JPH0597821A - 液晶化合物 - Google Patents

液晶化合物

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JPH0597821A
JPH0597821A JP3215934A JP21593491A JPH0597821A JP H0597821 A JPH0597821 A JP H0597821A JP 3215934 A JP3215934 A JP 3215934A JP 21593491 A JP21593491 A JP 21593491A JP H0597821 A JPH0597821 A JP H0597821A
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伸宏 岡部
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繁徳 佐久間
Hiroyuki Mogamiya
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 一般式 【化１】 または 【化２】 〔式中、R1′、R2′はＣ４〜18のアルキル基、R3′はCH
3、CF3またはC2F5、tはハロゲン、ｎは０または１。〕
等で表わされる三安定状態を示す反強誘電性液晶化合
物。 【効果】 三安定状態を示す新規液晶化合物の提供。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カイラルスメクチック
液晶の電界への応答を利用した電気光学素子に使用する
に適する液晶物質、特にピラジン環を含む強誘電性液晶
物質及び光学的三安定状態を示す液晶物質に関するもの
である。
【０００２】
【従来技術】液晶表示素子は、1)低電圧作動性、2)低消
費電力性、3)薄形表示、4)受光型などの優れた特徴を有
するため、現在まで、ＴＮ方式、ＳＴＮ方式、ゲスト-
ホスト(Gest-Host)方式などが開発され実用化されてい
る。しかし、現在広く利用されているネマチック液晶を
用いたものは、応答速度が数msec〜数十msecと遅い欠点
があり、応用上種々の制約を受けている。これらの問題
を解決するため、ＳＴＮ方式や薄層トランジスタなどを
用いたアクティブマトリックス方式などが開発された
が、ＳＴＮ型表示素子は、表示コントラストや視野角な
どの表示品位は優れたものとなったが、セルギャップや
チルト角の制御に高い精度を必要とすることや応答がや
や遅いことなどが問題となっている。また、アクティブ
マトリックス方式の表示素子では生産技術上の歩留まり
が悪く、従ってコストが高くなるという問題がある。こ
のため、応答性のすぐれた新しい液晶表示方式の開発が
要望されており、光学応答時間がμsecオーダーと極め
て短かい超高速デバイスが可能になる強誘電性液晶の開
発が試みられていた。
【０００３】強誘電性液晶は、1975年、 Meyor 等によ
りDOBAMBC(p-デシルオキシベンジリデン-p-アミノ-2-メ
チルブチルシンナメート)が初めて合成された(Le Journ
alde Physique, 36巻 1975,L-69)。さらに、1980年、 C
larkとLagawall によりDOBAMBCのサブマイクロ秒の高速
応答、メモリー特性など表示ディバイス上の特性が報告
されて以来、強誘電性液晶が大きな注目を集めるように
なった〔N.A.Clark,etal.,Appl.Phys.Lett.36.899(198
0)〕。しかし、彼らの方式には、実用化に向けて多くの
技術的課題が残され、特に室温で強誘電性液晶を示す材
料は無く、表示ディスプレーに不可欠な液晶分子の配列
制御に有効かつ実用的な方法も確立されていなかった。
この報告以来、液晶材料／デバイス両面からの様々な試
みがなされ、ツイスト二状態間のスイッチングを利用し
た表示デバイスが試作され、それを用いた高速電気光学
装置も例えば特開昭56-107216号などで提案されている
が、高いコントラストや適正なしきい値特性は得られて
いない。
【０００４】このような視点から他のスイッチング方式
についても探索され、過渡的な散乱方式が提案された。
その後、1988年に三安定状態を有する液晶の三状態スイ
ッチング方式が報告された〔A.D.L.Chandani,T.Hagiwar
a,Y.Suzuki etal.,Japan.J.of Appl.Phys., 27,(5),L72
9-L732(1988)〕。前記「三状態を有する」とは第一の電
極基板と所定の間隙を隔てて配置されている第二の電極
基板の間に強誘電性液晶が挾まれてなる液晶電気光学装
置において、前記第一及び第二の電極基板に電界形成用
