JP3646671B2 - 液晶性化合物、この液晶性化合物を含有する液晶組成物、及び液晶組成物を用いた液晶表示素子 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は主として、ツイストネマチック(TN)表示方式、スーパーツイストネマチック(STN)表示方式及び薄膜トランジスター(TFT)表示方式用の液晶組成物に好適な諸物性を発現せしめる新規な液晶性化合物、およびこれを用いた好適な諸物性を有する液晶組成物、ならびにこの液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示素子は液晶物質が有する光学異方性および誘電率異方性を利用するもので、時計をはじめとして電卓、ワープロ、テレビ等に広く利用され、その需要も年々増加傾向にある。液晶相は固体相と液体相の中間に位置し、ネマチック相、スメクチック相およびコレステリック相に大別される。中でもネマチック相を利用した表示素子が現在最も広く使用されている。一方表示方式はこれまで多数の方式が考案されてきたが、現在はツイストネマチック(TN)型、スーパーツイストネマチック(STN)型および薄膜トランジスタ(TFT)型の3種類が主流となっている。これら種々の液晶表示素子に必要とされる液晶性化合物の性質はその使用用途に応じて種々異なるが、いずれの液晶物質も水分、空気、熱、光等外的環境因子に対して安定であること、また、室温を中心としてできるだけ広い温度範囲で液晶相を示し、低粘性でありかつ駆動電圧が低いことが要求される。しかし、これらの条件を同時に満たす単一の液晶物質は見いだされていない。通常液晶表示素子に用いられる液晶物質は個々の表示素子に要求される最適な誘電率異方性値(△ε)、屈折率異方性値(△n)、粘度および弾性定数比K33/K11(K33:ベンド弾性定数、K11:スプレイ弾性定数)の値等の諸物性値に調整するために数種類から数十種類の液晶性化合物および必要によりさらに数種類の非液晶性化合物を混合することにより液晶組成物を調製し表示素子に使用しているのが現状である。このため他の液晶化合物との相溶性、特に最近では種々の環境下での使用への要求から低温相溶性に関しても良好であることが要求される。
【0003】
ところで近年、コントラスト、表示容量、応答時間等の表示性能の面からアクティブマトリックス方式、中でも薄膜トランジスタ(TFT)方式がテレビジョンやビューファインダー等の表示モードとして盛んに採用されている。また、大きな表示容量を持ちながら、表示素子の構造上の要因からアクティブマトリックス方式の表示素子よりも比較的簡単で安価に製造できるSTN方式もパーソナルコンピューター等のディスプレーとして多く採用されている。
【0004】
これらの分野における近年の開発傾向は小型軽量で携帯できることを特徴としたテレビやノート型パーソナルコンピューターに代表されるように液晶表示素子の小型化、携帯化が中心に進められており、液晶材料の面からはICの耐電圧との絡みから駆動電圧の低い、すなわちしきい値電圧の低い液晶性化合物ならびに液晶組成物の開発が中心に行われている。
【0005】
しきい値電圧(Vth)は以下の式(H.J.Deuling et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst., 27(1975) 81)にて表されることが知られている。Vth=π(K/ε0△ε)1/2
上式においてKは弾性定数、ε0は真空の誘電率である。この式から判るようにしきい値電圧を低下させるには誘電率異方性(△ε)を大きくするか、あるいは弾性定数を小さくするかの2通りの方法が考えられる。しかし実際には弾性定数のコントロールは非常に困難であるところから、通常は誘電率異方性(△ε)の大きな液晶材料を用いて要求に対処しているのが現状である。以上の事実を背景として誘電率異方性(△ε)の大きな液晶性化合物の開発が盛んに行われてきた。
【0006】
現在TFT方式の表示素子に使用されている液晶組成物のほとんどはフッ素系の液晶材料から構成されている。これはTFT方式においては素子の構成上高い電圧保持率(V.H.R)を必要とし、またその温度依存性が小さな材料でなければならず、フッ素系以外の材料ではこれら要求を満たせないからである。従来のフッ素系低電圧用材料として以下の化合物が開示されている。
【0007】
【化6】
【0008】
(上記構造式においてRはアルキル基を示す)
化合物(a)および(b)はいずれも化合物分子末端に数個のフッ素原子を有し、大きな誘電率異方性を示すことが報告されているが、その透明点(NI点)は低く、またその粘度は比較的大きいことが知られている。通常当該業者の間ではフッ素原子の置換数と透明点の関係および粘度との関係において単純ではないがそれぞれ反比例的および比例的な関係があることが経験的に知られている。この為これら一連の化合物のみで液晶組成物を調製した場合、要求される透明点ならびに粘度(応答速度)を達成することは困難である。これらを補う目的にて通常以下に示す化合物を代表とする減粘剤が組成物に添加され使用される。
【0009】
【化7】
【0010】
(上記構造式においてRおよびR’はアルキル基を示す)
化合物(c)は比較的低粘性ではあるが、その透明点は上述に示したような低電圧用液晶性化合物からなる液晶組成物の低い透明点を補うには低く、添加量を比較的多く必要とするため組成物の特徴が失われてしまい、上述の問題を解決する材料としては不適当である。また化合物(d)は透明点は十分高いが、4環構造であるため粘性が著しく大きく、組成物に添加した場合粘性の増加が避けられない。また化合物(d)自身がスメクチック相を有するため、調製した組成物を低温にて放置した場合、組成物中にスメクチック相が発現する場合があり、やはり上述の問題を解決するには不適当である。さらに化合物(c)および(d)はいずれもその誘電率異方性値は非常に小さく、上述のような大きな誘電率異方性値を有する低電圧用の液晶組成物に添加した場合、その誘電率異方性を著しく低下させ、その結果しきい値電圧が上昇するため、問題解決の為の好ましい化合物ではない。
【0011】
ところで近年、TFT表示方式の液晶パネルの唯一の欠点である視野角の狭さを克服する研究が盛んになされ、多くの研究成果が学会、特許公報等で発表されている。その改善策の一例として以下に示す方法が開示されている。例えば特開平4−229828号および特開平4−258923号には一対の偏光板とTN型液晶セルとの間に位相差フィルムを配置し、視野角を改善する方法が開示されており、また、特開平4−366808号および特開平4−366809号には、カイラルネマチック液晶層を位相差フィルムとして用いた二層液晶方式による方法が開示されている。しかし、上記の方法はいずれも視野角の改善は不十分であると共に、製造コストが高く、かつ液晶パネルが非常に重くなる、という問題が存在した。
【0012】
最近、視野角の問題を改善する新しい方法として、TFT表示方式を利用したIn-Plane Switching(IPS)駆動が注目を集めるようになってきた(R.Kiefer et al., JAPAN DISPLAY '92, 547(1992)、G. Baur, Freiburger Arbeitstagung Flussigkristalle, Abstract No. 22(1993) )。IPS駆動の液晶パネルの構成上の特長は従来型の液晶パネルでは上下の基板上にそれぞれ電極が設けられるのに対し、IPS駆動の液晶パネルでは片側の基板上にのみくし歯形電極を設ける点、および液晶分子の長軸方向が常に基板と平行にある点が掲げられる。IPS駆動の利点としては、視野角が広くなる点以外に、
(1)片側の基板上にのみ電極が存在するため、従来品よりセルを薄くできる
(2)また、セルが薄くできることにより製造コストの低減がはかれ、かつ
(3)電極間の距離が一定に保たれる
などが挙げられる。
【0013】
IPS駆動において高速応答、および低電圧駆動を実現するためには、使用する液晶性化合物は低粘性で、かつ大きな負の誘電率異方性を持つことが必要である。また、視角の狭さを改善するための試みのもう一つの例として、液晶分子の垂直配向を利用する方式が挙げられる(特開平2−176625号公報)。本方式の特徴の一つは、誘電率異方性が負の液晶組成物を使用することである。ところで従来知られている負に大きな誘電率異方性を有する化合物としては以下に示す化合物が特許公報で開示されている。
【0014】
【化8】
【0015】
(上記構造式においてRはアルキル基を示す)
化合物(e)(特公昭61−26899号)は2、3−ジシアノ−1、4−フェニレン基をその部分構造に有し、負に大きな誘電率異方性を示すことが報告されている。しかし、シアノ基を有する為、上述のように電圧保持率の温度依存性が大きく、さらに粘度が著しく大きなことから、TFT表示方式を利用したIPS駆動用の液晶材料としては使用できない。このようにIPS駆動において高速応答、および低電圧駆動を実現するための特性をバランスよく併せ持つ化合物は今までに知られていなかった。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、TFT表示方式にも十分使用できる高い比抵抗値および高い電圧保持率を有し、熱や紫外線照射に対しても安定であり、かつ減粘剤としての効果、すなわち
1)組成物の透明点を向上させる効果
2)組成物の粘度を低減させる効果
3)組成物の誘電率異方性を低下(しきい値電圧を上昇)させない効果
を総合的にバランスよく有し、さらにIPS駆動あるいは特開平2−176625号公報に記載されているような垂直配向方式の表示素子に十分対応できる低粘性で大きな負の誘電率異方性を持つ液晶性化合物、これを含有する液晶組成物及び該液晶組成物を用いて作成した液晶表示素子を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
従来2つのフェニレン基を−CF2O−結合基で架橋した部分構造を有し、分子両末端基がアルキル基である化合物については既に2環系の化合物(f)についてのみ特開平2−289529号公報にて構造式が開示されている。しかし上記公報中には構造式の記載はあるものの化合物の物理データならびに液晶性化合物としての有用性を評価する具体的な物性値等は全く開示されておらず、その特徴は全く知られていなかった。
