JPH0629224B2 - 液晶性化合物および液晶組成物 - Google Patents
液晶性化合物および液晶組成物Info
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- JPH0629224B2 JPH0629224B2 JP60081688A JP8168885A JPH0629224B2 JP H0629224 B2 JPH0629224 B2 JP H0629224B2 JP 60081688 A JP60081688 A JP 60081688A JP 8168885 A JP8168885 A JP 8168885A JP H0629224 B2 JPH0629224 B2 JP H0629224B2
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- compound
- phase
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 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
り、従来の液晶材料と比較して、特に応答性、メモリー
性に優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。
で、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
性に優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。
＜従来の技術＞ 液晶表示素子は、その低電圧動作、低消費電力性、薄型
表示が可能なこと、受光型で目が疲れないことなどの優
れた特徴を有するため、各種表示素子として広範囲に用
いられている。
表示が可能なこと、受光型で目が疲れないことなどの優
れた特徴を有するため、各種表示素子として広範囲に用
いられている。
現在のところ、表示方式としては、Twisted Nematic
（ＴＮ）型と呼ばれる、ネマチック液晶を材料として用
いるものが一般的である。しかし、このＴＮ型表示素子
においては、他の受光型の表示素子（ＣＲＴなど）と比
較すると応答が非常に遅いという欠点があり、種々の応
用上の制約をうけていた。液晶表示方式としては、ＴＮ
型以外にも、ゲスト−ホスト（ＧＨ）型、動的散乱（Ｄ
Ｓ）型、複屈折制御（ＥＣＢ）型、相転移（ＰＣ）型、
熱効果型等が研究開発されており、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ＴＮ型に比
べて大きく改善されたとは言い難かった。このため、応
答性に優れた新しい液晶表示方式の開発が試みられてき
た。
（ＴＮ）型と呼ばれる、ネマチック液晶を材料として用
いるものが一般的である。しかし、このＴＮ型表示素子
においては、他の受光型の表示素子（ＣＲＴなど）と比
較すると応答が非常に遅いという欠点があり、種々の応
用上の制約をうけていた。液晶表示方式としては、ＴＮ
型以外にも、ゲスト−ホスト（ＧＨ）型、動的散乱（Ｄ
Ｓ）型、複屈折制御（ＥＣＢ）型、相転移（ＰＣ）型、
熱効果型等が研究開発されており、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ＴＮ型に比
べて大きく改善されたとは言い難かった。このため、応
答性に優れた新しい液晶表示方式の開発が試みられてき
た。
強誘電性液晶は、この目的に沿ったものとして、最近に
なって発表されたものであり、（R.B.Mayer et al.,J.P
hysique 36 L69(1975)及びN.A.Clark et al.,Appl.Phy
s.Lett.,36 P899(1980)）これを利用した表示素子は、
従来液晶に比べて約１００倍程度という高速応答が得ら
れ、テレビ等の動画像や高速光シャッター等をはじめと
する、多方面の表示素子への応用が期待できるものであ
る。
なって発表されたものであり、（R.B.Mayer et al.,J.P
hysique 36 L69(1975)及びN.A.Clark et al.,Appl.Phy
s.Lett.,36 P899(1980)）これを利用した表示素子は、
従来液晶に比べて約１００倍程度という高速応答が得ら
れ、テレビ等の動画像や高速光シャッター等をはじめと
する、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り、特に、カイラルス
メクチックＣ（ＳＣ＊）相が、実用的に望ましいもので
ある。
スメクチック相に属するものであり、特に、カイラルス
メクチックＣ（ＳＣ＊）相が、実用的に望ましいもので
ある。
カイラルスメクチックＣ相を示す液晶化合物は、これま
でにも検討されてきており、既にいくつかが知られてい
る。
でにも検討されてきており、既にいくつかが知られてい
る。
代表的なものてして、初めて合成された強誘電性液晶と
