JPH02264745A - 光学活性乳酸誘導体 - Google Patents
光学活性乳酸誘導体Info
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- JPH02264745A JPH02264745A JP1084909A JP8490989A JPH02264745A JP H02264745 A JPH02264745 A JP H02264745A JP 1084909 A JP1084909 A JP 1084909A JP 8490989 A JP8490989 A JP 8490989A JP H02264745 A JPH02264745 A JP H02264745A
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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。
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〕
本発明は電気光学的表示材料として有用な新規光学活性
化合物及びそれを含有する液晶組成物に関するものでミ
特に強誘電性を有する液晶材料を提供するものであり、
従来の液晶材料と比較して、特に応答性、メモリー性に
すぐれた液晶デバイス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。
化合物及びそれを含有する液晶組成物に関するものでミ
特に強誘電性を有する液晶材料を提供するものであり、
従来の液晶材料と比較して、特に応答性、メモリー性に
すぐれた液晶デバイス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。
現在、広く用いられている液晶表示素子は主にネマチッ
ク液晶を利用したTN型と呼ばれるものであって、多く
の長所・利点を有しているもののその応答性においては
、CRTなどの発光型の表示方式と比較すると、格段に
遅いという大きな欠点があった。TN型以外の液晶表示
方式も、多く検討されているが、その応答性における改
善はなかなかなされていない。
ク液晶を利用したTN型と呼ばれるものであって、多く
の長所・利点を有しているもののその応答性においては
、CRTなどの発光型の表示方式と比較すると、格段に
遅いという大きな欠点があった。TN型以外の液晶表示
方式も、多く検討されているが、その応答性における改
善はなかなかなされていない。
ところが、強誘電性スメクチック液晶を利用した液晶デ
バイスでは、従来の100〜1000倍の高速応答が可
能で、かつ多安定性を有するため、電源を切っても表示
の記憶が得られる。(メモリー効果)ことが、最近明ら
かになった。このため、光シヤツターやプリンターヘッ
ド、薄型テレビ等への利用可能性が極めて大きく、現在
、各方面で実用化に向けて開発研究がなされている。
バイスでは、従来の100〜1000倍の高速応答が可
能で、かつ多安定性を有するため、電源を切っても表示
の記憶が得られる。(メモリー効果)ことが、最近明ら
かになった。このため、光シヤツターやプリンターヘッ
ド、薄型テレビ等への利用可能性が極めて大きく、現在
、各方面で実用化に向けて開発研究がなされている。
強誘電性液晶は、液晶相としてはチルト系のキラルスメ
クチック相に属するものであるが、その中でも、実用的
に望ましいものとは、最も粘度の低いキラルスメクチッ
クC(以下S01′と省略する)相と呼ばれるものであ
る。
クチック相に属するものであるが、その中でも、実用的
に望ましいものとは、最も粘度の低いキラルスメクチッ
クC(以下S01′と省略する)相と呼ばれるものであ
る。
SC′″相を示す液晶化合物(以下、SC0化合物とい
う、)はこれまでにも検討されてきており、既に数多く
の化合物が合成されている。しかしながら、これらのS
C2化合物には単独では強誘電性液晶表示用光スイツチ
ング素子として用いるための以下の条件、即ち、 (イ)室温を含む広い温度範囲で強誘電性を示すこと (ロ)高温域において適当な相系列を有すること (ハ)特にキラルネマチック(以下、NIと省略する。
う、)はこれまでにも検討されてきており、既に数多く
の化合物が合成されている。しかしながら、これらのS
C2化合物には単独では強誘電性液晶表示用光スイツチ
ング素子として用いるための以下の条件、即ち、 (イ)室温を含む広い温度範囲で強誘電性を示すこと (ロ)高温域において適当な相系列を有すること (ハ)特にキラルネマチック(以下、NIと省略する。
)相において長いら旋ピッチを示すこと(ニ)適当なチ
ルト角を持つこと (ホ)粘性が小さいこと (へ)自発分極がある程度以上大きな値であること さらに (ト)(ロ)及び(ハ)の結果として良好な配向を示す
こと (チ)(ホ)及び(へ)の結果として、高速の応答性を
示すこと をすべて満足するようなものは知られていなかった。
ルト角を持つこと (ホ)粘性が小さいこと (へ)自発分極がある程度以上大きな値であること さらに (ト)(ロ)及び(ハ)の結果として良好な配向を示す
こと (チ)(ホ)及び(へ)の結果として、高速の応答性を
示すこと をすべて満足するようなものは知られていなかった。
そのため、現在では、SC″′相を示す液晶組成物(以
下、S01液晶組成物という。)が検討用等に用いられ
ているのが、実情である。
下、S01液晶組成物という。)が検討用等に用いられ
ているのが、実情である。
SC1液晶組成物の調製方法としては、強誘電性を示さ
ず、キラルでないスメクチックC(以下、SCと省略す
る。)相を示す液晶化合物又は組成物(以下、母体液晶
という。)に、キラルな化合物(以下、キラルドーバン
トという。)を添加するのが一般的である。しかし、こ
の方法では、キラルドーバントとしてよほど大きな自発
分極を示すものでないと、S00組成物の自発分極が小
