JPS61251639A - 液晶化合物及び液晶組成物 - Google Patents

液晶化合物及び液晶組成物

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JPS61251639A
JPS61251639A JP9125185A JP9125185A JPS61251639A JP S61251639 A JPS61251639 A JP S61251639A JP 9125185 A JP9125185 A JP 9125185A JP 9125185 A JP9125185 A JP 9125185A JP S61251639 A JPS61251639 A JP S61251639A
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Masakatsu Nakatsuka
正勝 中塚
Isao Nishizawa
西沢 功
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、新規な光学活性液晶化合物および該液晶を含
有してなる液晶組成物に関する。
(従来の技術) 現在、各種液晶表示素子が実用化されている。
なかでも、ネマティック液晶を用いたTN(T%vi−
5ted Nematic)型表示方式は消費電力が極
めて少ないといった優れた性能を持ち、広く利用されて
いる。しかし、この表示方式は応答速度が遅いといった
欠点がある。
最近の産業技術の進展は、液晶表示素子にも高速応答性
を強く要求し、この様な要求に対しては、液晶材料の改
良による種々の試みがなされている。
既に上記要望に応えるものとして、強誘電性液晶の光ス
イツチング現象を利用した表示デバイス(N、A、CI
ark、 8.T、Lagerwall、 Appl 
、Phys、Lett、。
56、899(I980) )が提案されている。この
強誘電性液晶は液晶構造上からはカイラルスメクチック
C相(以下sc’と略記する)あるいはカイラルスメク
チックH相(以下SR’と略記する)に属するものと言
われている。
(発明が解決しようとする問題点) 公知の強誘電性液晶の代表的なものとして表1に示すも
のがある。
(注1および2 : Ph、Martinot−Lag
arde、 、T、Phy−sique、 57 、 
C!5−129(I97S)  A、Hallsby、
 M。
Ni1sson and B、Oltenholm、 
3 : Mo1.CrystLiq、0ryst、Le
tters、 82.61 (I982) )しかし、
これらの化合物は光により短時間の内に異性化を起こし
たり、また水分に不安定で、加水分解を起こし液晶相を
示さなくなるという不安定要素を持ち表示素子用として
は好ましくない。
本発明の課題はこの様な不安定要素をなくした光化学的
および化学的安定性を有する強誘電性液晶および該液晶
を含有する組成物を提供することである。
(問題点を解決するための手段) 上述の課題を達成するために、本発明者らは多くの光学
活性基を含む液晶物質を合成、検討した結果、本発明に
到達した。
すなわち、本発明は、一般式(I) %式%(I) (式中、XおよびYは水素原子、ハロゲン原子またはメ
チル基を示し、少なくとも一方は水素原子、 である。
R□およびR2は炭素原子数6〜18個のアルキル基を
示し、少なくとも一方のアルキル基は不斉炭素原子を含
む の整数であり、朱は不斉炭素原子を示す)で表わされる
光学活性なアルキル基である)で表わされる液晶化合物
および該液晶を含有してなる組成物である。
本発明の化合物は、代表的には下記合成経路により合成
