＩＩｄ、ＩＩｇ、ＩＩｈ、ＩＩｉおよびＩＩｏであり、特には補助式ＩＩａおよびＩＩｄである。

Ｌは、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＨ、ＮＯ_２、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、ＯＣＨ_３、ＯＣ_２Ｈ_５、ＣＯＣＨ_３、ＣＯＣ_２Ｈ_５、ＣＯＯＣＨ_３、ＣＯＯＣ_２Ｈ_５、ＣＦ_３、ＯＣＦ_３、ＯＣＨＦ_２、ＯＣ_２Ｆ_５、特には、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、ＯＣＨ_３、ＣＯＣＨ_３およびＯＣＦ_３、最も好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＨ_３、ＯＣＨ_３およびＣＯＣＨ_３である。

非極性基を有する化合物の場合、Ｒ^１およびＲ^２は、好ましくは炭素数１５までのアルキルまたは炭素数２〜１５のアルコキシである。

アルキルまたはアルコキシ基、即ち、末端ＣＨ_２基が−Ｏ−で置き換えられている場合、これは直鎖状または分岐状のいずれでも構わない。好ましくは、直鎖状で、２、３、４、５、６、７または８個の炭素原子を有しており、従って、好ましくは、例えば、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、ヘプトキシ、またはオクトキシであり、さらには、メチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ノノキシ、デコキシ、ウンデコキシ、ドデコキシ、トリデコキシまたはテトラデコキシである。

オキサアルキル、即ち、１つの非末端のＣＨ_２基が−Ｏ−で置き換えられている場合、好ましくは、例えば、直鎖の２−オキサプロピル（即ちメトキシメチル）、２−（即ちエトキシメチル）または３−オキサブチル（即ち２−メトキシエチル）、２−、３−または４−オキサペンチル、２−、３−、４−または５−オキサヘキシル、２−、３−、４−、５−または６−オキサヘプチル、２−、３−、４−、５−、６−または７−オキサオクチル、２−、３−、４−、５−、６−、７−または８−オキサノニル、または２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−または９−オキサデシルである。

末端極性基を有する化合物の場合、Ｒ^１およびＲ^２は、ＣＮ、ＮＯ_２、ハロゲン、ＯＣＨ_３、ＯＣＮ、ＳＣＮ、ＣＯＲ^３、ＣＯＯＲ^３またはモノ、オリゴまたはポリフッ素化された炭素数１〜４のアルキルまたはアルコキシ基から選ばれる。Ｒ^３は、炭素数１〜４、好ましくは炭素数１〜３のフッ素化されていてもよいアルキルである。ハロゲンは、好ましくはＦまたはＣｌである。

特に好ましくは、式ＩのＲ^１およびＲ^２は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ_２、ＯＣＨ_３、ＣＯＣＨ_３、ＣＯＣ_２Ｈ_５、ＣＯＯＣＨ_３、ＣＯＯＣ_２Ｈ_５、ＣＦ_３、Ｃ_２Ｆ_５、ＯＣＦ_３、ＯＣＨＦ_２およびＯＣ_２Ｆ_５から選ばれ、特に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＣＨ_３およびＯＣＦ_３である。

式Ｉの化合物において、Ｒ^１およびＲ^２は、キラルまたはアキラル基でよい。キラル基の場合、それらは、好ましくは式ＩＩＩより選ばれる。

式中、
Ｘ^１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−または単結合であり、
Ｑ^１は炭素数１〜１０のアルキレンまたはアルキレン−オキシ基または単結合であり、
Ｑ^２は炭素数１〜１０のアルキルまたはアルコキシ基で、無置換、またはハロゲンまたはＣＮで１置換または多置換されていてもよく、酸素原子が互いに直接結合しないように１つ以上の隣接していないＣＨ_２基は、それぞれの場合に互いに独立に、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ_３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｓ−で置き換えられることもでき、
Ｑ^３はハロゲン、シアノ基または炭素数１〜４のアルキルまたはアルコキシ基であるがＱ^２とは異なる。

式ＩＩＩ中のＱ^１がアルキレン−オキシ基の場合、Ｏ原子はキラルＣ原子に隣接していることが好ましい。

好ましいキラル基Ｒ^１およびＲ^２は、例えば、２−ブチル（即ち、１−メチルプロピル）、２−メチルブチル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、２−オクチル、特に２−メチルブチル、２−メチルブトキシ、２−メチルペントキシ、３−メチルペントキシ、２−エチルヘキソキシ、１−メチルヘキソキシ、２−オクチルオキシ、２−オキサ−３−メチルブチル、３−オキサ−４−メチルペンチル、４−メチルヘキシル、２−ノニル、２−デシル、２−ドデシル、６−メトキシオクトキシ、６−メチルオクトキシ、６−メチルオクチルオキシ、５−メチルヘプチルオキシカルボニル、２−メチルブチリルオキシ、３−メチルバレロイルオキシ、４−メチルヘキサノイルオキシ、２−クロロプロピオニルオキシ、２−クロロ−３−メチルブチリルオキシ、２−クロロ−４−メチルバレリルオキシ、２−クロロ−３−メチルバレリルオキシ、２−メチル−３−オキサペンチル、２−メチル−３−オキサヘキシル、１−メトキシプロピル−２−オキシ、１−エトキシプロピル−２−オキシ、１−プロポキシプロピル−２−オキシ、１−ブトキシプロピル−２−オキシ、２−フルオロオクチルオキシ、２−フルオロデシルオキシである。

