JP3076425B2 - カルボン酸混合物およびネマチック液晶組成物 - Google Patents

カルボン酸混合物およびネマチック液晶組成物

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JP3076425B2 JP03297149A JP29714991A JP3076425B2 JP 3076425 B2 JP3076425 B2 JP 3076425B2 JP 03297149 A JP03297149 A JP 03297149A JP 29714991 A JP29714991 A JP 29714991A JP 3076425 B2 JP3076425 B2 JP 3076425B2
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由美子 佐藤
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俊博 柴田
正樹 木村
ゆかり 品田
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、4−アルキル安息香酸
および4−アルキルシクロヘキサンカルボン酸を含有す
る混合物および該混合物を含有するネマチック液晶組成
物に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】液晶の
電気光学的効果を利用した液晶表示素子の普及につれ
て、これらの用途に適した特性を有する液晶が求められ
ており、液晶表示素子に用いられる液晶に要求される特
性としては次のようなものがある。
【0003】(1)液晶の化学的安定性が大きいこと。 (2)室温を含む広い温度範囲で液晶相を示すこと。 (3)広い温度範囲で応答性が良いこと。 (4)駆動回路との整合性が良いこと。 (5)光学的異方性が光学的要請にかなった値であるこ
と。
【0004】このような特性を全て満足する単一の液晶
化合物は現在のところ知られておらず、数種類の液晶化
合物等を混合した液晶組成物として上記の諸特性を満足
させようとしているのが現状である。
【0005】この液晶組成物の調製に用いられる液晶化
合物としては、アルキルまたはアルコキシ安息香酸およ
びアルキルシクロヘキサンカルボン酸等の環状カルボン
酸のフェニルエステル化合物、芳香族ニトリル化合物、
アルキルまたはアルコキシビフェニルあるいはターフェ
ニル誘導体、アルキルシクロヘキサンカルボン酸等が知
られている。
【0006】これらの化合物のなかでも、4−アルキル
シクロヘキサンカルボン酸は比較的粘度が小さくまた液
晶相を示す温度範囲が広い特徴を有しており、これらの
4−アルキルシクロヘキサンカルボン酸を含有する液晶
組成物は諸特性に優れることが知られている。しかしな
がら、近年液晶組成物に要求される特性はより厳しいも
のとなっており、特に、応答速度をより向上させること
が要望されているが、従来知られているこれらの液晶組
成物ではこの要望に応えることができず、実用上は満足
できるものではなかった。
【0007】液晶組成物の応答速度を向上させるために
は液晶組成物の粘度を低下させることが最も有効である
が、粘度を低下させるために他の諸特性を犠牲にするこ
とはできない。このため、粘度を、他の諸特性に悪影響
を及ぼさずに低下させた液晶組成物が求められていた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、液晶組成
物の粘度を他の諸特性に悪影響を及ぼさずに低下させる
ために鋭意検討を重ねた結果、4−アルキル安息香酸お
よび4−アルキルシクロヘキサンカルボン酸の混合物
が、各成分から予想されるよりも粘度が著しく小さい値
を示し、しかも、この混合物をネマチック液晶に配合す
ることにより該ネマチック液晶の粘度を著しく低下さ
せ、しかも他の諸特性にも優れたネマチック液晶組成物
が得られることを見出し本発明を完成した。
【0009】即ち、本発明は、次の化4(化1と同じ)
の一般式(I)で表される4−アルキル安息香酸の少な
くとも一種および次の化5(化2と同じ)の一般式(I
I)で表される4−アルキルシクロヘキサンカルボン酸
の少なくとも一種からなるカルボン酸混合物、および該
カルボン酸混合物を含有するネマチック液晶組成物を提
供するものである。
【化4】
【化5】 (式中、R1およびR2は各々独立に炭素原子数1〜12の
アルキル基を示す。)
【0010】まず、本発明のカルボン酸混合物について
説明する。上記一般式(I)および(II)で表される化
合物において、R1またはR2で表される炭素原子数1〜1
2のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、
イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、n−ペンチ
ル、1−メチルブチル、2−メチルブチル、3−メチル
ブチル、n−ヘキシル、1−メチルペンチル、2−メチ
ルペンチル、3−メチルペンチル、4−メチルペンチ
ル、n−オクチル、1−メチルヘプチル、2−メチルヘ
プチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシ
ル、n−ウンデシル、n−ドデシル等の直鎖または分岐
鎖のアルキル基があげられ、また、アルキル基が分岐鎖
の場合には光学活性基であってもよい。次に、本発明の
液晶組成物を構成する4−アルキル安息香酸の液晶温度
範囲(MR)を示す。 R=CH3 MR(℃)=182 、 R=C2H5 MR(℃)=113 、 R=n-C3H7 MR(℃)=143 、 R=n-C4H9 MR(℃)= 99-113、 R=n-C5H11 MR(℃)= 88-126、 R=n-C6H13 MR(℃)= 97-114 、 R=n-C7H15 MR(℃)=101-120 、 R=n-C8H17 MR(℃)= 99-112 、 R=n-C9H19 MR(℃)= 98-115 、 R=n-C10H21 MR(℃)= 94-109、
【0011】本発明のカルボン酸混合物において、上記
一般式(I)で表される4−アルキル安息香酸および上
記一般式(II)で表される4−アルキルシクロヘキサン
カルボン酸は、各々一種または二種以上を用いることが
できる。また、上記4−アルキル安息香酸と上記4−ア
ルキルシクロヘキサンカルボン酸との混合割合は、通
常、(前者)/(後者)=5/95〜95/5、より好
ましくは10/90〜90/10の重量比で混合され
る。
【0012】次に、本発明のネマチック液晶組成物につ
いて説明する。本発明のネマチック液晶組成物は、本発
明のカルボン酸混合物を、従来既知のネマチック液晶化
合物あるいはこれらの混合物に配合することによって得
られるネマチック液晶組成物であり、該ネマチック液晶
成分としては、例えば、以下の化6の(1)〜(3)の
化合物およびこれらの混合物等があげられる。
【0013】
【化6】 (式中、R1およびR2はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原
子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数1〜12
のアルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基、炭
素原子数2〜12のアルケニル基、炭素原子数2〜12
のアルケニルオキシ基、カルボキシ基または炭素原子数
1〜12のアルキル基を有するアルコキシカルボニル基
を示し、R3は水素原子またはハロゲン原子を示し、Xは
-O- 、-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CH2CH2-、-C
H=CH- または-C≡C-を示し環A及びCは各々ベンゼン
環、トランスシクロヘキサン環またはピリミジン環を示
し、環Bはベンゼン環またはトランスシクロヘキサン環
を示し、a、b及びcは各々1〜3を示す。また、同一
分子中に同一の記号が存在する場合は、それらは同一で
あっても異なっていても良い。)
【0014】これらのネマチック液晶化合物〔(1)〜
(3)〕の具体例としては次の化7に示すような各化合
物があげられる。
【0015】
【化7】
【0016】特性の良好な液晶組成物を得るためには、
上記ネマチック液晶のうち、R2がシアノ基である化合物
(芳香族ニトリル化合物)あるいは該化合物を含む混合
物を用いることが好ましく、特に次の化8(化3と同
じ)の一般式(III)で表される化合物の少なくとも一種
を用いることが好ましい。
【0017】
【化8】 (式中、R1は炭素原子数1〜12のアルキル基またはア
ルコキシ基を示す。)
【0018】また、本発明のネマチック液晶組成物にお
いては、本発明のカルボン酸混合物を構成する4−アル
キル安息香酸および上記4−アルキルシクロヘキサンカ
ルボン酸を、予め混合して上記ネマチック液晶化合物に
配合しても、あるいは、別個に上記ネマチック液晶化合
物に配合してもよい。本発明のカルボン酸混合物とネマ
チック液晶化合物との配合比率は特に制限を受けない
が、一般的には、本発明のカルボン酸混合物の全液晶組
成物に対する比率が1〜90重量%となるように用いる
ことが好ましい。
【0019】また、本発明のネマチック液晶組成物に
