JPH04360870A - 液晶化合物および組成物 - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子などに用い
る液晶組成物の成分として有用な新規液晶化合物および
この液晶化合物を含有する液晶組成物に関する。更に詳
しくは、キラルでないスメクチックＣ相（以下Ｓｃ相と
略称する。）を示す新規なピリジン系液晶化合物および
この液晶化合物を含有する液晶組成物を提供するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】最近、メイヤ−らにより強誘電性液晶化
合物を用いる表示方式が報告され、これによるとＴＮ型
の１００〜１０００倍という高速応答とメモリ−効果が
得られるため、次世代の表示素子として期待され、現在
、盛んに研究、開発が進められている。　　強誘電性液
晶化合物の液晶相は、チルト系のキラルスメクチック相
に属するものであるが、実用的には、その中で最も低粘
性であるキラルスメクチックＣ（以下、Ｓｃ＊と省略す
る。）相が最も望ましい。Ｓｃ＊相を示す液晶化合物は
、既に数多く合成され、検討されているが、強誘電性表
示素子として用いるための条件としては、（ａ）室温を
含む広い温度範囲でＳｃ＊を示すこと、（ｂ）均一な配
向性を示し、かつその螺旋ピッチが大きいこと、（ｃ）
適当なチルト角を有すること、（ｄ）粘性が小さいこと
、等が挙げられる。しかし、これら条件を単独で満足す
るＳｃ＊相を示す液晶化合物は知られていない。そのた
め、現在では、Ｓｃ＊相を示す液晶組成物（以下、Ｓｃ
＊液晶組成物という。）として検討用等に用いられてい
る。Ｓｃ＊液晶組成物の調製方法としては、強誘電性を
示さず、キラルでないＳｃ相を示す液晶化合物又は組成
物に、キラルな化合物を添加する方法が一般的であり、
キラルな化合物のみを混合した場合に比べて、高速応答
を得ることがより容易である。Ｓｃ相を示す液晶化合物
に求められる性能の一つとして、負の誘電率異方性値が
挙げられる。この性能を有している液晶化合物および組
成物は、ＡＣスタビライズ法と呼ばれる駆動法を用いる
ことによりメモリ−性が向上することが知られている。 従来、Ｓｃ相を示すピリジン系液晶化合物として下記化
２で表される化合物が知られている。 【０００３】 【化２】 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしこの液晶化合物
は、誘電率異方性がほぼ零のため、組成物の成分として
用いた場合、ＡＣスタビライズ法と呼ばれる駆動法を用
いてもメモリ−性の向上が図れないという問題がある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の様な
駆動法に適した、Ｓｃ相を示す液晶化合物について鋭意
検討を行った結果、従来とは構造の異なった新規な液晶
化合物を見出し本発明に到達した。すなわち本発明は、
下記一般式 【０００６】 【化３】 【０００７】〔式中、Ｒ１、Ｒ２は、炭素数２〜１８の
アルキル基を表す〕で示される液晶化合物；並びにこの
液晶化合物を少なくとも一種含有することを特徴とする
液晶組成物である。 【０００８】一般式（１）中、Ｒ１、Ｒ２で表される炭
素数２〜１８のアルキル基の具体例としては、エチル基
、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ
−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−
ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデ
シル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ
−オクタデシル基などが挙げられる。 【０００９】これらのうち好ましいものは、炭素数３〜
１４のアルキル基である。本発明の液晶化合物の具体例
としては、表１に示すような基を有する化合物が挙げら
れる。 【００１０】 【表１】 【００１１】表１〜表３中、各記号はそれぞれ以下の基
を表す。 　　　　ＨＥＸ；ｎＣ６Ｈ１３−　　　　　ＨＥＰ；ｎ
