JP2510668B2 - 液晶性化合物およびそれを含む液晶組成物、液晶素子 - Google Patents
液晶性化合物およびそれを含む液晶組成物、液晶素子Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規な液晶性化合物それを含有する液晶組成
物および該液晶組成物を使用する液晶素子に関するもの
である。
物および該液晶組成物を使用する液晶素子に関するもの
である。
従来の液晶素子としては、例えばエム・シヤツト（M.
Schadt）とダブリユー・ヘルフリヒ（W.Helfrich）著、
“アプライド・フイジツクス・レターズ”（“Applied
Physics Letters"）第18巻、４号（1971年２月15日発
行）、第127頁〜128頁の“ボルテージ・デイペンダント
・オプテイカル・アクテイビテイー・オブ・ア・ツイス
テツド・ネマチツク・リキツド・クリスタル”（“Volt
age Dependent Optical Activity of a Twisted Nemati
c Liquid Crystal"）に示されたツイステツド・マネチ
ツク（Twisted Nematic）液晶を用いたものが知られて
いる。しかしながら、このTN液晶は、画素密度を高くし
たマトリクス電極構造を用いた時分割駆動の時、クロス
トークを発生する問題点があるため、画素数が制限され
ていた。
Schadt）とダブリユー・ヘルフリヒ（W.Helfrich）著、
“アプライド・フイジツクス・レターズ”（“Applied
Physics Letters"）第18巻、４号（1971年２月15日発
行）、第127頁〜128頁の“ボルテージ・デイペンダント
・オプテイカル・アクテイビテイー・オブ・ア・ツイス
テツド・ネマチツク・リキツド・クリスタル”（“Volt
age Dependent Optical Activity of a Twisted Nemati
c Liquid Crystal"）に示されたツイステツド・マネチ
ツク（Twisted Nematic）液晶を用いたものが知られて
いる。しかしながら、このTN液晶は、画素密度を高くし
たマトリクス電極構造を用いた時分割駆動の時、クロス
トークを発生する問題点があるため、画素数が制限され
ていた。
また、電界応答が遅く視野角特性が悪いためにデイス
プレイとしての用途は制限されていた。
プレイとしての用途は制限されていた。
また、電界応答が遅く視野角特性が悪いためにデイス
プレイとしての用途は限定されていた。
プレイとしての用途は限定されていた。
更に、各画素に薄膜トランジスタによるスイツチング
素子を接続し、各画素毎をスイツチングする方式の表示
素子が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形
成する工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成
することが難しい問題点がある。
素子を接続し、各画素毎をスイツチングする方式の表示
素子が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形
成する工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成
することが難しい問題点がある。
このような従来型の液晶素子の欠点を改善するものと
して、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク
（Clark）およびラガウエル（Lagerwall）により提案さ
れている（特開昭56-107216号公報、米国特許第4,367,9
24号明細書等）。双安定性を有する液晶としては、一般
に、カイラルスメクチツクＣ相（SmC*）又はＨ相（Sm
H*）を有する強誘電性液晶が用いられる。
して、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク
（Clark）およびラガウエル（Lagerwall）により提案さ
れている（特開昭56-107216号公報、米国特許第4,367,9
24号明細書等）。双安定性を有する液晶としては、一般
に、カイラルスメクチツクＣ相（SmC*）又はＨ相（Sm
H*）を有する強誘電性液晶が用いられる。
この強誘電性液晶は自発分極を有するために非常に速
い応答速度を有する上に、メモリー性のある双安定状態
を発現させることができ、さらに視野角特性も優れてい
ることから、大容量大画面のデイスプレイ用材料として
適している。
い応答速度を有する上に、メモリー性のある双安定状態
を発現させることができ、さらに視野角特性も優れてい
ることから、大容量大画面のデイスプレイ用材料として
適している。
また強誘電性液晶として用いられる材料は不斉炭素を有
しているために、そのカイラルスメクチツク相を利用し
た強誘電性液晶として使用する以外に、次のような光学
素子としても使用することができる。
しているために、そのカイラルスメクチツク相を利用し
た強誘電性液晶として使用する以外に、次のような光学
素子としても使用することができる。
１）液晶状態においてコレステリツク・ネマチツク相転
移効果を利用するもの〔ジエイ ジエイ ウイソキ，エ
