JPS61229833A - カイラルエ−テル化合物およびそれを用いた液晶組成物 - Google Patents

カイラルエ−テル化合物およびそれを用いた液晶組成物

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JPS61229833A
JPS61229833A JP7108585A JP7108585A JPS61229833A JP S61229833 A JPS61229833 A JP S61229833A JP 7108585 A JP7108585 A JP 7108585A JP 7108585 A JP7108585 A JP 7108585A JP S61229833 A JPS61229833 A JP S61229833A
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JP
Japan
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liquid crystal
compound
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carbon atoms
crystal composition
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JP7108585A
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Tomonori Korishima
友紀 郡島
Ryutaro Takei
武居 龍太郎
Eriko Aoyama
青山 えり子
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AGC Inc
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Asahi Glass Co 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】 [産業上の利用分野J 本発明は1表示素子又は電気光学素子に用いられるカイ
ラルエーテル化合物およびそれを用いた強誘電性スメク
チック液晶組成物に関するものである。
「従来の技術」 従来、時計電卓等の表示部に用いられているネマチック
液晶を使用した液晶表示素子は、その応答速度が、他の
表示素子たとえば、発光ダイオードよりも非常に遅いた
め、高速の応答が必要とされる分野、たとえば、光通信
、プリンターヘッドへの液晶表示素子への応用は制限さ
れていた。
最近、高速の応答性を示す液晶表示素子として、強誘電
性を示すスメクチック液晶を使用した液晶表示素子が報
告され(例えば、N、A、CIark。
S、〒ルagerwall、App1.Phys、Le
tt、38.899(1980))注目を集めている。
強誘電性を示すスメクチック液晶としては。
カイラルスフメチツクC相と、カイラルスメクチックH
相があり、これらは層状構造を示し、液晶分子が層の積
み重ね方向に対して垂直でなく傾むいている。この傾む
き方向が、層の積み重ね方向に対して、らせんを巻くよ
うに液晶分子は配列しており、この層と平行で、かつ液
晶分子に垂直な方向に自発分極が発生し強誘電性を示す
、このらせん構造が強誘電性を示す原因と考えられてい
る0強誘電性を示す材料は、電界に対して強誘電体とし
ての応答性を示し、電界の向きに応じて自発分極の向き
を反転させて再配列する。
このとき、応答性は自発分極が大きく、粘度が低いほど
同じ電界強度に対しより高速となることが知られている
。また、強誘電性スメクチック液晶を用いた素子はメモ
リー性があり、このメモリー性を利用して高密度の表示
を行なう研究も活発になされている。
[発明の解決しようとする問題点] 従来1強誘電性スメクチ7り液晶としては、シップ塩基
型の下記に示すような化合物が多く研究されてきた。
p−デシルオキシベンジリデン−p′−アミノ−2−メ
チルブチル−桂皮酸エステル(DOBAMBC)しかし
、このようなシッフ塩基型化合物は加水分解しやすいた
め、水分によって分解しやすい問題点があった。
また、カイラルスメクチックC相を示すエステル型化合
物として、下記に一般式(■〕で示すような化合物も知
られていた。
(G、W、Gra2等 No 1.cryst、L i
q、cryst 、 、 1878.37(Rは、炭素
数5〜lOの直鎖状アルキル基)しかじながら、このエ
ステル化合物は水分には耐えるもののその自発分極の値
が小さいという問題点を有していた。
さらに最近、自発分極の大きな化合物として、DOBA
−1−WHOと略称される下記の構造の化合物が吉野等
(K、YO9HINO等、J、J、A、Pl、1984
.翻L 175−177)によって報告されている。
(flOBA−1−MB*J しかし、この化合物もシッフ塩基型であるため水分によ
って分解しやすい欠点を有している。