される。
R1 [ (R□+ R2+ XI Yは前記に同じ)すなわち、
4−置換フェノールと2または3−置換−4−ヒドロキ
シ安息香酸とを濃硫酸とポウ酸の存在下、トルエン溶媒
中反応させ2または3−置換−4−ヒドロキシ安息香酸
4′−置換フェニルエステルとしく 5tep I )
N次いでこれと4−置換安息香酸とをN、N′−ジシク
ロへキシルカルボジイミド(以下、DCCと略記)と4
−ピロリジノピリジン(以下、PRLPYと略記)との
存在下でエステル化する( 5tepl )ことによっ
て合成される。
また、エステル化方法としては一般に知られている他の
エステル化方法も利用し得る。
本発明の化合物の多くはsc”相を示し、またその温度
範囲がおよそ50〜110℃と比較的高温に至るという
特徴を有している。
したがって、液晶組成物のS−相の温度範囲の上限を拡
張するのに好適である。
本発明の液晶組成物は一般式(I)の化合物の1種以上
で構成することも、また、一般式(I)の化合物と他の
スメクチック液晶と混合し室温でS−相を呈する液晶組
成物を構成することもでき、いずれも強誘電性を示す。
また、一般式(I)でS−相を呈さない化合物もいわ合
せて使用すれば液相組成物として同様の効果が期待でき
る。
(実施例) 以下、実施例に代表的な化合物の製造法および物性値を
具体的に示す。実施例において、Cは結晶相、SAはス
メクチックA相、S−はカイラルスメクチックC相、C
hはコレステリック(カイラルネマチック)相、工は等
方性液体を表わす。なお0内の値はモノトロピック相転
移温度であることを示す。
実施例1 2−クロル−a−(4′−オクチルオキシベンゾイルオ
キシ)安息香酸/−(S−(ト)−2−メチルブチル)
オキシフェニルエステル(一般式(I)テ(i)2−ク
ロル−4−ヒドロキシ安息香酸−4′−(S−(ト)−
2−メチルブチル)オキシフェニルエステルの製造:4
−(S−(ト)−2−メチルブチル)オキシフェノール
13F、2−クロル−4−ヒドロキシ安息香酸10.2
f、濃硫酸250Tn9、ホウ酸150■の混合物をト
ルエン300dと共に攪拌し、反応により生成する水を
留去しながら40時間加熱還流を行なった。トルエンを
減圧下留去した後、残漬をアセトニトリルを用い2回再
結晶し1442の無色針状晶の結晶として目的物を得た
。収率73チ、融点は148.6〜1492℃であった
(ii)エステル化:(i)で得られた2−クロル−4
−ヒドロキシ安息香酸4’−(S−(ト)−2−メチル
ブチル)オキシフェニルエステル1.02と4−オクチ
ルオキシ安息香酸740■、DCo 630■、PRI
、PY50■を塩化メチレン30!ILl!に溶解させ
10時間室温で攪拌した。副生じたN、N′−ジシクロ
へキシルウレアをr別した後、有機層を5チ塩酸、5%
水酸化ナトリウム水溶液、水の順で洗浄し、無水硫酸マ
グネシウムを用い乾燥させた。塩化メチレンを留去した
後、残った結晶をベンゼンを溶出液とし、シリカゲルカ
ラムクロマトグラフィーを用い精製した。さらに得られ
た結晶をエタノール−酢酸エチル(I0: I V/V
 )より2回再結晶を行ないt272の目的とする2−
クロル−a−(4’−オクチルオキシベンゾイルオキシ
)安息香酸4−(S−(ト)−2−メチルブチル)オキ
シフェニルエステルを無色針状晶の結晶として得た。収
率75チ。
このものはC−8A点74.9℃ 5A−Ch点100
.8℃ch−工点124.0℃であった。
実施例2 2−クロル−4−(4’−デシルオキシベンゾイルオキ
シ)安息香酸4n−(s−(+)−2−メチルプ造 実施例2の(ii)におけるエステル化に際し、オクチ