して知られている、（Ｓ）−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メート（DOBAMBC
と省略される）などの一連のシッフ塩基系の液晶があげ
られるが、これはいずれも水、光等に対する化学的安定
性の面で難点があり、実用に適したものではなかった。
(1)P.Kelleretal J.de Physique 37 C3(1976)； 2)idem Acad Sc.Paris 282 C639(1976); 3)B.I.Ostrouskiietal Ferroelectrics 24 309(1980)； 4)K.Yoshino et al Japanese J.of Appl.Physics23 L17
5(1984)； ５）磯貝ら 特開昭59-98051号公報） 化学的に安定なカイラルスメクチック液晶として、エス
テル系のものが、既にGoodbyらにより若干報告されてい
る（1)J.W-Goodby et al Liquid Crystal & Ordered Fl
uids Vo14.P1〜； 2)J.W-Goodby T.M.Leslie,Mol.Cryst.Liq.Cryst.110 17
5 1984） しかし、これらはカイラルスメチクック相の出現が高温
域であるか、あるいは低温域であってもモノトロピック
であったりし、またカイラル基の導入工程が煩雑であっ
たり、自発分極が充分大きくなかったりし、いずれにし
ても満足のいくものとは言えなかった。
して知られている、（Ｓ）−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メート（DOBAMBC
と省略される）などの一連のシッフ塩基系の液晶があげ
られるが、これはいずれも水、光等に対する化学的安定
性の面で難点があり、実用に適したものではなかった。
(1)P.Kelleretal J.de Physique 37 C3(1976)； 2)idem Acad Sc.Paris 282 C639(1976); 3)B.I.Ostrouskiietal Ferroelectrics 24 309(1980)； 4)K.Yoshino et al Japanese J.of Appl.Physics23 L17
5(1984)； ５）磯貝ら 特開昭59-98051号公報） 化学的に安定なカイラルスメクチック液晶として、エス
テル系のものが、既にGoodbyらにより若干報告されてい
る（1)J.W-Goodby et al Liquid Crystal & Ordered Fl
uids Vo14.P1〜； 2)J.W-Goodby T.M.Leslie,Mol.Cryst.Liq.Cryst.110 17
5 1984） しかし、これらはカイラルスメチクック相の出現が高温
域であるか、あるいは低温域であってもモノトロピック
であったりし、またカイラル基の導入工程が煩雑であっ
たり、自発分極が充分大きくなかったりし、いずれにし
ても満足のいくものとは言えなかった。
＜発明が解決しようとする課題＞ 本発明者らは、光及び化学的安定性に優れた液晶化合物
としてエステル系化合物に着目し、単独もしくは配合に
より、室温付近でカイラルスメクチックＣ相をとりうる
新規の液晶化合物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。
としてエステル系化合物に着目し、単独もしくは配合に
より、室温付近でカイラルスメクチックＣ相をとりうる
新規の液晶化合物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。
即ち、本発明は、光及び化学的安定性に優れ、かつ無色
で室温作動の可能な新規な強誘電性液晶化合物、及びこ
れを含有する液晶組成物を提供しようとするものであ
る。
で室温作動の可能な新規な強誘電性液晶化合物、及びこ
れを含有する液晶組成物を提供しようとするものであ
る。
＜問題を解決するための手段＞ 本発明は上記問題を解決するために、一般式（Ｉ）（以
下、本発明の化合物又は化合物Ｉと称する） （式中、Ｒは炭素原子数１〜２０のアルキル基又はアル
コキシ基を表わすが、好ましくは炭素原子数８〜１４の
直鎖状アルコキシ基を表わし、ｎは０又は１の整数を表
わし、環Ｘはフッ素原子又は塩素原子によって置換され
た１，４−フェニレン基を表わし、環Ｙは１，４−フェ
ニレン基又はフッ素置換された１，４−フェニレン基を
表わすが、ｎ＝１の場合、環Ｙは１，４−フェニレン基
であることが好ましく、Ｒ*は光学活性なアルキル基を
あらわすが、好ましくは２又は３−メチルブチル基又は
１−メチルアルキル基を表わし、特に、２−メチルブチ
ル基、３−メチルブチル基、１−メチルプロピル基及び
１−メチルヘプチル基から成る群から選ばれる基である
ことが好ましい。） で表わされる化合物及びこの化合物を含有する液晶組成
物を提供する。
下、本発明の化合物又は化合物Ｉと称する） （式中、Ｒは炭素原子数１〜２０のアルキル基又はアル
コキシ基を表わすが、好ましくは炭素原子数８〜１４の
