JPH05320651A

JPH05320651A - 強誘電性液晶組成物及び液晶表示素子

Info

Publication number: JPH05320651A
Application number: JP4158514A
Authority: JP
Inventors: Takami Onaka; 貴美大仲; Mitsuyoshi Ichihashi; 光芳市橋; Kazumori Minami; 一守南; Hisao Yamada; 尚郎山田; Takahiro Ishizuka; 孝宏石塚
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1993-12-03

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】高速応答性に優れ且つ配向性および双安定性
についても良好な特性を有する強誘電性液晶組成物を提
供する。【構成】下記の一般式（Ｉ）：［Ａ、Ｂ、Ｃ：二価の芳香族炭化水素基、脂環式炭化水
素基又は複素環基；Ｘ、Ｙ：-CH₂O-,-OCH₂-,-COO-,-OCO
-,-CH=CH-,-C≡C-；Ｒ¹ ：アルキル基又はアルコキシ
基；Ｒ² ：アルキル基、アルケニル基；ｎ、ｐ、ｑ：
０、１；ｍ：３〜１１の整数］で表わされるキラル化合
物、及び下記の一般式（II）：［Ｄ：２，５−ピリジニレン基；Ｒ³ 、Ｒ⁴ ：炭素原子
数６〜２０のアルキル基］で表わされる非キラル化合物
又は下記の一般式 (III)：［Ｄ：２，５−ピリジニレン基；Ｒ⁵ 、Ｒ⁶ ：炭素原子
数５〜１２のアルキル基］で表わされる非キラル化合物
を含有する強誘電性液晶組成物及びそれを用いる液晶表
示素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大面積、高密度、高速
度表示に適した強誘電性液晶組成物に関し、特に応答速
度の速い強誘電性液晶表示素子に使用するために適した
強誘電性液晶組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子の表示方式として現在広く
実用化されている代表的なものとしてねじれネマテック
（ＴＮ）型を挙げることができる。このＴＮ型は、ネマ
テック液晶相を利用する方式で、ディスプレイに用いた
場合ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)などの表示方式と比較し
て応答速度が遅い、視野角特性に劣る等の問題がある。
このため、ディスプレイに対しては、限定した用途にし
か向けられなかった。

【０００３】最近、表面安定化強誘電性液晶素子がクラ
ークとラガーウォル（Clark,Lagerwall , 特開昭５６−
１０７２１６号公報、米国特許第４，３６７，９２４号
明細書等）により提案されている。この素子は、偏光板
と組み合わされたギャップ２μｍ程度の基板にはさまれ
た強誘電性液晶が、印加電界の極性に応じてその分子長
軸の方位を変更することにより透過光量を制御するもの
で、高速な応答性と双安定性を示すことが特長である。
しかも、視野角特性においても優れているので、この素
子は、大容量高密度表示素子としての広い利用が期待さ
れている。

【０００４】上記強誘電性液晶は、液晶相の一つとし
て、カイラルスメクチックＣ（以下、Ｓｃ^* と省略す
る）相を有する。強誘電性液晶を表示素子として使用す
るには、幅広いＳｃ^* 相（実用可能な温度範囲を拡大）
を有していること、高速で応答すること、また表示時の
良好なコントラストを得るには双安定性が良好なこと及
び良好な配向性を示す等多くの特性が要求される。上記
表示素子に要求される特性の内、幅広いＳｃ^* 相は液晶
化合物の混合方法により改善が試みられており、このよ
うな組成物の調製方法としては、例えば、強誘電性を示
さないスメクチックＣ（以下、Ｓｃと省略する）相を示
す液晶化合物もしくは液晶混合物（以下、ベース液晶と
いう）に光学活性化合物を添加する方法が知られている
（Mol. Cryst. Liq. Cryst. 、89、 327 (1982)) 。ここ
では、Ｓｃ相を示すベース液晶の成分としては、フェニ
ルベンゾエート系、シッフ塩基系、ビフェニル系、フェ
ニルピリミジン系、フェニルピリジン系等の液晶化合物
が用いられている。

【０００５】高速応答化については、主に、液晶材料の
高自発分極化及び低粘度化を考慮した液晶化合物の開発
あるいは液晶の混合により改善が試みられている。すな
わち、強誘電性液晶を用いた素子（液晶分子長軸が基板
界面と平行になる傾向が強いので表面安定化強誘電性液
晶といわれる）の電界印加時の応答は、誘電異方性とと
もに自発分極（Ｐ_S ）が直接電界（Ｅ）と相互作用する
のが特徴であり、一般に応答時間（τ）は下記式： τ∝η／Ｐ_S Ｅで与えられる。ηは液晶の平均粘性係数である。上記式
より応答時間は、自発分極および電界が大きいほど、ま
た粘性係数が小さいほど早くなる。

【０００６】例えば、強誘電性液晶化合物の構造を変化
させて自発分極を増大させるようにすると、自発分極の
増大と共に粘度が増加するため応答速度はそれ程速くな
らない。又、粘度を大幅に低下させることは、自発分極
を保持しなが分子構造を変える必要があることから困難
である。自発分極を保持しながら低粘度化を実現した強
誘電性液晶化合物として、特開昭６３−２２０２４号公
報、特開平１−２４６２６９号公報に、弗素原子置換ア
ルキル鎖を有するキラル化合物が提案されている。しか
しながら、この化合物を単独で、あるいは組成物の一成
分として用いて強誘電性液晶組成物を作成しても、充分
な高速応答性を得ることができない。

【０００７】また液晶の混合による高速応答化について
は、例えば、非キラルなフェニルピリミジン系液晶であ
る５−アルキル−２−（４−アルコキシフェニル）ピリ
ミジン、５−アルキル−２−（４’−アルコキシビフェ
ニル−４）ピリミジン、５−アルコキシ−２−（４’−
アルキルビフェニル−４）ピリミジン（特開昭６１−２
９１６７９号公報、、特開平２−２６５９８６号）や、
５−アルコキシ−２−（４−アルキルフェニル）ピリミ
ジン（特開昭６２−１３７８８３号公報、特開昭６３−
３０１８７２号公報、特開平２−１７３０８９号公報）
をベース液晶として用いた液晶表示素子が提案されてい
る。これらとキラル化合物と混合して得られる強誘電性
液晶は、応答速度の点では、良好なものもあるが、配向
性が良好とはいえない、あるいは双安定性が充分でない
ため液晶を素子に組み込んだ時の表示のコントラストが
充分優れているとは言えないなどの問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、高速応
答性と幅広いＳｃ^* 相を有し、且つ配向性および双安定
性についても良好な特性を有する液晶表示素子を得るた
め、それに使用される強誘電性液晶組成物について鋭意
検討を重ねてきた。その結果、比較的低粘度で高速応答
性を示す下記一般式（Ｉ）で表されるキラル化合物と、
ネマチック相→スメチックＡ相の相変化を有し且つ広い
温度範囲のスメクチックＣ相を有するか、あるいはこれ
らの性質を示す液晶ベースの構成成分として有用な下記
一般式（II）または(III) で表される非キラル化合物と
を使用することにより、高速応答性、良好な配向性及び
双安定性を有し、駆動特性に優れた強誘電性液晶組成物
が得られることが判明した。従って、本発明は、高速応
答性に優れ且つ配向性および双安定性についても良好な
特性を有する、特に液晶表示素子用の液晶組成物として
有用な強誘電性液晶組成物を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的はキラル化合
物と非キラル化合物とからなる液晶組成物であって、該
キラル化合物が、下記の一般式（Ｉ）：

【００１０】

【化４】

【００１１】［但し、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ独立
に、ハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよい
二価の芳香族炭化水素基、二価の脂環式炭化水素基又は
二価の複素環基を表わし、Ｘ及びＹは、それぞれ独立
に、−ＣＨ₂ Ｏ−、−ＯＣＨ₂ −、−ＣＯＯ−、−ＯＣ
Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｒ¹ は、
ハロゲン原子で置換されていてもよい直鎖又は分岐のア
ルキル基又はアルコキシ基を表し（但し、隣接しないメ
チレン基の一つ以上が、Ｏ、Ｓ又はＣＯで置換されてい
てもよい）、Ｒ² は、置換されていてもよいアルキル基
又はアルケニル基を表し、ｎ、ｐ及びｑはそれぞれ独立
に０又は１を表し（但し、ｎ＝０のときｑ＝０であ
る）、ｍは、３〜１１の整数を表し、＊は不斉炭素原子
を表す。］で表わされるキラル化合物を含有し、そして
該非キラル化合物が、下記の一般式（II）：

