JPH032853B2

JPH032853B2 -

Info

Publication number: JPH032853B2
Application number: JP14338081A
Authority: JP
Inventors: Takashi Inukai; Kenji Furukawa
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1981-09-11
Filing date: 1981-09-11
Publication date: 1991-01-17
Also published as: JPS5846040A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は液晶材料に添加してカイラル性を付与
するための光学活性な添加剤に関するものであ
る。光学活性物質を添加することによつて液晶材料
にカイラル性が付与されることは既に知られてい
る。そのような光学活性物質としては、それ自体
が液晶であるコレステリツク液晶物質、及びそれ
自体は液晶性を有しない光学活性体に２分するこ
とが出来る。本発明の物質は第２の群に属するも
のである。液晶への添加物としては、添加物自体がコレス
テリツク液晶であることが元来は好ましいであろ
う。しかしコレステリツク液晶物質のうち、コレ
ステロールの誘導体であるものは不安定であり、
又、コレステロール誘導体でないものは化学構造
上の制限から製造工程が複雑となり、実際上産業
的に使用されるには制限がある。従つてコレステ
リツク液晶という範囲を越えて好適な光学活性物
質を探索することによつて添加剤の種類及び性質
を大巾に拡大することが望まれる。しかしこのよ
うな非コレステリツク光学活性物質はそれ自身が
液晶でないためもし多量に添加しなければならな
いならば、母体液晶材料に好ましくない影響を与
えるであろう。例えば液晶相の破壊、或はそれ程
でなくても液晶温度範囲上限の著しい低下、及び
液晶秩序度（オーダーパラメター）の低下、耐光
性の劣悪化などが生ずる危険性がある。本発明者らは先にこの種の化合物としてｐ−
（２−メチル−ブトキシ）安息香酸p′−シアノフ
エニルエステルを発明し出願した（特願昭50−
12261号（特開昭51−87181号）、特願昭51−2287
号（特開昭52−87138号））外、いくつかの光学活
性物質を発明して来ている。これらの物質は母体
であるネマチツク液晶に１重量％程度添加するこ
とによつて、ねじれネマチツク型表示セル（TN
セル）のいわゆるリバースツイストドメイン（一
種のしま模様）の生成の防止に極めて有効に利用
されて来た。しかし近年コレステリツクネマチツ
ク相転位型表示やホワイトテーラー型ゲスト・ホ
スト表示等が盛んに研究されるに及んで、これら
の光学活性剤を利用したのでは、コレステリツク
ピツチを充分に短くすることが困難となつて来
た。従つて、より短いコレステリツクピツチを与
えうるような添加物が必要となつて来た。本発明
者らは上記の如き見地より、非液晶性ではあつて
も液晶と類似の構造を有し、コレステリツクピツ
チを短くすることが出来る物質を探策した結果、
４，4′−ジフエニルジカルボン酸と光学活性アル
コールとのジエステルが上記の様な目的に対して
好適な物質であることを見出し本発明に到達し
た。即ち、本発明は４，4′−ビフエニルジカルボン
酸と、一般式（上式中、Ｒは炭素数２〜８の直鎖アルキル基
であり、ｍは０又は１である）で表わされる１級又は２級の光学活性アルコール
とのジエステル類である。本発明の物質は、４，4′−ビフエニルジカルボ
ン酸のジ酸塩化物と光学活性アルコールをピリジ
ンのような塩基性溶媒中で反応させることによつ
て容易にえられる。光学活性アルコールとして
は、市場で容易に入手しうるもの、具体的には
（−）２−メチル−ブチルアルコールのような一
級アルコール、（＋）２−ブチルアルコール、
（−）２−ブチルアルコール、（＋）２−オクチル
アルコールのような二級アルコールを好適なもの
として上げることが出来る。本発明のジエステル
のうち、カルボキシル基と結合する炭素原子が光
