JPH0782181A - （フルオロアルケニル）シクロヘキサ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：Ｈ又はＣ１〜１２のアルキル、Ｘ¹及びＸ²：一
方はＨ、他方はＦ、但しＸ²がＦのとき、Ｒ¹はアルキ
ル、ｍ：０又は１、環Ａ：シクロヘキシレン基又はＦ置
換されていてもよいフェニル基、Ｙ¹及びＹ²：単結合又
は−ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｚ¹：Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＦ₃、ＯＣ
Ｆ₃、ＯＣＨＦ₂、Ｃ１〜１２のアルキル若しくはアルコ
キシ、Ｃ３〜１２のアルケニル若しくはアルケニルオキ
シ、Ｚ²及びＺ³：Ｆ又はＨ）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である。ま
た、他のネマチック液晶との相溶性にも優れている。し
かも、ネマチック相の上限温度が高く、添加によって液
晶組成物のしきい値電圧を上昇させることもほとんどな
い。従って、駆動温度範囲が広く、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、（フルオロアルケニル）シクロヘキサン
誘導体である新規液晶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
られているが、このうち現在最もよく用いられているの
はＴＮ型及びＳＴＮ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、更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よると、最も高画質
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ので、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
いられる液晶材料には、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（ａ）

【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】ところが、誘電率異方性の大きい液晶化合
物は極性が大きいので、このような化合物を用いて、高
い比抵抗値や高い電圧保持率を得ることはかなり困難で
ある。そのため、こうした目的には弾性定数の小さい液
晶材料が必要である。

【０００８】しかしながら、弾性定数の小さい２環性の
化合物は、それを添加することによって、液晶組成物の
液晶相の上限温度を大幅に低下させてしまうものがほと
んどである。

【０００９】一方、液晶組成物の温度範囲を特に高温域
に広げるためには、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の大き
いものが多く、添加するとしきい値電圧を大きく上昇さ
せる傾向があった。そのため、誘電率異方性があまり大
きくなく、液晶相の温度範囲が高温域まで広く、且つし
きい値電圧が低い液晶組成物を得ることはかなり困難で
あった。

【００１０】

【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よ
り高く、且つ誘電率異方性があまり大きくないにもかか
わらず、添加により、しきい値電圧をほとんど上昇させ
ない化合物を提供し、またその化合物を含有し、液晶相
の温度範囲が高温域まで広く、しきい値電圧が低く、且
つ誘電率異方性があまり大きくない液晶組成物を提供す
ることにある。

【００１１】

【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）

【００１２】

【化２】

【００１３】（式中、Ｒ¹は水素原子又は炭素原子数１
〜１２のアルキル基を表わすが、好ましくは水素原子又
は炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基を表わし、特に
水素原子が好ましい。Ｘ¹及びＸ²のうち、一方は水素原
子を表わし、他方はフッ素原子を表わすが、好ましくは
Ｘ¹はフッ素原子を、Ｘ²は水素原子を表わす。但し、Ｘ
²がフッ素原子である場合、Ｒ¹は炭素原子数１〜１２の
アルキル基を表わす。ｍは０又は１を表わし、好ましく
はｍ＝１である。環Ａは１，４−シクロヘキシレン基又
は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。Ｙ¹及びＹ²はそれぞれ独立的に、単結
合又は−ＣＨ₂ＣＨ₂−を表わすが、好ましくはＹ¹は単
結合を表わし、特にＹ¹及びＹ²が共に単結合であること
が好ましい。Ｚ¹はフッ素原子、塩素原子、シアノ基、
トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフ
ルオロメトキシ基、炭素原子数１〜１２のアルキル基、
炭素原子数１〜１２のアルコキシル基、炭素原子数３〜
１２のアルケニル基又は炭素原子数３〜１２のアルケニ
ルオキシ基を表わすが、好ましくはフッ素原子、塩素原
子、トリフルオロメトキシ基を表わし、特にフッ素原子
が好ましい。Ｚ²及びＺ³はそれぞれ独立的に、フッ素原
子又は水素原子を表わし、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（フルオロ
アルケニル）シクロヘキサン誘導体を提供する。

