JPH0413649A - フルオロアルキル系化合物及びその用途 - Google Patents

フルオロアルキル系化合物及びその用途

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JPH0413649A
JPH0413649A JP2112958A JP11295890A JPH0413649A JP H0413649 A JPH0413649 A JP H0413649A JP 2112958 A JP2112958 A JP 2112958A JP 11295890 A JP11295890 A JP 11295890A JP H0413649 A JPH0413649 A JP H0413649A
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JP
Japan
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liquid crystal
formula
cyclohexyl
ferroelectric liquid
alkyl
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Pending
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JP2112958A
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English (en)
Inventor
Mitsuhiro Kouden
充浩 向殿
Tomoaki Kuratachi
知明 倉立
Fumiaki Funada
船田 文明
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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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】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、フルオロアルキル化合物及びその用途に関す
る。さらに詳しくは、新規フルオロアルキル系化合物並
びにそれを利用してなる液晶組成物及び液晶素子に関す
る。
(ロ)従来の技術 現在、液晶表示素子、液晶シャッター等の液晶素子にお
いては、誘電異方性を有する液晶のネマチック相を利用
したものが主流であるが、近年、強誘電性液晶組成物を
用いた液晶素子(強誘電性液晶素子)の提案が多くなさ
れるに至っている。
この強誘電性液晶素子は、とくに該組成物のカイラルス
メクチックC相などを利用するものであり、メモリー性
を利用する方式であることから、応答速度の向上にとも
なって表示の大容量化が可能であり、また薄膜トランジ
スタなどのアクティブ素子を必要としないことから、製
造コストも上がらない。また上記の強誘電性液晶素子は
視角が広いという長所も兼ね備えており、11YSIW
[G(Whatyou see is what yo
u get、)の概念を実現する大容量表示用の素子と
して大いに有望視されている。
(ハ)発明が解決しようとする課題 上記のカイラルスメクチックC相のメモリ性を利用した
液晶表示を行う場合、表示容量は液晶の応答速度によつ
て制限される。例えば、応答速度500μgleeの液
晶を用いた場合、書き込みには最低2パルスが必要であ
り、かつフリブカーをさせずに粗動するためには16m
5ecで全画面を書き換える必要があることから、以下
のようにライン数は16以下に制限されてしまう。
二のため大容量化には応答速度の高速化が不可欠である
が、現状では尚十分な高速応答性が得られているとは言
いがたい。
本発明は二のような状況下でなされたものであり、強誘
電性液晶組成物に添加することによって応答速度の改善
をもたらす化合物、及びそれを用いた液晶組成物、並び
にそれを用いた液晶素子を提供しようとするもの1ある
(ニ)S題を解決するための手段及び作用かくして本発
明によれば、−役式(I):R−θ−o−coo−(C
H*)−−C−F□、l ・・・・・・(1)(式中R
は炭素数1−15の直鎖又は分枝状のアルキル基、mは
θ〜2.nは1−15の整数を示す。〕で表わされるフ
ルオロアルキル系化合物が提供される。さらに、この式
(1)のフルオロアルキル系化合物を用いてなる液晶組
