JPH05155880A - ジオキサン系液晶物質 - Google Patents
ジオキサン系液晶物質Info
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- JPH05155880A JPH05155880A JP3349097A JP34909791A JPH05155880A JP H05155880 A JPH05155880 A JP H05155880A JP 3349097 A JP3349097 A JP 3349097A JP 34909791 A JP34909791 A JP 34909791A JP H05155880 A JPH05155880 A JP H05155880A
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Abstract
Xが酸素原子の場合はLが5〜8、mは1、nは1以上
の整数、またはL、mは0でnが6〜8の整数であり、
Xが単結合の場合はLが5〜8、mは1、nは1以上の
整数である。)で表される新規な反強誘電性液晶物質。 【効果】 本液晶物質は室温付近で20〜30μ秒の高
速応答性を示すもので液晶表示素子に使用することがで
きる。
Description
質に関する。
電力性、薄型表示が可能である事等により、現在までに
各種の小型表示素子に利用されてきた。しかし、昨今の
情報分野、OA関連機器分野、あるいは、テレビ分野へ
の液晶表示素子の応用、用途拡大に伴ってこれまでのC
RT表示素子を上回る表示容量、表示品質を持つ高性能
大型液晶表示素子の要求が急速に高まってきた。しかし
ながら、現在のネマチック液晶を使用する限りにおいて
は、液晶テレビ用に採用されているアクテイブマトリッ
クス駆動液晶表示素子でも製造プロセスの複雑さと歩留
りの低さによりその大型化、低コスト化は容易ではな
い。又、単純マトリックス駆動のSTN型液晶表示素子
にしても、大容量駆動は必ずしも容易ではなく、応答時
間にも限界があり動画表示は困難である。従って、ネマ
チック液晶表示素子は上記の高性能大型液晶表示素子へ
の要求を満足するものとはいい難いのが実状である。
で、高速液晶表示素子として注目されているのが、強誘
電性液晶物質を用いた液晶表示素子である。クラ−クと
ラガバ−ルにより発表された表面安定化型強誘電性液晶
(SSFLC)素子は、その従来にない速い応答速度と
広い視野角を有する事が注目され、そのスイッチング特
性に関しては詳細に検討されており、素子に必要な種々
の性能を最適化するために多くの強誘電性液晶物質が製
造されている。しかしながら、液晶のしきい値特性が不
十分である、液晶層の構造がシェブロン構造をしている
などからコントラストが不良である、高速応答が実現さ
れていない、液晶の配向制御が困難でSSFLCの最大
の特徴の1つである双安定性の実現が容易でない、機械
的衝撃に依って液晶の配向が破壊されそれの回復が困難
であるなどの種々の問題点があり、これらの問題点を解
決できるような強誘電性液晶物質が未だ見出されていな
いため該素子の実用化までには至っていないのが実状で
ある。
チング機構の素子の開発も同時に進められている。反強
誘電相を有する液晶物質(以下、反強誘電性液晶物質と
呼ぶ)の三安定状態間のスイッチングも、これらの新し
いスイッチング機構の1つである(Japanese Journal o
f AppliedPhysics, Vol.27, pp.L729,1988)。反強誘電
性液晶素子に使用される反強誘電性液晶物質は3つの安
定な状態を有する。即ち、反強誘電性液晶物質には強誘
電性液晶物質で見られる2つのユニフォーム状態(U
r,Ul)の他に第三の安定な状態(第三状態)が存在
する。この第三状態が反強誘電相であることをChandani
らが報告している(Japanese Journal of Applied Phy
sics, Vol.28, pp.L1261, 1989, Japanese Journal of
Applied Physics, Vol.28, pp.L1265, 1989)。このよ
うな三安定状態間のスイッチングが反強誘電性液晶物質
の第1の特徴である。反強誘電性液晶物質の第2の特徴
は印加電圧に対して明確なしきい値が存在することであ
る。更にメモリー性を有しておりこれが反強誘電性液晶
物質の第3の特徴である。これらの優れた特徴を有する
反強誘電性液晶物質を使用することによって応答速度が
速く、コントラストが極めて良好な液晶表示素子を実現
することができる。
な特徴として液晶の層構造が電界により容易にスイッチ
ングする事があげられる(Japanese Journal of Applie
d Physics, Vol.28, pp.L119,1989, Japanese Journal