の電圧が印加されるよう構成されており、図１Ａで示さ
れる三角波として電圧を印加したとき、図１Ｄのように
反強誘電性液晶が、無電界時に分子配向が第一の安定状
態（図１Ｄの２）を有し、かつ、電界印加時に一方の電
界方向に対し分子配向が前記第一の安定状態とは異なる
第二の安定状態（図１Ｄの１）を有し、さらに他方の電
界方向に対し前記第一及び第二の安定状態とは異なる第
三の分子配向安定状態（図１Ｄの３）を有することを意
味する。三状態スイッチング方式は、液晶分子配向にお
いて従来の双安定状態とは基本的に異なる三安定状態を
示す液晶相Ｓ＊(3)において示される駆動電圧に対する
明確なしきい特性とヒステリシス特性を応用するもので
あり、単純マトリックス方式によって大画面の動画像表
示が実現できる画期的な駆動方法と考えられる。更に、
三安定状態を示す液晶を使用する表示素子の性能は三安
定状態液晶固有の物性であるヒステリシスの形状に大き
く依存する。図２に示すような形状のヒステリシスでは
０Ｖで理想的な暗状態を実現できるが、０ＶよりＶ1ま
で電圧を上げると、又は０Ｖより−Ｖ1まで電圧を下げ
ると光漏れが生じる。このようなヒステリシスを持つ三
安定状態を示す液晶は暗状態のメモリー効果が悪いと言
える。そして、この現象は表示素子のコントラストの低
下をもたらす。それに対し、図３に示すようなヒステリ
シスでは０Ｖで実現した理想的な暗状態が電圧Ｖ2又は
電圧−Ｖ2まで維持されており、暗状態のメモリー効果
が良いと言える。そして、表示素子のコントラストは良
好なものとなる。
【０００５】三安定状態を示す液晶相Ｓ＊(3)を相系列
に有する液晶化合物は、本発明者の出願した特開平１-3
16367号、特開平１-316372号、特開平１-316339号、特
開平２-28128号及び市橋等の特開平１-213390号公報が
あり、また三安定状態を利用した液晶電気光学装置とし
ては本出願人は特開平2-40625号、特開平2-153322号、
特開平2-173724号において新しい提案を行っているが、
本発明の液晶化合物は未知のものである。
【０００６】
【目的】本発明は上記の問題点に鑑み、複素環を含む液
晶化合物について鋭意検討した結果、ヘテロ環としてピ
リミジン環を含む液晶化合物が、化学的・光化学的に安
定で、しかも大きい誘電異方性を有し、さらに従来の強
誘電性液晶では得られなかった三安定状態を示す液晶相
Ｓ＊(3)を有することを見い出した。また、ピラジン環
を含む液晶化合物は、しきい値電圧が低いことを見い出
した。本発明の目的は、三安定状態を示す液晶相Ｓ＊
(3)を利用した新しい電気光学素子や液晶ディスプレー
などに応用が期待できる新規なピラジン環を含む液晶化
合物を提供する点にある。
【０００７】
【構成】本発明は、一般式
【化１１】 〔式中、R1、R2は炭素数４〜18のアルキル基、またはア
ラルキル基、R3はメチル基またはハロアルキル基、Xは
O,COO,OCO,COまたは単結合、Yは、COO,OCO,CH2OまたはO
CH2、Zは、COOまたはO、
【化１２】 で示される環状基、tは、ハロゲン原子が少くとも１つ
以上置換していることを示す。＊は光学活性炭素を示
す。〕で表わされることを特徴とする液晶化合物に関す
る。
【０００８】なお、前記ハロアルキル基としては、CH
2F，CHF2，CF3，C2F5，CClF2，CCl3,CF3CCl2等を挙げる
ことができるが、CF3とC2F5が最も好ましい。tとしては
Fが最も好ましく、ついでCl，Brの順である。本発明の
目的化合物を具体的に掲げると、 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フェニル 4-(2-アルキルピラジン-5-イル)ベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロフェニル 4-(2-アルキルピラジン-5-イル)ベン
ゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フェニル 4-(2-アルキルピラジン-5-イル)フルオロベン
ゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロフェニル 4-(2-アルキルピラジン-5-イル)フル
オロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フェニル 4-(2-アルコキシピラジン-5-イル)ベンゾエー
ト 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロフェニル 4-(2-アルコキシピラジン-5-イル)ベ
ンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フェニル 4-(2アルコキシピラジン-5-イル)フルオロベ
ンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロフェニル 4-(2-アルコキシピラジン-5-イル)フ
ルオロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フェニル 4-(2-アルキルカルボニルオキシピラジン-5-
イル)ベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロフェニル 4-(2-アルキルカルボニルオキシピラ
ジン-5-イル)ベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フェニル 4-(2-アルキルカルボニルオキシピラジン-5-
イル)フルオロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロフェニル 4-(2-アルキルカルボニルオキシピラ
ジン-5-イル)フルオロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
ビフェニル 4-(2-アルキルピラジン-5-イル)ベンゾエー
ト 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロビフェニル 4-(2-アルキルピラジン-5-イル)ベ
ンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
ビフェニル 4-(2-アルキルピラジン-5-イル)フルオロベ
ンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロビフェニル 4-(2-アルキルピラジン-5-イル)フ
ルオロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
ビフェニル 4-(2-アルコキシピラジン-5-イル)ベンゾエ
ート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロビフェニル 4-(2-アルコキシピラジン-5-イル)
ベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
ビフェニル 4-(2-アルコキシピラジン-5-イル)フルオロ
ベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロビフェニル 4-(2-アルコキシピラジン-5-イル)
フルオロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
ビフェニル 4-(2-アルキルカルボニルオキシピラジン-5
-イル)ベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロビフェニル 4-(2-アルキルカルボニルオキシピ
ラジン-5-イル)ベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
ビフェニル 4-(2-アルキルカルボニルオキシピラジン-5
-イル)フルオロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロビフェニル 4-(2-アルキルカルボニルオキシピ
ラジン-5-イル)フルオロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
シクロヘキサン 4-(2-アルキルピラジン-5-イル)ベンゾ
エート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロシクロヘキサン4-(2-アルキルピラジン-5-イ
ル)ベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
シクロヘキサン 4-(2-アルキルピラジン-5-イル)フルオ
ロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロシクロヘキサン4-(2-アルキルピラジン-5-イ
ル)フルオロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
シクロヘキサン 4-(2-アルコキシピラジン-5-イル)ベン
ゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロシクロヘキサン4-(2-アルコキシピラジン-5-イ
