JPS6178753A

JPS6178753A - トランス−エチレン誘導体化合物及びそれを含有する液晶組成物

Info

Publication number: JPS6178753A
Application number: JP59200429A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Korishima; 友紀郡島; Minoru Akatsuka; 赤塚　實
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1984-09-27
Filing date: 1984-09-27
Publication date: 1986-04-22
Also published as: JPH0566377B2

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〕本発明は液晶電気光学素子に用いられるトランス−エチ
レン誘導体化合物およびそれを含有する液晶組成物に関
する。

〔従来の技術〕

表示素子の分野において低消費電力の電気光学素子が望
まれている。液晶表示セルは液晶分子の配向を電気的に
制御でき、しかもその電気抵抗が非常に高いためそのよ
うな要求Ｋかなうものとして注目されている。

液晶表示セルのなかでも、液晶ドツトマトリクス表示セ
ルは、電子式卓上計算機を始めとして、事務機器、電子
計算機の端末表示装置等に使用され始めている。その結
果、液晶表示セルとしては、より見やすく、また、より
表示画素数の大きいものが求められている。

〔発明の解決しようとする問題点〕

ドツトマトリクス表示とは、図形あるいは文字等の情報
を点の集合として表示するものであり、表示画素数が多
くなるためにマルチプレックス駆動が必要になる。当初
１／７もしくはＶ８デユーティで駆動された１行表示の
セルが一般的であったが、最近では１／３２　　デユー
ティあるいＦｉｊ／６４　　デユーティ等の要求が生じ
、ＴＩセルのマルチプレックス駆動特性を改良する事が
重要な課題となっている。

〔問題を解決するための手段〕

そこで、マルチプレックス駆動特性のすぐれた液晶物質
とそれを用いた組成物を見い出すために種々検討した結
果、一般式（式中−〇Ｈ−〇トはトランス−１，２−ジ置換エチレ
ン結合を示じ、Ｒは炭素数１〜５のアルキル基を示し、
Ｒ′は炭素１〜８のアルキル基又は炭素数１〜８のアル
コキシ基又はシアノ基又はフッ素原子又は塩素原子を示
し、Ｘは水素原子又はフッ素原子を示す）であられされ
るトランス−エチレン誘導体化合物および該化合物の少
なくとも１種を組成物中に１〜５０　ｖｔ％混合したこ
とを特徴とする液晶組成物を見出した。

一般式（１）で示される化合物の一般名は１４ジ置換フ
ェニル−４／　−（Ｎ−アルキルブチ−５１−エニイル
）ベンゾニートチアル。

ＴＩセルのマルチプレックス駆動特性は、駆動電圧、電
圧マージン、応答速度等で表わされることか多いが、表
示コントラストに直接影響する特性としては電圧マージ
ンが最も重要である。電圧マージン（Ｍ）とは駆動電圧
の変動がどの程度許容できるかを表わす値であり、選択
波形で充分点灯するための最低電圧（Ｖａｎ）と半選択
波形でクロストークが生じ始める最高電圧（ｖｏｆｒ）
　　との差の駆動電圧に対する割合として次式の用に定
義される。

Ｍ＝（ｖｏｆｆ−４ｏｎ）／ＶＤＸ１００％　　　　　
（１）”７Ｄ＝（Ｖｏｎ＋Ｖｏｆｆ）／２　　　　　　
　ｒ２１電圧マージンが大きい程走査線数を増す事がで
き、また、表示コントラストも優れたものＫなる。

式（１）、ｆ２）ｌ’ｌ−いて、Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆ　　
け印加波形、視野角、温度あるいは点灯状態とクロスト
ーク状態の定義等により意味が変るため、以下の説明で
は常法に従い次の用に定義する。

まず、ＴＮＮシル従来から知られている様に印加電圧の
実効値忙応じて作動するので、使用波形のデユーティ比
、あるいはバイアスが変化してもτＮセル間の相対比較
をするためＫは１種類の波形による比較で充分である。

