JPH0139408B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は正の誘電異方性を有し、かつ低粘性の
新規な液晶物質に関する。

液晶表示素子は液晶物質が持つ光学異方性及び
誘電異方性を利用したものであるが、その表示様
式によつてTN型（ねじれネマチツク型）、DS型
（動的散乱型）、ゲスト・ホスト型、DAP型など
各種の方式に分けられ、夫々の使用に適する液晶
物質の性質は異る。しかしいずれの液晶物質も水
分、空気、熱、光等に安定であることが必要であ
ることは共通しており、又、室温を中心として出
来るだけ広い温度範囲で液晶相を示すものが求め
られている。しかし現在のところ単一化合物では
この様な条件を満たす物質はなく、数種の液晶化
合物や非液晶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現状である。

更に液晶表示素子の種類によつて誘電異方性値
△εが正のものを必要としたり、負のものを必要
としたり、或はその中間的な値を持つたものが必
要になつたりするが、一般的に任意の△εの値を
持つた液晶混合物は△ε値が正のものと負のもの
を適宜混合することによつて得られる。ところが
△εが正の値のものと負の値のものを混ぜる場
合、その△εの値の絶対値が大きなもの同志では
結晶が出易いため混合しにくく、従つて△εの絶
対値があまり大きくなく、しかも低粘性の液晶化
合物が相溶性がよく、液晶組成物を構成する成分
として有用である。

本発明の目的はこの様な要求をある程度みたし
た、液晶組成物の一成分として有用な、低粘性
で、広い温度範囲で液晶相を示し、かつ安定な新
規な液晶化合物を提供することにある。

即ち、本発明は一般式 （上式中、Ｒは炭素数１〜10のアルキル基を示
す） で表わされる２，４，５―トリフルオロ―〔トラ
ンス―4′―（トランス―4″―アルキルシクロヘキ
シル）シクロヘキシル〕ベンゼン及び少なくとも
それを１種含有する液晶組成物である。

本発明の化合物は△εが＋２程度であるが液晶
組成物の一成分として加えることにより結晶が析
出しにくくなり、又粘性が低いので本発明の化合
物を含有する液晶組成物は粘度が低くなり、低温
での表示特性を改善することが出来る。又ネマチ
ツク温度範囲の拡大にも役立つ。本化合物は熱、
光、水、空気にも極めて安定であり殆んどすべて
の種類の液晶組成物に加えることが出来るので非
常に有用である。

つぎに本発明の化合物の製造法を示すとまず１
―ブロモ―２，４，５―トリフルオロベンゼンと
金属マグネシウムをTHF（テトラヒドロフラン）
の如き溶媒中で反応させて２，４，５―トリフル
オロフエニルマグネシウムブロミドとし、これを
４―（トランス―4′―アルキルシクロヘキシル）
シクロヘキサノンと反応させて２，４，５―トリ
フルオロ―〔4′―（トランス―4″―アルキルシク
ロヘキシル）シクロヘキサン―1′―オール〕ベン
ゼンとする。次にこれを硫酸水素カリウムで脱水
して２，４，５―トリフルオロ―〔4′―（トラン
ス―4″―アルキルシクロヘキシル）シクロヘキセ
ン―1′―イル〕ベンゼンを得る。ついでこのもの
を酸化白金を触媒としてベンゼン中で水素還元す
ると目的の２，４，５―トリフルオロ―〔トラン
ス―4′―（トランス―4″―アルキルシクロヘキシ
ル）シクロヘキシル〕ベンゼンが得られる。以上
化学式で示すと 以下実施例により本発明の化合物の製法及び液
晶組成物としての使用例を示して本化合物につき
更に詳細に説明する。

実施例 １ ２，４，５―トリフルオロ―〔トランス―4′―
（トランス―4″―プロピルシクロヘキシル）シ
クロヘキシル〕ベンゼン（（）式でＲがC₃H₇
のもの）の製造 削り状マグネシウム1.2ｇ（0.049モル）を３つ
口フラスコに入れ、１―ブロモ―２，４，５―ト
リフルオロベンゼン11.5ｇ（0.049モル）をテト
ラヒドロフランに溶かし溶液30mlを、N₂気流中
で反応温度を30〜35℃に保ち、攬拌しながらゆつ
くり滴下して行くと反応して３時間でマグネシウ
ムは溶けて均一になり２，４，５―トリフルオロ
フエニルマグネシウムブロミドを生ずる。これに
４―（トランス―4′―プロピルシクロヘキシル）
シクロヘキサノンの8.7ｇ（0.039モル）をテトラ
ヒドロフランに溶かして50mlとしたものを、反応
温度を５〜10℃に保ちつつなるべく速かに滴下す
る。滴下後、35℃まで昇温し30分間攬拌し、つい
で3N塩酸50mlを加える。反応液を分液斗にと
り200mlのトルエンで３回抽出後、合わせたトル
エン層を水で洗液が中性になるまで洗浄してから
トルエン減圧留去する。残留した油状物は２，
４，５―トリフルオロ―〔4′―（トランス―4″―
プロピルシクロヘキシル）シクロヘキセン―1′―
オール〕ベンゼンであり、これに硫酸水素カリウ
ム0.01ｇを加えたN₂気流中160℃で２時間脱水す
る。冷却後200mlのトルエンを加えてから硫酸水
素カリウムを別し、トルエン層を洗液が中性に
なるまで水洗する。次いでトルエンを減圧留去
し、残る油状物をアセトンで再結晶して得られる
のが２，４，５―トリフルオロ―〔4′―（トラン
ス―4″―プロピルシクロヘキシル）シクロヘキセ
ン―1′―イル〕ベンゼンで4.5ｇ得られた。次に
この1.5ｇ（0.0045モル）をとつたトルエン10ml
に溶解し、酸化白金触媒0.2ｇを加え、30℃常圧
で水素を通じても接触還元を行う。溶媒のトルエ
ンの還元も同時に進行するので、原料と生成物の
両方をガスクロマトグラフイーで追跡し、原料が
消失した時点、即ち５時間後に還元反応を終了さ
せた。そのときの水素吸収量か0.8（0.036モ
ル）であつた。触媒を別してから溶媒を減圧留
去し、残つた結晶をエチルアルコールで再結晶す
ると目的の２，４，５―トリフルオロ―４―〔ト
ランス―4′―（トランス―4″―プロピルシクロヘ
キシル）シクロヘキシル〕ベンゼンの結晶0.2ｇ
が得られた。収率は接触還元前のものに対して13
％である。このものはＣ―Ｎ点65.8〜67.7℃、Ｎ
―１点109.2℃のネマチツク液晶であつた。又そ
のNMRスペクトル及び赤外線吸収スペクトルか
ら、これが目的の化合物であることが裏付けられ
た。

実施例 ２ 実施例１と同様にして（）式でＲがC₄H₉の
もの、即ち、２，４，５―トリフルオロ―〔トラ
ンス―4′―（トランス―4″―ブチルシクロヘキシ
ル）シクロヘキシル〕ベンゼンを製造した。その
Ｃ―Ｎ点は58.3〜60.6℃、Ｎ―Ｉ点は88.5℃のネ
マチツク液晶であつた。

実施例３ （使用例１） トランス―４―プロピル―（4′―シアノフエニ
ル）シクロヘキサン 28％ トランス―４―ペンチル―（4′―シアノフエニ
ル）シクロヘキサン 42％ トランス―４―ヘプチル―（4′―シアノフエニ
ル）シクロヘキサン 30％ なる組成の液晶組成物のネマチツク液晶温度範囲
は−３〜52℃である。この液晶組成物をセル厚
10μmのTNセル（ねじれネマチツクセル）に封
入したものの動作しきい電圧は1.53V、飽和電圧
は2.12Vであつた。又粘度は20℃で23cpであつ
た。

上記の液晶組成物80部に実施例１の２，４，５
―トリフルオロ―〔トランス―4′―（トランス―
4′―プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシルベ
ンゼン20部を加えた液晶組成物のネマチツク液晶
温度範囲は−10〜63℃と拡大された。この液晶組
成物をセル厚10μmのTNセルに封入したものの
動作しきい電圧は1.60V、飽和電圧は2.30Vとわ
ずかづつ上昇した。又粘度は20℃で23cpで変ら
なかつた。したがつて本発明の化合物はネマチツ
ク温度範囲を拡大して表示特性の改善などに非常
に有用であることがわかる。

実施例４ （使用例２） ４―ペンチル―4′―シアノビフエニル 50％ ４―ヘプチル―4′―シアノビフエニル 33％ ４―オクチルオキシ―4′―シアノビフエニル
17％ からなる液晶組成物のネマチツク液晶温度範囲は
−２〜44℃しきい値電圧は1.40V、飽和電圧
1.90Vである。又粘度は20℃で40cpである。この
混合物85部に実施例２の２，４，５―トリフルオ
ロー〔トランス―4′―（トランス―4′―ブチルシ
クロヘキシル）シクロヘキシル〕ベンゼン15部を
加えた液晶組成物のネマチツク液晶温度範囲は−
５〜51℃と拡大し、しきい値電圧は1.35V、飽和
電圧は1.85Vであつた。又粘度は20℃で37cpに低
下した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （上式中、Ｒは炭素数１〜10のアルキル基を示
   す） で表わされる２，４，５―トリフルオロ―〔トラ
   ンス―4′―（トランス―4″―アルキルシクロヘキ
   シル）シクロヘキシル〕ベンゼン。 ２ 一般式 （上式中、Ｒは炭素数１〜10のアルキル基を示
   す） で表わされる２，４，５―トリフルオロ―〔トラ
   ンス―4′―（トランス―4″―アルキルシクロヘキ
   シル）シクロヘキシル〕ベンゼンを少くとも１種
   含有することを特徴とする液晶組成物。