JPS60255753A - 液晶性化合物 - Google Patents

液晶性化合物

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JPS60255753A
JPS60255753A JP11081884A JP11081884A JPS60255753A JP S60255753 A JPS60255753 A JP S60255753A JP 11081884 A JP11081884 A JP 11081884A JP 11081884 A JP11081884 A JP 11081884A JP S60255753 A JPS60255753 A JP S60255753A
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JP
Japan
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liquid crystal
compound
water
benzene
formula
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Pending
Application number
JP11081884A
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English (en)
Inventor
Hisao Yokokura
久男 横倉
Susumu Era
恵良 進
Tadao Nakada
中田 忠夫
Kishiro Iwasaki
岩崎 紀四郎
Teruo Kitamura
輝夫 北村
Akio Kobi
向尾 昭夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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、長鎖状のアシルオキシ型のスメクチック液晶
性化合物、それを含有する液晶組成物、及び該液晶組成
物を液晶層とする液晶表示素子に関する。
〔発明の背景〕
液晶を用いた電気光学的表示素子には、従来より様々な
表示原理が応用され、実用化されている。
なかでも、ねじれ配向をもつネマチック液晶を用いたT
N型の液晶表示体は、腕時計、電卓などに広く利用され
ている。一方、情報の多様化に伴い高精細で大面積の表
示方式が期待される液晶表示素子としては、スメクチッ
ク液晶を用いて熱と電界との相互作用によって表示する
熱書込み方式が検討されている。それらの中で、ネマチ
ック液晶を用いたTN型液晶表示素子と同じ様にスメク
チック液晶を用いた熱書込み表示素子にも低電圧。
低出力で駆動することが非常に重要視されており、それ
に適した液晶性化合物を見出すことが要求されている。
一般に液晶表示素子の動作電圧に対応する液晶のしきい
値電圧(V Th )を低くするには。
液晶の誘電率異方性(Δε)を大きくする必要がある。
これまで知られている中で、代表的なスメクチック液晶
で比較的大きな正の誘電異方性を示(式中、R′は炭素
数8〜12月直鎖アルキル基(式中、R’ Oは炭素数
8〜12の直鎖アルコキシ基を示す、) で示される液晶化合物(以下、従来形と略記する)があ
る、しかし、ビフェニル系の液晶化合物では、液晶の誘
電率異方性の物性が不十分であり、小さい欠点がある。
また、ビフェニル系液晶化合物よりも比較的誘電率異方
性が大きくなるものには、(Rは炭素数3〜9のアルキ
ル基を示す、)液晶化合物がある。しかし、炭素数9ま
でのアルキル基を示すアシルオキシ型液晶は、大部分が
ネマチック液晶相を示す化合物であり、広いスメクチッ
ク相を見い出せない欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、広いスメクチック液晶相を示し且つ正
の誘電率異方性が大きい長鎖状のアシルオキシ型液晶性
化合物を提供するにあり、またこの液晶性化合物を一組
成成分とする液晶組成物及びそれを液晶層とする液晶表
示素子を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明を概説すれば、本発明の第1の発明は液(式中R
は炭素数10以上のアルキル基を示し、又Zは一〇N基
、−F基を示す)で表されることを特徴とする。
また、本発明の第2の発明は液晶組成物の発明であって
、前記一般式(1)で表される液晶性化合物の少なくと
も1種を含有することを特徴とする。
そして、本発明の第3は液晶表示素子の発明であって、
2枚の対向する電極基板間に液晶層を挾持し、該電極基
板間に電圧を印加して該液晶層を光学的に変調させる液
晶表示素子において、該液晶層を形成する液晶組成物が
、前記一般式Iで表される液晶性化合物の少なくとも1
種を含有する液晶組成物であることを特徴とする。
本発明者は種々の方面から比較的誘電率異方性が大きく
て且つスメクチック相の広い化合物を見出−す、べく検
討を重ねた。その結果、分子長軸方向の分子サイズを長
鎖にすることにより、ネマチック相よりもスメクチック
相が得られやすい知見を得た。そこで、末端炭素鎖長を
長くしたアシルオキシ型の化合物を合成し本発明に至っ
た。
なお、両端の非環状末端基の両端にアシルオキシ基が導
入されると、比較的スメクチック液晶になりやすい、し
かし、誘電率異方性が小さくなる。
したがって1本発明ではアシルオキシ基を含む非環状末
端基がある場合、そのような基は一端だけに設けられる
また、非環状末端基は6員環同志の結合部に対してそれ
ぞれバラ位に位置することによって液晶分子が直線化し
、スメクチック液晶相がより一層図れる。
本発明の塩品性化合物は一般的な方法で例えばチオニル
を加えて還流下に加熱して酸塩化物とし、過剰の塩化チ
オニルを減圧下で完全に留去して、ピリジンに溶解した
冷溶液を@製し、これに先の酸塩化物の不活性溶媒溶液
をかくはん下に適下し室温で反応させる9反応終了後、
