JPH07173109A

JPH07173109A - 液晶化合物

Info

Publication number: JPH07173109A
Application number: JP5343687A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nonaka; 修野中; Giichi Suzuki; 義一鈴木; Noriko Yamakawa; 則子山川
Original assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Current assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1995-07-11

Abstract

(57)【要約】【目的】室温付近において、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
レイなどに応用が期待できる分岐アルキル構造を有する
液晶化合物の提供。【構成】一般式（Ｉ）【化１】（式中、Ｒ¹はアルキル基で炭素数４〜１４を示し、Ａ
は置換基を有することもある４，４′−ビフェニレン基
および２，６−ナフチレン基よりなる群から選らばれた
基であり、Ｂは置換基を有することもある４，４′−ビ
フェニレン基および１，４−フェニレン基よりなる群か
ら選らばれた基であり、ｍは０〜５の整数、ｎは３〜６
の整数である）で示されることを特徴とする液晶化合
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学活性含ハロゲンア
ルコールのエステルを含み、また、かつ、分岐アルキル
構造を有する液晶化合物に関する。

【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）薄型表示、４）受光型などの優れた
特徴を有するため、ＴＮ形、ＳＴＮ形などのネマチック
液晶を用いた電気光学装置が数多く開発されている。し
かし、これら現在、広い範囲で利用されているネマチッ
ク液晶を用いたものは、いずれも応答速度が、数ｍｓｅ
ｃ〜数百ｍｓｅｃと極めて遅いため、その応用分野に制
限がある。ネマチック液晶を用いた素子の応答速度が遅
いのは、分子を動かすトルクが基本的に誘電率の異方性
に基づいているが、その力があまり強くないためであ
る。

【０００３】このため、応答性のすぐれた新しい液晶表
示方式の開発が進められており、光学応答時間がμｓｅ
ｃオーダーという、極めて短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る。

【０００４】強誘電性液晶は、１９７５年、Ｍｅｙｅｒ
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（ＬｅＪｏｕｒｎａｌｄｅＰｈ
ｙｓｉｑｕｅ，３６巻１９７５Ｌ−６９．）。さ
らに、１９８０年ＣｌａｒｋとＬａｇａｒｗａｌｌによ
り、ＤＯＢＡＭＢＣのサブマイクロ秒の高速応答、メモ
リー特性などの表示デバイス上の特性が報告されて以
来、強誘電性液晶は、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）〕。

【０００５】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あり、表示ディスプレーに不可欠な
液晶分子の配向制御に有効かつ実用的な方法も確立され
ていなかった。

【０００６】その後、１９８８年に萩原らによる三安定
状態を有する液晶の三安定状態スイッチング（図２参
照）が報告された〔Ａ．Ｄ．Ｌ．Ｃｈａｎｄａｎｉ，
Ｔ．Ｈａｇｉｗａｒａ，Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉｅｔａ
ｌ．，Ｊａｐａｎ．Ｊ．ｏｆＡｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．，２７，（５），Ｌ７２９−Ｌ７３２（１９
８８）〕。「三状態を有する」とは第一の電極基板と、
所定の間隔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いる電気光学装置におい
て、前記第一および第二の電極基板に電界形成用の電圧
が印加されるように構成されており、図１のＡで示され
る三角波として電圧を印加したとき、図１のＤのよう
に、分子配向が、無電界時には第一の安定状態〔図２の
（ａ）〕を有し、電界印加時に、一方の電界方向に対
し、前記第一の安定状態とは異なる第二の安定状態〔図
２の（ｂ）〕を有し、さらに他方の電界方向に対し、前
記第一およ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２の（ｃ）〕を有することを意味する。

【０００７】このような三安定状態液晶は、三つの安定
な分子配向状態を実現し、明確な閾値特性と、図３に示
したような明確なダブルヒステリシスを実現させること
ができた。しかし、三安定状態を示す温度範囲は、室温
よりかなり高いものであった。

【０００８】

【目的】本発明の目的は、室温付近において、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
や液晶ディスプレイなどに応用が期待できる分岐アルキ
ル構造を有する液晶化合物を提供する点にある。

【０００９】

【構成】本発明は、一般式（Ｉ）

【化６】（式中、Ｒ¹はアルキル基で炭素数４〜１４を示し、Ａ
は置換基を有することもある４，４′−ビフェニレン基
および２，６−ナフチレン基よりなる群から選らばれた
基であり、Ｂは置換基を有することもある４，４′−ビ
フェニレン基および１，４−フェニレン基よりなる群か
ら選らばれた基であり、ｍは０〜５の整数、ｎは３〜６
の整数である）で示されることを特徴とする液晶化合物
に関する。