イ アダムス，ダブリユハアース「フイジツクス レヴ
ユー レターズ」（J.J.Wysoki,A.Adams and W.Haas;Ph
ys.Rev.Lett.）,20,1024（1968）〕、 ２）液晶状態においてホワイト・テイラー型ゲスト・ホ
スト効果を利用するもの〔デー エル ホワイト，ジー
エム テエイラー「ジヤーナル オブ アプライド
フイジツクス」（D.L.White and G.N.Taylor;J.Appl.Ph
ys.），45,4718（1974）〕、等が知られている。個々の
方式についての詳細な説明は省略するが、表示素子や変
調素子として重要である。
移効果を利用するもの〔ジエイ ジエイ ウイソキ，エ
イ アダムス，ダブリユハアース「フイジツクス レヴ
ユー レターズ」（J.J.Wysoki,A.Adams and W.Haas;Ph
ys.Rev.Lett.）,20,1024（1968）〕、 ２）液晶状態においてホワイト・テイラー型ゲスト・ホ
スト効果を利用するもの〔デー エル ホワイト，ジー
エム テエイラー「ジヤーナル オブ アプライド
フイジツクス」（D.L.White and G.N.Taylor;J.Appl.Ph
ys.），45,4718（1974）〕、等が知られている。個々の
方式についての詳細な説明は省略するが、表示素子や変
調素子として重要である。
このような液晶の電界応答光学効果を用いる方法にお
いては、液晶の応答性を高めるために極性基を導入する
ことが好ましいとされている。とくに強誘電性液晶にお
いては、応答速度は自発分極に比例することが知られて
おり、高速化のために自発分極を増加させることが望ま
れている。このような点から、ピー ケラー（P.Kelle
r）らは、不斉炭素に直接塩素基を導入することで自発
分極を増加させ応答速度の高速化が可能であることを示
した〔シー アール アカデミー サイエンス（C.R.Ac
ad.Sc.Paris），282 C,639（1976）〕。
いては、液晶の応答性を高めるために極性基を導入する
ことが好ましいとされている。とくに強誘電性液晶にお
いては、応答速度は自発分極に比例することが知られて
おり、高速化のために自発分極を増加させることが望ま
れている。このような点から、ピー ケラー（P.Kelle
r）らは、不斉炭素に直接塩素基を導入することで自発
分極を増加させ応答速度の高速化が可能であることを示
した〔シー アール アカデミー サイエンス（C.R.Ac
ad.Sc.Paris），282 C,639（1976）〕。
しかしながら、不斉炭素に導入された塩素基は化学的
に不安定であるうえに、原子半径が大きいことから液晶
相の安定性が低下するという欠点を有しており、その改
善が望まれている。
に不安定であるうえに、原子半径が大きいことから液晶
相の安定性が低下するという欠点を有しており、その改
善が望まれている。
他方、光学活性を有することを特徴とする光学素子に
必要な機能性材料は、それ自体光学活性の中間体を経て
合成されることが多いが、従来から用いられる光学活性
中間体としては、２−メチルブタノール、２球オクチル
アルコール、２級ブチルアルコール、塩化ｐ−（２−メ
チルブチル）安息香酸、２級フエネチルアルコール、ア
ミノ酸誘導体、シヨウノウ誘導体、コレステロール誘導
体等が挙げられるが、これらの光学活性中間体に極性基
が導入されることはほとんどなかった。このためもあっ
て、不斉炭素原子に直接極性基を導入することにより自
発分極を増加する方法は、余り有効に利用されていなか
った。
必要な機能性材料は、それ自体光学活性の中間体を経て
合成されることが多いが、従来から用いられる光学活性
中間体としては、２−メチルブタノール、２球オクチル
アルコール、２級ブチルアルコール、塩化ｐ−（２−メ
チルブチル）安息香酸、２級フエネチルアルコール、ア
ミノ酸誘導体、シヨウノウ誘導体、コレステロール誘導
体等が挙げられるが、これらの光学活性中間体に極性基
が導入されることはほとんどなかった。このためもあっ
て、不斉炭素原子に直接極性基を導入することにより自
発分極を増加する方法は、余り有効に利用されていなか
った。
本発明は上記の点に鑑みなされたものである。すなわ
ち、本発明は不斉炭素原子に直接、安定で且つ双極子モ
ーメントの大きいフツ素基を導入することにより極性を
高めた液晶性化合物、それを少なくとも１種類含有する
ことにより液晶の電界応答性を高めた液晶組成物および
該液晶組成物を使用した液晶素子を提供することを目的
とする。
ち、本発明は不斉炭素原子に直接、安定で且つ双極子モ
ーメントの大きいフツ素基を導入することにより極性を
高めた液晶性化合物、それを少なくとも１種類含有する
ことにより液晶の電界応答性を高めた液晶組成物および
該液晶組成物を使用した液晶素子を提供することを目的
とする。
〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕 本発明は、上述の目的を達成するためになされたもの
であり、第一の発明は下記一般式（１）で （式中、R1は炭素原子数が１〜18であるアルキル基、R2
は炭素原子数が５〜12であるアルキル基、Ｘは単結合，
−Ｏ−， から選ばれ、Ｙは単結合， −CH2O−あるいは−OCH2−のいずれかである。