さ(なりすぎて、高速応答を示さなくなる。キラルドー
バントとしては、液晶相を示すことは必ずしも必要では
ないが、母体液晶に加えた場合にその温度域(特にSC
*相)をあまり低くしないことが望ましい。さらに、強
い自発分極を示しうるような液晶性化合物では、その液
晶相に対する捩り力が強いものが多く、ら旋の出現する
SC”相、N8相において、そのら旋ピッチが短くなる
ため、その配向性に悪影響を与える。そのため、強い自
発分極を示しうるような液晶性化合物をキラルドーバン
トとして用いるためには、その添加量を制限するか、あ
るいは捩れの方向の逆のキラル化合物を加えてSC3液
晶組成物のら旋ピッチを調整する必要があった。この場
合、換れ方向の逆のキラル化合物の自発分極の方向も逆
向きであるならば組成物の自発分極が相殺されて小さく
なるなど、そのら旋ピッチ調整には面倒な問題が多かっ
た。
ず、キラルでないスメクチックC(以下、SCと省略す
る。)相を示す液晶化合物又は組成物(以下、母体液晶
という。)に、キラルな化合物(以下、キラルドーバン
トという。)を添加するのが一般的である。しかし、こ
の方法では、キラルドーバントとしてよほど大きな自発
分極を示すものでないと、S00組成物の自発分極が小
さ(なりすぎて、高速応答を示さなくなる。キラルドー
バントとしては、液晶相を示すことは必ずしも必要では
ないが、母体液晶に加えた場合にその温度域(特にSC
*相)をあまり低くしないことが望ましい。さらに、強
い自発分極を示しうるような液晶性化合物では、その液
晶相に対する捩り力が強いものが多く、ら旋の出現する
SC”相、N8相において、そのら旋ピッチが短くなる
ため、その配向性に悪影響を与える。そのため、強い自
発分極を示しうるような液晶性化合物をキラルドーバン
トとして用いるためには、その添加量を制限するか、あ
るいは捩れの方向の逆のキラル化合物を加えてSC3液
晶組成物のら旋ピッチを調整する必要があった。この場
合、換れ方向の逆のキラル化合物の自発分極の方向も逆
向きであるならば組成物の自発分極が相殺されて小さく
なるなど、そのら旋ピッチ調整には面倒な問題が多かっ
た。
そのためキラルドーバントの主成分として用いる化合物
では、強い自発分極に加えてそのら旋ピッチが充分長い
化合物が望まれていた。
では、強い自発分極に加えてそのら旋ピッチが充分長い
化合物が望まれていた。
また、ら旋ピッチ調整の目的には、ら旋ピッチが非常に
短い化合物を用いると、その使用量は少量ですむため有
利である。このような化合物は、ネマチック液晶に対す
る添加剤として、STN液晶等に好適に用いることがで
きる。
短い化合物を用いると、その使用量は少量ですむため有
利である。このような化合物は、ネマチック液晶に対す
る添加剤として、STN液晶等に好適に用いることがで
きる。
キラルドーパントとして用いられてきた化合物における
代表的な光学活性な基の1つとして、ル基を表わす。)
をあげることができる。この基を有する化合物はS09
液晶化合物としても多数知られている。このような化合
物では自発分極が大きく、例えば、エステル結合と不斉
炭素の間にCH。
代表的な光学活性な基の1つとして、ル基を表わす。)
をあげることができる。この基を有する化合物はS09
液晶化合物としても多数知られている。このような化合
物では自発分極が大きく、例えば、エステル結合と不斉
炭素の間にCH。
CH2−の挿入された型である一coociizcn・
CtH。
CtH。
を有するSC′″液晶化合物と比較すると1桁大きいこ
とが報告されており、R3=n−C6H13のものでは
100nC/cm”に近い値も知られている(第11回
液晶討論会予稿集P172)。
とが報告されており、R3=n−C6H13のものでは
100nC/cm”に近い値も知られている(第11回
液晶討論会予稿集P172)。
は、以下に示すような相転移温度(°C)N”−sc”
転移点の10″低温部(1における自発分極は、78n
C/cm” 4部(82,8°C)において144n
C/cm”を示し、4 21.8°C) 9°低温 である。
転移点の10″低温部(1における自発分極は、78n
C/cm” 4部(82,8°C)において144n
C/cm”を示し、4 21.8°C) 9°低温 である。
(Crは結晶相、N”はキラルネマチック相を各々表わ
す。) 素原子数1〜10のアルキル基を表わす。)であられさ
れる乳酸より導かれた光学活性な2−アルコキシ−プロ
パノイルオキシ基を有する化合物においては、本発明者
らによる測定によると100nC/cm”以上の大きな
自発分極を示すことを確認している。(例えば、 化合物においても100nC/cツ2を越える大きな自
発分極が得られている。しかしながら、この程度の値の
自発分極を有する液晶化合物は、組成物中に用いる割合
も多くなり、応答性の面からみると充分とは言えなかっ
た。
す。) 素原子数1〜10のアルキル基を表わす。)であられさ
れる乳酸より導かれた光学活性な2−アルコキシ−プロ
パノイルオキシ基を有する化合物においては、本発明者
らによる測定によると100nC/cm”以上の大きな
自発分極を示すことを確認している。(例えば、 化合物においても100nC/cツ2を越える大きな自
発分極が得られている。しかしながら、この程度の値の
自発分極を有する液晶化合物は、組成物中に用いる割合
も多くなり、応答性の面からみると充分とは言えなかっ
た。
本発明が解決しようとする課題は、キラルドーバントの
全部又はキラルドーパントの構成成分として母体液晶に
混合することにより、極めて太きな自発分極を誘起し室
温を含む広い温度範囲でsc”相を示し、良好な配向性
を有し、かつ高速λ1ぶ答を示す液晶組成物が得られる
ような化合物を提供し、またそのような組成物を提供す
ることにある。
全部又はキラルドーパントの構成成分として母体液晶に
混合することにより、極めて太きな自発分極を誘起し室
温を含む広い温度範囲でsc”相を示し、良好な配向性