【００１２】

【化５】

【００１３】［ただし、Ｄは、２，５−ピリジニレン基
を表わし、そしてＲ³ およびＲ⁴ は、それぞれ置換され
ていてもよい炭素原子数６〜２０の直鎖又は分岐のアル
キル基を表わし（ただし、隣接しないメチレン基の一つ
以上がＯ、Ｓ又はＣＯに置き換えられていてもよい）］
で表わされる非キラル化合物及び／又は下記の一般式
(III)：

【００１４】

【化６】

【００１５】［ただし、Ｅは、２，５−ピリジニレン基
を表わし、そしてＲ⁵ 及びＲ⁶ は、それぞれ置換されて
いてもよい炭素原子数５〜１２の直鎖又は分岐のアルキ
ル基を表わし（ただし、隣接しないメチレン基の一つ以
上がＯ、Ｓ又はＣＯに置き換えられていてもよい）］で
表わされる非キラル化合物を含有していることを特徴と
する強誘電性液晶組成物により達成することができる。

【００１６】更に、上記目的は、少なくとも透明電極及
び配向膜がこの順で設けられた基板二枚を、配向膜同士
が対面するように配設し、配向膜の間の空隙に液晶を封
入してなる液晶表示素子において、該液晶が上記の強誘
電性液晶組成物であり、該配向膜の、該強誘電性液晶組
成物のＳ_A 相でのプレティルト角が５度以上であり、少
なくとも一方の該基板の透明電極と配向膜との間に、比
誘電率が５以上である絶縁層が設けられていることを特
徴とする液晶表示素子によっても達成することができ
る。

【００１７】本発明の好適な実施態様は下記の通りであ
る。１）上記の一般式（Ｉ）で表わされるキラル化合物が、
強誘電性液晶組成物中に３〜４０重量％の範囲で含有さ
れていることを特徴とする上記の強誘電性液晶組成物及
び液晶表示素子。

【００１８】２）上記の一般式（II）で表わされる非キ
ラル化合物及び／又は上記の一般式(III) で表わされる
非キラル化合物が、強誘電性液晶組成物中に３〜３０重
量％の範囲で含有されていることを特徴とする上記の強
誘電性液晶組成物及び液晶表示素子。

【００１９】３）上記一般式（Ｉ）で表わされるキラル
化合物と上記一般式（II）及び／又は(III) で表わされ
る非キラル化合物の合計が、液晶組成物中に１２重量％
以上占めていることを特徴とする上記の強誘電性液晶組
成物及び液晶表示素子。

【００２０】４）上記一般式（Ｉ）で表わされるキラル
化合物と上記一般式（II）及び／又は(III) で表わされ
る非キラル化合物との比が、２０：８０〜８０：２０
（一般式（Ｉ）：一般式（II）又は(III) ）の範囲にあ
ることを特徴とする上記の強誘電性液晶組成物及び液晶
表示素子。

【００２１】５）上記一般式（II）及び／又は(III) で
表わされる非キラル化合物が、上記一般式(III) で表わ
される非キラル化合物であることを特徴とする上記の強
誘電性液晶組成物及び液晶表示素子。

【００２２】［発明の詳細な記述］先ず、上記一般式
（Ｉ）で表されるキラル化合物（Ｉ）について説明す
る。一般式（Ｉ）において、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ
独立に、ハロゲン原子又はシアノ基で置換されていても
よい二価の芳香族炭化水素基、二価の脂環式炭化水素基
又は二価の複素環基を表わす。このハロゲン原子として
はフッ素原子等が好ましい。またＡ、Ｂ及びＣが置換基
を有するものである場合、置換基の数は１〜６個である
ことが好ましい。二価の芳香族炭化水素基としては例え
ば１，４−フェニレン基、２，６−ナフチレン基が好ま
しく、二価の脂環式炭化水素基としては例えば１，４−
シクロヘキシレン基が好ましい。また、二価の複素環基
としては、炭素原子以外に１個以上の窒素原子を含む
（好ましくは６員環の）複素環基が好ましく、例えば、
２，５−ピリミジニレン基、２，５−ピリジニレン基、
３，６−ピリジニレン基、２，５−ピラジニレン基、
３，６−ピリダジニレン基、３，６−テトラジニレン
基、１，２，４−トリアジン−３，６−イレン基等を好
ましい例として挙げることができる。

【００２３】Ｒ¹ は、ハロゲン原子で置換されていても
よい直鎖又は分岐のアルキル基又はアルコキシ基を表
し、好ましくは、置換基を有しないか又は１〜４個のハ
ロゲン原子（好ましくはフッ素原子）で置換された、炭
素数１〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基又はアルコキ
シ基である。また、Ｒ¹ で表されるアルキル基又はアル
コキシ基の隣接しないメチレン基の一つ以上が、Ｏ、Ｓ
又はＣＯで置換されていてもよい。Ｒ¹ で表される基と
して好ましい例としては、ペンチル、ヘキシル、ヘプチ
ル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、ウンデシ
ル、７−メトキシヘプチル、８−メトキシオクチル、１
０−メトキシデシル、ペンチルオキシ、ヘキシルオキ
シ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、
デシルオキシ、ドデシルオキシ、ウンデシルオキシ、７
−メトキシヘプチルオキシ、８−メトキシオクチルオキ
シ、１０−メトキシデシルオキシ、７−メチルオクチ
ル、８−メチルノニル、９−メチルデシル、７−エチル
ノニル、７−メチルオクチルオキシ、８−メチルノニル
オキシ、オクチルチオ、ノニルチオ、７−メチルオクチ
ルチオ及びノナノイル等を挙げることができる。更に、
Ｒ¹ は、下記式（Ｉ−１）：

【００２４】

【化７】

【００２５】（式中、Ｒ⁷ は置換されていてもよいアル
キル基又はアルケニル基を表し、ｍ１は、３〜１１の整
数を表し、＊は不斉炭素原子を表す）で表される基であ
ってもよい。

【００２６】Ｒ² は、置換されていてもよいアルキル基
又はアルケニル基を表し、好ましくは置換されていない
か又はハロゲン原子（好ましくはフッ素原子）等で置換
された炭素数１〜４のアルキル基又は炭素数２〜４のア
ルケニル基を表す。Ｒ² で表される基として特に好まし
いものは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、
ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ビ
ニル、アリル、トリフルオロメチル、２，２，２−トリ
フルオロエチル等である。また、ｐ及びｑは０であるこ
とが好ましい。

【００２７】上記キラル化合物（Ｉ）は、下記の反応式
（Ａ）に示す合成経路により合成することができる。

【００２８】

【化８】

【００２９】［反応式（Ａ）に於いて、Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｘ、Ｙ、Ｒ¹ 、Ｒ² 、ｎ、ｐ、ｑ及びｍは、一般式
（Ｉ）に於いて定義したことと同じである］。

【００３０】即ち、光学活性エピクロロヒドリン（１）
を沃化銅の存在下にアルコキシアルキルマグネシウムブ
ロミド（２）と反応させて光学活性化合物（３）を合成
し、光学活性化合物（３）を塩基を用いて脱水反応させ
て光学活性エポキシ化合物（４）を合成し、光学活性エ
ポキシ化合物（４）にフッ化水素ピリジンを反応させて
光学活性フルオロアルコール化合物（５）を合成する。
化合物（５）をｐ−トルエンスルホン酸クロリド（Ｔｓ
Ｃｌ）と反応させてトシレート化合物（６）を合成した
後、化合物（６）を化合物（７）と反応させてキラル化
合物（Ｉ）を合成する。また、Ｒ² とＲ⁷ とが同じであ
りｍとｍ１とが同じであるキラル化合物を合成する場合
には、化合物（７）の代わりにＨＯ−Ａ−（Ｘ)_p−Ｂ−
（Ｙ)_q−（Ｃ)_n−ＯＨで表されるジオール化合物を使用
してもよい。

【００３１】上記反応で使用することができる化合物
（５）として、例えば下記のような化合物を挙げること
ができる。

【００３２】２−フルオロ−５−メトキシ−１−ペンタノール２−フルオロ−５−エトキシ−１−ペンタノール２−フルオロ−５−ビニルオキシ−１−ペンタノール２−フルオロ−５−アリルオキシ−１−ペンタノール２−フルオロ−５−プロピルオキシ−１−ペンタノール２−フルオロ−５−（１−メチルエチルオキシ）−１−
ペンタノール２−フルオロ−５−ｎ−ブチルオキシ−１−ペンタノー
ル２−フルオロ−５−（２−メチルプロピルオキシ）−１
−ペンタノール２−フルオロ−５−（１−メチルプロピルオキシ）−１
−ペンタノール２−フルオロ−５−（１，１−ジメチルエチルオキシ）
−１−ペンタノール２−フルオロ−５−（トリフルオロメチルオキシ）−１
−ペンタノール２−フルオロ−５−（２，２，２−トリフルオロエチル
オキシ）−１−ペンタノール