であり、第一の発明は下記一般式（１）で （式中、R1は炭素原子数が１〜18であるアルキル基、R2
は炭素原子数が５〜12であるアルキル基、Ｘは単結合，
−Ｏ−， から選ばれ、Ｙは単結合， −CH2O−あるいは−OCH2−のいずれかである。
の中からそれぞれ選ばれ、k,m.nは独立に０または1,2の
中から選ばれ、且つｋ＋ｍ＋ｎが２または３となる数で
ある。C*は不斉炭素原子を表す） 表わされる液晶性化合物に係わるものである。
中から選ばれ、且つｋ＋ｍ＋ｎが２または３となる数で
ある。C*は不斉炭素原子を表す） 表わされる液晶性化合物に係わるものである。
また、第二の発明は、前記一般式（１）で表わされる
液晶性化合物を少なくとも１種類含有することを特徴と
する液晶組成物に係わるものである。
液晶性化合物を少なくとも１種類含有することを特徴と
する液晶組成物に係わるものである。
さらに、第三の発明は、前記一般式（１）で表わされ
る液晶性化合物を少なくとも１種類含有する液晶組成物
を使用することを特徴とする液晶素子に係わるものであ
る。
る液晶性化合物を少なくとも１種類含有する液晶組成物
を使用することを特徴とする液晶素子に係わるものであ
る。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の上記一般式（１）で表わされる液晶性化合物
は、好ましくは本出願人等による出願昭和63年４月14日
付出願の明細書に示される。
は、好ましくは本出願人等による出願昭和63年４月14日
付出願の明細書に示される。
下記一般式（２）で表わされる光学活性な２−フルオ
ロアルカノールから合成される。
ロアルカノールから合成される。
（式中、R2、C*は前記定義の通りである。） 次に、その主な合成経路を示す。
Ｙが単結合の場合 Ｙが または−CH2O−の場合 但し、上記式中R1，R2， は前記定義の通りである。
以上の様にして製造可能な化合物例を以下に示す。
本発明の液晶化合物は、一般式（１）中の光学活性基
のフルオロアルカンの中にエーテル結合が含まれている
ことに特徴がある。従って、液晶組成物を調製した場合
に、エーテル結合が光学活性基部分に存在しないだけが
異なる、同様の構造の液晶性化合物を添加した場合に比
べ、本発明の液晶性化合物を添加すると、低温域にSc*
相の温度範囲が広がり、室温付近でも電界応答速度の速
い液晶組成物が得られる。
のフルオロアルカンの中にエーテル結合が含まれている
ことに特徴がある。従って、液晶組成物を調製した場合
に、エーテル結合が光学活性基部分に存在しないだけが
異なる、同様の構造の液晶性化合物を添加した場合に比
べ、本発明の液晶性化合物を添加すると、低温域にSc*
相の温度範囲が広がり、室温付近でも電界応答速度の速
い液晶組成物が得られる。
また、本発明の液晶組成物は、前記一般式（１）で表
わされる液晶性化合物を少なくとも１種類配合成分とし
て含有するものである。例えば、前記液晶性化合物を、
下記の式（１）〜（13）で示されるような強誘電性液晶
と組合わせると、自発分極が増大し、応答速度を改善す
ることができる。
わされる液晶性化合物を少なくとも１種類配合成分とし
て含有するものである。例えば、前記液晶性化合物を、
下記の式（１）〜（13）で示されるような強誘電性液晶
と組合わせると、自発分極が増大し、応答速度を改善す
ることができる。
このような場合においては、本発明の一般式（１）で
示される液晶性化合物を、得られる液晶組成物の0.1〜9
9重量％、特に１〜90重量％となる割合で使用すること
が好ましい。
示される液晶性化合物を、得られる液晶組成物の0.1〜9
9重量％、特に１〜90重量％となる割合で使用すること
が好ましい。
また、本発明の一般式（１）で表わされる液晶性化合
物を、下記の式（14）〜（18）で示されるような、それ
自体はカイラルでないスメクチツク液晶に配合すること
により、強誘電性液晶として使用可能な液晶組成物が得
られる。
物を、下記の式（14）〜（18）で示されるような、それ
自体はカイラルでないスメクチツク液晶に配合すること
により、強誘電性液晶として使用可能な液晶組成物が得
られる。
この場合、一般式（１）で示される液晶性化合物を、
得られる液晶組成物の0.1〜99重量％、特に１〜90重量
％で使用することが好ましい。
得られる液晶組成物の0.1〜99重量％、特に１〜90重量
％で使用することが好ましい。
このような液晶組成物は、本発明の液晶性化合物の含
有量に応じて、これに起因する大きな自発分極を得るこ
とができる。
有量に応じて、これに起因する大きな自発分極を得るこ
とができる。
ここで、記号は、それぞれ以下の相を示す。
Cryst.:結晶相、SmA:スメクチツクＡ相、 SmB:スメクチツクＢ相、SmC:スメクチツクＣ相、N:ネマ
チツク相、Iso:等方相、 また本発明の一般式（１）で表わされる液晶性化合物
を少なくとも一種類含有する液晶組成物を使用すること
により、例えば強誘電性液晶素子、ツイステツドネマチ
ツク液晶素子等の液晶素子を得ることができる。
チツク相、Iso:等方相、 また本発明の一般式（１）で表わされる液晶性化合物
を少なくとも一種類含有する液晶組成物を使用すること