【0018】
【化9】
【0019】
そこで発明者らは2つの環構造を−CF2O−結合基で架橋した部分構造を有し、分子両末端基がアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルキニル基等から選択される特定の2環、3環または4環系化合物を考案し、その物性を鋭意検討したところ、高い透明点を有するばかりか、当初発明者らが予想したよりも極めて低粘性であり、かつ中程度の誘電率異方性値(△ε=〜4.0)を示すこと、さらに2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基なる部分構造と、−COO−、−CF2O−または−OCF2−なる結合基を同時に有する化合物が大きな負の誘電率異方性値を示すばかりか、他の液晶化合物との相溶性に優れ、また高い比抵抗、及び高い電圧保持率を有し、かつ物理的・化学的にも安定であることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
【0020】
すなわち本発明は、〔1〕〜〔15〕の構成を有する。
[1]一般式(1)
【化10】
【0021】
(式中、R1及びY1は炭素数1〜20のアルキル基を示し、このアルキル基中の相隣接しない1個以上のメチレン基は酸素原子、硫黄原子、またはビニレン基で置換されてもよく、
m及びnは0または1を示すが、m+n=1であり、
X1は1,2−エチレン基またはビニレン基を示し、X2またはX3は−COO−を示し、
環A1〜環A3はそれぞれ、環上のCH2基が酸素原子で置換されていてもよいトランス−1,4−シクロヘキシレン基または1個以上の水素原子がフッ素原子または塩素原子で置換されてもよい1,4−フェニレン基を示し、環A4は2,3−ジフルオロ−1,4フェニレン基を示す。
但し、X1が1,2−エチレン基である場合は、環A2または環A3は基中の1個以上の水素原子がフッ素原子で置換された1,4−フェニレン基を示す。)
で示される液晶性化合物。
【0022】
[2]一般式(1)において、X 1 がビニレン基であり、mが1であり、そして環A2が1,4−フェニレン基である[1]に記載の液晶性化合物。
[3]一般式(1)において、X 1 がビニレン基であり、mが1であり、そして環A2がトランス−1,4−シクロへキシレン基である[1]に記載の液晶性化合物。
[4]一般式(1)において、X1が1,2−エチレン基であり、mが1であり、そして環A 2 が3−フルオロ−1,4−フェニレン基である[1]に記載の液晶性化合物。
[5][1]項に記載の一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする、少なくとも2成分からなる液晶組成物。
[6]第一成分として[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として一般式(2)、(3)、及び(4)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【0023】
【化11】
【0024】
(式中、R2は炭素数1〜10のアルキル基を示し、このアルキル基中の相隣接しない1個以上のメチレン基は酸素原子または−CH=CH−で置換されていてもよく、またこのアルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよく、Y2はフッ素原子、塩素原子、−OCF3、−OCF2H、−CF3、−CF2H、−CFH2 、−OCF2CF2H、または−OCF2CFHCF3を示し、
L1及びL2は互いに独立して水素原子またはフッ素原子を示し、
Z1及びZ2は互いに独立して1,2−エチレン基、ビニレン基、1,4−ブチレン基、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、または単結合を示し、
環Bはトランス−1,4−シクロへキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、または水素原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フェニレンを示し、
環Cはトランス−1,4−シクロへキシレン、または水素原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フェニレンを示し、
また、これらの化合物を構成する各原子はその同位体で置換されていてもよい。)
[7]第一成分として[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として一般式(5)及び(6)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【0025】
【化12】
【0026】
(式中、R3及びR4は互いに独立して炭素数1〜10のアルキル基を示し、このアルキル基中の相隣接しない1個以上のメチレン基は酸素原子またはビニレン基で置換されていてもよく、またこのアルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよく、
Y3は、CN基または−C≡C−CNを示し、
環Dはトランス−1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、または1,3−ジオキサン−2,5−ジイルを示し、
環Eはトランス−1,4−シクロへキシレン、水素原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フェニレン、またはピリミジン−2,5−ジイルを示し、
環Fはトランス−1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、
Z3は1,2−エチレン基、−COO−、または単結合を示し、
L3、L4、及びL5は互いに独立して水素原子またはフッ素原子を示し、
a、b、及びcは互いに独立して0または1を示し、
また、これらの化合物を構成する各原子はその同位体で置換されていてもよい。)
[8]第一成分として[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として一般式(7)、(8)、及び(9)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【0027】
【化13】
【0028】
(式中、R5及びR6は互いに独立して炭素数1〜10のアルキル基を示し、このアルキル基中の相隣接しない1個以上のメチレン基は酸素原子または−CH=CH−で置換されてもよく、またこのアルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよく、
環G、環I、及び環Jは互いに独立して、トランスー1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、または1個以上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フェニレンを示し、
Z4及びZ5は互いに独立して、−C≡C−、−COO−、−CH2CH2−、−CH=CH−、または単結合を示し、
また、これらの化合物を構成する各原子はその同位体で置換されていてもよい。)
[9]第一成分として[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として一般式(10)、(11)、及び(12)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【0029】
【化14】
【0030】
(式中、R7及びR8は互いに独立して炭素数1〜10のアルキル基を示し、このアルキル基中の相隣接しない1個以上のメチレン基は酸素原子または−CH=CH−で置換されてもよく、またこのアルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよく、
環Kはトランスー1,4−シクロヘキシレン、または1,4−フェニレンを示し、Z6及びZ7は互いに独立して、−CH2CH2−、−CH2O−、または単結合を示し、
また、これらの化合物を構成する各原子はその同位体で置換されていてもよい。)
【0031】
[10]第一成分として[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として[8]に記載の一般式(7)、(8)及び(9)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有し、第三成分として[11]に記載の一般式(10)、(11)、及び(12)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
[11]第一成分として[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として[6]に記載の一般式(2)、(3)、及び(4)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有し、第三成分として[8]に記載の一般式(7)、(8)、及び(9)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【0032】
[12]第一成分として[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として[7]に記載の一般式(5)及び(6)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有し、第三成分として[8]に記載の一般式(7)、(8)、及び(9)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
