JPS62192342A - 新規のエステル系液晶化合物 - Google Patents
新規のエステル系液晶化合物Info
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- Liquid Crystal Substances (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液晶性化合物及び液晶組成物に関するもので、
特に強誘電性を有する液晶材料を提供するものであシ、
従来の液晶材料と比較して、特に応答性、メモリー性に
すぐれた液晶表示素子への利用可能性を有する液晶材料
を提供するものである。
特に強誘電性を有する液晶材料を提供するものであシ、
従来の液晶材料と比較して、特に応答性、メモリー性に
すぐれた液晶表示素子への利用可能性を有する液晶材料
を提供するものである。
液晶表示素子は、その低電圧作動性、低消費電力性、薄
型表示が可能なこと、受光型であるため明るい場所でも
使用でき、目が疲れないことなどの多くのすぐれた特徴
を有しているため、現在では各種の表示素子として、広
く用いられている。
型表示が可能なこと、受光型であるため明るい場所でも
使用でき、目が疲れないことなどの多くのすぐれた特徴
を有しているため、現在では各種の表示素子として、広
く用いられている。
現在のところ、表示方式としてはTsutatad N
atna−tie(TN)型と呼ばれるものが、最も一
般的である。このTN型表示方式はネマチック液晶を用
いるものであるが、これにおいては、前記のすぐれた特
徴をすべて有する反面、CRTをはじめとする他の発光
減表示方式と比較すると、その応答が非常に遅いという
欠点があった。また印加した電場を切ったときには、も
との状態にもどるため表示の記憶(メモリー効果)が得
られなかった。
atna−tie(TN)型と呼ばれるものが、最も一
般的である。このTN型表示方式はネマチック液晶を用
いるものであるが、これにおいては、前記のすぐれた特
徴をすべて有する反面、CRTをはじめとする他の発光
減表示方式と比較すると、その応答が非常に遅いという
欠点があった。また印加した電場を切ったときには、も
との状態にもどるため表示の記憶(メモリー効果)が得
られなかった。
これらのために、高速応答や、時分割作動が必要外光シ
ヤツター、プリンターヘッド、テレビ等への動画面への
応用には種々の制約を受け、適したものであるとは言え
なかった。
ヤツター、プリンターヘッド、テレビ等への動画面への
応用には種々の制約を受け、適したものであるとは言え
なかった。
液晶表示素子としてはTN型以外にもrスト−ホスト(
GE)型、複屈折制御(E CB ) !、相転移<p
c>m、熱効果型等が研究開発されておシ、それぞれ特
徴を有しているが、その応答性においては、いずれもT
N屋と比べて、特に改善がかされたものとは言えなかっ
た。これらに対し、高速応答が得られる液晶表示方式と
して二周波駆動型、およびスーパーTN型と呼ばれるも
のが開発されておシ、その応答性においては、かなシの
改善がなされたが、それでも充分満足できるものとは言
えず、また二周波駆動型においてはその作動回路が複雑
になシすぎる、また、スーパーTN型においては画面が
黄色に着色するためカラー表示に向かまい、などの欠点
を有していた。このため、さらに応答性にすぐれた新し
い液晶表示方式の開発が試みられてきた。
GE)型、複屈折制御(E CB ) !、相転移<p
c>m、熱効果型等が研究開発されておシ、それぞれ特
徴を有しているが、その応答性においては、いずれもT
N屋と比べて、特に改善がかされたものとは言えなかっ
た。これらに対し、高速応答が得られる液晶表示方式と
して二周波駆動型、およびスーパーTN型と呼ばれるも
のが開発されておシ、その応答性においては、かなシの
改善がなされたが、それでも充分満足できるものとは言
えず、また二周波駆動型においてはその作動回路が複雑
になシすぎる、また、スーパーTN型においては画面が
黄色に着色するためカラー表示に向かまい、などの欠点
を有していた。このため、さらに応答性にすぐれた新し
い液晶表示方式の開発が試みられてきた。
この目的に沿ったものとして最近、強誘電性液晶が発表
された。(R,Mayer at al、 I J。
された。(R,Mayer at al、 I J。
−phyaぜq%e36 L69(1975))この
強誘電性液晶を利用した表示素子は、従来の液晶表示と
比較して、100〜1000倍という高速応答と、双安
定性によシもたらされるメモリー効果を有することが指
摘され(N、A、C1αデk。
強誘電性液晶を利用した表示素子は、従来の液晶表示と
比較して、100〜1000倍という高速応答と、双安
定性によシもたらされるメモリー効果を有することが指
摘され(N、A、C1αデk。
S、 T、 Lagerwall I A’Ppl P
hy8. IAtt ; 36899(1980))、
テレビ等の動画面や、高速光シャッター、プリンターヘ
ッド、コンピュータ一端末など多方面の表示素子への応
用が期待できるものである。
hy8. IAtt ; 36899(1980))、
テレビ等の動画面や、高速光シャッター、プリンターヘ
ッド、コンピュータ一端末など多方面の表示素子への応
用が期待できるものである。
強誘電性液晶は、液晶相としてはチルト系のカイラルス
メクチック相に属するものであるが、その中でも、実用
的に望ましいものは、最も粘度の低いカイラルスメクチ
ックC(以下Sc と略称する)相と呼ばれるもので
ある。
メクチック相に属するものであるが、その中でも、実用
的に望ましいものは、最も粘度の低いカイラルスメクチ
ックC(以下Sc と略称する)相と呼ばれるもので
ある。
SC*相を有する液晶化合物はこれまでにも検討されて
きており、既に数多く知られている。
きており、既に数多く知られている。
代表的なものとしては初めて合成された強誘電性液晶と
して知られている(5)−2−メチルブチルp−デシル
オキシベンジリデンアミノシンナノ−) (DOBAM
BCと略称されている)及びその同族体のシック塩基系
液晶をあげることができる。DOBAMECは現在にお
いても、強誘電性液晶の物性や配向などの検討用として
、最もよく用いられている液晶化合物の1つであって自
発分極やらせんピッチなど強誘電性液晶における重要な
諸物性値の1つの基推ともなっている。しかし、DOB
AMBCとその系列化合物には■光に対する安定性に欠
