JPH07247228A - フルオロシクロプロパン誘導体及び液晶組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 一般式（Ｉ） 【化１】 （Ｒ¹：Ｃ１〜１２のアルキル基、Ｒ²：ＨまたはＣ１〜
７のアルキル基、Ｚ¹及びＺ²：単結合または−ＣＨ₂Ｃ
Ｈ₂−、環Ａ：１，４−シクロヘキシレン基または２個
以上のＦ原子により置換されていてもよい１，４−フェ
ニレン基、Ｘ¹及びＸ²：ＨまたはＦ）で表わされる化合
物及びこれを含有する液晶組成物。 【効果】 この化合物は、工業的にも容易に製造でき、
熱、光、水等に対し、化学的に非常に安定り、ネマチッ
ク液晶として現在汎用されている母体液晶との相溶性に
も優れている。しかも、添加により、しきい値をあまり
上昇させずに、ネマチック相の温度範囲を高温域に拡大
することが可能である。従って、温度範囲が広く、低電
圧駆動が要求される各種液晶表示素子、特にアクティブ
マトリックス駆動用の液晶材料として非常に有用であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気光学的液晶表示材料
として有用な、新規なフルオロシクロプロパン誘導体で
ある液晶性化合物、及びそれを含有する液晶組成物に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、時計、電卓をはじめと
して、各種測定機器、自動車用パネル、ワープロ、電子
手帳、プリンター、コンピューター、テレビ等に用いら
れるようになっている。液晶表示方式としては、その代
表的なものにＴＮ（捩れネマチック）型、ＳＴＮ（超捩
れネマチック）型、ＤＳ（動的光散乱）型、ＧＨ（ゲス
ト・ホスト）型あるいはＦＬＣ（強誘電性液晶）等が知
られており、現在主流となっているのはＴＮ型及びＳＴ
Ｎ型である。また駆動方式としても従来のスタティック
駆動からマルチプレックス駆動が一般的になり、さらに
単純マトリックス方式、最近ではアクティブマトリック
ス方式が実用化されている。これらのうち、アクティブ
マトリックス方式においては、非常に高画質の表示が可
能であり、視野角が広く、高精細化、カラー化が容易
で、動画表示も可能であるため、今後の液晶表示方式の
主流になると考えられている。

【０００３】このアクティブマトリックス表示方式に用
いられる液晶材料としては、通常の液晶表示と同様に、
種々の特性が要求されているが、特に、（１）比抵抗が
高く、電圧の保持率に優れること、（２）しきい値電圧
（Ｖ_th）が低いこと、（３）液晶相の温度範囲が広いこ
と等が重要である。

【０００４】通常、液晶表示におけるしきい値電圧（Ｖ
_th）は式（１）

【０００５】

【数１】

【０００６】（式中、ｋは比例定数を、Ｋは弾性定数
を、Δεは誘電率異方性をそれぞれ表わす。）で表わさ
れるが、この式からわかるように、しきい値電圧を低く
するためには液晶材料の弾性定数を小さくするか、ある
いは誘電率異方性を大きくする必要がある。

【０００７】しかしながら、誘電率異方性の大きい液晶
化合物は、極性が大きいものが多く、高い比抵抗値や電
圧保持率の液晶材料を得ることを困難にさせる傾向を有
する。そのため、こうした目的には弾性定数が小さい液
晶材料が必要である。

【０００８】弾性定数の小さい液晶材料としては、２環
性の化合物が挙げられる。しかしながら、２環性の化合
物は、添加により組成物の液晶相の上限温度を大幅に低
下させてしまう傾向を有するものが多い。

【０００９】そこで、液晶組成物の温度範囲を特に高温
域に拡大するためには、３環性あるいは４環性の、液晶
相の上限温度の高い化合物を添加する必要がある。しか
しながら、このように上限温度の高い化合物は弾性定数
が大きいものが多く、添加により組成物のしきい値電圧
を大きく上昇させてしまう傾向を有する。

【００１０】従って、誘電率異方性があまり大きくな
く、液晶相の上限温度が高く、添加により組成物のしき
い値電圧を低下させることができる液晶化合物が望まれ
ていた。

