JP3133405B2 - 液晶化合物 - Google Patents
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Landscapes
- Liquid Crystal Substances (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ピラジン環を含む光学
的三安定状態を示す液晶物質を用いた液晶素子に関する
ものである。
的三安定状態を示す液晶物質を用いた液晶素子に関する
ものである。
【0002】
【従来技術】液晶表示素子は、1)低電圧作動性、2)
低消費電力性、3)薄形表示、4)受光型などの優れた
特徴を有するため、現在まで、TN方式、STN方式、
ゲスト−ホスト(Gest−Host)方式などが開発
され実用化されている。しかし、現在広く利用されてい
るネマチック液晶を用いたものは、応答速度が数mse
c〜数十msecと遅い欠点があり、応用上種々の制約
を受けている。これらの問題を解決するため、STN方
式や薄層トランジスタなどを用いたアクティブマトリッ
クス方式などが開発されたが、STN型表示素子は、表
示コントラストや視野角などの表示品位は優れたものと
なったが、セルギャップやチルト角の制御に高い精度を
必要とすることや応答がやや遅いことなどが問題となっ
ている。また、アクティブマトリックス方式の表示素子
では生産技術上の歩留まりが悪く、従ってコストが高く
なるという問題がある。このため、応答性のすぐれた新
しい液晶表示方式の開発が要望されており、光学応答時
間がμsecオーダーと極めて短かい超高速デバイスが
可能になる強誘電性液晶の開発が試みられていた。
低消費電力性、3)薄形表示、4)受光型などの優れた
特徴を有するため、現在まで、TN方式、STN方式、
ゲスト−ホスト(Gest−Host)方式などが開発
され実用化されている。しかし、現在広く利用されてい
るネマチック液晶を用いたものは、応答速度が数mse
c〜数十msecと遅い欠点があり、応用上種々の制約
を受けている。これらの問題を解決するため、STN方
式や薄層トランジスタなどを用いたアクティブマトリッ
クス方式などが開発されたが、STN型表示素子は、表
示コントラストや視野角などの表示品位は優れたものと
なったが、セルギャップやチルト角の制御に高い精度を
必要とすることや応答がやや遅いことなどが問題となっ
ている。また、アクティブマトリックス方式の表示素子
では生産技術上の歩留まりが悪く、従ってコストが高く
なるという問題がある。このため、応答性のすぐれた新
しい液晶表示方式の開発が要望されており、光学応答時
間がμsecオーダーと極めて短かい超高速デバイスが
可能になる強誘電性液晶の開発が試みられていた。
【0003】強誘電性液晶は、1975年、Meyer
等によりDOBAMBC(p−デシルオキシベンジリデ
ン−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメート)が初
めて合成された(Le Journal de Phy
sique,36巻 1975,L−69)。さらに、
1980年、ClarkとLagawallによりDO
BAMBCのサブマイクロ秒の高速応答、メモリー特性
など表示ディバイス上の特性が報告されて以来、強誘電
性液晶が大きな注目を集めるようになった〔N.A.C
lark,etal.,Appl.Phys.Let
t.36.899(1980)〕。しかし、彼らの方式
には、実用化に向けて多くの技術的課題が残され、特に
室温で強誘電性液晶を示す材料は無く、表示ディスプレ
ーに不可欠な液晶分子の配列制御に有効かつ実用的な方
法も確立されていなかった。この報告以来、液晶材料/
デバイス両面からの様々な試みがなされ、ツイスト二状
態間のスイッチングを利用した表示デバイスが試作さ
れ、それを用いた高速電気光学装置も例えば特開昭56
−107216号などで提案されているが、高いコント
ラストや適正なしきい値特性は得られていない。
等によりDOBAMBC(p−デシルオキシベンジリデ
ン−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメート)が初
めて合成された(Le Journal de Phy
sique,36巻 1975,L−69)。さらに、
1980年、ClarkとLagawallによりDO
BAMBCのサブマイクロ秒の高速応答、メモリー特性
など表示ディバイス上の特性が報告されて以来、強誘電
性液晶が大きな注目を集めるようになった〔N.A.C
lark,etal.,Appl.Phys.Let
t.36.899(1980)〕。しかし、彼らの方式
には、実用化に向けて多くの技術的課題が残され、特に
室温で強誘電性液晶を示す材料は無く、表示ディスプレ
ーに不可欠な液晶分子の配列制御に有効かつ実用的な方
法も確立されていなかった。この報告以来、液晶材料/
デバイス両面からの様々な試みがなされ、ツイスト二状
態間のスイッチングを利用した表示デバイスが試作さ
れ、それを用いた高速電気光学装置も例えば特開昭56
−107216号などで提案されているが、高いコント
ラストや適正なしきい値特性は得られていない。
【0004】このような視点から他のスイッチング方式
についても探索され、過渡的な散乱方式が提案された。
その後、1988年に三安定状態を有する液晶の三状態
