DE102013011923A1

DE102013011923A1 - Verbindung mit einer 2,2-Difluorvinyloxy-Gruppe oder 1,2,2-Trifluorvinyloxy-Gruppe, Flüssigkristall-Zusammensetzung und Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE102013011923A1
Application number: DE102013011923.5A
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Gotoh; Hiroki Ookawa
Original assignee: JNC Corp; JNC Petrochemical Corp
Current assignee: JNC Corp; JNC Petrochemical Corp
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2033-07-18
Also published as: DE102013011923B4; JP2014040413A; US9273245B2; JP6098415B2; US20140034876A1

Abstract

Bereitgestellt wird eine Flüssigkristall-Verbindung mit einer hohen Stabilität gegen Licht, einem hohen Klärpunkt, einer geringen Minimum-Temperatur einer Flüssigkristallphase, einer geringen Viskosität, einer geeigneten optischen Anisotropie, einer großen dielektrischen Anisotropie, einer geeigneten Elastizitätskonstante und einer ausgezeichneten Löslichkeit in anderen Flüssigkristall-Verbindungen. Die Erfindung betrifft eine Verbindung, wiedergegeben durch Formel (1), eine Flüssigkristall-Zusammensetzung, enthaltend die Verbindung und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, einschließlich der Zusammensetzung:

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Verbindung und eine Flüssigkristall-Zusammensetzung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verbindung mit einer 2,2-Difluorvinyloxy-Gruppe oder einer 1,2,2-Trifluorvinyloxy-Gruppe, eine Flüssigkristall-Zusammensetzung, die die Verbindung enthält, und eine nematische Phase aufweist, und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, welche die Zusammensetzung einschließt.
Stand der Technik
Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wird weitgehend für eine Anzeige von einem Arbeitsplatzrechner, einem Fernseher und so weiter angewendet. Die Vorrichtung nutzt optische Anisotropie, dielektrische Anisotropie oder dergleichen der Flüssigkristall-Verbindung. Als Betriebsmodus der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung sind verschiedene Modi bekannt, wie ein Phasenänderungs(PC)-Modus, ein twisted-nematischer (TN) Modus, ein super-twisted-nematischer (STN) Modus, ein bistabiler twisted-nematischer (BTN) Modus, ein elektrisch kontrollierter bzw. gesteuerter Doppelbrechungs(ECB)-Modus, ein optisch kompensierter Biege(OCB)-Modus, ein In-plane-Switching(IPS)-Modus, ein Vertical-Alignment-(VA)-Modus und ein Polymer-Sustained-Alignment-(PSA)-Modus.
In einer solchen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wird eine Flüssigkristall-Zusammensetzung mit geeigneten physikalischen Eigenschaften verwendet. Um die Leistungsmerkmale der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung weiterhin zu verbessern, weist die Flüssigkristall-Verbindung, die in der Zusammensetzung enthalten ist, vorzugsweise physikalische Eigenschaften auf, wie in (1) bis (8) nachstehend wiedergegeben:

(1) hohe Stabilität gegen Wärme, Licht und so weiter;
(2) hohen Klärpunkt;
(3) geringe Minimum-Temperatur einer Flüssigkristallphase;
(4) geringe Viskosität (n);
(5) geeignete optische Anisotropie (Δn);
(6) große dielektrische Anisotropie (Δε);
(7) geeignete Elastizitätskonstante (K); und
(8) ausgezeichnete Löslichkeit in anderen Flüssigkristall-Verbindungen.

Ein Effekt der physikalischen Eigenschaften der Flüssigkristall-Verbindung auf die Leistungsmerkmale der Vorrichtung ist wie nachstehend beschrieben. Eine Verbindung mit hoher Stabilität gegen Wärme, Licht und so weiter, wie in (1) beschrieben, erhöht das Spannungs-Halteverhältnis der Vorrichtung. Somit wird die Gebrauchstüchtigkeit der Vorrichtung lang. Eine Verbindung mit einem hohen Klärpunkt, wie in (2) beschrieben, erweitert den Temperaturbereich, in dem die Vorrichtung verwendet werden kann. Eine Verbindung mit einer geringen Minimum-Temperatur der Flüssigkristallphase, wie eine nematische Phase oder eine smektische Phase, wie in (3) beschrieben, insbesondere eine Verbindung mit einer geringen Minimum-Temperatur der nematischen Phase erweitert ebenfalls den Temperaturbereich, in dem die Vorrichtung verwendet werden kann. Eine Verbindung mit einer geringen Viskosität, wie in (4) beschrieben, verkürzt die Anlaufzeit der Vorrichtung.
Eine Verbindung mit einer geeigneten optischen Anisotropie, wie in (5) beschrieben, verbessert den Kontrast der Anzeige-Vorrichtung. Gemäß dem Aufbau der Anzeige-Vorrichtung ist eine Verbindung mit einer großen optischen Anisotropie oder geringen optischen Anisotropie, insbesondere eine Verbindung mit einer geeigneten optischen Anisotropie erforderlich. Beim Verkürzen einer Anlaufzeit durch Verringern eines Zellenabstands der Anzeige-Vorrichtung ist eine Verbindung mit einer großen optischen Anisotropie geeignet. Eine Verbindung mit einer großen dielektrischen Anisotropie, wie in (6) beschrieben, senkt die Schwellenspannung der Anzeige-Vorrichtung. Somit wird der Verbrauch an elektrischem Strom der Anzeige-Vorrichtung gering. Andererseits senkt eine Verbindung mit einer geringen dielektrischen Anisotropie die Viskosität der Zusammensetzung und verkürzt somit die Anlaufzeit der Vorrichtung.
Mit Bezug auf (7) verkürzt eine Verbindung mit einer großen Elastizitätskonstante die Anlaufzeit der Anzeige-Vorrichtung. Eine Verbindung mit einer geringen Elastizitätskonstante senkt die Schwellenspannung der Anzeige-Vorrichtung. Folglich ist eine geeignete Elastizitätskonstante für die wunschgemäß zu verbessernden Leistungsmerkmale erforderlich. Eine Verbindung mit ausgezeichneter Löslichkeit in anderen Flüssigkristall-Verbindungen, wie in (8) beschrieben, ist bevorzugt. Der Grund besteht darin, dass physikalische Eigenschaften der Zusammensetzung durch Mischen von Flüssigkristall-Verbindungen mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften eingestellt werden.
Verschiedene Arten von Flüssigkristall-Verbindungen mit einer großen dielektrischen Anisotropie wurden bislang synthetisiert. Der Grund besteht darin, dass ausgezeichnete physikalische Eigenschaften, die von einer herkömmlichen Verbindung nicht entwickelt werden, erwartet werden. Der Grund besteht darin, dass ein geeigneter Ausgleich zwischen zwei physikalischen Eigenschaften, die beim Herstellen der Flüssigkristall-Zusammensetzung erforderlich sind, für eine neue Verbindung erwartet wird. Patentliteratur Nrn. 1 bis 7 beschreiben eine lineare und cyclische Verbindung mit einer 2,2-Difluorvinyloxy-Gruppe.
Patentliteratur Nr. 8 beschreibt eine lineare und cyclische Verbindung (S-1) mit einem 1,3-Dioxan-Ring.
Patentliteratur Nrn. 9 bis 12 beschreiben Verbindungen (S-2) bis (S-5) mit einer CF₂O Bindungsgruppe und mit einer 2,2-Difluorvinyloxy-Gruppe.
Patentliteratur Nrn. 13 bis 14 beschreiben Verbindungen (S-6) bis (S-7) mit einer Bindungsgruppe, die von einer CF₂O Bindungsgruppe verschieden ist, und mit einer 2,2-Difluorvinyloxy-Gruppe.
Patentliteratur Nr. 15 beschreibt Verbindung (S-8). Formel 1
Im Hinblick auf eine solche Situation ist die Entwicklung einer Verbindung mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften und einem geeigneten Ausgleich in Bezug auf die in (1) bis (8) beschriebenen physikalischen Eigenschaften erwünscht.
Liste der Zitate
Patentliteratur

Patentliteratur Nr. 1: DE 4445224 A .
Patentliteratur Nr. 2: DE 4428766 A .
Patentliteratur Nr. 3: DE 10 2008 004 062 A .
Patentliteratur Nr. 4: DE 4326020 A .
Patentliteratur Nr. 5: DE 10 2009 013 710 A .
Patentliteratur Nr. 6: WO 2010/105730 A .
Patentliteratur Nr. 7: DE 4434976 A .
Patentliteratur Nr. 8: DE 19525314 A .
Patentliteratur Nr. 9: DE 10 2011 011 268 A .
Patentliteratur Nr. 10: DE 19531165 A .
Patentliteratur Nr. 11: DE 10 2007 009 944 A .
Patentliteratur Nr. 12: DE 10061790 A .
Patentliteratur Nr. 13: WO 92/21734 A .
Patentliteratur Nr. 14: JP H8-040952 A .
Patentliteratur Nr. 15: JP H10-204016 A .

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Eine erste Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Flüssigkristall-Verbindung mit einer hohen Stabilität gegen Licht, einem hohen Klärpunkt, einer geringen Minimum-Temperatur der Flüssigkristallphase, einer geringen Viskosität, einer geeigneten optischen Anisotropie, einer großen dielektrischen Anisotropie, einer geeigneten Elastizitätskonstante und einer ausgezeichneten Löslichkeit in anderen Flüssigkristall-Verbindungen bereitzustellen. Die Aufgabe besteht darin, eine Verbindung mit einer besonders großen dielektrischen Anisotropie bereitzustellen. Die Aufgabe besteht darin, eine Verbindung mit einem besonders hohen Klärpunkt bereitzustellen. Eine zweite Aufgabe besteht darin, eine Flüssigkristall-Zusammensetzung, enthaltend die Verbindung, und mit einer hohen Maximum-Temperatur der nematischen Phase, einer geringen Minimum-Temperatur der nematischen Phase, einer geringen Viskosität, einer geeigneten optischen Anisotropie, einer großen dielektrischen Anisotropie und einer geeigneten Elastizitätskonstante bereitzustellen. Die Aufgabe besteht darin, eine Flüssigkristall-Zusammensetzung mit einem geeigneten Ausgleich bezüglich mindestens zwei der Leistungsmerkmale bereitzustellen. Eine dritte Aufgabe besteht darin, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bereitzustellen, die die Zusammensetzung einschließt und einen breiten Temperaturbereich, worin die Vorrichtung verwendet werden kann, eine kurze Anlaufzeit, ein großes Spannungs-Halteverhältnis, ein großes Kontrastverhältnis und eine lange Gebrauchstüchtigkeit aufweist.
Lösung der Aufgabe
Die Erfindung betrifft eine Verbindung, wiedergegeben durch Formel (1), eine die Verbindung enthaltende Flüssigkristall-Zusammensetzung, und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die die Zusammensetzung einschließt. Formel 2
worin in der Formel
R¹ Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, und in dem Alkyl mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-, und mindestens eines von -(CH₂)₂- ersetzt sein kann durch -CH=CH-;
Ring A¹, Ring A² und Ring A³ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Cyclohexenylen, 1,4-Phenylen, worin Wasserstoff ersetzt sein kann durch Halogen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl, darstellen;
Z¹ und Z³ unabhängig eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -CH₂O-, -CF=CF-, -(CH₂)₂CF₂O-, -CH=CHCF₂O-, -CF₂O(CH₂)₂-, -CF₂OCH=CH-, -CH=CH-(CH₂)₂- oder -(CH₂)₂-CH=CH- darstellen;
Z² -CF₂O- darstellt;
L¹, L² und L³ unabhängig Wasserstoff oder Halogen darstellen; und
m und n unabhängig 0, 1, 2 oder 3 sind, und die Summe von m und n 0, 1, 2 oder 3 ist, und wenn m oder n 2 oder 3 ist, eine Mehrzahl von Ring A¹ oder Ring A³ gleich oder verschieden sein kann, und eine Mehrzahl von Z¹ oder Z³ gleich oder verschieden sein kann.
Wenn Ring A² jedoch 1,4-Phenylen, oder 1,4-Phenylen, worin einer von den Wasserstoff durch Halogen ersetzt ist, darstellt, m 1 ist und n 0 ist, stellt Ring A¹ 1,4-Phenylen, worin Wasserstoff durch Halogen ersetzt sein kann, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl dar; und
wenn die Summe von m und n 0 ist, stellt Ring A² 1,4-Cyclohexylen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl dar.
Die Erfindung betrifft auch eine die Verbindung enthaltende Flüssigkristall-Zusammensetzung.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die die Zusammensetzung einschließt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Flüssigkristall-Verbindung mit einer hohen Stabilität gegen Licht, einem hohen Klärpunkt, einer geringen Minimum-Temperatur der Flüssigkristallphase, einer geringen Viskosität, einer geeigneten optischen Anisotropie, einer großen dielektrischen Anisotropie, einer geeigneten Elastizitätskonstante und einer ausgezeichneten Löslichkeit in anderen Flüssigkristall-Verbindungen bereitgestellt wird. Der Vorteil besteht darin, eine Verbindung mit besonders großer dielektrischer Anisotropie bereitzustellen. Der Vorteil besteht darin, dass eine Verbindung mit einem besonders hohen Klärpunkt bereitgestellt wird. Ein zweiter Vorteil besteht darin, dass eine Flüssigkristall-Zusammensetzung, die die Verbindung enthält, und eine hohe Maximum-Temperatur der nematischen Phase, eine geringe Minimum-Temperatur der nematischen Phase, eine geringe Viskosität, eine geeignete optische Anisotropie, eine große dielektrische Anisotropie und eine geeignete Elastizitätskonstante aufweist, bereitgestellt wird. Der Vorteil besteht darin, dass eine Flüssigkristall-Zusammensetzung mit einem geeigneten Ausgleich bezüglich mindestens zwei der Leistungsmerkmale bereitgestellt wird. Ein dritter Vorteil besteht darin, dass eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bereitgestellt wird, die die Zusammensetzung einschließt, und einen breiten Temperaturbereich, worin die Vorrichtung verwendet werden kann, eine kurze Anlaufzeit, ein großes Spannungs-Halteverhältnis, ein großes Kontrastverhältnis und eine lange Gebrauchstüchtigkeit aufweist.
