JPS60149548A - 液晶性物質及び液晶組成物 - Google Patents

液晶性物質及び液晶組成物

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JPS60149548A
JPS60149548A JP24647184A JP24647184A JPS60149548A JP S60149548 A JPS60149548 A JP S60149548A JP 24647184 A JP24647184 A JP 24647184A JP 24647184 A JP24647184 A JP 24647184A JP S60149548 A JPS60149548 A JP S60149548A
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Shinichi Saito
伸一 斉藤
Masato Isogai
正人 磯貝
Shintaro Hattori
服部 紳太郎
Kishiro Iwasaki
岩崎 紀四郎
Teruo Kitamura
輝夫 北村
Akio Kobi
向尾 昭夫
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、液晶性化合物およびこの液晶性化合物を含む
液晶組成物に係り、。特に画像表示の応答に優れた強誘
電性の液晶性化合物およびこの液晶性化合物を含む液晶
組成物に関するものである。
尚、本明細書において液晶性化合物とは、それ自体では
液晶相が観察されなくても液晶の配合成分とし有用な物
質をも含むものとする。
〔発明の背景〕
現在、液晶による画像表示装置は、広く実用に供され、
主にTN(ツィステッド・ネマチック(Twisted
 Nematic ) )型表示方式が採用されている
。このTN型表示方式は、消費電力が少ないこと、や、
それ自体発光しない受光性であるために目の疲労が少な
いことなどの長所を有している反面、画像表示の応答速
度かがいという欠点を有している。
最近の画像表示装置としては、特に高速応答が要求され
る傾向にある。これに対処すべ(、液晶性化合物の応答
特性の彼良が盛んに行なわれている。
しかしながら、現状における受光型の表示方式では、発
光型の表示方式たとえば発光ダイオード、エレクトロル
ミネッセンス(EL)あるいはプラズマディスプレイ等
と比較して、応答時間にはいまだ大きい差がある。この
ように受光型で低消費電力である液晶表示の長所を生か
し、しかも高速応答のできる新しい表示方式を見出す努
力が続けられている。
その試みの一つとしては、例えば、 N、A、クラーク
(N、 A、 C1ark)、 8. T、 ラガーウ
アール(S、T、 Lagarwall )t 7プラ
イトフイジツクスvターx(Appl、Phys、Le
tte)、36899(1980)に示すように、強誘
電性液晶の光スイツチング現象を利用した表示デバイス
が提案されている。この強誘電性液晶はR,B、メイヤ
ー(几、 BoMeyer )らにより見出されたもの
で、(R,B、メイヤーら、ズルナル ドフイジツク(
J、Physique 、 36. L−69(197
5) )、分子配列上からカイラスメクチツクC(以下
、8c*と略記する。)相もしくはカイラルスメクチッ
クH(以下、SH*と略記する。)相に属するとされて
いる。このような強誘電性液晶化合物としては、現在ま
でのところ第1表に示すものが知られている(Ph、マ
ルチノラガ(Ph。
Martino Laguard )、ズルナルド フ
イシン(J、Physique、37.03−129(
1976))。
従来の強誘電性液晶性化合物では、第1表に示す如く、
強誘電性を示す温度範囲すなわち8c*相もしくは8H
*相に属する温度範囲(以下MRと略記する。)が室温
より高いと共に、更にいずれの液晶化合物においても、
ベンゼン環に結合している炭素間の二重結合部が光によ
って短時間で容易に異性化を生じモジ氷体どなるために
液晶相を示さなくなる゛という欠点を有していた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、耐光性に優れかつMRが室温付近とな
るような分子構造を有する強誘電性の液晶化合物および
この液晶化合物を含む:液晶組成物を捉供するにある。
〔発明の構成〕
すなわち、本発明の第1の発明は液晶性化合物の発明で
