JPS6124576A

JPS6124576A - 液晶化合物

Info

Publication number: JPS6124576A
Application number: JP14402784A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Taguchi; 田口　雅明; Takamasa Harada; 隆正原田; Hitoshi Suenaga; 仁士末永
Original assignee: Seiko Instruments Inc; Teikoku Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Seiko Instruments Inc; Teikoku Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1984-07-11
Filing date: 1984-07-11
Publication date: 1986-02-03
Also published as: JPH0521106B2

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〕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に有用な新規の液晶化合物に関す
る。

〔従来技術〕

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、ネマティンク液
晶やコレステリンク液晶の誘電的配列効果を利用したも
のが大部分である。しかし１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、応答性の面や、駆動マ
ージンが取れない事によるコントラスト、視角特性の面
で問題となっている。そのため、各画素毎にスイッチン
グ素子を形成するＭＯＳパネルやＴＦＴパネルが一方に
おいて研究開発がさかんになっている。

こうした中で、Ｑｌａｒｋら（ＵＳ、　Ｐａｔ、　４５
６７９２４　）は、かかる液晶素子の欠点を除去する、
スメクチツク相を用いた新しい表示原理による液晶素子
を考案した。これについて着干の説明をする。

図１は、スメクチック瀦相まえはＨ相の模式図である。

液晶は各分子層１から成っており、個々の層の中では、
分子長軸の平均的な方向が、壜に垂な方向と角度内だけ
傾いている。ＭｅｙｅｒらはＬｅ　Ｊｏｕｒｎａ’ｌ　
ｄｏ　Ｐｈｙｓｉｐｕｅ　　Ｖｏｌ、　５６（Ｍａｒｃ
ｈ。

１９７５　ＰＰＬ−６９ｔｏＴ、−７１）の「強誘電性
液晶」・　　というタイトルの論文において、光学活性
な分子から成るスメクチックｃ％るいはＨ相は、一般に
電気双極子密度ｐ２有し、強誘電的であることを示して
いる。この双極子密度下は、分子の傾き方向ｎに垂直で
、スメクチツクの層面に平行である。

彼らの示したことは、スメクチックＨ相でも適用可能で
あるがＨ相では、層に垂直な軸のまわシの回転に対する
粘性がよシ大きくなる。これらのカイラルスメクチック
液晶における電気双極子の存在は、誘電異方性における
よりも、電場に対してずつと強い結合力を与える。更に
、この結合力は、Ｐの好ましい方向が電場Ｅと平行な方
向であるという意味で極性のあるものなので、印加した
電場の方向を反転することによシ、Ｐの方向を反転させ
ることになる。つまり、電場を反転させることに゛よシ
、図２で示したように、分子をコーンに沿った運動によ
シ（このコーンの角２ψｏｋ以下、コーン角という）、
その方向を制御することが邑来る。

そしてこの分子の平均的な長軸方向の変化ｔ−２枚の偏
光板で検出することによシ、電気光学素子として利用し
得る。

このスメクチンクー箱または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との結合力が
、誘電異方性による結合力よシも５〜４オーダー大きい
故に、ＴＮ型液晶素子に比して、優れた高速応答性を有
し、かつ適当な配向制御を選択することに゛よシ、メモ
リー性をもたすことが可能であう、高速光学シャンター
や表示情報量の多いディスプレイとしての応用が期待さ
れている。

ところで、この強誘電性を有するカイラルスメクチック
液晶材料は、種々合成され研究でれてきている。強誘電
性液晶として最初に合成されたのは、ＤＯＢＡＭＢＣ！
と呼称されている。

Ｐ−ｄｅｃｙｌｏｘｙｂｅｎｚｉ’１ｉｄｅｎｅ−Ｎ　
−ａｍｉｎｏ−２−ｍｅｔｈ７１ｈｚｔｙ１ｇｎｎａｍ
ａｔｅであり、この系列の液晶は、以下の構造式の形で
、強誘電性液晶の研究対称として種々合成されている。

Ｘ　　　　　Ｙ（ここで、Ｘは−Ｈ，−ｃｌ、−ＱＮであり、Ｙは−ａ
ｔ、−ａ、穐であり、朱印は不整炭素原子である。）し
かし、この系列の液晶は、室温以上、つ比較的高温側で
カイラルスメクチック＠を呈するため、室温では使えな
い事や、シンブ系であシ、水分により分解し、安定性が
悪い事など欠点がある。

