JPS61129170A - 液晶化合物 - Google Patents

液晶化合物

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JPS61129170A
JPS61129170A JP25017284A JP25017284A JPS61129170A JP S61129170 A JPS61129170 A JP S61129170A JP 25017284 A JP25017284 A JP 25017284A JP 25017284 A JP25017284 A JP 25017284A JP S61129170 A JPS61129170 A JP S61129170A
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田口 雅明
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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】 (発明の技術分野) 本発明は、強誘電性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として用いるに応用な新規液晶化
合物に係るものである。
液晶は、既に種々の電気光学素子として応用され、時計
や電卓等の表示に実用化されてきている。現在実用化さ
れている液晶表示素子は、ネマチック液晶やコレステリ
ック液晶の誘電的配列効果を利用したものが大部分でる
。しかし、期待されている画素数の多い表示素子への応
用に当っては、応答性の点や、駆動マージンが取れない
事によるコントラスト、視角特性等の点で問題になって
いる。そのため、一方において、各画素毎にスイッチン
グ素子を形成するMOSパネルやTFTバネスの研究開
発がさかんになっている。
(先行技術の説明) こうした中で、クラーク((:l@rk)等は米国特許
第4387924号において、かかる液晶素子の欠点を
除去する。スメクチック相を用いた新しい表示原理によ
る液晶素子を開示している。
図 1には、スメクチックC重相またはH相の模式図が
示されて居り、液晶は各分子ifから成っており1個々
の層の中では、分子長軸の平均的な方向が1層に垂直な
方向と角度ψ。だけ傾いて示されている。マイヤー(M
eys+′r)等がLe Journal daPh7
s 1que第3B巻 3月、1975 PPL−11
9〜L−71に発表した「強誘電性液晶」という題名の
論文におい双極子密度Pを有し、強誘電的であることを
開示している。この双極子密度Pは、分子の傾き方向n
には垂直で、スメクチック相の層面に平行な方向に作用
する。同論文の記載する所によれば、このことはスメク
チックH相にも適用可能であるが、H相では暦に垂直な
軸のまわりの回転に対しての粘性がより大きくなる。こ
れらのカイラルスメクチック液晶には電気双極子が存在
するので。
竹 誘電異方金によるよりも、電場の作用を強く受ける。更
に、この作用力はPの極性が電場Eと平行な方向を向く
という意味で極性のあるものなので、印加した電場の方
向を反転させることにより、Pの方向を反転させること
になる。即ち、電場を反転させることにより、第2図に
図示した様に1分子をコーン(このコー7の角2S を
以下、コーン角という)に沿って変位することにより、
その方向を制御することが出来る。そしてこの分子の平
均的な長袖方向の変化を2枚の偏光板を用いて検出する
ことにより、電気光学素子として利用し得る。
このスメクチックC零相またはH相の電界への応答を利
用した電気光学素子は、その自発分極と電界の及ぼす作
用力の方が、誘電異方性によるものより 3〜41fr
大きいので、TN型液晶素子に比して、秀れた高速応答
性を有し、かつ適当な配向制御を行なうことによって、
記憶機能をもたすことが可能であり、高速光学シャッタ
ー又は表示情報量の多いディスプレイ等への応答が期待
される。
この様な強誘電性を有するカイラルスメクチック液晶材
料については1種々の化合物が合成され、之等の化合物
の性質について研究されてきている。
強誘電性液晶として最初に合成されたものは。
00BAMBGと呼称されているP−ドデシロキシベン
ジリデンP−アミノ−2−メチルブチル−シンナメート
であり、このシップ塩基系列の液晶は1強誘電性液晶の
研究対象として種々の化合物が合成され詳しく研究され
た。
このシップ塩基系列の液晶の1例として、次の一般式で
表わされる化合物が知られている。
(式中、Xは−H、−C1、又は−CNテあり、Yは−
C1、−CHであり、京間は不整炭素原子である、) しかし、この系列の液晶化合物は、室温より高い温度で
