JPH08113553A

JPH08113553A - 反強誘電性液晶化合物およびそれを含む液晶組成物

Info

Publication number: JPH08113553A
Application number: JP6277109A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Okabe; 伸宏岡部; Hiroyuki Mogamiya; 浩之最上谷; Osamu Nonaka; 修野中
Original assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Current assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】骨格構造を構成するベンゼン核の特定位置に
フッ素置換基を有する新規反強誘電性液晶化合物および
それを含む液晶組成物の提供。【構成】一般式〔Ｉ〕【化１】（式中、ｍ＝４〜１４、ｎ＝４〜１２、Ｃｆ＝ＣＨ₃又
はＣＦ₃であり、＊は光学活性中心を示す。）で表され
る化合物よりなることを特徴とする光学的三安定状態を
示す反強誘電性液晶化合物およびそれを含む液晶組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な反強誘電性液晶
化合物に関する。

【０００２】

【従来技術】液晶表示素子は、１）低電圧作動性、２）
低消費電力性、３）薄形表示、４）受光型などの優れた
特徴を有するため、現在まで、ＴＮ方式、ＳＴＮ方式、
ゲスト−ホスト（Ｇｅｓｔ−Ｈｏｓｔ）方式などが開発
され実用化されている。しかし、現在広く利用されてい
るネマチック液晶を用いたものは、応答速度が数ｍｓｅ
ｃ〜数十ｍｓｅｃと遅い欠点があり、応用上種々の制約
を受けている。これらの問題を解決するため、ＳＴＮ方
式や薄層トランジスタ方式などを用いたアクティブマト
リックス方式などが開発されたが、ＳＴＮ型表示素子
は、表示コントラストや視野角などの表示品位は優れた
ものとなったが、セルギャップやチルト角の制御に高い
精度を必要とすることや応答がやや遅いことなどが問題
となっている。薄膜トランジスタ方式は構造が複雑で製
造時の歩留りが低く、結果的に高価につく。このため、
応答性のすぐれた新しい液晶表示方式の開発が要望され
ており、光学応答時間がμｓｅｃオーダーと極めて短か
い超高速デバイスが可能になる強誘電性液晶の開発が試
みられていた。強誘電性液晶は、１９７５年、Ｍｅｙｏ
ｒ等によりＤＯＢＡＭＢＣ（ｐ−デシルオキシベンジリ
デン−ｐ−アミノ−２−メチルブチルシンナメート）が
初めて合成された（ＬｅＪｏｕｒｎａｌｄｅＰｈ
ｙｓｉｑｕｅ，３６巻１９７５，Ｌ−６９）。さらに、
１９８０年、ＣｌａｒｋとＬａｇａｗａｌｌによりＤＯ
ＢＡＭＢＣのサブマイクロ秒の高速応答、メモリー特性
など表示デバイス上の特性が報告されて以来、強誘電性
液晶が大きな注目を集めるようになった〔Ｎ．Ａ．Ｃｌ
ａｒｋ，ｅｔａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．
３６．８９９（１９８０）〕。しかし、彼らの方式に
は、実用化に向けて多くの技術的課題があり、特に室温
でディスプレーに要求される実用特性を満足する強誘電
性液晶はほとんど無く、表示ディスプレーに不可欠な液
