JPS63291981A - 液晶材料 - Google Patents

液晶材料

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JPS63291981A
JPS63291981A JP62127043A JP12704387A JPS63291981A JP S63291981 A JPS63291981 A JP S63291981A JP 62127043 A JP62127043 A JP 62127043A JP 12704387 A JP12704387 A JP 12704387A JP S63291981 A JPS63291981 A JP S63291981A
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Takaki Takato
孝毅 高頭
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一之 春原
Masanori Sakamoto
正典 坂本
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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】 [発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は新規な液晶材料に関し、特にキシルスメクチッ
クC相を有する強誘電性液晶として用いられるものであ
る。
(従来の技術) 液晶は、従来より小型フラットバネルディスプレーの本
命として電卓、時計等に広く用いられている。また、最
近では自動車用ディスプレー、パーソナルコンピュータ
用ディスプレーとしても用いられている。更に、小型液
晶テレビのような動画用ディスプレーにも応用され始め
ている。
ところで、従来、電卓1時計等に用いられている液晶と
してはツイストネマチック液晶が知られている。しかし
ながら、この液晶を用いた表示方式では応答速度が不充
分であることや、クロストークが発生する等の問題があ
った。このため、この液晶は動画用の大画面ディスプレ
ー等、速い応答速度が要求されるものへの応用は困難で
あった。
こうした問題を解決するために、thin filmt
ransistor(丁FT)を用いたアクティブマト
リックスのような方式も開発されているが、製造コスト
が高い等の問題があった。
こうしたことから、ツイストネマチック液晶を用いた表
示方式に代るものとして、強誘電性液晶による表示方式
が注目されている。この方式は、1975年にR,B、
Ma7er らにより発表されたもので。
従来の方式に比べて応答速度が速いこと、メモリ効果を
持つこと等の特長を有している。この強誘電性液晶は、
液晶形態がキシルスメクチックC相をとるものである。
こうした強誘電性液晶となり得る材料としては、従来よ
り多数のものが知られている。
しかしながら、従来の強誘電性液晶材料は空気中の水分
や光等に対して不安定であり、しかもキラルスメクチフ
クC相をとる温度範囲が狭く、使用上の制約が大きいと
いう問題があった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、キラルスメクチ−2りC相の温度範囲を拡大でき、
かつ熱力学的な安定性の優れた液晶材料を提供すること
を目的とするものである。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段及び作用)本発明の液晶
材料は、一般式 で表わされる光学活性7−アルコキシ−2−フルオレン
カルボン酸4−アルコキシフェニルエステル又は一般式 にて表わされる7−アルコキシフルオレノン−2−カル
ボン酸エステル [ただし1式(A)〜(D)中のRはアルキル基、R1
は不整炭素原子を有する光学活性基を示す]からなるも
のである。
本発明の液晶材料は、一般式(A)〜(D)で表わされ
る7−アルコキシ−2−フルオレンカルボンm4−アル
コキシフェニルエステル又は7−アルコキシフルオレノ
ン−2−カルボン酸エステルを2種以上混合するか、又
はこれらとキシルスメクチックC相を示す他の化合物と
を混合したものでもよい。
上記一般式(A)〜(D)中のRとしては、キシルスメ
クチックC相の温度範囲を拡大する観点から、炭素数3
〜18の直鎖アルキル基を選定されるが、炭素数4〜!
4の直鎖状アルキル基を選定することがより好ましい。
上記一般式(A)〜(D)中のRX  としては、キシ
ルスメクチックC相の温度範囲を拡大する観点から、下
記一般式 [ただし、一般式(E)中のR8−R3はアルキル基、
ハロゲン基、シアノ基、トリフルオロアルキル基、水素
原子のいずれかであり、R,#R2゜R25R3,R,
