JPH0794408B2 - Liquid crystal compounds with extremely large spontaneous polarization - Google Patents
Liquid crystal compounds with extremely large spontaneous polarizationInfo
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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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Field of Application> The present invention relates to a liquid crystal compound and a liquid crystal composition, and particularly to provide a liquid crystal material having a ferroelectric property, as compared with a conventional liquid crystal material. In particular, the present invention provides a liquid crystal material which has excellent responsiveness and memory properties and is applicable to a liquid crystal display device.
〈従来技術〉 液晶表示素子は、その低電圧作動性、低消費電力性、薄
型表示が可能なこと、受光型であるため明るい場所でも
使用でき、目が疲れないことなどの多くの優れた特徴を
有しているため、現在では各種の表示素子として、広く
用いられている。現在のところ、表示方式としてはTwis
ted Nematic(TN)型と呼ばれるものが最も一般的であ
る。このTN型表示方式はネマチック液晶を用いるもので
あるが、これにおいては、前記の優れた特徴をすべて有
する反面、CRTをはじめとする他の発光型表示方式と比
較すると、その応答が非常に遅いという欠点があった。
また、印加した電場を切ったときにも、もとの状態にも
どるため表示の記憶(メモリー効果)が得られなかっ
た。これらのために、高速応答や、時分割作動が必要な
光シャッター、プリンターヘッド、テレビ等への動画面
への応用には種々の制約を受け適したものであるとは言
えなかった。<Prior Art> Liquid crystal display elements have many excellent features such as low voltage operability, low power consumption, thin display capability, and light receiving type that can be used in bright places without eye strain. Therefore, it is widely used as various display elements at present. Currently, the display method is Twis
The most common type is the ted Nematic (TN) type. This TN type display system uses a nematic liquid crystal, but it has all of the above-mentioned excellent features, but its response is very slow compared to other light emitting type display systems such as CRT. There was a drawback.
In addition, even when the applied electric field was turned off, the display could not be memorized (memory effect) because it returned to its original state. For these reasons, it cannot be said to be suitable for application to moving screens such as optical shutters, printer heads, televisions, etc., which require high-speed response and time-division operation, due to various restrictions.
液晶表示素子としてはTN型以外にもゲスト−ホスト(G
H)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型と比べて特に
改善がなされたものとは言えなかった。これらに対し、
高速応答が得られる液晶表示方式として二周波駆動型と
呼ばれるものが開発されており、その応答性において
は、かなりの改善がなされたが、それでも充分満足でき
るものとは言えず、また、その作動回路が複雑になりす
ぎるなどの欠点を有していた。このため、さらに応答性
に優れた新しい液晶表示方式の開発が試みられてきた。In addition to the TN type as a liquid crystal display element, a guest-host (G
H) type, birefringence control (ECB) type, phase transition (PC) type, thermal effect type, etc. have been researched and developed, and each has its own characteristics, but in terms of its responsiveness, both are TN type. Compared to this, no particular improvement was made. For these,
A so-called dual frequency drive type has been developed as a liquid crystal display system that can provide a high-speed response, and its response has been considerably improved, but it is still not sufficiently satisfactory and its operation It had a defect that the circuit became too complicated. For this reason, attempts have been made to develop a new liquid crystal display system that is even more responsive.
この目的に沿ったものとして、最近、強誘電性液晶が発
表された。(R.Mayer et al;J.Physique 36 L69(197
5))この強誘電性液晶を利用した表示素子は、従来の
液晶表示と比較して100〜1000倍という高速応答と、双
安定性によりもたらされるメモリー効果を有することが
指摘され(N.A.Clark,S.T.Lagerwall:Appl Phys.Lett;3
6 899(1980))、テレビ等の動画面や高速光シャッタ
ー、プリンターヘッド、コンピューター端末など他方面
の表示素子への応用が期待できるものである。Ferroelectric liquid crystals have recently been announced to meet this purpose. (R. Mayer et al; J. Physique 36 L69 (197
5)) It is pointed out that the display device using this ferroelectric liquid crystal has a high speed response of 100 to 1000 times compared with the conventional liquid crystal display and a memory effect brought about by bistability (NAClark, STLagerwall : Appl Phys. Lett; 3
6 899 (1980)), and can be expected to be applied to display devices on the other side such as moving screens of televisions, high-speed optical shutters, printer heads, computer terminals, etc.
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るが、その中でも、実用
的に望ましいものは、最も粘度の低いカイラルスメクチ
ックC(以下SC*と省略する)相と呼ばれるものであ
る。Ferroelectric liquid crystals belong to the tilt-type chiral smectic phase as the liquid crystal phase, but among them, the practically desirable one is the chiral smectic C (hereinafter abbreviated as SC * ) phase having the lowest viscosity. It is called.
SC*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、既に数多くの化合物が合成されている。しかしな
がら、これらのSC*化合物は、単独では強誘電性液晶表
示素子として用いるための以下の条件、即ち(イ)室温
を含む広い温度範囲で強誘電性を示すこと、(ロ)長い
らせんピッチを示すこと、(ハ)適当なチルト角を持つ
こと、(ニ)自発分極が大きい値であること、(ホ)粘
性が小さいこと、(ヘ)上記(ニ)及び(ホ)の結果と
して高速の応答性を示すこと、を満足するものは知られ
ておらず、複数の化合物を混合してSC*液晶組成物とし
て用いる必要がある。Liquid crystal compounds exhibiting the SC * phase have been studied so far, and many compounds have already been synthesized. However, these SC * compounds alone have the following conditions for use as a ferroelectric liquid crystal display device: (a) exhibit ferroelectricity in a wide temperature range including room temperature; and (b) a long helical pitch. (C) a proper tilt angle, (d) a large value of spontaneous polarization, (e) a small viscosity, (f) a high speed as a result of (d) and (e) above. It is not known that it exhibits responsiveness, and it is necessary to mix a plurality of compounds and use it as an SC * liquid crystal composition.
SC*液晶組成物を得るには2通りの方法があり、一つは
SC*相を示す化合物の複数を混合する方法であり、他の
方法はカイラルでないSC相を示す液晶化合物又は液晶組
成物にカイラルな液晶化合物を添加する方法である。There are two methods to obtain SC * liquid crystal composition, one is
This is a method of mixing a plurality of compounds exhibiting an SC * phase, and the other method is a method of adding a chiral liquid crystal compound to a liquid crystal compound or a liquid crystal composition exhibiting a non-chiral SC phase.
前者の方法では、広い温度範囲や強い自発分極を得るの
は容易である。しかしながら、SC*相を有する化合物は
分子内、特に側鎖中に不斉炭素を有しており、枝分かれ
基(主にメチル基である)が存在する。この枝分かれ基
が液晶分子の中心核(コア)部分及びカルボニル基等の
永久双極子に近い程、液晶の自発分極は大きくなるが、
同時に、液晶の粘性も高められる傾向がある。そのた
め、液晶の自発分極を高めても、特に低温域における粘
性の増加が大きく、室温付近において200μsec以下の高
速応答を得るのは容易ではない。With the former method, it is easy to obtain a wide temperature range and strong spontaneous polarization. However, the compound having the SC * phase has an asymmetric carbon in the molecule, particularly in the side chain, and has a branching group (mainly a methyl group). The closer this branching group is to the central nucleus (core) part of the liquid crystal molecule and the permanent dipole such as the carbonyl group, the greater the spontaneous polarization of the liquid crystal,
At the same time, the viscosity of the liquid crystal tends to be increased. Therefore, even if the spontaneous polarization of the liquid crystal is increased, the viscosity is large especially in the low temperature range, and it is not easy to obtain a high-speed response of 200 μsec or less near room temperature.