晶分子の配列制御に有効かつ実用的な方法も確立されて
いなかった。この報告以来、液晶材料／デバイス両面か
らの様々な試みがなされ、ツイスト二状態間のスイッチ
ングを利用した表示デバイスが試作され、それを用いた
高速電気光学装置も例えば特開昭５６−１０７２１６号
などで提案されているが、高いコントラストや適正なし
きい値特性は得られていない。このような視点から他の
スイッチング方式についても探索され、過渡的な散乱方
式が提案された。その後、１９８８年に本発明者らによ
る三安定状態を有する液晶の三状態スイッチング方式が
報告された〔Ａ．Ｄ．Ｌ．Ｃｈａｎｄａｎｉ，Ｔ．Ｈａ
ｇｉｗａｒａ，Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉｅｔａｌ．，Ｊａｐ
ａｎ．Ｊ．ｏｆＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２７，（５），
Ｌ７２９−Ｌ７３２（１９８８）〕。前記「三安定状態
を有する」とは、第一の電極基板と所定の間隙を隔てて
配置されている第二の電極基板との間に反強誘電性液晶
が挟まれてなる液晶電気光学装置において、前記第一及
び第二の電極基板に電界形成用の電圧が印加されるよう
構成されており、図１Ａで示される三角波として電圧を
印加したとき、前記反強誘電性液晶が、無電界時に分子
配向が第一の安定状態〔図３（ａ）〕になり、液晶電気
光学装置の透過率が第一の安定状態（図１Ｄの）を示
し、かつ、電界印加時に一方の電界方向に対し分子配向
が前記第一の安定状態とは異なる第二の安定状態〔図３
（ｂ）〕になり液晶電気光学装置の透過率が第２の安定
状態（図１Ｄの）を示し、さらに他方の電界方向に対
し前記第一及び第二の安定状態とは異なる第三の分子配
向安定状態〔図３（ｃ）〕になり液晶電気光学装置の透
過率が第三の安定状態（図１Ｄの）を示すことを意味
する。なお、この三安定状態を利用する液晶電気光学装
置については、本出願人は特願昭６３−７０２１２号と
して出願し、特開平２−１５３３２２号として公開され
ている。三安定状態を示す反強誘電性液晶の特徴をさら
に詳しく説明する。クラーク／ラガウェル（Ｃｌａｒｋ
−Ｌａｇａｗａｌｌ）により提案された表面安定化強誘
電性液晶素子では、Ｓ＊C相において強誘電性液晶分子
が図２（ａ）および（ｂ）のように一方向に均一配向し
た２つの安定状態を持ち、印加電界の方向により、どち
らか一方の状態に安定化され、電界を切ってもその状態
が保持される。しかしながら実際には、強誘電性液晶分
子の配向状態は、液晶分子のダイレクターが捩れたツイ
スト二状態を示したり、層がくの字に折れ曲ったシエブ
ロン構造を示す。シエブロン層構造では、スイッチング
角が小さくなり低コントラストの原因になるなど、実用
化へ向けて大きな障害になっている。一方、“反”強誘
電性液晶は三安定状態を示すＳｍＣ＊A相では、上記液
晶電気光学装置において、無電界時には、図３（ａ）に
示すごとく隣り合う層毎に分子は逆方向に傾き反平行に
配列し、液晶分子の双極子はお互に打ち消し合ってい
る。したがって、液晶層全体として自発分極は打ち消さ
れている。この分子配列を示す液晶相は、図１Ｄのに
対応している。さらに、（＋）又は（−）のしきい値よ
り充分大きい電圧を印加すると、図３（ｂ）および
（ｃ）に示すごとく液晶分子が同一方向に傾き、平行に
配列する。この状態では、分子の双極子も同一方向に揃