Beschreibung der Ausführungsformen
Die Anwendung von Begriffen hierin ist wie nachstehend beschrieben. ”Flüssigkristall-Verbindung” ist ein generischer Begriff für eine Verbindung mit einer Flüssigkristallphase, wie einer nematischen Phase oder einer smektischen Phase, und eine Verbindung ohne Flüssigkristallphase, die jedoch als eine Komponente einer Flüssigkristall-Zusammensetzung nützlich ist. ”Flüssigkristall-Verbindung”, ”Flüssigkristall-Zusammensetzung” und ”Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung” kann gelegentlich als ”Verbindung”, ”Zusammensetzung” bzw. ”Vorrichtung” abgekürzt werden. ”Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung” ist ein generischer Begriff für eine Flüssigkristall-Anzeigetafel und ein Flüssigkristall-Anzeigemodul. ”Klärpunkt” ist eine Phasenübergangstemperatur zwischen der Flüssigkristallphase und einer isotropen Phase in der Flüssigkristall-Verbindung. ”Minimum-Temperatur von der Flüssigkristallphase” ist eine Phasenübergangstemperatur zwischen einer festen und der Flüssigkristallphase (smektischen Phase, nematischen Phase oder dergleichen) in der Flüssigkristall-Verbindung. ”Maximum-Temperatur von der nematischen Phase” ist eine Phasenübergangstemperatur zwischen der nematischen Phase und der isotropen Phase in der Flüssigkristall-Zusammensetzung, und kann gelegentlich als ”Maximum-Temperatur” abgekürzt werden. Eine Minimum-Temperatur von der nematischen Phase kann gelegentlich als ”Minimum-Temperatur” abgekürzt werden. Eine Verbindung, wiedergegeben durch Formel (1), kann gelegentlich als ”Verbindung (1)” abgekürzt werden. Die Abkürzung kann gelegentlich auf eine Verbindung, wiedergegeben durch Formel (2) oder dergleichen, angewendet werden. In Formeln (1) bis (14) entspricht ein Symbol wie A¹, B¹ und C¹, umgeben von einer hexagonalen Form, Ring A¹, Ring B¹, Ring C¹ bzw. dergleichen. Eine Mehrzahl von R² wird in gleichen Formeln oder verschiedenen Formeln beschrieben. In den Verbindungen können zwei Gruppen, wiedergegeben durch zwei von beliebigen R², gleich oder verschieden sein. Die gleiche Regel gilt auch für ein Symbol wie Ring A¹ und Z¹. Eine Menge an Verbindung, ausgedrückt als Prozentsatz, wird als Gewichtsprozent (Gew.-%), basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, ausgedrückt.
Der Ausdruck ”mindestens eines von ”A” kann durch ”B” ersetzt sein” bedeutet, dass, wenn die Zahl von ”A” eins ist, eine Position von ”A” beliebig ist, und auch wenn die Zahl von ”A” zwei oder mehr ist, können Positionen davon ohne Begrenzung ausgewählt sein. Der Ausdruck ”mindestens eines von A kann durch B, C oder D ersetzt sein” schließt den Fall ein, wenn beliebig A durch B ersetzt ist, einen Fall, wenn beliebig A durch C ersetzt ist, einen Fall, wenn beliebig A durch D ersetzt ist, und auch einen Fall, wenn eine Mehrzahl von A durch mindestens zwei von B, C und D ersetzt sind. Zum Beispiel schließt Alkyl, worin mindestens eines von -CH₂- durch -O- oder -CH=CH- ersetzt sein kann” Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkoxyalkyl, Alkoxyalkenyl und Alkenyloxyalkyl ein. Zusätzlich ist der Ersatz von zwei aufeinanderfolgenden -CH₂- durch -O-, um -O-O- oder dergleichen zu bilden, nicht bevorzugt. In Alkyl oder dergleichen ist ein Ersatz von -CH₂- in einem Methyl-Teil (-CH₂-H) durch -O-, um -O-H zu bilden, auch nicht bevorzugt.
Dann bedeutet 2-Fluor-1,4-phenylen den Einschluss von zwei zweiwertigen nachstehend beschriebenen Gruppen. In der chemischen Formel kann Fluor in einer linken (L) oder rechten (R) Richtung gebunden sein. Die gleiche Regel gilt auch für einen asymmetrischen zweiwertigen Ring, wie Tetrahydropyran-2,5-diyl.
Die Erfindung schließt den wie nachstehend in Punkt 1 bis Punkt 16 beschriebenen Inhalt ein.
Punkt 1. Eine Verbindung, wiedergegeben durch Formel (1): Formel 3
worin in der Formel
R¹ Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, und in dem Alkyl mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-, und mindestens eines von -(CH₂)₂- ersetzt sein kann durch -CH=CH-;
Ring A¹, Ring A² und Ring A³ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Cyclohexenylen, 1,4-Phenylen, worin Wasserstoff ersetzt sein kann durch Halogen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl, darstellen;
Z¹ und Z³ unabhängig eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -CH₂O-, -CF=CF-, -(CH₂)₂CF₂O-, -CH=CHCF₂O-, -CF₂O(CH₂)₂-, -CF₂OCH=CH-, -CH=CH-(CH₂)₂- oder -(CH₂)₂-CH=CH- darstellen;
Z² -CF₂O- darstellt;
L¹, L² und L³ unabhängig Wasserstoff oder Halogen darstellen; und
m und n unabhängig 0, 1, 2 oder 3 sind, und die Summe von m und n 0, 1, 2 oder 3 ist, und wenn m oder n 2 oder 3 ist, eine Mehrzahl von Ring A¹ oder Ring A³ gleich oder verschieden sein kann, und eine Mehrzahl von Z¹ oder Z³ gleich oder verschieden sein kann.
Wenn Ring A² jedoch 1,4-Phenylen, oder 1,4-Phenylen, worin einer von den Wasserstoff durch Halogen ersetzt ist, darstellt, m 1 ist und n 0 ist, stellt Ring A¹ 1,4-Phenylen, worin Wasserstoff durch Halogen ersetzt sein kann, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl dar; und
wenn die Summe von m und n 0 ist, stellt Ring A² 1,4-Cyclohexylen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl dar.
Punkt 2. Die Verbindung nach Punkt 1, worin R¹ Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt;
Ring A¹, Ring A² und Ring A³ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen, 2,6-Difluor-1,4-phenylen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl darstellen;
Z¹ und Z³ unabhängig eine Einfachbindung, -CH=CH- oder -CF₂O- darstellen; und
L¹, L² und L³ unabhängig Wasserstoff oder Fluor darstellen.
Punkt 3. Die Verbindung nach Punkt 1 oder 2, worin m 1 oder 2 ist.
Punkt 4. Die Verbindung nach einem der Punkte 1 bis 3, worin Ring A² 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen oder 2,6-Difluor-1,4-phenylen darstellt.
Punkt 5. Die Verbindung nach einem der Punkte 1 bis 4, worin Z¹ eine Einfachbindung darstellt.
Punkt 6. Die Verbindung nach einem der Punkte 1 bis 5, worin n 0 ist.
Punkt 7. Eine Verbindung, wiedergegeben durch irgendeine von Formel (1-1) bis Formel (1-5): Formel 4
worin in den Formeln R² Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Alkoxy mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen darstellt; und
L^1', L^2', L^3', L⁴, L⁵, L⁶ und L⁷ unabhängig Wasserstoff oder Fluor darstellen.
Punkt 8. Eine Verbindung, wiedergegeben durch irgendeine von Formel (1-6) bis Formel (1-11): Formel 5
worin in den Formeln R² Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Alkoxy mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen darstellt; und
L^1', L^2', L^3', L⁴, L⁵, L⁶, L⁷, L⁸ und L⁹ unabhängig Wasserstoff oder Fluor darstellen.
Punkt 9. Eine Flüssigkristall-Zusammensetzung, enthaltend mindestens eine Verbindung nach einem der Punkte 1 bis 8:
Punkt 10. Die Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Punkt 9, weiterhin enthaltend mindestens eine der Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen, wiedergegeben durch Formeln (2) bis (4): Formel 6
worin in den Formeln
R³ Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt, und in dem Alkyl und dem Alkenyl mindestens eines von Wasserstoff ersetzt sein kann durch Fluor, und mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-;
X¹ Fluor, Chlor, -OCF₃, -OCF₂H, -CF₃, -CHF₂, -CH₂F, -CF=CF₂, -OCF₂CHF₂ oder -OCF₂CHFCF₃ darstellt;
Ring B¹, Ring B² und Ring B³ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen, 2,6-Difluor-1,4-phenylen, Tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-Dioxan-2,5-diyl oder Pyrimidin-2,5-diyl darstellen;
Z⁴ und Z⁵ unabhängig eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -C≡C-, -COO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O- oder -(CH₂)₄- darstellen, und Z⁴ und Z⁵ nicht gleichzeitig -CF₂O- oder -OCF₂- darstellen; und
L¹⁰ und L¹¹ unabhängig Wasserstoff oder Fluor darstellen.
Punkt 11. Die Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Punkt 9, weiterhin enthaltend mindestens eine der Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen, wiedergegeben durch Formel (5): Formel 7
worin in der Formel
R⁴ Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt, und in dem Alkyl und dem Alkenyl mindestens eines von Wasserstoff ersetzt sein kann durch Fluor, und mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-;
X² -C≡N oder -C≡C-C≡N darstellt;
Ring C¹, Ring C² und Ring C³ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, worin mindestens eines von Wasserstoff ersetzt sein kann durch Fluor, Tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-Dioxan-2,5-diyl oder Pyrimidin-2,5-diyl, darstellen;
Z⁶ eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -C≡C-, -COO-, -CF₂O-, -OCF₂- oder -CH₂O- darstellt;
L¹² und L¹³ unabhängig Wasserstoff oder Fluor darstellen; und
p 0, 1 oder 2 ist, q 0 oder 1 ist, und die Summe von p und q 0, 1, 2 oder 3 ist.
Punkt 12. Die Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Punkt 9, weiterhin enthaltend mindestens eine der Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen, wiedergegeben durch Formeln (6) bis (11): Formel 8
worin in den Formeln
R⁵ und R⁶ unabhängig Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen, und in dem Alkyl und dem Alkenyl mindestens eines von Wasserstoff ersetzt sein kann durch Fluor, und mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-;
Ring D¹, Ring D², Ring D³ und Ring D⁴ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Cyclohexenylen, 1,4-Phenylen, worin mindestens eines von Wasserstoff ersetzt sein kann durch Fluor, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder Decahydro-2,6-naphthalin, darstellen;
Z⁷, Z⁸, Z⁹ und Z¹⁰ unabhängig eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -COO-, -CH₂O-, -OCF₂- oder -OCF₂(CH₂)₂- darstellen;
L¹⁴ und L¹⁵ unabhängig Fluor oder Chlor darstellen; und
j, k, l, s, t und u unabhängig 0 oder 1 sind, und die Summe von k, l, s und t 1 oder 2 ist.
Punkt 13. Die Flüssigkristall-Zusammensetzung nach einem der Punkte 9 bis 12, weiterhin enthaltend mindestens eine der Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen, wiedergegeben durch Formeln (12) bis (14): Formel 9
worin in den Formeln
R⁷ und R⁸ unabhängig Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen, und in dem Alkyl und dem Alkenyl mindestens eines von Wasserstoff ersetzt sein kann durch Fluor und mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-;
Ring E¹, Ring E² und Ring E³ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen, 2,5-Difluor-1,4-phenylen oder Pyrimidin-2,5-diyl darstellen; und
Z¹¹ und Z¹² unabhängig eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -C≡C- oder -COO- darstellen.
Punkt 14. Die Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Punkt 9, weiterhin enthaltend mindestens eine einer optisch aktiven Verbindung.
Punkt 15. Die Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Punkt 9, weiterhin enthaltend mindestens eines von Antioxidans und/oder Ultraviolettlicht-Absorptionsmittel.
Punkt 16. Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die die Flüssigkristall-Zusammensetzung nach einem der Punkte 9 bis 15 einschließt.
Die Verbindung, die Flüssigkristall-Zusammensetzung und die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung werden in der Reihenfolge erläutert.
1-1. Verbindung (1)
Die Verbindung der Erfindung weist eine 2,2-Difluorvinyloxy-Gruppe und -CF₂O- in der Struktur auf, und erzeugt somit eine Wirkung, wie eine geringe Viskosität, eine große dielektrische Anisotropie und einen hohen Klärpunkt.
Verbindung (1) und bevorzugte Beispiele von Verbindung (1) gemäß der Erfindung werden erläutert. Bevorzugte Beispiele von einer terminalen Gruppe bzw. End-Gruppe, einer Ringstruktur, einer Bindungsgruppe und einem Substituenten in Verbindung (1) gelten auch für die nachstehende Formel von Verbindung (1). Formel 10
worin in Formel (1) R¹ Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, und in dem Alkyl mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-, und mindestens eines von -(CH₂)₂- ersetzt sein kann durch -CH=CH-.
Die Gruppen weisen eine gerade Kette auf, und schließen eine cyclische Gruppe, wie Cyclohexyl, nicht ein. Wenn die Gruppen die gerade Kette aufweisen, ist der Temperaturbereich der Flüssigkristallphase der Verbindung breit und die Viskosität ist gering.
Beispiele für das Alkyl schließen üblicherweise geradkettiges Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise geradkettiges Alkyl mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen, bevorzugter geradkettiges Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ein. Besondere Beispiele schließen -CH₃, -C₂H₅, -C₃H₇, -C₄H₉, -C₅H₁₁, -C₆H₁₃, -C₇H₁₅, -C₈H₁₇, -C₉H₁₉, -C₁₀H₂₁, -C₁₁H₂₃, -C₁₂H₂₅, -C₁₃H₂₇, -C₁₄H₂₉ und -C₁₅H₃₁ ein.
Ein besonderes Beispiel für Gruppen, worin in dem Alkyl mindestens eines von -(CH₂)₂- durch -CH=CH- ersetzt ist, schließt Alkenyl ein. Die bevorzugte Konfiguration von -CH=CH- in dem Alkenyl hängt von der Position der Doppelbindung ab. Die trans-Konfiguration ist in Alkenyl mit der Doppelbindung in ungeradzahliger Position, wie -CH=CHCH₃, -CH=CHC₂H₅, -CH=CHC₃H₇, -CH=CHC₄H₉, -C₂H₄CH=CHCH₃ und -C₂H₄CH=CHC₂H₅ bevorzugt. Eine cis-Konfiguration ist in Alkenyl mit der Doppelbindung in einer geradzahligen Position, wie -CH₂CH=CHCH₃, -CH₂CH=CHC₂H₅ und -CH₂CH=CHC₃H₇, bevorzugt. Eine Alkenyl-Verbindung mit der bevorzugten Konfiguration weist einen hohen Klärpunkt oder einen breiten Temperaturbereich der Flüssigkristallphase auf. Eine detaillierte Beschreibung findet man in Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109 und Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327.
