JPH04173779A - 光学活性化合物および表示素子 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、カイラルスメクチックＣ相を示す強誘電性液
晶材料及び、三安定状態を有するカイラルスメクチック
ＣＡ相を示す反強誘電性液晶材料及び、これを用いた中
間表示が可能な強誘電性液晶表示素子に関するものであ
る。

〈従来の技術〉 現在、液晶表示素子は、その低電圧駆動性、低電力消費
性及び小型、薄型化の観点から、各種の表示素子として
広く利用されている。

最近、高速応答液晶表示素子として、強誘電性スメクチ
ック液晶を用いるものが、精力的に研究されている。強
誘電性スメクチック液晶は自発分極を有するため、電界
との相互作用において大きな駆動力を持ち、電界の変化
に対して高速の応答性を示すことが知られている。この
高速応答性を利用して、液晶テレビなどのデイスプレィ
用素子や、光プリンタ、ライトバルブなどのオプトエレ
クトロニクス用素子の研究が進められている。現在、こ
れらの素子に用いられようとしている強誘電性液晶相は
、はとんどがカイラルスメクチックＣ相であり、表面安
定型強誘電性液晶モードにより表示を行おうとするもの
である。しかしながら、この表面安定型表示モードにお
いては、分子がとりうる二つの安定な状態を用いるため
明と暗の二通りの表示を行うことができるが、中間調の
表示を行うことが困難である。

中間調の表示が可能なものとしては、三安定状態を有す
るカイラルスメクチックＣＡ相を示す反強誘電性液晶材
料として４−（５−オクチルピリミジン−２−イル）安
息香酸−４−［１−（）リフルオロメチル）へブチルオ
キシカルボニル〕フェニルエステル（特開平１−３１６
３６７号公報）が、液晶表示素子として五環性エステル
化合物から構成される組成物を用いた素子（特開平１−
２１３３９０号公報）が知られている。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、従来の強誘電性スメクチック液晶では因難な
、中間調表示が可能な三安定状態を有し、従来知られて
いる反強誘電性液晶材料及びそれを用いた表示素子とは
、液晶材料化合物の化学構造を異にする光学活性化合物
及びそれを用いた表示素子を提供するものである。

く課題を解決するための手段〉 本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行っ
た結果、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、一般式（１） （但し、式（１）中Ｒ’は、炭素数６〜１６のアルキル
基またはアルコキシ基を表し、Ｒ２は、炭素数４〜１２
０アルキル基を表し、＊を付したＣは不斉炭素原子を表
す） で示される光学活性化合物および、それを用いることを
特徴とする表示素子である。

本発明による光学活性化合物は、カイラルスメクチック
Ｃ相を示す強誘電性液晶材料及び、三安定状態を有する
カイラルスメクチックＣＡ相を示す反強誘電性液晶材料
として有用な化合物である。

一般式（１）に於いて、Ｒ１の炭素数６〜１６のアルキ
ル基としては、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、ドデシル基、トリ
デシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデ
シル基等の直鎮状または、分岐状アルキル基が例示でき
、アルコキシ基としては、ヘキシルオキシ基、ヘプチル
オキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシル
オキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、ト
リデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ペンタデシ
ルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基等の直鎖状または、
分岐状アルコキシ基が例示できる。

一方、Ｒ２の炭素数４〜１２のアルキル基としては、ブ
チル基、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、ドデシル基
等の直鎖状または、分岐状アルキル基が例示できる。

（−船釣製造法） 本発明の化合物（１）は、以下に示す方法により製造す
ることができる。以下反応式で例示するが、式中Ｒ’、
Ｒ２は一般式（１）で規定したものと同一であり、式中
の（）の番号は上段の化合物を表す。