ル)ベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
シクロヘキサン 4-(2-アルコキシピラジン-5-イル)フル
オロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロシクロヘキサン4-(2-アルコキシピラジン-5-イ
ル)フルオロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
シクロヘキサン 4-(2-アルキルカルボニルオキシピラジ
ン-5-イル)ベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロシクロヘキサン4-(2-アルキルカルボニルオキ
シピラジン-5-イル)ベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
シクロヘキサン 4-(2-アルキルカルボニルオキシピラジ
ン-5-イル)フルオロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロシクロヘキサン4-(2-アルキルカルボニルオキ
シピラジン-5-イル)フルオロベンゾエート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フェニル 2-(4-アルキルフェニル)ピラジン-5-イル-カ
ルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロフェニル 2-(4-アルキルフェニル)ピラジン-5-
イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フェニル 2-(4-アルキルフルオロフェニル)ピラジン-5-
イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロフェニル 2-(4-アルキルフルオロフェニル)ピ
ラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フェニル 2-(4-アルコキシフェニル)ピラジン-5-イル-
カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロフェニル 2-(4-アルコキシフェニル)ピラジン-
5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フェニル 2-(4-アルコキシフルオロフェニル)ピラジン-
5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロフェニル 2-(4-アルコキシフルオロフェニル)
ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フェニル 2-(4-アルキルカルボニルオキシフェニル)ピ
ラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロフェニル 2-(4-アルキルカルボニルオキシフェ
ニル)ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フェニル 2-(4-アルキルカルボニルオキシフルオロフェ
ニル)ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロフェニル 2-(4-アルキルカルボニルオキシフル
オロフェニル)ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
ビフェニル 2-(4-アルキルフェニル)ピラジン-5-イル-
カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロビフェニル 2-(4-アルキルフェニル)ピラジン-
5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
ビフェニル 2-(4-アルキルフルオロフェニル)ピラジン-
5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロビフェニル 2-(4-アルキルフルオロフェニル)
ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
ビフェニル 2-(4-アルコキシフェニル)ピラジン-5-イル
-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロビフェニル 2-(4-アルコキシフェニル)ピラジ