【００３３】２−フルオロ−６−メトキシ−１−ヘキサノール２−フルオロ−６−エトキシ−１−ヘキサノール２−フルオロ−６−ビニルオキシ−１−ヘキサノール２−フルオロ−６−アリルオキシ−１−ヘキサノール２−フルオロ−６−プロピルオキシ−１−ヘキサノール２−フルオロ−６−（１−メチルエチルオキシ）−１−
ヘキサノール２−フルオロ−６−ｎ−ブチルオキシ−１−ヘキサノー
ル２−フルオロ−６−（２−メチルプロピルオキシ）−１
−ヘキサノール２−フルオロ−６−（１−メチルプロピルオキシ）−１
−ヘキサノール２−フルオロ−６−（１，１−ジメチルエチルオキシ）
−１−ヘキサノール２−フルオロ−６−（トリフルオロメチルオキシ）−１
−ヘキサノール２−フルオロ−６−（２，２，２−トリフルオロエチル
オキシ）−１−ヘキサノール

【００３４】２−フルオロ−７−メトキシ−１−ヘプタノール２−フルオロ−７−エトキシ−１−ヘプタノール２−フルオロ−７−ビニルオキシ−１−ヘプタノール２−フルオロ−７−アリルオキシ−１−ヘプタノール２−フルオロ−７−プロピルオキシ−１−ヘプタノール２−フルオロ−７−（１−メチルエチルオキシ）−１−
ヘプタノール２−フルオロ−７−ｎ−ブチルオキシ−１−ヘプタノー
ル２−フルオロ−７−（２−メチルプロピルオキシ）−１
−ヘプタノール２−フルオロ−７−（１−メチルプロピルオキシ）−１
−ヘプタノール２−フルオロ−７−（１，１−ジメチルエチルオキシ）
−１−ヘプタノール２−フルオロ−７−（トリフルオロメチルオキシ）−１
−ヘプタノール２−フルオロ−７−（２，２，２−トリフルオロエチル
オキシ）−１−ヘプタノール

【００３５】２−フルオロ−８−メトキシ−１−オクタノール２−フルオロ−８−エトキシ−１−オクタノール２−フルオロ−８−ビニルオキシ−１−オクタノール２−フルオロ−８−アリルオキシ−１−オクタノール２−フルオロ−８−プロピルオキシ−１−オクタノール２−フルオロ−８−（１−メチルエチルオキシ）−１−
オクタノール２−フルオロ−８−ｎ−ブチルオキシ−１−オクタノー
ル２−フルオロ−８−（２−メチルプロピルオキシ）−１
−オクタノール２−フルオロ−８−（１−メチルプロピルオキシ）−１
−オクタノール２−フルオロ−８−（１，１−ジメチルエチルオキシ）
−１−オクタノール２−フルオロ−８−（トリフルオロメチルオキシ）−１
−オクタノール２−フルオロ−８−（２，２，２−トリフルオロエチル
オキシ）−１−オクタノール

【００３６】２−フルオロ−９−メトキシ−１−ノナノール２−フルオロ−９−エトキシ−１−ノナノール２−フルオロ−９−ビニルオキシ−１−ノナノール２−フルオロ−９−アリルオキシ−１−ノナノール２−フルオロ−９−プロピルオキシ−１−ノナノール２−フルオロ−９−（１−メチルエチルオキシ）−１−
ノナノール２−フルオロ−９−ｎ−ブチルオキシ−１−ノナノール２−フルオロ−９−（２−メチルプロピルオキシ）−１
−ノナノール２−フルオロ−９−（１−メチルプロピルオキシ）−１
−ノナノール２−フルオロ−９−（１，１−ジメチルエチルオキシ）
−１−ノナノール２−フルオロ−９−（トリフルオロメチルオキシ）−１
−ノナノール２−フルオロ−９−（２，２，２−トリフルオロエチル
オキシ）−１−ノナノール

【００３７】２−フルオロ−１０−メトキシ−１−デカノール２−フルオロ−１０−エトキシ−１−デカノール２−フルオロ−１０−ビニルオキシ−１−デカノール２−フルオロ−１０−アリルオキシ−１−デカノール２−フルオロ−１０−プロピルオキシ−１−デカノール２−フルオロ−１０−（１−メチルエチルオキシ）−１
−デカノール２−フルオロ−１０−ｎ−ブチルオキシ−１−デカノー
ル２−フルオロ−１０−（２−メチルプロピルオキシ）−
１−デカノール２−フルオロ−１０−（１−メチルプロピルオキシ）−
１−デカノール２−フルオロ−１０−（１，１−ジメチルエチルオキ
シ）−１−デカノール２−フルオロ−１０−（トリフルオロメチルオキシ）−
１−デカノール２−フルオロ−１０−（２，２，２−トリフルオロエチ
ルオキシ）−１−デカノール

【００３８】２−フルオロ−１１−メトキシ−１−ウンデカノール２−フルオロ−１１−エトキシ−１−ウンデカノール２−フルオロ−１１−ビニルオキシ−１−ウンデカノー
ル２−フルオロ−１１−アリルオキシ−１−ウンデカノー
ル２−フルオロ−１１−プロピルオキシ−１−ウンデカノ
ール２−フルオロ−１１−（１−メチルエチルオキシ）−１
−ウンデカノール２−フルオロ−１１−ｎ−ブチルオキシ−１−ウンデカ
ノール２−フルオロ−１１−（２−メチルプロピルオキシ）−
１−ウンデカノール２−フルオロ−１１−（１−メチルプロピルオキシ）−
１−ウンデカノール２−フルオロ−１１−（１，１−ジメチルエチルオキ
シ）−１−ウンデカノール２−フルオロ−１１−（トリフルオロメチルオキシ）−
１−ウンデカノール２−フルオロ−１１−（２，２，２−トリフルオロエチ
ルオキシ）−１−ウンデカノール

【００３９】２−フルオロ−１２−メトキシ−１−ドデカノール２−フルオロ−１２−エトキシ−１−ドデカノール２−フルオロ−１２−ビニルオキシ−１−ドデカノール２−フルオロ−１２−アリルオキシ−１−ドデカノール２−フルオロ−１２−プロピルオキシ−１−ドデカノー
ル２−フルオロ−１２−（１−メチルエチルオキシ）−１
−ドデカノール２−フルオロ−１２−ｎ−ブチルオキシ−１−ドデカノ
ール２−フルオロ−１２−（２−メチルプロピルオキシ）−
１−ドデカノール２−フルオロ−１２−（１−メチルプロピルオキシ）−
１−ドデカノール２−フルオロ−１２−（１，１−ジメチルエチルオキ
シ）−１−ドデカノール２−フルオロ−１２−（トリフルオロメチルオキシ）−
１−ドデカノール２−フルオロ−１２−（２，２，２−トリフルオロエチ
ルオキシ）−１−ドデカノール

【００４０】キラル化合物（１）の具体例としては、下
記の化合物を挙げることができる。

【００４１】

【化９】

【００４２】

【化１０】

【００４３】

【化１１】

【００４４】

【化１２】

【００４５】

【化１３】

【００４６】

【化１４】

【００４７】

【化１５】

【００４８】

【化１６】

【００４９】

【化１７】

【００５０】

【化１８】

【００５１】

【化１９】

【００５２】

【化２０】

【００５３】

【化２１】

【００５４】

【化２２】

【００５５】

【化２３】

【００５６】

【化２４】

【００５７】

【化２５】

【００５８】

【化２６】

【００５９】

【化２７】

【００６０】

【化２８】

【００６１】

【化２９】

【００６２】

【化３０】

【００６３】

【化３１】

【００６４】

【化３２】

【００６５】

【化３３】

【００６６】

【化３４】

【００６７】

【化３５】

【００６８】

【化３６】

【００６９】

【化３７】

【００７０】

【化３８】

【００７１】

【化３９】

【００７２】

【化４０】

【００７３】

【化４１】

【００７４】

【化４２】

【００７５】

【化４３】

【００７６】

【化４４】

【００７７】

【化４５】

【００７８】

【化４６】

【００７９】

【化４７】

【００８０】

【化４８】

【００８１】キラル化合物（Ｉ）の合成例（上記例示化
合物Ａ２２の合成）を示す。（Ｓ）−２−フルオロ−７
−メトキシヘプチルトシレート４９０ｍｇ、４−［２−
（４−ヘプチルフェニル）−５−ピリミジニル］フェノ
ール５７１ｍｇ、及びＤＭＦ３ｍｌの中に、炭酸カリウ
ム５７０ｍｇを加え、１１０℃で８時間攪拌した。反応
終了後水５ｍｌを加え、酢酸エチルで抽出し、水洗い、
脱水した後、溶媒を留去した。粗生成物をヘキサン／酢
酸エチル（８／１）混合溶媒を用いてカラムクロマトグ
ラフィーにより精製し、更にエタノールにより再結晶し
て、４４５ｍｇの２−フルオロ−８−メトキシ−１−
［４−［２−（４−ヘプチルフェニル）−５−ピリミジ
ル］フェニルオキシ］ヘプタン（上記例示化合物Ａ２
２）を得た。上記得られた化合物の相転移温度を下記に
示す。 79.1℃ _. 90℃ 94 ℃ 115℃ 147℃ 172℃ Cryst. → Ｓ₅ → Ｓ₄ → Ｓ₃ → Ｓｃ^* → Ｓ_A → Iso 57.3℃ _. 90℃ 94 ℃ 115℃ 147℃ 172℃ Ｓ₆ ← Ｓ₅ ← Ｓ₄ ← Ｓ₃ ← Ｓｃ^* ← Ｓ_A ← Iso