[13]第一成分として[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として[6]に記載の一般式(2)、(3)、及び(4)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有し、第三成分として[7]に記載の一般式(5)及び(6)からなる化合物群から選択される化合物を1種類含有し、第四成分として[8]に記載の一般式(7)、(8)、及び(9)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
[14][5]〜[13]のいずれか1項に記載の液晶組成物に加えて、さらに1種以上の光学活性化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
[15][5]〜[14]のいずれかに記載の液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子。
以上
【0033】
本発明の(1)式の化合物はいずれも高い透明点を有し、さらに低粘性である。また、環構造として2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基を選択していない化合物は中程度の誘電率異方性値(△ε=〜4.0)を示し、一方、環構造として2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基を選択した化合物は大きな負の誘電率異方性値を示す。これら化合物はいずれも他の液晶化合物との相溶性に優れ、また高い比抵抗、及び高い電圧保持率を有し、かつ物理的・化学的にも安定である。
【0034】
さらに詳しくはその分子末端置換基にアルキル基を選択したものは非常に高い電圧保持率を示し、TFT方式の表示素子用の減粘剤として非常に有効であり、また、分子末端基にアルケニル基等を選択したものは比較的大きな弾性定数比を示し、STN方式の表示素子用の減粘剤として非常に有効である。
また、環構造として2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基を選択していない化合物は従来の技術の項にも示した化合物(c)あるいは(d)と比較し、中程度の誘電率異方性値を有するため、誘電率異方性の大きな低電圧用の液晶組成物に添加した場合、誘電率異方性の低下(しきい値電圧の上昇)を抑制しながら、透明点を上昇させ、さらに粘度を維持あるいは低下させることが可能である。
【0035】
一方、環構造として2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基を選択したものは上述のように低粘性であり、かつ大きな負の誘電率異方性値を示すことから、IPS駆動や特開平2−176625号公報に記載されているような垂直配向方式の表示素子において本発明の化合物を使用することにより、低電圧駆動で、かつ高速応答の可能な液晶組成物および液晶表示素子の提供が可能である。
言うまでもなく本発明の化合物はいずれも好適な物性を示すが、(1)式のR1、Y1、環A1、A2、A3、A4、X1、X2、X3、mおよびnを適切に選択した化合物を使用することで目的に応じた液晶組成物を調製できる。
【0036】
すなわち特に液晶温度範囲がより高温側になければならない液晶組成物に使用する場合はm=n=1である4環系の化合物を、そうでない場合は2環系または3環系の化合物を用いれば良い。
アクティブマトリックス用の液晶組成物等の特に高い電圧保持率を必要とする場合には側鎖R1およびY1にアルキル基またはアルコキシ基を選択し、STN用等の大きな弾性定数比を必要とする場合には側鎖R1およびY1にアルケニル基、アルキニル基等の不飽和結合基を有する置換基を選択すれば良い。
【0037】
また、誘電率異方性値が正に比較的大きな化合物を得る為には、2つの1、4−フェニレン基を−CF2O−で架橋した部分構造を有する化合物を選択し、さらにジフルオロメチレン側のフェニル環のオルト位に1つまたは2つのフッ素原子を置換すれば良く、更に大きな誘電率異方性値の要求に対しては、上述のフッ素原子置換体の酸素原子側のフェニル環上のメタ位にさらに1つまたは2つのフッ素原子を置換すれば良く、双極子が同一方向に向くように導入することで目的が達成できる。
【0038】
また、誘電率異方性値が負に大きな化合物を得る為には、結合基X1、X2、X3、のいずれかに−CF2O−あるいは−COO−を選択し、それら結合基の酸素原子側の環構造として2、3−ジフルオロ−1、4−フェニレン基を選択すれば良い。また、上記の2、3−ジフルオロ−1、4−フェニレン基の代わりに2、3−ジフルオロ−4−アルコキシフェニル基を選択したものはさらに大きな負の誘電率異方性を示す。
【0039】
屈折率異方性値も(1)式のR1、Y1、環A1、A2、A3、A4、X1、X2、X3、mおよびnを適切に選択することで任意に調製できる。すなわち大きな屈折率異方性値が必要な場合には1、4−フェニレン環を多く含み、結合基が単結合である化合物を選択すれば良く、小さな屈折率異方性値が必要な場合にはトランス−1、4−シクロヘキシレンを多く含む化合物を選択すれば良い。
【0040】
本発明において「アルキル基」という用語は1〜15個の炭素原子を有する直鎖および枝別れしたアルキル基を意味し、特に低粘性という観点から1〜5個の炭素原子を有する基が好ましい。具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソアミル基、イソヘキシル基、2−メチルブチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基等が好ましいが、ラセミ体、S体、R体を網羅する。
【0041】
本発明において「アルケニル基」という用語は2〜15個の炭素原子を有する直鎖のアルケニル基を意味し、1E−アルケニル、2Z−アルケニル、3E−アルケニル、4−アルケニル基が好ましく、さらに具体的には1−エテニル、1E−プロペニル、1E−ブテニル、1E−ヘキセニル、2−プロペニル、2Z−ブテニル、2Z−ペンテニル、2Z−ヘキセニル、3−ブテニル、3E−ペンテニル、3E−ヘキセニル基を掲げることができる。
【0042】
環A1、A2、A3およびA4としてはベンゼン環、シクロヘキサン環、ピリミジン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ジオキサン環、ジチアン環あるいはそれのハロゲン置換された環が掲げられるが、特に好ましくはシクロヘキサン環、ベンゼン環あるいはそれのハロゲン置換された環である。
本発明の一般式(1)で表される化合物の好ましい態様は、次の各一般式により表される化合物である。
(ただし下記のおいてR1、Y1は前記と同一の意味を表す。)
【0043】
【化15】
【0044】
これらの一般式で表される化合物はいずれも非常に粘度が低く、かつ誘電率異方性が負に大きな特長を示すことから、本化合物を組成物の成分として添加した場合、組成物の粘度を上昇させずに誘電率異方性をのみを負に増大させることが可能で、IPS駆動あるいは特開平2−176625号公報に記載されているような垂直配向方式の表示素子において低電圧駆動と高速応答を両立できる液晶組成物を提供できる。
【0045】
また、これらの一般式においてR1およびY1の1つ以上がアルケニル基である誘導体はいずれも非常に大きな弾性定数比K33/K11を示し、同じ骨格を有する飽和型の化合物と比較し、低粘性でありかつ高い透明点を示す。
上述のように本発明化合物は優れた特徴を有し、本発明化合物の使用により改善された特性を有する液晶組成物、液晶表示素子の提供が可能である。
【0046】
以下、本発明の液晶組成物に関して説明する。本発明に係る液晶組成物は、一般式(1)で表される化合物の少なくとも1種類を0.1〜99.9重量%の割合で含有することが、優良な特性を発現せしめるために好ましい。
さらに詳しくは、本発明により提供される液晶組成物は、一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種類含有する第一成分に加え、液晶組成物の目的に応じて一般式(2)〜(4)で表される化合物群から任意に選択される化合物を混合することにより完成する。
一般式(2)〜(4)で表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。(式中、R2及びY2は前記と同じの意味を示す。)
【0047】
【化16】
【0048】
【化17】
【0049】
【化18】
【0050】
【化19】
【0051】
【化20】
【0052】
【化21】
【0053】
【化22】
【0054】
【化23】
【0055】
【化24】
【0056】
一般式(2)〜(4)で表される化合物は正の誘電率異方性値を有し、熱的安定性や化学的安定性が非常に優れており、高い電圧保持率、および大きな比抵抗値で代表される高信頼性が要求されるTFT表示方式用の液晶組成物を調製する場合には特に有用な化合物である。
TFT表示方式用の液晶組成物を調製する場合、一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種類含有する第一成分に加え、一般式(2)〜(4)で表される化合物を、液晶組成物の全重量に対して0.1〜99.9重量%の範囲で任意に使用できるが、10〜97重量%が好ましい。より好ましくは40〜95重量%である。
【0057】
STN表示方式またはTN表示方式用の液晶組成物を調製する場合にも、一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種類含有する第一成分に加え、一般式(2)〜(4)で表される化合物を使用することができるが、50重量%以下の使用量が好ましい。
このようにして得られる一般式(1)で表される化合物と一般式(2)〜(4)で表される化合物とからなる液晶組成物の粘度を調整する目的で、この組成物に後記の一般式(5)〜(12)で表される化合物群から選ばれた化合物をさらに添加してもよい。
一般式(5)〜(6)で表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。(式中、R3、R4およびY3は前記と同一の意味を示す
。)
【0058】
【化25】
【0059】
【化26】
【0060】
【化27】
【0061】
【化28】
【0062】
