JP2000327601A - 含フッ素化合物および液晶組成物並びに液晶装置 - Google Patents

含フッ素化合物および液晶組成物並びに液晶装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分子の長軸方向に垂直な方向の双極子モーメ
ントが従来よりも向上した横方向高双極子モーメント化
合物として用いられる新規な含フッ素化合物を提供す
る。 【解決手段】 含フッ素化合物は、一般式[1] 【化107】 で示される化合物であり、例えば、式中、Aはフェニル
テトライル基を表し、BおよびCはフェニルトリイル基
を表し、Fで示される、Aが有するフルオロ置換基は、
Aに付随する末端鎖に対してオルト位にあり、R1 は−
OC1021基を表し、R2 はフッ素原子を表し、R3
−C6 13基を表し、R4 およびR5 は水素原子を表
し、uおよびtは1を表し、zおよびyは0を表し、
v、x、およびsは1を表す化合物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な含フッ素化
合物およびそれを含む液晶組成物並びに液晶装置に関す
るものであり、より詳しくは、横方向、すなわち、分子
の長軸に垂直な方向に高双極子モーメントが必要とされ
る液晶組成物並びに液晶装置に使用される、横方向高双
極子モーメント化合物(high transverse dipole momen
t compounds)として用いられる含フッ素化合物およびそ
れを含む液晶組成物並びに液晶装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】米国特許第4,784,793号には、
強誘電性液晶混合物に取り入られるテルペノイド誘導体
が開示されている。これらテルペノイド誘導体は、ビフ
ェニル基もしくはテルフェニル基等の、フェニル基を2
つもしくは3つ有する芳香族化合物類に含まれる、テル
ペノイドアルコールの芳香族エステル類を含むものであ
る。
【0003】また、該米国特許第4,784,793号
には、フェニル基の配向を固定し、上記化合物の分子の
総側方双極子モーメント(total lateral dipole momen
t) を増大することを目的として、それらフェニル基の
少なくとも一つに側方置換基(lateral substituents)を
与え得る可能性が開示されている。そして、このような
側方置換基に使用される置換基として、メチル基、メト
キシ基、トリフルオロメチル基、シアノ基、ハロゲノ
基、およびアセチル基が開示されている。
【0004】また、米国特許第4,952,337号に
は、上記米国特許第4,784,793号に開示された
化合物と同様の化合物が記載されている。
【0005】さらに、該米国特許第4,852,977
号には、強誘電性キラルスメクチック液晶混合物におい
て、ホストもしくはドーパントとして使用可能な化合物
が開示されている。これら化合物は、不斉炭素原子が水
素原子に結合されたキラル部、フェニル基の水素原子が
アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、またはシア
ノ基のそれぞれ1つ以上により置換されたフェニル基も
しくはフェニルアルキル基、およびカルボニルオキシ基
により不斉炭素原子に結合された他の2つの部位を有す
る、α−ヒドロキシカルボン酸の誘導体である。また、
該米国特許第4,852,977号には、これら化合物
が、分子のコアに対するキラル中心の立体障害回転を補
助するために、1つ以上のフッ素原子により置換され
た、もしくは無置換の、ビフェニル基もしくはテルフェ
ニル基を含んでいてもよいことが開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の化合物は、何れも、横方向、すなわち、分子の長軸方
向に垂直な方向の双極子モーメントが十分に高いとは言
い難い。このため、分子の長軸方向に垂直な方向に高い
双極子モーメントを有する横方向高双極子モーメントを
有する化合物が切望されている。
【0007】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、その目的は、分子の長軸方向に垂直な方向の双極
子モーメントが従来よりも向上した横方向高双極子モー
メント化合物(high transverse dipole moment compou
nds)として用いられる新規な含フッ素化合物および液晶
組成物並びに液晶装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる含フッ素
化合物は、上記の課題を解決するために、一般式[1]
【0009】
【化19】
【0010】(式中、Aは水素原子が4個除かれた、共
役二重結合を有する環を表し、B、Cはそれぞれ独立し
て、水素原子が3個除かれた、共役二重結合を有する環
を表し、Fで示される、Aが有するフルオロ置換基は、
Aに付随する末端鎖に対してオルト位にあり、R1 はフ
ッ素原子および/またはシアノ基で置換されているか若
しくは無置換の炭素数1〜12の直鎖状または分枝状の
アルキル基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換
されているか若しくは無置換の炭素数1〜12の直鎖状
または分枝状のアルコキシ基、フッ素原子および/また
はシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭素数
1〜11の直鎖状または分枝状のアルコキシカルボニル
基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換されてい
るか若しくは無置換の炭素数1〜11の直鎖状または分
枝状のアルキルカルボニルオキシ基、シアノ基、フッ素
原子および/またはシアノ基で置換されているか若しく
は無置換の炭素数2〜12の直鎖状または分枝状のアル
ケニル基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換さ
れているか若しくは無置換の炭素数2〜12の直鎖状ま
たは分枝状のアルケニルオキシ基、フッ素原子および/
またはシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭
素数2〜11の直鎖状または分枝状のアルケニルオキシ
カルボニル基、フッ素原子および/またはシアノ基で置
換されているか若しくは無置換の炭素数2〜11の直鎖
状または分枝状のアルケニルカルボニルオキシ基、また
は−(CH2)c −CF2 −(CF2 −CH2)b −(CH
F−CH2)a −R6 基を表し、R3 、R6 はそれぞれ独
立してフッ素原子および/またはシアノ基で置換されて
いるか若しくは無置換の炭素数1〜12の直鎖状または
分枝状のアルキル基、フッ素原子および/またはシアノ
基で置換されているか若しくは無置換の炭素数1〜12
の直鎖状または分枝状のアルコキシ基、フッ素原子およ
び/またはシアノ基で置換されているか若しくは無置換
の炭素数1〜11の直鎖状または分枝状のアルコキシカ
ルボニル基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換
されているか若しくは無置換の炭素数1〜11の直鎖状
または分枝状のアルキルカルボニルオキシ基、シアノ
基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換されてい
るか若しくは無置換の炭素数2〜12の直鎖状または分
枝状のアルケニル基、フッ素原子および/またはシアノ
基で置換されているか若しくは無置換の炭素数2〜12
の直鎖状または分枝状のアルケニルオキシ基、フッ素原
子および/またはシアノ基で置換されているか若しくは
無置換の炭素数2〜11の直鎖状または分枝状のアルケ
ニルオキシカルボニル基、または、フッ素原子および/
またはシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭
素数2〜11の直鎖状または分枝状のアルケニルカルボ
ニルオキシ基を表し、R2 、R4 、R5 はそれぞれ独立
して水素原子またはフッ素原子を表し、aは0、1、ま
たは2の整数を表し、bは0、1、または2の整数を表
し、cは0または1の整数を表し、sは0または1の整
数を表し、tは1、2、または3の整数を表し、uは
1、2、または3の整数を表し、vは0または1の整数
を表し、xは0または1の整数を表し、yは0、1、ま
たは2の整数を表し、zは0、1、または2の整数を表
す)で示されることを特徴としている。
【0011】また、本発明にかかる含フッ素化合物は、
上記の課題を解決するために、上記Aはアリールテトラ
イル基であり、BおよびCはそれぞれ独立してアリール
トリイル基であることを特徴としている。
【0012】さらに、本発明にかかる含フッ素化合物
は、上記の課題を解決するために、上記Aはベンゼンテ
トライル基、ピリジンテトライル基、またはピリミジン
テトライル基であり、BおよびCはそれぞれ独立して、
ベンゼントリイル基、ピリジントリイル基、またはピリ
ミジントリイル基であることを特徴としている。
【0013】また、本発明にかかる含フッ素化合物は、
一般式[2]
【0014】
【化20】
【0015】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表す)で示される構造、一般式
[3]
【0016】
【化21】
【0017】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表す)で示される構造、一般式
[4]
【0018】
【化22】
【0019】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表す)で示される構造、一般式
[5]
【0020】
【化23】
【0021】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表す)で示される構造、一般式
[6]
【0022】
【化24】
【0023】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表す)で示される構造、一般式
[7]
【0024】
【化25】
【0025】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表し、dは0または1の整数を表
し、eは0または1の整数を表す)で示される構造、一
般式[8]
【0026】
【化26】
【0027】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表し、dは0または1の整数を表
し、eは0または1の整数を表す)で示される構造、一
般式[9]
【0028】
【化27】
【0029】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表し、dは0または1の整数を表
し、eは0または1の整数を表す)で示される構造、一
般式[10]
【0030】
【化28】
【0031】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表し、dは0または1の整数を表
し、eは0または1の整数を表す)で示される構造、一
般式[11]
【0032】
【化29】
【0033】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、R
2 、R4 はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子
を表し、vは0または1の整数を表し、dは0または1
の整数を表す)で示される構造、または一般式[12]
【0034】
【化30】
【0035】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、R
2 、R4 はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子
を表し、vは0または1の整数を表し、dは0または1
の整数を表す)で示される構造を有することを特徴とし
ている。
【0036】また、本発明にかかる含フッ素化合物は、
上記の課題を解決するために、一般式[13]
【0037】
【化31】
【0038】で示される構造を有することを特徴として
いる。
【0039】さらに、本発明にかかる含フッ素化合物
は、上記の課題を解決するために、一般式[14]
【0040】
【化32】
【0041】(式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル
基または炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、R8
炭素数1〜12のアルキル基を表す)で示される構造、
一般式[15]
【0042】
【化33】
【0043】(式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル
基または炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、R8
炭素数1〜12のアルキル基を表す)で示される構造、
一般式[16]
【0044】
【化34】
【0045】(式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル
基または炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、R8
炭素数1〜12のアルキル基を表す)で示される構造、
一般式[17]
【0046】
【化35】
【0047】(式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル
基または炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、R8
炭素数1〜12のアルキル基を表す)で示される構造、
または一般式[18]
【0048】
【化36】
【0049】(式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル
基または炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、R8
炭素数1〜12のアルキル基を表す)で示される構造を
有することを特徴としている。
【0050】上記の構成によれば、横方向双極子モーメ
ント、つまり、分子の長軸方向に垂直な方向の双極子モ
ーメントが従来よりも向上した横方向高双極子モーメン
ト化合物として、分子の長軸方向に垂直な方向に高い双
極子モーメントが必要とされる液晶組成物および液晶装
置に好適に使用される新規な含フッ素化合物を提供する
ことができる。上記含フッ素化合物は、T−Vminモ
ード用の強誘電性液晶材料の液晶化合物として特に有効
である。
【0051】本発明にかかる液晶組成物は、上記の課題
を解決するために、本発明にかかる上記含フッ素化合物
を含むことを特徴としている。
【0052】上記の構成によれば、上記含フッ素化合物
が高い横方向双極子モーメントを有することから、従来
よりも横方向双極子モーメントが向上した液晶組成物を
提供することができる。
【0053】本発明にかかる液晶装置は、上記の課題を
解決するために、上記液晶組成物からなる層を有する液
晶セルと、上記液晶組成物からなる層に電界を印可する
電界印可手段とを含むことを特徴としている。
【0054】上記の構成によれば、上記液晶組成物から
なる層に用いられる含フッ素化合物の横方向双極子モー
メントが高いことから、従来よりも横方向双極子モーメ
ントが向上した液晶装置を提供することができる。
【0055】
【発明の実施の形態】〔実施の形態1〕本発明の一実施
の形態について以下に詳細に説明する。本実施の形態に
かかる含フッ素化合物は、一般式[1]
【0056】
【化37】
【0057】で示される化合物であり、分子の単軸方
向、より具体的には、横方向、つまり、分子の長軸方向
に垂直な方向の双極子モーメントが高く、横方向高双極
子モーメント化合物(high transverse dipole moment
compounds)として好適に用いられる新規な液晶化合物で
ある。該化合物は、例えば、横方向高双極子モーメント
アリール化合物(high transverse dipole moment aryl
compounds) として好適に用いられ、特に、T−Vmi
nモード用の強誘電性液晶材料の成分として有効であ
る。
【0058】上記一般式[1]において、Aは、水素原
子が4個除かれた、共役二重結合を有する環(conjugate
d cyclic moieties)を表し、B、Cは、それぞれ独立し
て、水素原子が3個除かれた、共役二重結合を有する環
(conjugated cyclic moieties)を表す。上記共役二重結
合を有する環には、複素環や縮合環が含まれていてもよ
い。すなわち、上記一般式[1]で表される化合物は、
Aが複素環や縮合環を含む、共役二重結合を有する環か
ら水素原子が4個除かれてなる4価の基で構成され、
B、Cがそれぞれ独立して、複素環や縮合環を含む、共
役二重結合を有する環から水素原子が3個除かれてなる
3価の基で構成された化合物であり、Fで示される、A
が有するフルオロ置換基は、Aに付随する末端鎖に対し
てオルト位に位置している。
【0059】また、式中、R1 で表される置換基は、フ
ッ素原子および/またはシアノ基で置換されているか若
しくは無置換の炭素数1〜12の直鎖状または分枝状の
アルキル基;フッ素原子および/またはシアノ基で置換
されているか若しくは無置換の炭素数1〜12の直鎖状
または分枝状のアルコキシ基;フッ素原子および/また
はシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭素数
1〜11の直鎖状または分枝状のアルコキシカルボニル
基;フッ素原子および/またはシアノ基で置換されてい
るか若しくは無置換の炭素数1〜11の直鎖状または分
枝状のアルキルカルボニルオキシ基;シアノ基;フッ素
原子および/またはシアノ基で置換されているか若しく
は無置換の炭素数2〜12の直鎖状または分枝状のアル
ケニル基;フッ素原子および/またはシアノ基で置換さ
れているか若しくは無置換の炭素数2〜12の直鎖状ま
たは分枝状のアルケニルオキシ基;フッ素原子および/
またはシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭
素数2〜11の直鎖状または分枝状のアルケニルオキシ
カルボニル基;フッ素原子および/またはシアノ基で置
換されているか若しくは無置換の炭素数2〜11の直鎖
状または分枝状のアルケニルカルボニルオキシ基;−
(CH2)c −CF2 −(CF2 −CH2)b −(CHF−
CH2)a −R6 基;からなる群より選択される一種の置
換基を表す。
【0060】また、式中、R2 で表される置換基は、水
素原子およびフッ素原子から選択される一方の原子を表
し、R3 で表される置換基は、フッ素原子および/また
はシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭素数
1〜12の直鎖状または分枝状のアルキル基;フッ素原
子および/またはシアノ基で置換されているか若しくは
無置換の炭素数1〜12の直鎖状または分枝状のアルコ
キシ基;フッ素原子および/またはシアノ基で置換され
ているか若しくは無置換の炭素数1〜11の直鎖状また
は分枝状のアルコキシカルボニル基;フッ素原子および
/またはシアノ基で置換されているか若しくは無置換の
炭素数1〜11の直鎖状または分枝状のアルキルカルボ
ニルオキシ基;シアノ基;フッ素原子および/またはシ
アノ基で置換されているか若しくは無置換の炭素数2〜
12の直鎖状または分枝状のアルケニル基;フッ素原子
および/またはシアノ基で置換されているか若しくは無
置換の炭素数2〜12の直鎖状または分枝状のアルケニ
ルオキシ基;フッ素原子および/またはシアノ基で置換
されているか若しくは無置換の炭素数2〜11の直鎖状
または分枝状のアルケニルオキシカルボニル基;フッ素
原子および/またはシアノ基で置換されているか若しく
は無置換の炭素数2〜11の直鎖状または分枝状のアル
ケニルカルボニルオキシ基;からなる群より選択される
一種の置換基を表す。
【0061】さらに、R4 、R5 で表される置換基は、
それぞれ独立して、水素原子およびフッ素原子から選択
される一方の原子を表し、R6 で表される置換基は、フ
ッ素原子および/またはシアノ基で置換されているか若
しくは無置換の炭素数1〜12の直鎖状または分枝状の
アルキル基;フッ素原子および/またはシアノ基で置換
されているか若しくは無置換の炭素数1〜12の直鎖状
または分枝状のアルコキシ基;フッ素原子および/また
はシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭素数
1〜11の直鎖状または分枝状のアルコキシカルボニル
基;フッ素原子および/またはシアノ基で置換されてい
るか若しくは無置換の炭素数1〜11の直鎖状または分
枝状のアルキルカルボニルオキシ基;シアノ基;フッ素
原子および/またはシアノ基で置換されているか若しく
は無置換の炭素数2〜12の直鎖状または分枝状のアル
ケニル基;フッ素原子および/またはシアノ基で置換さ
れているか若しくは無置換の炭素数2〜12の直鎖状ま
たは分枝状のアルケニルオキシ基;フッ素原子および/
またはシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭
素数2〜11の直鎖状または分枝状のアルケニルオキシ
カルボニル基;フッ素原子および/またはシアノ基で置
換されているか若しくは無置換の炭素数2〜11の直鎖
状または分枝状のアルケニルカルボニルオキシ基;から
なる群より選択される一種の置換基を表す。
【0062】さらに、式中、aは0、1、または2の整
数を表し、bは0、1、または2の整数を表し、cは0
または1の整数を表し、sは0または1の整数を表し、
tは1、2、または3の整数を表し、uは1、2、また
は3の整数を表し、vは0または1の整数を表し、xは
0または1の整数を表し、yは0、1、または2の整数
を表し、zは0、1、または2の整数を表す。
【0063】より具体的には、本実施の形態にかかる上
記含フッ素化合物としては、例えば、下記一般式[1
9]
【0064】
【化38】
【0065】で示される化合物、一般式[20]
【0066】
【化39】
【0067】で示される化合物が挙げられる。
【0068】上記一般式[19]および一般式[20]
において、Aは、水素原子が4個除かれた、複素環や縮
合環を含む、共役二重結合を有する環(conjugated cycl
ic moieties)を表し、Bは、水素原子が3個除かれた、
複素環や縮合環を含む、共役二重結合を有する環(conju
gated cyclic moieties)を表す。Fで示される、Aが有
するフルオロ置換基、すなわち、Aの環に結合した水素
原子がフッ素原子に置換されてなるフルオロ置換基は、
末端にR3'で表される置換基を有する鎖に対してオルト
位に位置している。
【0069】また、式中、R1'およびR3'で表される置
換基は、前記一般式[1]におけるR1 およびR3 から
選択される置換基であり、これら置換基のうち、R1'で
表される置換基は、例えば炭素数1〜12のアルキル
基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数1〜11の
アルコキシカルボニル基、炭素数1〜11のアルキルカ
ルボニルオキシ基、またはシアノ基を表し、R3'で表さ
れる置換基は、例えば炭素数1〜11のアルキル基、炭
素数1〜11のアルコキシ基、炭素数1〜10のアルコ
キシカルボニル基、炭素数1〜10のアルキルカルボニ
ルオキシ基を表す。また、式中、R2 、R4 で表される
置換基は、それぞれ独立して水素原子またはフッ素原子
を表す。
【0070】さらに、上記一般式[19]および一般式
[20]において、uは1、2、または3の整数を表
し、zは0、1、または2の整数を表し、yは0、1、
または2の整数を表し、vは0または1の整数を表す。
また、上記一般式[19]においてxは0または1の整
数を表し、上記一般式[20]においてwは、0、1、
または2の整数を表す。尚、上記一般式[20]は、前
記一般式[1]において、Bの環とCの環とが同じ環構
造を有し、−(R4)u 基と−(R5)t 基とが同じ置換基
で構成され、xが0または1の整数を表し、sが0また
は1の整数を表す場合を示している。
【0071】上記一般式[1]、一般式[19]、一般
式[20]において、好ましくは、上記A、B、Cは芳
香環化合物基である。つまり、上記Aがアリールテトラ
イル基、すなわち、4価の芳香環化合物基であり、B、
Cは、アリールトリイル基、すなわち、3価の芳香環化
合物基である。上記B、Cは、同一の芳香環化合物基で
あってもよく、互いに異なる芳香環化合物基であっても
よい。
【0072】上記芳香環化合物基とは、例えば単環式ま
たは縮合多環式芳香族化合物基、あるいは、単環式また
は縮合多環式複素芳香環化合物基を示し、例えば、上記
Aは、ベンゼン環から水素が4個除かれてなるベンゼン
テトライル基、ピリジン環から水素原子が4個除かれて
なるピリジンテトライル基、またはピリミジン環から水
素原子が4個除かれてなるピリミジンテトライル基を示
し、B、Cは、ベンゼン環から水素が3個除かれてなる
ベンゼントリイル基、ピリジン環から水素原子が3個除
かれてなるピリジントリイル基、またはピリミジン環か
ら水素原子が3個除かれてなるピリミジントリイル基を
示す。
【0073】上記A、B、Cとしては、上記Aが、ベン
ゼンテトライル基、ピリジンテトライル基、またはピリ
ミジンテトライル基であり、B、Cが、ベンゼントリイ
ル基、ピリジントリイル基、ピリミジントリイル基であ
ることがより好ましく、これらA、B、Cは、それぞれ
独立して選択される。
