JP2590191B2 - 5―フェニル―ピリミジン誘導体を含むスメクチック液晶組成物 - Google Patents

5―フェニル―ピリミジン誘導体を含むスメクチック液晶組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 液晶は特に最近の10年間に、電気光学的性質およびデ
ィスプレー装置用の性質が要求される種々の技術分野
(例えば、時計‐、ポケット型計算器‐およびタイプラ
イター用ディスプレー)に使用されている。これらのデ
ィスプレー装置の原理は、液晶化合物のネマチック‐、
コレステリック‐および/またはスメクチック相におい
て誘電的配列効果にあり、その際に−誘電異方性に起因
して−化合物の分子長軸が負荷された電場において特に
有利な配列をする。これらのディスプレーの場合の通例
の切り換え時間(switching time)は、特異な性質の為
に工業的に非常に有望な化合物である液晶の多くの他の
潜在的な用途分野にとって非常に長過ぎる。この欠点
は、沢山の画像点を番地に分割しなければならない時に
特に顕著になる。これによって比較的に大きな面積を持
つ装置、例えばビデオ装置、オシログラフまたはテレビ
ジョン、レーダー、EDV-またはワードプロセッター用ス
クリーンの製造コストが高く成り過ぎる。
僅か二三年の間にネマチック液晶およびコレステリッ
ク液晶の他に実際の用途にとって強誘電性スメクチック
液晶相も益々重要に成ってきている。
クラーク(Clark)やラガーウエル(Lagerwall)は、
非常に薄いセルにおいてかゝる液晶系を用いることが、
慣用のTN“捩ネマチック”セルに比較して約1、000の
ファクターまでの迅速な切り換え時間を有する電気光学
的切り換え装置またはディスプレー要素をもたらすこと
を証明することができた(例えば、Lagerwall等、“デ
ィスプレーの為の強誘電性液晶(Ferroelectric Liqui
d)”、SIDシンポジウム、1985年10月会議、サンジエ
ゴ、カルフォルニア、米国 参照)。この有利な性質お
よび他の有利な性質−−例えば双安定切り換え性および
殆ど視角に無関係なコントラスト−の為に、強誘電性液
晶は原則として上記の用途分野にとって、例えばマトリ
ックスによる番地分割に良好に適している。
電気光学的なディスプレーにおいて強誘電性液晶を実
際に用いるの為には、広い温度範囲にわたって安定して
いる対掌性の傾斜したスメクチック相、例えば▲S* C
‐相が必要とされる(R.B.Meyer、Liebert、L.Strzelec
ki、P.Keller、J.Physique 36、L-69(1975))。
この目的は、自体対掌性のスメクチック相、例えば▲
* C▼‐相を形成する化合物にて達成できるが、一方に
おいては、非対掌性の傾斜したスメクチック相を形成す
る化合物に光学活性化合物を混ぜ込むことによって達成
できる(M.Brunet、Cl.Williams、Ann.Phys.3、237(19
78))。
それ故にスメクチック相を形成しそしてそれの混合物
によってスメクチック相、特にSC‐または▲S* C▼‐相
を形成することのできる化合物が必要とされている。
傾斜したスメクチック相を持つ現在使用可能な殆どの
物質の大きな欠点は、温度に関して制限された相範囲の
他に化学的、熱的または光化学的な安定性が低いことお
よび大抵の用途に適していない大きな正の誘電異方性が
ある。
本発明者は、一般式(I) 〔式中、R1およびR2は互いに同じであるかまたは異なっ
ており、不斉炭素原子を有していてもよく且つ隣接して
いない一つ以上の‐CH2‐基が‐O-または‐S-で交換さ
れていてもよい2〜16の炭素原子数の直鎖状または分枝
状アルキル‐または‐アルケニル基を意味し; ‐Aおよび‐Bは基 であり、 その際、いずれの場合もR1、R2が‐A、‐Bのフェニ