後者の方法では、添加するカイラルな液晶化合物の量に
もよるが、母体とするSC液晶には自発分極が存在しない
ため、組成物としての自発分極があまり大きいものを得
ることは難しい。しかしながら、母体のSC組成物中の液
晶化合物には枝分かれ基の存在が不必要であるため、そ
の粘性は非常に小さいものが得られる。そのため、カイ
ラルな液晶化合物を添加し、SC*液晶として、自発分極
を与えることによって、高速応答を得ることも容易であ
り、現在では後者の方法が主流となりつつある。In the latter method, although it depends on the amount of the chiral liquid crystal compound to be added, it is difficult to obtain a composition having a very large spontaneous polarization as the matrix SC liquid crystal does not have spontaneous polarization. However, since the liquid crystal compound in the matrix SC composition does not require the presence of a branching group, its viscosity is extremely small. Therefore, it is easy to obtain a high-speed response by adding a chiral liquid crystal compound and giving spontaneous polarization as SC * liquid crystal. At present, the latter method is becoming mainstream.
SC液晶組成物に添加するカイラルな液晶性化合物として
は、単独では特にSC*相を示す必要はなく、また液晶相
を示すことも必ずしも必要ではないが、組成物の温度範
囲を狭くしないためには液晶相、特にカイラルスメクチ
ック相を示すことが望ましい。また、組成物の自発分極
をなるべく大きくするためにも、大きい自発分極を示し
うるような分子構造、即ち、カイラル基の不斉炭素が液
晶中心骨格(コア)にできるだけ近く、且つカルボニル
基等の永久双極子にできるだけ近い必要がある。しかし
ながら、このような構造の化合物は同時にその液晶相に
対する捩れ力も強くなるため、螺旋の出現する液晶相
(SC*相など)においては、そのピッチが短くなりす
ぎ、配向性に悪影響を与え、またセル厚を大きくしにく
いなどの問題が生じた。従って、その添加量を制限する
か、あるいは捩れの方向の逆のカイラル化合物を加えて
SC*液晶組成物のピッチを調整する必要があった。この
場合、捩れ方向の逆のカイラル化合物の自発分極の方向
も逆向きであるならば組成物の自発分極が相殺されて小
さくなるなど、そのピッチの調製には面倒な問題が多か
った。そのため、大きな自発分極を有しながらそのピッ
チが大きく、且つできるだけ単独でもカイラルスメクチ
ック相を示すような液晶化合物が望まれていた。The chiral liquid crystalline compound added to the SC liquid crystal composition does not necessarily need to exhibit the SC * phase by itself and does not necessarily need to exhibit the liquid crystal phase, but it does not narrow the temperature range of the composition. Is preferably a liquid crystal phase, particularly a chiral smectic phase. In order to increase the spontaneous polarization of the composition as much as possible, a molecular structure capable of exhibiting a large spontaneous polarization, that is, the asymmetric carbon of the chiral group is as close as possible to the liquid crystal central skeleton (core), and It should be as close as possible to a permanent dipole. However, since the compound having such a structure also has a strong twisting force with respect to the liquid crystal phase, the pitch becomes too short in the liquid crystal phase (SC * phase, etc.) in which a spiral appears, which adversely affects the orientation. Problems such as difficulty in increasing the cell thickness occurred. Therefore, either limit the amount of addition or add a chiral compound with the opposite twist direction.
SC * It was necessary to adjust the pitch of the liquid crystal composition. In this case, if the direction of the spontaneous polarization of the chiral compound opposite to the twist direction is also the opposite direction, the spontaneous polarization of the composition is canceled and becomes small, and there are many troublesome problems in adjusting the pitch. Therefore, there has been a demand for a liquid crystal compound having a large spontaneous polarization, a large pitch, and a chiral smectic phase alone when possible.
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、大きな自発分極を有しながら、ピッチ
が充分に大きく、しかも、それ自身カイラルスメクチッ
ク相を示し、混合によって室温を含むような広い温度範
囲でSC*相を示し、高速応答が可能であるような新規な
カイラル液晶化合物を提供すること、及びそのカイラル
な液晶化合物とSC相を示す液晶化合物又は液晶組成物か
ら高速応答の可能なSC*液晶組成物を調製すること、ま
た、そのような組成物を提供すること、さらには、これ
らのSC*液晶化合物及び組成物を用いて応答の速い光表
示素子を提供することにある。<Problems to be Solved by the Invention> An object of the present invention is to have a large spontaneous polarization, a sufficiently large pitch, and a chiral smectic phase per se, and a wide temperature range including room temperature by mixing. in SC * phase indicates, to provide a novel chiral liquid crystal compounds such as which enables high-speed response, and possible SC of the chiral liquid crystal compound shows a liquid crystal compound and SC phase or high-speed response liquid crystal composition * It is to prepare a liquid crystal composition, to provide such a composition, and to provide an optical display device having a fast response using these SC * liquid crystal compounds and compositions.
〈問題を解決するための手段〉 本発明におけるカイラルな液晶化合物は、次の一般式
(I)で表わされるような、分子内の2つの不斉炭素を
有するエステル化合物であることを特徴としている。<Means for Solving the Problem> The chiral liquid crystal compound in the present invention is characterized by being an ester compound having two asymmetric carbon atoms in the molecule as represented by the following general formula (I). .
上式において、R1は酸素数2〜10のアルキル基を表わ
し、より好ましくは炭素数2〜6のアルキル基を表わ
し、原料の光学活性2級アルコール の入手の容易さ、価格等の面から最も好ましいのはn−
ヘキシル基である。m及びnは1又は2の整数を表わ
し、互いに等しくとも異なっていてもよいが、より好ま
しくはm=1且つn=2、あるいはm=2且つn=1を
表わす。R2は炭素数1〜10のアルキル基を表わすが、よ
り好ましくは炭素数3〜8のアルキル基を表わす。 In the above formula, R 1 represents an alkyl group having 2 to 10 oxygen atoms, more preferably an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, and an optically active secondary alcohol as a raw material. N- is the most preferable in terms of availability and price.
It is a hexyl group. m and n represent an integer of 1 or 2, which may be equal to or different from each other, more preferably m = 1 and n = 2, or m = 2 and n = 1. R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms.
はその炭素が(R)又は(S)配置の不斉炭素原子であ
ることを表わし、 はその炭素が(S)配置の不斉炭素を表わしている。 Represents that the carbon is an asymmetric carbon atom in the (R) or (S) configuration, Indicates that the carbon is an asymmetric carbon having the (S) configuration.