【００８２】上記一般式（II）で表わされる本発明の非
キラル化合物について説明する。一般式（II）におい
て、Ｄは、２，５−ピリジニレン基を表わす。ピリジニ
レン基は、ピリジン環と２位で結合していても、５位で
結合していても良い。Ｒ³ およびＲ⁴ は、それぞれ置換
されていてもよい炭素原子数６〜２０の直鎖又は分岐の
アルキル基を表わし（ただし、隣接しないメチレン基の
一つ以上がＯ、Ｓ又はＣＯに置き換えられていてもよ
い）、そして炭素原子数７〜１３の直鎖又は分岐のアル
キル基が好ましい。好ましい直鎖のアルキル基として
は、例えば、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシ
ル基、ウンデシル基及びドデシル基を挙げることができ
る。好ましい分岐のアルキル基としては、例えば、８−
メチルノニル基、９−メチルデシル基、１０−メチルウ
ンデシル基を挙げることができる。

【００８３】上記一般式（II）で表わされる非キラル化
合物は、下記の反応式（Ｂ）に示す合成経路により合成
することができる。

【００８４】

【化４９】

【００８５】［反応式（Ｂ）に於いて、Ｄ、Ｒ³ 及びＲ
⁴ は、一般式（II）に於いて定義したものと同じであ
り、Ｒは低級アルキル基を示す］。

【００８６】即ち、置換シアノピリジン（１）を塩化水
素ガス、次いでアンモニアガスと反応させることにより
アミジン塩酸塩（３）を合成する。次いで、ナトリウム
アルコラートの存在下、置換マロン酸ジエステルと反応
させ、ジオール（４）を合成する。これをオキシ塩化リ
ン等によりハロゲン置換してジクロル体（５）を合成
し、このジクロル体（５）をハロゲン化することによ
り、一般式（II）の化合物を得ることができる。

【００８７】上記一般式（II）と同じピリミジルピリミ
ジン骨格を有する化合物として、特開昭６１−２８０４
８９号公報に下記の化合物が液晶化合物の中間体として
記載されている。

【００８８】

【化５０】融点：７５．３〜７５．８℃

【００８９】本発明者の検討によると、上記化合物は液
晶相を持たないが、両末端のアルキル基の炭素原子数を
増加した場合、液晶相を示すことが明らかとなった。従
って、上記一般式（II）で表わされる非キラル化合物
は、液晶相を示し、更に粘度が低く、Ｓ_C 相を示すもの
が多い。そして、この化合物を上記一般式（Ｉ）で表わ
されるキラル化合物と共に使用して強誘電性液晶組成物
とした場合、特に応答性が著しく改善されることが明ら
かとなった。

【００９０】上記一般式（II）で表わされる化合物とし
ては、例えば下記のものを挙げることができる。

【００９１】５−ヘプチル−２−（６−ヘプチル−３−ピリジニル）
ピリミジン５−ヘプチル−２−（６−オクチル−３−ピリジニル）
ピリミジン５−ヘプチル−２−（６−ノニル−３−ピリジニル）ピ
リミジン５−オクチル−２−（６−オクチル−３−ピリジニル）
ピリミジン５−オクチル−２−（６−ノニル−３−ピリジニル）ピ
リミジン５−オクチル−２−（６−デシル−３−ピリジニル）ピ
リミジン５−ノニル−２−（６−オクチル−３−ピリジニル）ピ
リミジン５−ノニル−２−（６−ノニル−３−ピリジニル）ピリ
ミジン５−ノニル−２−（６−デシル−３−ピリジニル）ピリ
ミジン５−ノニル−２−（６−ウンデシル−３−ピリジニル）
ピリミジン５−デシル−２−（６−オクチル−３−ピリジニル）ピ
リミジン５−デシル−２−（６−ノニル−３−ピリジニル）ピリ
ミジン５−デシル−２−（６−デシル−３−ピリジニル）ピリ
ミジン５−デシル−２−（６−ウンデシル−３−ピリジニル）
ピリミジン５−デシル−２−（６−ドデシル−３−ピリジニル）ピ
リミジン５−ウンデシル−２−（６−ノニル−３−ピリジニル）
ピリミジン５−ウンデシル−２−（６−デシル−３−ピリジニル）
ピリミジン５−ウンデシル−２−（６−ウンデシル−３−ピリジニ
ル）ピリミジン５−ウンデシル−２−（６−ドデシル−３−ピリジニ
ル）ピリミジン５−ドデシル−２−（６−デシル−３−ピリジニル）ピ
リミジン５−ドデシル−２−（６−ウンデシル−３−ピリジニ
ル）ピリミジン５−ドデシル−２−（６−ドデシル−３−ピリジニル）
ピリミジン

【００９２】５−（８−メチルノニル）−２−（６−オクチル−３−
ピリジニル）ピリミジン５−（７−メチルノニル）−２−（６−ノニル−３−ピ
リジニル）ピリミジン５−（９−メチルデシル）−２−（６−オクチル−３−
ピリジニル）ピリミジン５−デシル−２−［６−（８−メチルノニル）−３−ピ
リジニル］ピリミジン５−ウンデシル−２−［６−（９−メチルデシル）−３
−ピリジニル］ピリミジン５−（１０−メチルウンデシル）−２−［６−（９−メ
チルデシル）−３−ピリジニル］ピリミジン

【００９３】５−ヘプチル−２−（５−ヘプチル−２−ピリジニル）
ピリミジン５−ヘプチル−２−（５−オクチル−２−ピリジニル）
ピリミジン５−ヘプチル−２−（５−ノニル−２−ピリジニル）ピ
リミジン５−オクチル−２−（５−オクチル−２−ピリジニル）
ピリミジン５−オクチル−２−（５−ノニル−２−ピリジニル）ピ
リミジン５−オクチル−２−（５−デシル−２−ピリジニル）ピ
リミジン５−ノニル−２−（５−ヘプチル−２−ピリジニル）ピ
リミジン５−ノニル−２−（５−オクチル−２−ピリジニル）ピ
リミジン５−ノニル−２−（５−ノニル−２−ピリジニル）ピリ
ミジン５−ノニル−２−（５−デシル−２−ピリジニル）ピリ
ミジン５−ノニル−２−（５−ウンデシル−２−ピリジニル）
ピリミジン５−デシル−２−（５−オクチル−２−ピリジニル）ピ
リミジン５−デシル−２−（５−ノニル−２−ピリジニル）ピリ
ミジン５−デシル−２−（５−デシル−２−ピリジニル）ピリ
ミジン５−デシル−２−（５−ウンデシル−２−ピリジニル）
ピリミジン５−デシル−２−（５−ドデシル−２−ピリジニル）ピ
リミジン５−ウンデシル−２−（５−ノニル−２−ピリジニル）
ピリミジン５−ウンデシル−２−（５−デシル−２−ピリジニル）
ピリミジン５−ウンデシル−２−（５−ウンデシル−２−ピリジニ
ル）ピリミジン５−ウンデシル−２−（５−ドデシル−２−ピリジニ
ル）ピリミジン５−ドデシル−２−（５−デシル−２−ピリジニル）ピ
リミジン５−ドデシル−２−（５−ウンデシル−２−ピリジニ
ル）ピリミジン５−ドデシル−２−（５−ドデシル−２−ピリジニル）
ピリミジン

【００９４】５−（８−メチルノニル）−２−（５−オクチル−２−
ピリジニル）ピリミジン５−（９−メチルデシル）−２−（５−オクチル−２−
ピリジニル）ピリミジン５−デシル−２−［５−（８−メチルノニル）−２−ピ
リジニル］ピリミジン５−ウンデシル−２−［５−（９−メチルデシル）−２
−ピリジニル］ピリミジン５−ドデシル−２−［５−（９−メチルデシル）−２−
ピリジニル］ピリミジン５−（９−メチルデシル）−２−［５−（８−メチルノ
ニル）−２−ピリジニル］ピリミジン５−（１０−メチルウンデシル）−２−［５−（８−メ
チルデシル）−２−ピリジニル］ピリミジン

