JP2907171B2 - 液晶添加剤、液晶組成物およびそれを用いた液晶表示素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学的な液晶
ディスプレイに用いられる液晶添加剤、液晶組成物及び
これを用いた液晶表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイは従来の時計、電卓の
みならず、現在では携帯端末、ノートＰＣ、ワークステ
ーション用表示装置として実用化されており、その用途
は拡大している。そして、これら用途の要求性能として
は、高精細動画再生表示可能な高速応答性液晶デイスプ
レイが求められている。

【０００３】高精細動画対応可能なディスプレイを実現
するためには、それを構成する液晶表示素子の高速化、
即ち高速応答可能な液晶組成物が必要とされる。現在の
ところ、高速応答可能な液晶組成物を得る有効な手段と
して、液晶組成物の配合成分として環状化合物(フェニ
ル基、シクロヘキシル基等）の側鎖及び末端にフッ素原
子を導入したフッ素置換化合物が開発されている。その
例として、メルク（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ）社のプロシーディ
ング・オブ・エスピーアイイー・カンファレンス（Ｖ．
Ｒｅｉｆｆｅｎｒａｔｈ ｅｔ．ａｌ． Ｐｒｏｃ．
ｏｆ ＳＰＩＥＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （１９９０）
ｐ８４ ）からフッ素置換トラン化合物が報告されてい
る。

【０００４】一方、高速応答可能な液晶組成物を得る別
の手段として、シリコン原子を有する有機シリコン化合
物の開発がされている。その開発例として、信越化学の
特開平７−７０１４８号公報「シラシクロヘキサン化合
物、その製造法及びこれを含有する液晶組成物」で示さ
れるシラシクロヘキサンが挙げられる。この化合物は高
速応答可能な液晶組成物の配合成分として有効であると
されているが、具体的な応答時間の数値については報告
されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】液晶デイスプレイは従
来からの時計、計算機用表示装置をはじめ、現在では携
帯用端末として用いられており、様々な製品への用途を
持っており、用途が拡大するにつれ、液晶材料に対する
要求性能が厳しいものになりつつある。高精細動画表示
可能な液晶ディスプレイを実現するためには液晶組成物
の高速化が必要とされるが、前記の従来の化合物では十
分な高速化を達成したものは得られてはいなかった。

【０００６】本発明の目的は、高速応答可能な液晶表示
素子を得るための液晶添加剤、液晶組成物を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の課
題を解決するために鋭意検討した結果、一つの環状置換
基と一つの環状置換基をエーテル結合を介して有するＳ
ｉ原子を持つ有機シリコン化合物からなる液晶添加剤
と、ネマチック組成物またはスメクチック液晶組成物か
ら構成される液晶組成物が高速応答性に優れていること
見いだし、本発明に至った。

【０００８】すなわち本発明の液晶添加剤に用いられる
有機シリコン化合物は、一つの環状置換基と、一つの環
状置換基をメチレン基を介して有するＳｉ原子を有する
有機シリコン化合物であり、下記一般式（１）で示され
る化合物である。ただし、式中、Ａ、Ｂは相互に独立し
た好ましくは炭素数５または６の置換基であり、Ｘ、Ｙ
はいずれもアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコ
キシル基、ハロゲン化アルコキシル基、又はハロゲン原
子、水素原子、水酸基、シアノ基である。

【０００９】

【化２】

【００１０】このような化合物として、例えば、次式で
示されるようなシリコン化合物があげられるが特に限定
されない。

【００１１】

【化３】

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の液晶添加剤においては、
相溶性の観点から、環状置換基Ａ、Ｂのうち少なくとも
Ａが、−Ｃ_nＨ_2n+1、−ＯＣｎＨ_2n+1、−Ｆ、−Ｃｌ、
−Ｂｒ、−Ｉ、−ＯＨ、−ＣＦ₃、ＣＮ（式中ｎは０〜
１０の整数）より選ばれる置換基を有することが好まし
く、この例としては以下のようなものがあげられる。

【００１３】

【化４】

【００１４】またさらなる相溶性を考慮すると、Ａ、Ｂ
の両方が上記の置換基を有していることが好ましい。ま
た、高速応答性の観点から、環状置換基Ａ、Ｂは、置換
もしくは非置換のフェニル基、又は置換もしくは非置換
のシクロヘキシル基であることが好ましい。これらが置
換基を有することがさらに好ましく、特に環状置換基
Ａ、Ｂがともに４−置換フェニル基、もしくは４−置換
シクロヘキシル基であることが好ましい。例えば次式で
示されるようなシリコン化合物があげられる。

