JPS62207387A - 強誘電性液晶、その製造方法及び液晶混合物におけるその使用 - Google Patents

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、カイラルスメクチックＣタイプの中間相（ｒ
ｒｅｓｃｍｏｒｐｈｉｃ　ｐｈａｓｅ　）と高度の偏光
性を有する有機化合物に関する。本発明は、前記化合物
から得られる液晶混合物及び前記化合物の製造方法にも
関する。前記化合物は、強誘電性液晶を用いる表示装置
例えばオプトエレクトロニツクス・スイッチやメそり一
と高鮮明度を有する表示装置に使用され得る。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）液晶
は現在表示装置の分野で重要な位置を占めている。これ
は、主として簡単に使用し得ることとらせん（５ｐｉｒ
ａｌ　）ネマチックと称される電気光学効果の消費が少
なくて済むことに因る。しかしながら、この種の材料は
マルチプレクシング度が低い（ｉｏｏのオーダー）とい
う重大な欠点を有しておシ、そのため極めて高いマルチ
ゾレクシング度が要求される高鮮明度を有する装置に使
用することはできない。こうした問題を解消すべく各種
の提案がなされている。理論的に無限のマルチプレクシ
ング度を与えるべく電気光学メモリー効果を有する液晶
（スメクチック人またはＣ”）も開発されている。

強誘電性液晶（スメクチックＣや他の傾いた相）でみら
れる高スピード電気光学効果により、固有メモリー効果
の問題が解決されることは興味深い。強誘電性スメクチ
ック相における強訴電性領域の偏光を逆転させると電気
光学効果が得られることは公知である。ヨーロッパ特許
出願第０．０３２．３６２号明細書に記載されている如
く、厚みの小さい（２μ）セルの場合明確な（ｄｉｓｔ
ｉｎｃｔ）光学軸と逆の（ｏｐｐｏ−ｓｉｔｅ　）偏光
との二つの安定した方向を誘発させることができる。適
当な連続的な電場を印加することによりこれら２方向が
切替えられる。こうして作られたセルは、メモリー機能
を有し、応答時間が短かくエネルギー消費量が少ない双
安定システムである。フランス特許第２．５５７．７１
９号明細書には、厚みの非常に小さいセルの欠点を解消
すべく％■電場によって強誘電性液晶層に誘発された安
定状態を厚みや定着（ａｎｃｈｏｒａｇｅ　）を強制す
ることなく阻止交流電場によシ維持することが提案され
ている。比較的厚い（１０〜１５μ）セルの場合交流電
場下でロックすることができ、これによシ維持されたメ
モリーとマトリクススクリーンの高いマルチプレクシン
グ度が得られる。

装置は、偏光と連続的な電場間を直線的に結合すること
により反転が得られるため偏光性の優れンス特訂奮ν 丸材料を必要とする。上記フラ　　　　　、５５７．７
１９号明細書において使用される材料は負の誘電異方性
を有していなければならない。この状態は双極子を分子
軸に垂直に配置することにより得られる。

偏光性の優れた化合物を製造する方法として現在であシ
、第２の方法は高い双極子モーメントを有する分子を不
斉炭素原子上で合成する方法である。

この中には、不斉炭素原子が高い双極子モーメントの基
を有する少数の化合物が含まれる。例えば、式 を有するｐ−へキシルオキシベンシリテンｐ／−７ミノ
−２−クロローメープロぎルシンナメート（Ｉ（ＯＢＡ
ＣＰＣ）が挙げられる。この化合物は次の相転移ダイア
ダラムを示す。

６０℃　　　６４℃　　　７８℃　　　１１３℃Ｋ　−
□　３４）Ｈ□　Ｓ簀ｃ−□　ＳＡ□　！しかしながら
、上記化合物は幾つかの欠点を有する。特に炭素−炭素
二重結合（Ｃ＝Ｃ）とアゾメチン基（−ＣＨ＝Ｎ−）が
あるために、長時間光に露されたシ湿った雰囲気下に置
いたときの安定性に乏しい。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、上記した欠点を解消して不斉炭素原子
に結合した塩素原子を有する化学的に安定な化合物を提
供することにある。これらの化合物はモノトロピックな
カイラルスメクチックＣ相を示し、他の強誘電性液晶と
混合してマトリクスアクセスを有するメモリー表示装置
に有利に使用されうる。