始めてカイラルスメクチック相を呈するため、室温では
使えず、又シッフ塩基系化合物であるため水分により分
解されるので、安定性の点で問題があるなどの欠点があ
る。
この系の発展系とじて、一般式(2) で表される、一方のベンゼン環に水酸基が導入されて、
之がベンジリデンイミノ結合と分子内水素う 結合を形成するシッフ系塩基のカイ車ルスメクチック液
晶化合物が、B、[、オストロフスキ−(Ogtrov
skii)等によってFerroelectriics
 24巻。
309頁(1980)に発表され、又^、ハルス八へ(
)Iallsby)等によって、 Mo1. Crys
t、 Liq、。
し5tter 82巻、81頁、に発表されている。こ
の系の化合物は室温を含む広い温度範囲に亙ってスメク
チック(Hz相を呈する化合物として注目された。
又、この化合物は分子内に水素結合を有するために、水
分による分解が起りに〈<、安定性の面でも通常のシッ
ク系液晶に比較して秀れている。然し乍ら、液晶化合物
は一般に実用上0℃以下の温度でも結晶化をおこさない
ことが要求されるので、この系の液晶は液晶として使用
できる温度範囲の点で未だ実用上十分のものとは言い得
ない。
更に他の系列のものとしては、p、ケラ−(Welle
r)等によってアゾキシ系液晶化合物が。
Am、Ph7g、 139 (197B)に発表せられ
ているが、この系の化合物も液晶温度範囲の点で不十分
であり、又濃い黄色を呈して居り、紫外線に弱いためフ
ィルターの使用を要する等実用上の問題を抱えている。
一方、TN型液晶材料として広く使用され、安定性の面
でも実績のある安IL香酸エステル系液晶材料が知られ
ている。この系の化合物としては。
B、1.オストロフスキーによって、一般式(但し、n
は9又はIOのg!数を表わす、)で表わされる液晶化
合物が、比較的室温に近い温度範囲でカイラルスメクチ
ック相を呈すると報告されて居る。
又C,W、グレイ(Gray)等はMat、 (:ry
gt、Liq。
Cryst、 37 巻189頁(197B)及び3?
 (11378)においう て、常温より高い温度iIi囲でカイ汝ルスメクチッる
このように、現状では、実用に供せられる室温近辺の広
い温度範囲に亙ってカイラルスメクチック相を呈する液
晶材料は見出せず、又比較的広い温度範囲でカイラルス
メクチック相を呈する材料でも、安定性に問題があり、
又は安定性に問題はないが粘度が高い等の欠点を有して
いる。
従って、Set榴を呈する液晶化合物の液晶温度範囲を
広げ様とするには、種々の液晶化合物の配合によらなけ
ればならないのが現状であり1種々の多成分系液晶組成
物が知られている。
(発明の略解) ここにおいて1本発明者は強誘電性のカイラルスメクチ
ック相を有する化合物について鋭意研究の結果、単体と
して 又は混合系のブレンド材料として用いるに適した
。(■)の構造式によって表されるカイラルスメクチッ
ク相1又はH相を有する新規なる液晶化合物を見出した
即ち1本発明は安定性に秀れ、且つ室温近辺の広い液晶
温度範囲を有するカイラルスメクチック液晶化合物乃至
之を用いた液晶組成物を得るに適した新規化合物及び之
から得られる液晶組成物を提供するものである。
従って、本発明の目的はカイラルスメクチック液晶材料
として、常温近辺の広い温度範囲で使用出来る新規な液
晶化合物を提供するにある。
本発明の次の目的は上記新規化合物を含む液晶組成物を
提供するにある。
本発明のその他の目的は以下の記載より明らかになるで
あろう。
(発明の説明) 式(1)の本発明化合物は、ベンゼン環にピリミジン環
を結合したものが骨格環状基を形成し、ピリミジン環に
は4位にアルキル基を有し、ベンゼン環の4位には0原
子を介して末端に光学活性なC,、H5CH(11:H
3)(C11,、)、−を有するアルコキシ基が結合し
て形成されている。
本発明者は、先に、式(+)の化合物におけるフェニレ
ン基の側鎖としてのフルコキシーアルコキシ基の代りに
、エーテル結合を除いた構造のアルコキシ基を有する化
合物を合成し、この化合物が室温近辺の温度範囲でSC
本層を呈し、しかも応答速度の速いことを見出した。
ζ二の事は、この化合物がフェニルピリミジンの骨格自
体が、長袖方向に分極を有し、しかも之に側鎖として分
極を強める方向に、フルキル基、及びアルコキシ基を配
置したので1分子全体として、長軸方向の分極が強くな
り1分子間相互作用を強める役割をしているため、フェ
ニルピリミジンという短い骨格で、強いスメクチック液
晶性を有していることによると思われる。
ここにおいて本発明者は、この化合物の不整炭素原子を
有するアルコキシ基の側鎖中に、エーテル結合の形で一
〇−を導入して、一層低温側でSet暦を有する液晶化