【００１４】また、Ｒ¹がアルキル基である場合、シク
ロヘキサン環とＲ¹の配置が、トランスあるいはシス配
置のものが存在するが、トランス配置のものが液晶性に
優れているので好ましい。

【００１５】本発明の一般式（Ｉ）で表わされる化合物
は、例えば、以下のようにして製造することができる。

【００１６】

【化３】

【００１７】（式中、Ｒ¹、Ｙ¹、ｍ、環Ａ、Ｙ²、Ｚ¹、
Ｚ²及びＺ³は一般式（Ｉ）におけると同じ意味を表わ
す。） 対応する一般式（ＩＩ）の１−アルケニルシクロヘキサ
ン誘導体を、Ｎ−ヨードこはく酸イミド（ＮＩＳ）及び
弗化水素−ピリジンと反応させることにより、一般式
（ＩＩＩａ）の（１−フルオロ−２−ヨードアルキル）
シクロヘキサン誘導体及び一般式（ＩＩＩｂ）の（２−
フルオロ−１−ヨードアルキル）シクロヘキサン誘導体
を得る。

【００１８】ここで、Ｒ¹が水素原子である場合は、主
として一般式（ＩＩＩａ）の化合物が得られるが、Ｒ¹
がアルキル基である場合は、一般式（ＩＩＩａ）と（Ｉ
ＩＩｂ）の化合物がほぼ半量ずつ得られる。ただし、こ
れらは通常の精製方法により分離が可能であり、あるい
は分離せず混合物の状態で使用することも可能である。

【００１９】この一般式（ＩＩＩａ）及び（ＩＩＩｂ）
の化合物を、１，８−ジアザビシクロ−［５，４，０］
−７−ウンデセン（ＤＢＵ）等の塩基と反応させること
により、一般式（Ｉａ）の（１−フルオロアルケニル）
シクロヘキサン誘導体及び一般式（Ｉｂ）の（２−フル
オロアルケニル）シクロヘキサン誘導体を得ることがで
きる。

【００２０】一般式（Ｉ）において、Ｒ¹がアルキル基
である場合、末端アルケニル基がトランス配置である一
般式（ＩＩ）の化合物からは、一般式（Ｉ）のフルオロ
アルケニル基において、Ｒ¹とシクロヘキサン環がシス
配置の化合物が得られ、シス配置の一般式（ＩＩ）の化
合物からはトランス配置の一般式（Ｉ）の化合物が得ら
れる。前述のように、一般式（Ｉ）のフルオロアルケニ
ル基におけるＲ¹とシクロヘキサン環はトランス配置が
好ましいので、原料として用いる一般式（ＩＩ）の化合
物はシス体が好ましい。

【００２１】斯くして製造される一般式（Ｉ）で表わさ
れる化合物の代表例を第１表に掲げる。

【００２２】

【表１】

【００２３】（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、一般式（Ｉ）で表わされる化合物はネマチ
ック相の上限温度がかなり高いので、汎用の母体液晶に
添加することにより、その液晶相を高温域に拡大するこ
とも可能である。

【００２４】後述の実施例にも示したように、本発明の
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ＳＴ
Ｎ型といった電界効果型表示セルの材料として使用する
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。

【００２５】このように、本発明の一般式（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−置換フェニルエステル、４−置換シク
ロヘキサンカルボン酸４−置換フェニルエステル、４−
置換シクロヘキサンカルボン酸４’−置換ビフェニリル
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
シクロヘキシルエステル、４，４’−置換ビフェニル、
１−（４−置換フェニル）−４−置換シクロヘキサン、
４，４”−置換ターフェニル、１−（４’−置換ビフェ
ニリル）−４−置換シクロヘキサン、１−（４−置換シ
クロヘキシル）−４−（４−置換フェニル）シクロヘキ
サン、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
ジンなどを挙げることができる。