Beispiele für das Alkenyl schließen üblicherweise Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Alkenyl mit 2 bis 15 Kohlenstoffatomen, bevorzugter Alkenyl mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, ein. Besondere Beispiele schließen -CH=CH₂, -CH=CHCH₃, -CH₂CH=CH₂, -CH=CHC₂H₅, -CH₂CH=CHCH₃, -(CH₂)₂-CH=CH₂, -CH=CHC₃H₇, -CH₂CH=CHC₂H₅, -(CH₂)₂-CH=CHCH₃ und -(CH₂)₃-CH=CH₂ ein.
Besondere Beispiele für Gruppen, worin in dem Alkyl mindestens eines von -CH₂- durch -O- ersetzt ist, schließen Alkoxy und Alkoxyalkyl ein. Beispiele für das Alkoxy schließen üblicherweise Alkoxy mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Alkoxy mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen, bevorzugter Alkoxy mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ein. Besondere Beispiele schließen -OCH₃, -OC₂H₅, -OC₃H₇, -OC₄H₉, -OC₅H₁₁, -OC₆H₁₃, -OC₇H₁₅, -OC₈H₁₇, -OC₉H₁₉, -OC₁₀H₂₁, -OC₁₁H₂₃, -OC₁₂H₂₅, -OC₁₃H₂₇, -OC₁₄H₂₉ und -OC₁₅H₃₁ ein. Besondere Beispiele für das Alkoxyalkyl schließen Gruppen, gebildet durch Einführen eines Sauerstoffatoms in das Alkyl, ein und schließen üblicherweise Alkoxyalkyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Alkoxyalkyl mit 2 bis 15 Kohlenstoffatomen, bevorzugter Alkoxyalkyl mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ein. Besondere Beispiele schließen -CH₂OCH₃, -CH₂OC₂H₅, -CH₂OC₃H₇ und -(CH₂)₂OC₂H₅ ein.
Alkyl, wiedergegeben durch R¹, schließt auch Gruppen ein, worin mindestens einer von -(CH₂)₂- in dem Alkyl ersetzt ist durch] -CH=CH-, und mindestens einer von -CH₂- in dem Alkyl ersetzt ist durch -O-. Besondere Beispiele für solche Gruppen schließen -OCH₂CH=CH₂ und -OCH₂CH=CHCH₃ ein.
Bevorzugte Beispiele für R¹ schließen Alkyl mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen und Alkenyl mit 2 bis 15 Kohlenstoffatomen ein. Weitere bevorzugte Beispiele für R¹ schließen -CH₃, -C₂H₅, -C₃H₇, -C₄H₉, -C₅H₁₁, -C₆H₁₃, -C₇H₁₅, -C₈H₁₇, -C₉H₁₉, -C₁₀H₂₁, -C₁₁H₂₃, -C₁₂H₂₅, -C₁₃H₂₇, -C₁₄H₂₉, -C₁₅H₃₁, -CH=CH₂, -CH=CHCH₃, -CH₂CH=CH₂, -CH=CHC₂H₅, -CH₂CH=CHCH₃, -(CH₂)₂-CH=CH₂, -CH=CHC₃H₇, -CH₂CH=CHC₂H₅, -(CH₂)₂-CH=CHCH₃ und -(CH₂)₃-CH=CH₂ ein. Besonders bevorzugte Beispiele schließen -CH₃, -C₂H₅, -C₃H₇, -C₄H₉, -C₅H₁₁, -CH=CH₂ und -(CH₂)₂-CH=CH₂ ein.
In Formel (1) ist Ring A¹ 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Cyclohexenylen, 1,4-Phenylen, worin Wasserstoff ersetzt sein kann durch Halogen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl.
Bevorzugte Beispiele für Ring A¹ schließen 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl ein.
In Formel (1) ist Ring A² 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Cyclohexenylen, 1,4-Phenylen, worin Wasserstoff ersetzt sein kann durch Halogen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl.
Bevorzugte Beispiele für Ring A² schließen 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen oder 2,6-Difluor-1,4-phenylen ein. Besonders bevorzugte Beispiele für Ring A² schließen 1,4-Cyclohexylen oder 2,6-Difluor-1,4-phenylen ein.
In Formel (1) ist Ring A³ 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Cyclohexenylen, 1,4-Phenylen, worin Wasserstoff ersetzt sein kann durch Halogen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl.
Bevorzugte Beispiele für Ring A³ schließen 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen oder 2,6-Difluor-1,4-phenylen ein.
Besonders bevorzugte Beispiele für Ring A³ schließen 1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Phenylen ein.
Bevorzugte Beispiele für 2-Fluor-1,4-phenylen, 2,6-Difluor-1,4-phenylen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl in Ring A¹, Ring A² und Ring A³ schließen Gruppen (R-1) bis (R-4) ein. Formel 11
worin in Formel (1) Z¹ eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -CH₂O-, -CF=CF-, -(CH₂)₂CF₂O-, -CH=CHCF₂O-, -CF₂O(CH₂)₂-, -CF₂OCH=CH-, -CH=CH-(CH₂)₂- oder -(CH₂)₂-CH=CH- darstellt.
Bevorzugte Beispiele für Z¹ schließen eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -CF₂O- oder -CH₂O- ein.
Besonders bevorzugte Beispiele für Z¹ schließen eine Einfachbindung oder -CF₂O- ein.
In Formel (1) stellt Z² -CF₂O- dar.
In Formel (1) stellt Z³ eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -CH₂O-, -CF=CF-, -(CH₂)₂CF₂O-, -CH=CHCF₂O-, -CF₂O(CH₂)₂-, -CF₂OCH=CH-, -CH=CH-(CH₂)₂- oder -(CH₂)₂-CH=CH- dar.
Bevorzugte Beispiele für Z³ schließen eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -CF₂O- oder -CH₂O- ein.
Besonders bevorzugte Beispiele für Z³ schließen eine Einfachbindung oder -CF₂O- ein.
In Formel (1) stellen L¹, L² und L³ unabhängig Wasserstoff oder Halogen dar. Bevorzugt stellen L¹, L² und L³ unabhängig Wasserstoff, Fluor oder Chlor dar, und weiterhin bevorzugt stellen L¹, L² und L³ unabhängig Wasserstoff oder Fluor dar.
In Formel (1) sind m und n unabhängig 0, 1, 2 oder 3, und wenn m oder n 2 ist, können zwei von Ring A¹ oder Ring A³ gleich oder verschieden sein, und zwei von Z¹ oder Z³ können gleich oder verschieden sein.
Darüber hinaus ist die Summe von m und n üblicherweise 0, 1, 2 oder 3, vorzugsweise 1 oder 2.
1-2. Physikalische Eigenschaften von Verbindung (1)
Wenn Arten von R¹, Ring A¹, Ring A², Ring A³, Z¹, Z², Z³, L¹, L², m und n in geeigneter Weise in Verbindung (1) kombiniert werden, können physikalische Eigenschaften, wie ein Klärpunkt, optische Anisotropie und dielektrische Anisotropie, beliebig eingestellt werden. Verbindung (1) kann auch Isotope, wie ²H (Deuterium) und ¹³C, in einer höheren Menge als die Menge der natürlichen Isotopenhäufigkeit enthalten, weil kein signifikanter Unterschied in den physikalischen Eigenschaften der Verbindung vorliegt. Hauptwirkungen von Arten von R¹ oder dergleichen auf die physikalischen Eigenschaften von Verbindung (1) werden nachstehend erläutert.
Wenn die linke terminale Gruppe bzw. End-Gruppe R¹ geradkettiges Alkyl ist, ist der Temperaturbereich der Flüssigkristallphase breit und die Viskosität ist gering, und Verbindung (1) ist als eine Komponente der Zusammensetzung verwendbar. Wenn R¹ Alkenyl darstellt, hängt die bevorzugte Konfiguration von der Position der Doppelbindung ab. Eine Alkenyl-Verbindung mit der bevorzugten Konfiguration weist eine hohe Maximum-Temperatur oder einen breiten Temperaturbereich der Flüssigkristallphase auf.
Wenn alle von Ring A¹, Ring A² und Ring A³ 1,4-Cyclohexylen darstellen, ist der Klärpunkt hoch und die Viskosität ist gering. Wenn mindestens einer von Ring A¹, Ring A² und Ring A³ 1,4-Phenylen oder 1,4-Phenylen, worin mindestens eines von den Wasserstoff durch Halogen (zum Beispiel Fluor oder Chlor) ersetzt ist, darstellt, ist die optische Anisotropie relativ groß und der Orientierungsgrößenordnungsparameter ist relativ groß. Wenn mindestens einer von Ring A¹, Ring A² und Ring A³ 2,6-Difluor-1,4-phenylen darstellt, ist die dielektrische Anisotropie positiv groß.
Wenn die Bindungsgruppe eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -CH₂O-, -CF=CF-, -(CH₂)₂-CF₂O- oder -OCF₂-(CH₂)₂- darstellt, ist die Viskosität gering. Wenn die Bindungsgruppe eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CF₂O- oder -CH=CH- darstellt, ist die Viskosität geringer. Wenn die Bindungsgruppe -CH=CH- darstellt, ist der Temperaturbereich der Flüssigkristallphase breit und die Elastizitätskonstante (K) ist groß, und wenn die Bindungsgruppe eine Einfachbindung oder -(CH₂)₂- darstellt, ist die chemische Stabilität hoch.
Wenn sowohl L¹ als auch L² Fluor darstellen und L³ Wasserstoff darstellt, ist die chemische Stabilität hoch, der Temperaturbereich der Flüssigkristallphase ist breit und die dielektrische Anisotropie ist groß.
Wenn die Summe von n und m 0 ist, ist die Viskosität gering. Wenn die Summe von n und m 3 ist, ist die Maximum-Temperatur hoch.
Wenn, wie vorstehend beschrieben, die Art der Ringstruktur, der terminalen Gruppe bzw. End-Gruppe, der Bindungsgruppe oder dergleichen in geeigneter Weise ausgewählt wird, kann eine Verbindung mit zielführenden physikalischen Eigenschaften erhalten werden. Folglich ist Verbindung (1) als eine Komponente der Flüssigkristall-Zusammensetzung verwendbar, um für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem Modus, wie ein PC, TN, STN, ECB, OCB, IPS oder VA-Modus, verwendet zu werden.
1-3. Bevorzugte Verbindung
Wie vorstehend beschrieben, schließen bevorzugte Beispiele für Verbindung (1) Verbindungen (1-1) bis (1-5) (wenn die Summe von n und m 2 ist), und Verbindungen (1-6) bis (1-11) (wenn die Summe von n und m 3 ist) ein. Formel 12
worin in den Formeln R² Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Alkoxy mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen darstellt; und
L^1', L^2', L^3', L⁴, L⁵, L⁶ und L⁷ unabhängig Wasserstoff oder Fluor darstellen. Formel 13
worin in den Formeln R² Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Alkoxy mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen darstellt; und
L^1', L^2', L^3', L⁴, L⁵, L⁶, L⁷, L⁸ und L⁹ unabhängig Wasserstoff oder Fluor darstellen.
1-4. Synthese von Verbindung (1)
Ein Verfahren zum Synthetisieren von Verbindung (1) wird erläutert. Verbindung (1) kann durch geeignete Kombination von Verfahren in der organischen Synthesechemie hergestellt werden. Verfahren zum Einführen einer zielführenden terminalen Gruppe bzw. End-Gruppe, Ring und Bindungsgruppe in ein Ausgangsmaterial werden in Büchern, wie "Organic Syntheses" (John Wiley & Sons, Inc.), "Organic Reactions" (John Wiley & Sons, Inc.), "Comprehensive Organic Synthesis" (Pergamon Press) und "New Experimental Chemistry Course (Shin Jikken Kagaku Koza in Japanese)" (Maruzen Co., Ltd.) beschrieben.
1-4-1. Bildung einer Bindungsgruppe
Ein Beispiel für ein Verfahren zum Bilden einer Bindungsgruppe in Verbindung (1) ist wie in einem nachstehenden Schema beschrieben. In dem Schema ist MSG¹ (oder MSG²) eine einwertige organische Gruppe mit mindestens einem Ring. Eine Mehrzahl von einwertigen organischen Gruppen, wiedergegeben durch MSG¹ (oder MSG²), kann gleich oder verschieden sein. Verbindungen (1A) bis (1i) entsprechen Verbindung (1). Formel 14
Formel 15
Formel 16
Formel 17
Formel 18
Formel 19
Formel 20
(I) Bildung einer Einfachbindung (Synthese von Verbindung (1A))
Verbindung (1A) wird durch reagieren lassen von Arylboronsäure (21) in Gegenwart eines Katalysators, wie Tetrakis(triphenylphosphin)palladium, in einer wässrigen Carbonat-Lösung mit Verbindung (22), die gemäß einem an sich bekannten Verfahren hergestellt worden ist, hergestellt. Verbindung (1A) wird auch durch reagieren lassen von Verbindung (23), die gemäß einem an sich bekannten Verfahren hergestellt worden ist, mit n-Butyllithium, und anschließend mit Zinkchlorid, und weiterhin mit einer Verbindung (22) in Gegenwart eines Katalysators, wie Dichlorbis(triphenylphosphin)palladium, hergestellt.
(II) Bildung von -CF₂O- (Synthese von Verbindung (1B))
Die Carbonsäure (24) wird durch reagieren lassen von Verbindung (23) mit n-Butyllithium, und anschließend mit Kohlendioxid erhalten. Verbindung (26), die -COO- aufweist, wird durch Dehydratisierung in Gegenwart von 1,3-Dicyclohexylcarbodiimid (DCC) und 4-Dimethylaminopyridin (DMAP), Verbindung (24) und dem Phenol (25), das gemäß einem an sich bekannten Verfahren hergestellt worden ist, hergestellt. Verbindung (27) wird durch Behandeln von Verbindung (26) mit einem Thionierungsreagenz, wie Lawessons Reagenz, erhalten. Verbindung (1B), die -CF₂O- aufweist, wird durch Fluorieren von Verbindung (27) mit einem Fluorwasserstoff-Pyridin-Komplex und N-Bromsuccinimid (NBS) hergestellt. Siehe M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992, 827. Verbindung (1B) wird auch durch Fluorieren von Verbindung (27) mit (Diethylamino)schwefeltrifluorid (DAST) hergestellt. Siehe W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.