直鎖状アルコキシ基を表わし、ｎは０又は１の整数を表
わし、環Ｘはフッ素原子又は塩素原子によって置換され
た１，４−フェニレン基を表わし、環Ｙは１，４−フェ
ニレン基又はフッ素置換された１，４−フェニレン基を
表わすが、ｎ＝１の場合、環Ｙは１，４−フェニレン基
であることが好ましく、Ｒ*は光学活性なアルキル基を
あらわすが、好ましくは２又は３−メチルブチル基又は
１−メチルアルキル基を表わし、特に、２−メチルブチ
ル基、３−メチルブチル基、１−メチルプロピル基及び
１−メチルヘプチル基から成る群から選ばれる基である
ことが好ましい。） で表わされる化合物及びこの化合物を含有する液晶組成
物を提供する。
液晶における強誘電性は、液晶がチルト系のカイラルス
メクチック相（ＳＣ*、ＳＦ*、ＳＧ*、ＳＨ*、ＳＩ*、
ＳＪ*、ＳＫ*）をとるときに出現するが、化合物Ｉにお
いては、カイラルスメクチック相のうち、最も実用的と
されているＳＣ*相を比較的広い温度範囲でとりうるも
のが多い。
メクチック相（ＳＣ*、ＳＦ*、ＳＧ*、ＳＨ*、ＳＩ*、
ＳＪ*、ＳＫ*）をとるときに出現するが、化合物Ｉにお
いては、カイラルスメクチック相のうち、最も実用的と
されているＳＣ*相を比較的広い温度範囲でとりうるも
のが多い。
また、化合物Ｉの中には、ＳＡ相のみをとってカイラル
スメクチック相をとらないもの、あるいは単独では液晶
性を有さないものも存在するが、これらは複数の化合物
Ｉの配合、あるいは他のカイラルスメクチック液晶化合
物等との配合等により、強誘電性を示し得る液晶組成物
として用いることができる。その場合、高温域にあった
カイラルスメクチック相の温度域を降下させることがで
きる。
スメクチック相をとらないもの、あるいは単独では液晶
性を有さないものも存在するが、これらは複数の化合物
Ｉの配合、あるいは他のカイラルスメクチック液晶化合
物等との配合等により、強誘電性を示し得る液晶組成物
として用いることができる。その場合、高温域にあった
カイラルスメクチック相の温度域を降下させることがで
きる。
液晶がカイラルスメクチック相をとるためには分子が不
斉であり、光学活性であることが必要であり、そのため
に一般には液晶分子中に光学活性な基を置換基として導
入することがなされている。化合物Ｉにおいては光学活
性なアルコールを用い、エステル結合によって分子端に
連結させてその条件を満たしており、その導入は容易で
ある。
斉であり、光学活性であることが必要であり、そのため
に一般には液晶分子中に光学活性な基を置換基として導
入することがなされている。化合物Ｉにおいては光学活
性なアルコールを用い、エステル結合によって分子端に
連結させてその条件を満たしており、その導入は容易で
ある。
カイラルスメクチック液晶が強誘電性液晶として高速の
応答性を有するためには、大きな自発分極（Ｐｓ）を有
する必要がある。化合物Ｉにおいては、分子内でその不
斉炭素の近傍に永久双極子であるカルボニル基を有して
おり、更に用いる光学活性なアルコールによっては、Ｃ
−Ｏ結合やＣ−ハロゲン結合も不斉炭素に隣接して有し
ており、大きな自発分極を有することができる。
応答性を有するためには、大きな自発分極（Ｐｓ）を有
する必要がある。化合物Ｉにおいては、分子内でその不
斉炭素の近傍に永久双極子であるカルボニル基を有して
おり、更に用いる光学活性なアルコールによっては、Ｃ
−Ｏ結合やＣ−ハロゲン結合も不斉炭素に隣接して有し
ており、大きな自発分極を有することができる。
化合物Ｉはその分子骨格中に熱や光、水分等に不安定な
化学結合を全く有しておらず、化学的に充分安定であ
り、その面でも実用に耐え得るものである。
化学結合を全く有しておらず、化学的に充分安定であ
り、その面でも実用に耐え得るものである。
前述のとおり、化合物Ｉは単独あるいは液晶組成物とし
て用いられるが、本発明で言うところの液晶組成物とは
複数の化合物Ｉよりなるか、あるいはその配合成分とし
て化合物Ｉを少なくとも１種含むものであって、液晶性
を有するものである。
て用いられるが、本発明で言うところの液晶組成物とは
複数の化合物Ｉよりなるか、あるいはその配合成分とし
て化合物Ｉを少なくとも１種含むものであって、液晶性
を有するものである。
化合物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。
ることができる。
化合物Ｉは一般式II （式中、Ｒ及び環Ｘは一般式（Ｉ）と同じ意味を表わ
す。） で表わされる酸塩化物（以下、酸塩化物IIと称する。）
と、一般式III （式中、ｎ及び環Ｙは一般式（Ｉ）におけると同じ意味
を表わす。） で表わされる光学活性なフェノール誘導体（以下、フェ
ノール誘導体IIIと称する）とを、ピリジン等の塩基性
物質存在下に反応させることにより容易に得ることがで
きる。
す。） で表わされる酸塩化物（以下、酸塩化物IIと称する。）
と、一般式III （式中、ｎ及び環Ｙは一般式（Ｉ）におけると同じ意味
を表わす。） で表わされる光学活性なフェノール誘導体（以下、フェ