sRlを満足し、nは 0〜15の整数(好ましくはO
〜8の整数)を示す]にて表わされる不整炭素原子を有
するアルキル基を用いることが望ましい、これらのうち
でも、2−メチルブチル基、2−オクチル基を用いるこ
とがより好ましい。
本発明の液晶材料となる光学活性?−フルコキシー2−
フルオレンカルボン酸4−アルコキシフェニルエステル
又は光学活性7−アルコキシフルオレノン−2−カルボ
ン酸二。ステルは、以下に示す反応に従って製造するこ
とができる。
まず、市販のフルオレンから、例えば Org。
5ynth、 、 t933 、13.74に開示され
ている3段階の反応を経て、7−ヒドロキシフルオレン
(I)を合成する0次に、C,H,Coak等、J、O
rg、Chem、、1954,19゜626に開示され
た方法に従い、(1)〜(II)までの反応を行なう、
更に、 G、W、Gray等、J、Cbss。
Soc、、1957,3228に開示された方法に従い
、(■)〜(m)までの反応を行なう。
一方、光学活性アルコールをピリジン中でp−)ルエン
スルホン酸クロリドと反応させ、光学活性アルコールの
p−トルエンスルホン酸塩とした後、ヒドロキノンと反
応させて、光学活性アルコールのヒドロキノンエステル
(■)を合成する。
次いで、上記(m)を塩化チオニルにより酸塩化物とし
た後、ピリジン中で上記(ff)と反応させることによ
り、光学活性7−アルコキシ−2−フルオレンカルボン
酸4−アルコキシフェニルエステル(A)を製造する。
なお、一般式(B)で表わされる光学活性7−アルコキ
シ−2−フルオレンカルボン酸4−アルコキシフェニル
エステルは、上記方法中、R−BrをR8−Brとし、
R−OHIROHとする以外は全く同じ方法で製造する
ことができる。
また、上記(m)を酢酸中、重クロム酸ナトリウム又は
重クロム酸アンモニムで酸化して7−アルコキシフルオ
レノン−2−カルボン酸(V)とし、塩化チオニルによ
り酸塩化物とした後、ピリジン中で光学活性アルコール
と反応させることによす、 光学活性?−フルコキシフ
ルオレノン−2−カルボン酸エステル(C)を製造する
なお、一般式(D)で表わされる光学活性7−アルコキ
シフルオレノン−2−カルボン酸エステルは。
上記方法中、R−Brt−R”−Brとし、R”−OH
をROHとする以外は全く同じ方法で製造することがで
きる。
本発明の液晶材料を構成す、る、一般式(A)〜(D)
で表わされる光学活性7−アルコキシ−2−フルオレン
カルボン酸4−アルコキシフェニルエステル又は光学活
性7−アルコキシフルオレノン−2−カルボン酸エステ
ルは、キシルスメクチックC相の温度範囲が広く、かつ
熱力学的な安定性が優れているので、特にこれらの2種
以上を混合するか、又はこれらとキシルスメクチックC
相を示す他の化合物とを混合することにより、使用上の
制約の少ないディスプレー等を提供できる。
(実施例) 以下1本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
合成例1 まず、公知の方法により、7−オクチルオキシフルオレ
ン−2−カルボン酸を合成した。この7−オクチルオキ
シフルオレン−2−カルボン酸33.8 g (0,1
mal)と、塩化チオニル80m1とを撹拌しながら5
時間還流させた0次に、過剰の塩化チオニルを留去した
後、残留物をカーへキサン中で再結晶化して、27.8
g (収率78%)の白色結晶(酸塩化物)を得た。
一方、(−)−2−メチル−1−ブタノールのP−)ル
エンスルホン酸エステルと、ヒドロキノンとの反応によ
り、光学活性2−メチルブチロキシフェノールを合成し
た。
つづいて、上記酸塩化物20g (0,058mol)
を80+++1のピリジンに溶解した溶液に、光学活性
2−メチルブチロキシフェノール10.8 g (0,
08mol)を101のピリジンに溶解した溶液を10
分間かけて滴下した後、撹拌しながら、油浴を用いて9
0℃で4時間加熱した0次いで、このピリジン溶液を室
温まで冷却した後、5001のイオン交換水中に注いで
生成物を沈殿させ、この沈殿物をろ取した。得られた生
成物を、 500gの10%含水シリカゲルとトルエン
とを充填したカラムを用い、トルエンを溶出溶媒として
カラム精製を行なった。更に、得られた粗精製物をエタ
ノールにより2回再結晶化して白色針状晶15.4g 
(収率55%)を得た。
得られた白色針状晶を重クロロホルムに溶解し、NMR
スペクトルを測定した。また、白色針状晶の元素分析を
行なったところ、C: 79.5、H:8.1、O: 
12.8 (計算値C: 79.20 、 H:8.0
0. O: 12.80 )であった。
これらNMRスペクトル及び元素分析の結果から、この
白色針状晶は、一般式(A)のRとしてCII H1?