うため自発分極が発生し、強誘電相となる。“反”強誘
電性液晶のＳｍＣ＊A相においては、無電界時の“反”
強誘電相と印加電界の極性による２つの強誘電相が安定
になり、“反”強誘電相と２つの強誘電相間を直流的し
きい値をもって三安定状態間をマイクロセカンドオーダ
ーの高速スイッチングを行うものである。すなわち、印
加電界の極性と大きさにより液晶の分子配列が変化し
て、液晶の光学軸を三状態に変化させることができ、こ
のような液晶の三状態を一対の偏光板にはさみ込むこと
により電気光学的表示装置として用いることができる。
交流三角波の印加電圧に対して光透過率をプロットする
と図４のようなダブル・ヒステリシスを示す。このダブ
ル・ヒステリシスに、図４の（Ａ）に示すようにバイア
ス電圧を印加して、さらにパルス電圧を重畳することに
よりメモリー効果を実現できる特徴を有する。そして、
“反”強誘電性液晶では、プラス側とマイナス側の両方
のヒステリシスを交互に使い画像表示を行なうことがで
きるため、自発分極に基づく内部電界の蓄積による画像
の残像現象を防止することができる。さらに、電界印加
により強誘電相は層がストレッチされ、ブックシエルフ
構造となる。一方、第一安定状態の“反”強誘電相では
類似ブックシエルフ構造となる。この電界印加による層
構造スイッチングが液晶層に動的シエアーを与えるため
駆動中に配向欠陥が改善され、良好な分子配向が実現で
きる。以上のように、“反”強誘電性液晶は、１）高速
応答が可能で、２）高いコントラストと広い視野角およ
び３）良好な配向特性とメモリー効果が実現できる、非
常に有用な液晶化合物と言える。“反”強誘電性液晶の
三安定状態を示す液晶相については、１）Ａ．Ｄ．Ｌ．
Ｃｈａｎｄａｎｉｅｔａｌ.，ＪａｐａｎＪ．Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ.，２８，Ｌ−１２６５（１９８９）お
よび２）Ｈ．Ｏｒｉｈａｒａｅｔａｌ.，Ｊａｐａｎ
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ.，２９，Ｌ−３３３（１９
９０）に報告されており、“反”強誘電的性質にちなみ
Ｓ＊Ｃ A相（ＡｎｔｉｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＳ
ｍｅｃｔｉｃＣ＊相）と命名しているが本発明者ら
は、この液晶相が三安定状態間のスイッチングを行なう
ためＳ＊(3)相（本明細書ではＳｍＣ＊A相と表示）と定
義した。三安定状態を示す“反”強誘電相ＳｍＣ＊Aを
相系列に有する液晶化合物は、本発明者の出願した特開
平１−３１６３６７号、特開平１−３１６３７２号、特
開平１−３１６３３９号、特開平２−２８１２８号及び
市橋等の特開平１−２１３３９０号公報があり、また三
安定状態を利用した液晶電気光学装置としては本出願人
は特開平２−４０６２５号、特開平２−１５３３２２
号、特開平２−１７３７２４号において新しい提案を行
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、骨格構造を
構成するベンゼン核の特定位置にフッ素置換基を有する
新規反強誘電性液晶化合物およびそれを含む液晶組成物
を提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一般式〔Ｉ〕