スイッチング方式が報告された〔A.D.L.Chan
dani,T.Hagiwara,Y.Suzukie
tal.,Japan.J. of Appl.Phy
s.,27,(5),L729−L732(198
8)〕。前記「三状態を有する」とは第一の電極基板と
所定の間隙を隔てて配置されている第二の電極基板の間
に強誘電性液晶が挾まれてなる液晶電気光学装置におい
て、前記第一及び第二の電極基板に電界形成用の電圧が
印加されるよう構成されており、図1Aで示される三角
波として電圧を印加したとき、図1Dのように反強誘電
性液晶が、無電界時に分子配向が第一の安定状態(図1
Dの2)を有し、かつ、電界印加時に一方の電界方向に
対し分子配向が前記第一の安定状態とは異なる第二の安
定状態(図1Dの1)を有し、さらに他方の電界方向に
対し前記第一及び第二の安定状態とは異なる第三の分子
配向安定状態(図1Dの3)を有することを意味する。
三状態スイッチング方式は、液晶分子配向において従来
の双安定状態とは基本的に異なる三安定状態を示す液晶
相S*(3)において示される駆動電圧に対する明確な
しきい特性とヒステリシス特性を応用するものであり、
単純マトリックス方式によって大画面の動画像表示が実
現できる画期的な駆動方法と考えられる。更に、三安定
状態を示す液晶を使用する表示素子の性能は三安定状態
液晶固有の物性であるヒステリシスの形状に大きく依存
する。図2に示すような形状のヒステリシスでは0Vで
理想的な暗状態を実現できるが、0VよりV1まで電圧
を上げると、又は0Vより−V1まで電圧を下げると光
漏れが生じる。このようなヒステリシスを持つ三安定状
態を示す液晶は暗状態のメモリー効果が悪いと言える。
そして、この現象は表示素子のコントラストの低下をも
たらす。それに対し、図3に示すようなヒステリシスで
は0Vで実現した理想的な暗状態が電圧V2又は電圧−
V2まで維持されており、暗状態のメモリー効果が良い
と言える。そして、表示素子のコントラストは良好なも
のとなる。
についても探索され、過渡的な散乱方式が提案された。
その後、1988年に三安定状態を有する液晶の三状態
スイッチング方式が報告された〔A.D.L.Chan
dani,T.Hagiwara,Y.Suzukie
tal.,Japan.J. of Appl.Phy
s.,27,(5),L729−L732(198
8)〕。前記「三状態を有する」とは第一の電極基板と
所定の間隙を隔てて配置されている第二の電極基板の間
に強誘電性液晶が挾まれてなる液晶電気光学装置におい
て、前記第一及び第二の電極基板に電界形成用の電圧が
印加されるよう構成されており、図1Aで示される三角
波として電圧を印加したとき、図1Dのように反強誘電
性液晶が、無電界時に分子配向が第一の安定状態(図1
Dの2)を有し、かつ、電界印加時に一方の電界方向に
対し分子配向が前記第一の安定状態とは異なる第二の安
定状態(図1Dの1)を有し、さらに他方の電界方向に
対し前記第一及び第二の安定状態とは異なる第三の分子
配向安定状態(図1Dの3)を有することを意味する。
三状態スイッチング方式は、液晶分子配向において従来
の双安定状態とは基本的に異なる三安定状態を示す液晶
相S*(3)において示される駆動電圧に対する明確な
しきい特性とヒステリシス特性を応用するものであり、
単純マトリックス方式によって大画面の動画像表示が実
現できる画期的な駆動方法と考えられる。更に、三安定
状態を示す液晶を使用する表示素子の性能は三安定状態
液晶固有の物性であるヒステリシスの形状に大きく依存
する。図2に示すような形状のヒステリシスでは0Vで
理想的な暗状態を実現できるが、0VよりV1まで電圧
を上げると、又は0Vより−V1まで電圧を下げると光
漏れが生じる。このようなヒステリシスを持つ三安定状
態を示す液晶は暗状態のメモリー効果が悪いと言える。
そして、この現象は表示素子のコントラストの低下をも
たらす。それに対し、図3に示すようなヒステリシスで
は0Vで実現した理想的な暗状態が電圧V2又は電圧−
V2まで維持されており、暗状態のメモリー効果が良い
と言える。そして、表示素子のコントラストは良好なも
のとなる。
【0005】三安定状態を示す液晶相S*(3)を相系
列に有する液晶化合物は、本発明者の出願した特開平1
−316367号、特開平1−316372号、特開平
1−316339号、特開平2−28128号及び市橋
等の特開平1−213390号公報があり、また三安定
状態を利用した液晶電気光学装置としては本出願人は特
開平2−40625号、特開平2−153322号、特
開平2−173724号において新しい提案を行ってい
るが、本発明の液晶化合物は未知のものである。
列に有する液晶化合物は、本発明者の出願した特開平1
−316367号、特開平1−316372号、特開平
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状態を利用した液晶電気光学装置としては本出願人は特
開平2−40625号、特開平2−153322号、特
開平2−173724号において新しい提案を行ってい
るが、本発明の液晶化合物は未知のものである。
【0006】
【目的】本発明は上記の問題点に鑑み、複素環を含む液
晶化合物について鋭意検討した結果、ヘテロ環としてピ
ラジン環を含む液晶化合物が、化学的・光化学的に安定