〔問題を解決するための手段J 本発明は前述の問題点を解決するためになされたもので
あり、一般式 (式中R゛は炭素a2〜12の[鎖状アルキル基をあら
れし、木は光学活性中心をあられし、Xは単結合もしく
は1.4−ジ置換フェニレンもしくはトランス−1,4
−ジ置換シクロヘキシレンをあられし、Rは炭素数1〜
12のアルキル基もしくはアルコキシ基をあられす〕 で示されるカイラルエーテル化合物であり、この一般式
CI)で示されるカイラルエーテル化合物を少なくとも
1種含有する強誘電性スメクチック液晶組成物である。
従来、強誘電性スメクチックC相を示す化合物は、大き
なダイポールモーメントを有する結合であるエステル結
合やアゾ結合を有することが必要であると考えられてき
た。
本発明はこのような従来の概念を打破する新蜆な概念と
新規な化合物および組成物を提供するものである。
本発明において、一般式(I)中のRで示される直鎖状
のアルキル基の炭素数は、少ない場合には融点が高く、
多すぎる場合には粘度が高いので2〜12であるが、好
ましくは2〜8が良い、又、R′はアルキル基もしくは
アルコキシ基であり、その炭素数は1−12であるが、
好ましくは2〜8が良い、又、このR′は直鎖状でも分
岐状でも良いが、一般に直鎖状のものの方が、他の液晶
性を示す化合物と混合した場合にそのスメクチックC相
を示す液晶上限温度が高いので好ましい。
一般式CI)で示される化合物は1強誘電性スメクチッ
ク液晶表示素子又は電気光学素子に使用されるには、所
望の温度範囲でカイラルスメクチックC相を有するよう
に、他の強誘電性スメクチック液晶あるいはスメクチッ
ク液晶あるいは光学活性物質と適宜混合し、強誘電性ス
メクチック液晶組成物として使用する。更にらせんピッ
チを調整したり、カラー表示を行なうために、ネマチッ
ク液晶、非液晶、二色性染料等を添加してもよい。本発
明の強誘電性を示すスメクチック液晶組成物中の一般式
CI)で示される化合物の含有量は、多過ぎる場合には
その強誘電性スメクチック上限温度を低下させる傾向に
あり、少なすぎる場合にはその自発分極を大きくする効
果が小さいので、 l〜sowt%とされ、好ましくは
2〜50111t%が良い。
本発明の一般式CI)の化合物と混合して、強誘電性ス
メクチック液晶組成物として使用される相手の化合物と
しては、例えば、以下のようなものがある。
以下の例でR’は光学活性を示すアルキル基又はアルコ
キシ基を示し、Rは本発明のRとは関係がなく、直鎖状
または分岐したアルキル基又はアルコキシ基を示し、一
つの化合物に同一のR−Rが示されていてもそれらは同
一の基とは限らない。
これらの外、公知の種々の液晶又は非液晶の液晶添加物
が併用でさ、例えば以下のようなものがある。
及びこれらのベンゼン環、シクロヘキサン環等の水素原
子の一部をハロゲン、シアノ基、メチル基等に置換した
化合物。
二色性染料としては、トリスアゾ系、アントラキノン系
など、いわゆるゲストホスト型液晶表示素子に使用され
る染料が挙げられる。
強誘電性液晶表示素子、又は電気光学素子は、液晶層を
挟持するように配置し、少なくとも一枚が透明である複
数の全面又は一部に電極を有する基板と、前記液晶層を
囲むように前記電極基板間に形成したシール部材とから
成る。
該液晶表示素子において前記基板間の厚みは、0.5〜
20ILmが好ましい、また、前記基板には、各々に平
行の配向制御処理がなされても良い、この配向制御の手
段として、配向制御膜を電極基板上に一部又は全面に塗
布してもよい。
該配向制御膜としては、ポリイミド等の、その屈折率が
1.5以上の高分子材料が好ましい、更に偏光子が少な
くとも1枚、液晶素子に付設されていることが好ましい
、該電極基板は少なくとも2枚必要であるが、さらに多
数枚を積み重ねて使用しても良い。
本発明の化合物は例えば以下に示す経路により合成する
ことができる。
R’ −0L41          (m)(至) C5b(扉C1 第1段階 ↓ R’41傾く(9)  (酌 薯 □□□ 第2段階 ↓   【(トGX−R(V)a′−a+H
)・X−R(1) 輸 (式中R′は炭素数2〜12の直鎖状アルキル基をあら
れし、木は光学活性中心をあられし、Xは単結合もしく
は1.4−置換フェニレン環もしくは1.4−置換シク
ロへ午サン環をあられし、Rは炭素数1〜12のアルキ
ル基もしくはアルコキシ基をあられす) すなわち、光学活性な2級アルコール(m)をp−)ル
エンスルホン酸クロライドと、ピリジン等の塩基性化合
物の存在下に反応させて、p−トルエンスルホン酸エス
テル(IV)とし、これを4′−置換−4−ヒドロキシ
ビフェニル(V)と炭酸カリウム等の存在下でエーテル
化し1次いで抽出、再結晶、カラムクロマトグラフィー
等一連の精製処理を施すことより、純粋な(I)を合成
することができる。
次に本発明を実施′例により具体的に説明する。
[実施例] 光学活性なり−(+)−2−オクタツールより、常法に
よって合成されたD−(+)−2−才クチル−P−)ル
エンスルホン酸エステル0.51g(1,8ミリモル)
と、4−n−へキシル−4−ヒドロキシビフェニル0.