【００１１】

【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、以上の目的に応じ、液晶相の上限温度が高
く、誘電率異方性があまり大きくなく、添加により組成
物のしきい値電圧を低下させることができる液晶化合物
を提供し、また、その化合物を含有し、液晶相の温度範
囲が広く、且つしきい値電圧の低い液晶組成物を提供す
ることにある。

【００１２】

【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）

【００１３】

【化２】

【００１４】（式中、Ｒ¹は炭素原子数１〜１２のアル
キル基を表わすが、好ましくは炭素原子数１〜７の直鎖
状アルキル基を表わす。Ｒ²は水素原子または炭素原子
数１〜７のアルキル基を表わすが、好ましくは水素原子
または炭素原子数１〜３の直鎖状アルキル基を表わす。
Ｚ¹及びＺ²はそれぞれ独立的に、単結合または−ＣＨ₂
ＣＨ₂−を表わすが、少なくとも一方は単結合を表わ
す。環Ａは１，４−シクロヘキシレン基または２個以下
のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−フェ
ニレン基を表わすが、好ましくは１，４−シクロヘキシ
レン基を表わす。また、シクロヘキサン環の２つの置換
基はトランス配置である。Ｘ¹及びＸ²はそれぞれ独立的
に、水素原子またはフッ素原子を表わす。また、Ｒ²が
水素原子を表わす場合には、好ましくはシクロプロパン
環上でフッ素原子とフェニル基がトランスに配置であ
り、Ｒ²がアルキル基を表わす場合には、好ましくはフ
ェニル基とＲ²がシクロプロパン環上でトランスに配置
である。）で表わされるフルオロシクロプロパン誘導体
を提供する。

【００１５】本発明に係わる一般式（Ｉ）で表わされる
化合物は、一般式（ＩＩ）

【００１６】

【化３】

【００１７】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｚ¹、Ｚ²、Ｘ¹、Ｘ²及
び環Ａは一般式（Ｉ）におけると同じ意味を表わす。ま
た、Ｒ²がアルキル基を表わす場合に、ベンゼン環とＲ²
がトランス、及びシス配置のものが存在するが、好まし
くはトランス配置である。）で表わされる（１−アルケ
ニル）ベンゼン誘導体を、フルオロジヨードメタンとジ
アルキル亜鉛存在下で反応させることにより容易に得る
ことができる。

【００１８】ここで中間体として用いた一般式（ＩＩ）
で表わされる化合物は、一般式（ＩＩＩｈ）

【００１９】

【化４】

【００２０】（式中、Ｒ¹、Ｚ¹、Ｚ²、Ｘ¹、Ｘ²及び環
Ａは一般式（Ｉ）におけると同じ意味を表わす。）で表
わされる化合物より以下のように製造することができ
る。なお、この一般式（ＩＩＩｈ）の化合物は、Ｚ¹、
Ｚ²、Ｘ¹、Ｘ²及び環Ａの意味に応じて、４−アルキル
シクロヘキサノン、４−（４−アルキルシクロヘキシ
ル）シクロヘキサノン、４−ハロゲノベンゼン、４−ハ
ロゲノビフェニルあるいはそのフッ素置換体等から公知
の製造方法により製造できるものである。

【００２１】一般式（ＩＩＩｈ）の化合物を、塩化アル
ミニウム等のルイス酸存在下で、一般式（ＩＶａ）ある
いは（ＩＶｂ）

【００２２】

【化５】Ｒ²ＣＨ₂ＣＯＣｌ （ＩＶａ） Ｒ²ＣＨ₂ＣＯＯＣＯＣＨ₂Ｒ² （ＩＶｂ） （式中、Ｒ²は一般式（Ｉ）におけると同じ意味を表わ
す。）と反応させ、得られたフェニルケトンを還元して
アルコールとした後、脱水して一般式（ＩＩ）で表わさ
れる（１−アルケニル）ベンゼン誘導体を得ることがで
きる。

【００２３】あるいは一般式（ＩＩＩｈ）の化合物をル
イス酸存在下で、シュウ酸クロリドと反応させ、得られ
た酸クロリドを水素化ジイソブチルアルミニウム（ＤＩ
ＢＡＬ−Ｈ）で還元して、一般式（ＩＩＩｆ）