により、例えば強誘電性液晶素子、ツイステツドネマチ
ツク液晶素子等の液晶素子を得ることができる。
以下実施例により本発明を更に具体的に説明する。
実施例１ 光学活性５−ドデシル−２−［４′−（２″
−フルオロ−３″−ペンチルオキシプロピルオキシ）フ
エニル］ピリミジンの製造 下記工程に従い光学活性５−ドデシル−２−［４′−
（２″−フルオロ−３″−ペンチルオキシプロピルオキ
シ）フエニル］ピリミジンを製造した。
−フルオロ−３″−ペンチルオキシプロピルオキシ）フ
エニル］ピリミジンの製造 下記工程に従い光学活性５−ドデシル−２−［４′−
（２″−フルオロ−３″−ペンチルオキシプロピルオキ
シ）フエニル］ピリミジンを製造した。
工程１）（＋）−ｐ−トルエンスルホン酸２′−フルオ
ロ−３′−ペンチルオキシプロパンの製造 （−）−２−フルオロ−３−ペンチルオキシプロパノ
ール0.32gとピリジン0.5mlをナスフラスク中で攪拌し、
そこへ塩化ｐ−トルエンスルホン酸0.27gを加え、20℃
以下で６時間攪拌することにより反応させた後、希塩酸
を加え、酸性溶液としてからジエチルエーテルを用いて
抽出した。得られたエーテル溶液は水洗いした後に硫酸
ナトリウムで乾燥させた。溶媒留去後、薄膜クロマトグ
ラフテイー（展開溶媒：ベンゼン）により精製し、0.14
gの（＋）−ｐ−トルエンスルホン酸２′−フルオロ−
３′−ペンチルオキシプロパンを得た。
ロ−３′−ペンチルオキシプロパンの製造 （−）−２−フルオロ−３−ペンチルオキシプロパノ
ール0.32gとピリジン0.5mlをナスフラスク中で攪拌し、
そこへ塩化ｐ−トルエンスルホン酸0.27gを加え、20℃
以下で６時間攪拌することにより反応させた後、希塩酸
を加え、酸性溶液としてからジエチルエーテルを用いて
抽出した。得られたエーテル溶液は水洗いした後に硫酸
ナトリウムで乾燥させた。溶媒留去後、薄膜クロマトグ
ラフテイー（展開溶媒：ベンゼン）により精製し、0.14
gの（＋）−ｐ−トルエンスルホン酸２′−フルオロ−
３′−ペンチルオキシプロパンを得た。
NMRスペクトル 0.5〜2.0ppm m.（9H）, 2.4ppm s.（3H） 3.3〜5.3ppm m.（7H）, 7.2〜7.8ppm q.（4H） 工程２）（＋）−５−ドデシル−２−［４′−（２″−
フルオロ−３″−ペンチルオキシプロピルオキシ）フエ
ニル］ピリミジンの製造 水素化ナトリウム（60％）を0.02g ５−ドデシルピ
リミジル−２−（ｐ−フエノール）を0.16g、（＋）−
ｐ−トルエンスルホン酸 ２′−フルオロ−３′−ペン
チルオキシプロパンを0.14gをナスフラスコに入れ、ジ
メチルホルムアミド中で４時間加熱還流させ、反応終了
後、塩酸を加え酸性としてから、ジエチルエーテルを用
いて抽出した。得られたエーテル層は、水洗後、硫酸ナ
トリウムで乾燥させた。溶媒留去後、薄層クロマトグラ
フイ−で精製し、（展開溶媒：ジクロロメタン）、0.16
gの（＋）−５−ドデシル−２−［４′−（２″−フル
オロ−３″−ペンチルオキシプロピルオキシ）フエニ
ル］ピリミジンを得た。
フルオロ−３″−ペンチルオキシプロピルオキシ）フエ
ニル］ピリミジンの製造 水素化ナトリウム（60％）を0.02g ５−ドデシルピ
リミジル−２−（ｐ−フエノール）を0.16g、（＋）−
ｐ−トルエンスルホン酸 ２′−フルオロ−３′−ペン
チルオキシプロパンを0.14gをナスフラスコに入れ、ジ
メチルホルムアミド中で４時間加熱還流させ、反応終了
後、塩酸を加え酸性としてから、ジエチルエーテルを用
いて抽出した。得られたエーテル層は、水洗後、硫酸ナ
トリウムで乾燥させた。溶媒留去後、薄層クロマトグラ
フイ−で精製し、（展開溶媒：ジクロロメタン）、0.16
gの（＋）−５−ドデシル−２−［４′−（２″−フル
オロ−３″−ペンチルオキシプロピルオキシ）フエニ
ル］ピリミジンを得た。
NMRスペクトル 0.7〜2.0ppm m.（30H）,2.4〜2.7kppm t.（2H） 3.3〜5.3ppm m.（7H）, 6.8〜8.5ppm q.（4H） 8.5ppm s.（2H） 比旋光度 ▲［α］23 D▼＋1.3,▲［α］23 435▼＋2.9
（c0.91CHCl3） 相転移温度（℃） 但しS1,S2,S3,S4,S5は未同定の液晶相、Crystは結
晶、Isoは等方性液体を示す。
（c0.91CHCl3） 相転移温度（℃） 但しS1,S2,S3,S4,S5は未同定の液晶相、Crystは結
晶、Isoは等方性液体を示す。
実施例２ 光学活性４−ドデシルオキシ安息香酸４′−
［２″−フルオロ−３″−ヘキシルオキシ）プロピルオ
キシ］フエニルエステルの製造 下記工程い従い光学活性４−ドデシルオキシ安息香酸
４′−［（２″−フルオロ−３″−ヘキシルオキシ）プ
ロピルオキシ］フエニルエステルを製造した。
［２″−フルオロ−３″−ヘキシルオキシ）プロピルオ
キシ］フエニルエステルの製造 下記工程い従い光学活性４−ドデシルオキシ安息香酸
４′−［（２″−フルオロ−３″−ヘキシルオキシ）プ
ロピルオキシ］フエニルエステルを製造した。
工程１）（＋）−ｐ−トルエンスルホン酸２′−フルオ
ロ−３′−ヘキシルオキシプロパンの製造 （−）−２−フルオロ−３−ヘキシルオキシプロパノ
ール1.2gとピリジン2mlをナスフラスコ中で攪拌し、そ
