JPH0419219B2 - - Google Patents

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JPH0419219B2
JPH0419219B2 JP4660084A JP4660084A JPH0419219B2 JP H0419219 B2 JPH0419219 B2 JP H0419219B2 JP 4660084 A JP4660084 A JP 4660084A JP 4660084 A JP4660084 A JP 4660084A JP H0419219 B2 JPH0419219 B2 JP H0419219B2
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
compound
smectic
general formula
methylbutyl
Prior art date
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Expired
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JP4660084A
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English (en)
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JPS60193947A (ja
Inventor
Tomonori Koorishima
Yutaka Nakagawa
Tetsuo Matsumoto
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP4660084A priority Critical patent/JPS60193947A/ja
Publication of JPS60193947A publication Critical patent/JPS60193947A/ja
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、表示素子、又は電気光学素子に用い
られる含フツ素カイラル液晶性化合物に関するも
のである。 従来、ネマチツク液晶、コレステリツク液晶、
スメクチツク液晶等の材料が、表示素子として応
用されてきており、これら液晶表示素子は、時
計、電卓等の表示部に用いられて、すでに大きな
市場を形成している。しかし、その応答速度が、
他の表示素子たとえば、発光ダイオードよりも非
常に遅いため、高速の応答が必要とされる分野、
たとえば、光通信、プリンターヘツドへの液晶表
示素子への応用は制限されていた。 最近、高速の応答性を示す液晶表示素子とし
て、強誘電性を示すスメクチツク液晶を使用した
液晶表子素子が報告され(例えば、N.A.Clark、
S.T.Lagerwall、Appl.Phys.Lett.36、899(1980))
注目を集めている。 強誘電性を示すスメクチツク液晶としては、カ
イラルスメクチツクC相と、カイラルスメクチツ
クH相があり、これらは層状構造を示し、液晶分
子が層の積み重ね方向に対して垂直でなく傾むい
ている。この傾むき方向が、層の積み重ね方向に
対して、らせんを巻くように液晶分子は配列して
おり、この層と平行で、かつ液晶分子に垂直な方
向に自発分極が発生し強誘電性を示す。このらせ
ん構造が強誘電性を示す原因と考えられている。
強誘電性を示す材料は、電界に対して強誘電体と
しての応答性を示し、電界の向きに応じて自発分
極の向きを反転させて再配列する。 従来、強誘電性液晶としては、シツフ塩基型の
下記に示すような化合物が多く研究されてきた。 p−デシルオキシベンジリデン−p′−アミノ−
2−メチルブチル−桂皮酸エステル
(DOBAMBC)しかし、このようなシツフ塩基
型化合物は加水分解しやすいため、水分によつて
分解しやすい欠点があつた。 また、カイラルスメクチツクC相を示すエステ
ル型化合物として、下記に一般式()で示すよ
うな化合物も知られていた。 (G.W.Gray等Mol.Cryst.Liq.Cryst、1976.37189
−211) (Rは、炭素数5〜10の直鎖状アルキル基)この
エステル化合物は、水分には耐えるものの、応答
性が遅く、またカイラルスメクチツク相を示す温
度が室温よりかなり高く、実際に表示素子にこの
化合物を作用する場合には、表示素子を加熱して
使用しなければならなかつた。 本発明の目的は、高速応答性の、室温付近でも
作動可能な強誘電性を示すスメクチツク液晶組成
物を構成するために使用される含フツ素カイラル
液晶性化合物を提供することにある。 本発明の含フツ素カイラル液晶性化合物は、一
般式()で示される化合物であり、その一般名
は、(+)−4−n−アルコキシ−3−フルオロフ