ける■水分に対する安定性に欠ける■液晶化合物自体有
色である。■Se*相を示す温度範囲が、エナンチオト
ロピックで20゜以内と狭く、かつ室温域から離れてい
る。等のべ点があって、実用的な面からみると満足でき
るものではなかった( 1 ) P、 Mallera
t al I J。
して知られている(5)−2−メチルブチルp−デシル
オキシベンジリデンアミノシンナノ−) (DOBAM
BCと略称されている)及びその同族体のシック塩基系
液晶をあげることができる。DOBAMECは現在にお
いても、強誘電性液晶の物性や配向などの検討用として
、最もよく用いられている液晶化合物の1つであって自
発分極やらせんピッチなど強誘電性液晶における重要な
諸物性値の1つの基推ともなっている。しかし、DOB
AMBCとその系列化合物には■光に対する安定性に欠
ける■水分に対する安定性に欠ける■液晶化合物自体有
色である。■Se*相を示す温度範囲が、エナンチオト
ロピックで20゜以内と狭く、かつ室温域から離れてい
る。等のべ点があって、実用的な面からみると満足でき
るものではなかった( 1 ) P、 Mallera
t al I J。
de Physique 37 C5(1976)、
2)idgrnl Aead、 SC,parts 2
82 Cl、 39(1976) 、 3 )E、
1.Ostrowsktt at al。
2)idgrnl Aead、 SC,parts 2
82 Cl、 39(1976) 、 3 )E、
1.Ostrowsktt at al。
Fgrroeledrtaa 2 4 3 0 9
(1980) 、4 )K、Yoshino a
t al Japangatt J、of Appl
phν5iCs Q3L175 (1984)、5)磯
貝ら、特開昭59−98051など〕。
(1980) 、4 )K、Yoshino a
t al Japangatt J、of Appl
phν5iCs Q3L175 (1984)、5)磯
貝ら、特開昭59−98051など〕。
アゾキシ性液晶においてもいくつか知られているが、そ
の強い着色性のためにやはシ実用には不適である。(p
、 Kgllar at al、 An%、 phya
。
の強い着色性のためにやはシ実用には不適である。(p
、 Kgllar at al、 An%、 phya
。
3 139(197B))
こうした欠点を改良すべく、化学的に安定なエステル系
の液晶化合物が、最近検討されておシ既に報告例も多い
。
の液晶化合物が、最近検討されておシ既に報告例も多い
。
これらを多数紹介している総説としては1)J。
W、 Goodby at al IAqsid Cr
ystal andOrdered Flsida
Vol 4 p 1〜 2 )J、W。
ystal andOrdered Flsida
Vol 4 p 1〜 2 )J、W。
Goodby T、M、 Laxit#、 Mo1.
Cryst IAq。
Cryst IAq。
(’ryst、110 175(1984)などをあげ
ることかでき、また、同様に多数の化合物を含む文献と
しテ、M、 Isogai at al、 A’P−0
110299をあげることができる。
ることかでき、また、同様に多数の化合物を含む文献と
しテ、M、 Isogai at al、 A’P−0
110299をあげることができる。
しかしこれらに紹介されているエステル系化合物におい
ては、そのうち液晶分子内にベンゼン環等を2個有して
いる21i1性化合物においては、SC*相は比較的室
温と近い低温域にあるものが多いが、その多くはSC*
相は降温時のみにあられれるいわゆるモノトロピックで
アシ、昇温時にもあられれるエナンチオトロピックなも
のでもその安定な温度域は非常に狭いものであった。一
方、分子内にベンゼン環等を3個含んでいる3331性
化合物においてはSt*相が安定に存在する温度域は広
く表るものの、その融点は室温よりはるかに高いものば
かりであって、そのため、これらの化合物においては多
くの種類管まぜあわせ、融点を下げ、その温度域を調整
する必要があった。
ては、そのうち液晶分子内にベンゼン環等を2個有して
いる21i1性化合物においては、SC*相は比較的室
温と近い低温域にあるものが多いが、その多くはSC*
相は降温時のみにあられれるいわゆるモノトロピックで
アシ、昇温時にもあられれるエナンチオトロピックなも
のでもその安定な温度域は非常に狭いものであった。一
方、分子内にベンゼン環等を3個含んでいる3331性
化合物においてはSt*相が安定に存在する温度域は広
く表るものの、その融点は室温よりはるかに高いものば
かりであって、そのため、これらの化合物においては多
くの種類管まぜあわせ、融点を下げ、その温度域を調整
する必要があった。
33!性化合物は大きくわけて、(イ)ビフェニル環を
含むもの、←)ビフェニル環を含まないものに分類され
る。前者は比較的よく検討されておシ、報告されている
化合物も数多い。しかし麦から、このタイプの化合物で
はSC*相の温度域はかなシ広いものの、よシ低温域に
おいて、SC相よシ結晶相に近いスメクチック相を有す
ることが多く、そのため混合しても、SC相の温度範囲
そのものはあまシ広がらず、よシ低温域のスメクチック
相の温度域が広がってしまう場合が多かった。
含むもの、←)ビフェニル環を含まないものに分類され
る。前者は比較的よく検討されておシ、報告されている
化合物も数多い。しかし麦から、このタイプの化合物で
はSC*相の温度域はかなシ広いものの、よシ低温域に
おいて、SC相よシ結晶相に近いスメクチック相を有す
ることが多く、そのため混合しても、SC相の温度範囲
そのものはあまシ広がらず、よシ低温域のスメクチック
相の温度域が広がってしまう場合が多かった。
前者のタイプの化合物は、あまシ知られていないが、た
とえば/、 W、 Goodbyと T、 M、 La
−5liaにより紹介されている(I)、あるいは(1
1)などをあげることができる。(*は不斉炭素である
ことをあられしている) (ここでCデは結晶相、SAはスメクチックA相、Iは
等方性液体相をあられす)これらを用いて室温域でSC
*相を示すような液晶組成物も得られてはいる。しかし
、これらの化合物はいずれも、その不斉中心の炭素と太
きカ、分子内双極子モーメントを有するカルボニル結合
とが、大きく離れておシ、そのために、自発分極が小さ
く、応答性は満足のいくものではなかった。そのため、
後者のタイプで自発分極がよシ大きいSe*液晶化合物
が望まれていた。
とえば/、 W、 Goodbyと T、 M、 La