Ｃ７Ｈ１５−　　　　ＯＣＴ；ｎＣ８Ｈ１７−　　　　
ＮＯＮ；ｎＣ９Ｈ１９−　　　　　ＤＥＣ；ｎＣ１０Ｈ
２１−　　　　　【００１２】一般式（１）に含まれる
化合物は、例えば次の工程を経て合成できる〔下記式中
Ｒ１　およびＲ２　は一般式（１）の場合と同一である
〕。 【００１３】 【化４】 【００１４】すなわち、２，３−ジフルオロ−４−ヨ−
ドフェノ−ルをアルキル化剤（たとえばハロゲン化アル
キル）でエ−テル化して得た一般式（２）の化合物と金
属マグネシウムより調製した一般式（３）のグリニャ−
ル試薬と２，５−ジブロモピリジンをパラジウム触媒の
存在下反応させることにより一般式（４）の化合物を得
ることが出来る。一般式（４）の化合物と１−アルキン
をパラジウム触媒の存在下反応させた後、パラジウムカ
−ボンを用いて水素添加することにより本発明の化合物
の一つである一般式（１）の化合物を得ることが出来る
。 また上記化合物（１）の原料である２，３−ジフルオロ
−４−ヨ−ドフェノ−ルはたとえば次の工程を経て合成
出来る。 【００１５】 【化５】 【００１６】すなわち、市販の２，３−ジフルオロフェ
ノ−ルを次亜塩素酸ナトリウムとヨウ化ナトリウムでヨ
ウ素化することにより得ることが出来る。 【００１７】液晶化合物は一般に２種以上の多成分から
成る液晶組成物の成分として用いられ、本発明の液晶化
合物も、液晶組成物の成分として利用することができる
。本発明の液晶組成物は、複数の化合物の混合物からな
り、本発明の液晶化合物を少なくとも１種含有するもの
である。本発明の組成物としては、例えば、Ｓｃ相を示
す本発明の液晶組成物〔１〕および、Ｓｃ＊相を示す本
発明の液晶組成物〔２〕が挙げられる。本発明の液晶組
成物〔１〕には、本発明の液晶化合物を少なくとも１種
必須成分とし、任意成分として他のＳｃ相を示す液晶化
合物（２−４’−アルキルオキシフェニル−５−アルキ
ルピリミジン、２−４’−アルキルフェニル−５−アル
キルオキシピリミジン、２−４’−アルキルオキシオキ
シフェニル−５−アルキルオキシピリミジン、２−ｐ−
アルキルオキシカルボニルフェニル−５−アルキルピリ
ミジン、２−４’−アルキルオキシ−３’−フルオロフ
ェニル−５−アルキルピリミジン、２−４’−アルキル
オキシ−２’，３’−ジフルオロフェニル−５−アルキ
ルピリミジン、２−４’−　アルキルオキシフェニル−
５−アルキルピリジン、２−４’−アルキルオキシ−３
’−フルオロフェニル−５−アルキルピリジン等）、Ｓ
ｃ相を示さないスメクチック液晶化合物およびネマチッ
ク相を示す液晶化合物から選ばれる化合物を含んだ混合
物である。本発明の液晶組成物〔１〕中、本発明の液晶
化合物１種以上の含有量は通常５〜１００重量％である
。 【００１８】本発明の液晶組成物〔２〕には、本発明の
液晶組成物〔１〕とＳｃ＊相を示す液晶化合物（光学活
性４−アルキルオキシ−４’−ビフェニルカルボン酸−
ｐ’−（２−メチルブチルオキシカルボニル）フェニル
エステル、光学活性４−ｎ−アルキルオキシ−４’−ビ
フェニルカルボン酸−２−メチルブチルエステル等）お
よび／またはキラルな化合物（特開昭６３−９９０３２
、特開昭６３−１９０８４３、特開平２−１３８２７４
、特開平２−２５６６７３、特開平２−２６２５７９、
特開平２−２８６６７３、特開平３−２７３７４等に記
載の化合物）を含有し、また必要により２色性色素（ア
ントラキノン系色素、アゾ系色素等）を含んだ混合物で
ある。本発明の液晶組成物〔２〕中、本発明の液晶組成
物〔１〕の含有量は通常１０〜９９重量％である。 【００１９】強誘電性を示す液晶組成物は、電圧印加に
より光スイッチング現象を起こし、これを利用した応答
の速い液晶表示素子を作製できる〔たとえば特開昭５６
−１０７２１６号公報、特開昭５９−１１８７４４号公
報、エヌ　エ−クラ−ク　（Ｎ．Ａ．Ｃｌａｒｋ）、エ
ス　　ティ−　　ラガウォ−ル　　（Ｓ．Ｔ．Ｌａｇｅ
ｒｗａｌｌ）；アプライド　フィジックス　　レタ−（
Ａｐｐｌｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃｓ　　Ｌｅｔｔｅｒ）
