JPH03190889A - リン酸エステル化合物及びそれを含む液晶組成物 - Google Patents

リン酸エステル化合物及びそれを含む液晶組成物

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JPH03190889A
JPH03190889A JP1330252A JP33025289A JPH03190889A JP H03190889 A JPH03190889 A JP H03190889A JP 1330252 A JP1330252 A JP 1330252A JP 33025289 A JP33025289 A JP 33025289A JP H03190889 A JPH03190889 A JP H03190889A
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JP1330252A
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Kenji Namita
波多 賢治
Yoshitaka Miyamae
喜隆 宮前
Hiroshi Imada
浩 今田
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Original Assignee
Lion Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、新規なリン酸エステル化合物及びそれを含有
する液晶組成物に関するものである。
(従来技術及びその問題点) 液晶表示素子は、消費電力が小さい、薄型表示が可能、
受光型表示であるので目の疲労が少ないなどといった多
くの長所を有しているため、各種の表示素子として広く
用いられている。現在量も広く用いられている表示方式
としては、ツィステッドネマチック(TN)型のもので
あり、その液晶化合物としてはネマチック相を示すもの
が用いられている。しかし、TN型表示素子は他の発光
型表示素子である、CRT、プラズマデイスプレー、エ
レク1−ロルミネッセンスディスプレーなどと比較する
と、その応答速度が非常に遅いという欠点がある。従っ
て応答速度の改良された液晶表示素子の開発が望まれ、
そのための研究が多数行われている。
上記要望に応えるものとして、強誘電性液晶化合物を用
いた液晶表示方式が提案されている。(N。
A、C1ark、  S、T、Lagerwall  
;  Applied  Phys、  Lett:3
6899 (1,980))。この強誘電性液晶を利用
した表示素子は、TN型表示素子に比べて100倍以上
の高速応答性と、双安定性よりもたらされるメモリー効
果を有し、大型テレビ画面や高速光シャッタープリンタ
ーヘッド、コンピュータ一端末、あるいは非線形光学材
料などのオプI・エレクトロニクス材料への応用が期待
されている。
強誘電性液晶は、液晶相としてはチルト系のカイラルス
メクチック相に属するものであるが、そ中でも実用的に
望ましいものは、最も粘度の低いカイラルスメクチック
C(以下Sc”と略記)相である。
強誘電性を示す液晶材料としてはSc”相を示す液晶化
合物、あるいはスメクチックC(以下Scと略記)相を
示す液晶化合物にそれ自体はSc相を示さないが、液晶
化合物と相溶性が良く、しかも光学活性を有するカイラ
ルな化合物を添加した液晶混合物が使用可能である。
これまでに各種のSc”相を示す液晶化合物あるいは液
晶混合物の配合成分としての光学活性化合物が検討され
ており、既に数多くの化合物が知られている。しかし、
これらの化合物の多くはアゾメチン結合(−CH=N−
)や、2重結合(−CII=CH−)を有しており、加
水分解や光劣化を起こし易いという問3 − 照点がある。さらにSc”相を示す温度が室温より高い
