JPS60112723A - トランス−エチレン誘導体化合物及び液晶組成物 - 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】 本発明は、液晶組成物に添加１７てその粘度を低下させ
るのに有効な化合物と、それを含有する液晶組成物に関
する。

表示素子の分野において、低消費電力、高速応答の電気
および／又は熱光学孝子が望まれている液晶表示素子は
、液晶のネマチック相、スメクチック相、コレステリッ
ク相の電気および／又は熱による変化を光学的に利用し
たものであり、そのような要求にかなうものとして注目
されている。しかし、従来用いられている液晶組成物で
は、そのΔｎが小さいためにコントラストが低く、また
、粘度が高いために十分な高速応答性が得られず、従っ
て△ｎがより大きく、そして粘度がより低い液晶組成物
の開発が待たれていた。

本発明者等は、そのような液晶組成物を得るために、種
々の添加物を探累していたが、Ｒ−４今＋０Ｈ２−ＣＨ
ｚ　−０Ｈ−ＯＲ−Ｒ’　（式中−６）トはトランス−
１，４−ジ置換シクロヘキサン環を示し、−ＣＨ＝ＣＨ
−はトランス−１，２−ジ置換エチレン結合を示し、Ｒ
は炭素数１〜８のアルキル基を示し、Ｒ′は炭素数１〜
５のアルキル基を示す）であられされている。トランス
−エチレン誘導体化合物が、そのような目的にかなう添
加物であることを見出した。

従がって、該化合物の少なくとも１種を１〜５０　ｗｔ
％含有する液晶表示組成物を用いた液晶表示素子は極め
て速い応答性と高コントラスト表示が可能である。

式　Ｒ−（）−（■−ＣＨｇ−ＯＨトＯＨ冒ＧＨ−Ｒ’
　（１）で表わされる化合物において、Ｒは炭素数１〜
８のアルキル基を示し、Ｒ′は炭素数１〜５のアルキル
基を示すが、炭素数が多いと一般に粘助が高いので１０
以下が好ましい。さらに好ましくは、Ｈのアルキル基の
炭素数は２〜６が　Ｈ／のアルギル基の炭素数は１〜３
が良い。また、ＢまたはＲ′が分枝餉を有するアルキル
基である場合には同数の縦索を有する直鎖状のアルキル
基の」ハ合に比べ、一般に該化合物を添加された液晶組
成物Ｔｃが低いので、ＲおよびＲ′は直鎖状のアルキル
基が好ましい。

本発明のトランス−エチレン誘導体は、それ自体では液
晶性を示さないため、１２Ｍあるいは１１市以上を他の
液晶性化合物と混合して、所望の液晶温度範囲を有する
液晶組成物として使用するものであり、その場合、本発
す」の化合物は混合物中１〜５０　ｗｔ％、さらに好ま
しくけ３〜ａ　ｏ　ｗｔ優使用されることにより成品の
応答速度を著しく向上させることができる。

本発明の式（１）の化合物が添加される液晶組成物の他
成分は、用途、要求性能等により異なるが、液晶性を示
す成分と必要に応じて添加される添加成分とからなり、
高温で液晶性を示す成分、低温用の低粘性成分、他の誘
電異方性を向上させる成分、コレステリック性を付与す
る成分、２色性を有する成分、導電性を付与する成分、
その他各種添加剤等を適宜混入して用いれば良〜・。

置体的には以下のような化合物がある。

以下の式でのＲ，Ｒ’は本発明でのＲとは異なり、アル
キル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基等の基
を表わす。

Ｒべ◇％Ｒ・ Ｒ−（）ヴ（奸Ｒ′ ＜　Ｒ’ Ｒ＜十Ｒ／ ｗ（：４　ｎ’ ＲＲコベ鼾Ｒ′ Ｒ＋ＣＯｏ＋ＲＩ Ｒ＋Ｃ００＋Ｒ／ Ｒ＋ｃＨ−ｃａ＋Ｒ’ Ｒ＋Ｎ＝Ｎ÷Ｒ′ Ｒ（淀に、＠−Ｒ’ Ｒべ秒−〇Ｏ８（沢Ｒ′ Ｒベコ・−Ｃｏｏｐ　Ｒ’ Ｒイ咲（ト０００＋、　Ｆｌ’ ８α−（３００−＠−０００−＠−Ｒ’Ｒ＋ｃｏｏハ◇
−ｃｏｏ÷Ｒ′ なお、これらの化合物は単なる例示にすぎなく、水素原
子のハロゲン原子、シアノ基・メチル基等へのｉｉ＜ｊ
　Ｐａ　、シクロヘキサン環、ベンゼン環の他の六ｉ８
ｊ、五員猿等への置換、猿の間の結合基の変更等積々の
材料が選択使用される。