of Applied Physics, Vol.29,pp.L111, 1990 )。この
ことにより欠陥が極めて少なく配向の自己修復能力のあ
る液晶表示素子の作製が可能となりコントラストに優れ
た液晶素子を実現することができる。反強誘電性液晶物
質としては、特開平1−213390、特開平1−31
6339、特開平1−316367、特開平1−316
372、特開平2−28128の各公報、及びLiquid C
rystals, Vol.6, pp.167,1989 に記載のものが知られて
いる。反強誘電性液晶物質に関する研究の歴史が浅いた
めに現在までに知られている反強誘電性液晶物質の数は
強誘電性液晶物質に比べ多くはないが、研究の進展にと
もなって次第にその数を増している。
物質を応答速度の面から見たとき、多くは応答速度が充
分に速くなく、高精細なディスプレーデバイスへの適用
が可能な反強誘電性液晶物質の数はまだそれほど多くは
ない。そしてこの点が従来の強誘電性液晶物質に比べて
やや不利な面であった。従って、室温付近で応答速度の
極めて速い反強誘電性液晶物質を提供できれば高精細な
ディスプレーデバイスの実現にとって極めて有利にな
る。本発明はこの様な要請のもとで行われたものであり
室温付近で極めて優れた高速応答性を示す新規な反強誘
電性液晶物質を提供するものである。
(I)、
ル基を示し、Xが酸素原子の場合はLが5〜8、mは
1、nは1以上の整数、あるいはL,mは0でnが6〜
8の整数であり、Xが単結合の場合はLが5〜8、mは
1、nは1以上の整数である。)で表される新規な反強
誘電性液晶物質を提供するものである。本発明の反強誘
電性液晶物質の製造に用いられる光学活性アルコールの
うち、例えば1、1、1−トリフルオロ−2−オクタノ
ールは市販品を使用することができる。また1、1、1
−トリフルオロ−7−エトキシ−2−ヘプタノールのよ
うな光学活性アルコールは、次のような方法によって製
造できる。
物質)の製造法の一例を反応式で示すと次の通りであ
る。
提供する事ができるものである。そして、本発明により
提供された新規な反強誘電性液晶物質は、室温付近で極
めて高速な応答性を示し、更にその特徴である三安定状
態間のスイッチングや明確なしきい値特性、良好なメモ
リー性を有するのでこれらの特性を利用して優れた表示
機能を有する液晶表示素子の作製に使用することができ
る。
具体的に説明するが、本発明はもちろんこれらに限定さ
れるものではない。
ル)安息香酸−4’−(1−トリフルオロメチル−6−
エトキシ−ヘキシルオキシカルボニル)フェニルエステ
ルの製造〔一般式(I)において、R=n-C8H17 、X=単結
合、L=5 、m=1 、n=2 の場合〕
れ細かく切った金属ナトリウム7.6gを少量づつ入れ
ナトリウムエトキシドを調製した。これにマロン酸ジエ
チル54.6gを滴下し、更に臭化オクチル63.9g
を滴下した。その後3時間還流した。次に、常圧で大部
分のエタノールを留去し、水200mlを加えてエーテ
ル250mlで抽出した。エーテル溶液を硫酸ナトリウ
ムで乾燥後、エーテルを留去し、ついで減圧蒸留し無色
油状物質72.1g(b.p.111℃/2mmHg)
を得た。収率85%。
ールの製造 1lの4口フラスコにエーテル250ml,水素化リチ
ウムアルミニウム19.0gを入れ、さきに製造したオ
クチルマロン酸ジエチル72.1gをエーテル50ml
に溶解した溶液を、エーテルが穏やかに還流する速度で
滴下した。滴下後3時間加熱還流し、放冷後、水−TH
Fの混合物を加えて過剰の水素化リチウムアルミニウム
を分解した。固体をろ過により除き、飽和食塩水で洗浄
した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し
て得た粗結晶をイソオクタンで再結晶して無色結晶3
2.4gを得た。収率65%。
サン−2−イル)ベンゾニトリルの製造 500mlのナス型フラスコに2−オクチル−1、3−
プロパンジオール32.3g、p−シアノベンズアルデ
ヒド22.5g,p−トルエンスルホン酸1水和物、
0.11g、ベンゼン300mlを入れ加熱した。発生
する水はベンゼンとの共沸により除去した。この後、ベ
ンゼンを留去し、炭酸水素ナトリウム飽和水溶液を加え
て中和した。ジクロロメタンで抽出、水洗後、無水硫酸
ナトリウムで乾燥した。ジクロロメタンを留去すると固
体が得られ、これをイソオクタンより再結晶して無色結
晶37.7gを得た。
サン−2−イル)安息香酸の製造 2リットルのナス型フラスコに冷却管をつけ、水酸化カ
リウム27.2g、水20ml、エチレングリコール1
リットル、及び3)で得られたベンゾニトリル36.6
gを入れ180℃で6時間加熱した。1N塩酸を加えて
酸性とし、析出した固体を濾過し、水洗した後風乾し
た。これをエタノールで再結晶して目的物である安息香
