JPH10195024A

JPH10195024A - トラン化合物およびそれを含有する液晶組成物

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Publication number: JPH10195024A
Application number: JP9004483A
Authority: JP
Inventors: Tomijiro Naito; 富次郎内藤; Kikuo Yamamoto; 喜久雄山本; Katsuharu Niino; 克治新納
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1997-01-14
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶組成物の粘性やしきい値電圧Ｖｔｈをそ
れほど変えずに、液晶組成物のＮ−Ｉ点を高くし、複屈
折を大きくすることができる新規な液晶化合物の提供。
さらに、種々の液晶化合物との充分な相互溶解性が得ら
れ、液晶組成物の構成物質として多くの液晶材料と組み
合わせて使用することができ、液晶組成物の特性改良に
有用なものである。そのため、本発明のトラン化合物を
含有する液晶組成物は液晶材料として優れた特性を有
し、またこの液晶組成物を搭載した液晶表示装置は、温
度範囲が広く、広い視野角を持つ。【解決手段】一般式（Ｉ）で表されるトラン化合物、
およびそれを少なくとも一種含有する液晶組成物。【化１】（ただし、Ｘは炭素数１〜１０の４−アルキルフェニル
基または４−アルキルシクロヘキシル基を示し、Ｒは炭
素数１〜１０のアルキル基を示す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶材料として有用
なトラン化合物に関し、また、このトラン化合物を含有
する液晶組成物、さらにはこのトラン化合物を含有する
液晶組成物を搭載する液晶表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、時計、電卓をはじめワ
ープロ、テレビ等に広く利用されている。これらの液晶
表示装置の中で特に多く使用されているのは、液晶材料
の光学的異方性および誘電率異方性を利用した液晶表示
装置である。

【０００３】液晶表示装置に用いられる液晶材料に要求
される特性としては、液晶温度範囲が広いこと、電気光
学的に速い応答速度を得るために粘度が小さいこと、広
い視野角範囲、高いコントラストを得るために適切な複
屈折（△ｎ）をもつこと、低い駆動電圧を得るために誘
電率異方性（△ε）が大きいこと、化学的および光学的
に安定であることなどが挙げられる。

【０００４】実用されている液晶組成物は通常、室温付
近に液晶相を有する化合物と、室温より高い温度領域に
液晶相を有する化合物とを混合して調整される。液晶表
示装置が屋外で使用し得る為には、−４０℃〜９０℃の
温度範囲で安定に存在しなければならず、また誘電率異
方性、屈折率異方性の温度依存性に関連して、Ｎ−Ｉ点
（ネマティック−等方相転移温度）付近では急激な変化
が起こるので、Ｎ−Ｉ点の高い液晶材料が必要となる。

【０００５】また、広視野角、高コントラストを得るた
めには、液晶層のリターデーション△ｎ・ｄ（△ｎは液
晶材料の複屈折、ｄは液晶層の厚み）を最適化する必要
がある。しかし、実用に使用される液晶表示装置では液
晶層の厚みｄが、ある限定された範囲で設定されてお
り、かつ応答速度を速くすることが要求されているため
に、液晶層の厚みｄは薄くなる傾向が強まっている。よ
って、複屈折△ｎが大きな液晶材料が必要とされてい
る。

【０００６】これまで、種々の液晶化合物が開発され、
使用されているが、以上のような特性を全て満足する単
一の液晶化合物は未だに見い出されていない。そのため
にいろいろな特性をもった数種の液晶化合物を混合した
り、あるいは非液晶化合物を混合したりして実用に供し
ているのが現状であるが、やはり、充分満足できるもの
ではない。

【０００７】この様に混合して用いられるトラン系の化
合物では、４−アルキル−４’−アルコキシトラン、４
−アルキル−４’−フルオロトラン等が知られている
が、充分特性を満足できるとはいえなかった。また、本
発明の下記化２に示す一般式（Ｉ）で表される４−アル
キルフェニル安息香酸−４−（２−（４−アルキルフェ
ニル）−エチニル）−２−フロロフェニルエステル、お
よび、４−アルキルシクロヘキシルカルボン酸−４−
（２−（４−アルキルフェニル）−エチニル）−２−フ
ロロフェニルエステルについては知られていなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上示したように、こ
れまで、液晶組成物については種々検討されているが、
未だ完全と言われるものは見いだされていない。また、
液晶組成物に用いられる化合物は、いずれもその特性に
一長一短があり、さらに液晶表示装置によって、前記要
求される特性の度合いも異なるため、目的に応じた特性
を与える新たな液晶化合物および、液晶添加物の出現が
待ち望まれている。そこで本発明の目的は、液晶組成物
に混合することによって、液晶組成物のＮ−Ｉ点を高く
し、かつ複屈折△ｎを大きくすることのできる新規なト
ラン化合物を提供することであり、また、それを含む液
晶組成物を提供することであり、さらにはその液晶組成
物を搭載してなる液晶表示装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のトラン化合物は、下記一般式（Ｉ）で表されるもので
ある。

【００１０】

【化２】

【００１１】（ただし、Ｘは炭素数１〜１０の４−アル
キルフェニル基または４−アルキルシクロヘキシル基を
示し、Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基を示す。）

【００１２】また、本発明の請求項２に記載の液晶組成
物は、前記一般式（Ｉ）で表されるトラン化合物を少な
くとも一種含有する液晶組成物である。

【００１３】さらに、本発明の請求項３に記載の液晶表
示装置は、前記一般式（Ｉ）で表されるトラン化合物を
少なくとも一種含有する液晶組成物を搭載することを特
徴とする液晶表示装置である。

【００１４】本発明のトラン化合物は、液晶組成物に混
合することによって、液晶組成物のＮ−Ｉ点を高くし、
複屈折△ｎを大きくすることのできる優れた化合物であ
る。

【００１５】本発明のトラン化合物は多くの液晶化合物
と混合し、液晶組成物を製造することができる。本発明
のトラン化合物と混合可能な液晶化合物としてはエステ
ル系、シクロヘキシルフェニル系、ビフェニル系、ピリ
ミジン系、ジオキサン系、トラン系などが挙げられる。
更に、これらの液晶化合物を複数混合したものに本発明
のトラン化合物を混合して用いることもできる。

【００１６】本発明のトラン化合物を含有する液晶組成
物は、上述のように、液晶材料として優れた特性を有
し、またこの液晶組成物を搭載した液晶表示装置は、温
度範囲が広く、広い視野角を持つことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載のトラン
化合物は、化２における一般式（Ｉ）で表されるもので
ある。

【００１８】一般式（Ｉ）においては、Ｘは炭素数１〜
１０の４−アルキルフェニル基または４−アルキルシク
ロヘキシル基を示し、Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基
を示すものである。

【００１９】また、本発明の請求項２に記載の液晶組成
物は、前記一般式（Ｉ）で表されるトラン化合物を少な
くとも一種含有する液晶組成物である。

【００２０】また、本発明の請求項３に記載の液晶表示
装置は、前記一般式（Ｉ）で表されるトラン化合物を少
なくとも一種含有する液晶組成物を搭載してなる液晶表
示装置である。

【００２１】本発明のトラン化合物の製造方法につい
て、下記化３に例をあげて説明する。なお式中Ｘおよび
Ｒは前記した意味を示す。

【００２２】まず、酸クロライド（ａ）と置換フェノー
ル（ｂ）とをピリジン等の不活性有機溶媒中で反応させ
た後、反応混合物を再結晶、水洗、乾燥させ、エステル
化合物（ｃ）を作製する。次にこのエステル化合物
（ｃ）とアセチレン化合物（ｄ）を、トリエチルアミン
等の存在下にて反応させ、水洗、乾燥、再結晶すること
により一般式（Ｉ）で表されるトラン化合物を得ること
ができる。

【００２３】

【化３】

【００２４】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を、更に具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。また、本実施例におけるしきい値電圧Ｖth
は、液晶組成物をセル厚９μｍのＴＮ型液晶表示装置に
搭載して測定した値である。

【００２５】（実施例１）２−フルオロ−４−ブロモフ
ェノール２９ｇ、ジメチルホルムアミド１００ｍｌ、ピ
リジン１３ｇを溶解し、市販のトランス−４−ｎ−プロ
ピルシクロヘキサンカルボン酸クロライド２９ｇを滴下
し、加熱、攪拌した。その後、反応物を水中に流入し、
結晶を析出させ、濾別した。希塩酸、水で洗浄し、真空
乾燥後、酢酸エチル、メタノールの混合溶媒にて再結晶
させ、トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキサンカル
ボン酸−２−フルオロ−４−ブロモフェニルエステル４
５ｇを得た。これに４−エチルフェニルアセチレン２３
ｇ、ビス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（I
I）クロライド０．０９ｇ、ヨウ化銅０．１ｇ、トリフ
ェニルフォスフィン０．７９ｇ、トリエチルアミン２５
０ｍｌを加え、加熱、攪拌した。反応物を水に流入し
て、塩酸で中和し、結晶を析出させる。結晶を濾別後、
水洗し、真空乾燥後、酢酸エチルとメタノールの混合溶
媒で再結晶を行い、化４記載の化合物３３ｇを得た。こ
の化合物はネマティック液晶相を有し、Ｃ−Ｎ点（結晶
−ネマティック相転移温度）が１００℃、Ｎ−Ｉ点が２
０２℃であった。また、この化合物の赤外線吸収スペク
トルを図１に示す。

【００２６】

【化４】

【００２７】（実施例２）４−エチルフェニルアセチレ
ン２３ｇの代わりに４−ブチルフェニルアセチレン２８
ｇを用いる以外は、実施例１と同様の方法で、化５記載
の化合物３４ｇを得た。この化合物はネマティック液晶
相を有し、Ｃ−Ｎ点（結晶−ネマティック相転移温度）
が６４℃、Ｎ−Ｉ点が１９４℃であった。また、この化
合物の赤外線吸収スペクトルを図２に示す。

【００２８】

【化５】

【００２９】（実施例３）４−エチルフェニルアセチレ
ン２３ｇの代わりに４−ペンチルフェニルアセチレン３
０ｇを用いる以外は、実施例１と同様の方法で、化６記
載の化合物３７ｇを得た。この化合物はネマティック液
晶相を有し、Ｃ−Ｎ点（結晶−ネマティック相転移温
度）が７０℃、Ｎ−Ｉ点が１９３℃であった。また、こ
の化合物の赤外線吸収スペクトルを図３に示す。

【００３０】

【化６】

【００３１】（実施例４）４−エチルフェニルアセチレ
ン２３ｇの代わりに４−プロピルフェニルアセチレン２
６ｇ、トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキサンカル
ボン酸クロライド２９ｇの代わりにトランス−４−ｎ−
ブチルシクロヘキサンカルボン酸クロライド３１ｇを用
いる以外は、実施例１と同様の方法で、化７記載の化合
物３５ｇを得た。この化合物はネマティック液晶相を有
し、Ｃ−Ｎ点（結晶−ネマティック相転移温度）が６８
℃、Ｎ−Ｉ点が１９８℃であった。また、この化合物の
赤外線吸収スペクトルを図４に示す。

【００３２】

【化７】

【００３３】（実施例５）トランス−４−ｎ−プロピル
シクロヘキサンカルボン酸クロライド２９ｇの代わりに
４−エチル安息香酸クロライド２６ｇを用いる以外は、
実施例１と同様の方法で、化８記載の化合物３３ｇを得
た。この化合物は液晶相を有し、Ｃ−Ｓ点（結晶−スメ
クティック相転移温度）が８６℃、Ｓ−Ｎ点（スメクテ
ィック−ネマティック相転移温度）が１３３℃、Ｎ−Ｉ
点が１８０℃であった。また、この化合物の赤外線吸収
スペクトルを図５に示す。

【００３４】

【化８】

【００３５】（実施例６）市販のネマティック液晶組成
物ＺＬＩ−１１３２（メルク社製）９０重量部に、実施
例１で製造した本発明のトラン化合物を１０重量部加
え、液晶組成物を作製した。その液晶組成物の特性を下
記表１に示す。

【００３６】ここで、ＺＬＩ−１１３２のみからなる液
晶組成物の特性は、Ｎ−Ｉ点７２．０℃、Δｎ０．１３
８、粘度２７．９ｃＰ、Ｖth１．８３Ｖであった。

【００３７】

【表１】

【００３８】（実施例７〜１０）実施例６と同様に、液
晶組成物ＺＬＩ−１１３２（メルク社製）９０重量部に
実施例２〜５で製造したトラン化合物を１０重量部加
え、液晶組成物を作成した。その液晶組成物の特性を表
１に併せて示す。

【００３９】表１には、各実施例の番号と同時に、用い
た本発明のトラン化合物の化学式を記載した。また、本
発明のトラン化合物を加えないＺＬＩ−１１３２のみか
らなる液晶組成物の特性も記載した。

【００４０】表１から明らかなように、本発明のトラン
化合物は、それを含有する液晶組成物の粘性やしきい値
電圧Ｖｔｈをあまり損なうことなく、Ｎ−Ｉ点を高く
し、複屈折△ｎを大きくすることができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明のトラン化合物は、液晶組成物に
混合することによって、液晶組成物の粘性やしきい値電
圧Ｖｔｈをそれほどかえることなく、Ｎ−Ｉ点を高く
し、また複屈折を大きくすることができる。そのため、
本発明のトラン化合物を含有する液晶組成物は液晶材料
として優れた特性を有し、またこの液晶組成物を搭載し
た液晶表示装置は、温度範囲が広く、広い視野角を持
つ。さらに、本発明のトラン化合物は種々の化合物との
充分な相互溶解性が得られ、液晶組成物の構成物質とし
て多くの液晶材料と組み合わせて使用することができ、
液晶組成物の特性改良に有用なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトラン化合物の赤外線吸収スペクトル
を表す図である。

【図２】本発明のトラン化合物の赤外線吸収スペクトル
を表す図である。

【図３】本発明のトラン化合物の赤外線吸収スペクトル
を表す図である。

【図４】本発明のトラン化合物の赤外線吸収スペクトル
を表す図である。

【図５】本発明のトラン化合物の赤外線吸収スペクトル
を表す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（Ｉ）で表されるトラン化合物。【化１】（ただし、Ｘは炭素数１〜１０の４−アルキルフェニル
基または４−アルキルシクロヘキシル基を示し、Ｒは炭
素数１〜１０のアルキル基を示す。）
【請求項２】請求項１記載のトラン化合物を少なくと
も一種含有する液晶組成物。
【請求項３】請求項１記載のトラン化合物を少なくと
も一種含有する液晶組成物を搭載してなる液晶表示装
置。