【0074】つまり、上記一般式[1]、一般式[1
9]、一般式[20]で示される化合物のなかでも、上
記A、B、Cのうち少なくとも1つは芳香族化合物基で
あり、、分子中に芳香環化合物基を少なくとも1つ有す
るフッ素化アリール化合物、特に、上記Aが芳香環化合
物基である化合物が、横方向である分子の長軸方向に垂
直な方向の双極子モーメントが高く、横方向高双極子モ
ーメントアリール化合物(high transverse dipole mom
ent aryl compounds) として好適に用いられる。
【0075】本発明の範疇内における上記含フッ素化合
物のより具体的な例としては、例えば、一般式[2]
【0076】
【化40】
【0077】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表す)で示されるフッ化アリール
化合物、一般式[3]
【0078】
【化41】
【0079】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表す)で示されるフッ化アリール
化合物、一般式[4]
【0080】
【化42】
【0081】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表す)で示されるフッ化アリール
化合物、一般式[5]
【0082】
【化43】
【0083】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表す)で示されるフッ化アリール
化合物、一般式[6]
【0084】
【化44】
【0085】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表す)で示されるフッ化アリール
化合物、一般式[7]
【0086】
【化45】
【0087】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表し、dは0または1の整数を表
し、eは0または1の整数を表す)で示されるフッ化ア
リール化合物、一般式[8]
【0088】
【化46】
【0089】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表し、dは0または1の整数を表
し、eは0または1の整数を表す)で示されるフッ化ア
リール化合物、一般式[9]
【0090】
【化47】
【0091】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表し、dは0または1の整数を表
し、eは0または1の整数を表す)で示されるフッ化ア
リール化合物、一般式[10]
【0092】
【化48】
【0093】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表し、dは0または1の整数を表
し、eは0または1の整数を表す)で示されるフッ化ア
リール化合物、一般式[11]
【0094】
【化49】
【0095】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、R
2 、R4 はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子
を表し、vは0または1の整数を表し、dは0または1
の整数を表す)で示されるフッ化アリール化合物、また
は一般式[12]
【0096】
【化50】
【0097】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、R
2 、R4 はそれぞれ独立して水素原子またはフッ素原子
を表し、vは0または1の整数を表し、dは0または1
の整数を表す)で示されるフッ化アリール化合物が挙げ
られる。
【0098】また、その他にも、本発明の範疇内におけ
る上記含フッ素化合物、すなわち、上記一般式[1]で
表される含フッ素化合物のより具体的な例として、例え
ば、一般式[21]
【0099】
【化51】
【0100】(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基
を表し、R’は炭素数1〜12のアルキル基を表し、v
は0または1の整数を表し、dは0または1の整数を表
し、eは0または1の整数を表す)で示されるフッ化ア
リール化合物が挙げられる。
【0101】これら全ての例において、式中、vは0ま
たは1の整数を表すが、上記フッ化アリール化合物のう
ち、上記Aがフェニルテトライル基であり、BおよびC
がフェニルトルイル基であり、s=x=1である、テル
フェニル化合物では、v=0である化合物、即ち、側鎖
の−CF2 −基が隣接する環に対してα位にある化合物
が好ましい。より具体的には、一般式[2]あるいは一
般式[21]で示される化合物を例に挙げれば、−CF
2 R基、あるいは、−CF2 −CH2 −CF2 −CH2
−CF2 −R(O) d 基が、これらの基が隣接する環、
すなわち、一般式[1]においてA環となる環に対して
α位にある化合物が好ましい。
【0102】上記一般式[11]で示される化合物並び
に一般式[12]で示される化合物は、高正誘電二軸性
を有するネマチック、即ち、液晶分子が印加電界の方向
と平行に配向するネマチックの例である。
【0103】さらに、本発明の範疇内における上記含フ
ッ素化合物のより具体的な他の例、すなわち、上記一般
式[1]で表される含フッ素化合物のさらに他の具体例
としては、例えば、下記一般式[14]
【0104】
【化52】
【0105】(式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル
基または炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、R8
炭素数1〜12のアルキル基を表す)で示されるフッ化
アリール化合物、一般式[15]
【0106】
【化53】
【0107】(式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル
基または炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、R8
炭素数1〜12のアルキル基を表す)で示されるフッ化
アリール化合物、一般式[16]
【0108】
【化54】
【0109】(式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル
基または炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、R8
炭素数1〜12のアルキル基を表す)で示されるフッ化
アリール化合物、一般式[17]
【0110】
【化55】
【0111】(式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル
基または炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、R8
炭素数1〜12のアルキル基を表す)で示されるフッ化
アリール化合物、一般式[18]
【0112】
【化56】
【0113】(式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル
基または炭素数1〜12のアルコキシ基を表し、R8
炭素数1〜12のアルキル基を表す)で示されるフッ化
アリール化合物が挙げられる。
【0114】また、本発明の範疇内における上記含フッ
素化合物、すなわち、上記一般式[1]で表される含フ
ッ素化合物のさらに具体的な例としては、例えば、下記
一般式[13]
【0115】
【化57】
【0116】で示されるフッ化アリール化合物が挙げら
れる。該化合物は、上記一般式[1]において、Aがフ
ェニルテトライル基を表し、BおよびCがフェニルトリ
イル基を表し、Fで示される、Aが有するフルオロ置換
基が、Aに付随する末端鎖に対してオルト位にあり、R
1 が−OC1021基を表し、R2 がフッ素原子を表し、
3 が−C6 13基を表し、R4 およびR5 が水素原子
を表し、uおよびtが1を表し、zおよびyが0を表
し、v、x、およびsが1を表す化合物である。
【0117】E.P.Raynes(1984)Mol.Cryst.Liq.Cryst.Le
tt.,v1 p69の方法に基づいて計測した上記一般式[1
3]で示される化合物の双極子モーメントの計測値は、
16.48×10-30 Cmである。
【0118】一方、
【0119】
【化58】
【0120】(式中、R’は炭素数1〜12のアルキル
基を表す)および−CH2 CF2 R基(式中、Rは炭素
数1〜10のアルキル基を表す)を含む化合物に適した
双極子モーメントの計算に基づくと、上記一般式[1
3]で示される化合物の双極子モーメントの計測値は、
これら2つの置換基(部位)の双極子の逆平行配列やラ
ンダム配向ではなく、それらの略平行配列に対する予測
値に最も近似している。ネマチックΔεおよび(キラ
ル)スメクチックC相(SmC(* ))は、εζからほ
ぼμζ2 に変化すると推定される。εζは、分子の長軸
に平行な双極子モーメントである。−CH2 CF2 R基
を持たない同様の化合物の双極子モーメントの計測値
は、10.9×10-30 Cmであった。上記一般式[1
3]で示される化合物の双極モーメントの向上は、−C
2 CF2 R基を持たない同様の化合物の2倍を超える
ものであると言える。
【0121】また、−CF2 −基におけるフッ素原子
が、隣接するコアのベンゼン環に結合したフッ素原子と
平行に配向する傾向は、以前より可能であると考えられ
てきたコアよりも短いコアを有する化合物において好ま
しい液晶相を得るのに有効であると考えられている。
【0122】本発明にかかる含フッ素化合物におけるジ
フルオロ側鎖の部分、すなわち、−CF2 −基は、以下
に示す反応機構によって導入することができる。以下に
示す反応機構では、一般式[1]において、zおよびy
が共に0である化合物を単なる例として用いている。
【0123】
【化59】
【0124】上記の反応機構と同様の反応機構により、
ジフルオロ側鎖が導入された、本発明にかかる各種含フ
ッ素化合物を得ることができる。尚、本発明にかかる含
フッ素化合物のより具体的な製造方法については、後述
する実施例にてより詳細に説明する。
【0125】〔実施の形態2〕本発明の実施にかかる他
の形態について説明すれば、以下のとおりである。本実
施の形態では、前記実施の形態1にて述べた含フッ素化
合物を含む液晶組成物について説明する。
【0126】すなわち、本実施の形態にかかる液晶組成
物は前記実施の形態に記載の本発明にかかる含フッ素化
合物を含んでなる。本実施の形態にかかる液晶組成物に
おいて使用するために選択される本発明にかかる前記含
フッ素化合物の性質は、該液晶組成物が使用される装置
の性質に依存するものである。また、該液晶組成物中に
おける前記含フッ素化合物の含有量は該液晶組成物が使
用される装置の性質並びに用途等によって各々異なるも
のであり、これら用途等に応じて適宜設定すればよく、
特に限定されるものではない。尚、該液晶組成物が使用
される装置については、実施の形態3にて後述するもの
とする。
【0127】本実施の形態にかかる液晶組成物中におけ
る上記含フッ素化合物の含有量は、該液晶組成物が使用
される装置の性質並びに用途等に応じて適宜設定すれば
よく、特に限定されるものではないが、5重量%〜95
重量%の範囲内が好ましく、20重量%〜80重量%の
範囲内がより好ましい。
【0128】また、本実施の形態にかかる液晶組成物
は、上記実施の形態1に記載した本発明にかかる含フッ
素化合物の他に、光学活性を有し、その分解状態におい
て、本発明にかかる含フッ素化合物を含む液晶組成物に
おけるキラルドーパントとして使用可能なドーパントを
含んでいてもよい。
【0129】しかしながら、キラル部位を有する、本発
明にかかる含フッ素化合物を、キラルドーパントとして
使用し、液晶組成物の長軸方向に垂直な方向の双極子モ
ーメントを増大するための添加物でもある上述した含フ
ッ素化合物を、本発明の範囲内で使用することがより好
ましい。すなわち、本実施の形態では、本発明にかかる
上記含フッ素化合物を、液晶化合物(液晶組成物)の長
軸方向に垂直な方向のモーメントを向上させるための添
加剤として用いることを主な目的とし、上記含フッ素化
合物がキラル部位を有している場合には、キラルドーパ
ントとしても用いることができる。
【0130】本実施の形態において、これら含フッ素化
合物および必要に応じて他のドーパントを液晶組成物中
に導入する方法は、特に限定されるものではなく、例え
ば、液晶組成物を構成する他の成分と常用の方法を用い
て混合する等、種々の方法を採用することができる。ま
た、混合に使用する混合装置や混合のタイミング等も特
に限定されるものではない。
【0131】〔実施の形態3〕本発明の実施にかかるさ
らに他の形態について、図1を参照して説明すれば、以
下のとおりである。本実施の形態では、前記実施の形態
1で述べた含フッ素化合物を含む、前記実施の形態2に
かかる液晶組成物からなる層を有する液晶セルを含む液