【００９５】上記一般式（II）で表わされる非キラル化
合物の合成例を、以下に示す。

【００９６】［合成例］５−オクチル−２−（６−ノニ
ル−３−ピリジニル）ピリミジン（ｉ）２−ノニル−５−ピリジニルアミジン塩酸塩の製
造６−ノニルニコチノニトリル５８ｇ（０．２５モル）、
特級メタノール１２．２ｇ（０．３８モル）、特級トル
エン２００ｍｌを攪拌しながら、−５℃まで冷却した。
次いで、−５℃以下で塩化水素ガスを３０分間導入し、
その後０〜１０℃で６時間攪拌し、さらに同温度で２日
間放置した。そして、結晶が析出した反応溶液にエーテ
ルを加えて濾過することにより、２−ノニル−５−ピリ
ジニルイミノエーテル塩酸塩７２ｇを得た。次に、２−
ノニル−５−ピリジニルイミノエーテル塩酸塩７２ｇ
（０．２４モル）、特級エタノール８００ｍｌを室温で
攪拌しながら、アンモニアガスを３０分間導入し、その
後３時間攪拌した。さらに、室温で３日間放置し、反応
溶液を濾過し、その濾液から溶媒を減圧留去することに
より、２−ノニル−５−ピリジニルアミジン塩酸塩６４
ｇを得た。

【００９７】(ii)４，６−ジヒドロキシ−５−オクチル
−２−（６−ノニル−３−ピリジニル）−ピリミジンの
製造ナトリウムメトキサイド１１．３ｇ（０．２１モル）の
メタノール溶液１５０ｍｌに、２−ノニル−５−ピリジ
ニルアミジン塩酸塩１７．９ｇ（０．０６３モル）を加
え、８時間還流した。反応混合物を酢酸水溶液に投入
し、析出した結晶を濾別した。得られた結晶を水洗後、
乾燥し、４，６−ジヒドロキシ−５−オクチル−２−
（６−ノニル−３−ピリジニル）−ピリミジン２５．２
ｇを得た。

【００９８】(iii) ４，６−ジクロロ−５−オクチル−
２−（６−ノニル−３−ピリジニル）−ピリミジンの製
造４，６−ジヒドロキシ−５−オクチル−２−（６−ノニ
ル−３−ピリジニル）−ピリミジン２１．４ｇ（０．０
５モル）にオキシ塩化リン４５．９ｇ（０．３モル）及
びＮ，Ｎ−ジエチルアミリン８．２ｇ（０．０５５モ
ル）を加え２０時間還流した。減圧下に過剰のオキシ塩
化リンを留去した後、残留物を水酸化ナトリウム水溶液
に加えてアルカリ性とした後、トルエンと酢酸エチルの
混合溶媒で抽出した。得られた有機層を水洗後、溶媒を
留去した。残留物をカラムクロマトグラフィーにより精
製し、エタノールから再結晶して、４，６−ジクロロ−
５−オクチル−２−（６−ノニル−３−ピリジニル）−
ピリミジン７．７ｇを得た。

【００９９】(iv)５−オクチル−２−（６−ノニル−３
−ピリジニル）ピリミジンの製造４，６−ジクロロ−５−オクチル−２−（６−ノニル−
３−ピリジニル）−ピリミジン７．０ｇ（０．０１５モ
ル）を酢酸エチル１００ｍｌに溶解し、１０％パラジウ
ムカーボン０．７ｇ及びトリエチルアミン６．７ｍｌを
加えて２０kg/cm²の水素圧下にて室温で攪拌した。パラ
ジウムカーボンを濾別後、水洗し、酢酸エチルを留去
し、残留物をエタノールから再結晶して、５−オクチル
−２−（６−ノニル−３−ピリジニル）ピリミジン５．
２ｇを得た。

【０１００】上記化合物は液晶層を有し、その相転移温
度は次のとおりであった。

【０１０１】上記一般式 (III)で表わされる本発明の非
キラル化合物について説明する。一般式 (III)におい
て、Ｅは、２，５−ピリジニレン基を表わす。ピリジニ
レン基は、ピリジン環と２位で結合していても、５位で
結合していても良い。Ｒ⁵及びＲ⁶ は、それぞれ置換さ
れていてもよい炭素原子数５〜１２の直鎖又は分岐のア
ルキル基を表わし（ただし、隣接しないメチレン基の一
つ以上がＯ、Ｓ又はＣＯに置き換えられていてもよ
い）、そしてメチレン基がＯ、Ｓ又はＣＯに置き換えら
れていない炭素原子数５〜１２の直鎖又は分岐のアルキ
ル基が好ましい。好ましい直鎖のアルキル基としては、
例えば、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチ
ル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基及びドデシル
基を挙げることができる。好ましい分岐のアルキル基と
しては、例えば、７−メチルオクチル基、８−メチルノ
ニル基、９−メチルデシル基を挙げることができる。

【０１０２】上記一般式（III)で表わされる非キラル化
合物は、下記の反応式（Ｃ）に示す合成経路により合成
することができる。

【０１０３】

【化５１】

【０１０４】［反応式（Ｃ）に於いて、Ｅ、Ｒ⁵ 及びＲ
⁶ は、一般式（III)に於いて定義したものと同じであ
る］

【０１０５】即ち、アルキル置換シアノピリジンから導
かれるアミジン塩酸塩とエトキシイミニウム塩とを反応
させることにより、一般式(III) の化合物を合成するこ
とができる。

【０１０６】上記一般式（III)と同じピリミジルピリミ
ジン骨格を有する化合物として、特開昭６３−３０１８
７２号公報に例えばＥがベンゼン環の下記の化合物が開
示されている。

【０１０７】

【化５２】 40.5 ℃ 76.0℃ 84.6℃ Cryst. ←→ Ｓ_c ←→ Ｓ_A ←→ Ｉ

【０１０８】本発明者の検討によると、上記化合物はＳ
_C 相を有するものの、その上限温度が低く、強誘電性液
晶組成物として用いた場合、液晶相示す温度範囲が狭
く、用途、使用方法が限定されるとの問題がある。一
方、本発明に用いられる上記一般式（III)で表わされる
非キラル化合物は、Ｓ_C 相の上限が高く（例を下記に示
す）、また粘度も比較的低い。そして、この化合物を上
記一般式（Ｉ）で表わされるキラル化合物と共に使用し
て強誘電性液晶組成物とした場合、特に応答性が著しく
改善されることが明らかとなった。

【０１０９】

【化５３】 67.9 ℃ 91.1℃ 97.6℃ Cryst. ←→ Ｓ_c ←→ Ｓ_A ←→ Ｉ

【０１１０】上記一般式 (III)で表わされる化合物とし
ては、例えば下記のものを挙げることができる。

【０１１１】２−（６−ペンチル−３−ピリジル）−５−ペンチルオ
キシピリミジン２−（６−ペンチル−３−ピリジル）−５−ヘキシルオ
キシピリミジン２−（６−ペンチル−３−ピリジル）−５−ヘプチルオ
キシピリミジン２−（６−ヘキシル−３−ピリジル）−５−ヘキシルオ
キシピリミジン２−（６−ヘキシル−３−ピリジル）−５−ヘプチルオ
キシピリミジン２−（６−ヘキシル−３−ピリジル）−５−オクチルオ
キシピリミジン２−（６−ヘプチル−３−ピリジル）−５−ヘプチルオ
キシピリミジン２−（６−ヘプチル−３−ピリジル）−５−オクチルオ
キシピリミジン２−（６−ヘプチル−３−ピリジル）−５−ノニルオキ
シピリミジン２−（６−オクチル−３−ピリジル）−５−ヘキシルオ
キシピリミジン２−（６−オクチル−３−ピリジル）−５−ヘプチルオ
キシピリミジン２−（６−オクチル−３−ピリジル）−５−オクチルオ
キシピリミジン２−（６−オクチル−３−ピリジル）−５−ノニルオキ
シピリミジン２−（６−オクチル−３−ピリジル）−５−デシルオキ
シピリミジン２−（６−オクチル−３−ピリジル）−５−ウンデシル
オキシピリミジン２−（６−ノニル−３−ピリジル）−５−ノニルオキシ
ピリミジン２−（６−ノニル−３−ピリジル）−５−デシルオキシ
ピリミジン２−（６−ノニル−３−ピリジル）−５−ウンデシルオ
キシピリミジン２−（６−デシル−３−ピリジル）−５−デシルオキシ
ピリミジン２−（６−デシル−３−ピリジル）−５−ウンデシルオ
キシピリミジン２−（６−デシル−３−ピリジル）−５−ドデシルオキ
シピリミジン

