(57)【要約】新規メントール化合物を用いて、それをカイラル剤として含有する液晶組成物により応答速度の速い液晶物質を得ることを実現した。【発明の構成】新規メントールエステル化合物、および当該メントール化合物と液晶物質とからなる液晶組成物、その液晶組成物を用いた液晶表示装置。【発明の効果】本発明品のカイラル化合物は、液晶組成物に混合することによって、液晶組成物の粘度を上げずに、汎用で使用されるコレステリルノナノエートと比べてもピッチを小さくすることが出来る。そのため、本発明品のカイラル化合物は、コレステリルノナノエートと比べてカイラルドーパントとしての使用量を少なくすることができ、また、メントールはＤ体とＬ体があるから、右ねじりのカイラル化合物と左ねじりのカイラル化合物のどちらでも合成できる。従って、本発明品のカイラル化合物は、液晶組成物のカイラルドーパントとして、非常に優れた材料として有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（化１）で表されるメントールエステル。
【化１】
2004137158.tif 000010
（但しＡとＢは、シクロヘキサン環あるいはベンゼン環で、ｍとｎはそれぞれ独自に０か１でありかつｍ＋ｎは１あるいは２である。Ｒは、水素原子あるいは、炭素原子１以上８以下の炭化水素基からなる化合物である。ＸはＤ体あるいはＬ体のメントール残基である。）
【請求項２】
請求項１に記載のメントール化合物と液晶物質とからなる液晶組成物。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶組成物を用いた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、新規メントールエステル化合物および、それをカイラル体として含有する液晶組成物ならびに当該組成物を用いた液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶は、時計、電卓、ワープロ、テレビ等に広く使用されている。これらの液晶には表示装置として使用するためにカイラル剤が使用されている。カイラル剤は、液晶部分にねじれを起こさせ好適な配列構造を実現させる添加剤で、ＴＮ液晶ではねじれ角を９０度、ＳＴＮ液晶では１８０から２７０度のねじれ角を生じさせて液晶表示装置として機能するようになる。
【０００３】
一般的に使用されるカイラル剤はコレステリック液晶物質等と組み合わせて実用化されているが、液晶組成物の粘度が高く、液晶表示素子の応答速度が低い。製造時の作業性が低いし、また表示体としての応答速度が期待されるよりも低いという難点がある。
【０００４】
【本発明が解決すべき課題】
以上に示した難点を解決すべく、カイラル化合物については種々検討されているが、未だ完全といわれるものは見いだされていない。よって、本発明品の解決すべき課題は、液晶物質と混合して、粘度を高くしないで応答速度の速い新規のカイラル化合物を見いだすことである。
【０００５】
【課題達成の手段】
カイラル化合物として可能性のありそうな物質を合成し、少量の配合で液晶化合物の粘度を高めず、かつ表示装置として好適な液晶構造を実現する物質を探索する。
【０００６】
本発明者らは、従来からの経験で旋光性の高いメントール誘導体に焦点を絞り、数多くの化合物を合成して、その適性を検討した結果、一般式（化１）の化合物が本発明の目的を達成しうることを見いだし、本発明に達した。
【０００７】
本発明における液晶化合物の製造方法の例を挙げる。まず、（ａ）カルボン酸に塩化チオニル等のハロゲン化剤を作用させて、（ｂ）酸塩化物を合成する。
【０００８】
本発明者は、従来からの経験で旋光性の高いメントール誘導体に焦点を絞り、数多くの化合物を合成してその適性を検討した。その結果、一般式（化１）の化合物が本来の目的を達成しうることを見いだした。
【０００９】
【発明実施の形態】
本発明における液晶化合物の製造方法の例を挙げる。まず、（ａ）カルボン酸に塩化チオニル等のハロゲン化剤を作用させて、（ｂ）酸塩化物を合成する。次に（ｂ）酸塩化物と（ｃ）メントールとをピリジン等の不活性溶媒中で反応させた後、これを溶媒で抽出し、ｍ＋ｎ＝１の時反応物を希塩酸で洗浄し、水洗し、乾燥させ、再結晶することにより、一般式（化１）で表されるカイラル化合物を得ることができる。化学反応式は、下記の化学反応式（化２）の通りであり、式中のＲ、Ａ、Ｂは、請求項１に記した意味を示す。
【００１０】
【化２】
2004137158.tif 000002
【００１１】
液晶分子に前記カイラル化合物を加えて混合すると、液晶組成物が得られる。その際、例えば二色性染料を加えて着色することも可能である。
【００１２】
液晶組成物は、例えば周知のＢ型粘度計やＥ型粘度計で測定可能である。液晶分子がカイラル体と一緒になって液晶組成物を構成すると、その内部構造の発生により粘度は上昇するが、カイラル体の種類や配合量により粘度の上昇量は異なる。本発明では、液晶組成物の粘度は可能な限り低いことを目的としている。