酸誘導体17.5gを得た。
オロメチル−6−エトキシ−ヘキシルオキシカルボニ
ル)ベンゼンの製造 4−アセトキシ−安息香酸1.2gを塩化チオニル20
mlに加え、還流下で5時間反応させた。次に、過剰の
塩化チオニルを留去してから、ピリジン3ml、トルエ
ン20ml、R−(+)−1、1、1−トリフルオロ−
7−エトキシ−2−ヘプタノール0.6gの混合物を滴
下した。滴下後1昼夜室温で攪拌し、ジクロロメタン5
0mlで希釈して、有機層を希塩酸、1N水酸化ナトリ
ウム水溶液、水の順で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し
た。溶媒を留去して粗製の目的物をヘキサン/酢酸エチ
ルを溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで
精製して目的物1.3gを得た。
メチル−6−エトキシ−ヘキシルオキシカルボニル)ベ
ンゼンの製造 上記5)で得られた化合物1.3gを、エタノール30
mlに溶解させて、ベンジルアミン0.8gを滴下し
た。更に室温下で1昼夜攪拌したのち、ジクロロメタン
50mlで希釈して、希塩酸、水の順で洗浄し、硫酸ナ
トリウムで乾燥した。溶媒を留去してから、シリカゲル
カラムクロマトグラフィ−で単離精製し、目的物1.0
gを得た。
オキサン−2−イル)安息香酸−4’−(1−トリフル
オロメチル−6−エトキシ−ヘキシルオキシカルボニ
ル)フェニルエステルの製造 4)で得た安息香酸誘導体0.9gに、塩化チオニル1
0mlを加え、5時間加熱還流した。過剰の塩化チオニ
ルを留去した後、ピリジン2ml、トルエン15mlを
加えてから、上記6)で得られた化合物0.6gを滴下
し、室温で一昼夜反応させた。反応終了後、ジクロロメ
タン50mlで希釈し、希塩酸、1N炭酸ナトリウム水
溶液、水の順で洗浄して、有機層を硫酸ナトリウムで乾
燥した。次に、溶媒を留去してから、シリカゲルクロマ
トグラフィ−で単離し最終目的物1.1gを得た。目的
物のNMRスペクトルを図1に示す。この化合物の相の
同定はテクスチャ−観察及びDSCの測定により行っ
た。また融点の測定はDSCで行いその値は46℃であ
った。
った。本化合物には反強誘電相が存在し、本化合物は反
強誘電相を有する液晶物質であることが認められた。 上記相系列においてSAはスメクチックA相、SCA*
は反強誘電相を示す。またSXは未同定の相である。
する、ITO電極付の液晶セル(セル厚2μm)に、上
記7)で得られた液晶物質を等方相の状態で充填した。
このセルを、毎分1.0℃で徐冷して、SA相で液晶を
配向させた。セルを直交する偏向板間に液晶の層方向が
アナライザ−またはポラライザ−と平行になるように設
置し、セルに±40V、0.2Hzの三角波電圧を印加
して、透過光量の変化をフォトマルチプライヤ−により
測定した。その結果、65℃から10℃の温度領域で、
反強誘電相に特有なダブルヒステリシスの応答履歴が認
められた。40℃での光学応答履歴を図2に示す。更
に、上記液晶セルに、周波数30ヘルツ、35Vのステ
ップ電圧を印加し、透過光変化が10から90%に変化
するのに要する時間を応答時間と定義して応答速度を測
定したところ25℃で反強誘電相から強誘電相は22μ
秒、強誘電相から反強誘電相は18μ秒と極めて高速な
応答性を示した。
2−イル)安息香酸−4' −(1−トリフルオロメチル
−6−エトキシ−ヘキシルオキシカルボニル)フェニル
エステルの製造〔一般式(I)において、R=n-C8H17 、
X=O 、L=5 、m=1 、n=2 の場合〕
パンジオールの製造 1−オクタノール165gに濃硫酸0.6mlを加え
て、室温で攪拌し、グリシドール23.5gを滴下し
た。反応混合物を氷水に注ぎ、1N水酸化ナトリウムで
水溶液で中和し、エーテルで抽出し無水硫酸ナトリウム
で乾燥した。溶媒を留去し、減圧蒸留で大部分の1−オ
クタノールを除去した後、1mmHgの真空下で蒸留し
副生物である3−オクチルオキシ−1、2−プロパンジ
オールを含む目的物10.3gを得た。
−ジオキサン−2−イル)ベンゾニトリルの製造 (1)で得たジオール混合物10.2gにベンゼン10
0ml、p−シアノベンズアルデヒド6.6g,p−ト
ルエンスルホン酸一水和物を加え加熱した。発生する水
はベンゼンとの共沸により除去した。更に残りのベンゼ
ンを留去し、残さに飽和炭酸水素ナトリウム水溶液20
0mlを加えた後、ジクロロメタンで抽出し、抽出液は
水で2回洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒
を留去し副生物の4−(4−オクチルオクシメチル−
1、3−ジオキソラン−2−イル)ベンゾニトリルを含
む粗生物15.5gを得た。この粗生物をシリカゲルを
充填剤とするカラムクロマトグラフィーで処理し、1.