合物を得ることに成功した。これは、導入したエーテル
結合の一〇−が、隣接する分子のgs鎖間の相互作用を
強める方向よりも、1]1鎖としての広がりを強め1分
子間距離を大きくする方向に作用するためとjI!、わ
れる。
従って、本発明化合物は室温近辺でSc*層を呈するの
で、本化合物を単体として又はブレンド剤として同族化
合物又は他の液晶化合物と混合して用いることにより、
低温領域においてまでSe4相を呈する液晶組成物が得
られる。
特に、これらの液晶化合物の内、側鎖の短かい化合物は
SC零相を取らず、コレステリック相のみを呈するもの
も多いが、之等の化合物も他のSC零相を呈する液晶化
合物と混合して用いることにより、低温までSet相を
呈する液晶組成物を得ることが出来、之等の化合物もブ
レンド用液晶材料として好ましく用いることが出来る。
本発明は、上記の如く、カイラルスメクチック相液晶化
合物として、又は之をブレンド剤として混合系液晶組成
物に用いるに適した式(r)の化合物を提供するもので
あるが、得られた混合系液晶組成物は、常温を含む広い
温度範囲でSC零相を呈することが出来る。
以下に本発明化合物の合成法を化学式により示夜虚羞二
」 1’1lJ X=ハロゲン又はトシル基 1′lJ (+1) X=ハロゲン又はトシル基 アルカリ金属 又は縮合剤 u 企JQL−」 l−1 アルカリ金属又は縮合剤 念誠d虹」 l 以下実施例により本発明を説明する。
実施例 1  (m−14,n=6) I)光学活性なアルコキシアルコールの合成(各実施例
に共通) を出発原料とし、該当するジオールと常法により反応す
ることにより。
CH が得られる。
かくして得られた光学活性アルコキシアルコールは、常
法により容易に脂肪族及び芳香族スルホン酸エステル若
しくはハロゲン化物に転化できる。
2)光学活性な5−n−ヘキシル−2−(4−(2°−
メチルブチルオキシブチルオキシ)フェニル〕ピリミジ
ンの合成 冷却管、滴下ロート、温度計、塩化カルシウム管をゼ1
1えた 100 aIL四ノ1」フラスコに、乾燥N、
N−ジメチルホルムアミドl[1mfL、水素化ナトリ
ウム0.29 g (約50%油中懸濁液)を入れた0
次に乾燥N、N−ジメチルホルムアミド4■見に溶解し
た4−(5−n−へ竿シルー2−ピリミジニル)フェノ
ール1.83gを滴下し、水素の発生がなくなるまで反
応した後、光学活性なP−)ルエンスルホン酸2−メチ
ルブチルオキシブチルエステル2.0g(この化合物は
上記1)により得られた活性アミルアルコールより誘導
取得した。)を滴下し、7時間70〜80℃で反応した
0反応終了後、氷水に注入し、反応物をクロロホルム抽
出した。
クロロホルム層は、水で洗浄後乾燥し、クロロホルムを
溜去した。得られて粗生成物を繰返し精製し、光学活性
な5−n−へキシル−2−、(4−(2’−メチルブチ
ルオキシブチルオキシ)フェニル〕ピリミジン1.2 
gを得た。
1170、.1110.800 ’H−NMR([10にHz、CDC!l  /  T
MSint  )δ(ppm)=  8.52  (S
、2H,Pyrimidine  H)8.38  (
d、2H,Aromatic  H)8.94  (d
、2H,Aromatic  H)3.97  (t、
2H,−CH−0−)−一λ 3.39  (t、2H,−OH−0−)−一λ 2.50  (t、  2)1. −CH−pyr  
)0.5 − 2.2  (tn、  24H)得られ
た化合物の転移温度を測定して次の結果を得た。
実施例2(讃−4,n・8) 光学活性な5−n−才クチル−2−(4−(2’−メチ
ルブチルオキシプチルオキシ)フェニル〕ピリミジンの
合成 冷却管、滴下ロート、温度計、塩化カルシウム管を備え
た 100腸交四ツロフラスコに、乾燥N、N−ジメチ
ルホルムアミド18■見、水素化ナトリウム0.29g
(約5oz油中懸濁液)を入れた0次に、乾燥N、N−
ジメチルホルムアミド4s文に溶解した4 −(5−n
−オクチル−2−ピリミジニル)フェノール1.79 
gを滴下し、水素の発生がなくなる迄反応した後、光学
活性なp−)ルエンスルホン酸−2−メチルブチルオキ
シブチルエステル2.0gを滴下し、7時間70 ”〜
80℃で反応した0反応終了後、氷水中に注ぎ入れ1反
応物をクロロホルム抽出した。
クロロホルム層は、水で洗浄後乾燥し、クロロホルムを
溜去した。得た粗生成物を繰り返し精製し、光学活性な
5−n  オクチル−2−(4−(2′−メチルブチル
オキシブチルオキシ)フェニル〕ピリミジン1.1 g
を得た。
1170、1110. 800 ’H−NMR(80MHz、CDCJ / TMSin
t)δ(ppm) l18.50 (S、 2H,Py
rimidine )I)8.40  (d、2)1.