を有し、かつ高速λ1ぶ答を示す液晶組成物が得られる
ような化合物を提供し、またそのような組成物を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段]
本発明は上記課題を解決するために、一般式合にsc”
相の上限温度が低下する傾向にあり、m=n=1の場合
には上式の化合物の粘度が高くなる1頃向にあるので、
m + n = 1の場合が好ましい。
相の上限温度が低下する傾向にあり、m=n=1の場合
には上式の化合物の粘度が高くなる1頃向にあるので、
m + n = 1の場合が好ましい。
■は−COO−又は−COC−を表わす。
C0及びC−は各々独立的に(R)又は(S)配置の不
斉炭素原子を表わすが、各々の絶対配置が同一の場合に
は、両側のキラル基 ・・・ (1) で表わされる化合物を提供する。
斉炭素原子を表わすが、各々の絶対配置が同一の場合に
は、両側のキラル基 ・・・ (1) で表わされる化合物を提供する。
上式においてR′は炭素原子数2〜10のアルキル基を
表わL7、 R2は炭素原子数1〜10のアルキル基を表わすが、好
ましくはR1及びR1各々独立的に炭素原子数3〜8の
直鎖錠アルキル基を表わす。
表わL7、 R2は炭素原子数1〜10のアルキル基を表わすが、好
ましくはR1及びR1各々独立的に炭素原子数3〜8の
直鎖錠アルキル基を表わす。
m及びnは各々独立的に0又は1を表わすが、m−n=
oである場合には、母体液晶に添加した場自発分極の向
きが相反し、打ち消し合って小さ(なるの傾向にあるの
で、各々の絶対配置が(R)と(S)又は(S)と(R
)のように相異なることが好ましい。
oである場合には、母体液晶に添加した場自発分極の向
きが相反し、打ち消し合って小さ(なるの傾向にあるの
で、各々の絶対配置が(R)と(S)又は(S)と(R
)のように相異なることが好ましい。
本発明に係わる一般式(I)の化合物は、例えば以下の
ようにして製造することができる。
ようにして製造することができる。
(i)Vが−COO−の場合
(ii )
■が
OC0
の場合
(II)
(V)+ (■)
■
(■)
(■)’ + (V)’
■
(1)V=OC0
・・・ (1−b)
(上記式中、m、n、R’ 、R2,C”及びC″″は
一般式(I)におけるものと各々同様の意味を有する。
一般式(I)におけるものと各々同様の意味を有する。
また、Xは塩素、臭素、ヨウ素又はp −トルエンスル
ホニルオキシ基等の脱離基を表わす、)即ち、一般式C
I)においてVが−COO−を表わす化合物の場合には
、一般式(I[)で表わされる3−フルオロ−4−ヒド
ロキシ安息香酸(m=0の場合)、又は3′−フルオロ
−4′−ヒドロキシ−4−ビフェニルカルボン酸(m=
1の場合、この化合物は本発明者らが、特開昭62−1
78544号公報において示した合成法に基づいて製造
した。)を塩基存在下、一般式(1)の化合物と反応さ
せて一般式(IV)で表わされる光学活性カルボン酸と
し、さらに塩化チオニル等で処理することにより、一般
式(V)で表わされる光学活性の酸塩化物が得られる。
ホニルオキシ基等の脱離基を表わす、)即ち、一般式C
I)においてVが−COO−を表わす化合物の場合には
、一般式(I[)で表わされる3−フルオロ−4−ヒド
ロキシ安息香酸(m=0の場合)、又は3′−フルオロ
−4′−ヒドロキシ−4−ビフェニルカルボン酸(m=
1の場合、この化合物は本発明者らが、特開昭62−1
78544号公報において示した合成法に基づいて製造
した。)を塩基存在下、一般式(1)の化合物と反応さ
せて一般式(IV)で表わされる光学活性カルボン酸と
し、さらに塩化チオニル等で処理することにより、一般
式(V)で表わされる光学活性の酸塩化物が得られる。
一方、一般式(Vl)で表わされるヒドロキノン(n=
0の場合)又はビフェノール(n=1の場合)と一般式
(■)で表わされる乳酸から導かれた光学活性の酸塩化
物とから本発明者らが、特開昭63−115848号公
報において示した方法により、一般式(〜■)で表わさ
れる光学活性のフェノール誘導体が得られる。式(V)
の化合物と式(■)の化合物とをピリジン等の存在下、
反応させて1、■が−COO−の場合の一般式(1−a
)の化合物を得ることができる。あるいは式(IV)の
化合物と式(■)の化合物とを脱水縮合剤直接反応させ
ても得ることができる。
0の場合)又はビフェノール(n=1の場合)と一般式
(■)で表わされる乳酸から導かれた光学活性の酸塩化
物とから本発明者らが、特開昭63−115848号公
報において示した方法により、一般式(〜■)で表わさ
れる光学活性のフェノール誘導体が得られる。式(V)
の化合物と式(■)の化合物とをピリジン等の存在下、
反応させて1、■が−COO−の場合の一般式(1−a
)の化合物を得ることができる。あるいは式(IV)の
化合物と式(■)の化合物とを脱水縮合剤直接反応させ
ても得ることができる。
Vが一0CO−を表わす場合には、一般式(V)′で表
わされる乳酸から導かれた光学活性な酸塩化物と、一般
式(■)′で表わされるフッ素置換の光学活性なフェノ
ール誘導体とから、(i)の場合と同様にして製造する
ことができる。
わされる乳酸から導かれた光学活性な酸塩化物と、一般
式(■)′で表わされるフッ素置換の光学活性なフェノ
ール誘導体とから、(i)の場合と同様にして製造する
ことができる。
式(■)′の化合物は、例えば一般式(■)′で表わさ
れる2−フルオロフェノール(m−0の場合) 、又は
2−フルオロ−4−フェニルフェノール(m=1の場合
)をアセチル化して−・般式(IX)で表わされる化合
物とし、さらに弐(III)の化合物と反応させて、一
般式(X)で表わされる光学活性なフッ素置換゛アセト
フェノン誘導体とし、次に、ギ酸中、過酸化水素で酸化
し、次いでアルカリ加水分解することにより得ることが
できる。
れる2−フルオロフェノール(m−0の場合) 、又は
2−フルオロ−4−フェニルフェノール(m=1の場合