【００１０】本発明の液晶化合物は、例えばつぎのよう
にして合成することができる。

【化７】（式中、Ｒはアルキル基、Ｘはハロゲン例えばＢｒ、Ｒ
¹，Ａ，Ｂ，ｍ，ｎは前記と同一である）

【００１１】

【実施例】

〔４−ｎ−（４−メチル）オクチルオキシビフェニルカ
ルボン酸（４′−１，１，１−トリフルオロ−２−オ
クチルオキシカルボニル）フェニルエステル（ｈ）の合
成〕

【化８】

【００１２】５００ｍｌの３つ口フラスコに削り状のマ
グネシウム８．６５ｇを入れ、これに、２−ブロモヘキ
サン（ａ）５０ｇをテトラヒドロフラン２００ｍｌに溶
解させたものをゆっくり滴下し、一晩撹拌した。反応終
了後、１，３−ジブロモプロパン３６．４ｇをテトラヒ
ドロフランに溶解させた溶液を入れた３つ口フラスコ中
に上記の反応溶液をゆっくり滴下しながら、６時間撹拌
した。これに塩化アンモニウムの飽和水溶液を加えて、
グリニヤ試薬をすべて反応させた後、脱溶媒し、ヘキサ
ン−水系で振とうし、ヘキサン層を抽出した。これを無
水硫酸マグネシウムで一晩乾燥させたのち、濾過、脱溶
媒し、減圧蒸留を行い、１０ｍｍＨｇ、９６℃の成分
４．５ｇ（４−メチル１−ブロモオクタン）（ｃ）を
取り出した。４′−ヒドロキシフェニル４−安息香酸
メチル４．１４ｇおよび水素化ナトリウム０．４３ｇを
１００ｍｌのジメチルホルムアミドに溶解させたもの
に、４−メチル１−ブロモオクタン４．５ｇを滴下
し、一晩撹拌した。これを脱溶媒して、水−ジクロロメ
タン系で振とうし、有機層を抽出した。これを脱溶媒し
て、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製して、
４′−（４−メチルオクチルオキシ）フェニル４−安
息香酸メチル（ｄ）２．６ｇを得た。これを水−エタノ
ール混合溶媒中、水酸化ナトリウム０．３４ｇを加え
て、加水分解し、４′−（４−メチルオクチルオキシ）
フェニル４−安息香酸（ｅ）１．７ｇを得た。

【００１３】これを１，２−ジクロロエタン１００ｍｌ
に溶解し、オキザリルクロリド０．４ｇとともに、一晩
還流した後、脱溶媒し、４′−（４−メチルオクチルオ
キシ）フェニル４−安息香酸クロリド（ｆ）１．６ｇ
を得た。これを１００ｍｌの丸底フラスコに入れ、ジク
ロロメタンに溶解させ、光学活性４−（１，１，１−ト
リフルオロ−２−オクチルオキシカルボニル）フェノー
ル（ｇ）１．１ｇ、トリエチルアミン０．３０ｇ、ジメ
チルアミノピリジン０．１１ｇを加えて、室温で一晩
撹拌した。不溶物を濾過し、中性化、塩化メチレン−水
系で有機層を抽出した。これを無水硫酸マグネシウムを
用いて、一晩乾燥したのち、脱溶媒してシリカゲルクロ
マト法により、精製分離し、エタノールにより再結晶を
行い、目的物（ｈ）１．１ｇを得た。この精製物の赤外
吸収スペクトルを図４に示す。

【００１４】ホットステージ付偏光顕微鏡観察により、
目的化合物の相転移温度は、つぎのとおりである。

【数１】但し、Ｓ＊(3)は、光学的三安定状態を示す。

【００１５】一方、分岐アルコキシでない直鎖アルコキ
シをもつ実施例に対応する下記の化合物

【化９】の相転移温度はつぎのとおりである。

【数２】

【００１６】両者の相転移温度から明らかなとおり、本
発明の化合物の方が対照化合物に較べて結晶から三安定
状態液晶相への転移温度が大幅に低下していることが明
らかである。

【００１７】

【効果】本発明の分岐側鎖型液晶化合物は、先行技術の
直鎖型液晶化合物に較べて比較的低温域において三安定
状態の液晶相を発現する。これを利用して、本発明液晶
化合物は、電気光学装置、表示デバイス、スイッチング
素子等の用途に有利に使用できる。

【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】電界印加時、無電界時の液晶分子の三つの安定
した配列状態を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。

【図３】三状態液晶のヒステリシスを示すものであり、
横軸は印加電圧を、縦軸は透過率（％）を示す。

【図４】実施例化合物の赤外吸収スペクトル図を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（Ｉ）【化１】（式中、Ｒ¹はアルキル基で炭素数４〜１４を示し、Ａ
は置換基を有することもある４，４′−ビフェニレン基
および２，６−ナフチレン基よりなる群から選らばれた
基であり、Ｂは置換基を有することもある４，４′−ビ
フェニレン基および１，４−フェニレン基よりなる群か
ら選らばれた基であり、ｍは０〜５の整数、ｎは３〜６
の整数である）で示されることを特徴とする液晶化合
物。
【請求項２】式【化２】で示される４−ｎ−（４−メチル）オクチルオキシビフ
エニルカルボン酸（４′−１，１，１−トリフルオロ
−２−オクチルオキシカルボニル）フェニルエステルよ
りなる液晶化合物。
【請求項３】一般式【化３】（式中、Ｒ¹はアルキル基で炭素数４〜１４を示し、
〔Ａ〕、〔Ｂ〕は夫々、環状基で〔Ａ〕は【化４】〔Ｂ〕は【化５】を示し、ｍは０〜５、ｎは３〜６の整数をそれぞれ表
す。又、Ｃ＊は不斉炭素原子を表す。）で表わされるこ
とを特徴とする光学活性化合物。