JPH03200737A - トリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体、液晶組成物及び液晶表示素子 - 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、新規な液晶性化合物、及び液晶材料に係わり
、特に誘電率異方性が負でその絶対値が大きく、二周波
駆動方式、ゲスト・ホスト方式、あるいは強誘電性液晶
表示用として優れた化合物に関するものである。

〔従来技術〕

液晶表示素子は、そのすぐれた特徴（低電圧作動、低消
費電力、薄型表示が可能、明るい場所でも使用でき目が
疲れない。）によって、広くもちいられている。現在、
最も一般的であるのはＴＮ型表示方式と呼ばれるもので
あって前記の優れた特徴を合わせ持っている。しかし、
この表示方式では、ＣＲＴなどの発光型表示方式と比較
すると応答が極めて遅く、カラー化、マルチプレックス
化などには余り適したものとは言えなかった。そのため
、二周波駆動方式、ゲスト・ホスト方式、強誘電性液晶
表示などの新しい表示方式が盛んに検討されている。こ
れらの新しい表示方式に於いては、ＴＮ型の表示方式が
誘電率異方性（Δε）が正の液晶材料を用いるのに対し
て、Δεが負の液晶材料を用いることが重要である。

Δεが負の液晶材料はこれまでにも数多く知られている
。しかしながら、１乃至２個のシアノ基によって置換さ
れた１、４−フェニレン基を有するような化合物では粘
性が大きくなりすぎ、ピリダジン環を有する化合物では
、安定性が悪く弗素置換の１．４−フェニレン基を有す
る化合物ではその絶対値が十分大きくはない等の欠点が
あった。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように、従来のΔεが負の液晶化合物は、その絶
対値や粘性及び化学的安定性において不十分であり、さ
らに新しい材料が望まれていた。

本発明が解決しようとする課題は、上記条件を満たすと
共に、強誘電性液晶用材料としても好適な液晶化合物及
びこれを用いた液晶材料を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題を解決するために、次の一般式（Ｉ
）で表されるトリフルオロメチル基を有するビフェニル
誘導体を提供するものである。

１〜１６のアルキル基またはアルコキシル基を表キル基
が好ましい。

本発明の一般式（Ｉ）の化合物は以下のようにして製造
できる。

ＸがＯＣＯを表わす場合には、下記一般式（Ｉｆ）で表
わされるフェニルフェノール誘導体と、（式中、Ｒ１は
一般式（Ｉ）と同じ意味を有する）下記一般式（ＩＩＩ
）で表わされるカルボン酸とを（式中、Ｒ１は炭素数１
−１６のアルキル基またはアルコキシル基を表わすが、
炭素数２〜ｌＯの直鎖アルキル基、または直鎖アルコキ
シル基が好味を有する。） ジシクロへキシルカルボシイ逅ド（ＤＣＣ）等の縮合剤
存在下、反応させるかあるいは上記一般式（ＩＩＩ）の
カルボン酸を塩化チオニル等の塩素化剤で酸塩化物とし
て、これをピリジン等の塩基存在下、上記一般式（ＩＩ
）と反応させることにより得ることができる。

ＸがＯＣＨ＊を表わす場合には、上記一般式（ＩＩ）の
フェニルフェノール誘導体と下記一般式（ＩＶ）で表わ
される化合物とを、 磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）　、赤外吸収スペクトル
（ＩＲ）、質量スペクトル（ＭＳ）により確認した。

転移温度は温度調節ステージ付の偏光顕微鏡を用いて行
ったが、その時の測定条件や化合物の純度によって、若
干変動するものである。

し、Ｙは塩素、臭素、ヨウ素あるいはトシル基のような
脱離基を表わす。） 塩基存在下、反応させることにより、得ることができる
。

ここで、原料となる上記一般式（ｎ）のフェニルフェノ
ール誘導体は、日本化学会年会予稿集Ｐ。

１９７１　（Ｉ９８９年）に記載の方法により合成する
ことができる。

斯くして得られた上記一般式（Ｉ）の化合物の代表例を
表１に掲げる。なお、化合物の構造は核得られた化合物
は低融点であり、液晶性を示すものが多く、Δεが負の
液晶として有効に利用できる。

また、上記一般式（Ｉ）の化合物は、スメクチックＣ相
は示さないが、強誘電性液晶材料、特に母体組成物の成
分として、Δεの調節、粘度の低下等の目的に有効に使
用することもできる。

〔実施例〕

以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、勿
論、本発明の主旨、及び適用範囲は、これら実施例によ
って制限されるものではない。