ものが多く、室温付近にSc”相を示す強誘電性液晶が
要望されている。又、実用特性を発現させるのに十分な
応答速度のものは未だ得られていない。
(発明の課題) 本発明は、化学的に安定で、光安定性にも優れた強誘電
性液晶組成物の配合成分として有用な新規な化合物を提
供するとともに、それを含む安定性に優れ、しかも室温
付近で高速応答性を示す液晶組成物を提供することをそ
の課題とする。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、前記課題を解決するために種々研究を重
ねた結果、2価の芳香環を含有する新規リン酸エステル
化合物を強誘電性液晶組成物の配合成分として用いると
、得られる強誘電性液晶が室温付近で優れた高速応答性
を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、下記−紋穴(N又は−・紋
穴(II)で表わされるリン酸エステル化合物及びこれ
を配合成分として含む液晶組成物が提供される。
前記式中、R□は炭素数1〜20のアルキル基、アルコ
キシ基、アシル基又はアシルオキシ基を示す。
R2及びR3は、炭素数1〜20のアルキル基又は不斉
炭素を含む光学活性化合物ず。
R4は、不斉炭素を含んでいてもよい炭素数1〜20の
環状鎖を示す。
を示す。この場合、単結合とは、環へと環Bとが直接結
合していることを意味する。
環へ及び環Bは、芳香環を示し、同−又は異っていても
よい。芳香環は、置換又は未置換の炭素環及び複素環を
包含するものである。このような芳香環は、ベンゼン環
や含窒素環が好ましく、その具体例を示すと以下の通り
である。
リン原子を含む化合物に関しては、特定の濃度で液晶相
を示すライオトロピック液晶の分野において、生体膜の
一成分であるリン脂質がよく研究されている。しかしな
がら、表示素子に応用できるのは、特定の温度で液晶相
を示すサーモ1−ロピツク液晶であり、リン原子を含む
化合物を既存のサーモトロピック液晶へ添加した例(G
、に1ose etaQ;Mo1. Cryst、Li
g、 Cryst、 150201(1987))は知
られているが、強誘電性液晶組成物の配合成分としてリ
ン原子を含む化合物を応用した例は知らていない。
一般式〇)において、R2又はR3によって表わされる
基のうち、不斉炭素を含む光学活性基は、各種の光学活
性物質から誘導できるが、特に光学活性アルコールが出
発原料として有用である。光学活性アルコールとして、
例えば、光学活性2−メチルブタノール、光学活性3−
メチル−ペンタノール、光学活性−4メチル−ヘキサノ
ール、光学活性5−メチル−へブタノール、光学活性6
−メチル−オクタツール、光学活性シ1−ロネロール、
光学活性3,7−シメチルオクタノール、光学活性2−
ブタノール、光学活性2−ペンタノール、光学活性2−
ヘキサノール、光学活性2−ヘプタツール、光学活性2
−オクタツール、光学活性2−ノナノール、光学活性2
−デカノール、光学活性2−ウンデカノール、光学活性
2−ドデカノール、光学活性2−メチル−へブタノール
、光学活性2−メチル−ヘキサノール、光学活性2−ア
ルキルオキシプロパツール、光学活性3−アルキル方キ
シブタノール、光学活性3−アルキルオキシペンタノー
ル、光学活性乳酸エステル、光学活性3−ヒフ− ドロキシ−2−メチル−プロパン酸エステル、光学活性
3−ヒドロキシブタン酸エステル、光学活性3−ヒドロ
キシペンタン酸エステル、光学活性2−ハロゲノ−プロ
パツール、光学活性2−ハロゲノ−ブタノール、光学活
性2−ハロゲノ−ペンタノール、光学活性2−ハロゲノ
−ヘキサノール、光学活性2−ハロゲノ−ヘプタツール
、光学活性2−ハロゲノ−オクタツール、光学活性2−
ハロゲノ−ノナノール、光学活性2−ハロゲノ−デカノ
ール、光学活性2−ハロゲノ−ウンデカノール、光学活
