JPS62500792A - トランス―４”―ｎ―アルキルシクロヘキス―２―エンカルボン酸の４―（４´―シアノジフェニル）エステルからなる液晶材料及びこれを用いた液晶組成物 - 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】 トランス−４″−ｎ−アルキルシクロへキス−２−エンカルボン酸の４−　（４ ’−シアノジフェニル）エステル液晶およびこれらの化合物に基づく情報表示電 気光学装置用液晶組成物 ｉ唯＠死！ 本発明は新規な液晶化合物およびこれらの化合物に基づく情報表示電気光学装置 用液晶組成物に係る。

良敦＠伎記 従来、４−（トランス−４″−〇−アルキルシクロへキシルメトキシ）−４′− シアノジフェニル“液晶が知られている（Ｇ、Ｗ、Ｇｒａｙ、Ｄ、Ｇ、ＭｃＤｏ ｎｎｅｌ著”Ｌｉｑｕｉｄ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓｉｎｃｏｒｐ ｏｒａｔｉｎｇ　ｔｈｅｔｒａｎｓ　−１、４−５ｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ　ｃｙ ｃｌｏｈｅｘｅｎｅｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍχＭｏ１．Ｃｒｙｓｔ、Ｌｉｑ、　Ｃ ｒｙｓｔ、、Ｖｏｌ、５３，１９７９．Ｇｏｒｄｏｎ＆　Ｂｒｅａｃｈ　５ｃｉ ｅｎｃｅ　Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ社、ロンドン、１５５−１５８頁）。

これらの化合物は情報表示電気光学装置のための液晶組成物として用いられる。

これらの化合物の１つは次の組成（質量基準）を有している。

４−ｎ−ペンチルー４′−シアノジフェニル　８６従来技術のこれらの液晶化合 物は液晶相（ネマチック相）の形成温度が高く（９３℃より低くない）、また結 晶相から液晶相への相変態熱が高い（４，８ｋｃａｌ／ｍｏｌより小さくないΔ Ｈ）という欠点がある。そのためにこれらの化合物は液晶相形成温度が低い液晶 組成物の成分として用いるには制約がある。

上記例示組成物は液晶相形成温度が１１℃と比較的高く、また液晶相が存在する 温度範囲が４７℃と狭いことを特徴としている。

本発明による化合物のもう１つの類似物はトランス−４″−ｎ−アルキル−シク ロヘキサンカルボン酸の４’−（４−シアノフェニル）エステルである。これら の化合物の液晶相形成温度は７９．８℃より低くない（前掲文献ｐ１５３参照） 、これらの化合物は４−（トランス−４’−ｎ−アルキルシクロへキシルメトキ シ）−４′−シアノジフェニルと同じ欠点を有する。

九吸α−二 本発明は低い液晶（ネマチック）相形成温度と、広い液晶相存在温度範囲と゛、 結晶相から液晶相への小さい相変態熱とを有する新規な液晶化合物、およびこれ らの化合物に基づいて、低い液晶相形成温度と広い液晶相存在温度範囲を特徴と する情報表示電気化学装置用液晶組成物を提供することを目的とする。

この目的は新規な液晶化合物、すなわち一般式（式中、Ｒはノルマル構造のＣＨ ，〜Ｃ？ＨＩ　５である）のトランス−４″−アルキル−シクロへキス−２−エ ンカルボン酸の４−（４’−シアノジフェニル）エステルによって達成される。

本発明は、同様に、情報表示電気光学装置用液晶組成物に係り、この液晶組成物 は、４−ｎ−ペンチルー４′−シアノジフェニル液晶を含み、また前記式のトラ ンス−４″−ｎ　−アルキルシクロへキス−２−エンカルボン酸の４−（４’　 −シアノジフェニル）エステル液晶を下記の割合（重量部）で含む。

４−ｎ−ペンチルー４′−シアノジフェニル　６〜８本発明による化合物は低い 液晶（ネマチック）相形成温度（４２〜５０℃）と、結晶相から液晶相への低い 相変態熱（ΔＨ＝２．７〜３．２　ｋｃａｌ／ｍｏｌ）と、広い液晶相の存在温 度範囲（１４０℃）を有する。

そのために、本発明による液晶化合物は情報表示電気光学装置のための液晶組成 物の成分として成功裡に使用できる。

このタイプの従来技術の液晶組成物とちがって、本発明による化合物に基づく液 晶組成物は組成物の成分数が少なく、液晶（ネマチック）相の形成温度が低く（ 例えば−１２℃以下）、液晶（ネマチック）相の存在温度範囲が広い（９０〜１ ００℃）、さらに°、本発明による液晶組成物は閾値電圧が低く（１，１〜１． ２Ｖ）、立上り時間と立下り時間が短い（それぞれ４５ｍ５ｅｃおよび６５ｍ５ ｅｃ）。

この液晶組成物は６重量部より少ない４−ｎ−ペンチル−４′−シアノジフェニ ルで用いることが好ましい、なぜならば、第２成分の含分が増加すると液晶相の 形成温度が増加し、また液晶組成物の電気光学特性を損なうおそれ（立上り時間 および立下り時間の増加）があるからである。

液晶組成物を８重量部より多い４−ｎ−ペンチルー４′−シアノジフェニルで用 いることも好ましくない、なぜならば、第２成分が増加すると液晶相の存在温度 範囲の上限が低下するからである。

日　−るための最　の！。

本発明による液晶化合物は公知の反応により製造される。

すなわち、ピリジンの存在におけるトランス−４−ｎ−アルキルシクロへキス− ２−エンカルボン酸の塩化物と４−ヒドロキシ−４′−シアノジフェニルの反応 により製造される。

これらの液晶化合物の製造方法では無水ジエチルエーテル中のトランス−４−ｎ −アルキル−シクロへキス−２−エンカルボン酸（ここにアルキルはノルマル構 造のＣＩ（３〜Ｃ１１（ｌ、である）０．３モル、塩化チオニル０．４モルおよ びピリジン０．５モルの混合物を１．５時間撹拌する０次に、混合物に４−ヒド ロキシ−４′−シアノジフェニル０．３モルとピリジン０．５モルを添加する。

混合物を室温で約１２時間放置する。その後、所望の生成物のエーテル溶液を水 で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥する。溶媒を蒸留除去して得られる残留物 をエタノールとベンゼンの混合物から再結晶させる、所望生成物の収率は用いる 酸の量の５０〜６０％である。

合成される化合物は室温で白色無臭の物質である。

本発明により調製された化合物の全体式は元素分析の結果（表１）ならびにＩＲ スペクトルおよびＰＭＲスペクトルのデータにより証明された。

ＩＲスペクトルの１７２５ｅｎ−’および２２３０ｃｍ−’の強い吸収帯はエス テルのカルボニル基の伸縮振動（ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ） およびニトリル基の伸縮振動に対応する。ＰＭＲスペクトルの７．８３〜フ、Ｏ Ｏｐｐｍ、　５．７ｐｐ隋、　３．１７ｐｐｎ＋の範囲内の信号は芳香族環のプ ロトン、二重結合のプロトン、およびシクロヘキセン環の第１炭素原子に存在す るプロトンに属する。

相変態の温度および熱は走査型示差カロリーメーター゛Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅ ｒ　ＤＳＣ−２″を用いて測定した。試験結果を表１に示す。

表　１ １　ＣＨ，８５，５〜１６８．５　− ２　Ｃ２１１５５８〜１８９　３．０ ３　ｎ−Ｃ＝Ｈ７５９〜２０３　３．３４　ｎ　Ｃ＜ｔ（ｓ　４２．５〜１９７ 　２．７５　ｎ　−ＣｓＨｚ　４８．５〜１８９　３．２６　ｎ　Ｃ６ＨＩ３　 ４４〜１８６　−７　ＩＩ　−Ｃ７Ｈ，５６５〜１８５　３．３１７９．５６． １４．３　Ｃ２１１１，９ＮＯ□７９．５６．０４．４２７９．６６．２４．４ 　Ｃｚ２１（２＋Ｎｏ□７９．８６．３４．２３８０．１６．７４．ＯＣ２，１ １２３ＮＯ□８０．０６．６４．０４８０．２７．１４．ＯＣ２４１＋□５ＮＯ ２８０，２７，０３，９５８０，５７，４３，９Ｃｚｓｌｌ□７ＮＯ□８０．４ ７．２３．８６８０．７７．７３．７　ＣｚａＨ’ｔｓＮＯｚ　８０．６７．５ ３．６７　８０．９　７．７　３．８　Ｃ２７）１３１ＮＯ２８０，８フ、７　 ３．５表１に見られるように、本発明による化合物は液晶相の形成温度が低いこ と（例えば、４２．５℃）、液晶相の存在温度範囲が広いこと（例えば１４０℃ ）、結晶相から液晶相への相変態熱が小さいこと（例えば、２．７　ｋｃａｌ／ 　ｍｏｌ）を特徴としている。

本発明による液晶組成物は４−ｎ−ペンチル−４′−シアノジフェニルとトラン ス−４〜−ｎ−アルキルシクロへキス−２−エンカルボン酸の４−　（４’−シ アノジフェニル）エステルを混合した後、混合物成分を加熱して等労相溶融物を 形成し、溶融物を完全に混合し、冷却して室温にすることによって調製する。

本発明による液晶組成物の電気光学的特性は直交ニコル間に液晶セルを置いてそ れを通過する光の強度を室温で測定して測定した。液晶セルの電極間のギャップ は１２μ−である。

セルに平方形の電気パルスを３２Ｈｚの周波数で適用する。

駆動電圧は３Ｖである。

下記表２は本発明による液晶組成物の組成、その電気光学的特性（立上り時間と 立下り時間、閾値電圧）、ならびに液晶（ネマチック）相の存在する温度範囲を 示す。

表２ １　５−７５　１２０　１５０　１．１２　（−５）〜（＋８５）　１３０　１ ５０　１．１３　５−９０　１６０　１５０　１．２４　（−１２）以下８〜（ ＋７０）　４５　６０　１．１５　（−１２）以下８〜（＋８７）　１００　６ ５　１．１８液晶組成物は一１２℃の温度で３〜４力月保持しても結晶化してい ない。

表２に見られ乙ように、本発明による２成分液晶組成物は広い液晶相存在温度範 囲を有しかつこの組成物をいろいろな情報表示電気光学装置に広く使用すること を可能にする電気光学特性を有する。　従って、本発明によるトランス−４″− ｎ−アルキルシクロへキス−２−エンカルボン酸の４−（４′−シアノジフェニ ル）エステル液晶は従来の化合物と較べてより低い液晶（ネマチック）相形成温 度と小さい結晶相から液晶相への相変態熱と広い液晶相の存在温度範囲とを有し 、そのために、これらの化合物を用いて、液晶相形成温度が低く、液晶相存在温 度範囲が広く、立上り時間および立下り時間が短かく、閾値電圧が低いことを特 徴とする情報表示電気光学装置用の少数成分からなる液晶組成物を調製すること が可能になる。

のＬＥ［性 本発明は液晶時計、電卓、デジタル表示その他の情報表示電気光学装置に応用可 能である。

国際調査報告

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒはノルマル構造のＣＨ３からＣ７Ｈ１５までのアルキル基である。） を有するトランス−４′′−ｎ−アルキルシクロヘキス−２−エンカルボン酸の ４−（４′−シアノジフェニル）エステル液晶。
2. ２．４−ｎ−ペンチル−４′−シアノジフェニル液晶を含む情報表示電気光学装 置用液晶組成物において、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｒはノルマル構造のＣＨ３からＣ７Ｈ１５までのアルキル基である。）を 有するトランス−４′′−アルキルシクロヘキス−２−エンカルボン酸の４−（ ４′−シアノジフェニル）エステル液晶を下記の成分割合 ４−ｎ−ペンチル−４′− シアノジフェニル６〜８重量部 トランス−４′′−ｎ−アルキルシクロヘキス−２−エンカルボン酸の４−（４ ′− シアノジフェニル）エステル２〜４重量部で含むことを特徴とする液晶組成物。