【化４】（式中、ｍ＝４〜１４、ｎ＝４〜１２、Ｃｆ＝ＣＨ₃又
はＣＦ₃であり、＊は光学活性中心を示す。）で表され
る化合物よりなることを特徴とする光学的三安定状態を
示す反強誘電性液晶化合物に関する。下記の構造を有す
る化合物の骨格部において、フッ素の有無、置換位置の
違いにより反強誘電相〔Ｓ＊(3)〕の出現の有無があ
る。光学活性部がＣＦ₃の場合、フッ素が無い場合、
およびの位置にフッ素置換された化合物のみ反強誘電
相〔Ｓ＊(3)〕が出現する。光学活性部がＣＨ₃の場合、
の位置にフッ素置換された化合物のみ反強誘電相〔Ｓ
＊(3)〕が出現する。以上のことから、の位置にフッ
素置換された化合物は、すなわち、本発明の化合物は反
強誘電相〔Ｓ＊(3)〕を出現することができる。

【０００５】

【化５】

【０００６】本発明の化合物の合成例としては次のよう
なものがある。２−フルオロ−４−ベンジルオキシ安息
香酸クロライドと光学活性な１，１，１−トリフルオロ
−２−アルカノールとを反応させて、２−フルオロ−４
−ベンジルオキシ安息香酸１，１，１−トリフルオロ
−２−アルキルエステルを得、これを水素化分解して、
２−フルオロ−４−ヒドロキシ安息香酸１，１，１−
トリフルオロ−２−アルキルエステルを得た。得られた
アルキルエステルと４−ｎ−アルキルカルボニルオキシ
安息香酸とをジシクロヘキシルカルボジイミドの存在下
に反応させて目的化合物である光学活性な３−フルオロ
−４−（１，１，１−トリフルオロ−２−アルキルオキ
シカルボニル）フェニル４−ｎ−アルキルカルボニル
オキシベンゾエートを得る。

【０００７】

【実施例】以下に実施例により本発明の化合物につき説
明するが、これに限定されるものではない。

【０００８】実施例１１）１，１，１−トリフルオロ−２−デシル２′−
フルオロ−４′−ベンジルオキシベンゾエートの合成

【化６】２−フルオロ−４−ベンジルオキシ安息香酸クロリド
１．３０ｇを塩化メチレン１０ｍｌに溶解させ、次いで
光学活性な１，１，１−トリフルオロ−２−デカノール
０．９６ｇとジメチルアミノピリジン０．５５ｇとトリ
エチルアミン０．４８ｇとを塩化メチレン２０ｍｌに溶
解した溶液を氷冷下にて少量づつ加えた。反応混合物を
室温に戻し、一昼夜反応させ、反応液を氷水に投入し、
塩化メチレンにて抽出し塩化メチレン相を希塩酸、水、
１Ｎ炭酸ナトリウム水溶液、水にて順次洗浄し、無水硫
酸マグネシウムにて乾燥して溶媒を留去し、粗生成物を
得た。これをトルエン−シリカゲルカラムクロマトグラ
フで処理し、さらにエタノールにて再結晶して目的物
１．８０ｇを得た。２）１，１，１−トリフルオロ−２−デシル２′−
フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエートの合成

【化７】１）で得られた化合物をエタノール１５ｍｌに溶解し、
１０％担持Ｐｄ−カーボン０．３６ｇを加え、水素雰囲
気下水添反応を行ない、目的化合物１．４０ｇを得た。３）４−ｎ−デカノイルオキシ安息香酸の合成

【化８】４−ヒドロキシ安息香酸１．９ｇとトリエチルアミン
１．４ｇとをジクロロメタン４０ｍｌに溶解する。デカ
ノイルクロライド２．７ｇとジメチルアミノピリジン
０．２ｇとを加え、室温にて約２０時間かきまぜる。希
塩酸を加え、分液ロートにて有機層を分離する。溶媒を
留去し、残査物をｎ−ヘキサンにて洗浄した後、乾燥さ
せ、目的化合物約２．７ｇを得る。４）３−フルオロ−４−（１，１，１−トリフルオロ
−２−デシルオキシカルボニル）フェニル４−ｎ−デ
カノイルオキシベンゾエートの合成

【化９】３）で得た４−ｎ−デカノイルオキシ安息香酸０．２８
ｇと、２）で得た１，１，１−トリフルオロ−２−デシ
ル２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエート
０．３２ｇとを約３０ｍｌのテトラヒドロフラン中に溶
解する。ジシクロヘキシルカルボジイミド０．２５ｇと
ジメチルアミノピリジン０．０２ｇとを加え、室温にて
約２０時間かきまぜる。溶媒を留去後、残査物をジクロ
ロメタンに溶解し、水洗する。有機層を無水硫酸マグネ
シウムにて乾燥後、溶媒を留去する。残査物をシリカゲ
ルカラムクロマトグラフ（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エ
チル＝２０／１）にて精製し、目的化合物０．２０ｇを
得る。ホットステージの偏光顕微鏡観察により次の相転
移温度（℃）を得た。

【表１】ここで、Ｓ＊(3)は三安定状態を示す相である。

【０００９】実施例２１）１，１，１−トリフルオロ−２−オクチル２′
−フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエートの合成