晶装置並びに上記液晶組成物からなる層に電界を印加す
る電圧印可手段について説明する。
【0132】図1は、本実施の形態にかかる電気光学式
液晶装置(液晶装置)の概略図である。図1に示すよう
に、本実施の形態にかかる電気光学式液晶装置は、互い
に平行にかつ離間するように配置された、第1基板10
および第2基板12からなる一対の基板を備え、これら
第1基板10と第2基板12との間には、液晶セルが挟
持されている。
【0133】また、上記の電気光学式液晶装置は、上記
第1基板10における第2基板12との対向面並びに上
記第2基板12における第1基板10との対向面に、ラ
ビングされた配向層16、配向層14をそれぞれ有し、
これら配向層16と配向層14との間には、前記実施の
形態1で述べた、前記一般式[1]で示される本発明に
かかる含フッ素化合物、より具体的には、例えば前記一
般式[13]で示される化合物を含む液晶組成物からな
る液晶層18が、これら配向層16および配向層14に
接触して設けられている。
【0134】また、上記第1基板10および第2基板1
2におけるそれぞれの外面には、それぞれ、線状偏向子
20および線状偏向子22が設けられている。上記一方
の線状偏向子20は、互いに平行な配向層14・16の
ラビング方向に沿って配向された偏向軸を有している。
また、他方の線状偏向子22は、線状偏向子20の偏向
軸および配向層14・16のラビング方向に垂直な偏向
軸を有している。
【0135】また、上記第1基板10および第2基板1
2上には、それぞれ、上記液晶層18に、電界を印可す
る電界印可手段として、電極層26・24が設けられて
いる。液晶層18における液晶組成物中のキラルスメク
チック相の液晶分子は、電極26・24を介して液晶層
18に印加された電界の変化に対して敏感である。
【0136】このため、よく知られているように、液晶
層18は、ある一定の電圧で光が該電気光学式液晶装置
を透過し、また別の電圧では透過しないようにスイッチ
することができる。つまり、上記電極層26・24は、
液晶層18で直交する2つの偏光子間において暗状態と
明状態との間でスイッチングさせるために、上記液晶層
18へのスイッチング電圧(電界)を印加することを可
能としている。このため、該電気光学式液晶装置は、高
速動作の光学式シャッタとして機能させることができ
る。
【0137】本発明にかかる上記の含フッ素化合物、よ
り具体的には、例えば前記一般式[13]で示される化
合物は、以下に示す(A)〜(D)のうち少なくとも1
つの液晶層、すなわち、(A)液晶分子をセルの面方向
(面内) に低電圧でスイッチするための大きな負誘電異
方性Δεを必要とする、ECB(electrically control
led birefringence)方式もしくはVAN(vertically a
ligned nematic) 方式で作動するように構成されたネマ
チック液晶層、(B)高負誘電異方性および/または高
正誘電二軸性(正誘電異方性)を必要とする、AC電界
安定および/またはτVmin(または、逆モード)動
作が適用される強誘電性液晶(FLC)層、(C)例え
ば動作のために正誘電二軸性が必要とされ、および急峻
な電気光学反応のために分子の長軸に対して垂直の高誘
電率が必要とされる、急峻な電気光学反応、またそれに
伴う高レベルなマルチプレックス度を得るための高い負
誘電異方性および/または高い正誘電二軸性を有するS
mC組成物を含む、高度にマルチプレックス化されたネ
マチック層、(D)大きな撓電効果が得られるように高
度にマルチプレックス化されたネマチック液晶層、を備
えた装置、並びに、これら装置に用いられる液晶組成物
の製造に特に適していると考えられる。
【0138】また、本発明は、例えば、液晶層に、反強
誘電性スメクチック材料もしくはキラルネマチック(N
* )材料等を含む他の装置にも適用可能である。
【0139】より具体的には、本発明は、例えば、上記
(A)に記載の方式で動作する液晶表示装置、上記
(B)に記載の動作が適用される強誘電性液晶装置、上
記(C)に記載したように例えば動作のために正誘電二
軸性が必要とされ、急峻な電気光学反応のために分子の
長軸に対して垂直の高誘電率が必要とされる、高度にマ
ルチプレックス化されたネマチック装置、また、(D)
に示すように大きな撓電効果を有するネマチック液晶組
成物が必要とされる装置や、一般的に、分子の長軸方向
に垂直な方向に高い双極子モーメントが必要とされる、
強誘電性液晶を用いた装置、反強誘電性液晶を用いた装
置、あるいはエレクトロクリニックデバイス(electrocl
inic devices) に好適に適用できる。
【0140】
【実施例】本発明について、以下の実施例により、さら
に詳細に説明する。尚、本発明はこれらにより何ら限定
されるものではない。
【0141】〔実施例1〕前記一般式[13]で示され
る化合物を、以下の反応機構(反応工程)にしたがって
生成した。
【0142】
【化60】
【0143】各工程1(a)ないし工程1(g)におい
て、それぞれ用いられる条件、試薬は以下のとおりであ
る。
【0144】 工程1(a);n−ブチルリチウム、−70℃、TH
F 1,2−エポキシオクタン BF3.Et2 O(ボロントリフルオリドエーテラー
ト;boron trifluoride etherate) 工程1(b);クロム酸、エーテル 工程1(c);1,2−エタンジチオール、三フッ化ホ
ウ素−酢酸(BF3.AcOH) 工程1(d);70%フッ化水素−ピリジン、ジクロロ
メタン、1,3−ジブロモ−5,5−ジメチルヒダント
イン 工程1(e);n−ブチルリチウム、−70℃、TH
F ホウ酸トリメチル 10%塩酸水溶液 工程1(f);1−ブロモ−4−ヨードベンゼン、1,
2−ジメトキシエタン、2M Na2 CO3 、Pd(P
Ph3 4 工程1(g);1,2−ジメトキシエタン、2M Na
2 CO3 、Pd(PPh3) 4 また、前記一般式[13]で示される、上記反応機構
(反応工程)により得られた化合物の融点並びに液晶転
移温度は、加熱装置(Mettler FP5ホットス
テージ)および制御装置を偏光顕微鏡(オリンパスBH
2偏光顕微鏡)と共に用いることにより、計測した。
【0145】計測値は、TAC7/PCを備えた、Pe
rkin Elmer DSC 7計器インターフェイ
スおよび制御された冷却補機を用いた示差走査熱量測定
法(DSC)により確認した。加熱および冷却速度は1
0℃min-1とし、窯炉内は窒素雰囲気に保持した。基
準サンプルには金を使用し、検定サンプルにはインジウ
ムを使用した。また、DSC開始値(第一加熱サイク
ル)を液晶化合物の融点とした。
【0146】さらに、アルミニウムシート上に展着させ
たKieselgel silica 60 F254
を用いて薄層クロマトグラフィー(TLC)による分析
を行った。展開後のスポットは紫外線およびヨウ素を用
いて可視化した。
【0147】反応の進行は、水素炎イオン化検出器を備
えた、Chrompak 9001キャピラリーガスク
ロマトグラフを用いて監視した。カラムには、CP−S
IL 5 CB(10m×0.25mm、0.12μ
m;Cat.No.7700;キャリヤーガス N2
を使用した。
【0148】上記反応機構により得られた化合物の純度
は、Merck−HitachiL−4000UV検出
器、L6200Aポンプ、D−6000インターフェイ
ス、およびクロロホルム/アセトニトリルで溶出するD
−6000HPLCマネジャーに接続された、Lich
rocart125−4SuperspherRP18
カラムを有する高性能液体クロマトグラフィー(HPL
C)によって測定した。
【0149】上記反応機構により得られた化合物の同定
は、赤外吸収スペクトル(IR)、1H−NMR、マス
スペクトルにより行った。
【0150】赤外吸収スペクトルは、薄膜もしくは臭化
カリウムディスクを用いて、Perkin Elmer
983G分光計(s=強、w=弱、br=広幅)にて測
定した。
【0151】1H−NMRスペクトルは、重水素クロロ
ホルムを溶媒として使用し、JEOL JMN GX2
70 FT分光計(270MHz)もしくはJEOL
400MHz計器により測定、記録した。化学シフト
は、TMSの内標準によりppmで得た。選択データ
は、以下の通りである。化学シフト、多重度(s=一重
線、d=二重線、t=三重線、q=四重線、m=多重
線、br=広幅)、結合定数J(Hz)、および帰属。
【0152】マススペクトルは、Finnigan M
AT 1020GC/MS分光計を用いて測定、記録し
た。尚、後述する測定データにおいて、M+ は分子イオ
ンを示している。
【0153】また、フラッシュクロマトグラフィーは、
SorbsilC60(40−60μm)grade
silicaを用いて行った。THFは、新たにカリウ
ムから留出した。尚、以下において軽油とは、特に説明
のない限り、留分(沸点40−60℃)であることを示
す。また、有機溶媒抽出物は、特に説明のない限り、硫
酸マグネシウムで乾燥した。以下に、上記反応機能にお
ける各工程について詳細に説明する。
【0154】[工程1(a)] 〈1−(2,3−ジフルオロフェニル)−オクタン−2
−オールの生成〉 乾燥テトラヒドロフラン(dry THF) 300ml中
に、1,2−ジフルオロベンゼン20.0g(0.17
5mol)を仕込んで攪拌した。次いで、この溶液を−
70℃に保ち、乾燥窒素下で、2.5M濃度のn−ブチ
ルリチウム溶液68ml(0.17mol)を−70℃
にて滴下することにより、反応を開始させた。このとき
の添加速度は、上記反応溶液の温度が−60℃を越えな
いように設定した。添加終了後、該反応液を、−70℃
にて2時間攪拌した。
【0155】次いで、上記の反応液に、1,2−エポ
キシオクタン21.6g(0.169mol)を徐々に
添加した。
【0156】続いて、上記反応液に、ボロントリフル
オリドエーテラート(boron trifluoride etherate)21
ml(0.17mol)を滴下した。その後、該反応液
(混合物)を、室温で一晩温め、10%塩酸水溶液で酸
性化した後、エーテル抽出した。得られた混合抽出物
を、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、溶媒を蒸
発させることにより強粘液を得た。次いで、この強粘液
を、130℃、20Pa(0.15mmHg) の条件下
で、Kugelrohr留出(Kugelrohr distillatio
n)させた。
【0157】これにより、一般式[22]
【0158】
【化61】
【0159】で示される化合物30.8gを得た。該化
合物の同定は、前述した方法により行った。また、前述
した方法により測定した該化合物の純度は74%であっ
た。該化合物、すなわち、上記工程により得られた化合
物のスペクトルデータを以下に示す。
【0160】[IR] 波数(cm-1):Vmax 3370br(振動型OH),
2950,2920,2850,1620,1590,
1480s,1280,1205,1070br,82
5,775,730 [ 1H−NMR] 化学シフト値δH (ppm)(多重度,等価プロトン
数,結合定数J(Hz),帰属) δH 0.88(3H,t,Me),δH 1.23−1.
40(m,10H,CH2 ),δH 1.40−1.58
(m重複br s,4H,CH2 CHOHおよびO
H),δH 2.72(ddd,1H,J=16,8およ
び2(Hz),ArCH2 ) δH 2.91(ddd,1H,J=16,6,および2
(Hz),ArCH2),δH 3.86(m,1H,C
HOH),δH 6.94−7.09(m,3H,Ar
H) [MS] m/z;242(M+ ),225,198,157,1
39,128,97以上の結果、上記の反応で得られた
化合物(反応生成物)が前記一般式[22]で示される
化合物、すなわち、1−(2,3−ジフルオロフェニ
ル)−オクタン−2−オールであることを確認した。得
られた化合物は、放置し、結晶化させた。
【0161】[工程1(b)] 〈1−(2,3−ジフルオロフェニル)−オクタン−2
−オンの生成〉水浴で冷却されたエーテル100ml中
に、上記工程1(a)で得られた1−(2,3−ジフル
オロフェニル)−オクタン−2−オールを仕込み、激し
く攪拌した。次いで、該溶液を激しく攪拌しながら、該
溶液中に、クロム酸溶液(B.S.Furniss, A.J.Hannafor
d, V. Rogers, P.W.G.Smith and A.R.Tatchell in Voge
l's Textbook of Practical Organic Chemistry, 4th E
d.,Longman, New York,1978,p426. 参照) 31.6ml
(21.0mmol)を滴下して反応を開始させた。そ
の後、この反応液(混合物)を、2時間攪拌し、水を添
加した後、エーテルで2回抽出した。得られた混合抽出
物を、水、1M水酸化ナトリウム水溶液、および飽和炭
酸水素ナトリウム溶液で洗浄した後、乾燥し、さらに溶
媒を蒸発させ、その後、125℃、2.67Pa(0.