ルオキシ安息香酸の代りにデシルオキシ安息香酸を用い
た他は実施例2の(ii)に示した方法に準じて操作を
行ない目的の2−クロル−4−(4’−デシルオキシベ
ンゾイルオキシ)安息香酸4#−(s−(4−)−2−
メチルブチル)オキシフェニルエステルを得た。
このものは0−8A点64.0 ’C5A−ch点10
9.9℃ch−工点120.0℃ sc”−sA点(5
4A ℃)であつ九。
実施例3 2−クロル−4−(4’−ウンデシルオキシベンゾイル
オキシ)安息香酸4−(S−(ト)−2−メチルブチル
)オキシフェニルエステル(一般式(I)テ造 実施例2の(ii)のエステル化に際しオクチルオキシ
安息香酸の代りにウンデシルオキシ安息香酸を用いた他
は実施例2の(首)の方法に準じて操作を行すい目的の
2−クロル−4−(4’−ウンデシルオキシベンゾイル
オキシ)安息香酸4’−(S−(ト)−2−メチルブチ
ル)オキシフェニルエステルを得た。
このものはc−sc”点60A′C8C″″−8A点6
6.6℃5A−ch点111.5℃ ch−1点118
.9℃実施例4 2−クロル−4−(4’−ドデシルオキシベンゾイルオ
キシ)安息香酸4#−(s−4+−)−2−メチルブチ
ル)オキシフェニルエステル(一般式(■)テ製造 実施例2の(i i)におけるエステル化に際しオクチ
ルオキシ安息香酸の代りにドデシルオキシ安息香酸を用
いた他は実施例2の(ii)に示した方法に準じて操作
を行ない、目的の2−クロル−4−(4’−ドデシルオ
キシベンゾイルオキシ)安息香酸4−(S−(ト)−2
−メチルブチル)オキシフェニルエステルを得た。
このものはC−8C”点60.1℃ SC”−8A点7
2,7℃5A−ch点113.7℃ ch−1点116
.4℃であった。
実施例5 2−クロル−4−(4’−)リゾシルオキシベンゾイル
オキシ)安息香酸4’ −(S −(−1−)−2−メ
チルブチル)オキシフェニルエステル(一般式(I)テ
製造 実施例2の(ii)のエステル化に際しオクチルオキシ
安息香酸の代りにトリデシルオキシ安息香酸を用いた他
は実施例2の(ii)の方法に準じて操作を行ない目的
の2−クロル−4−(イートリデシルオキシベンゾイル
オキシ)安息香酸X−(8−(ホ)=2−メチルブチル
)オキシフェニルエステルを得た。
このものはc−sc”点642℃ sc”″−BA点7
2.7℃EIA−Ch点113.7℃ Ch−1点11
6.4℃であった。
実施例6 2−クロル−4−(4’−テトラデシルオキシベンゾイ
ルオキシ)安息香酸l −(s−(イ)−2−メチルブ
チル)オキシフェニルエステル(一般式(I)実施例2
の(ii)におけるエステル化に際しオクチルオキシ安
息香酸の代りにテトラデシルオキシ安息香酸を用いた他
は実施例2の(ii)の方法に準じて操作を行ない目的
の2−クロル−4−(4’−fトラデシルオキシベンゾ
イルオキシ)安息香酸4′−(S−(ト)−2−メチル
ブチル)オキシフェニルエステルを得た。
このものはC−8一点654℃ SC”−8A点74.
0’C8A−Ch点114.6℃ ah−1点114.
8℃実施例7 2−クロル−4−(4’−ヘキサデシルオキシベンゾイ
ルオキシ)安息香酸4’−(S−(ト)−2−メチルブ
チル)オキシフェニルエステル(一般式(I)実施例2
の(ii)のエステル化に際しオクチルオキシ安息香酸
の代りにヘキサデシルオキシ安息香酸を用いた他は実施
例2の(i i)の方法に準じて操作を行ない目的の2
−クロル−4−(4’−ヘキサデシルオキシベンゾイル
オキシ)安息香酸4“−(S−(ト)−2−メチルブチ
ル)オキシフェニルエステルを得た。
このものはC−8A点71.3℃ SA−1点113.