【００１５】

【化５】

【００１６】Ｘ、Ｙは、アルキル基、アルコキシ基、ハ
ロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルコキシル基、ハロ
ゲン原子、水素原子、水酸基、シアノ基より選ばれたい
ずれか１種の置換基であるが、アルキル基、ハロゲン化
アルキル基、アルコキシル基またはハロゲン化アルコキ
シル基である場合は、母体液晶組成物に対する相溶性の
観点から、炭素数１〜１０であることが望ましい。ま
た、化学安定性、高速応答性の観点からは、Ｘ、Ｙがメ
チル基であることがさらに好ましい。この例としては次
式のようなものがある。

【００１７】

【化６】

【００１８】また本発明の液晶組成物は、組成比率が母
体液晶組成物に対して前記のようなシリコン化合物のい
ずれかを１〜５０重量％含有するのが好ましい。前期シ
リコン化合物は添加量５０重量％を越える条件では母体
液晶組成物に対する相溶性が著しく低下する。また、前
期シリコン化合物を１重量％以下含む液晶組成物では、
応答速度の向上が殆ど見られない。このため、組成比率
が母体液晶組成物に対して前記のようなシリコン化合物
のいずれかを１〜５０重量％含有するのが好ましく、５
〜２５重量％含有するのがさらに好ましい。なお、母体
液晶組成物とは液晶組成物の主体をなすものであり、既
存のネマチック液晶組成物やスメクチック組成物を用い
ることができる。

【００１９】本発明の液晶組成物は高速応答性が優れて
おり、液晶表示素子に好適に使用できる。本発明の液晶
表示素子は、上記液晶組成物を用いたことを特徴として
おり、その構造は従来より用いられている一般的な液晶
表示素子の構造と同等である。すなわち、電極層を備え
た対向する２枚の透明基板間に本発明の液晶組成物が配
置された構造を有する。すなわち、電極層を備えた対向
する２枚の透明基板間に本発明の液晶組成物が配置され
た構造を有し、例えば図３に示すような構造を有するも
のである。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を各実施例を用いて詳細に説明
するが、本発明をその旨を越えない限り以下の実施例に
限定されるものではない。 （実施例１）フェノキシ(シクロヘキシル)ジメチルシラ
ンの合成

【００２１】

【化７】

【００２２】本化合物は上記反応経路に従って合成し
た。乾燥した２００ｍｌの三口フラスコをアルゴン置換
し、フェノール（５ｇ、０.０５３ｍｏｌ）、無水ジエ
チルエーテル（７０ｍｌ）を入れ、−７８℃で撹拌しな
がら、ｎ−ブチルリチウム/ｎ-ヘキサン溶液（３３．２
ｍｌ、０.０５３ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、３時間撹
拌させ、Ｈ−Ｌｉ交換反応によりフェノキシリチウムを
生成した。得られた反応溶液にクロロシクロヘキシルジ
メチルシラン（９．０ｇ、０.０５３ｍｏｌ)をゆっくり
滴下し、−７８℃で２時間、室温まで昇温させ１時間撹
拌する。反応溶液をガラスフィルターで濾過し、濃縮
後、ヘキサンを投入、再びガラスフィルターで濾過し、
この操作を数回繰り返すことにより副生成物である塩化
リチウムを除去させた。そして、反応溶液を濃縮させ、
減圧蒸留により目的のシリコン化合物をフェノキシ(シ
クロヘキシル)ジメチルシランを単離した。化合物の精
製は減圧蒸留を数回繰り返すことにより行った。化合物
の構造解析は、１H、１３C-ＮＭＲスペクトル分析、元
素分析により行った。本化合物の性状は無色透明な液体
で液晶性は示さなかった。本化合物を既存液晶組成物に
添加したところ、非常に優れた相溶性を示した。

【００２３】（実施例２）フェノキシ(シクロペンチル)
ジメチルシランの合成

【００２４】

【化８】

【００２５】本化合物は上記反応経路に従って合成し
た。乾燥した２００ｍｌの三口フラスコをアルゴン置換
し、フェノール（５ｇ、０.０５３ｍｏｌ）、無水ジエ
チルエーテル（７０ｍｌ）を入れ、−７８℃で撹拌しな
がら、ｎ−ブチルリチウム/ｎ-ヘキサン溶液（３３．１
ｍｌ、０.０５３ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、３時間撹
拌させ、Ｈ−Ｌｉ交換反応によりフェノキシリチウムを
生成した。得られた反応溶液にジクロロジメチルシラン
（６．７ｇ、０．０５３ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、−
７８℃で２時間、０℃で１時間、撹拌させ、クロロフェ
ノキシジメチルシランを生成させた。一方、乾燥させた
５００ｍｌの三口フラスコにペンチルブロマイド（６．
４ｇ、０.０５３ｍｏｌ）、無水ジエチルエーテル（７
０ｍｌ）を入れ、−７８℃で撹拌しながら、ｎ−ブチル
リチウム/ｎ-ヘキサン溶液（３３．１ｍｌ、０.０５３
ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、３時間撹拌させ、Ｂｒ−Ｌ
ｉ交換反応によりシクロペンチルリチウムを生成させ
る。この反応溶液を、先程得られたクロロフェノキシジ
メチルシランの反応溶液にゆっくり滴下し、−７８℃で
２時間、室温まで昇温させ１時間撹拌させた。反応溶液
をガラスフィルターで濾過し、濃縮後、ヘキサンを投
入、再びガラスフィルターで濾過し、この操作を数回繰
り返すことにより副生成物である塩化リチウムを除去さ
せた。そして、反応溶液を濃縮させ、減圧蒸留により目
的のシリコン化合物フェノキシ(シクロペンチル)ジメチ
ルシランを単離した。化合物の精製は減圧蒸留を数回繰
り返すことにより行った。化合物の構造解析は、１H、
１３C-ＮＭＲスペクトル分析、元素分析により行った。
本化合物の性状は無色透明な液体で液晶性は示さなかっ
た。本化合物を既存液晶組成物に添加したところ、非常
に優れた相溶性を示した。