一般式(5)〜(6)で表される化合物は、大きな正の誘電率異方性値を有し、特に液晶組成物のしきい値電圧を小さくする目的で使用される。また、屈折率異方性値の調整、透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的にも使用される。さらに、STN表示方式またはTN表示方式用の液晶組成物の電圧−透過率曲線の急峻性を改良する目的にも使用される。
【0063】
一般式(5)〜(6)で表される化合物の使用量を増加させると、液晶組成物のしきい値電圧が小さくなり、粘度が上昇する。したがって、液晶組成物の粘度が要求特性を満足する限り、多量に使用した方が低電圧駆動できるので有利である。一般式(5)〜(6)で表される化合物の使用量は、STN表示方式またはTN表示方式用の液晶組成物を調製する場合には、0.1〜99.9重量%の範囲で任意に使用できるが、10〜97重量%、より好ましくは40〜95重量%である。
本発明で用いられる一般式(7)〜(9)で表される化合物として好ましくは、以下の化合物を挙げることができる。(式中、R5及びR6は前記と同じ意味を示す)
【0064】
【化29】
【0065】
【化30】
【0066】
【化31】
【0067】
一般式(7)〜(9)で表される化合物は、誘電率異方性値の絶対値が小さく、中性に近い化合物である。一般式(7)で表される化合物は、主として液晶組成物の粘度調整、または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。また、一般式(8)及び(9)で表される化合物は、液晶組成物の透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的、または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。
【0068】
一般式(7)〜(9)で表される化合物の使用量を増加させると液晶組成物のしきい値電圧が大きくなり、粘度が小さくなる。従って、液晶組成物のしきい値電圧が満足している限り、多量に使用することが望ましい。一般式(7)〜(9)で表される化合物の使用量は、TFT表示方式用の液晶組成物を調整する場合には40重量%、より好ましくは35重量%以下が好適である。また、STN表示方式またはTN表示方式用の液晶組成物を調整する場合には70重量%以下、より好ましくは60重量%以下である。
本発明で用いられる一般式(10)〜(12)で表される化合物として好ましくは、以下の化合物を挙げることができる。(式中、R7及びR8は前記と同一の意味を示す)
【0069】
【化32】
【0070】
【化33】
【0071】
一般式(10)〜(12)で表される化合物は、誘電率異方性値が負であり、誘電率異方性値が正の化合物と混合することにより、誘電率異方性値の関数である液晶組成物の弾性定数をコントロールすることができ、このことによって、液晶組成物の電圧−透過率曲線の急峻性を制御できる。したがって、種々の駆動方式に利用できる。
【0072】
一般式(10)〜(12)で表される化合物の使用量は、TFT表示方式、STN表示方式またはTN表示方式用の液晶組成物を調製する場合には、0.1〜99.9重量%の範囲で任意に使用できるが、10〜97重量%、より好ましくは10〜60重量%である。
【0073】
OCB(Optically Compensated Birefringence)モード用液晶組成物等の特別な場合を除き、通常液晶組成物のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を調整し、逆ねじれ(reverse twist)を防ぐ目的で液晶組成物に光学活性化合物を添加することがあるが、本発明の液晶組成物においても同様に光学活性化合物を添加することができる。このような目的に公知のいずれの光学活性化合物も使用できるが、好ましい光学活性化合物を以下に挙げる。
【0074】
【化34】
【0075】
本発明の液晶組成物は、通常、これらの光学活性化合物を添加して、ねじれのピッチを調整する。ねじれのピッチは、TFT表示方式及びTN表示方式用の液晶組成物であれば、10〜200μmの範囲に調整するのが好ましい。STN表示方式用の液晶組成物であれば、6〜20μmの範囲に調整するのが好ましい。また、双安定(Bistable TN)モード用の場合は、1.5〜4μmの範囲に調整するのが好ましい。また、ピッチの温度依存性を調整する目的で、2種類以上の光学活性化合物を添加してもよい。
本発明の液晶組成物は、それ自体慣用な方法で調製される。一般には、種々の成分を高い温度で互いに溶解させる方法がとられる。
【0076】
本発明の液晶組成物は、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系及びテトラジン系等の二色性色素を添加して、ゲストホスト(GH)モード用の液晶組成物としても使用できる。また、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したNCAPや液晶中に三次元網目状高分子を作製したポリマーネットワーク液晶表示素子(PNLCD)に代表されるポリマー分散型液晶表示素子(PDLCD)用の液晶組成物としても使用できる。その他、複屈折制御(ECB)モードや動的散乱(DS)モード用の液晶組成物としても使用できる。
【0077】
本発明の液晶性化合物を含有するネマチック液晶組成物として以下に示すような組成例を示すことができる。ただし、組成例中の化合物は、表1に示す取り決めに従い略号で示した。
また、トランス−1,4−シクロヘキシレンの水素原子がQ1、Q2、Q3の位置で重水素原子によって置換された場合には、記号H[1D、2D、3D]と表記し、Q5、Q6、Q7の位置で重水素原子によって置換された場合には、記号H[5D、6D、7D]と表記して、[ ]内の番号で重水素置換位置を示した。
【0078】
【化35】
【0079】
【表1】
【0080】
組成例1
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 15.0%
1V2−BEB(F,F)−C 5.0%
3−HB−C 25.0%
2−BTB−1 11.0%
3−HH−4 10.0%
3−HHB−1 10.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
3−HB(F)TB−2 6.0%
3−HB(F)TB−3 6.0%
CM33 0.8部
【0081】
組成例2
5−HVHEB(2F,3F)−O2 7.0%
V2−HB−C 12.0%
1V2−HB−C 12.0%
3−HB−C 15.0%
3−H[1D,2D,3D]−C 9.0%
3−HB(F)−C 5.0%
2−BTB−1 2.0%
3−HH−4 6.0%
3−HH−VFF 6.0%
2−H[1D,2D,3D]HB−C 3.0%
3−HHB−C 3.0%
3−HB(F)TB−2 6.0%
3−H2BTB−2 5.0%
3−H2BTB−3 5.0%
3−H2BTB−4 4.0%
【0082】
組成例3
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 10.0%
2O1−BEB(F)−C 5.0%
3O1−BEB(F)−C 15.0%
4O1−BEB(F)−C 13.0%
5O1−BEB(F)−C 11.0%
2−HHB(F)−C 15.0%
3−HHB(F)−C 15.0%
3−HB(F)TB−2 4.0%
3−HB(F)TB−3 4.0%
3−HB(F)TB−4 4.0%
3−HHB−O1 4.0%
【0083】
組成例4
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 6.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 6.0%
5−PyB−F 4.0%
3−PyB(F)−F 4.0%
2−BB−C 5.0%
4−BB−C 4.0%
5−BB−C 5.0%
2−PyB−2 2.0%
3−PyB−2 2.0%
4−PyB−2 2.0%
6−PyB−O5 3.0%
6−PyB−O6 3.0%
6−PyB−O7 3.0%
3−PyBB−F 6.0%
4−PyBB−F 6.0%
5−PyBB−F 6.0%
3−HHB−1 5.0%
2−H2BTB−2 4.0%
2−H2BTB−3 4.0%
2−H2BTB−4 5.0%
3−H2BTB−2 5.0%
3−H2BTB−3 5.0%
3−H2BTB−4 5.0%
【0084】
組成例5
5−HVHEB(2F,3F)−O2 7.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 13.0%
3−HB−C 18.0%
7−HB−C 3.0%
1O1−HB−C 10.0%
3−HB(F)−C 10.0%
2−PyB−2 2.0%
3−PyB−2 2.0%
4−PyB−2 2.0%
1O1−HH−3 4.0%
2−BTB−O1 5.0%
3−HHB−F 4.0%
3−HHB−O1 4.0%
3−H2BTB−2 3.0%
3−H2BTB−3 3.0%
2−PyBH−3 4.0%
3−PyBH−3 3.0%
3−PyBB−2 3.0%
【0085】
組成例6
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 4.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 4.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 4.0%
5−BEB(F)−C 5.0%
V−HB−C 11.0%
5−PyB−C 6.0%
4−BB−3 11.0%
3−HH−2V 6.0%
5−HH−V 11.0%
V−HHB−1 7.0%
V2−HHB−1 11.0%
3−HHB−1 5.0%
1V2−HBB−2 10.0%
3−HHEBH−3 5.0%
【0086】
組成例7
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 7.0%
2O1−BEB(F)−C 5.0%
3O1−BEB(F)−C 12.0%