【００２４】

【化６】

【００２５】（式中、Ｒ¹、Ｚ¹、Ｚ²、Ｘ¹、Ｘ²及び環
Ａは一般式（Ｉ）におけると同じ意味を表わす。）で表
わされるベンズアルデヒド誘導体とし、これを一般式
（Ｖ）

【００２６】

【化７】Ｒ²−ＣＨ＝ＰＰｈ₃ （Ｖ） （式中、Ｒ²は一般式（Ｉ）におけると同じ意味を表わ
す。）で表わされるウィッティヒ反応剤と反応させるこ
とにより、一般式（ＩＩ）の化合物を得ることができ
る。この時、Ｒ²が水素原子以外の場合には二重結合は
シス配置の化合物が得られるが、これはｐ−トルエンス
ルフィン酸等によりトランス配置に異性化することがで
きる。

【００２７】あるいは一般式（ＩＩ）の化合物は一般式
（ＩＩＩｘ）

【００２８】

【化８】

【００２９】（式中、Ｒ¹、Ｚ¹、Ｚ²、Ｘ¹、Ｘ²及び環
Ａは一般式（Ｉ）におけると同じ意味を表わし、Ｗは塩
素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表わす。）のハロ
ゲン化ベンゼン誘導体から調製された一般式（ＩＩＩ
ｍ）

【００３０】

【化９】

【００３１】（式中、Ｒ¹、Ｚ¹、Ｚ²、Ｘ¹、Ｘ²及び環
Ａは一般式（Ｉ）におけると同じ意味を表わし、ＭはＭ
ｇＣｌ、ＭｇＢｒ、ＭｇＩあるいはＬｉを表わす。）で
表わされる有機金属反応剤に、一般式（ＶＩ）

【００３２】

【化１０】Ｒ²−ＣＨ₂ＣＨＯ （ＶＩ） （式中、Ｒ²は一般式（Ｉ）におけると同じ意味を表わ
す。）で表わされるアルデヒドを反応させ、得られたア
ルコールを脱水することによっても得ることができる。

【００３３】斯くして製造された一般式（Ｉ）で表わさ
れる化合物の代表例を第１表に掲げる。

【００３４】

【表１】 （表中、Ｃｒは結晶相を、Ｎはネマチック相を、Ｉは等
方性液体相をそれぞれ表わす。） 第１表から、本発明の一般式（Ｉ）の化合物は、液晶相
の上限温度が高いものも存在し、単独ではネマチック相
を示さない化合物もある。しかしながら、後述のように
このような化合物を母体液晶に添加した場合、相転移温
度を高温域に拡大することができる。これより、一般式
（Ｉ）の化合物は、潜在的にはかなり高いネマチック相
の上限温度（Ｔ_N-I）を有していると考えられる。

【００３５】本発明に係わる一般式（Ｉ）で表わされる
化合物は、他のネマチック液晶化合物との混合物の状態
で、特にＴＮ型あるいはＳＴＮ型といった電界効果型表
示セルの材料として、組成物のしきい値電圧をほとんど
上昇させることなく、液晶相の上限温度を上昇させる目
的に使用することができ、アクティブマトリックス駆動
用液晶材料の構成成分として特に適している。