−5liaにより紹介されている(I)、あるいは(1
1)などをあげることができる。(*は不斉炭素である
ことをあられしている) (ここでCデは結晶相、SAはスメクチックA相、Iは
等方性液体相をあられす)これらを用いて室温域でSC
*相を示すような液晶組成物も得られてはいる。しかし
、これらの化合物はいずれも、その不斉中心の炭素と太
きカ、分子内双極子モーメントを有するカルボニル結合
とが、大きく離れておシ、そのために、自発分極が小さ
く、応答性は満足のいくものではなかった。そのため、
後者のタイプで自発分極がよシ大きいSe*液晶化合物
が望まれていた。
本発明者らは、光及び化学的安定性にすぐれた液晶化合
物として、エステル系化合物に着目し、単独もしくは配
合することによって、室温付近で強誘電性を有する液晶
相、特にカイラルスメクチックC相を広い範囲でとシう
る新規の液晶化合物であって、しかも自発分極が大きく
応答性にすぐれたものが得られないものかと鋭意検討し
、本発明に至ったものである。
物として、エステル系化合物に着目し、単独もしくは配
合することによって、室温付近で強誘電性を有する液晶
相、特にカイラルスメクチックC相を広い範囲でとシう
る新規の液晶化合物であって、しかも自発分極が大きく
応答性にすぐれたものが得られないものかと鋭意検討し
、本発明に至ったものである。
また本発明はそのよう々液晶化合物、あるいは組成物を
用いて、高速応答性を有する液晶表示素子を提供しよう
というものである。
用いて、高速応答性を有する液晶表示素子を提供しよう
というものである。
本発明における液晶化合物は次の一般式(I)であられ
される化合物であることを特徴としている。
される化合物であることを特徴としている。
R+COO◎coo◎C00Q1・・(I)(式中、R
は炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基をあ
られし、Q*は光学活性なアルキル基をあられす。) また、本発明における液晶組成物とは、一般式(I)で
あられされる化合物(以下に化合物(I)と略称する)
の複数よシ麦るか、化合物(I)の1種またはそれ以上
と、化合物(I)以外の液晶化合物とから立る液晶組成
物である。
は炭素数1〜20のアルキル基またはアルコキシ基をあ
られし、Q*は光学活性なアルキル基をあられす。) また、本発明における液晶組成物とは、一般式(I)で
あられされる化合物(以下に化合物(I)と略称する)
の複数よシ麦るか、化合物(I)の1種またはそれ以上
と、化合物(I)以外の液晶化合物とから立る液晶組成
物である。
前述の如く、液晶における強誘電性は、液晶がチルト系
であるカイラルスメクチック相、より具体的には、SC
*相、S−相(カイラルスメクチックF相・・・・・・
以下同様に略する)、SG 相、S1相、sx”相、S
J*相、SK*相をとるときに出現するが、そのうち最
も実用的とされているのは、S6*相である。他のいく
つかの相においてもスイッチング動作が検出されてはい
るが、それらはより結晶相に近く、粘性が大きいため、
応答速度は遅くなυ、実用的とはいえない。
であるカイラルスメクチック相、より具体的には、SC
*相、S−相(カイラルスメクチックF相・・・・・・
以下同様に略する)、SG 相、S1相、sx”相、S
J*相、SK*相をとるときに出現するが、そのうち最
も実用的とされているのは、S6*相である。他のいく
つかの相においてもスイッチング動作が検出されてはい
るが、それらはより結晶相に近く、粘性が大きいため、
応答速度は遅くなυ、実用的とはいえない。
化合物(I)においては、そのほとんどがSc*相を有
しておシ、その温度範囲が広いものも存在する。またS
c 相の低温域に他のスメクチック相をとらないため
、混合することによシ融点を下げて、その温度域を下方
に拡大することも容易である。
しておシ、その温度範囲が広いものも存在する。またS
c 相の低温域に他のスメクチック相をとらないため
、混合することによシ融点を下げて、その温度域を下方
に拡大することも容易である。
化合物(I)には、一般式(I)にも示されるように、
分子内に、DOBAMBCの上うに光に不安定なトラン
ス−2重結合や、水分に不安定なアゾメチン結合(−C
H=N−)を有していない。そのために、化学的には全
く安定である。またDOEAMBCやアゾキシ系にみも
れるように、着色しておらず、それ自体無色である。
分子内に、DOBAMBCの上うに光に不安定なトラン
ス−2重結合や、水分に不安定なアゾメチン結合(−C
H=N−)を有していない。そのために、化学的には全
く安定である。またDOEAMBCやアゾキシ系にみも
れるように、着色しておらず、それ自体無色である。
液晶がSc 相、あるいは他のカイラルスメクチック相
を示すためには、系がカイラルである必要がある。その
ために分子内にカイラルな基を導入するか、あるいは、
液晶中に他のカイラル物質を添加するなどの方法がとら
れているが、後者では、後述する自発分極が小さすぎる
ため、主に前者の方法がとられておシ、゛化合物(I)
においても(S)−2−メチルブチルアルコールをはじ
めとする光学活性アルコールをカイラルな原料として用
い分子内に導入している。
を示すためには、系がカイラルである必要がある。その
ために分子内にカイラルな基を導入するか、あるいは、
液晶中に他のカイラル物質を添加するなどの方法がとら
れているが、後者では、後述する自発分極が小さすぎる
ため、主に前者の方法がとられておシ、゛化合物(I)
においても(S)−2−メチルブチルアルコールをはじ
めとする光学活性アルコールをカイラルな原料として用
い分子内に導入している。
強誘電性液晶が、高速応答性を示すのは、自発分極を有
しておシ、それが、印加電場と直接に相互作用するから
である。液晶の粘度が一定であるならば、自発分極の値
が大きい程、その応答速度は速くなり、従って、強誘電
性液晶における最も重要な物性値の1つである。
しておシ、それが、印加電場と直接に相互作用するから
である。液晶の粘度が一定であるならば、自発分極の値
が大きい程、その応答速度は速くなり、従って、強誘電
性液晶における最も重要な物性値の1つである。
自発分極を大きくするためには、大きな分子内永久双極
子であるカルボニル結合(〉C=O)と不斉炭素ができ
るだけ近傍に存在することが望ましいとされている。現
在数n C/ cIi以上の自発分極を有する強誘電液
晶化合物は、はとんどがそのような構造を有しておシ、