本発明の組成物は、液晶セルに注入されて用いられる。

代表的な液晶セルとしては、ツイストネマチック（Ｔ　
Ｎ）型液晶セルがあり、ガラス、プラスチック等のＢ′
！′、、明基板内面に工ｎｚｏｓ−ＢｎＯ＊等の透明電
析を所望のパターン状に形成して、必要に応シて５ｉ（
ｈ　、ポリイミド等のオーバーコートをし、Ｅ配置つ１
層を形成した基板を相対向せしめ周辺なシール１２、液
晶を注入し注入口を封止したものであり、この両外面に
偏光板を積層して使用さ７し石。文、この外相転移型、
ゲストホスト型、動的散乱型又はそれらを組み合せて用
いられても良い。

さらにセルの構造としては透明基板と透明電極の間に、
ＳｉＯｘ、　Ａ１！Ｏｎ等のアンダーコート層を設ける
、反射性電極を用いる、２層電極を用いる、カラー偏光
板を用いる、カラーフィルターを用いる、半導体基板を
用いる、２層累子とする等積々の応用が可能であり、時
計、電卓、計測器、自動車用計器、ゲーム、コンピュー
タ一端末機等積々の用途に使用可能である。

本発明の化合物（１）は、例えば次の方法によって製造
することができる。

すなわち、式（ＩＩ）の化合物を金属マグネシウムと反
応させ、グリニヤー試薬とし、Ｃｕ工の存在下式（１）
の化合物と反応させて、式（１）の化合物を得る。

原料の式（ＩＩ）の化合物は、例えば次の方法によって
製造することが出来る。

すなわち、式（ｈ）の化合物をクロルメチル化するか、
又は式（Ｖ）のカルポル酸をリチウムアルミニウムハイ
ドライド等で還元して式（Ｗ）の化合物とし、さらに式
（Ｍ）の化合物を塩化チオニルと反応させて式（１）の
化合物を得る。

次に実施例をもって本発明を具体的に説明する。

実施例１ 式ｎ−Ｃｓ　Ｈｔ　％０ＯＯＨの化合物８６．７グ（０
，３５２モル）をテトラヒドロンラン５０〇−に溶解し
た溶液を、ＬｉＡ／１Ｈ４１４，３ｔを懸濁、したエー
テル３０〇−中に１０〜２０℃にて１．５時間を要して
滴下する。さらに「６時間室温にて攪拌を続けた後、１
０％塩酸５００−を徐々に加えて過剰のＬｉＡ１）１４
を分解する。有橙層をベンゼン５００−にて抽出し、抽
出液を水（３０〇−×２）で洗滌後、無水硫酸マグネシ
ウムを加えて乾燥する。溶媒をエバポレーターで留去後
、ｎ−ヘキサンから２回再結晶して融Ｊ、　５４．０℃
の式ｎ−Ｃ５Ｈｔ　８０Ｈ＊ＯＨを７１．１９（ｏ、ａ
０６モル）を得た。収率８７チ。

このようＫして得られた式 ％式％ モル）をジクロルメタン３５０−に溶解した溶液にＢＯ
Ｃｌｍ　５３．６　ｔを室温において１時間を要して滴
下して加え、さらに２時間かきまぜを続ける。過剰の５
００１ｇと溶媒を留去後、ｎ−ヘキサンより再結晶して
、室温付近に融点をもつ式％式％ （０゜２３８モル）を得た。収率７９チ。その工Ｒスペ
クトル（Ｎａ１ｌ板）を第１図に示す。