ン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
ビフェニル 2-(4-アルコキシフルオロフェニル)ピラジ
ン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロビフェニル 2-(4-アルコキシフルオロフェニ
ル)ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
ビフェニル 2-(4-アルキルカルボニルオキシフェニル)
ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロビフェニル 2-(4-アルキルカルボニルオキシフ
ェニル)ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
ビフェニル 2-(4-アルキルカルボニルオキシフルオロフ
ェニル)ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロビフェニル 2-(4-アルキルカルボニルオキシフ
ルオロフェニル)ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
シクロヘキサン 2-(4-アルキルフェニル)ピラジン-5-イ
ル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロシクロヘキサン2-(4-アルキルフェニル)ピラジ
ン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
シクロヘキサン 2-(4-アルキルフルオロフェニル)ピラ
ジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロシクロヘキサン2-(4-アルキルフルオロフェニ
ル)ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
シクロヘキサン 2-(4-アルコキシフェニル)ピラジン-5-
イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロシクロヘキサン2-(4-アルコキシフェニル)ピラ
ジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
シクロヘキサン 2-(4-アルコキシフルオロフェニル)ピ
ラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロシクロヘキサン2-(4-アルコキシフルオロフェ
ニル)ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
シクロヘキサン 2-(4-アルキルカルボニルオキシフェニ
ル)ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロシクロヘキサン2-(4-アルキルカルボニルオキ
シフェニル)ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
シクロヘキサン 2-(4-アルキルカルボニルオキシフルオ
ロフェニル)ピラジン-5-イル-カルボキシレート 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)
フルオロシクロヘキサン2-(4-アルキルカルボニルオキ
シフルオロフェニル)ピラジン-5-イル-カルボキシレー
ト さらに、上記化合物のCF3基にかえて、CH2F,CHF2および
C2F5基また、上記化合物中のF原子にかえて、Cl原子を
置換した化合物等も例示される。
【０００９】本発明の化合物の合成法の一例を示すと次
のようである。 (a) アルキルオキシベンゼンを塩化メチレンに溶解し、
AlCl3とアセチルクロライドを加えて、4-(アルキルオキ
シ)アセトフェノン(1)を得る。次に、二酸化セレン、ジ
オキサン、水を加えて、加熱、撹拌し、4-(アルキルオ
キシ)フェニルグリオキサール−水和物(2)を得る。次
に、ジアミノマレオニトリルを加え、2,3-ジニトリル 5
-(4-アルキルオキシフェニル)ピラジン(3)を得る。これ
を加水分解し(4)、次に脱炭酸化処理をして2-(4-アルキ
ルオキシフェニル)ピラジン-5-イル-カルボン酸(5)を得
る。次に、塩化チオニルにて、2-(4-アルキルオキシフ
ェニル)ピラジン-5-イル-カルボン酸塩化物(6)を得る。 (b) ベンジルオキシハロゲン置換安息香酸を過剰の塩化
チオニル中で還流し、その塩化物(7)を得る。これに光
学活性な1-フルオロ-アルカノールを加え、塩化メチレ
ン中トリエチルアミンの存在下で対応する4-ベンジルオ