で、しかも大きい誘電異方性を有し、さらに従来の強誘
電性液晶では得られなかった三安定状態を示す液晶相S
*(3)を有することを見い出した。また、ピラジン環
を含む液晶化合物は、しきい値電圧が低いことを見い出
した。本発明の目的は、新規なピラジン環を含む液晶化
合物の三安定状態を示す液晶相S*(3)を利用した新
しい電気光学素子や液晶ディスプレーなどを提供する点
にある。
晶化合物について鋭意検討した結果、ヘテロ環としてピ
ラジン環を含む液晶化合物が、化学的・光化学的に安定
で、しかも大きい誘電異方性を有し、さらに従来の強誘
電性液晶では得られなかった三安定状態を示す液晶相S
*(3)を有することを見い出した。また、ピラジン環
を含む液晶化合物は、しきい値電圧が低いことを見い出
した。本発明の目的は、新規なピラジン環を含む液晶化
合物の三安定状態を示す液晶相S*(3)を利用した新
しい電気光学素子や液晶ディスプレーなどを提供する点
にある。
【0007】
【構成】本発明は、下記一般式
【化3】 〔式中、R1′、R2′は炭素数4〜18のアルキル
基、R3′はCH3、CF3またはC2F5、X′は
O、COO、COまたは単結合、tはハロゲン原子が少
なくとも1つ以上置換していることを示す。*は光学活
性炭素を示す。〕よりなる群から選ばれた液晶化合物を
三安定状態において利用することを特徴とする反強誘電
性液晶素子に関する。とくに、本発明においては前記液
晶化合物として下記一般式
基、R3′はCH3、CF3またはC2F5、X′は
O、COO、COまたは単結合、tはハロゲン原子が少
なくとも1つ以上置換していることを示す。*は光学活
性炭素を示す。〕よりなる群から選ばれた液晶化合物を
三安定状態において利用することを特徴とする反強誘電
性液晶素子に関する。とくに、本発明においては前記液
晶化合物として下記一般式
【化4】 〔式中、R1′、R2′は炭素数4〜18のアルキル
基、R3′はCH3、CF3またはC2F5、tはハロ
ゲン原子が少なくとも1つ以上置換していることを示
す。*は光学活性炭素を示す。〕よりなる群から選ばれ
た液晶化合物であることが好ましい。
基、R3′はCH3、CF3またはC2F5、tはハロ
ゲン原子が少なくとも1つ以上置換していることを示
す。*は光学活性炭素を示す。〕よりなる群から選ばれ
た液晶化合物であることが好ましい。
【0008】なお、前記tとしてはFが最も好ましく、
ついでCl、Brの順である。本発明の目的化合物を具
体的に掲げると、 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フェニル 4−(2−アルキルピラジン−5−イル)ベンゾエート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フルオロフェニル 4−(2−アルキルピ
ラジン−5−イル)ベンゾエート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フェニル 4−(2−アルコキシピラジン−5−イル)ベンゾエー
ト 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フルオロフェニル 4−(2−アルコキシ
ピラジン−5−イル)ベンゾエート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フェニル 4−(2−アルキルカルボニルオキシピラジン−5−イ
ル)ベンゾエート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フルオロフェニル 4−(2−アルキルカ
ルボニルオキシピラジン−5−イル)ベンゾエート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フェニル 2−(4−アルキルフェニル)ピラジン−5−イル−カ
ルボキシレート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フルオロフェニル 2−(4−アルキルフ
ェニル)ピラジン−5−イル−カルボキシレート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フェニル 2−(4−アルコキシフェニル)ピラジン−5−イル−
カルボキシレート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フルオロフェニル 2−(4−アルコキシ
フェニル)ピラジン−5−イル−カルボキシレート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フェニル 2−(4−アルキルカルボニルオキシフェニル)ピラジ
ン−5−イル−カルボキシレート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フルオロフェニル 2−(4−アルキルカ
ルボニルオキシフェニル)ピラジン−5−イル−カルボ
キシレート さらに、上記化合物のCF3基にかえて、CH3基およ
びC2F5基また、上記化合物中のF原子にかえて、C
l原子またはBr原子に置換した化合物等も例示され
る。
ついでCl、Brの順である。本発明の目的化合物を具