【００２６】（実施例３）フェノキシ(４−クロロフェ
ニル)ジメチルシランの合成

【００２７】

【化９】

【００２８】本化合物は上記反応経路に従って合成し
た。乾燥した２００ｍｌの三口フラスコをアルゴン置換
し、フェノール（５ｇ、０.０５３ｍｏｌ）、無水ジエ
チルエーテル（７０ｍｌ）を入れ、−７８℃で撹拌しな
がら、ｎ−ブチルリチウム/ｎ-ヘキサン溶液（３３．１
ｍｌ、０.０５３ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、３時間撹
拌させ、Ｈ−Ｌｉ交換反応によりフェノキシリチウムを
生成した。得られた反応溶液にジクロロジメチルシラン
（６．７ｇ、０．０５３ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、−
７８℃で２時間、０℃で１時間、撹拌させ、クロロフェ
ノキシジメチルシランを生成させた。一方、乾燥させた
５００ｍｌの三口フラスコに４−ブロモクロロベンゼン
（１０．２ｇ、０.０５３ｍｏｌ）、、無水ジエチルエ
ーテル（１００ｍｌ）を入れ、−７８℃で撹拌しなが
ら、ｎ−ブチルリチウム/ｎ-ヘキサン溶液（３３．１ｍ
ｌ、０.０５３ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、３時間撹拌
させ、Ｂｒ−Ｌｉ交換反応によりクロロフェニルリチウ
ムを生成させる。この反応溶液を、先程得られたクロロ
フェノキシジメチルシランの反応溶液にゆっくり滴下
し、−７８℃で２時間、室温まで昇温させ１時間撹拌さ
せた。反応溶液をガラスフィルターで濾過し、濃縮後、
ヘキサンを投入、再びガラスフィルターで濾過し、この
操作を数回繰り返すことにより副生成物である塩化リチ
ウムを除去させた。そして、反応溶液を濃縮させ、減圧
蒸留により目的のシリコン化合物フェノキシ(４−クロ
ロフェニル)ジメチルシランを単離した。化合物の精製
は減圧蒸留を数回繰り返すことにより行った。化合物の
構造解析は、１H、１３C-ＮＭＲスペクトル分析、元素
分析により行った。本化合物の性状は無色透明な液体で
液晶性は示さなかった。本化合物を既存液晶組成物に添
加したところ、非常に優れた相溶性を示した。
（実施例４）フェノキシ(４−シアノフェニル)ジメチル
シランの合成

【００２９】

【化１０】

【００３０】本化合物は上記反応経路に従って合成し
た。乾燥した２００ｍｌの三口フラスコをアルゴン置換
し、フェノール（５ｇ、０.０５３ｍｏｌ）、無水ジエ
チルエーテル（７０ｍｌ）を入れ、−７８℃で撹拌しな
がら、ｎ−ブチルリチウム/ｎ-ヘキサン溶液（３３．１
ｍｌ、０.０５３ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、３時間撹
拌させ、Ｈ−Ｌｉ交換反応によりフェノキシリチウムを
生成した。得られた反応溶液にジクロロジメチルシラン
（６．７ｇ、０．０５３ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、−
７８℃で２時間、０℃で１時間、撹拌させ、クロロフェ
ノキシジメチルシランを生成させた。一方、乾燥させた
５００ｍｌの三口フラスコに４−ブロモベンゾニトリル
（９．８ｇ、０.０５３ｍｏｌ）、無水ジエチルエーテ
ル（７０ｍｌ）を入れ、−７８℃で撹拌しながら、ｎ−
ブチルリチウム/ｎ-ヘキサン溶液（３３．１ｍｌ、０.
０５３ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、３時間撹拌させ、Ｂ
ｒ−Ｌｉ交換反応によりシアノフェニルリチウムを生成
させる。この反応溶液を、先程得られたクロロフェノキ
シジメチルシランの反応溶液にゆっくり滴下し、−７８
℃で２時間、室温まで昇温させ１時間撹拌させた。反応
溶液をガラスフィルターで濾過し、濃縮後、ヘキサンを
投入、再びガラスフィルターで濾過し、この操作を数回
繰り返すことにより副生成物である塩化リチウムを除去
させた。そして、反応溶液を濃縮させ、減圧蒸留により
目的のシリコン化合物フェノキシ(４−シアノフェニル)
ジメチルシランを単離した。化合物の構造解析は、１
H、１３C-ＮＭＲスペクトル分析、元素分析により行っ
た。本化合物の性状は無色透明な液体で液晶性は示さな
かった。本化合物を既存液晶組成物に添加したところ、
非常に優れた相溶性を示した。