こへ塩化ｐ−トルエンスルホン酸1.3gを加え、20℃以下
で２時間攪拌して反応させた後、希塩酸を加えて酸性溶
液としてからジエチルエーテルを用いて抽出した。得ら
れたエーテル溶液は水洗した後に硫酸ナトリウムを用い
て乾燥した。溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグ
ラフイー（移動相：CH2Cl2／ヘキサン＝1/1である混合
溶媒）を用いて精製した結果、0.26gの（＋）−ｐ−ト
ルエンスルホン酸２′−フルオロ−３′−ヘキシルオキ
シプロパンが得られた。
ロ−３′−ヘキシルオキシプロパンの製造 （−）−２−フルオロ−３−ヘキシルオキシプロパノ
ール1.2gとピリジン2mlをナスフラスコ中で攪拌し、そ
こへ塩化ｐ−トルエンスルホン酸1.3gを加え、20℃以下
で２時間攪拌して反応させた後、希塩酸を加えて酸性溶
液としてからジエチルエーテルを用いて抽出した。得ら
れたエーテル溶液は水洗した後に硫酸ナトリウムを用い
て乾燥した。溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグ
ラフイー（移動相：CH2Cl2／ヘキサン＝1/1である混合
溶媒）を用いて精製した結果、0.26gの（＋）−ｐ−ト
ルエンスルホン酸２′−フルオロ−３′−ヘキシルオキ
シプロパンが得られた。
NMRスペクトル 0.7〜1.8ppm m.（11H）,2.5ppm s.（3H） 3.2〜5.1ppm m.（7H）, 7.2〜7.8ppm q.（4H） 比旋光度▲［α］31 D▼＋6.8,▲［α］30 435▼（c2,ジ
エチルエーテル） 工程２）光学活性ｐ−ベンジルオキシ［（２′−フルオ
ロ−３′−ヘキシルオキシ）プロピルオキシ］フエニル
の製造 ナスフラスコに水酸化ナトリウム0.034g、ｐ−ベンジ
ルオキシフエノール0.160g、エタノール1mlを入れ、均
一な溶液になった所へ、エタノール1mlに溶解させた
（＋）−ｐ−トルエンスホン酸２′−フルオロー３′−
ヘキシルオキシプロパン0.26gを加え、5.5時間加熱還流
させて反応させた後、氷水に注入した2N HClを加えて酸
性としてから、ジエチルエーテルを用いて抽出した。得
られたエーテル層は、５％食塩水で洗浄した後に、硫酸
ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、シリカゲルカラ
ムクロマトグラフイー（移動相：CH2Cl2）で精製した。
目的の光学活性ｐ−ベンジルオキシ［（２′−フルオロ
−３′−ヘキシルオキシ）プロピルオキシ］フエニルは
0.23g（収率80％）。
エチルエーテル） 工程２）光学活性ｐ−ベンジルオキシ［（２′−フルオ
ロ−３′−ヘキシルオキシ）プロピルオキシ］フエニル
の製造 ナスフラスコに水酸化ナトリウム0.034g、ｐ−ベンジ
ルオキシフエノール0.160g、エタノール1mlを入れ、均
一な溶液になった所へ、エタノール1mlに溶解させた
（＋）−ｐ−トルエンスホン酸２′−フルオロー３′−
ヘキシルオキシプロパン0.26gを加え、5.5時間加熱還流
させて反応させた後、氷水に注入した2N HClを加えて酸
性としてから、ジエチルエーテルを用いて抽出した。得
られたエーテル層は、５％食塩水で洗浄した後に、硫酸
ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、シリカゲルカラ
ムクロマトグラフイー（移動相：CH2Cl2）で精製した。
目的の光学活性ｐ−ベンジルオキシ［（２′−フルオロ
−３′−ヘキシルオキシ）プロピルオキシ］フエニルは
0.23g（収率80％）。
工程３）光学活性ｐ−［（２′−フルオロ−３′−ヘキ
シルオキシ）プロピルオキシ］フエノールの製造 光学活性ｐ−ベンジルオキシ［（２′−フルオロ−
３′−ヘキシルオキシ）プロピルオキシ］フエニル0.23
gをエタノール3mlに溶解させ、さらに５％パラジウム／
活性炭40mgを加えた後、接触水素添加装置により30℃で
３時間攪拌して、還元を行った。反応終了後ひだ折り濾
過によりパラジウム／活性炭を除去し、溶媒を留去し目
的物である光学活性ｐ−［２′−フルオロ−３′−ヘキ
シルオキシ）プロピルオキシフエノールを65mg得た。
シルオキシ）プロピルオキシ］フエノールの製造 光学活性ｐ−ベンジルオキシ［（２′−フルオロ−
３′−ヘキシルオキシ）プロピルオキシ］フエニル0.23
gをエタノール3mlに溶解させ、さらに５％パラジウム／
活性炭40mgを加えた後、接触水素添加装置により30℃で
３時間攪拌して、還元を行った。反応終了後ひだ折り濾
過によりパラジウム／活性炭を除去し、溶媒を留去し目
的物である光学活性ｐ−［２′−フルオロ−３′−ヘキ
シルオキシ）プロピルオキシフエノールを65mg得た。
工程４）光学活性４−ドデシルオキシ安息香酸４′−
［（２″−フルオロ−３″−ヘキシルオキシ）プロピル
オキシ］フエニルエステルの製造 ｐ−ドデシルオキシ安息香酸85mgと塩化チオニル1ml
を加熱還流を２時間行うことによりｐ−ドデシルオキシ
安息香酸塩化物を得た。過剰の塩化チオニルを留去した
後、工程３）で得た光学活性ｐ−［（２′−フルオロ−
３′−ヘキシルオキシ）プロピルオキシ］フエノール65