が、Rとして CH。
+1 CH2CCH2CH3 が、それぞれ導入された7−オクチルオキシフルオレン
−2−カルボン酸4−(2−メチルブチロキシ)フェニ
ルエステルであることが確認された。
合成例2〜5 7−へブチルオキシフルオレン−2−カルボン酸、7−
ノニルオキシフルオレン−2−カルボン酸、7−デシル
オキシフルオレン−2−カルボン酸、7−ウンデシルオ
キシフルオレン−2−カルボン酸をそれぞれ0.ls+
ol用意し、合成例1と同様な反応を行ない、7−へブ
チルオキシフルオレン−2−カルボンfi4−(2−メ
チルブチロキシ)フェニルエステル、7−ノニルオキシ
フルオレン−2−カルボン54−(2−メチルブチロキ
シ)フェニルエステル、7−デシルオキシフルオレン−
2−カルボン酸4−(2−メチルブチロキシ)フェニル
エステル、7−ウンデシルオキシフルオレン−2−カル
ボン酸4−(2−メチルブチロキシ)フェニルエステル
を合成した。これらの化合物は、NMRスペクトル及び
元素分析の結果から、一般式(A)で表わされる構造で
あることが確認された。
実施例1.2 上記合成例1〜5で合成された5種の液晶材料のうち、
それぞれ第1表に示す3種の液晶材料を第1表に示す混
合比で混合し、得られた混合物のC−SmC、5ac−
aS鵬A、SmAlの各相転移温度を測定した。その結
果を第1表に併記する。
合成例6 まず、公知の方法により、7−オクチルオキシフルオレ
ン−2−カルボン酸を合成した。この7−オクチルオキ
シフルオレン−2−カルボン酸4.00 g(0,01
18mat)を 11の酢酸に溶解し、これに20.0
gの重クロム酸ナトリウムを加えた。この溶液を3時間
加熱還流した後、室温まで冷却した。析出してきた沈殿
をろ取し、酢酸で2回、キシレンで2回再結晶化して、
1.99g (収率48%)の黄白色結晶を得た。
この結晶のIRスペクトル及びNMRスペクトルを測定
したところ、?−オクチルオキシフルオレノンー2−カ
ルボン酸であることが確認された。
次に、上記のようにして得られた7−オクチルオキシフ
ルオレノン−2−カルボン酸1.78g (0,005
mol)と塩化チオニル101とを攪拌しながら 1時
間還流させた。つづいて、過剰の塩化チオニルを留去し
た後、n−ヘキサンにより再結晶化して、1.76g(
収率75%)の黄白色結晶(酸塩化物)を得た。
つづいて、上記酸塩化物1.39g (3,711X 
10−3mol)を10m1のピリジンに溶解した溶液
に、(−)−2−メチル−1−ブタノール0.438 
g (5,28X 10−3mof)を51のピリジン
に溶解した溶液を5分間かけて滴下した後、攪拌しなが
ら、油浴を用いて90℃で4時間加熱した。このピリジ
ン溶液を室温まで冷却した後、5001のイオン交換水
中に注いで生成物を沈殿させ、この沈殿物をろ取した。
得られた生成物をエタノールにより2回再結晶化して黄
白色結晶1.78g (4,20X 10−3mal)
を得た。
得られた黄白色結晶について、NMRスペクトル及びI
Rスペクトルを測定した。また、この結晶の元素分析を
行なったところ、C: 79.8. H:8.1、O:
 12.0 (計算値C: 78.80 、 H: 8
.37.0 : 11.82 )であった。
これらNMRスペクトル、IRスペクトル及び元素分析
の結果から、この黄白色結晶は、一般式%式% が、それぞれ導入された7−オクチルオキシフルオレノ
ン−2−カルボン酸へ2−メチルブチルエステルである
ことが確認された。
合成例7〜10 7−へブチルオキシフルオレン−2−カルボン酸、7−
ノニルオキシフルオレン−2−カルボン酸、7−デシル
オキシフルオレン−2−カルボン酸、7−ウンデシルオ
キシフルオレン−2−カルボン酸をそれぞれ0.1mo
l用意し、合成例6と同様な反応を行ない、7−ヘブチ
ルオキシフルオレノンー2−カルボン酸−2−メチルブ
チルエステル、7−ノニルオキシフルオレノン−2−カ
ルボン酸−2−メチルブチルエステル、7−デシルオキ
シフルオレノン−2−力ルポン@−2−メチルブチルエ
ステル、7−ウンゾシルオキシフルオレノンー2−カル
ボン5−2−メチルブチルエステルを合成した。これら
の化合物は、NMRスペクトル及び元素分析の結果から
、一般式(C)で表わされる構造であることが確認され
た。
実施例3〜7 上記合成例6〜lOで合成された5種の液晶材料のうち
、それぞれ第2表に示す3種の液晶材料を第2表に示す
混合比で混合し、得られた混合物のCSmC’、 Sa
c’−+SmA 、 SmA−1の各相転移温度を測定
した。その結果を第2表に併記する。
[発明の効果] 以上詳、述したように本発明の液晶材料によれば、キシ
ルスメクチックC相の温度範囲が広く、かつ安定性が優
れているので、使用上の制約の少ないディスプレー等を
提供できる等顕著な効果を奏するものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(A) もしくは ▲数式、化学式、表等があります▼(B) にて表わされる光学活性7−アルコキシ−2−フルオレ
    ンカルボン酸4−アルコキシフェニルエステル又は一般
    式 ▲数式、化学式、表等があります▼(C) もしくは ▲数式、化学式、表等があります▼(D) にて表わされる7−アルコキシフルオレノン−2−カル
    ボン酸エステル [ただし、式 (A)〜(D)中のRはアルキル基、R
    ^*は不整炭素原子を有する光学活性基を示す]からな
    る液晶材料。
  2. (2)一般式(A)〜(D)中のRが炭素数3〜18の
    直鎖アルキル基であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の液晶材料。
  3. (3)一般式(A)〜(D)中のR^*が光学活性な2
    −メチルブチル基であることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の液晶材料。
  4. (4)一般式(A)〜(D)中のR^*が光学活性な2
    −オクチル基であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の液晶材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0325035A2 (en) * 1988-01-21 1989-07-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Liquid crystal compound and method of manufacturing the same, liquid crystal composition containing the same and liquid crystal display device
JP2001064216A (ja) * 1999-08-27 2001-03-13 Dainippon Ink & Chem Inc フェナントレン及びフルオレン誘導体

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