成物並びに液晶素子が提供される。
本発明の式(1)のフルオロアルキル系化合物は、それ
自体文献未記載の化合物である。
ここで式(1)の定義において、Rは直鎖又は分枝状で
炭素数1〜15のアルキル基を示す。これらのアルキル
基中には不斉炭素原子か含まれていてもよい。かかるア
ルキル基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル
、i−プロピル、ブチル、1−又は2−メチルプロピル
、t−ブチル、ペンチル、l−又は2−メチルブチル、
ヘキシル、1−又は3−メチルペンチル、ヘプチル、1
−又は4−メチルへキシシル、オクチル、l−メチルへ
ブチル、ノニル、1−又は6−メチルオクチル、デシル
−11−メチルノニル、ウンデシル、l−メチルデシル
、ドデシル、1−メチルウンデシルなどが挙げられる。
式(I)の定義のエステル基を構成する末端パーフルオ
ロアルキル基としては、炭素数1〜15の直鎖パーフル
オロアルキル基が遺している。
かかる式(I)の化合物の好ましい例としては、下記の
ものを挙げることができる。
C1,−θ−0−COO−C[I*−CJ鴨C,Hll
−θ−Q−COO−CL−C*FiC鴨H11−θ−0
−COO−CIll−C*F、。
Cl11.、−θ−Q−COO−CLCL−CJ+?C
J、、−θ−Q−COO−CLCL−CtFICJ0−
θ−Q−Coo−CLCHI−CIF、。
Cstltw−θ−Q−COO−CIi、CH,−C,
F、。
* CJs−CB−CH,−O−◎−Coo−CL−CJ+
tR−4ヨ>−o−coon  +  pcts  −
R−θ−◎−COCIR−θ−Q−COCI  +  
)10−(CHり、−CIIF、、、。
→ R−θ−◎−Coo−(CFIt)−−C,%Ft
n++一般式(【)で表される化合物は覆々の強誘電性
液晶組成物に添加して用いることができる、とくに液晶
組成物の応答性の向上に有用である。
式(()で表される化合物が添加される強誘電性液晶組
成物は、例えば(■)〜CJ)で表される化合物を複数
組み合わせたスメクチックC相を示すものを用いること
ができ、そのうち少なくともltc分は光学活性化合物
とされる。
R?  Zt  Bt  D、Bt  L  Rs  
    (U)R,−Z、−8,−D、−8,−D、−
8,−Zt−R,(III)本発明の式(1)のフルオ
ロアルキル系化合物は、例えば下記に示すように、4−
(4°−アルキル−シクロヘキシル)−安息香酸を五塩
化リンとの反応により4−(4°−アルキル−シクロヘ
キシル)−安息香酸クロリドにかえ、次にパーフルオロ
アルキルアルコールと反応させて得ることができる。
(式中、Bt、BtおよびB、はそれぞれ独立して、ベ
ンゼン環、シクロヘキサン環、ビシクロ[2,2,2]
オクタン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、
ピリダジン環、ジオキサシクロヘキサン環、ナフタレン
環まどの含六員環基を示し、これらの含水員環基中の水
素原子はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、シアノ基、
ニトロ基、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル
基などで置換されてもよい。D、及びり、は、それぞれ
、単結合、又は−COO−−0CO−、−CH=CH−
、−CiC−、−CH=C]1−COo−OCO−C1
l=CH−、−C)l、CH,−、OCR,−、−Cl
、O−、−CO8−。
もしくは−8C〇−の基を示す。ZlおよびZ、は、そ
れぞれ、単結合、または−coo−,−oco−、−o
−、−s−。
−ocoo−もしくは−CO−の基を示す。R2及びR
1はそれぞれ独立して、直鎖状または分枝状で炭素数1
〜15のアルキル基を示し、アルキル基中に不斉炭素が
含まれていてもよく、また、アルキル基中の1つ以上の
水素原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子、シアノ基
、ニトロ基、トリフルオロメチル基、メトキシ基などで
置換されていてもよい。
Sはl又は2の整数を示す。) 式(II)〜(IV)の定義における直鎖または分岐鎖
で1−15の炭素数を有するアルキル基には、メチル、
エチル、プロピル、i−プロピル、ブチル、i−ブチル
、ペンチル、1−又は2−チメルプチル、ヘキシル、1
−又は3−メチルペンチル、ヘプチル、1−又は4−メ