性2−ハロゲノ−ドデカノール、光学活性ツルケタール
、光学活性グリシドール、光学活性2,3−ジハロゲノ
−プロパノール、光学活性3−アルキルオキシ−2−ハ
ロゲノ−プロパツール、光学活性3−ハロゲノ−2−ア
ルキルオキシ−プロパツール、光学活性3−アルキルオ
キシ−1−ハロゲノ−2−プロパツール、光学活性1,
3−ジアルキルオキシ−2−プロパツール等が有用であ
る。
また−紋穴(1)において、R,又はR3によって表わ
される基のうち、炭素数1〜20のアルキル基は、対応
するアルコール(R20)1又はR10H)から容易に
誘導される。
さらに−紋穴(II)において、R4によって表わされ
る環状鎖は、対応するジオール(l(0−R4−OH)
から容易に誘導される。
一般式(1)及び(U)で表わされる化合物の例を示す
と次の通りである。ただし、これらの化合物には限定さ
れない。また、以下におけるC1は不斉炭素を示す。
1、0 −紋穴(1)で表わされる本発明の化合物は、例えば、
下記−紋穴(m)で表わされるヒドロキシ化合物、R2
0H及びR30Hを順次、常法に従いリン像エステル化
反応させることにより合成することができる。
(Ijl) 11 また、−紋穴(II)で表わされる本発明の化合物は、
例えば、−紋穴(III)で表わされるヒドロキシ化合
物及び)10−84−OHを常法に従いリン酸エステル
化反応させることにより合成することができる。
−紋穴(1)において、R2とR1のうちの少なくと2
− も一方が不斉炭素を含む光学活性基である場合、あるい
は−紋穴(II)において、R4が不斉炭素を含む環状
鎖である場合、本発明の化合物は光学活性化合物であり
、強誘電性を示さない単なるSc相を示す化合物又は強
誘電性液晶化合物と混合使用することによりSc”相温
度範囲が改善され、応答特性の優れた強誘電性液晶組成
物を得ることができる。
また−紋穴(I)において、R2とR3が同一の炭素数
1〜20のアルキル基である場合、あるいは−紋穴(I
I)において、R4が不斉炭素を含まない対称な環であ
る場合、本発明の化合物は非光学活性化合物であり、既
存の強誘電性液晶化合物と混合使用することによりSc
I相温度範囲が改善され、応答特性の優れた強誘電性液
晶組成物を得ることができる。
さらに−紋穴(I)において、R2とR3が互いに異な
るアルキル基である場合、あるいは−紋穴(II)にお
いて、R,が非対称な環である場合、本発明の化合物は
リン原子上が光学活性な化合物となり得る。通常のリン
酸エステル化反応を行うと、リン原子上がラセミの化合
物が得られるので、既存の強誘電性液晶化合物と混合使
用することにより、Sc”相温度範囲が改善され、応答
特性の優れた強誘電性液晶組成物を得ることができる。
またジアステレオマーに誘導し、光学分割を経由する不
斉リン酸エステル化反応により、リン原子上が光学活性
な化合物を得ることも可能であり、その場合本発明の化
合物は光学活性化合物として、単なるSc相を示す化合
物又は強誘電性液晶化合物と混合使用することにより、
Sc”相温度範囲が改善され、応答特性の優れた強誘電
性液晶組成物を得ることができる。
(発明の効果) 本発明のリン酸エステル化合物は、アゾメチン結合(−
CH=N−)や2重結合(−CH=CH−)などを有し
ていないので、化学的にも、光に対しても安定であり、
さらに他の液晶との相溶性が良く、強誘電性液晶組成物
の成分として用いることにより、優れた高速応答性を示
す液晶表示素子が得られる。
また本発明のリン酸エステル化合物のうち、光学活性な
ものは、ネマチック液晶とも相溶性が良いため、ホワイ
トティラー型カラー表示用、コレステリックネマチック
相転移型表示用、TN型セルにおけるリバースドメイン
発生防止用などの目的で、従来のネマチック液晶に添加
して用いることも可能である。