加えて、例えば、結晶化する傾向を低減するため、アキラルな分岐した基Ｒ^１および／またはＲ^２を含む化合物が、しばしば重要な場合がある。このタイプの分岐した基は、一般に、１つより多くは鎖の枝を含んでいない。好ましいアキラルな分岐した基は、イソプロピル、イソブチル（即ち、メチルプロピル）、イソペンチル（即ち、３−メチルブチル）、イソプロポキシ、２−メチル−プロポキシおよび３−メチルブトキシである。

式Ｉ中のスペーサー基Ｓｐについては、この目的のために当業者に公知の全ての基を使用できる。スペーサー基Ｓｐは、好ましくは、５〜４０個の炭素原子、特には５〜２５個の炭素原子、非常に好ましくは５〜１５個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状のアルキレン基で、加えて、１つ以上の隣接していないＣＨ_２基は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ_３）−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ（ハロゲン）−、−ＣＨ（ＣＮ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられることもできる。

典型的なスペーサー基は、例えば、−（ＣＨ_２）_ｏ−、−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｐ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−Ｓ−ＣＨ_２ＣＨ_２−または−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＮＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−で、ｏは５〜４０、特には５〜２５、非常に好ましくは５〜１５の整数であり、ｐは１〜８、特には１、２、３または４の整数である。

好ましいスペーサー基は、例えば、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、ジエチレンオキシエチレン、ジメチレンオキシブチレン、ペンテニレン、ヘプテニレン、ノネニレンおよびウンデセニレンである。

本発明の他の好ましい態様においては、式Ｉのキラル化合物は、式ＩＶのキラル基であるスペーサー基Ｓｐを少なくとも１つ含む。

式中、
Ｑ^１は炭素数１〜１６のアルキレンまたはアルキレン−オキシ基または単結合であり、
Ｑ^２は炭素数２〜１６のアルキルまたはアルコキシ基で、無置換、またはハロゲンまたはＣＮで１置換または多置換されていてもよく、酸素原子が互いに直接結合しないように１つ以上の隣接していないＣＨ_２基は、それぞれの場合に互いに独立に、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ_３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｓ−で置き換えられることもでき、
Ｑ^３はハロゲン、シアノ基または炭素数１〜７のアルキルまたはアルコキシ基であるがＱ^２とは異なる。

式ＩＩＩ中のＱ^１がアルキレン−オキシ基の場合、Ｏ原子はキラルＣ原子に隣接していることが好ましい。

式Ｉ中のＸ^１およびＸ^２は、好ましくは、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−または単結合である。

特に好ましくは、式ＩＩ−１およびＩＩ−２の以下の化合物である。

式中、ＲはＲ^１の意味の１つを有し、ＺはＺ^１の意味の１つを有し、Ｔは−Ｃ≡Ｃ−であり、ｏ、Ｌおよびｒは上で定義される通りであり、これらの基の好ましい意味を含む。

式Ｉの化合物は、それ自身文献に公知の方法または類似の方法で合成でき、例えば、Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ著、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ ｄｅｒ Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ、Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ市のような有機化学の標準的な著作に記載されている。いくつかの特定の調製方法は、実施例より分かる。

本発明の他の目的は、少なくとも１種類の式Ｉの化合物を含む液晶媒体である。

本発明の好ましい態様においては、液晶媒体は２〜２５種類、好ましくは３〜１５種類の化合物よりなり、そのうちの少なくとも１種類は式Ｉの化合物である。

本発明の液晶混合物は、好ましくは１〜５種類、非常に好ましくは１、２または３種類の式Ｉの化合物を含む。

他の化合物は、好ましくは、ネマチックまたはネマチック性物質より選択される低分子量液晶共成分であり、例えば、アゾキシベンゼン類、ベンジリデン−アニリン類、ビフェニル類、ターフェニル類、フェニル又はシクロヘキシル安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸のフェニルまたはシクロヘキシルエステル類、シクロヘキシル安息香酸のフェニルまたはシクロヘキシルエステル類、シクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸のフェニルまたはシクロヘキシルエステル類、安息香酸の、シクロヘキサンカルボン酸のまたはシクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸のシクロヘキシルフェニルエステル類、フェニルシクロヘキサン類、シクロヘキシルビフェニル類、フェニルシクロヘキシルシクロヘキサン類、シクロヘキシルシクロヘキサン類、シクロヘキシルシクロヘキセン類、シクロヘキシルシクロヘキシルシクロヘキセン類、１，４−ビスシクロヘキシルベンゼン類、４，４’−ビスシクロヘキシルビフェニル類、フェニル−またはシクロヘキシルピリミジン類、フェニル−またはシクロヘキシルピリジン類、フェニル−またはシクロヘキシルピリダジン類、フェニル−またはシクロヘキシルジオキサン類、フェニル−またはシクロヘキシル−１，３−ジチアン類、１，２−ジフェニルエタン類、１，２−ジシクロヘキシルエタン類、１−フェニル−２−シクロヘキシルエタン類、１−シクロヘキシル−２−（４−フェニルシクロヘキシル）エタン類、１−シクロヘキシル−２−ビフェニル−エタン類、１−フェニル２−シクロヘキシル−フェニルエタン類、ハロゲン化されていてもよいスチルベン類、ベンジルフェニルエーテル類、トラン類および置換桂皮酸類および更なるネマチックまたはネマチック性物質の類の公知の分類のものである。また、これらの化合物中の１，４−フェニレン基は、フッ素で１置換または多置換されていてもよい。