チルヘキシル、オクチル、1−メチルヘプチル、ノニル
、1−又は6−メチルオクチル、デシル、1−メチルノ
ニル、ウンデシル、1−メチルデシル、ドデシル、l−
メチルウンデシルなどが含まれる。これらのアルキル基
中で炭素鎖に不斉炭素が含まれていてもよい。また、こ
れらのアルキル基またはアルキルオキシ基中の1つ以上
の水素原子がフッ素原子、塩素原子、臭素原子、シアノ
基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、な
どで置換されていてもよい。
式(1)の化合物の添加量は0.0001〜5%が好ま
しく、特に0.01〜3%が好ましい。添加量がo、o
ooi%より少ない場合には、添加の十分な効巣が得ら
れず、添加量が5%より多い場合には、液晶相の相分離
か生じやすく好ましくない。
このような式(1)の化合物が添加された強誘電性液晶
組成物を用いて強誘電性液晶素子を構成することにより
、応答性が改善された液晶素子を得ることができる。こ
こで強誘電性液晶素子の構造は、当該分野で公知のもの
を適用することができる。
(ホ)実施例 4− (4°−ペンチル−シクロヘキシル)−安息香酸
 IHIH2H2H−パーフルオロ−1−オクチルエス
テル(式(r)においてR=CsH++−、m=2゜n
=6)の製造 4−(4’−ペンチル−シクロヘキシル)−安息香酸2
9(0,0073モル)に五塩化リン1.89 (0,
0087モル)を加え、加熱して反応させた。減圧蒸留
によってPOClp及び過剰の五塩化リンを完全に除去
し、4− (4’−ペンチル−シクロヘキシル)−安息
香酸クロリドを得た。これをピリジンに溶解し、LHI
H2H2H−パーフルオロ−1−才クタノール2.89
(0,0077モル)を加えた。室温で2時間放置した
後、60℃に加温し、そのまま3時間保ってから冷却し
た。その後HC1で水溶液に加え、クロロホルムで抽出
した。次いでクロロホルム層をNaBCOs溶液、次い
で水で洗い、NaJOaで乾燥した。クロロホルムを留
去し、残留物をカラムクロマトグラフィー(溶媒:クロ
ロホルム)で精製し、エタノールより再結晶して目的と
する4−(4°−ペンチルーシクロヘキシル)−安息香
酸 IHIF[2H2H−パーフルオロ−1−オクチル
エステルを得た。この化合物の赤外スペクトルを竿1図
に示す。この化合物はスメクチックA相及び別のスメク
チック相を有しており、下記の転移温度を示した。
実施例2 実施例1で製造した4−(4°−ペンチル−シクロヘキ
シル)−安息香酸 l■1H2H2H−パーフルオロ−
1−オクチルエステルを用いて強誘電性液晶組成物を作
製した。作製した液晶組成物の組成を表1に示す。この
組成物は室温で強誘電性のスメクチックC液晶相をを示
した。相移転温度は以下のとおりである。
実施例3(強誘電性液晶素子の作製) スメクチックC相を有する市販の強誘電性液晶組成物C
S −1020(チッソ石油化学(株)製)に実施例1
で合成した化合物(I)を0.4%添加した。
−旦、等方性液体状態まで加熱して完全に溶解させた後
冷却した。
一方、ITO(酸化インジウム)膜が形成されたガラス
基板上に保護膜としてS i O*膜を形成した。ここ
でStow膜は、OCD (東京応化製)をスピナーに
て膜厚toOO人に成るようにコートし、350℃にて
焼成する事により形成した。
さらにその膜の上に配向膜として膜厚約300人のPV
A膜をスピナーにより形成した。以上のように保il膜
、配向膜を形成したITO付きガラス基板を上下の基板
として使用した。
この基板の配向膜に対しては、ラビング処理を施し、2
趨のS i O*ビーズを基板上に散布した後、ラビン
グ方向がパラレルになり、かつ上下のITO電極パター
ン同士が重なり合うよう張り合わせ、液晶セルとして使
用した。
ついで、等方性液体状態にされた上記液晶組成物をセル
内に注入し、封閉した。
得られた液晶素子の構成を第2図に示した。
図中、lはガラス基板、2は電極、3は保護膜、4は配
向膜、5は液晶組成物、6はシール材を各々示すもので
、今回の特性測定用液晶セルでは、2にITO膜、3に
5ins膜、4にPVA膜を使用した。
作製した強誘電性液晶セルの特性として応答速度P8、
チルト崗、メモリ角を測定した。以下にその測定法と定
義を示す。
◇セルのセット 液晶の入ったセルは、クロスニコル状態にある2枚の偏
光板の藺に置かれる。セルは、セルの層法線の向きが、
偏光板の何れか一方の偏光軸に対して22.5°の^度
を成すように固定され、セルに対して印加される電界に
