JPH01180887A - 液晶材料 - Google Patents

液晶材料

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JPH01180887A
JPH01180887A JP63004079A JP407988A JPH01180887A JP H01180887 A JPH01180887 A JP H01180887A JP 63004079 A JP63004079 A JP 63004079A JP 407988 A JP407988 A JP 407988A JP H01180887 A JPH01180887 A JP H01180887A
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浩二 瀬戸
Tadashi Tawara
田原 董
Shigetoshi Takahashi
成年 高橋
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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〕 本発明は2画像表示の応答性に優れた表示素子として有
用な強誘電性の液晶性化合物及びそれを含有するカイラ
ルスメクチック液晶組成物に関する。
現在、液晶材料による表示素子は受光型の表示方式であ
シ、消費電力の少ないことや、薄型の表示装置を作成で
きる等の特長があシ、広く実用に供されている。一方今
光型の表示方式で、高速応答を特長とするEL(エレク
トロルミネッセンス)やプラズマデイスプレィの開発も
盛んである。
〔従来の技術〕
これまで表示素子に用いられてきた液晶は殆どがネマチ
ック液晶で、その主流はTN[ツイスト・ネマチック(
TwisLed Nemaiic ) ]型である。こ
のTN型表示方式は、小型、低消費電力などの長所を有
する反面2画像表示の応答速度が遅いという欠点も有し
ている。この点における改善は程々試みられてきたが、
モレキュラ・クリスタルズアンド・リキッド・クリスタ
ルズ(Mo1ecularCrystals and 
Liquid Crystals)第94巻第155〜
165頁で示された理論的限界値ケ実証した結果にとど
まり、TN型表示用の材料開発もほぼ限界に来ていると
見られる。
そこで上記欠点を克服するためネマチック液晶にかわっ
て近年ではカイラル液晶の開発に関心が移り、とくに強
誘電性液晶については、かなシの進展が見られるように
なった。
強誘電性液晶として最初に開発されたものは。
H3 −CH2CHC2H5 * (式中*は不斉炭素原子を示す)で表わされる化合物(
以下D OB A IVL B Cと略す)で、その液
晶相の相系列と相転移温度(℃)は次の通シである。
(式中Cは結晶相、SAはスメクチ・ンクA相、SCは
カイラルスメクチックC相、SHはカイラルスメクチッ
クH相、lは等方性液体をそれぞれ示す)。
強誘電性は分子配列上分類命名されているカイラルスメ
クチックC相(以下SCと略す)もしくはカイラルスメ
クチックC相(以下SHと略す)に発現し2強誘電性に
基つく応答は次式CAIT−η/Ps・E      
 CAIII(式中・は応答時間、ηは液晶材料の粘度
、PSは自発分極、Eは電界を示す)として表わされる
ため、理論上1μs1での応答のできる表示素子を得る
可能性がアール・ビ・メイヤー(R,B、Meyer 
)等によす、ジャーナル・オプ・フィジックス・フラン
ス(Journal of Physics Fran
ce )第36巻、 第69頁(1975)に示された
以来DOBAIVIBCの類縁体が棟々合成されてき* だが、ScもしくはSHに属する温度範囲の下限が室温
よυも高いと共に、化合物自体が湿気、光に不安定であ
ることから、現在では、下記第1表に示すエステル系の
強誘電性液晶化合物へと研究の中心が移行した〔リキッ
ド・クリヌタルズ・アンド・オーダード・フルーイズ(
Liquid Crystals andOrdere
d Fluids、 4.1〜32 (1982) )
(へ)表中の記号は次のことを示す。
C結晶相、SA  スメクチックA相、  SCカイラ
ルスメクチックC相、Ch  −2レステリツク相、■
 等方性液体。
C,t(3CH3 J43 2ivtO: −C1(2CHCaf(1a 、 * 
不斉炭素原子。
* さらに、特開昭60−260564号公報には。
で表わされるピリミジン系化合物が発表きれている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
その結果、化学的に安定な化合物が得られたものの、第
1表に示すごとく、これら液晶化合物単独では5強誘電
性を示す温度範囲が室温よシ高く。
実用的でない。また第1表に示す化合物どうしの混合で
は2分子構造か類似するだめ、第2表に示すごとく大き
な融点降下は見出されていない。
第   2   表 ■No、 2’ : No、 2の化合物において、2
1ViBの代シに4ivinを用いた構造の化合物。
そこでTN型表示方式におけるネマチック液晶材料では
2分子構造が著しく異なる液晶化合物ど5Lk2i以上