は、本発明の目的を損なわない範囲でネマチック液晶化
合物と類似の化学構造を有する非液晶性化合物を配合す
ることも可能であり、場合によっては、このような非液
晶性化合物を配合することによって液晶組成物の特性を
さらに改善することもできる。
【0020】
【実施例】以下、実施例をもって本発明を更に詳細に説
明する。しかしながら、本発明は、以下の実施例によっ
て制限を受けるものではない。
【0021】実施例1〜6 4−n−ブチル安息香酸と4−n−ペンチル安息香酸の
1:1混合物からなる4−アルキル安息香酸混合物(混
合物1)、4−n−ブチル安息香酸、4−n−ペンチル
安息香酸と4−n−ヘキシル安息香酸の1:1:1混合
物からなる4−アルキル安息香酸混合物(混合物2)、
4−メチル安息香酸、4−n−ブチル安息香酸と4−n
−ペンチル安息香酸の1:2:2混合物からなる4−ア
ルキル安息香酸混合物(混合物3)および4−n−プロ
ピルシクロヘキサンカルボン酸、4−n−ブチルシクロ
ヘキサンカルボン酸と4−n−プロピルシクロヘキサン
カルボン酸の1:1:1混合物からなる4−アルキルシ
クロヘキサンカルボン酸混合物(混合物4)を調製し
た。
【0022】調製した4−アルキル安息香酸混合物と4
−アルキルシクロヘキサンカルボン酸混合物とを下記表
1に示した比率で混合し、その20℃における粘度(セ
ンチポアズ)および液晶温度範囲を測定した。その結果
を下記表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】上記表1の結果から、4−アルキルシクロ
ヘキサンカルボン酸混合物に4−アルキル安息香酸混合
物を配合することにより、粘度を著しく低下させること
ができることが明らかである。
【0025】実施例7 下記表2に示した組成を有するネマチック液晶組成物を
調製し、液晶組成物のN−I点、液晶組成物の20℃に
おける粘度(η;センチポアズ)および25℃における
屈折率の異方性(Δn)を測定した。その結果は下記の
通りであり、実用上極めて優れたものであった。 N−I点:85℃、η:26.5、Δn:0.117
【0026】
【表2】
【0027】各実施例の結果から明らかなように、4−
アルキルシクロヘキサンカルボン酸に、4−アルキル安
息香酸を配合することにより、広い液晶温度範囲を保持
しながら、その粘度を著しく低下させることができる。
【0028】
【発明の効果】本発明のカルボン酸混合物は、液晶化合
物の配合物として有用なものであり、本発明のカルボン
酸混合物を含有する本発明のネマチック液晶組成物は、
高いN−I点を示すばかりでなく粘度が極めて低く、そ
の他の諸特性にも優れ、TNセル用のネマチック液晶、
ゲスト・ホスト型表示素子用のホスト液晶または時分割
駆動型液晶表示素子用の液晶として極めて優れたもので
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 俊博 埼玉県大宮市奈良町136−49−3−104 (72)発明者 木村 正樹 埼玉県所沢市下安松1019−49 (72)発明者 品田 ゆかり 埼玉県浦和市常盤9−10−11−404 (56)参考文献 特開 平4−100891(JP,A) 特開 昭49−86279(JP,A) 特開 昭49−29291(JP,A) 特開 昭54−151951(JP,A) 特開 昭59−207982(JP,A) 特開 平3−263482(JP,A) 特公 昭47−3778(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 19/42

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の化1の一般式(I)で表される4−
    アルキル安息香酸の少なくとも一種および次の化2の一
    般式(II)で表される4−アルキルシクロヘキサンカル
    ボン酸の少なくとも一種からなるカルボン酸混合物。 【化1】 【化2】 (式中、R1およびR2は各々独立に炭素原子数1〜12の
    アルキル基を示す。)
  2. 【請求項2】 請求項1記載のカルボン酸混合物を含有
    するネマチック液晶組成物。
  3. 【請求項3】 芳香族ニトリル化合物を含有する請求項
    2記載のネマチック液晶組成物。
  4. 【請求項4】 芳香族ニトリル化合物が次の一般式(II
    I)で表される化合物である請求項3記載のネマチック液
    晶組成物。 【化3】 (式中、R3は炭素原子数1〜12のアルキル基またはア
    ルコキシ基を示す。)
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