5O1−BEB(F)−C 4.0%
1V2−BEB(F,F)−C 16.0%
3−HB−O2 10.0%
3−HH−4 3.0%
3−HHB−F 3.0%
3−HHB−1 3.0%
3−HHB−O1 2.0%
3−HBEB−F 4.0%
3−HHEB−F 7.0%
5−HHEB−F 7.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
3−HB(F)TB−2 5.0%
【0087】
組成例8
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 10.0%
2−BEB−C 12.0%
3−BEB−C 4.0%
4−BEB−C 6.0%
3−HB−C 28.0%
3−HEB−O4 12.0%
4−HEB−O2 8.0%
5−HEB−O1 8.0%
3−HEB−O2 6.0%
3−HHB−1 2.0%
3−HHB−O1 4.0%
【0088】
組成例9
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
2−BEB−C 10.0%
5−BB−C 12.0%
7−BB−C 7.0%
1−BTB−3 7.0%
2−BTB−1 10.0%
1O−BEB−2 10.0%
1O−BEB−5 10.0%
2−HHB−1 4.0%
3−HHB−F 4.0%
3−HHB−1 7.0%
3−HHB−O1 4.0%
【0089】
組成例10
5−HVHEB(2F,3F)−O2 7.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 8.0%
1V2−BEB(F,F)−C 8.0%
3−HB−C 10.0%
V2V−HB−C 14.0%
V2V−HH−3 16.0%
3−HB−O2 4.0%
3−HHB−1 10.0%
3−HHB−3 3.0%
3−HB(F)TB−2 4.0%
3−HB(F)TB−3 4.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
【0090】
組成例11
5−HVHEB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 6.0%
5−BTB(F)TB−3 10.0%
V2−HB−TC 10.0%
3−HB−TC 10.0%
3−HB−C 10.0%
5−HB−C 7.0%
5−BB−C 3.0%
2−BTB−1 10.0%
2−BTB−O1 5.0%
3−HH−4 5.0%
3−HHB−1 10.0%
3−H2BTB−2 3.0%
3−H2BTB−3 3.0%
3−HB(F)TB−2 3.0%
【0091】
組成例12
5−HVHEB(2F,3F)−O2 3.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 4.0%
1V2−BEB(F,F)−C 6.0%
3−HB−C 18.0%
2−BTB−1 10.0%
5−HH−VFF 30.0%
1−BHH−VFF 8.0%
1−BHH−2VFF 4.0%
3−H2BTB−2 5.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
3−HHB−1 4.0%
【0092】
組成例13
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 10.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 10.0%
2−HB−C 5.0%
3−HB−C 12.0%
3−HB−O2 12.0%
2−BTB−1 3.0%
3−HHB−1 3.0%
3−HHB−F 4.0%
3−HHB−O1 2.0%
3−HHEB−F 4.0%
5−HHEB−F 4.0%
2−HHB(F)−F 7.0%
3−HHB(F)−F 7.0%
5−HHB(F)−F 7.0%
3−HHB(F,F)−F 5.0%
【0093】
組成例14
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 10.0%
2−HHB(F)−F 17.0%
3−HHB(F)−F 17.0%
5−HHB(F)−F 16.0%
2−H2HB(F)−F 10.0%
3−H2HB(F)−F 5.0%
2−HBB(F)−F 6.0%
3−HBB(F)−F 6.0%
5−HBB(F)−F 13.0%
CN 0.3部
【0094】
組成例15
5−HVHEB(2F,3F)−O2 8.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
7−HB(F)−F 5.0%
5−H2B(F)−F 5.0%
3−HB−O2 10.0%
3−HH−4 2.0%
3−HH[5D,6D,7D]−4 3.0%
2−HHB(F)−F 10.0%
3−HHB(F)−F 5.0%
5−HH[5D,6D,7D]B(F)−F 10.0%
3−H2HB(F)−F 5.0%
2−HBB(F)−F 3.0%
3−HBB(F)−F 3.0%
5−HBB(F)−F 6.0%
2−H2BB(F)−F 5.0%
3−H2BB(F)−F 6.0%
3−HHB−O1 5.0%
3−HHB−3 4.0%
【0095】
組成例16
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 3.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 3.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 4.0%
7−HB(F,F)−F 3.0%
3−HB−O2 7.0%
2−HHB(F)−F 10.0%
3−HHB(F)−F 10.0%
2−HBB(F)−F 9.0%
3−HBB(F)−F 9.0%
5−HBB(F)−F 16.0%
2−HBB−F 4.0%
3−HBB−F 4.0%
5−HBB−F 3.0%
3−HBB(F,F)−F 5.0%
5−HBB(F,F)−F 10.0%
【0096】
組成例17
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 15.0%
7−HB(F,F)−F 3.0%
3−H2HB(F,F)−F 12.0%
4−H2HB(F,F)−F 10.0%
5−H2HB(F,F)−F 10.0%
3−HHB(F,F)−F 5.0%
4−HHB(F,F)−F 5.0%
3−HH2B(F,F)−F 15.0%
3−HBB(F,F)−F 12.0%
5−HBB(F,F)−F 7.0%
3−HBCF2OB(F,F)−F 6.0%
【0097】
組成例18
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 10.0%
7−HB(F,F)−F 5.0%
3−H2HB(F,F)−F 12.0%
3−HHB(F,F)−F 10.0%
4−HHB(F,F)−F 5.0%
3−HBB(F,F)−F 10.0%
3−HHEB(F,F)−F 10.0%
4−HHEB(F,F)−F 3.0%
5−HHEB(F,F)−F 3.0%
2−HBEB(F,F)−F 3.0%
3−HBEB(F,F)−F 5.0%
5−HBEB(F,F)−F 3.0%
3−HDB(F,F)−F 15.0%
3−HHBB(F,F)−F 6.0%
【0098】
組成例19
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 10.0%
3−BCF2OB(2F,3F)−O2 10.0%
3−HHB(F,F)−F 9.0%
3−H2HB(F,F)−F 8.0%
4−H2HB(F,F)−F 8.0%
5−H2HB(F,F)−F 8.0%
3−HBB(F,F)−F 11.0%
5−HBB(F,F)−F 10.0%
3−H2BB(F,F)−F 10.0%
5−HHBB(F,F)−F 3.0%
5−HHEBB−F 2.0%
3−HH2BB(F,F)−F 3.0%
1O1−HBBH−4 4.0%
1O1−HBBH−5 4.0%
【0099】
組成例20
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 4.0%
5−B2BCF2OB(2F,3F)−O2 4.0%
3−BCF2OB(2F,3F)−O2 4.0%
5−HB−F 12.0%
6−HB−F 9.0%
7−HB−F 7.0%
2−HHB−OCF3 7.0%
3−HHB−OCF3 7.0%
4−HHB−OCF3 7.0%
5−HHB−OCF3 5.0%
3−HH2B−OCF3 4.0%
5−HH2B−OCF3 4.0%
3−HHB(F,F)−OCF3 5.0%
3−HBB(F)−F 8.0%
3−HH2B(F)−F 3.0%
3−HB(F)BH−3 3.0%
5−HBBH−3 3.0%
3−HHB(F,F)−OCF2H 4.0%
【0100】
組成例21
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 15.0%
3−HEB−O4 23.0%
4−HEB−O2 18.0%
5−HEB−O1 18.0%
3−HEB−O2 14.0%
5−HEB−O2 12.0%
【0101】
組成例22
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 15.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 5.0%
3−HB−O2 10.0%
3−HB−O4 10.0%
3−HEB−O4 16.0%
4−HEB−O2 13.0%
5−HEB−O1 13.0%
3−HEB−O2 10.0%
5−HEB−O2 8.0%
【0102】
組成例23
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 15.0%
3−HB−O2 15.0%
3−HB−O4 10.0%
3−HEB−O4 10.0%
4−HEB−O2 7.0%
5−HEB−O1 7.0%
3−HEB−O2 6.0%
5−HEB−O2 5.0%