4gの目的物を得た。
3−ジオキサン−2−イル)安息香酸の製造 (2)で得たベンゾニトリル誘導体1.4gに水酸化カ
リウム1g,水1.5ml、エチレングリコール60m
lを加え5時間還流した。放冷後等容の水を加え、更に
pHが1になるまで1N塩酸を加え氷冷下1時間攪拌し
た。析出した固体を濾別してエーテルに溶解後無水硫酸
ナトリウムで乾燥した。ついで溶媒を除去し目的物1.
4gを得た。
オロメチル−6−エトキシ−ヘキシルオキシカルボニ
ル)ベンゼンの製造 実施例1における5)、6)と全く同様にして目的物を
製造した。
1、3−ジオキサン−2−イル)安息香酸−4’−(1
−トリフルオロメチル−6−エトキシ−ヘキシルオキシ
カルボニル)フェニルエステルの製造 実施例1の7)において用いられた4−(5−オクチル
−1、3−ジオキサン−2−イル)安息香酸の代わりに
本実施例(3)で製造された4−(5−オクチルオキシ
−1、3−ジオキサン−2−イル)安息香酸を用いた以
外は実施例1の7)と全く同様にして目的物を製造し
た。目的物のNMRスペクトルを図3に示す。相の同定
は、テクスチャ−観察及びDSCの測定により行った。
また融点の測定はDSCで行いその値は53℃であっ
た。
本化合物には反強誘電相が存在し、本化合物は反強誘電
相を有する液晶物質であることが認められた。 上記相系列においてSXは未同定の相である。
(5)で得られた化合物の光学応答を調べたところ、4
0〜25℃の温度領域で、反強誘電相に特有なダブルヒ
ステリシスが認められた。30℃での光学応答履歴を図
4に示す。更に、実施例1の8)と同様にして応答速度
を測定したところ36℃で、反強誘電相から強誘電相へ
は29μ秒、強誘電相から反強誘電相へは32μ秒と極
めて高速な応答性を示した。
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)フェニルエステルの製造
〔一般式(I)において、R=n-C8H17 、X=O 、L=0 、m=
0 、n=6 の場合〕
1、−トリフルオロ−7−エトキシ−2−ヘプタノール
の代わりにR−(+)−1、1、1−トリフルオロ−2
−オクタノールを用いて実施例2と全く同様にして4−
(5−n−オクチルオキシ−1、3−ジオキサン−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)フェニルエステルを製造し
た。目的物のNMRスペクトルを図5に示す。相の同定
は、テクスチャ−観察及びDSCの測定により行った。
又融点の測定はDSCにより行なった。
た。本化合物では反強誘電相が認められ相系列は次のよ
うでありまた融点は83℃であった。 また実施例1の8)と同様にして、電界に対する光学応
答を調べたところ63〜39℃の温度範囲で図6に示す
ように反強誘電相に特有なダブルヒステリシスの光学応
答履歴が認められた。更に、実施例1の8)と同様にし
て応答速度を測定したところ、58℃で反強誘電相から
強誘電相へは10μ秒、強誘電相から反強誘電相へは8
μ秒の高速応答を示した。
ペクトルを示す図である。
履歴を示す図である。
ペクトルを示す図である。
履歴を示す図である。
ペクトルを示す図である。
履歴を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 次の一般式(I)、 【化1】 (式中Phはフェニル基、Rは直鎖アルキル基を示し、
Xが酸素原子の場合はLが5〜8、mは1、nは1以上
の整数、あるいはL、mは0でnが6〜8の整数であ
り、Xが単結合の場合はLが5〜8、mは1、nは1以
上の整数である。)で表される新規な反強誘電性液晶物
質。
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JP3349097A JPH05155880A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | ジオキサン系液晶物質 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3349097A JPH05155880A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | ジオキサン系液晶物質 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05155880A true JPH05155880A (ja) | 1993-06-22 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP (1) | EP0545355B1 (ja) |
JP (1) | JPH05155880A (ja) |
DE (1) | DE69209241T2 (ja) |
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