(実施例) 次に本発明を実施例によりさらに詳細に示す。
なお、以下において、Cry、 N”、Iso相はそれ
ぞれ結晶相、カイラルネマチック相、等方性液体相を示
す。
実施例1 4−オクチルオキシビフェニル−ジー(S)−2−メチ
ルブチルホスフェートの合成 オキシ塩化リン1..7g(1(1mmo12)をベン
ゼンIO+nQに溶解し、0℃に冷却して、これに4−
(4’−オクチルオキシフェニル)フェノール3.0g
(10mmofl)とピリジン0.8g(lommoρ
)をベンゼン20−に溶解したものを滴下し、滴下終了
後2時間加熱還流させた。こ−15= 16 れを再びO′Cに冷却して、これに(S)−2−メチル
ブタノール1 、8g (20mmon)とピリジ’J
 ]、 、 6g (20mmoQ)をベンゼン20戒
に溶解したものを滴下し、滴下終了後2時間加熱還流さ
せた。放冷後、100−の酢徴エチルを加え、飽和硫酸
銅水溶液、水、飽和硫酸ナトリウム水溶液で順次洗浄し
、無水硫酸ナトリウムで脱水した。溶媒を留去し、シリ
カゲルカラムクロマ1−グラフィーで精製し、下記式で
表わされる4−オクチルオキシビフェニル−ジー(S)
−メチルブチルホスフェート3.3g(収率64%)を
得た。
この化合物の”H−NMRスペクトル及び融点は以下の
通りであった。
NMR,S(ppm、CDC4,) : 0.89(9
8,m)、0.97 (68、m)、]、、31(14
H,+11)、1.71(4H,m)、3.98(6H
,+a)、6.85〜7.51(8H,m) 融点:39℃ 実施例2 4−(4’−デシルオキシベンゾイルオキシ)フェニル
−ジー(S)−2−メチルブチルホスフェ−1−の合成
実施例1の4−(4’−オクチルオキシフェニル)フェ
ノールの代りに、4−(4’−デシルオキシベンゾイル
オキシ)フェノールを用い、他は実施例1と全く同様に
反応させ、下記式で表わされる4−(4’−デシルオキ
シベンゾイルオキシ)フェニル−ジー(S)−2−メチ
ルブチルホスフェートを得た。
この化合物の融点は39℃であった。既知のカイラルで
ないSc化合物である4−デシルオキシ安息香酸に、こ
の合成した化合物を20wt%添加した液晶混合物の相
転移温度は以下の通りであった。
この混合物を、間隔2声のラビング配向処理済ガラス透
明電極間に封入し、そのSc”相において±20V、5
0Hzの矩形波を印加したところ、明瞭な光スイッチン
グが認められ、その応答時間は80℃で100μsec
と非常に高速であった。
このように本発明の化合物はSc相を示す化合物と混合
して、高速で応答する強誘電性液晶組成物を調製するこ
とができる。
実施例3 4−オクタデシルオキシビフェニルジー(S)−Z−メ
チルブチルホスフェ−1への合成 実施例1の4−(4’−オクチルオキシフェニル)フェ
ノールの代りに4−(4’−オクタデシルオキシフェニ
ル)フェノールを用い、他は実施例1と全く同様に反応
させ、下記式で表わされる4−オクタデシルオキシビフ
ェニルジ=(S)−2−メチルブチルホスフェート3.
8g(収率58%)を得た。
実施例4 2−(4’−オクチルオキシビフェニルオキシ)−5−
へキシル−1,3,2−ジオキサホスファン−2−オキ
サイドの合成 実施例1の(S)−2−メチルブタノールの代りに2ヘ
キシル−1,3−プロパンジオールを用い他は実施例1
と全く同様に反応させ、下記式で表わされる2(4′−
オクチルオキシビフェニルオキシ)−5−へキシル−1
,3,2−ジオキサホスファン−2−オキサイド2.5
g(収率50%)を得た。
実施例5 4−(4’−デシルオキシベンゾイルオキシ)フェニル
(R)−1−メチルへブチルメチルホスフェ−1〜の合
成 オキシ塩化リン1 、7g (]、OmmoQ、)をベ
ンゼン10威に溶解し0℃に冷却して、これに4− (
4’−デシルオキシベンゾイルオキシ)フェノール3.