)をアセチル化して−・般式(IX)で表わされる化合
物とし、さらに弐(III)の化合物と反応させて、一
般式(X)で表わされる光学活性なフッ素置換゛アセト
フェノン誘導体とし、次に、ギ酸中、過酸化水素で酸化
し、次いでアルカリ加水分解することにより得ることが
できる。
式(V)′の化合物は、一般式(■)′で衷わされる4
−ヒドロキシ安息香酸(n=0の場合)、又は4′−ヒ
ドロキシ−4−ビフェニルカルボン酸(n=1の場合)
と、式(■)の化合物から本発明者らが特開昭63−2
30656号公報において示した方法により得ることが
できる。
−ヒドロキシ安息香酸(n=0の場合)、又は4′−ヒ
ドロキシ−4−ビフェニルカルボン酸(n=1の場合)
と、式(■)の化合物から本発明者らが特開昭63−2
30656号公報において示した方法により得ることが
できる。
斯くして製造された一般式(I)の化合物の代表的なも
のの転移m変を第1表に掲げる。
のの転移m変を第1表に掲げる。
尚、液晶相及び相転移温度の測定は、温度調節ステージ
を備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱量計(DSC)を併
用して行ったが、転移温度は、その試料の純度あるいは
測定条件によって若干変動するものである。
を備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱量計(DSC)を併
用して行ったが、転移温度は、その試料の純度あるいは
測定条件によって若干変動するものである。
/
/
第1表においてCrは結晶相、SC1はキシルスメクチ
ックC相、SAはスメクチックA相、■は等方性液体相
を各々表わす。
ックC相、SAはスメクチックA相、■は等方性液体相
を各々表わす。
なお、生成物の純度は1相クロマトグラフィーガスクロ
マトグラフィー、高速液体クロマトグラフィーにより確
認した。構造の確認は核磁気共鳴スペクトル(NMR)
、赤外吸収スペクトル(IR)により行なった。
マトグラフィー、高速液体クロマトグラフィーにより確
認した。構造の確認は核磁気共鳴スペクトル(NMR)
、赤外吸収スペクトル(IR)により行なった。
本発明は、また、液晶組成物を提供する。
本発明の液晶組成物は、一般式(1)の化合物を含有す
る液晶組成物であり、−i式(I)の化合物は、キラル
でない母体液晶に、キラルドーバントとして添加する光
学活性化合物の一部又は全部をなしているものである。
る液晶組成物であり、−i式(I)の化合物は、キラル
でない母体液晶に、キラルドーバントとして添加する光
学活性化合物の一部又は全部をなしているものである。
特に好ましいのは、スメクチックC相を示す母体液晶中
に一般式(1)の化合物を含むキラルドーパントを添加
してなる、強誘電性キラルスメクチック液晶組成物であ
り、あるいはネマチック相を示す母体液晶中に一般式(
1)の化合物を添加してなるキラルネマチック液晶組成
物である。キラルネマチック液晶組成物は、TN型ある
いはSBR型、STN型の液晶表示に用いられる組成物
である。
に一般式(1)の化合物を含むキラルドーパントを添加
してなる、強誘電性キラルスメクチック液晶組成物であ
り、あるいはネマチック相を示す母体液晶中に一般式(
1)の化合物を添加してなるキラルネマチック液晶組成
物である。キラルネマチック液晶組成物は、TN型ある
いはSBR型、STN型の液晶表示に用いられる組成物
である。
本発明は、また上記組成物を用いた液晶表示素子を提供
する。特に強誘電性キラルスメクチック液晶表示素子と
して用いた場合には、後述する実施例にも示すごとくわ
ずか5%の添加により135μ秒の高速応答が可能であ
る。
する。特に強誘電性キラルスメクチック液晶表示素子と
して用いた場合には、後述する実施例にも示すごとくわ
ずか5%の添加により135μ秒の高速応答が可能であ
る。
一般式(I)の化合物の構造的に大きな特徴は、分子の
両側類として互いに異なったキラル基を含有しており、
これらのキラル基がともに大きな自発分極を誘起しうる
ちのであることにある。
両側類として互いに異なったキラル基を含有しており、
これらのキラル基がともに大きな自発分極を誘起しうる
ちのであることにある。
される光学活性基に由来する自発分極は前述のように大
きな自発分極を誘起するが、その方向は、よ(知られた
強誘電性液晶であるp−デシルオキシベンジリデンアミ
ノケイ皮酸(S)−2−メチルブチル(DO8AMBG
)のそれをeと定義するとき、C−の絶対配置が(S
)の場合のであり、(R)の場合θであることも本発明
者らの検討によりわかっている。一方、こうした光学活
性基を含有する化合物は、液晶に対し、螺旋を生じさせ
る力をの向きは、液晶の配向上置も重要であるN*相に
おいて00の絶対配置が(S)の場合右向きであること
が既にわかっている。
きな自発分極を誘起するが、その方向は、よ(知られた
強誘電性液晶であるp−デシルオキシベンジリデンアミ
ノケイ皮酸(S)−2−メチルブチル(DO8AMBG
)のそれをeと定義するとき、C−の絶対配置が(S
)の場合のであり、(R)の場合θであることも本発明
者らの検討によりわかっている。一方、こうした光学活
性基を含有する化合物は、液晶に対し、螺旋を生じさせ
る力をの向きは、液晶の配向上置も重要であるN*相に
おいて00の絶対配置が(S)の場合右向きであること
が既にわかっている。
により、報告している事実であるが、片側にだけ本化合
物(1)と同様のキラル基を有する化合物においてはc
”、c”の絶対配置とその自発分極及びN9相における
螺旋ピッチの関係は下記第2表の通りであるので本化合
物ではCI 、 Ck*の絶対配置が異なる場合に、そ
の方向を同一とすることが可能である。
物(1)と同様のキラル基を有する化合物においてはc
”、c”の絶対配置とその自発分極及びN9相における
螺旋ピッチの関係は下記第2表の通りであるので本化合