この好ましい態様の液晶混合物は、このタイプのアキラルな化合物を基礎としている。

これらの液晶混合物の成分として可能な最も重要な化合物は、以下の式で特徴付けることができる。

Ｒ’−Ｌ’−Ｇ’−Ｅ−Ｒ”
式中、Ｌ’およびＥは同一でも異なっていてもよく、それぞれの場合に互いに独立に、−Ｐｈｅ−、−Ｃｙｃ−、−Ｐｈｅ−Ｐｈｅ−、−Ｐｈｅ−Ｃｙｃ−、−Ｃｙｃ−Ｃｙｃ−、−Ｐｙｒ−、−Ｄｉｏ−、−Ｂ−Ｐｈｅ−および−Ｂ−Ｃｙｃおよびそれらの鏡像体よりなる群からの２価の基を表し、ただし、Ｐｈｅは無置換またはフッ素置換された１，４−フェニレンであり、Ｃｙｃはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−シクロヘキセニレンであり、Ｐｙｒはピリミジン−２，５−ジイルまたはピリジン−２，５−ジイルであり、Ｄｉｏは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、Ｂは２−（トランス−１，４−シクロヘキシル）エチル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイルまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルである。

これらの化合物中のＧ’は、次の２価の基、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｎ（Ｏ）Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＹ−、−ＣＨ＝Ｎ（Ｏ）−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ_２−Ｏ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ_２−Ｓ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＯＯ−Ｐｈｅ−ＣＯＯ−または単結合より選ばれ、Ｙはハロゲン、好ましくは塩素、または−ＣＮである。

Ｒ’およびＲ”は、それぞれの場合に、互いに独立に、炭素数が１〜１８、好ましくは３〜１２のアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルケニルオキシ、アルカノイルオキシ、アルコキシカルボニルまたはアルコキシカルボニルオキシであるか、あるいは、Ｒ’およびＲ”の一方は、Ｆ、ＣＦ_３、ＯＣＦ_３、Ｃｌ、ＮＣＳまたはＣＮである。

これらの化合物の殆どにおいて、Ｒ’およびＲ”は、それぞれの場合で互いに独立に、異なる鎖長のアルキル、アルケニルまたはアルコキシであり、ネマチック媒体中の炭素原子の総和は一般に２および９の間、好ましくは２および７の間である。

これらの化合物およびそれらの混合物の多くは、商業的に入手可能である。これらの化合物の全ては公知であるか、文献（例えば、Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ編、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ ｄｅｒ ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ［Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ］、Ｇｅｏｒｇ−Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ市のような標準的な著作中）に記載されているような、その反応に適する公知の正確な反応条件により、それ自身は公知の方法により調製される。ここで、それ自身は公知で、ここでは述べていない変法も利用できる。

この好ましい態様の液晶媒体は、式Ｉの１種類以上の化合物を、好ましくは５〜９０重量％、特には１０〜７５重量％、非常に好ましくは１５〜６０重量％含む。

本発明の他の好ましい態様においては、液晶媒体は、式Ｉのビメソゲン性化合物より実質的になる。

フレキソエレクトリックディスプレイの場合に必要となる、らせん捩れを液晶媒体中に誘発するために、好ましくは、１種類以上のキラルドーパントを媒体に添加する。

キラルドーパントに加えるか代えて、キラル基を有する１種類以上のビメソゲン性化合物類、またはキラル基を有する上で記載されるような１種類以上の共成分を使用することも可能である。

以上で記載されるような好ましい態様の液晶媒体は１種類以上のキラルドーパントを含み、それらは液晶相をそれ自身で示す必要はなく、それ自身で良好に均一に配列する。

特に好ましくは高いらせん捩れ力（ＨＴＰ）を有するキラルドーパントであり、特にはＷＯ９８／００４２８に記載されるようなものである。より典型的に使用されるキラルドーパントは、例えば、商業的に入手可能なＲ−８１１、Ｓ−８１１、Ｒ−１０１１、Ｓ−１０１１、Ｒ−８１１またはＣＢ１５（メルク社、ダルムスタット市、ドイツ国製）である。

特に好ましくは、式ＶＩＩ

および／または式ＶＩＩＩ

から選ばれるキラルドーパントであり、それぞれ（Ｓ，Ｓ）エナンチオマーを含む。

式中、ＥおよびＦは、それぞれ独立に、１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、ｖは０または１であり、Ｚ^０は−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−または単結合であり、Ｒは炭素数１〜１２のアルキル、アルコキシまたはアルカノイルである。

式ＶＩＩの化合物およびそれらの合成については、ＷＯ９８／００４２８に記載されている。式ＶＩＩＩの化合物およびそれらの合成については、ＧＢ２，３２８，２０７に記載されている。