混合することによって、この問題を解決した。
一方、上記ピリミジン糸化合物では2強誘電性を示す温
度範囲が室温近くの化合物もあるが、その温度範囲は狭
い。寸だ上記式CA)において、 PS値が、DOBA
MI3t、、”の類縁体より小さく (< 4 nVC
m)。
高速応答をピリミジン系化合物からは期待できない。
したがって2分子構造上、これらエステル系の強誘電液
晶化合物とは著しく異なり、しかもPs(自発分極)値
の大きい強誘電液晶化合物の開発が強く望まれている。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明者等は、上記観点から鋭意研究の結果。
安定性にすぐれ、  SC相もしくはSH相に属する温
度範囲が広(、Ps値の大きな強誘◆電性の液晶化合物
及びそれを含有する液晶組成物を見出し2本発明に到っ
た。
すなわち2本発明は、一般式〔■〕 (式中Rは炭素数1〜18個のアルキル基を、*は不斉
炭素原子をそれぞれ示す)で表わされる化合物である。
また本発明は、上記一般式[I)で表わされる化合物を
少なくとも1種含有することを特徴とするカイラルスメ
クチック液晶組成物である。
一般式〔工〕においてホウ素含有骨格部は次のように命
名される。
一般式〔1〕において、Rは炭素数1〜18個のアルキ
ル基をボし、好ましくは炭素数8〜16個の直鎖状アル
キル基である。したがって、上記一般式〔1〕で衣わさ
れる化合物は、214′−[4−(1−メチルヘプチル
オキシ)フェニルオキシカルボニルボリナンと命名する
ことができる。
一般式〔■〕で表わされる化合物の製造法は下記に詳述
するが,製造原料の一つとして光学活性基を有するフェ
ノール化合物が使用される。このフ号公報に記載の5法
で合成できるほか,帝国化学産業社から入手することが
できる。
一般式〔■〕で表わされる化合物の製造法の概略を示す
と次式のようになる。
〔■〕
Ha 18個のアルキル基k(−れぞれ示す〕〔作   用〕 本発明の化合物は次の作用及び特長を示す。
まず水分を含有する雰囲気下において,容易に分解され
うるよつな基,アゾメチン基(−CF−1−ヘー)をも
たず、二重結合に基づく共役系がペンセン環1個の極め
て短い系であるので,湿気,光に対して非常に安定であ
る。次にジオキサンホリナン環の場合と同様に分子長軸
の分極が大きくなり,分子間相互昨月によってSC相が
安定に存在する。
サラに立体的に,ジオキサボリナン環は少し折れまがっ
た構造を有し,ベンセン環とは同一平面上には存在しな
いため,比較的低い温度範囲でSC*相をとることがで
きる。
また本発明の化合物を他のエステル系液晶やビフェニル
糸液晶,フェニルピリミジン系液晶のような平面構造を
有する液晶と混合した場合には分子間のパラキンクがよ
り不良となシ,相の熱安定性が低下する。この効果は,
最も規則性を必要とする結晶木目において,最も著しい
。このため組成物における融点は著しく低下し,室温附
近の温度を含む広範な温度範囲でSC  相を有する本
発明の液晶組成物を与える。本発明の化合物のPs(自
発分極)値は30 nC/cr1以上と大きいため、混
合系のブレンド材料として用いた場合に、上記融点の降
下の目的を達すると共に、混合系のPs値値開向上せる
ことが可能である。
〔実  施  例〕
以「に実施例を例示して本発明全説明するが。
実施例中の%は重量%を示すものとする。
攪拌器、温度計2滴トー漏斗及び還流冷却器を備えた2
tの三ツロフラスコに、水素化リチウムアルミニウム1
5?(0,4モ/l/)と無水エーゾ/L/600rn
l。
を仕込み、激しく攪拌してサスペンドさせた液中に2−
アルキルマロン酸02モルを無水エーゾ)v20づに溶
解した溶液を内温5℃にて滴下した。滴下終了後は還流
温度にて6時間反応させた。反応終了後1反応生成物を
氷冷し、過剰の水素化リチウムアルミニウムを分解する
ため、水で飽和したエーゾ/v50tnl、ついで5チ
水酸化ナトリウム水溶液10TLek滴1゛L、25℃
にて一夜攪拌した。生成した白色の無機物を広告し、母
液を濃縮後に白色固形物を得た。n−ヘギサンで再結晶
を行ない、下記第3表の2−アルキル−1,3−プロパ
ンジオールを得た。
第   3   表 R−CH(CH20)i ) 2 〔B〕の製造 攪拌器、温度計及び還流冷却器付き共沸脱水器を備えた
200 CCの四ツロフラスコに+製造例1で得た2−
アルキル−1,3〜プロパンジオール0.01モルとパ
ラカルボキシフェニルホロン酸1,617’(0,01
モ/v)をトルエン50rnlと共VC仕込み、還流温
度で共沸脱水を行なった。約1〜2時間で反応を完了し
、第4表の2− (4’−カルポキシフェニ/L/)−
5−アルキ/l’−1,3,2−ジオキサボリナンを得
た。
得られた化合物の物性と共に結果を第4表に示す。
第   4   表 の製造 攪拌器、温度計及び還流冷却器を備えた100cc三ツ
ロフラヌコに、製造例2で’4fc 2−(4’−力/
l/ホキシフェニ/1/)−5−ドデシ#−1,3,2
−ジオキサボリナン(5ミリモ/I/)と塩化チオニル
2.Off仕込み、攪拌下に溶解し、70℃のオイルバ
ヌで2時間反応させた後、過剰の塩化チオニ/L′f減