　３６、８９９（１９８０）など〕。 【００２０】Ｓｃ＊相を示す本発明の液晶組成物〔２〕
を、セル間隔０．５〜１０μｍ、好ましくは０．５〜３
μｍの液晶セルに真空封入し、両側偏光子を設置するこ
とにより、光スイッチング素子（液晶表示素子）とする
ことが出来る。上記液晶セルは透明電極を設け、表面を
配向処理した２枚のガラス基板をスペ−サ−を挟んで貼
り合わせることによって作製することができる。上記ス
ペ−サ−としては、アルミナビ−ズ、ガラスファイバ−
、ポリイミドフィルムなどが挙げられる。配向処理方法
としては、通常の配向処理、たとえばポリイミド膜、ラ
ビング処理、ＳｉＯ斜め蒸着などが適用できる。 【００２１】 【実施例】以下、本発明を実施例により更に説明するが
、本発明はこれに限定されない。 実施例　　１ 表１中Ｎｏ．１８の化合物の製造 ■２，３−ジフルオロフェノ−ル１０．０ｇ、ヨウ化ナ
トリウム１１．５ｇおよび水酸化ナトリウム３．１ｇを
溶かしたメタノ−ル２００ｍｌの溶液に０℃で次亜塩素
酸ナトリウムの４％水溶液１３５ｍｌを滴下した。滴下
終了後そのまま２時間攪拌した。反応終了後、１０％チ
オ硫酸ナトリウム水溶液８０ｍｌを加え、次いで４Ｎ塩
酸を加えて系内を弱酸性にした。遊離したオイルをクロ
ロホルムで抽出し有機層を水洗後、クロロホルムを除去
した。得られたオイルをヘキサンで再結晶することによ
り白色固体の２，３−ジフルオロ−４−ヨ−ドフェノ−
ル８．７ｇを得た。 ■■で得た２，３−ジフルオロ−４−ヨ−ドフェノ−ル
８．７ｇを溶かしたジメチルスルホキサイド７０ｍｌ中
に、水酸化ナトリウム１．４ｇを溶かした水５ｍｌを加
えて溶液が均一になるまで攪拌した。次いでｎ−オクチ
ルブロマイド６．１ｇを加え、室温で３日間攪拌した。 反応終了後、水を加えヘキサンで抽出した。ヘキサン相
を水洗後、ヘキサンを除去することにより液体の４−オ
クチルオキシ−２，３−ジフルオロヨ−ドベンゼン１１
．９ｇを得た。 ■■で得た４−オクチルオキシ−２，３−ジフルオロヨ
−ドベンゼン１０．０ｇと１，２−ジブロモエタン５．
１ｇより調製したグリニャ−ル試薬のジエチルエ−テル
溶液に２，５−ジブロモピリジン６．４ｇを加えて窒素
置換を行った。氷水バスで１０℃以下に冷却してから、
ジクロロ｛１，４−ビス（ジフェニルホスフィノ）ブタ
ン｝パラジウム（ＩＩ）１６５ｍｇを加えてそのまま１
時間攪拌した。氷水バスをはずしてさらに２時間攪拌し
た後、氷水バスで冷却しながら水を加えた。トルエンを
加えた後、有機相を水洗してから溶媒を除去した。得ら
れた固体を、メタノ−ルで再結晶することにより５−ブ
ロモ−２−（４’−ｎ−オクチルオキシ−２’，３’−
ジフルオロフェニル）ピリジン５．４ｇを得た。 ■■で得た５−ブロモ−２−（４’−ｎ−オクチルオキ
シ−２’，３’−ジフルオロフェニル）ピリジン２．１
ｇ　と１−デシン１．１ｇをトリエチルアミン５０ｍｌ
中、ヨウ化銅（Ｉ）５ｍｇ、ジクロロビストリフェニル
ホスフィンパラジウム（ＩＩ）２０ｍｇおよびトリフェ
ニルホスフィン４０ｍｇの存在下、窒素雰囲気で６時間
加熱還流した。反応終了後、室温に戻しトリエチルアミ
ンを除去した。トルエンで生成物を抽出した後トルエン
相を１Ｎ塩酸による洗浄、水洗を経てからシリカゲルカ
ラム処理を行った。トルエンを除去後、得られた固体に
メタノ−ル１００ｍｌと５％パラジウムカ−ボン２００
ｍｇを加え還流温度で水素添加を行った。 水素の吸収が無くなるのを確認してからろ過により触媒
を除去して室温まで冷却した。得られた結晶をメタノ−
ルでさらに２回再結晶することにより、白色結晶の本発
明の化合物である表１中Ｎｏ．１８の化合物１．３ｇを
得た。 化合物の構造は、ＮＭＲ（核磁気共鳴スペクトル分析）
、ＭＳ（質量分析）、ＩＲ（赤外吸収スペクトル分析）
および元素分析により確認した。 　　　　　ＩＲ　（　ｃｍ−１）　　　　　２９２２．
０　　　２８５４．０　　　１６３０．０　　　１５１
４．０　　　１４９３，０　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１４６２．０　　　１１８５．０　　　