本化合物内においても、前述のように、光学活性のアル
コールをエステル結合で連結させることにより、その条
件を満たしておシ、後述するように同程度の自発分極を
有している。
子であるカルボニル結合(〉C=O)と不斉炭素ができ
るだけ近傍に存在することが望ましいとされている。現
在数n C/ cIi以上の自発分極を有する強誘電液
晶化合物は、はとんどがそのような構造を有しておシ、
本化合物内においても、前述のように、光学活性のアル
コールをエステル結合で連結させることにより、その条
件を満たしておシ、後述するように同程度の自発分極を
有している。
次に化合物(I)の合成法について述べる。
化合物(I)の合成法としてはA法及びB法があり、A
法は一般式(9) (式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基またはアルコ
キシ基をあられす) で示される酸塩化物と一般式(ホ) (式中、Q*は光学活性なアルキル基をあられす) で示されるフェノール誘導体とを、ビリシン等の塩基性
物質存在下に反応させるものであって、B法は酸塩化物
(2)を4−ヒドロキシ安息香酸と反応させるか、ある
いは4−ヒドロキシベンズアルデヒドと反応させた後無
水クロム酸等で酸化して、一般式■ (式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基、またはアル
コキシ基をあられす) で示されるカルボン酸とし、これを塩化チオニル等の塩
累化剤と反応させて酸塩化物とした後、光学活性アルコ
ールQ*0H(Q*は光学活性なアルキル基をあられす
)と反応させるものである。その合成経路を以下に図示
する。
法は一般式(9) (式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基またはアルコ
キシ基をあられす) で示される酸塩化物と一般式(ホ) (式中、Q*は光学活性なアルキル基をあられす) で示されるフェノール誘導体とを、ビリシン等の塩基性
物質存在下に反応させるものであって、B法は酸塩化物
(2)を4−ヒドロキシ安息香酸と反応させるか、ある
いは4−ヒドロキシベンズアルデヒドと反応させた後無
水クロム酸等で酸化して、一般式■ (式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基、またはアル
コキシ基をあられす) で示されるカルボン酸とし、これを塩化チオニル等の塩
累化剤と反応させて酸塩化物とした後、光学活性アルコ
ールQ*0H(Q*は光学活性なアルキル基をあられす
)と反応させるものである。その合成経路を以下に図示
する。
(I)
用いる光学活性アルコールQ OHが1級アルコールの
場合、A法によゐ方が簡便であって、収率も高い。しか
し、Q*OHが2級アルコールの場合、フェノール誘導
体価を合成する際にラセミ化の恐れがあシ、光学純度を
保ったまま(ホ)に導くのは複雑な工程を必要とするた
め、あまシ適しているとは言い難い。
場合、A法によゐ方が簡便であって、収率も高い。しか
し、Q*OHが2級アルコールの場合、フェノール誘導
体価を合成する際にラセミ化の恐れがあシ、光学純度を
保ったまま(ホ)に導くのは複雑な工程を必要とするた
め、あまシ適しているとは言い難い。
B法はA法に比べて工程数が多いが、Q OHの如何
にかかわらず用いることができ、より一般的である。
にかかわらず用いることができ、より一般的である。
ここで原料として用いる酸塩化物(至)は、次のように
して合成できる。
して合成できる。
即ち、4−アルキル(または4−アルコキシ)安息香酸
塩化物と4−ヒドロキシ安息香酸とを反応させて、一般
式M (式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基またはアルコ
キシ基をあられす) で示されるカルボン酸としたのち、塩化チオニル等の塩
素化剤を作用させて得ることができる。ここでカルボン
酸Mは4−ヒドロキシ安息香酸に換えて4−ヒト四キシ
ベンズアルデヒドを用いて反応させた後、無水クロム酸
等を用いて酸化することによっても得ることができる。
塩化物と4−ヒドロキシ安息香酸とを反応させて、一般
式M (式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基またはアルコ
キシ基をあられす) で示されるカルボン酸としたのち、塩化チオニル等の塩
素化剤を作用させて得ることができる。ここでカルボン
酸Mは4−ヒドロキシ安息香酸に換えて4−ヒト四キシ
ベンズアルデヒドを用いて反応させた後、無水クロム酸
等を用いて酸化することによっても得ることができる。
一方、A法において用いられるフェノール誘導体−は、
Q*ORが1級アルコールの場合には、4−ヒドロキシ
安息香酸と酸触媒存在下にベンゼンやトルエン、キシレ
ン中で脱水縮合することによシ容易に得ることができ、
Q*OHが2級の場合には、4−ヒドロキシ安息香酸を
まず、その水酸基を適当な保護基、例えばベンジルエー
テルとして保護した後、塩化チオニル等の塩素化剤で酸
塩化物としてから、Q*OHと反応させ、最後に保護基
をはずすことによシ得ることができるものでちる。
Q*ORが1級アルコールの場合には、4−ヒドロキシ
安息香酸と酸触媒存在下にベンゼンやトルエン、キシレ
ン中で脱水縮合することによシ容易に得ることができ、
Q*OHが2級の場合には、4−ヒドロキシ安息香酸を
まず、その水酸基を適当な保護基、例えばベンジルエー
テルとして保護した後、塩化チオニル等の塩素化剤で酸
塩化物としてから、Q*OHと反応させ、最後に保護基
をはずすことによシ得ることができるものでちる。
さて、得られた液晶化合物あるいは組成物は、2枚の透
明な電極板の間に、均−力厚さく1μ儒〜20μ毒程度
)の薄膜とすることにより、液晶表示用セルとして使用
することができる。
明な電極板の間に、均−力厚さく1μ儒〜20μ毒程度
)の薄膜とすることにより、液晶表示用セルとして使用
することができる。
表示用セル中においては、液晶の分子は分子長軸が電極
面に平行な、いわゆるホモジニアスの、かつ向きの均一
な配向をとったモノドメインである必要がある。このた
めに、電極板の表面に、ラビング、蒸着等による配向処
理を施すか、あるいは電場、または磁場を印加するか、
あるいは温度勾配をもたせるか、あるいはこれらの手段
の複数を併用した状態で、等方性液体相から、液晶相ま
で徐々に冷却して、配向させる方法が一般に採用されて
いる0本発明における化合物あるいは組成物においても