【００２６】また、特にアクティブマトリックス用とし
ては、４，４’−置換ビフェニル、１−（４−置換フェ
ニル）−４−置換シクロヘキサン、４，４”−置換ター
フェニル、１−（４’−置換ビフェニリル）−４−置換
シクロヘキサン、１−（４−置換シクロヘキシル）−４
−（４−置換フェニル）シクロヘキサンなどが好まし
い。

【００２７】本発明の一般式（Ｉ）の化合物の効果は、
例えば、以下の例からも明らかである。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（Ａ）

【００２８】

【化４】

【００２９】（式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わし、「％」は「重量％」を意味する。）は５４．
５℃以下でネマチック相を示し、誘電率異方性（Δε）
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。

【００３０】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
相の上限温度は６０．１℃と大きく上昇した。また、Δ
εは＋５．８とやや小さくなった。次に、この組成物を
用いて同様にしてセルを作製し、Ｖ_thを測定したとこ
ろ、ネマチック相の上限温度が高くなり、Δεが小さく
なったにもかかわらず、１．６４Ｖとその上昇はわずか
であった。これは（Ｎｏ．１）の化合物の弾性定数
（Ｋ）が比較的小さいことによるものと考えられる。

【００３１】以上の結果から、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、液晶相の温度範囲を高温域に拡大できることが明ら
かである。

【００３２】次に、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）

【００３３】

【化５】

【００３４】（式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わす。）を調製したところ、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、これを用いて作製したＴＮセルのしきい値電圧
（Ｖ_th）は２．４３Ｖである。

【００３５】この母体液晶（Ｂ）８０重量％及び（Ｎ
ｏ．１）の化合物２０重量％からなる液晶組成物（Ｍ−
２）を調製したところ、ネマチック相の上限温度は１１
２℃とわずかに低下した。また、Δεは＋３．７と非常
に小さくなった。しかしながら、同様にしてＶ_thを測定
したところ、Δεが減少しているにもかかわらず、２．
４４Ｖとほとんど変化がなかった。従って、（Ｎｏ．
１）の化合物は誘電率異方性（Δε）を低く抑えること
ができるので、高い比抵抗と電圧保持率を必要とするア
クティブマトリックス用の液晶材料としても好適である
ことが理解できる。

【００３６】

【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。

【００３７】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、ｑは４重線、ｑｕｉｎｔｅｔは５重線、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。また、組成物における
「％」は「重量％」を意味する。 （実施例１） ３，４−ジフルオロ−１−［トランス−
４−［トランス−４−（１−フルオロエテニル）シクロ
ヘキシル］シクロヘキシル］ベンゼン（Ｎｏ．１の化合
物）の合成 （１−ａ） ３，４−ジフルオロ−１−［トランス−４
−［トランス−４−（１−フルオロ−２−ヨードエチ
ル）シクロヘキシル］シクロヘキシル］ベンゼンの合成