【０１１２】２−（６−オクチル−３−ピリジル）−５−（８−メチ
ルノニルオキシ）ピリミジン２−（６−オクチル−３−ピリジル）−５−（９−メチ
ルデシルオキシ）ピリミジン２−［６−（７−メチルオクチル）−３−ピリジル］−
５−ノニルオキシピリミジン

【０１１３】２−（５−ペンチル−２−ピリジル）−５−ペンチルオ
キシピリミジン２−（５−ペンチル−２−ピリジル）−５−ヘキシルオ
キシピリミジン２−（５−ペンチル−２−ピリジル）−５−ヘプチルオ
キシピリミジン２−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−５−ヘキシルオ
キシピリミジン２−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−５−ヘプチルオ
キシピリミジン２−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−５−オクチルオ
キシピリミジン２−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−５−ヘプチルオ
キシピリミジン２−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−５−オクチルオ
キシピリミジン２−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−５−ノニルオキ
シピリミジン２−（５−オクチル−２−ピリジル）−５−オクチルオ
キシピリミジン２−（５−オクチル−２−ピリジル）−５−ノニルオキ
シピリミジン２−（５−オクチル−２−ピリジル）−５−デシルオキ
シピリミジン２−（５−ノニル−２−ピリジル）−５−ノニルオキシ
ピリミジン２−（５−ノニル−２−ピリジル）−５−デシルオキシ
ピリミジン２−（５−ノニル−２−ピリジル）−５−ウンデシルオ
キシピリミジン２−（５−デシル−２−ピリジル）−５−デシルオキシ
ピリミジン２−（５−デシル−２−ピリジル）−５−ウンデシルオ
キシピリミジン

【０１１４】２−（５−オクチル−３−ピリジル）−５−（８−メチ
ルノニルオキシ）ピリミジン２−（５−オクチル−３−ピリジル）−５−（９−メチ
ルデシルオキシ）ピリミジン２−［５−（７−メチルオクチル）−３−ピリジル］−
５−ノニルオキシピリミジン

【０１１５】上記一般式(III) で表わされる非キラル化
合物の合成例を、以下に示す。

【０１１６】［合成例］２−（６−オクチル−３−ピリ
ジル）−５−オクチルオキシピリミジンｔ−ブトキサイド２６．１ｇ（２３３ミリモル）のｔ−
ブチルアルコール溶液２０ｍｌに、６−オクチル−３−
ピリジニルアミジン塩酸塩２１．０ｇ（７７．９ミリモ
ル）及び１−ジメチルアミノ−３−ジメチルインモニノ
−２−エトキシ−１−プロペン・パークロレイト２１．
１ｇ（７７．９ミリモル）を加え、７時間還流した。反
応混合物を氷水に投入し、酢酸エチルで抽出した。得ら
れた有機層を水洗し、その後溶媒を留去した。残留物を
カラムクロマトグラフィーで精製し、エタノールから再
結晶して２−（６−オクチル−３−ピリジル）−５−エ
トキシピリミジン１４．７ｇを得た。

【０１１７】得られた化合物は、液晶層を有し、その相
転移温度は次のとおりであった。

【０１１８】上記２−（６−オクチル−３−ピリジル）
−５−エトキシピリミジン４．７ｇ（１５ミリモル）の
ジエチレングリコール溶液１００ｍｌに水酸化ナトリウ
ム３．６ｇ（９０ミリモル）を加え、２００℃で４時間
攪拌した。反応混合物を氷水に投入し、酢酸を加えて酸
性にした。析出した結晶を、濾過、水洗、乾燥を行なっ
た後、ヘキサンと酢酸エチルにより再結晶して、２−
（６−オクチル−３−ピリジル）−５−ヒドロキシピリ
ミジン４．２０ｇを得た。

【０１１９】炭酸カリウム０．５８ｇ（４．２ミリモ
ル）のジエチルアセトアミド溶液２０ｍｌに、２−（６
−オクチル−３−ピリジル）−５−ヒドロキシピリミジ
ン１．００ｇ（３．５ミリモル）及び１−ブロモオクタ
ン０．７５ｇ（３．９ミリモル）を加え、１００℃で１
時間攪拌した。反応混合物を氷水に投入し、酢酸エチル
で抽出し、得られた有機層を水洗後、溶媒を留去した。
残留物をカラムクロマトグラフィーにより精製し、エタ
ノールから再結晶して２−（６−オクチル−３−ピリジ
ル）−５−オクチルオキシピリミジン０．６０ｇを得
た。

【０１２０】得られた化合物は、液晶層を有し、その相
転移温度は次のとおりであった。 62.3 ℃ 80.0 ℃ 98.2 ℃ Ｃｒ ←→ Ｓ_C ←→ Ｓ_A ←→ Ｉ

【０１２１】本発明の強誘電性液晶組成物は、比較的低
粘度で高速応答性を示す、弗素原子とアルコキシアルキ
ル基と結合した不斉炭素原子を有する上記一般式（Ｉ）
で表わされるキラル化合物と、粘度が低く且つ液晶組成
物に添加した場合に組成物の粘度低下効果が大きい上記
一般式(II)で表わされる非キラル化合物及び／又は液晶
組成物に添加した場合に組成物の粘度低下効果が比較的
大きく且つ双安定性を向上させる上記一般式(III) で表
わされる非キラル化合物とを主成分としている。即ち、
上記一般式（Ｉ）で表わされるキラル化合物は、従来の
キラル化合物に比べて粘度が比較的低くく速い応答性を
示すものであり、さらに、非キラル化合物として、上記
特定のピリジルピリミジン系液晶化合物（非キラル化合
物）と併用することにより、この組成物を組み込んで素
子とした時、応答速度が速いだけでなく、表示のコント
ラストの向上に寄与する配向性および双安定性について
も優れた素子を得ることができる。

【０１２２】上記の一般式（Ｉ）で表わされるキラル化
合物は、強誘電性液晶組成物中に一般に３重量％以上含
まれており、３〜４０重量％が好ましく、更に５〜３０
重量％の範囲が好ましい。

【０１２３】上記の一般式（II）で表わされる非キラル
化合物又は上記の一般式(III) で表わされる非キラル化
合物、あるいは両者は、組成物中に一般に２重量％以上
含まれており、３〜３０重量％が好ましく、更に３〜２
５重量％の範囲が好ましい。

【０１２４】上記一般式（Ｉ）で表わされるキラル化合
物及び上記一般式（II）又は(III)で表わされる非キラ
ル化合物の合計が、液晶組成物中に１２重量％以上占め
ていることが一般的であり、１５重量％以上占めている
ことが好ましい。また、上記一般式（Ｉ）で表わされる
キラル化合物と上記一般式（II）又は(III) で表わされ
る非キラル化合物との比が、２０：８０〜８０：２０
（一般式（Ｉ）：一般式（II）又は(III) ）の範囲にあ
ることが好ましい。また、組成物中に非キラル化合物を
４０重量％以上含んでいることが好ましい。

【０１２５】本発明の強誘電性液晶組成物中には、キラ
ル化合物（Ｉ）以外の他のキラル化合物が含有されてい
てもよい。他のキラル化合物の好ましい例としては、５−オクチル−２−［４−（（２Ｓ）−２−フルオロオ
クチルオキシ）フェニル］ピリミジン５−［（２Ｓ）−２−（（２Ｓ）−２−プロピルオキシ
プロパノイルオキシ）プロピルオキシ］−２−（４−オ
クチルオキシフェニル）ピリミジン５−［（２Ｓ）−２−（（２Ｓ）−２−プロピルオキシ
プロパノイルオキシ）プロピルオキシ］−２−（４’−
ヘプチルビフェニル−４−イル）ピリミジン５−（（２Ｓ）−２−メチルブチル）−２−（４’−ヘ
プチルビフェニル−４−イル）ピリミジン等を挙げることができる。

【０１２６】本発明の強誘電性液晶組成物中には、上記
一般式(II)及び(III) で表わされる非キラル化合物以外
に他の非キラル化合物が含有されていても良い。好まし
い非キラル化合物の例として、下記のような化合物を挙
げることができる。