【化１０】実施例１の１）において用いた光学活性な１，１，１−
トリフルオロ−２−デカノール０．９６ｇの代わりに、
１，１，１−トリフルオロ−２−オクチルアルコール
０．９５ｇを用いて同様に反応させる。得られた１，
１，１−トリフルオロ−２−オクチル２′−フルオロ
−４′−ベンジルオキシベンゾエートを実施例１の２）
と同様の手法で、水素化分解し、目的物１．３８ｇを得
た。２）３−フルオロ−４−（１，１，１−トリフルオロ
−２−オクチルオキシカルボニル）フェニル４−ｎ−
デカノイルオキシベンゾエートの合成

【化１１】実施例１の４）で用いた１，１，１−トリフルオロ−２
−デシル２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエ
ート０．３２ｇの代わりに実施例２の１）で得た１，
１，１−トリフルオロ−２−オクチル２′−フルオロ
−４′−ヒドロキシベンゾエート０．３５ｇを用いて、
同様の反応をさせ、処理を施して、目的化合物０．１８
ｇを得る。ホットステージ付偏光顕微鏡観察により、次
の相転移温度（℃）を得た。

【表２】

【００１０】実施例３１）１，１，１−トリフルオロ−２−ヘキシル２′
−フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエートの合成

【化１２】実施例１の１）において用いた光学活性な１，１，１−
トリフルオロ−２−デカノール０．９６ｇの代わりに、
１，１，１−トリフルオロ−２−ヘキサノール０．９７
ｇを用いて同様に反応させる。得られた１，１，１−ト
リフルオロ−２−ヘキシル２′−フルオロ−４′−ベ
ンジルオキシベンゾエートを実施例１の２）と同様の手
法で、水素化分解し、目的物１．４０ｇを得た。２）３−フルオロ−４−（１，１，１−トリフルオロ
−２−ヘキシルオキシカルボニル）フェニル４−ｎ−
デカノイルオキシベンゾエートの合成

【化１３】実施例１の４）で用いた１，１，１−トリフルオロ−２
−デシル２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエ
ート０．３２ｇの代わりに実施例３の１）で得た１，
１，１−トリフルオロ−２−ヘキシル２′−フルオロ
−４′−ヒドロキシベンゾエート０．３０ｇを用いて、
同様の反応をさせ、処理を施して、目的化合物０．１６
ｇを得る。ホットステージ付偏光顕微鏡観察により、次
の相転移温度（℃）を得た。

【表３】

【００１１】実施例４１）２−オクチル２′−フルオロ−４′−ヒドロキ
シベンゾエートの合成

【化１４】実施例１の１）において用いた光学活性な１，１，１−
トリフルオロ−２−デカノール０．９６ｇの代わりに、
光学活性な２−オクチルアルコール０．６５ｇを用いて
同様に反応させる。得られた２−オクチル２′−フル
オロ−４′−ベンジルオキシベンゾエートを実施例１の
２）と同様の手法で、水素化分解し、目的物０．８２ｇ
を得た。２）３−フルオロ−４−（２−オクチルオキシカルボ
ニル）フェニル４−ｎ−デカノイルオキシベンゾエー
トの合成

【化１５】実施例１の４）で用いた１，１，１−トリフルオロ−２
−デシル２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエ
ート０．３２ｇの代わりに実施例４の１）で得た２−オ
クチル２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエー
ト０．２２ｇを用いて、同様の反応をさせ、処理を施し
て、目的化合物０．１１ｇを得る。ホットステージ付偏
光顕微鏡観察により、次の相転移温度（℃）を得た。