Ｆ３ （ｎ）　　　（３）　＋　ＩＩＯｃＨＲ２反応工程（Ｉ
）は、触媒として銅、β−シクロデキストリンを用い、
水酸化す）　ＩＪウム存在下、四塩化炭素を反応させる
ことにより容易に実施できる。反応工程（Ｉｔ）は触媒
として硫酸、はう酸を用い、溶媒としてトルエンを用い
、還流下脱水することにより容易に実施できる。又、反
応工程（ＩＩＩ）は、脱水縮合剤としてジシクロへキシ
ルカルボジイミド等を用い、触媒としてＮ、Ｎ−ジメチ
ル−４−アミノピリジン等の有機塩基を用い、溶媒とし
て塩化メチレン、クロロホルム等を用いることにより容
易に実施でき、容易に本発明の目的化合物である式（１
）の化合物に導くことができる。

反応工程（ＩＩＩ）で用いる式（６）の化合物も、例え
ば特開昭６２＝２９２７６７号公報に記載の公知の方法
及び、特公昭５５−６６３２号公報に記載の公知の方法
により得られるシアノ化合物を加水分解する事により合
成できる。

本発明の前記式（１）で示される光学活性化合物として
は、以下の物が例示される。

（Ｓ）−４−（５−オクチルメニトンビリミジン−２−
イル）安息香酸−４−（１−）リフルオロメチルペンチ
ルオキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｓ）−／Ｉ−（５−デシルオキシピリミジン−２−イ
ル）安息香酸−４−（１−）リフルオロメチルペンチル
オキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｓ）−４−（５−ドデシルオキシピリミジンー２−イ
ル）安息香酸−４−（１−）リフルオロメチルペンチル
オキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｓ）−４−（５−テトラデシルオキシピリミジン−２
−イル）安息香酸−４−（１−）リフルオロメチルペン
チルオキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステ
ル （Ｒ）　−４−（５−オクチルオキシピリミジン−２−
イル）安息香酸−４−（１−、−）リフルオロメチルへ
ブチルオキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエス
テル （Ｒ）−４−（５−デシルオ手シピリミジンー２−イル
）安息香酸−４−（１−トリフルオロメ□　チルへブチ
ルオキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）−４−（５−ドデシルオキシピリミジン−２−イ
ル）安息香酸−４−（１−）リフルオロメチルへブチル
オキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）−４−（５−テトラデシルオキシピリミジン−２
−イル）安息香酸−４−（１−）リフルオロメチルへブ
チルオキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステ
ル （Ｒ）−４−（５−オクチルオキシピリミジン−２−イ
ル）安息香酸−４−（１−）リフルオロメチルノニルオ
キシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）−４−（５−デシルオキシピリミジン−２−イル
）安息香酸−４−（１−トリフルオロメチルノニルオキ
シカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）　−４−（５−ドデシルオキシピリミジン−２−
イル）安息香酸−４−（１−トリフルオロメチルノニル
オキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）−４−（５−テトラデシルオキシピリミジン−２
−イル）安息香酸−４−（１−）リフルオロメチルノニ
ルオキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｓ）−１−（５−へブチルピリミジン−２−イル）安
息香酸−４−（１−）リフルオロメチルペンチルオキシ
カルボニルｉ３−フルオロフェニルエステル （Ｓ）ｉ−（５−ノニルピリミジン−２−イル）安息香
酸−４−（１−１Ｊフルオロメチルペンチルオキシカル
ボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｓ）−４−（５−ウンデシルピリミジン−２−イル）
安息香酸−４−（１−トリフルオロメチルペンチルオキ
シカルボニル）−３−フルオロフェニルゴステル （Ｓ）　−４−（５−）リゾシルピリミジン−２−イル
）安息香酸−１−（１−トリフルオロメチルペンチルオ
キシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｓ）−４−（５−ペンタデシルピリミジン−２−イル
）安息香酸−４−（１−トリフルオロメチルペンチルオ
キシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）−４−（５−へブチルピリミジン−２−イル）安
息香酸−１−（１−）リフルオロメチルへブチルオキシ
カルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）−４−（５−ノニルピリミジン−２−イル）安息
香酸−／１−（１−トリフルオロメチルへブチルオキシ
カルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）−４−（５−ウンデシルピリミジン−２−イル）
安息香酸−４−（１−トリフルオロメチルへブチルオキ
シカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）！−（５−トリデシルビリミジンー２−イル）安
息香酸−４−（］−）ＩＪフルオロメチルへブチルオキ
シカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）−１−（５−ベンタテシルピリミジン−２−イル
）安息香酸−４−（１，−トリフルオロメチルへブチル
オキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）−４−（５−へブチルピリミジン−２−イル）安
息香酸−４−（１−）＋Ｊフルオロメチルノニルオキシ
カルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）ｉ−（５−ノニルピリミジン−２−イル）安息香
酸−１−（１−）ＩＪフルオロメチルノニルオキシカル
ボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）−４−（５−ウンデシルピリミジン−２−イル）
安息香酸−４−（１−）リフルオロメチルノニルオキシ
カルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）−４−（５−）リゾシルピリミジン−２−イル）
安息香酸−４−（１−１Ｊフルオロメチルノニルオキシ
カルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｒ）−４−（５−ベンタテシルピリミジン−２−イル
）安息香酸−，１ｌ−（］−トリフルオロメチルノニル
オキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル 本発明化合物が有する液晶相は、現在広範にわたり研究
されているカイラルスメクチックＣ相とは異なる特性を
有している。従来のカイラルスメクチックＣ相では表面
安定型強誘電性液晶モードにおいて二つの安定な状態が
存在することが知られ、これを利用することにより明、
暗の二通りの表示が行えることが知られているが、カイ
ラルスメクチックＣＡ相では、カイラルスメクチックＣ
相の二つの安定状態に加え第三の安定な状態が存在する
。さらにこの第三の安定状態は、電界強度ゼロを中心と
する領域において存在するので、従来の明、暗の表示に
加え第三の安定状態を利用した中間の明るさを表示する
ことができる。従って、本発明による液晶表示素子にお
いては、印加電界強度の変化により三種類の表示を行う
ことができる。

