JPH0495045A

JPH0495045A - エーテル結合を有するフッ素系化合物

Info

Publication number: JPH0495045A
Application number: JP20967890A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sasaki; 誠佐々木; Haruyoshi Takatsu; 晴義高津; Kiyobumi Takeuchi; 清文竹内
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1990-08-08
Publication date: 1992-03-27
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JP2932633B2

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〕本発明は電気光学的表示材料として有用なエーテル結合
を有するフッ素系化合物に関する。

〔従来の技術〕

液晶表示セルの代表的なものにエム・シャット（Ｍ、　
５ｃｈａｄｔ）等［ＡＰＰＬ［ＥＤ　ＰＨＹＳＩＣＳ　
ＬＥＴＴＥＲＳ、１８゜１２７〜１２８　（１９０）］
によって提案された電界効果型セル（フィールド・エフ
ェクト・モード・セル）又はジー・エイチ・バイルマイ
ヤー　（Ｇ、ＨＨｅｉｌｍｅｉｅｒ）等（ＰＲＯＣＥＥ
ＤＩＮＧ　ＯＦ　ＴＨＥ　１．Ｅ、Ｅ、Ｅ、５６１１６
２〜１１７１（１９６ｇ））によって提案された動的光
散乱型セル（ダイナミックスキャッタリング・モード・
セル）又はジー・エイチ・バイルマイヤー（Ｇ、ＨＨｅ
ｉｌｍｅｉｅｒ）等（ＡＰＰＬＩＥＤ　ＰＨＹＳＩＣＳ
　ＬＥＴＴＥＲＳ　１３，９１（１９６ｇ）］あるいは
］デイーエル・ホワイト（Ｄ。

Ｌ、Ｗｈｉｔｅ）等（ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＡＰＰＬ
ＩＥＤ　ＰＨＹＳＩＣＳ　４５　。

４７１８（１９７４））によって提案されたゲスト・ホ
スト型セル等がある。

これらの液晶表示セルの中で現在主流をなすものは、電
界効果型セルの一種のＴＮ型セルである。

このＴＮ型セルにおいては、Ｇ、ＢａｕｅｒによってＭ
ｏ１．　Ｃｒｙｓｔ、　Ｌｉｑ、　Ｃｒｙｓｔ、　６３
．４５（１９８１）に報告されているように、セル外観
を損なう原因となるセル表面での干渉縞の発生を防止す
るために、セルに充填される液晶材料の屈折率の異方性
（△ｎ）とセルにおける液晶層の厚さ（（１）μｍの積
を成る特定の値に設定する必要がある。実用的に使用さ
れる液晶表示セルでは△ｎ−ｄの値が０．５．１，０．
１．６又は２．２のいずれかに設定されている。通常、
△ｎ−ｄの値を０．５に設定した場合、視覚特性が良く
なるという特徴があり、△ｎ−ｄの値を１．０．１．６
又は２．２に設定した場合、正面からのコントラストが
良くなるという特徴がある。従って、どの方向からも見
やすい視覚特性を重視する液晶表示セルの場合は、△ｎ
−ｄの値を０．５に設定し、特に正面からのコントラス
トを重視する液晶表示セルの場合は、△ｎ−ｄの値を１
．０．１．６又は２．２に設定するのが普通である。

一方、実用的に使用さている液晶表示セルにおける液晶
層の厚さは、通常、６〜１０μｍの限定された範囲で成
る値に設定されるため、△ｎ−ｄの値を０．５に設定す
る場合は、△ｎの値の小さな液晶材料が必要となり、△
ｎ−ｄの値を１．０．１．６．２．２に設定する場合は
逆に△ｎの値の大きな液晶材料が必要となる。このよう
に、液晶表示セルの表示特性に応じて△ｎの値が小さい
液晶材料と△ｎの値が大きい液晶材料が必要とされる。

またＴＮ型セルにおいては、混合液晶の誘電率の異方性
（△ε）が正である必要があるが大きな△εの場合応答
速度が遅くなる。この為３〜ｌＯの適度な大きさの△ε
を有し、応答性に優れ、しきい値電圧が低く、低電圧で
駆動できるネマチック液晶化合物が必要とされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明が解決しようとする課題は、△ｎの値が小さ（、
高速応答性が改良される適度な△εを示し、しきい値電
圧の低くアルキルエーテル結合を有することで溶解性に
優れた新規なネマチック液晶化合物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、一般式（Ｉ）（式中、Ｒは炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基を表
わし、ｎは１〜５の整数を表わし、ｍは１〜３の整数を
表わし、ｐは０又は１を表わし、ＸはＨ又はＦを表わし
、Ｙｌ及びＹ３は各々独立的に１．３−ジオキサン環を
表わす。）で表わされる化合物を提供する。