式ＶＩＩおよびＶＩＩＩの上記キラル化合物は非常に高いらせん捩れ力（ＨＴＰ）を示し、よって、本発明の目的には特に有用である。

液晶媒体は、好ましくは１〜５種類、特には１〜３種類、非常に好ましくは１または２種類のキラルドーパントを、好ましくは含む。

液晶媒体中のキラルドーパントの量は、混合物の総量の好ましくは０．１〜１５重量％、特には０．３〜１０重量％、非常に好ましくは０．５〜８重量％である。

好ましくは上記式ＶＩＩおよびＶＩＩＩから選択される１種類以上、特には２、３または４種類のドーパントを含む媒体が、ドーパントの結晶化が抑制されているため、特に好ましい。

さらに好ましくは、低粘度添加剤、高い正のΔεの添加剤および高い透明点の添加剤から選ばれる１種類以上の添加剤を含む液晶媒体である。

適当な高さのΔεの添加剤は、例えば、以下の式より選ばれるメソゲン性または液晶化合物である。

式中、Ｒ^４は、炭素数１２までのアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシであり、

Ｌ^１〜Ｌ^６は、それぞれ独立に、ＨまたはＦであり、
Ｚ^２は、−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−または単結合であり、
Ｚ^３は、−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、
Ｑは、ＣＦ_２、ＯＣＦ_２、ＣＦＨ、ＯＣＦＨまたは単結合であり、
Ｙは、ＦまたはＣｌであり、
ｍは、１または２であり、および
ｎは、０または１である。

特に好ましくは、式ＩＸおよびＸの高いΔεの化合物は、以下の式より選択される。

式中、ＡｌｋｙｌはＨまたは炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｒは上記Ｒ^４の意味の１つであり、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は上記の意味を有する。

適当な高さの透明点の添加剤は、例えば、４つの６員環基を含むメソゲン性または液晶化合物である。

特に好ましくは、高い透明点の化合物は、以下の式より選択される。

式中、Ｒ^５はＲ^４の意味の１つを有し、ＸＩａ〜ＸＩｅ中の１，４−フェニレン基は、それぞれ互いに独立にフッ素により１置換または多置換されていてもよい。

適当な低さの粘度の添加剤は、例えば、非極性末端基のシクロヘキシルシクロヘキシレン類から選択されるメソゲン性または液晶化合物である。

好ましくは、低い粘度の化合物は、式ＸＩＩより選択される。

式中、Ｒ^６およびＲ^７は、式ＩＸ中のＲ^４の意味の１つを有する。

特に好ましくは、Ｒ^６および／またはＲ^７がアルケニル、好ましくは、炭素数２〜７の１Ｅ−アルケニルまたは３Ｅ−アルケニルである式ＸＩＩの化合物である。

式Ｉのビメソゲン性化合物およびそれらを含む液晶媒体は、ＳＴＮ、ＴＮ、ＡＭＤ−ＴＮ、温度補償、ゲスト−ホスト、相変化または表面安定化または重合体安定化コレステリックテクスチャー（ＳＳＣＴ、ＰＳＣＴ）ディスプレイのような液晶ディスプレイ中で使用でき、特にフレキソエレクトリック装置であり、偏光子、補償子、反射子、配列層、カラーフィルターまたはホログラフィック素子のような能動型および受動型光学素子中であり、異方的機械特性を有する接着性合成樹脂中であり、装飾および安全性用途のための化粧品、診断物品、液晶顔料であり、非線形光学子、光学的情報保存子またはキラルドーパント中である。

式Ｉの化合物およびそれより得られる混合物は、フレキソエレクトリック液晶ディスプレイにとって、特に有益である。よって、本発明の他の目的は、１種類以上の式Ｉの化合物を含むか、少なくとも１種類の式Ｉの化合物を含む液晶媒体を含むフレキソエレクトリックディスプレイである。

本発明の式Ｉのビメソゲン性化合物およびそれの混合物は、表面処理または電場のような専門家に公知の方法により、それらのコレステリック相において異なる配向状態に配列させることができる。例えば、平面（グランジャン）状態、焦点円錐状態またはホメオトロピック状態に配列することができる。さらに、強力な双極子モーメントの極性基を有する式Ｉの本発明の化合物はフレキソエレクトリックスイッチングの対象とすることができ、よって、電気光学的スイッチまたは液晶ディスプレイ中で使用することができる。

本発明の好ましい態様の異なる状態間のスイッチングを、式Ｉの本発明の化合物の試料について、以下に詳細に例示的に記載する。

この好ましい態様によれば、例えばＩＴＯ層のような電極層が被覆された２枚の平面−平行ガラス板を備えるセル中に試料を配置させ、コレステリック層において平面状態に配列させ、コレステリックらせんの軸をセル壁の法線方向に配向させる。この状態はグランジャン状態としても知られ、試料のテクスチャーは、例えば偏光顕微鏡によりグランジャンテクスチャーとして観測可能である。平面配列は、例えばセル壁を表面処理したり(例えばラビングにより)、および／またはポリイミドのような配向層で被覆することにより、達成できる。