gとトリエチレンジアミン62mgを乾燥ベンゼン1mlに溶解
させておいた溶液中に滴下することにより加えた。50℃
で２時間攪拌した後、水酸化ナトリウム（60％）を15mg
加え、更に２時間加熱還流を行った。反応終了後、冷水
に注入し希塩酸で酸性にした後ジエチルエーテルを用い
て抽出した。得られた有機層は食塩水で洗浄した後、硫
酸ナトリウムを入れて乾燥させ、溶媒を留去した。薄層
クロマトグラフイー（展開溶媒：ジクロロヘタン）を用
いて精製し、ヘキサンとエタノールの混合溶媒で再結晶
を行い、目的物である光学活性４−ドデシルオキシ安息
香酸４′−［（２″−フルオロ−３″−ヘキシルオキ
シ）プロピルオキシ］フエニルエステルを35mgの収量で
得た。
［（２″−フルオロ−３″−ヘキシルオキシ）プロピル
オキシ］フエニルエステルの製造 ｐ−ドデシルオキシ安息香酸85mgと塩化チオニル1ml
を加熱還流を２時間行うことによりｐ−ドデシルオキシ
安息香酸塩化物を得た。過剰の塩化チオニルを留去した
後、工程３）で得た光学活性ｐ−［（２′−フルオロ−
３′−ヘキシルオキシ）プロピルオキシ］フエノール65
gとトリエチレンジアミン62mgを乾燥ベンゼン1mlに溶解
させておいた溶液中に滴下することにより加えた。50℃
で２時間攪拌した後、水酸化ナトリウム（60％）を15mg
加え、更に２時間加熱還流を行った。反応終了後、冷水
に注入し希塩酸で酸性にした後ジエチルエーテルを用い
て抽出した。得られた有機層は食塩水で洗浄した後、硫
酸ナトリウムを入れて乾燥させ、溶媒を留去した。薄層
クロマトグラフイー（展開溶媒：ジクロロヘタン）を用
いて精製し、ヘキサンとエタノールの混合溶媒で再結晶
を行い、目的物である光学活性４−ドデシルオキシ安息
香酸４′−［（２″−フルオロ−３″−ヘキシルオキ
シ）プロピルオキシ］フエニルエステルを35mgの収量で
得た。
相転移温度（℃） 但し、Sc*はカイラルスメクチツクＣ相を示し、他は
前記定義のとおりである。
前記定義のとおりである。
自発分極（nC/cm2） 15.4［59℃］ 21.9［58℃］ 実施例３ 実施例１の化合物と、下記液晶化合物Ａとを2:8の割
合で、混合して液晶組成物を得た。
合で、混合して液晶組成物を得た。
上記液晶化合物Ａおよび液晶組成物を電極をおおう、
ポリイミド被覆にラビング処理を施した一対の電極基板
間に挟持し、液晶層厚を５μｍとした液晶素子を作製し
た。この液晶素子を用いピーク・トウ・ピーク電圧8Vの
電圧印加により、直交ニコル下での光学的な応答を検知
して応答速度を測定した。
ポリイミド被覆にラビング処理を施した一対の電極基板
間に挟持し、液晶層厚を５μｍとした液晶素子を作製し
た。この液晶素子を用いピーク・トウ・ピーク電圧8Vの
電圧印加により、直交ニコル下での光学的な応答を検知
して応答速度を測定した。
液晶化合物Ａおよび液晶組成物の相転移温度および応
答速度の結果を以下に示す。
答速度の結果を以下に示す。
液晶化合物Ａ 応答速度 12.5μｓ（55℃） （|Tc−T|＝７℃） ※|Tc−T|は、SA-Sc*転移温度と実際の温度の差をとっ
たものである。
たものである。
液晶組成物Ｉ 応答速度 10.5μｓ（49℃） （|Tc−T|＝７℃） 以上の結果から、液晶性化合物Ａに実施例１の液晶性
化合物を混合することにより、Sc＊の温度範囲が室温付
近まで広がり、応答速度も向上することがわかった。
化合物を混合することにより、Sc＊の温度範囲が室温付
近まで広がり、応答速度も向上することがわかった。
実施例４ 実施例１の液晶化合物Ａおよび液晶組成物Ｉを用い、
実施例１とセル厚を10μｍとした他は、全く同じ条件で
液晶素子を作製した。
実施例１とセル厚を10μｍとした他は、全く同じ条件で
液晶素子を作製した。
それぞれの液晶素子を、等方相から１℃／分で降温
し、|Tc−T|＝10℃の温度にして、偏光顕微鏡観察を行
ったところ、液晶化合物Ａおよび液晶組成物Ｉの両方と
も均一なモノドメインの配向状態であった。
し、|Tc−T|＝10℃の温度にして、偏光顕微鏡観察を行
ったところ、液晶化合物Ａおよび液晶組成物Ｉの両方と
も均一なモノドメインの配向状態であった。
次に、それぞれの素子にパルス巾1ms、電圧20Vのパル
スを印加したところ、液晶化合物Ａの場合は、双安定状
態が得られず、またパルス印加後すぐに結晶化してしま
った。
スを印加したところ、液晶化合物Ａの場合は、双安定状
態が得られず、またパルス印加後すぐに結晶化してしま
った。
一方、液晶組成物Ｉの場合は、双安定状態が得られ、
チルト角を測定したところ12°であった。
チルト角を測定したところ12°であった。
さらに液晶組成物Ｉにつき|Tc−T|＝15℃の温度で同
様の操作を行なったところ、良好な双安定状態が得られ
た。チルト角を測定したところ、20°と大きく、高いコ
ントラスト状態が得られた。
様の操作を行なったところ、良好な双安定状態が得られ
た。チルト角を測定したところ、20°と大きく、高いコ
ントラスト状態が得られた。
このことから、液晶組成物Ｉは、10μｍと厚いセル厚
の液晶素子にした場合でも、良好な双安定状態、高コン
トラスト比が得られることがわかった。
の液晶素子にした場合でも、良好な双安定状態、高コン