物ではCI 、 Ck*の絶対配置が異なる場合に、そ
の方向を同一とすることが可能である。
第 2 表
で表わされる光学活性基が誘起する自発分極の方向は、
CIの絶対配置が(S)の場合e、(R)の場合のであ
り、その螺旋の向きは、(S)の場合右、(R)の場合
左である。
CIの絶対配置が(S)の場合e、(R)の場合のであ
り、その螺旋の向きは、(S)の場合右、(R)の場合
左である。
分子の両端に互いに異なる光学活性基を有する化合物に
おいて、各光学活性基がそれぞれ大きい自発分極を誘起
しうる場合には、その方向を同一とすることにより、化
合物として誘起しうる自発分極を非常に大きくすること
が可能であることは、本発明者らが、既に、特開昭63
−230656号公報等C0と00の絶対配置が異なる
場合には、その誘起する螺旋ピッチの向きも相異なる。
おいて、各光学活性基がそれぞれ大きい自発分極を誘起
しうる場合には、その方向を同一とすることにより、化
合物として誘起しうる自発分極を非常に大きくすること
が可能であることは、本発明者らが、既に、特開昭63
−230656号公報等C0と00の絶対配置が異なる
場合には、その誘起する螺旋ピッチの向きも相異なる。
このため、螺旋ピッチを長くするため、螺旋ピッチが逆
向きの化合物を添加するのと同じ効果を示し、本発明の
弐(I)の化合物が誘起する螺旋ピッチをN”相におい
て充分長くすることが可能である。これは配向上、極め
て好都合なことである。
向きの化合物を添加するのと同じ効果を示し、本発明の
弐(I)の化合物が誘起する螺旋ピッチをN”相におい
て充分長くすることが可能である。これは配向上、極め
て好都合なことである。
さて、前述のように本発明の式(1)の化合物は非常に
大きい自発分極を誘起することが可能である。例えば、
第1表に掲げたNaiの化合物は単独でもSC”相を示
すが、これをSC相を示す2環ピリジンからなる組成物
(組成を以下に示す。
大きい自発分極を誘起することが可能である。例えば、
第1表に掲げたNaiの化合物は単独でもSC”相を示
すが、これをSC相を示す2環ピリジンからなる組成物
(組成を以下に示す。
以下、母体液晶(A)と略する。)に5重量%添加して
得られるS01液晶組成物の25°Cにおける自発分極
は4.05 nC/ am”である。これは前述のDO
BAMBCが単独でもその程度の値しか示さない事を考
えると非常に大きい値であることがわかる。
得られるS01液晶組成物の25°Cにおける自発分極
は4.05 nC/ am”である。これは前述のDO
BAMBCが単独でもその程度の値しか示さない事を考
えると非常に大きい値であることがわかる。
相転移温度(°C)
(Nはネマチック相を表わす。)
本発明の一般式(1)の化合物はキラルドーバントとし
て、あるいはキラルドーバントの成分として1重量%以
上添加して、母体液晶と混合してS00液晶組成物とし
て用いるが、高速応答性を得るにはS00液晶組成物中
に5〜40重量%用いるのが望ましい。第1表に示した
ように、一般式(I)の化合物は、単独でもSC′″相
を示すものが多く、液晶組成物に用いた場合、あまり転
移点を低くしないものが多いので好都合である。
て、あるいはキラルドーバントの成分として1重量%以
上添加して、母体液晶と混合してS00液晶組成物とし
て用いるが、高速応答性を得るにはS00液晶組成物中
に5〜40重量%用いるのが望ましい。第1表に示した
ように、一般式(I)の化合物は、単独でもSC′″相
を示すものが多く、液晶組成物に用いた場合、あまり転
移点を低くしないものが多いので好都合である。
本発明の一般式(1)で示される化合物をドーピングす
るSC液晶組成物として用いるべきSC化合物としては
、例えば、下記一般式(A)で表わされるようなフェニ
ルベンゾエート系化合物や一般式(B)で表わされるピ
リジン系化合物をあげることができる。
るSC液晶組成物として用いるべきSC化合物としては
、例えば、下記一般式(A)で表わされるようなフェニ
ルベンゾエート系化合物や一般式(B)で表わされるピ
リジン系化合物をあげることができる。
(式中、R”及びR1は直鎖または分枝のアルキル基、
アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、アルカノイ
ルオキシ基、またはアルコキシカルボニルオキシ基を表
わし、同一であっても異なっていても良い。) (式中、R”、R’は前記一般式Aと同じ)また、一般
式(A)、 (B)を含め、一般式(C)で表わされ
る化合物も同様の目的に使用することができる。
アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、アルカノイ
ルオキシ基、またはアルコキシカルボニルオキシ基を表
わし、同一であっても異なっていても良い。) (式中、R”、R’は前記一般式Aと同じ)また、一般
式(A)、 (B)を含め、一般式(C)で表わされ
る化合物も同様の目的に使用することができる。
ゲン置換体を表わし、同一であっても異なっていてもよ
い。Zaは−coo−、−oco−、−C)1.0−O
CRl−、−CHzCHt−、−CSC−、または単結
合を表す、) また、SC相の温度範囲を高温域に拡大する目的には、
一般式(D)で表わされる3環型化合物を用いることが
できる。
い。Zaは−coo−、−oco−、−C)1.0−O
CRl−、−CHzCHt−、−CSC−、または単結
合を表す、) また、SC相の温度範囲を高温域に拡大する目的には、
一般式(D)で表わされる3環型化合物を用いることが
できる。
(式中、R”
Rhは一般式Aと同じであり、
(式中、R” 、R’は一般式Aと同様であり、であっ
ても異なっていてもよく、2′″zbは前 記一般式(C)のZ&と同様であって、同一であっても
異なっていてもよい。) これらは単独で用いることができるが、2成分以上の組
成物として用いる方がより広い温度範囲が得られるため
好都合である。また(A)〜(D)以外であっても、S