さらに、試料を等方相まで加熱し、引き続きキラルネマチック−等方相転移に近い温度でキラルネマチック相まで冷却すること、およびセルをラビングすることで、高品位の配列で僅かな欠陥のみを有するグランジャン状態を達成できる。

平面状態においては、試料は入射光の選択的反射を示し、反射の中央波長は、材料のらせんピッチおよび平均屈折率に依存する。

例えば１０Ｈｚ〜１ｋＨｚの周波数、１２Ｖ_ｒｍｓ／μｍまでの振幅で、電極に電場を印加すると、試料はホメオトロピック状態にスイッチし、らせんは解かれ、分子は場と平行、即ち電極面の法線方向に配向される。ホメオトロピック状態では、普通の昼光で見た場合、試料は光を透過し、直交偏光子間に置いた場合、黒を示す。

ホメオトロピック状態で電場を減少または取り除くと、試料は焦点円錐テクスチャーを取り、らせん軸が場に垂直に配向した、即ち、電極面に平行で、らせん的に捩れた構造を分子が示す。焦点円錐状態は、平面状態において試料に弱い電場を印加するのみでも達成することができる。焦点円錐状態においては、普通の昼光で見た場合、試料は光を散乱し、直交偏光子間に置いた場合、明るい。

配向の異なる状態における本発明の化合物の試料は、光の異なる透過性を示す。したがって、配向のそれぞれの状態ならびに配列の質を、試料の光の透過性を測定し、印加する電場の強度に依存して制御することができる。それによって、配向の特定の状態およびこれらの異なる状態間の転移を達成するために必要な電場の強度を決定することも可能である。

式Ｉの本発明の化合物の試料中において、上記の焦点円錐状態は、多くの不規則な複屈折性の小さい領域よりなる。焦点円錐テクスチャーの核生成のための場より大きい電場を印加し、好ましくは追加的にセルをせん断することで、大きく良好に配列した領域中においてらせん軸が電極面に平行である均一に配列したテクスチャーを達成できる。Ｐ．Ｒｕｄｑｕｉｓｔら、Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．２３（４）、５０３（１９９７）のようなキラルネマチック材料の状態に関する文献によれば、このテクスチャーは均一横位らせん（ＵＬＨ）テクスチャーとも呼ばれる。このテクスチャーは、本発明の化合物のフレキソエレクトリック特性を特徴付けるために必要である。

電場を増加または減少した際に、ラビングされたポリイミド基体上において式Ｉの本発明の化合物の試料で典型的に観測されるテクスチャーの順番は、以下である。

ＵＬＨテクスチャーから出発して、本発明のフレキソエレクトリック化合物および混合物は、電場を印加することでフレキソエレクトリックスイッチングの対象となり得る。図１に示す通り、このことはセルの基体面中での材料の光軸を回転させ、材料が直交偏光子間にあるとき透過性に変化が生じることとなる。さらに、本発明の材料のフレキソエレクトリックスイッチングが、上のイントロダクション中および実施例中に詳細に記載されている。

焦点円錐テクスチャーから出発して、等方相からコレステリック相へ徐々に冷却しながらセルをせん断しつつ、例えば１０ｋＨｚの高周波数の電場を印加することにより、ＵＬＨテクスチャーを得ることも可能である。場の周波数は、異なる成分によって変化させることもある。

式Ｉのビメソゲン性化合物は巨視的に均一な配向に容易に配列させることができるため、フレキソエレクトリック液晶ディスプレイ中で特に有益であり、弾性定数Ｋ_１１の高い値および液晶媒体中の高いフレキソエレクトリック係数ｅにつながる。

液晶媒体は、好ましくは、１×１０^−１０Ｎより大きいＫ_１１および１×１０^−１０Ｃ／ｍより大きいフレキソエレクトリック係数ｅを示す。

本発明の他の特徴は、フレキソエレクトリック装置の改良に関する。特に、発明者らは、セルの壁がハイブリッド配列状態を示すディスプレイセルを使用することにより、電気光学的性能が改良されたフレキソエレクトリックディスプレイ装置を実現できることを見出した。

よって、本発明の好ましいフレキソエレクトリックデキスプレイは２枚の平面で平行な基体を備え、好ましくは、それらの内表面上がインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような透明導電性層で覆われたガラス板であり、および基体間に配置される液晶媒体で、基体の内表面の一方は液晶媒体に対してホメオトロピック配列状態を示し、反対の基体の内表面は平面配列状態を示すことを特徴とする。

平面配列状態は、例えば配列層によって達成することができ、例えば基体の最上部に塗布されたラビングされたポリイミドまたはスパッタされたＳｉＯ_ｘである。

一方、基体を直接ラビングし、即ち追加の配向層を塗布しないこともできる。例えば、ベルベット布のようなラビング布により、またはラビング布で被覆された平棒により、ラビングを達成できる。本発明の好ましい態様においては、例えば基体を横切ってブラシをかける高速スピニングローラーのようなラビングローラーを少なくとも１本用いるか、それぞれの場合で少なくとも１本のローラーがラビング布で覆われていてもよい少なくとも２本のローラー間に基体を置き、ラビングを達成する。本発明の好ましい他の態様においては、好ましくはラビング布で被覆されるローラーの周りで一定の角度を少なくとも部分的に基体を包むことにより、ラビングを達成する。