また、本発明における液晶組成物とは、一般式(I)で
表わされる化合物(以下、化合物(I)と略称する)の
少なくとも1種を混合してなるものであり、好ましくは
カイラルスメクチック相を示す液晶組成物である。さら
に好ましくはスメクチックC相を示す液晶化合物又は組
成物に、化合物(I)の少なくとも1種を混合して成る
カイラルスメクチック液晶組成物であり、特にスメクチ
ックC相を示す組成物が、その側鎖に枝分かれ基が存在
せずにSC相を示す化合物を主成分とすることが好まし
い。The liquid crystal composition in the invention is a mixture of at least one compound represented by the general formula (I) (hereinafter abbreviated as compound (I)), and preferably has a chiral smectic phase. It is the liquid crystal composition shown. More preferably, it is a chiral smectic liquid crystal composition prepared by mixing at least one compound (I) with a liquid crystal compound or composition exhibiting a smectic C phase, and in particular, a composition exhibiting a smectic C phase has a side chain in its side chain. It is preferable that the main component is a compound showing an SC phase without the presence of a branching group.
化合物(I)は以下のようにして合成できる。即ち一般
式(II) (式中、R1、m、 は化合物(I)と同様である。)で表わされるカルボン
酸を酸塩化合物とし、これと一般式(III) (式中、n、R2、 は化合物(I)と同様である。)で表わされる乳酸誘導
体とをピリジン等の塩基性物質存在下反応させることに
より容易に得ることができる。あるいはカルボン酸(I
I)と乳酸誘導体(III)から、ジシクロヘキシルカルボ
ジイミド等の縮合剤の存在下、直接エステル化させて得
ることもできる。Compound (I) can be synthesized as follows. That is, the general formula (II) (In the formula, R 1 , m, Is the same as compound (I). ) As a salt of a carboxylic acid represented by the formula (III) (In the formula, n, R 2 , Is the same as compound (I). It can be easily obtained by reacting the lactic acid derivative represented by (4) with a basic substance such as pyridine. Alternatively, the carboxylic acid (I
It can also be obtained by directly esterifying I) and the lactic acid derivative (III) in the presence of a condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide.
カルボン酸(II)は4−ヒドロキシ安息香酸(m=1の
場合)あるいは4′−ヒドロキシビフェニル−4−カル
ボン酸(m=2の場合)又はその低級アルキルエステル
と光学活性アルコール のO−トシレートとを塩基性条件下で反応させ、エステ
ルを用いた場合には加水分解した後、酸処理を行って得
ることができる。Carboxylic acid (II) is 4-hydroxybenzoic acid (when m = 1) or 4'-hydroxybiphenyl-4-carboxylic acid (when m = 2) or its lower alkyl ester and an optically active alcohol. It can be obtained by reacting with O-tosylate of (1) under basic conditions, and when an ester is used, it is hydrolyzed and then treated with an acid.
乳酸誘導体は以下のようにして合成できる。The lactic acid derivative can be synthesized as follows.
既に、本発明者らが、特開昭63−115848号で示している
ように、(S)−乳酸エチルを酸化銀及びヨウ化アルキ
ル(R2−I)と反応させて、(S)−2−アルコキシプ
ロピオン酸エチルとし、これを加水分解して得られる
(S)−2−アルコキシプロピオン酸をジシクロヘキシ
ルカルボジイミド等の脱水剤存在下、ハイドロキノン
(n=1の場合)あるいはビフェノール(n=2の場
合)と反応させて得ることができる。あるいは、(S)
−2−アルコキシプロピオン酸を塩化チオニル等の塩素
化剤を用いて酸塩化物とし、その後、ハイドロキノンあ
るいはビフェノールと反応させて得ることができ、後者
の方法が生成物の純度及び収率が共に優れる場合が多
い。The present inventors have already reacted (S) -ethyl lactate with silver oxide and alkyl iodide (R 2 -I) to give (S)-, as shown in JP-A-63-115848. Ethyl 2-alkoxypropionate is obtained, and (S) -2-alkoxypropionic acid obtained by hydrolysis of this is used in the presence of a dehydrating agent such as dicyclohexylcarbodiimide to prepare hydroquinone (when n = 1) or biphenol (n = 2). Case) can be obtained by reacting with. Alternatively, (S)
It can be obtained by converting 2-alkoxypropionic acid into an acid chloride by using a chlorinating agent such as thionyl chloride and then reacting it with hydroquinone or biphenol. The latter method has excellent purity and yield of the product. In many cases.
以上の合成法をわかりやすく工程図で示すと以下の通り
である。The above synthesis method is shown below in a process diagram for easy understanding.
化合物(I)における構造的な最も大きな特徴は、分子
内に2つの不斉炭素を有することにある。一方の(S)
−2−アルコキシプロパノイルオキシ基は天然の(S)
−乳酸及びそのエステルに由来するものであって、その
立体配置は常に(S)であり、他方のカイラル基は光学
活性アルコール に由来するものであって、その立体配置は(S)又は
(R)である。 The structurally greatest feature of compound (I) is that it has two asymmetric carbons in the molecule. One (S)
-2-alkoxypropanoyloxy group is natural (S)
-Derived from lactic acid and its ester, the configuration of which is always (S) and the other chiral group is an optically active alcohol And the configuration is (S) or (R).
合成法で示したように、光学活性アルコール をO−トシレートとした後、ヒドロキシカルボン酸ある
いはそのエステルと反応させて、カイラル基を導入して
いるが、第一段階(トシル化)では立体配置は保持され
ているとみなされる。第2段階は光学活性中心における
反応であるが、一般には、このように塩基性条件下にお
けるアルコラートとトシレートとの反応は立体配置が逆
転するとされている。しかしながら、反応後の立体配置
については直接決定できたわけではないので、以下にお
いては原料として用いた光学活性アルコール の立体配置を示すことにより、化合物(I)における の絶対配置を示すこととする。即ち、例えば(S)−2
−オクタノールから導かれた場合(S))と表わし、
(R)−2−オクタノールから導かれた場合(R))と
表わし、2−アルコキシプロパノイルオキシ基の場合の
(S)−とは区別して用いる。実際には((S))は
(R)、((R))は(S)を表わしていると考えられ
る。As shown in the synthetic method, optically active alcohol Is converted to O-tosylate and then reacted with hydroxycarboxylic acid or its ester to introduce a chiral group, but it is considered that the configuration is retained in the first step (tosylation). The second step is the reaction at the optically active center, but it is generally said that the reaction between the alcoholate and the tosylate under basic conditions has a reversed configuration. However, since the configuration after the reaction could not be determined directly, the optically active alcohol used as a raw material will be described below. By showing the configuration of The absolute placement of That is, for example, (S) -2
-When derived from octanol (S)),
It is referred to as (R)) derived from (R) -2-octanol, and is distinguished from (S)-in the case of a 2-alkoxypropanoyloxy group. It is considered that ((S)) actually represents (R) and ((R)) represents (S).
