JPH09124557A - ビフェニレンビス(4−アルキルシクロヘキサンカルボキシレート) - Google Patents

ビフェニレンビス(4−アルキルシクロヘキサンカルボキシレート)

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JPH09124557A
JPH09124557A JP28862195A JP28862195A JPH09124557A JP H09124557 A JPH09124557 A JP H09124557A JP 28862195 A JP28862195 A JP 28862195A JP 28862195 A JP28862195 A JP 28862195A JP H09124557 A JPH09124557 A JP H09124557A
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JP
Japan
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liquid crystal
compound
crystal composition
alkylcyclohexanecarboxylate
acid
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JP28862195A
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Toshihiro Shibata
俊博 柴田
Masaki Kimura
正樹 木村
Toshihiko Murai
俊彦 村井
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Adeka Corp
Original Assignee
Asahi Denka Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に高温域を含む広い温度範囲で液晶相を示
し、しかも、低温雰囲気下に保存した場合にも沈殿を生
じることのない、保存安定性に優れた液晶材料の提供。 【解決手段】 下記〔化1〕の一般式(I)で表される
ビフェニレンビス(4−アルキルシクロヘキサンカルボ
キシレート)、該ビフェニレンビス(4−アルキルシク
ロヘキサンカルボキシレート)の3種以上からなる液晶
組成物、および上記ビフェニレンビス(4−アルキルシ
クロヘキサンカルボキシレート)または上記液晶組成物
を含有してなるネマチック液晶組成物。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子に用
いられる液晶化合物およびこれを含有してなるネマチッ
ク液晶組成物に関し、詳しくは、特に高温側における広
い液晶温度範囲を有するビフェニレンビス(4−アルキ
ルシクロヘキサンカルボキシレート)およびこれを含有
してなる特に高温側における広い液晶温度範囲を有する
ネマチック液晶組成物に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】液晶の
電気光学的効果を利用した液晶表示素子の普及につれ、
これらの用途に適した特性を有する液晶材料が求められ
ている。液晶表示素子に用いられる液晶材料に要求され
る特性としては次のようなものがある。
【0003】 (1)液晶の物理的、化学的安定性が大きいこと。 (2)室温を含む広い温度範囲で液晶相を示すこと。 (3)広い温度範囲で応答性が良いこと。 (4)駆動回路との整合性が良いこと。 (5)光学的異方性が光学的要請にかなった値であるこ
と。
【0004】このような特性を全て満足する単一の液晶
化合物は現在までのところ知られておらず、数種類の液
晶化合物を混合した液晶組成物として上記の諸特性を満
足させようとしているのが現状である。
【0005】この液晶組成物の調製に用いられる液晶化
合物としては、アルキルまたはアルコキシ安息香酸ある
いはアルキルシクロヘキサンカルボン酸のフェニルエス
テル化合物、シアノビフェニルまたはターフェニル化合
物、アルキルまたはアルコキシビフェニルまたはターフ
ェニル化合物、4−シクロヘキシルシアノベンゼン化合
物等が知られている。
【0006】従来知られているこれらの液晶化合物は、
液晶相を示す温度範囲が適当でない場合が多く、特に、
高温側における特性が不十分なものが多かった。高温側
における特性を改善するためには、NI点の高い化合物
を用いれば良いことは周知である。
【0007】例えば、特公昭61−60113号公報に
は、フェニレンビス(4−アルキルシクロヘキサンカル
ボキシレート)などが提案されているが、NI点が20
0℃未満と未だ不十分であり、他の液晶材料に配合した
場合には、保存安定性に劣る傾向があり、特に、低温雰
囲気下に保存した場合に沈殿が生じる欠点があるため、
実用的には満足できるものではなかった。
【0008】また、特開昭58−62138号公報に
は、ビシクロヘキシレンビス(4−アルキルシクロヘキ