反応物は氷冷して水に注ぎ出し、水層を分離しピリジン
塩を洗浄する。次いで、不活性溶媒を留出後、適当な再
結晶溶媒(エタノールなど)を用いて精製すると無色の
結晶である このようにして得られた化合物はスメチック液晶相を示
す正の誘電異方性が大きい液晶組成物成分として用いら
れ、応用例に示すような方法で1゛N表示、特に熱と電
界との相互作用によって表示する熱書込み素子に最適で
ある。
本発明の液晶組成物は、上記液晶性化合物単独でもまた
他の液晶性化合物との混合物あるいは更に色素、旋光性
物質等の添加物を加えたものでも良い。組成比は任意に
選択できるが、望ましくは5重量%以上である。誘電率
異方性が正の液晶化合物を混合すればTN表示が可能と
なり、誘電率異方性が負の液晶化合物及び二色性色素を
混合すればポジ型カラー表示が可能となる。特にスメク
チック相を有する正の大きな誘電率異方性の塩晶化合物
を混合すれば、熱と電界との相互作用によって表示する
熱書込み表示に利用できる。その他適宜添加物を選択し
てあらゆる表示が可能となる。
〔発明の実施例〕
以下に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はこれらに限定されない。なお、相転移温度の値は
測定方法や純度により若干の変動を伴うものである。
なおまた、添付図面の第1図及び第2図は1本発明の液
晶性化合物の例の赤外吸収スペクトル線図である。
実施例1 〈4−トリデカノイルオキシ安息香酸−4′−シアノフ
ェニルエステル(略号12AC)の製造方法と物性〉 まず、p−ヒドロキシ安息香酸13.8g(0,1モル
)をベンゼン−ピリジン混液中で懸濁させながら水中で
冷す、その後、塩化トリデカノイル27.9g (0,
12モル)を10℃以下で滴下した。更に、滴下後15
℃で4時間熟成する。熟成機減圧にしてベンゼン及びピ
リジンを留去して水洗した。水洗した後エーテルを注加
して更に水洗、K2 CO*乾燥後エーテルを蒸留留去
し、残った結晶モル)をベンゼン50mQに溶解抜水中
で冷す。
更に過剰の塩化チオニル23.8g (0,2モル)を
加え60〜70℃の油浴中で3時間還流する。
更に、P−シアノフェノール11.9g(0,1モル)
をベンゼン−ピリジン混液中で懸濁させながら水中で冷
す、その後前記で合成したC12 He5CO2以下で
ベンゼンに溶解して滴下した。更に、滴下後15℃で4
時間熟成する。熟成機減圧にしてベンゼン及びピリジン
を留去して水洗した。水洗した後エーテルを注加して更
に水洗、K2 CO*乾燥後ち4−トリデカノイルオキ
シ安息香酸−4′−シアノフェニルエステルは45〜7
0℃でスメクチック液晶状態を示す液晶性化合物であっ
た。また、その元素分析値は次のごとくである。
分析値 計算値(C9yH33N+ O,sとして)C
74,46% 74.48% 8 7.56% 7.59% C3,2]% 3.22% 第1図に赤外吸収スペクトルを示す。
実施例2 〈4−テトラゾカッイルオキシ安息香酸−4′−シアノ
フエニルエステル(略号13AC)の製造方法と物性〉 まず、P−ヒドロキシ安息香酸13.8g(0,1モル
)をベンゼン−ピリジン混液中で懸濁させながら水中で
冷す。その後、塩化テトラデカノイル29.6g (0
,12モル)を10℃以下で滴下した。更に、滴下後1
5℃で4時間熟成する。熟成機減圧にしてベンゼン及び
ピリジンを留去して水洗した。水洗した後エーテルを注
加して更に水洗、K2 CO3乾燥後エーテルを蒸留留
去し、残った結晶(0,1モル)をベンゼン50mQに
溶解抜水中で冷す。更に過剰の塩化チオニル23.8 
g(0,2モル)を加え60〜70℃の油浴中で3時間
還流す更に、P−シアノフェノール11.9g (0,
1モル)をベンゼン−ピリジン混液中で懸濁させながら
水中で冷す。その後前記で合成したを10℃以下でベン
ゼンに溶解して滴下した。更に1滴下後20℃で5時間
熟成する。熟成機減圧にしてベンゼン及びピリジンを留
去して水洗した。
水洗した後エーテルを注加して更に水洗、K2 CO3
乾燥後エーテルを蒸留留去し、残った結晶物を工この化
合物すなわち4−テトラゾカッイルオキシ安息11&−
4’−シアノフェニルエステルは71〜88℃でスメク
チック液晶状態を示す液晶性化合物であった。また、そ
の元素分析値は次のごとくで、その赤外吸収スペクトル
は第1図と同様になる。
分析値 計算値(C28HおN、04として)C74,
85% 74.83% 8 7.78% 7.80% N 3.10% 3.12% 同様にして以下に例示する化合物が得られる。
チーウンデカノイルオキシ安息香酸−4′シアノフエニ
ルエステル、4−ドデカノイルオキシ安息香酸−4′−
シアノフェニルエステル(72〜91℃でスメクチック
液晶)、4−ペンタデカノイルオキシ安息香酸−4′−
シアノフェニルエステル、4−ヘキサデカノイルオキシ
安息香酸−4′−シアノフェニルエステルなど。
実施例3 〈4−ドデカノイルオキシ安息香酸−4′−シアノフェ
ニルエステル(略号11AF)の製造方法と物性〉 まず、p−ヒドロキシ安息香酸13.8g(0,1モル
)をベンゼン−ピリジン混液中で懸濁させながら水中で
冷す、その後、塩化ドデカノイル26.3g (0,t
 2モル)を10℃以下で滴下した。更に、滴下後15
℃で4時間熟成する。熟成機減圧にしてベンゼン及びピ
リジンを留去して水洗した。水洗した後エーテルを注加
して更に水洗、K2 CO*乾燥後エーテルを蒸留留去
し、残った(0.1モル)をベンゼン50ml1に溶解
抜水中で冷す。更に過剰の塩化チオニル23.8g (
0,2モル)を加え60〜70℃の油浴中で3時間還流
する。終了後過剰の塩化チオニルを留去後蒸留し更に、
p−フロロフェノール11.2g (0,1モル)をベ
ンゼン−ピリジン混液中で懸濁させながら水中で冷す、
その後前記で合成したを10℃以下でベンゼンに溶解し
て滴下した。更に、滴下後15℃で4時間熟成する。熟
成機減圧にしてベンゼン及びピリジンを留去して水洗し
た。
水洗した後エーテルを注加して更に水洗、K2 CO!