キシ-ハロゲン置換安息香酸エステル(8)を得る。次に接
触還元して4-ヒドロキシ-ハロゲン置換安息香酸エステ
ル(9)を得る。 (c) 上記(6)と(9)の化合物を塩化メチレン中、トリエチ
ルアミンの存在下にて反応させ、本発明の目的化合物で
ある4-(1-フルオロ-2-アルキルオキシカルボニル)ハロ
ゲン置換フェニル 2-(4-アルキルオキシフェニル)ピラ
ジン-5-イル-カルボキシレートを得る。 （以下余白）
【化１３】
【化１４】
【００１０】
【実施例】
実施例１ 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-オクチルオキシカルボニル)
フェニル 2-(4-n-オクチルオキシフェニル)ピラジン-5-
イル-カルボキシレート
【化１５】 1) 4-ベンジルオキシ安息香酸 1,1,1-トリフルオロ-2-
オクチルエステルの合成
【化１６】 4-ベンジルオキシ安息香酸クロリド4.3ｇを塩化メチレ
ン50ｍｌに溶解させ、次いで光学活性な1,1,1-トリフル
オロ-2-オクタノール2.9ｇとジメチルアミノピリジン0.
6ｇとトリエチルアミン1.7ｇとを塩化メチレン50ｍｌに
溶解した溶液を氷冷下にて少量づつ加えた。反応混合物
を室温に戻し、一昼夜反応させ、反応液を氷水に投入
し、塩化メチレンにて抽出し塩化メチレン相を希塩酸、
水、１Ｎ炭酸ナトリウム水溶液、水にて順次洗浄し、無
水硫酸マグネシウムにて乾燥して溶媒を留去し、粗生成
物を得た。これをトルエン-シリカゲルカラムクロマト
グラフで処理し、さらにエタノールにて再結晶して目的
化合物3.8ｇを得た。 2) 4-ヒドロキシ安息香酸 1,1,1-トリフルオロ-2-オク
チルエステルの合成
【化１７】 1)で得られた化合物をメタノール100ｍｌに溶解し、10
％担持Pb-カーボン0.4ｇを加え、水素雰囲気下水素化分
解反応を行ない、目的化合物2.8ｇを得た。 3) 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-オクチルオキシカルボニ
ル)フェニル 2-(4-n-オクチルオキシフェニル)ピラジン
-5-イル-カルボキシレートの合成
【化１８】 2-(4-n-オクチルオキシフェニル)ピラジン-5-イル-カル
ボン酸1.5ｇを過剰の塩化チオニルと共に還流下に４時
間加熱した後、未反応の塩化チオニルを留去して、2-(4
-n-オクチルオキシフェニル)ピラジン-5-イル-カルボン
酸塩化物を得た。次いで、2)で合成した光学活性4-ヒド
ロキシ安息香酸 1,1,1-トリフルオロ-2-オクチルエステ
ル1.3ｇとトリエチルアミン0.5ｇを10ｍlの塩化メチレ
ン中に溶解し、先に合成した 2-(4-n-オクチルオキシフ
ェニル)ピラジン-5-イル-カルボン酸塩化物を20ｍlの塩
化メチレンに溶解した溶液を少ずつ滴下する。さらにジ
メチルアミノピリジン0.2ｇを5ｍlの塩化メチレンに溶
解したものを加える。室温にて一昼夜撹拌した。反応混
合物を水中に入れ、液性を中性にした後、塩化メチレン
層のみを抽出した。無水硫酸マグネシウムにて乾燥した
後、溶媒を留去し、残渣物をシリカゲルクロマトグラフ
ィ及び再結晶にて精製し、目的物1.8ｇを得た。 旋光度［α]20/D＝＋33.10° ホットステージつき偏光顕微鏡観察による相転移温度
(℃)は次の通りである。
【表１】 本目的化合物の赤外線吸収スペクトルを図４に示す。 実施例２ 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-オクチルオキシカルボニル)
フェニル 2-(4-n-ノニルオキシフェニル)ピラジン-5-イ
ル-カルボキシレート
【化１９】 2-(4-n-ノニルオキシフェニル)ピラジン-5-イル-カルボ
ン酸1.6ｇを過剰の塩化チオニルと共に還流下に４時間
加熱した後、未反応の塩化チオニルを留去して2-(4-n-
ノニルオキシフェニル)ピラジン-5-イル-カルボン酸塩
化物を得た。次いで実施例１の2)で合成した光学活性 4
-ヒドロキシ安息香酸 1,1,1-トリフルオロ-2-オクチル
エステル1.3ｇとトリエチルアミン0.5ｇを10ｍlの塩化
メチレン中に溶解し、先に合成した2-(4-n-ノニルオキ
シフェニル)ピラジン-5-イル-カルボン酸塩化物を20ｍl
の塩化メチレンに溶解した溶液を少ずつ滴下する。さら
にジメチルアミノピリジン0.2ｇを５ｍlの塩化メチレン
に溶解したものを加える。室温にて一昼夜撹拌した。反
応混合物を水中に入れ、液性を中性にした後、塩化メチ
レン層のみを抽出した。無水硫酸マグネシウムにて乾燥
した後、溶媒を留去し、残渣物をシリカゲルカラムクロ