【００３６】この組成物中において、一般式（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ネマチ
ック液晶化合物の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、４−置換シクロヘキ
サンカルボン酸４−置換フェニル、４−置換シクロヘキ
サンカルボン酸４’−置換ビフェニリル、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、４−（４−置換シクロヘキシル）安息香酸４
−置換フェニル、４−（４−置換シクロヘキシル）安息
香酸４−置換シクロヘキシル、４，４’−置換ビフェニ
ル、１−（４−置換シクロヘキシル）−４−置換ベンゼ
ン、４，４’−置換ビシクロヘキサン、１−［２−（４
−置換シクロヘキシル）エチル］−４−置換ベンゼン、
１−（４−置換シクロヘキシル）−２−（４−置換シク
ロヘキシル）エタン、４，４”−置換ターフェニル、４
−（４−置換シクロヘキシル）−４’−置換ビフェニ
ル、４−［２−（４−置換シクロヘキシル）エチル］−
４’−置換ビフェニル、４−（４−置換フェニル）−
４’−置換ビシクロヘキサン、４−［２−（４−置換シ
クロヘキシル）エチル］−４’−置換ビフェニル、４−
［２−（４−置換シクロヘキシル）エチル］シクロヘキ
シル−４’−置換ベンゼン、４−［２−（４−置換フェ
ニル）エチル］−４’−置換ビシクロヘキサン、１−
（４−置換フェニルエチニル）−４−置換ベンゼン、１
−（４−置換フェニルエチニル）−４−（４−置換シク
ロヘキシル）ベンゼン、２−（４−置換フェニル）−５
−置換ピリミジン、２−（４’−置換ビフェニリル）−
５−置換ピリミジン及び上記各化合物においてベンゼン
環が側方置換基を有する化合物等を挙げることができ
る。

【００３７】このうちアクティブマトリックス駆動用と
しては４，４’−置換ビフェニル、１−（４−置換シク
ロヘキシル）−４−置換ベンゼン、４，４’−置換ビシ
クロヘキサン、１−［２−（４−置換シクロヘキシル）
エチル］−４−置換ベンゼン、１−（４−置換シクロヘ
キシル）−２−（４−置換シクロヘキシル）エタン、
４，４”−置換ターフェニル、４−（４−置換シクロヘ
キシル）−４’−置換ビフェニル、４−［２−（４−置
換シクロヘキシル）エチル］−４’−置換ビフェニル、
４−（４−置換フェニル）−４’−置換ビシクロヘキサ
ン、４−［２−（４−置換シクロヘキシル）エチル］−
４’−置換ビフェニル、４−［２−（４−置換シクロヘ
キシル）エチル］シクロヘキシル−４’−置換ベンゼ
ン、４−［２−（４−置換フェニル）エチル］−４’−
置換ビシクロヘキサン、１−（４−置換フェニルエチニ
ル）−４−置換ベンゼン、１−（４−置換フェニルエチ
ニル）−４−（４−置換シクロヘキシル）ベンゼン及び
上記においてベンゼン環がフッ素置換されている化合物
が適している。

【００３８】本発明の一般式（Ｉ）の化合物の効果は、
後述の実施例にも示したが、以下の例からも明らかであ
る。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）

【００３９】

【化１１】

【００４０】（式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わし、「％」は「重量％」を表わす。）は５４．５
℃以下でネマチック相を示し、その誘電率異方性（Δ
ε）は＋６．７であり、これを用いて作製したＴＮセル
のしきい値電圧（Ｖ_th）は１．６０Ｖであった。

【００４１】この母体液晶（Ａ）８０重量％及び第１表
中の（Ｎｏ．１）の化合物２０重量％からなる液晶組成
物（Ｍ−１）を調製した。この（Ｍ−１）のネマチック
相の上限温度（Ｔ_N-I）は７２．１℃と大きく上昇し
た。Δεは＋６．５とやや小さくなった。また、同様に
してＶ_thを測定したところ、Ｔ_N-Iが大きく上昇し、Δ
εが小さくなったにもかかわらず、Ｖ_thは１．８３Ｖと
その上昇はわずかであった。

【００４２】これに対し、母体液晶（Ａ）８０重量％及
び（Ｎｏ．１）の化合物と類似構造を有し、Δεが小さ
く、Ｔ_N-Iを上昇させる目的で用いられてきた式（Ｒ−
１）

【００４３】

【化１２】

【００４４】の化合物２０重量％からなる液晶組成物
（ＭＲ−１）を調製した。この（ＭＲ−１）は前述の
（Ｍ−１）と比較して、Ｔ_N-Iは７６．２℃と高くな
り、Δεは＋６．１とやや小さくなった。しかしなが
ら、同様にしてＶ_thを測定したところ、１．９９Ｖと大
きく上昇していた。

【００４５】次に、ネマチック液晶材料として特にアク
ティブマトリックス用として好適な母体液晶（Ｂ）

【００４６】

【化１３】

【００４７】（式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わし、「％」は「重量％」を表わす。）は１１６．
７℃以下でネマチック相を示し、誘電率異方性（Δε）
は＋４．７であり、これを用いたセル厚８μｍのＴＮセ
ルのしきい値電圧（Ｖ_th）は２．４３Ｖであった。