ル基の部分に位置しており; そしてmおよびnは0または1であるが、m+nは常
に0または1である。〕 で表される化合物−ただし2-ヘプチル‐5-(4-ノニルオ
キシフェニル)ピリミジンを除く−がスメクチック液晶
組成物の成分として特に適していることを見出した。
これらの化合物は大きな化学的、熱的および光化学的
安定性を有している。このものは更に負のまたは僅かだ
けの正の誘電異方性を示す(実施例1〜3参照)。それ
故に混合物の誘電性は式(I)の成分によって良好な影
響を受ける。
更に式(I)の対掌性化合物はこのものを含有する混
合物の強誘電性に正の影響も及ぼす。何故ならばこのも
の自体が既に良好な強誘電性を有しているからである
(実施例1および8)。
式(I)の化合物の内特に、式(II) 〔式中、Xは単一結合、‐0-または‐S-を意味しそして
R3およびR4は互いに同じであるかまたは異なっており、
不斉炭素原子を含有していてもよい炭素原子数7〜14の
直鎖状または分枝状アルキル基または‐アルケニル基で
ある。〕 で表される化合物が有利である。
即ち本発明者は、式(II)の化合物が液晶のSC‐また
はSC *‐相を形成することを見出した。それどころかこ
れらの化合物の大部分は非常に広い温度範囲を有しそし
て専ら良好な−即ち比較的に低い温度の所にSC‐または
SC *範囲がある。この状況は、一般的な知見(例えば“F
uessige Kristalle in Tabellen"、(VEB Deutscher Ve
rkag fuer Grundstoffindustrie)、ライプツイヒ、第
1巻(1974)、第II巻(1984)によれば式(I)および
(II)の化合物の場合にはSC‐またはSC *‐相が生じる
ことは期待出来なかったので、ますます驚くべきことで
ある。
更に式(II)の化合物はSC‐またはSC *‐の他にしばし
ばSA‐相も示す。このことはそれの用途にとって非常に
有利である。それ故に式(II)の化合物は対掌正のスメ
クチックC-相(▲S* C▼)の有利な成分である。
更に、n=1またはm=1の式(I)の化合物は特に
有利である。これらの化合物は大部分がSC‐またはSC *
‐を有しそしてSC‐またはSC *‐範囲を広げるの為の混
合成分として適し且つ同時に混合物の誘電挙動に有利な
影響を及ぼす。SC‐または▲S* C▼‐混合物中で式(I
I)の化合物を公知の種類の化合物 〔式中、Xが単一結合または‐0を意味しおよびR5は同
じかまたは異なる炭素原子数6〜15のアルキル基であ
る。〕 と一緒に用いるのが特に有利である。
即ち、全く驚くべきことに、式(II)の化合物と式
(III)の化合物を一緒に用いることが、SC‐または▲
* C▼‐をより低い温度にだけでなくより高い温度にま
で広げせしめることを見出した(“誘電されたSC”、実
施例3参照)。この挙動は極めて珍しく且つ有利であ
る。
本発明に従って用いる化合物の製法はドイツ特許出願
公開第3,709,618.4号明細書に開示されている。以下の
実施例によって本発明を更に詳細に説明する。
実施例1 (S)‐2-オクチルチオ‐5-〔4-(6-メチルオクチル
オキシ)‐フェニル〕‐ピリミジンは、相順序 および40℃で1.5nC/cm2の自然な極性並びに10Veff/mμ
の方形波電圧を負荷した際に200μsの切り換え時間を
有している。この温度での傾斜角度は25°でありそして
10kHzでの誘電異方性Δε=−0.6である。
実施例2 (S)‐2-オクチルオキシ‐5-〔4-(6-メチルオクチル
オキシ)‐フェニル〕‐ピリミジンは、相順序 を有し、誘電定数ε″(ホメオトロピック(homeotorop
ic)配向およびε⊥(プラナー(planar)配向)を10kH
zおよび75℃で示す: ε〃=3.5、 Δε=−0.3。
実施例3 2-オクチルオキシ‐5-〔4-オクチルオキシフェニル〕‐
ピリミジンは、 相順序 および誘電率ε〃は方向ベクトルに対して平行又は垂直