マトグラフィ及び再結晶にて精製し、目的物1.6ｇを得
た。 旋光度［α]20/D＝＋32.41° ホットステージつき偏光顕微鏡観察による相転移温度
(℃)は次の通りである。
【表２】 本目的化合物の赤外線吸収スペクトルを図５に示す。 実施例３ 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-オクチルオキシカルボニル)
フェニル 2-(4-n-デシルオキシフェニル)ピラジン-5-イ
ル-カルボキシレート
【化２０】 2-(4-n-デシルオキシフェニル)ピラジン-5-イル-カルボ
ン酸1.6ｇを過剰の塩化チオニルと共に還流下に４時間
加熱した後、未反応の塩化チオニルを留去して2-(4-n-
デシルオキシフェニル)ピラジン-5-イル-カルボン酸塩
化物を得た。次いで実施例１の2)で合成した光学活性 4
-ヒドロキシ安息香酸 1,1,1-トリフルオロ-2-オクチル
エステル1.3ｇとトリエチルアミン0.5ｇを10ｍlの塩化
メチレン中に溶解し、先に合成した2-(4-n-デシルオキ
シフェニル)ピラジン-5-イル-カルボン酸塩化物を20ｍl
の塩化メチレンに溶解した溶液を少ずつ滴下する。さら
にジメチルアミノピリジン0.2ｇを５ｍlの塩化メチレン
に溶解したものを加え、室温にて一昼夜撹拌した。反応
混合物を水中に入れ、液性を中性にした後、塩化メチレ
ン層のみを抽出した。無水硫酸マグネシウムにて乾燥し
た後、塩化メチレンを留去し、残渣物をシリカゲルカラ
ムクロマトグラフィ及び再結晶にて精製し、目的物1.7
ｇを得た。 旋光度［α]20/D＝＋31.51° ホットステージつき偏光顕微鏡観察による相転移温度
(℃)は次の通りである。
【表３】 本目的化合物の赤外線吸収スペクトルを図６に示す。 実施例４ 4-(2-オクチルオキシカルボニル)フェニル 2-(4-n-オク
チルオキシフェニル)ピラジン-5-イル-カルボキシレー
ト
【化２１】 実施例１の光学活性 1,1,1-トリフルオロ-2-オクタノー
ルの代わりに光学活性2-オクタノールを用いて、実施例
１と全く同様な方法で目的化合物を合成した。 旋光度［α]20/D＝−20.91° ホットステージつき偏光顕微鏡観察による相転移温度
(℃)は次の通りである。
【表４】 本目的化合物の赤外線吸収スペクトルを図７に示す。 実施例５ ラビング処理したポリイミド配向膜をＩＴＯ電極基板上
に有するセル厚1.6μmの液晶セルに、実施例１で得られ
た液晶化合物 4-(1,1,1-トリフルオロ-2-オクチルオキ
シカルボニル)フェニル 2-(4-n-オクチルオキシフェニ
ル)ピラジン-5-イル-カルボキシレートをIsotropic相に
おいて充填し、液晶薄膜セルを作成した。作成した液晶
セルを２枚の偏光板を直交させたフォトマルチプライヤ
ー付き偏光顕微鏡に、−15Ｖの直流電圧印加時の分子長
軸方向と偏光子が重なる状態に配置した。この液晶セル
を0.1〜1.0℃／１分間の温度勾配にてS＊c相まで徐冷し
た。さらに冷却してゆき、95℃〜82℃の温度範囲におい
て、±15Ｖ、10Hzの三角波電圧を印加した場合を図８に
示した。印加電圧がマイナス域での暗状態、０ボルト域
での中間状態、プラス域での明状態と光透過率が三つの
状態に変化していることを観察し、三つの安定な液晶分
子の配向状態があることを確認した。他の実施例の化合
物についても同様のS＊(3)相において同一の効果が確認
された。 実施例６ 実施例５で作成し、使用した液晶薄膜セルを２枚の偏光
板を直交させたフォトマルチプライヤー付き偏光顕微鏡
に、電圧０Ｖの状態で暗視野となるように配置する。こ
の液晶セルを0.1〜1.0℃／１分間の温度勾配にて、SA相
まで徐冷する。さらに冷却してゆき、95〜82℃の温度範
囲において、図９(a)に示す±30Ｖ、10Hzの三角波電圧
を印加する。85℃での印加電圧と透過率との関係から図
９(b)のようなヒステリシスが得られた。０Ｖ〜＋Ｖ3，
０Ｖ〜−Ｖ3までの暗部の透過率の変化が極めて少な
い。これは、暗部のメモリー効果が極めて良好であるこ
とを示している。また、しきい値電圧が±15Ｖ前後であ
ることより、しきい値電圧の低いことを示している。
【００１１】
【効果】本発明の新規液晶はいずれも安定な三状態を示
すものであり、これを利用した表示デバイス、スイッチ
ングデバイスなど広い用途を有する。また、本液晶化合
物は単体および有機化合物中の組成物として効果を発揮
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａが印加される三角波を、Ｂが市販ネマチック
液晶の、Ｃは二状態液晶の、Ｄは三状態液晶の、それぞ
れの光学応答特性を示す。
【図２】三状態液晶に関する暗部のメモリー効果の良く
