(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記〔化１〕の一般式（１）で表される、ビシクロヘキシルフェニル基とアルキニル基とを有する液晶化合物。
【化１】
0004115002.tif 000012
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学的表示材料として有用なネマチック液晶化合物、詳しくは、高いＮＩ点および高誘電率を示すネマチック液晶化合物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
現在、液晶組成物としては、要求される電気的、光学的、化学的性能を満足するため、数種類から２０種類程度の液晶化合物、液晶類似化合物の混合物が用いられている。
【０００３】
環構造の数、環の種類、ハロゲン原子やシアノ基などの極性基の有無と位置、キラル構造の有無、エーテル結合、エステル結合などの結合の種類、そして、アルケニルやアルキニルの有無などの構造上の特徴を種々組み合わされた、液晶温度範囲が広い化合物、誘電異方性が大きな化合物、粘度の低い化合物などの特性の異なる化合物を組み合わせることで液晶組成物の性能は制御されている。
【０００４】
アルキニル基を有する液晶化合物としては、特開昭６１−２６３９３３号公報でシクロヘキシルアセチレン誘導体が提案され、広い温度範囲でネマチック相を示しているものの、環構造を２個有したもののみが記載され、極性基を有していないため、誘電率異方性の小さなものしか期待できなかった。特開平３−１３３９３８号公報、特開平５−９７７２９号公報には３個以上の環構造を有するアルキニル基を有する液晶化合物が提案されている。しかしこれら公報に記載された化合物はいずれも分子構造の長軸方向末端において極性基を有しておらず、誘電率異方性は低いものであった。さらに、特開平６−１９９７１３号公報には、アルキニル基を有し、極性基を有する液晶化合物が提案されている。しかし、この化合物は環構造が２個しかないか、３個以上の場合には環構造の間にアルケニル基を有するもので、３個以上の環構造を有し、環構造の外側にアルキニル基を有する構造の化合物についてはなんら記載はされていなかった。
【０００５】
また、特開昭５８−１０５５２号公報、特開平３−２２３２２３号公報、特表平４−５０１２７０号公報には、環構造を３個有し、その外側にアルキル基またはアルケニル基を有する化合物が提案されている。しかし、このアルキル基、またはアルケニル基を有する化合物のＮＩ点は満足のいくものでなかった。
【０００６】
さらに、特開平１０−１７５８８８号公報には、３ケ以上の環構造を有し、環構造の外側にアルキニル基を有し、さらに極性基を有する液晶化合物が提案されている。しかし、アルキニル基は環構造に直接結合しておらず、環とアルキニル基の間にエチル基を有する構造の化合物であり、環構造に直接結合するアルキニル基の記載はされていなかった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、誘電率異方性が大きく、高ＮＩ点である液晶化合物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、特定構造を有する化合物が、上記目的を達成しえることを知見した。
【０００９】
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（１）で表される、ビシクロヘキシルフェニル基とアルキニル基とを有する液晶化合物を提供するものである。
【００１０】
【化２】
0004115002.tif 000002
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶化合物について詳述する。
【００１２】
本発明の液晶化合物は、上記一般式（１）における式中のＲが炭素原子数１〜１０の直鎖のアルキル基または水素原子であるが、アルキル基としては、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル等の直鎖のアルキル基が挙げられ、特にR の炭素数が１〜６の直鎖のアルキル基が好ましい。
【００１３】
本発明の液晶化合物の具体例としては、例えば、下記〔化３〕〜〔化９〕に示す化合物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７などが挙げれられる。
【００１４】
【化３】
0004115002.tif 000003
【００１５】
【化４】
0004115002.tif 000004
【００１６】
【化５】
0004115002.tif 000005
【００１７】
【化６】
0004115002.tif 000006
【００１８】
【化７】
0004115002.tif 000007
【００１９】
【化８】
0004115002.tif 000008
【００２０】
【化９】
0004115002.tif 000009
【００２１】
本発明の液晶化合物は、単独で液晶材料に要求される全ての機能を満足できるものではなく、他の液晶材料との混合物（液晶組成物）として使用することが望ましい。ここで用いられる他の液晶材料としては、例えば、ビフェニル系、エステル系、アゾキシ系、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル系、フェニルシクロヘキササン系、フェニルピリミジン系、フェニルメタジオキサン系などの液晶材料の一種類または数種類の系の混合物と混合させることにより透明点を上昇させることができ、いわゆる高温液晶成分として有用である。これらの他の液晶材料は、現在、高温液晶成分として広く用いられているシアノターフェニル、シアノビフェニルシクロヘキサン系などの液晶に比べ、比較的低粘度であるので応答特性がよく、温度依存性の少ない、優れた液晶組成物を構成するのに使用できる。
【００２２】
上記液晶組成物における本発明の液晶化合物の含有量は、０．０１重量％以上であることが好ましい。該含有量が０．０１重量％未満では添加効果が認められないことがある。
【００２３】
本発明の液晶化合物〔前記一般式（１）で表される化合物〕の製造方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、目的とするアルキニル化合物に対応するアルケニル化合物のアルケニル基を臭素化して脱臭化水素反応により目的物を合成することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例により本発明の液晶化合物の製造方法について、説明する。また、試験例により本発明の液晶化合物を用いた液晶組成物の性質について、更に詳細に説明する。
【００２５】
実施例１
（化合物Ｎｏ．２の合成）
１−［トランス−４−（トランス−４−（１−プロペニル）シクロヘキシル）シクロヘキシル］−４−シアノベンゼン１．３３ｇとジクロロエタン１１０ｍｌの混合液を−１３℃まで冷却し、臭素を０．６８ｇ滴下した。−２０℃で１時間攪拌した後、チオ硫酸ナトリウム水溶液を２５ｍｌ加え、室温まで戻した。油水分離後、水５０ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで有機層を乾燥した。溶媒を留去して粗臭素化物１．８８ｇ得た。
【００２６】
カリウム−ｔ−ブトキシド１．０ｇとジメチルスルホキサイド（以下、「ＤＭＳＯ」という）１２ｍｌの溶液に前反応で生成した粗臭素化物１．８８ｇのＴＨＦ溶液２４ｍｌを１０℃以下で滴下した。１時間１０℃以下で攪拌した後、水２２ｍｌを加え、トルエン４０ｍｌで２回抽出し、水２０ｍｌで２回洗浄した。溶媒留去した後、シリカゲルカラム（酢酸エチル／ヘキサン＝１／２０）で精製した。酢酸エチル／メタノールで再結晶して０．３９ｇの化合物を得た。（白色粉末、収率３０％）
【００２７】
得られた化合物は、赤外吸収スペクトル（ＩＲ）、 1Ｈ−ＮＭＲ、およびガスクロマトグラフ−マススペクトル（ＧＣ−ＭＳ）により目的物であると同定した。分析結果は各々以下の通りである。
【００２８】
ＩＲ、 1Ｈ−ＮＭＲはそれそれ次のように吸収を示した。また、ＧＣ−ＭＳによる分子量は３０５であった。
【００２９】
〔ＩＲ〕
２９２０ｃｍ-1、２８４５ｃｍ-1、２２２０ｃｍ-1、１６００ｃｍ-1、１４４０ｃｍ-1
〔 1Ｈ−ＮＭＲ〕
０．６−２．６ｐｐｍ（−ＣＨ3 、−ＣＨ2 −、−ＣＨ−）
７．１−７．７ｐｐｍ（Ａｒ−Ｈ）
【００３０】
また、液晶材料としての可能性を評価するため、相転移温度を測定した。比較化合物は、アルキニル基をアルキル基に置き換えた化合物である。
比較化合物１：１−［トランス−４−（トランス−４−（１−プロピル）シクロヘキシル）シクロヘキシル］−４−シアノベンゼン
の相転移温度も併せて測定した。
【００３１】
化合物Ｎｏ．２の相転移温度を測定した結果、ＣＮ点は１８７℃で、ＮＩ点は２９１℃であった。比較化合物１のＮＩ点は２３９℃であった。
【００３２】
試験例１
下記〔化１０〕に示す母液晶Ａからなる液晶組成物に化合物Ｎｏ．２を１０重量％添加（粘度測定の場合のみ５重量％添加）した液晶組成物の外挿値について、それぞれΔε、Δｎ、粘度を測定した。それらの結果を下記〔表１〕に示す。
【００３３】
母液晶Ａの組成
【００３４】
【化１０】
0004115002.tif 000010
【００３５】
【表１】
0004115002.tif 000011
【００３６】
実施例の結果から明らかなように、アルキニル基をもつ本発明の液晶化合物（実施例１で得られた化合物Ｎｏ．２）が、アルキニル基の換わりにアルキル基をもつ比較化合物１に比べて高いＮＩ点を示すことが確認できた。
また、アルキニル基がアルケニル基である化合物の場合も同様に本発明の液晶化合物の方が高ＮＩ点を示す。
【００３７】
さらに、〔表１〕の結果より、本発明の液晶化合物は高い誘電率をもち、高いＮＩ点を示す、ＳＴＮ系液晶に有用な液晶化合物であることが確認できた。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の液晶化合物は、高ＮＩ点で誘電異方性の大きな液晶組成物を提供できるものである。