【００４８】この母体液晶（Ｂ）７０重量％及び第１表
中の（Ｎｏ．１）の化合物３０重量％からなる液晶組成
物（Ｎ−１）を調製したところ、Ｔ_N-Iは１２７．９℃
と大きく上昇し、Δεは＋３．８と小さくなった。ま
た、同様にして測定したＶ_thは２．７７Ｖとその上昇は
比較的小さかった。さらに、この組成物の比抵抗は１０
¹²Ωｃｍ以上と大きく、このセルの電圧保持率は非常に
高かった。

【００４９】以上の結果から、本発明の一般式（Ｉ）で
表わされる化合物は、ネマチック液晶相を示す母体液晶
に添加することにより、しきい値電圧をほとんど上昇さ
せることなく、しかも、液晶相の上限温度を高温域に拡
大できる効果を有することが明らかである。

【００５０】さらに、上記結果から本発明の一般式
（Ｉ）の化合物自体のΔεは比較的小さいと考えられ、
前述の式（１）から、この化合物の弾性定数も比較的小
さいと考えられる。

【００５１】

【実施例】以下に本発明の実施例を示し、本発明を更に
説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。

【００５２】なお、相転移温度の測定は温度調節ステー
ジを備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱量計（ＤＳＣ）を
併用して行った。また、化合物の構造は核磁気共鳴スペ
クトル（¹Ｈ−ＮＭＲ）、赤外吸収スペクトル（Ｉ
Ｒ）、質量スペクトル（ＭＳ）等により確認した。ＩＲ
における（ＫＢｒ）は錠剤成形による測定を表わす。Ｎ
ＭＲにおけるＣＤＣｌ₃は溶媒を表わし、Ｊはカップリ
ング定数を表わす。ｓは１重線、ｄは２重線、ｔは３重
線、ｑｕｉｎｔｅｔは５重線を、ｍは多重線を表わす。
また、例えばｄｄは２重の２重線を表わす。ＭＳにおけ
るＭ⁺は親ピークを表わし、（ ）内はそのピークの相
対強度を表わす。組成物中における「％」はすべて「重
量％」を表わす。 （参考例） １−エテニル−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］ベンゼンの合成

【００５３】

【化１４】

【００５４】（１） １−［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］フェニル］−１−エタノンの合成 無水塩化アルミニウム１８．８ｇのジクロロメタン７０
ｍｌ懸濁液を０℃に冷却し、無水酢酸７．９ｇを加え
て、攪拌溶解した。溶解後、［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２０ｇのジクロロメタン３５ｍｌ溶液を攪拌下、
３０分間で滴下し、さらに室温で１時間攪拌した。反応
終了後、反応液を氷水中にあけ、有機層を分離し、水層
から反応生成物をジクロロメタンで抽出し、有機層を合
わせた。有機層を水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナ
トリウムで脱水乾燥した後、溶媒を溜去して、１−［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］フェニル］−１−エタノンの
粗結晶２２．６ｇを得た。 （２） １−［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］フェニ
ル］エタノールの合成 上記（１）で得た１−［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］フ
ェニル］−１−エタノンの粗結晶２２．６ｇを、テトラ
ヒドロフラン（ＴＨＦ）３５ｍｌに溶解した。これを水
素化アルミニウムリチウム２．７ｇのＴＨＦ３５ｍｌ懸
濁液に０℃で３０分間で滴下した。さらに室温で１時間
攪拌した後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて過剰
の水素化物を分解し、さらに塩酸を加えて沈澱させ、デ
カンテーションにより沈澱を除去した。沈澱をトルエン
で洗浄し、これに有機層をあわせ、無水硫酸マグネシウ
ムで脱水乾燥した後に、溶媒を溜去して、１−［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］フェニル］エタノールの粗結晶
２８ｇを得た。 （３） １−エテニル−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］
ベンゼンの合成 上記（２）で得た１−［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］フ
ェニル］エタノール２８ｇのトルエン１４０ｍｌ溶液に
硫酸水素カリウム１．５ｇを加え、水を除去しながら４
時間加熱還流した。放冷した後、反応液を水にあけ、反
応生成物をトルエンで抽出した。有機層を無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥し、濃縮した後、シリカゲルカラムクロ
マトグラフィー（ヘキサン）を用いて精製して、１−エ
テニル−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］ベンゼンの白色結
晶１４．６ｇを得た。 （実施例１） トランス−１−フルオロ−２−［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］フェニル］シクロプロパン（第
１表中のＮｏ．１の化合物）及びシス−１−フルオロ−
２−［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］フェニル］シクロプ
ロパン（第１表中のＮｏ．２の化合物）の合成