【００３８】

【化６】

【００３９】３，４−ジフルオロ−１−［トランス−４
−（トランス−４−エテニルシクロヘキシル）シクロヘ
キシル］ベンゼン８．８２ｇ（２９ｍｍｏｌ）のジクロ
ロメタン（８０ｍｌ）溶液に、Ｎ−ヨードこはく酸イミ
ド（ＮＩＳ）９．８ｇ（４３．５ｍｍｏｌ）を加えた
後、０℃で弗化水素−ピリジン溶液２．５ｍｌを加え、
３時間攪拌した。反応液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶
液と亜硫酸水素ナトリウム水溶液（１／１）３００ｍｌ
に注ぎ、反応生成物をジクロロメタン６０ｍｌで３回抽
出し、抽出液を飽和食塩水５０ｍｌで洗浄した後、無水
硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮した後、得られた
残渣をカラムクロマトグラフィー（Ｋｉｅｓｅｌｇｅｌ
６０、ヘキサン／酢酸エチル＝８０／１）を用いて精
製して、３，４−ジフルオロ−１−［トランス−４−
［トランス−４−（１−フルオロ−２−ヨードエチル）
シクロヘキシル］シクロヘキシル］ベンゼン８．２６ｇ
（収率：６４％）及び、３，４−ジフルオロ−１−［ト
ランス−４−［トランス−４−（２−フルオロ−１−ヨ
ードエチル）シクロヘキシル］シクロヘキシル］ベンゼ
ン１．１２ｇ（収率：９％）を得た。 ３，４−ジフルオロ−１−［トランス−４−［トランス
−４−（１−フルオロ−２−ヨードエチル）シクロヘキ
シル］シクロヘキシル］ベンゼン 無色板状晶 相転移温度（℃）：Ｃｒ８７ Ｎ１０５ Ｉ ＩＲ（ＫＢｒ）：２９５０，２８８０，１６１０，１５
２０，１４５０，１２８０，１１２０，８３０，７８０
ｃｍ^{-1 1} Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：δ＝０．９５〜１．２２
（ｍ，８Ｈ），１．３６（ｑｕｉｎｔｅｔ，Ｊ＝１２．
４Ｈｚ，２Ｈ），１．６０〜２．０３（ｍ，９Ｈ），
２．４１（ｔｔ，Ｊ＝１２．２ａｎｄ３．５Ｈｚ，１
Ｈ），３．３１（ｄｄｄ，Ｊ＝２１．７，１１．１ａｎ
ｄ６．５Ｈｚ，１Ｈ），３．４０（ｄｄｄ，Ｊ＝２３．
６，１１．１ａｎｄ３．９Ｈｚ，１Ｈ），４．１５（ｄ
ｔｄ，Ｊ＝４７．２，６．４ａｎｄ３．９Ｈｚ，１
Ｈ），６．８９（ｄｄｔ，Ｊ＝６．３，４．３ａｎｄ
２．１Ｈｚ，１Ｈ），６．９９（ｄｄｄ，Ｊ＝１１．
９，７．７ａｎｄ２．１Ｈｚ，１Ｈ），７．０５（ｄ
ｔ，Ｊ＝１０．４ａｎｄ８．４Ｈｚ，１Ｈ） ＭＳ： ｍ／ｚ ４５０（Ｍ⁺，１００），１４０（５
５），１２７（６２） 元素分析：Ｃ₂₀Ｈ₂₆Ｆ₃Ｉとして 計算値：Ｃ，５３．３４％；Ｈ，５．８２％ 実測値：Ｃ，５３．１１％；Ｈ，５．７１％ ３，４−ジフルオロ−１−［トランス−４−［トランス
−４−（２−フルオロ−１−ヨードエチル）シクロヘキ
シル］シクロヘキシル］ベンゼン 融点 ６９℃ ＩＲ（ＫＢｒ）：２９５０，２８８０，１５２０，１２
９０，９８０ｃｍ^{-1 1} Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：δ＝１．０５〜１．３０
（ｍ，９Ｈ），１．３６（ｑｕｉｎｔｅｔ，Ｊ＝１２．
２Ｈｚ，２Ｈ），１．７２〜１．９４（ｍ，８Ｈ），
２．４１（ｔｔ，Ｊ＝１２．４ａｎｄ３．６Ｈｚ，１
Ｈ），４．２２〜４．３１（ｍ，１Ｈ），４．５９（ｄ
ｄｄ，Ｊ＝４７．６，９．６ａｎｄ８．５Ｈｚ，１
Ｈ），４．６５（ｄｄｄ，Ｊ＝４７．１，９．７ａｎｄ
５．７Ｈｚ，１Ｈ），６．８９（ｄｄｔ，Ｊ＝６．３，
４．３ａｎｄ２．１Ｈｚ，１Ｈ），６．９８（ｄｄｄ，
Ｊ＝１１．９，７．７ａｎｄ２．１Ｈｚ，１Ｈ），７．
０４（ｄｔ，Ｊ＝１０．４ａｎｄ８．４Ｈｚ，１Ｈ） ＭＳ： ｍ／ｚ ４５０（Ｍ⁺，２１），３２３（４
６），１２７（１００） 元素分析：Ｃ₂₀Ｈ₂₆Ｆ₃Ｉとして 計算値：Ｃ，５３．３４％；Ｈ，５．８２％ 実測値：Ｃ，５３．１６％；Ｈ，５．７１％ （１−ｂ） ３，４−ジフルオロ−１−［トランス−４
−［トランス−４−（１−フルオロエテニル）シクロヘ
キシル］シクロヘキシル］ベンゼンの合成