そこで、１／８デユーテイ１／４バイアス波形を用いた
場合の電圧マージンにより比較する。視野角（θ）はＴ
Ｉセルの法線方向より、低視角明視方向へ１０′）から
４−の範囲を想定する。また、温度は２５℃とし、θ＝
ｊｒｆにおいて電圧印加による輝度変化がそめ飽和値の
５０％に達する電圧でｖａｎ、　　θ＝４０°において
２５チでクロストーク発生と考えＶｏｆｆ　　と定義す
る。

本発明の式（Ｉ）の化合物において、Ｒが分岐鎖を有す
るものよりも、直鎖を有する化合物の方　　“が、該化
合物を添加された液晶組成物のクリヤリングポイントが
高いので好ましい。

本発明のトランス−エチレン誘導体は、それ自体では充
分広い動作温度範囲を示さないため、１種あるいは１ｓ
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、本発明の化合物は混合物中１〜５　Ｑ　ｗｔ％、
さらに好ましぐは３〜５０　ｖｒｔ％使用される。他の
液晶性化合物は、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
、訪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、その他各種添加剤を適宜混入して用いれば良い。

具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÷トΣ←Ｒ′ Ｒ（Ｘ）Ｒ′ Ｒ（ｏＸ）Ｒ’ ＲＣ−（戸′ Ｒ舎ｃｏｏ（）Ｒ’ Ｒ（戸００舎Ｒ′ Ｒ（戸１＝ｃｕ（Ｘ１’ｔ’ Ｒ−＠）−Ｎ−Ｎ−＠）−Ｒ′ Ｒ（Ｎ是４）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、メチル基等への置換、シ
クロヘキサン環、ベンゼン環の他の六員環、五員環等へ
の置換、環の間の結合基の変更等種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
Ｉ　）型液晶セルがあシ、ガラス、プラスチック等の透
明基板内面Ｋ　工ｎ２０３−Ｂｎｏｌ等の透明電極を所
望のパターン状に形成して、必要に応じてＳｔＯ鵞、ポ
リイミド等のオーバーコートをし、横配向層を形成した
基板を相対向せしめ周辺をシールし、液晶を注入し注入
口を封止したものであり、この両性面に偏光板を積層し
て使用される。又、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よい。

本発明では、ドツトマトリックス表示等のＴＮＮシルマ
ルチプレックス駆動に適しており、特に高デユーテイ比
のマルチプレックス駆動に適している。

さらにセルの構造としては透明基板と透明電極の間に８
１０．　、　ＡＩ、Ｏ，など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層素子とする等種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
ータ一端末機等種々の用途に使用可能である。

本発明の一般式（＋）の化合物は例えば以下に示す方法
によって製造することが出来る。

Ｂｒ（ＸＣ１（１）Ｒ−Ｃ）（罰Ｈ−ＣＨ，−山＋ａ１（ＪＴ）Ｒ−ＣＨ−
Ｃ１ｌｌ−ＯＨ２−ｃＨｒ（）艶００Ｈ（Ｖ）Ｒ−Ｃｔ
Ｈ票−ＣＨ−（ＩＨ雪−ＣＨ鵞−く５至＝口：〉←ＣＯ
Ｃｌ　　　　　　　　　　（１）すなわち、式（厘）の
化合物とマグネシウムから調製したグリニヤー試薬と式
（ＩＮ）の化合物をＭｌ（ｄｐｐｅ）Ｃ１０のようなカ
ップリング触媒の存在下反応させて式（ｆｆ）の化合物
を得る。

式（ｆｆ）の化合物とマグネシウムを反応させた後炭酸
化して式（Ｖ）の化合物とし、式（Ｖ）の化合物を修酸
２塩化物のような塩素化剤と、反応させて式（■）の化
合物とし式（■）の化合物を４４ジ置換、フェノール（
■）と反応させて一般式（１）の化合物を得る。