上記一般式（１）で表わされる化合物のうち、その誘電
率の異方性（△ε・）が２〜１２の範囲にある化合物が
特に好ましい。

本発明に係わる一般式（Ｉ）で表わされる化合物は、以
下の製造方法に従って製造することができる。

（１）Ｂ環がシクロへ牛サン環であり、Ｙ２が単結合で
ある場合・・・　（Ｖｌ）・・・　（Ｉ）（式中、Ｒ５ｎＳｍ５Ｘ％Ｙ’及びＡ環は、−船人（Ｉ
）の場合と各々同じ意味を有する。）第１段階二式（Ｉ
Ｉ）の化合物をテトラヒドロフラン中でマグネシウム末
と反応させて、式（ＩＩＩ）の如きグリニヤール試薬を製造する。

第２段階二式（ｍ）の化合物にテトラヒドロフラン中で
式（ＴＶ）の化合物を反応させて、式（Ｖ）の化合物を
製造する。

第３段階二式（Ｖ）の化合物をトルエン中でｐ−トルエ
ンスルホン酸の如き酸性触媒存在下、脱水反応に付し、式（ＶＩ）の化合物を製造する
。

第４段階：式（ＶＩ）の化合物をエタノールの如きアル
コール中でラネー・ニッケルを触媒として、接触還元を行ない、式（Ｉ）の化合物を製造
する。

（２）Ｂ環がベンゼン環であり、Ｙ３が単結合である場
合（式中、Ｒ％　　ｎ％　ｍ５Ｘｓ　Ｙ”及びＡ環は一般
式（Ｉ）の場合と各々同じ意味を有する。）（３）Ｂｍ
がシクロヘキサン環又はベンゼン環であり、Ｙ２が−Ｃ
Ｈｘ　ＣＨ＊−である場合（式中、ＲＳｎ、　ｍ５Ｘｓ　Ｙ’及びＡ環は一般式（
Ｉ）の場合と各々同じ意味を有する。）前記と同様の意
味を有する。）斯くして製造された式（Ｉ）の化合物の代表的な化合物
の転移温度を第１表に掲げる。

本発明に係わる一般式（Ｉ）で表わされる化合物は、正
の誘電率異方性を有するネマチック液晶化合物であり、
従って、例えば、負の誘電率異方性を有する他のネマチ
ック液晶化合物との混合物の状態で動的光散乱型表示セ
ルの材料として使用することができ、また正又は負の誘
電率異方性を有する他のネマチック液晶化合物との混合
物の状態で電界効果型表示セルの材料として使用するこ
とができる。

このように、−船人（Ｉ）で表わされる化合物と混合し
て使用することのできる好ましい代表例としては、例え
ば、４−置換安息香酸４′−置換フェニルエステル、４
−置換シクロへキサンカルボン酸４’−１１ｍフェニル
エステル、４−置換シクロへ牛サンカルボン酸４’　−
置換ビフェニルエステル、４−（４−置換シクロヘキサ
ンカルボニルオキシ）安息香酸４′−置換フェニルエス
テル、４−（４−置換シクロヘキシル）安息香酸４′置
換フエニルエステル、４−　（４−１１換シクロヘキシ
ル）安息香酸４′−置換シクロヘキシルエステル、４−
置換４’−ｆｆ換ビフェニル、４−置換フェニル−４’
−置換シクロヘキサン、４−置換４’−ｆｉｌ換ターフ
ェニル、４−置換ビフェニル４′−置換シクロへ牛サン
、２−（４’　−置換フェニル）−５−置換ピリミジン
などを挙げることができる。

第２表は、ネマチック液晶材料として現在汎用されてい
る母体液晶（Ａ）の８０重量％と第１表に示した一般式
（Ｉ）の化合物Ｎｏ　１とＮ（１１の化合物と類似化学
構造を有し、△ｎが低く正の△εを有する式（ａ）の化
合物の各々２０重量％とからなる各混合液晶について測
定された△ｎと△εとしきい値電圧（ｖ　ｔｈ）を掲示
し、比較のために母体液晶（Ａ）自体について測定され
た△ｎと△εとｖｔｈを掲示したものである。

尚、母体液晶（Ａ）は２０重量％の１６重量％の１６重量％の及び８重量％の８重量％のから成るものであり、式（ａ）の化合物は、特公昭６３
−４４１３２号公報に記載の式８重量％の８重量％の第　　２　　表８重量％の８重量％の第２表に掲示したデータから、−船人（Ｉ）で表わされ
る化合物は、母体液晶の△ｎｓシきい値電圧をほとんど
変化させずに、△εを太き（することが理解できる。本
発明の効果は、従来公知の式（ａ）の化合物が混合液晶
のしきい値電圧を著しく上昇させて、△εを低下させて
しまうことからも明確である。