あって、一般式(I) (式中、几は炭素数1〜20のアルキル基又はアルコキ
シ基であり、R*は不斉炭素原子を含む光学活性基であ
る。又、m、nはいずれも1又は2である) で示される化学構造を有することを特徴とする□ 液晶
性イし金物である。
そして第2の発明は液晶組成物の発明であって゛少な(
′とも1種は韮記一般式(■)で示される液晶i化合物
を含むことを特徴としている。
〔発明の作用、効果〕
このような一般式(I)で示される液晶性化合物の多く
のものは以下に示すように強誘電性液晶相を呈し、この
強誘電性液晶相はSC*相若しくは8u*相に属する。
この両液晶相の特色とするところは、分子が特定の方向
に傾斜して並び、かつ傾斜方向が層と層との間で少しず
つずれ、全体としてら旋構造を保っていることにある〔
凡、B、メイヤー(RoBoMeyer )、モレキュ
ラー クリスタルグアンドリキッドクリスタルズ(Mo
l、 0tyst、 Llq、 Cryst)、 40
.30(1977))。そして、自発分極は、このら旋
軸(層面に対して垂直)に垂直な方向を向いている。
ところで、本発明者らは、液晶性化合物の分子構造と強
誘電性の発現の関係について詳細に検討した結果、この
ような液晶の分子配列と自発分極を誘起させるための分
子構造として次の点が必要であることを見出した。すな
わち、ら腕構造を誘起するための光学活性基を分子末端
に有することと、自発分極を誘起させるために液晶分子
長軸に対してほぼ垂直方向に永久双極子を持つ置換基を
分子末端部分に有することである。したがって、既存強
誘電性液晶性化合物でみられるベンゼン環に付いている
炭素間二重結合部分は強誘電性液晶相発現に不可欠な分
子構造ではないことが判った。さて、本発明の式(1)
の化合物は上記の2つの条件を満し、しかもベンゼン環
に結合した炭素間二重結合を分子構造として含まないた
めに既存の強誘電性液晶化合物にみられない耐光性を持
つ。更に彼達する実施例で示すように、本発明の式中の
化合物は単独でも強誘電性を示す温度範囲(MR)が広
いが、他の強誘電性液晶性化合物と混合して室温付近で
広いMRを示すことが可能である。混合する相手の強誘
電性液晶性化合物には既存強誘電性液晶性化合物や本発
明の式(1)の化合物等がある。これらの強誘電性液晶
組成物は先に述べた強誘電性液晶の光スイツチング現象
を利用した表示デバイスに利用でき高速応答光スイッチ
ングを行なうことができる。 ′。
(化合物の製法〕 一般式(1)の物質の製造法は下記に詳述するが製造原
料の一つとして光学活性アルコール類が使用される。一
般式(1)においてPは光学活性基であればよいが、(
1)式の物質の産業上の利用の観点からすれば安価で入
手し易い光学活性アルコールという制限が加わる。現在
産業上入手し易い光学活性アルコールとして一級アルコ
ールテハ8 (−) −2−メチル−ブチルアルコール
かあり、二級アルコールとしてはS(+−)−2−オク
タツール、R←)−2−オクタツールがあり、他の二級
アルコール例えば光学活性2−ペンタノール、2−ヘキ
サノール、2−ヘプタツール等は入手可能であるが極め
て高価である。この理由から一般式中において虹として
は2−メチル−ブチル基、2−オクチル基が現状では最
も好適であることは明らかであるが、他の光学活性基も
原理的には使用可能である。これらの他の光学活性アル
コール類は、例えば文献(R,Ii。
Pickardら、J、Ohem、Scc、、99.4
5(1911))記載の方法に従ってラセミ体の2−ア
ルカノール類を光学分割することによってえられる。
一般式(1)の物質は次の反応経路に従って好適に製造
される。
0 0 (1)式に於てm=1、n = 2のものとしてけ、具
体的には p−アルキルフェニル p’ −(2−メチルブトキシ
カルボニル) 安息香eエステル、 p−アルキルオキシフェニル p’−(2−メチルブト
キシカルボニル)安息香酸エステル、 P−アルキルオキシフェニル P’−(1−メチル−プ
ロポキシカルボニル)安息香酸エステル、p−アルキル
オキシフェニル P’ −(1−メチル−ブトキシカル
ボニル) 安息fJエステル、 p−アルキルオキシフェニル p’−(1−メチル−ヘ
キシルオキシカルボニル)安息香酸エステル、P−フル
キルフェニル p’−(1−メチルーヘフチルオキシカ
ルボニル)安息香酸エステル、p−アルキルオキシフェ
ニル p’−(1−メチル−へブチルオキシカルボニル
)安息香酸エステル、p−アルキルオキシフェニル p