【表４】

【００１２】実施例５１）２−ヘキシル２′−フルオロ−４′−ヒドロキ
シベンゾエートの合成

【化１６】実施例１の１）において用いた光学活性な１，１，１−
トリフルオロ−２−デカノール０．９６ｇの代わりに、
光学活性な２−ヘキサノール０．５５ｇを用いて同様に
反応させる。得られた２−ヘキシル２′−フルオロ−
４′−ベンジルオキシベンゾエートを実施例１の２）と
同様の手法で、水素化分解し、目的物０．７１ｇを得
た。２）３−フルオロ−４−（２−ヘキシルオキシカルボ
ニル）フェニル４−ｎ−デカノイルオキシベンゾエー
トの合成

【化１７】実施例１の４）で用いた１，１，１−トリフルオロ−２
−デシル２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエ
ート０．３２ｇの代わりに実施例５の１）で得た２−ヘ
キシル２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベンゾエー
ト０．２２ｇを用いて、同様の反応をさせ、処理を施し
て、目的化合物０．１０ｇを得る。ホットステージ付偏
光顕微鏡観察により、次の相転移温度（℃）を得た。

【表５】

【００１３】実施例６１）４−ｎ−ウンデカノイルオキシ安息香酸の合成

【化１８】実施例１の３）において用いたデカノイルク
ロライド２．７ｇの代わりに、ウンデカノイルクロライ
ド２．９ｇを用いて、同様の手法により目的化合物約
２．７ｇを得る。２）３−フルオロ−４−（１，１，１−トリフルオロ
−２−デシルオキシカルボニル）フェニル４−ウンデ
カノイルオキシベンゾエートの合成

【化１９】実施例１の４）において用いた４−ｎ−デカ
ノイルオキシ安息香酸０．２８ｇの代わりに実施例６の
１）で得た４−ｎ−ウンデカノイルオキシ安息香酸０．
３ｇを用いて、同様の手法により、目的化合物０．２１
ｇを得る。ホットステージを用いた偏光顕微鏡観察によ
り、次の相転移温度（℃）を得た。

【表６】

【００１４】実施例７１）３−フルオロ−４−（１，１，１−トリフルオロ
−２−オクチルオキシカルボニル）フェニル４−ウン
デカノイルオキシベンゾエートの合成

【化２０】実施例１の４）において用いた１，１，１−トリフルオ
ロ−２−デシル２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベ
ンゾエート０．３２ｇの代わりに実施例２の１）で得た
１，１，１−トリフルオロ−２−オクチル２′−フル
オロ−４′−ヒドロキシベンゾエート０．３０ｇを用
い、また、実施例１の４）において用いた４−ｎ−デカ
ノイルオキシ安息香酸０．２８ｇの代わりに実施例６の
１）で得た４−ｎ−ウンデカノイルオキシ安息香酸０．
３０ｇを用いて、同様の手法により、目的化合物０．２
０ｇを得る。ホットステージを用いた偏光顕微鏡観察に
より、次の相転移温度（℃）を得た。

【表７】

【００１５】実施例８１）３−フルオロ−４−（１，１，１−トリフルオロ
−２−ヘキシルオキシカルボニル）フェニル４−ウン
デカノイルオキシベンゾエートの合成

【化２１】実施例１の４）において用いた１，１，１−トリフルオ
ロ−２−デシル２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベ
ンゾエート０．３２ｇの代わりに実施例３の１）で得た
１，１，１−トリフルオロ−２−ヘキシル２′−フル
オロ−４′−ヒドロキシベンゾエート０．２９ｇを用
い、また、実施例１の４）において用いた４−ｎ−デカ
ノイルオキシ安息香酸０．２８ｇの代わりに実施例６の
１）で得た４−ｎ−ウンデカノイルオキシ安息香酸０．
３０ｇを用いて、同様の手法により、目的化合物０．１
８ｇを得る。ホットステージを用いた偏光顕微鏡観察に
より、次の相転移温度（℃）を得た。