体的に掲げると、 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フェニル 4−(2−アルキルピラジン−5−イル)ベンゾエート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フルオロフェニル 4−(2−アルキルピ
ラジン−5−イル)ベンゾエート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フェニル 4−(2−アルコキシピラジン−5−イル)ベンゾエー
ト 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フルオロフェニル 4−(2−アルコキシ
ピラジン−5−イル)ベンゾエート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フェニル 4−(2−アルキルカルボニルオキシピラジン−5−イ
ル)ベンゾエート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フルオロフェニル 4−(2−アルキルカ
ルボニルオキシピラジン−5−イル)ベンゾエート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フェニル 2−(4−アルキルフェニル)ピラジン−5−イル−カ
ルボキシレート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フルオロフェニル 2−(4−アルキルフ
ェニル)ピラジン−5−イル−カルボキシレート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フェニル 2−(4−アルコキシフェニル)ピラジン−5−イル−
カルボキシレート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フルオロフェニル 2−(4−アルコキシ
フェニル)ピラジン−5−イル−カルボキシレート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フェニル 2−(4−アルキルカルボニルオキシフェニル)ピラジ
ン−5−イル−カルボキシレート 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−アルキルオキシ
カルボニル)フルオロフェニル 2−(4−アルキルカ
ルボニルオキシフェニル)ピラジン−5−イル−カルボ
キシレート さらに、上記化合物のCF3基にかえて、CH3基およ
びC2F5基また、上記化合物中のF原子にかえて、C
l原子またはBr原子に置換した化合物等も例示され
る。
【0009】本発明にかかる化合物の合成法の一例を示
すと次のようである。 (a)アルキルオキシベンゼンを塩化メチレンに溶解
し、AlCl3とアセチルクロライドを加えて、4−
(アルキルオキシ)アセトフェノン(1)を得る。次
に、二酸化セレン、ジオキサン、水を加えて、加熱、撹
拌し、4−(アルキルオキシ)フェニルグリオキサール
−水和物(2)を得る。次に、ジアミノマレオニトリル
を加え、2,3−ジニトリル 5−(4−アルキルオキ
シフェニル)ピラジン(3)を得る。これを加水分解し
(4)、次に脱炭酸化処理をして2−(4−アルキルオ
キシフェニル)ピラジン−5−イル−カルボン酸(5)
を得る。次に、塩化チオニルにて、2−(4−アルキル
オキシフェニル)ピラジン−5−イル−カルボン酸塩化
物(6)を得る。 (b)ベンジルオキシハロゲン置換安息香酸を過剰の塩
化チオニル中で還流し、その塩化物(7)を得る。これ
に光学活性な1,1,1−トリフルオロ−アルカノール
を加え、塩化メチレン中トリエチルアミンの存在下で対
応する4−ベンジルオキシ−ハロゲン置換安息香酸エス
テル(8)を得る。次に接触還元して4−ヒドロキシ−
ハロゲン置換安息香酸エステル(9)を得る。 (c)上記(6)と(9)の化合物を塩化メチレン中、
トリエチルアミンの存在下にて反応させ、本発明の目的
化合物である4−(1,1,1−トリフルオロ−2−ア
ルキルオキシカルボニル)ハロゲン置換フェニル 2−
(4−アルキルオキシフェニル)ピラジン−5−イル−
カルボキシレートを得る。
すと次のようである。 (a)アルキルオキシベンゼンを塩化メチレンに溶解
し、AlCl3とアセチルクロライドを加えて、4−
(アルキルオキシ)アセトフェノン(1)を得る。次
に、二酸化セレン、ジオキサン、水を加えて、加熱、撹
拌し、4−(アルキルオキシ)フェニルグリオキサール
−水和物(2)を得る。次に、ジアミノマレオニトリル
を加え、2,3−ジニトリル 5−(4−アルキルオキ
シフェニル)ピラジン(3)を得る。これを加水分解し
(4)、次に脱炭酸化処理をして2−(4−アルキルオ
キシフェニル)ピラジン−5−イル−カルボン酸(5)
を得る。次に、塩化チオニルにて、2−(4−アルキル
オキシフェニル)ピラジン−5−イル−カルボン酸塩化
物(6)を得る。 (b)ベンジルオキシハロゲン置換安息香酸を過剰の塩
化チオニル中で還流し、その塩化物(7)を得る。これ
に光学活性な1,1,1−トリフルオロ−アルカノール
を加え、塩化メチレン中トリエチルアミンの存在下で対
応する4−ベンジルオキシ−ハロゲン置換安息香酸エス
テル(8)を得る。次に接触還元して4−ヒドロキシ−
ハロゲン置換安息香酸エステル(9)を得る。 (c)上記(6)と(9)の化合物を塩化メチレン中、