この系の発展系”として、一般式で表わされる、一方のベンゼン還に水酸基が導入され、
分子内の水素結合を有するシンブ系のカイラルスメクチ
ック液晶化合物が、Ｂ、工、　□５ｔｒｏｖｓｋｉｉら
（Ｆｅｒｒｏｅ１１ｅｃｔｒｉｃθ２４（１９８０）５
０９〕やＡ、　［（ａｌｌｓｂｙら（Ｍｏ１．０ｒｙｓ
ｔ、　’Ｌｉｑ、　０ｒｙｓｔ　、　’Ｌｅｔｔｅｒ　
８２（１９８２）　６１　’）によって発表され、室温
を含む広い温度範囲で、スメクヂンクへヲ呈する化合物
として注目されている。又、分子内水素結合を有するた
め、水分による分解が起ＤＫ＜＜、安定性の面でも、通
常のシンフ系液晶に比べ優れている。しかし、実用的に
は、０℃以下でも、結晶化しない事が要求されるので、
いまだ、この系で合成されている液晶材料だけでは不十
分である。

他に、アゾキシ系の液晶材料がＰ、に６＋１１ｅｒ　ら
［Ａｍｎ、　Ｐｈｙｓ　（１９７８）　１５９　］によ
って発表されているが、温度範囲の面で十分でなく、又
、濃い黄色の化合物であるため実用上問題がある。

こうした中で、ＴＮ型液晶材料として広く実用化され安
定性の面で実績のあるエステル系液晶は注目し得る液晶
材料である。公知の文献では、Ｂ、　１．　Ｑｓｔｒｏ
ｖｓｋｉｉ　らによってＨ３目の構造式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液晶を呈する材料とし
て報告されている。又、６　Ｗ、　Ｇｒａｙら［Ｍｏ１
．０ｒｙｓｔ、Ｌｉｑ、０ｒｙｓｔ、、　　５７（１９
７６）１８９゜（１９７Ｂ）５７］にょシ、高い温度範
囲でカイラルスメクチック液晶相を呈するビフェニルエ
ステル系材料が報告されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上見てきたように、現状では、実用に供せられる室温
を含む広り温度範囲でカイラルスメクチック相を呈する
液晶材料はいまだ存在せず、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
題があったりした。

そこで、本発明は、安定性に優れ、かつ、室温金倉む広
い温度範囲のカイラルスメクチンク液晶絹載物金得てい
くに当っての有力な新規液晶化合物を提供することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、次の一般式で衣わされる新
規化合物を合成した。

（ここで、ｍは０〜８．ｎは５〜１８．朱印は不整炭素
原子を示す。）で表わされる光学活性な液晶化合物であ
る。

〔作　用〕

上式の液晶化合物は、室温近辺の広い温度範囲ことが明
らかになった。

して、Ｒ？　Ｏ■＜、）Ｒｎ（これらの４は不整炭素原
子ケ有するアルキル基であり、Ｒｏは直鎖アルキル基で
ある）で表わされる液晶化合物は、速い応答性全イｆす
る系であることが明らかになった（既出願特許参照）が
、更に、分子の回転運動に寄与する横方向のグイボール
を大きくするために、側鎖の一〇−にかえて、−ＣＯＯ
−全導入し、応答性の更に優れた液晶化合物が得られた
。

合成法を化学式で記すと以下のようになる。

聾ず、第一の方法として、以下のように、４−（５−ア
ルキル−２−ピリミジル）フェノールと光学活性脂肪酸
ハライドを塩基存在下反応することにより、容易に本発
明の目的化合物を得ることができる。

上記方法の別の製造方法として、縮合剤（ＶＣＣ。

ＥＩＤＱなど）を用いる方法、活性エステル化法、混合
酸無水物法などがある。

ここで、上記合成法の出発原料となる４−（５−アルキ
／Ｌ、−２−ピリミジル）フェノール及び光学活性脂肪
酸は下記の合成方法により得られる。

（４−（５−アルキル−２−ピリミジル）フェノールの
合成〉ＱｃＨｚカ’、Ｏ？：！ｒＪ（ｚ＋ｘ◎Ｎ−（Ｏｚｆｋ
）ｉｉＲ８が気　　“′・′°”″。

Ｏ０５′。Ｊ”　　　　　°１”　　　ＭｇＯ，エタノ
−・・、水ｔＨＯバク％［（２ｎ＋１ｇＣＨ２０Ｑ−＜’、ＤＣ！ｎＨｚｎ＋１　　　　　、
。％ｐａ／、、工＊／−ｋＩ−１０１（り０ｙｋ１．、
＋１＜Ｗ′−”活１脂肪ｉｔｏ＠ｇ＞　　　　　　　　　　
　　　・門・口丁＝　−４，４８’７　（ｎｅａｔ）　
）を出発原料としアルな脂肪酸は通常行なわれる方法で
容易に酸・・ライドに変換することができる。