【００５５】

【化１５】

【００５６】上記参考例で得た１−エテニル−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１．９５ｇ（６．３ｍｍ
ｏｌ）のヘキサン２０ｍｌ溶液に、室温でジエチル亜鉛
（２．７Ｍ−ヘキサン溶液）４．７ｍｌ（１２．６ｍｍ
ｏｌ）を加え、更にジヨードフルオロメタン３．６ｇ
（１２．６ｍｍｏｌ）を加えた後、一晩攪拌した。反応
液を飽和塩化アンモニウム水溶液１００ｍｌに注ぎ、反
応生成物を酢酸エチル５０ｍｌで４回抽出し、抽出液を
飽和食塩水５０ｍｌで洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥
し、減圧濃縮した。得られた残渣をカラムクロマトグラ
フィー（シリカゲル，ヘキサン）を用いて精製して、ト
ランス−１−フルオロ−２−［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］フェニル］シクロプロパン６７５ｍｇ（収率３１
％）、及びシス−１−フルオロ−２−［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］フェニル］シクロプロパン６３０ｍｇ（収
率２９％）を得た。トランス体、シス体共にエタノール
２０ｍｌから再結晶させて、精製物のトランス体２２
％、シス体２５％を得た。トランス−１−フルオロ−２
−［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］フェニル］シクロプロ
パン 無色針状晶 相転移温度（℃）：Ｃｒ１６８ Ｎ１７３ Ｉ ＩＲ（ＫＢｒ） ２９２０，２８５０，１５２０，１４
５０，１１５０，１０６２，９７０，９３０，８９０，
８２２，７９０ｃｍ^{-1 1} Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃） δ ０．８７（ｔ，Ｊ＝
７．２Ｈｚ，３Ｈ），０．７８〜１．２１（ｍ，１１
Ｈ），１．０５（ｄｄｔ，Ｊ＝１０．３，７．２ａｎｄ
６．１，１Ｈ），１．３０（ｑｕｉｎｔｅｔ，Ｊ＝６．
９Ｈｚ，２Ｈ），１．３３〜１．４５（ｍ，２Ｈ），
１．４６（ｄｄｄｄ，Ｊ＝２２．８，１１．３，７．２
ａｎｄ２．８Ｈｚ，１Ｈ），１．６７〜１．９３（ｍ，
８Ｈ），２．３７（ｄｄｄｄ，Ｊ＝２０．０，１１．
３，７，２ａｎｄ２．０Ｈｚ，１Ｈ），２．４０（ｔ
ｔ，Ｊ＝１２．１ａｎｄ３．２Ｈｚ，１Ｈ），４．６１
（ｄｄｄｄ，Ｊ＝６４．１，６．１，２．８ａｎｄ２．
０Ｈｚ，１Ｈ），６．９５（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，２
Ｈ），７．１１（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，２Ｈ） ＭＳ ｍ／ｚ ３４２（Ｍ⁺，２０），１６２（２
５），１４９（３３），９７（２８），８３（６０），
６９（１００），５５（８２），４１（７７） 元素分析：Ｃ₂₄Ｈ₃₅Ｆとして 計算値：Ｃ，８４．１６％；Ｈ，１０．３０％ 実測値：Ｃ，８３．８９％；Ｈ，１０．３１％ シス−１−フルオロ−２−［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］フェニル］シクロプロパン 無色粉末 融点 １５９℃ ＩＲ（ＫＢｒ） ２９２０，２８５０，１５２０，１４
５０，１１４０，１０２０，９７５，９５０，８２５，
７８０ｃｍ^{-1 1} Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃） δ ０．８７（ｔ，Ｊ＝
７．２Ｈｚ，３Ｈ），０．７８〜１．２１（ｍ，１３
Ｈ），１．３１（ｑｕｉｎｔｅｔ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，２
Ｈ），１．１７〜１．３０（ｍ，２Ｈ），１．３５〜
１．４９（ｍ，２Ｈ），１．６７〜１．９６（ｍ，８
Ｈ），２．０３（ｄｄｔ，Ｊ＝１０．３，８．０ａｎｄ
６．１Ｈｚ，１Ｈ），２．４２（ｔｔ，Ｊ＝１２．１ａ
ｎｄ３．４Ｈｚ，１Ｈ），４．７５（ｄｄｄｄ，Ｊ＝６
６．１，９．１，６．２ａｎｄ２．９Ｈｚ，１Ｈ），
７．１４（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ），７．１８
（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ） ＭＳ ｍ／ｚ ３４２（Ｍ⁺，３４），１６２（４
１），１４９（３８），９７（３５），８３（７３），
６９（１００），５５（６５），４１（５４） 高分解能 ＭＳ（Ｍ⁺） Ｃ₂₄Ｈ₃₅Ｆとして 計算値（ｍ／ｚ）３４２．２７３８ 実測値（ｍ／ｚ）３４２．２７４０ （実施例２） 液晶組成物の調製（１）