本発明の液晶表示素子の作製は、透明電極を設け、表面
を配向処理した２枚のガラス基板をスペーづをはさんで
はりあわせることにより得られるセルに、液晶化合物を
注入することにより実施で。

きる。セルの作製は、従来のカイラルスメクチックＣ相
を有する液晶化合物を用いる液晶素子の作製技術が応用
できる。例えば、スペーサとしては、アルミナビーズ、
ガラスファイバー、ポリエステルフィルムなどを用いる
ことができる。又、配向処理材としては、ＰＶＡ、Ｐ　
Ｌ　Ｓ　ｉ○、　５ｉ０２などが例示できる。

〈実施例〉 以下実施例により本発明を更に具体的に説明する。尚、
実施例中の相転移温度の測定及び、相の同定はＤＳＣ測
定並びに偏光顕微鏡観察により実施した。Ｃｒｙは結晶
相、Ｓ　ｍ　ＣＡ　”はカイラルスメクチックＣＡ相、
ＳｍＣ”はカイラルスメクチックＣ相、Ｓｍ八はスメク
チックＡ相、Ｉｓ。

は等方相を表わす。

実施例１ （Ｒ）−４−（５−ドデシルオキシピリミジン−２−イ
ル）安息香酸−４−（１−）リフルオロメチルへブチル
オキシカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル （Ｉ）２−フルオロ−４−ヒドロキシ安息香酸の製造 ３−フルオロ安息香酸４．４８４ｇ　（４Ｏｍｍｏｌ）
を２０％水酸化す）　ＩＪウム水溶液２５ｍ１に溶解し
た後、銅粉末２５４ｍｇ　（４ｍｍｏｌ）　、βシクロ
デキストリン３．６３２ｇ　（３，２ｍｍｏり及び四塩
化炭素４９　ｇ　（３２Ｏｍｍｏｌ）を加え、８０℃で
１５時間反応させた。

反応終了後、反応液を塩酸で酸性にした後、エーテルで
抽出し、エーテル層を水洗し、無水硫酸マグネシウムで
乾燥した。乾燥剤を濾別した後、エーテルを留去し、粗
目的物を得た。このものをシリカゲルクロマトグラフィ
ーにより精製し、２−フルオロ−４−ヒドロキシ安息香
酸２．８７０ｇ（１８，３８ｍｍｏｌ）を得た。