【００３１】（実施例５）フェノキシ（４−ブチルフェ
ニル）ジメチルシランの合成

【００３２】

【化１１】

【００３３】本化合物は上記反応経路に従って合成し
た。乾燥した２００ｍｌの三口フラスコをアルゴン置換
し、フェノール（５ｇ、０.０５３ｍｏｌ）、無水ジエ
チルエーテル（７０ｍｌ）を入れ、−７８℃で撹拌しな
がら、ｎ−ブチルリチウム/ｎ-ヘキサン溶液（３３．１
ｍｌ、０.０５３ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、３時間撹
拌させ、Ｈ−Ｌｉ交換反応によりフェノキシリチウムを
生成した。得られた反応溶液にジクロロジメチルシラン
（６．７ｇ、０．０５３ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、−
７８℃で２時間、０℃で１時間、撹拌させ、クロロフェ
ノキシジメチルシランを生成させた。一方、乾燥させた
５００ｍｌの三口フラスコに１−ブロモ−４−ブチルベ
ンゼン（１１．５ｇ、０.０５３ｍｏｌ）、無水ジエチ
ルエーテル（７０ｍｌ）を入れ、−７８℃で撹拌しなが
ら、ｎ−ブチルリチウム/ｎ-ヘキサン溶液（３３．１ｍ
ｌ、０.０５３ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、３時間撹拌
させ、Ｂｒ−Ｌｉ交換反応によりブチルフェニルリチウ
ムを生成させる。この反応溶液を、先程得られたクロロ
フェノキシジメチルシランの反応溶液にゆっくり滴下
し、−７８℃で２時間、室温まで昇温させ１時間撹拌さ
せた。反応溶液をガラスフィルターで濾過し、濃縮後、
ヘキサンを投入、再びガラスフィルターで濾過し、この
操作を数回繰り返すことにより副生成物である塩化リチ
ウムを除去させた。そして、反応溶液を濃縮させ、減圧
蒸留により目的のシリコン化合物フェノキシ(４−ブチ
ルフェニル)ジメチルシランを単離した。化合物の構造
解析は、１H、１３C-ＮＭＲスペクトル分析、元素分析
により行った。本化合物の性状は無色透明な液体で液晶
性は示さなかった。本化合物を既存液晶組成物に添加し
たところ、非常に優れた相溶性を示した。

【００３４】（実施例６）ジブチル(４−ブチルフェノ
キシ)４−ブチルフェニルシランの合成

【００３５】

【化１２】

【００３６】本化合物は上記反応経路に従って合成し
た。乾燥した２００ｍｌの三口フラスコをアルゴン置換
し、１−ブロモ−４−ブチルベンゼン（５ｇ、０.０２
３ｍｏｌ）、無水ジエチルエーテル（４０ｍｌ）を入
れ、−７８℃で撹拌しながら、ｎ−ブチルリチウム/ｎ-
ヘキサン溶液（１４.６ｍｌ、０.０２３ｍｏｌ）をゆっ
くり滴下し、３時間撹拌させ、Ｂｒ−Ｌｉ交換反応によ
りｐ−ブチルフェニルリチウムを生成した。次に、得ら
れた反応溶液にジクロロジブチルシラン（５．０ｇ、
０.０２４ｍｏｌ)をゆっくり滴下し、−７８℃で２時
間、室温まで昇温させ１時間撹拌させ、クロロブチルフ
ェニルジブチルシランを生成させた。一方、乾燥させた
５００ｍｌの三口をアルゴン置換し、ブチルフェノール
(３．５ｇ、０．０２４ｍｏｌ)、ジエチルエーテル(５
０ｍｌ)を入れ、−７８℃で撹拌しながら、ｎ−ブチル
リチウム/ｎ−ヘキサン溶液(１４．６ｍｌ、０．０２３
ｍｏｌ)をゆっくり滴下し、３時間撹拌させ、Ｈ−Ｌｉ
交換反応により、４−ブチルフェノキシリチウムを生成
させる。そして、この反応溶液に先程得られたクロロブ
チルフェニルジブチルシランの反応溶液を−７８℃でゆ
っくり滴下し、−７８℃で２時間、室温まで昇温させ、
３時間撹拌させた。得られた反応溶液をガラスフィルタ
ーで濾過し、濃縮後、ヘキサンを投入、再びガラスフィ
ルターで濾過し、この操作を数回繰り返すことにより副
生成物である塩化リチウムを除去させ、濃縮、減圧蒸留
により目的のシリコン化合物ジブチル(４−ブチルフェ
ノキシ)４−ブチルフェニルシランを単離した。化合物
の精製は減圧蒸留を数回繰り返すことにより行った。化
合物の構造解析は、１H、１３C-ＮＭＲスペクトル分
析、元素分析により行った。本化合物の性状は無色透明
な液体で液晶性は示さなかった。本化合物を既存液晶組
成物に添加したところ、非常に優れた相溶性を示した。