【表８】

【００１６】実施例９１）３−フルオロ−４−（２−オクチルオキシカルボ
ニル）フェニル４−ウンデカノイルオキシベンゾエー
トの合成

【化２２】実施例１の４）において用いた１，１，１−トリフルオ
ロ−２−デシル２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベ
ンゾエート０．３２ｇの代わりに実施例４の１）で得た
２−オクチル２′−フルオロ−４′−ヒドロキシベン
ゾエート０．２２ｇを用い、また、実施例１の４）にお
いて用いた４−ｎ−デカノイルオキシ安息香酸０．２８
ｇの代わりに実施例６の１）で得た４−ｎ−ウンデカノ
イルオキシ安息香酸０．３０ｇを用いて、同様の手法に
より、目的化合物０．１１ｇを得る。ホットステージを
用いた偏光顕微鏡観察により、次の相転移温度（℃）を
得た。

【表９】

【００１７】実施例１０下記に示す化合物を各々下記に示す割合にて配合して反
強誘電性液晶組成物１を作成した。

【化２３】この反強誘電性液晶組成物１に実施例２、３、５の化合
物を各々下記に示す割合にて配合して反強誘電性液晶組
成物２、３、４を作成した。

【化２４】前記各組成物の応答速度を図７に示す。なお、応答速度
の測定方法は以下に説明する。

【００１８】応答速度の測定方法ラビング処理したポリイミド配向膜を透明電極基板上に
有するセル厚２．０μｍの液晶セルに、実施例で得られ
た液晶化合物または液晶組成物を等方相において充填
し、液晶薄膜セルを作製した。作製した液晶セルを０．
１〜１．０℃／ｍｉｎ．の温度勾配で徐冷して析出させ
た。この液晶セルを２枚の偏光板を直交させた、光電子
増倍管付き偏光顕微鏡に電圧０Ｖの状態で暗視野となる
ように配置した。液晶が反強誘電相であるときに、セル
に±４０Ｖ、１Ｈｚの三角波電圧を印加したときの光の
相対透過率を、印加した電圧に対してグラフ化すると図
５のようになる。図に示すようにプラス電圧を印加した
ときと、マイナス電圧を印加したときとでほぼ左右対称
な二つのヒステリシスを有することが特徴である。セル
に図６に示すような±５０Ｖの矩形波を印加したときの
光の相対透過率の変化から応答時間τ、τｒ、τｄを求
めることができる。τは強誘電相状態（具体的にはマイ
ナス側の矩形波電圧終了時）から反強誘電相の状態を経
由して次の強誘電相状態（具体的にはプラス側の矩形波
電圧印加により相対透過率が９０％に達したとき）にな
るまでの時間である。τｒは反強誘電相の状態（具体的
には矩形波電圧をかけた時）から強誘電相の状態（具体
的には相対透過率が９０％に達した時）に転移するまで
の時間であり、τｄは強誘電相の状態（具体的には矩形
波電圧終了時）から反強誘電相の状態（具体的には相対
透過率が１０％になった時）になるまでの時間である。
いずれも単位はμｓｅｃ．である。応答時間τ、τｒ、
τｄが短いということは液晶の応答速度が速いことを意
味する。

【００１９】本発明の実施態様を以下に列挙する。１．一般式〔Ｉ〕

【化２５】（式中、ｍ＝４〜１４、ｎ＝４〜１２、Ｃｆ＝ＣＨ₃又
はＣＦ₃であり、＊は光学活性中心を示す。）で表され
る化合物よりなることを特徴とする光学的三安定状態を
示す反強誘電性液晶化合物。２．一般式〔II〕

【化２６】（式中、ｍ＝４〜１４、ｎ＝４〜１２であり、＊は光学
活性中心を示す。）で表される化合物よりなることを特
徴とする光学的三安定状態を示す反強誘電性液晶化合
物。３．一般式〔III〕

【化２７】（式中、ｍ＝４〜１４、ｎ＝４〜１２であり、＊は光学
活性中心を示す。）で表される化合物よりなることを特
徴とする光学的三安定状態を示す反強誘電性液晶化合
物。４．一般式〔IV〕

