JPS63310838A - トラン型新規液晶化合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） 本発明は新規な化合物であるトラン誘導体およびこの誘
導体を含有する液晶組成物に関する。

液晶を応用した表示素子は液晶物質の持つ種々の電気光
学効果を利用したものであるが、その表示様式にはＴ−
Ｎ（ねじれネマティック）型、ＤＳ（動的散乱）型、ゲ
スト・ホスト型、ＤＡＰ型など各糧の方式がある。これ
らの方式により使用される液晶物質に要求される性質は
それぞれ異なるが、なるべく広い温度範囲で液晶相を示
すこと、および水分、熱、空気等に対して安定であるこ
とは共通して要求される。しかし現在のところ単一化合
物でそのような要求を全て満たす化合物はなく、数種の
液晶化合物を、または数種の液晶化合物に液晶類似化合
物を混合して得られる液晶組成物を使用しているのが実
状である。

液晶材料の成分として用いられるトラン誘導体の例とし
て次の一般式で表わされる化合物がそれぞれ（１）特開
昭６０−１５５１４２号および（２）ｌＲ開昭６１−２
６００３１号に示されている。

（１）　　Ｒ’０Ｇ−Ｃ：Ｃ−Ｑ−Ｘ （式中、Ｒ′はアルキル基を、Ｘはハロゲン原子を示す
。） （式中、Ｒ“はアルキル基を、Ｘ、は水素またはハロゲ
ン原子を、Ｘ、は）・ロゲン原子を示す。）これらのト
ラン系化合物は、置換基としてノ１０ゲン原子を有し、
屈折率の異方性（以下Δｎと略記する）が大きいという
特徴をもった液晶材料である。

これらの中で（１）の化合物は比較的透明点が高いが、
低温での他の液晶化合物への溶解度が小さい為に、結晶
が析出してしまい、その特徴を生かせないという欠点を
有している。（２）の化合物は液晶相を有しない為に液
晶組成物の一成分として使用した場合に、組成物のＮ−
Ｉ点を低下させすぎるという欠点を有している。

本発明の目的は前述した特徴にさらに低粘性及び低温度
での他の液晶化合物との相溶性に優れた液晶物質を提供
し、液晶材料の選択の自由度を高めることにある。

（発明の構成） 本発明は、一般式 （式中、Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基を示す。）に
て表わされる４−（トランス−４−アルキルシクロヘキ
シル）　−３’、　４’−ジフルオロトラン、および該
化合物を含有することを特徴とする液晶組成物である。

本発明に係る式（Ｉ）の化合物は例えば次の製造方法に
従って製造することができる。

Ｒ−０−Ｑ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｑ−Ｆ　　（Ｖ）先ス、トラ
ンス−４−アルキルシクロへキシルベンゼンに二硫化炭
素中で式（１）のａ、　４−−）フルオロフェニル酢酸
クロリドと無水塩イヒアルミニウムを反応させて式Ｉの
ケトン誘導体を得る。この弐Ｉの化合物に無水エーテル
あるいは続いてこのアルコール誘導体を不活性有機溶媒
中で後述の触媒の存在下に常圧で還流温度にて脱水反応
を行い、（Ｙ）のエチレン訪導体を得る。

不活性有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、クロロ
ホルム、四塩化炭素、塩化メチレン等が適しており、触
媒としては塩化アルミニウム、四塩化スズ、四塩化チタ
ンなどのルイス酸または、硫酸、塩酸、リン酸等の鉱酸
もしくはトルエンスルホン酸などを使用できる。

続いてα）の化合物に塩化メチレン、塩化エチレン、四
塩化炭素等の溶媒中で臭素全付加させ、式（ロ）の化合
物を得る。弐ＱＤの化合物にエーテルあるいはテトラヒ
ドロフラン溶媒中にてカリウムターシャリ−ブトキシド
を反応させ、続いて抽出、洗浄、再結晶等の一連の精製
操作を行う事により目的の式（１）の化合物ｆＩ：製造
する。