化合物(I)の物性面における最も大きな特徴は、非常
に大きな自発分極を有しながらも、そのピッチがかなり
大きなものが得られることにある。既に、不斉炭素がエ
ーテル結合によりベンゼン環に直結した液晶化合物の中
では大きい自発分極をもつものが知られており、例え
ば、 で表わされる化合物では89nC/cm2の値が報告されてい
る。The most significant characteristic of compound (I) in terms of physical properties is that it has a very large spontaneous polarization, but its pitch is quite large. Already, among liquid crystal compounds in which an asymmetric carbon is directly linked to a benzene ring by an ether bond, those having large spontaneous polarization are known. A value of 89 nC / cm 2 has been reported for the compound represented by.
また、乳酸より導かれた を有する化合物においても、本発明者らによる研究によ
ると100nC/cm2以上の大きな自発分極を示すことが確認
されている。Also derived from lactic acid According to the study by the present inventors, it has been confirmed that even a compound having: exhibits a large spontaneous polarization of 100 nC / cm 2 or more.
しかしながら、これらの大きな自発分極を有する化合物
においては、それ自体、強い捩り力を有しているため、
そのSC*相におけるピッチは非常に小さく、組成物とし
て10〜30%加えて用いる場合にも、捩り方向の逆のもの
を相当量加えるなどして、そのピッチを大きく調製する
必要があった。However, in these compounds having large spontaneous polarization, since they have a strong torsional force,
The pitch in the SC * phase was very small, and even when 10 to 30% was added as a composition, it was necessary to adjust the pitch to be large by adding a considerable amount of the compound having the opposite twist direction.
本発明者らは、 に由来する捩れの向きと、自発分極の方向((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
ンナメートの自発分極の向きをとした場合)が
((S))体 に由来する場合、実際は(R)体と考えられる)では左
で、((R))体では右でであるのに対し、 に由来する捩れの向きと自発分極の方向が右でである
ことに着目し、同一分子中に の両方を含む化合物においては、特に((S))体の の場合に大きな自発分極を保ちながら、捩り力が相殺さ
れて小さくなり、ピッチが大きいものが得られるのでは
ないかと考え、本発明に至ったものである。We have Direction of twist and the direction of spontaneous polarization ((S) -2
-Methylbutyl p-decyloxybenzylidene aminocinnamate (in the direction of spontaneous polarization) is the ((S)) form In fact, it is considered to be the (R) form) on the left side and the ((R)) form on the right side. Paying attention to the fact that the direction of the twist derived from and the direction of the spontaneous polarization are on the right, In compounds containing both, especially in the ((S)) form In such a case, the present invention has been accomplished on the assumption that the twisting force may be canceled and the twisting force may be reduced to obtain a large pitch while maintaining a large spontaneous polarization.
本化合物(I)の場合は必ずしもSC*相を示すものばか
りではないので、SC相を示すピリミジン系の母体液晶に
化合物(I)を10〜40%添加してその自発分極を測定
し、その値から外挿して、化合物(I)自体の自発分極
を求めたところ、((S))体の4−((S)−2−プ
ロピルオキシプロパノイルオキシ)フェニル4′−(1
−メチルヘプチルオキシ)ビフェニル−4−カルボキシ
レート(実施例1の化合物)ではTc−T=10℃で180nC/
cm2、Tc−T=20℃で260nC/cm2、Tc−T=30℃で290nC/
cm2と非常に大きい値を示した。これは、今までに知ら
れている化合物の中でも最も大きいものであって、同一
液晶分子の両端のカイラル基に由来する自発分極が、加
成性を持つことを示した初めての例である。In the case of the present compound (I), not only those which show the SC * phase are necessarily present, so 10 to 40% of the compound (I) is added to the pyrimidine-based host liquid crystal showing the SC phase and the spontaneous polarization thereof is measured. By extrapolating from the values, the spontaneous polarization of the compound (I) itself was determined. As a result, the ((S)) form of 4-((S) -2-propyloxypropanoyloxy) phenyl 4 ′-(1
-Methylheptyloxy) biphenyl-4-carboxylate (compound of Example 1) at 180 nC / Tc-T = 10 ° C.
cm 2, Tc-T = 20 ℃ at 260nC / cm 2, Tc-T = 30 ℃ in 290NC /
It showed a very large value of cm 2 . This is the largest compound known so far and is the first example showing that the spontaneous polarization derived from the chiral groups at both ends of the same liquid crystal molecule has additivity.
一方、化合物(I)が((R))体の4−((S)−2
−プロピルオキシプロパノイルオキシ)フェニル−4′
−(1−メチルヘプチルオキシ)ビフェニル−4−カル
ボキシレート(実施例2の化合物)の場合では、その自
発分極の値は((S))体の約1/5に過ぎず、双方の自
発分極の向きが逆の場合、全体としては相殺されている
ことを示している。On the other hand, the compound (I) is a 4-((S) -2 in the ((R))-form.
-Propyloxypropanoyloxy) phenyl-4 '
In the case of-(1-methylheptyloxy) biphenyl-4-carboxylate (compound of Example 2), its spontaneous polarization value was only about 1/5 of that of the ((S)) form, and both spontaneous polarizations were If the directions are opposite, it indicates that they are offset as a whole.
本化合物(I)のSC*相におけるらせんピッチは、自発
分極と同様、ピリミジン系の母体SC液晶に添加して、外
挿値として求めたところ、前述の実施例1の化合物では
Tc−T=5℃で5μm以上の大きな値となった。これ
は、例えば、乳酸由来のカイラル基のみを有する4−
((S))−2−プロピルオキシプロパノイルオキシ)
フェニル3′−フルオロ−4′−デシルオキシビフェニ
ル−4−カルボキシレートのピッチが1.3μm(Tc−T
=5℃)であるのに比べると、2つの光学活性基を有す
ることの効果が明らかにあらわれている。The helical pitch of the compound (I) in the SC * phase was added as an extrapolated value to the parent SC liquid crystal of the pyrimidine system, as in the case of spontaneous polarization.
It became a large value of 5 μm or more at Tc−T = 5 ° C. This has, for example, 4-having only a chiral group derived from lactic acid.
((S))-2-Propyloxypropanoyloxy)
The pitch of phenyl 3'-fluoro-4'-decyloxybiphenyl-4-carboxylate is 1.3 μm (Tc-T
= 5 ° C), the effect of having two optically active groups is clearly shown.
一方、実施例2の化合物では、化合物(I)の含量20%
でそのピッチ4μm以下であった。以上のように本化合
物(I)は、光学活性の1−メチルアルキル基の絶対配
置が((S))の場合に、ピッチが大きく、且つ自発分
極が極めて大きいという理想的な性質を示し得る化合物
を得るものである。On the other hand, in the compound of Example 2, the content of the compound (I) is 20%.
The pitch was 4 μm or less. As described above, when the absolute configuration of the optically active 1-methylalkyl group is ((S)), the compound (I) can exhibit the ideal property of large pitch and extremely large spontaneous polarization. To obtain the compound.
一般に液晶分子の側鎖への分枝基を導入することは液晶
性を低下させ、その相転移温度を下げることになるが、
化合物(I)においては両方の側鎖に分枝メチル基が存
在するため、その相転移温度は同様の骨格構造を有する
ものに比べるとかなり低く、単独で液晶性を示すのは一
般式(I)においてm+n=3以上、即ち3環以上の化
合物の場合である。In general, introducing a branching group into the side chain of a liquid crystal molecule lowers the liquid crystallinity and lowers its phase transition temperature.