【００５７】

【化１６】

【００５８】（式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わす。）からなる母体液晶（Ａ）を調製したとこ
ろ、５４．５℃以下でネマチック（Ｎ）相を示した。そ
の物性値及びこれを用いて作製したＴＮセルのしきい値
電圧（Ｖ_th）は以下の通りであった。

【００５９】Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I） ５４．５℃ 誘電率異方性（Δε） ＋６．７ しきい値電圧（Ｖ_th） １．６０Ｖ この母体液晶（Ａ）８０％及び実施例１で得られた（Ｎ
ｏ．１）の化合物２０％からなる液晶組成物（Ｍ−１）
を調製した。この（Ｍ−１）のＴ_N-I、Δε及び同様に
して測定したＶ_thは以下の通りであった。

【００６０】Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I） ７２．１℃ 誘電率異方性（Δε） ＋６．４ しきい値電圧（Ｖ_th） １．８３Ｖ このように、（Ｎｏ．１）の化合物は、組成物のＴ_N-I
を大きく上昇させることができ、しかもしきい値電圧を
ほとんど上昇させていないことが明らかである。また、
このことから、（Ｎｏ．１）の化合物自体のΔεは比較
的小さく、前述の式（１）から、弾性定数も比較的小さ
いものと考えられる。 （比較例１）母体液晶（Ａ）８０％及び（Ｎｏ．１）の
化合物の類似構造を有する式（Ｒ−１）

【００６１】

【化１７】

【００６２】の２０％からなる液晶組成物（ＭＲ−１）
を調製した。この（ＭＲ−１）のＴ_{N- I}、Δε及び同様
にして測定したＶ_thは以下の通りであった。 Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I） ７６．２℃ 誘電率異方性（Δε） ＋６．１ しきい値電圧（Ｖ_th） １．９９Ｖ このように（Ｍ−１）と比較すると、Ｔ_N-Iは高くなっ
たが、Δεは（Ｍ−１）よりやや小さくなり、Ｖ_thは
１．９９Ｖとかなり上昇していた。

【００６３】このことから、式（Ｒ−１）の化合物は、
（Ｎｏ．１）の化合物に比べて組成物のＴ_N-Iを上昇さ
せているものの、同時にしきい値電圧を更に大きく上昇
させてしまう化合物であることが明らかである。 （実施例３） 液晶組成物の調製（２） ネマチック液晶材料として、特にアクティブマトリック
ス用として好適な母体液晶（Ｂ）

【００６４】

【化１８】

【００６５】（式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わす。）を調製した。この母体液晶（Ｂ）は１１
６．７℃以下でネマチック相を示した。Ｔ_N-I、Δε及
びこれを用いて作製したセル厚８μｍのＴＮセルのしき
い値電圧（Ｖ_th）は以下の通りであった。