3−HB(2F,3F)−O2 7.0%
5−HHB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HBB(2F,3F)−2 5.0%
5−HBB(2F,3F)−O2 4.0%
5−BB(2F,3F)B−3 4.0%
【0103】
組成例24
3−BCF2OB(2F,3F)−O2 20.0%
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 15.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 15.0%
3−HB(2F,3F)−O2 20.0%
5−HHB(2F,3F)−O2 10.0%
5−HHB(2F,3F)−101 5.0%
5−HBB(2F,3F)−2 10.0%
5−HBB(2F,3F)−101 5.0%
【0104】
組成例25
3−BCF2OB(2F,3F)−O2 10.0%
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 5.0%
5−BBCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
3−DB−C 10.0%
4−DB−C 10.0%
2−BEB−C 12.0%
3−BEB−C 4.0%
3−PyB(F)−F 6.0%
3−HEB−O2 3.0%
5−HEB−O2 4.0%
5−HEB−5 5.0%
4−HEB−5 5.0%
1O−BEB−2 4.0%
3−HHB−1 3.0%
3−HHEBB−C 3.0%
3−HBEBB−C 3.0%
5−HBEBB−C 3.0%
【0105】
組成例26
3−H2HCF2OB(2F,3F)−O2 10.0%
3−HVBCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
5−H2BCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
3−HHBCF2OB(2F,3F)−O2 3.0%
2O1−BEB(F)−C 5.0%
3O1−BEB(F)−C 12.0%
5O1−BEB(F)−C 4.0%
1V2−BEB(F,F)−C 10.0%
3−HH−EMe 5.0%
3−HB−O2 18.0%
7−HEB−F 2.0%
3−HHEB−F 2.0%
5−HHEB−F 2.0%
3−HBEB−F 4.0%
2O1−HBEB(F)−C 2.0%
3−HB(F)EB(F)−C 2.0%
3−HBEB(F,F)−C 2.0%
3−HHB−F 2.0%
3−HHB−3 1.0%
3−HEBEB−F 2.0%
3−HEBEB−1 2.0%
【0106】
組成例27
3−B(F)EB(2F,3F)−O2 5.0%
3−BCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
5−H2BCF2OB(2F,3F)−O2 10.0%
5−B2BCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HB−CL 4.0%
7−HB−CL 4.0%
1O1−HH−5 3.0%
2−HBB(F)−F 8.0%
3−HBB(F)−F 8.0%
4−HHB−CL 4.0%
5−HHB−CL 8.0%
3−H2HB(F)−CL 4.0%
3−HBB(F,F)−F 10.0%
5−H2BB(F,F)−F 9.0%
3−HB(F)VB−2 4.0%
3−HB(F)VB−3 4.0%
【0107】
組成例28
3−B(F)EB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HVBEB(2F,3F)−O3 5.0%
5−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 5.0%
5−H4HB(F,F)−F 7.0%
5−H4HB−OCF3 15.0%
3−H4HB(F,F)−CF3 3.0%
3−HB−CL 6.0%
5−HB−CL 4.0%
2−H2BB(F)−F 5.0%
3−H2BB(F)−F 10.0%
5−HVHB(F,F)−F 5.0%
3−HHB−OCF3 5.0%
3−H2HB−OCF3 5.0%
V−HHB(F)−F 5.0%
3−HHB(F)−F 5.0%
5−HHEB−OCF3 2.0%
3−HBEB(F,F)−F 5.0%
5−HH−V2F 3.0%
【0108】
組成例29
5−B(F)CF2OB(2F,3F)−O1 5.0%
3−H2HB(F)EB(2F,3F)−O2 3.0%
3−HH2BCF2OB(2F,3F)−O2 3.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
2−HHB(F)−F 2.0%
3−HHB(F)−F 2.0%
5−HHB(F)−F 2.0%
2−HBB(F)−F 6.0%
3−HBB(F)−F 6.0%
5−HBB(F)−F 10.0%
2−H2BB(F)−F 9.0%
3−H2BB(F)−F 9.0%
3−HBB(F,F)−F 15.0%
5−HBB(F,F)−F 19.0%
1O1−HBBH−4 4.0%
【0109】
組成例30
5−B(F)CF2OB(2F,3F)−O1 5.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HB−CL 12.0%
3−HH−4 2.0%
3−HB−O2 20.0%
3−H2HB(F,F)−F 5.0%
3−HHB(F,F)−F 8.0%
3−HBB(F,F)−F 6.0%
2−HHB(F)−F 5.0%
3−HHB(F)−F 5.0%
5−HHB(F)−F 5.0%
2−H2HB(F)−F 2.0%
3−H2HB(F)−F 1.0%
5−H2HB(F)−F 2.0%
3−HHBB(F,F)−F 4.0%
3−HBCF2OB−OCF3 4.0%
5−HBCF2OB(F,F)−CF3 4.0%
3−HHB−1 3.0%
3−HHB−1 3.0%
3−HHB−O1 2.0%
【0110】
組成例31
5−HBCF2OB−3 8.0%
5−HBCF2OBH−3 7.0%
7−HB(F)−F 14.0%
2−HHB(F)−F 11.0%
3−HHB(F)−F 11.0%
5−HHB(F)−F 11.0%
2−H2HB(F)−F 5.3%
3−H2HB(F)−F 2.6%
5−H2HB(F)−F 5.3%
2−HBB(F)−F 6.2%
3−HBB(F)−F 6.2%
5−HBB(F)−F 12.4%
【0111】
組成例32
5−HBCF2OBH−3 7.0%
3−H2BCF2OBH−3 7.0%
3−H2BCF2OBH−5 6.0%
7−HB(F,F)−F 4.0%
3−HHB(F,F)−F 6.0%
3−H2HB(F,F)−F 5.0%
3−HBB(F,F)−F 12.0%
5−HBB(F,F)−F 12.0%
3−H2BB(F,F)−F 5.0%
4−H2BB(F,F)−F 5.0%
5−H2BB(F,F)−F 5.0%
3−HBEB(F,F)−F 2.0%
4−HBEB(F,F)−F 2.0%
5−HBEB(F,F)−F 2.0%
3−HHEB(F,F)−F 12.0%
4−HHEB(F,F)−F 4.0%
5−HHEB(F,F)−F 4.0%
【0112】
組成例33
3−HBCF2OB−3 5.0%
3−BCF2OBH−5 5.0%
3−H2HB(F,F)−F 9.0%
5−H2HB(F,F)−F 8.0%
3−HHB(F,F)−F 9.0%
4−HHB(F,F)−F 5.0%
3−HH2B(F,F)−F 11.0%
5−HH2B(F,F)−F 7.0%
3−HBB(F,F)−F 14.0%
5−HBB(F,F)−F 14.0%
3−HHEB(F,F)−F 9.0%
3−HHBB(F,F)−F 2.0%
3−HH2BB(F,F)−F 2.0%
【0113】
組成例34
3−HBCF2OBH−3 6.0%
3−HBCF2OBH−5 4.0%
3−H2BCF2OBH−2 5.0%
7−HB(F,F)−F 4.0%
7−HB(F)−F 6.0%
2−HHB(F)−F 11.5%
3−HHB(F)−F 11.5%
5−HHB(F)−F 11.5%
2−H2HB(F)−F 3.0%
3−H2HB(F)−F 1.5%
5−H2HB(F)−F 3.0%
3−H2HB(F,F)−F 5.0%
4−H2HB(F,F)−F 4.0%
5−H2HB(F,F)−F 4.0%
3−HHB(F,F)−F 7.0%
3−HH2B(F,F)−F 7.0%
5−HH2B(F,F)−F 6.0%
【0114】
組成例35
3−HB(F)CF2OB−3 8.0%
3−HB(F,F)CF2OB−5 5.0%
2−HBCF2OBH−2 7.0%
7−HB(F,F)−F 4.0%
2−HHB(F)−F 11.1%
3−HHB(F)−F 11.2%
5−HHB(F)−F 11.2%
2−H2HB(F)−F 3.0%
3−H2HB(F)−F 1.5%
5−H2HB(F)−F 3.0%
3−H2HB(F,F)−F 5.0%
4−H2HB(F,F)−F 3.0%
5−H2HB(F,F)−F 3.0%
3−HHB(F,F)−F 8.0%
4−HHB(F,F)−F 4.0%
3−HH2B(F,F)−F 6.0%
5−HH2B(F,F)−F 6.0%
【0115】
組成例36
3−HBCF2OB−5 7.0%
3−HB(F)CF2OBH−3 5.0%
3−HB(F)CF2OBTB−3 3.0%
3−HB−CL 7.0%
7−HB(F,F)−F 10.0%
2−HBB(F)−F 6.5%
3−HBB(F)−F 6.5%
5−HBB(F)−F 13.0%
2−HHB−CL 5.0%
4−HHB−CL 8.0%
5−HHB−CL 5.0%
3−HBB(F,F)−F 10.0%
5−HBB(F,F)−F 8.0%
3−HB(F)VB−2 3.0%
3−HB(F)VB−3 3.0%
【0116】
組成例37
3−BCF2OBH−V 5.0%
5−HB(F,F)CF2OBH−3 3.0%
2−BTBCF2OBH−2 3.0%
3−BTB(F)CF2OBH−3 3.0%
