JP2896648B2 - フッ素含有基置換液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents
フッ素含有基置換液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子Info
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Landscapes
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Description
び液晶組成物に関し、さらに詳しくは新規なフッ素含有
基置換液晶性化合物、これを含有する液晶組成物および
該液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子に関する。
機器、自動車用パネル、ワープロ、電子手帳、プリンタ
−、コンピュ−タ−、テレビ等に広く用いられている。
これらの液晶表示素子は、液晶性化合物が有する光学異
方性(△n)や誘電率異方性(△ε)を利用するもので
あり、その表示方法として、動的散乱型(DS型)、ゲ
スト・ホスト型(GH型)、ねじれネマチック型(TN
型)、超ねじれネマチック型(STN型)、薄膜トラン
ジスター型(TFT型)および強誘電性液晶(FLC)
等が知られている。またその駆動方式として、スタティ
ック駆動方式、時分割駆動方式、アクティブマトリック
ス駆動方式および2周波駆動方式等が知られているが、
中でも表示性能が最も高いという利点から、TFT方式
が特に注目されている。
要求されているが、 1)液晶組成物に添加した場合、ネマチック相温度範囲
の縮小をもたらさない程度にネマチック相の温度範囲が
広いこと、 2)粘性が低温域を含め低いこと、 3)大きな△εを持つこと、 の3点が共通した特性として必要とされている。上記特
性のうち、1)にはネマチック相上限温度が高いことお
よび融点が低く低温領域においても結晶の析出等による
相分離を生じにくいといったことが含まれる。また、
2)は液晶パネル中で配向した液晶分子の電場に対する
応答速度を向上させるに際し極めて重要な要素であり
(Phys.Lett.,39A,69(197
2))、該応答速度を向上させることは液晶組成物の表
示品位を高めうえで現在最も求められているところであ
る。その際、特に低温においても該表示品位の低下をも
たらさないという観点から、上記応答速度の温度依存性
すなわち材料粘度の温度依存性が小さく、特に低温にお
いても低粘性を維持し得ることが重要とされる。
ある。すなわち、消費電力の低減化や大画面化を実現す
るためには駆動電圧を下げることが必要である。駆動電
圧、特にしきい値電圧(Vth)は次式で示されるように
△εの関数であり、
す。) この式からも明かな通り、消費電力の低減化には正に大
きな△εを示す化合物が必要である。なお、このVthに
関しても、液晶組成物の表示品位を高くかつ広い温度範
囲で維持するためには、その温度依存性は特に低温下で
も小さいことが望まれている。
に大きな△εを持つ化合物の探索が行われており、それ
らの内特に大きな△εを持つ化合物の例として、式
(a)に示すトリフルオロメチルフェニル誘導体(特開
昭59−78129号)や式(b)に示すトリフルオロ
メトキシフェニル誘導体(特表平2−501311号)
が知られている。
はOCF3を持つ3環構造のものであるが、該3つの環
を直線状に結ぶ結合基は全て共有結合に限られており、
このこともあって△ε以外の諸特性についてはこれを十
分に満たすものとは必ずしも言えない。なお、分子末端
にCF3またはΟCF3を有する化合物は上記の外、Li
q.Cryst.,18(4),665(1995)、
特表昭63−503226号、特表平のそれぞれ3−5
03771号、4−500214号、4−500217
号、4−500682号、4−501575号、4−5
01576号、4−507104号、5−502676
号および6−504032号、DEのそれぞれ4004
650A1号、4013083号、4106345号、
4108705A1号および4113053A1号、E
P0439089A1号並びにEP0449288号に
その一部分が示されているが、物性値については充分な
開示がない。
合物は、さらに水分、空気、熱および光等の外的環境因
子に対しも安定でなければならない。また、それらは個
々の表示素子に要求される特性を発現するため、一般に
数種ないし二十数種のものが混合して用いられる。その
ため他の液晶化合物との相溶性が良好であること、特に
最近では使用環境が広範囲にわたっていることから、低
温相溶性も良好であることが要求されている。つまり、
TFT用の液晶組成物には広い温度範囲下での使用を可
能にするため、特に低温でネマチック相を有しかつ結晶
の析出またはスメクチック相の発現のないものが望まれ
ている。そのため、これに用いる液晶性化合物には、他
の液晶化合物に対し低温での相溶性に優れたものが特に
望まれている。
るための集積非線形素子を含有しており、テレビやコン
ピュ−タ用および自動車や航空機内用等の高度情報ディ
スプレイに適するとされるアクティブマトリックス液晶
ディスプレイの一種で、このような用途向けに設計され
る液晶組成物は、上述した大きな正の△εに加えさらに
極めて高い比抵抗値(高い電圧保持率)と良好なUV安
定性を持たねばならない。すなわち、かかる特性を持た
ない液晶組成物を使用した場合には、液晶パネル内の電
気抵抗性が低下するにつれコントラストが低下して「残
像消去」の問題が生じる上、特に低電圧駆動時に液晶組
成物の利用寿命を損ねる傾向が強いからである。
した従来技術の欠点を解消し、広いネマチック相温度範
囲、より低い粘性、大きな正の△ε、高い化学的安定
性、低温下他の液晶化合物に対する高い相溶性、粘性と
△εについての小さな温度依存性、極めて高い比抵抗値
(高い電圧保持率)および良好なUV安定性といった諸
特性を同時に満たすTFT用液晶性化合物およびこれら
を含有する液晶組成物を提供することにある。
ている末端置換基例のトリフルオロメチルフェニル基ま
たはトリフルオロメトキシフェニル基を分子中に持つ
が、同時にある特定の主骨格を特徴的に合わせ持たせる
ことにより、上記の諸特性を備えた液晶性化合物が得ら
れることを見い出し本発明を完成するに至った。
各項に示す構成を特徴とする。 (1)一般式(1)
基、環Aは1,4−フェニレンン、X1、X2、X3お
よびX4はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、
Y1はCF3またはOCF3を示し、m、nおよびpは
それぞれ独立に1または0であるが、m+p=1であ
り、またn=1かつp=0である場合にはX 1 とX 2 は
小なくとも何れかがHでかつX 3 とX 4 は小なくとも何
れかがFであり、n=1かつX 3 とX 4 が共にFである
場合にはX 1 はHである。)で表される液晶性化合物。 (2)nが0、mが1、X3がフッ素原子、X4が水素
原子である(1)に記載の液晶性化合物。 (4)nが1、mが1、pが0、X1、X2およびX4
が共に水素原子、X3がフッ素原子である(1)に記載
の液晶性化合物。 (5)nが1、mが0、pが1、X1がフッ素原子、X
2が水素原子である(1)に記載の液晶性化合物。 (6)(1)〜(5)のいずれかに記載の液晶性化合物
を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成
物。 (7)第一成分として、(1)〜(5)のいずれかに記
載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分
として、一般式(2)、(3)および(4)
基を示し、Y2はフッ素原子、塩素原子、OCF3、OC
F2H、CF3、CF2HまたはCFH2を示し、L1、
L2、L3およびL4は相互に独立して水素原子またはフ
ッ素原子を示し、Z1およびZ2は相互に独立して−(C
H2)2−、−CH=CH−または共有結合を示し、aは
1または2である。)からなる群から選択される化合物
を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成
物。 (8)第一成分として、(1)〜(5)のいずれかに記
載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分
として、一般式(5)、(6)、(7)、(8)および
(9)
0のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基を
示す。該アルキル基またはアルケニル基中の任意のメチ
レン基は酸素原子によって置換されていてもよいが、2
つ以上のメチレン基が連続して酸素原子に置換されるこ
とはない。環Bは1,4−シクロヘキシレン、1,4−
フェニレンまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイル
を示し、環Cは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フ
ェニレンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示し、環
Dは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレ
ンを示し、Z3は−(CH2)2−、−COO−または共
有結合を示し、L5およびL6は相互に独立して水素原子
またはフッ素原子を示し、bおよびcは相互に独立して
0または1である。)
基を示し、L7は水素原子またはフッ素原子を示し、d
は0または1である。)
基を示し、環Eおよび環Fは相互に独立して1,4−シ
クロヘキシレン基または1,4−フェニレン基を示し、
Z4およびZ5は相互に独立して−COO−または共有結
合を示し、Z6は−COO−または−C≡C−を示し、
L8およびL9は相互に独立して水素原子またはフッ素原
子を示し、Y3はフッ素原子、OCF3、OCF2H、C
F3、CF2HまたはCFH2を示すが、Y3がOCF3、
OCF2H、CF3、CF2HまたはCFH2を示す場合は
L8およびL9は共に水素原子を示す。e、fおよびgは
相互に独立して0または1である。)
素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜10のアル
ケニル基を示す。いずれにおいてもそのうちの任意のメ
チレン基は酸素原子によって置換されていてもよいが、
2つ以上のメチレン基が連続して酸素原子に置換される
ことはない。環Hは1,4−シクロヘキシレン、1,4
−フェニレンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示
し、環Iは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フ
ェニレンを示し、Z6は−C≡C−、−COO−、−
(CH2)2−、−CH=CH−C≡C−または共有結合
を示し、Z7は−COO−または共有結合を示す。)
素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜10のアル
ケニル基を示す。いずれにおいてもそのうちの任意のメ
チレン基は酸素原子によって置換されていてもよいが、
2つ以上のメチレン基が連続して酸素原子に置換される
ことはない。環Jは1,4−シクロヘキシレン、1,4
−フェニレンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示
し、環Kは1,4−シクロヘキシレン、環上の1つ以上
の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい1,4
−フェニレンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示
し、環Lは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フ
ェニレンを示し、Z8およびZ10は相互に独立して−C
OO−、−(CH2)2−または共有結合を示し、Z9は
−CH=CH−、−C≡C−、−COO−または共有結
合を示し、hは0または1である。)からなる群から選
択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴
とする液晶組成物。(9)第一成分として、(1)〜
(5)のいずれかに記載の液晶性化合物を少なくとも1
種類含有し、第二成分の一部分として、一般式(2)、
(3)および(4)からなる群から選択される化合物を
少なくとも1種類含有し、第二成分の他の部分として、
一般式(5)、(6)、(7)、(8)および(9)か
らなる群から選択される化合物を少なくとも1種類含有
することを特徴とする液晶組成物。(10)(6)〜
(9)のいずれかに記載の液晶組成物を用いて構成した
液晶表示素子。
は、末端のフェニレン基上に公知のトリフルオロメチル
基またはトリフルオロメトキシ基を持つが、同時に中央
結合基として1個の1,2−エチレン基を含む2環また
は3環からなる特定な骨格を合わせ持つことを特徴とす
る。これらの化合物は、式(1−1)または(1−3)
に示す2環化合物(第1群)、中央環が1,4−フェニ
レンでかつこれと末端フェニレンを結ぶ結合基が共有結
合である式(1−8)〜(1−9)に示す3環化合物
(第3群)および中央環が1,4−フェニレンでかつこ
れと末端フェニレンを結ぶ結合基が1,2−エチレン基
である式(1−10)〜(1−15)に示す3環化合物
(第4群)に大別される。
チック相温度範囲、低い粘性、大きな正の△ε、高い化
学的安定性、低温下他の液晶化合物に対する高い相溶
性、極めて高い比抵抗(高い電圧保持率)およびUVや
加熱に対する良好な安定性を同時に示し、また△εと粘
性の温度依存性は極めて小さいのでTFT用液晶組成物
の成分として有用である。なお、屈折率異方性値(△
n)については、本発明の一般式(1)で示す化合物に
おいて、式中のR1、環A、X1、X2、X3、X4、m、
nおよびpを適宜選択することにより任意に調節するこ
とができる。例えば、大きな△nを望む場合には環Aと
して1,4−フェニレンを、逆に小さな△nを望む場合
には環Aとして1,4−シクロヘキシレンをそれぞれよ
り多く含む化合物を選択すればよい。
る化合物は特に正に大きな△ε、低い粘性および高い透
明点を示し、液晶組成物の構成成分として優れている。
また、第2群の化合物は特に極めて優れたネマチック性
を示し、これを成分の一つとして用いた液晶組成物には
低温でスメクチック相の出現が見られず、好ましい特性
を示す。また、第3群の化合物は特に高い透明点と低い
粘性を示し、△εが正に大きく、粘度の温度依存性が小
さいことから特に低温での粘性上昇が少ない上、他の液
晶化合物に対する相溶性も優れており、液晶組成物の構
成成分として優れている。 さらに、第4群の化合物は
特に高い透明点と低い粘性を示し、△εと△nが大き
く、粘度の温度依存性が小さいことから特に低温での粘
性上昇が少ない上、他の液晶化合物に対する相溶性も優
れており、液晶組成物の構成成分として好適である。本
発明の化合物はTFT用液晶組成物の成分として用いる
ことが最も好ましいが、上記したような優れた特性を有
するので、これに限らず他の用途、例えばTN、ST
N、ゲストホストモ−ド、ポリマ−分散型液晶表示素子
および動的散乱モ−ド用の液晶化合物としても好適に使
用し得る。
般式(1)で示される液晶性化合物を少なくと1種類含
む第一成分のみでもよいが、これに加え、第二成分とし
て既述参照の一般式(2)、(3)および(4)からな
る群から選ばれる少なくとも1種類以上の化合物(以下
第二A成分と称する)および/または一般式(5)、
(6)、(7)、(8)および(9)からなる群から選
ばれる少なくとも1種類の化合物(以下第二B成分と称
する)を混合したものが好ましく、さらに、しきい値電
圧、液晶相温度範囲、△n、△εおよび粘度等を調整す
る目的で、公知の化合物を第三成分として混合すること
もできる。
(3)および(4)に含まれる化合物の好適例として、
それぞれ(2−1)〜(2−15)、(3−1)〜(3
−48)および(4−1)〜(4−53)を挙げること
ができる。
化合物は、△εが正で、熱的安定性や化学的安定性が非
常に優れており、特に電圧保持率(VHR)が高いかあ
るいは比抵抗値が大きいといった高信頼性の要求される
TFT用の液晶組成物を調製する場合に不可欠な化合物
であるが、STN表示方式や通常のTN表示方式用の液
晶組成物を調製する場合に使用することもできる。該化
合物の使用量は、TFT用の液晶組成物を調製する場合
には、液晶組成物の全重量に対して1〜99重量%の範
囲が適するが、好ましくは10〜97重量%、より好ま
しくは40〜95重量%である。
(5)、(6)および(7)に含まれる化合物の好適例
として、それぞれ(5−1)〜(5−24)、(6−
1)〜(6−3)および(7−1)〜(7−17)を挙
げることができる。
意味を示す)
化合物は、△εが正でその値が大きく、組成物成分とし
て特にVthを小さくする目的で使用される。また、粘度
の調整、△nの調整および透明点を高くしネマチックレ
ンジを広げる等の目的や、Vthの急峻性を改良する目的
にも使用される。
び(9)に含まれる化合物の好適例として、それぞれ
(8−1)〜(8−8)〜(9−1)〜(9−12)を
挙げることができる。
一の意味を示す)
れる化合物は△εが負かまたは若干正を示し、そのうち
一般式(8)で示される化合物は組成物成分として主に
粘度低下や△nの調整の目的に、また一般式(9)で示
される化合物は、透明点を高くしネマチックレンジを広
げる目的および/または△nの調整を目的に使用され
る。
合物は、特にSTN表示方式や通常のTN表示方式用の
液晶組成物を調製する場合に不可欠な化合物であるが、
前記したTFT用の液晶組成物を調製する場合にも使用
することができる。該化合物の使用量は、通常のTN表
示方式やSTN表示方式用の液晶組成物を調製する場合
には、液晶組成物の全重量に対して1〜99重量%の範
囲が適するが、好ましくは10〜97重量%、より好ま
しくは40〜95重量%の範囲である。
成物は、これをTFT液晶表示素子に用いることによっ
てVthの急峻性や視野角を改善することができる。ま
た、一般式(1)に示す本発明の化合物は低粘性でもあ
るので、これを用いることにより液晶表示素子の応答速
度を改善することができる。上記の本発明組成物は、一
般式(1)で示される本発明液晶性化合物の少なくとも
一種類を0.1〜99重量%の割合で含有することが、
優良な特性を発現せしめるために好ましい。
法、例えば各成分を高温度下で互いに溶解させるか、ま
たは各成分を有機溶媒に溶かして混合した後減圧下溶媒
を留去する方法等により一般に調製される。また、必要
により適当な添加物を加えることによって、意図する用
途に応じた改良がなされ最適化される。このような添加
物は当業者によく知られており、文献等に詳細に記載さ
れている。通常、液晶のらせん構造を誘起して必要なね
じれ角を調整し逆ねじれ(reverse twist)を防ぐ、と
いった効果を有するキラルド−プ剤(chiral dopant)
などが添加される。
系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アン
トラキノン系およびテトラジン系等の二色性色素を添加
すれば、ゲストホスト(GH)モ−ド用の液晶組成物と
して使用することもできる。本発明に係る組成物は、ネ
マチック液晶をマイクロカプセル化して作成したNCA
Pや液晶中に三次元網目状高分子を形成して作製したポ
リマ−ネットワ−ク液晶表示素子(PNLCD)に代表
されるポリマ−分散型液晶表示素子(PDLCD)用を
始め、複屈折制御(ECB)モ−ドや動的散乱(DS)
モ−ド用の液晶組成物としても使用できる。
されるが、その例として以下の組成例1〜21を示すこ
とができる。なお、各組成例中において、化合物の表示
は下記表1に示す取り決めに従い、左末端基については
r−、rO−、rOs−、Vr−、rVs−およびrV
sVk−(r、sおよびkは1以上の整数)により、結
合基については2、E、T、VおよびCF2Oにより、
環構造についてはB、B(F)、B(F,F)、H、P
y、DおよびChにより、右末端基については−F、−
CL、−C、−CF3、−OCF3、−OCF2H、−
w、−Owおよび−EMe(wは1以上の整数)により
それぞれ示した。また、本発明化合物に付した化合物N
o.は後述の実施例中に示されるそれと同一である。
(20℃):18.3mPa・s、△n(25℃):
0.112、△ε(25℃):7.4、Vth(20
℃):1.68Vであった。
(20℃):25.0mPa・s、△n(25℃):
0.198、△ε(25℃):7.4、Vth(20
℃):1.68Vであった。
(20℃):27.0mPa・s、△n(25℃):
0.122、△ε(25℃):18.1、Vth(20
℃):1.24Vであった。
(20℃):21.9mPa・s、△n(25℃):
0.140、△ε(25℃):9.2、Vth(20
℃):1.79Vであった。
(20℃):51.6mPa・s、△n(25℃):
0.143、△ε(25℃):18.0、Vth(20
℃):0.91Vであった。
(20℃):29.6mPa・s、△n(25℃):
0.109、△ε(25℃):9.3、Vth(20
℃):1.23Vであった。
は、通常の有機合成化学的手法、例えばオ−ガニック・
シンセシス、オ−ガニック・リアクションズおよび実験
化学講座等に記載のある手法を適当に組み合わせること
によって容易に製造することができる。以下にそれらの
合成例を示すが、該例中において、R1、Y1、X3およ
びX4は前記と同一の意味を示し、qは1または0であ
り、また次の左欄に示した略号はそれぞれ同右欄に記載
した化合物名を表す。 DIBAL:水素化ジイソブチルアルミニウム PTS :p−トルエンスルホン酸1水和物 Pd−C :パラジウム炭素 R−Ni :ラネーニッケル LAH :水素化リチウムアルミニウム FSDF :フルオロスルホニルジフルオロ酢酸メチルエステル DPAE :ジエチルホスフィノ酢酸エチル クロラニル:テトラクロロ−p−ベンゾキノン
合物において、nが0のもの)の製造:以下により好適
に製造することができる。
に準じて製造されるカルボン酸を常法によりエステル化
するこよによりエステル(12)を得、これをDIBA
Lで還元してアルデヒド(13)を得る。このものに3
−フルオロー4ー置換フェニルマグネシウムブロミド
(14)を作用させ、次いでPTSや硫酸等の酸性触媒
の存在下での脱水反応およびPd−CやR−Ni等の触
媒を用いた水素添加反応を順次行い、前記第1群の本発
明化合物例(1)を製造することができる。なお、該化
合物例(1)はその置換基Y1が特にトリフルオロメチ
ル基である場合には、次の経路によっても製造すること
ができる。
のある方法に準じて製造されるカルボン酸にCan.