ノール誘導体IIIと称する）とを、ピリジン等の塩基性
物質存在下に反応させることにより容易に得ることがで
きる。
酸塩化物IIは、一般式IV （式中、Ｒ及び環Ｘは一般式IIと同じ意味を表わす。） で表わされる安息香酸誘導体（以下、カルボン酸IVと称
する。） と塩化チオニル等の塩素化剤とを反応させることにより
容易に得ることができる。この時、溶剤あるいは塩基性
物質（ピリジンあるいはＤＭＦなど）の存在下に行って
もよい。
する。） と塩化チオニル等の塩素化剤とを反応させることにより
容易に得ることができる。この時、溶剤あるいは塩基性
物質（ピリジンあるいはＤＭＦなど）の存在下に行って
もよい。
この酸塩化物IIは、蒸留等により精製を行なうことによ
り保存することはできるが、加水分解をうけやすく、長
期の保存にはあまり適したものとはいい難い。そこでカ
ルボン酸IVを塩化チオニル等を用いて酸塩化物IIとして
後、単離精製を行わず、過剰の塩化チオニルを減圧下留
去した後、直接、フェノール誘導体IIIをピリジン等の
溶剤に溶かして加え、反応させるのが好都合であること
が多い。
り保存することはできるが、加水分解をうけやすく、長
期の保存にはあまり適したものとはいい難い。そこでカ
ルボン酸IVを塩化チオニル等を用いて酸塩化物IIとして
後、単離精製を行わず、過剰の塩化チオニルを減圧下留
去した後、直接、フェノール誘導体IIIをピリジン等の
溶剤に溶かして加え、反応させるのが好都合であること
が多い。
また、化合物Ｉは、カルボン酸IVとフェノール誘導体II
Iと塩化メチレン等の溶剤中、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ
ピリジン、４−ピロリジノピリジン等の触媒の存在下、
ジシクロヘキシルカルボジイミド等の脱水縮合剤を用い
て直接得ることができる。
Iと塩化メチレン等の溶剤中、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ
ピリジン、４−ピロリジノピリジン等の触媒の存在下、
ジシクロヘキシルカルボジイミド等の脱水縮合剤を用い
て直接得ることができる。
カルボン酸IVは、環Ｘの種類、Ｒがアルキル基かアルコ
キシ基かによりその製法は多彩である。数例をあげる
と、３−クロロ−４−アルコキシ安息香酸は、市販の３
−クロロ−４−ヒドロキシ安息香酸を塩基性条件下でア
ルキルハライドと反応させるか、あるいは４−アルコキ
シ安息香酸をＮークロロこはく酸イミド等の塩素化剤で
直接塩素化して得ることができ、２−フルオロ−４−ア
ルコキシ安息香酸は、３−フルオロ−４−シアノフェノ
ールをアルカリ加水分解して得られる２−フルオロ−４
−ヒドロキシ安息香酸のアルキル化により得ることがで
きる。３−クロロ−４−アルキル安息香酸は、４−アル
キル安息香酸を直接塩素化させるか、ニトロ化して４−
アルキル−３−ニトロ安息香酸とし、還元により４−ア
ルキル−３−アミノ安息香酸とした後、サンドマイヤー
反応により塩素化して得ることができる。同様にして、
３−フルオロ−４−アルキル安息香酸も得ることができ
る。２−フルオロ−４−アルキル安息香酸は、ｍ−フル
オロブロモベンゼンをグリニャール化合物とした後、ア
ルキル化して、３−フルオロアルキルベンゼンとして、
これを塩化アルミニウム存在下、塩化アセチルと反応さ
せて、２−フルオロ−４−アルキルアセトフェノンと
し、次亜塩素酸ナトリウムなどでそのアセチル基をカル
ボン酸にかえて得ることができる。これ以外のカルボン
酸IVも、ほぼ同様の方法により容易に得ることができ
る。
キシ基かによりその製法は多彩である。数例をあげる
と、３−クロロ−４−アルコキシ安息香酸は、市販の３
−クロロ−４−ヒドロキシ安息香酸を塩基性条件下でア
ルキルハライドと反応させるか、あるいは４−アルコキ
シ安息香酸をＮークロロこはく酸イミド等の塩素化剤で
直接塩素化して得ることができ、２−フルオロ−４−ア
ルコキシ安息香酸は、３−フルオロ−４−シアノフェノ
ールをアルカリ加水分解して得られる２−フルオロ−４
−ヒドロキシ安息香酸のアルキル化により得ることがで
きる。３−クロロ−４−アルキル安息香酸は、４−アル
キル安息香酸を直接塩素化させるか、ニトロ化して４−
アルキル−３−ニトロ安息香酸とし、還元により４−ア
ルキル−３−アミノ安息香酸とした後、サンドマイヤー
反応により塩素化して得ることができる。同様にして、
３−フルオロ−４−アルキル安息香酸も得ることができ
る。２−フルオロ−４−アルキル安息香酸は、ｍ−フル
オロブロモベンゼンをグリニャール化合物とした後、ア
ルキル化して、３−フルオロアルキルベンゼンとして、
これを塩化アルミニウム存在下、塩化アセチルと反応さ
せて、２−フルオロ−４−アルキルアセトフェノンと
し、次亜塩素酸ナトリウムなどでそのアセチル基をカル
ボン酸にかえて得ることができる。これ以外のカルボン
酸IVも、ほぼ同様の方法により容易に得ることができ
る。
フェノール誘導体IIIは、ｎ＝０の場合、４−ヒドロキ