5−HB−CL 5.0%
7−HB−CL 6.0%
2−HBB(F)−F 7.0%
3−HBB(F)−F 7.0%
5−HBB(F)−F 14.0%
2−HHB−CL 5.0%
4−HHB−CL 5.0%
5−HHB−CL 4.0%
3−HBB(F,F)−F 16.0%
5−HBB(F,F)−F 14.0%
3−HB(F)TB−2 3.0%
【0117】
組成例38
5−HBCF2OBH−3 6.0%
3−HBCF2OBH−3 6.0%
5−HBCF2OBTB−3 3.0%
2−HHB(F)−F 8.0%
3−HHB(F)−F 8.0%
5−HHB(F)−F 8.0%
3−HHB(F,F)−F 6.0%
5−HHB(F,F)−F 5.0%
3−H2HB(F,F)−F 7.0%
4−H2HB(F,F)−F 7.0%
5−H2HB(F,F)−F 7.0%
3−HH2B(F,F)−F 12.0%
5−HH2B(F,F)−F 8.0%
2−HBB−F 3.0%
3−HBB−F 3.0%
3−HHB−1 3.0%
【0118】
組成例39
5−HBCF2OB−3 5.0%
2−HB(F)CF2OB−3 5.0%
3−HB(F)CF2OB−3 5.0%
7−HB(F)−F 4.0%
2−HHB(F)−F 13.0%
3−HHB(F)−F 13.0%
5−HHB(F)−F 13.0%
2−H2HB(F)−F 6.0%
3−H2HB(F)−F 3.0%
5−H2HB(F)−F 6.0%
2−HBB(F)−F 3.0%
3−HBB(F)−F 3.0%
5−HBB(F)−F 6.0%
3−HBB−F 2.0%
3−HHB−F 3.0%
3−HB−O2 5.0%
3−HHB−1 3.0%
1O1−HBBH−3 2.0%
【0119】
組成例40
5−HBCF2OB−3 8.0%
3−BCF2OBH−V 8.0%
2−BCF2OBH−2V 8.0%
3−HB(F)CF2OBH−3 6.0%
7−HB(F,F)−F 5.0%
5−H2B(F)−F 5.0%
2−HHB(F)−F 4.0%
3−HHB(F)−F 4.0%
5−HHB(F)−F 4.0%
2−HBB(F)−F 8.0%
3−HBB(F)−F 8.0%
5−HBB(F)−F 16.0%
2−HBB−F 4.0%
3−HB(F)TB−2 4.0%
3−HB(F)TB−3 4.0%
3−HB(F)TB−4 4.0%
【0120】
組成例41
3−HB(F,F)CF2OB−1 4.0%
3−HB(F,F)CF2OBH−3 4.0%
2−BTB(F,F)CF2OBH−2 2.0%
2−HHB(F)−F 10.0%
3−HHB(F)−F 10.0%
5−HHB(F)−F 10.0%
2−HBB(F)−F 5.0%
3−HBB(F)−F 5.0%
5−HBB(F)−F 10.0%
3−HHB(F,F)−F 7.0%
5−HHB(F,F)−F 4.0%
3−HH2B(F,F)−F 8.0%
5−HH2B(F,F)−F 8.0%
5−H2HB(F,F)−F 5.0%
5−HHEBB−F 2.0%
3−HB−O2 4.0%
3−HHB−O1 2.0%
【0121】
組成例42
5−HBCF2OB−3 5.0%
3−BCF2OBH−V 4.0%
5−HBCF2OBH−3 5.0%
3−H2BCF2OBH−3 5.0%
2−HHB(F)−F 4.0%
3−HHB(F)−F 4.0%
5−HHB(F)−F 4.0%
2−HBB(F)−F 4.0%
3−HBB(F)−F 4.0%
5−HBB(F)−F 8.0%
4−H2BB(F)−F 6.0%
5−H2BB(F)−F 6.0%
3−H2BB(F,F)−F 4.0%
4−H2BB(F,F)−F 5.0%
5−H2BB(F,F)−F 4.0%
3−HBB(F,F)−F 12.0%
5−HBB(F,F)−F 8.0%
3−HH2B(F,F)−F 4.0%
5−HH2B(F,F)−F 4.0%
【0122】
組成例43
5−HBCF2OB−3 6.0%
3−BCF2OBH−V 4.0%
5−HBCF2OBH−3 5.0%
3O1−BEB(F)−C 12.0%
V2−HB−C 10.0%
3−HB−O2 4.0%
2−BTB−O1 5.0%
3−BTB−O1 5.0%
4−BTB−O1 5.0%
4−BTB−O2 5.0%
5−BTB−O1 5.0%
3−HHB−O1 3.0%
3−H2BTB−2 2.0%
3−H2BTB−3 3.0%
3−H2BTB−4 3.0%
3−HB(F)TB−2 3.0%
3−HB(F)TB−3 3.0%
3−HB(F)TB−4 5.0%
2−PyBH−3 4.0%
3−PyBH−3 4.0%
3−PyBB−2 4.0%
【0123】
組成例44
5−HBCF2OBH−3 6.0%
3−H2BCF2OBH−3 6.0%
3−H2BCF2OBH−5 5.0%
V2−HB−C 9.0%
1V2−HB−C 9.0%
3−HB−C 14.0%
1O1−HB−C 8.0%
2O1−HB−C 4.0%
2−HHB−C 5.0%
3−HHB−C 5.0%
3−HH−4 8.0%
1O1−HH−5 5.0%
2−BTB−O1 8.0%
3−HHB−1 4.0%
3−HHB−3 4.0%
【0124】
組成例45
3−BCF2OBH−V 3.0%
5−BCF2OBH−2V 4.0%
3−BCF2OBH−2V1 4.0%
3−H2BCF2OBH−5 4.0%
1V2−BEB(F,F)−C 12.0%
3O1−BEB(F)−C 12.0%
2−HB−C 12.0%
3−HB−C 19.0%
2−HHB−C 4.0%
3−HHB−C 5.0%
4−HHB−C 4.0%
5−HHB−C 4.0%
3−HB−O2 5.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
【0125】
組成例46
5−HBCF2OB−3 10.0%
3−HB(F)CF2OB−3 10.0%
2−HB(F)CF2OBH−V 4.0%
3−HB(F)CF2OBH−V1 3.0%
3−BTBCF2OBH−3 3.0%
V2−HB−C 12.0%
1V2−HB−C 11.0%
1V2−BEB(F,F)−C 11.0%
2−BTB−1 5.0%
4−BTB−O2 5.0%
5−BTB−O1 5.0%
3−HH−EMe 4.0%
2−H2BTB−3 4.0%
2−H2BTB−2 4.0%
3−HB(F)TB−2 3.0%
3−HB(F)TB−3 3.0%
3−HB(F)TB−4 3.0%
【0126】
組成例47
2−HBCF2OBH−2 6.0%
3−HBCF2OBH−3 6.0%
3−HB(F,F)CF2OBH−V 3.0%
3−HB(F,F)CF2OBH−2V1 3.0%
2O1−BEB(F)−C 4.0%
3O1−BEB(F)−C 12.0%
5O1−BEB(F)−C 4.0%
1V2−BEB(F,F)−C 15.0%
3−HHEB−F 5.0%
5−HHEB−F 5.0%
3−HBEB−F 6.0%
3−HHB−F 3.0%
3−HB−O2 10.0%
3−HH−4 5.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−HB(F)VB−2 5.0%
【0127】
組成例48
3−HBCF2OB−3 7.0%
2−HB(F)CF2OBH−2V 3.0%
3−HB(F)CF2OBH−2V1 3.0%
3−HB(F,F)CF2OBTB−3 3.0%
2−HB(F)−C 15.0%
2−HEB−F 2.4%
3−HEB−F 2.3%
4−HEB−F 2.3%
3−HHEB−F 4.0%
5−HHEB−F 4.0%
2−HHB(F)−C 12.0%
3−HHB(F)−C 12.0%
2−HHB(F)−F 10.0%
3−HHB(F)−F 10.0%
5−HHB(F)−F 10.0%
【0128】
組成例49
3−BCF2OBH−3 7.0%
2−BCF2OBH−V 7.0%
3−HB(F,F)CF2OBH−V1 3.0%
2−HB(F,F)CF2OBH−2V 3.0%
3−HB(F)−C 3.0%
3−HB−C 21.0%
3−HHB−C 5.0%
5−PyB−F 10.0%
3−HB−O2 4.0%
2−BTB−1 6.0%
3−HH−4 6.0%
3−HH−5 6.0%
3−HHB−1 5.0%
3−HHB−3 7.0%
3−HHB−O1 3.0%
3−HEBEB−2 2.0%
3−HEBEB−F 2.0%
【0129】
組成例50
3−HBCF2OBH−3 8.0%
3−HBCF2OBH−5 8.0%
3−HB(F)CF2OBTB−3 4.0%
2−BB−C 8.0%
4−BB−C 6.0%
2−HB−C 10.0%
3−HB−C 13.0%
3−HHB−F 5.0%
2−HHB−C 4.0%
3−HHB−C 6.0%
5−PyB−F 6.0%
3−PyBB−F 6.0%
2−HHB−1 6.0%
3−HHB−3 5.0%
3−HHB−O1 5.0%
【0130】
組成例51
5−HBCF2OB−3 8.0%
3−BCF2OBH−V 8.0%
3−HB(F)CF2OBH−3 6.0%
5−BB−C 8.0%
3−HHB−F 4.0%
3−HB−O2 12.0%
3−HB−O4 10.0%
3−PyB−4 2.5%
4−PyB−4 2.5%
6−PyB−4 2.5%
3−PyB−5 2.5%
4−PyB−5 2.5%
6−PyB−5 2.5%
6−PyB−O5 3.0%
6−PyB−O6 3.0%
6−PyB−O7 3.0%
6−PyB−O8 3.0%
2−HHB−1 4.0%
3−HHB−1 8.0%
3−HHB−O1 5.0%
【0131】
組成例52
5−HBCF2OB−3 8.0%
5−HBCF2OBH−3 6.0%
3−H2BCF2OBH−3 6.0%
3−DB−C 10.0%
4−DB−C 12.0%
5−DB−C 8.0%
2−BEB−C 10.0%
5−PyB(F)−F 10.0%
2−PyB−2 1.4%
3−PyB−2 1.3%
4−PyB−2 1.3%
3−HEB−O4 2.2%
4−HEB−O2 1.6%
3−HEB−O2 1.3%
1O−BEB−2 1.1%
5−HEB−1 1.6%
4−HEB−4 2.2%
3−HHB−3 6.0%
3−HHB−O1 4.0%
2−PyBH−3 6.0%
【0132】