02mmHg) の条件下で、Kugelrohr留出
(Kugelrohr distillation)させた。
【0162】これにより、一般式[23]
【0163】
【化62】
【0164】で示される化合物11.9gを得た。該化
合物は透明な液体であった。該化合物の同定は、前述し
た方法により行った。また、前述した方法により測定し
た該化合物の純度は80%であった。該化合物、すなわ
ち、上記工程により得られた化合物のスペクトルデータ
を以下に示す。
【0165】[IR] 波数(cm-1):Vmax 2950,2920,285
0,1710s(振動型CO),1620,1590,
1480s,1410,1275,1205,106
0,820,775 [ 1H−NMR] 化学シフト値δH (ppm)(多重度,等価プロトン
数,結合定数J(Hz),帰属) δH 0.90(t,3H,Me),δH 1.14−1.
37(m,6H,CH2 ),δH 1.60(クイント(q
uint) ,2H,CH2 CH2 CO),δH 2.51
(t,2H,CH2 CH2 CO),δH 3.75(s,
2H,Ar−CH2 ),δH 6.87−7.13(m,
3H,Ar−H) [MS] m/z;240(M+ ),183,171,151,1
41,133,127,113 以上の結果、上記の反応で得られた化合物(反応生成
物)が前記一般式[23]で示される化合物(ケト
ン)、すなわち、1−(2,3−ジフルオロフェニル)
−オクタン−2−オンであることを確認した。
【0166】[工程1(c)] 〈2−(2,3−ジフルオロベンジル)−2−ヘキシル
−[1,3]ジチオランの生成〉1,2−エタンジチオ
ール9.2g(8.2mmol)と、上記工程1(b)
で得られたケトン、すなわち、1−(2,3−ジフルオ
ロフェニル)−オクタン−2−オン11.5g(48.
7mmol)とを混合し、激しく攪拌した後、該混合液
に、フッ化ホウ素−酢酸(trifluoride-acetic acid)
9.2g(6.8mmol)を、窒素雰囲気下で、上記
混合液を激しく攪拌しながら添加して反応を開始させ
た。続いて、この反応液(混合物)を、周囲環境温度で
2時間攪拌した後、水を添加し、エーテルで2回抽出し
た。得られた混合抽出物を、2M水酸化ナトリウム水溶
液および飽和炭酸水素ナトリウム溶液で洗浄した後、乾
燥させた。溶媒は真空内で除去し、その後、140℃、
66.66Pa(0.5mmHg) の条件下で、Kug
elrohr留出(Kugelrohr distillation)させた。
【0167】これにより、一般式[24]
【0168】
【化63】
【0169】で示される化合物14.7gを得た。該化
合物は薄黄色の液体であった。該化合物の同定は、前述
した方法により行った。また、前述した方法により測定
した該化合物の純度は95%であった。該化合物、すな
わち、上記工程により得られた化合物のスペクトルデー
タを以下に示す。
【0170】[IR] 波数(cm-1):Vmax 2950,2920,285
0,1620,1590,1480s,1285,12
60,1220,1200,1065,1005,99
0,830,785,740 [ 1H−NMR] 化学シフト値δH (ppm)(多重度,等価プロトン
数,結合定数J(Hz),帰属) δH 0.89(t,3H,Me),δH 1.24−1.
38(m,6H,CH2 ),δH 1.63(m,2H,
CH2 CH2 C),δH 1.92(m,2H,CH2
2 C),δH 3.02−3.13(m,2H,C
2 ),δH 3.16−3.25(m,2H,C
2 ),δH 3.26(d,2H,J=1.5(H
z),CH2 −Ar),δH 6.95−7.12(m,
2−H,Ar−H),δH 7.22−7.30(m,2
H,Ar−H) [MS] m/z;316(M+ ),231,189(100
%),170,153,139,127 以上の結果、上記の反応で得られた化合物(反応生成
物)が前記一般式[24]で示される化合物、すなわ
ち、2−(2,3−ジフルオロベンジル)−2−ヘキシ
ル−[1,3]ジチオランであることを確認した。
【0171】[工程1(d)] 〈1,2−ジフルオロ−3−(2,2−ジフルオロオク
チル)ベンゼンの生成〉反応容器に、乾燥ジクロロメタ
ン(dry dichloromethane) 150mlに、1,3−ジブ
ロモ−5,5−ジメチルヒダントイン14.2g(4
9.8mmol)を仕込み、激しく攪拌した。次いで、
この懸濁液(混合液)を激しく攪拌しながら、該懸濁液
(混合液)に、フッ化水素−ピリジン(Hydrogen fluori
de-pyridine)(70%)25.2mlを、ポリエチレン
管を備えたポリプロピレンシリンジを用いて、乾燥窒素
雰囲気下、−70℃で滴下して混合液(I)を得た。
【0172】一方、乾燥ジクロロメタン150mlに、
上記工程1(c)で得られた2−(2,3−ジフルオロ
ベンジル)−2−ヘキシル−[1,3]ジチオラン1
4.5g(45.9mmol)を混合して混合液(II)
を得た。
【0173】次いで、この混合液(II)を、混合液
(I)に滴下して反応混合物とし、この反応混合物を、
反応容器を冷却浴に浸漬した状態のまま、−10℃まで
徐々に温めた。これにより、茶褐色で均一の溶液(混合
物)が得られた。次いで、この溶液(混合物)を−70
℃まで冷却し、予め、固体の二酸化炭素(ドライアイ
ス)−アセトン浴で冷却したジクロロメタンに塩基性ア
ルミナを混合し、激しく攪拌した状態の塩基性アルミナ
−ジクロロメタン混合物に、素早く注入した。その後、
この溶液を、周囲環境温度まで温めた後、濾過し、溶媒
を真空内で除去すると共に、残留物をカラムクロマトグ
ラフィー(軽油)で精製することにより無色の液体を得
た。続いて、該液体を、125℃、13.33Pa
(0.1mmHg)の条件下で、Kugelrohr留
出(Kugelrohr distillation)させた。
【0174】これにより、一般式[25]
【0175】
【化64】
【0176】で示される化合物6.5gを得た。該化合
物の同定は、前述した方法により行った。また、前述し
た方法により測定した該化合物の純度は54%であっ
た。該化合物、すなわち、上記工程により得られた化合
物のスペクトルデータを以下に示す。
【0177】[IR] 波数(cm-1):Vmax 2980,2965,286
0,1625,1595,1490s,1380,12
85,1270,1210,1035,875,82
5,770,740 [ 1H−NMR] 化学シフト値δH (ppm)(多重度,等価プロトン
数,結合定数J(Hz),帰属) δH 0.89(t,3H,Me),δH 1.22−1.
39(m,6H,CH2 ),δH 1.51(クイント,
2H,CH2 CH2 C),δH 1.71−1.90
(m,2H,CH2 CH2 C),δH 3.22(td,
2H,JHF vic=16(Hz),J=1.5(Hz),
CH2 −Ar),δH 6.99−7.15(m,3H,
Ar−H), [MS] m/z;262(M+ ),187,176,172,1
65,151,141,135,127 以上の結果、上記の反応で得られた化合物(反応生成
物)が前記一般式[25]で示される化合物、すなわ
ち、2−(2,3−ジフルオロベンジル)−2−ヘキシ
ル−[1,3]ジチオラン(純 gem-difluoro 化合物)
であることを確認した。
【0178】[工程1(e)] 〈2,3−ジフルオロ−4−(2,2−ジフルオロオク
チル)フェニルホウ酸の生成〉 乾性THF(70ml)に、上記工程1(d)で得ら
れた2−(2,3−ジフルオロベンジル)−2−ヘキシ
ル−[1,3]ジチオラン5.41g(20.6mmo
l)を仕込んで攪拌した。続いて、この溶液(混合液)
に、2.5M濃度のn−ブチルリチウム8.3ml(2
1mmol)を、乾燥窒素雰囲気下、−70℃にて滴下
し、反応を開始させた。該滴下は、該溶液(混合液)の
温度が−60℃を超えないような速度にて行った。
【0179】次いで、上記反応溶液を、−70℃にて
2時間攪拌した後、該反応溶液にトリメチルホウ酸塩
4.7ml(41mmol)を滴下した。
【0180】(iii) 続いて、上記反応溶液(混合物)
を、周囲環境温度まで一晩温め、10%塩酸水溶液を添
加し、15分間攪拌した後、エーテルで2回抽出した。
得られた混合抽出物を乾燥し、溶媒を真空内で除去する
ことにより、クリーム状の固体からなる所望のホウ酸化
合物、すなわち、一般式[26]
【0181】
【化65】
【0182】で示される2,3−ジフルオロ−4−
(2,2−ジフルオロオクチル)フェニルホウ酸5.5
9gを得た。得られた化合物は、さらなる精製をせず
に、次の工程に使用した。
【0183】[工程1(f)] 〈4’−ブロモ−2,3−ジフルオロ−4−(2,2−
ジフルオロオクチル)ビフェニルの生成〉テトラキス
(トリフェニルホスフィン)パラジウム0.593g
(0.513mmol)を、乾燥窒素雰囲気下で、1−
ブロモ−4−ヨードベンゼン4,84g(17.1mm
ol)と1,2−ジメチルオキシエタン50mlと2M
炭酸ナトリウム水溶液50mlとからなる脱気混合物に
添加した。次いで、該混合物を、弱還流で加熱すると共
に激しく攪拌し、予めTHF10mlに上記工程1
(e)で得られたホウ酸化合物5.24g(17.1m
mol)を混合してなるテトラヒドロフラン−2,3−
ジフルオロ−4−(2,2−ジフルオロオクチル)フェ
ニルホウ酸溶液を滴下し、5時間加熱還流を行った後、
水を添加し、エーテルで2回抽出して乾燥させ、溶媒を
真空内で除去した。続いて、得られた粗生成物を、n−
ヘキサンを展開溶媒とするカラムクロマトグラフィーに
て精製した。
【0184】これにより、一般式[27]
【0185】
【化66】
【0186】で示される化合物2.06gを得た。該化
合物は白色固体でった。該化合物の同定は、前述した方
法により行った。また、前述した方法により測定した該
化合物の純度は29%であった。該化合物、すなわち、
上記工程により得られた化合物のスペクトルデータを以
下に示す。
【0187】[IR] 波数(cm-1):Vmax 2950,2930,287
0,2860,1590w,1480,1465s,1
390,1220,1190,1130,1100,1
030,1010,895,840,800 [ 1H−NMR] 化学シフト値δH (ppm;基準周波数400MHz)
(多重度,等価プロトン数,結合定数J(Hz),帰
属) δH 0.88(t,3H,Me),δH 1.23−1.