シ安息香酸の光学活性アルコールエステル及びハロゲン
置換体であり、ｎ＝１の場合は、４′−ヒドロキシフェ
ニル−４−カルボン酸の光学活性アルコールエステルで
ある。
シ安息香酸の光学活性アルコールエステル及びハロゲン
置換体であり、ｎ＝１の場合は、４′−ヒドロキシフェ
ニル−４−カルボン酸の光学活性アルコールエステルで
ある。
これらは対応するヒドロキシカルボン酸、即ち、一般式
Ｖ （式中、ｎ及び環Ｙは一般式IIIと同じ意味を表わす） で表わされるヒドロキシカルボン酸Ｖと光学活性アルコ
ール（Ｒ*−ＯＨ）とを、触媒存在下に脱水縮合させる
ことにより容易に得ることができ、また光学活性アルコ
ールが（Ｓ）−２−ブタノール、（Ｓ）−２−オクタノ
ールのように、２級アルコールであって、かつ水酸基が
不斉炭素に直接結合している場合には、ヒドロキシカル
ボン酸Ｖの水酸基を保護した後、酸塩化物とし、しかる
後、光学活性アルコールと反応させることにより得るこ
とができる。しかし、このような２級アルコールを用い
て化合物Ｉを得るためには、むしろ酸塩化物IIと、一般
式VI （式中、ｎ及び環Ｙは一般式IIIと同じ意味を表わ
す。） で表わされるアルデヒド誘導体とを反応させ、一般式VI
I （式中、Ｒ、環Ｘ、ｎ及び環Ｙは一般式（Ｉ）における
と同じ意味を表わす。） で表されるアルデヒド誘導体を得た後、これを酸化して
カルボン酸とし、更に塩素化して酸塩化物とし、これを
光学活性アルコールと反応させる方法を用いるのが好ま
しい。
Ｖ （式中、ｎ及び環Ｙは一般式IIIと同じ意味を表わす） で表わされるヒドロキシカルボン酸Ｖと光学活性アルコ
ール（Ｒ*−ＯＨ）とを、触媒存在下に脱水縮合させる
ことにより容易に得ることができ、また光学活性アルコ
ールが（Ｓ）−２−ブタノール、（Ｓ）−２−オクタノ
ールのように、２級アルコールであって、かつ水酸基が
不斉炭素に直接結合している場合には、ヒドロキシカル
ボン酸Ｖの水酸基を保護した後、酸塩化物とし、しかる
後、光学活性アルコールと反応させることにより得るこ
とができる。しかし、このような２級アルコールを用い
て化合物Ｉを得るためには、むしろ酸塩化物IIと、一般
式VI （式中、ｎ及び環Ｙは一般式IIIと同じ意味を表わ
す。） で表わされるアルデヒド誘導体とを反応させ、一般式VI
I （式中、Ｒ、環Ｘ、ｎ及び環Ｙは一般式（Ｉ）における
と同じ意味を表わす。） で表されるアルデヒド誘導体を得た後、これを酸化して
カルボン酸とし、更に塩素化して酸塩化物とし、これを
光学活性アルコールと反応させる方法を用いるのが好ま
しい。
この方法は、もちろん１級の光学活性アルコールの場合
にも用いることができるが、その場合には前述の方法に
比べ、工程が長く煩雑である。
にも用いることができるが、その場合には前述の方法に
比べ、工程が長く煩雑である。
得られた液晶化合物あるいは液晶組成物は、２枚の透明
な電極板の間に均一な厚さ（１μｍ〜２０μｍ）の薄膜
とすることにより、液晶表示セルとして使用することが
できる。セル内では液晶分子は電極面に平行な、いわゆ
るホモジニアスの、かつ向きの均一な配向をとる必要が
ある。
な電極板の間に均一な厚さ（１μｍ〜２０μｍ）の薄膜
とすることにより、液晶表示セルとして使用することが
できる。セル内では液晶分子は電極面に平行な、いわゆ
るホモジニアスの、かつ向きの均一な配向をとる必要が
ある。
このために、セル表面に配向処理を施すか、あるいは電
場又は磁場を印加するか、あるいは温度勾配をもたせる
かした状態において、等方性液体相から液晶相まで徐々
に冷却して、均一に配向したモノドメインを得る方法が
とられている。また、化合物Ｉの一部にみられるよう
に、スメクチック相と等方性液体相との間に、カイラル
ネマチック相を有する化合物、あるいは液晶組成物にお
いては、カイラルネマチック相を示す温度域において、
通常のネマチック液晶におけるものと全く同様の配向手
段（例えば、ラビング等の表面処理、電場や磁場の印加
など）によって配向させ、これをカイラルスメクチック
相まで冷却することにより、やはり均一に配向したモノ
ドメインを得ることができる。
場又は磁場を印加するか、あるいは温度勾配をもたせる
かした状態において、等方性液体相から液晶相まで徐々
に冷却して、均一に配向したモノドメインを得る方法が
とられている。また、化合物Ｉの一部にみられるよう
に、スメクチック相と等方性液体相との間に、カイラル
ネマチック相を有する化合物、あるいは液晶組成物にお
いては、カイラルネマチック相を示す温度域において、
通常のネマチック液晶におけるものと全く同様の配向手
段（例えば、ラビング等の表面処理、電場や磁場の印加
など）によって配向させ、これをカイラルスメクチック
相まで冷却することにより、やはり均一に配向したモノ
ドメインを得ることができる。
＜実施例＞ 以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する
が、勿論、本発明の主旨と適用範囲はこれらの実施例に
よって限定されるものではない。