１３９８．０　　　１３１７．０　　　１１９９．０　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１１１２．０　　　１０８１．０　　　　９０
３．０　　　　８０８．０　　　　　ＮＭＲ　（ｐｐｍ
）　　　　　　０．８４〜０．９３（ｍ，６Ｈ）　１．
１９〜１．４１（ｍ，２２Ｈ）　１．４１〜１．５５（
ｍ，２Ｈ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
１．５９〜１．７１（ｍ，２Ｈ）　１．８０〜１．９１
（ｍ，２Ｈ）　２．６４（ｔ，２Ｈ）　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　４．０９（ｔ，２Ｈ）　６
．８０〜６．８８（ｍ，１Ｈ）　７．５３〜７．７３（
ｍ，３Ｈ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
８．５２（ｄ，１Ｈ）　　　１９−ＦＮＭＲ（ｐｐｍ）
　　　　　−６５．０（ｄｄ，１Ｆ）　−８３．５（ｄ
ｄ，１Ｆ）　　　　　　　　　　　元素分析値　　　　
　　　　　　　　理論値（％）　　　　　　　　　　　
　実測値（％）　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　Ｃ：７５．８２　　　　　　　　　
　　　　　　　　Ｃ：７５．５９　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｈ：９．３７　　
　　　　　　　　　　　　　　　　Ｈ：９．４４　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｎ
：３．０５　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｎ：
３．２１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　Ｆ：８．２８　　　　　　　　　　　　　
　　　　　Ｆ：８．０９実施例１で得られた化合物の相
転移温度を表２に示す。 【００２２】 【表２】 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−　　　実施例　　　　　　　　
　　　　　　　　　　相転移温度（℃）　　　　　　　
　　　　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−　　　　Ｎｏ．　　　　Ｃｒｙ　　
　　　　Ｓｃ　　　　　　　　　　ＳＡ　　　　　　　
　　　Ｎｅｍ　　　　　　　　Ｉ−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−　　　　　１　　　　　　　・３１．６　　　　　　
　・４０．４　　　　　　　　・　　　４５．３　　　
　　・　　　４５．７　　　・−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 【００２３】表２中各記号は、それぞれ以下の意味を表
す。 Ｃｒｙ；結晶相 Ｓｃ　；スメクチックＣ相 ＳＡ　　；スメクチックＡ相 Ｎｅｍ；ネマチック相 Ｉｓｏ；等方性液体相 ・　　；相が存在する 【００２４】 【発明の効果】本発明の液晶化合物は、Ｓｃ＊液晶組成
物の成分として用いることにより、この組成物の誘電率
異方性値を負にすることが可能で、ＡＣスタビライズ法
と呼ばれる駆動法を用いることによって、この組成物の
メモリ−性を向上させることが出来る。また、本発明の
液晶化合物は、融点が低く低温域に他のスメクチック相
を示さないことよりＳｃ＊液晶組成物の成分として用い
ることによって、Ｓｃ＊相の温度範囲を低温側に広げる
ことが出来る。従って、本発明の化合物および組成物は
、液晶表示素子に用いる液晶材料として有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下記一般式 【化１】 〔式中、Ｒ１、Ｒ２は、炭素数２〜１８のアルキル基を
   表す〕で示される液晶化合物。
2. 【請求項２】　　複数の化合物の混合物からなり、請求
   項１記載の液晶化合物を少なくとも一種含有することを
   特徴とする液晶組成物。