（ＩＩ）　　（Ｒ）−２−フルオロ−４−ヒドロキン安
息香酸−１−）リフルオロメチルへブチルエステルの製
造 （１）で得うれた２−フルオロ−４−ヒドロキシ安息香
酸１５６ｍｇ　（１，０Ｏｍｍｏｌ）と（Ｒ）−１，１
，１−）リフルオロ−２−オクタツール１８４　ｍｇ　
（１，ＯＯｍｍｏｌ）をトルエン１．Ｏｍｌに溶解した
後、硫酸５ｍｇ　（０，０５ｍｍｏｌ）　、はう酸３ｍ
ｇ　（０，０５ｍｍｏｌ）を加え、還流下に４時間反応
させた。

反応終了後、反応液をエーテルで抽出し、エーテル層を
水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。乾燥剤を
濾別した後、エーテルを留去し粗目的物を得た。このも
のをシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、油状
の（Ｒ）−２−フルオロ−４−ヒドロキシ安息香酸−１
−トリフルオロメチルへブチルエステル２５５ｍｇ　（
０，７９°ｍｍｏｌ）を得た。

（ＩＩＩ＞　　（Ｒ）　−４−（５−ドデシルオキシピ
リミジン−２−イル）安息香酸−４−（１−）リフルオ
ロメチルへブチルオキシカルボニル）−３−フルオロフ
ェニルエステルの製造（ＩＩ）で得られた（Ｒ）−２−
フルオロ−４−ヒドロキシ安息香酸−１−トリフルオロ
メチルヘプチルエステル２４１ｍｇ　（０，７５ｍｍｏ
ｌ）　、５−ドデシルオキシピリミジン−２−イル安息
香酸３１７　ｍｇ　（０，８３ｍｍｏｌ）及びＮ、Ｎ−
ジメチル−４−アミノピリジン５０ｍｇ　（０，４１ｍ
ｍｏｌ）を塩化メチレン７ｍｌに室温にて溶解した後、
ジシクロへキシルカルボジイミド２０１ｍｇ（０，９８
ｍｍｏｌ）を加え、室温にて１０時間反応させた。

反応終了後、析出した固形物を濾別し、水洗、５％酢酸
水溶液による洗浄、水洗を経た後、無水硫酸マグネシウ
ムで乾燥させた。乾燥剤を濾別した後、塩化メチレンを
留去し、粗目的物を得た。

このものをシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し
、更にヘキサノより再結晶することにより目的の（Ｒ）
ｉ−（５−トチ′シルオキシピリミジンー２−イル）安
息香酸−４−（１−トリフルオロメチルヘプチルオキシ
カルボニル ルオロフェニルエステル４　６　４　ｍｇ　（０．　６
　７ｍｍｏｌ）を得た。

’　Ｈ−ＮＭＲスペクトル（　［：ＤＣ＋３．　ｐｐｍ
　）０、８　６−０．９　０　（ｍ，　　６Ｈ）　、　
　１．２　５−１．５　４（ｍ．２６Ｈ）、１．８２−
１．９２　（ｍ．４Ｈ）。

４、１４　　（ｔ，２Ｈ）、５．５７　（ｍ，ＩＨ）。

７、１６−７、２０　（ｍ，２Ｈ）、８．０７　（ｄｄ
。

ＩＨ）　、　８．２８　（ｄ，　　２Ｈ）　、　８．５
　１　　（ｓ。

２Ｈ）、８．５　２　（ａ，２Ｈ） ＩＲスペクトル（ＫＢｒディスク、ｃｍ−’）２９４０
、　２８６０．　１？４４，　１６１６．　１４４２，
　１２８４，　１２４２。

１１８２、　１１５６，　１１３０．　１０７０．　１
０５８，　１０２０．　７５６マススペクトル（ＦＡＢ
法，ｍ／ｅ（相対強度））６８９　（５１．　ＭＨ＋）
、　　６８８（５，　Ｍ”）。