38(m,6H,CH2 ),δH 1.53(quin
t,2H,CH2 CH2 C),δH 1.78−1.93
(m,2H,CH2 CH2 C),δH 3.24(td,
2H,JHF vic=16(Hz),J=1(Hz),CH
2 −Ar),δH 7.12(t,1H,J=8(H
z),5−Hまたは6−H),δH 7.14(t,1
H,J=8(Hz),5−Hまたは6−H),δH 7.
41(dd,2H,J=8,1.5(Hz),2’−H
および6’−H),δH 7.59(d,2H,J=8
(Hz),3’−Hおよび5’−H), [MS] m/z;418(M+ ),416(M+ ),399,3
32,299,285(100%),283(100
%),268,252,232,210 以上の結果、上記の反応で得られた化合物(反応生成
物)が前記一般式[27]で示される所望の化合物(ブ
ロモビフェニル化合物)、すなわち、4’−ブロモ−
2,3−ジフルオロ−4−(2,2−ジフルオロオクチ
ル)ビフェニルであることを確認した。
【0188】[工程1(g)] 〈前記一般式[13]で示される化合物(4''−デシロ
キシ−2,3−ジフルオロ−4−(2,2−ジフルオロ
オクチル)−1,1’:4’,1''−テルフェニル)の
生成〉上記工程1(f)で得られたブロモビフェニル化
合物0.83g(1.94mmol)、下記一般式[2
8]
【0189】
【化67】
【0190】で示される化合物である2−(4−デシロ
キシフェニル)−[1,3,2]ジオキサボルナン0.
95g(2.98mmol)、1,2−ジメトキシエタ
ン30ml、2M炭酸水素ナトリウム水溶液30ml、
テトラキス(トリフェニル−ホスフィン)パラジウム6
7mg(0.058mmol)を使用し、上記工程1
(f)のビフェニル化合物の生成工程と同様の反応・操
作を行って、粗生成物を得た。続いて、得られた粗生成
物を、軽油中の10%ジクロロメタンを用いたカラムク
ロマトグラフィーにて精製した。
【0191】これにより、前記一般式[13]で示され
る化合物0.78gを、エタノール−エチルアセテート
から得た。該化合物の同定は、前述した方法により行っ
た。また、前述した方法により測定した該化合物の純度
は70%であり、結晶・スメクチックC相(SmC)液
晶転移温度(TC-SmC )は98.9℃であり、SmC・
等方相(I)液晶転移温度(TSmC-I )は133.5℃
であった。該化合物、すなわち、上記工程により得られ
た化合物のスペクトルデータを以下に示す。
【0192】[IR] 波数(cm-1):Vmax 2950,2920,285
0,1600,1500,1485,1460s,13
95,1285,1250,1180,1130,11
00,1030,895,820,800 [ 1H−NMR] 化学シフト値δH (ppm)(多重度,等価プロトン
数,結合定数J(Hz),帰属) δH 0.89(重複t,6H,2Me),δH 1.23
−1.41(m,18H,CH2 ),δH 1.23−
1.41(クイント,4H,CH2 ),δH 1.75−
1.95(m,4H,CH2 ),δH 3.25(br
t,2H,J=7(Hz),5−H),δH 7.21
(td,1H,J=7,1.5(Hz),6−H),δ
H 7.57(d,2H,J=8(Hz),2''−Hおよ
び6''−H),δH 7.63(d,2H,J=8(H
z),Ar−H),δH 7.65(d,2H,J=8
(Hz),Ar−H) [MS] m/z;570(M+ ),550,480,456,4
43,430(100%),413,401,387,
372,295 以上の結果、上記の反応で得られた化合物(反応生成
物)が前記一般式[13]で示される化合物であること
を確認した。
【0193】〔実施例2〕材料の長軸方向に垂直な方向
の双極子、並びに、それに従う融点を低下させるため
に、下記一般式[29]
【0194】
【化68】
【0195】で示されるトリフルオロ置換中間体を以下
の反応機構(反応工程)にしたがって生成した。
【0196】
【化69】
【0197】すなわち、上記反応機構(反応工程)にお
ける各工程2(a)ないし工程2(d)により、下記一
般式[30]
【0198】
【化70】
【0199】で示される化合物を開始材料として、前記
実施例1で使用された類似の1,2−ジフルオロフェニ
ル中間体を生成する方法と同様の方法を用いて前記一般
式[29]で示されるトリフルオロ置換中間体を生成し
た。
【0200】該一般式[29]で示されるトリフルオロ
置換中間体は、工程2(e)、工程2(f)にて示され
る、下記一般式[31]
【0201】
【化71】
【0202】で示される化合物あるいは下記一般式[3
2]
【0203】
【化72】
【0204】で示される化合物との、パラジウム触媒に
よる交差共役反応に供される。
【0205】この結果、下記一般式[33]
【0206】
【化73】
【0207】で示されるモノフルオロビフェニル化合物
あるいは下記一般式[34]
【0208】
【化74】
【0209】で示されるモノフルオロテルフェニル化合
物を得た。
【0210】該反応の反応機構(反応工程)を以下に示
す。
【0211】
【化75】
【0212】本実施例にて示す各工程において用いられ
る条件、試薬は、以下のとおりである。
【0213】 工程2(a);n−ブチルリチウム 1,2−エポキシオクタン BF3.Et2 O(ボロントリフルオリドエーテラー
ト;boron trifluoride etherate) 、−70℃〜−30
℃ 工程2(b);クロム酸、エーテル 工程2(c);1,2−エタンジチオール、三フッ化ホ
ウ素−酢酸(BF3.AcOH) 工程2(d);フッ化水素−ピリジン、ジブロモジメチ
ルヒダントイン、ジクロロメタン、−70〜−10℃ 工程2(e);1,2−ジメトキシエタン、Pd(PP
3)4 、2M Na2 CO3 工程2(f);1,2−ジメトキシエタン、Pd(PP
3)4 、2M Na2 CO3 尚、上記各反応工程において用いられるこれら試薬の使
用量や反応温度、反応時間、反応圧力等の反応条件は、
これら反応が完結するように適宜設定すればよく、特に
限定されるものではない。
【0214】〔実施例3〕−CH2 CF2 CH2 CF2
Rで示される基(構造単位)を有する化合物を製造する
ため、以下の反応機構(反応工程)で示される新規のル
ートが考案された。
【0215】
【化76】
【0216】上記反応機構において、一般式[35]
【0217】
【化77】
【0218】で示されるβ−ジケトンは、本発明にかか
るテトラフッ素化アルキル鎖を有する材料の合成におけ
る中間体として好適である。
【0219】本実施例にて示す各工程において用いられ
る条件、試薬は、以下のとおりである。
【0220】 工程3(a);NaH、ジオキサン CuBr 工程3(b);2M NaOH、EtOH HCl、80℃ EtOH、濃縮H2 SO4 、還流 工程3(c);NaH、THF 尚、上記各反応工程において用いられるこれら試薬の使
用量や反応温度、反応時間、反応圧力等の反応条件は、
これら反応が完結するように適宜設定すればよく、特に
限定されるものではない。
【0221】〔実施例4〕デシロキシ鎖を含む、下記一
般式[36]
【0222】
【化78】
【0223】で示される化合物を、以下の反応機構(反
応工程)にしたがって生成した。
【0224】
【化79】
【0225】本実施例にて示す各工程において用いられ
る条件、試薬は、以下のとおりである。
【0226】 工程4(a);1,2−ジメトキシエタン、2M Na
2 CO3 、Pd(PPh3)4 工程4(b);1,2−ジメトキシエタン、2M Na
2 CO3 、Pd(PPh3)4 また、上記の反応方法(反応工程)と同様(類似)の方
法により、一般式[37]
【0227】
【化80】
【0228】で示される化合物、一般式[38]
【0229】
【化81】
【0230】で示される化合物、一般式[39]
【0231】
【化82】
【0232】で示される化合物、一般式[40]
【0233】
【化83】
【0234】で示される化合物、一般式[41]
【0235】
【化84】
【0236】で示される化合物を生成した。
【0237】上記一般式[36]で示される化合物の結
晶(C)・スメクチックCx 相(SmCx )液晶転移温
度(TC-SmCx)は101.9℃、スメクチックCx
(SmCx )・等方相(I)液晶転移温度(TSmCx-I
は134.3℃であった。また、上記一般式[37]で
示される化合物のTC-SmCxは94.2℃、スメクチック
x 相(SmCx )・ネマチック相(N)液晶転移温度
(TSmCx-N)は135.5℃、ネマチック相(N)・等
方相(I)液晶転移温度(TN-I )は136.0℃であ
り、上記一般式[38]で示される化合物のTC-SmCx
70.4℃、TSm Cx-Nは106.0℃、TN-I は10
6.8℃であり、上記一般式[39]で示される化合物
の結晶(C)・等方相(I)液晶転移温度(TC-I )は
123℃、等方相(I)・結晶(C)液晶転移温度(T
I-C )は119℃であり、上記一般式[40]で示され
る化合物のTC-I は99.2℃、TI-C は94℃であ
り、上記一般式[41]で示される化合物のTC-SmCx
84.6℃であり、TSmCx-Iは107.5℃であった。
【0238】これら化合物を所定の条件下で太陽光線に
曝したところ、上記一般式[36]で示される化合物か
らなる試料の一部が緑化し、感光性の兆候が観られた
が、上記一般式[37]、一般式[38]、一般式[3
9]、一般式[40]、一般式[41]で示される化合
物においては、何れも感光性は観られなかった。
【0239】尚、上述した各反応工程において用いられ
る各試薬の使用量や反応温度、反応時間、反応圧力等の
反応条件は、これら反応が完結するように適宜設定すれ
ばよく、特に限定されるものではない。
【0240】〔実施例5〕実施例4と同様の反応方法
(反応工程)により、一般式[42]
【0241】
【化85】
【0242】で示されるトリフルオロテルフェニル化合
物を生成した。該化合物のTC-SmCxは86.4℃、T
SmCx-Iは107.5℃であった。
【0243】該反応の反応機構(反応工程)を以下に示
す。
【0244】
【化86】
【0245】本実施例にて示す各工程において用いられ
る条件、試薬は、以下のとおりである。
【0246】 工程5(a);1,2−ジメトキシエタン、2M Na
2 CO3 、Pd(PPh3)4 工程5(b);1,2−ジメトキシエタン、2M Na
2 CO3 、Pd(PPh3)4 上記反応機構(反応工程)により得られた一般式[4
2]で示される化合物を光学顕微鏡検査により観察した
ところ、多数の複ブラシ(6以上)欠陥を有する高複屈
折のシュリーレン組織が観られた。また、2つのブラシ
欠陥らしきものが観られた。このことから、上記化合物
がスメクチック液晶相を示すものであることが判った。
【0247】尚、上述した各反応工程において用いられ
る各試薬の使用量や反応温度、反応時間、反応圧力等の
反応条件は、これら反応が完結するように適宜設定すれ
ばよく、特に限定されるものではない。
【0248】〔実施例6〕本発明にかかる液晶組成物
は、本発明にかかる含フッ素化合物の他にドーパントを
含んでいてもよい。そこで、本実施例では、本発明の液
晶組成物に使用されるドーパントの製造について説明す
る。
【0249】該ドーパントしては、例えば、以下の反応
機構により生成される、一般式[43]
【0250】
【化87】
【0251】で示されるβ−モノフルオロアルキルジフ
ルオロフェニルピリミジン化合物が挙げられる。該β−
モノフルオロアルキルジフルオロフェニルピリミジン化
合物の生成にかかる反応機構(反応工程)を以下に示
す。
【0252】
【化88】
【0253】本実施例にて示す各工程において用いられ
る条件、試薬は、以下のとおりである。
【0254】 工程6(a);LDA、THF、−90℃ 1,2−エポキシオクタン BF3.Et2 O 工程6(b);DAST.ジクロロメタン 上記反応により得られた一般式[43]で示される化合
物のTC-I は58.7、TI-C は51℃であった。
【0255】上記一般式[43]で示される化合物は、
光学活性を有し、その分解状態において、本発明にかか
る含フッ素化合物を含む液晶組成物におけるキラルドー
パントとして使用可能である。但し、前記実施の形態3