なお、【Ｒにおける（ｎｅａｔ）はｉ膜による測定を、
（Ｎｕｊｏｌ）は流動パラフィン中の懸濁状態での測定
を表わす。ＮＭＲにおける（ＣＤＣ１、）は溶媒を、Ｓ
は１重線、ｄは２重線、ｔは３重線、ｑは４重線、ｍは
多重線を、ｂｒｏａｄは幅広い吸収であることを表わし
、ｄｄは２重の２重線を表わす。Ｊはカップリング定数
を表わす。温度は℃を表わし、組成物中における％はす
べて重量％を表わす。

実施例１４−ヘキシル安息香酸３−トリフルオロメチル
−４−（４−オクチルオキシフェニル）フェニル（表ｌ
Ｎａ１の化合物）の台底４−ヘキシル安想香酸クロリド
８１■及び３−トリフルオロメチル−４−（４−オクチ
ルオキシフェニル）フェノール１０６■をジクロルメタ
ン１０ｍ１に溶解し、ピリジン１ｍｆを加え、還流下、
６時間反応させた。

放冷後、エーテル５０ｍ１を加え、１０％塩酸飽和水素
ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で順次洗滌した。無
水硫酸ナトリウムで脱水後溶媒を留去して、油状物１７
４ｍｇを得た。

シリカゲルカラムクロマトグラフィー（？容媒：ｎ−ヘ
キサン／塩化メチレン＝１）で精製して、表記化合物の
結晶７８■を得た。（収率４９％）さらにエタノールか
ら再結晶してその相転移温度を測定したところ、融点は
３０．７°Ｃであり、２７゜８℃以下でＮ相を示した。

以下に同定データを示す。

［Ｒ（Ｎｕｊｏｌ）　：　１６１５．１５９０．１５７
５．１５３０．１２９０゜１２２０、９００．８１０　
（ｃｍ−’）ＮＭＲ（ＣＤＣｌ２３）：　０．８４−０
．９５（ｍ、６Ｈ）、１．２３−１．５８（ｍ、１６Ｈ
）、　　１．６０−１．７２（ｍ、２Ｈ）、　　１．７
７−１．８６（ｍ、２Ｈ）。

２．７１（ｔ、Ｊ＝８Ｈｚ、２Ｈ）、　　４．００（ｔ
、Ｊ＝７Ｈｚ、２Ｈ）。

６．９３（ｄ、Ｊ＝８．５Ｈｚ、２Ｈ）、　　７．２６
（ｄ、Ｊ＝８．５Ｈｚ、２Ｈ）。

？、３５（ｄ、Ｊ＝８．５）１ｚ、２Ｂ）、　　７．４
０（ｄ、Ｊ＝８．５Ｈｚ、２Ｈ）。

７．５８（ｓ、ｌＨ）、　　８．１３（ｄ、Ｊ＝８．５
Ｈｚ、２）り実施例２〜５ 以下同様にして表１１１ｈ２〜５の各化合物を得た。

実施例６　　）ランス４−プロピルシクロヘキサンカル
ボン酸３−トリフルオロメチル−４−（４１０ピルフエ
ニル）フェニル（表ＩＮ［Ｌ６の化合物〉の合成 ３−トリフルオロメチル−４−（４−プロピルフェニル
）フェノール５６■をテトラヒドロフラン１０ｍｌに溶
解し、ｔ−ブトキシカリウム３０■を加えて室温で２時
間攪拌した。次に、トランス−４−プロピル−ｌ−ブロ
モメチルシクロヘキサン６０■をテトラヒドロフラン５
　ｍ　ｌに溶解して滴下した。

滴下終了後４０６で４時間反応させた後放冷し、実施例
１と同様に後処理を行ない無色油状の表記化合物５０■
を得た。

実施例７ 次の組成からなる強誘電性液晶組成物を調製した。

実施例１（Ｉｌｈｌ）の化合物　　　　　１１．２％６
．８　　％ この組成物は５３．５℃以下で強誘電性を示すキラルス
メクチフクＣ（ＳＣ”）相を示し、それ以上の温度でス
メクチックＡ　（ＳＡ）相、６２．５℃以上でキラルネ
マチソク（Ｎ１）相、を示し、７１℃以上で等方性液体
相を示した。

また、長時間低温（０℃〜−１０℃）で放置しても、結
晶化せず、その融点は不明であった。

この組成物をポリイミドをコートし、ラビングによる配
向処理を施した２枚のガラス透明電極（間隔２．４μｍ
）間に充填し、液晶セルを作成した。このセルに５０　
Ｈｚ、　　２４　ＶＰ−Ｐの矩形波を印加し、その透過
光量の変化を測定したところ、２５℃で４６μ秒という
高速応答が確認できた。この時のチルト角は２９．２°
でコントラストも良好であった。