エニル−4−(2″メチルブチル)ビフエニル−
4′−カルボン酸エステルである。 (ここでRは炭素数1〜12の直鎖状アルキル基を
示し、また、
【式】は光学活性の2 −メチルブチル基を示す) 実施例において詳しく説明するが、一般式
()の化合物は、フツ素を含有しない一般式
()の化合物と比較し、カイラルスメクチツク
相を示しやすい傾向にある。 本発明の化合物()の光学活性基は、2−メ
チルブチル基としては(+)2−メチルブチル基
又は(−)2−メチルブチル基のどちらでもよい
が、合成的に簡単な(+)2−メチルブチル基が
より好ましい。 直鎖状アルキル基Rの炭素数は、少ない場合に
は融点が高く、多すぎる場合には粘度が高いので
1〜12が好ましいが、さらには好ましくは2〜8
が良い。 一般式()で示される化合物は、単独で強誘
電性スメクチツク液晶表示素子、又は、電気光学
素子に使用されることもあるが、カイラルスメク
チツクC相を示す温度や、らせんピツチを調整し
たりカラー表示を行なうために、他の強誘電性ス
メクチツク液晶、スメクチツク液晶、ネマチツク
液晶、又は非液晶、さらには二色性染料と混合し
て、強誘電性を示すスメクチツク液晶組成物とし
て使用される。本発明の強誘電性を示すスメクチ
ツク液晶組成物中の一般式()で示される化合
物の含有量は、1重量%以上、さらに好ましく
は、5重量%以上が良い。 本発明の一般式()の化合物と混合して、強
誘電性液晶として使用される相手の化合物として
は、例えば以下のようなものがある。 (ここで*は光学活性点を示し、R、R′はそれ
ぞれ炭素数1〜12の直鎖又は分岐のアルキル基を
示す) 二色性染料としては、トリスアゾ系、アントラ
キノン系など、いわゆるゲストホスト型液晶表示
素子に使用される染料が挙げられる。 強誘電性液晶表示素子、又は電気光学素子は、
液晶層を挾持するように配置し、少なくとも一枚
が透明である複数の全面又は一部に電極を有する
基板と、前記液晶層を囲むように前記電極基板間
に形成したシール部材とから成る、該液晶表示素
子において前記基板間の厚みは、0.5μ〜20μが好
ましい。また、前記基板には、各々に平行方向の
配向制御処理がなされても良い。この配向制御の
手段として、配向制御膜を電極基板上に一部又は
全面に塗布してもよい。該配向制御膜としては、
ポリイミド等の、その屈折率が1.5以上の高分子
材料が好ましい。さらに偏光子が少なくとも1
枚、液晶素子に付設されていることが好ましい。
該電極基板は少なくとも2枚必要であるが、さら
に多数枚を積み重ねて使用してもよい。 本発明の一般式()の化合物は、例えば次の
3工程を経て合成できる。 4−(+)−(2″−メチルブチル)−4′−シアノビ
フエニル()をGray等の方法(Mol.Cryst.
Liq.Cryst、1976.37、189−211)に従つて加水分
解し、化合物()とし、過剰の塩化チオニルと
反応させて化合物()とする。別に、文献特公
昭61−36744号(特願昭55−161442)の方法によ
つて合成した化合物()と、化合物()を反
応させて、()を合成する。 実施例 1 4−(+)−(2″−メチルブチル)−4′−シアノビ
フエニル()(メルク社製)をGray等の方法に
よつて加水分解して得た(+)−4−(2″−メチル
ブチル)−ビフエニル−4′カルボン酸()2.68
g(0.010モル)と塩化チオニル0.05モルと四塩
化炭素50mlの混合物に、ジメチルアニリンを1滴
加え、還流下6時間加熱した後、溶媒と過剰の塩
化チオニルを留去して、酸塩化物()を得た。
酸塩化物()をトルエンに溶かした溶液に、3
−フルオロ−4−n−ブチルオキシフエノール
1.68g(0.01mol)とピリジン1.5gを加え、6時
間かきまぜた後、析出したピリジン塩酸塩を別
し、液を希塩酸、水の順に洗浄する。有機層を
無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を留去し
たところ、固体が得られた。これをエタノールか
ら再結晶し、さらにトルエン−活性アルミナクロ
マトにかけ、さらにエタノールから再結晶して、
目的とする(+)−4−n−ブチルオキシ−3フ
ルオロフエニル−4−(2″−メチルブチル)ビフ
エニル−4′−カルボン酸エステル(一般式()
において、Rがn−ブチル基)を得た。 収量2.67g、収率63.9%。 ホツトステージ付の偏光顕微鏡下の観察によ
り、この化合物は74.5℃において結晶からカイラ
ルスメクチツクC相に変わり、151℃において、
等方性液体に変わることがわかつた。これを、表
−1に示すように、Gray等の一般式()にお
いて、アルキル基Rがn−ブチルの化合物と比較
すると、Fの導入された本発明の化合物は、Fの
導入により、カイラルスメクチツクC相が誘起さ
れていることがわかる。 この化合物のIRスペクトル(KBr錠)を第1
図に示す。 この化合物の1H−NMRスペクトルは以下のと