本発明の４−（トランス−４−アルキルシクロヘキシル
）　−３’＋　４’−ジフルオロトランは（７）Δユが
大きい、 （イ）粘度は３環構造を有する化合物としては極めて低
い、 （つ）透明点が高くネマチック温度領域が広い、という
特徴をもつ。

本発明の化合物の中では（１）式におけるＲがエチル基
、プロピル基、ブチル基オたはペンチル基である物が好
ましい。例えば、後記の実施例に示される４−（トラン
ス−４−プロピルシクロヘキシル）　−３’、　４’−
ジフルオロトランは」ｎが約０．２３と大きく、２０°
Ｃでの粘度外挿値は３２ｃｐと小さく、かつ、ネマチッ
ク温度範囲の広い安定な液晶化合物であり、緒特性をノ
くランスよく備えた液晶材料である。

本発明の液晶組成物の成分として（１）式で表わされる
化合物と混合して用いられる好ましい液晶化合物の代表
例としては、例えば４−＠換安、ｔｌ［Ｍ４’−置換フ
ェニルエステル、４−置換シクロヘキサンカルボン酸４
’−ｆｆ換フェニルエステル、４−置換シクロヘキサン
カルボン酸４“−置換ビフェニリルエステル、４−　（
４−置換”クロヘキサンカルボニルオキシ）安、ｔ１香
！４’−置換フェニルエステル、４−（４−ｔＤシクロ
ヘキシル）安息香酸４’−置換シクロヘキシルエステル
、４．４′−置換ビフェニル、４．４′−置換フェニル
シクロヘキサン、４，４“−ｔｍｍメタ−フェニル４，
４”−置換ビフェニリルシクロヘキサン、２−（４’−
ｔ！換フェニル）５−置換ピリミジンなどヲ拳げること
ができる。

（発明の効果） 液晶表示セルにおいてセル外観を損う原因となるセル表
面での干渉縞の発生全防止する為に、セルに充η（され
る液晶材料の屈折率の異方性（Δｎ）とセルの厚さくｄ
）μｍの積を成る特定の値に設定する必要がある。実用
的に使用される表示セルではΔｎ−ｄの値が０．５．１
．　ｏ　。

１．６マたは２．２のいずれかに設定されている。

このようにΔｎ−ｄの値が一定値に設定されるから、Δ
ｎの値の大きな液晶材料を使用すればｄの値を小さくす
ることができる。ｄの値が小さくなれば、応答時間は小
さくしうる。従って、Δｎの値の大きな液晶材料は、応
答速度が速く、干渉縞のない液晶表示セルを作成するの
に重要である。応答時間を小ならしめるには粘性が小さ
いことも必要である。本発明に係る式中の化合物は大き
なΔｎと高いＮ−Ｉ転移温度を有し、また粘度の小さい
新規なネマチック液晶化合物であり、各種の母液晶に本
発明の式（１）の化合物全混合することにより、低粘度
で、大きなΔｎと高いＮ−Ｉ転移温度を有する実用的な
液晶材料を調製することができる。

（実施例） 以下実施例により本発明全頁に具体的に説明するが、本
発明はこれらの例に限定されるものではない。各例中に
おいて記号は次の通りとする。

Ｃ−Ｎ点：結晶−ネマチック相転移点 Ｎ−Ｉ点：ネマチツクー等方性液体相転移点実施例１ ４−（）ランス−４−プロピルシクロヘキシル）−３’
、４’−ジフルオロトラン 二硫化炭素１００　ｖｇｔ中に無水塩化アルミニウム１
６−Ｏｙ（０，１２モル）を加え、冷却下に３゜４−ジ
フルオロフェニル酢酸クロリド１５．３Ｎ（０，１モル
）を加え、続いてトランス−４−プロピルシクロヘキシ
ルベンゼン２１１０．１モル）を加えた。次いで反応混
合物を室温にて１０時間攪拌した後に、二硫化炭素全留
去し、残渣を希塩酸水溶液中に加え、１時間攪拌し、塩
化アルミニウム錯体を分解した。析出した粗結晶をトル
エン５０ｇ＋／にて抽出し、水洗浄、乾燥した後トルエ
ン全留去し、残った固体を酢酸エチルから再結晶ｔ３製
し、下記化合物２３．６ｆ全得た。

ン独点　二　１２５．１　℃ この化合物を無水テトラヒドロフラン２００ｍ１に溶解
し、水素化リチウムアルミニウム１．３ｆと無水テトラ
ヒドロフラン５０ｔｌｌの混合溶液中に滴下した。さら
にＯ″Ｃで２時間攪拌後、反応物に２０％硫酸５０Ｍ！
を加え無機物を溶解させ、分離した油状物をトルエン１
００　ｔｓｌにて抽出した。分離したトルエン溶液を１
０％炭酸水素ナトリウム水溶液にて洗浄後、中性になる
まで水で洗浄した。このトルエン溶液を無水硫酸ナトリ
ウム上で乾燥後、ｐ−トルエンスルホン酸１．０ｆｉ加
え加熱還流させ、生成する水を系外に除去した。反応終
了後室温にまで放冷し、トルエン溶液を中性になるまで
水で洗浄した。

このトルエン溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、酢酸
エチルエステルから再結晶させて下記化合物１６．Ｏｆ
′ｊｋ得た。

ｋ゛ この物は液晶相を示しＣ−Ｎ点：９６．３°Ｃ，Ｎ−１
点：１７７．７℃であった。

この化合物を塩化メチレン１５０　ｍｌに溶解し、室温
下で臭素７．３Ｆ（０，０４５モル）を滴下し１時間攪
拌反応させた。反応混合物から塩化メチレンを留去し残
った固型物全ベンゼンから再結晶し、下記化合物１５．
（ｌを得た。

融点：２０８．２℃（分解） 次にこの化合物を無水テトラヒドロフラン２００ｓ／に
溶解し、ここにカリウムｔ−ブトキシド１ｆ３．４Ｆ（
０，１２モル）を加え、４０℃にて２時間攪拌した。こ
の反応混合物に水４００ｍ１を加え、分離した有機層を
トルエン１００　ｍｌにて抽出し、水洗、乾燥した後ト
ルエンを留去し、残った固整物を酢酸エチルエステルか
ら再結晶して、目的物である下記化合物９．８１−得た
。

Ｐ゛ この物は液晶相を示し、Ｃ−Ｎ点：　８７．５°Ｃ１Ｎ
−１点：１５１．２”Ｃであった。

実施例２ なる組成の液晶組成物ＡのＮ−１点は５２．１℃、２０
°Ｃでの粘度は２２．４ｃｐ、屈折率の異方性Δｎは０
．１１９である。この液晶組成物８５重量部に実施例１
に示した本発明の化合物４−（トランス−４−プロピル
シクロヘキシル）−３’、　４’−ジフルオロトラン１
５ｖ量部を加えた液晶組成物のＮ−１点は６１．２°Ｃ
に上昇し、２０℃での粘度は２８．２ｃｐとわずかに増
加し、屈折率の異方性Δｎは０．１３８に上昇した。

本実施例により式（Ｉ）の化合物は母体液晶組成物のＮ
−１点を、粘度の増加を最少限にとどめて、実用上充分
なまでに上昇させかつΔｎも上昇させる効果を有するこ
とが理解できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基を示す。）に
   て表わされる４−（トランス−４−アルキルシクロヘキ
   シル）−３′、４′−ジフルオロトラン。
2. （２）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基を示す。）に
   て表わされる４−（トランス−４−アルキルシクロヘキ
   シル）−３′、４′−ジフルオロトランを少くとも１種
   類含有し、２つ以上の成分からなる液晶組成物。