JPH0157107B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は正の誘電異方性値の大きい新規な液晶
化合物及びそれを含有する液晶組成物に関する。 液晶表示素子は液晶物質が有する光学異方性及
び誘電異方性を利用したものであるが、その表示
方式にはTN型（ねじれネマチツク型）、DS型
（動的散乱型）、ゲスト・ホスト型、DAP型、ホ
ワイト・テイラー型など各種の方式があり、それ
ぞれの方式により使用される液晶物質に要求され
る性質も異る。例えば表示素子の種類によつて、
液晶物質として誘電異方性Δεが正のものを必要
としたり、負のものを必要としたり、或はその中
間的な値のものが適したりする。しかしいずれに
しても使用される液晶物質はできるだけ広い温度
範囲で液晶相を示し、又水分、熱、空気、光など
に対して安定である必要がある。現在のところ単
一化合物でこの様な条件をすべて満たすものはな
く、数種の液晶化合物や非液晶化合物を混合して
一応実用に耐えるものを得ているのが現状であ
る。 最近、特に低電圧で駆動出来る液晶表示素子に
対する要求が高まり、その様な要求を充たすため
には通常△εの大きい液晶組成物が必要となる。 一般的に任意の△ε値を持つ液晶組成物は△ε
値が正の化合物と負の化合物を適宜混合すること
によつて得られる。従つて△ε値の大きい液晶組
成物を得るには△ε値の出来るだけ大きい成分を
使用すればよい訳だが、その場合他の成分との相
溶性がよく、かつ得られる組成物の液晶温度範囲
を広げるか少くともせばめない様な物でなければ
ならない。この様な目的を満すために本発明らは
既に一般式 （上式中、Ｒは炭素数１〜10を有するアルキル
基又はアルコキシ基を示し、

【式】

【式】はベンゼン環又はシクロヘキサン環 を示す） で表わされるカルボン酸の３―クロロ―４―シア
ノフエニルエステルを発明し、特許出願した（特
願昭56−39166号）。しかし、最近の液晶表示素子
に対する性能向上の要求は高度になつてきて、よ
り低粘性で、熱、光、空気、水に安定な化合物が
要求されている。 本発明の化合物はこの様な要求を満すものであ
る。即ち本発明は一般式 （上式中、Ｒは炭素数２〜５のアルキル基を示
す） で表わされる３―フルオロ―４―シアノ―１―
〔トランス―４―（４―トランス―置換シクロヘ
キシル）シクロヘキシル〕ベンゼン及びそれを少
なくとも一種含有することを特徴とする液晶組成
物である。 本発明の化合物は誘電異方性値が＋30程度と大
きく、その割には粘度が低く、熱、光、空気、水
に対しても安定であり、かつ広い温度範囲で液晶
相を示すので、△ε値が大きくかつ低粘性で広い
液晶温度範囲をもつ液晶組成物を構成する成分と
して好適なものである。 つぎに本発明の化合物の製造法を示す。 まず３―〔トランス―４―（トランス―４―置
換シクロヘキシル）シクロヘキシル〕フルオロベ
ンゼン（特開昭57−75939号で公知の化合物）を
二硫化炭素中で塩化アルミニウム存在下、塩化ア
セチルと反応させ、アセチル化物を得た。次にこ
れをジオキサン中で次亜臭素酸ナトリウムと反応
させてカルボン酸化合物にし、これをトルエン中
で塩化チオニルと反応させて酸クロライド化合物
を得る。これをアンモニア水と反応させて酸アミ
ド化合物とし、次いで塩化チオニルで脱水して目
的の３―フルオロ―４―シアノ―１―〔トランス
―４―（トランス―４―置換シクロヘキシル）シ
クロヘキシル〕ベンゼンを得た。 以上を化学式で示すと次のようになる。 以下、実施例により本発明の化合物につき更に
詳細に説明する。 実施例 １ 〔３―フルオロ―４―シアノ―１―〔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〕ベンゼンの製造〕 ３―〔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〕フルオロベ
ンゼン５ｇを二硫化炭素50mlに溶かし、塩化アル
ミニウム４ｇを加え、攪拌しながら５℃以下で塩
化アセチル３ｇを滴下した。滴下後、温度を35℃
に上げ２時間後に冷塩酸を加え、生じた沈澱物を
氷水で過洗浄した。それをアセトンとトルエン