、このよう外方法によって均一に配向したモノドメイン
のセルを得ることができる。
面に平行な、いわゆるホモジニアスの、かつ向きの均一
な配向をとったモノドメインである必要がある。このた
めに、電極板の表面に、ラビング、蒸着等による配向処
理を施すか、あるいは電場、または磁場を印加するか、
あるいは温度勾配をもたせるか、あるいはこれらの手段
の複数を併用した状態で、等方性液体相から、液晶相ま
で徐々に冷却して、配向させる方法が一般に採用されて
いる0本発明における化合物あるいは組成物においても
、このよう外方法によって均一に配向したモノドメイン
のセルを得ることができる。
本発明は、以上の如きものであるが、本発明の化合物(
I)は従来代表的強誘電性液晶化合物として知られてい
たDOBAMBCに比して、後述する実施例にも示され
るごとく、工業的に容易に製造することができ、それ自
体無色であって、水、光に対する化学的安定性にまされ
るものである。また本発明の組成物においては一般の液
晶組成物と同様に単一化合物に比して、融点の降下がみ
とめられ、かつ低温部により結晶相に近いスメクチック
相を有さないためSc 相の温度範囲が広がり、室温
における利用も可能である。
I)は従来代表的強誘電性液晶化合物として知られてい
たDOBAMBCに比して、後述する実施例にも示され
るごとく、工業的に容易に製造することができ、それ自
体無色であって、水、光に対する化学的安定性にまされ
るものである。また本発明の組成物においては一般の液
晶組成物と同様に単一化合物に比して、融点の降下がみ
とめられ、かつ低温部により結晶相に近いスメクチック
相を有さないためSc 相の温度範囲が広がり、室温
における利用も可能である。
更に、本発明の強誘電性液晶化合物、及び、組成物は、
従来の強誘電性液晶と同様に応答速度が、ネマチック液
晶の100倍以上と極めて大きい。
従来の強誘電性液晶と同様に応答速度が、ネマチック液
晶の100倍以上と極めて大きい。
従って、表示用光スイッチング素子として極めて有望で
ある。
ある。
以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、勿
論、本発明の主旨および適用範囲はこれらの実施例によ
って制限されるものではない。
論、本発明の主旨および適用範囲はこれらの実施例によ
って制限されるものではない。
尚、温度は℃を意味する。
実施例1
4− ((S)−2−メチルブチルオキシカルボニル)
フェニル 4−(4−7”シルオキシベンゾイルオキシ
)ベンゾエートの合成: 〔1−α:] 4−(7’シルオキシベンゾイルオキ
シ)安息香酸の合成 4−デシルオキシ安息香酸27.8 fに塩化チオニル
6〇−及び1−のピリジンを加え加熱攪拌する。2時間
後、過剰の塩化チオニルを減圧下留去した。これにピリ
ジン3〇−及び塩化メチレンに溶解した4−ヒドロキシ
ベンズアルデヒドヲ加工、1時間加熱還流させる。放冷
後酢酸エチル20〇−を加え、10%塩酸、飽和重炭酸
ナトリウム水、水、飽和食塩水で順次、洗滌した後、無
水硫酸ナトリウムを加え乾燥した。
フェニル 4−(4−7”シルオキシベンゾイルオキシ
)ベンゾエートの合成: 〔1−α:] 4−(7’シルオキシベンゾイルオキ
シ)安息香酸の合成 4−デシルオキシ安息香酸27.8 fに塩化チオニル
6〇−及び1−のピリジンを加え加熱攪拌する。2時間
後、過剰の塩化チオニルを減圧下留去した。これにピリ
ジン3〇−及び塩化メチレンに溶解した4−ヒドロキシ
ベンズアルデヒドヲ加工、1時間加熱還流させる。放冷
後酢酸エチル20〇−を加え、10%塩酸、飽和重炭酸
ナトリウム水、水、飽和食塩水で順次、洗滌した後、無
水硫酸ナトリウムを加え乾燥した。
溶媒を留去して得られた粗結晶をエタノールから2回再
結晶を行って4−ホルミルフェニル 4−デシルオキシ
ベンゾエートの白色結晶15.6Fを得た。(収率82
%)(IR:1740 。
結晶を行って4−ホルミルフェニル 4−デシルオキシ
ベンゾエートの白色結晶15.6Fを得た。(収率82
%)(IR:1740 。
1700.1610,1585,1520゜1430i
270,1220,1170゜ツキニ、コの4−ホルミ
ルフェニル4−7’ −7ルオキシベンゾエート5.5
6 fニ酢酸50 dt”加、t、50°で加熱攪拌し
、溶解した。これに5.5−の酢酸と1.7 tRtの
水に溶解した無水クロム酸1.5fを内温を50°に保
ちながら60分かけて滴下した。滴下終了後1時間、5
06で攪拌した後、氷水中にあけ、沈澱を炉別して粗結
晶4.97fを得た。エタノールから再結晶して4−(
4−デシルオキシベンゾイルオキシ)安息香酸の白色結
晶!L82fを得た。
270,1220,1170゜ツキニ、コの4−ホルミ
ルフェニル4−7’ −7ルオキシベンゾエート5.5
6 fニ酢酸50 dt”加、t、50°で加熱攪拌し
、溶解した。これに5.5−の酢酸と1.7 tRtの
水に溶解した無水クロム酸1.5fを内温を50°に保
ちながら60分かけて滴下した。滴下終了後1時間、5
06で攪拌した後、氷水中にあけ、沈澱を炉別して粗結
晶4.97fを得た。エタノールから再結晶して4−(
4−デシルオキシベンゾイルオキシ)安息香酸の白色結
晶!L82fを得た。
IR(2700,2560,1740,1(S95゜1
605.1520,143’0i260゜1210.1
170.1070,845,765また、この4−(4
−デシルオキシベンゾイルオキシ)安息香酸は次のよう
にしても得ることができた。4−デシルオキシ安息香酸
より合成した4−デシルオキシ安息香酸塩化物2.97
Fを15−の塩化メチレンに溶解し、これに、ピリジ
ン15−に溶解した4−ヒドロキシ安息香酸1.58t
を滴下した。滴下終了後6時間加熱還流し、放冷した。
605.1520,143’0i260゜1210.1
170.1070,845,765また、この4−(4
−デシルオキシベンゾイルオキシ)安息香酸は次のよう
にしても得ることができた。4−デシルオキシ安息香酸
より合成した4−デシルオキシ安息香酸塩化物2.97
Fを15−の塩化メチレンに溶解し、これに、ピリジ
ン15−に溶解した4−ヒドロキシ安息香酸1.58t
を滴下した。滴下終了後6時間加熱還流し、放冷した。
10%塩酸100−を加え生じた白色法澱をろ別し、水
で洗液が中性になるまで洗滌した。
で洗液が中性になるまで洗滌した。
得られた粗結晶をエタノールから、3回再結晶して、4
−(4−デシルオキシベンゾイルオキシ)安息香酸2.