9℃sc”−8A点(669℃) 実施例8 2−クロル−4−(4’−オクタデシルオキシベンゾイ
ルオキシ)安息香酸4−(S−(ト)−2−メ実施例2
の(ii)のエステル化に際しオクチルオキシ安息香酸
の代りにオクタデシルオキシ安息香酸を用いた他は実施
例2の(ii)の方法に準じて操作を行ない目的の2−
クロル−4−(4’−オクタデシルオキシベンゾイルオ
キシ)安息香酸4−(S−(+)−2,7l−F−ルプ
チル)オキシフェニルエステルを得た。
このものは0−8A点71,3℃ EIA−I点115
.1℃であった。
実施例9 6−クロル−4−(4’−オクチルオキシベンゾイルオ
キシ)安息香酸/−(S〜(ト)−4−メチルヘキシル
)オキシフェニルエステル(−11(I)で製造 (i)3−クロル−4−ヒドロキシ安息香酸a’−(s
−(ト)−4−メチルヘキシル)オキシフェニルエステ
ルの製造 4−(S−(ト)−4−メチルヘキシル)オキシフェノ
ール5.3F、3−クロル−4−ヒドロキシ安息香酸4
211濃硫酸100mg、ホウ酸50rn9の混合物を
トルエ/1aarrtlと共に攪拌し反応により生成す
る水を留去しながら23時間加熱還流を行なった。トル
エンを留去した後、残った結晶をアセトニトリルを用い
2回再結晶し6.52の無色針状晶の結晶として目的物
を得た。収率78q6、融点は165〜136℃であっ
た。
(ii)エステル化 (i)で得られた3−クロル−4−ヒドロキシ安息香酸
4’ −(S −(−))−4−メチルヘキシル)オキ
シフェニルエステル1.Olとオクチルオキシ安息香酸
690 my  Dco 570 ?+19及びPRL
PY 50 ”9を塩化メチレン50rttlに溶解し
室温で10時間攪拌した。塩化メチレンを減圧下留去し
残渣をベンゼンを溶出液とし、シリカゲルカラムクロマ
トグラフィーを用い精製した。
さらに得られた結晶をエタノール−酢酸エチル(I0:
1v/7)より2回再結晶し、1.12の目的とする2
−クロル−4−(4’−オクチルオキシベンゾイルオキ
シ)安息香酸/−(S−(ト)−4−メチルヘキシル)
オキシフェニルエステルt−無色針状晶の結晶として得
た。収率69チ。
このものはa−ah点629℃ ah−1点134.6
℃であった。
実施例10 3−クロル−4−(4’−デシルオキシベンゾイルオキ
シ)安息香酸l −(s −(4−)−4−メチルヘキ
シル)オキシフェニルエステル(一般式(I)テ製造 実施例9の(ii)におけるエステル化に際しオクチル
オキシ安息香酸の代りにデシルオキシ安息香酸を用いた
他は実施例9の(ii)に示した方法に準じた操作を行
ない目的の3−クロル−4−(4’−デシルオキシベン
ゾイルオキシ) 安息香酸4’−(S−(ト)−4−)
fルヘキシル)オキシフェニルエステルを得た。
コノものはc−sc”点67.7℃ SC″”−ch点
702℃ch−1点130.8℃であった。
実施例11 3−クロル−4−(4’−ドデシルオキシベンゾイルオ
キシ)安息香酸4’ −(S−(ト)−4−メチルヘキ
シル)オキシフェニルエステル(一般式(I)?製造 実施例9の(ii)におけるエステル化に際し、オクチ
ルオキシ安息香酸の代りにドデシルオキシ安息香酸を用
いた他は実施例9の(iりに示した方法に準じた操作を
行ない、目的の3−クロル−4−(4′−ドデシルオキ
シベンゾイルオキシ)安息香酸4−(S−(ト)−4−
メチルヘキシル)オキシフェニルエステルを得た。
このものはc−sc”’点73.1℃ SC″−ch点
87.7℃Ch−工点124.8℃であった。
実施例12 3−クロル〜4−(l−オクチルオキシベンゾイルオキ
シ)安息香酸/−(s−(@−2−メチルフチル)オキ
シフェニルエステル(一般式(■)テ(i)3−クロル
−4−ヒドロキシ安息香酸4−(S−(イ)−2−メチ
