JP2004534145A

JP2004534145A - 液晶化合物

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Publication number: JP2004534145A
Application number: JP2003512333A
Authority: JP
Inventors: スチーブンマルカムケリー; ネイルレスターキャンベル; ウォーレンリーダッフィー
Original assignee: Qinetiq Ltd
Current assignee: Qinetiq Ltd
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-11-11
Also published as: GB0116991D0; US7097887B2; DE60230273D1; US20040149957A1; EP1404779B1; WO2003006574A1; ATE417087T1; EP1404779A1

Abstract

【課題】紫外線に安定な液晶混合物、それを含む液晶装置、及び液晶混合物の紫外線安定性を高める方法を提供する。
【解決手段】次の一般式（Ｉ）：
【化１】

（式中、Ｒ¹は、アルキル基を表し、それは任意選択的に１つ又はそれ以上の酸素又はイオウ原子を挟むことができ、Ｒ²は、アルキル又はアルケニル基であり、Ｙ’及びＹ”は、酸素又はイオウから独立に選択され、ｎは、１から５の整数であり、Ｘは、直接結合、又は、Ｃ_1-4アルキレン又はＣ_2-4アルキレン鎖であり、Ａは、アリール、複素環、又はシクロアルキル環から独立に選択された１つ又は２つの環を含む基であり、２つの環がある場合には、それらは、直接に結合するか、又は、Ｃ_1-4アルキレン又はＣ_2-4アルキレン基を通じて互いに結合する。）で表される化合物の、液晶混合物の紫外線安定性を高めるための使用。一般式（Ｉ）で表される化合物は、紫外線に安定であり、蛍光体表示セルのような高レベルの紫外線に露出される液晶装置に有用である。いくつかの化合物は新規であり、これらは、本発明の更に別の態様を形成する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線に安定な液晶混合物、それを含む液晶装置、及び液晶混合物の紫外線安定性を高める方法に関する。このような混合物に有用ないくつかの化合物は新規であり、これらは、その調製手順と共に本発明の更に別の態様を形成する。
【背景技術】
【０００２】
「液晶」という用語は公知である。これは、好ましくは、例えば−４０から２００℃の作業温度において、その構造の結果として同様の方向を向くようにそれ自体が整列することになる化合物を意味する。これらの材料は、様々な装置、特に、液晶表示装置すなわちＬＣＤに有用である。液晶は、様々な相で存在することができる。本質的に、液晶材料には、各々が固有の分子配置を有する３つの異なる種類がある。これらの種類は、ネマチック、キラルネマチック（コレステリック）、及びスメクチックである。
概して、ネマチック化合物の分子は、バルク材料としてそれ自体が特定の向きに整列することになる。スメクチック材料は、同様に向けられることに加えて、それ自体が層として近接して整列することになる。
【０００３】
広範囲のスメクチック相、例えばスメクチックＡ及びスメクチックＣが存在する。スメクチックＡでは、分子は、基体又は支持体に対して垂直に整列し、スメクチックＣでは、分子は、支持体に傾斜することができる。液晶材料には、温度の変動に対していくつかの液晶相を有するものもある。一方、ただ１つの相を有するものもある。例えば、液晶材料は、等方相から冷却すると、等方性−ネマチック−スメクチックＡ−スメクチックＣ−固体といった相を示すことができる。材料がスメクチックＡであると説明された場合、材料は、有用な作業温度範囲に亘ってスメクチックＡ相を有することを意味する。
【０００４】
このような材料は、特に表示装置に有用であり、その場合、自己整列して電圧の影響下でその整列を変化させるその能力を用いて分極光の経路に影響を及ぼし、それによって液晶表示を生じさせる。これらは、時計、計算機、表示板又は広告板、コンピュータスクリーン、特にノート型コンピュータスクリーンなどのような装置に広く用いられる。化合物が電圧投入に応答する速度に影響を及ぼす化合物の特性には、分子の大きさ、粘度（△ｎ）、双極子モーメント（△ε）、伝導率などが含まれる。
【０００５】
【特許文献１】
ＥＰ−Ａ−０３８５４７１
【特許文献２】
ＪＰ−６４−２２８３５
【特許文献３】
ＥＰ−Ａ−０８２４１４１
【特許文献４】
米国特許第４，８３０，４６９号
【特許文献５】
ＷＯ９５／２７９２０
【特許文献６】
ＥＰ−Ａ−１８５４９５
【特許文献７】
欧州特許第０７５５５３２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、場合によっては、装置は、紫外線放射のような高レベルの放射を受ける。多くの液晶化合物は、このような環境では安定でなく、急速に劣化する可能性がある。
ＥＰ−Ａ−０３８５４７１及びＪＰ−６４−２２８３５には、アルキレングリコール液晶化合物のいくつかの例が見られる。ＥＰ−Ａ−０８２４１４１は、複雑な一連の液晶混合物を説明しており、そのなかには、アルキレングリコール化合物を含む場合がある。
本出願人は、これらの構造的な種類のいくつかはまた、有用な液晶特性を有するほか、紫外線に対して特に良好な抵抗性を有し、従って液晶混合物の紫外線安定性を高めるのに使用し得ることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一般式（Ｉ）で表される化合物の、液晶混合物の紫外線安定性を高める使用を提供する。
【０００８】
【化１】

【０００９】
ここで、Ｒ¹は、アルキル又はアルケニル基を表し、いずれの場合も任意選択的に１つ又はそれ以上の酸素又はイオウ原子を挟むことができ、Ｒ²は、アルキル又はアルケニル基であり、Ｙ’及びＹ”は、酸素又はイオウから独立に選択され、ｎは、１から５の整数であり、Ｘは、直接結合、又は、Ｃ_1-4アルキレン又はＣ_2-4アルケニレン鎖であり、Ａは、アリール、複素環、又はシクロアルキル環から独立に選択された１つ又は２つの環を含む基であり、２つの環がある場合には、それらは、直接に結合するか、又は、Ｃ_1-4アルキレン又はＣ_2-4アルケニレン基を通じて互いに結合している。
【００１０】
本明細書で用いる場合、「アルキル」という用語は、好適には２０まで、更に好適には１０まで、好ましくは６つまでの炭素原子を含む直鎖又は分鎖アルキル基を意味する。「アルキレン」という用語は、二価のアルキル基を意味し、「シクロアルキル」という用語は、少なくとも３つの炭素原子を有して構造が環状であるアルキル基を意味する。「アルケニル」という用語は、２から２０までの炭素原子、好ましくは２から１０までの炭素原子を有する不飽和の直鎖又は分鎖を意味する。「アリール」という用語は、フェニル及びナフチルのような芳香環を意味するが、フェニルが好ましい。
「複素環基」への参照は、好適には４から８の原子を含み、そのうちの３原子までが酸素、窒素、又はイオウから選択されたヘテロ原子である環を意味する。複素環基は、飽和でも不飽和でもよいが、飽和であることが好ましい。
【００１１】
基Ａの環は、パラ置換されていることが好適であり、環が飽和である場合には、置換基は、互いにトランスの関係であることが好ましい。一般式（Ｉ）の基Ａに特に好ましい例は、式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、又は（ｖ）の基である。
【００１２】
【化２】

【００１３】
ここで、Ｘ’、Ｘ”、及びＸ”’の各々は、直接結合、Ｃ_1-4アルキレン鎖、又はＣ_2-4アルケニレン鎖から選択され、各基Ｒ_a、Ｒ_b、Ｒ_c、及びＲ_dは、ＣＨ₂又は酸素から独立に選択される。特に、Ｒ_a又はＲ_b、又は、Ｒ_c又はＲ_dの一方が酸素である場合は、基Ａがジオキサン環であるか、又はジオキサン環を含むように他方も酸素である。
しかし、特に、Ｒ_a、Ｒ_b、Ｒ_c、及びＲ_dは、それらが存在する場合には、ＣＨ₂基である。
【００１４】
Ｙ’及びＹ”は、酸素であることが好適である。
特に好ましい実施形態では、ｎは２である。
Ｒ²は、好適にはＣ_1-10アルキルであり、好ましくはＣ_1-6アルキルであり、最も好ましくはＣ_1-3アルキルである。代替的に、Ｒ²は、少なくとも５つの炭素原子、例えば５から１０の炭素原子を有するアルキルである。
好ましくは、Ｘは、直接結合又はＣ_1-2アルキレン鎖であり、最も好ましくは、Ｘは直接結合である。
Ｘが、Ｃ_2-4アルケニレン鎖である場合は、Ｘは、部分一般式（ｘ）、（ｘｉ）、又は（ｘｉｉ）の基であることが好適である。
【００１５】
【化３】

【００１６】
図１に示すシクロヘキシル環は、トランス配置であることが好適である。従って、特に、一般式（Ｉ）の化合物は、一般式（ＩＡ）であることが好適である。
【００１７】
【化４】

【００１８】
ここで、Ｒ¹、Ｒ²、Ａ、Ｘ、Ｙ’、Ｙ”、及びｎは、上記の通りである。
好ましい実施形態では、Ｒ¹は、直鎖Ｃ_1-6アルキル基、最も好ましくはＣ_3-5アルキル基であり、これは、任意選択的に１つ又は２つの酸素又はイオウ原子を含む。例えば、基Ｒ¹の特定の例は、一般式（ＩＩ）の基である。
【００１９】
【化５】

【００２０】
ここで、ｎ’は、１から５の整数であり、Ｙ”’及びＹ””は、酸素又はイオウから独立に選択され、Ｒ³は、アルキル、特にＣ_1-4アルキルである。好ましくは、ｎ’は２であり、好ましくは、Ｙ”’及びＹ””は酸素である。
【００２１】
基Ｒ¹の他の特定の例は、Ｃ_3-5アルキルである。
更に別の例は、Ｃ_8-20アルキルである。
代替実施形態では、Ｒ¹はアルケニル基であり、詳細には、Ｃ_2-10アルケニル基である。好適には、アルケニル基は、２つ又はそれ以上の二重結合を含み、好ましくは、一般式（ＶＩ）のジエンである。
−（ＣＨ₂）_m−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝−（ＣＨ₂）_p−ＣＨ₃ （ＶＩ）
ここで、ｍ及びｐは、ｍ＋ｐが５を超えないという条件で、０又は１〜５の整数である。ｍ及びｐは、０であることが好ましい。
【００２２】
特に好適な一般式（Ｉ）の環Ａは、部分一般式（ｉ）、（ｉｉｉ）、及び（ｖ）の基であり、好ましい環Ａは、部分一般式（ｉ）の基である。部分一般式（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、及び（ｖ）の基では、Ｘ’、Ｘ”、及びＸ”’は、直接結合又はＣ_1-2アルキレン基であることが好適である。これらは、特に直接結合である。これらがＣ_2-4アルケニレン基である場合には、これらは、Ｘに関して上に列挙したように（ｘ）、（ｘｉ）、及び（ｘｉｉ）から選択することが好適である。
すなわち、一般式（Ｉ）の化合物の特定の例は、一般式（ＩＩＩ）の化合物である。
【００２３】
【化６】

【００２４】
ここで、Ｒ¹及びＲ²は、上に定義した通りである。
一般式（ＩＩＩ）の化合物の特定の例を表１に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
これらの化合物は、液晶混合物に好適に加えられ、これらの混合物の紫外線安定性を増大させる。混合物の他の成分には、当業技術で公知のように様々な構造の液晶化合物が含まれることになる。好適な態様においては、一般式（Ｉ）の化合物は、混合物の紫外線安定性に大きな効果を生み出すために十分な量で追加される。従って、この混合物は、一般式（Ｉ）の化合物を５〜８０重量％、好ましくは５〜４０重量％、最も好ましくは１０〜３０重量％の量で好適に含むことになる。
【００２７】
一般式（Ｉ）の化合物は、従来の方法で調製することができる。しかし、本発明の態様によれば、これらは、一般式（ＩＶ）の化合物を一般式（Ｖ）の化合物と反応させることにより調製される。
【００２８】
【化７】

【００２９】
ここで、Ｒ¹、Ａ、Ｘ、及びＹ’は、一般式（Ｉ）に関して定義した通りである。
【００３０】
【化８】

【００３１】
ここで、Ｙ”及びＲ²は、一般式（Ｉ）に関して定義した通りであり、Ｚは、離脱基である。この反応は、アルカリ金属の水素化物、例えば水素化ナトリウムのような強塩基を存在させて、テトラヒドロフランのような有機溶媒中で行うことが好適である。好適な離脱基Ｚには、クロロ、ブロモ、又はヨードのようなハロ基、メシレート、及びトシレートが含まれるが、特に、ブロモのようなハロ基である。
【００３２】
一般式（ＩＶ）の化合物は、既知の化合物であるか、又は、従来の方法により既知の化合物から調製することができる。
一般式（Ｉ）の化合物は、液晶特性を有し、特に、ネマチック化合物である。従って、これらは、ツイストネマチックセル（ＴＮ）（標準「ＴＮ」セルなど）、スーパーツイストネマチックセル（ＳＴＮ）、及びスーパーツイスト複屈折効果（ＳＢＥ）セルのような液晶表示セルを含む液晶装置に用いられる混合物に含むことができる。
このような装置は、本発明の更に別の態様を形成する。
【００３３】
一般式（Ｉ）の化合物は、紫外線放射のような放射を受けても良好な安定性を有する。詳細には、これらの化合物は、多くの液晶装置に用いられる波長の放射を吸収しない。この特性は、屋外表示器に用いられるもののような高レベルの紫外線放射に露出される液晶表示器において、これらの化合物を単独で又は他の液晶化合物との混合物として特に有用にする。更に、これらの化合物は、米国特許第４，８３０，４６９号、ＷＯ９５／２７９２０、ＥＰ−Ａ−１８５４９５、及び欧州特許第０７５５５３２号に説明されているような蛍光基板又は蛍光体層液晶装置と共に用いることができる。
これらの装置は、視聴者に光を伝達するためのシャッタとしての液晶の使用に付随する問題を克服しているために、表示セル及び特にカラー表示セルに特に好適である。これらの化合物の光散乱又は複屈折特性は、この点で有用であり、電界の印加により制御することができる。しかし、液晶材料は、光がそれを通過する角度に敏感であり、従って、直接見る場合には、視角に伴う問題があり得る。
【００３４】
これらの問題は、光を通常紫外線光源である光源から液晶層を通して自己放射素子又は蛍光体上に光を誘導することにより、上述のような装置では克服される。自己放射素子又は蛍光体は、光が液晶層を通ってそれらに到達することにより活性化され、その後、目標とする視角で光を発する。従って、各蛍光体は、表示器のピクセルを構成することができ、又は、赤、青、及び緑の蛍光体の組合せをまとめて、それぞれの相対的刺激に応じてスペクトルの任意の色で発光することができるピクセルを形成してもよい。
【００３５】
すなわち、本発明による好ましい液晶装置は、一般式（Ｉ）の化合物を含む液晶材料の層と、好適に向きを制御した時に光が液晶材料を通過するように液晶材料の向きを制御する手段と、液晶層を通過する光を受け取るように配置された蛍光体素子を有する放射層とを含む表示セルである。
このような装置を以下の図１に概略的に示す。このような装置の構成は、意図する用途により異なる場合がある。
【００３６】
好適な態様において、これらの装置では、液晶材料は、２つの平行に間隔を置いて配置された透明な基板（１）の間に個々のセル又は連続パネルとして包含される。本発明の化合物のような液晶材料（２）は、このセル内に設けられ、その向きは、層のいずれかの側に配置された電極（図示せず）のような方向制御手段により制御可能である。光源からの光は、矢印の方向に供給され、液晶材料の活性化により、液晶材料により内部反射されるか、又は放射層（４）上の蛍光体（３）に方向転換される。その後、蛍光体は、好ましい視角で発光することができる。
装置はまた、偏光器及び／又は二色紫外線吸収器を含むことができる（米国特許第４，８３０，４６９号に説明される通り）。
特に好ましい装置は、蛍光体に向けて光を平行化して活性化する手段を更に含む。このような平行化手段の様々な構成は、ＷＯ９５／２７９２０に説明されている。それらは、層の１つ又はその上に配置することができるレンズを含む。
【００３７】
紫外線光源からの光は、背面上に直接か、又は、例えば透明な受け板を光導体として用いて縁部から液晶層に供給される。方向制御手段は、当業技術で十分に理解されているように、各セル又はパネルの領域内で液晶材料の向きを制御する。その結果、光を特定の蛍光素子上に向けるか又は向けないことができ、これにより、それぞれ、活性化されて発光するか又は暗いままかのいずれかとなる。方向制御手段を好適に制御することにより、各ピクセル点は、任意の時点で個々の可視光出力特性を有する。
【００３８】
このような装置には、コンピュータ又はテレビスクリーンを含むことができ、これらは、例えば１００μｍ又はそれ以下のスクリーンの非常に小さい区域に達する赤、緑、又は青色の光の量を制御する何百何千もの個々のピクセルを含むことができる。このような場合、必要な電気接続の数を減少させるために、液晶材料の向きを制御するのに用いる電極の一方は、互いに接続されて列になり、他方は接続されて行になる（行及び列は互いに垂直である）。しかし、ピクセルを確実に個々に制御するためには、当業技術で理解されているように、これらを多重化することが必要である。多重化は、一般に、目標とする電圧とゼロの間を一秒当たり多数回循環する電圧を印加することにより達成される。各行が必要な電圧を受け取ると、行内の個々のピクセルが必要な方法で向きが制御されるように、各列に正又は負の電圧が印加される。これは、全ての「オン」ピクセルの液晶が、その化合物の閾値電圧を越える電圧を受けることになることを意味する。表示器の全ての行は、ピクセルをリフレッシュするために走査される。
【００３９】
一般式（Ｉ）のいくつかの化合物は新規であり、これらは、本発明の更に別の態様を形成する。特に、本発明は、一般式（ＶＩＩ）の化合物を更に提供する。
【００４０】
【化９】

【００４１】
ここで、Ａがシクロアルキル、Ｘが直接結合又はＣ₂アルキレン鎖、ｎが２、Ｙ’及びＹ”が両方とも酸素、Ｒ¹¹がメチル、及び、Ｒ¹⁰がアルキル基である時に、それが３よりも多い炭素原子を含むという条件で、Ｒ¹⁰は、アルキル又はアルケニル基であり、いずれの場合も任意選択的に１つ又はそれ以上の酸素又はイオウ原子を挟むことができ、Ｒ¹¹は、アルキル又はアルケニル基であり、Ｙ’、Ｙ”、ｎ、Ｘ、及びＡは、一般式（Ｉ）に関して上に定義した通りである。
【００４２】
一般式（ＶＩＩ）の化合物の特定の基は、一般式（ＶＩＩＡ）の化合物である。
【００４３】
【化１０】

【００４４】
ただし、Ｒ¹²は、アルキル又はアルケニル基であり、いずれの場合も、任意選択的に１つ又はそれ以上の酸素又はイオウ原子を挟むことができ、Ｒ¹³は、アルキル又はアルケニル基であり、Ｙ’、Ｙ”、ｎ、Ｘ、及びＡは、アリール又は複素環から独立に選択した１つ又は２つの環を含む基であり、２つの環がある場合には、これらは、直接に結合されるか、又は、Ｃ_1-4アルキレン又はＣ_2-4アルケニレン基を通じて互いに結合されている。
Ｒ¹²及びＲ¹³の好ましい例は、Ｒ¹及びＲ²に関して上に定義した通りである。同様に、Ｘ、Ｙ’、Ｙ”及びｎの好ましい例は、一般式（Ｉ）の対応する変数に関して上に定義した通りである。Ａ’の好ましい例は、上に定義した部分一般式（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、又は（ｖ）の基である。代替的に、Ａ’は、ジオキサン環とすることもできる。
【００４５】
一般式（ＶＩＩ）の化合物の代替の基は、式（ＶＩＩＢ）の化合物である。
【００４６】
【化１１】

【００４７】
ここで、Ｘ、Ｙ’、Ｙ”及びｎは、一般式（Ｉ）に関して上に定義した通りであり、Ｒ¹⁴は、アルキル又はアルケニル基であり、いずれの場合も、任意選択的に１つ又はそれ以上の酸素又はイオウ原子を挟むことができ、Ｒ¹⁵は、Ｒ¹⁵がメチルの時に、Ｒ¹⁴が少なくとも４つ、好ましくは少なくとも８つの炭素原子のアルキルであるという条件で、アルキル又はアルケニル基である。
【００４８】
好適な態様においては、Ｒ¹⁴は、アルケニルである。
より好適な態様においては、Ｒ¹⁴は、少なくとも４つ、好ましくは少なくとも８つの炭素原子のアルキルである。
好適な態様においては、Ｒ¹⁵は、アルケニルである。
より好適な態様においては、Ｒ¹⁵は、少なくとも２つ、好ましくは少なくとも５つの炭素原子のアルキルである。
Ｘ、Ｙ’、Ｙ”及びｎの好ましい変数は、一般式（Ｉ）に関して上に定義した通りである。
一般式（ＶＩＩ）、（ＶＩＩＡ）、及び（ＶＩＩＢ）の化合物は、従来の方法、例えば、一般式（Ｉ）に関する上述の方法と類似の方法により調製することができる。このような新規の化合物は液晶特性を有し、従って、液晶装置におけるそれらの使用は、単独か又は他の液晶化合物との混合のいずれかで、本発明の更に別の態様を形成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
本発明は、以下に実施例により具体的に説明される。
【実施例１】
【００５０】
トランス、トランス−４’−（２−メトキシエトキシ）−４−ペンチルビシクロヘキサン（表１の化合物番号２）の調製
トランス−４−（４−ペンチルシクロヘキシル）−１−シクロヘキサノ−ル（１．００ｇ、３．９７×１０^-3モル）のテトラヒドロフラン溶液（１０ｃｍ³）を水素化ナトリウム（０．１４ｇ、５．９５×１０^-3モル）のテトラヒドロフラン懸濁液（１５ｃｍ³）に室温及び窒素雰囲気下で滴下した。次に、溶液を撹拌（２時間）した後、１−ブロモ−２−メトキシエタン（０．８３ｇ、５．９５×１０^-3モル）及びヨウ化カリウム（０．０７ｇ、３．９７×１０^-4モル）を滴下し、その後、反応混合物を還流した（４８時間）。次に、反応混合物にメタノール（２０ｃｍ³）を加え、続いて水（７５ｃｍ³）を加えた。生成物は、次に、エーテル（３×３０ｃｍ³）内に抽出され、その後、その結合有機層を塩水（２×２０ｃｍ³）で洗い、硫酸マグネシウム上で乾燥させた。次に、溶液をろ過し、減圧下で溶媒を除去し、粗生成物は、３：７酢酸エチル／ヘキサン混合物を溶出剤として用いてシリカゲルのカラムクロマトグラフィーで精製し、冷プロパノンで再結晶させ、目標とする白い結晶生成物を生成する。
収量０．４４ｇ（３６％）、ＧＣ純度（９９．９％）
Ｃｒ−Ｉ＝６５℃、Ｓ_B−Ｉ＝６４℃
【実施例２】
【００５１】
実施例１に説明した方法と類似の方法であるが、異なる出発材料を用いて以下の化合物を調製した。
トランス、トランス−４’−（２−エトキシエトキシ）−４−ペンチルビシクロヘキサン（表１の化合物番号４）
収量０．４３ｇ（３３％）、ＧＣ純度（９９．８％）
Ｃｒ−Ｉ＝２５℃
トランス、トランス−４’−（２−メトキシエトキシ）−４−プロピルビシクロヘキサン（表１の化合物番号１）
収量０．２９ｇ（２２％）、ＧＣ純度（１００％）
Ｃｒ−Ｉ＝４７℃、Ｎ−Ｉ＝４４℃
トランス、トランス−４’−（２−エトキシエトキシ）−４−プロピルビシクロヘキサン（表１の化合物番号３）
収量０．１５ｇ（１１％）、ＧＣ純度（９９．６％）
Ｃｒ−Ｉ＝２０℃、Ｎ−Ｉ＝７℃
トランス、トランス−４’−（２−プロポキシエトキシ）−４−プロピルビシクロヘキサン（表１の化合物番号５）
収量０．０８ｇ（１２％）、ＧＣ純度（１００％）
Ｃｒ−Ｉ＝９０℃
【実施例３】
【００５２】
液晶特性
本発明の化合物の液晶特性は、従来の方法を用いて試験された。詳細には、本発明の化合物及び構造的に類似の化合物の融点及び透明点が比較の目的で測定された。結果を表２〜６に示す。
表２は、トランス、トランス−４−プロピル、４’−Ｒ−ビシクロヘキシルコア化合物に対して、５原子端鎖に組み込まれた酸素原子の位置及び数の影響を示している。エチレンオキシ誘導体を除くこの系列の全ての構成要素は、スメクチックＢ相を示す。トランス、トランス−４−プロピル、４’−ペンチルビシクロヘキサンは、スメクチックＢ相のみを示す。これはまた、ペンチル鎖の炭素の１つが酸素と置換されている時の挙動でもある。しかし、メチルエチレンオキシ誘導体化合物番号１におけるように２つの炭素が置換されている場合には、スメクチックＢ相は失われ、モノトロピックネマチック相が観察される。
表３は、プロピル及びペンチルチクロヘキシル類似化合物の両方に対して、末端で１炭素単位だけエチレンオキシ鎖を延長する影響を示す。末端鎖をわずか１炭素原子だけ延長しても、融点に非常に大きな影響が及ぼされ、それは、鎖が短い化合物１及び２に比較すると、Ｃ３及びＣ５相同化合物３及び４ではかなり低下する。
【００５３】
【表２】

【００５４】
【表３】

【００５５】
表４は、いくつかの異なるコアを有するエチレンオキシ端鎖の影響を示す。比較例１Ａでシクロヘキシル基をフェニル基に置換すると、ネマチック相の安定性が減少することになるが、トランにおけるように、モノトロピック転移は残る。ネマチック相は、ビフェニル誘導体には見られない。
【００５６】
【表４】

【００５７】
ペンチル誘導体には、融点及び透明点にも同様の傾向が見られた。
表５は、表４と同じコア及び端鎖を示すが、ここでは、エチレンオキシ鎖が１炭素単位だけ延長され、メチル基の代わりにエチル基が終端となる。全体的な傾向は、ここでもコアに依存し、しかしながら融点は低下する。エナンチオトロピックなネマチック相を呈する化合物はなかった。
【００５８】
【表５】

【００５９】
表６では、エチレンオキシ端鎖は、メチルオキシからプロピルオキシ−エテニルオキシ−ビシクロヘキシルへと１炭素単位ずつ順次増加される。融点は、端鎖の長さが増加する時に典型的に見られるように、低下した後で大きく上昇する。
【００６０】
【表６】

【実施例４】
【００６１】
物理的特性
説明したいくつかの化合物の物理的特性は、従来の方法を用いて評価された。
２つの化合物、比較例２及び化合物番号２の双極子モーメントは、９μｍセルに計量された４、６、８、及び１０％濃度における２５℃でのＰＣＨ３２の溶液中で外挿法により判断された。２つの化合物に対する双極子モーメントは、非常に類似しており、これを表７に示す。
【００６２】
【表７】

【実施例５】
【００６３】
混合物の特性
標準的な基本混合エチル結合フェニルシクロヘキサンに混合したジシクロヘキシルエチレンオキシ化合物の混合物が作られて、相の挙動、誘電率、及び複屈折が判断された。混合物、相の挙動、及び化合物の構造を表８に列挙する。高次のスメクチック相を呈する混合物はなかった。
【００６４】
【表８】

【００６５】
混合物の誘電率を表９に示す。
【００６６】
【表９】

【００６７】
２５℃及び混合物の透明点よりも３０°低い混合物の複屈折を表１０に示す。全ての混合物で複屈折が小さい。
【００６８】
【表１０】

【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明による好ましい液晶装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１透明基板
２液晶材料
３蛍光体
４放射層

Claims

次の一般式（Ｉ）：

（式中、Ｒ¹は、アルキル又はアルケニル基であり、いずれの場合も１つ又はそれ以上の酸素又はイオウ原子を間に挟んでいてよく、Ｒ²は、アルキル又はアルケニル基であり、Ｙ’及びＹ”は、酸素又はイオウから独立に選択され、ｎは、１から５までの整数であり、Ｘは、直接結合か、又は、Ｃ_1-4アルキレン又はＣ_2-4アルケニレン鎖であり、Ａは、アリール、複素環、又はシクロアルキル環から独立に選択された１つ又は２つの環を含む基であり、かつ、２つの環がある場合には、それらは直接に互いに結合されるか、又は、Ｃ_1-4アルキレン又はＣ_2-4アルケニレン基を介して互いに結合されている。）
で表される化合物の、液晶混合物の紫外線安定性を高めるための使用。
一般式（Ｉ）の前記基Ａは、次の一般式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、又は（ｖ）：

（式中、Ｘ’、Ｘ”、及びＸ”’の各々が、直接結合、Ｃ_1-4アルキレン鎖、又はＣ_2-4アルケニレン鎖から選択され、各基Ｒ_a、Ｒ_b、Ｒ_c、及びＲ_dが、ＣＨ₂又は酸素から独立に選択される。）
で表される基からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の使用。
Ｒ_a、Ｒ_b、Ｒ_c、及びＲ_dは、それらが存在する場合には、ＣＨ₂基であることを特徴とする請求項２に記載の使用。
一般式（Ｉ）のＹ’及びＹ”は、酸素であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の使用。
一般式（Ｉ）のｎは、２であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の使用。
一般式（Ｉ）のＲ²は、Ｃ_1-10アルキルであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の使用。
一般式（Ｉ）のＲ²は、Ｃ_1-3アルキルであることを特徴とする請求項６に記載の使用。
一般式（Ｉ）のＸは、直接結合又はＣ_1-2アルキレン鎖であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の使用。
一般式（Ｉ）のＸは、直接結合であることを特徴とする請求項８に記載の使用。
Ｘは、次の一般式（ｘ）、（ｘｉ）、又は（ｘｉｉ）：

で表されるＣ_2-4アルケニレン鎖であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の使用。
一般式（Ｉ）で表される前記化合物は、次の一般式（ＩＡ）：

（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ａ、Ｘ、Ｙ’、Ｙ”、及びｎは請求項１に定義した通りである。）
で表される化合物であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の使用。
一般式（Ｉ）のＲ¹は、１つ又は２つの酸素又はイオウ原子を含んでいてよい直鎖Ｃ_1-6アルキル基であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の使用。
一般式（Ｉ）のＲ¹は、Ｃ_2-10アルケニル基であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の使用。
前記アルケニル基Ｒ¹は、２つの二重結合を含むことを特徴とする請求項１３に記載の使用。
前記アルケニル基Ｒ¹は、次の一般式（ＶＩ）：
−（ＣＨ₂）_m−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ₂）_p−ＣＨ₃ （ＶＩ）
（式中、ｍ＋ｐが５を超えないという条件でｍ及びｐが０又は１から５までの整数である）
で表されるジエンであることを特徴とする請求項１４に記載の使用。
一般式（Ｉ）の前記化合物は、次の一般式（ＩＩＩ）：

（式中、Ｒ¹及びＲ²は請求項１に定義した通りである）
で表される化合物であることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の使用。
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の一般式（Ｉ）で表される化合物の製造方法であって、次の一般式（ＩＶ）：

（式中、Ｒ¹、Ａ、Ｘ、及びＹ’は請求項１の一般式（Ｉ）に関して定義した通りである。）
で表される化合物を、一般式（Ｖ）：

（式中、Ｙ”及びＲ²は請求項１に定義した通りであり、Ｚは離脱基である。）
で表される化合物と反応させる工程、
を含むことを特徴とする製造方法。
屋外液晶表示装置、又は、蛍光基板又は蛍光体層を備えた装置を含む液晶装置であって、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の一般式（Ｉ）の化合物を含むことを特徴とする装置。
一般式（Ｉ）で表される前記化合物は、他の液晶化合物との混合物であることを特徴とする請求項１８に記載の液晶装置。
請求項１に記載の一般式（Ｉ）で表される化合物を含む液晶材料の層と、好適に向きを制御した時に光が該液晶材料を通過するように該液晶材料の向きを制御する手段と、前記液晶層を通過する光を受け取るように配置された蛍光体素子を含む放射層とを備える表示セルを含む液晶装置。
次の一般式（ＶＩＩ）：

（式中、Ａがシクロアルキル、Ｘが直接結合又はＣ₂アルキレン鎖、ｎが２、Ｙ’及びＹ”が両方とも酸素、Ｒ¹¹がメチル、及び、Ｒ¹⁰がアルキル基である時に、３個よりも多い炭素原子を含むという条件で、Ｒ¹⁰は、アルキル又はアルケニル基であり、いずれの場合も１つ又はそれ以上の酸素又はイオウ原子を間に挟んでいてよく、Ｒ¹¹は、アルキル又はアルケニル基であり、Ｙ’、Ｙ”、ｎ、Ｘ、及びＡは、請求項１に定義した通りである。）
で表されることを特徴とする化合物。
次の一般式（ＶＩＩＡ）：

（式中、Ｒ¹²が、アルキル又はアルケニル基であり、いずれの場合も１つ又はそれ以上の酸素又はイオウ原子を間に挟んでいてよく、Ｒ¹³が、アルキル又はアルケニル基であり、Ｙ’、Ｙ”、ｎ、及びＸが、請求項１に定義した通りであり、Ａが、アリール又は複素環から独立に選択した１つ又は２つの環を含む基であり、かつ、２つの環がある場合には、それらは直接に互いに結合されるか、又は、Ｃ_1-4アルキレン又はＣ_2-4アルケニレン基を介して互いに結合されている。）
で表されることを特徴とする請求項２１に記載の化合物。
次の一般式（ＶＩＩＢ）：

（式中、Ｒ¹⁵がメチルの時に、Ｒ¹⁴は、少なくとも４のアルキルであるという条件で、Ｘ、Ｙ’、Ｙ”及びｎが、請求項１に定義した通りであり、Ｒ¹⁴が、アルキル又はアルケニル基であり、いずれの場合も１つ又はそれ以上の酸素又はイオウ原子を間に挟んでいてよく、Ｒ¹⁵が、アルキル又はアルケニル基である。）
で表されることを特徴とする請求項２１に記載の化合物。