63F(収率66%)を得た。IRスペクトル及び相転
移温度は、先に得られたものとよく一致した。
−(4−デシルオキシベンゾイルオキシ)安息香酸2.
63F(収率66%)を得た。IRスペクトル及び相転
移温度は、先に得られたものとよく一致した。
(1−b〕 4−((S)−2−メチルブチルオキシカ
ルボニル)フェニル 4−(4−デシルオキシベンゾイ
ルオキシ)ベンゾエートの合成1−aで得られた4−(
4−デシルオキシベンゾイルオキシ)安息香酸A70f
に塩化チオニル2〇−及び♂リジン1−を加え、3時間
加熱攪拌した。過剰の塩化チオニルを減圧下留去して得
られた粗結晶にベンゼン100−を加え、不溶物を傾瀉
で除去した。ベンゼンを留去径外−ヘキサンから再結晶
して、4−(4−デシルオキシベンゾイルオキシ)安息
香酸塩化物2.96fを得た。
ルボニル)フェニル 4−(4−デシルオキシベンゾイ
ルオキシ)ベンゾエートの合成1−aで得られた4−(
4−デシルオキシベンゾイルオキシ)安息香酸A70f
に塩化チオニル2〇−及び♂リジン1−を加え、3時間
加熱攪拌した。過剰の塩化チオニルを減圧下留去して得
られた粗結晶にベンゼン100−を加え、不溶物を傾瀉
で除去した。ベンゼンを留去径外−ヘキサンから再結晶
して、4−(4−デシルオキシベンゾイルオキシ)安息
香酸塩化物2.96fを得た。
(収率76%)
この酸塩化物416.5w9および、(5)−2−メチ
ルツチル、4−ヒドロキシベンゾエート50〇岬を5−
の塩化メチレン及び3−のピリジンに溶解して3時間加
熱還流した。放冷後100g/の酢酸エチルを加え、1
0%塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食
塩水で洗滌し、無水硫酸ナトリウムで脱水した。溶媒を
留去して得られた油状物をシリカrルカラムクロマトグ
2フィーで精製し、(展開溶媒:クロロホルム)、さら
に、エタノールから再結晶して、4−((5)−2−メ
チルブチルオキシカルボニル)フェニル 4−(4−−
7’シルオキシベンゾイルオキシ)ベンゾエートの白色
結晶44011vを得・た。(収率75%)化学構造は
核磁気共鳴スペクトル(NMR)、赤外吸収スペクトル
(IR)及び質量スペクトル<XS )を用いて決定し
た。
ルツチル、4−ヒドロキシベンゾエート50〇岬を5−
の塩化メチレン及び3−のピリジンに溶解して3時間加
熱還流した。放冷後100g/の酢酸エチルを加え、1
0%塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食
塩水で洗滌し、無水硫酸ナトリウムで脱水した。溶媒を
留去して得られた油状物をシリカrルカラムクロマトグ
2フィーで精製し、(展開溶媒:クロロホルム)、さら
に、エタノールから再結晶して、4−((5)−2−メ
チルブチルオキシカルボニル)フェニル 4−(4−−
7’シルオキシベンゾイルオキシ)ベンゾエートの白色
結晶44011vを得・た。(収率75%)化学構造は
核磁気共鳴スペクトル(NMR)、赤外吸収スペクトル
(IR)及び質量スペクトル<XS )を用いて決定し
た。
〃
(d d 、 2 H、C−0−C馬−)、δ4.02
(t*2 He −CHt−0−@−)、a 1.6〜
2.0 (愼*〜1.5(情、16ff、その他のメチ
レン)、δ0.85〜1,1o(惧99He−CM、)
(tnは多重線、dは2重線、ddは2重の2重線
、tは3重線をあられす) IR:1735t1720i610,1520* ’
1470.1420,1270.イ205゜1165.
1065,1020,885,850゜765t690
,625(am−”) MS:tn/a=588CP ) この化合物はSC*相を示した。その相転移温度を以下
に示す。なお、転移温度は示差走査熱量計(DEC)及
び、温度調節ステージを備えた偏光顕微値を併用して測
定したが、生成物の純度や測定条件によシ、若干変化す
るものである。
(t*2 He −CHt−0−@−)、a 1.6〜
2.0 (愼*〜1.5(情、16ff、その他のメチ
レン)、δ0.85〜1,1o(惧99He−CM、)
(tnは多重線、dは2重線、ddは2重の2重線
、tは3重線をあられす) IR:1735t1720i610,1520* ’
1470.1420,1270.イ205゜1165.