式ｎ−Ｃ５Ｈｔ　ｅＯＨａｏｌ　２５．１　？　（０，
１０モル）をエチルエーテル５０−に溶解した溶液の１
／１０をけずり状金属マグネシュム２．４３９を加えた
エチルエーテル中に加え、しばらく加熱すると反応の開
始が認められた。のこりの９／１０を徐々に滴下して、
グリニヤー試薬を調製した。

このようにして裂られたグリニヤー試薬にテトラヒドロ
フラン５０−を加えた溶液を、Ｏｕ工１５８１、ｒ作Ｉ
ｆ！　）う７．Ｘ−りｏ　ｆ　／Ｉ／　（ＯＴ（ｍ−Ｃ
ＯＯ−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ−（’：Ｈ３）　９．１２　
ｆ　（０，０８モル）とテトラヒドロフラン６０−の混
合物に一５０℃において滴下して加えた徒、徐々に室温
まで戻した。希塩酸を加え分解し２て得られた混合物を
エーテル抽出し１、抽出液を無水硫酸ナトリウムで乾燥
した孫、ロータリエバポレータを用いて溶媒を留去した
。得られた濃縮液に水６ｆ１苛性カリ６２、メタノール
１５０−の混合物を加え、かきまぜな力１ら５時間、還
流下加熱する。

反応混合物を水でうすめ、エーテル抽出し、乾燥、溶ｔ
１留去後、蒸留して沸点１３５℃７０．１■）Ｔｇの留
分を得て、それをエタノールから２回再結晶して、室ｄ
において液体の式 ％式％ をｅ、ｏｆ（ｏ、ｏｚ２モル）得た。収率２８チ。この
化合物のＩＲスペクト／ｌ／　（Ｎａ１ｌ板）を、＄　
２図に、Ｏｃｌ、ａ溶媒ＴＭＳ内部標準のＮＭＲスペク
トルを第３図に示す。

実施例２ 酢酸−トランス−クロチル（ＣＨｓ−０００−Ｏｆ（＋
＋　−０Ｈ−ＯＨ−ＣＨｓ　）の代りに酢酸−トランス
−２−へキセニル（ＣＨ３−Ｃｏｏ−０Ｈｔ　−（３Ｈ
＝ＯＴ（−ＣｓＨｔ　）を甲いるイＡた。この化合物は
室温においては液体であった。この化合物のＸＲスペク
トルを第４図に、ＮＭＲスペクトル（ＣＤＣ１３溶媒）
を第５図に示す。

実施例３〜６ 実施例１と同椋にして下記の化合物を得た。

４−（トランス−４′−ｎ−ブチル−シクロヘキシル）
−１−＜）ランヌー３“−ペンテニル）ベンゼン ４−（）ランス−４′−ｎ−プチルーシクロヘギシル＞
−１−（）７ンスー３“−へフチニル）ベンゼン ４−（トランス−４′−ｎ−ペンチル−シクロヘキシル
）−＋−（）ランス−３“−ペンテニル）ペンセン ４−（）ランス−４′−ｎ−ヘキシルーシクロヘギシル
）−１−（トランス−３“−ペンテニル）ベンセン ４−（）ランス−４′−エチル−シクロヘキシ／ｌ／　
）−＋−（）　ランス−３“−ペンテニル）ベンゼン災
施例７ 式ｎ　−０３Ｈ：　＝６）＋ＯＣ２Ｈｓの化合物２５ｗ
ｔ％、式ｎ−０ｓＨｔ−＠＋ＯＣ４Ｈ９の化合物２０　
ｗｔ％に実施例１の化合物’Ｑ１５ｗｔチ混合して稠合
した液晶混合物の０℃の粘度（η）とネマチック−２・
ン方性液体転移温度（Ｔｃ）を比較した。

その結果をム１１表に示す。

笥　１　表 この表から明らかなように、本発明の化合物は、それを
き有する混合液晶の７０本・あまり低下させろことなく
、その粘度を大きく低下させることがわかる。

また、式ｎ、−Ｃ＊Ｈｔ　■−Ｃ！Ｏ〇−＠−０−ｎ−
ＣｓＨ＊の化合物、式ｎ−０４Ｈ？　Ｘ心−（！００８
０　ＣｔＨ＋の化合物および式ｎ−０ｓＨ！３４−Ｏｏ
ｏ舎００Ｈｚの化合物の等重蕾混合物Ｃ以下母体液晶Ｂ
と称す）は２５℃において０．０８６１の屈折率異方性
を示すが、実施例１の化合物１５ｗｔ％と母体液晶Ｂの
８５　ｗｔチの混合物は０．０９００の屈折率異方性を
示した。