が、勿論、本発明の主旨と適用範囲はこれらの実施例に
よって限定されるものではない。
（実施例１） の合成 （上記中、２ＭＢは２−メチルブチル基を表わす） ３−フルオロ−４−テトラデシルオキシ安息香酸2.4g
（6.8ミリモル）と塩化チオニル10ml及びピリジン0.5g
を加熱攪拌し、１時間還流を行なった。過剰の塩化チオ
ニルを減圧下に留去し、これに４′−ヒドロキシビフェ
ニル−４−カルボン酸−（Ｓ）−２−メチルブチルエス
テル2.1g（6.8ミリモル）をピリジン10mlに溶解して加
えた。これを40〜50℃に加熱して１時間攪拌を続けた。
放冷後、200mlの酢酸エチル及び100mlの10％塩酸水を加
え、攪拌し有機層を分離して、水及び飽和食塩水で洗浄
を行なった。ボウ硝を加え、乾燥を行なった後、溶媒を
留去して粗結晶4.6gを得た。シリカゲルカラムクロマト
グラフィーにより精製を行ない（展開溶媒；ｎ−ヘキサ
ン−酢酸エチル混合系）、（Ｓ）−２−メチルブチル−
４′−（３−フルオロ−４−テトラデシルオキシベンゾ
イルオキシ）ビフェニル−４−カルボキシレート3.15g
（収率75％）を得た。
（6.8ミリモル）と塩化チオニル10ml及びピリジン0.5g
を加熱攪拌し、１時間還流を行なった。過剰の塩化チオ
ニルを減圧下に留去し、これに４′−ヒドロキシビフェ
ニル−４−カルボン酸−（Ｓ）−２−メチルブチルエス
テル2.1g（6.8ミリモル）をピリジン10mlに溶解して加
えた。これを40〜50℃に加熱して１時間攪拌を続けた。
放冷後、200mlの酢酸エチル及び100mlの10％塩酸水を加
え、攪拌し有機層を分離して、水及び飽和食塩水で洗浄
を行なった。ボウ硝を加え、乾燥を行なった後、溶媒を
留去して粗結晶4.6gを得た。シリカゲルカラムクロマト
グラフィーにより精製を行ない（展開溶媒；ｎ−ヘキサ
ン−酢酸エチル混合系）、（Ｓ）−２−メチルブチル−
４′−（３−フルオロ−４−テトラデシルオキシベンゾ
イルオキシ）ビフェニル−４−カルボキシレート3.15g
（収率75％）を得た。
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）及びマススペクトル（ＭＳ）等に
よって行った。転移点の測定は、偏光顕微鏡及び示差走
査熱量計（ＤＳＣ）を併用して行なった。
収スペクトル（ＩＲ）及びマススペクトル（ＭＳ）等に
よって行った。転移点の測定は、偏光顕微鏡及び示差走
査熱量計（ＤＳＣ）を併用して行なった。
ＮＭＲ：δ6.8〜8.1（多重線、11H、aromatic） δ3.9〜4.2（多重線、4H、−Ｏ−ＣＨ2−） δ1.6〜2.1（多重線、3H） δ1.2〜1.5（多重線、24H） δ0.8〜1.1（多重線、9H、−ＣＨ3） ＩＲ：1730，1720，1620，1240，1200，1120，935，86
0，770，755（cm-1） ＭＳ：618（Ｐ+） また、相転移温度は等方性液体（Ｉと略す）よりＳＡ相
への転移温度145.5℃、ＳＡ相よりＳＣ*相への転移温度
107.3℃、ＳＣ*相より他のスメクチック相（Ｓｍと略
す）への転移温度48℃（モノトロピック）であり、融点
は５２℃であった。
0，770，755（cm-1） ＭＳ：618（Ｐ+） また、相転移温度は等方性液体（Ｉと略す）よりＳＡ相
への転移温度145.5℃、ＳＡ相よりＳＣ*相への転移温度
107.3℃、ＳＣ*相より他のスメクチック相（Ｓｍと略
す）への転移温度48℃（モノトロピック）であり、融点
は５２℃であった。
次いで、前記３−フルオロ−４−テトラデシルオキシ安
息香酸にかえてアルキル側鎖の炭素原子数が１〜２０の
３−フルオロ−４−アルコキシ安息香酸、３−フルオロ
−４−アルキル安息香酸、２−フルオロ−４−アルコキ
シ安息香酸、２−フルオロ−４−アルキル安息香酸、３
−クロロ−４−アルコキシ安息香酸、３−クロロ−４−
アルキル安息香酸、２−クロロ−４−アルコキシ安息香
酸、２−クロロ−４−アルキル安息香酸等を用い、ま
た、４′−ヒドロキシビフェニル−４−カルボン酸−
（Ｓ）−２−メチルブチルエステルにかえて、４−ヒド
ロキシ安息香酸−（Ｓ）−２−メチルブチルエステル、
３−クロロ−４−ヒドロキシ安息香酸−（Ｓ）−２−メ
チルブチルエステル、２−クロロ−４−ヒドロキシ安息
香酸−（Ｓ）−２−メチルブチルエステル、３−フルオ
ロ−４−ヒドロキシ安息香酸−（Ｓ）−２−メチルブチ
ルエステル、２−フルオロ−４−ヒドロキシ安息香酸−
（Ｓ）−２−メチルブチルエステル等を用いて、同様に
反応を行ない、それぞれ対応する化合物Ｉを得た。その
うち、代表的なものの相転移点を次頁の第１表に示す。
息香酸にかえてアルキル側鎖の炭素原子数が１〜２０の
３−フルオロ−４−アルコキシ安息香酸、３−フルオロ
−４−アルキル安息香酸、２−フルオロ−４−アルコキ
シ安息香酸、２−フルオロ−４−アルキル安息香酸、３
−クロロ−４−アルコキシ安息香酸、３−クロロ−４−
アルキル安息香酸、２−クロロ−４−アルコキシ安息香
酸、２−クロロ−４−アルキル安息香酸等を用い、ま