の混合溶媒で再結晶して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〕―２―フルオロアセトフエノンを得
た。次に、このもの0.7ｇをジオキサン50mlに懸
濁させ、10℃以下に保つておく。そこへ可性ソー
ダ２ｇと氷水30mlに臭素1.6ｇを加えて調整した
次亜臭素酸ナトリウムを攪拌しながら滴下した。
全量滴下後、温度を35℃に上げ５時間攪拌を続け
た。冷却後6N塩酸で酸性にし、析出した沈澱物
を過、水洗した。これが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〕―２―フルオロ安息香酸である。こ
れを酢酸で再結晶し、乾燥させたもの0.6ｇをト
ルエン20mlに溶かし、塩化チオニル２ｇを加え３
時間還流させた。過剰の塩化チオニルを減圧留去
した後、残油分をアンモニア水中に流し込み、生
じた沈澱物を過、水洗し、更にトルエンで再結
晶した。これが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〕―２―フルオロ安息香酸アミドである。この
もの0.4ｇをジメチルホルムアミド10mlとトルエ
ン10mlに溶かし、塩化チオニル２ｇを加え４時間
還流した。冷却後、冷水を加え、トルエン50mlで
分液抽出する。油層を中性になるまで水洗した後
トルエンを減圧留去し、残つた油状物をトルエン
とアセトンの混合溶媒から再結晶させた。得られ
た結晶物が目的の３―フルオロ―４―シアノ―１
―〔トランス―４―プロピルシクロヘキシル）シ
クロヘキシル〕ベンゼンである。収量0.1ｇ。結
晶―スメクチツク点53.8℃、スメクチツク―ネマ
チツク点89.8℃、ネマチツク―透明点207℃。 上記と全く同様な操作で３―〔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〕フルオロベンゼンの代りにそれぞれ
に対応する３―〔トランス―４―（トランス―４
―置換シクロヘキシル）シクロヘキシル〕フルオ
ロベンゼンを使用して目的の３―フルオロ―４―
シアノ―１―〔トランス―４―（トランス―４―
置換シクロヘキシル）シクロヘキシル〕ベンゼン
を製造することができる。 ３―フルオロ―４―シアノ―１―〔トランス―
４―（トランス―４―ブチルシクロヘキシル）シ
クロヘキシル〕ベンゼン、結晶―ネマチツク点
（Ｃ―Ｎ点）35.6℃、ネマチツク―透明点（Ｎ―
Ｉ点）202℃。 実施例２ （使用例） トランス―４―プロピル―（4′―シアノフエニ
ル）シクロヘキサン 28％ トランス―４―ペンチル―（4′―シアノフエニ
ル）シクロヘキサン 42％ トランス―４―ヘプチル―（4′―シアノフエニ
ル）シクロヘキサン 30％ なる組成の液晶組成物のＮ―Ｉ点は52℃、△εは
＋10.5である。この液晶組成物をセル厚10μmの
TNセル（ねじれネマチツクセル）に封入したも
のの動作しきい電圧は1.53V、飽和電圧は2.12V
であつた。又粘度は20℃で23cpであつた。 この液晶組成物90部に実施例１で製造した３―
フルオロ―４―シアノ―１―〔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10部を加えた液晶組成物の
Ｎ―Ｉ点は66℃に、△εは＋12.5になり、これを
前記と同様のTNセルにしたときのしきい値電圧
は1.40V、飽和電圧は1.90Vに低下し、粘度は
29cpに上昇したが、この程度では実用上全く障
害にならない。 以上の如く、本発明の化合物を使用することに
より表示素子の作動電圧を下げることが出来、又
作動温度範囲も広げることが出来た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （上式中Ｒは炭素数２〜５を有するアルキル基
   を示す） で表わされる３―フルオロ―４―シアノ―１―
   〔トランス―４―（トランス―４―置換シクロヘ
   キシル）シクロヘキシル〕ベンゼン。 ２ 一般式 （上式中Ｒは炭素数２〜５を有するアルキル基
   を示す） で表わされる３―フルオロ―４―シアノ―１―
   〔トランス―４―（トランス―４―置換シクロヘ
   キシル）シクロヘキシル〕ベンゼンを少くとも１
   種含有することを特徴とする液晶組成物。