(III) Bildung von -CH=CH- (Synthese von Verbindung (1C))
Aldehyd (28) wird durch Behandeln von Verbindung (22) mit n-Butyllithium, und dann durch reagieren lassen der behandelten Verbindung mit einem Formamid, wie N,N-Dimethylformamid (DMF), erhalten. Verbindung (1C) wird durch reagieren lassen von Aldehyd (28) mit Phosphor-ylid, erzeugt durch Behandeln von Phosphoniumsalz (29), das gemäß einem bekannten Verfahren hergestellt worden ist, mit einer Base, wie Kalium-tert-butoxid, hergestellt. Weil ein cis-Isomer in Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen gebildet wird, wird das cis-Isomer, falls erforderlich, gemäß einem bekannten Verfahren zu einem trans-Isomer isomerisiert.
(IV) Bildung von -(CH₂)₂- (Synthese von Verbindung (1D))
Verbindung (1D) wird durch Hydrieren von Verbindung (1C) in Gegenwart eines Katalysators, wie Palladium-auf-Kohlenstoff, hergestellt.
(V) Bildung von -CH₂O- (Synthese von Verbindung (1E))
Verbindung (30) wird durch Reduzieren von Verbindung (28) mit einem Reduktionsmittel, wie Natriumborhydrid, erhalten.
Verbindung (31) wird durch Halogenieren von Verbindung (28) mit Bromwasserstoffsäure oder dergleichen erhalten. Verbindung (1E) wird durch reagieren lassen von Verbindung (31) mit Verbindung (25) in Gegenwart von Kaliumcarbonat oder dergleichen hergestellt.
(VI) Bildung von -CF=CF- (Synthese von Verbindung (1F))
Verbindung (32) wird durch Behandeln von Verbindung (23) mit n-Butyllithium, und dann reagieren lassen der behandelten Verbindung mit Tetrafluorethylen erhalten. Verbindung (1F) wird durch Behandeln von Verbindung (32) mit n-Butyllithium, und dann reagieren lassen der behandelten Verbindung mit Verbindung (3) hergestellt.
(VII) Bildung von -CH=CHCF₂O- (Synthese von Verbindung (1G))
Aldehyd (33) wird durch reagieren lassen von Verbindung (23) mit n-Butyllithium und anschließend mit einem Formamid, wie N,N-Dimethylformamid (DMF), erhalten. Carbonsäure (34) wird durch reagieren lassen von Verbindung (33) mit PPh₃=CHCO₂H hergestellt. Verbindung (1G) wird durch Unterziehen von Verbindung (34) einer Dehydratisierung-Kondensationsreaktion, Fluorierung oder dergleichen mit Phenol (25) in einer Weise ähnlich zur Herstellung von -CF₂O- hergestellt.
(VIII) Bildung von -(CH₂)₂CF₂O- (Synthese von Verbindung (1H))
Verbindung (37) wird durch Hydrieren von Verbindung (35) in Gegenwart eines Katalysators, wie Palladium-auf-Kohlenstoff, erhalten. Verbindung (38) wird durch Behandeln von Verbindung (37) mit einem Thionierungsreagenz, wie Lawessons Reagenz, erhalten. Verbindung (1H) wird durch Fluorieren von Verbindung (38) mit einem Fluorwasserstoff-Pyridin-Komplex und N-Bromsuccinimid (NBS) hergestellt.
(IX) Bildung von -CH=CH-(CH₂)₂- (Synthese von Verbindung (1i))
Verbindung (1i) wird durch reagieren lassen von Aldehyd (28) mit Phosphor-ylid, erzeugt durch Behandeln von Phosphoniumsalz (39), das gemäß einem bekannten Verfahren hergestellt worden ist, mit einer Base, wie Kalium-tert-butoxid, hergestellt.
1-4-2. Bildung von Ringen A¹, A² und A³
Mit Bezug auf einen Ring, wie 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Cyclohexenylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen, 2,3-Difluor-1,4-phenylen, 2,5-Difluor-1,4-phenylen, 2,6-Difluor-1,4-phenylen, 2,3,5,6-Tetrafluor-1,4-phenylen, Tetrahydropyran-2,5-diyl und 1,3-Dioxan-2,5-diyl, ist das Ausgangsmaterial kommerziell erhältlich oder ein Syntheseverfahren ist gut bekannt.
1-4-3. Synthese-Beispiel
Ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen von Verbindung (1) ist wie nachstehend beschrieben. Phenol (42) wird durch reagieren lassen von Verbindung (41), die durch ein bekanntes Verfahren hergestellt werden kann, mit n-Butyllithium und anschließend mit Trimethoxyboran, und weiterhin mit einer wässrigen Wasserstoffperoxid-Lösung erhalten. Verbindung (43) wird durch reagieren lassen von Verbindung (42) mit 1-Methyl-4-(2,2,2-trifluorethoxy)benzol und Kaliumcarbonat erhalten. Verbindung (1) wird durch reagieren lassen von Verbindung (43) mit Lithiumdiisopropylamid (IDA) hergestellt. Formel 21
In den Verbindungen sind R¹, Ring A¹, Ring A², Ring A³, Z¹, Z², Z³, L¹, L², m und n in einer Weise gleich den vorstehend beschriebenen Definitionen definiert.
2-1. Zusammensetzung (1)
Die Flüssigkristall-Zusammensetzung (1) der Erfindung wird erläutert. Zusammensetzung (1) enthält mindestens eine von Verbindung (1) als Komponente A. Zusammensetzung (1) kann zwei oder mehrere Verbindungen (1) enthalten. Eine Komponente der Flüssigkristall-Verbindung mag nur Verbindung (1) einschließen. Um ausgezeichnete physikalische Eigenschaften zu entwickeln, enthält Zusammensetzung (1) vorzugsweise mindestens eine von Verbindung (1) in dem Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 99 Gew.-%. Ein weiterhin bevorzugtes Verhältnis liegt in dem Bereich von ungefähr 5 bis ungefähr 60 Gew.-%. Zusammensetzung (1) kann auch Verbindung (1) und verschiedene Arten von Flüssigkristall-Verbindungen, die hierin nicht beschrieben werden, enthalten.
Eine bevorzugte Zusammensetzung enthält eine Verbindung, ausgewählt aus nachstehend gezeigten Komponenten B, C, D und E. Beim Herstellen von Zusammensetzung (1) kann eine Komponente auch zum Beispiel unter Berücksichtigung der dielektrischen Anisotropie von Verbindung (1) ausgewählt werden. Eine Zusammensetzung, hergestellt durch geeignetes Auswählen der Komponenten, weist eine hohe Maximum-Temperatur der nematischen Phase, eine geringe Minimum-Temperatur der nematischen Phase, eine geringe Viskosität, eine geeignete optische Anisotropie, eine große dielektrische Anisotropie und eine geeignete Elastizitätskonstante auf.
Komponente B schließt Verbindungen (2) bis (4) ein. Komponente C schließt Verbindung (5) ein. Komponente D schließt Verbindungen (6) bis (11) ein. Komponente E schließt Verbindungen (12) bis (14) ein. Die Komponenten werden in der Reihenfolge erläutert.
Komponente B schließt eine Verbindung mit einer Halogen-enthaltenden Gruppe oder einer Fluor-enthaltenden Gruppe an einem rechten Terminus ein. Bevorzugte Beispiele für Komponente B schließen Verbindungen (2-1) bis (2-16), Verbindungen (3-1) bis (3-112) und Verbindungen (4-1) bis (4-54) ein. Zusätzlich wird in Formeln (3) und (4) ein Fall, wenn sowohl Z⁴ als auch Z⁵ -CF₂O- und/oder -OCF₂- darstellen, ausgeschlossen. Der Ausschluss bedeutet, dass Komponente B eine Verbindung, worin sowohl Z⁴ als auch Z⁵ -CF₂O- darstellen, eine Verbindung, worin sowohl Z⁴ als auch Z⁵ -OCF₂- darstellen, und eine Verbindung, worin eines von Z⁴ und Z⁵ -CF₂O- darstellt und der andere -OCF₂- darstellt, nicht enthält. Formel 22
Formel 23
Formel 24
Formel 25
Formel 26
Formel 27
Formel 28
Formel 29
In den Verbindungen (Komponente B) werden R³ und X¹ in einer mit den vorstehend beschriebenen Definitionen gleichen Weise definiert.
Komponente B weist eine positive dielektrischen Anisotropie und weist eine ausgezeichnete Stabilität gegen Wärme, Licht und so weiter auf, und wird deshalb beim Herstellen einer Zusammensetzung für den TFT-Modus oder den PSA-Modus verwendet. Der Gehalt von Komponente B liegt in geeigneter Weise in dem Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 99 Gew.-%, vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 97 Gew.-%, noch bevorzugter in dem Bereich von ungefähr 40 bis ungefähr 95 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Wenn Verbindungen (12) bis (14) außerdem zu der Zusammensetzung gegeben werden, kann die Viskosität eingestellt werden.
Komponente C schließt Verbindung (5) ein, worin eine rechte terminale Gruppe bzw. End-Gruppe -C≡N oder -C≡C-C≡N ist. Bevorzugte Beispiele für Komponente C schließen Verbindungen (5-1) bis (5-64) ein. Formel 30
Formel 31
Formel 32
In den Verbindungen (Komponente C) werden R⁴ und X² in einer mit den vorstehend beschriebenen Definitionen gleichen Weise definiert.
Komponente C weist einen sehr großen positiven Wert von dielektrischer Anisotropie auf, und wird deshalb hauptsächlich beim Herstellen einer Zusammensetzung für den STN-Modus, den TN-Modus oder den PSA-Modus verwendet. Wenn Komponente C zu der Zusammensetzung gegeben wird, kann die dielektrische Anisotropie der Verbindung erhöht werden. Verbindung C ist wirksam beim Ausdehnen des Temperaturbereichs der Flüssigkristallphase, Einstellen der Viskosität oder Einstellen der optischen Anisotropie. Komponente C ist auch zum Einstellen der Spannungs-Durchlässigkeits-Kurve der Vorrichtung verwendbar.
Beim Herstellen einer Zusammensetzung für den STN-Modus oder den TN-Modus liegt der Gehalt von Komponente C in geeigneter Weise in dem Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 99 Gew.-%, vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 97 Gew.-%, bevorzugter in dem Bereich von ungefähr 40 bis ungefähr 95 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Wenn Komponente E zu der Zusammensetzung gegeben wird, kann der Temperaturbereich der Flüssigkristallphase, die Viskosität, die optische Anisotropie, die dielektrische Anisotropie oder dergleichen eingestellt werden.
Komponente D schließt Verbindungen (6) bis (11) ein. Die Verbindungen weisen einen Benzol-Ring auf, worin seitliche Positionen durch zwei Halogenatome ersetzt sind, wie 2,3-Difluor-1,4-phenylen. Bevorzugte Beispiele für Komponente D schließen Verbindungen (6-1) bis (6-6), Verbindungen (7-1) bis (7-15), Verbindung (8-1), Verbindungen (9-1) bis (9-3), Verbindungen (10-1) bis (10-11) und Verbindungen (11-1) bis (11-10) ein. Formel 33
Formel 34
In den Verbindungen (Komponente D) werden R⁵ und R⁶ in einer mit den vorstehend beschrieben Definitionen gleichen Weise definiert.
Komponente D schließt eine Verbindung mit einer negativen dielektrischen Anisotropie ein. Komponente D wird hauptsächlich beim Herstellen einer Zusammensetzung für den VA-Modus oder die PSA-Modi verwendet. Wenn der Gehalt von Komponente D erhöht wird, erhöht sich die dielektrische Anisotropie der Zusammensetzung, jedoch erhöht sich auch die Viskosität. Somit wird der Gehalt vorzugsweise gesenkt, so lange wie dem erforderlichen Wert der dielektrischen Anisotropie genügt wird. Folglich liegt unter Berücksichtigung von ungefähr 5 von einem absoluten Wert dielektrischer Anisotropie der Gehalt vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr 40 Gew.-% oder mehr, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, um ausreichend Spannungsbetrieb bzw. Spannungssteuerung zu erlauben.
Unter Typen von Verbindung D ist Verbindung (6) eine bicyclische Verbindung, und deshalb hauptsächlich beim Einstellen der Viskosität, der optischen Anisotropie oder der dielektrischen Anisotropie wirksam. Verbindung (7) und Verbindung (8) sind jeweils eine tricyclische Verbindung und deshalb beim Erhöhen der Maximum-Temperatur, der optischen Anisotropie oder der dielektrischen Anisotropie wirksam. Verbindungen (9) bis (11) sind jeweils beim Erhöhen der dielektrischen Anisotropie wirksam.
Beim Herstellen einer Zusammensetzung für den VA-Modus oder den PSA-Modus liegt der Gehalt von Komponente D vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr 40 Gew.-% oder mehr, bevorzugter in dem Bereich von ungefähr 50 bis ungefähr 95 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Wenn Komponente D zu der Zusammensetzung gegeben wird, kann die Elastizitätskonstante der Zusammensetzung eingestellt werden, und die Spannungs-Durchlässigkeits-Kurve der Vorrichtung kann eingestellt werden. Wenn Komponente D zu einer Zusammensetzung mit einer positiven dielektrischen Anisotropie gegeben wird, liegt der Gehalt von Komponente D vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr 30 Gew.-% oder weniger, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Komponente E schließt eine Verbindung ein, worin zwei terminale Gruppe bzw. End-Gruppen Alkyl oder dergleichen darstellen. Bevorzugte Beispiele für Komponente E schließen Verbindungen (12-1) bis (12-11), Verbindungen (13-1) bis (13-19) und Verbindungen (14-1) bis (14-6) ein. Formel 35
Formel 36
In den Verbindungen (Komponente E) werden R⁷ und R⁸ in einer mit den vorstehend beschriebenen Definitionen gleichen Weise definiert.
Komponente E weist einen geringen absoluten Wert von dielektrischer Anisotropie auf und ist deshalb nahe zur Neutralität. Verbindung (12) ist hauptsächlich beim Einstellen der Viskosität oder der optischen Anisotropie wirksam. Verbindung (13) und Verbindung (14) sind beim Ausdehnen des Temperaturbereichs der nematischen Phase durch Erhöhen der Maximum-Temperatur wirksam oder beim Einstellen der optischen Anisotropie wirksam.