にて述べたように、キラル部位を有する、本発明にかか
る含フッ素化合物を、キラルドーパントとして使用し、
液晶組成物の長軸方向に垂直な方向の双極子モーメント
を増大するための添加物でもある本発明にかかる上記含
フッ素化合物を、本発明の範囲内で使用することがより
好ましい。
【0256】〔実施例7〕以下に示す反応機構を用い
て、その類似するβ化合物よりも高い融点および透明点
を有する、一般式[44]
【0257】
【化89】
【0258】で示されるα,α−ジフルオロ化合物を得
た。該α,α−ジフルオロ化合物の生成にかかる反応機
構(反応工程)を以下に示す。
【0259】
【化90】
【0260】本実施例にて示す各工程において用いられ
る条件、試薬は、以下のとおりである。
【0261】 工程7(a);n−ブチルリチウム n−ヘクサナール 工程7(b);クロム酸、エーテル 工程7(c);1,2−エタンジチオール、BF3.Et
2 O 工程7(d);フッ化水素−ピリジン、ジクロロメタ
ン、−70℃ 工程7(e);n−ブチルリチウム B(OMe)3 HCl 工程7(f);1−ブロモ−4−ヨードベンゼン、1,
2−ジメトキシエタン、2M Na2 CO3 、Pd(P
Ph3 4 工程7(g);tert−ブチルメチルエーテル、1,2−
ジメトキシエタン、Pd(PPh3) 4、2M Na2
3 上記反応により得られた一般式[44]で示される化合
物のTC-SmCxは114.6℃、スメクチックCx 相(S
mCx )・スメクチックA相(SmA)結晶転移温度
(TSmCx-SmA)は125.2℃、スメクチックA相(S
mA)・等方相(I)結晶転移温度(TSmA-I )は14
7.9℃であった。また、SmCx 安定性の低下、およ
び23℃にてSmA相の導入が観られた。生成されたフ
ルオロ化合物の何れにおいても、直交相は観られなかっ
た。また、光学組織は、より一般的なSmCシュリーレ
ンであったが、2つのブラシ欠陥は、かなり明瞭であ
り、交互に傾いた層の存在を示唆した。
【0262】また、上記の反応方法(反応工程)と同様
(類似)の方法により、一般式[45]
【0263】
【化91】
【0264】で示される化合物を生成した。
【0265】〔実施例8〕以下に示す反応機構を用い
て、フッ素化鎖がエーテル結合された、一般式[46]
【0266】
【化92】
【0267】で示される化合物を得た。該化合物の生成
にかかる反応機構(反応工程)を以下に示す。
【0268】
【化93】
【0269】本実施例にて示す各工程において用いられ
る条件、試薬は、以下のとおりである。
【0270】 工程8(a);tert−ブチルメチルエーテル、Pd(P
Ph3 4 、2M Na2 CO3 工程8(b);Pd/C、エチルアセテート (R)−2−フルオロオクタノール、DEAD、PP
3 .THF 本発明の化合物により達成される横方向双極子モーメン
トの向上は、一般式[47]
【0271】
【化94】
【0272】、一般式[48]
【0273】
【化95】
【0274】、一般式[49]
【0275】
【化96】
【0276】、一般式[50]
【0277】
【化97】
【0278】、一般式[51]
【0279】
【化98】
【0280】で示される本発明の化合物と、一般式[5
2]
【0281】
【化99】
【0282】、一般式[53]
【0283】
【化100】
【0284】、一般式[54]
【0285】
【化101】
【0286】、一般式[55]
【0287】
【化102】
【0288】で示される公知の化合物との比較によりさ
らに明確にされる。
【0289】上記一般式[47]で示される化合物の双
極子モーメントは20.65×10 -3Cm、一般式[4
8]で示される化合物の双極子モーメントは15.81
×10-3Cm、一般式[49]で示される化合物の双極
子モーメントは24.52×10-3Cm、一般式[5
0]で示される化合物の双極子モーメントは15.68
×10-3Cm、一般式[51]で示される化合物の双極
子モーメントは16.48×10-3Cmであり、一般式
[52]で示される化合物の双極子モーメントは14.
9×10-3Cm、一般式[53]で示される化合物の双
極子モーメントは12.8×10-3Cm、一般式[5
4]で示される化合物の双極子モーメントは10.8×
10-3Cm、一般式[55]で示される化合物の双極子
モーメントは5.2×10-3Cmであった。
【0290】尚、双極子モーメントは、E.P. Raynes(19
84)Mol.Cryst.Liq.Cryst.Lett.,v1p 69に記載の方法に
したがって計測された。
【0291】また、一般式[56]
【0292】
【化103】
【0293】、一般式[57]
【0294】
【化104】
【0295】で示される本発明にかかる化合物を、下記
一般式
【0296】
【化105】
【0297】で示されるH1〜H4の化合物の1:1:
1:1混合物等の、SmCホスト材料に添加することに
より、優れた相転移が保持でき、また、該化合物は相図
において混和性を有することが実証されている。
【0298】上記一般式[57]で示される化合物の等
方相(I)・スメクチックA相(SmA)結晶転移温度
(TI-SmA )は143.7℃、スメクチックA相(Sm
A)・スメクチックC相(SmC)結晶転移温度(T
SmA-SmC )は121.8℃、スメクチックC相(Sm
C)・スメクチックI相(SmI)結晶転移温度(T
SmC- SmI )は110.5℃、スメクチックI相(Sm
I)・結晶相(C)結晶転移温度(TSmI-C )は25℃
未満であり、融点は、111.7℃であった。
【0299】また、上記一般式[57]で示される化合
物を、H1〜H4の化合物の1:1:1:1混合物等
の、SmCホスト材料に添加したときのTI-N は11
9.1〜118.8℃、ネマチック相(N)・スメクチ
ックA相(SmA)結晶転移温度(TN-SmA )は11
0.7℃、TSmA-SmC は99.5℃、スメクチックC相
(SmC)・結晶相(C)結晶転移温度(TSmC-C )は
18.9℃、融点は30.2℃であった。
【0300】以上のことから、本発明によれば、分子の
長軸方向に垂直な方向の双極子モーメントが従来よりも
向上した含フッ素化合物を提供することができる。ま
た、上記含フッ素化合物を用いることで、分子の長軸方
向に垂直な方向の双極子モーメントが従来よりも向上し
た液晶組成物並びに液晶装置を提供することができる。
【0301】
【発明の効果】本発明の含フッ素化合物は、以上のよう
に、一般式[1]
【0302】
【化106】
【0303】(式中、Aは水素原子が4個除かれた、共
役二重結合を有する環を表し、B、Cはそれぞれ独立し
て、水素原子が3個除かれた、共役二重結合を有する環
を表し、Fで示される、Aが有するフルオロ置換基は、
Aに付随する末端鎖に対してオルト位にあり、R1 はフ
ッ素原子および/またはシアノ基で置換されているか若
しくは無置換の炭素数1〜12の直鎖状または分枝状の
アルキル基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換
されているか若しくは無置換の炭素数1〜12の直鎖状
または分枝状のアルコキシ基、フッ素原子および/また
はシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭素数
1〜11の直鎖状または分枝状のアルコキシカルボニル
基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換されてい
るか若しくは無置換の炭素数1〜11の直鎖状または分
枝状のアルキルカルボニルオキシ基、シアノ基、フッ素
原子および/またはシアノ基で置換されているか若しく
は無置換の炭素数2〜12の直鎖状または分枝状のアル
ケニル基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換さ
れているか若しくは無置換の炭素数2〜12の直鎖状ま
たは分枝状のアルケニルオキシ基、フッ素原子および/
またはシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭
素数2〜11の直鎖状または分枝状のアルケニルオキシ
カルボニル基、フッ素原子および/またはシアノ基で置
換されているか若しくは無置換の炭素数2〜11の直鎖
状または分枝状のアルケニルカルボニルオキシ基、また
は−(CH2)c −CF2 −(CF2 −CH2)b −(CH
F−CH2)a −R6 基を表し、R3 、R6 はそれぞれ独
立してフッ素原子および/またはシアノ基で置換されて
いるか若しくは無置換の炭素数1〜12の直鎖状または
分枝状のアルキル基、フッ素原子および/またはシアノ
基で置換されているか若しくは無置換の炭素数1〜12
の直鎖状または分枝状のアルコキシ基、フッ素原子およ
び/またはシアノ基で置換されているか若しくは無置換
の炭素数1〜11の直鎖状または分枝状のアルコキシカ
ルボニル基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換
されているか若しくは無置換の炭素数1〜11の直鎖状
または分枝状のアルキルカルボニルオキシ基、シアノ
基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換されてい
るか若しくは無置換の炭素数2〜12の直鎖状または分
枝状のアルケニル基、フッ素原子および/またはシアノ
基で置換されているか若しくは無置換の炭素数2〜12
の直鎖状または分枝状のアルケニルオキシ基、フッ素原
子および/またはシアノ基で置換されているか若しくは
無置換の炭素数2〜11の直鎖状または分枝状のアルケ
ニルオキシカルボニル基、または、フッ素原子および/
またはシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭
素数2〜11の直鎖状または分枝状のアルケニルカルボ
ニルオキシ基を表し、R2 、R4 、R5 はそれぞれ独立
して水素原子またはフッ素原子を表し、aは0、1、ま
たは2の整数を表し、bは0、1、または2の整数を表
し、cは0または1の整数を表し、sは0または1の整
数を表し、tは1、2、または3の整数を表し、uは
1、2、または3の整数を表し、vは0または1の整数
を表し、xは0または1の整数を表し、yは0、1、ま
たは2の整数を表し、zは0、1、または2の整数を表
す)で示される構成である。
【0304】上記の構成によれば、横方向、すなわち、
分子の長軸方向に垂直な方向の双極子モーメントが従来
よりも向上した横方向高双極子モーメント化合物とし
て、横方向高双極子モーメントが必要とされる液晶組成
物および液晶装置に好適に使用される新規な含フッ素化
合物を提供することができるという効果を奏する。
【0305】本発明の液晶組成物は、以上のように、本
発明にかかる上記含フッ素化合物を含む構成である。
【0306】それゆえ、上記含フッ素化合物が高い横方
向双極子モーメントを有することから、従来よりも横方
向双極子モーメントが向上した液晶組成物を提供するこ
とができるという効果を奏する。
【0307】本発明の液晶装置は、以上のように、上記
液晶組成物からなる層を有する液晶セルと、上記液晶組
成物からなる層に電界を印可する電界印可手段とを含む
構成である。
【0308】それゆえ、上記液晶組成物からなる層に用
いられる含フッ素化合物の横方向双極子モーメントが高
いことから、従来よりも横方向双極子モーメントが向上
した液晶装置を提供することができるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態にかかる液晶装置の概略
図である。
【符号の説明】