【００４０】

【化７】

【００４１】上記（１−ａ）で得られた３，４−ジフル
オロ−１−［トランス−４−［トランス−４−（１−フ
ルオロ−２−ヨードエチル）シクロヘキシル］シクロヘ
キシル］ベンゼン７．０７ｇ（１５．７ｍｍｏｌ）のジ
クロロメタン３０ｍｌ溶液に、１，８−ジアザビシクロ
［５，４，０］−７−ウンデセン（ＤＢＵ）１１．７５
ｍｌ（７８．５ｍｍｏｌ）を加え、８時間加熱還流し
た。反応液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液１００ｍｌ
に注ぎ、反応生成物をジクロロメタン３０ｍｌで３回抽
出し、抽出液を飽和食塩水３０ｍｌで洗浄した後、無水
硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮した後、得られた
残渣をカラムクロマトグラフィー（Ｋｉｅｓｅｌｇｅｌ
６０、ヘキサン／酢酸エチル＝８０／１）を用いて精
製して、３，４−ジフルオロ−１−［トランス−４−
［トランス−４−（１−フルオロエテニル）シクロヘキ
シル］シクロヘキシル］ベンゼン３．３８ｇ（収率：６
７％）を得た。更にエタノールから再結晶させて、精製
物２．２６ｇ（収率：５３％）を得た。 無色板状晶 相転移温度（℃）：Ｃｒ６０ Ｎ１０１ Ｉ ＩＲ（ＫＢｒ）：２９５０，２８８０，１６７５，１５
２０，１２８５，１２２０，８７０ｃｍ^{-1 1} Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：δ＝１．００〜１．３１
（ｍ，８Ｈ），１．３７（ｑ，Ｊ＝１２．２Ｈｚ，２
Ｈ），１．５８〜２．１１（ｍ，９Ｈ），２．４１（ｔ
ｔ，Ｊ＝１２．１ａｎｄ３．４Ｈｚ，１Ｈ），４．１７
（ｄｄｄ，Ｊ＝５１．６，２．８ａｎｄ０．８Ｈｚ，１
Ｈ），４．４４（ｄｄ，Ｊ＝１８．６ａｎｄ２．８Ｈ
ｚ，１Ｈ），６．８９（ｄｄｔ，Ｊ＝６．３，４．３ａ
ｎｄ２．１Ｈｚ，１Ｈ），６．９８（ｄｄｄ，Ｊ＝１
１．９，７．８ａｎｄ２．１Ｈｚ，１Ｈ），７．０５
（ｄｔ，Ｊ＝１０．４ａｎｄ８．４Ｈｚ，１Ｈ） ＭＳ： ｍ／ｚ ３２２（Ｍ⁺，３７），１７９（３
３），１４０（５９），１２７（１００），７９（４
１），６７（５３），５５（４９），４１（４９） 元素分析：Ｃ₂₀Ｈ₂₅Ｆ₃として 計算値：Ｃ，７４．５１％；Ｈ，７．８２％ 実測値：Ｃ，７４．２％ ；Ｈ，７．７９％ （実施例２） 液晶組成物の調製（１） 以下の組成からなる母体液晶（Ａ）

【００４２】

【化８】

【００４３】（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。

【００４４】誘電率異方性（Δε） ＋６．７ 屈折率異方性（Δｎ） ０．０９２ しきい値電圧（Ｖ_th） １．６０Ｖ この母体液晶（Ａ）８０％及び実施例１の（Ｎｏ．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Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I）及びそ
の物性値は以下の通りであった。