トラスト比が得られることがわかった。
実施例５ 下記化合物を下記組成比で混合し、液晶組成物IIを得
た。
た。
次に上記組成物IIと実施例２の化合物を95:5の比率で
混合して、液晶組成物IIIを得た。
混合して、液晶組成物IIIを得た。
液晶組成物IIおよび液晶組成物IIIを用い、セル厚を
２μｍとしたほかは実施例３と全く同じ条件で、それぞ
れ液晶素子を作製し、ピーク トウピーク電圧を20Vと
した他は、全く同じ条件で応答速度を測定した。
２μｍとしたほかは実施例３と全く同じ条件で、それぞ
れ液晶素子を作製し、ピーク トウピーク電圧を20Vと
した他は、全く同じ条件で応答速度を測定した。
25℃での応答速度測定結果を下に示す。
液晶組成物II 250μｓ 液晶組成物III 197μｓ 以上の結果により、液晶組成物IIに本発明の化合物で
ある、４−ドデシルオキシ安息香酸−４′−［（２″−
フルオロ−３″−ヘキスルオキシ）プロピルオキシ］フ
エニルエステルを混合することにより応答特性が向上す
ることがわかった。
ある、４−ドデシルオキシ安息香酸−４′−［（２″−
フルオロ−３″−ヘキスルオキシ）プロピルオキシ］フ
エニルエステルを混合することにより応答特性が向上す
ることがわかった。
実施例６〜10 液晶組成物IIと下記化合物を95:5の比率で混合し、そ
れぞれ液晶組成物を得た。これらの液晶組成物を用い、
実施例５と全く同様な方法で、液晶素子を作成し、全く
同様な方法で、25℃で応答速度を測定した。結果を下に
示す。
れぞれ液晶組成物を得た。これらの液晶組成物を用い、
実施例５と全く同様な方法で、液晶素子を作成し、全く
同様な方法で、25℃で応答速度を測定した。結果を下に
示す。
以上の結果より、液晶組成物IIに本発明の化合物を混
合することにより、応答特性が向上することがわかっ
た。
合することにより、応答特性が向上することがわかっ
た。
実施例11 透明電極として、ITO膜を形成したガラス基板上にポ
リイミド樹脂前駆体（東レ（株）製SP−510）を用い、
スピンナー塗布により成膜した後、300℃で60分間焼成
してポリイミド膜を形成した。次に、この被膜をラビン
グにより配向処理を行ない、ラビング処理軸が直交する
ようにしてセルを作製した（セル間隔２μｍ）。
リイミド樹脂前駆体（東レ（株）製SP−510）を用い、
スピンナー塗布により成膜した後、300℃で60分間焼成
してポリイミド膜を形成した。次に、この被膜をラビン
グにより配向処理を行ない、ラビング処理軸が直交する
ようにしてセルを作製した（セル間隔２μｍ）。
上記セルにネマチツク液晶組成物〔リクソンGR-63:チ
ツソ（株）製、ビフエニル液晶混合物〕を注入し、TN
（ツイステツド・ネマチツク）型セルとし、これを偏光
顕微鏡で観察した処、リバースドメイン（しま模様）が
生じていることがわかった。
ツソ（株）製、ビフエニル液晶混合物〕を注入し、TN
（ツイステツド・ネマチツク）型セルとし、これを偏光
顕微鏡で観察した処、リバースドメイン（しま模様）が
生じていることがわかった。
前記リクソンGR-63（99重量部）に対して、本発明の
実施例２のフルオロアルカン誘導体（１重量部）を加え
た液晶混合物を用い、上記と同様にしてTNセルとして観
察したところ、リバースドメインはみられず均一性のよ
いネマチツク相となっていた。このことから、本発明の
液晶性化合物はリバース・ドメインの防止に有効である
ことが認められた。
実施例２のフルオロアルカン誘導体（１重量部）を加え
た液晶混合物を用い、上記と同様にしてTNセルとして観
察したところ、リバースドメインはみられず均一性のよ
いネマチツク相となっていた。このことから、本発明の
液晶性化合物はリバース・ドメインの防止に有効である
ことが認められた。
以上説明した様に本発明によれば液晶性化合物の不斉
炭素原子に直接フツ素基を導入することにより、極性が
高められる。さらに光学活性基にエーテル結合が存在す
るので、それを含有する液晶組成物のSc*相の温度領域
は低温側へと広がる。従って、該液晶組成物を使用した
液晶素子は、室温付近で駆動可能となり、しかも応答速
度が速い。
炭素原子に直接フツ素基を導入することにより、極性が
高められる。さらに光学活性基にエーテル結合が存在す
るので、それを含有する液晶組成物のSc*相の温度領域
は低温側へと広がる。従って、該液晶組成物を使用した
液晶素子は、室温付近で駆動可能となり、しかも応答速
度が速い。
また、本発明の液晶性化合物を液晶組成物に含有させ
ることにより、ネマチツク液晶のリバースドメインの発
生を防止できる。
ることにより、ネマチツク液晶のリバースドメインの発
生を防止できる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｃ 69/96 9546−4Ｈ Ｃ０７Ｃ 69/96 Ｚ Ｃ０７Ｄ 239/26 Ｃ０７Ｄ 239/26 Ｃ０９Ｋ 19/12 9279−4Ｈ Ｃ０９Ｋ 19/12 19/20 19/20 19/30 19/30 19/34 19/34 Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ // Ｃ０７Ｍ 7:00 Ｃ０７Ｍ 7:00
Claims (3)