Since compound (I) has a branched methyl group on both side chains, its phase transition temperature is considerably lower than that of compounds having a similar skeletal structure, and the compound having the general formula (I ) Is a compound having m + n = 3 or more, that is, a compound having three or more rings.
化合物(I)は分枝鎖をもたないSC液晶化合物あるいは
組成物に、カイラル化合物を混合して、SC*液晶組成物
を調製する再に、カイラル化合物にカイラルスメクチッ
ク性が全くない場合には、その組成物におけるSC*相の
温度範囲を狭くする傾向がみられる。化合物は(I)は
その相転移温度は比較的低いが、3環以上の場合ではカ
イラルスメクチック相を示し、混合の際にもその温度域
をほとんど狭くすることはない。Compound (I) is prepared by mixing an SC liquid crystal compound or composition having no branched chain with a chiral compound to prepare an SC * liquid crystal composition, and when the chiral compound has no chiral smectic property. , There is a tendency to narrow the temperature range of the SC * phase in the composition. Although the compound (I) has a relatively low phase transition temperature, it exhibits a chiral smectic phase when it has three or more rings, and its temperature range is hardly narrowed even during mixing.
さて、SC液晶組成物に化合物(I)を10〜30%程度添加
して得られるSC*液晶組成物のらせんピッチは、捩れが
相殺された場合では充分大きなものが得られるが、さら
に調整の必要が生じた場合には、化合物(I)と捩りの
向きが逆であるもので、自発分極の向きが同一である
か、あるいは逆であっても数nC/cm2以下の小さい化合物
であれば、ピッチ調整用として用いることができる。こ
の量は化合物(I)が、捩れの相殺された((S))体
では少量で充分であり、((R))体では相当量が必要
である。Now, the helical pitch of the SC * liquid crystal composition obtained by adding about 10 to 30% of the compound (I) to the SC liquid crystal composition is sufficiently large when the twists are offset, but further adjustment is required. When the need arises, the compound (I) should have the opposite direction of twist and the same direction of spontaneous polarization, or even the opposite direction should be a small compound of several nC / cm 2 or less. For example, it can be used for pitch adjustment. A small amount of the compound (I) is sufficient in the ((S)) form in which the twist is offset, and a considerable amount is required in the ((R)) form.
さて、化合物(I)の単独、又は複数と混合して用いる
SC液晶化合物又は組成物としては、例えば2環型では以
下に示すようなフェニルベンゾエート系化合物(A)や
ピリミジン系化合物(B)又はそれらの混合物等をあげ
ることができる。また、そのSC相の温度範囲を高温域に
拡大するには3環型の化合物(C)、(D)などを用い
ることができる。Now, the compound (I) is used alone or as a mixture with a plurality of compounds.
Examples of the SC liquid crystal compound or composition include a phenylbenzoate compound (A), a pyrimidine compound (B) or a mixture thereof as shown below in the bicyclic type. Further, in order to extend the temperature range of the SC phase to a high temperature range, tricyclic compounds (C) and (D) can be used.
(R1、R2は直鎖のアルキル基、アルコキシ基、アルキル
カルボニルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコ
キシカルボニルオキシ基のいずれかを表わし、同一であ
っても、異なっていてもよい。) (R3、R4は直鎖のアルキル基、アルコキシ基を表わし、
同一であっても異なっていてもよい。) (R3、R4は化合物Bにおけると同じ意味であり、m+n
=3である。) (R3、R4は化合物Bにおけると同じ意味であり、Y1、Y2
はそれぞれCOO−又は を表わす。) これらは単独でも用いることができるが、2成分以上の
組成物として用いる方がより広い温度範囲が得られるた
め好都合である。また、A〜D以外でも、側鎖が直鎖ア
ルキルであって、SC相を示すものは同様に用いることが
できる。また、A〜D以外の化合物であって、それ自身
SC相を示さなくとも、粘性の小さな液晶性化合物であれ
ば、組成物の粘度低下のため少量加えることも、速い応
答速度を得るためには有効な方法である。 (R 1 and R 2 represent any of a linear alkyl group, an alkoxy group, an alkylcarbonyloxy group, an alkoxycarbonyl group, and an alkoxycarbonyloxy group, and may be the same or different.) (R 3 and R 4 represent a linear alkyl group or an alkoxy group,
It may be the same or different. ) (R 3 and R 4 have the same meaning as in compound B, and m + n
= 3. ) (R 3 and R 4 have the same meanings as in compound B, and Y 1 and Y 2
Are COO- or Represents Although these can be used alone, it is convenient to use them as a composition of two or more components because a wider temperature range can be obtained. Further, other than A to D, those having a straight chain alkyl side chain and exhibiting an SC phase can be similarly used. In addition, compounds other than A to D, which are themselves
Even if it does not show the SC phase, if it is a liquid crystalline compound having a low viscosity, adding a small amount for decreasing the viscosity of the composition is an effective method for obtaining a high response speed.
さて、得られた液晶化合物あるいは組成物は、2枚の透
明な電極板の間に均一な厚さ(1μm〜20μm程度)の
薄膜とすることにより、液晶表示用セルとして使用する
ことができる。The liquid crystal compound or composition thus obtained can be used as a liquid crystal display cell by forming a thin film having a uniform thickness (about 1 μm to 20 μm) between two transparent electrode plates.
表示用セル中においては、液晶の分子は分子長軸が電極
面に平行な、いわゆるホモジニアスの、且つ向きの均一
な配向をとったモノドメインである必要がある。このた
めには、電極板の表面にラビング、蒸着等による配向処
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、あるいはこれらの手段を複
数併用した状態で、等方性液体相から液晶相まで徐々に
冷却して配向させる方法が一般的に採用されている。本
発明における化合物あるいは組成物においてもこのよう
な方法によって、均一に配向したモノドメインのセルを
得ることができる。In the display cell, the liquid crystal molecules need to be monodomains whose long axes are parallel to the electrode surface, that is, so-called homogeneous and uniformly oriented. To this end, the surface of the electrode plate is subjected to an orientation treatment by rubbing, vapor deposition, etc., an electric field or a magnetic field is applied, a temperature gradient is given, or a combination of these means isotropic. A method of gradually cooling the organic liquid phase to the liquid crystal phase for alignment is generally adopted. Even with the compound or composition of the present invention, a uniformly oriented monodomain cell can be obtained by such a method.
〈発明の効果〉 本発明の効果は以上の如きものであるが、本発明におけ
る化合物(I)は、混合によりSC*液晶組成物とした場
合において、従来知られているエステル系強誘電性液晶
化合物よりも大きい自発分極を有しており、また、らせ
んピッチも充分に大きく、SC液晶化合物又は組成物に添
加してSC*液晶組成物として用いる際には、ピッチ調整
を必要としないか、あるいは極めて容易である。<Effects of the Invention> Although the effects of the present invention are as described above, the compound (I) of the present invention is a conventionally known ester-based ferroelectric liquid crystal when mixed into an SC * liquid crystal composition. It has a larger spontaneous polarization than that of the compound, and also has a sufficiently large helical pitch, and when it is used as an SC * liquid crystal composition by adding it to an SC liquid crystal compound or composition, does it require pitch adjustment? Or very easy.
また、化合物(I)は、後述する実施例にも示されるご
とく、工業的にも容易に製造でき、それ自体無色であっ
て、光、水分、熱等に対する化学的安定性に優れるもの
であり、非常に実用的である。In addition, the compound (I) can be easily produced industrially, is colorless in itself, and has excellent chemical stability against light, moisture, heat, etc., as shown in Examples described later. , Very practical.
更に、本発明における強誘電性液晶化合物及び組成物は
応答速度が従来のネマッチク液晶の100倍以上と極めて
大きく、表示用光スイッチング素子として極めて有望で
ある。Further, the ferroelectric liquid crystal compound and composition in the present invention have extremely high response speed of 100 times or more that of the conventional nematic liquid crystal, and are very promising as an optical switching element for display.
〈実施例〉 以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、勿
論、本発明の主旨及び適用範囲は、これらの実施例によ
って制限されるものではない。<Examples> The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but of course the gist and scope of the present invention are not limited to these Examples.
尚、液晶相及び相転移温度の測定は、温度調節ステージ
を備えた偏向顕微鏡及び示差走査熱量計(DSC)を併用
して行ったが、転移温度はその試料の純度あるいは測定
条件によって若干変動するものである。なお、温度は℃
を意味する。The liquid crystal phase and the phase transition temperature were measured by using a deflection microscope equipped with a temperature adjusting stage and a differential scanning calorimeter (DSC), but the transition temperature slightly varies depending on the purity of the sample or the measurement conditions. It is a thing. The temperature is ° C
Means
また、生成物の化学構造は、核磁器共鳴スペクトル(NM
R)、赤外吸収スペクトル(IR)、質量スペクトル(M
S)により確認された。The chemical structure of the product is the nuclear magnetic resonance spectrum (NM
R), infrared absorption spectrum (IR), mass spectrum (M
S) confirmed.
なお、NMRデータにおけるsは1重線(シングレッ
ト)、dは2重線(ダブレット)、tは3重線(トリプ
レット)、qは4重線(カルテット)、mは多重線(マ
ルチプレット)、ddは2重の2重線(ダブルダブレッ
ト)を表わす。また、MSにおけるP+は親ピークを表わ
す。In the NMR data, s is a singlet (singlet), d is a doublet (doublet), t is a triplet (triplet), q is a quartet (quartet), m is a multiplet (multiplet), dd represents a double double line (double doublet). In addition, P + in MS represents a parent peak.
実施例1 4−((S)−2−プロピルオキシプロパノイルオキ
シ)フェニル4′−(1−メチルヘプチルオキシ)ビフ
ェニル−4−カルボキシレート(((S))体)の合成 1−a) 4′−(1−メチルヘプチルオキシ)ビフェ
ニル−4−カルボン酸(((S))体)の合成 p−トルエンスルホニルクロライド190.5g(1.0モル)
を塩化メチレン750mlに溶解し、5〜10℃に冷却した。
(S)−2−オクタノール130.0g(1.0モル)を加えた
後、内温が10℃を越えないように注意しながらピリジン
80gを滴下した。滴下終了後、10℃以下で約8時間放置
した後、ヘキサン21を加え、1%塩酸、水、次いで飽和
食塩水で洗浄した。無水硫酸ナトリウムで脱水後、溶媒
を留去して(S)−2−オクチルp−トルエンスルホネ
ート267.0gが得られた。(収率94.0%) 次に、4′−ヒドロキシビフェニル−4−カルボン酸と
エタノールから合成した4′−ヒドロキシビフェニル−
4−カルボン酸エチルエステル31.2g(0.129モル)300m
lのジメチルスルホオキシドに溶解し、これにt−ブト
キシカリウム14.5g(0.129モル)を150mlのジメチルス
ルホキシドに溶解して滴下した。ここに先に調製した
(S)−2−オクチルp−トルエンスルホネート36.9g
(0.13モル)を約40℃で滴下し、さらに4時間40〜50℃
で反応させた。10%塩酸を加え酸性とした後、ヘキサン
−エーテル混合溶媒で抽出し、水及び飽和食塩水で洗浄
後、無水硫酸ナトリウムで脱水した。溶媒を留去して得
られた粗生成物45gを水酸化ナトリウム15gとエタノール
1lに溶解し、3時間加熱還流させた。放冷後、塩酸を加
え酸性にし、加熱して、溶解させた後、放冷した。析出
結晶をろ別し、再度エタノールから再結晶して、
((S))体の4′−(1−メチルヘプチルオキシ)ビ
フェニル−4−カルボン酸24.0gが得られた。(収率57
%) 1−b) 4−ヒドロキシフェニル(S)−2−プロピ
ルオキシプロピネートの合成 (S)−乳酸エチル20.0g、ヨウ化プロピル45.0g及び酸
化銀30.0gを100mlのジメチルホルムアミド中で40時間撹
拌した。不溶物をろ別し、ろ液に水を加え、ヘキサンで
3回抽出した。ヘキサン層を脱水後、減圧蒸留して
(S)−2−プロピルオキシプロピオン酸エチル20.0g
を得た。(78℃/50mmHg) この18.0gを5N水酸化ナトリウム水溶液100ml中で6時間
撹拌後、氷冷下稀硫酸でpH3〜4とした。エーテルで数
回抽出した後、脱水し、溶媒を留去して10.2gの(S)
−2−プロピルオキシプロピオン酸を得た。この全量に
20mlの塩化チオニル及び0.5mlのピリジンを加え、2時
間加熱還流させた。減圧下、過剰の塩化チオニルを留去
し、ベンゼンを加え、不溶物をろ別した後ベンゼンを留
去し、油状の(S)−2−プロピルオキシプロピオン酸
塩化物10.5gを得た。Example 1 Synthesis of 4-((S) -2-propyloxypropanoyloxy) phenyl 4 ′-(1-methylheptyloxy) biphenyl-4-carboxylate (((S)) form 1-a) 4 Synthesis of ′-(1-methylheptyloxy) biphenyl-4-carboxylic acid (((S)) form) p-toluenesulfonyl chloride 190.5 g (1.0 mol)
Was dissolved in 750 ml of methylene chloride and cooled to 5-10 ° C.
After adding 130.0 g (1.0 mol) of (S) -2-octanol, pyridine, being careful not to let the internal temperature exceed 10 ° C.
80 g was added dropwise. After completion of dropping, the mixture was left at 10 ° C. or lower for about 8 hours, hexane 21 was added, and the mixture was washed with 1% hydrochloric acid, water and then saturated saline. After dehydration with anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off to obtain 267.0 g of (S) -2-octyl p-toluenesulfonate. (Yield 94.0%) Next, 4'-hydroxybiphenyl-4-carboxylic acid was synthesized from 4'-hydroxybiphenyl-4-carboxylic acid and ethanol.
4-Carboxylic acid ethyl ester 31.2 g (0.129 mol) 300 m
It was dissolved in 1 dimethyl sulfoxide, and 14.5 g (0.129 mol) of potassium t-butoxide was dissolved in 150 ml of dimethyl sulfoxide and added dropwise. Here, 36.9 g of (S) -2-octyl p-toluenesulfonate prepared above
(0.13 mol) was added dropwise at about 40 ° C, and then 40 to 50 ° C for 4 hours.