学活性炭素原子である場合にコレステリツクピツ
チを短くする効果が最も大きい。例えば、次式
（）で表わされる（＋）２−オクチルアルコールのジ
エステルは市販のシアノビフエニル系液晶混合物
であるLIXON GR63（チツソ(株)製）中に5.2重量
％添加した場合にコレステリツクピツチ1.04μm
を与える。外挿法によつて化合物（）自身のコ
レステリツクピツチ（化合物（）自身はコレス
テリツク液晶ではないが）を推定し、捩り能の目
安を求めると0.05μmとなる。この値を、市販の
4′−（２−メチルブチル）−４−シアノ−ビフエニ
ル（例えばBDH社製のCB15）のコレステリツク
ピツチ0.16μと対比すれば、化合物（）が極め
て強力な捩り能を有することが明瞭であろう。化
合物（）は液晶相に左向きの捩れを誘起する。
もし（−）２−オクチルアルコールとのジエステ
ルを作れば、右向きの捩れを誘起するであろう。
化合物（）を使用してTNセルのリバースドメ
インの生成を防止するには0.01〜0.02％（重量、
以下同じ）の添加で充分である。又誘電率異方性
が正の液晶を母体とし、色素をゲストとして添加
するホワイト・テーラー型相転位による液晶表示
の場合には0.02〜1.0％（標準値0.6％）の添加、
色素を添加しないコレステリツク・ネマチツク相
転位による液晶表示では、0.1〜3.0％（標準値２
％）の添加、又誘電率異方性が負の液晶を母体と
し色素をゲストとして添加する逆ホワイト・テー
ラー型相転位によるポジ型カラー表示の場合には
0.02〜1.0％（標準値0.6％）の添加で充分である。
尚ここに示す添加量は、液晶表示セルのギヤツプ
を10μmとした場合であり、添加量の好適値はギ
ヤツプとほぼ反比例する。又、（−）２−メチル−ブチルアルコールとの
ジエステルは同じくLIXON GR63中に8.6％添加した場合は
コレステリツクピツチは2.33μmになる。外挿法
によつて化合物（）自身のコレステリツクピツ
チ（化合物（）自身もコレステリツク液晶では
ないが）を推定し、捩り能の目安を求めると
0.2μmとなる。この値を、上記CB15の値0.16μと
対比すれば、化合物（）もCB15と同程度の捩
り能力を有し充分利用しうるものであることがわ
かる。化合物（）は液晶相に右向きの捩れを誘
起する。化合物（）を使用してTNセルのリバ
ースドメインの生成を防止するには0.04〜0.08％
の添加で充分である。又、誘電率異方性が正の液
晶をホストとし、色素をゲストとして添加するホ
ワイト・テーラー型相転位による液晶表示の場合
には２％前後、色素を添加しないコレステリツ
ク・ネマチツク相転位により液晶表示では10％前
後、又誘電率異方性が負の液晶をホストとし色素
をゲストとして添加する逆ホワイト・テーラー型
相転位によるポジ型カラー表示の場合には２％前
後の添加で充分である。以下、実施例により本発明の化合物の製造法及
び使用例につき更に詳細に説明する。実施例１〔４，4′−ビフエニルジカルボン酸の（−）２
−メチル−ブチルアルコールジエステル（）
の製造〕４，4′−ビフエニルジカルボン酸40ｇ、五塩化
燐70ｇ、キシレン15mlをフラスコに入れ30分間還
流下に加熱し、のち氷冷すると、４，4′−ビフエ
ニルジカルボン酸ジ塩化物の結晶が析出する。こ
の結晶を350mlの乾燥ベンゼンより再結晶して
28.3ｇの結晶（融点182.5〜184℃）を得た。一方
（−）２−メチル−ブチルアルコール16ｇの120ml
ピリジン溶液を氷冷撹拌し、先に得られたジ塩化
物の19ｇを約10分間にわたつて加えてのち20分間
撹拌し、更に80℃で１時間撹拌した。冷却してか
ら氷と6N塩酸を加えて酸性にし、更にベンゼン
を加えて生成物を溶解させてからベンゼン層を水
洗した。ベンゼン層からベンゼンを留去し残留物
をエタノールより２回再結晶して、12.8ｇの結晶
をした。融点47〜48℃、比旋光度〔α〕²⁵゜_D7.4゜（10
重量％のクロロホルム溶液で測定）。又このもの
の元素分析値は次の如く理論値とよ一致してい
た。分析値計算値（C₂₄H₃₀O₄として）Ｃ 75.0％ 75.36％Ｈ 8.0％ 7.91％実施例２〔４，4′−ビフエニルジカルボン酸の（＋）２