例えば基体の最上部に被覆される配向層により、ホメオトロピック配列を達成できる。ガラス基体上で使用される適当な配向剤は、例えば、アルキルトリクロロシランまたはレシチンであり、一方、プラスチック基体に対しては、レシチンの薄層、シリカまたは高傾斜ポリイミド配向フィルムを配列剤として使用できる。本発明の好ましい態様においては、シリカが被覆されたプラスチックフィルムを、基体として使用する。

平面またはホメオトロピック配列を達成するための更に適当な方法は、例えば、Ｊ．Ｃｏｇｎａｒｄ、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．７８、補足１、１〜７７（１９８１）に記載されている。

ハイブリッド配列状態のディスプレイセルを使用することで、フレキソエレクトリックスイッチングの非常に高いスイッチング角、速い応答時間および良好なコントラストを達成できる。

また、本発明のフレキソエレクトリックディスプレイは、ガラス基体の代わりにプラスチック基体を備えることもできる。プラスチックフィルム基体は、上記のようなラビングローラーによるラビング処理に、特に適している。

更に検討をしなくとも、これまでの記載を利用すれば、当業者は本発明を最大限まで利用できると確信する。したがって、以下の実施例は単に実例と解釈され、いかなる方法においても開示されていない部分を制限するものではない。

これまでおよび以下の例において、他に示さない限り、全ての温度は補正されていない摂氏温度であり、全ての部およびパーセントは重量による。

化合物の液晶相挙動を説明するために、以下の略語を使用する；Ｋ：結晶、Ｎ：ネマチック、Ｓ：スメクチック、Ｃｈ：コレステリック、Ｉ：等方。記号の間の番号は、相転移温度を℃で示す。

特に好ましい式Ｉの化合物は、メソゲン性成分にスペーサー基が酸素原子により結合されている対称な化合物で、好ましくは、補助式Ｉａ〜Ｉｅの化合物である。

式中、
ＸはＦ、ＣＮまたはＯＣＦ_３であり、および
ｎは整数で、好ましくは４〜２５の範囲、好ましくは５〜２０である。

他の特に好ましい式Ｉの化合物は、メソゲン性成分にスペーサー基が単結合により結合されている対称な化合物で、好ましくは、補助式Ｉｆ〜Ｉｊの化合物である。

式中、
ＸはＦ、ＣＮまたはＯＣＦ_３であり、および
ｎは整数で、好ましくは４〜２５の範囲、好ましくは５〜２０である。

好ましい非対称な式Ｉの化合物は以下の式の化合物であり、補助式Ｉ’ａ〜Ｉ’ｆである。

式中、
ＸはＦ、ＣＮまたはＯＣＦ_３であり、
ｎは整数で、好ましくは４〜２５の範囲、好ましくは５〜２０であり、および
Ｒ”はアルキルである。

式Ｉの化合物の更に好ましい群は以下の式の化合物であり、補助式Ｉ”ａ〜Ｉ”ｃである。

式中、
ＸはＦ、ＣＮまたはＯＣＦ_３、好ましくはＦであり、
ｎは整数で、好ましくは４〜２５の範囲、好ましくは５〜２０であり、式Ｉ”ａおよびＩ”ｂ中では好ましくは８、Ｉ”ｃ中では好ましくは６である。

また、好ましい式Ｉの化合物は、補助式Ｉ”ｄの化合物である。

式中、
Ｒ^１およびＲ^２は、式Ｉで与えられるそれぞれの意味を有し、好ましくはそれぞれ独立にアルキルまたはアルコキシであり、より好ましくはアルキルであり、最も好ましくはｎ−プロピルであり、および
ｎは整数で、好ましくは４〜２５の範囲、好ましくは５〜２０、最も好ましくは８である。

本発明の式Ｉの化合物は以下の４つの反応スキーム（Ｉ〜ＩＶ）に従って調製され、パラメータは上で与えられるそれぞれの意味を有する。

＜スキーム＞
＜スキームＩ＞

＜スキームＩＩ＞

＜スキームＩＩＩ＞

＜スキームＩＶ＞

＜例＞
以下の例は、いかなる方法でも本発明を制限することなく、本発明を説明することを意図している。しかしながら、例は、本発明により達成できる構造およびそれぞれの特性の範囲を示している。

＜例１＞
式（１）の化合物を以下に記載するように調製する。

＜工程１．１：４−ブロモ−３，５−ジフルオロ安息香酸の調製＞
−７０℃の温度に保たれている３，５−ジフルオロブロモベンゼンのＴＨＦ溶液（０．５モル［１Ｍ］）に、ｎ−ブチルリチウム（０．５５モル［１．６Ｍ］）を滴下により加える。−７０℃で１０分間攪拌した後、温度が−６０℃および−７０℃の間で保たれるに十分な少量の速度で、ＣＯ_２ガスの流れを混合物中に通して泡立たせる。従来の操作および塩基での抽出後にトルエンから再結晶して精製後、４−ブロモ−３，５−ジフルオロ安息香酸を単離する。