【００３７】(実施例７)ジメチル(４−ブチルフェノキ
シ)４−ブチルフェニルシランの合成

【００３８】

【化１３】

【００３９】本化合物は上記反応経路に従って合成し
た。乾燥した２００ｍｌの三口フラスコをアルゴン置換
し、１−ブロモ−４−ブチルベンゼン（５ｇ、０.０２
３ｍｏｌ）、無水ジエチルエーテル（４０ｍｌ）を入
れ、−７８℃で撹拌しながら、ｎ−ブチルリチウム/ｎ-
ヘキサン溶液（１４.６ｍｌ、０.０２３ｍｏｌ）をゆっ
くり滴下し、３時間撹拌させ、Ｂｒ−Ｌｉ交換反応によ
りｐ−ブチルフェニルリチウムを生成した。次に、得ら
れた反応溶液にジクロロジメチルシラン（３．０ｇ、
０.０２４ｍｏｌ)をゆっくり滴下し、−７８℃で２時
間、室温まで昇温させ１時間撹拌させ、クロロブチルフ
ェニルジメチルシランを生成させた。一方、乾燥させた
５００ｍｌの三口をアルゴン置換し、ブチルフェノール
(３．５ｇ、０．０２４ｍｏｌ)、ジエチルエーテル(５
０ｍｌ)を入れ、−７８℃で撹拌しながら、ｎ−ブチル
リチウム/ｎ−ヘキサン溶液(１４．６ｍｌ、０．０２３
ｍｏｌ)をゆっくり滴下し、３時間撹拌させ、Ｈ−Ｌｉ
交換反応により、４−ブチルフェノキシリチウムを生成
させる。そして、この反応溶液に先程得られたクロロブ
チルフェニルジメチルシランの反応溶液を−７８℃でゆ
っくり滴下し、−７８℃で２時間、室温まで昇温させ、
３時間撹拌させた。得られた反応溶液をガラスフィルタ
ーで濾過し、濃縮後、ヘキサンを投入、再びガラスフィ
ルターで濾過し、この操作を数回繰り返すことにより副
生成物である塩化リチウムを除去させ、濃縮、減圧蒸留
により目的のシリコン化合物ジメチル(４−ブチルフェ
ノキシ)４−ブチルフェニルシランを単離した。化合物
の精製は減圧蒸留を数回繰り返すことにより行った。化
合物の構造解析は、１H、１３C-ＮＭＲスペクトル分
析、元素分析により行った。本化合物の性状は無色透明
な液体で液晶性は示さなかった。本化合物を既存液晶組
成物に添加したところ、非常に優れた相溶性を示した。