It was made to react with. After adding 10% hydrochloric acid to make the mixture acidic, the mixture was extracted with a hexane-ether mixed solvent, washed with water and saturated saline, and then dehydrated with anhydrous sodium sulfate. 45 g of the crude product obtained by distilling off the solvent was added with 15 g of sodium hydroxide and ethanol.
It was dissolved in 1 liter and heated under reflux for 3 hours. After cooling, hydrochloric acid was added to acidify the mixture, and the mixture was heated to dissolve it, and then cooled. The precipitated crystals were separated by filtration, recrystallized from ethanol again,
24.0 g of 4 '-(1-methylheptyloxy) biphenyl-4-carboxylic acid in the form of ((S)) was obtained. (Yield 57
%) 1-b) Synthesis of 4-hydroxyphenyl (S) -2-propyloxypropinate 20.0 g of (S) -ethyl lactate, 45.0 g of propyl iodide and 30.0 g of silver oxide were stirred in 100 ml of dimethylformamide for 40 hours. The insoluble material was filtered off, water was added to the filtrate, and the mixture was extracted 3 times with hexane. The hexane layer was dehydrated and distilled under reduced pressure to give (S) -2-propyloxypropionate ethyl 20.0 g.
Got (78 ° C./50 mmHg) This 18.0 g was stirred in 100 ml of a 5N sodium hydroxide aqueous solution for 6 hours and then adjusted to pH 3 to 4 with dilute sulfuric acid under ice cooling. After several extractions with ether, dehydration and evaporation of the solvent, 10.2 g of (S)
2-Propyloxypropionic acid was obtained. To this whole amount
20 ml of thionyl chloride and 0.5 ml of pyridine were added, and the mixture was heated under reflux for 2 hours. Excess thionyl chloride was distilled off under reduced pressure, benzene was added, the insoluble matter was filtered off, and then benzene was distilled off to obtain 10.5 g of oily (S) -2-propyloxypropionyl chloride.
この6.0gにピリジン50mlに溶解したハイドロキノン9.0g
を加え、30〜40℃で20時間撹拌した。酢酸エチルを加え
10%塩酸水、水、飽和食塩水で順次洗浄後、無水硫酸ナ
トリウムで脱水した。9.0g of hydroquinone dissolved in 50ml of pyridine
Was added and the mixture was stirred at 30 to 40 ° C. for 20 hours. Add ethyl acetate
The organic layer was washed with 10% aqueous hydrochloric acid, water and saturated saline in this order and then dehydrated with anhydrous sodium sulfate.
濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶
媒:ヘキサン−酢酸エチル)により目的物を分離し、油
状の4−ヒドロキシフェニル(S)−2−プロピルオキ
シプロピオネート4.9gを得た。After concentration, the target product was separated by silica gel column chromatography (developing solvent: hexane-ethyl acetate) to obtain 4.9 g of oily 4-hydroxyphenyl (S) -2-propyloxypropionate.
1−c) 標記化合物の合成 1−a)で得られた((S))体の4′−(1−メチル
ヘプチルオキシ)ビフェニル−4−カルボン酸3.57gに
塩化チオニル20ml、ピリジン1.0mlを加え、、3時間加
熱撹拌した。過剰のピリジンを留去し、トルエンを加え
て、不溶物をろ別した。トルエンを留去して、
((S))体の4′−(1−メチルヘプチルオキシ)ビ
フェニル−4−カルボン酸塩化物3.54gを得た。1-c) Synthesis of title compound To 4 (-S-)-form 4 '-(1-methylheptyloxy) biphenyl-4-carboxylic acid (3.57 g) obtained in 1-a) was added thionyl chloride (20 ml) and pyridine (1.0 ml). In addition, the mixture was heated and stirred for 3 hours. Excess pyridine was distilled off, toluene was added, and the insoluble matter was filtered off. Distill off the toluene,
3.54 g of 4 '-(1-methylheptyloxy) biphenyl-4-carboxylic acid chloride in the form of ((S)) was obtained.
これに1−b)で得られた4−ヒドロキシフェニル
(S)−2−プロピルオキシプロピオネート3.78gを塩
化メチレン20mlに溶解して加えた。ピリジン2.0mlを加
え還流下、2時間反応させた。放冷後、酢酸エチルを加
え、10%塩酸水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、
飽和食塩水で順次洗浄した。無水硫酸ナトリウムで脱水
した後、溶媒を留去して得られた粗生物をシリカゲルカ
ラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム−ヘ
キサン)で精製し、さらにエタノールから再結晶して、
((S))体の4−((S)−2−プロピルオキシプロ
パノイルオキシ)フェニル4′−(1−メチルヘプチル
オキシ)ビフェニル−4−カルボキシレートの白色結晶
4.16gを得た。To this, 3.78 g of 4-hydroxyphenyl (S) -2-propyloxypropionate obtained in 1-b) was dissolved in 20 ml of methylene chloride and added. 2.0 ml of pyridine was added, and the mixture was reacted under reflux for 2 hours. After allowing to cool, ethyl acetate was added, and 10% aqueous hydrochloric acid, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, water,
It was washed successively with saturated saline. After dehydration with anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off to obtain a crude product, which was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: chloroform-hexane) and recrystallized from ethanol.
White crystals of ((S))-form 4-((S) -2-propyloxypropanoyloxy) phenyl 4 '-(1-methylheptyloxy) biphenyl-4-carboxylate
4.16 g was obtained.
本化合物はカイラルスメクチック相を示した。その相転
移温度は表1に、スペクトルデータは表2に一括して示
す。This compound exhibited a chiral smectic phase. The phase transition temperature is collectively shown in Table 1 and the spectrum data is collectively shown in Table 2.
実施例2〜4 実施例1において、(S)−2−オクタノールに換えて
(R)−2−オクタノールを用いることにより、
((R))体の4−((S)−2−プロピルオキシプロ
パノイルオキシ)フェニル4′−(1−メチルヘプチル
オキシ)ビフェニル−4−カルボキシレートを(実施例
2)、また実施例1、2において4′−ヒドロキシビフ
ェニル−4−カルボン酸に換えて、4−ヒドロキシ安息
香酸を、ハイドロキノンに換えて、4,4′−ビフェノー
ルを用いることにより、4'−((S))−2−プロピル
オキシプロパノイルオキシ)ビフェニル−4−イル4−
(1−メチルヘプチルオキシ)ベンゾエートの
((S))体(実施例3)、((R))体(実施例4)
を得た。相転移温度及びスペクトルデータは表1及び表
2に一括して示す。Examples 2 to 4 In Example 1, by using (R) -2-octanol instead of (S) -2-octanol,
The ((R)) form of 4-((S) -2-propyloxypropanoyloxy) phenyl 4 ′-(1-methylheptyloxy) biphenyl-4-carboxylate (Example 2) and Example 1 In 4 the 4'-hydroxybiphenyl-4-carboxylic acid was replaced with 4-hydroxybenzoic acid and the hydroquinone was replaced with 4,4'-biphenol to give 4 '-((S))-2. -Propyloxypropanoyloxy) biphenyl-4-yl 4-
(1-S-) form of (1-methylheptyloxy) benzoate (Example 3), ((R)) form (Example 4)
Got The phase transition temperature and the spectrum data are collectively shown in Tables 1 and 2.
実施例5 化合物(I)を含むSC*液晶組成物を用いた
光スイッチング素子の作製 2−(4−ノニルオキシ)フェニル−5−オクチルピリ
ミジン40w%、2−(4−ノニルオキシ)フェニル−5
−ヘプチルピリミジン40w%、4−オクチルオキシフェ
ニル4−デシルオキシベンゾエート20w%から、SC液晶
組成物を調製したところ、その相転移点は以下の通りで
あった。(w%は重量パーセントを表わしている) このSC組成物85w%と、実施例1で得られた4−
((S)−2−プロピルオキシプロパノイルオキシ)フ
ェニル4′−(1−メチルヘプチルオキシ)ビフェニル
−4−カルボキシレート15w%からSC*液晶組成物を調
製した。Example 5 Preparation of Optical Switching Device Using SC * Liquid Crystal Composition Containing Compound (I) 2- (4-nonyloxy) phenyl-5-octylpyrimidine 40w%, 2- (4-nonyloxy) phenyl-5
When SC liquid crystal composition was prepared from 40w% of heptylpyrimidine and 20w% of 4-octyloxyphenyl 4-decyloxybenzoate, the phase transition points were as follows. (W% represents weight percent) 85% by weight of this SC composition and 4-obtained in Example 1
An SC * liquid crystal composition was prepared from ((S) -2-propyloxypropanoyloxy) phenyl 4 '-(1-methylheptyloxy) biphenyl-4-carboxylate 15w%.
この組成物を等方性液体相まで加熱した後、冷却すると
68℃でN*相に、57℃でSA相に、48℃でSC*相に転移
し、そのまま0℃までSC*相を保った。また、低温で長
時間放置したところ結晶化し、そのm.p.は24℃であっ
た。When this composition is heated to the isotropic liquid phase and then cooled
The N * phase was transferred to 68 ° C, the SA phase was transferred to 57 ° C, the SC * phase was transferred to 48 ° C, and the SC * phase was maintained as it was until 0 ° C. Also, when left at a low temperature for a long time, it was crystallized and its mp was 24 ° C.
この組成物を加熱して等方性液体相とし、これを厚さ2.
1μmのスペーサーを介して張り合わせた2枚のガラス
透明電極(うち1枚にはポリイミド−ラビング配向処理
を施してある)間に充填し、薄膜セルを作製した。The composition is heated to an isotropic liquid phase, which has a thickness of 2.
A thin film cell was prepared by filling the space between two glass transparent electrodes (one of which was subjected to a polyimide-rubbing orientation treatment) bonded together via a 1 μm spacer.
これを1分間に5℃の割合で徐々に冷却し、N*相、SA
相を配向させ、48℃以下で均一なSC*相のモノドメイン
を得た。This is gradually cooled at a rate of 5 ° C. for 1 minute, and N * phase, SA
The phases were oriented and a uniform SC * phase monodomain was obtained at 48 ° C or below.
このセルに、21Vp-p、50Hzの短形波を印加し、その透過
光強度を測定したところ、例えば40℃で68μ秒、25℃で
99μ秒という速い応答が確認できた。これにより、高速
応答性の光スイッチング表示素子が得られたことにな
る。この組成物の自発分極は3.80nC/cm2(40℃)、4.92
nC/cm2(25℃)、またそのチルト角は16.8゜(40℃)、
22.1゜(25℃)であった。A 21 V pp , 50 Hz square wave was applied to this cell, and the transmitted light intensity was measured. For example, it was 68 μs at 40 ° C. and 25 ° C.
A quick response of 99 μs was confirmed. As a result, a high-speed responsive optical switching display element was obtained. The spontaneous polarization of this composition is 3.80 nC / cm 2 (40 ° C), 4.92
nC / cm 2 (25 ° C), and its tilt angle is 16.8 ° (40 ° C),
It was 22.1 ° (25 ° C).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 洋 埼玉県川口市大字伊刈246−4 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Ogawa 246-4 Ikari, Kawaguchi City, Saitama Prefecture
Claims (8)
およびnはそれぞれ1または2を表わし、たがいに異っ
ていてもよく、R2は炭素数1〜10のアルキル基をあらわ
す。また は絶対配置が(R)または(S)の不斉炭素であること
をあらわし、 は(S)配置の不斉炭素をあらわす)で示される液晶化
合物。1. A general formula (I) (In the formula, R 1 represents an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, m
And n each represent 1 or 2, which may be different from each other, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Also Represents an asymmetric carbon having an absolute configuration of (R) or (S), Is a liquid crystal compound represented by (S) representing an asymmetric carbon in the configuration.
ところの特許請求の範囲第1項記載の化合物。2. The compound according to claim 1, wherein m + n = 3 in the general formula (I).
基であるところの特許請求の範囲第2項記載の化合物。3. The compound according to claim 2, wherein in the general formula (I), R 1 is an n-hexyl group.
項又は第3項記載の液晶化合物。4. In the general formula (I), Claims 1 and 2 wherein the absolute configuration of is (R)
Item 3. A liquid crystal compound according to item 3.
およびnはそれぞれ1または2をあらわし、たがいに異
っていてもよく、R2は炭素数1〜10のアルキル基をあら
わす。また は絶対配置が(R)または(S)の不斉炭素であること
をあらわし、 は(S)配置の不斉炭素をあらわす)で示される液晶化
合物の少なくとも1種を含有する液晶組成物。5. General formula (I) (In the formula, R 1 represents an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, m
And n each represent 1 or 2, and may be different from each other, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Also Represents an asymmetric carbon having an absolute configuration of (R) or (S), Is a liquid crystal composition containing at least one liquid crystal compound represented by (S) representing an asymmetric carbon atom.
範囲第5項記載の液晶組成物。6. The liquid crystal composition according to claim 5, which exhibits a chiral smectic phase.
成物を含有することを特徴とする特許請求の範囲第6項
記載の液晶組成物。7. The liquid crystal composition according to claim 6, which contains a liquid crystal compound or composition exhibiting a smectic C phase.
特徴とする特許請求の範囲第7項記載の液晶組成物。8. In general formula (I) 8. A liquid crystal composition according to claim 7, which contains a liquid crystal compound whose absolute configuration is (R).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62063672A JPH0794408B2 (en) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | Liquid crystal compounds with extremely large spontaneous polarization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62063672A JPH0794408B2 (en) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | Liquid crystal compounds with extremely large spontaneous polarization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63230657A JPS63230657A (en) | 1988-09-27 |
| JPH0794408B2 true JPH0794408B2 (en) | 1995-10-11 |
Family
ID=13236081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62063672A Expired - Lifetime JPH0794408B2 (en) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | Liquid crystal compounds with extremely large spontaneous polarization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794408B2 (en) |
-
1987
- 1987-03-20 JP JP62063672A patent/JPH0794408B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63230657A (en) | 1988-09-27 |
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