トリエチルアミンの存在下にて反応させ、本発明の目的
化合物である4−(1,1,1−トリフルオロ−2−ア
ルキルオキシカルボニル)ハロゲン置換フェニル 2−
(4−アルキルオキシフェニル)ピラジン−5−イル−
カルボキシレートを得る。
【化5】
【化6】
【0010】
【実施例】実施例1 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルオキシ
カルボニル)フェニル 2−(4−n−オクチルオキシフェニル)ピラジン−5
−イル−カルボキシレート
カルボニル)フェニル 2−(4−n−オクチルオキシフェニル)ピラジン−5
−イル−カルボキシレート
【化7】 1) 4−ベンジルオキシ安息香酸 1,1,1−トリ
フルオロ−2−オクチルエステルの合成
フルオロ−2−オクチルエステルの合成
【化8】 4−ベンジルオキシ安息香酸クロリド4.3gを塩化メ
チレン50mlに溶解させ、次いで光学活性な1,1,
1−トリフルオロ−2−オクタノール2.9gとジメチ
ルアミノピリジン0.6gとトリエチルアミン1.7g
とを塩化メチレン50mlに溶解した溶液を氷冷下にて
少量づつ加えた。反応混合物を室温に戻し、一昼夜反応
させ、反応液を氷水に投入し、塩化メチレンにて抽出し
塩化メチレン相を希塩酸、水、1N炭酸ナトリウム水溶
液、水にて順次洗浄し、無水硫酸マグネシウムにて乾燥
して溶媒を留去し、粗生成物を得た。これをトルエン−
シリカゲルカラムクロマトグラフで処理し、さらにエタ
ノールにて再結晶して目的化合物3.8gを得た。 2) 4−ヒドロキシ安息香酸 1,1,1−トリフル
オロ−2−オクチルエステルの合成
チレン50mlに溶解させ、次いで光学活性な1,1,
1−トリフルオロ−2−オクタノール2.9gとジメチ
ルアミノピリジン0.6gとトリエチルアミン1.7g
とを塩化メチレン50mlに溶解した溶液を氷冷下にて
少量づつ加えた。反応混合物を室温に戻し、一昼夜反応
させ、反応液を氷水に投入し、塩化メチレンにて抽出し
塩化メチレン相を希塩酸、水、1N炭酸ナトリウム水溶
液、水にて順次洗浄し、無水硫酸マグネシウムにて乾燥
して溶媒を留去し、粗生成物を得た。これをトルエン−
シリカゲルカラムクロマトグラフで処理し、さらにエタ
ノールにて再結晶して目的化合物3.8gを得た。 2) 4−ヒドロキシ安息香酸 1,1,1−トリフル
オロ−2−オクチルエステルの合成
【化9】 1)で得られた化合物をメタノール100mlに溶解
し、10%担持Pb−カーボン0.4gを加え、水素雰
囲気下水素化分解反応を行ない、目的化合物2.8gを
得た。 3) 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−オクチル
オキシカルボニル)フェニル 2−(4−n−オクチル
オキシフェニル)ピラジン−5−イル−カルボキシレー
トの合成
し、10%担持Pb−カーボン0.4gを加え、水素雰
囲気下水素化分解反応を行ない、目的化合物2.8gを
得た。 3) 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−オクチル
オキシカルボニル)フェニル 2−(4−n−オクチル
オキシフェニル)ピラジン−5−イル−カルボキシレー
トの合成
【化10】 2−(4−n−オクチルオキシフェニル)ピラジン−5
−イル−カルボン酸1.5gを過剰の塩化チオニルと共
に還流下に4時間加熱した後、未反応の塩化チオニルを
留去して、2−(4−n−オクチルオキシフェニル)ピ
ラジン−5−イル−カルボン酸塩化物を得た。次いで、
2)で合成した光学活性4−ヒドロキシ安息香酸 1,
1,1−トリフルオロ−2−オクチルエステル1.3g
とトリエチルアミン0.5gを10mlの塩化メチレン
中に溶解し、先に合成した2−(4−n−オクチルオキ
シフェニル)ピラジン−5−イル−カルボン酸塩化物を
20mlの塩化メチレンに溶解した溶液を少ずつ滴下す
る。さらにジメチルアミノピリジン0.2gを5mlの
塩化メチレンに溶解したものを加える。室温にて一昼夜
撹拌した。反応混合物を水中に入れ、液性を中性にした
後、塩化メチレン層のみを抽出した。無水硫酸マグネシ
ウムにて乾燥した後、溶媒を留去し、残渣物をシリカゲ
ルクロマトグラフィ及び再結晶にて精製し、目的物1.
8gを得た。 旋光度[α]20/D=+33.10° ホットステージつき偏光顕微鏡観察による相転移温度
(℃)は次の通りである。
−イル−カルボン酸1.5gを過剰の塩化チオニルと共
に還流下に4時間加熱した後、未反応の塩化チオニルを
留去して、2−(4−n−オクチルオキシフェニル)ピ
ラジン−5−イル−カルボン酸塩化物を得た。次いで、
2)で合成した光学活性4−ヒドロキシ安息香酸 1,
1,1−トリフルオロ−2−オクチルエステル1.3g
とトリエチルアミン0.5gを10mlの塩化メチレン
中に溶解し、先に合成した2−(4−n−オクチルオキ
シフェニル)ピラジン−5−イル−カルボン酸塩化物を
20mlの塩化メチレンに溶解した溶液を少ずつ滴下す
る。さらにジメチルアミノピリジン0.2gを5mlの
塩化メチレンに溶解したものを加える。室温にて一昼夜
撹拌した。反応混合物を水中に入れ、液性を中性にした
後、塩化メチレン層のみを抽出した。無水硫酸マグネシ
ウムにて乾燥した後、溶媒を留去し、残渣物をシリカゲ
ルクロマトグラフィ及び再結晶にて精製し、目的物1.