【００４０】（実施例８）ジメチル（４−ブチルシクロ
ヘキシノキシ）４−ブチルシクロヘキシルシランの合成

【００４１】

【化１４】

【００４２】本化合物は上記反応経路に従って合成し
た。乾燥した２００ｍｌの三口フラスコをアルゴン置換
し、１−クロロ−４−ブチルシクロヘキサン（５ｇ、
０.０２９ｍｏｌ）、無水ジエチルエーテル（４０ｍ
ｌ）を入れ、−７８℃で撹拌しながら、ｎ−ブチルリチ
ウム/ｎ-ヘキサン溶液（１８.３ｍｌ、０.０２９ｍｏ
ｌ）をゆっくり滴下し、３時間撹拌させ、Ｃｌ−Ｌｉ交
換反応によりｐ−ブチルシクロヘキシルリチウムを生成
した。次に、得られた反応溶液にジクロロジメチルシラ
ン（３．７ｇ、０.０２９ｍｏｌ)をゆっくり滴下し、−
７８℃で２時間、室温まで昇温させ１時間撹拌させ、ク
ロロブチルシクロヘキシルジメチルシランを生成させ
た。一方、乾燥させた５００ｍｌの三口をアルゴン置換
し、ブチルシクロヘキサノール(４．５ｇ、０．０２９
ｍｏｌ)、ジエチルエーテル(６０ｍｌ)を入れ、−７８
℃で撹拌しながら、ｎ−ブチルリチウム/ｎ−ヘキサン
溶液(１８．３ｍｌ、０．０２９ｍｏｌ)をゆっくり滴下
し、３時間撹拌させ、Ｈ−Ｌｉ交換反応により、４−ブ
チルシクロヘキサノシリチウムを生成させる。そして、
この反応溶液に先程得られたクロロブチルシクロヘキシ
ルジメチルシランの反応溶液を−７８℃でゆっくり滴下
し、−７８℃で２時間、室温まで昇温させ、３時間撹拌
させた。得られた反応溶液をガラスフィルターで濾過
し、濃縮後、ヘキサンを投入、再びガラスフィルターで
濾過し、この操作を数回繰り返すことにより副生成物で
ある塩化リチウムを除去させ、濃縮、減圧蒸留により目
的のシリコン化合物ジメチル(４−ブチルシクロヘキサ
ノキシ)４−ブチルシクロヘキシルシランを単離した。
化合物の精製は減圧蒸留を数回繰り返すことにより行っ
た。化合物の構造解析は、１H、１３C-ＮＭＲスペクト
ル分析、元素分析により行った。本化合物の性状は無色
透明な液体で液晶性は示さなかった。本化合物を既存液
晶組成物に添加したところ、非常に優れた相溶性を示し
た。

【００４３】（実施例９）ジメチル（４−ブチル２,３,
５,６−テトラフルオロフェノキシ）４−ブチル２,３,
５,６−テトラフルオロフェニルシランの合成

【００４４】

【化１５】

【００４５】本化合物は上記反応経路に従って合成し
た。乾燥した２００ｍｌの三口フラスコをアルゴン置換
し、１−ブチル−４−ブロモ−2,3,5,6−テトラフルオ
ロベンゼン（５ｇ、０.０１８ｍｏｌ）、無水ジエチル
エーテル（４０ｍｌ）を入れ、−７８℃で撹拌しなが
ら、ｎ−ブチルリチウム/ｎ-ヘキサン溶液（１１.０ｍ
ｌ、０.０１８ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、３時間撹拌
させ、Ｂｒ−Ｌｉ交換反応によりｐ−ブチルテトラフル
オロフェニルリチウムを生成した。次に、得られた反応
溶液にジクロロジメチルシラン（２．３ｇ、０.０１８
ｍｏｌ)をゆっくり滴下し、−７８℃で２時間、室温ま
で昇温させ１時間撹拌させ、クロロブチルテトラフルオ
ロフェニルジメチルシランを生成させた。一方、乾燥さ
せた５００ｍｌの三口をアルゴン置換し、４−ブチルテ
トラフルオロフェノール(４．０ｇ、０．０１８ｍｏ
ｌ)、ジエチルエーテル(５０ｍｌ)を入れ、−７８℃で
撹拌しながら、ｎ−ブチルリチウム/ｎ−ヘキサン溶液
(１１．０ｍｌ、０．０１８ｍｏｌ)をゆっくり滴下し、
３時間撹拌させ、Ｈ−Ｌｉ交換反応により、４−ブチル
テトラフルオロフェノキシリチウムを生成させる。そし
て、この反応溶液に先程得られたクロロブチルテトラフ
ルオロフェニルジメチルシランの反応溶液を−７８℃で
ゆっくり滴下し、−７８℃で２時間、室温まで昇温さ
せ、３時間撹拌させた。得られた反応溶液をガラスフィ
ルターで濾過し、濃縮後、ヘキサンを投入、再びガラス
フィルターで濾過し、この操作を数回繰り返すことによ
り副生成物である塩化リチウムを除去させ、濃縮、減圧
蒸留により目的のシリコン化合物ジメチル（４−ブチル
２,３,５,６−テトラフルオロフェノキシ）４−ブチル
２,３,５,６−テトラフルオロフェニルシランを単離し
た。化合物の精製は減圧蒸留を数回繰り返すことにより
行った。化合物の構造解析は、１H、１３C-ＮＭＲスペ
クトル分析、元素分析により行った。本化合物の性状は
無色透明な液体で液晶性は示さなかった。本化合物を既
存液晶組成物に添加したところ、非常に優れた相溶性を
示した。