- 【請求項１】下記一般式（１）で表される液晶性化合物 （但し、上記式中、R1は炭素原子数が１〜18であるアル
キル基、R2は炭素原子数が５〜12であるアルキル基、Ｘ
は単結合，−Ｏ−， から選ばれ、Ｙは単結合， −CH2O−あるいは−OCH2−のいずれかである。 の中からそれぞれ選ばれ、 k,m,nは独立に０または1,2の中から選ばれ、且つｋ＋ｍ
＋ｎが２または３となる数である。 C*は不斉炭素原子を表す） - 【請求項２】下記一般式（１）で表される液晶性化合物
を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成
物。 （但し、上記式中、R1は炭素原子数が１〜18であるアル
キル基、R2は炭素原子数が５〜12であるアルキル基、Ｘ
は単結合，−Ｏ−， から選ばれ、Ｙは単結合， −CH2O−あるいは−OCH2−のいずれかである。 の中からそれぞれ選ばれ、k,m,nは独立に０または1,2の
中から選ばれ、且つｋ＋ｍ＋ｎが２または３となる数で
ある。C*は不斉炭素原子を表す） - 【請求項３】下記一般式（１）で表される液晶性化合物
を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成
物を用いた液晶素子。 （但し、上記式中、R1は炭素原子数が１〜18であるアル
キル基、R2は炭素原子数が５〜12であるアルキル基、Ｘ
は単結合，−Ｏ−， から選ばれ、Ｙは単結合， −CH2O−あるいは−OCH2−のいずれかである。 の中からそれぞれ選ばれ、k,m,nは独立に０または1,2の
中から選ばれ、且つｋ＋ｍ＋ｎが２または３となる数で
ある。C*は不斉炭素原子を表す）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9269188A JP2510668B2 (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 液晶性化合物およびそれを含む液晶組成物、液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9269188A JP2510668B2 (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 液晶性化合物およびそれを含む液晶組成物、液晶素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01265052A JPH01265052A (ja) | 1989-10-23 |
| JP2510668B2 true JP2510668B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=14061515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9269188A Expired - Fee Related JP2510668B2 (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 液晶性化合物およびそれを含む液晶組成物、液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510668B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0640676B1 (en) * | 1993-08-31 | 1999-01-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Mesomorphic compound, liquid crystal composition containing the compound, liquid crystal device using the composition, liquid crystal apparatus and display method |
| EP0694599B1 (en) * | 1994-07-26 | 2001-06-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal composition, liquid crystal device using the composition, liquid crystal apparatus and display method |
| DE69618413T2 (de) * | 1995-10-12 | 2002-06-20 | Canon Kk | Flüssigkristallzusammensetzung, Flüssigkristallvorrichtung und Flüssigkristallanzeigeapparat |
-
1988
- 1988-04-15 JP JP9269188A patent/JP2510668B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01265052A (ja) | 1989-10-23 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |