JPH04356432A - シクロヘキシルターフェニル誘導体及びそれを含有する液晶組成物及びそれを用いた液晶表示素子 - Google Patents

シクロヘキシルターフェニル誘導体及びそれを含有する液晶組成物及びそれを用いた液晶表示素子

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JPH04356432A
JPH04356432A JP3130855A JP13085591A JPH04356432A JP H04356432 A JPH04356432 A JP H04356432A JP 3130855 A JP3130855 A JP 3130855A JP 13085591 A JP13085591 A JP 13085591A JP H04356432 A JPH04356432 A JP H04356432A
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JP
Japan
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compound
liquid crystal
formula
produce
cyclohexyl
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Pending
Application number
JP3130855A
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English (en)
Inventor
Shuhei Yamada
周平 山田
Shiyuuji Ikukawa
幾川 修司
Saneko Nakayama
中山 実子
Yoshio Yudasaka
湯田坂 美穂
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気光学的表示材料とし
て用いられる新規なシクロヘキシルターフェニル誘導体
及びそれを含有する液晶組成物及びそれを用いた液晶表
示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は液晶の持つ電気光学効果
を利用したものであり、これに用いられる液晶相にはネ
マチック相、コレステリック相、スメクチック相がある
。そして現在もっとも広く用いられる表示方式はネマチ
ック相を利用したねじれネマチック(以下TNという)
型である。
【0003】液晶表示装置は 1,小型でしかも薄くできる。
【0004】2,駆動電圧が低く、かつ消費電力が小さ
い。
【0005】3,受光素子であるため長時間使用しても
目が疲れない。
【0006】等の長所を持つことから、従来よりウォッ
チ、電卓、オーディオ機器、各種計測機、自動車のダッ
シュボード等に応用されている。特に最近ではパーソナ
ルコンピューターやワードプロセッサーのディスプレイ
さらにはカラーテレビなどの画素数の大変多い表示にも
応用されCRTに代わる表示装置として注目を集めてい
る。このように液晶表示装置は多方面に応用されており
、今後さらにその応用分野は拡大していくと考えられる
。これにともない液晶材料に要求される特性も変化して
いくと思われるが、以下に示した特性は基本的なもので
必要不可欠である。 1,着色がなく、熱、光、電気的、化学的に安定である
こと。
【0007】2,実用温度範囲が広いこと。
【0008】3,電気光学的な応答速度が速いこと。
【0009】4,駆動電圧が低いこと。
【0010】5,電圧−光透過率特性の立ち上がりが急
峻であり、またそのしきい値電圧(以下Vthという)
の温度依存性が小さいこと。
【0011】6,視角範囲が広いこと。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
特性のうち、1の特性を満足する液晶は数多く知られて
いるが2以下の特性を単一成分で満足させる液晶化合物
は知られていない。そこでこれらの特性を得るために数
種類のネマチック液晶化合物または非液晶化合物を混合
した液晶組成物を用いている。このうちで2の特性を満
足させるためには液晶組成物を構成する各液晶化合物の
液晶温度範囲が広いことが必要である。
【0013】そこで本発明はこのような実状における要
請に応じるものであり、その目的はネマチック液晶温度
範囲の広い新規な液晶化合物を提供し、それを用いるこ
とにより実用温度範囲の広い液晶組成物さらには液晶表
示装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は一般式
【001
5】
【化4】
【0016】(上式中、R1またはR2は炭素数が1〜
10の直鎖アルキル基を示し、シクロヘキサン環はトラ
ンス配置である)で表されることを特徴とするシクロヘ
キシルターフェニル誘導体及びそれを含有する液晶組成
物及びそれを用いた液晶表示素子である。本発明化合物
(1)は次の製造方法により得ることができる。
【0017】
【表1】
【0018】工程1)化合物(2)をテトラヒドロフラ
ン中でグリニヤール試薬とし、ほう酸トリイソプロピル
と反応させ化合物(3)を得る。
【0019】工程2)化合物(4)をテトラヒドロフラ
ン中でグリニヤール試薬とし、ほう酸トリイソプロピル
と反応させ化合物(5)を得る。
【0020】工程3)化合物(6)を酢酸中で亜硝酸ナ
トリウムと硫酸で反応させてジアゾニウム塩にした後、
臭化銅と臭化水素酸で反応させ化合物(7)を得る。
【0021】工程4)化合物(5)と化合物(7)をエ
タノールとベンゼンの混合溶媒中、テトラキストリフェ
ニルフォスフィンパラジウムの存在下で反応させ化合物
(8)を得る。
【0022】工程5)化合物(3)と化合物(8)をエ
タノールとベンゼンの混合溶媒中、テトラキストリフェ
ニルフォスフィンパラジウムの存在下で反応させ化合物
(1)を得る。
【0023】本発明のシクロヘキシルターフェニル誘導
体を混合する場合にベースとなる液晶組成物の成分とし
ては次に示した化合物があげられるが、これに限定され
ることなく、従来のすべての液晶化合物またはその類似
化合物と良好な相溶性を有し、得られた液晶組成物は実
用温度範囲が広いという特徴を有する。
【0024】
【表2】
【0025】(ここでRおよびR’はアルキル基、アル
コキシ基、アルコキシメチレン基、ニトリル基、または
フルオロ基を表し、フェニレン基は2または3位にハロ
ゲン置換基を有してもよく、シクロヘキサン環はトラン
ス配置である。)また、この液晶組成物に本発明の化合
物を混合できる割合は1〜50重量パーセントであるが
、低温領域での結晶析出を考慮した場合には3〜30重
量パーセントの範囲が特に好ましい。
【0026】本発明の化合物を少なくとも一種類含有す
る液晶組成物を使用した液晶表示装置は時分割駆動方式
を用いた液晶表示装置に好適であり、特にTN型及びS
TN型の液晶表示素子において高時分割駆動が可能であ
る。
【0027】
【実施例】以下、実施例により本発明ををさらに詳しく
説明する。
【0028】(実施例1)〔化合物(1)の合成〕4”
−(トランス−4”’−プロピルシクロヘキシル)−3
’−フルオロ−4−ペンチルターフェニルの製造工程1
)窒素雰囲気中、フラスコへマグネシウム1.9gを入
れ、そこへテトラヒドロフラン110mlへ1−ブロモ
−4−(トランス−4’−プロピルシクロヘキシル)ベ
ンゼン19gを溶かした溶液を滴下した。滴下終了後室
温で一晩攪拌し、グリニヤール試薬を作成した。ほう酸
トリイソプロピル25gをテトラヒドロフラン8mlに
溶解し、その中へグリニヤール試薬を室温で滴下した。 滴下終了後室温で一晩攪拌した。その後10%塩酸46
mlを加え1時間攪拌した。クロロホルムで抽出後、水
で3回洗浄しクロロホルムを留去した。得られた残さを
メタノールとアセトンの混合溶媒中より再結晶し、4−
(トランス−4’−プロピルシクロヘキシル)フェニル
ほう酸11gを得た。
【0029】工程2)窒素雰囲気中、フラスコへマグネ
シウム3.7gを入れ、そこへテトラヒドロフラン14
0mlへ4−ブチル1−ブロモベンゼン28.8gを溶
かした溶液を滴下した。滴下終了後室温で一晩攪拌し、
グリニヤール試薬を作成した。ほう酸トリイソプロピル
50gをテトラヒドロフラン15mlに溶解し、その中
へグリニヤール試薬を室温で滴下した。滴下終了後室温
で一晩攪拌した。その後10%塩酸75mlを加え1時
間攪拌した。クロロホルムで抽出後、水で3回洗浄しク
ロロホルムを留去し、4−ブチルフェニルほう酸17.
5gを得た。
【0030】工程3)亜硝酸ナトリウム51.2gを硫
酸390ml中へ溶解し、その後10℃以下で酢酸45
4mlを加えた。 溶液を20〜25℃に保ち1時間かけて2−フルオロ−
4−ヨードアニリン124gを加え、2時間攪拌した。 その溶液を48%臭化水素酸390mlへ臭化銅130
gを溶かした液中に滴下して1晩攪拌した。その後水1
000mlを加えクロロホルムで抽出し、水洗を3回行
った。クロロホルムを留去し、減圧蒸留(b.p.12
0〜125℃/13mmHg)を行いメタノール中より
再結晶し、1−ブロモ−2−フルオロ−4−ヨードベン
ゼン114gを得た。
【0031】工程4)窒素雰囲気中、1−ブロモ−2−
フルオロ−4−ヨードベンゼン42.1g、テトラキス
トリフェニルフォスフィンパラジウム2.2g、ベンゼ
ン261ml、2M炭酸ナトリウム水溶液200mlの
混合液中へ、4−ブチルフェニルほう酸24.8gをエ
タノール180mlに溶かした溶液を室温で滴下した。 その後5時間還流後、室温に冷却し、反応液をクロロホ
ルムで抽出し、水洗を3回行いクロロホルムを留去した
。得られた残さを減圧蒸留し(b.p.165〜175
℃/3mmHg)4−ブロモ−4’−ブチル−2’−フ
ルオロビフェニル21.2gを得た。
【0032】工程5)窒素雰囲気中、4−ブロモ−4’
−ブチル−2’−フルオロビフェニル4g、テトラキス
トリフェニルフォスフィンパラジウム0.4g、ベンゼ
ン26ml、2M炭酸ナトリウム水溶液20mlの混合
液中へ、4−(トランス−4’−プロピルシクロヘキシ
ル)フェニルほう酸3gをエタノール18mlに溶かし
た溶液を室温で滴下した。その後5時間還流後、室温に
冷却し、反応液をクロロホルムで抽出し、水洗を3回行
いクロロホルムを留去した。得られた残さをシリカゲル
−ヘキサンカラムクロマトグラフィーで精製後、アセト
ンとメタノールの混合溶媒中より再結晶をし、4”−(
トランス−4”’−プロピルシクロヘキシル)−3’−
フルオロ−4−ペンチルターフェニル0.9gを得た。 この化合物の結晶相−スメクチック液晶相転移点は91
.7℃であり、スメクチック液晶相−ネマチック液晶相
転移点は99.0℃であり、ネマチック液晶相−等方性
液体相転移点(以下N−I点という)は293.9℃で
あった。
【0033】(実施例2)〔液晶組成物〕市販の混合液
晶ZLI−1565(メルク社製品、N−I点89.3
℃)をベース液晶とし、現在一般的にN−I点を上げる
目的で使用されている4−ペンチル−4”−シアノター
フェニルと本発明化合物である実施例1の4”−(トラ
ンス−4”’−プロピルシクロヘキシル)−3’−フル
オロ−4−ペンチルターフェニルの液晶組成物を作った
【0034】
【表3】
【0035】組成物aおよびbのN−I点、複屈折(以
下Δnという)を測定した。その結果は以下のとおりで
ある。
【0036】
【表4】
【0037】(実施例3)〔液晶表示素子〕図1に示す
ようにガラス基板1及び2の上に透明電極膜(例えばI
TO膜)からなる電極3を形成し、この上にポリイミド
等よりなる配向膜を塗布する。次ににラビングして配向
制御層4を形成し、さらにガラス基板1及び2をシール
剤6を介して対向配置し、ガラス基板間に実施例2で作
った液晶組成aおよびbをそれぞれ注入し、基板1及び
2の外面に偏光板を貼り付けてTN型の液晶表示セルA
およびBを作成した。なお、セルギャプは8μmとした
【0038】このようにして作成した液晶表示セルを交
流スタテック駆動を用い、20℃で電圧−光透過性の視
角依存性(以下αという)、急峻性(以下βという)、
Vthを測定した。なお、α、β、Vth、Vsatは
次式で定義した。
【0039】
【数1】
【0040】測定の結果は以下のとおりであった。
【0041】
【表5】
【0042】なお、上記の実施例においてはTN型の液
晶表示セルを用いたが、STN型の表示セルを用いた場
合にも同様な効果が得られた。
【0043】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の化合物は一般
的な液晶混合物に混合することにより、実用温度範囲の
広い液晶組成物が得られる。これらの点で本発明は、現
在表示装置の主流となっているSTN型表示の液晶組成
物の基本的成分として極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例で作成した液晶表示セルを示す
図。
【符号の説明】
1.2.  ガラス基板 3.  透明電極 4.  配向制御層 5.  偏光板 6.  シール剤

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  一般式 【化1】 (上式中、R1またはR2は炭素数が1〜10の直鎖ア
    ルキル基を示し、シクロヘキサン環はトランス配置であ
    る)で表されることを特徴とするシクロヘキシルターフ
    ェニル誘導体。
  2. 【請求項2】  一般式 【化2】 (上式中、R1またはR2は炭素数が1〜10の直鎖ア
    ルキル基を示し、シクロヘキサン環はトランス配置であ
    る)で表されるシクロヘキシルターフェニル誘導体の少
    なくとも1種類を含有することを特徴とするシクロヘキ
    シルターフェニル誘導体を含有する液晶組成物。
  3. 【請求項3】  一般式 【化3】 (上式中、R1またはR2は炭素数が1〜10の直鎖ア
    ルキル基を示し、シクロヘキサン環はトランス配置であ
    る)で表されるシクロヘキシルターフェニル誘導体の少
    なくとも1種類を含有する液晶組成物を用いたことを特
    徴とするシクロヘキシルターフェニル誘導体を含有する
    液晶組成物を用いた液晶表示素子。
JP3130855A 1991-06-03 1991-06-03 シクロヘキシルターフェニル誘導体及びそれを含有する液晶組成物及びそれを用いた液晶表示素子 Pending JPH04356432A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998008792A1 (en) * 1996-08-28 1998-03-05 Chisso Corporation Tetracyclic compound having lateral halogen substituent and liquid crystal composition comprising the same
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JP2019527272A (ja) * 2016-07-27 2019-09-26 ジアンスー ヘチェン ディスプレイ テクノロジー カンパニー リミテッド 液晶組成物およびそのディスプレイデバイス

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