【００４６】（比較例１）液晶組成物を配向膜としてポ
リイミドを塗布し、表面をラビングして９０゜ツイスト
配向処理を施した透明電極を備えたセル間隔５μｍの液
晶セルに真空封入し、透過率−電圧曲線、応答時間を測
定した。透過率−電圧曲線は、液晶セルを２枚の直交す
る偏光子の間に設置し、液晶セルに１KHz、０〜５Ｖの
電圧を印加し、ノーマリーホワイトモードで測定した。
この透過率−電圧曲線において透過率の最大値を１００
％、最小値を０％とし、透過率が９０％を示す印加電圧
をＶ９０、透過率が１０％を示す印加電圧をＶ１０とし
た（図１）。応答速度は、１KHz、５Ｖの電圧を１s間隔
で印加し、透過率が１００％から１０％に変化するのに
要する時間をτとした（図２）。また、液晶組成物を配
向膜としてポリイミドを塗布し、表面をラビングして１
８０゜配向処理を施した透明電極を備えたセル間隔２５
μｍの液晶セルに真空封入し、静電容量の電圧依存性よ
り誘電率異方性Δεを測定した。

【００４７】末端にフッ素原子を有する化合物のみで構
成された液晶組成物１では、Ｖ９０=1.78Ｖ、Ｖ１０=2.
90Ｖ、τ＝15.2ms、Δε＝4.4 であった。 （比較例２）末端にフッ素原子を有する化合物のみで構
成された液晶組成物２を比較例１と同様な方法で、透過
率−電圧曲線、応答時間および誘電率異方性を測定した
ところ、Ｖ９０=2.02Ｖ、Ｖ１０=2.96Ｖ、τ＝17.6ms、
Δε＝5.1 であった。

【００４８】（実施例１０）比較例１における液晶組成
物１に実施例１記載の化合物ベンジル(シクロヘキシル)
ジメチルシランを16.7重量％添加した組成物を比較例１
と同様な方法で、透過率−電圧曲線、応答時間および誘
電率異方性を測定したところ、Ｖ９０=1.77Ｖ、Ｖ１０=
2.73Ｖ、τ＝12.2ms、Δε＝3.0 であった。

【００４９】（実施例１１）比較例１における液晶組成
物１に実施例２記載の化合物フェノキシ(シクロペンチ
ル)ジメチルシランを16.7重量％添加した組成物を比較
例１と同様な方法で、透過率−電圧曲線、応答時間およ
び誘電率異方性を測定したところ、Ｖ９０=1.76Ｖ、Ｖ
１０=2.78Ｖ、τ＝12.0ms、Δε＝3.0 であった。

【００５０】（実施例１２）比較例１における液晶組成
物１に実施例３記載の化合物フェノキシ(４−クロロフ
ェニル)ジメチルシランを16.7重量％添加した組成物を
比較例１と同様な方法で、透過率−電圧曲線、応答時間
および誘電率異方性を測定したところ、Ｖ９０=1.57
Ｖ、Ｖ１０=2.77Ｖ、τ＝12.8ms、Δε＝4.4 であっ
た。

【００５１】（実施例１３）比較例１における液晶組成
物１に実施例４記載の化合物フェノキシ(４−シアノフ
ェニル)ジメチルシランを16.7重量％添加した組成物を
比較例１と同様な方法で、透過率−電圧曲線、応答時間
および誘電率異方性を測定したところ、Ｖ９０=1.55
Ｖ、Ｖ１０=2.72Ｖ、τ＝12.8ms、Δε＝4.5 であっ
た。

【００５２】（実施例１４）比較例１における液晶組成
物１に実施例５記載の化合物フェノキシ（４−ブチルフ
ェニル）ジメチルシランを16.7重量％添加した組成物を
比較例１と同様な方法で、透過率−電圧曲線、応答時間
および誘電率異方性を測定したところ、Ｖ９０=1.64
Ｖ、Ｖ１０=2.79Ｖ、τ＝10.5ms、Δε＝4.0 であっ
た。

【００５３】（実施例１５）比較例１における液晶組成
物１に実施例６記載の化合物ジブチル(４−ブチルフェ
ノキシ)４−ブチルフェニルシランを16.7重量％添加し
た組成物を比較例１と同様な方法で、透過率−電圧曲
線、応答時間および誘電率異方性を測定したところ、Ｖ
９０=1.76Ｖ、Ｖ１０=2.90Ｖ、τ＝14.2ms、Δε＝3.7
であった。

【００５４】（実施例１６）比較例１における液晶組成
物１に実施例７記載の化合物ジメチル(４−ブチルフェ
ノキシ)４−ブチルフェニルシランを16.7重量％添加し
た組成物を比較例１と同様な方法で、透過率−電圧曲
線、応答時間および誘電率異方性を測定したところ、Ｖ
９０=1.65Ｖ、Ｖ１０=2.78Ｖ、τ＝10.5ms、Δε＝4.0
であった。