【００１３】
液晶組成物をくさびセルに注入すると、液晶化合物の配列構造に対応する縞模様が現れる。縞の間隔はピッチと呼ばれる。表全体として適当なピッチを可能な限り少量のカイラル化合物の配合で実現する必要がある。少量の配合で有効なカイラル化合物は、一定量の配合によりピッチが小さく観測されるので、このようなピッチと前項の粘度はカイラル化合物の性能評価の良い指標となる。このような測定値は、後出の実施例や比較例で示す。また、本発明品を混合して得られる液晶組成物は、従来技術の液晶装置に使用できる。
【００１４】
以下、実施例を用いて本発明品をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１５】
【実施例１】
４−エチルトランスシクロヘキサンカルボン酸５０．０ｇに塩化チオニル５７．０ｇを徐々に加え、４０℃まで加熱しながら６時間反応させた。過剰の塩化チオニルを約２０ｍｍＨｇで完全に留去して、５５．９ｇの４−エチルトランスシクロヘキシルカルボン酸クロライドを得た。トルエン３２０ｍｌにＬ−メントール５０．０ｇ、ピリジン２７．８ｇを溶解し、４０℃で撹拌しながら、先に得られた４−エチルトランスシクロヘキサンカルボン酸クロライドを約１時間で滴下した。その後、９０℃まで加熱し、６時間撹拌した。反応物を水、希塩酸、水の順で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、トルエンを留去して、約３ｍｍＨｇで減圧蒸留し、蒸留温度１７３〜１７６℃の蒸留物を取り出した。これをヘキサンに溶解し、カラムクロマトグラフィーで精製し、赤外分析等で化学式（化３）記載の化合物、４−エチルトランスシクロへキサンカルボン酸−（Ｌ−メントール）エステルであると確認された物質８３．８ｇが得られた。このものは室温液体であった。
【００１６】
【化３】
2004137158.tif 000003
【００１７】
【実施例２】
Ｌ−メントールの代わりに、Ｄ−メントールを使用する以外は（実施例１）と同様の方法で化学式（化４）記載の化合物、４−エチルトランスシクロヘキサンカルボン酸−（Ｄ−メントール）エステル８０．０ｇが得られた。このものの約３ｍｍＨｇでの蒸留温度は１７７〜１８１℃で、室温液体であった。
【００１８】
【化４】
2004137158.tif 000004
【００１９】
【比較例１】
Ｌ−メントールをシクロヘキサノールに変えて実施例１の方法を繰り返して得られた化学式（化５）記載のエステルはカイラル剤としての機能が無かった。
【００２０】
【化５】
2004137158.tif 000005
【００２１】
【実施例３】
ネマティック液晶化合物である化学式（化６）と化学式（化７）と化学式（化８）の３種の化合物を重量比で等容混合物としたネマティック液晶組成物Ａの粘度は１７．０ｍＰａ・ｓである。このネマティック液晶組成物Ａ１００．０重量部に、実施例１で製造した本発明のカイラル化合物を１．０重量部加え、液晶組成物を作成した。その液晶組成物の特性を表１に示す。
【００２２】
【化６】
2004137158.tif 000006
【００２３】
【化７】
2004137158.tif 000007
【００２４】
【化８】
2004137158.tif 000008
【００２５】
【実施例４】
実施例３と同様にネマティック液晶化合物Ａ１００．０重量部に、実施例２で製造した化合物を１．０重量部加え、液晶化合物を作成した。その液晶組成物の特性を表１に示す。
【００２６】
【比較例２】
実施例３と同様にネマティック液晶組成物Ａ１００．０重量部に、比較例１で製造した化合物を１．０重量部加え、液晶組成物を作成した。その液晶組成物の特性を（表１）に示す。
【００２７】
【比較例３】
実施例３と同様にネマティック液晶組成物Ａ１００．０重量部に、ネマティック液晶のカイラル剤として一般的に用いられているコレステリルノナノエートを１．０重量部加え、液晶組成物を作成した。その液晶組成物の特性を（表１）に示す。
【００２８】
【表１】
2004137158.tif 000009
（表１）から本発明品の新規メントールエステルは、カイラル化合物として有効であり、従来品と比べて少量で有効かつ粘度上昇も極めて少ない優れたものであることが判った。
【００２９】
【発明の効果】
本発明品のカイラル化合物は、液晶組成物に混合することによって、液晶組成物の粘度を上げずに、汎用で使用されるコレステリルノナノエートと比べてもピッチを小さくすることが出来る。そのため、本発明品のカイラル化合物は、コレステリルノナノエートと比べてカイラルドーパントとしての使用量を少なくすることができ、また、メントールはＤ体とＬ体があるから、右ねじりのカイラル化合物と左ねじりのカイラル化合物のどちらでも合成できる。従って、本発明品のカイラル化合物は、液晶組成物のカイラルドーパントとして、非常に優れた材料として有用である。