本発明の化合物は、高温でカイラルスメクチックＣ相よ
りもスメクチックＡ相が有する利点を示すので、より迅
速に配向効果がみられる。

本発明により提供されるカイラルスメクチックＣタイプ
の中間相を少なくとも一つ有する強誘電性液晶は、次の
一般式を有する。

ｔ 上記式中、Ｒ＝ＣＨＯ（１≦ｎ≦１４）、ｍ＝ｎ　　Ｚ
ｎ＋１ １または２である。

本発明は、上記一般式を有する強誘電性液晶の少なくと
も１種を含む液晶混合物にも関する。また本発明は、上
記液晶の製造方法にも関する。

本発明の化合物は、以下の５工程に従って′！Ａ這され
うる。

第１工程：　　５（−）乳酸エチルに五７フ化リンを作
用させてＲ（＋）−２−クロロプロピオン酸エチルを合
成する工」 第２工程：　第１工程で得られた生成物に水素化アルミ
ニウムリチウムを作用させてＲ（−）−２−クロロープ
ロノｔノールを合成する工程第３工程：　第２工程で得
られた生成物と４−ヒドロキシ安息香酸を酸触媒下で作
用させて４−ヒドロキシ安息香酸Ｒ（−）−２−クロロ
プロピルを合成する工程 第４工程：　塩化チオニルまたは塩化オキサリルを用い
て４−（アルキルオキシまたはアルキルオ載されている
） 第５工程：　第３工穆で得られた生成物と第４工程で得
られた生成物を反応させて４−（アルキルオキシまたは
アルキルオキシフエニ／Ｌ／）安息香酸Ｒ（−）−２−
クロロ−プロピルオキシカルボニルフェニルを合成する
工程 上記した製造方法は、ｍｌｎの値に応じてモル比を変え
るだけで全ての化合物に適用される。

本発明化合物には次の化合物が包含される。

４−メチルオキシ安息香酸Ｒ（−）２−クロロ−プロピ
ルオキシカルボニルフェニル ４−エチルオキシ安息香酸Ｒ（−）２−クロロ−プロピ
ルオキシカルボニルフェニル ４−ゾレピルオキシ安息香酸Ｉｔ（−）２−クロロ−フ
ロビルオキシカルボニルフェニル ４−ブチルオキシ安息香酸几（−）２−クロロープロビ
ルオキシカルボニルフェニル ４−ペンチルオキシ安息香酸Ｒ，（→２−クロロープロ
ピルオキシカルボニルフェニル ４−へキシルオキシ安息香酸Ｒ（−）２−クロロ−プロ
ピルオキシカルボニルフェニル ４−へブチルオキシ安息香ＭＲ（−１２−クロロ−プロ
ピルオキシカルボニルフェニル ４−オクチルオキシ安息香酸ＩＬ（−１２−クロロ−プ
ロピルオキシカルボニルフェニル ４−ノニルオキシ安息香ｆｌｔＲ（−）２−クロロ−プ
ロピルオキシカルボ二ルフェニル ４−デシルオキシ安息香酸ｒＬ（−）２−クロロ−プロ
ピルオキシカルボニルフェニル ４−ウンデシルオキシ安息香酸Ｒ（−１２−クロロ−ブ
ロールオキシカルボニルフェニル ４−ドデシルオキシ安息香酸Ｒ（−１２−クロロ−プロ
ピルオキシカルボニルフェニル ４−トリデシルオキシ安息香酸Ｒ（−）２−クロロ−プ
ロピルオキシカルボニルフェニル ４−テトラデシルオキシ安息香酸Ｒ（−１２−クロロ−
フロビルオキシカルボニルフェニル ４−メチルオキシフェニル安息香酸Ｒ（−１２−クロロ
−プロピルオキシカルボニルフェニル４−エチルオキシ
フェニル安息香ｆｌｌ　ＥＬ（−）　２−　ｐ　。