8gを得た。 旋光度[α]20/D=+33.10° ホットステージつき偏光顕微鏡観察による相転移温度
(℃)は次の通りである。
【表1】 本目的化合物の赤外線吸収スペクトルを図4に示す。 実施例2 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルオキシ
カルボニル)フェニル 2−(4−n−ノニルオキシフェニル)ピラジン−5−
イル−カルボキシレート
カルボニル)フェニル 2−(4−n−ノニルオキシフェニル)ピラジン−5−
イル−カルボキシレート
【化11】 2−(4−n−ノニルオキシフェニル)ピラジン−5−
イル−カルボン酸1.6gを過剰の塩化チオニルと共に
還流下に4時間加熱した後、未反応の塩化チオニルを留
去して2−(4−n−ノニルオキシフェニル)ピラジン
−5−イル−カルボン酸塩化物を得た。次いで実施例1
の2)で合成した光学活性4−ヒドロキシ安息香酸
1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルエステル1.
3gとトリエチルアミン0.5gを10mlの塩化メチ
レン中に溶解し、先に合成した2−(4−n−ノニルオ
キシフェニル)ピラジン−5−イル−カルボン酸塩化物
を20mlの塩化メチレンに溶解した溶液を少ずつ滴下
する。さらにジメチルアミノピリジン0.2gを5ml
の塩化メチレンに溶解したものを加える。室温にて一昼
夜撹拌した。反応混合物を水中に入れ、液性を中性にし
た後、塩化メチレン層のみを抽出した。無水硫酸マグネ
シウムにて乾燥した後、溶媒を留去し、残渣物をシリカ
ゲルカラムクロマトグラフィ及び再結晶にて精製し、目
的物1.6gを得た。 旋光度[α]20/D=+32.41° ホットステージつき偏光顕微鏡観察による相転移温度
(℃)は次の通りである。
イル−カルボン酸1.6gを過剰の塩化チオニルと共に
還流下に4時間加熱した後、未反応の塩化チオニルを留
去して2−(4−n−ノニルオキシフェニル)ピラジン
−5−イル−カルボン酸塩化物を得た。次いで実施例1
の2)で合成した光学活性4−ヒドロキシ安息香酸
1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルエステル1.
3gとトリエチルアミン0.5gを10mlの塩化メチ
レン中に溶解し、先に合成した2−(4−n−ノニルオ
キシフェニル)ピラジン−5−イル−カルボン酸塩化物
を20mlの塩化メチレンに溶解した溶液を少ずつ滴下
する。さらにジメチルアミノピリジン0.2gを5ml
の塩化メチレンに溶解したものを加える。室温にて一昼
夜撹拌した。反応混合物を水中に入れ、液性を中性にし
た後、塩化メチレン層のみを抽出した。無水硫酸マグネ
シウムにて乾燥した後、溶媒を留去し、残渣物をシリカ
ゲルカラムクロマトグラフィ及び再結晶にて精製し、目
的物1.6gを得た。 旋光度[α]20/D=+32.41° ホットステージつき偏光顕微鏡観察による相転移温度
(℃)は次の通りである。
【表2】 本目的化合物の赤外線吸収スペクトルを図5に示す。 実施例3 4−(1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルオキシ
カルボニル)フェニル 2−(4−n−デシルオキシフェニル)ピラジン−5−
イル−カルボキシレート
カルボニル)フェニル 2−(4−n−デシルオキシフェニル)ピラジン−5−
イル−カルボキシレート
【化12】 2−(4−n−デシルオキシフェニル)ピラジン−5−
イル−カルボン酸1.6gを過剰の塩化チオニルと共に
還流下に4時間加熱した後、未反応の塩化チオニルを留
去して2−(4−n−デシルオキシフェニル)ピラジン
−5−イル−カルボン酸塩化物を得た。次いで実施例1
の2)で合成した光学活性4−ヒドロキシ安息香酸
1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルエステル1.
3gとトリエチルアミン0.5gを10mlの塩化メチ
レン中に溶解し、先に合成した2−(4−n−デシルオ
キシフェニル)ピラジン−5−イル−カルボン酸塩化物
を20mlの塩化メチレンに溶解した溶液を少ずつ滴下
する。さらにジメチルアミノピリジン0.2gを5ml
の塩化メチレンに溶解したものを加え、室温にて一昼夜
撹拌した。反応混合物を水中に入れ、液性を中性にした
後、塩化メチレン層のみを抽出した。無水硫酸マグネシ
ウムにて乾燥した後、塩化メチレンを留去し、残渣物を
シリカゲルカラムクロマトグラフィ及び再結晶にて精製
し、目的物1.7gを得た。 旋光度[α]20/D=+31.51° ホットステージつき偏光顕微鏡観察による相転移温度
(℃)は次の通りである。
イル−カルボン酸1.6gを過剰の塩化チオニルと共に
還流下に4時間加熱した後、未反応の塩化チオニルを留
去して2−(4−n−デシルオキシフェニル)ピラジン
−5−イル−カルボン酸塩化物を得た。次いで実施例1
の2)で合成した光学活性4−ヒドロキシ安息香酸
1,1,1−トリフルオロ−2−オクチルエステル1.