〔実施例〕

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Ｃ％−ＣＨ婁ｃＨ−ｃＨ２−ＣＨ３Ｂｒ　の化合物２
９８ｔ（（Ｌ２モル）と削り状マグネシウム４．８２か
らジエチルエーテル８〇−中グリニヤー試薬を調製し、
式Ｂ　ｒ＋Ｃ！　１の化合物２ｉａｒ（α１４モル）と
ベンゼン１２Ｇ−とエーテル４ａ−およびビス（１，２
−ジフェニルホスフィノ）エタンニッケル（ＩＩ）クロ
ライド１．０？の混合物ｉ／Ｃ３０分を要して室温にて
滴下し、さらに室温で４時間攪拌した後、１：５塩酸３
００−を加えて、有機層を分離し、水層をジクロルメタ
ンで抽出した。有機層を−２にまとめて水洗した後、無
水硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を留去した。残
渣を減圧蒸留して、式ｃａｌ　−０Ｈ−ａＴｌ−ｃＨ，−ａＨ！＋ｃｘの化
合物１７．　Ｏｆ（α０９４）モルを得た。収率６７％式（Ｈ！　−ａＴｌ−ａＴｌ−ａｎ、−０虻（ＸＣ１の
化合物１１４２（α０８５モル）とエチルブロマイド９
３１およびテトラヒトｏ７ラン１００−の混合物を窒素
気流下削り状マグネシウム＆１１テトラヒドロ７ラン４
０−の混合物に攪拌しながら室温にて１時間を要して滴
下し、さらに６時間還流下加熱した。−１５℃に保ちな
がら炭酸ガスを導入した。室温に戻して１：５塩＊１加
え、さらにジクロルメタンを加えて有機層を分取し、水
洗し、無水硫酸ナトリウムによる乾燥後溶媒を留去し、
残渣をトルエンから１回次いて゛、エタノールから１回
再結晶して融点１５１．３℃、ネマチック相から等方性
液体への転移温度１５＆０１αａＰ（α０５７モル）得
た。収率６７％次に式ＣＨ３−（Ｈ−ＣＨ−ＣＨ，−（
Ｈ＊＋Ｃ−ＯＨの化合物■ １、−９０　ｆ　（０，０ｊモル）と式（ＣＯＣｌ）！
の化合物ｚｓｒを四塩化炭素１０−と混合し５時間還流
下加熱し、次に過剰の（ｃｏａｌ）、と溶媒を留去し、
の化合物をトルエン１０−に溶解し、この混合物に式Ｈ
Ｏ＋ｎ　−Ｏｓ　ＨＩ３の化合物ｔ’９６　Ｐ　（（１
１１モル）およびピリジン１，２ｆを混合して、室温に
おいて５時間攪拌した。析出したピリジン塩酸塩を濾過
して除き、戸液を希塩酸つづいて水で洗浄後、無水硫酸
マ慶ネシウムを加えて乾燥＼、。

し、溶媒留去後、残渣を゛＼エタノールから再結晶し、
さらにアルミナ−トルエンのクロマトＫかけ、つづいて
エタノールから再結晶して、式０式％ンテー３′−ニイル）ベンゾエートを２．２ｆ（ｃｌ、
ｏ　６ｓモ、１１／）得た。収率６３％０偏光顕微鏡下
の観察の結果４２．７℃において結晶から等方性液体に
変化し、冷却時３９９℃においてネマチック相を示すモ
ノトロピック液晶であることがわかった。この化合物の
赤外スペクトル（ＫＢｒ錠）を第１図に示した。この化
合物のＩＨＮＭＲスペクトルは以下のとおシであった。

１１１ＮＭＲ（Ｃ！ＤＯＩ、溶媒ＴＭＩ３内部標準）δ
（ｐｐ−）０．７５〜２．９　　（ｃｏｍｐｌｅｘｍ　　　２４Ｅ
り５．５〜５．５　　”’（ｃｏｍｐｌａｉｎ’　　　
２Ｈ）７、　ＯＡ＋＆　２　　　（ｃｏｍｐｌｅｘ　ｍ
　　　Ｂ　Ｈ）実施例−２〜６として、実施例−１と同
様にして以下に示す化合物を合成した。ここでＣは結晶
をＮはネマチック相を工は等方性液体を示す。