Wenn der Gehalt von Komponente E erhöht wird, sinkt die Viskosität der Zusammensetzung, aber die dielektrische Anisotropie sinkt. Somit wird der Gehalt vorzugsweise erhöht, so lange wie dem erforderlichen Wert für die dielektrische Anisotropie genügt wird. Folglich liegt beim Herstellen einer Zusammensetzung für den VA-Modus oder den PSA-Modus der Gehalt von Komponente E vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr 30 Gew.-% oder mehr und bevorzugter in dem Bereich von ungefähr 40 Gew.-% oder mehr, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
2-2. Herstellung von Zusammensetzung (1) und Additiv
Zusammensetzung (1) wird nach einem Verfahren zum Auflösen der erforderlichen Komponenten bei einer hohen Temperatur oder dergleichen hergestellt. Gemäß einer Anwendung kann ein Additiv zu der Zusammensetzung gegeben werden. Beispiele für die Additive schließen eine optisch aktive Verbindung, eine polymerisierbare Verbindung, einen Polymerisationsstarter, ein Antioxidans und ein Ultraviolettlicht-Absorptionsmittel ein. Solche Additive sind dem Fachmann gut bekannt und werden in der Literatur beschrieben.
Zusammensetzung (1) kann weiterhin mindestens eine optisch aktive Verbindung enthalten. Als die optisch aktive Verbindung kann eine der Öffentlichkeit bekannte chirale Dotierungssubstanz zugegeben werden. Die chirale Dotierungssubstanz ist beim Einschließen einer helikalen Struktur von Flüssigkristallen wirksam, um einen erforderlichen Drehwinkel zu ergeben und beim Verhindern einer invertierten Drehung. Bevorzugte Beispiele für die chiralen Dotierungssubstanzen schließen nachstehende optisch aktive Verbindungen (Op-1) bis (Op-13) ein. Formel 37
Eine helikale Ganghöhe bzw. Pitch von Zusammensetzung (1) wird durch Zusetzen einer solchen optisch aktiven Verbindung eingestellt. Für den TFT-Modus und den TN-Modus wird die helikale Ganghöhe bzw. Pitch vorzugsweise auf den Bereich von ungefähr 40 bis ungefähr 200 Mikrometer für eine Zusammensetzung eingestellt. Für den STN-Modus wird die helikale Ganghöhe bzw. Pitch vorzugsweise auf den Bereich von ungefähr 6 bis ungefähr 20 Mikrometer für eine Zusammensetzung eingestellt. Für den BTN-Modus wird die helikale Ganghöhe bzw. Pitch vorzugsweise auf den Bereich von ungefähr 1,5 bis ungefähr 4 Mikrometer für eine Zusammensetzung eingestellt. Zwei oder mehrere Arten von optisch aktiven Verbindungen können für den Zweck des Einstellens der Temperatur-Abhängigkeit der helikalen Ganghöhe bzw. Pitch zugegeben werden.
Zusammensetzung (1) kann auch für den PSA-Modus durch Zusetzen der polymerisierbaren Verbindung verwendet werden. Beispiele für die polymerisierbaren Verbindungen schließen ein Acrylat, ein Methacrylat, eine Vinyl-Verbindung, eine Vinyloxy-Verbindung, einen Propenylether, eine Epoxy-Verbindung (Oxiran, Oxetan) und ein Vinylketon ein. Die polymerisierbare Verbindung wird vorzugsweise durch Bestrahlung mit Ultraviolett-Licht in Gegenwart von einem geeigneten Polymerisationsstarter, wie ein Photopolymerisationsstarter, polymerisiert. Geeignete Bedingungen für die Polymerisation, geeignete Typen und geeignete Mengen des Polymerisationsstarters sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben.
Das Antioxidans ist beim Halten eines großen Spannungs-Halteverhältnisses wirksam. Bevorzugte Beispiele für die Antioxidantien schließen 2,6-Di-tert-butyl-4-alkylphenol ein. Das Ultraviolettlicht-Absorptionsmitttel ist beim Verhindern eines Absinkens der Maximum-Temperatur wirksam. Bevorzugte Beispiele für die Ultraviolettlicht-Absorptionsmitttel schließen ein Benzophenon-Derivat, ein Benzoat-Derivat und ein Triazol-Derivat ein. Ein Lichtstabilisator, wie ein Amin mit sterischer Hinderung, ist auch bevorzugt.
Wenn ein dichromatischer Farbstoff von einem Merocyanin-Typ, einem Styryl-Typ, einem Azo-Typ, einem Azomethin-Typ, einem Azoxy-Typ, einem Chinophthalon-Typ, einem Anthrachinon-Typ, einem Tetrazin-Typ oder dergleichen zu der Zusammensetzung gegeben wird, kann Zusammensetzung (1) auch für einen Guest-Host(GH)-Modus verwendet werden.
3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
Zusammensetzung (1) kann für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung verwendet werden, die einen Betriebsmodus, wie der PC-Modus, der TN-Modus, der STN-Modus, der OCB-Modus und der PSA-Modus, aufweist und wird gemäß einem aktiven Matrix(AM)-Modus betrieben. Zusammensetzung (1) kann auch für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die einen Betriebsmodus, wie der PC-Modus, der TN-Modus, der STN-Modus, der OCB-Modus, der VA-Modus und der IPS-Modus, aufweist und gemäß einem passiven Matrix(PM)-Modus betrieben wird, verwendet werden. Die Vorrichtungen gemäß dem AM-Modus und dem PM-Modus können auch auf einen beliebigen Typ von einem reflektiven Typ, einem transmissiven Typ und einem transflektiven Typ angewendet werden.
Zusammensetzung (1) kann auch für eine nematisch kurvenförmig angepasste Phasen(NCAP)-Vorrichtung, hergestellt durch Mikroeinkapseln nematischer Flüssigkristalle, eine Polymer dispergierte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (PDLCD) und eine Polymer-Netzwerk-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (PNLCD), wie durch Bilden eines drei-dimensionalen Netzwerk-Polymers in den Flüssigkristallen hergestellt, verwendet werden.
Es Dem Fachmann wird klar sein, dass verschiedene Modifizierungen und Variationen der Erfindung vorgenommen werden können und besondere Beispiele werden hierin bereitgestellt, ohne vom Gedanken oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Somit ist es vorgesehen, dass die Erfindung die Modifizierungen und Variationen dieser Erfindung erfasst, die in den Umfang von beliebigen der Patentansprüche und deren Äquivalente fallen.
Die nachstehenden Beispiele sind nur für erläuternde Zwecke und sind nicht vorgesehen, den Umfang der Erfindung zu begrenzen, noch sollten sie in dieser Weise interpretiert werden.
Beispiele
Hierin nachstehend wird die Erfindung mit Hilfe von Beispielen genauer erläutert, jedoch ist die Erfindung nicht auf die Beispiele begrenzt.
1-1. Beispiele von Verbindung (1)
Verbindung (1) wurde gemäß den wie nachstehend beschriebenen Verfahren hergestellt. Die hergestellte Verbindung wurde durch ein Verfahren, wie die NMR-Analyse, identifiziert. Physikalische Eigenschaften der Verbindung wurden durch wie nachstehend beschriebene Verfahren gemessen.
NMR-Analyse
Als eine Mess-Apparatur wurde DRX-500 (hergestellt von Bruker BioSpin Corporation) verwendet. Bei der Messung von ¹H-NMR wurde eine Probe in einem deuterierten Lösungsmittel, wie CDCl₃, gelöst und die Messung wurde unter den Bedingungen von Raumtemperatur, 500 MHz und 16 Mal Akkumulation ausgeführt. Tetramethylsilan wurde als ein Bezugsmaterial verwendet. Bei der Messung von ¹⁹F-NMR wurde CFCl₃ als ein Bezugsmaterial verwendet und die Messung wurde unter den Bedingungen einer 24 fachen Akkumulation ausgeführt. In der Erläuterung der kernmagnetischen Resonanzspektren stehen s, d, t, q, quin, sex, m und br für ein Singulett, ein Duplett, ein Triplett, ein Quartett, ein Quintett, ein Sextett, ein Multiplett bzw. breit.
Messung der Probe
Beim Messen der Phasen-Struktur und der Übergangstemperatur wurde eine Flüssigkristall-Verbindung per se als Probe verwendet. Beim Messen der physikalischen Eigenschaften, wie die Maximum-Temperatur einer nematischen Phase, Viskosität, optische Anisotropie und dielektrische Anisotropie, wurde eine Zusammensetzung, hergestellt durch Mischen einer Verbindung mit einem Basis-Flüssigkristall als Probe, verwendet.
Beim Anwenden der Probe, worin die Verbindung mit dem Basis-Flüssigkristall vermischt ist, wurde die Messung gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren ausgeführt. Eine Probe wurde durch Mischen von 15 Gew.-% der Verbindung mit 85 Gew.-% von Basis-Flüssigkristall hergestellt. Extrapolierte Werte wurden aus gemessenen Werten der Probe, gemäß einem Extrapolierungsverfahren, wiedergegeben durch die nachstehend beschriebene Gleichung, berechnet und die Werte wurden beschrieben. (Extrapolierter Wert) = {100 × (gemessener Wert von einer Probe) – (Gew.-% von Basis-Flüssigkristall) × (gemessener Wert von dem Basis-Flüssigkristall)}/(Gew.-% von Verbindung).
Wenn ein Kristall (oder eine smektische Phase) bei 25°C auch bei dem Verhältnis der Verbindung zu dem Basis-Flüssigkristall ausgefällt wurde, wurde ein Verhältnis der Verbindung zu dem Basis-Flüssigkristall in der Größenordnung von (10 Gew.-%:90 Gew.-%), (5 Gew.-%:95 Gew.-%) und (1 Gew.-%:99 Gew.-%) geändert, und die physikalischen Eigenschaften einer Probe wurden bei einem Verhältnis, bei dem kein Kristall (oder keine smektische Phase) bei 25°C ausgefällt wurde, gemessen. Zusätzlich ist, sofern nicht anders ausgewiesen, das Verhältnis der Verbindung zu dem Basis-Flüssigkristall 15 Gew.-%:85 Gew.-%.
Als der Basis-Flüssigkristall wurde der wie nachstehend beschriebene Basis-Flüssigkristall (i) verwendet. Die Verhältnisse von Komponenten in dem Basis-Flüssigkristall (i) werden als Gewichtsprozent ausgedrückt. Formel 38
Mess-Verfahren
Physikalische Eigenschaften wurden gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren gemessen. Die Meisten der Verfahren werden wie in dem Standard von Japan Electronics and Information Technology Industries Association (hierin anschließend als JEITA abgekürzt) als JEITA-Standard (JEITA ED-2521A), die in JEITA erörtert und eingeführt worden sind, beschrieben oder wie dahingehend modifiziert angewendet. Kein TFT wurde an einer TN-Vorrichtung, die für die Messung verwendet wurde, befestigt.
(1) Phasen-Struktur
Die Probe wurde auf einer Heizplatte von einer Schmelzpunktapparatur (FP-52 Hot Stage, hergestellt von Mettler-Toledo International Inc.), ausgestattet mit einem polarisierenden Mikroskop, angeordnet und ein Zustand der Phase und deren Änderung wurden mit einem Polarisations-Mikroskop unter Erhitzen der Probe mit einer Geschwindigkeit von 3°C pro Minute beobachtet und die Art der Phase wurde spezifiziert.
(2) Phasenübergangstemperatur (°C)
Die Probe wurde erhitzt und dann mit einer Geschwindigkeit von 3°C pro Minute unter Verwendung eines Differenzial-Scanning-Kalorimeters, DSC-7 System oder Diamond DSC System, hergestellt von Perkin Elmer, Inc., gekühlt. Der Ausgangspunkt eines endothermen Peaks oder eines exothermen Peaks, verursacht durch eine Phasenänderung der Probe, wurde durch Extrapolierung bestimmt und somit wurde die Phasenübergangstemperatur bestimmt. Die Temperatur, bei der eine Verbindung von einer festen zu einer Flüssigkristallphase übergeht, wie eine smektische Phase und eine nematische Phase, kann gelegentlich als ”Minimum-Temperatur der Flüssigkristallphase” abgekürzt werden. Die Temperatur, bei der eine Verbindung von der Flüssigkristallphase zu einer Flüssigkeit übergeht, kann gelegentlich als ”Klärpunkt” abgekürzt werden.
Der Kristall wurde als C ausgedrückt. Wenn die Arten der Kristalle weiter unterscheidbar waren, wurde jeder der Kristalle als C₁ oder C₂ ausgedrückt. Die smektische Phase wurde als S und die nematische Phase als N ausgedrückt. Wenn smektische A Phase, smektische B Phase, smektische C Phase oder smektische F Phase unter den smektischen Phasen unterscheidbar waren, wurden die Phasen als S_A, S_B, S_C bzw. S_F ausgedrückt. Eine Flüssigkeit (isotrop) wurde als I ausgedrückt. Die Phasenübergangstemperatur wurde zum Beispiel als ”C 50,0 N 100,0 I” ausgedrückt. Der Ausdruck gibt wieder, dass eine Phasenübergangstemperatur von dem Kristall zu der nematischen Phase 50,0°C ist, und eine Phasenübergangstemperatur von der nematischen Phase zu der Flüssigkeit 100,0°C ist.
(3) Kompatibilität bei einer geringen Temperatur
Proben wurden hergestellt, worin ein Basis-Flüssigkristall und eine Flüssigkristall-Verbindung zu einem Verhältnis der Verbindung vermischt wurden, so dass 20 Gew.-%, 15 Gew.-%, 10 Gew.-%, 5 Gew.-%, 3 Gew.-% und 1 Gew.-% vorliegen, und die Proben wurden in Glasfläschchen gegeben. Die Glasfläschchen wurden bei –10°C oder –20°C für einen festen Zeitraum in Gefrierschränken gehalten, und dann wurde beobachtet, ob ein Kristall oder eine smektische Phase ausgefällt wurde oder nicht.
(4) Maximum-Temperatur von einer nematischen Phase (T_NI oder NI; °C)
Die Probe wurde auf einer Heizplatte einer Schmelzpunktapparatur, ausgestattet mit einem Polarisations-Mikroskop, angeordnet und mit einer Geschwindigkeit von 1°C pro Minute erhitzt. Die Temperatur wurde gemessen, wenn sich ein Teil der Probe von der nematischen Phase zu der isotropen Flüssigkeit geändert hatte. Die Maximum-Temperatur der nematischen Phase kann gelegentlich als ”Maximum-Temperatur” abgekürzt werden. Wenn die Probe ein Gemisch der Verbindung und des Basis-Flüssigkristalls war, wurde die Maximum-Temperatur unter Verwendung eines Symbols von T_NI ausgedrückt. Wenn die Probe ein Gemisch der Verbindung und Komponente B oder dergleichen war, wurde die Maximum-Temperatur unter Verwendung eines Symbols von NI ausgedrückt.