ルブチル)オキシフェニルエステルの製造 4−(S −(+)−2−メチルブチル)オキシフェノ
ール10f、3−クロル−4−ヒドロキシ安息香酸10
t1濃硫酸200〜、ホウ酸100■の混合物をトルエ
:、y 200 rdと共に攪拌し反応により生成する
水を留去しながら40時間加熱還流を行なった。
トルエンを留去した後残った結晶をアセトニトリルより
2回再結晶し121の無色針状晶の結晶として目的物を
得た。収率65俤 融点は165.2〜1756.8℃であった。
(ii)エステル化 (i)で得られた3−クロル−4−ヒドロキシ安息香酸
4’ −(S −(−)) −2−メチルブチル)オキ
シフェニルエステル500■、オクチルオキシ安息香酸
380■、DCC!31(I19及びPRL’PY 5
0 rn9を塩化メチレン30dに溶解し室温で7時間
攪拌した。
副生じたN、 N’−ジシクロヘキシル尿素を濾別した
後、濾液を5チ塩酸、5%水酸化ナトリウム水溶液、水
の順で洗浄し、無水硫酸マグネシウムを用い乾燥させた
。塩化メチレンを減圧下で留去後、残渣をベンゼンに溶
かしベンゼンを溶出液としシリカゲルカラムクロマトグ
ラフィーを用い精製した。さらに得られた結晶をエタノ
ールより2回再結晶し540 Tn9の目的とする3−
クロル−4−(イーオクチルオキシベンゾイルオキシ)
安息香酸1−(S−(ト)−2−メチルブチル)オキシ
フェニルエステルを無色針状晶の結晶として得た。収率
62チこのものはC−ch点69,1℃ ch−1点1
26.5℃であった。
実施例13 3−クロル−4−(4’−ドデシルオキシベンゾイルオ
キシ)安息香酸4’−(S−H−2−メチルブチル)オ
キシフェニルエステル(一般式(I)で実施例12の(
ii)におけるエステル化に際しオクチルオキシ安息香
酸の代りにドデシルオキシ安息香酸を用いた他は実施例
12の(ii)に示した方法に準じた操作を行ない目的
の3−クロル−4−(イードデシルオキシベンゾイルオ
キシ)安息香酸a’−(s −44−3−2−メチルブ
チル)オキシフェニルエステルを得た。
この化合物は0−8A点696℃ 5A−Ch点823
℃ch−1点11tS、8℃ sc”−8A点(617
℃)であった。
実施例14 4−〔イー(S−(ト)−2−メチルブチル)オキシベ
ンゾイルオキシ〕安息香酸l−へキシルオキシR2−c
、H□3、X=Y=H)の製造(i)4−ヒドロキシ安
息香酸イーヘキシルオキシフェニルエステルの製造 4−へキシルオキシフェノール21S’、4−ヒドロキ
シ安息香酸13.8P、濃硫酸30o1n9、ホウ酸1
80qの混合物をトルエン200dと共に攪拌し反応に
より生成する水を留去しながら25時間加熱還流を行な
った。トルエンを留去した後、残渣をアセトニトリルよ
り再結晶し26.19の無色針状晶の結晶を得た。収率
83チ 融点は153〜155℃であった。
(ii)エステル化 (i)で得た4−ヒドロキシ安息香酸4′−へキシルオ
キシフェニルエステルt o t (!: 4− (S
−(ト)−2−メチルブチル)オキシ安息香酸67o■
、DC0660■、PRLPY 50 qを塩化メチレ
ン3o#!/に溶かし室温で6時間攪拌した。
副生じたN、 N’−ジシクロヘキシル尿素を濾別した
後濾液を5チ塩酸5%水酸化す) IJウム水溶液、水
の順で洗浄した。
無水硫酸マグネシウムで乾燥後塩化メチレンを減圧下で
留去後残漬をベンゼンを溶出液としシリカゲルカラムク
ロマトグラフィーを用い精製した。
さらにエタノールより2回再結晶し1.1fの目的とす
る4−(a’−(s−(ト)−2−メチルブチル)オキ
シベンゾイルオキシ〕安息香酸?−へキシルオキシフェ
ニルエステルを無色針状晶の結晶として得た。収率69
チ このものはC−ch点88,9℃ Ch−工点172.