【０１２７】５−デシル−２−（４−オクチルフェニル）ピリミジン５−ウンデシル−２−（４−オクチルフェニル）ピリミ
ジン５−ドデシル−２−（４−オクチルフェニル）ピリミジ
ン５−ドデシル−２−（４−ノニルフェニル）ピリミジン５−ドデシル−２−［４−（８−メチルノニル）フェニ
ル］ピリミジン５−ドデシル−２−［４−（９−メチルデシル）フェニ
ル］ピリミジン５−ノニルオキシ−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリ
ミジン５−オクチル−２−（４−オクチルオキシフェニル）ピ
リミジン５−ノニル−２−（４−オクチルオキシフェニル）ピリ
ミジン５−ヘプチル−２−（４−ノニルオキシフェニル）ピリ
ミジン５−ヘキシル−２−（４’−ペンチルビフェニル−４−
イル）ピリミジン５−ヘプチル−２−（４’−ペンチルビフェニル−４−
イル）ピリミジン５−オクチル−２−（４’−ヘプチルビフェニル−４−
イル）ピリミジン

【０１２８】５−ヘプチル−２−（４−ヘプチルオキシフェニル）ピ
リジン５−ヘプチル−２−（４−オクチルオキシフェニル）ピ
リジン５−ヘプチル−２−（４−ノニルオキシフェニル）ピリ
ジン５−ヘプチル−２−（３−フルオロ−４−オクチルオキ
シフェニル）ピリジン５−（４−ヘプチルオキシフェニル）−２−（４−ヘプ
チルフェニル）ピリジン５−デシル−２−（４−デカノイルオキシフェニル）ピ
リジン４−オクチルオキシフェニル−４−デシルオキシベンゾ
エート４−オクチルオキシフェニル−４−デシルベンゾエート４−ヘキシルオキシフェニル−４−オクチルベンゾエー
ト

【０１２９】次に、本発明の液晶表示素子について添付
する図面を参照して説明する。図１は、本発明の液晶表
示素子の一実施例の主要部を模式的に示す断面図であ
る。図１に於いて、液晶表示素子１は、基板２の上に透
明電極３が設けられ、その上に絶縁層４が設けられ、更
にその上に配向膜５が設けられ、一方基板６の上に透明
電極７が設けられ、その上に絶縁層８が設けられ、更に
その上に配向膜９が設けられ、基板２と基板６とが配向
膜５及び配向膜９とが対面しそれらの間に空隙が形成さ
れるように配設され、この空隙内に本発明の強誘電性液
晶組成物（以下、単に液晶と言うことがある）１０が封
入されて構成されている。

【０１３０】液晶表示素子１は、配向膜５及び９が特定
のティルト角を有し、絶縁層４及び８が特定の比誘電率
を有し、液晶１０が本発明の強誘電性液晶組成物である
ことの他は従来公知の液晶表示素子と同様である。

【０１３１】即ち、基板２及び基板６としては、ガラス
基板、透明な耐熱性樹脂基板等を使用することができ、
透明電極３及び７としては、ＩＴＯ膜、ＳｎＯ₂ 膜、Ｉ
ｎ₂Ｏ₃ 膜等を使用することができる。

【０１３２】また、絶縁層４及び８としては、５以上、
好ましくは８以上の比誘電率を有するものであれば特に
限定されないが、例えば、Ｔａ₂ Ｏ₅ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｈ
ｆＯ₂ 、Ｙ₂ Ｏ₃ 、Ｎｄ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 、ＴｉＯ₂ 等
から形成された、３０〜３００ｎｍの膜厚を有するもの
が好ましい。このような絶縁層は、従来公知の成膜法、
例えば、抵抗加熱による真空蒸着法、エレクトロンビー
ム（ＥＢ）加熱による真空蒸着法、スパッタリング法、
イオンプレーティング法等により形成することができ
る。絶縁層４及び８は何れか一方のみ設けてもよい。

【０１３３】また、配向膜５及び９としては、使用する
本発明の強誘電性液晶組成物のＳ_A相でのプレティルト
角（液晶表示素子用セルをアンチパラレルに組み、液晶
を注入した後、Ｓ_A 相を示す温度でクリスタルローテー
ション法により求めた値）が５度以上、好ましくは８度
以上である配向膜であれば特に限定されず、ラビング処
理したポリイミド膜、ＳｉＯ₂ 斜め蒸着膜等を使用する
ことができる。このような配向膜はそれ自体公知の方法
により形成することができる。

【０１３４】例えば、上記のような性質を有するポリイ
ミド配向膜は、下記のようなジアミン（ａ）とテトラカ
ルボン酸二無水物（ｂ）とから得られるポリアミック酸
を、溶剤に溶解して配向膜形成用塗布液を調製し、この
塗布液を絶縁層４又は８の上に塗布し、乾燥し、加熱処
理し、次いでラビング処理することにより形成すること
ができる。

【０１３５】

【化５４】

【０１３６】

【化５５】

【０１３７】ポリイミド配向膜の膜厚は一般に５〜２０
０ｎｍ、特に１０〜５０ｎｍであることが好ましく、Ｓ
ｉＯ₂ 斜め蒸着配向膜の膜厚は一般に５〜１００ｎｍ、
特に５〜５０ｎｍであることが好ましい。

【０１３８】液晶表示素子１の液晶を封入する空隙の厚
さ（セル・ギャップ）は、一般に１〜６μｍ、好ましく
は１〜２μｍであり、このような薄いセル・ギャップの
液晶表示素子に於いても、本発明の強誘電性液晶組成物
を用いた液晶表示素子は極めて優れた高速応答性を示
す。

【０１３９】本発明の液晶表示素子は、セグメント型表
示方式のものであっても、マトリクス型表示方式のもの
であってもよく、また黒白又はカラーの何れであっても
よく、必要に応じて更にカラーフィルタ、ブラックマス
ク、保護層、ヒーター等が設けられていてもよい。

【０１４０】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。し
かしながら、本発明は以下の実施例によって制限を受け
るものでない。

【０１４１】［実施例１］表１に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）、そして化合物ｃ）は非
キラル化合物（III)を表わす。

【０１４２】

【表１】

【０１４３】上記強誘電性液晶組成物を二枚のガラス板
にはさみ、偏光顕微鏡による相の組織模様の観察を行っ
た結果、相転移温度を下記の通り確認した。

【０１４４】次に、この液晶組成物を、配向膜としてポ
リイミドを塗布しその表面をラビングすることにより平
行配向処理を施した、透明ガラス電極を備えた厚さ２μ
ｍのセルに注入して徐冷し、配向させて液晶素子とし、
これを２枚の直交した偏光板にはさみ、±１０Ｖ、５０
Ｈｚの矩形波を印加した際に、その透過光強度が０％か
ら９０％に変化するのに要する時間（応答時間τ）を測
定した。その結果、３５℃におけるτは７９μｓｅｃで
あった。

【０１４５】また、矩形波印加時の分極反転電流の半値
幅から求めた、３５℃におけるこの液晶の回転粘度係数
（η）は１９３ｍＰａｓｅｃであった。また三角波印加
時の分極反転電流のピークの面積から求めた自発分極Ｐ
ｓは、１８．３ｎＣｃｍ^-2であった。

【０１４６】また、１００Ｖの直流電流をかけその極性
を反転させたときの消光位の移動角（２θ）を調べるこ
とにより求めたチルト角θは、３５℃で２１．６°であ
った。

【０１４７】更に、直流で１０Ｖの電圧を印加後、電圧
を０にして、印加時の配向状態が維持されているかどう
か観察した。電圧０の時も印加時と同じ光学強度が得ら
れ、配向状態に変化がないことが確認された。従って、
本発明の組成物は双安定性（メモリー性）に優れたもの
であることが分かった。

【０１４８】上記本発明の強誘電性液晶組成物は、応答
速度が高く、且つ双安定性に優れている。また上記相転
移温度のＮ^* →Ｓ_A が示すように、Ｓ_A 、Ｎ^* の両方の
相を有し、且つ偏光顕微鏡でＳ_A 相を観察すると均一な
二次元の相が確認されたことから、配向性にも優れてい
ることが分かった。

【０１４９】［実施例２］表２に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）、そして化合物ｃ）は非
キラル化合物（III)を表わす。

【０１５０】

【表２】

【０１５１】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、３５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝６８μｓ、 η＝１５２ｍＰａｓ、Ｐｓ＝
１５ｎＣｃｍ^-2、 θ＝２１．２° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１５２】［実施例３］表３に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）、そして化合物ｂ）は非
キラル化合物（II) を表わす。

【０１５３】

【表３】

【０１５４】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、４５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝４９μｓ、 η＝１５１ｍＰａｓ、Ｐ
ｓ＝１１．１ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１７．８° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１５５】［実施例４］表４に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）であり、化合物ｂ）は非
キラル化合物（II）である。

【０１５６】

【表４】

【０１５７】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、４５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝５６μｓ、 η＝１４７ｍＰａｓ、
Ｐｓ＝１１．９ｎＣｃｍ^-2、 θ＝２０．９° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１５８】［実施例５］表５に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）であり、化合物ｃ）は非
キラル化合物（III)である。