対する液晶の応答を光学的な透過光強度の変化として偏
光顕微鏡にてフォトマルチプライヤ−にて検出し、透過
光量の変化を電気的な信号にして読み取る。
◇応答速度 25℃において、セルのITO電極2に50Hz、オフ
セット電極Ov1振幅±IOVの矩形波を印加し、それ
に対する液晶の応答を光学的に、透過光強度の変化とし
て促え、印加パルスの立ち上がり、立ち下がりに対する
透過光強度の50%変化するまでのそれぞれの時間の平
均値を使うものとする。
◇チルト角 25℃において、セルに対し250Hz、オフセット電
圧Ov1振幅±IOVの矩形波を印加し、これに対する
消光位を求めその角度の3分の−をチルト自と定義する
◇メモリ角 25℃において、セルに対し電界を印加した後、電極を
グランドレベルに落とし、セルをメモリ状態にしてセル
内の明状態でメモリさせた部分の消光位の暗状態でメモ
リさせた部分の消光位と暗状態でメモリさせた部分のそ
れぞれの消光位を求めその角度の差をメモリ角とした。
測定結果は以下のとおりであった。
(以下余白) 68.8℃    79.4℃   91.3℃転移1
度  5 c+ SA     N     !応答速
度  654ec チルト角  25.7’ メモリ角  13.2’ 比較例1 実施例3における液晶組成物として、実施例1の化合物
(I)を添加しないOS −1020を用いるほかはす
べて同様にして特性を測定した。結果は以下のとおりで
あった。
68.3℃    78.3℃   89.1℃転転移
度  Sc     SA     N     I応
答速度  100腐6e チルト角  26.8゜ メモリ角  15.6@ 実施例3と比較例1とより分かるように、本発明の化合
物(1)を添加することにより、応答速度を改善できる
ことが判る。
(へ)発明の効果 本発明のフルオロアルキル系化合物は強誘電性液晶組成
物への添加剤として有用であり、ことにかかる化合物が
添加された強誘電性液晶組成物を用いて構成された液晶
素子は、優れた光学的応答性を示すものであり、大容量
表示装置を実現化する素子として有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の強誘電性液晶素子を示す構
成説明図、第2図は実施例で得られた本発明のフルオロ
アルキル系化合物のIRスペクトルを示すチャート図で
ある。 l・・・・・・ガラス基板、2・・・・・・電極、3・
・・・・・保護膜、4・・・・・・配向膜、5・・・・
・・液晶組成物、6・・・・・・シール材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式( I ): ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中Rは炭素数1〜15の直鎖又は分枝状のアルキル
    基、mは0〜2、nは1〜15の整数を示す。)で表わ
    されるフルオロアルキル系化合物。 2、請求項1の式( I )で表わされるフルオロアルキ
    ル系化合物の少なくとも一種以上を含有してなる液晶組
    成物。 3、請求項2の液晶組成物を用いてなる液晶素子。
JP2112958A 1990-04-28 1990-04-28 フルオロアルキル系化合物及びその用途 Pending JPH0413649A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5688437A (en) * 1994-04-14 1997-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal composition, liquid crystal device using the composition, liquid crystal apparatus and display method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5688437A (en) * 1994-04-14 1997-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal composition, liquid crystal device using the composition, liquid crystal apparatus and display method

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