実施例−２４−エチルフェニル−４′−（ペンテ−３１−二イル）
ベンゾエート融点　５９．３℃ 赤外スペクトル図（ＫＢｒ錠）第２図実施例−３４−ｎ−オクチルフェニル−４′−（ペンテ−５′−ニ
イル）ベンゾエート赤外スペクトル図（ＫＢｒ錠）第３図ＩＨＮＭＲスペクトル（ＣＤＣ１！溶媒ＴＭＳ内部標準
）δ　（ｐｐｍ　　）ｎ７５〜２．９　　　（ｃｏｍｐｌｅｘｍ　　　　２８
Ｈ）５．３〜５．５　　　　（ＣＯｍｐｌｅＸ　ｍ　　
　　　２　Ｈ）７．０−−ａ２　　　　（ｃｏｍｐｌｅ
ｘ　ｍ　　　　　８Ｈ）実施例−４４−ｎ−ブトキシ−４′−（ペンテ−３′−ニイル）ベ
ンゾエート６１．０℃　８１．４℃ Ｃ−酬　Ｎ　−一一一→　工赤外スペクトル図（ＫＢｒ錠）第４図ＩＨＮＭＲスペクトル（ＣＤ（，１ｇ溶媒ＴＭ８内部標
準）δ（ｐｐｍ　）０．８〜２．９　　　　（ｃｏｍｐｌｅｘｍ　　　１４
Ｈ）五８〜４．０　　　　（ｔｒｉｐｌｅｔ６Ｈｚ　　
　２Ｈ）５、３〜５．５　　　　（ｃｏｍｐｌｅｘ　ｍ
　　　　２　Ｈ）４７５〜＆　１５　　（ｃｏｍｐｌｅ
ｘ　ｍ　　　　　８　Ｔ１）実施例５４−シアノ−４′−（ペンテ−３′−ニイル）ベンゾエ
ート赤外スペクトル図（ＫＢｒ錠）第５図ＩＨＮＭＲスベン゛トル（ａｐｅｘ、溶媒　ＴＨＥ内部
標準）δ　（ｐｐｍ　）ｊ、６〜ｔ８　　　　（ｄ　　　　　　　４Ｈｇ　　　
３Ｈ）２．１〜２．９　　　　（ｃｏｍｐｌｅｘ　ｍ　
　　　　４Ｈ）５、５〜５．５　　　　（ｃｏｍｐｌｅ
ｘ　ｒｎ　　　　　２　Ｔ１）ス２〜＆２　　　　（ｃ
ｏｍｐｌｅｘ　ｍ　　　　８Ｈ）実施例６５−フルオロ−４−ｎ−へキシルオキシフェニル−ａ／
−（ペンテ−５１−ニイル）ベンゾエート３４２℃５４．９℃ Ｃ−−一一一一一−−Ｎ−−工赤外スペクトル図（ＫＢｒ錠）第６図 ’ＨＮＭＲスペクトル（ＣＤＣｌ、溶媒　ＴＭＩ９内部
標準）’　（ｐｐｍ　）１８〜五〇　　　　（ｃｏｍｐｌｅｘ　ｍ　　　　１８
Ｈ）五９〜４１　　　　（ｔｒｌｐｌｓｔ　６Ｈｚ　　
　２　Ｈ）！Ｌ３５〜５．５５　　（ｃｏｍｐｘｅｘ　
ｍ　　　　２　Ｈ）＆９〜４２　　　　（ｃｏｍｐｘｅ
ｘｍ　　　　７Ｈ）実施例−７トランス−４−ｎ−７’ロビルシクロヘキサンカルボン
ｐ−ｐ　−ｎブトキシフェニルエステル、トランス−４
−ｎ−ブチルシクロヘキサンカルボン酸−ｐ−エトキ７
フェニルエステルおよびトランス−４−ｎ−ペンチルシ
クロヘキサンカルホン酸−ｐ−メトキシフェニルエステ
ルの等ｍ：を混合物Ｆｉ７１３℃のネマチック等方性液
体転移温度（Ｔｃ）を示すがこれをベース液晶とし、こ
れ（実施例−２の化合物を１５．８　ｗｔ％添加した混
合液晶は６４．５℃のＴｃ　　を示した。

実施例−８〜１７実施例−１と同様にして以下に示す化合物が合成出来る
。

４−ｎ−プロピルフェニル−４′（ヘプテ−５′−ニイ
ル）ベンゾエート４−ｎ−７’ロビルオキシフェニル−４′（ヘゲチー３
１−ニイル）ベンゾエート４−ｎ−ペンチルオキシフェニル−４′（パテ−３′−
ニイル）ベンゾエート４−ｎ−へブチルフェニル−４′（ヘプテ−５′−ニイ
ル）ベンゾエート４−シアノフェニル−４′（ヘプテ−３′−ニイル）ベ
ンゾエート５−フルオロ−４−ｎ−オクチルオキシフェニル−４′
（ヘプテ−５１−ニイル）ベンゾエート４−クロロフェ
ニル（ヘプテ−５’−ニイル）ベンゾエート４−フルオロフェニル（ヘプテ−５′−ニイル）ベンゾ
エート４−メチルフェニル−４′（ノネ−ｓｌ−ニイル）ベン
ゾエート４−エチルフェニル−４′（ノネー５′−ニイ
ル）ベンゾエート実施例−１８，１９岑表は、本発明の液晶と従来から知られている液晶とを
混合することＫよる特性の変化を、比較例と共に示した
ものである。第１表より、ベース液晶に本発明の液晶を
添加していくととＫより、電圧マージンが大きくなり、
マルチブレックス特性が向上］、ていくことがわかる。

その効果は、添加量と共に増大し、一方駆動電圧はそれ
ほど上昇しない。

以上の様に本発明の化合物は、マルチブレククス用液晶
材料としても非常にすぐれた特性を有するものである。

第１表〔°発明の効果〕以上の如く本発明は新規な化合物である一般式（式中−０Ｈ＝ＣＨ−はトランス−１，２−ジアルキル
置換エチレン結合を示し、Ｒは炭°素数１〜５のアルキ
ル基を示しＲ′は炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数
１〜８のアルコキシ基又はシアン基又はフッ素原子又は
塩素原子を示し、又は水素原子又はフッ素原子を示す）
であられされるトランスエチレン誘導体化合物を提供す
ることにより、優れたＴＩドツトマトリクス表示用液晶
組成物を構成しうるような効果を生ずる優れたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は、本発明の実施例の工Ｒスペクトル
図。第　１　図算　２　目第　３回第　４図第　５　回第　６　回手ｆｒ、売五υ止占昭和６０年９月２日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（１）（式中−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１〜５のアルキル基を示し
、Ｒ′は炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数１〜８の
アルコキシ基又はシアノ基又はフッ素原子又は塩素原子
を示し、ｘは水素原子又はフッ素原子を示す）であらわ
されるトランス−エチレン誘導体化合物。
（２）（ I ）式においてＲが直鎖状のアルキル基であ
るところの特許請求の範囲第１項記載のトランス−エチ
レン誘導体化合物。
（３）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）（式中−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１〜５のアルキル基を示し
、Ｒ′は炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数１〜８の
アルコキシ基又はシアノ基又はフッ素原子又は塩素原子
を示し、ｘは水素原子又はフッ素原子を示す）であらわ
されるトランス−エチレン誘導体化合物の少なくとも１
種を組成物中に１〜５０ｗｔ％混合したことを特徴とす
る液晶組成物。