’−(1−メチルーノニルオキシカルボニ、/’ ) 
安息香酸エステル、等をあげることができる。
又、(1)式に於てm = 2、n−1のものとじては
、 4’ −n −7/L/キ/l/−4−ビフェニリル 
I)=(2−メチルブトキシカルボニル)安息香酸エス
テル、4/ n−アルキルオキシ−4−ビフェニリル 
p −(2−メチルブトキシカルボニル)安息香酸エス
テル4′−n−アルキルオキシ−4−ビフェニリル p
−(2−メチルペントキシカルボニル)安息香酸エステ
ル、 4/ n−フルキルオキシ−4−ビフェニリル p−(
2−メチルヘキソキシカルボニル)安息香酸エステル、 4′−n−アルキル−4−ビフェニリル p−(1−メ
チル−ペントキシカルボニル)安息香酸エステル、47
 n−アルキルオキシ−4−ビフェニリル p −(1
−メチルヘキソキシカルボニル)安息香酸エステル、 4′−n−アルキル−4−ビフェニリル p−(1−メ
チル−ヘプトキシカルボニル)安息香酸エステル、4′
−n−アルキル−4−ビフェニリル P−(1−メチル
−ウンデシルオキシカルボニル)安息香酸エステル、 等をあげることができる。
又、(1)式に於てm=l、H=2のものとしては、 p−アルキルフェニル 4’−(2−メチルブトキシカ
ルボニル)−4−ビフェニルカルボン酸エステル、p−
アルキルオキシフェニル 4’−(2−メチルブトキシ
カルボニル)−4−ビフェニルカルボン酸エステル、 p−アルキルオキシフェニル 4’−(1−メ’F−ル
ーブトキシカルボニル)−4−ビフェニルカルボン酸エ
ステル、 p−アルキルフェニル 4’−(1−メチル−ヘプチル
オキシカルボニル)−4−ビフェニルカルボン酸エステ
ル、 p−アルキルオキシフエニ/l/4’−(1−メチル−
ドデシルオキシカルボニル)−4−ビフェニルカルボン
酸エステル、 p−アルキルオキシフェニ# 4’ −(1−メチル−
トリデシルオキシカルボニル)−4−ビフェニルカルボ
ン酸エステル 等をあげることができる。
本発明の一般式(1)に於てRか2−メチループで代表
される様な光学活性中心(→が−CO〇−基から2番目
にあるものは一般に数n O/crAの自発分極を示す
。一方R*が1−メチル−基an。
几*ニー0H−R で代表される様な光学活性中心(ホ)が−〇0〇−基に
直結しているものは、大きな自発分極を示す(例えば後
記第2表試別A10のものでは92n C/cr& )
。又立体配置が8である2−メチル−アルキル基を有す
るものは、立体配置が几である1−メチル−アルキル基
を有するものと同一のヘリカルツイストセンス(捩れの
向キ)カ自発分極の向きを有する。立体配置が8で、あ
る1−メチル−アルキル基を有するものは、立体配置が
几である1−メチル−アルキル基を有するものと逆のヘ
リカルツイストセンスが自発分極の向きを示す。
〔実施例〕
以下に実施例に基いて、更に詳細に説明するが、本発明
は記載された実施例のみに限定されない。
実施例1 (41n−デシル−4−ビフェニリル8−p−(2−メ
チル−ブトキシカルボニル)−安息香酸エステル((1
)式に於てn=n−C,oH,、O−、R*=−CH,
−fin(C!H,)* −C,H,,m =2. n=1のもの)の製造〕4′
−n−デシルオキシ−4−ヒ、ドロキシビフェニ# ハ
市販の4.4′−ジヒドロ□キシビフェニルを当量のP
−)ルエンスルホン酸n−−7’シルエステル及びアル
カリの存在でモノアルキル化することによって製造され
た。融点149Cの結晶である。
テレフタルアルデヒド酸塩化物(沸率133−135C
/15swHg ) 3151を400−のトルエンに
溶解し、8←)−2−メチルブタノール200gピリジ
ン230.9の水冷溶液へ攪拌滴加し、2時間還流加熱
したのち、氷冷し、6N塩酸を加えて酸性とし有機層を
分離し、これを水、2 N NaOH1次で水で洗条し
た。トルエンを留去してのち、反応生成物を減圧蒸留し
、8−p−(2−メチルブトキシカルボニlL/)ベン
ズアルデヒド(沸点118−124t″′/3.5mH
g ) 297 gを取得した。
このベンズアルデヒド113.!i’を250−の酢酸
に溶解し、20Cとし、こ〜へ70gの無水クロム酸、
150rnl!の酢酸、20コの水よりなる溶液を3時
間″r:攪拌滴加し、のち30Cで1時間攪拌した。
250dの水を加えて析出する結晶を集め、これをエタ
ノールから2回再結晶して、789の8−p−(2−メ