ロープロピルオキ７カルポニルフエニル４−プロピルオ
キシフェニル安息香酸Ｒ（−１ｚ−クロロ−プロピルオ
キシカルボニルフェニル４−ブチルオキシフェニル安、
１香酸ａ（−１２−クロロ−フロビルオキシカルビニＮ
フェニル４−ペンチルオキシフェニル安息？醗ＦＬ（−
１２−クロロ−プロピルオキシカルボニルフェニル４−
へキシルオキシフェニル安息Ｖ酸ａ（−）　２−　クロ
ロ−プロピルオキシカルボニルフェニル４−へブチルオ
キシフェニル安息香酸Ｒ（−）ｚ−クロロ−プロピルオ
キシカルボニルフェニル４−オクチルオキシフェニル安
息香酸Ｒ（−１２−クロロ−プロピルオキシカルボニル
フェニル４−ノニルオキシフェニル安息香ａ　Ｒ（−＋
　２−　／　０ロープロピルオキシカルボニルフエニル
４−デシルオキシフェニル安息１ｔ［Ｒ（−）　２−　
／　０ロープロピルオキシカルボニルフエニル４−ウン
デシルオキシフェニル安息香ｆｉＲ（−１２−クロロ−
プロピルオキシカルボニルフェニル４−１デシルオキシ
フエニ／Ｉ／安息香＃Ｒル（→２−クロロープロピルオ
キシカルボニルフェニル４−トリデフルオキシフェニル
安息香酸ａ（−）２−クロロ−プロピルオキシカルボニ
ルフェニル４−テトラデシルオキシフェニル安息香酸Ｒ
（−１２−クロロ−プロピルオキシカルボニルフェニル
実権例１ ４−デシルオキシ安息香酸Ｒ（→２−クロロプルピルオ
キシカルボニルフェニルの製造 第１工程： ８？のピリジンに溶解させた１２ｆのＳ　（−）乳酸エ
チルを４２９の五塩化リンに滴下させた。砕いた氷を用
いて加水分解後エーテル抽出して反応生成物を単離した
。残渣を大気圧下で蒸留した。Ｒ（＋）２−クロロプル
ピオン酸エチル６２が得られた（収率４４チ）。

第２工程： 上記工程で得られた２−クロロプルピオン酸エチル４９
２を、２１０−のエーテルに溶解させた８？の水素化ア
ルミニウムリチウムに徐々に添加した。反応混合物を３
０分間攪拌した。１０チ硫酸溶液を用いて加水分解後、
エーテル層を分離し、水層をエーテルで数回抽出した。

エーテル層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた。残
渣を３０ｍＨｇ、約５１Ｃにて蒸留した。Ｉｔ（−）２
−　りｏ　ｏプル／９ノール２９７が得られた（収率７
７％）。

第３工程： ０．０２３モルのノＱラヒドロキシ安息香酸、０．０３
モルの［レー１２−クロロプルパノール及び０．１５−
の硫酸を１４＋ｎｌのベンゼンに添加した。混合物を２
４時間還流加熱した。反応媒体を冷却後、砕いた氷を含
む水に添加した。有機層をベンゼンで抽出後、硫酸マグ
ネシウムを用いて乾燥させた。

ベンゼン抽出物を蒸発させ、その生成物を直接第５工程
に使用した。

第４工程： ４−デシルオキシ安息香酸を、塩化チオニルを用いて２
時間還流処理して酸塩化物に変換させた。

過剰の塩化チオニルを真空下で除去して、残渣をトルエ
ン済液に溶解させた。

第５工程： 第４工程で得られた酸塩化物０．０１２モル、第３工程
で得られたアルコール０．１１モル、及びピリジン５０
ｍ／を２時間還流加熱した。反応混合物を硫酸水溶ｇ（
水１５０−十硫酸３４−）に注入した。

エーテル層を水洗し、乾燥させた。最終生成物をシリカ
クロマトグラフィー（ｍ出液：ヘキサン／トルエン＝５
０１５０　）処理した。

実施例２ １１−オクチルオキシフェニル安息香酸Ｒ１−１２−ク
ロロ−プロピルオキシカルボニルフェニルの製造 ４−ヒドロキシ安息香ｆｉ　ＦＬ　＋−１２−クロロ−
プロピルを実施例１と同様にして合成した。最終工程で
は、４−オクチルオキシフェニル安息香酸の塩化物と上
記アルコールとを反応させた。

（作　用） 本発明の代表的化合物（Ａ１．Ａ２．Ａ３　）について
行った熱量測定及び顕微鏡検査の結果を次表に示す。

表中、Ｋは結晶相、Ｓ８はまだ不特定な構造を有する秩
序化スメクチック相、ＳｃはカイラルスメクチックＣ相
、８人はスメクチック人相及びＩは等方性相を表わす。

これらの文字の下に記載されている“×”は相の存在を
示す。′−″は相が存在しないことを示す。相転移が起
きたときの温度を１×”の右側に示す（単位Ｃ）。”〔
〕”は相がモノト。