【化２８】〔式中、ｍ＝（８、９、１０、１１、１２）、ｎ＝
（４、６、８）であり、＊は光学活性中心を示す。〕で
表される化合物よりなることを特徴とする光学的三安定
状態を示す反強誘電性液晶化合物。５．一般式〔Ｖ〕

【化２９】〔式中、ｍ＝（８、９、１０、１１、１２）、ｎ＝
（４、６、８）であり、＊は光学活性中心を示す。〕で
表される化合物よりなることを特徴とする光学的三安定
状態を示す反強誘電性液晶化合物。６．

【化３０】（式中、＊は光学活性中心を示す。）で表される化合物
よりなることを特徴とする光学的三安定状態を示す反強
誘電性液晶化合物。７．

【化３１】（式中、＊は光学活性中心を示す。）で表される化合物
よりなることを特徴とする光学的三安定状態を示す反強
誘電性液晶化合物。８．

【化３２】（式中、＊は光学活性中心を示す。）で表される化合物
よりなることを特徴とする光学的三安定状態を示す反強
誘電性液晶化合物。９．

【化３３】（式中、＊は光学活性中心を示す。）で表される化合物
よりなることを特徴とする光学的三安定状態を示す反強
誘電性液晶化合物。１０．

【化３４】（式中、＊は光学活性中心を示す。）で表される化合物
よりなることを特徴とする光学的三安定状態を示す反強
誘電性液晶化合物。１１．前記１、２、３、４、５、６、７、８、９または
１０項記載の反強誘電性液晶化合物を１種以上含有する
ことを特徴とする液晶組成物。

【００２０】

【効果】本発明により、室温付近またはそれより低温で
反強誘電相を示す新規な反強誘電性液晶化合物を提供で
きた。本発明の液晶化合物を液晶組成物の１成分として
添加することにより、液晶組成物の応答速度を向上する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは印加される三角波を、Ｂは市販のネマチッ
ク液晶の、Ｃは二状態液晶の、Ｄは三安定状態液晶の、
それぞれの光学応答特性を示す。

【図２】クラーク／ラガウェルにより提案された強誘電
性液晶分子の二つの安定した配向状態を示す。

【図３】Ａは、本発明の“反”強誘電性液晶分子の三つ
の安定した配向状態を示す。Ｂは、Ａの各（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に対応した三状態スイッチングと液晶分
子配列の変化を示す。

【図４】“反”強誘電性液晶分子が印加電圧に対してダ
ブルヒステリシスを描いて光透過率が変化することを示
す印加電圧−光透過率特性図である。

【図５】三角波印加電圧に対する相対透過率のヒステリ
シス曲線のモデルを示す。

【図６】（Ａ）は印加電圧と時間の関係を示し、（Ｂ）
はその印加電圧がかかったときの液晶分子の応答状態を
示すグラフである。

【図７】実施例１０の組成物１、２、３および４の温度
と応答速度との関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式〔Ｉ〕【化１】（式中、ｍ＝４〜１４、ｎ＝４〜１２、Ｃｆ＝ＣＨ₃又
はＣＦ₃であり、＊は光学活性中心を示す。）で表され
る化合物よりなることを特徴とする光学的三安定状態を
示す反強誘電性液晶化合物。
【請求項２】一般式〔II〕【化２】（式中、ｍ＝４〜１４、ｎ＝４〜１２であり、＊は光学
活性中心を示す。）で表される化合物よりなることを特
徴とする光学的三安定状態を示す反強誘電性液晶化合
物。
【請求項３】一般式〔III〕【化３】（式中、ｍ＝４〜１４、ｎ＝４〜１２であり、＊は光学
活性中心を示す。）で表される化合物よりなることを特
徴とする光学的三安定状態を示す反強誘電性液晶化合
物。
【請求項４】前記請求項１、２または３記載の反強誘
電性液晶化合物を１種以上含有することを特徴とする液
晶組成物。