10 第1基板 12 第2基板 14 配向層 16 配向層 18 液晶層 20 線状偏向子 22 線状偏向子 24 電極層(電界印可手段) 26 電極層(電界印可手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C07D 239/34 C07D 239/34 (71)出願人 390040604 イギリス国 THE SECRETARY OF ST ATE FOR DEFENCE IN HER BRITANNIC MAJES TY’S GOVERNMENT OF THE UNETED KINGDOM OF GREAT BRITAIN AN D NORTHERN IRELAND イギリス国 ハンプシャー ジーユー14 0エルエックス ファーンボロー アイヴ ェリー ロード(番地なし) ディフェン ス エヴァリュエイション アンド リサ ーチ エージェンシー (72)発明者 ジョン クリフォード ジョーンズ イギリス国,ウスターシャー ダブリュ・ アール・13 5・イー・ディー,モルヴァ ーン,レイ シントン,クロウクロフト, ザ・オールド グラナリー(番地なし) (72)発明者 イーアン チャールズ セージ イギリス国,ウスターシャー ダブリュ・ アール・14 3・エヌ・ティー,モルヴァ ーン,ジェラルディン ロード 47 (72)発明者 ジョン ウィリアム グッドビィ イギリス国,イースト ヨークシャー エ イチ・ユー・16 4・ジェイ・イー,コッ ティンガム,ダンズウェル ロード,ブラ イア ガース(番地なし) (72)発明者 マイケル ヒード イギリス国,イースト ヨークシャー エ イチ・ユー・15 2・エー・ジェイ,サウ ス ケイブ,ハイフィールズ 88 (72)発明者 ロバート アンドリュー ルイス イギリス国,イースト ヨークシャー エ イチ・ユー・5 2・ビー・ティー,ハ ル,カーカム ドライブ 16 (72)発明者 ケネス ジョンソン トイン イギリス国,イースト ヨークシャー エ イチ・ユー・6 8・キュー・ダブリュ, ハル,ホール ロード 25

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式[1] 【化1】 (式中、Aは水素原子が4個除かれた、共役二重結合を
    有する環を表し、B、Cはそれぞれ独立して、水素原子
    が3個除かれた、共役二重結合を有する環を表し、Fで
    示される、Aが有するフルオロ置換基は、Aに付随する
    末端鎖に対してオルト位にあり、R1 はフッ素原子およ
    び/またはシアノ基で置換されているか若しくは無置換
    の炭素数1〜12の直鎖状または分枝状のアルキル基、
    フッ素原子および/またはシアノ基で置換されているか
    若しくは無置換の炭素数1〜12の直鎖状または分枝状
    のアルコキシ基、フッ素原子および/またはシアノ基で
    置換されているか若しくは無置換の炭素数1〜11の直
    鎖状または分枝状のアルコキシカルボニル基、フッ素原
    子および/またはシアノ基で置換されているか若しくは
    無置換の炭素数1〜11の直鎖状または分枝状のアルキ
    ルカルボニルオキシ基、シアノ基、フッ素原子および/
    またはシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭
    素数2〜12の直鎖状または分枝状のアルケニル基、フ
    ッ素原子および/またはシアノ基で置換されているか若
    しくは無置換の炭素数2〜12の直鎖状または分枝状の
    アルケニルオキシ基、フッ素原子および/またはシアノ
    基で置換されているか若しくは無置換の炭素数2〜11
    の直鎖状または分枝状のアルケニルオキシカルボニル
    基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換されてい
    るか若しくは無置換の炭素数2〜11の直鎖状または分
    枝状のアルケニルカルボニルオキシ基、または−(CH
    2)c −CF2 −(CF2 −CH2)b −(CHF−CH2)
    a −R6 基を表し、R3 、R6 はそれぞれ独立してフッ
    素原子および/またはシアノ基で置換されているか若し
    くは無置換の炭素数1〜12の直鎖状または分枝状のア
    ルキル基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換さ
    れているか若しくは無置換の炭素数1〜12の直鎖状ま
    たは分枝状のアルコキシ基、フッ素原子および/または
    シアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭素数1
    〜11の直鎖状または分枝状のアルコキシカルボニル
    基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換されてい
    るか若しくは無置換の炭素数1〜11の直鎖状または分
    枝状のアルキルカルボニルオキシ基、シアノ基、フッ素
    原子および/またはシアノ基で置換されているか若しく
    は無置換の炭素数2〜12の直鎖状または分枝状のアル
    ケニル基、フッ素原子および/またはシアノ基で置換さ
    れているか若しくは無置換の炭素数2〜12の直鎖状ま
    たは分枝状のアルケニルオキシ基、フッ素原子および/
    またはシアノ基で置換されているか若しくは無置換の炭
    素数2〜11の直鎖状または分枝状のアルケニルオキシ
    カルボニル基、または、フッ素原子および/またはシア
    ノ基で置換されているか若しくは無置換の炭素数2〜1
    1の直鎖状または分枝状のアルケニルカルボニルオキシ
    基を表し、R2 、R4 、R5 はそれぞれ独立して水素原
    子またはフッ素原子を表し、aは0、1、または2の整
    数を表し、bは0、1、または2の整数を表し、cは0
    または1の整数を表し、sは0または1の整数を表し、
    tは1、2、または3の整数を表し、uは1、2、また
    は3の整数を表し、vは0または1の整数を表し、xは
    0または1の整数を表し、yは0、1、または2の整数
    を表し、zは0、1、または2の整数を表す)で示され
    る含フッ素化合物。
  2. 【請求項2】上記Aはアリールテトライル基であり、B
    およびCはそれぞれ独立してアリールトリイル基である
    ことを特徴とする請求項1記載の含フッ素化合物。
  3. 【請求項3】上記Aはベンゼンテトライル基、ピリジン
    テトライル基、またはピリミジンテトライル基であり、
    BおよびCはそれぞれ独立して、ベンゼントリイル基、
    ピリジントリイル基、またはピリミジントリイル基であ
    ることを特徴とする請求項1記載の含フッ素化合物。
  4. 【請求項4】一般式[2] 【化2】 (式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表し、R’
    は炭素数1〜12のアルキル基を表し、vは0または1
    の整数を表す)で示される構造、一般式[3] 【化3】 (式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表し、R’
    は炭素数1〜12のアルキル基を表し、vは0または1
    の整数を表す)で示される構造、一般式[4] 【化4】 (式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表し、R’
    は炭素数1〜12のアルキル基を表し、vは0または1
    の整数を表す)で示される構造、一般式[5] 【化5】 (式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表し、R’
    は炭素数1〜12のアルキル基を表し、vは0または1
    の整数を表す)で示される構造、一般式[6] 【化6】 (式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表し、R’
    は炭素数1〜12のアルキル基を表し、vは0または1
    の整数を表す)で示される構造、一般式[7] 【化7】 (式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表し、R’
    は炭素数1〜12のアルキル基を表し、vは0または1
    の整数を表し、dは0または1の整数を表し、eは0ま
    たは1の整数を表す)で示される構造、一般式[8] 【化8】 (式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表し、R’
    は炭素数1〜12のアルキル基を表し、vは0または1
    の整数を表し、dは0または1の整数を表し、eは0ま
    たは1の整数を表す)で示される構造、一般式[9] 【化9】 (式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表し、R’
    は炭素数1〜12のアルキル基を表し、vは0または1
    の整数を表し、dは0または1の整数を表し、eは0ま
    たは1の整数を表す)で示される構造、一般式[10] 【化10】 (式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表し、R’
    は炭素数1〜12のアルキル基を表し、vは0または1
    の整数を表し、dは0または1の整数を表し、eは0ま
    たは1の整数を表す)で示される構造、一般式[11] 【化11】 (式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表し、R’
    は炭素数1〜12のアルキル基を表し、R2 、R4 はそ
    れぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表し、vは
    0または1の整数を表し、dは0または1の整数を表
    す)で示される構造、または一般式[12] 【化12】 (式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基を表し、R’
    は炭素数1〜12のアルキル基を表し、R2 、R4 はそ
    れぞれ独立して水素原子またはフッ素原子を表し、vは
    0または1の整数を表し、dは0または1の整数を表
    す)で示される構造を有することを特徴とする請求項1
    記載の含フッ素化合物。
  5. 【請求項5】一般式[13] 【化13】 で示される構造を有することを特徴とする請求項1記載
    の含フッ素化合物。
  6. 【請求項6】一般式[14] 【化14】 (式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル基または炭素
    数1〜12のアルコキシ基を表し、R8 は炭素数1〜1
    2のアルキル基を表す)で示される構造、一般式[1
    5] 【化15】 (式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル基または炭素
    数1〜12のアルコキシ基を表し、R8 は炭素数1〜1
    2のアルキル基を表す)で示される構造、一般式[1
    6] 【化16】 (式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル基または炭素
    数1〜12のアルコキシ基を表し、R8 は炭素数1〜1
    2のアルキル基を表す)で示される構造、一般式[1
    7] 【化17】 (式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル基または炭素
    数1〜12のアルコキシ基を表し、R8 は炭素数1〜1
    2のアルキル基を表す)で示される構造、または一般式
    [18] 【化18】 (式中、R7 は炭素数1〜12のアルキル基または炭素
    数1〜12のアルコキシ基を表し、R8 は炭素数1〜1
    2のアルキル基を表す)で示される構造を有することを
    特徴とする請求項1記載の含フッ素化合物。
  7. 【請求項7】請求項1〜6の何れか1項に記載の含フッ
    素化合物を含むことを特徴とする液晶組成物。
  8. 【請求項8】請求項7記載の液晶組成物からなる層を有
    する液晶セルと、 上記液晶組成物からなる層に電界を印可する電界印可手
    段とを含むことを特徴とする液晶装置。
JP2000112538A 1999-04-14 2000-04-13 含フッ素化合物および液晶組成物並びに液晶装置 Pending JP2000327601A (ja)

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