1065,1020,885,850゜765t690
,625(am−”) MS:tn/a=588CP ) この化合物はSC*相を示した。その相転移温度を以下
に示す。なお、転移温度は示差走査熱量計(DEC)及
び、温度調節ステージを備えた偏光顕微値を併用して測
定したが、生成物の純度や測定条件によシ、若干変化す
るものである。
Se”−51=127.5°、S)、−1”、173.
5°、融点84.5° (5AはスメクチックA相、I
は等方性液体相を示す6) 実施例2 実施例1において、4−デシルオキシ安息香酸に換えて
、4−オクチルオキシ安息香酸、4−ドデシルオキシ安
息香酸、4−テトラデシルオキシ安息香酸を用いて、同
様に反応を行った。中間体として得られた、4−ホルミ
ルフェニル4−オクチルオキシベンゾエート、4−ホル
ミルフェニル4−ドデシルオキシベンゾエニト1.4−
ホルミルフェニル4−テトラデシルオキジペンゾエート
の相転移点を表1に、4−(4−オクチルオキシベンゾ
イルオキシ)安息香酸、4−(4−ドデシルオキシベン
ゾイルオキシ) 安l香酸、4− (4−テトラデシル
オキシベンゾイルオキシ)安息香酸の相転移点は表2に
示す。
5°、融点84.5° (5AはスメクチックA相、I
は等方性液体相を示す6) 実施例2 実施例1において、4−デシルオキシ安息香酸に換えて
、4−オクチルオキシ安息香酸、4−ドデシルオキシ安
息香酸、4−テトラデシルオキシ安息香酸を用いて、同
様に反応を行った。中間体として得られた、4−ホルミ
ルフェニル4−オクチルオキシベンゾエート、4−ホル
ミルフェニル4−ドデシルオキシベンゾエニト1.4−
ホルミルフェニル4−テトラデシルオキジペンゾエート
の相転移点を表1に、4−(4−オクチルオキシベンゾ
イルオキシ)安息香酸、4−(4−ドデシルオキシベン
ゾイルオキシ) 安l香酸、4− (4−テトラデシル
オキシベンゾイルオキシ)安息香酸の相転移点は表2に
示す。
得られた4−((Si2−メチルブチルオキシカルボニ
ル)フェニル 4−(4−オクチルオキシベンゾイルオ
キシ)ベンゾエート、4−((S)−9ぢ − −2−)fルプチルオキシカルボニル)フェニル4−(
4−ドデシルオキシベンゾイルオキシベンゾニー)、4
−((5)−2−メチルブチルオキシカルボニル)フェ
ニル 4−(4−テトラデシルオキシベンゾイルオキシ
)ベンゾエートのKMR,JRは実施例1における亀の
とほとんど同様であって、わずかにメチレン鎖に対応す
るピークあるいは吸収の強度比の異ったのみのチャート
を与えた。また、MSはそれぞれの親♂−りtn/s+
=560,616,644を与えた。
ル)フェニル 4−(4−オクチルオキシベンゾイルオ
キシ)ベンゾエート、4−((S)−9ぢ − −2−)fルプチルオキシカルボニル)フェニル4−(
4−ドデシルオキシベンゾイルオキシベンゾニー)、4
−((5)−2−メチルブチルオキシカルボニル)フェ
ニル 4−(4−テトラデシルオキシベンゾイルオキシ
)ベンゾエートのKMR,JRは実施例1における亀の
とほとんど同様であって、わずかにメチレン鎖に対応す
るピークあるいは吸収の強度比の異ったのみのチャート
を与えた。また、MSはそれぞれの親♂−りtn/s+
=560,616,644を与えた。
これらの相転移点を表3に示す。
実施例5
4−((S)−2−メチルブチルオキシカルボニル)フ
ェニル4−(4−デシルベンゾイルオキシ)ベンゾエー
トの合成: 実施例1において、4−デシルオキシ安息香酸に換えて
、4−デシル安息香酸を用い同様に行って、4−((S
)−2−メチルブチルオキシカルボニル)フェニル4−
(4−7”シルベンゾイルオキシ)ベンゾエートを得た
。
ェニル4−(4−デシルベンゾイルオキシ)ベンゾエー
トの合成: 実施例1において、4−デシルオキシ安息香酸に換えて
、4−デシル安息香酸を用い同様に行って、4−((S
)−2−メチルブチルオキシカルボニル)フェニル4−
(4−7”シルベンゾイルオキシ)ベンゾエートを得た
。
δz2〜z45(情、6H2その他の芳香族水素)、δ
4.16 (d d 、 277 、 COO−CH,
)、δ2.7081.1〜1.5 <m、 16H、そ
の他のメチレン)、。
4.16 (d d 、 277 、 COO−CH,
)、δ2.7081.1〜1.5 <m、 16H、そ
の他のメチレン)、。
δα8〜1.05(惧、 9H、−CH8)7R:17
40,1720,1605,1520゜1470.14
20,1275,1210゜1185.1170110
70,1020゜890.770 t 700 + 5
15 an −”MS:倶/g=572(P ) この化合物はSC*相を示した。その相転移温度を表6
に示す。中間体として得られた4−ホルミルフェニル4
−デシルベンゾエート(JR”。
40,1720,1605,1520゜1470.14
20,1275,1210゜1185.1170110
70,1020゜890.770 t 700 + 5
15 an −”MS:倶/g=572(P ) この化合物はSC*相を示した。その相転移温度を表6
に示す。中間体として得られた4−ホルミルフェニル4
−デシルベンゾエート(JR”。
2750.1745,1710,1605;1515.
1470,1425,1270゜1220.1180.
1160,1070゜1020.840,760cm″
″1)及び4−(4−デシルベンゾイルオキシ) 安息
’lFm1 (I R”。
1470,1425,1270゜1220.1180.
1160,1070゜1020.840,760cm″
″1)及び4−(4−デシルベンゾイルオキシ) 安息
’lFm1 (I R”。
2680.2560,1735,1690゜1605.