C相を示す化合物であれば同様に用いることもでき、ま
た、SC相を示さない化合物であっても粘性の低い液晶
性の化合物であれば組成物の粘度低下のために加えるこ
とも、応答の高速化には有効な方法であり、この目的の
ためには、両側側鎖がn−アルキル基であるような化合
物が特に有効である。
ても異なっていてもよく、2′″zbは前 記一般式(C)のZ&と同様であって、同一であっても
異なっていてもよい。) これらは単独で用いることができるが、2成分以上の組
成物として用いる方がより広い温度範囲が得られるため
好都合である。また(A)〜(D)以外であっても、S
C相を示す化合物であれば同様に用いることもでき、ま
た、SC相を示さない化合物であっても粘性の低い液晶
性の化合物であれば組成物の粘度低下のために加えるこ
とも、応答の高速化には有効な方法であり、この目的の
ためには、両側側鎖がn−アルキル基であるような化合
物が特に有効である。
さて、得られたSC”液晶組成物は、2枚の透明ガラス
電極間に均一な厚さ(1μm〜20μm程度)で封入す
ることにより、液晶デバイスとして使用することができ
る。良好なコントラストを得るためには、均一に配向し
たモノドメインとする必要があり、このために多くの方
法が試みられている。特に最近では、等方性液体相(1
)→カイラルネマチック相(N” )→スメクチックA
相(SA)→カイラルスメクチックC相(SC”)とい
う相系列を示す液晶を配向処理を施したセルで、特にN
“相のら族ピッチを太き(して、配向させる方法が一般
的によく用いられており、本発明の一般式(1)化合物
は、まさにこの目的にかなうものであるといえる。
電極間に均一な厚さ(1μm〜20μm程度)で封入す
ることにより、液晶デバイスとして使用することができ
る。良好なコントラストを得るためには、均一に配向し
たモノドメインとする必要があり、このために多くの方
法が試みられている。特に最近では、等方性液体相(1
)→カイラルネマチック相(N” )→スメクチックA
相(SA)→カイラルスメクチックC相(SC”)とい
う相系列を示す液晶を配向処理を施したセルで、特にN
“相のら族ピッチを太き(して、配向させる方法が一般
的によく用いられており、本発明の一般式(1)化合物
は、まさにこの目的にかなうものであるといえる。
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
より、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
より、制限されるものではない。
実施例1
(R)−3−フルオロ−4−(1−メチルへブチルオキ
シ)安息香酸4’ −((S)−2−プロポキシプロパ
ノイルオキシ)−4−ビフェニルの合成(第1表の隘1
の化合物) (R)−3−フルオロ−4−(1−メチルへブチルオキ
シ)安息香酸クロリド、(この化合物は3−フルオロ−
4−ヒドロキシ安息香酸とp−トルエンスルホン酸(S
)−1−メチルヘプチルとをジメチルホルムアミド(以
下、DMFという。)中、t−ブトキシカリウム存在下
に、反応させ、酸性にして得られた(R)−3−フルオ
ロ−4−(1−メチルへブチルオキシ)安息香酸を塩化
チオニルと反応させることにより得られた。)382B
及び(S)−2−プロポキシプロピオン酸4′−ヒドロ
キシ−4−ビフェニル(この化合物は、4.4′−ビフ
ェノールと(S)−2−プロポキシプロピオン酸クロリ
ドとをピリジン中で反応させることにより得られた。)
400mgとを塩化メチレン6 +/!に溶解し、ピリ
ジン2 mlを加え40゛Cで6時間攪拌した。
シ)安息香酸4’ −((S)−2−プロポキシプロパ
ノイルオキシ)−4−ビフェニルの合成(第1表の隘1
の化合物) (R)−3−フルオロ−4−(1−メチルへブチルオキ
シ)安息香酸クロリド、(この化合物は3−フルオロ−
4−ヒドロキシ安息香酸とp−トルエンスルホン酸(S
)−1−メチルヘプチルとをジメチルホルムアミド(以
下、DMFという。)中、t−ブトキシカリウム存在下
に、反応させ、酸性にして得られた(R)−3−フルオ
ロ−4−(1−メチルへブチルオキシ)安息香酸を塩化
チオニルと反応させることにより得られた。)382B
及び(S)−2−プロポキシプロピオン酸4′−ヒドロ
キシ−4−ビフェニル(この化合物は、4.4′−ビフ
ェノールと(S)−2−プロポキシプロピオン酸クロリ
ドとをピリジン中で反応させることにより得られた。)
400mgとを塩化メチレン6 +/!に溶解し、ピリ
ジン2 mlを加え40゛Cで6時間攪拌した。
放冷後、エーテルを加え、10%塩酸水、飽和炭酸水素
ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で順次洗滌し、無水
硫酸ナトリウムで脱水した。
ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で順次洗滌し、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粗生成物をシリカゲルカラムク
ロマトグラフィー(留出溶媒:ヘキサン/酢酸エチル混
合系)を用いて精製し、さらにエタノールから再結晶さ
せて表記化合物366mgを得た。(収率50%) 化合物の構造は核磁気共鳴スペクトル(NMR)及び赤
外吸収スペクトルで確認した。
ロマトグラフィー(留出溶媒:ヘキサン/酢酸エチル混
合系)を用いて精製し、さらにエタノールから再結晶さ
せて表記化合物366mgを得た。(収率50%) 化合物の構造は核磁気共鳴スペクトル(NMR)及び赤
外吸収スペクトルで確認した。
NMR:67.9〜8.0(m、2H) 、 7.6(
m、4H) 、 7.25(d、2H) 、 7.18
(d、2H) 、 7.02(m、18)以上芳香族水
素、4.52(w、IH) 、 4.2Hm、IN)以
上−0CR−,3,68(m、IH) 、 3.47(