【００６６】Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I） １１６．７℃ 誘電率異方性（Δε） ＋４．７ しきい値電圧（Ｖ_th） ２．１４Ｖ この母体液晶（Ｂ）７０％及び（Ｎｏ．１）の化合物３
０％からなる液晶組成物（Ｎ−１）を調製した。この
（Ｎ−１）のＴ_N-I及びＶ_thは以下の通りであった。

【００６７】Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I） １２７．９℃ 誘電率異方性（Δε） ＋３．８ しきい値電圧（Ｖ_th） ２．７７Ｖ このように、（Ｎｏ．１）の化合物は、組成物のＴ_N-I
を更に高温域まで大きく上昇させ、しかもしきい値電圧
をほとんど上昇させていない。このことから、（Ｎｏ．
１）の化合物自体のΔεは比較的小さく、前述の式
（１）から、弾性定数も比較的小さいものと考えられ
る。また、上記（Ｎ−１）の比抵抗を測定したところ、
１０¹²Ωｃｍ以上と大きく、このセルの電圧保持率は非
常に高かった。

【００６８】従って、（Ｎｏ．１）の化合物は、アクテ
ィブマトリックス駆動用液晶材料として、温度範囲が極
めて広く、比較的しきい値電圧の低い液晶組成物を調製
する上で極めて有用である。 （実施例４） 化合物の熱安定性試験 実施例２で得た（Ｎｏ．１）の化合物をアンプルに封入
し、１００℃の定温器内に２４時間放置した。放冷後、
内容物をヘキサンに１０％溶解し、その比抵抗を測定し
たところ、加熱試験前のサンプルを用いて同様に測定し
た比抵抗と全く変化がなかった。また、キャピラリーガ
スクロマトグラフでその純度を測定したところ、不純物
は全く生成していなかった。

【００６９】

【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、実施例に示したように工業的にも容易に製
造でき、熱、光、水等に対し、化学的に非常に安定であ
る。また、誘電率異方性が比較的小さく、ネマチック液
晶として現在汎用されている母体液晶との相溶性にも優
れている。従って、この化合物は添加することによっ
て、組成物のしきい値電圧（Ｖ_th）をあまり上昇させる
ことなく、液晶相の上限温度を大きく上昇させることが
可能である。従って、液晶相の温度範囲が広く、かつ低
電圧駆動が要求される各種液晶表示素子、特にアクティ
ブマトリックス駆動用の液晶材料として非常に有用であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 檜山 爲次郎 神奈川県相模原市上鶴間４−29−３−101 (72)発明者 楠本 哲生 神奈川県相模原市南台１−９−２−102 (72)発明者 佐藤 健一 神奈川県相模原市上溝35−11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ¹は炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わ
   し、Ｒ²は水素原子または炭素原子数１〜７のアルキル
   基を表わし、Ｚ¹及びＺ²はそれぞれ独立的に、単結合ま
   たは−ＣＨ₂ＣＨ₂−を表わすが、少なくとも一方は単結
   合を表わし、環Ａは１，４−シクロヘキシレン基または
   ２個以下のフッ素原子により置換されていてもよい１，
   ４−フェニレン基を表わし、Ｘ¹及びＸ²はそれぞれ独立
   的に、水素原子またはフッ素原子を表わし、シクロヘキ
   サン環の２つの置換基はトランス配置である。）で表わ
   される化合物。
2. 【請求項２】 Ｒ²が水素原子であり、環Ａが１，４−
   シクロヘキシレン基である請求項１記載の化合物。
3. 【請求項３】 Ｚ¹及びＺ²が共に単結合であり、Ｘ¹及
   びＸ²が共に水素原子である請求項２記載の化合物。
4. 【請求項４】 Ｒ¹が炭素原子数１〜７のアルキル基で
   ある請求項３記載の化合物。
5. 【請求項５】 Ｒ¹が炭素原子数１〜５のアルキル基で
   ある請求項４記載の化合物。
6. 【請求項６】 請求項１記載の一般式（Ｉ）で表わされ
   る化合物を含有する液晶組成物。