Aromatic  )I  )[1,99(d、  
2H,Aromatic  )I  )4.05  (
t、  2H,−C)I −0−)−一」 3.48  (t、  2)!、  −CH−0−)−
一λ 3.24 (dd、 2H,−CH−CH−0−)−一
」 2.58  (t、  2L −CH−Pyr  )−
一」 0.5〜2.1 (■、281() 得られた化合物の転移温度(”O)を測定して次の結果
を得た。
実施例3(■−4,n=11 ) 光学活性な5−n−ウンデシル−2−(4−(2°−メ
チルブチルオ隼ジブチルオキシ)フェニル〕ピリミジン
の合成 冷却管1滴下ロート、温度計、塩化カルシウム1   
     管を備えた 100■見四ツロフラスコに、
乾燥N、N−ジメチルホルムアルデヒド15m1 、水
素化ナトリウム 0.21 g (約5oz油中懸濁液
)を入れた。
次に、乾燥N、N−ジメチルホルムアミド31愛に溶解
した4 −(5−n−ウンデシル−2ピリミジニル)フ
ェニール1.5 gを滴下し、水素の発生がなくなる迄
反応した。
反応終了後、光学活性なP−)ルエンスルホン酸−2−
メチルブチルオキシブチルエステル1.48 gを滴下
し、7時間70〜80℃で反応した。
反応終了後反応物を氷水中に注入し、次いで反応物をク
ロロホルム抽出した。
クロロホルム層を水で洗浄後乾燥し、クロロホルムを層
表した。得た粗生成物を繰返しM製し、光学活性な5−
n−ウンデシル−2−(4−(2°〜メチルブチルオキ
シ)フェニル〕ピリミジンo、s gを得た。
1175、1115. 800゜ ’I(−NMR(80MHz、CDC1パMSint 
)δ (ppm)  −8,57(S、  2M、  
Pyrimidine  H)8.38  (d、  
2M、 Aromatic  H)8.98  (d、
  28.  Aromatic  H)4.02  
(t、2H,−C)I  −0−)−一」 3.42  (t、2H,−CH−0−)3.2o <
 aa、 2+1.−c’n−6)I −0−)2.5
5  (t、2L  −CI(−prt  )0.5〜
2.1 (層、348  ) 得られた化合物の転移温度(℃)を測定して次の結果を
得た。
零B 以上より明らかな如く1本発明新規液晶化合物は、単体
としても用いられるが、特に低温でSet暦を示す組成
物を与えるブレンド剤として秀れた液晶材料であって、
強誘電性液晶ディスプレイの実用化に大きく貢献するも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1!S4はスメクチック(Hz層又は1層の模式図で
あり、第2図はカイラルスメクチック層の液晶分子の電
界によるコーンに沿ったI!I!動を示す模式図である
。 出願人:セイコー電子工業株式会社 lr;帝国化学産業株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (但し、式中 mは0〜8、好ましくは2〜7、最も好ましくは3〜5
    の整数、nは3〜14、好ましくは5〜12、最も好ま
    しくは6〜11の整数を表わし、*印は不斉炭素原子を
    表す。) で表される光学活性なピリミジン化合物。 (2)特許請求の範囲第1項の記載する一般式( I )
    で表わされる光学活性な化合物を含む液晶組成物。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS635084A (ja) * 1986-06-25 1988-01-11 Teikoku Chem Ind Corp Ltd 2−フエニルピリミジン誘導体
EP0315455A2 (en) * 1987-11-06 1989-05-10 Chisso Corporation Ferroelectric liquid crystal compositions

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