【０１５９】

【表５】

【０１６０】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、４５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝４７μｓ、 η＝１６７ｍＰａｓ、
Ｐｓ＝１３．７ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１７．８° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１６１】［実施例６］表６に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）であり、化合物ｂ）は非
キラル化合物（II）である。

【０１６２】

【表６】

【０１６３】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、４５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝５７μｓ、 η＝１４８ｍＰａｓ、
Ｐｓ＝１１．２ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１９．６° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１６４】［実施例７］ガラス基板（厚さ：１．１ｍ
ｍ）の上にＩＴＯの透明電極（膜厚：１５０ｎｍ）を形
成し、透明電極の上にＴａ₂ Ｏ₅ からなる絶縁層（膜
厚：１００ｎｍ）をエレクトロンビーム真空蒸着法によ
り形成した。この絶縁層の比誘電率は、銅板上に形成し
たＴａ₂ Ｏ₅ 層の上にもう１枚の銅板を押圧して得られ
るＴａ₂ Ｏ₅層を２枚の銅板で挟んだものをＬＣＲメー
ターにより測定したところ、２２であった。

【０１６５】この絶縁層の上に、等モル量の前記ジアミ
ン（ａ−１）とテトラカルボン酸二無水物（ｂ−１）と
から脱水縮合により得られたポリアミック酸の１０重量
％Ｎ−メチルピロリドン溶液２０重量部と、塗布液用希
釈剤（Ｎ−メチルピロリドン２０重量％、エチレングリ
コールモノブチルエーテル４０重量％及びジエチレング
リコールモノエチルエーテル４０重量％の混合物）８０
重量部とを混合して得られた配向膜用塗布液をスピナー
を用いて塗布し、塗膜を２９５℃で１時間乾燥してポリ
イミド配向膜を形成した。ポリイミド配向膜の表面をナ
イロン起毛布でラビング処理した。

【０１６６】上記のようにして得られた、透明電極、絶
縁層及び配向膜を有する基板の二枚を、配向膜のラビン
グ処理面をラビング方向が反平行になるように内側に向
かい合わせて、３μｍのスペーサを混入した接着剤を用
いて貼り合せ、セル・ギャップが３μｍのプレティルト
角測定用セルを作製した。

【０１６７】このプレティルト角測定用セルに、実施例
３で調製した強誘電性液晶組成物を注入し、７０℃でＳ
_A 相に於けるプレティルト角を、日本光学株式会社製の
偏光顕微鏡を用いてクリスタルローテーション法により
測定したところ、上記プレティルト角は２２°であっ
た。

【０１６８】前記のようにして得られた、透明電極、絶
縁層及び配向膜を有する基板の二枚を、配向膜のラビン
グ処理面をラビング方向が平行になるように内側に向か
い合わせて、２μｍのスペーサを混入した接着剤を用い
て貼り合せ、セル・ギャップが１．９μｍの液晶表示素
子用セルを作製した。

【０１６９】上記液晶表示素子用セルに、実施例３で調
製した強誘電性液晶組成物を注入し、４５℃に保持し
て、図２に示す波形（但し、Ｖ_S ＝±４２Ｖ、τ_S ＝５
〜３０μｓｅｃ）の電場を印加して、偏光顕微鏡を用い
てスイッチング状態を観察したところ、τ_S ＝９〜１３
μｓｅｃの範囲でコントラスト比の高い明瞭なスイッチ
ング動作が認められた。

【０１７０】［実施例８］実施例７に於けると同様にし
て、ガラス基板の上にＩＴＯの透明電極およびＴａ₂ Ｏ
₅ からなる絶縁層を形成し、絶縁層の上に、ポリイミド
配向膜の代わりに、ＳｉＯ₂ を蒸着角８３°にて斜め蒸
着して、ＳｉＯ₂ 配向膜（膜厚：２５ｎｍ）を形成し
た。

【０１７１】上記のようにして得られた、透明電極、絶
縁層及び配向膜を有する基板の二枚を、ＳｉＯ₂ の蒸着
方向が反平行になるように配向膜を内側に向かい合わせ
て、３μｍのスペーサを混入した接着剤を用いて貼り合
わせ、セル・ギャップが３μｍのプレティルト角測定用
セルを作製した。

【０１７２】このプレティルト角測定用セルに、実施例
３で調製した強誘電性液晶組成物を注入し、７０℃でＳ
_A 相に於けるプレティルト角を、日本光学株式会社製の
偏光顕微鏡を用いてクリスタルローテーション法により
測定したところ、上記プレティルト角は９°であった。

【０１７３】前記のようにして得られた、透明電極、絶
縁層及び配向膜を有する基板の二枚を、配向膜をＳｉＯ
₂ の蒸着方向が平行になるように内側に向かい合わせ
て、２μｍのスペーサを混入した接着剤を用いて貼合
せ、セル・ギャップが１．９μｍの液晶表示素子用セル
を作製した。

【０１７４】上記液晶表示素子用セルに、実施例５で調
製した強誘電性液晶組成物を注入し、４５℃に保持し
て、図２に示す波形（但し、Ｖ_S ＝±４２Ｖ、τ_S ＝５
〜３０μｓｅｃ）の電場を印加して、偏光顕微鏡を用い
てスイッチング状態を観察したところ、τ_S ＝１１μｓ
ｅｃでコントラスト比の高い明瞭なスイッチング動作が
認められた。

【０１７５】

【発明の効果】本発明の強誘電性液晶組成物は、液晶表
示素子に使用した場合、高速応答性を示し、さらに配向
性および双安定性についても良好な特性を示す。従っ
て、液晶表示素子用の液晶組成物として有用な強誘電性
液晶組成物ということができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の一実施例の主要部を模
式的に示す断面図である。

【図２】実施例７に於いて、スイッチング状態を観察す
るために液晶表示素子に印加した波形を示す。

【符号の説明】

１液晶表示素子２基板３透明電極４絶縁層５配向膜６基板７透明電極８絶縁層９配向膜１０強誘電性液晶組成物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田尚郎静岡県富士宮市大中里200番地富士写真フイルム株式会社内 (72)発明者石塚孝宏静岡県富士宮市大中里200番地富士写真フイルム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キラル化合物と非キラル化合物とからな
る液晶組成物であって、該キラル化合物が、下記の一般
式（Ｉ）：【化１】［但し、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ独立に、ハロゲン原
子又はシアノ基で置換されていてもよい二価の芳香族炭
化水素基、二価の脂環式炭化水素基又は二価の複素環基
を表わし、Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、−ＣＨ₂ Ｏ
−、−ＯＣＨ₂ −、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝
ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｒ¹ は、ハロゲン原子で
置換されていてもよい直鎖又は分岐のアルキル基又はア
ルコキシ基を表し（但し、隣接しないメチレン基の一つ
以上が、Ｏ、Ｓ又はＣＯで置換されていてもよい）、Ｒ
² は、置換されていてもよいアルキル基又はアルケニル
基を表し、ｎ、ｐ及びｑはそれぞれ独立に０又は１を表
し（但し、ｎ＝０のときｑ＝０である）、ｍは、３〜１
１の整数を表し、＊は不斉炭素原子を表す。］で表わさ
れるキラル化合物を含有し、そして該非キラル化合物
が、下記の一般式（II）：【化２】［ただし、Ｄは、２，５−ピリジニレン基を表わし、そ
してＲ³ およびＲ⁴ は、それぞれ置換されていてもよい
炭素原子数６〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基を表わ
し（ただし、隣接しないメチレン基の一つ以上がＯ、Ｓ
又はＣＯに置き換えられていてもよい）］で表わされる
非キラル化合物及び／又は下記の一般式 (III)：【化３】［ただし、Ｅは、２，５−ピリジニレン基を表わし、そ
してＲ⁵ 及びＲ⁶ は、それぞれ置換されていてもよい炭
素原子数５〜１２の直鎖又は分岐のアルキル基を表わし
（ただし、隣接しないメチレン基の一つ以上がＯ、Ｓ又
はＣＯに置き換えられていてもよい）］で表わされる非
キラル化合物を含有していることを特徴とする強誘電性
液晶組成物。
【請求項２】少なくとも透明電極及び配向膜がこの順
で設けられた基板二枚を、配向膜同士が対面するように
配設し、配向膜の間の空隙に液晶を封入してなる液晶表
示素子において、該液晶が請求項１に記載の強誘電性液
晶組成物であり、該配向膜の、該強誘電性液晶組成物の
Ｓ_A 相でのプレティルト角が５度以上であり、少なくと
も一方の該基板の透明電極と配向膜との間に、比誘電率
が５以上である絶縁層が設けられていることを特徴とす
る液晶表示素子。