更に、第二の方法として、以下のような手順でも合成可
能である。

あるいは０と゛Ｏｚ　Ｈ６０ｋｌ　（ｃｌ（２）ｍ　ｃｏｏ■０Ｎ２）
ＮＨ３，乾燥エタノール乾燥メタノール＋Ｎａ以下、実施例を挙げる。

〔実栴例１〕光学活性な５−オクチル−２−（’４−（６−メチルオ
クタノイルオキシ）フェニルコピリジンまず、この合成
法を記す。　　・５０艷のフラスコに、４−（５−オクチル−２−ピリミ
ジル）フェノール１．７８Ｆ（６，２ｍｍｏ’ｌ）乾燥
ピリジン１５−を入れた。次に、水冷下光学活性なる一
メ°チルオクチル酸〃ロリ）”　１．１０．ｆ（＆２ｍ
ｍｏｌ）をゆっくり滴下した。滴下後、室温にもどしな
がら、−昼夜反応した。反応後、氷水に流し込み、酢酸
エチルで抽出した。有機層は、水、　２ＮＨＯ２，５％
ＮａＯＨで順次洗浄後、さらに水、飽和食塩水で中性に
なるまで洗浄、乾燥し、溶媒を留去した。得た粗生成物
を繰り返し精製し、５−ｎ−オクチル−２−（４−（６
−メチルオクタノイルオキシ）フェニル〕ピリミジン１
．５ｆ（５７％）を得に０ ■、Ｒ，（Ｎｕｊｏｌ）：　　υ＝１７６２．１５８８
　　ｃｍ−”’　ＨＮ１Ｍ、Ｒ６（６０ＭＨ２ＳＯＤＯ
１３／ＴＭ８ｔｎｔ）δ（ｐｐｍ）　＝ａ６２（Ｓ、２
Ｈ，ＰｙｒｌｍＬｃｌｌｎｅ　Ｈ）８．４８　（ｄ、　
２１１．　：Ｉ＝９Ｈｚ、　Ａｒｏｍａｔｉｃ　Ｈ）７
１２（ｄ、２Ｈ，、ｒ＝９Ｈｚ、Ａｒｏｍａｔｉｃ　）
））２．３８−２．８０　（ｍ　、　４Ｈ、−ＣＨ２−
０。

−０Ｈ２−ＰｙｒｉｍＬａＬｎｅこの液晶化合物は、以下のような転移温度であ（＊印は
過冷却であることを示す。）この液晶化合物を、ＰＶＡラビ７グの一軸配向処理を施
した基板間に挾持し、液晶層厚を２．５μｍとし、±２
０Ｖの電圧印加で、直交ニコル下で特性を測定した。測
定温度は５５℃であった。

この液晶単品では、上記したようｌｃ３ｍｓ　と応答は
遅いが、これは、配向性が悪く、スメクチックドメイン
状態が良くなめためであシ、他の液晶化合物例えばＲ＊ｉｍＯ◎ｃｏｏ◎Ｒｎやで表わされる液晶化合物とプレノドし、ＳＡ相を有する
ようにして、同様に応答速度を測定すると、応答を速め
る効果があることが判った。

実権例Ｚ以下、下記光学活性アルキル酸ハライドとアルキルピリ
ミジルフェノールを用いて、実権例１と同様に操作を行
ない目的化合物を得た。

これらの液晶の転移温度と、実施例１と同様にして測定
した応答速度を以下の表１ｃＪとめる。

（ここで、Ｓｘ、ＳｙＵ、３Ａ相、ＳｃＣ相外のりスメ
クチック札であシ、％足できないために、Ｓｘ、Ｓｙと
記した。また、曇印は過冷却であることを示す。）上記表に示したように、ｍ＝２．ｎ：８の液晶及ｍ−：
０．ｎ−１１の液晶は、ｓｃ＠’ｉとらないため応答速
度は測定できないが、種々のブレンド実＊　ＶＣより、
応答速度を速める添加剤として使用できることが明らか
になった。

以上実施例で見てきたように、本発明による新規液晶化
合物は、応答性が良好であり、かつ、室温近辺の広い温
度範囲でＳｃ相を呈する化合物であυ、実用的なＳｃ相
湿温度範囲有する液晶組成物を得ていく上で、画期的な
材料である。強誘電性液晶ティスフ゛レイの実用化に大
きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （上式中、ｍは０〜８、ｎは５〜１８、＊印は不整炭素
原子を示す）で表わされる光学活性なピリミジン系液晶
化合物。