(5) Minimum-Temperatur von einer nematischen Phase (T_c; °C)
Die Proben wurden jeweils mit einer nematischen Phase in Gefrierschränken bei 0°C, –10°C, –20°C, –30°C und –40°C für 10 Tage gehalten, und dann wurden die Flüssigkristallphasen beobachtet. Wenn zum Beispiel eine Probe der nematischen Phase bei –20°C gehalten und zu einem Kristall oder einer smektischen Phase bei –30°C geändert wurde, wurde T_c als T_c ≤ –20°C ausgedrückt. Eine Minimum-Temperatur der nematischen Phase kann gelegentlich als ”Minimum-Temperatur” abgekürzt werden.
(6) Viskosität (Volumenviskosität; η; gemessen bei 20°C; mPa·s)
Die Viskosität wurde unter Verwendung eines Kegel-Platte (E Typ) Rotationsviskosimeters gemessen.
(7) Viskosität (Rotationsviskosität; γ1; gemessen bei 25°C; mPa·s)
Die Messung wurde gemäß einem in M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Bd. 259, 37 (1995) beschriebenen Verfahren ausgeführt. Eine Probe wurde in eine TN-Vorrichtung gegeben, wobei der Drehwinkel 0 Grad war und der Abstand (Zellenabstand) zwischen zwei Glassubstraten 5 Mikrometer war. Die Spannung wurde schrittweise auf die Vorrichtung in dem Bereich von 16 V bis 19,5 V bei einem Inkrement von 0,5 V angelegt. Nach einem Zeitraum von 0,2 Sekunden ohne Spannungs-Anwendung wurde die Anwendung unter Bedingungen von nur einer von rechtwinkligen Wellen (Rechteck-Impuls; 0,2 Sekunden) und keine Anwendung (2 Sekunden) wiederholt. Der Spitzenstrom und die Spitzenzeit des durch die Anwendung erzeugten Einschalt-Stroms wurden gemessen. Der Wert der Rotationsviskosität wurde aus den gemessenen Werten gemäß der Berechnungs-Gleichung (8) auf Seite 40 des Artikels von Imai et al. erhalten. Ein für die Berechnung von dielektrischer Anisotropie notwendiger Wert wurde unter Verwendung der Vorrichtung, die zum Messen der Rotationsviskosität gemäß dem wie nachstehend beschriebenen Verfahren verwendet wurde, bestimmt.
(8) Optische Anisotropie (Brechungsindex-Anisotropie; gemessen bei 25°C; Δn)
Die Messung wurde mit Hilfe eines Abbe-Refraktometers mit einer Polarisations-Platte, befestigt an einem Okular, unter Verwendung von Licht bei einer Wellenlänge von 589 Nanometern ausgeführt. Die Oberfläche des Hauptprismas wurde in eine Richtung gerieben, und dann wurde die Probe tropfenweise auf das Hauptprisma gegeben. Der Brechungsindex (n∥) wurde gemessen, wenn die Richtung von polarisiertem Licht parallel zu der Reibe-Richtung war. Der Brechungsindex (n⊥) wurde gemessen, wenn die Richtung von polarisiertem Licht rechtwinklig zu der Reibe-Richtung war. Ein Wert der optischen Anisotropie (Δn) wurde aus einer Gleichung: Δn = n∥ – n⊥ berechnet.
(9) Dielektrische Anisotropie (Δε; gemessen bei 25°C)
Die Probe wurde in eine TN-Vorrichtung gegeben, wobei der Abstand (Zellenabstand) zwischen zwei Glassubstraten 9 Mikrometer war und der Drehwinkel 80 Grad war. Sinus-Wellen (10 V, 1 kHz) wurden auf die Vorrichtung angewendet und nach 2 Sekunden wurde die Dielektrizitätskonstante (ε∥) in der Hauptachsenrichtung von Flüssigkristall-Molekülen gemessen. Sinus-Wellen (0,5 V, 1 kHz) wurden auf die Vorrichtung angewendet, und nach 2 Sekunden wurde eine Dielektrizitätskonstante (ε⊥) in der Nebenachsenrichtung der Flüssigkristall-Moleküle gemessen. Der Wert der dielektrischen Anisotropie wurde aus einer Gleichung: Δε = ε∥ – ε⊥ berechnet.
(10) Elastizitätskonstante (K; gemessen bei 25°C; pN)
HP4284A LCR Meter, hergestellt von Yokogawa-Hewlett-Packard Co., wurde zur Messung verwendet. Die Probe wurde in eine horizontale Anordnungszelle gegeben, wobei der Abstand (Zellenabstand) zwischen zwei Glassubstraten 20 Mikrometer war. Eine elektrische Ladung von 0 V bis 20 V wurde an die Zelle angelegt und die elektrostatische Kapazität und angelegte Spannung wurden gemessen. Gemessene Werte der elektrostatischen Kapazität (C) und der angelegten Spannung (V) wurden an Gleichung (2.98) und Gleichung (2.101) auf Seite 75 von "Liquid Crystal Device Handbook" (Ekisho Debaisu Handobukku in Japanisch) (The Nikkan Kogyo Shimbun, Ltd.) angepasst, und die Werte von K₁₁ und K₃₃ wurden von Gleichung (2.99) erhalten. Nun wurde K₂₂ unter Verwendung der vorher bestimmten Werte von K₁₁ und K₃₃ in Gleichung (3.18) auf Seite 171 des gleichen Handbuchs berechnet. Die Elastizitätskonstante ist ein Mittelwert von den somit bestimmten K₁₁, K₂₂ und K₃₃.
(11) Schwellenspannung (Vth; gemessen bei 25°C; V)
Ein LCD-5100 Leuchtdichtemesser, hergestellt von Otsuka Electronics Co., Ltd., wurde für die Messung verwendet. Die Lichtquelle war eine Halogenlampe. Eine Probe wurde in eine Normal-Weiß-Modus-TN-Vorrichtung gegeben, wobei der Abstand (Zellenabstand) zwischen zwei Glassubstraten 0,45/Δn (μm) war und der Drehwinkel 80 Grad war. Die Spannung (32 Hz, rechtwinklige Wellen) wurde, um auf die Vorrichtung angewendet zu werden, schrittweise von 0 V bis 10 V um ein Inkrement von 0,02 V erhöht. Bei Gelegenheit wurde die Vorrichtung mit Licht aus einer Richtung rechtwinklig zu der Vorrichtung bestrahlt, und die Menge von durch die Vorrichtung übertragenem Licht wurde gemessen. Eine Spannungs-Durchlässigkeits-Kurve wurde hergestellt, wobei die Maximum-Menge von Licht 100% Durchlässigkeit entspricht und die Minimum-Menge von Licht 0% Durchlässigkeit entspricht. Die Schwellenspannung ist die Spannung bei 90% Durchlässigkeit.
(12) Spannungs-Halteverhältnis (VHR-1; bei 25°C; %)
Die TN-Vorrichtung, die zur Messung verwendet wurde, wies einen Polyimid-Anordnungsfilm auf und der Abstand (Zellenabstand) zwischen zwei Glassubstraten betrug 5 Mikrometer. Die Probe wurde in die Vorrichtung gegeben, und dann wurde die Vorrichtung mit einem Ultraviolett-härtbaren Klebstoff verschlossen. Ein Spannungs-Impuls (60 Mikrosekunden bei 5 V) wurde an die Vorrichtung angelegt und die Vorrichtung wurde aufgeladen. Die Abkling-Spannung wurde für 16,7 Millisekunden mit einem Hoch-Geschwindigkeits-Voltmeter gemessen, und Fläche A zwischen der Spannungskurve und der horizontalen Achse wurde in einem Einheitszyklus bestimmt. Fläche B ist die Fläche ohne Abklingen. Das Spannungs-Halteverhältnis ist ein Prozentsatz von Fläche A zu Fläche B.
(13) Spannungs-Halteverhältnis (VHR-2; bei 80°C; %)
Die zur Messung verwendete TN-Vorrichtung wies einen Polyimid-Anordnungsfilm auf und der Abstand (Zellenabstand) zwischen zwei Glassubstraten war 5 Mikrometer. Eine Probe wurde in die Vorrichtung gegeben, und dann wurde die Vorrichtung mit einem Ultraviolett-härtbaren Klebstoff verschlossen. Ein Spannungs-Impuls (60 Mikrosekunden bei 5 V) wurde an die TN-Vorrichtung angelegt und die TN-Vorrichtung wurde aufgeladen. Die Abkling-Spannung wurde für 16,7 Millisekunden mit einem Hoch-Geschwindigkeits-Voltmeter gemessen, und Fläche A zwischen der Spannungskurve und der horizontalen Achse wurde in einem Einheitszyklus bestimmt. Fläche B ist die Fläche ohne Abklingen. Das Spannungs-Halteverhältnis ist ein Prozentsatz von Fläche A zu Fläche B.
Rohstoffe
Solmix A-11 (eingetragener Handelsname) ist ein Gemisch von Ethanol (85,5%), Methanol (13,4%) und Isopropanol (1,1%), und von Japan Alcohol Trading Co., Ltd. erhalten. Tetrahydrofuran kann gelegentlich als THF abgekürzt werden.
Beispiel 1
Synthese von Verbindung (Nr. 13)
Formel 39
Unter einer Stickstoff-Atmosphäre wurden Verbindung (e-1) (210 g) und THF (1 200 ml) in ein Reaktionsgefäß gegeben und das erhaltene Gemisch wurde auf –20°C gekühlt. Dazu wurde Isopropylmagnesiumchlorid (20%; THF-Lösung; 350 g) langsam tropfenweise bei –20°C gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde für 30 Minuten weiter gerührt. Anschließend wurde Trimethylborat (70 g) bei –20°C zugegeben, das erhaltene Gemisch wurde für 30 Minuten gerührt und dann zu Raumtemperatur zurückkehren lassen. Nach Reaktionsbeendigung wurde das erhaltene Gemisch Nachbehandlung mit einer 10%-igen wässrigen Salzsäure-Lösung unterzogen. Eine wässrige Schicht wurde mit Essigsäureethylester extrahiert, vereinigte organische Schichten wurden unter vermindertem Druck konzentriert, ein Rückstand wurde mit Heptan gewaschen, und somit wurde Verbindung (e-2) erhalten.
Zweiter Schritt
Verbindung (e-2) und Methylenchlorid (600 ml) wurden in ein Reaktionsgefäß gegeben und dann wurde 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undeca-7-en (DBU) (6 g) dazugegeben und eine wässrige Wasserstoffperoxid-Lösung (27%; wässrige Lösung; 100 ml) wurde langsam tropfenweise bei 20°C zugegeben. Das erhaltene Gemisch wurde bei 30°C für 30 Minuten gerührt und dann wurde ein Reaktionsgemisch in reines Wasser gegossen und eine wässrige Schicht wurde mit Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten organischen Schichten wurden nacheinander mit einer wässrigen Lösung von Natriumthiosulfat und reinem Wasser gewaschen. Die Lösung wurde unter vermindertem Druck konzentriert und somit wurde Verbindung (e-3) (110 g) erhalten. Die Ausbeute, basierend auf Verbindung (e-1), war 66,7%.
Dritter Schritt
Unter einer Stickstoff-Atmosphäre wurden Verbindung (e-3) (100 g), 1-Methyl-4-(2,2,2-trifluorethoxy)benzol (70 g), Kaliumcarbonat (90 g), Kaliumjodid (3 g) und DMF (500 ml) in ein Reaktionsgefäß gegeben und das erhaltene Gemisch wurde unter Rühren bei 120°C für 4 Stunden Erwärmen unterzogen. Das Reaktionsgemisch wurde auf Raumtemperatur gekühlt und einer Nachbehandlung mit einer 15%-igen wässrigen Salzsäure-Lösung unterzogen. Eine wässrige Schicht wurde mit Essigsäureethylester extrahiert und vereinigte organische Schichten wurden unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde durch Umkristallisation aus Ethanol gereinigt und somit wurde Verbindung (e-4) (85 g; 70,6%) erhalten.
Vierter Schritt
Unter einer Stickstoff-Atmosphäre wurden Verbindung (e-4) (48 g) und THF (240 ml) in ein Reaktionsgefäß gegeben und das erhaltene Gemisch wurde auf –75°C gekühlt. Dazu wurde LDA (eingestellt aus Diisopropylamin (70 g) und n-Butyllithium (385 ml)) langsam tropfenweise bei –75°C gegeben. Dann wurde ein Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur zurückkehren lassen, einer Nachbehandlung mit reinem Wasser unterzogen und die wässrige Schicht wurde mit Hexan extrahiert. Die vereinigten organischen Schichten wurden mit reinem Wasser gewaschen und die Lösung wurde unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde durch Kieselgelchromatographie geleitet, und dann durch Umkristallisation gereinigt und somit wurde Verbindung (Nr. 13) (6 g: 13,0%) erhalten.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 6,80 (d, 2H, J = 8,7 Hz), 6,20 (dd, 1H, J = 3,2 Hz, 14,5 Hz), 2,05–1,92 (m, 3H), 1,88–1,81 (m, 2H), 1,79–1,67 (m, 4H), 1,38–1,24 (m, 4H), 1,19–1,11 (m, 3H), 1,10–0,92 (m, 6H), 0,90–0,80 (m, 2H), 0,87 (t, 3H, J = 7,4 Hz). ¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –79,25 (d, 2F, J = 8,8 Hz), –96,28––96,50 (m, 1F), –118,28 (dd, 1F, J = 3,2 Hz, 73,1 Hz), –127,39 (dd, 2F, J = 2,0 Hz, 8,7 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 13) waren wie nachstehend beschrieben.
Beigefügte Daten wurden gemäß den vorstehend beschriebenen Verfahren bestimmt. Beim Messen einer Übergangstemperatur wurde die Verbindung per se als eine Probe verwendet. Beim Messen der Maximum-Temperatur (T_NI), Viskosität (η), optischen Anisotropie (Δn) und dielektrischen Anisotropie (Δε) wurde ein Gemisch der Verbindung (15 Gew.-%) und des Basis-Flüssigkristalls (i) (85 Gew.-%) als eine Probe verwendet. Aus den gemessenen Werten wurden extrapolierte Werte gemäß den vorstehend beschriebenen und beschriebenen Extrapolierungsverfahren berechnet.
Übergangstemperatur: C 32,8 N 138,9 I, T_NI = 105,7°C; η = 25,4 mPa·s; Δn = 0,0903; Δε = 17,4.