実施例１マグネシウム末１．５ｇ　（０，０６モル）を乾燥テト
ラヒドロフラン１０＋ｎｌに加え、触媒量のジブロムエ
チレンで活性化した後、３０℃以下で、式を乾燥テトラ
ヒドロフラン２５ｍ１に希釈した溶液を滴下した。滴下
終了後、同温度で０．５時間攪拌を続けた。次いで、こ
の反応液に、式１１．４ｇ　（０，０４５モル）を乾燥テトラヒドロフ
ラン３０ｍ１に溶解した溶液を２５℃以下で滴下し、そ
の後、室温で３時間反応させた。

反応終了後、反応液に９％塩酸５０ｍ１を加え、トルエ
ン１００ｍ１で３回抽出した。抽出液を水洗、乾燥した
後、抽出液から溶媒を減圧留去して、下記化合物１５．
２ｇ　（０，０３７モル）を得た。

上記化合物をトルエン２５０ｍ１に溶解し、り−トルエ
ンスルホン酸１ｇを加え４時間、除水装置で除水しなが
ら、加熱還流した。

反応終了後、トルエン層を水洗、乾燥した後、溶媒を減
圧留去して得た残渣をエタノール１３０＋＋＋１から再
結晶させて精製して、下記化合物１３．９ｇ（０，０３
５モル）を得た。

上記化合物をエタノール２５０ｍ１に溶解し、触媒とし
てラネー・ニッケル１ｇを加えた後、室温下、水素圧５
気圧で１５時間接触還元した。反応終了後、触媒を除去
した後、エタノールを減圧留去して得た残渣をｎ−へ牛
サン８０＋ａｌから再結晶させて精製して、下記化合物
７．２ｇ　（０，０１８モル）を得た。

３０重量％の転移温度５１℃（Ｃ−Ｓ）１００℃（ＳｇＮ）１５７°Ｃ（Ｎ＃Ｉ）３０重量％の実施例２実施例１で得た化合物を含有する下記組成から成るネマ
チック液晶組成物Ｎｎ２及びＮ［１３を作製した。比較
のために実施例１で得た液晶化合物を含有しない混合液
晶（Ｂ）を作製した。

ネマチック液晶組成物Ｎｏ　２、ＮＱ　３及び混合液晶
（Ｂ）について、△ｎ１△ε、しきい値電圧、応答速度
、ネマチック相を示す温度範囲を第３表に示した。　尚
ネマチック液晶組成物Ｎｕ　２は、１０重量％の３０重量％のからなるものであり、ネマチ・ツク液晶組成物Ｎｕ　３
は、２０重量％の２６重量％の２７重量％の第　　３　　表２７重量％のからなるものであり、混合液晶（Ｂ）は３３重量％の３３重量％の３４重量％のからなるものである第３表に掲示したデータから、実施例１で得られた液晶
化合物を含有するネマチック液晶組成物は、混合液晶（
Ｂ）との比較から明らかなように、ネマチック相の温度
範囲が広く、△ｎ及び△εの値にほとんど変化がなく、
しきい値電圧が低下していることから、高速応答性に優
れた液晶組成物であることが理解できるであろう。

〔発明の効果〕

本発明に係わる一般式（Ｉ）で表わされる化合物は、△
ｎが低く、高速応答性の改良が可能な適度な△εを示し
、現在ネマチック液晶材料として汎用されている母体液
晶に混合することによって、△ｎ１　△εの値をほとん
ど変化させずに、しきい値電圧を低下させ、速い応答性
を示すネマチック液晶組成物が得られる。

本発明に係わる一般式（１）で表わされる化合物は、構
造類似の公知化合物と比較し、その効果は顕著であり、
視覚特性、応答特性に優れた低電圧駆動可能なＴＮ形液
晶表示セルを作製するための材料として極めて有用であ
る。

代理人　弁理士　高　橋　　勝　利

Claims

【特許請求の範囲】１、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基を表
わし、ｎは１〜５の整数を表わし、ｍは１〜３の整数を
表わし、ｐは０又は１を表わし、ＸはＨ又はＦを表わし
、Ｙ＾１及びＹ＾２は各々独立的に−ＣＨ＿２ＣＨ＿２
−又は単結合を表わし、▲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、▲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、▲数式、
化学式、表等があります▼はトランス配置のシクロヘキ
サン環を表わし、▲数式、化学式、表等があります▼は
トランス配置の１，３−ジオキサン環を表わす。）で表わされる化合物。２、ｐが１であり、Ｙ＾１及びＹ＾２が共に単結合であ
り、▲数式、化学式、表等があります▼及び▲数式、化
学式、表等があります▼が共に▲数式、化学式、表等が
あります▼である請求項１記載の化合物。３、誘電率の異方性（△ε）が２〜１２の範囲にある請
求項１又は２記載の化合物。４、請求項１記載の化合物を少なくとも１つ含有する液
晶組成物であって、誘電率の異方性（△ε）が３〜１０
の範囲にあるネマチック液晶組成物。