相転移温度（ＤＳＣ，偏光顕微鏡観察，１）実施例２ （Ｒ）　−４−（５−ドデシルピリミジン−２−イル）
安息香酸−４−（１−トリフルオロメチルへブチルオキ
シカルボニル）−３−フルオロフェニルエステル 実施例１の（１）及び（ＩＩ）の方法により得られた（
Ｒ）２−フルオロ−４−ヒドロキシ安息香酸−１−トリ
フルオロメチルヘプチルエステル４００ｍｇ　（１，２
４ｍｍｏｌ）　、５−ドデシルピリミジン−２−イル安
息香酸５３０ｍｇ　（１，３７ｍｍｏｌ）及びＮ、Ｎ−
ジメチル−４−アミノピリジン８０ｍｇ　（０，６８ｍ
ｍｏｌ）を塩化メチレン１５ｍ１に室温にて溶解した後
、ジシクロへキシルカルボジイミド３３ｆ１ｍｇ　（１
，６１ｍｍｏｌ）を加え、室温にて１０時間反応させた
。

反応終了後、析出した固形物を濾別し、水洗、５％酢酸
水溶液による洗浄、水洗を経た後、無水硫酸マク茅シウ
ムで乾燥させた。ｔｆ’ｉｎ剤を濾別した後、塩化メチ
レンを留去し、粗目的物を得た。

このものをシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し
、更にヘキサノより再結晶することにより目的の（Ｒ）
−４−（５−ドデシルピリミジン−２−イル）安息香酸
−４−（１−トリフルオロメチルへブチルオキシカルボ
ニル）−３−フルオロフェニルエステル１１０ｍｇ　（
０，１６ｍｍｏｌ）を得た。

’　Ｈ−ＮＭＲスペクトル（Ｃ［］ＣＩ３．　ｌ’ｌｐ
ｍ　）０．８８　　（ｔ、　　６Ｈ）　、　　１．２６
−１．．４２　　（ｍ。

２６Ｈ）、１．６８　　（ｔ、２Ｈ）、１．８８　　（
ｔ。

２Ｈ）　　　、　　　２．６　７　　　（ｔ、　　　　
２Ｈ）　　　、　　　　５．５　　７　　　（ｑ。

ＩＨ）　、　　７．１６−７．２１　　（ｍ、　　２Ｈ
）　、　　８．０７（ｔ、　　ＬＨ）　、　　８．２９
　　（ｄ、　　２Ｈ）　、　　８．５９（ｄ、２Ｈ）、
８．６９　　（ｄ、２Ｈ）ＩＲスペクトル（ＫＢｒディ
スク、ｃｍ−’）２９４０、２８９０．２８００．１７
２５．１６１６．　１４２０．１２４３゜１１Ｂ０．１
１１５．１０６８．１００８．８６５．７４０．６８４
相転移温度（Ｄ　Ｓ　Ｃ，偏光顕微鏡観察、１）実施例
３ ２枚の透明電極がもうけられたガラス基板にポリイミド
を塗布した後、それぞれのラビング方向が互いに平行と
なるように組み立てられたガラス基板間隔２μｍのセル
に、実施例１で得られた化合物を注入し直行する２枚の
偏向板にはさみ液晶素子を作製した。このものに、７９
℃で±６０Ｖの電圧印加にて光学的応答速度を測定した
ところ３０μｓｅｃと非常に速い応答時間が得られた。

実施例４ 実施例３で作製したセルに、７９℃で±３０Ｖの三角波
を印加したところ、明、暗の他に電圧０■付近で中間調
の状態を含む三通りの変化が認められた。

特許出願人　　　三菱油化株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、下記一般式（１）で示される光学活性化合物。 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （但し、式（１）中Ｒ＾１は、炭素数６〜１６のアルキ
   ル基またはアルコキシ基を表し、Ｒ＾２は、炭素数４〜
   １２のアルキル基を表し、＊を付したＣは不斉炭素原子
   を表す）
2. （２）、下記一般式（１）で示される光学活性化合物を
   用いることを特徴とする表示素子。 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （但し、式（１）中Ｒ＾１は、炭素数６〜１６のアルキ
   ル基またはアルコキシ基を表し、Ｒ＾２は、炭素数４〜
   １２のアルキル基を表し、＊を付したＣは不斉炭素原子
   を表す）