ピック、即ち化合物を冷却したときのみに現われること
を示す。なお、表に示した化合物Ａ２．Ａ。

第１図に、化合物ＡＩ、Ａ２．Ａ３の相転移を図で示し
た。第１図から、温度の上昇もしくは低下に伴った中間
状態の範囲が明らかとなろう。

上記表及び第１図から、液晶相の存在が認められる。化
合物は、不斉炭素原子の存在によシカイラル構造を有す
る。この不斉炭素原子に塩素原子を固定することにより
、化合物をそのまま或いは混合して使用したとしても高
い偏光を有する分子が得られる。本発明の化合物は、広
いカイラルスメクチックＣ範囲を有するが偏光の乏しい
液晶の１種もしくはそれ以上と混合して有利に使用され
得る。こうして得られた混合物は広いカイラルスメクチ
ックＣ範囲と満足な偏光を有する。本発明化合物は通常
混合物中に約５〜１０１含まれる。

本発明化合物は混合物に対してドープとして作用する。

本発明化合物Ａ２と広いカイラルスメクチックＣ範囲を
有する化合物Ｂｌ″ｐ−デシルオキシ安息香酸（＋）３
−メチルへキシルオキシフエニ刈との二成分混合物の相
転移を第２図に示す。

なお化合物Ｂは次に示す式と相ダイアグラムを有する。

第１ダイアダラムには温度上昇に伴う結果、渠２ダイア
グラムには温度低下に伴う結果を示す。化合物Ｂの場合
温度の上昇につれて結晶相、カイラルスメクチックＣ相
、スメクチック人相、コレステリック相、等方性相へと
連続的に転移する。カイラルスメクチックＣ範囲が広＜
（３ＳＣ）であシ比較的低温で存在することに注目され
たい。冷却すると、化合物ＢはカイラルスメクチックＣ
相から結晶相へ直接転移する。３０ＣでＳＳ相へ転位す
る。

第２図において斜線部分は安定なカイラルスメクチック
Ｃ相ゾーンを示す。第２図から明らかな如く、化合物Ａ
２の含有率が低いときにはカイラルスメクチックＣ範囲
が最も広く、約１１係のとき最大でちる。混合物は一定
の相転移温度を示す。

比較的低い温度で広いカイラルスメクチックＣ範囲を有
し且つ高い偏光を示すことは有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明化合物の相転移を示す図であり、第２図
は二成分混合物の相ダイアグラムであシ、縦軸は温度（
Ｃ）、横軸は混合物中の化合物Ａ２の含有率（幻である
・ １−′、理人り理上　中　　　村　　　　主ＩＧｊ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＝Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿１Ｏ（ここで１≦
   ｎ≦１４である）、ｍ＝１または２〕に相当するカイラ
   ルスメクチックＣタイプの中間相を少なくとも１つ有す
   る強誘導性液晶。
2. （２）ｍ＝１、ｎ＝１０である特許請求の範囲第１項に
   記載の液晶。
3. （３）ｍ＝２、ｎ＝８である特許請求の範囲第１項に記
   載の液晶。
4. （４）ｍ＝２、ｎ＝６である特許請求の範囲第１項に記
   載の液晶。
5. （５）特許請求の範囲第１項に記載の強誘電性液晶の少
   なくとも１種を含む液晶混合物。
6. （６）特許請求の範囲第１項に記載の強誘電性液晶の製
   造方法であって、 Ｓ（−）乳酸エチルに五塩化燐を作用させてＲ（＋）−
   ２−クロロプロピオン酸エチルを合成する第１工程と； 第１工程で得られた生成物に水素化アルミニウムリチウ
   ムを作用させてＲ（−）−２−クロロプロパノールを合
   成する第２工程と； 第２工程で得られた生成物と４−ヒドロキシ安息香酸を
   酸触媒下で反応させて４−ヒドロキシ安息香酸Ｒ（−）
   −２−クロロプロピルを合成する第３工程と； ４−（アルキルオキシまたはアルキルオキシフェニル）
   安息香酸を塩化チオニルまたは塩化オキサリルを用いて
   塩素化する第４工程と； 第３工程で得られた生成物と第４工程で得られた生成物
   を反応させて４−（アルキルオキシまたはアルキルオキ
   シフェニル）安息香酸Ｒ（−）−２−クロロプロピルオ
   キシカルボニルフェニルを合成する第５工程と； を含むことを特徴とする方法。