m、1)1)以上−〇−CH2−,1,59(d、3N
)、1.37(d、3H)。
m、4H) 、 7.25(d、2H) 、 7.18
(d、2H) 、 7.02(m、18)以上芳香族水
素、4.52(w、IH) 、 4.2Hm、IN)以
上−0CR−,3,68(m、IH) 、 3.47(
m、1)1)以上−〇−CH2−,1,59(d、3N
)、1.37(d、3H)。
0.98(t、3)1) 、 0.89(t、3H)以
上CH3,1,25〜1.85(m、l2H)その他の
CH。
上CH3,1,25〜1.85(m、l2H)その他の
CH。
I R: 1770 、1735 、1615 、15
20 、1500.1325゜1300 、1210
、1170 、1025 、1070 。
20 、1500.1325゜1300 、1210
、1170 、1025 、1070 。
1010 、870 、830 、800 、760
(C11−り本化合物はSC8相を示した。その相転移
点は第1表にまとめて示した。
(C11−り本化合物はSC8相を示した。その相転移
点は第1表にまとめて示した。
実施例2
(R)−3’−フルオロ−4’−(1−メチルへブチル
オキシ)−4−ビフェニルカルボン酸(S)−4−(2
−プロポキシプロパノイルオキシ)フェニル(第1表の
Na2の化合物)の合成実施例1において、3−フルオ
ロ−4−ヒドロキシ安息香酸に代えて、3′−フルオロ
−4′ヒドロキシ−4−ビフェニルカルボン酸を用い、
4,4′ −ビフェノールに代えてヒドロキノンを用い
た以外は実施例1と同様にして、表記化合物を得た。
オキシ)−4−ビフェニルカルボン酸(S)−4−(2
−プロポキシプロパノイルオキシ)フェニル(第1表の
Na2の化合物)の合成実施例1において、3−フルオ
ロ−4−ヒドロキシ安息香酸に代えて、3′−フルオロ
−4′ヒドロキシ−4−ビフェニルカルボン酸を用い、
4,4′ −ビフェノールに代えてヒドロキノンを用い
た以外は実施例1と同様にして、表記化合物を得た。
化合物構造はNMR,IRで確認したが、ともに、実施
例1の化合物と近似したパターンを示した。
例1の化合物と近似したパターンを示した。
実施例3
(S)−4−(2−プロポキシプロパノイルオキシ)ビ
フェニル−4−カルボン酸(R)−3−フルオロ−4−
(1メチルへブチルオキシ)フェニル(第1表のNα3
の化合物の合成) (S)−4−(2−プロポキシプロパノイルオキシ)ビ
フェニル−4−カルボン酸クロリド(この化合物は、特
願昭62−204833号公報記載の方法により合成し
た。)と(R)−3−フルオロ−4−(1−メチルへブ
チルオキシ)フェノール(この化合物は、3−フルオロ
−4−ヒドロキシアセトフェノンをDMF中、t−ブト
キシカリウム存在下、p−)ルエンスルホン酸(S)−
1−メチルヘプチルと反応させて、(R)−3−フルオ
ロ−4−(1−メチルヘプチル)アセトフェノンとし、
これを蟻酸中退酸化水素と反応させさらにアルカリ加水
分解することにより得られた。)とを実施例1と同様に
反応させて、表記化合物の白色結晶を得た。
フェニル−4−カルボン酸(R)−3−フルオロ−4−
(1メチルへブチルオキシ)フェニル(第1表のNα3
の化合物の合成) (S)−4−(2−プロポキシプロパノイルオキシ)ビ
フェニル−4−カルボン酸クロリド(この化合物は、特
願昭62−204833号公報記載の方法により合成し
た。)と(R)−3−フルオロ−4−(1−メチルへブ
チルオキシ)フェノール(この化合物は、3−フルオロ
−4−ヒドロキシアセトフェノンをDMF中、t−ブト
キシカリウム存在下、p−)ルエンスルホン酸(S)−
1−メチルヘプチルと反応させて、(R)−3−フルオ
ロ−4−(1−メチルヘプチル)アセトフェノンとし、
これを蟻酸中退酸化水素と反応させさらにアルカリ加水
分解することにより得られた。)とを実施例1と同様に
反応させて、表記化合物の白色結晶を得た。
化合物構造はNMR,IRで確認したが、ともに、実施
例1の化合物と近似したパターンを示した。
例1の化合物と近似したパターンを示した。
実施例4
S00液晶組成物の調製
前記母体液晶(A)95%及び、実施例1の化合物5%
から成るSC“液晶組成物を調製した。
から成るSC“液晶組成物を調製した。
(以下、SC*液晶組成物(A)と略す。)このsc”
液晶組成物(A)は68.5°C以下でsc”相を69
.5°C以下でSA相を79.5°C以下でN9相を各
々示し、それ以上の温度で等方性液体(I)相となった
。また、その融点は不明確であった。
液晶組成物(A)は68.5°C以下でsc”相を69
.5°C以下でSA相を79.5°C以下でN9相を各
々示し、それ以上の温度で等方性液体(I)相となった
。また、その融点は不明確であった。
次に以下の組成からなる母体液晶(B)を調製した。
及び
8.1重量%
二の母体液晶(B)は、76.5“C以下でN相、65
“C以下でSA相、43°C以下でSC相を各り示し、
その融点は一3°Cであった。
“C以下でSA相、43°C以下でSC相を各り示し、
その融点は一3°Cであった。
この母体液晶(B)95%と実施例1の化合物5%から
成るSC0液晶組成物(B)は50.5°C以下でsc
”相を、62.5°C以下でSA相を、74、5 ”C
以下でN”相を各々示した。
成るSC0液晶組成物(B)は50.5°C以下でsc
”相を、62.5°C以下でSA相を、74、5 ”C
以下でN”相を各々示した。
また、この母体液晶(B)95%と実施例2の化合物5
%から成るS01液晶組成物(C)は47.5°C以下
でSC“相を、65,5°C以下でSA相を、74.5
°C以下でN“相を各々示した。
%から成るS01液晶組成物(C)は47.5°C以下
でSC“相を、65,5°C以下でSA相を、74.5
°C以下でN“相を各々示した。
実施例5
表示用素子の作成
実施例4で得たsc”液晶組成物(B)を加熱して等方
性液体とし、これを厚さ2.3μmのポリイミド−片側