【００５５】（実施例１７）比較例２における液晶組成
物２に実施例７記載の化合物ジメチル(４−ブチルフェ
ノキシ)４−ブチルフェニルシランを16.7重量％添加し
た組成物を比較例１と同様な方法で、透過率−電圧曲
線、応答時間および誘電率異方性を測定したところ、Ｖ
９０=1.78Ｖ、Ｖ１０=2.94Ｖ、τ＝11.4ms、Δε＝4.4
であった。

【００５６】（実施例１８）比較例１における液晶組成
物１に実施例８記載の化合物ジメチル（４−ブチルシク
ロヘサノキシ）４−ブチルシクロヘキシルシランを16.7
重量％添加した組成物を比較例１と同様な方法で、透過
率−電圧曲線、応答時間および誘電率異方性を測定した
ところ、Ｖ９０=1.55Ｖ、Ｖ１０=2.74Ｖ、τ＝12.6ms、
Δε＝3.0 であった。

【００５７】（実施例１９）比較例２における液晶組成
物２に実施例８記載の化合物ジメチル（４−ブチルシク
ロヘキサノキシ）４−ブチルシクロヘキシルシランを1
6.7重量％添加した組成物を比較例１と同様な方法で、
透過率−電圧曲線、応答時間および誘電率異方性を測定
したところ、Ｖ９０=1.81Ｖ、Ｖ１０=2.96Ｖ、τ＝14.4
ms、Δε＝3.3であった。

【００５８】（実施例２０）比較例１における液晶組成
物１に実施例９記載の化合物ジメチル（４−ブチル２,
３,５,６−テトラフルオロフェノキシ）４−ブチル２,
３,５,６−テトラフルオロフェニルシランを16.7重量％
添加した組成物を比較例１と同様な方法で、透過率−電
圧曲線、応答時間および誘電率異方性を測定したとこ
ろ、Ｖ９０=1.60Ｖ、Ｖ１０=2.84Ｖ、τ＝11.2ms、Δε
＝3.7 であった。

【００５９】（実施例２１）比較例２における液晶組成
物２に実施例９記載の化合物ジメチル（４−ブチル２,
３,５,６−テトラフルオロフェノキシ）４−ブチル２,
３,５,６−テトラフルオロフェニルシランを16.7重量％
添加した組成物を比較例１と同様な方法で、透過率−電
圧曲線、応答時間および誘電率異方性を測定したとこ
ろ、Ｖ９０=1.94Ｖ、Ｖ１０=2.97Ｖ、τ＝13.3ms、Δε
＝3.9 であった。

【００６０】

【発明の効果】本発明により得られた有機シリコン化合
物は、種々の液晶組成物への相溶性が良好であり、化学
安定性もきわめて良好である。この化合物を添加した液
晶組成物は高速応答可能な液晶表示素子を提供するもの
であり、高精細動画表示可能な液晶ディスプレイを実現
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】透過率−電圧曲線の測定方法を示すグラフであ
る。

【図２】応答時間の測定方法を示す図である。

【図３】本発明の液晶表示素子の構造を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１ 偏光板 ２ 透明基板 ３ 電極層 ４ 液晶配向膜 ５ 液晶組成物 ６ 交流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 大作 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 佐藤 正春 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C09K 19/54 G02F 1/13 ＣＡ（ＳＴＮ) ＣＡＯＬＤ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）で表される有機シリコ
   ン化合物よりなる液晶添加剤。 【化１】 （ただし、式中、Ａ、Ｂは相互に独立した炭素数５また
   は６の環状置換基で、Ｘ、Ｙはアルキル基、アルコキシ
   基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルコキシル
   基、ハロゲン原子、水素原子、水酸基、シアノ基より選
   ばれたいずれか１種の置換基を示す。）
2. 【請求項２】 前記環状置換基ＡおよびＢが、置換もし
   くは非置換のフェニル基、または、置換もしくは非置換
   のシクロヘキシル基である請求項１に記載の液晶添加
   剤。
3. 【請求項３】 前記環状置換基ＡおよびＢが、４−置換
   フェニル基、または４−置換シクロヘキシル基である請
   求項１に記載の液晶添加剤。
4. 【請求項４】 前記環状置換基Ａに含まれる置換基が、
   −Ｃ_nＨ_2n+1、−ＯＣ_nH_2n+1、−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、
   −Ｉ、−ＯＨ、−ＣＦ₃、または−ＣＮ（式中ｎは０〜
   １０の整数）である請求項１乃至３いずれかに記載の液
   晶添加剤。
5. 【請求項５】 前記Ｘ、Ｙがメチル基である請求項１乃
   至４いずれかに記載の液晶添加剤。
6. 【請求項６】 母体液晶組成物がネマチック液晶組成物
   またはスメクチック組成物であって、請求項１乃至５い
   ずれかに記載の液晶添加剤を前記母体液晶組成物に対し
   て１〜５０重量％含有することを特徴とする液晶組成
   物。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の液晶組成物を用いた液
   晶表示素子。