3gとトリエチルアミン0.5gを10mlの塩化メチ
レン中に溶解し、先に合成した2−(4−n−デシルオ
キシフェニル)ピラジン−5−イル−カルボン酸塩化物
を20mlの塩化メチレンに溶解した溶液を少ずつ滴下
する。さらにジメチルアミノピリジン0.2gを5ml
の塩化メチレンに溶解したものを加え、室温にて一昼夜
撹拌した。反応混合物を水中に入れ、液性を中性にした
後、塩化メチレン層のみを抽出した。無水硫酸マグネシ
ウムにて乾燥した後、塩化メチレンを留去し、残渣物を
シリカゲルカラムクロマトグラフィ及び再結晶にて精製
し、目的物1.7gを得た。 旋光度[α]20/D=+31.51° ホットステージつき偏光顕微鏡観察による相転移温度
(℃)は次の通りである。
【表3】 本目的化合物の赤外線吸収スペクトルを図6に示す。 実施例4 4−(2−オクチルオキシカルボニル)フェニル 2−
(4−n−オクチルオキシフェニル)ピラジン−5−イ
ル−カルボキシレート
(4−n−オクチルオキシフェニル)ピラジン−5−イ
ル−カルボキシレート
【化13】 実施例1の光学活性1,1,1−トリフルオロ−2−オ
クタノールの代わりに光学活性2−オクタノールを用い
て、実施例1と全く同様な方法で目的化合物を合成し
た。 旋光度[α]20/D=−20.91° ホットステージつき偏光顕微鏡観察による相転移温度
(℃)は次の通りである。
クタノールの代わりに光学活性2−オクタノールを用い
て、実施例1と全く同様な方法で目的化合物を合成し
た。 旋光度[α]20/D=−20.91° ホットステージつき偏光顕微鏡観察による相転移温度
(℃)は次の通りである。
【表4】 本目的化合物の赤外線吸収スペクトルを図7に示す。 実施例5 ラビング処理したポリイミド配向膜をITO電極基板上
に有するセル厚1.6μmの液晶セルに、実施例1で得
られた液晶化合物4−(1,1,1−トリフルオロ−2
−オクチルオキシカルボニル)フェニル 2−(4−n
−オクチルオキシフェニル)ピラジン−5−イル−カル
ボキシレートをIsotropic相において充填し、
液晶薄膜セルを作成した。作成した液晶セルを2枚の偏
光板を直交させたフォトマルチプライヤー付き偏光顕微
鏡に、−15Vの直流電圧印加時の分子長軸方向と偏光
子が重なる状態に配置した。この液晶セルを0.1〜
1.0℃/1分間の温度勾配にてS*c相まで徐冷し
た。さらに冷却してゆき、95℃〜82℃の温度範囲に
おいて、±15V、10Hzの三角波電圧を印加した場
合を図8に示した。印加電圧がマイナス域での暗状態、
0ボルト域での中間状態、プラス域での明状態と光透過
率が三つの状態に変化していることを観察し、三つの安
定な液晶分子の配向状態があることを確認した。他の実
施例の化合物についても同様のS*(3)相において同
一の効果が確認された。 実施例6 実施例5で作成し、使用した液晶薄膜セルを2枚の偏光
板を直交させたフォトマルチプライヤー付き偏光顕微鏡
に、電圧0Vの状態で暗視野となるように配置する。こ
の液晶セルを0.1〜1.0℃/1分間の温度勾配に
て、SA相まで徐冷する。さらに冷却してゆき、95〜
82℃の温度範囲において、図9(a)に示す±30
V、10Hzの三角波電圧を印加する。85℃での印加
電圧と透過率との関係から図9(b)のようなヒステリ
シスが得られた。0V〜+V3、0V〜−V3までの暗
部の透過率の変化が極めて少ない。これは、暗部のメモ
リー効果が極めて良好であることを示している。また、
しきい値電圧が±15V前後であることより、しきい値
電圧の低いことを示している。
に有するセル厚1.6μmの液晶セルに、実施例1で得
られた液晶化合物4−(1,1,1−トリフルオロ−2
−オクチルオキシカルボニル)フェニル 2−(4−n
−オクチルオキシフェニル)ピラジン−5−イル−カル
ボキシレートをIsotropic相において充填し、
液晶薄膜セルを作成した。作成した液晶セルを2枚の偏
光板を直交させたフォトマルチプライヤー付き偏光顕微
鏡に、−15Vの直流電圧印加時の分子長軸方向と偏光
子が重なる状態に配置した。この液晶セルを0.1〜
1.0℃/1分間の温度勾配にてS*c相まで徐冷し
た。さらに冷却してゆき、95℃〜82℃の温度範囲に
おいて、±15V、10Hzの三角波電圧を印加した場
合を図8に示した。印加電圧がマイナス域での暗状態、
0ボルト域での中間状態、プラス域での明状態と光透過
率が三つの状態に変化していることを観察し、三つの安
定な液晶分子の配向状態があることを確認した。他の実
施例の化合物についても同様のS*(3)相において同
一の効果が確認された。 実施例6 実施例5で作成し、使用した液晶薄膜セルを2枚の偏光
板を直交させたフォトマルチプライヤー付き偏光顕微鏡
に、電圧0Vの状態で暗視野となるように配置する。こ
の液晶セルを0.1〜1.0℃/1分間の温度勾配に
て、SA相まで徐冷する。さらに冷却してゆき、95〜
82℃の温度範囲において、図9(a)に示す±30
V、10Hzの三角波電圧を印加する。85℃での印加
電圧と透過率との関係から図9(b)のようなヒステリ
シスが得られた。0V〜+V3、0V〜−V3までの暗
部の透過率の変化が極めて少ない。これは、暗部のメモ
リー効果が極めて良好であることを示している。また、
しきい値電圧が±15V前後であることより、しきい値
電圧の低いことを示している。
【0011】
【効果】本発明により、特定の一般式で示される液晶化
合物を用いた三安定状態で駆動する新規な液晶素子を提
供することができた。
合物を用いた三安定状態で駆動する新規な液晶素子を提
供することができた。
【図1】Aが印加される三角波を、Bが市販ネマチック
液晶の、Cは二状態液晶の、Dは三状態液晶の、それぞ
れの光学応答特性を示す。