サンカルボキシレート)などが提案されており、200
℃以上の高いNI点を示すが、ネマチック液晶範囲が狭
く、実用的でなかった。
【0009】従って、本発明の目的は、特に高温域を含
む広い温度範囲で液晶相を示し、しかも、低温雰囲気下
に保存した場合にも沈殿を生じることのない、保存安定
性に優れた液晶材料を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく鋭意検討を行なった結果、特定の化合物が
低粘度で高温域における幅広いネマチック液晶範囲を有
することを知見した。また、該化合物を含有するネマチ
ック液晶組成物が、高温域における優れた特性を有し、
特に該化合物を3種以上含有するネマチック液晶組成物
が、低温雰囲気下における保存安定性も著しく優れてい
ることも知見した。
【0011】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
で、下記〔化2〕(前記〔化1〕と同じ)の一般式
(I)で表されるビフェニレンビス(4−アルキルシク
ロヘキサンカルボキシレート)を提供するものである。
【0012】
【化2】
【0013】また、本発明は、上記ビフェニレンビス
(4−アルキルシクロヘキサンカルボキシレート)の3
種以上からなる液晶組成物を提供するものである。
【0014】また、本発明は、上記ビフェニレンビス
(4−アルキルシクロヘキサンカルボキシレート)また
は上記液晶組成物を含有してなるネマチック液晶組成物
を提供するものである。
【0015】以下、先ず本発明のビフェニレンビス(4
−アルキルシクロヘキサンカルボキシレート)について
詳述する。
【0016】本発明のビフェニレンビス(4−アルキル
シクロヘキサンカルボキシレート)は、上記一般式
(I)で表される化合物(以下、「化合物(I)」とい
う)である。上記化合物(I)において、上記一般式
(I)中、R1およびR2で表される炭素原子数1〜8のア
ルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピ
ル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、1−メチルプ
ロピル、アミル、2−メチルブチル、ヘキシル、ヘプチ
ル、オクチル、1−メチルヘプチル等の基があげられ、
特に、炭素原子数2〜6の直鎖アルキル基が好ましい。
【0017】また、上記化合物(I)におけるシクロヘ
キサン環はトランス配置であるものが、NI点を高くす
る効果が大きく好ましい。
【0018】上記化合物(I)は、4,4’−ジヒドロ
キシビフェニルと4−アルキルシクロヘキサンカルボン
酸とを反応させることによって容易に製造することがで
きる。
【0019】本発明の上記化合物(I)は、液晶材料と
しての特性に優れたものであるため、液晶化合物として
用いられる。
【0020】また、本発明の液晶組成物は、上記化合物
(I)の3種以上からなる液晶組成物(以下、「液晶組
成物A」という)である。上記液晶組成物A、即ち、上
記化合物(I)の3種以上の混合物を得る方法として
は、例えば、4,4’−ジヒドロキシビフェニルとアル
キル基の異なる4−アルキルシクロヘキサンカルボン酸
またはそのエステル形成性誘導体の混合物を同時に反応
させる方法、アルキル基の異なる4−アルキルシクロヘ
キサンカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体を逐
次的に反応させる方法、あるいは、別々に製造したビフ
ェニレンビス(4−アルキルシクロヘキサンカルボキシ
レート)を混合する方法のいずれでも採用することがで
きる。
【0021】また、上記液晶組成物Aは、上記化合物
(I)を3種以上含有することにより、低温保存時の安
定性を改善したものであり、特に、その内の少なくとも
一種としてアルキル基の異なる非対称の化合物を用いた
場合に低温時における結晶生成を抑制する効果が大きい
ので好ましい。
【0022】また、本発明のネマチック液晶組成物は、
上記化合物(I)または上記液晶組成物Aを含有してな
るものである。本発明のネマチック液晶組成物は、上記
化合物(I)または上記液晶組成物Aを、従来既知の液
晶化合物もしくは液晶類似化合物またはそれらの混合物
に配合することによって得られるものである。上記の従
来既知の液晶化合物もしくは液晶類似化合物またはこれ
らの混合物としては、例えば、下記〔化3〕の一般式
(II)で表される化合物または該化合物を二種以上含む
混合物があげられる。
【0023】
【化3】
【0024】従って、上記一般式(II)で表される化合
物の具体例としては、下記〔化4〕に示す各化合物等が
あげられる。
【0025】
【化4】
【0026】本発明のネマチック液晶組成物における上
記化合物(I)または上記液晶組成物Aの含有量は特に
制限を受けないが、一般的には全ネマチック液晶組成物
に対して1〜80重量%、特に、5〜60重量%となる
ように用いることが好ましい。該含有量が1重量%未満
の場合にはNI点を向上させる効果が不十分であり、8
0重量%を超える場合には他の液晶化合物の含有量が低