7g(10mmoQ)とピリジン0.8g(10mmo
ff)をベンゼン20mD、に溶解したものを滴下し、
滴下終了後2時間加熱還流させた。
これを再び0℃に冷却して、これに(R)−2−オクタ
ツール1.3g(]、OmmoQ)とピリジン0.8g
(]Ommoff)をベンゼン20−に溶解したものを
滴下し、滴下終了後=19 0 2時間加熱還流させた。これを再び0℃に冷却して、こ
れにメタノール0.6g(20mmoQ)とピリジン1
.6g(20mmoQ)をベンゼン20mQに溶解した
ものを滴下し、滴下終了後2時間加熱還流させた。放冷
後、]00mflの酢酸エチルを加え、飽和硫酸銅水溶
液、水、飽和硫酸ナトリウム水溶液で順次洗浄し、無水
硫酸ナトリウムで脱水した。溶媒を留去し、シリカゲル
カラムクロマ1−グラフィーで精製し、下記式で表わさ
れる4−(4’−デシルオキシベンゾイルオキシ)フェ
ニル(R)−1−メチルヘプチルメチルホスフェート4
.4g(収率76%)を得た。
この化合物の融点は45°Cであった。
実施例6 4− (4’−デシルオキシベンゾイルオキシ)フェニ
ルオクタデシルメチルホスフェートの合成実施例5の(
R)−2−オクタツールの代りにオクタデカノールを用
い、他は実施例5と全く同様に反応させ、下記式で表わ
される4−(4’−デシルオキシベンゾイルオキシ)フ
ェニルオクタデシルメチルホスフェート4.7g(収率
66り)を得た。
実施例7 4−(4’−デシルオキシフェノキシカルボニル)フェ
ニル(R)−1−メチルへブチルメチルホスフェートの
合成 実施例5の4−(4’−デシルオキシベンゾイルオキシ
)フェノールの代りに4−(4’−デシルオキシフェノ
キシカルボニル)フェノールを用い、他は実施例5と全
く同様に反応させ、下記式で表わされる4(4′−デシ
ルオキシフェノキシカルボニル)フェニル(R)−1−
メチルヘプチルメチルホスフェート4.3g(収率75
%)を得た。
1 2 実施例8 4−(4’−デシルオキシベンジルオキシ)フェニル(
R)−1−メチルヘプチルメチルホスフェートの合成実
施例5の4− (4’−デシルオキシベンゾイルオキシ
)フェノールの代りに4−(4’−デシルオキシベンジ
ルオキシ)フェノールを用い他は実施例5と同様に反応
させ、下記式で表わされる4−(4’−デシルオキシベ
ンジルオキシ)フェニル(R)−1−メチルヘプチルメ
チルホスフェート4.0g(収率71%)を得た。
実施例9 4−(4’−デシルオキシフェノキシカルビニル)フェ
ニル(R)−1−メチルヘプチルメチルホスフェートの
合成 実施例5の4−(4’−デシルオキシベンゾイルオキシ
)フェノールの代りに4−(11’−デシルオキシフェ
ノキシカルビニル)フェノールを用い他は実施例5と全
く同様に反応させ、下記式で表わされる4−(4′−デ
シルオキシフェノキシカルビニル)フェニル(R)−1
−メチルヘプチルメチルホスフェート3.9g(収率6
9%)を得た。
実施例10 4 、2’ −(5’−オクチルピリミジル)フェニル
(R)−1メチルヘプチルメチルホスフエートの合成実
施例5の4−(4’−デシルオキシベンゾイルオキシ)
フェノールの代りに4.2’−(5’−オクチルピリミ
ジル)フェノールを用い、他は実施例5と全く同様に反
応させ、下記式で表わされる4、2’−(5’−オクチ
ルピリミジル)フェニル(R)−1−メチルヘプチルメ
チルホスフェート3.3g(収率67z)を得た。
実施例11 4.5’−(2’−デシルオキシピリミジル)フェニル
(R)3 4− 1−メチルヘプチルメチルホスフェートの合成実施例5
の4−(4′−デシルオキシベンゾイルオキシ)フェノ
ールの代りに4.5′−(2’−デシルオキシピリミジ
ル)フェノールを用い他は実施例5と全く同様に反応さ
せ、下記式で表わされる4、5’−(2’−デシルオキ
シピリミジル)フェニル(R)−1−メチルヘプチルメ
チルホスフェート3.5g(収率66%)を得た。
実施例12 4 、2’ −(5’−ドデシルピリジル)フェニル(
R)−1−メチルヘプチルメチルホスフェートの合成実