40g (1,57ミリモル)をアセトン1IIQ、キ
シレン1mQに溶解し、炭酸カリウム0.57gを加え
て、還流下に1晩加熱した。水を加えて炭酸カリウムを
溶解した後、NaOH水溶液、水の順で洗浄し、無水値
iマグネシウムで乾燥した。溶媒を留去した後、トルエ
ン−活性アルミナカラムクロマトにかけ、さらに減圧蒸
留して、室温で無色の液体であるL−(−)−4−(2
”−オクチルオキシ)−4−ヘキシルビフェニルを得た
収量0.3g     収率52.2$この化合物のI
Rスペクトルを第1図にNMRスペクトル(CDCh溶
媒、TMS内部標準)を第2図に示す。
実施例2 4′−へキシル−4−ヒドロキシビフェニルに代えて、
4−Dランス−4′′−ペンチルシクロヘキシル)−4
−ヒドロキシビフェニルを用いる他は、実施例1と同様
にして、L−(−3−4−(2”−オクチルオキシ)−
4′−1ランス−4゛″−ペンチルシクロヘキシル)ビ
フェニルを得た。ホットステージ打傷光W4微鏡のm寮
により、この化合物は、100.3℃でスメクチック相
から等方性液体に転移した。この化合物のIRスペクト
ルを第3図に示す。
実施例3 D−(リーク−オクタツールに代えて、L−(−)−2
−ブタノールを用いる他は、実施例2と同様にしてD−
(+)−4−(2″−ブチルオキシ)−4”−()ラン
ス−4−一ベンチルシクロヘキシル)ビフェニルを得た
。融点136.0℃ この化合物のIRスペクトルを第4図に示す。
実施例4 実施例1の4′−n−へキシル−4−ヒドロキシビフェ
ニルに代えて下記のフェノールを用いて、下記のカイラ
ルエーテル化合物を得た。
使用したフェノール (1)  式nn−C4)1 %圓 合成したカイラルエーテル化合物 a 実施例5 実施例3と同様の方法を用いて下記の化合物を得た。
一 実施例6 実施例1のp−(リーク−オクタツールと4’−n−ヘ
キシル−4−ヒドロキシビフェニルを代えることにより
、 −ね を得た。
実施例7 実施例1.2および比較例として 1句 で示される化合物を、4−n−オクチルオキシ安息香酸
−4′−n−へキシルオキシフェニル(以下、母体液晶
と称す)に5.Owt%混合しく以下、それぞれ混合物
1.2および3と称する)、それらの自発分極(Ps)
および強誘電性スメクチック相を示す上限温度(Ts)
を測定した。自発分極の測定は、試料を3uLのスペー
サーをはさみ電極面積が1 ctal であるセルに封
入し、−10℃において20Hz、 IOVの三角波を
印加するMi7agato等の方法に従い行なった。 
(K、 Mi7asato等、Japan、J。
Appl、 Pbys、、22し881 、(1983
))また、 Tsの測定は、ホットステージ付の偏光顕
微鏡下の観察により行なった。
その結果を第1表に示す。
第1表かられかるように、8合物1.2は、要用上十分
に高いτ$を有している。また、自発分極は、エステル
結合を有している比較例を含む混合物3よりも大きな値
を示している。
従って、本発明の化合物は、Tsをあまり下げることな
く、自発分極を大きくするのに有用な化合物である。
第  1  表 Ts(”O)         Pg(nC/cm、)
母体液晶   65.0     0 混合物1   55.2     1.7混合物2  
 64.3     1.8混合物3   60.1 
    0.5以下実施例8 実施例6で用いた組成物1/およびDOBAMBGをサ
ンプル管に入れ、温度80′0湿度90%の雰囲気中に
20時間放置し、その前後で丁cの変化を調べた。
DOBANBCはシック塩基型化合物であるため。
加水分解をおこしやすく、丁sが83.0℃から78.