Ｓｃｈｌｏｓｓｅｒら、Ｔｅｔｔ．Ｌｅｔｔ．１９９６、３７、３６、６５５１と比較せよ。

＜工程１．２：４−ブロモ−３，５−ジフルオロフェニルチアニリウムトリフラートの調製＞
０℃の温度に保たれている３，５−ジフルオロブロモ安息香酸のＤＭＣスラリー（０．４モル）に、ＤＭＦを５滴添加後、混合物の温度が０℃および５℃の間で保たれるに十分な少量の速度で、塩化オキサアルキル（０．５モル）を滴下により加える。反応混合物を２時間攪拌した後、ろ過し減圧化で溶媒を除去し、４−ブロモ−３，５−ジフルオロフェニルベンゾイルクロリドを得る。

窒素雰囲気下でプロパンジオール（０．３モル）を０℃の温度まで冷却する。そして、攪拌を続けながら、４−ブロモ−３，５−ジフルオロフェニルベンゾイルクロリド（０．３モル）を素早く添加する。そして、反応混合物を−１０℃まで冷却し、トリフルオロメタンスルホン酸（０．４５モル）を添加する。反応混合物を更に１時間攪拌し、温度を５℃より低く保ちながら無水酢酸（２モル）を加える。ジエチルエーテルを添加後、−１０℃で更に１時間攪拌し、４−ブロモ−３，５−ジフルオロフェニル−チアニリウム トリフラートを濾別し、冷エーテルで洗浄する。

＜工程１．３：１−（４−ブロモ−３，５−ジフルオロフェニル）−１，１−ジフルオロ−（３，４，５−トリフルオロフェニル）メチル エーテルの調製＞
４−ブロモ−３，５−ジフルオロフェニル−チアニリウム トリフラート（０．２モル［１Ｍ］）を−７０℃でＤＣＭに溶解する。この混合物に、トリエチルアミン（０．３モル［１Ｍ］）および３，４，５−トリフルオロフェノール（０．３モル［１Ｍ］）のＤＣＭ溶液を、温度を−７０℃に保ちながら滴下により加える。温度を−７０℃に保ち、反応混合物を更に１時間攪拌する。そして、トリエチルアミン ヒドロフルオリド（１モル）を滴下により加え、反応混合物を３０分攪拌後、全て−７０℃の温度で、臭素のＤＣＭ溶液（１モル［１Ｍ］）を滴下により加える。

ＮａＯＨ（水溶液）により注意深く中和後、シリカ上のクロマトグラフィーにより抽出および精製し、ヘプタンで溶出およびペンタンより再結晶して、１−（４−ブロモ−３，５−ジフルオロフェニル）−１，１−ジフルオロ−（３，４，５−トリフルオロフェニル）メチル エーテルを、無色の固体として得る。

＜工程１．４：１−（４−ヒドロキシ−３，５−ジフルオロフェニル）−１，１−ジフルオロ−（３，４，５−トリフルオロフェニル）メチル エーテルの調製＞
１−（４−ブロモ−３，５−ジフルオロフェニル）−１，１−ジフルオロ−（３，４，５−トリフルオロフェニル）メチル エーテル（０．１モル）、ジオキサン（１００ｍｌ）、ＰｄＣｌ_２（ｄｐｐｆ）（０．００３モル）、トリエチルアミン（０．３モル）およびピナコールボラン（０．１５モル）を不活性ガス雰囲気下で混合し、８０℃で６時間（還流下）加熱する。抽出および従来の操作後、ピナコールボロン酸エステルを白色の半固体として単離する。

ピナコールボロン酸エステルをＴＨＦに溶解し、過酸化水素（０．３モル［６０体積］）を攪拌しながら滴下により加える。そして、反応混合物を周囲温度で２４時間攪拌し、そして硫酸第一鉄アンモニウム溶液により中和する。従来の操作後、シリカを通して濾過およびトルエンより再結晶し、１−（４−ヒドロキシ−３，５−ジフルオロフェニル）−１，１−ジフルオロ−（３，４，５−トリフルオロフェニル）メチル エーテルを無色の固体として得る。

Ｍｕｒａｔａら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９９７、６２、６４５８と比較。

＜工程１．５：化合物（１）の調製＞
１−（４−ヒドロキシ−３，５−ジフルオロフェニル）−１，１−ジフルオロ−（３，４，５−トリフルオロフェニル）メチル エーテル（０．２モル）、ブタノン（２００ｍｌ）、炭酸カリウム（１００ｇ）および１，９−ジブロモヘプタン（０．９５モル）を、一緒に還流下で１８時間加熱する。そして、反応混合物を濾過し、減圧下で溶媒を除去し、粗生成物を得る。この材料をシリカ上でクロマトグラフィーにより精製し、ヘプタンおよび酢酸エチルで溶出後、ヘキサンから再結晶し、無色の固体生成物を得る。

＜例２＞
例１と類似して、式（２）の化合物を調製する。

＜例３＞
例１と類似して、式（３）の化合物を調製する。

＜例４＞
例１と類似して、式（４）の化合物を調製する。

＜例５＞
例１の化合物と類似して、式（５）の化合物を調製する。

この物質（５）の相順序は、Ｃ４８℃Ｉである。

＜使用例＞
＜使用例１＞
例１の化合物の１０％を、メルク社より入手可能なネマチック液晶ホスト混合物ＺＬＩ−４７９２に溶解する。得られる混合物を、その物理的特性のために調べる。そして、化合物を加えた際の特性の変化を、化合物の濃度の１００％まで外挿する。化合物の複屈折率（Δｎ）および誘電異方性（Δε）の外挿値は、それぞれ、０．１１８および＋５．４である。