J.Chem.,46,466(1968)記載の方法
を適用して酸クロリド(15)を得、これにTetra
hedron Lett.,25,4805(198
4)記載の方法に従い3−フルオロフェニルマグネシウ
ムブロミド(16)を作用させてケトン(17)を製造
する。これをLAHを用いた還元反応、酸性条件下での
脱水反応および水素添加に順次付して化合物(18)と
した後、Org.Synth.,I,323(194
1)記載の方法に従ってヨウ素化しヨウ素化物(19)
を得る。このものにTetrahedron,48、6
555(1992)記載の方法に準じFSDF(20)
を作用させてトリフルオロメチル化し、Y1がトリフル
オロメチル基である前記第1群の本発明化合物を製造す
ることができる。
合物において、nが1、環Aが1,4−シクロヘキシレ
ン、mおよびpが共に1、X3がフッ素原子である化合
物)の製造:以下により好適に製造することができる。
219(1988)記載の方法に準じて製造されるシク
ロヘキサノン誘導体(21)にOrg.Synth.,
V,547(1973)記載の方法に準じてDPAEを
作用させた後、水素添加反応とDIBALによる還元反
応に順次付しアルデヒド(22)を製造する。これに3
−フルオロー4ー置換フェニルマグネシウムブロミドま
たは3,4−ジフルオロー4ー置換フェニルマグネシウ
ムブロミド(23)を作用させた後前記と同様にして酸
性条件下での脱水反応と水素添加反応を行い、前記第2
群の本発明化合物(1)を製造することができる。
合物において、nが1、環Aが1,4−フェニレン、m
が1、pが0、X1、X2、X4が水素原子、X3がフッ素
原子である化合物)の製造:以下により好適に製造する
ことができる。
法に従って製造されるヨウ素化物(24)に、例えば
J.Org.Chem.,42,1821(1977)
の方法に準じてグリニヤ−ル試薬(14)を加えてクロ
スカップリング反応を行い、前記第3群の本発明化合物
(1)を製造することができる。なお、該化合物のう
ち、Y1が特にトリフルオロメチル基であるのものは下
記の方法によっても好適に製造することができる。
体(21)に3−フルオロフェニルマグネシウムブロミ
ドを加えた後、酸性条件下での脱水反応、クロラニルを
用いた脱水素化反応およびヨウ素化反応を順次施してヨ
ウ素化物(25)を製造し、次いでこれに第1群化合物
の製造時と同様にしてFSDF(20)を作用させるこ
とにより第3群の本発明化合物(1)を得ることができ
る。
合物において、nが1、環Aが1,4−フェニレン、m
が0、pが1、X1がフッ素原子、X2が水素原子である
化合物)の製造:以下により好適に製造することができ
る。
Cryst.,82、331(1982)記載の方法に
従って製造されるシアノ化物を、加水分解次いでエステ
ル化することにより化合物(26)を得る。これを既述
参照のLAH還元反応に付した後臭化水素酸で処理して
(Org.Synth.,I,25(1941))臭素
化物とし、さらにJ.Am.Chem.Soc.,9
3,195(1971)記載の方法でシアノ化反応に付
した後グリニヤール試薬(27)を作用させてケトン
(28)を得る。これをLAHによる還元反応、酸性条
件下での脱水反応および水素添加反応に順次付して第4
群の本発明化合物(1)を製造することができる。
明する。なお、各実施例中において、Cは結晶を、Nは
ネマチック相を、Sはスメクチック相を、Iは等方性液
体を示し、相転移温度の単位は全て℃である。
(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)ベンゼン(式
(1)において、R1=プロピル基、m=1、n=p=
0、X1=X2=X4=水素原子、X3=フッ素原子、Y1
=トリフルオロメチル基である化合物(No.1))の
製造
mmol)と塩化チオニル(150mmol)の混合物
を3時間加熱還流した後、アスピレータ減圧下で過剰の
塩化チオニルを除去して粗製の酸塩化生成物(100m
mol)を得た。この酸塩化生成物(100mmol)
に鉄アセチルアセトン(5mmol)と乾燥トルエン3
00mlを加えた混合物に、3ーフルオロブロモベンゼ
ン(110mmol)、マグネシウム(110mmo
l)およびテトラヒドロフラン(以下THFと略す)1
00mlから調製したグリニヤール試薬を−50℃以下
で滴下し、同温度で1時間攪拌した。得られた反応物を
6M塩酸200mlに加えた後トルエン(100ml×
2)で抽出した。抽出液は無水硫酸マグネシウムで乾燥
した後溶媒を留去し、得られた残査をエタノール50m
lから再結晶することにより2−フルオロ−4−(1−
オキソ−2−(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)
ベンゼン(75mmol)を得た。このもの(75mm
ol)とエタノール200mlの混合物に10℃以下を
保ちながら水素化ホウ素ナトリウム(75mmol)を
加え、室温で3時間攪拌した。得られた反応物に6M塩
酸50mlと水200mlを加えた後、酢酸エチル(1
00ml×4)で抽出した。抽出液から減圧下に溶媒を
留去し、残査として2−フルオロ−4−(1−ヒドロキ
シ−2−(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)ベン
ゼン(70mmol)を得た。
0mlとp−トルエンスルホン酸1水和物1.5gを加
え、生成した水を除去しながら4時間加熱還流した。放
冷後、反応物を分液ロートに移し水(100ml×3)
で洗浄し、次いで無水硫酸マグネシウムで乾燥した後溶
媒を減圧下留去して粗製の2−フルオロ−4−(2−
(4−プロピルシクロヘキシル)エテニル)ベンゼン
(66mmol)を得た。このもの(66mmol)に
エタノール70ml、酢酸エチル60mlおよび触媒と
して5%パラジウム炭素3gを加えて混合物を得、これ
を水素雰囲気下に4時間攪拌した後触媒の濾別、次いで
溶媒の留去を行った。得られる残査をシリカゲルカラム
クロマトグラフィー(溶出液:ヘプタン)に付し、次い
で再結晶(エタノール25ml×2)により精製して2
−フルオロ−4−(2−(4−プロピルシクロヘキシ
ル)エチル)ベンゼン(34mmol)を得た。このも
の(34mmol)にヨウ素(34mmol)、ヨウ素
酸(18mmol)、酢酸100ml、水20mlおよ
び四塩化炭素20mlを加えて混合物を得、これを12
時間加熱還流した。放冷後、反応物に水500mlを加
え、トルエン(200ml)で抽出した。抽出液を無水
硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下溶媒を留去して
黄色油状物を得た。
l)とエタノール(600ml)を加えた混合物を加熱
し、得られた均一溶液を室温で一晩放置した。析出した
針状結晶を濾取し、90℃の水で分解し、ヘプタン10
0mlで抽出した後無水硫酸マグネシウムで乾燥した。
減圧下に溶媒を留去し、得られる残査をエタノール20
mlで再結晶して1−ヨード−2−フルオロ−4−(2
−(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)ベンゼン
(10mmol)を得た。このもの(10mmol)に
フルオロスルホニルジフルオロ酢酸メチルエステル(1
00mmol)、ヨウ化銅(10mmol)およびジメ
チルホルムアミド20mlを加えて混合物を得、これを
90℃で2時間攪拌した。得られる反応物に水100m
lを加え、トルエン100mlで抽出した後水(50m
l×3)で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥した
後減圧下に溶媒を留去し、残査をシリカゲルゲルカラム
クロマトグラフィー(溶出液:ヘプタン)に付した後再
結晶(エタノール10ml×2)を行って精製し、表題
化合物5.5mmol(収率55%)を得た。このもの
の各種スペクトルデータはよくその構造を支持した。ま
た、相転移点はC−I点:11.7℃であった。
物(No.2〜18)を製造した。 No. 2 1ートリフルオロメチルー2−フルオロ−4−(2−(4−ブチルシク ロヘキシル)エチル)ベンゼン 3 1ートリフルオロメチルー2−フルオロ−4−(2−(4−ペンチルシ クロヘキシル)エチル)ベンゼン C−I点:21.4℃ 4 1ートリフルオロメチルー2−フルオロ−4−(2−(4−ヘキシルシ クロヘキシル)エチル)ベンゼン 5 1ートリフルオロメチルー2−フルオロ−4−(2−(4−ヘプチルシ クロヘキシル)エチル)ベンゼン 6 1ートリフルオロメチルー2−フルオロ−4−(2−(4−オクチルシ クロヘキシル)エチル)ベンゼン 7 1ートリフルオロメチルー2−フルオロ−4−(4−(4−プロピルシ クロヘキシル)ブチル)ベンゼン 8 1ートリフルオロメチルー2−フルオロ−4−(4−(4−ブチルシク ロヘキシル)ブチル)ベンゼン 9 1ートリフルオロメチルー2−フルオロ−4−(4−(4−ペンチルシ クロヘキシル)ブチル)ベンゼン 10 1ートリフルオロメチルー2−フルオロ−4−(4−(4−ヘキシルシ クロヘキシル)ブチル)ベンゼン 11 1ートリフルオロメチルー2−フルオロ−4−(4−(4−ヘプチルシ クロヘキシル)ブチル)ベンゼン 12 1ートリフルオロメチルー2−フルオロ−4−(4−(4−オクチルシ クロヘキシル)ブチル)ベンゼン 13 1ートリフルオロメトキシー2−フルオロ−4−(2−(4−プロピル シクロヘキシル)エチル)ベンゼン 14 1ートリフルオロメトキシー2−フルオロ−4−(2−(4−ブチルシ クロヘキシル)エチル)ベンゼン 15 1ートリフルオロメトキシー2−フルオロ−4−(2−(4−ペンチル シクロヘキシル)エチル)ベンゼン 16 1ートリフルオロメトキシー2−フルオロ−4−(2−(4−ヘキシル シクロヘキシル)エチル)ベンゼン 17 1ートリフルオロメトキシー2−フルオロ−4−(2−(4−ヘプチル シクロヘキシル)エチル)ベンゼン 18 1ートリフルオロメトキシー2−フルオロ−4−(2−(4−オクチル シクロヘキシル)エチル)ベンゼン
(4−(2−(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)
シクロヘキシル)エチル)ベンゼン(式(1)におい
て、R1=プロピル基、m=n=p=1、環Aは1,4
−シクロヘキシレン、X1=X2=X4=水素原子、X3=
フッ素原子、Y1=トリフルオロメトキシ基である化合
物(No.19)の製造
デヒド(22)の既述製造例に準じて製造した4−(2
−(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキ
シルアセトアルデヒド(50mmol)とTHF50m
lの混合物に、3ーフルオロー4ートリフルオロメトキ
シブロモベンゼン(55mmol)、マグネシウム(5
5mmol)およびTHF80mlから調製したグリニ
ヤール試薬を0℃以下で滴下し、室温で3時間攪拌した
後反応物に6M塩酸200mlを加え、酢酸エチル(1
00ml×2)で抽出した。抽出液を無水硫酸マグネシ
ウムで乾燥し、次いで溶媒を留去した。得られた残査に
トルエン100mlとp−トルエンスルホン酸1水和物
1gを加え、生成水を除去しながら4時間加熱還流し
た。放冷後、反応物を分液ロートに移し、水(100m
l×3)で洗浄した後無水硫酸マグネシウムで乾燥し、
次いで溶媒を減圧下に留去させて粗製の1−トリフルオ
ロメトキシ−2−フルオロ−4−(2−(4−(2−
(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシ
ル)エテニル)ベンゼン(43mmol)を得た。
0ml、酢酸エチル50mlおよび触媒として5%パラ
ジウム炭素2gを加えた混合物を、水素雰囲気下に3時
間攪拌した。触媒を濾別した後溶媒を留去し、かくして
得られる残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー
(溶出液:ヘプタン)に付した後再結晶(エタノール1
0ml×2)により精製して、表題化合物16.5mm
ol、収率33%)を得た。このものの各種スペクトル
データはよくその構造を支持した。また、相転移点はC
−N点:50.3℃、N−I点:101.7℃であっ
た。
物(No.20〜38)を製造した。 No. 20 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−(2−(4−(2−(4 −プロピルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベンゼン 21 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−(2−(4−(2−(4 −ブチルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベンゼン 22 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−(2−(4−(2−(4 −ペンチルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベンゼン 23 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−(2−(4−(2−(4 −ヘキシルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベンゼン 24 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−(2−(4−(2−(4 −ヘプチルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベンゼン 25 1−トリフルオロメトキシ−2−フルオロ−4−(2−(4−(2− (4−プロピルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベンゼ ン C−N点:50.3℃、N−I点:101.7℃ 25 1−トリフルオロメトキシ−2−フルオロ−4−(2−(4−(2− (4−ブチルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベンゼン 26 1−トリフルオロメトキシ−2−フルオロ−4−(2−(4−(2− (4−ペンチルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベンゼ ン 27 1−トリフルオロメトキシ−2−フルオロ−4−(2−(4−(2− (4−ヘキシルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベンゼ ン 28 1−トリフルオロメトキシ−2−フルオロ−4−(2−(4−(2− (4−ヘプチルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベンゼ ン 29 1−トリフルオロメチル−2,6−ジフルオロ−4−(2−(4−(2 −(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベン ゼン C−I点:88.9℃、N−I点:81.9℃ 30 1−トリフルオロメチル−2,6−ジフルオロ−4−(2−(4−(2 −(4−ブチルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベンゼ ン 31 1−トリフルオロメチル−2,6−ジフルオロ−4−(2−(4−(2 −(4−ペンチルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベン ゼン 32 1−トリフルオロメチル−2,6−ジフルオロ−4−(2−(4−(2 −(4−ヘキシルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベン ゼン 33 1−トリフルオロメチル−2,6−ジフルオロ−4−(2−(4−(2 −(4−ヘプチルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベン ゼン 34 1−トリフルオロメトキシ−2,6−ジフルオロ−4−(2−(4− (2−(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル) ベンゼン 35 1−トリフルオロメトキシ−2,6−ジフルオロ−4−(2−(4− (2−(4−ブチルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル)ベ ンゼン 36 1−トリフルオロメトキシ−2,6−ジフルオロ−4−(2−(4− (2−(4−ペンチルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル) ベンゼン 37 1−トリフルオロメトキシ−2,6−ジフルオロ−4−(2−(4− (2−(4−ヘキシルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル) ベンゼン 38 1−トリフルオロメトキシ−2,6−ジフルオロ−4−(2−(4− (2−(4−ヘプチルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)エチル) ベンゼン
−3−フルオロ−4−トリフルオロメトキシビフェニル
(式(1)において、R1=プロピル基、m=n=1、
p=0、環Aは1,4−フェニレン、X1=X2=X4=
水素原子、X3=フッ素原子、Y1=トリフルオロメトキ
シ基である化合物(No.39)の製造
い第3群化合物の原料用に製造した1−ヨード−4−
(2−(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)ベンゼ
ン(50mmol)とTHF100mlおよび塩化パラ
ジウム(1mmol)を含む混合物を加熱還流し、ここ
へ3ーフルオロー4ートリフルオロメトキシブロモベン
ゼン(55mmol)、マグネシウム(55mmol)
およびTHF80mlから調製したグリニヤール試薬を
1時間で滴下し、さらに1時間還流した。放冷後、反応
物に6M塩酸200mlを加えた後トルエン(100m
l×2)で抽出した。 抽出液を無水硫酸マグネシウム
で乾燥し、次いで溶媒を留去した。得られた残査をシリ
カゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:ヘプタン)
に付した後再結晶(エタノール10ml×2)により精
製して、表題化合物39mmol(収率78%)を得
た。このものの各種スペクトルデータはよくその構造を
支持した。 また、相転移点はC−N点:64.9℃、
N−I点:87.9℃であった。
物(No.40〜48)を製造した。No. 40 4’−(2−(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)−3−フルオロ −4−トリフルオロメチルビフェニル C−I点:88.5℃ 41 4’−(2−(4−ブチルシクロヘキシル)エチル)−3−フルオロ− 4−トリフルオロメチルビフェニル 42 4’−(2−(4−ペンチルシクロヘキシル)エチル)−3−フルオロ −4−トリフルオロメチルビフェニル 43 4’−(2−(4−ヘキシルシクロヘキシル)エチル)−3−フルオロ −4−トリフルオロメチルビフェニル 44 4’−(2−(4−ヘプチルシクロヘキシル)エチル)−3−フルオロ −4−トリフルオロメチルビフェニル 45 4’−(2−(4−ブチルシクロヘキシル)エチル)−3−フルオロ− 4−トリフルオロメトキシビフェニル 46 4’−(2−(4−ペンチルシクロヘキシル)エチル)−3−フルオロ −4−トリフルオロメトキシビフェニル 47 4’−(2−(4−ヘキシルシクロヘキシル)エチル)−3−フルオロ −4−トリフルオロメトキシビフェニル 48 4’−(2−(4−ヘプチルシクロヘキシル)エチル)−3−フルオロ −4−トリフルオロメトキシビフェニル
(2−フルオロ−4−(4−プロピルシクロヘキシル)
フェニル)エチル)ベンゼン(式(1)において、R1
=プロピル基、m=0、n=p=1、環Aは1,4−フ
ェニレン、X1=X3=フッ素原子、X2=X4=水素原
子、Y1=トリフルオロメトキシ基である化合物(N
o.49))の製造
ヘキシル)フェニル酢酸(100mmol)と塩化チオ
ニル(150mmol)の混合物を3時間加熱還流した
後、アスピレータ減圧下に過剰の塩化チオニルを除去し
て粗製の酸塩化生成物(100mmol)を得た。この
酸塩化生成物(100mmol)と鉄アセチルアセトン
(5mmol)および乾燥トルエン300mlの混合物
に、3ーフルオロー4ートリフルオロメトキシブロモベ
ンゼン(110mmol)、マグネシウム(110mm
ol)およびTHF100mlから調製したグリニヤー
ル試薬を−50℃以下で滴下し、さらに同温度で1時間
攪拌した。得られた反応物を6M塩酸200mlに加え
た後トルエン(100ml×2)で抽出した。抽出液を
無水硫酸マグネシウムで乾燥し、次いで溶媒を留去し
た。得られた残査をエタノール50mlから再結晶して
1−トリフルオロメトキシ−2−フルオロ−4−(1−
オキソ−2−(2−フルオロ−4−(4−プロピルシク
ロヘキシル)フェニル)エチル)ベンゼン(70mmo
l)を得た。
00mlの混合物に、10℃以下を保ちながら水素化ホ
ウ素ナトリウム(70mmol)を加え、さらに室温で
3時間攪拌した。得られた反応物に6M塩酸50mlと
水200mlを加え、酢酸エチル(100ml×4)で
抽出した。減圧下に溶媒を留去し、残査として1−トリ
フルオロメトキシ−2−フルオロ−4−(1−ヒドロキ
シ−2−(2−フルオロ−4−(4−プロピルシクロヘ
キシル)フェニル)エチル)ベンゼン(65mmol)
を得た。このもの(65mmol)にトルエン100m
lとp−トルエンスルホン酸1水和物1.5gを加え、
生成水を除去しながら4時間加熱還流した。放冷後、反
応物を分液ロートに移し、水(100ml×3)で洗浄
した後無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下に溶媒
を留去して粗製の1−トリフルオロメトキシ−2−フル
オロ−4−(1−ヒドロキシ−2−(2−フルオロ−4
−(4−プロピルシクロヘキシル)フェニル)エテニ
ル)ベンゼン(59mmol)を得た。
0ml、酢酸エチル60mlおよび触媒として5%パラ
ジウム炭素3gの混合物を水素雰囲気下に4時間攪拌し
た。触媒を濾別した後溶媒を留去し、得られる残査をシ
リカゲルクロマトグラフィー(溶出液:ヘプタン)に付
し、次いで再結晶(エタノール25ml×2)によりで
精製して表題化合物28mmol(収率48%)を得
た。このものの各種スペクトルデータはよくその構造を
支持した。また、相転移点はC−I点:43.8℃であ
った。
物(No.50〜78)を製造した。No. 50 1−トリフルオロメチル−4−(2−(2−フルオロ−4−(4−プロ ピルシクロヘキシル)フェニル)エチル)ベンゼン 51 1−トリフルオロメチル−4−(2−(2−フルオロ−4−(4−ブチ ルシクロヘキシル)フェニル)エチル)ベンゼン 52 1−トリフルオロメチル−4−(2−(2−フルオロ−4−(4−ペン チルシクロヘキシル)フェニル)エチル)ベンゼン 53 1−トリフルオロメチル−4−(2−(2−フルオロ−4−(4−ヘキ シルシクロヘキシル)フェニル)エチル)ベンゼン 54 1−トリフルオロメチル−4−(2−(2−フルオロ−4−(4−ヘプ チルシクロヘキシル)フェニル)エチル)ベンゼン 55 1−トリフルオロメトキシ−4−(2−(2−フルオロ−4−(4−プ ロピルシクロヘキシル)フェニル)エチル)ベンゼン 56 1−トリフルオロメトキシ−4−(2−(2−フルオロ−4−(4−ブ チルシクロヘキシル)フェニル)エチル)ベンゼン 57 1−トリフルオロメトキシ−4−(2−(2−フルオロ−4−(4−ペ ンチルシクロヘキシル)フェニル)エチル)ベンゼン 58 1−トリフルオロメトキシ−4−(2−(2−フルオロ−4−(4−ヘ キシルシクロヘキシル)フェニル)エチル)ベンゼン 59 1−トリフルオロメトキシ−4−(2−(2−フルオロ−4−(4−ヘ プチルシクロヘキシル)フェニル)エチル)ベンゼン
72.4℃、△εは11.0、△nは0.137、20
℃における粘度は27.0mPa・s、セル厚9μmで
のVthは1.78Vであった。この液晶組成物A(85
重量%)に、実施例1で得られた本発明の化合物1ート
リフルオロメトキシー2−フルオロ−4−(2−(4−
プロピルシクロヘキシル)エチル)ベンゼン(No.
1)を15重量%混合して液晶組成物A1‐1を調製し
たところ、その透明点は49.3℃、△εは10.5
(外挿値7.7)、△nは0.117(外挿値0.00
4)、20℃における粘度は24.8mPa・s(外挿
値12.3mPa・s)、セル厚8.7μmでのVthは
1.35Vであり、VHRは100℃において99.8
%であった。また、この組成物A1‐1を−20℃のフ
リ−ザ−に60日間放置したが結晶の析出は認められな
かった。
チル−2−フルオロ−4−(2−(4−ペンチルシクロ
ヘキシル)エチル)ベンゼンを用いる以外は実施例5と
同様にして液晶組成物A1‐2を得た。このものの物性
値は、△ε:10.6、△n:0.120、粘度:2
5.2mPa・s(外挿値19.6mPa・s)であっ
た。
メトキシ−2−フルオロ−4−(2−(4−(2−(4
−プロピルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシル)
エチル)ベンゼンを用いる以外は実施例5と同様にして
液晶組成物A2‐1を得た。このものの物性値は、△
ε:10.4、△n:0.128、粘度:25.9mP
a・s、Vth:1.74Vであった。
メチル−2,6−ジフルオロ−4−(2−(4−(2−
(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)シクロヘキシ
ル)エチル)ベンゼンを用いる以外は実施例5と同様に
して液晶組成物A2‐2を得た。このものの物性値は、
△ε:11.6、△n:0.127、粘度:35.0m
Pa・s、Vth:1.70Vであった。
−プロピルシクロヘキシル)エチル)−3−フルオロ−
4−トリフルオロメチルビフェニルを用いる以外は実施
例5と同様にして液晶組成物A3‐1を得た。このもの
の物性値は、△ε:11.3、△n:0.137、粘
度:29.6mPa・s(外挿値48.6mPa・
s)、Vth:1.74Vであった。
メトキシ−2−フルオロ−4−(2−(2−フルオロ−
4−(4−プロピルシクロヘキシル)フェニル)エチ
ル)ベンゼンを用いる以外は実施例5と同様にして液晶
組成物A4‐1を得た。このものの物性値は、△ε:1
1.1、△n:0.139、粘度(外挿値):37.4
mPa・sであった。
似する比較化合物例として、前記特表昭63−5032
26号に記載の(c)式で示す化合物(比較化合物
1)、特開平2−111734号に記載の(d)式で示
す化合物(比較化合物2)および特開昭61−2073
47号に記載の(e)式で示す化合物(比較化合物3)
を選び、それらの物性値(透明点(C−I点)、下記に
より調製される液晶組成物から外挿される粘度)とそれ
らを含む液晶組成物の△εを求めた。
合物をNo.3の化合物に替えて用いる以外は実施例6
と同様にして行い、それぞれ比較液晶組成物B1‐1、
B1‐2およびB1‐3を得た。結果は以下の通りであ
った(No.3の化合物および液晶組成物A1‐2(実
施例6)の結果も合わせ示した)。
ち、本発明No.3の化合物は、比較化合物1に比べ側
方にフッ素原子を置換基として有するにも関わらず分子
中央の結合基に1,2−エチレン基が導入されているこ
とに起因し、透明点の低下や外挿粘度の上昇が見られな
い上、極めて大きな△εを示している。1,2−エチレ
ン基の導入によるこのような効果は、従来の技術常識、
例えば1,2−エチレン基を導入した上記比較化合物2
の方がさにあらざる比較化合物3より透明点が低い上外
挿粘度も上昇するという知見とは異なっており、全く驚
くべきことである。
近似する比較化合物として前記特表平2−501311
号に記載の(b)式に於てn=3であり式(f)で示さ
れる3環直結形化合物(比較化合物4)を選んだ。その
相転移温度はC 39 SB 68 N 148.6 Iであ
る。
ック性を示し、これを成分として用いた場合、得られる
液晶組成物には低温でスメクチック相が出現し好ましく
ない。 これに対し、中央結合基に2つの1,2−エチ
レン基を導入した本発明化合物(No.19)はスメク
チック相を示さずネマチック相のみであり(実施例2参
照)、上記した如き欠点はない。
フェニレン上に代わる以外は第3群に含まれる本発明化
合物(No.40)と同様構造の比較化合物として、L
iq.Cryst.,18(4)、665(1995)
に開示されており式(g)で示される化合物(比較化合
物5)を選んだ。このものの物性値とこれを含む液晶組
成物(B3‐1)の△εおよび△nを比較例1と同様に
して求めた。結果は以下の通りであった。透明点:8
0.4℃、外挿粘度:52.0mPa・s、△ε:1
1.0、△n:0.138
物5より透明点が約8℃も高い上低粘性であることが知
られ、また、別途の検討から△ε、△nおよび粘度の各
温度依存性が小さいこと、特に低温での粘性上昇が少な
いこと並びに他の液晶化合物に対する相溶性に優れるこ
とが明かになった。
フェニレン上に代わる以外は第4群に含まれる本発明化
合物(No.49)と同様構造の比較化合物として、前
記Liq.Cryst.,18(4)、665(199
5)に開示されており式(k)で示される化合物(比較
化合物6)を選んだ。このものの物性値とこれを含む液
晶組成物(B4‐1)の△εおよび△nを比較例1と同
様にして求めた。結果は以下の通りであった。透明点:
43℃、外挿粘度:52.0mPa・s、△ε:11.
0、△n:0.138
6に比べ透明点、△εおよび△nが共に同程度以上と高
い上、特に低粘性であることが知られる。また、別途の
検討から△ε、△nおよび粘度の各温度依存性が小さい
こと並びに他の液晶化合物に対する相溶性に優れること
が明らかになった。
ずれも広いネマチック相温度範囲、より低い粘性、大き
な正の△ε、高い化学的安定性、低温下他の液晶化合物
に対する高い相溶性、粘性と△εについての小さな温度
依存性、極めて高い比抵抗値(高い電圧保持率)および
良好なUV安定性といった諸特性を同時に満たし、特に
TFT用液晶性化合物として適するものである。従っ
て、本発明の化合物を液晶組成物の成分として用いた場
合、他の液晶材料との溶解性に優れているという特徴に
加え、分子構成要素の六員環、置換基および/または結
合基を適当に選択することにより、所望の物性を有する
新たな液晶組成物を提供することができる。
Claims (9)
- 【請求項1】一般式(1) 【化1】 (式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基、環Aは
1,4−フェニレンン、X1、X2、X3およびX4は
それぞれ独立に水素原子またはフッ素原子、Y1はCF
3またはOCF3を示し、m、nおよびpはそれぞれ独
立に1または0であるが、m+p=1であり、またn=
1かつp=0である場合にはX 1 とX 2 は小なくとも何
れかがHでかつX 3 とX 4 は小なくとも何れかがFであ
り、n=1かつX 3 とX 4 が共にFである場合にはX 1
はHである。)で表される液晶性化合物。 - 【請求項2】nが0、mが1、X3がフッ素原子、X4
が水素原子である請求項1に記載の液晶性化合物。 - 【請求項3】nが1、mが1、pが0、X1、X2およ
びX4が共に水素原子、X3がフッ素原子である請求項
1に記載の液晶性化合物。 - 【請求項4】nが1、mが0、pが1、X1がフッ素原
子、X2が水素原子である請求項1に記載の液晶性化合
物。 - 【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載の液晶性化
合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶
組成物。 - 【請求項6】第一成分として、請求項1〜4のいずれか
に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二
成分として、一般式(2)、(3)および(4) 【化2】 (式中、R2は炭素数1〜10のアルキル基を示し、Y
2はフッ素原子、塩素原子、OCF3、OCF2H、C
F3、CF2HまたはCFH2を示し、L1、L2、L
3およびL4は相互に独立して水素原子またはフッ素原
子を示し、Z1およびZ2は相互に独立して−(C
H2)2−、−CH=CH−または共有結合を示し、a
は1または2である。)からなる群から選択される化合
物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組
成物。 - 【請求項7】第一成分として、請求項1〜41のいずれ
かに記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第
二成分として、一般式(5)、(6)、(7)、(8)
および(9) 【化3】 (式中、R3はフッ素原子、炭素数1〜10のアルキル
基または炭素数2〜10のアルケニル基を示す。該アル
キル基またはアルケニル基中の任意のメチレン基は酸素
原子によって置換されていてもよいが、2つ以上のメチ
レン基が連続して酸素原子に置換されることはない。環
Bは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンま
たは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルを示し、環C
は1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまた
はピリミジン−2,5−ジイルを示し、環Dは1,4−
シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、Z
3は−(CH2)2−、−COO−または共有結合を示
し、L5およびL6は相互に独立して水素原子またはフ
ッ素原子を示し、bおよびcは相互に独立して0または
1である。) 【化4】 (式中、R4は炭素数1〜10のアルキル基を示し、L
7は水素原子またはフッ素原子を示し、dは0または1
である。) 【化5】 (式中、R5は炭素数1〜10のアルキル基を示し、環
Eおよび環Fは相互に独立して1,4−シクロヘキシレ
ンまたは1,4−フェニレンを示し、Z4およびZ5は
相互に独立して−COO−または共有結合を示し、Z6
は−COO−または−C≡C−を示し、L8およびL9
は相互に独立して水素原子またはフッ素原子を示し、Y
3はフッ素原子、OCF3、OCF2H、CF3、CF
2HまたはCFH2を示すが、Y3がOCF3、OCF
2H、CF3、CF2HまたはCFH2を示す場合はL
8およびL9は共に水素原子を示す。e、fおよびgは
相互に独立して0または1である。) 【化6】 (式中、R6およびR7は相互に独立して炭素数1〜1
0のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基を
示す。いずれにおいてもそのうちの任意のメチレン基は
酸素原子によって置換されていてもよいが、2つ以上の
メチレン基が連続して酸素原子に置換されることはな
い。環Hは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニ
レンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示し、環Iは
1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを
示し、Z6は−C≡C−、−COO−、−(CH2)2
−、−CH=CH−C≡C−または共有結合を示し、Z
7は−COO−または共有結合を示す。) 【化7】 (式中、R8およびR9は相互に独立して炭素数1〜1
0のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基を
示す。いずれにおいてもそのうちの任意のメチレン基は
酸素原子によって置換されていてもよいが、2つ以上の
メチレン基が連続して酸素原子に置換されることはな
い。環Jは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニ
レンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示し、環Kは
1,4−シクロヘキシレン、環上の1つ以上の水素原子
がフッ素原子で置換されていてもよい1,4−フェニレ
ンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示し、環Lは
1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを
示し、Z8およびZ10は相互に独立して−COO−、
−(CH2)2−または共有結合を示し、Z9は−CH
=CH−、−C≡C−、−COO−または共有結合を示
し、hは0または1である。)からなる群から選択され
る化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする
液晶組成物。 - 【請求項8】第一成分として、請求項1〜4のいずれか
に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二
成分の一部分として、請求項6に記載の一般式(2)、
(3)および(4)からなる群から選択される化合物を
少なくとも1種類含有し、第二成分の他の部分として、
請求項7に記載の一般式(5)、(6)、(7)、
(8)および(9)からなる群から選択される化合物を
少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成
物。 - 【請求項9】請求項5〜8のいずれかに記載の液晶組成
物を用いて構成した液晶表示素子。
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JP7-258185 | 1995-09-11 | ||
JP25818595 | 1995-09-11 | ||
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Family Applications (1)
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-
1995
- 1995-11-14 JP JP7319517A patent/JP2896648B2/ja not_active Expired - Lifetime
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