8℃Sc″−ch点(70,0℃)であった。
実施例15 4−(4’−(S−(ト)−4−メチルヘキシル)オキ
シベンゾイルオキシ〕安息香酸l−へキシルオキシフェ
ニルエステル(一般式(I)テ実施例14の(ii)に
おけるエステル化に際し4−(S−(+)−2−メチル
ブチル)オキシ安息香酸の代りに4−(S−(ト)−4
−メチルヘキシル)オキシ安息香酸を用いた他は実施例
14の(i i)に示した方法に準じた操作を行ない目
的とする4−〔イー(S−(ト)−4−メチルヘキシル
)オキシベンゾイルオキシ〕安息香酸l−へキシルオキ
シフェニルエステルを得た。
このものはC−5C″′点7BD ′csc”−ch点
113.5℃ch−工点175.5℃であった。
実施例16 一般式(I)で Y=C4である化合物との等景況合物は66.7℃まで
sc”相を示シ5A−ch点は112.1℃であり11
2.1℃以上では等方性液体となり表示素子として適し
た性能を有する。
この混合物を配向処理としてP’VAを塗布し表面をラ
ビング処理を施した透明電極を備えたセル(セル厚5μ
m)に注入しSOVの直流電圧を印加しながら等方性液
体よりSC”相になるまで非常にゆっくり(2℃/hr
)と冷却することにより均一なモノドメインセルが得ら
れた。この液晶セルを直交ニコル状態に配置した2枚の
偏光子の間に装入し25Vの低周波数(IHz )の交
流を印加したところ明瞭なスイッチング動作が観察され
コントラストも非常に良く、応答速度も非常に速い(I
,5m5ec )液晶表示素子が得られた。
尚、この液晶組成物の自発分極の値Psは5nc/cr
lであった。
Y=C1である化合物10部とRよ=C□2H26、部
およびR1判、2H25、R2ミH2々HC!2H5、
て鴨H3、Y=Hである化合物5部、ならびに他の液晶
として とからなる液晶混合物はS(”’−8A点は355℃で
5A−ch点86.1℃ ch−1点96−5℃となり
室温でS−相を示し室温での表示素子として適している
この混合物を電極面にシリカの斜方蒸着を施した電極間
隔が5μのセルに注入した。そしてこの液晶セルを直交
ニコル状態に配置した2枚の偏光子の間にはさみ15V
の低周波数(IHz )の交流を印加したところ明瞭な
スイッチング現象が観察されコントラストも非常に良く
さらには応答速度も非常に速い(Im5ec以下)液晶
表示素子が得られた。尚、自発分極の値Psは4 n 
O/cnであった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、XおよびYは水素原子、ハロゲン原子またはメ
    チル基を示し、少なくとも一方は水素原子である。R_
    1およびR_2は炭素原子数6〜18個のアルキル基を
    示し、少なくとも一方のアルキル基は不斉炭素原子を含
    む ▲数式、化学式、表等があります▼(こゝで、nは1〜
    5 の整数であり、*は不斉炭素原子を示す)で表わされる
    光学活性なアルキル基である)で表わされる液晶化合物
    。 2)一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、XおよびYは水素原子、ハロゲン原子またはメ
    チル基を示し、少なくとも一方は水素原子である。R_
    1およびR_2は炭素原子数6〜18個のアルキル基を
    示し、少なくとも一方のアルキル基は不斉炭素原子を含
    む ▲数式、化学式、表等があります▼(こゝで、nは1〜
    5 の整数であり、*は不斉炭素原子を示す)で表わされる
    光学活性なアルキル基である)で表わされる液晶化合物
    を少なくとも1種を含有してなる液晶組成物。
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