液晶の、Cは二状態液晶の、Dは三状態液晶の、それぞ
れの光学応答特性を示す。
【図2】三状態液晶に関する暗部のメモリー効果の良く
ないヒステリシスを示す。
ないヒステリシスを示す。
【図3】三状態液晶に関する暗部のメモリー効果の良い
ヒステリシスを示す。
ヒステリシスを示す。
【図4】実施例1の目的化合物の赤外線吸収スペクトル
を示す。以下の赤外線吸収スペクトル図は、いずれも縦
軸は透過率(%)、横軸は波数(cm−1)を示す。
を示す。以下の赤外線吸収スペクトル図は、いずれも縦
軸は透過率(%)、横軸は波数(cm−1)を示す。
【図5】実施例2の目的化合物の赤外線吸収スペクトル
を示す。
を示す。
【図6】実施例3の目的化合物の赤外線吸収スペクトル
を示す。
を示す。
【図7】実施例4の目的化合物の赤外線吸収スペクトル
を示す。
を示す。
【図8】本発明の三状態液晶化合物が示す暗部のメモリ
ー効果の良いヒステリシスを示したものであり、(a)
は印加した三角波電圧を、(b)は印加した三角波電圧
に対する光透過率の変化を示したものである。
ー効果の良いヒステリシスを示したものであり、(a)
は印加した三角波電圧を、(b)は印加した三角波電圧
に対する光透過率の変化を示したものである。
【図9】実施例6における本発明の実施例1の三状態液
晶化合物が示す暗部のメモリー効果の良いヒステリシス
を示したものであり、(a)は印加した三角波電圧を、
(b)は印加した三角波電圧に対する実施例1の化合物
の光透過率変化のヒステリシスを示したものである。
晶化合物が示す暗部のメモリー効果の良いヒステリシス
を示したものであり、(a)は印加した三角波電圧を、
(b)は印加した三角波電圧に対する実施例1の化合物
の光透過率変化のヒステリシスを示したものである。
フロントページの続き (72)発明者 最上谷 浩之 東京都千代田区霞が関3丁目2番5号 昭和シェル石油株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−223563(JP,A) 特開 平2−149568(JP,A) 特開 平2−69440(JP,A) 特開 平3−223390(JP,A) 日本化学会誌;1992年10号、1203− 1212頁 日本化学会誌;1992年10号、1213− 1219頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/13 C07D 241/24 C09K 19/34 C09K 19/42 CA(STN) REGISTRY(STN)
Claims (2)
- 【請求項1】 下記一般式 【化1】 〔式中、R1′、R2′は炭素数4〜18のアルキル
基、R3′はCH3、CF3またはC2F5、X′は
O、COO、COまたは単結合、tはハロゲン原子が少
なくとも1つ以上置換していることを示す。*は光学活
性炭素を示す。〕よりなる群から選ばれた液晶化合物を
三安定状態において利用することを特徴とする反強誘電
性液晶素子。 - 【請求項2】 下記一般式 【化2】 〔式中、R1′、R2′は炭素数4〜18のアルキル
基、R3′はCH3、CF3またはC2F5、tはハロ
ゲン原子が少なくとも1つ以上置換していることを示
す。*は光学活性炭素を示す。〕よりなる群から選ばれ
た液晶化合物を三安定状態において利用することを特徴
とする反強誘電性液晶素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03215934A JP3133405B2 (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 液晶化合物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03215934A JP3133405B2 (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 液晶化合物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0597821A JPH0597821A (ja) | 1993-04-20 |
JP3133405B2 true JP3133405B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=16680682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03215934A Expired - Fee Related JP3133405B2 (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 液晶化合物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3133405B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-01 JP JP03215934A patent/JP3133405B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
日本化学会誌;1992年10号、1203−1212頁 |
日本化学会誌;1992年10号、1213−1219頁 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0597821A (ja) | 1993-04-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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