〔発明の効果〕

本発明の一般式（Ｉ）のビフェニル誘導体はΔεが負の
液晶として有効に利用することができ、また、強誘電性
を示すＳＣ′″液晶材料の構ｔｃＩＩｉ、分として、Δ
εの調整や粘度低下の目的に利用することもできる。ま
た、本発明の一般式（Ｉ）の化合物は、工業的にも容易
に製造でき、水、光、熱等に対する化学的安定性に優れ
ている。

平成１年１２月２８日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記一般式（ I ）で表わされるトリフルオロメチ
   ル基を有するビフェニル誘導体。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒ＾１は炭素数１〜１６のアルキル基又はアル
   コキシル基を表わし、▲数式、化学式、表等があります
   ▼は▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、化
   学式、表等があります▼を表わし、ＸはＯＣＨ＿２又は
   ＯＣＯを表わし、Ｒ＾２は炭素数１〜１６のアルキル基
   又はアルコキシル基を表わす。） ２、▲数式、化学式、表等があります▼が▲数式、化学
   式、表等があります▼である請求項１記載の トリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ３、ＸがＯＣＯである請求項２記載のトリフルオロメチ
   ル基を有するビフェニル誘導体。４、Ｒ＾１が炭素数２
   〜１０のアルコキシル基である請求項３記載のトリフル
   オロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ５、Ｒ＾２がアルキル基である請求項４記載のトリフル
   オロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ６、Ｒ＾１がｎ−Ｃ＿８Ｈ＿１＿７Ｏである請求項５記
   載のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ７、Ｒ＾２がｎ−Ｃ＿６Ｈ＿１＿３である請求項６記載
   のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ８、Ｒ＾２がアルコキシル基である請求項４記載のトリ
   フルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ９、Ｒ＾１がｎ−Ｃ＿８Ｈ＿１＿７Ｏである請求項８記
   載のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 １０、Ｒ＾２がｎ−Ｃ＿８Ｈ＿１＿７Ｏである請求項９
   記載のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体
   。 １１、Ｒ＾１が炭素数２〜１０のアルキル基である請求
   項３記載のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘
   導体。 １２、Ｒ＾２がアルキル基である請求項１１記載のトリ
   フルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 １３、Ｒ＾１がｎ−Ｃ＿３Ｈ＿７である請求項１２記載
   のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 １４、Ｒ＾２がｎ−Ｃ＿４Ｈ＿９である請求項１３記載
   のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 １５、▲数式、化学式、表等があります▼が▲数式、化
   学式、表等があります▼である請求項１記載のトリフル
   オロメチル基を有するビフェニル誘導体。 １６、ＸがＯＣＯである請求項１５記載のトリフルオロ
   メチル基を有するビフェニル誘導体。 １７、Ｒ＾１が炭素数２〜１０のアルコキシル基である
   請求項１６記載のトリフルオロメチル基を有するビフェ
   ニル誘導体。 １８、Ｒ＾２がアルキル基である請求項１７記載のトリ
   フルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 １９、Ｒ＾１がｎ−Ｃ＿８Ｈ＿１＿７Ｏである請求項１
   ８記載のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導
   体。 ２０、Ｒ＾２がｎ−Ｃ＿７Ｈ＿１＿５である請求項１９
   記載のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体
   。 ２１、Ｒ＾１が炭素数２〜１０のアルキル基である請求
   項１６記載のトリフルオロメチル基を有するビフェニル
   誘導体。 ２２、Ｒ＾２がアルキル基である請求項２１記載のトリ
   フルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ２３、Ｒ＾１がｎ−Ｃ＿３Ｈ＿７である請求項２２記載
   のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ２４、Ｒ＾２がｎ−Ｃ＿３Ｈ＿７である請求項２３記載
   のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ２５、ＸがＯＣＨ＿２である請求項１５記載のトリフル
   オロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ２６、Ｒ＾１が炭素数２〜１０のアルキル基である請求
   項２５記載のトリフルオロメチル基を有するビフェニル
   誘導体。 ２７、Ｒ＾２がアルキル基である請求項２６記載のトリ
   フルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ２８、Ｒ＾１がｎ−Ｃ＿３Ｈ＿７である請求項２７記載
   のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ２９、Ｒ＾２がｎ−Ｃ＿３Ｈ＿７である請求項２８記載
   のトリフルオロメチル基を有するビフェニル誘導体。 ３０、請求項１記載の一般式（ I ）のトリフルオロメ
   チル基を有するビフェニル誘導体の少なくとも１種を含
   有する液晶組成物。 ３１、請求項２〜２９のいずれかに記載のトリフルオロ
   メチル基を有するビフェニル誘導体の少なくとも１種を
   含有する液晶組成物。 ３２、請求項３０記載の液晶組成物を含有する液晶表示
   素子。 ３３、請求項３１記載の液晶組成物を含有する液晶表示
   素子。