1℃へと18.9℃も低下したのに対し、混合物1は5
5.2℃から54.9℃へと0.3℃しか低下せず、実
用上問題がないことがわかった。
〔発明の効果」 本発明は、自発分極が大きく、かつ化学的に安定な一般
式(I)で示される光学活性エーテル化合物および該化
合物を少なくとも1種を含有する強誘電性スメクチック
液晶組成物を提供することにより、信頼性に優れた。高
速応答が可能な表示素子又は電気光学素子を構成し得る
ような優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例1の化合物のIRスペクトル図、第2
図は、実施例1の化合物のNMRスペクトル図(CDC
Iz溶媒、 TMS内部標準)、・第3図は、実施例2
の化合物のIRスペクトル図、第4図は、実施例3の化
合物のIRスペクトル図。 第  1  図 第 2 図 争 3 圀 寮 41!] 手続補正書      旧 昭和60年4月11日 昭和60年4月ダ日付の特許出願 2、発明の名称 カイラルエーテル化合物およびそれを用いた液晶組成物
3、補正をする者 1に件との関係  特許出願人 住所  東京都千代田区丸の内二丁目1番2号名称 (
004)旭硝子株式会社 自発補正 6、補正により増加する発明の数   なし7、補正の
対象 、補正の内容 (1)明m書第11頁第1行と第7行の間に以下の文章
を加入する。 「この例としては、以下のような誘電率異方性が負の化
合物等の化合物がある。なお、以下の例においては、R
は本発明のRとは関係がなく、直鎖状または分岐した炭
素数1〜12のアルキル基を示し、−の化合物に同一の
Rが示されていてもそれらは同一の基とは限らない。 以上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中R′は炭素数2〜12の直鎖状アルキル基をあら
    わし、*は光学活性中心をあらわし、Xは単結合もしく
    は1,4−ジ置換フェニレンもしくはトランス−1,4
    −ジ置換シクロヘキシレンをあらわし、Rは炭素数1〜
    12のアルキル基もしくはアルコキシ基をあらわす) で示されるカイラルエーテル化合物。
  2. (2)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中R′は炭素数2〜12の直鎖状アルキル基をあら
    わし、*は光学活性中心をあらわし、Xは単結合もしく
    は1,4−ジ置換フェニレンもしくはトランス−1,4
    −ジ置換シクロヘキシレンをあらわし、Rは炭素数1〜
    12のアルキル基もしくはアルコキシ基をあらわす) で示されるカイラルエーテル化合物を少なくとも1種含
    有する強誘電性スメクチック液晶組成物。
JP7108585A 1985-04-05 1985-04-05 カイラルエ−テル化合物およびそれを用いた液晶組成物 Pending JPS61229833A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63277295A (ja) * 1987-01-27 1988-11-15 Asahi Glass Co Ltd 強誘電性液晶組成物
US4801756A (en) * 1986-02-13 1989-01-31 Alps Electric Co., Ltd. Liquid crystal compound
JPH01102040A (ja) * 1987-10-15 1989-04-19 Chisso Corp 新規光学活性液晶性化合物及び組成物

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