1乾燥後エーテルを蒸留留去し、残った結晶物をエタノ
ールで再結晶して無色の結晶C,,Ht3COzわち4
−ドデカノイルオキシ安息香酸−4′−フロロフェニル
エステルは融点68℃の化合物であった。またその元素
分析値は次のごとくで、その赤外吸収スペクトルは第2
図に示す。
分析値 計算値(CQsH3104Ftとして)C74
,/15% 72.46% 8 7.50% 7.49% 同様にシて以下に例示する化合物が得られる。
4−ウンデカノイルオキシ安息香酸−4′−フロロフェ
ニルエステル、4−トリデカノイルオキシ安息香酸−4
’−フロロフェニルエステル、4−テトラゾカッイルオ
キシ安息香酸−4′−フロロフェニルエステル、4−ペ
ンタデカノイルオキシ安り香酸−4’−フロロフェニル
エステル、4−ヘキサデカノイルオキシ安息香酸−4′
−フロロフェニルエステルなど。
実施例4 CNとを1=1に混合して調製した。その後、合成した
化合物12ACを10.20重量%混合して組成物を調
合し、相転移温度並びに誘電率異方性を測定した。その
結果を表1に示す。
実施例5 実施例4のビフェニル系の既存液晶に合成した化合物1
1AFを10.20重量%混合して組成物を調合し、相
転移温度並びに誘電率異方性を測定した。その結果を表
1に示す。
表1から明らかなように、本発明の化合物を配合した液
晶組成物はスメクチック相が広くなり且つ誘電率異方性
を大きくする効果を示す。
実施例6 実施例4の液晶組成物(20重量%混合組成物)を用い
て第3図に示す構成から成る熱書込み液晶素子を作製し
た。すなわち第3図は熱書込み液晶表示素子の構成概略
図である。第3図において、符号1はガラス基板、2は
透明電極、3は配向膜。
4はスペーサ、5はスメクチック液晶、6は電圧電源、
7は半透明鏡、8は収束レンズ、9はレーザ光、10は
白色ランプ、11は拡大鏡そして12はスクリーンを意
味する。そしてその素子の全面消去電圧を測定(ギャッ
プ25μm、レーザ2出カフ2μj/dot) した結
果、現状の60Vから53Vに低下させることが可能と
なった。
〔発明の効果〕
以上、説明したように本発明の長鎖状のアシルオキシ型
化合物は、スメクチック液晶相が広くなり、誘電率異方
性を大きくできることから、これを用いた液晶組成物で
熱書込み液晶表示素子の全面消去電圧を低下させる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明による各種の液晶性物質の赤
外吸収スペクトル線図、第3図は熱書込み液晶表示素子
の構成概略図である。 1・・・ガラス基板、2・・・透明電極、3・・・配向
膜、4・・・スペーサ、5・・・スメクチック液晶、6
・・・電圧電源、7・・・半透明鏡、8・・・収束レン
ズ、9・・・レーザ光、10・・・白色ランプ、11・
・・拡大鏡、12・・・スクリーン。 代理人 弁理士 高橋明夫 第1頁の続き ■Int、C1,’ 識別記号 庁内整理番号O発明者
 北 村 輝 夫 日立市幸町3丁「所内 ■発明者 内矩 昭夫 日立車輪3T1所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (式中Rは炭素数10以上のアルキル基を示し、又Zは
    一〇N基、−F基を示す)で表されることを特徴とする
    液晶性化合物。
JP11081884A 1984-06-01 1984-06-01 液晶性化合物 Pending JPS60255753A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4699731A (en) * 1985-05-23 1987-10-13 Nec Corporation Liquid crystal material for a thermal writing liquid crystal element
US4834906A (en) * 1985-01-22 1989-05-30 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Smectic A liquid crystal compositions

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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