−オクタノールジエステル（）の製造〕（＋）２−オクタノール10ｇの100mlのピリジ
ン溶液を氷令撹拌し実施例１で使用した４，4′−
ビフエニルジカルボン酸ジ塩化物10.4ｇを約10分
間にわたつて加え、のち20分間撹拌し、更に80℃
で３時間撹拌した。得られた反応液にベンゼン、
氷及び6N塩酸を加えて酸性にして有機層を分液
しこれを水洗した。ベンゼンを減圧で留去し、残
留物をヘキサンに溶解してアルミナカラムを通過
させて黄色爽雑物を吸着除去した後、ヘキサンを
留去して無色油状物を得た。これを少量のヘキサ
ンにより再結晶して5.5ｇの結晶物を得た。この
結晶の融点は16.5〜120℃、比旋光度〔α〕²⁵゜_D＝＋
65゜（10重量％のクロロホルム溶液で測定）であつ
た。又このものの元素分析値は次の如く理論値と
よく一致していた。分析値計算値（C₃₀H₄₂O₄として）Ｃ 77.0％ 77.21％Ｈ 9.1％ 9.07％実施例３（応用例１）トランス−４−プロピル−（４−シアノフエニ
ル）−シクロヘキサン 30部（重量以下同じ）トランス−４−ペンチル−（４−シアノフエニ
ル）−シクロヘキサン 40部トランス−４−ヘプチル−（４−シアノフエニ
ル）−シクロヘキサン 30部からなるネマチツク液晶組物Ａに実施例２で得ら
れた（）式の化合物を0.7％添加すると、その
ピツチが9μmであるコレステリツク液晶が得られ
る。このコレステリツク液晶にゲストとしてＤ−
16（BDH社製）なる色素を１％添加し、任意のパ
ターンにエツチングされた透明電極を有する液晶
セルに注入する。ただ、この液晶セルは液晶分子
が透明電極板に平行にならぶように、ラビング等
の処理がなされている。このゲストを含むコレス
テリツク液晶を充てんした液晶セルの電極に32Hz
の短形波を印加すると、電圧無印加時には青紫色
を呈していたものが、しきい電圧2.5Vを越える
と昇圧するにしたがつて透明となる、いわゆるホ
ワイト・テイラー型のネガ表示のカラー液晶表示
が出来た。従来市販されている光学活性物質、例えばテレ
フタル酸の（＋）２−オクタノールジエステル
（CM−14，チツソ(株)製）、４（２−メチル−ブチ
ル）ビフエニル−４−カルボン酸の４−トランス
−ベンチルシクロヘキサノールエステル（CM−
20、チツソ(株)製）、4′−（２−メチル−ブチル）−
４−シアノフエニル（CB−15，BDH社製）など
を用いる場合には、上記と同様な表示を行なう場
合には約２％を添加する必要がある。しかし化合
物（）を用いればわずかに0.7％するだけで良
い。このことは母液晶の物理的特性を損うことな
く、カイラルネマチツク液晶とすることができ、
非常に有意義なものである。実施例４〜８原料アルコールを変えて実施例２に準じた方法
により、第１表に示す実施例４〜８の化合物を得
た。それらの融点および実施例３で用いた液晶組
成物Ａに各化合物を１％添加した時のねじり方向
を第１表に示す。

【表】実施例９〜14 （応用例２〜７）トランス−４−プロピル−（４−シアノフエニ
ル）シクロヘキサン 24重量部トランス−４−ペンチル−（４−シアノフエニ
ル）シクロヘキサン 36重量部トランス−４−ヘプチル−（４−シアノフエニ
ル）−シクロヘキサン 25重量部トランス−４−ペンチル−（4′−シアノフエニ
ル−４−イル）−シクロヘキサン 15重量部からなるネマチツク液晶組成物Ｂに実施例２およ
び実施例４〜８で得られた化合物を所定量添加し
てTNセルに注入したところリバースドメインの
ない、表示品位の優れた素子が得られた。第２表
に該化合物の添加量とコレステリツクピツチを示
す。実施例９〜14に示した組成物の液晶温度範囲の
上限は組成物Ｂの上限と変わらず、本発明の化合
物が非常に有効な添加剤であることがわかる。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１４，4′−ビフエニルジカルボン酸と一般式（上式中、Ｒは炭素数２〜８の直鎖アルキル基
であり、ｍは０又は１である）で表わされる１級又は２級の光学活性アルコール
とのジエステル類。