下するので、所望の特性を示すネマチック液晶組成物を
調製することが困難となる。
【0027】
【実施例】以下、実施例をもって本発明を更に詳細に説
明する。しかしながら、本発明は以下の実施例によって
制限を受けるものではない。
【0028】実施例1 〔ビフェニレンビス(4−(C2〜4混合アルキル)シ
クロヘキサンカルボキシレート)の合成〕4,4’−ジ
ヒドロキシビフェニル11.51gをジエチレングリコ
ールジメチルエーテル60gに溶解し、そこに4−エチ
ルシクロヘキシルカルボン酸クロリド7.09g、4−
n−プロピルシクロヘキシルカルボン酸クロリド7.6
7gおよび4−n−ブチルシクロヘキシルカルボン酸ク
ロリド8.44gの混合物を滴下し、その後150℃ま
で昇温して10時間撹拌した。
【0029】反応終了後、ジエチレングリコールジメチ
ルエーテルを減圧下で留去し、トルエン200mlを加
え、水100mlで2回油水分離を行ない、硫酸ナトリ
ウムで乾燥した。トルエン減圧下留去し、粗生成物2
6.58gを得た。酢酸エチルにて2回再結晶を行な
い、CN点188.8℃、NI点330.5℃の白色結
晶16.12g(収率55%)を得た。
【0030】上記で得られた白色結晶のIR測定の結
果、2940cm-1,2850cm-1,1750c
-1,1600cm-1,1490cm-1,1450cm
-1,1380cm-1,1320cm-1,1250c
-1,1200cm-1,1170cm-1,1130cm
-1に特性吸収が見られ、上記目的物であることを確認し
た。
【0031】また、上記で得られた上記白色結晶である
化合物10重量部と、次の組成の母液晶とを用いて外挿
法により、該化合物の特性を調べたところ、粘度(20
℃)が63cpsであり、Δn(25℃)が0.13で
あり、Δε(25℃)が−2.9であった。
【0032】また、上記化合物を下記母液晶に10重量
部配合した液晶組成物を−20℃および−30℃の冷蔵
庫に入れ、結晶の析出を観察した結果、未添加のものと
同程度の安定性を示した。
【0033】 母 液 晶 組 成 重量部 4−n−アルコキシ(C=1〜5)フェニル−4−n− 72 アルキル(C3〜5)シクロヘキサンカルボキシレート 4−n−ペンチルフェニル−4−n−ペンチルシクロ 12 ヘキサンカルボキシレート 4−(4−メチルフェニノキシカルボニル)フェニル−4− 16 n−アルキル(C3〜5)シクロヘキサンカルボキシレート
【0034】実施例2 〔ビフェニレンビス(4−エチルシクロヘキサンカルボ
キシレート)の合成〕酸クロリド混合物に代えて4−エ
チルシクロヘキシルカルボン酸クロリド21.27gを
使用した以外は実施例1と同様な操作を行ない、CS点
147℃、SN点177℃、NI点288℃の白色結晶
5.64g(収率61%)を得た。
【0035】上記で得られた白色結晶のIR測定の結
果、2950cm-1,2850cm-1,1750c
-1,1600cm-1,1490cm-1,1445cm
-1,1375cm-1,1320cm-1,1195c
-1,1160cm-1,1120cm-1,995cm-1
に特性吸収が見られ、上記目的物であることを確認し
た。
【0036】上記で得られた白色結晶である化合物10
重量部と、実施例1で用いたものと同様の母液晶とを用
いて外挿法により、該化合物の特性を調べたところ、粘
度(20℃)が60cpsであり、Δn(25℃)が
0.17であり、Δε(25℃)が−1.5であった。
【0037】実施例3 〔ビフェニレンビス(4−n−ペンチルシクロヘキサン
カルボキシレート)の合成〕酸クロリド混合物に代えて
4−n−ペンチルシクロヘキシルカルボン酸クロリド2
6.01gを使用した以外は実施例1と同様な操作を行
ない、CS点120℃、SN点221℃、NI点297
℃の白色結晶5.80g(収率53%)を得た。
【0038】上記で得られた白色結晶のIR測定の結
果、2950cm-1,2850cm-1,1745c
-1,1600cm-1,1490cm-1,1450cm
-1,1375cm-1,1315cm-1,1195c
-1,1160cm-1,1125cm-1,980cm-1
に特性吸収が見られ、上記目的物であることを確認し
た。
【0039】上記で得られた白色結晶である化合物10
重量部と、実施例1で用いたものと同様の母液晶とを用
いて外挿法により、該化合物の特性を調べたところ、粘
度(20℃)が62cpsであり、Δn(25℃)が
0.15であり、Δε(25℃)が−3.8であった。
【0040】実施例4 実施例1で得られた化合物を含有するネマチック液晶組
成物(下記の配合1〜4)を作成し、これらのNI点、
Δn(25℃)および粘度(20℃)を測定した。ま
た、このネマチック液晶組成物から実施例1の化合物を
除いたものも同様に測定した。それらの結果を下記〔表
1〕に示す。なお、〔表1〕中、「添加」の方が実施例
1で得られた化合物を含有するネマチック液晶組成物で
あり、「未添加」の方が実施例1で得られた化合物を除
いたネマチック液晶組成物である。
【0041】また、これらのネマチック液晶組成物は−