ないヒステリシスを示す。
【図３】三状態液晶に関する暗部のメモリー効果の良い
ヒステリシスを示す。
【図４】実施例１の目的化合物の赤外線吸収スペクトル
を示す。以下の赤外線吸収スペクトル図は、いずれも縦
軸は透過率（％)、横軸は波数（cm-1）を示す。
【図５】実施例２の目的化合物の赤外線吸収スペクトル
を示す。
【図６】実施例３の目的化合物の赤外線吸収スペクトル
を示す。
【図７】実施例４の目的化合物の赤外線吸収スペクトル
を示す。
【図８】本発明の三状態液晶化合物が示す暗部のメモリ
ー効果の良いヒステリシスを示したものであり、(a)は
印加した三角波電圧を、(b)は印加した三角波電圧に対
する光透過率の変化を示したものである。
【図９】実施例６における本発明の実施例１の三状態液
晶化合物が示す暗部のメモリー効果の良いヒステリシス
を示したものであり、(a)は印加した三角波電圧を、(b)
は印加した三角波電圧に対する実施例１の化合物の光透
過率変化のヒステリシスを示したものである。
フロントページの続き (72)発明者 最上谷 浩之 東京都千代田区霞が関３丁目２番５号 昭 和シエル石油株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一般式 【化１】 〔式中、R1、R2は炭素数４〜18のアルキル基、またはア
    ラルキル基、R3はメチル基またはハロアルキル基、Xは
    O,COO,OCO,COまたは単結合、Yは、COO,OCO,CH2OまたはO
    CH2、Zは、COOまたはO、 【化２】 で示される環状基、tは、ハロゲン原子が少くとも１つ
    以上置換していることを示す。＊は光学活性炭素を示
    す。〕で表わされることを特徴とする光学活性な液晶化
    合物。
  2. 【請求項２】 一般式 【化３】 〔式中、R1′、R2′は炭素数４〜18のアルキル基、R3′
    はCH3、CF3またはC2F5、X′はO,COO,COまたは単結合を
    示す。＊は光学活性炭素を示す。〕で表わされ、かつ三
    安定状態を示す光学活性な反強誘電性液晶化合物。
  3. 【請求項３】 一般式 【化４】 〔式中、R1′、R2′は炭素数４〜18のアルキル基、R3′
    はCH3、CF3またはC2F5、X′はO,COO,COまたは単結合、t
    はハロゲン原子が少なくとも１つ以上置換していること
    を示す。＊は光学活性炭素を示す。〕で表わされ、かつ
    三安定状態を示す光学活性な反強誘電性液晶化合物。
  4. 【請求項４】 一般式 【化５】 〔式中、R1′、R2′は炭素数４〜18のアルキル基、R3′
    はCH3、CF3またはC2F5、X′はO,COO,COまたは単結合を
    示す。＊は光学活性炭素を示す。〕で表わされ、かつ三
    安定状態を示す光学活性な反強誘電性液晶化合物。
  5. 【請求項５】 一般式 【化６】 〔式中、R1′、R2′は炭素数４〜18のアルキル基、R3′
    はCH3、CF3またはC2F5、X′はO,COO,COまたは単結合、t
    はハロゲン原子が少なくとも１つ以上置換していること
    を示す。＊は光学活性炭素を示す。〕で表わされ、かつ
    三安定状態を示す光学活性な反強誘電性液晶化合物。
  6. 【請求項６】 一般式 【化７】 〔式中、R1′、R2′は炭素数４〜18のアルキル基、R3′
    はCH3、CF3またはC2F5を示す。＊は光学活性炭素を示
    す。〕で表わされ、かつ三安定状態を示す光学活性な反
    強誘電性液晶化合物。
  7. 【請求項７】 一般式 【化８】 〔式中、R1′、R2′は炭素数４〜18のアルキル基、R3′
    はCH3、CF3またはC2F5、tはハロゲン原子を示す。＊は
    光学活性炭素を示す。〕で表わされ、かつ三安定状態を
    示す光学活性な反強誘電性液晶化合物。
  8. 【請求項８】 一般式 【化９】 〔式中、R1′、R2′は炭素数４〜18のアルキル基、R3′
    はCH3、CF3またはC2F5を示す。＊は光学活性炭素を示
    す。〕で表わされ、かつ三安定状態を示す光学活性な反
    強誘電性液晶化合物。
  9. 【請求項９】 一般式 【化１０】 〔式中、R1′、R2′は炭素数４〜18のアルキル基、R3′
    はCH3、CF3またはC2F5、tはハロゲン原子が少なくとも
    １つ以上置換していることを示す。＊は光学活性炭素を
    示す。〕で表わされ、かつ三安定状態を示す光学活性な
    反強誘電性液晶化合物。
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