1515,1470,1430゜1275.1205,
1180,1165゜1065.1015,890,8
60,760w−’)はともに液晶相を示した。その相
転移温度をそれぞれ表1、表2にまとめて示す。
1515,1470,1430゜1275.1205,
1180,1165゜1065.1015,890,8
60,760w−’)はともに液晶相を示した。その相
転移温度をそれぞれ表1、表2にまとめて示す。
実施例4
実施例3において、4−デシル安息香酸に換えて、4−
オクチル安息香酸を用い、中間体の4−ホルミルフェニ
ル4−オクチルベンゾエート、4−(4−オクチルベン
ゾイルオキシ)安息香酸、及び、4−((,5)−2−
メチルブチルオキシカルホニ/I/)フェニル4−(4
−オクチルベンツイルオキシ)ベンゾエートを得た。こ
れらの相転移温度はそれぞれ表1、表2、表5にまとめ
て示す。
オクチル安息香酸を用い、中間体の4−ホルミルフェニ
ル4−オクチルベンゾエート、4−(4−オクチルベン
ゾイルオキシ)安息香酸、及び、4−((,5)−2−
メチルブチルオキシカルホニ/I/)フェニル4−(4
−オクチルベンツイルオキシ)ベンゾエートを得た。こ
れらの相転移温度はそれぞれ表1、表2、表5にまとめ
て示す。
表中、Nはネマチック相をあられし、・はその相が存在
すること、−は存在し々いことをあられし、()内はそ
の相がモノトロピックであることをあられしている。*
印は急冷下確認できるが結晶化が速く、転移点が測定で
きないものである。
すること、−は存在し々いことをあられし、()内はそ
の相がモノトロピックであることをあられしている。*
印は急冷下確認できるが結晶化が速く、転移点が測定で
きないものである。
表中、SCはスメクチックC相をiられす。
実施例5
室温でSo 相を有する組成物の調製:実施例1で得
られた、4−((S)−2−メチルブチルオキシカルボ
ニル)フェニル4−(4−デシルオキシベンゾイルオキ
シ)ベンゾエート25%、及び、3−フルオロ−4−(
(S)−2−メチルブチルオキシカルボニル)フェニル
4−デシルオキシベンゾエート46%、及び、3−クロ
ロ−4−((S)−2−メチルブチルオキシカルボニル
)フェニル4′−デシルオキシビフェニル−4−カルボ
キシレート29%からなる液晶組成物を調製した。
られた、4−((S)−2−メチルブチルオキシカルボ
ニル)フェニル4−(4−デシルオキシベンゾイルオキ
シ)ベンゾエート25%、及び、3−フルオロ−4−(
(S)−2−メチルブチルオキシカルボニル)フェニル
4−デシルオキシベンゾエート46%、及び、3−クロ
ロ−4−((S)−2−メチルブチルオキシカルボニル
)フェニル4′−デシルオキシビフェニル−4−カルボ
キシレート29%からなる液晶組成物を調製した。
この組成物は54°以下でSc*相を示し、10°以下
までSc*相を保ち、1ooで長時間放置しても結晶化
しなかった。
までSc*相を保ち、1ooで長時間放置しても結晶化
しなかった。
これによって室温を含む広い温度範囲で強誘電性を示す
、液晶組成物が得られたことになる。
、液晶組成物が得られたことになる。
実施例6
液晶表示用薄膜セルの作成:
実施例1で得られた4−((S)−2−メチルブチルオ
キシカルボニル)フェニル4−(4−デシルオキシベン
ゾイルオキシ)ペンゾエートヲ加熱して等方性液体相と
した。これを厚さ2.0μ情のスペーサーを介した2枚
の4リイミドーラビング配向処理を施したガラス透明電
極間に充填し、薄膜セルを作成した。
キシカルボニル)フェニル4−(4−デシルオキシベン
ゾイルオキシ)ペンゾエートヲ加熱して等方性液体相と
した。これを厚さ2.0μ情のスペーサーを介した2枚
の4リイミドーラビング配向処理を施したガラス透明電
極間に充填し、薄膜セルを作成した。
1分間に5°の割合で冷却し、スメクチックA相を配向
させ、さらに12z5°以下に冷却して均一なSe
相のモノドメインを得た。
させ、さらに12z5°以下に冷却して均一なSe
相のモノドメインを得た。
このセルに電場(10F、1100ffの矩形波)を印
加し、透過光をフォトマルチプライヤ−で検出し、その
光スイッチング動作を測定したところ、その応答速度は
、33μs#C(αt123°)、41μs−〇(αt
116° )、119μsge(αt91° )、21
5ttaae (αt70’)であった。
加し、透過光をフォトマルチプライヤ−で検出し、その
光スイッチング動作を測定したところ、その応答速度は
、33μs#C(αt123°)、41μs−〇(αt
116° )、119μsge(αt91° )、21
5ttaae (αt70’)であった。
またそのチルト角、及び自発分極は温度に依存するが、
100℃でそれぞれ、約10°約2tsC/dであった
。
100℃でそれぞれ、約10°約2tsC/dであった
。
これによって、応答速度の大きい光表示素子が得られた
ことになる。
ことになる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは炭素数1〜20のアルキル基またはアルコ
キシ基をあらわし、Q^*は光学活性なアルキル基をあ
らわす) で示される化合物。 2、一般式( I )においてQ^*が(S)−2−メチ
ルブチル基である特許請求の範囲第1項記載の化合物。 3、特許請求の範囲第1項記載の一般式( I )の化合
物の少くとも1種を配合成分として含有する液晶組成物
。 4、一般式( I )の化合物の2種以上を含有する特許
請求の範囲第3項記載の液晶組成物。 5、カイラルスメクチツク相を有する特許請求の範囲第
3または4項記載の液晶組成物。 6、特許請求の範囲第1項記載の一般式( I )の化合
物の少くとも1種を構成要素とする光スイッチング素子
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3271586A JPS62192342A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 新規のエステル系液晶化合物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3271586A JPS62192342A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 新規のエステル系液晶化合物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62192342A true JPS62192342A (ja) | 1987-08-22 |
Family
ID=12366530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3271586A Pending JPS62192342A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 新規のエステル系液晶化合物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62192342A (ja) |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP3271586A patent/JPS62192342A/ja active Pending
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