おりであつた。1 H−NMR(CDCl3溶媒、TMS内部標準) δ(ppm) 0.8〜2.0(Complex m 16H) 2.3〜2.9(Complex m 2H) 4.06(Triplet J=6Hz2H) 6.9〜8.4(Complex m 11H) 実施例 2 実施例−1における3−フルオロ−4−n−ブ
チルオキシフエノールに代えて、3−フルオロ−
4−n−ヘキシルオキシフエノールを用い、同様
にして、(+)−4−n−ヘキシルオキシ−3−フ
ルオロフエニル−4−(2″−メチルブチル)ビフ
エニル−4′−カルボン酸エステル(一般式()
において、Rがn−ヘキシル基)を得た。収量
2.72g、収率61.0%。 ホツトステージ付偏光顕微鏡下の観察により、
この化合物は53.2℃において結晶からカイラルス
メクチツクC相に変わり、さらに、81.4℃におい
てコレステリツク相に変わり、138.6℃において、
等方性液体に変わることがわかつた。これを、表
−1に示すように、Gray等の一般式()にお
いてアルキル基がn−ヘキシルの化合物と比較す
ると、Fの導入された本発明の化合物は、Fの導
入によりカイラルスメクチツクC相の温度範囲が
広くなつていることがわかる。 この化合物のIRスペクトル(KBr錠)を第2
図に示す。この化合物の1H−NMRスペクトル
は、以下のとおりであつた。1 H−NMR(CDCl3溶媒、TMS内部標準) δ(ppm) 0.8〜2.0(Complex m 20H) 2.3〜2.9(Complex m 2H) 4.06(Triplet J=6Hz2H) 6.9〜8.4(Complex m 11H)
【表】
【表】 実施例 3〜7 実施例−1における3−フルオロ−4−n−ブ
チルオキシフエノールに代えて、下記のフエノー
ルを用いて、下記のエステル化合物を得た。
【表】 ル
【表】 ル
実施例 8〜10 実施例1の化合物、及び実施例2の化合物を混
合して得られた強誘電性スメクチツク液晶組成
物、及び公知のスメクチツク液晶と配合すること
により得られた強誘電性スメクチツク液晶組成物
の配合比と、転移温度を以下に示す。
【表】
【表】 ここで、SmX、SmY1、SmY2は、カイラルス
メクチツクC相以外のスメクチツク相を示す。他
の記号は、表1と同様の相を示す。 このような液晶組成物にすることにより、単独
で用いるよりも広く、かつ低温までSmC*相を示
す液晶を得ることができる。実施例10は、室温
(20℃)において強誘電性を示し、従来の液晶を
使用した強誘電性液晶素子がヒーター等で暖める
手段を必要としたのに対し、実施例10を使用し
た、強誘電性液晶素子は、その必要がなく、実用
性の高いものである。 実施例 11 実施例2の化合物と、p−decyloxy
benzylidene−p′−amino−2−methylbutyl−
cinnamate(DOBAMBC)をサンプル管に入れ、
温度80℃、湿度90%の雰囲気中に20時間放置し、
その前後での融点の変化を調べた。DOBAMBC
は、シツフ塩基型のため加水分解をおこしやす
く、3.6℃融点が低下したのに対し、実施例1の
化合物では0.3℃しか融点が低下せず、実用上問
題がないことがわかつた。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は夫々実施例1及び実施例2
の化合物のIRスペクトル図。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式()で示される含フツ素カイラル液
    晶性化合物 (ここでRは炭素数1〜12の直鎖状アルキル基を
    示し、また【式】は、光学活性の2 −メチルブチル基を示す。)
JP4660084A 1984-03-13 1984-03-13 含フツ素カイラル液晶性化合物 Granted JPS60193947A (ja)

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JPS60193947A JPS60193947A (ja) 1985-10-02
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GB8501509D0 (en) * 1985-01-22 1985-02-20 Secr Defence Esters
JPS61210056A (ja) * 1985-03-14 1986-09-18 Chisso Corp 含ハロゲン光学活性液晶化合物及び液晶組成物
KR100325848B1 (ko) * 1999-03-03 2002-02-27 김순택 4-알킬-3-치환된 비페닐-4-카르복실산의 키랄 에스테르, 이를 포함한 액정 조성물 및 이 액정 조성물을 이용한 액정표시소자

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