実ｈｉ１１例７ 実施例１の化合物、式 ％式％ 社し、す液晶ＺＬエニー５６５とを混合して構成された
ネマチック融晶をネジレ型ネマチック液晶セルに応用し
た焦合の応答を第２表に示す。応答時間はセル厚あるい
は印加電圧等に依存する。第２ｋにおいては、８０μｍ
のセル厚に統一し、−２０℃において交流′ｒｊイ圧を
印加し、て測定した。

また、各セルにおいては立ち上がり時間（Ｔｒ）と立ち
下がり時間（Ｔｄ）が一致する印加電圧を選択し、その
時の応答時１１ｉ　（Ｔ’＝Ｔｒ＝Ｔｄ　）により実施
例１の化合物の効果を比較した。

第２表に見られる様に実施例１の化合物の濃ｌ！ｙが増
す程、応答時間が短縮される。また、Ｚ　ＴＪエニー５
６５と同一の透明点を持つネマチック液晶においても実
施例１の化合物の添加濃度がｊ曽す稈、応答時間を短縮
されることを第３表に示す。

測定発性は、ｆｉＱ’　２表の場合と同一であり、また
、ＺＬＩ−１５６５の他に ｎ　０８）Ｔ１１４ａ　ＯＮ　（ＬＣ１と略す）ｎ−Ｏ
ｓ　Ｈｔ−６）＋ｃｏ＋ｎ−ｃ　ａ　Ｈ７（ＬＯ−２と
略す）を用いてネマチック液晶を構成した。

第３表 □−

【図面の簡単な説明】

１″Ａ）１１ツ１は、実於Ｈｆ１Ｈの化合物の中間体の
工Ｒヌベクトル［を１゜ 、・・１．２１）１は、″−Ｊ２姉例１の化＆物のＩＲ
スペクトル【ン１　。 第３図は、実施（ｓｌｉ　１の化合物のＮＭＲスペクト
ル図。 第４図は、実施例２の化合物の工Ｒスペクトル図。 第５図は、笑確例２の化合物のＮＭＲスペクトル図。 芽　ｌ　圓 芽２胆 τ３３．唄 ＰＭ 早４ｆｆｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）一般式　Ｒ−６）＋０Ｈｚ−ＣＨ２−ＣＨ−ＯＨ
   −Ｒ’　（１）（式中−６）−はトランス−１，４−ジ
   Ｍ喚シクロヘキサン環を示し、　−ｃｎ＝ｃＨ−はトラ
   ンス−１，２−ジ置換エチレン結合を示し、Ｒは炭素数
   １〜８のアルキル基を示し、Ｒ／は炭素数１〜５のア茅
   キル基を示す）であられされるトランス−エチレン誘導
   体化合物。 （２＋　（１）式においてＲおよびＲ′の少くとも一方
   は直鎖状のアルキル基であり、かつ両者の炭素数の合計
   が１０以下であるところの特許請求の範囲Ｍ　’項記載
   のトランス−エチレン誘導体化合物。 （８）　（１）式において、ＲおよびＲ′は共に直鎖状
   のアルギル基であるところの特許請求の範囲第２項記載
   のトランス−エチレン誘導体化合物。 （荀一般式Ｒ−ＧＥ＞＋０Ｈ２−ＯＨ２−Ｃ！Ｈ＝Ｃ！
   Ｈ−Ｒ’　（１）（式中−６）−は、トランス−１，４
   −ジ置換シクロヘキサ７項を示し、−ＣＨ−０Ｈ−はト
   ランス−１，２−ジ置換エチレン結合を示し、Ｒは炭素
   数１〜８のアルキル基を示し　Ｒ／は炭素数１〜５のア
   ルキル基を示す）であられされるトランス−エチレン誘
   導体化合物の少くとも１種を組成物中に１〜５０　ｗｔ
   ％混合したことを特徴とする液晶組成物。