である(10kHz、75℃)を有している: ε〃=3.79、 Δε=−0.11。
実施例4 50%の(S)‐2-デシルチオ‐5-〔4-(6-メチルオク
チルオキシ)‐フェニル〕‐ピリミジンと50%の(S)
‐2-オクチルチオ‐5-〔4-(6-メチルオクチルオキシ)
‐フェニル〕‐ピリミジンとより成る混合物は以下の相
順序を示す: K 17 ▲S* C▼ 53 ▲S* A▼ 58 I 実施例5 30%の5-デシル‐2-(4-デシルオキシフェニル)‐ピ
リミジン、55%の5-オクチル‐2-(4-オクチルオキシフ
ェニル)‐ピリミジン、10%の5-デシル‐2-(4-オクチ
ルオキシフェニル)‐ピリミジンおよび5%の2-オクチ
ルオキシ‐5-〔4-(4-デシルオキシ‐フェニル)メチル
オキシ‐フェニル〕‐ピリミジンより成る混合物は+7
℃まで過冷却できそして以下の相順序を示す: SC 53 SAおよびSA 71 I 実施例6 (S)‐2-オクチルチオ‐5-〔4-(6-メチルオクチル
オキシ)‐フェニル〕‐ピリミジン(A)と文献“Fues
sige kristalle in Tabellen"、(VEB Deutscher Verka
g fuer Grundstoffindustrie)、ライプツイヒ、第I巻
(1974)から公知の式(I)に含まれない化合物の5-オ
クチル‐2-(4-オクチルオキシ‐フェニル)‐ピリミジ
ン(B)との混合物。
これらの両者の物質を混合した場合極めて驚くべき且
つ極めて有利な挙動が図面の一対の相グラフ(加熱曲
線)から明らかになる。即ち、▲S* C▼が低い温度にも
高い温度にも広がる。後者の挙動は従来には開示されて
いなかった。
実施例7 80%の(S)‐2-ヘプチルチオ‐5-〔4-(6-メチルオ
クチルオキシ)‐フェニル〕‐ピリミジンと20%の
(S)‐2-ノニルオキシ‐5-〔4-(6-メチルオクチルオ
キシ)‐フェニル〕‐ピリミジンとよりなる混合物は−
20℃以下まで過冷却でき且つ以下の相順序を示す: SF ‐3 SI 17▲S* C▼ 57 SA 64 I 実施例8 45%の(S)‐2-デシルチオ‐5-〔4-(6-メチルオク
チルオキシ)‐フェニル〕‐ピリミジン、45%の(S)
‐2-オクチルチオ‐5-〔4-(6-メチルオクチルオキシ)
‐フェニル〕‐ピリミジンおよび10%のN-4-(4-オクチ
ルオキシベンゾイルオキシ)‐ベンゾイル‐(S)‐プ
ロリン‐(R)‐2-メチルプロピルエステルよりなる混
合物は10℃〜42℃の範囲で▲S* C▼を示しそして25℃で
+30nC/cm2の自然な極性を並びにSSFLCディスプレーに
おいて10Veff/μmの方形電圧を負荷した際に45μsの
切り換え時間を有している。
実施例9 40%の(S)‐2-デシルチオ‐5-〔4-(6-メチルオク
チルオキシ)‐フェニル〕‐ピリミジン、40%の(S)
‐2-オクチルチオ‐5-〔4-(6-メチルオクチルオキシ)
‐フェニル〕‐ピリミジン、2%の5-ウンデシル‐2-
(4-デシルオキシフェニル)‐ピリミジン、2%の5-デ
シル‐2-(4-オクチルオキシ‐フェニル)‐ピリミジ
ン、5.5%の5-デシル‐2-(4-デシルオキシ‐フェニ
ル)‐ピリミジン、10.5%の5-オクチル‐2-(4-オクチ
ルオキシ‐フェニル)‐ピリミジンより成る混合物は5
℃の融点を有し特に以下の相順序を示す: SI 18° ▲S* C▼ 58° SA 62° I 実施例10 1.3%の(S)‐2-(4-デシルオキシ‐フェニル)‐5
-〔4-(6-メチルオクチルオキシ)‐フェニル〕‐ピリ
ミジン、39.5%の(R,S)‐4-デシルオキシ安息香酸‐
〔4-(4-(メチルヘキシルオキシ)‐フェニル〕‐エス
テル、32.6%の5-オクチル‐2-(4-オクチルオキシフェ
ニル)‐ピリミジン、16%の5-デシル‐2-(4-デシルオ
キシ‐フェニル)‐ピリミジン、10.6%の5-デシル‐2-