ラビング処理を施したセルに充填し、徐冷することによ
り、SC*相を配向させた。このセルに電界強度10
Vp−p/μmの矩形波を印加してその電気光学的応答
速度を測定したところ、25℃で135μ秒、30℃で
123秒という高速応答性が確認された。このときの自
発分極は2.55nC/cm” (25°C) 、2
.41 nC7cm”(30℃)でありチルト角は20
.9@ (25℃)、15.7° (30°C)であっ
た。
性液体とし、これを厚さ2.3μmのポリイミド−片側
ラビング処理を施したセルに充填し、徐冷することによ
り、SC*相を配向させた。このセルに電界強度10
Vp−p/μmの矩形波を印加してその電気光学的応答
速度を測定したところ、25℃で135μ秒、30℃で
123秒という高速応答性が確認された。このときの自
発分極は2.55nC/cm” (25°C) 、2
.41 nC7cm”(30℃)でありチルト角は20
.9@ (25℃)、15.7° (30°C)であっ
た。
次にSC0液晶組成物CB)に代えて、SC*液晶組成
物(A)を用いた以外は同様にしてセルを作成し、その
電気光学応答速度を測定したところ、25°Cで151
μ秒であった。このときの自発分極は4.05 nC/
cm”であり、チルト確は28.4’であった。
物(A)を用いた以外は同様にしてセルを作成し、その
電気光学応答速度を測定したところ、25°Cで151
μ秒であった。このときの自発分極は4.05 nC/
cm”であり、チルト確は28.4’であった。
本発明の一般式(I)の化合物は、キラルドーバントと
て母体となるSC液晶化合物又は組成物に混合してS0
0液晶組成物とした場合において、少量の添加で大きい
自発分極を誘起することができる。また、ら旋ピッチに
おいても特にN*相においてピッチ調整が容易となるら
旋ピッチの比較的大きい化合物、あるいはら族ピッチ調
整等に用いるら旋ピッチの小さい化合物の両方を得るこ
とができる。
て母体となるSC液晶化合物又は組成物に混合してS0
0液晶組成物とした場合において、少量の添加で大きい
自発分極を誘起することができる。また、ら旋ピッチに
おいても特にN*相においてピッチ調整が容易となるら
旋ピッチの比較的大きい化合物、あるいはら族ピッチ調
整等に用いるら旋ピッチの小さい化合物の両方を得るこ
とができる。
また、本発明の化合物は、実施例にも示したように、工
業的にも容易に製造でき、それ自体無色であって、光、
水分、熱等に対する化学的安定性に優れるものであり、
非常に実用的である。
業的にも容易に製造でき、それ自体無色であって、光、
水分、熱等に対する化学的安定性に優れるものであり、
非常に実用的である。
更に、本発明における強誘電性液晶化合物又は本発明の
化合物を含有する組成物は、配向性が良好であり、応答
速度が従来のネマチック液晶の100倍以上と極めて大
きく、液晶デバイスの材料として極めて有用である。
化合物を含有する組成物は、配向性が良好であり、応答
速度が従来のネマチック液晶の100倍以上と極めて大
きく、液晶デバイスの材料として極めて有用である。
手続補正書(0釦
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1は炭素原子数2〜10のアルキル基を表
わし、R^2は炭素原子数1〜10のアルキル基を表し
、Vは−COO−又は−COC−を表わし、m及びnは
各々独立的に0又は1を表わし、C^*及びC^*^*
は各々独立的に絶対配置が(R)又は(S)配置の不斉
炭素原子を表わす。)で表わされる光学活性化合物。 2、C^*及びC^*^*のうち、一方が(S)配置の
不斉炭素原子であり、他方が(S)配置の不斉炭素原子
である請求項1記載の光学活性化合物。 3、請求項1又は2記載の光学活性化合物を含有する液
晶組成物。 4、強誘電性キラルスメクチック相を示す請求項3記載
の液晶組成物。 5、請求項4記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1084909A JP2732410B2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 光学活性乳酸誘導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1084909A JP2732410B2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 光学活性乳酸誘導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02264745A true JPH02264745A (ja) | 1990-10-29 |
| JP2732410B2 JP2732410B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=13843858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1084909A Expired - Fee Related JP2732410B2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 光学活性乳酸誘導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2732410B2 (ja) |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP1084909A patent/JP2732410B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2732410B2 (ja) | 1998-03-30 |
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