＜使用例２＞
使用例１と同様に、興味ある化合物、ただしここでは例５の化合物の１０％を、ネマチック液晶ホスト混合物ＺＬＩ−４７９２に溶解する。得られる混合物を、その物理的特性のために調べる。そして、化合物を加えた際の特性の変化を、化合物の濃度の１００％まで外挿する。外挿値は、それぞれ、Δｎ＝０．０６３６、およびΔε＝＋１４．０である。

Claims (10)

1. 式Ｉのビメソゲン性化合物類。
   Ｒ^１−ＭＧ^１−Ｘ^１−Ｓｐ−Ｘ^２−ＭＧ^２−Ｒ^２ Ｉ
   （式中、
   Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳまたは炭素数１〜２５の直鎖状または分岐状のアルキル基であり、無置換またはハロゲンまたはＣＮで１置換または多置換されていてもよく、１つ以上の隣接していないＣＨ_２基は、それぞれの場合で互いに独立に、酸素原子が互いに直接結合しないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ_３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていることも可能であり、
   ＭＧ^１およびＭＧ^２は、それぞれ独立に、メソゲン性基であり、
   Ｓｐは、４〜４０個の炭素原子を含むスペーサー基であり、ただし、１つ以上の隣接していないＣＨ_２基は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ_３）−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ（ハロゲン）−、−ＣＨ（ＣＮ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、
   Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ独立に、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−ＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＳＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、
   該メソゲン性基ＭＧ^１およびＭＧ^２の少なくとも何れか一方は、−ＣＦ_２Ｏ−および−ＯＣＦ_２−から選ばれる１つ以上の結合基を含むことを特徴とする。）
2. 前記ＭＧ^１およびＭＧ^２は、式ＩＩから選ばれることを特徴とする請求項１記載のビメソゲン性化合物類。
   −Ａ^１−（Ｚ^１−Ａ^２）_ｍ− ＩＩ
   （式中、ＭＧ^１およびＭＧ^２の少なくとも一方において、
   少なくとも１つのＺ^１は−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−であり、および
   他のＺ^１は、それぞれの場合で独立に、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−または単結合であり、
   Ａ^１およびＡ^２は、それぞれ独立に、加えて１つ以上のＣＨ基がＮにより置き換えられていてもよい１，４−フェニレン、加えて１つまたは２つの隣接していないＣＨ_２基がＯおよび／またはＳで置き換えられていてもよいトランス−１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ−（２，２，２）−オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロ−ナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロ−ナフタレン−２，６−ジイル、シクロブタン−１，３−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイルまたはジスピロ［３．１．３．１］デカン−２，８−ジイルであり、これらの全て基は無置換であるかＦ、Ｃｌ、ＣＮまたは１つ以上の水素原子がＦまたはＣｌで置換されていてもよい炭素数１〜７個のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニルまたはアルコキシカルボニル基で１置換、２置換、３置換または４置換されていることも可能であり、
   ｍは、０、１、２または３である。）
3. ＭＧ^１およびＭＧ^２の一方またはそれらの両者は、それぞれ互いに独立に、以下の式ＩＩａ〜ＩＩｊおよびそれらのそれぞれの鏡像体の群より選ばれることを特徴とする請求項１および２の少なくとも一項記載のビメソゲン性化合物類。
   

   

   
   
   

   

   （式中、Ｌは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＨ、ＮＯ_２またはフッ素化されていてもよい炭素数１〜７個のアルキル、アルコキシまたはアルカノイル基であり、ｒは出現するたびに独立に０、１または２である。）
4. Ｒ^１およびＲ^２は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ_２、ＯＣＨ_３、ＣＯＣＨ_３、ＣＯＣ_２Ｈ_５、ＣＯＯＣＨ_３、ＣＯＯＣ_２Ｈ_５、ＣＦ_３、Ｃ_２Ｆ_５、ＯＣＦ_３、ＯＣＨＦ_２およびＯＣ_２Ｆ_５から選ばれることを特徴とする請求項１ないし３の少なくとも一項記載のビメソゲン性化合物類。
5. Ｓｐは−（ＣＨ_２）_ｏ−であり、ｏは５〜１５の整数であることを特徴とする請求項１ないし４の少なくとも一項記載のビメソゲン性化合物類。
6. 請求項１ないし５の少なくとも一項記載のビメソゲン性化合物類の液晶媒体および液晶装置中での使用。
7. 少なくとも２種類の成分を含み、少なくとも一方は請求項１ないし５の少なくとも一項記載のビメソゲン性化合物である液晶媒体。
8. 少なくとも２種類の成分を含み、それらの少なくとも一方は請求項１ないし５の少なくとも一項記載のビメソゲン性化合物である液晶媒体を備える液晶装置。
9. フレキソエレクトリック装置であることを特徴とする請求項８記載の液晶装置。
10. ２つの平面平行電極を含み、その内側表面はハイブリッド配列状態示すことを特徴とする請求項８または９記載の液晶装置。