施例5の4−(4’−デシルオキシベンゾイルオキシ)
フェノールの代りに4 、2’ −(5’−ドデシルピ
リジル)フェノールを用い、他は実施例5と全く同様に
反応させ、下記式で表わされる4、2’−(5’−ドデ
シルピリジル)フェニル(R)−1−メチルヘプチルメ
チルホスフェート2.8g(収率51%)を得た。
実施例13 4.5’−(2’−テ)−ラブシルピリジル)フェニル
(R)1−メチルヘプチルメチルホスフェートの合成実
施例5の4−(4’−デシルオキシベンゾイルオキシ)
フェノールの代りに4.5’−(2’−テトラデシルピ
リジル)フェノールを用い、他は実施例5と全く同様に
反応させ、下記式で表わされる4、5’−(2’−テト
ラデシルピリジル)フェニル(R)−]−メチルヘプチ
ルメチルホスフェート3.6E(収率63%)を得た。
実施例4 4 、6’ −(3’−オクチルオキシピリダジル)フ
ェニル(R)−1−メチルヘプチルメチルホスフェート
の合成実施例5の4−(4’−デシルオキシベンゾイル
オキシ)フェノールの代りに4 、6’ −(3’−オ
クチルオキシフζ 26 ピリダジル)フェノールを用い、他は実施例5と全く同
様に反応させ、下記式で表わされる4、6’−(3’−
オクチルオキシピリダジル)フェニル(R)−]−メチ
ルヘプチルメチルホスフェート2.9g(収率57り)
を得た。
実施例15 4 、2’ −(5’−ヘキサデシルピラジル)フェニ
ル(R)1−メチルへブチルメチルホスフェートの合成
実施例5の4−(4’−デシルオキシベンゾイルオキシ
)フェノールの代りに4 、2’ −(5’−ヘキサデ
シルピラジル)フェノールを用い、他は実施例5と全く
同様に反応させ、下記式で表わされる4 、 2’ −
(5’−ヘキサデシルピラジル)フェニル(R)−1−
メチルヘプチルメチルホスフェート3.6g(収率60
%)を得た。
7−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記一般式( I )又は一般式(II)で表わされ
    るリン酸エステル化合物。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、R_1は炭素数1〜20のアルキル基、アルコ
    キシ基、アシル基又はアシルオキシ基を示し、R_2、
    R_3は炭素数1〜20のアルキル基又は不斉炭素を含
    む光学活性基を示し、R_4は不斉炭素を含んでいても
    よい炭素1〜20の環状鎖を示し、Xは単結合、▲数式
    、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等が
    あります▼、−CH_2O−、又は−OCH_2−を示
    し、環A及び環Bは芳香環を示す)
  2. (2)下記一般式( I )又は一般式(II)で表わされ
    るリン酸エステル化合物を含有することを特徴とする液
    晶組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、R_1は炭素数1〜20のアルキル基、アルコ
    キシ基、アシル基又はアシルオキシ基を示し、R_2、
    R_3は炭素数1〜20のアルキル基又は不斉炭素を含
    む光学活性基を示し、R_4は不斉炭素を含んでいても
    よい炭素数1〜20の環状鎖を示し、Xは単結合、▲数
    式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等
    があります▼、−CH_2O−、又は−OCH_2−を
    示し、環A及び環Bは芳香環を示す)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012139698A1 (de) * 2011-04-15 2012-10-18 Merck Patent Gmbh Weichmacher und optische filme

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