チルブトキシカルボニル)安息香酸(mP、 158−
160C)をえた。
この安息香酸12IIを15rnlのシュウ酸塩化物、
(cocg、と25−のトル工/とともに3時間還流加
熱し7、のち過剰のシュウ酸塩化物とトルエンを減圧留
去して8−p−(2−メチルブトキシカルボニル)安息
#酸塩化物なえたつこれは精製することな(次の工程に
使用された。5先の15gの4′−〇−デシルオキシー
4−ヒドロキシビフェニルを80m6の無水ピリジンに
溶解して氷冷し、ここへ上記の安息香、酸塩化物の全体
を50mのトルエンに溶解したものを攪拌滴加し、80
′cで2時間反応させた。反応液を常法で処理して生成
物を集め、これを酢酸エチルから2回何結晶して無色の
結晶として、標題化合物4’−n−デシルオキシ−4−
ビフェニリル5−p−(2−メチルブトキシカルボニル
) −安息香酸エステルをえた。(躯2表の試料769
)。
又、元素分析値は次の如く理論値とよく一致している。
〕!11論値(Csff、lia Or、として) 分
析値C77,1,7係 77.4係 11i 8.14% 8.0% 0 14.69% − 上記の方法に準じて製造される仙の中成の化合物の物性
値を実施例1のそれと共に第2表に示す。
実施例2(使用例) 前記第2表中のA10の4−(1−メチル−ヘプチルオ
キシ)安息香酸4′−ドデシルオキシ−4−ビフェニリ
ルエステルを用いて、下記の組成の液晶組成物を調製し
た。
′ 18モル係 27嗟ルチ 27モルチ 組成物の調製法は、上記5種の液晶化合物を所定の重量
秤量し、5種の化合物を試料ビン中で加熱溶融しながら
混合するものである。。
得られた組成物を用いて実験用液晶素子を作製した。既
ち、酸化インジウム透明電極が設けられているガラス基
板上にポリイミド系高分子膜を設け、一定方向にガーゼ
を用いてラビング【2.2板上の基板のラビング方向が
平行になるようにガラスファイバー(径6μm)をスペ
ーサーとして液晶セルを組み立て、これに上記液晶組成
物を真空封入したものである。この液晶素子を2枚σ」
直交する偏光子の間に設置し、電界を印加した所、20
Vの印加によって透過光強度の変化が観測された。
この時の透過光強度の変化から応答時間をめると、25
Cで約70m5OCの値を示し、コントラストも1:2
0の値であった。
尚、上記液晶組成物について、偏光顕微鏡によりテクス
チュアの温度変化を調べた所、OCから50t?の湯度
範囲で強誘電性液晶となることが判明し、その自発分極
の大きさは、25rで21 naAと先に述べた第1表
のI61の化合物などの自発分極(4〜6 ncA?f
t)に比べて大巾に大きくなることが確かめられた2、 以 上 特許出願人 チッソ株式会社 同 上 株式会社日立製作所 代理人弁理士 佐々井 彌太部 同 −ヒ 野 中 克 師 弟1頁の続き ■Int、C1,’ 識別記号 庁内整理番号@発明者
 版部 紳太部 日立重輪31所内 @発明者 岩崎 紀四部 日立車輪31所内 O発明者 北村 輝夫 日立車輪31 所内 O発明者 自足 昭夫 日立車輪3= 所内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (上式中孔は炭素数1〜20のアルキル基又はアルコキ
    シ基であり、R*は不斉炭素原子を含む光学活性基であ
    る。又、m、nはいずれも1又は2である) で表わされる化学構造を有することを特徴とする液晶性
    化合物。 (2−r請求の範囲第1項記載の(1)式に於けるR*
    が光学活性な2−メチルブチル基 が光学活性な2−オクチル基 不 (4)一般式 (上式中孔は炭素数1〜20のアルキル基又はアルコキ
    シ基であり、R1ま不斉炭素原子を含む光学活性基であ
    る。又m、nはいずれも1又は2である) で表わされる化学構造を有する液晶性化合物を少くとも
    1種類配合成分として含有することを特徴とする液晶組
    成物。
JP24647184A 1983-11-22 1984-11-21 液晶性物質及び液晶組成物 Granted JPS60149548A (ja)

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JPS60149548A true JPS60149548A (ja) 1985-08-07
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