(4-オクチルオキシ‐フェニル)‐ピリミジンより成る
混合物は以下の相順序を示す: K 3 ▲S* C▼ 62 SA 68 N* 69 I
【図面の簡単な説明】
図面は、スメクチック液晶混合物の成分として5-フェニ
ル‐ポリジン誘導体を用いた場合の相グラフ(加熱曲
線)を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イングリツト・ミユーレル ドイツ連邦共和国、ホーフハイム・ア ム・タウヌス、アム・プフイングストブ ルンネン、1 (72)発明者 デイーテル・オーレンドルフ ドイツ連邦共和国、リーデルバツハ、ア ム・キユーレン・グルント、4 (72)発明者 ライネル・ウインゲン ドイツ連邦共和国、ハツテルスハイム・ アム・マイン、ロツトケツプヒエンウエ ーク、10 (56)参考文献 特開 昭61−291679(JP,A) 特開 昭62−167758(JP,A)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(I) 〔式中、R1およびR2は互いに同じであるかまたは異なっ
    ており、不斉炭素原子を有していてもよく且つ隣接して
    いない一つ以上の‐CH2‐基が‐0-または‐S-で交換さ
    れていてもよい2〜16の炭素原子数の直鎖状または分枝
    状アルキル‐または‐アルケニル基を意味し; ‐Aおよび‐Bは基 であり、 その際、いずれの場合もR1、R2が‐A、‐Bのフェニル
    基の部分に位置しており; そしてmおよびnは0または1であるが、m+nは常に
    0または1である。〕 で表される化合物−ただし2-ヘプチル‐5-(4-ノニルオ
    キシフェニル)ピリミジンを除く−を含むスメクチック
    液晶組成物。
  2. 【請求項2】式(II) 〔式中、Xは単一結合、‐0または‐Sを意味しそして
    R3およびR4は互いに同じであるかまたは異なっており、
    不斉炭素原子を含有していてもよい炭素原子数7〜14の
    直鎖状または分枝状アルキル基または‐アルケニル基で
    ある。〕 で表される化合物を含む請求項1に記載のスメクチック
    液晶組成物。
  3. 【請求項3】式(I)の化合物を対掌性のスメクチック
    液晶相の成分として含む請求項1または第2に記載のス
    メクチック液晶組成物。
  4. 【請求項4】式(I)の化合物を対掌性の傾斜したスメ
    クチック液晶相の成分として含む請求項1または第2に
    記載のスメクチック液晶組成物。
  5. 【請求項5】式(I)の化合物を対掌性のスメクチック
    C-相(SC *)の成分として含む請求項1または第2に記
    載のスメクチック液晶組成物。
  6. 【請求項6】SC‐またはSC *‐相において式(III) 〔式中、Xが単一結合または‐0を意味しおよびR5とR6
    とは同じかまたは異なる炭素原子数6〜15のアルキル基
    である。〕 の化合物も一緒に含む請求項2に記載のスメクチック液
    晶組成物。
  7. 【請求項7】請求項1〜6項の何れか一つに記載のスメ
    クチック液晶組成物を含有する電気光学的な切り換え要
    素またはディスプレー要素。
  8. 【請求項8】ディスプレー‐または切り換え要素をSSFL
    C技術を用いて交番(AC)‐電場の安定化技術を用いて
    作動させる請求項7に記載の電気光学的な切り換え要素
    またはディスプレー要素。
JP63067473A 1987-03-24 1988-03-23 5―フェニル―ピリミジン誘導体を含むスメクチック液晶組成物 Expired - Fee Related JP2590191B2 (ja)

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