た、４′−ヒドロキシビフェニル−４−カルボン酸−
（Ｓ）−２−メチルブチルエステルにかえて、４−ヒド
ロキシ安息香酸−（Ｓ）−２−メチルブチルエステル、
３−クロロ−４−ヒドロキシ安息香酸−（Ｓ）−２−メ
チルブチルエステル、２−クロロ−４−ヒドロキシ安息
香酸−（Ｓ）−２−メチルブチルエステル、３−フルオ
ロ−４−ヒドロキシ安息香酸−（Ｓ）−２−メチルブチ
ルエステル、２−フルオロ−４−ヒドロキシ安息香酸−
（Ｓ）−２−メチルブチルエステル等を用いて、同様に
反応を行ない、それぞれ対応する化合物Ｉを得た。その
うち、代表的なものの相転移点を次頁の第１表に示す。
表中、２ＭＢは（Ｓ）−２−メチルブチル基、３ＭＰは
（Ｓ）−３−メチルペンチル基、１ＭＰは光学活性な１
−メチルプロピル基、１ＭＨは光学活性な１−メチルヘ
プチル基を表わし、環Ｘ及び環ＹにおけるＡ〜Ｅは、Ａ
は Ｂは Ｃは Ｄは Ｅは を表わし、 Ｃは結晶相、Ｉは等方性液体相、Ｎ*はカイラルネマチ
ック相、ＳＡはスメクチックＡ相、ＳＣ*はカイラルス
メクチックＣ相、Ｓｍはより高次のスメクチック相をそ
れぞれ表わす。また、＊は結晶化しないため、その融点
が不明であることを表わす。また、 ・はその相が存在すること、−は存在しないことを表わ
し、・の右の数字はその相から次の高温の相への転移温
度を示す。（）内は、その相がモノトロピックであるこ
とを示す。Ｃ相の右の数値は化合物Ｉの融点でもある。
（Ｓ）−３−メチルペンチル基、１ＭＰは光学活性な１
−メチルプロピル基、１ＭＨは光学活性な１−メチルヘ
プチル基を表わし、環Ｘ及び環ＹにおけるＡ〜Ｅは、Ａ
は Ｂは Ｃは Ｄは Ｅは を表わし、 Ｃは結晶相、Ｉは等方性液体相、Ｎ*はカイラルネマチ
ック相、ＳＡはスメクチックＡ相、ＳＣ*はカイラルス
メクチックＣ相、Ｓｍはより高次のスメクチック相をそ
れぞれ表わす。また、＊は結晶化しないため、その融点
が不明であることを表わす。また、 ・はその相が存在すること、−は存在しないことを表わ
し、・の右の数字はその相から次の高温の相への転移温
度を示す。（）内は、その相がモノトロピックであるこ
とを示す。Ｃ相の右の数値は化合物Ｉの融点でもある。
（実施例２） 実施例１で得られた４′−（３−フルオロ−４−テトラ
デシルオキシベンゾイルオキシ）ビフェニル−４−カル
ボキシレート80部に、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−ドデ
シルオキシベンゾエート20部を配合し、液晶組成物を調
製した。
デシルオキシベンゾイルオキシ）ビフェニル−４−カル
ボキシレート80部に、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−ドデ
シルオキシベンゾエート20部を配合し、液晶組成物を調
製した。
ＳＡ−ＳＣ*転移層は61℃に低下し、更に冷却時室温付
近までに安定にＳＣ*相を示した。
近までに安定にＳＣ*相を示した。
（実施例３）液晶表示素子の作製 厚さ７μｍのスペーサーを介した２枚のガラス透明電極
間に、実施例１で得られた（Ｓ）−２−メチルブチル−
４′−（３−フルオロ−４−テトラデシルオキシベンゾ
イルオキシ）ビフェニル−４−カルボキシレートを148
℃に加熱して、等方性液体として充填し、薄膜セルを作
製した。
間に、実施例１で得られた（Ｓ）−２−メチルブチル−
４′−（３−フルオロ−４−テトラデシルオキシベンゾ
イルオキシ）ビフェニル−４−カルボキシレートを148
℃に加熱して、等方性液体として充填し、薄膜セルを作
製した。
ゆるやかな温度勾配をかけて徐冷（１分間に0.2〜0.3
℃）を行ない、ＳＡ相を配向させ、均一なモノドメイン
を得た。
℃）を行ない、ＳＡ相を配向させ、均一なモノドメイン
を得た。
本セルをＳＣ*相まで冷却し、約60℃で電場（５Ｖp-p、
0.1KHzの矩形波）を印加したところ、明瞭なスイッチン
グ動作が確認された。
0.1KHzの矩形波）を印加したところ、明瞭なスイッチン
グ動作が確認された。
更に、120Ｖp-p、800KHzの矩形波を印加し、フォトマル
チプレイヤーで光スイチッング動作を検出したところ、
その応答速度は100μ秒以下であった。
チプレイヤーで光スイチッング動作を検出したところ、
その応答速度は100μ秒以下であった。
＜発明の効果＞ 本発明の一般式（Ｉ）の化合物は、従来、強誘電性液晶
化合物として知られているDOBAMBCに比べて、上述の実
施例にも示されているように、工業的に容易に製造する
ことができ、それ自体無色であり、光、水等に対する化
学的安定性に優れるとともに、より低温域でカイラルス
メクチックＣ相を出現する。
化合物として知られているDOBAMBCに比べて、上述の実
施例にも示されているように、工業的に容易に製造する
ことができ、それ自体無色であり、光、水等に対する化
学的安定性に優れるとともに、より低温域でカイラルス
メクチックＣ相を出現する。
しかも、本発明の液晶組成物においては、一般の液晶組
成物と同様に、単一化合物に比べて、液晶温度範囲の低