【００４５】Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I） ６０．１℃ 誘電率異方性（Δε） ＋５．０ 屈折率異方性（Δｎ） ０．０９３ しきい値電圧（Ｖ_th） １．６４Ｖ このように、ネマチック相の上限温度が上昇し、誘電率
異方性は小さくなっているにもかかわらず、しきい値電
圧はさほど上昇していない。前述の式（ａ）から考え
て、（Ｎｏ．１）の化合物の弾性定数は比較的小さいと
考えられる。 （実施例３） 液晶組成物の調製（２） 特にアクティブマトリックス用として好適な、フッ素系
の母体液晶（Ｂ）

【００４６】

【化９】

【００４７】（式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わす。）を調製したところ、１１６．７℃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。

【００４８】誘電率異方性（Δε） ＋４．７ 屈折率異方性（Δｎ） ０．０９０ しきい値電圧（Ｖ_th） ２．４３Ｖ この母体液晶（Ｂ）８０％及び実施例１の（Ｎｏ．１）
の化合物２０％からなる液晶組成物（Ｍ−２）を調製し
た。この（Ｍ−２）のＮ相の上限温度（Ｔ_N-I）及びそ
の物性値は以下の通りであった。

【００４９】Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I） １１２．０℃ 誘電率異方性（Δε） ＋３．７ 屈折率異方性（Δｎ） ０．０８９ しきい値電圧（Ｖ_th） ２．４４Ｖ このように、誘電率異方性が小さくなっているにもかか
わらず、そのしきい値電圧はほとんど変化していない。

【００５０】この組成物（Ｍ−２）の比抵抗は１０¹³Ω
・ｃｍ以上と大きく、これを用いて作製したセルの電圧
保持率は９８％以上と非常に高かった。以上の結果か
ら、本発明の一般式（Ｉ）の化合物は、母体液晶に添加
することにより、そのネマチック相上限温度やそのしき
い値電圧（Ｖ_th）をほとんど変化させずに誘電率異方性
を小さくできることが明らかである。 （実施例３） 熱安定性試験 実施例１で得られた（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
した後、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。

【００５１】

【発明の効果】本発明の一般式（Ｉ）で表わされる液晶
化合物は、実施例にも示したように、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、ネマチック相の
上限温度が高いうえに、母体液晶に添加しても、得られ
る液晶セルのしきい値電圧（Ｖ_th）はほとんど上昇しな
い。従って、液晶相の温度範囲が広く、且つ低電圧駆動
が要求される各種液晶表示素子の材料として用いること
ができる。更に、誘電率異方性があまり大きくないの
で、高い比抵抗と電圧保持率を必要とするアクティブマ
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 (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｋ 19/42 9279−4Ｈ // Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ (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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ¹は水素原子又は炭素原子数１〜１２のアル
   キル基を表わし、Ｘ¹及びＸ²のうち、一方は水素原子を
   表わし、他方はフッ素原子を表わすが、Ｘ²がフッ素原
   子である場合、Ｒ¹は炭素原子数１〜１２のアルキル基
   を表わし、ｍは０又は１を表わし、環Ａは１，４−シク
   ロヘキシレン基又は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、Ｙ¹及びＹ²はそれ
   ぞれ独立的に、単結合又は−ＣＨ₂ＣＨ₂−を表わし、Ｚ
   ¹はフッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメ
   チル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ
   基、炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜
   １２のアルコキシル基、炭素原子数３〜１２のアルケニ
   ル基又は炭素原子数３〜１２のアルケニルオキシ基を表
   わし、Ｚ²及びＺ³はそれぞれ独立的に、フッ素原子又は
   水素原子を表わし、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】 一般式（Ｉ）において、Ｒ¹が水素原子
   を表わし、Ｘ¹がフッ素原子を表わし、Ｘ²が水素原子を
   表わす請求項１記載の化合物。
3. 【請求項３】 一般式（Ｉ）において、ｍが１を表わ
   し、環Ａが１，４−シクロヘキシレン基を表わし、Ｙ¹
   及びＹ²が共に単結合を表わし、Ｚ¹及びＺ²が共にフッ
   素原子を表わし、Ｚ³が水素原子を表わす請求項２記載
   の化合物。
4. 【請求項４】 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。