Beispiel 2
Synthese von Verbindung (Nr. 22)
Formel 40
Verbindung (Nr. 22) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 7,73 (d, 2H, J = 8,3 Hz), 7,68 (d, 2H, J = 8,3 Hz), 7,53 (d, 2H, J = 8,1 Hz), 7,28 (d, 2H, J = 8,1 Hz), 6,94 (d, 2H, J = 9,7 Hz), 6,23 (dd, 1H, J = 3,3 Hz, 14,3 Hz), 2,65 (t, 2H, J = 7,6 Hz), 1,69 (tq, 2H, J = 7,6 Hz, J = 7,3 Hz), 0,98 (t, 3H, J = 7,3 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –66,52 (s, 2F), –96,13––96,35 (m, 1F), –118,12 (dd, 1F, J = 3,2 Hz, 74,2 Hz), –126,89 (d, 2F, J = 9,7 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 22) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 87,7 I, T_NI = 57,7°C; η = 20,9 mPa·s; Δn = 0,157; Δε = 23,9.
Beispiel 3
Synthese von Verbindung (Nr. 25)
Formel 41
Verbindung (Nr. 25) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 7,48 (d, 2H, J = 8,0 Hz), 7,29 (d, 2H, J = 8,0 Hz), 7,20 (d, 2H, J = 11,0 Hz), 6,95 (d, 2H, J = 8,6 Hz), 6,23 (dd, 1H, J = 3,3 Hz, 14,3 Hz), 2,65 (t, 2H, J = 7,7 Hz), 1,68 (tq, 2H, J = 7,7 Hz, J = 7,4 Hz), 0,97 (t, 3H, J = 7,4 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –61,94 (t, 2F, J = 27,8 Hz), –96,09––96,30 (m, 1F), –111,10 (dt, 2F, J = 11,0 Hz, 27,8 Hz), –118,07 (dd, 1F, J = 3,3 Hz, 73,1 Hz), –126,89 (d, 2F, J = 8,6 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 25) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 32,7 I, T_NI = 15,7°C; η = 30,4 mPa·s; Δn = 0,137; Δε = 32,6.
Beispiel 4
Synthese von Verbindung (Nr. 67)
Formel 42
Verbindung (Nr. 67) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 6,80 (d, 2H, J = 8,7 Hz), 6,20 (dd, 1H, J = 3,1 Hz, 14,4 Hz), 4,19 (d, 1H, J = 5,1 Hz), 4,08 (dd, 2H, J = 4,5 Hz, 11,3 Hz), 3,29 (dd, 2H, J = 11,2 Hz, 11,2 Hz), 2,08–1,92 (m, 6H), 1,59–1,49 (m, 1H), 1,39–1,25 (m, 4H), 1,19–1,08 (m, 2H), 1,05–0,98 (m, 2H), 0,90 (t, 3H, J = 7,2 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –79,21 (d, 2F, J = 8,75 Hz), –96,28––96,50 (m, 1F), –118,28 (dd, 1F, J = 3,1 Hz, 74,2 Hz), 127,35 (d, 2F, J = 9,8 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 67) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 45,5 SB 64,5 N 101,9 I, T_NI = 71,7°C; η = 44,5 mPa·s; Δn = 0,0837; Δε = 29,9.
Beispiel 5
Synthese von Verbindung Nr. 70
Formel 43
Verbindung (Nr. 70) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 7,13 (d, 2H, J = 10,1 Hz), 6,91 (d, 2H, J = 8,4 Hz), 6,22 (dd, 1H, J = 3,3 Hz, 14,2 Hz), 5,36 (s, 1H), 4,24 (dd, 2H, J = 4,6 Hz, 11,8 Hz), 3,52 (d, 2H, J = 11,8 Hz), 2,17–2,07 (m, 1H), 1,38–1,29 (m, 2H), 1,12–1,06 (m, 2H), 0,93 (t, 3H, J = 7,3 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –62,07 (t, 2F, J = 28,5 Hz), –96,17 (dd, 1F, J = 14,2 Hz, 73,0 Hz), –110,62 (dt, 2F, J = 10,1 Hz, 28,5 Hz), –118,04 (dd, 2F, J = 3,3 Hz, 73,0 Hz), –126,66 (dd, 2F, J = 2,0 Hz, 8,4 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 70) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 31,3 I, T_NI = 6,4°C; η = 27,9 mPa·s; Δn = 0,0837; Δε = 33,7.
Beispiel 6
Synthese von Verbindung (Nr. 148)
Formel 44
Verbindung (Nr. 148) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 7,61 (d, 2H, J = 8,2 Hz), 7,33 (d, 2H, J = 8,2 Hz), 6,93 (d, 2H, J = 8,6 Hz), 6,24 (dd, 1H, J = 3,5 Hz, 14,4 Hz), 2,54 (tt, 1H, J = 3,2 Hz, 12,2 Hz), 1,98–1,92 (m, 2H), 1,92–1,86 (m, 2H), 1,83–1,74 (m, 4H), 1,52–1,42 (m, 2H), 1,38–1,29 (m, 2H), 1,22–1,14 (m, 6H), 1,12–0,98 (m, 3H), 0,94–0,84 (m, 2H), 0,90 (t, 3H, J = 7,4 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –66,51 (s, 2F), –96,15––96,35 (m, 1F), –118,12 (dd, 1F, J = 3,5 Hz, 74,2 Hz), –127,01 (d, 2F, J = 8,6 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 148) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 76,7 C 82,2 C 90,7 N 211,4 I, T_NI = 161,7°C; η = 42,5 mPa·s; Δn = 0,137; Δε = 19,6.
Beispiel 7
Synthese von Verbindung (Nr. 151)
Formel 45
Verbindung (Nr. 151) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 6,95 (d, 2H, J = 8,5 Hz), 6,85 (d, 2H, J = 10,8 Hz), 6,24 (dd, 1H, J = 3,3 Hz, 14,5 Hz), 2,49 (tt, 1H, J = 3,2 Hz, 12,2 Hz), 1,97–1,85 (m, 4H), 1,83–1,72 (m, 4H), 1,45–1,29 (m, 4H), 1,22–0,97 (m, 9H), 0,93–0,84 (m, 2H), 0,90 (t, 3H, J = 7,3 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –62,09 (t, 2F, J = 27,8 Hz), –96,10––96,29 (m, 1F), –112,11 (dt, 2F, J = 10,8 Hz, 27,8 Hz), –118,03 (dd, 1F, J = 3,3 Hz, 73,1 Hz), –126,82 (d, 2F, J = 8,5 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 151) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 54,4 C 75,9 N 183,3 I, T_NI = 124,4°C; η = 53,2 mPa·s; Δn = 0,1237; Δε = 27,6.
Beispiel 8
Synthese von Verbindung (Nr. 155)
Formel 46
Verbindung (Nr. 155) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 7,73 (d, 2H, J = 8,3 Hz), 7,68 (d, 2H, J = 8,3 Hz), 7,54 (d, 2H, J = 8,2 Hz), 7,32 (d, 2H, J = 8,2 Hz), 6,94 (d, 2H, J = 8,4 Hz), 6,23 (dd, 1H, J = 3,2 Hz, 14,0 Hz), 2,53 (tt, 1H, J = 3,2 Hz, 12,2 Hz), 1,97–1,85 (m, 4H), 1,54–1,44 (m, 2H), 1,41–1,27 (m, 3H), 1,27–1,20 (m, 2H), 1,13–1,02 (m, 2H), 0,91 (t, 3H, J = 7,1 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –66,54 (s, 2F), –96,10––96,31 (m, 1F), –118,08 (dd, 1F, J = 3,2 Hz, 73,0 Hz), –126,80 (d, 2F, J = 8,4 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 155) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 67,3 C 80,2 SG 98,6 SF 106 SB 109 SA 152,4 N 208,5 I, T_NI = 163,7°C; η = 48,7 mPa·s; Δn = 0,177; Δε = 21,8.
Beispiel 9
Synthese von Verbindung (Nr. 157)
Formel 47
Verbindung (Nr. 157) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 7,49 (d, 2H, J = 8,3 Hz), 7,32 (d, 2H, J = 8,3 Hz), 7,20 (d, 2H, J = 10,5 Hz), 6,95 (d, 2H, J = 8,4 Hz), 6,22 (dd, 1H, J = 3,3 Hz, 14,1 Hz), 2,53 (tt, 1H, J = 3,1 Hz, 12,1 Hz), 1,96–1,86 (m, 4H), 1,54–1,42 (m, 2H), 1,41–1,28 (m, 3H), 1,28–1,20 (m, 2H), 1,13–1,02 (m, 2H), 0,91 (t, 3H, J = 7,4 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –61,95 (t, 2F, J = 27,8 Hz), –96,08––96,29 (m, 1F), –111,12 (dt, 2F, J = 10,5 Hz, 27,7 Hz), –118,11 (dd, 1F, J = 3,3 Hz, 73,0 Hz), –126,71 (d, 2F, J = 8,4 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 157) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 81 N 164 I, T_NI = 94,4°C; η = 34,9 mPa·s; Δn = 0,1503; Δε = 27,23.
Beispiel 10
Synthese von Verbindung (Nr. 163)
Formel 48
Verbindung (Nr. 163) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 7,54 (d, 2H, J = 8,2 Hz), 7,49 (d, 2H, J = 4,3 Hz), 7,42 (d, 1H, J = 12,3 Hz), 7,32–7,23 (m, 4H), 6,97 (d, 2H, J = 8,2 Hz), 6,24 (dd, 1H, J = 3,2 Hz, 14,3 Hz), 2,65 (t, 3H, J = 7,7 Hz), 1,69 (tq, 2H, J = 7,7 Hz, 7,4 Hz), 0,98 (d, 3H, J = 7,4 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –62,11 (t, 2F, J = 27,8 Hz), –96,02––96,24 (m, 1F), –111,16 (dt, 2F, J = 11,0 Hz, 27,9 Hz), –118,03 (dd, 1F, J = 3,2 Hz, 73,0 Hz), –117,30––117,37 (m, 1F), –126,64 (d, 2F, J = 8,2 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 163) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 86,2 SA 126,9 N 156,9, T_NI = 104,4°C; n = 53,9 mPa·s; Δn = 0,2103; Δε = 39,23.
Beispiel 11
Synthese von Verbindung (Nr. 205)
Formel 49
Verbindung (Nr. 205) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 7,38 (dd, 1H, J = 7,9 Hz, 7,9 Hz), 7,25–7,18 (m, 4H), 6,95 (d, 2H, J = 8,4 Hz), 6,23 (dd, 1H, J = 3,1 Hz, 14,1 Hz), 4,32–4,30 (m, 1H), 4,11 (ddd, 1H, J = 1,8 Hz, 4,1 Hz, 11,2 Hz), 3,22 (dd, 1H, J = 11,2 Hz, 11,2 Hz), 2,05–1,98 (m, 1H), 1,95–1,88 (m, 1H), 1,74–1,63 (m, 1H), 1,62–1,52 (m, 1H), 1,45–1,24 (m, 3H), 1,23–1,09 (m, 2H), 0,93 (t, 3H, J = 7,3 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –62,14 (t, 2F, J = 27,8 Hz), –96,04––96,25 (m, 1F), –111,28 (dt, 2F, J = 11,6 Hz, 27,8 Hz), –117,56 (dd, 1F, J = 7,9 Hz, 12,3 Hz), –117,99 (dd, 1F, J = 3,1 Hz, 73,0 Hz), –126,66 (dd, 2F, J = 2,3 Hz, 8,4 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 205) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 63.2 N 128.2 I. T_NI = 95,0°C; η = 55,9 mPa·s; Δn = 0,1437; Δε = 37,4.
Beispiel 12
Synthese von Verbindung (Nr. 212)
Formel 50
Verbindung (Nr. 212) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 7,45 (dd, 1H, J = 7,4 Hz, 7,4 Hz), 7,00 (d, 1H, J = 7,4 Hz), 7,38 (d, 1H, J = 10,1 Hz), 7,22 (d, 2H, J = 10,6 Hz), 6,98 (d, 2H, J = 8,4 Hz), 6,25 (dd, 1H, J = 3,2 Hz, 14,4 Hz), 5,47 (s, 1H), 4,28 (dd, 2H, J = 4,5 Hz, 11,6 Hz), 3,58 (dd, 2H, J = 11,6 Hz, 11,6 Hz), 2,24–2,13 (m, 1H), 1,43–1,33 (m, 2H), 1,17–1,10 (m, 2H), 0,96 (t, 3H, J = 7,3 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –62,17 (d, 2F, J = 27,9 Hz), –96,04––96,24 (m, 1F), –111,11 (dt, 2F, J = 10,6 Hz, 27,9 Hz), –117,33 (dd, 1F, J = 7,4 Hz, 11,6 Hz), –117,98 (dd, 1F, J = 3,2 Hz, 73,0 Hz), –126,64 (d, 2F, J = 8,4 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 212) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 78,4 N 129,9 I, T_NI = 101,7°C; η = 64,2 mPa·s; Δn = 0,157; Δε = 41,7.
Beispiel 13
Synthese von Verbindung (Nr. 446)
Formel 51
Verbindung (Nr. 446) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 6,84 (d, 2H, J = 8,4 Hz), 2,05–1,92 (m, 3H), 1,88–1,81 (m, 2H), 1,79–1,67 (m, 4H), 1,38–1,24 (m, 4H), 1,19–1,11 (m, 3H), 1,10–0,91 (m, 6H), 0,90–0,80 (m, 2H), 0,87 (t, 3H, J = 7,5 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –79,38 (d, 2F, J = 8,9 Hz), –121,39––121,75 (dd, 1F, J = 65,2 Hz, 103,8 Hz), –125,39––125,88 (m, 1F), –126,87––126,94 (m, 1F), –135,67––136,09 (m, 1F).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 446) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 32,1 N 93,4 I, T_NI = 73,7°C; η = 53,2 mPa·s; Δn = 0,077; Δε = 13,2.
Beispiel 14
Synthese von Verbindung (Nr. 694)
Formel 52
Verbindung (Nr. 694) wurde in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt.
¹H-NMR (δ ppm; CDCl₃): 7,81 (d, 2H, J = 8,3 Hz), 7,72 (d, 2H, J = 8,3 Hz), 7,57 (d, 2H, J = 8,1 Hz), 7,41 (dd, 1H, J = 8,1 Hz), 7,32 (d, 2H, J = 8,1 Hz), 7,23–7,15 (m, 4H), 6,33 (dd, 1H, J = 3,2 Hz, 14,1 Hz), 2,68 (t, 2H, J = 7,6 Hz), 1,72 (tq, 2H, J = 7,6 Hz, J = 7,5 Hz), 1,01 (t, 3H, J = 7,5 Hz).
¹⁹F-NMR (δ ppm; CFCl₃): –66,07 (s, 2F), –96,23––96,44 (m, 1F), –115,00 (dd, 1F, J = 8,1 Hz), –118,14 (dd, 1F, J = 3,2 Hz, 73,2 Hz), –128,61 (d, 2F, J = 9,7 Hz).
Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 694) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: C 106,3 SA 153,3 N 181,7, T_NI = 131,7°C; η = 49,2 mPa·s; Δn = 0,2103; Δε = 29,23.
Nachstehend gezeigte Verbindungen (Nr. 1) bis (Nr. 696) können in einer ähnlichen Weise zu dem in Beispiel 1 beschriebenen Synthese-Verfahren hergestellt werden. Formel 53
Formel 54
Formel 55
Formel 56
Formel 57
Formel 58
Formel 59
Formel 60
Formel 61
Formel 62
Formel 63
Formel 64
Formel 65
Formel 66
Formel 67
Formel 68
Formel 69
Formel 70
Formel 71
Formel 72
Formel 73
Formel 74
Formel 75
Formel 76
Formel 77
Formel 78
Formel 79
Formel 80
Formel 81
Vergleichs-Beispiel 1
Als eine Vergleichs-Verbindung wurde Verbindung (A) in einer zu den Vorgängen in Beispiel 1 ähnlichen Weise hergestellt. Die Verbindung entspricht der in DE 19531165 A (Patentliteratur Nr. 10) beschriebenen Verbindung (S-3). Formel 82
Physikalische Eigenschaften von Vergleichs-Verbindung (A) waren wie nachstehend beschrieben.
Übergangstemperatur: T_NI = 41,7°C. Tabelle 1 Tabelle 1. Physikalische Eigenschaften von Verbindung (Nr. 13) und Vergleichs-Verbindung (A)
Die physikalischen Eigenschaften von in Beispiel 1 erhaltener Verbindung (Nr. 13) und Vergleichs-Verbindung (A) wurden in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1 gibt wieder, dass Verbindung (Nr. 13) der Vergleichs-Verbindung (A) im Hinblick auf eine höhere Maximum-Temperatur überlegen ist.
1-2. Beispiele von Zusammensetzung (1)
Die Flüssigkristall-Zusammensetzung (1) der Erfindung wird im Einzelnen mit Hilfe von Beispielen erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen Beispiele begrenzt. Die Verbindungen in den Beispielen werden unter Verwendung von Symbolen, die auf Definitionen in nachstehender Tabelle 2 basieren, beschrieben. In Tabelle 2 ist die Konfiguration von 1,4-Cyclohexylen trans. In den Beispielen entspricht die Zahl in Klammern neben der symbolisierten Verbindung der Zahl der Verbindung. Ein Symbol (–) bedeutet eine beliebige andere Flüssigkristall-Verbindung. Das Verhältnis (Prozentsatz) der Flüssigkristall-Verbindungen wird als Gewichtsprozent (Gew.-%), basierend auf dem Gesamtgewicht der Flüssigkristall-Zusammensetzung, ausgedrückt. Werte von physikalischen Eigenschaften der Zusammensetzung wurden in dem letzten Teil zusammengefasst. Physikalische Eigenschaften wurden gemäß den vorstehend beschriebenen Verfahren gemessen und gemessene Werte wurden beschrieben, als ob sie ohne Extrapolierung der gemessenen Werte waren.
Tabelle 2 Tabelle Verfahren zur Beschreibung von Verbindungen unter Verwendung von Symbolen R-(A₁)-Z₁-.....-Z_n-(A_n)-R'
Beispiel 15 (Anwendungs-Beispiel 1)
Tabelle 3
Beispiel 16 (Anwendungs-Beispiel 2)
Tabelle 4
Beispiel 17 (Anwendungs-Beispiel 3)
Tabelle 5
Die Ganghöhe bzw. Pitch beim Zugeben von 0,25 Teilen von (Op-05), die zu 100 Teilen der Zusammensetzung gegeben wurden, betrug 59,8 Mikrometer.
Beispiel 18 (Anwendungs-Beispiel 4)
Tabelle 6
Beispiel 19 (Anwendungs-Beispiel 5)
Tabelle 7
Beispiel 20 (Anwendungs-Beispiel 6)
Tabelle 8
Beispiel 21 (Anwendungs-Beispiel 7)
Tabelle 9
Beispiel 22 (Anwendungs-Beispiel 8)
Tabelle 10
Beispiel 23 (Anwendungs-Beispiel 9)
Tabelle 11
Beispiel 24 (Anwendungs-Beispiel 10)
Tabelle 12
Obwohl die Erfindung mit einem bestimmten Grad an Genauigkeit beschrieben und erläutert wurde, ist es so zu verstehen, dass die Offenbarung nur beispielhaft erfolgte, und dass zahlreiche Veränderungen in den Bedingungen und der Reihenfolge von Schritten vom Fachmann, ohne vom Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen, ausgeführt werden können.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Flüssigkristall-Verbindung der Erfindung weist eine hohe Stabilität gegen Wärme, Licht und so weiter, einen hohen Klärpunkt, eine geringe Minimum-Temperatur der Flüssigkristallphase, eine geringe Viskosität, einer geeignete optische Anisotropie, eine große dielektrische Anisotropie, eine geeignete Elastizitätskonstante und eine ausgezeichnete Löslichkeit in anderen Flüssigkristall-Verbindungen auf. Die Flüssigkristall-Zusammensetzung der Erfindung enthält die Verbindung, und weist eine hohe Maximum-Temperatur der nematischen Phase, eine geringe Minimum-Temperatur der nematischen Phase, eine geringe Viskosität, eine geeignete optische Anisotropie, eine große dielektrische Anisotropie und eine geeignete Elastizitätskonstante auf. Die Zusammensetzung weist einen geeigneten Ausgleich bezüglich mindestens zwei physikalischer Eigenschaften auf. Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der Erfindung schließt die Zusammensetzung ein, und weist einen breiten Temperaturbereich auf, in dem die Vorrichtung verwendet werden kann, eine kurze Anlaufzeit, ein großes Spannungs-Halteverhältnis, ein großes Kontrastverhältnis und eine lange Gebrauchstüchtigkeit. Folglich kann die Vorrichtung weitgehend für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung angewendet werden, um für einen Arbeitsplatzrechner, einen Fernseher und so weiter verwendet zu werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19531165 A [0176]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109 [0046]
Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327 [0046]
”Organic Syntheses” (John Wiley & Sons, Inc.) [0076]
”Organic Reactions” (John Wiley & Sons, Inc.) [0076]
”Comprehensive Organic Synthesis” (Pergamon Press) [0076]
”New Experimental Chemistry Course (Shin Jikken Kagaku Koza in Japanese)” (Maruzen Co., Ltd.) [0076]
M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992, 827 [0079]
W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768 [0079]
M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Bd. 259, 37 (1995) [0135]
Gleichung (2.98) und Gleichung (2.101) auf Seite 75 von ”Liquid Crystal Device Handbook” (Ekisho Debaisu Handobukku in Japanisch) (The Nikkan Kogyo Shimbun, Ltd.) [0138]

Claims

Verbindung, wiedergegeben durch Formel (1): Formel 1
worin in der Formel R¹ Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, und in dem Alkyl mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-, und mindestens eines von -(CH₂)₂- ersetzt sein kann durch -CH=CH-; Ring A¹, Ring A² und Ring A³ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Cyclohexenylen, 1,4-Phenylen, worin Wasserstoff ersetzt sein kann durch Halogen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl, darstellen; Z¹ und Z³ unabhängig eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -CH₂O-, -CF=CF-, -(CH₂)₂CF₂O-, -CH=CHCF₂O-, -CF₂O(CH₂)₂-, -CF₂OCH=CH-, -CH=CH-(CH₂)₂- oder -(CH₂)₂-CH=CH- darstellen; Z² -CF₂O- darstellt; L¹, L² und L³ unabhängig Wasserstoff oder Halogen darstellen; und m und n unabhängig 0, 1, 2 oder 3 sind, und die Summe von m und n 0, 1, 2 oder 3 ist, und wenn m oder n 2 oder 3 ist, eine Mehrzahl von Ring A¹ oder Ring A³ gleich oder verschieden sein kann, und eine Mehrzahl von Z¹ oder Z³ gleich oder verschieden sein kann; wenn Ring A² jedoch 1,4-Phenylen, oder 1,4-Phenylen, worin einer von den Wasserstoff durch Halogen ersetzt ist, darstellt, m 1 ist und n 0 ist, stellt Ring A¹ 1,4-Phenylen, worin Wasserstoff durch Halogen ersetzt sein kann, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl, dar; und wenn die Summe von m und n 0 ist, stellt Ring A² 1,4-Cyclohexylen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl dar.
Verbindung nach Anspruch 1, worin R¹ Alkyl mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt; Ring A¹, Ring A² und Ring A³ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen, 2,6-Difluor-1,4-phenylen, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl darstellen; Z¹ und Z³ unabhängig eine Einfachbindung, -CH=CH- oder -CF₂O- darstellen; und L¹, L² und L³ unabhängig Wasserstoff oder Fluor darstellen.
Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, worin m 1 oder 2 ist.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin Ring A² 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen oder 2,6-Difluor-1,4-phenylen darstellt.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin Z¹ eine Einfachbindung darstellt.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin n 0 ist.
Verbindung, wiedergegeben durch irgendeine von Formel (1-1) bis Formel (1-5): Formel 2
worin in den Formeln R² Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Alkoxy mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen darstellt; und L^1', L^2', L^3', L⁴, L⁵, L⁶ und L⁷ unabhängig Wasserstoff oder Fluor darstellen.
Verbindung, wiedergegeben durch irgendeine von Formel (1-6) bis Formel (1-11): Formel 3
worin in den Formeln R² Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Alkenyl mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Alkoxy mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen darstellt; und L^1', L^2', L^3', L⁴, L⁵, L⁶, L⁷, L⁸ und L⁹ unabhängig Wasserstoff oder Fluor darstellen.
Flüssigkristall-Zusammensetzung, enthaltend mindestens irgendeine der Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8:
Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Anspruch 9, weiterhin enthaltend mindestens eine der Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen, wiedergegeben durch Formeln (2) bis (4): Formel 4
worin in den Formeln R³ Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt, und in dem Alkyl und dem Alkenyl mindestens eines von Wasserstoff ersetzt sein kann durch Fluor, und mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-; X¹ Fluor, Chlor, -OCF₃, -OCHF₂, -CF₃, -CHF₂, -CH₂F, -CF=CF₂, -OCF₂CHF₂ oder -OCF₂CHFCF₃ darstellt; Ring B¹, Ring B² und Ring B³ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen, 2,6-Difluor-1,4-phenylen, Tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-Dioxan-2,5-diyl oder Pyrimidin-2,5-diyl darstellen; Z⁴ und Z⁵ unabhängig eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -C≡C-, -COO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O- oder -(CH₂)₄- darstellen, und Z⁴ und Z⁵ nicht gleichzeitig -CF₂O- oder -OCF₂- darstellen; und L¹⁰ und L¹¹ unabhängig Wasserstoff oder Fluor darstellen.
Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Anspruch 9, weiterhin enthaltend mindestens eine der Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen, wiedergegeben durch Formel (5): Formel 5
worin in der Formel R⁴ Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt, und in dem Alkyl und dem Alkenyl mindestens eines von Wasserstoff ersetzt sein kann durch Fluor, und mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-; X² -C≡N oder -C≡C-C≡N darstellt; Ring C¹, Ring C² und Ring C³ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, worin mindestens eines von Wasserstoff ersetzt sein kann durch Fluor, Tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-Dioxan-2,5-diyl oder Pyrimidin-2,5-diyl, darstellen; Z⁶ eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -C≡C-, -COO-, -CF₂O-, -OCF₂- oder -CH₂O- darstellt; L¹² und L¹³ unabhängig Wasserstoff oder Fluor darstellen; und p 0, 1 oder 2 ist, q 0 oder 1 ist, und die Summe von p und q 0, 1, 2 oder 3 ist.
Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Anspruch 9, weiterhin enthaltend mindestens eine der Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen, wiedergegeben durch Formeln (6) bis (11): Formel 6
worin in den Formeln R⁵ und R⁶ unabhängig Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen, und in dem Alkyl und dem Alkenyl mindestens eines von Wasserstoff ersetzt sein kann durch Fluor, und mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-; Ring D¹, Ring D², Ring D³ und Ring D⁴ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Cyclohexenylen, 1,4-Phenylen, worin mindestens eines von Wasserstoff ersetzt sein kann durch Fluor, Tetrahydropyran-2,5-diyl oder Decahydro-2,6-naphthalin, darstellen; Z⁷, Z⁸, Z⁹ und Z¹⁰ unabhängig eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -COO-, -CH₂O-, -OCF₂- oder -OCF₂(CH₂)₂- darstellen; L¹⁴ und L¹⁵ unabhängig Fluor oder Chlor darstellen; und j, k, l, s, t und u unabhängig 0 oder 1 sind, und die Summe von k, l, s und t 1 oder 2 ist.
Flüssigkristall-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, weiterhin enthaltend mindestens eine der Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen, wiedergegeben durch Formeln (12) bis (14): Formel 7
worin in den Formeln R⁷ und R⁸ unabhängig Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen, und in dem Alkyl und dem Alkenyl mindestens eines von Wasserstoff ersetzt sein kann durch Fluor und mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-; Ring E¹, Ring E² und Ring E³ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen, 2,5-Difluor-1,4-phenylen oder Pyrimidin-2,5-diyl darstellen; und Z¹¹ und Z¹² unabhängig eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -C≡C- oder -COO- darstellen.
Flüssigkristall-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, weiterhin enthaltend mindestens eine der Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen, wiedergegeben durch Formeln (12) bis (14): Formel 7
worin in den Formeln R⁷ und R⁸ unabhängig Alkyl mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen, und in dem Alkyl und dem Alkenyl mindestens eines von -CH₂- ersetzt sein kann durch -O-; Ring E¹, Ring E² und Ring E³ unabhängig 1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen, 2,5-Difluor-1,4-phenylen oder Pyrimidin-2,5-diyl darstellen; und Z¹¹ und Z¹² unabhängig eine Einfachbindung, -(CH₂)₂-, -CH=CH-, -C≡C- oder -COO- darstellen.
Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Anspruch 9, weiterhin enthaltend mindestens eine einer optisch aktiven Verbindung.
Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Anspruch 9, weiterhin enthaltend mindestens eines von Antioxidans und/oder Ultraviolettlicht-Absorptionsmittel.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die die Flüssigkristall-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 9 bis 16 einschließt.