下が認められ、室温での利用の可能性も見込まれる。
成物と同様に、単一化合物に比べて、液晶温度範囲の低
下が認められ、室温での利用の可能性も見込まれる。
更に、本発明の液晶化合物及び液晶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
程度と極めて大きい。
電性液晶と同様に応答速度がネマチック液晶の１００倍
程度と極めて大きい。
従って、表示用光スイッチング素子の構成材料として極
めて有用である。
めて有用である。
Claims (7)
- 【請求項１】一般式（Ｉ） （式中、Ｒは炭素原子数１〜２０のアルキル基又はアル
コキシル基を表わし、ｎは０又は１の整数を表わし、環
Ｘはフッ素原子又は塩素原子によって置換された１，４
−フェニレン基を表わし、環Ｙは１，４−フェニレン基
又はフッ素置換された１，４−フェニレン基を表わし、
Ｒ*は光学活性なアルキル基を表わす。） で表わされる液晶性化合物。 - 【請求項２】ｎ＝１であり、環Ｙが１，４−フェニレン
基である特許請求の範囲第１項記載の化合物。 - 【請求項３】ｎ＝０である特許請求の範囲第１項記載の
化合物。 - 【請求項４】Ｒ*が光学活性な１−メチルアルキル基で
ある特許請求の範囲第２項又は第３項記載の化合物。 - 【請求項５】Ｒ*が、２−メチルブチル基、３−メチル
ブチル基、１−メチルプロピル基及び１−メチルヘプチ
ル基から成る群から選ばれる基である特許請求の範囲第
２項又は第３項記載の化合物。 - 【請求項６】一般式（Ｉ） （式中、Ｒは炭素原子数１〜２０のアルキル基又はアル
コキシル基を表わし、ｎは０又は１の整数を表わし、環
Ｘはフッ素原子又は塩素原子によって置換された１，４
−フェニレン基を表わし、環Ｙは１，４−フェニレン基
又はフッ素置換された１，４−フェニレン基を表わし、
Ｒ*は光学活性なアルキル基を表わす。） で表わされる化合物を含有する液晶組成物。 - 【請求項７】カイラルスメクチックＣ相を示す特許請求
の範囲第６項記載の液晶組成物。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60081688A JPH0629224B2 (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 液晶性化合物および液晶組成物 |
| EP86100165A EP0188222B1 (en) | 1985-01-09 | 1986-01-08 | Novel liquid cristalline compounds having substituents |
| DE8686100165T DE3685032D1 (de) | 1985-01-09 | 1986-01-08 | Substituierte fluessigkristallverbindungen. |
| US07/161,421 US4828754A (en) | 1985-01-09 | 1988-02-23 | Novel liquid crystalline compounds having substituents |
| US07/252,926 US4943386A (en) | 1985-01-09 | 1988-10-04 | Liquid crystalline compounds having substituents |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60081688A JPH0629224B2 (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 液晶性化合物および液晶組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238762A JPS61238762A (ja) | 1986-10-24 |
| JPH0629224B2 true JPH0629224B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=13753291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60081688A Expired - Lifetime JPH0629224B2 (ja) | 1985-01-09 | 1985-04-17 | 液晶性化合物および液晶組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629224B2 (ja) |
-
1985
- 1985-04-17 JP JP60081688A patent/JPH0629224B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61238762A (ja) | 1986-10-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |