JPH03141274A - 液晶化合物および液晶組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示装置に用いられるネマチック液晶組成
物の成分として有用な新規な液晶化合物に関する。

〔発明の概要〕

（上式中、ＲおよびＲ′は炭素原ｒ・数が１〜１０の直
鎖アルキル基を示し、シクロヘキサン環および１．３−
ジオキサン環はトランス体である。）で表わされる新規
な１，３−ジオキサン誘導体であり、ネマチック液晶相
を示す。また本発明の化合物は （１）、ネマチック相−等方性液体転移温度（Ｎ１点）
が非常に高い。

（２）、屈折率の異方性（△ｎ）が小さい。

（３）、他の液晶化合物又は液晶組成物との相容性が良
い。

等の特徴を有する。

したがって、本発明の化合物と他の液晶化合物又は液晶
類似化合物を混合することによりネマチック液晶温度範
囲が広く、Δｎの小さな液晶組成物を提供することがで
きる。さらに本発明の化合物を混合した液晶組成物を用
いることにより動作温度範囲が広く、視角範囲が広い液
晶表示装置を提供することができる。

〔従来の技術〕

液晶表示装置は他の表示装置と比較して、小型・薄型化
が簡Ｉｌｌにでき、駆動電圧が低く、消費電力が非常に
小さい等の特徴を有するため、従来よりウォッチ、電※
、自動車のダツシュボード、各種計１１ＦＩ器などの表
示装置として広く応用されている。さらに、最近ではポ
ケットテレビ、ワープロやパソコンのデイスプレィなど
画素数の非常に多い表示装置に応用されつつあり、将来
はＣＲＴに代る表示装置として注目されている。液晶表
示装置に用いられる液晶ヰ４料にはネマチック液晶が最
も広く利用されており、その表示方式としては捩れネマ
チック型（ＴＮ）　、スーパーツィステッドネマチック
型（ＳＴＮ）が代表的なしのである。

液晶材料に要求される特性はその応用分野により異なる
が、熱・光・化学的に安定であり、Ｎ−１点が非常に高
く、△ｎが小さく、しかも相容性に優れた液晶亭４料は
多くの応用分野に必要とされる特性である。

〔発明が解決しようとする課題〕

液晶表示装置に用いられる液晶材料には様々な特性が要
求されるため、単一成分で実用可能な液晶材料は現（］
：のところ知られていない。そこで、異なった特性をデ
イする複数の液晶化合物又はその類似化合物を混合した
液晶組成物を用いているのが実状である。液晶組成物の
ネマチック温度範囲を広くしたい場合にはＮ−１点の高
い液晶化合物を多量に混合することが考えられるが、従
来この目的に用いられている液晶化合物、例えばＣ−、
Ｈ＋　＋（しの４）ＣＮ などはＮ１点が２５０　’ＣＣトド比較的低く、＋ＩＩ
容性もあまり良くないので、数種類の化合物を混合して
用いなければならずコスト的に不利である。

また、Ｎ−Ｉ点の高い化合物は一般的にΔｎが大きい傾
向にある。ＴＮ型の液晶表示装置の短所の一つとして視
角が狭いとがあるが、この性質はへ【ｌに依存しており
、△ｎを小さくすると視角が広くなることが知られてい
る。したがって、△ｎの小さい液晶化合物は広い分野で
利用できる。

そこで、本発明の目的はＮ−１点が非常に高く、△ｎが
小さい液晶化合物を提供することにあり、さらに他のネ
マチック液晶組成物と混合した場合に相容性が良好なた
めネマチック温度範囲が広く、△ｎが小さくて視角依存
性の小さな液晶組成物を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

（上式中、ＲおよびＲ′は炭素原子数が１〜１０の直鎖
アルキル基を示し、シクロヘキサン環および１．′う−
ジオキサン環はトランス体である。）で表わされること
を特徴とする。

本発明のｉｆ１品化金化合物えば次の合成方法により製
造することかできる。即ち、２−（４’　−ア５０１１ （２）　　　　　　　　（３）　　　　　　Ｃｌ１２　
ＣＩ□ルキルシクロヘキシル）プロパン−１，３−ジオ
ールのシス−トランス混合物（２）と４−（トランス−
４′　−アルキルシクロヘキシル）ベンズアルデヒド（
３）を塩化メチレン溶媒中でｐ−）ルエンスルホン酸を
触媒に用いて反応し２−［４−（トランス−４′−アル
キルシクロヘキシル）フェニル］−５−（４−アルキル
シクロヘキシル）−１，３−ジオキサンのシス−トラン
ス混合物を合成し、再結晶によりトランス体である（１
）を分離精製して得る。ここで、化合物（２）は例えば
次の合成方法で製造できる。即ち、４−アルキ↓ＮａＡ
ｊ　ｏ、（ＯＣ２Ｈ４０Ｃｆ１５）２！’）４ｘンＲ分
Ｃｌ１（Ｃ１１２０１１□）　２　　　　（２）ルシク
ロヘキサノールのシス−トランス混合物（３）をエーテ
ル中で三臭化りんで臭素化して４−アルキルシクロヘキ
シルブロマイドのシスートランス混合物（４）を得る。

化合物（４）とマロン酸ジエチルをエタノール中でナト
Ｉ）ラムエチラートを用いて反応させ４−アルキルシク
ロヘキシルマロン を得る。化合物（６）をＮ　ａ　Ａ　（ｌ　Ｈ　２　　
（　Ｏ　Ｃ　２Ｈ４　０　Ｃ　Ｈ３　）　ｚを用いて還
元してイし合１勿（２）を得る。また、化合物（３）は
例え（１次の合成方法で製造できる。即ち、４−（トラ
ンス−４′ＮａＡＩ　１１２（ｏＣ２１ｔ＋ｏｃｌｌ，
）。

（７）トルエン　　　（３） アルキルシクロヘキシル）ベン゛／ニド１ノルをトルエ
ン中てＮａＡＩ　Ｈ２　　（ＯＣ２　Ｈ４　０ＣＨ−　
）２を用いて０℃以下で反応させて化合ｅＡ＜３＞をＩ
＋，）る。

〔実　施　例〕

以ド、実施例と応用例により本発専１をさらに５１しく
説明する。

実施例］　　２−（４’　　−ペンチルシクロヘキシル
プロパン−１．３−ジオール（化合４勿（２）てＲ＝Ｃ
ｑＨｚのもの）の合成方法。

４−アルキルシクロヘキサノール９５ｇ（０。

５６モル）をジエチルエーテル３００ｃｍ’に溶解し、
氷−ＮａＣＱ浴で（１　”Ｃ以ドに冷却し、撹拌しなが
ら三臭化りん１００ｇ　（０．３７モル）を２時間かけ
て滴ドした。その後、室温で１時間積ｉ１゛シ、さらに
還流下に５時間撹拌した。反応物を氷５　０　０　ｇ中
に注ぎ、エーテル層を分離して１０％ＨＢｒ水溶液と水
で洗浄し、Ｎａ２３０４で乾燥した。エーテルを留去し
、残った油状物を減圧蒸留（　１　２　０　℃／　９ｍ
ｍＨ　ｇ）　Ｌ，て４−ペンチルシクロヘキシルブロマ
イド７２ｇ　（０．３１モル）を得た。次に、エタノー
ル２　７　０　ｃ　ｍ　’にナトリウム８．　　５ｇ　
（０．　　３７モル）を溶解し、マロン酸ジエチル７４
ｇ　１．４６モル）と４−ペンチルシクロヘキシルブロ
マイド７２ｇ　１．３１モル）を加え、撹拌ドに１０時
間還流した。生成したＮａＢｒを濾別し、濾液中のエタ
ノールを留し、残ｌΔに水を加えてクロロホルムで抽出
し、１０％塩酸と水で洗浄した。クロロホルムを留去し
、残った油状物を減圧蒸留（１５４℃／１．１ｍｍＨｇ
）して４−ペンチルシクロヘキシルマロン酸ジエチル４
０ｇ１．１３モル）を得た。次に、ＮａＡＩ　Ｈ２　　
（ＯＣ２　Ｈ４　０ＣＨｖ　）２の７０％トルエン溶液
２１５ｃｍ’　　（０．７７モル）をトルエン２１５ｃ
ｍ’に溶解し、撹拌しなから４−ペンチルシクロヘキシ
ルマロン酸ジエチル４０ｇ（（１．１３モル）を滴下し
、その後、８　０　−　９　０℃で５時間撹拌した。反
応物に１０９６塩酸を滴ドし、トルエン層を分離して１
０％塩酸と水で洗浄した。トルエンを留去し、残渣をヘ
キサンから１１結晶して２−　（４’　−ペンチルシク
ロヘキシル）プロパン−１．３−ジオール２３ｇ　１．
１　（１モル）を得た。

実施例２４−（）ランス−４′−プロピルシクロヘキシ
ル）ベンズアルデヒド（化合物（３）でＲ−Ｃ．Ｈ？の
もの）の合成方法。

４−（トランス−４′　−プロピルシクロヘキシル）ベ
ンゾニトリル２２．７ｇ　（０．１　０モル）をトルエ
ン１（１０ｃｍ’に溶解し、氷−Ｎａ（ｊ！浴でＯ’Ｃ
以ドに冷却し、撹拌しながらＮａＡｌＨ４　　（ＯＣ２
　Ｈ４　０ＣＨ−　）２の７０％トルエン溶液１８ｃｍ
’をトルエン５　０　ｃ　ｍヲにとかした溶液を３０分
間かけて滴ドし、滴下終了後、この温度で１時間撹拌し
た。反応物を撹拌しながら２。

５ＭＨ２ＳＯ４　１　５０ｃｍ’を滴下し、トルエン層
を分離して２．５ＭＨ２ＳＯ．と水で洗浄した。

トルエンを留去し、残った油状物を減圧蒸留（１４４℃
／３ｍｍＨｇ）して４−（トランス−４′−プロピルシ
クロヘキシル）ベンズアルデヒド２１　ｇ　１．０９１
モル）を得た。

実施例３　トランス−２−［４’　−　（）ランス４′
−プロピルシクロヘキシル）フェニル］−５−（トラン
ス−４′　−ペンチルシクロヘキシル）−１，′うージ
オキサン（化合物（１）でＲ　−　Ｃ　ｑＨ，、、Ｒ’
　＝　Ｃ　＊　［７のもの）の合成方法。

２−（４’−ペンチルシクロヘキシル）プロ／（シー１
，３−ジオール２．　　５ｇ　（０．　　０．１　１モ
ル）と４−（トランス−４′−プロピルシクロヘキシル
）ベンズアルデヒド２．５ｇ　（０．（１　１　１モル
）を塩化メチレン６０　ｃ　ｍ　’に溶解し、ｐ−トル
エンスルホン酸（１，１ｇを加えて、水分分離器をとり
つけて生成した水を除きながら３時間還流した。

反応物を５％Ｎ　ａ　Ｃ０３水溶液と水で洗浄し、塩化
メチレンを留去した。残渣をクロロホルムとアセトンの
混合溶媒から１１１結晶してトランス−２［４’−（１
−ランス−４′−プロピルシクロヘキシル）フェニル］
　−５−（１−ランス−４′　−ペンチルシクロヘキシ
ル）−１，３−ジオキサン１゜８ｇ　（０，ｒ１０４モ
ル）を得た。この化合物の相ンスー４′ ペンチルシクロヘキシル）−１，３ ジオキサン トランス−２−［４’　−（）ランス−４１−へブチル
シクロヘキシル）フェニル］　−５−（Ａ−ランス−４
′−ペンチルシクロヘキシル）−１，’３（ここで、Ｃ
は結晶、Ｓ１％Ｓ２はスメクチック１１、Ｎはネマチッ
ク川、Ｉは等Ｊｊ性ｉｔに体を示す。）以Ｆ１実施例３
と同様な合成方法によりＦ記の化合物を製造した。

トランス−２−［４’　−（トランス−４１−ペンチル
シクロヘキシル）フェニル］　−５−（１−ラドランス
−２−［４’　−（トランス−４１−プロピルシクロヘ
キシル）フェニル］　−５−（）ランス−４′−へキシ
ルシクロヘキシル）−１，３ジオキサン Ｉ・ランス−２−［４’　−（トランス−４′−ペンチ
ルシクロヘキシル）フェニル］　−２−１ランス−４′ ヘキシルシクロヘキシル） １．３ 一ジオキサン トランス−２−［４’　　〜（トランス−４＃−プロピ
ルシクロヘキシル）フェニル］　−２−（）ランス−４
′−プロピルシクロヘキシル）−１，３ジオキサン トランス−２−［４’　−（）ランス−４１−ペンチル
シクロヘキシル）フェニル］　−５−（１−ランス−４
′−プロピルシクロヘキシル）−１，３ジオキサン 応用例 １１販の１ｆｋ晶釘１成物ＺＬＩ−１５６５（メルク＞
ｌ製）に実施例３の化合物を混合した液晶組成物（Ａ）
と比較例としてＣ％Ｈ１１＜■へ！ΣＤｃＮを混合した
液晶組成物ＣＢ）を作った。

液晶組成物（Ａ） ＺＬＩ−１５６５９０重量９６ 液晶組成物ＣＢ） ＺＬＩ−１５６５９０重■％ Ｃ９Ｈ１１＋ＣＮｌ０ｌ／ これらの液晶組成物のＮ−１点と△ｎを測定した。また
、厚さ９μｍのＴＮ型セルに封入して視角依存性αを測
定した。ここで、αは次式によって定五した。なお、ｖ
ｌｈおよびｖｌ、はそれぞれＶ　　、ｈ（Ｔ−２０℃、
φ−１０”）輝度１（］９６および９０％のときの電圧
、Ｔは温度、φは視角を表わす。

以上の８１１定結果を第１表に示した。

第　　１　　表 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明の液晶化合物はＮ１点が非常
に高＜　（＞２８０℃）　、△ｎが小さく、ネマチック
相の下方に低温のスメクチック柑（４０−６０’Ｃ）を
有し、他の液晶化合物と相容性が良好であることがわか
った。

また、本発明の化合物と従来の液晶組成物を混合するこ
とにより、Ｎ−１点が高く、視角範囲の広い液晶組成物
が得られることが確認できた。

したがって、本発明はＴＮ型又はＳＴＮ型の液晶表示装
置に用いられる液晶材料として極めて白。

用である。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （上式中、ＲおよびＲ′は炭素原子数が１〜１０の直鎖
   アルキル基を示し、シクロヘキサン環および１，３−ジ
   オキサン環はトランス体である。）で表わされることを
   特徴とする液晶化合物。