圧[で留去し、相当する酸塩化物ケ得た。一方上記と同
様)反応容器に4− ((S)−1−メチルへブチルオ
キシ)フェノール(帝国化学産業社製)112?(5ミ
リモ/L/)全仕込み、テトラヒドロフラン20−、ピ
リジン10−ヲ加えて溶解した。このテトラヒドロフラ
ン溶液に上記で合成した酸塩化物を室温で加えた後。
還流温度とし6時間攪拌した。反応終了後、減圧にてテ
トラヒドロフラン及びピリジンを留去し。
残留物全シリカゲルカラムクロマトグラフィー(200
メツシユのシリカゲ/L15QP、展開溶媒ジクロロメ
タン/テトラヒドロフラン−9515)にかけて単離精
製し、  2−14′−[−((S)−1−メチルへブ
チルオキシ)フェニルオキシカルボニル −5−ドデシ/l/−1.3.2−ジオキサボリナンを
78係の収率で得た。
この化合物の構造はIR及びNIVIRスペクトルで確
認した。
I R : 、 K”rd18k1732, 1504
, 1326,1246, 1194。
aX 1070、  704,  642 cm−’NIVL
R  弓”、%”  8.0((1, 4)i)、 7
.0((1, 41−1)。
4、4 〜3.6 (m, sH)、 2. 1 (m
, in)。
1、8 〜0.6(m, 40 〜438)PPm石油
エーテルから再結晶すれば更に純度の良い化合物ン得る
ことかできる。この化合物の相転移温度は第5表の化合
物No. 4に示す通9である。またこの化合物の自発
分極は32 nC/crl ( 39℃)を示した。
同様にして一般式CI)において、Rがメチル基。
エチル基,プロピル基,ブチル基,ペンチル基。
ヘキシル基,ヘプチル基,オクチル基,ノニル基。
デシル基,ウンデシル基,ヘキサデシル基である化合物
を製造することができる。
以上の実施例1と同様にして得られた各化合物?,相転
移温度と共に結果を第5表に示す。
以下の表中の記号は次のことを表わす。
C°結晶相,Sl.素性未決定のスメクチ・ツク相。
s c’l’ 、カイラルスメクチックC相,SA:ス
メクチックA相,土,等方性液体相,Ps:自発分極値
(、nC/i)。
第  5   表 実施例2 第5表の化合物No、 4 、 No、 5及びNo、
 6の本発明の液晶化合物を用いて下記第6表の液晶組
成物を調製し、その相転移温度を測定した結果、第6表
に示す通pであった。
第   6  表 この液晶組成物を、ポリイミド膜を塗布し2表面をラビ
ングして平行配向処理を施し、セル厚を2μmに制御し
た透明電極を有するセルに注入したところ、Sc で均
一な配向のセルが得られた。ブた39℃の温度下±15
Vの矩形波電圧を印加すると。
応答時間Q、4ms、コントラスト15の表示素子が得
ら扛た。
実施例3 実施例2で得られた本発明の液晶組成物70%と第2表
に記載の公知のエステル系液晶組成物30係を混合溶解
して液晶組成物?調製し、その相転移温度を測定した結
果2次の通シでおった。
188℃   683℃  84.7℃C−−→Sc−
−−−→SA■ この液晶組成物を実施例2で用いたセルと同様のセルに
注入したところ、 Sc  で均一な配向のセルを得る
ことができた。このセルの25℃での応答時間1.3 
ms、コントラスト13であった。エステル糸材料の他
にビフェニル系、ピリミジン系液晶化合物などとの混合
によっても融点ケ下げ、  Sc  の温度範囲を拡大
することが可能であった。
〔発明の効果〕
上記実施例1(第5表)で示したように2本発明の化合
物は、広い温度範囲でSC相を呈し2 強誘電性を有す
る化合物であシ、また実施例2〜3の結果から室温を含
む広い範囲のカイラルスメクチック液晶組成物を得てい
く上で、有効な成分となることは明らかである。このよ
うな効果は本発明によシはじめて達成される。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 (式中Rは炭素数1〜18個のアルキル基を、*は不斉
    炭素原子をそれぞれ示す)で表わされる化合物。
  2. (2)一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 (式中Rは炭素数1〜18個のアルキル基を、*は不斉
    炭素原子をそれぞれ示す)で表わされる化合物を少なく
    とも1種含有することを特徴とするカイラルスメクチッ
    ク液晶組成物。
JP63004079A 1988-01-11 1988-01-11 液晶材料 Expired - Fee Related JPH0778064B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025002419A1 (zh) * 2023-06-30 2025-01-02 浙江大学 一种糖响应性分子连接器及其制备方法和应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2025002419A1 (zh) * 2023-06-30 2025-01-02 浙江大学 一种糖响应性分子连接器及其制备方法和应用

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