20℃および−30℃において5日放置後でも結晶の析
出は見られなかった。
【0042】 (配合1) 重量部 4−(C2〜4)アルキル安息香酸4−シアノフェニルエステル 19 4−アミル安息香酸3−フルオロ−4−シアノフェニルエステル 3 4−(C3〜5)アルキルシクロヘキサンカルボン酸4−シアノ 12 フェニルエステル 4−(C3〜5)アルキルシクロヘキサンカルボン酸4− 21 (C3〜5)アルキルフェニルエステル 4−(C3〜5)アルキル−3’,4’−ジフルオロトラン 18 4−〔4−(C3〜5)アルキルシクロヘキシル〕−4’−アリルトラン 6 フェニレンビス〔4−(C3〜5)アルキルシクロヘキサン 10 カルボキシレート〕 フェニレンビス〔4−(C3〜5)アルキルベンゾエート〕 5 実施例1の化合物 6
【0043】 (配合2) 重量部 4−エチル安息香酸4−シアノフェニルエステル 6 4−(C3〜5)アルキルシクロヘキサンカルボン酸4−シアノ 10 フェニルエステル 4−(C3〜5)アルキルシクロヘキサンカルボン酸4− 35 (C3〜5)アルキルフェニルエステル 4−(C3〜5)アルキル−3’,4’−ジフルオロトラン 16 4−〔4−(C3〜5)アルキルシクロヘキシル〕−4’−アリルトラン 6 フェニレンビス〔4−(C3〜5)アルキルシクロヘキサン 12 カルボキシレート〕 フェニレンビス〔4−(C3〜5)アルキルベンゾエート〕 5 実施例1の化合物 10
【0044】 (配合3) 重量部 4−(C2〜4)アルキル安息香酸4−シアノフェニルエステル 16 4−(C2〜3)アルキル安息香酸3−フルオロ−4−シアノ 9 フェニルエステル 4−(C3〜5)アルキルシクロヘキサンカルボン酸4−シアノ 13 フェニルエステル 4−(C3〜5)アルキルシクロヘキサンカルボン酸4− 20 (C3〜5)アルキルフェニルエステル 4−(C3〜5)アルキル−3’,4’−ジフルオロトラン 14 4−〔4−(C3〜5)アルキルシクロヘキシル〕−4’−アリルトラン12 4−(C3〜5)アルキル安息香酸4−(4−メトキシメチル 11 シクロヘキシルメトキシフェニル)エステル 実施例1の化合物 5
【0045】 (配合4) 重量部 4−(C2〜4)アルキル安息香酸4−シアノフェニルエステル 8 4−(C3〜5)アルキルシクロヘキサンカルボン酸4−シアノ 9 フェニルエステル 4−(C3〜5)アルキルシクロヘキサンカルボン酸4−(C3〜6) 38 アルキルフェニルエステル 4−(C2〜3)アルキル−3’,4’−ジフルオロトラン 10 4−(C2〜6)アルキル−4’−(C2〜6)アルキルトラン 3 フェニレンビス〔4−(C2〜4)アルキルシクロヘキサン 3 カルボキシレート〕 フェニレンビス〔4−(C2〜4)アルキルベンゾエート〕 10 1−(C3〜5)アルキル−4−(4−シアノフェノキシメチル) 7 シクロヘキサン 4−(C3〜5)アルキルシクロヘキサンカルボン酸4−〔4− 6 メトキシメチルシクロヘキシル)メトキシフェニル〕エステル 実施例1の化合物 7
【0046】
【表1】
【0047】上記各実施例の結果から、ビフェニレンビ
ス(4−アルキルシクロヘキサンカルボキシレート)
は、低粘度で高いNI点を有し、かつ幅広いネマチック
液晶範囲を有する化合物であり、これを含有させること
によって、粘度を上昇させることなく、液晶組成物のN
I点を著しく向上させることができることが明らかであ
る。
【0048】また、これらのビフェニレンビス(4−ア
ルキルシクロヘキサンカルボキシレート)の3種以上の
混合物を使用することによって、低温での保存安定性に
も優れることが明らかである。
【0049】
【発明の効果】本発明のビフェニレンビス(4−アルキ
ルシクロヘキサンカルボキシレート)は、低粘度で高温
側における広いネマチック液晶温度範囲を有するもので
ある。また、本発明のネマチック液晶組成物は、高温特
性に優れ、特に該ビフェニレンビス(4−アルキルシク
ロヘキサンカルボキシレート)を3種以上含有してなる
ものは、低温保存性にも優れている。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記〔化1〕の一般式(I)で表される
    ビフェニレンビス(4−アルキルシクロヘキサンカルボ
    キシレート)。 【化1】
  2. 【請求項2】 請求項1記載のビフェニレンビス(4−
    アルキルシクロヘキサンカルボキシレート)の3種以上
    からなる液晶組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のビフェニレンビス(4−
    アルキルシクロヘキサンカルボキシレート)または請求
    項2記載の液晶組成物を含有してなるネマチック液晶組
    成物。
JP28862195A 1995-11-07 1995-11-07 ビフェニレンビス(4−アルキルシクロヘキサンカルボキシレート) Pending JPH09124557A (ja)

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