組成例53
2−HBCF2OB−2 6.0%
3−HBCF2OB−3 4.0%
5−HBCF2OBH−3 6.0%
3−DB−C 10.0%
4−DB−C 10.0%
2−BEB−C 12.0%
3−BEB−C 4.0%
3−HHEBB−C 3.0%
3−HBEBB−C 3.0%
5−HBEBB−C 3.0%
3−PyB(F)−F 6.0%
3−HEB−O4 8.3%
4−HEB−O2 6.2%
5−HEB−O1 6.2%
3−HEB−O2 5.2%
5−HEB−O2 4.1%
3−HHB−1 3.0%
【0133】
組成例54
3−H2BCF2OBH−3 5.0%
3−H2BCF2OBH−5 5.0%
5−HB−F 4.0%
7−HB−F 7.0%
3−HHB−OCF3 10.0%
5−HHB−OCF3 8.0%
3−H2HB−OCF3 6.0%
5−H2HB−OCF3 5.0%
2−HHB(F)−F 5.0%
3−HHB(F)−F 5.0%
5−HHB(F)−F 5.0%
3−H2HB(F,F)−F 6.0%
4−H2HB(F,F)−F 5.0%
5−H2HB(F,F)−F 5.0%
3−HHB(F,F)−F 8.0%
3−HH2B(F,F)−F 6.0%
【0134】
組成例55
5−HBCF2OB−3 8.0%
5−HBCF2OBH−3 6.0%
3−H2BCF2OBH−3 6.0%
7−HB−F 5.0%
3−HB−O2 4.0%
3−HHB−OCF3 10.0%
5−HHB−OCF3 5.0%
3−H2HB−OCF3 5.0%
5−H2HB−OCF3 5.0%
2−HHB(F)−F 7.0%
3−HHB(F)−F 7.0%
5−HHB(F)−F 7.0%
2−H2HB(F)−F 4.0%
3−H2HB(F)−F 2.0%
5−H2HB(F)−F 4.0%
2−HBB(F)−F 3.0%
3−HBB(F)−F 3.0%
5−HBB(F)−F 6.0%
3−HHB−1 3.0%
【0135】
組成例56
3−BCF2OBH−V 6.0%
5−HBCF2OBH−3 4.0%
V2−HB−C 9.0%
1V2−HB−C 9.0%
3−HB−C 14.0%
1O1−HB−C 8.0%
2O1−HB−C 4.0%
2−HHB−C 5.0%
3−HHB−C 5.0%
V2−HH−3 10.0%
1O1−HH−5 4.0%
2−BTB−O1 8.0%
V−HHB−1 5.0%
V−HBB−2 5.0%
1V2−HBB−2 4.0%
【0136】
組成例57
3−BCF2OBH−V 6.0%
3−H2BCF2OBH−3 7.0%
3−H2BCF2OBH−5 7.0%
2O1−BEB(F)−C 4.0%
3O1−BEB(F)−C 10.0%
5O1−BEB(F)−C 4.0%
V−HB−C 10.0%
1V−HB−C 10.0%
3−HB−C 8.0%
2−HHB−C 4.0%
3−HHB−C 4.0%
4−HHB−C 4.0%
5−HHB−C 4.0%
3−HB−O2 5.0%
V−HHB−1 5.0%
V−HBB−2 4.0%
3−H2BTB−2 4.0%
【0137】
組成例58
3−BCF2OBH−3 6.0%
5−HB(F,F)CF2OB−3 4.0%
3−HB(F)CF2OBH−3 5.0%
5−HB−F 6.0%
6−HB−F 4.0%
7−HB−F 7.0%
5−HB−3 3.0%
3−HB−O1 3.0%
2−HHB−OCF3 5.0%
3−HHB−OCF3 5.0%
4−HHB−OCF3 5.0%
5−HHB−OCF3 7.0%
3−HH2B−OCF3 2.0%
5−HH2B−OCF3 3.0%
3−HH2B−F 3.0%
5−HH2B−F 3.0%
3−HBB(F)−F 6.0%
5−HBB(F)−F 5.0%
3−HH2B(F)−F 7.0%
5−HH2B(F)−F 9.0%
5−HB(F)BH−3 2.0%
【0138】
組成例59
3HB(F,F)CF2OBH−3 4.0%
2−BTB(F,F)CF2OBH−2 4.0%
2−HBCF2OBTB−2 8.0%
5−HB−F 7.0%
3−HH−O1 4.0%
3−HH−O3 4.0%
5−HH−O1 3.0%
3−HHB−OCHF2 5.0%
5−HHB−OCHF2 5.0%
3−HHB(F,F)−OCHF2 8.0%
5−HHB(F,F)−OCHF2 8.0%
2−HHB−OCHF3 5.0%
3−HHB−OCHF3 5.0%
4−HHB−OCHF3 5.0%
5−HHB−OCHF3 5.0%
3−HH2B(F)−F 7.0%
5−HH2B(F)−F 8.0%
3−HHEB(F)−F 5.0%
【0139】
組成例60
2−BCF2OBH−2V 8.0%
3−HB(F)CF2OBH−V 6.0%
2−HB(F)CF2OBH−2V 6.0%
V−HB−C 10.0%
1V−HB−C 5.0%
3−BB−C 5.0%
5−BB−C 5.0%
2−HB(F)−C 4.0%
4−BB−3 3.0%
3−H2B−O2 3.0%
5−H2B−O2 6.0%
3−BEB−C 5.0%
5−HEB−O1 6.0%
5−HEB−O3 6.0%
5−BBB−C 3.0%
4−BPyB−C 4.0%
4−BPyB−5 4.0%
5−HB2B−4 3.0%
5−HBB2B−3 2.0%
1V−HH−1O1 3.0%
1V2−HBB−3 3.0%
【0140】
組成例61
3−BCF2OBH−2V1 6.0%
3−HB(F,F)CF2OBH−3 3.0%
2−BTB(F)CF2OBH−2 6.0%
4−HEB(F)−F 8.0%
5−HEB(F)−F 8.0%
2−BEB(F)−C 5.0%
3−BEB(F)−C 5.0%
4−BEB(F)−C 6.0%
5−BEB(F)−C 6.0%
1O3−HB(F)−C 6.0%
3−HHEB(F)−F 5.0%
5−HHEB(F)−F 5.0%
2−HBEB(F)−C 5.0%
3−HBEB(F)−C 5.0%
4−HBEB(F)−C 5.0%
5−HBEB(F)−C 5.0%
3−HBTB−2 5.0%
V2−HH−3 3.0%
V2−HHB−1 3.0%
【0141】
一般式(1)で表される本発明の液晶性化合物は、通常の有機合成化学的手法により容易に製造できる。例えば、オーガニック・シンセシス、オーガニック・リアクションズ、実験化学講座等に記載の手法を適当に選択、組み合わせることで容易に合成できる。
例えば、一般式(1)において、m=1、n=0、かつX2が−COO−である化合物(1−A)は以下の方法にて好適に製造できる。すなわちジクロロメタンやクロロホルム等の溶媒中、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)等の脱水剤と4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)の存在下、カルボン酸誘導体(13)とアルコールあるいはフェノール誘導体(14)とを反応させる(B.Neises等、オーガニック・シンセシス、63,183(1985))ことにより製造することができる。
【0142】
【化36】
【0143】
(式中、R1、X1、Y1、環A1、A2およびA4記と同一の意味を表す)
さらに、一般式(1)において、m=1、n=0、かつX2が−CF2O−である化合物(1−B)については以下の方法にて好適に製造できる。すなわちハロゲン化物(15)をマグネシウムや金属リチウムを用いて、グリニヤール試薬やリチオ化体とし、これに二硫化炭素を作用させジチオカルボン酸誘導体(16)を製造する。次いで(16)に塩化チオニルを作用させ、チオンカルボン酸クロリドとした後、アルコールあるいはフェノール誘導体と反応させることでチオン−O−エステル誘導体(17)を製造し、次いで(17)にジエチルアミノサルファートリフルオリド(以下DASTと省略する)を作用させるか、あるいは特開平5-255165号記載の方法に準じ、N−ブロモスクシンイミド(以下NBSと省略する)または1、3−ジブロモ−5、5−ジメチルヒダントイン(以下DBHと省略する)等酸化剤の存在下、二水素三フッ化テトラブチルアンモニウムあるいはHF−ピリジンを作用させることで、目的の(1−B)を製造することができる。
【0144】
【化37】
【0145】
(式中、R1、X1、Y1、環A1、A2およびA4記と同一の意味を表す)
また、上記のチオン−O−エステル誘導体(17)についてはジチオカルボン酸誘導体(16)をアルカリ金属塩に誘導後、ヨウ素の存在下アルコラートあるいはフェノラートを作用させることでも製造できる他、上述の製造方法にて得られるエステル誘導体(1−A)に2,4−ビス(4−メトキシフェニル)−1,3−ジチア−2,4−ジフォスフェタン−2,4−ジスルフィド(以下ローソン試薬と省略する)を作用させても製造できる。
【0146】
【化38】
【0147】
また、一般式(1)においてX1、X2あるいはX3がエテニレン基であるもの、例えば一般式(1)において、m=1、n=0、X1が−CH=CH−であり、かつX2が−CF2O−である化合物(1−C)およびX2が−COO−である化合物(1−D)については以下の方法にて好適に製造できる。すなわち、オーガニック・リアクションズ、Vol.14、第3章に記載の方法に準じ、ブロモメタン誘導体(18)とトリフェニルホスフィンから調製できるウィッティヒ試薬(19)にテトラヒドロフラン(以下THFと略す)中ナトリウムアルコキシドあるいはアルキルリチウム等の塩基を作用させ調製したイリドにアルデヒド誘導体(21)を作用させて得られるE、Z−オレフィン混合物(22)を特公平4−30382号記載の方法に準じ、ベンゼンスルフィン酸あるいはp−トルエンスルフィン酸を作用させ異性化を行うか、あるいは特公平6−62462号記載の方法に準じて、E、Z−オレフィン混合物にm−クロロ安息香酸を作用させオキシラン誘導体(23)とした後、ジブロモトリフェニルホスホランを作用させジブロモ体(24)に誘導する。次いで(24)は再結晶操作にてエリスロ体のみを精製後、金属亜鉛にて還元することでE−オレフィン誘導体(25)が製造でき、このようにして得られる化合物(25)を前記(1−B)製造の場合と同様に処理することで目的とする化合物(1−C)が製造できる。
【0148】
【化39】
【0149】
(式中、R1、X1、Y1、環A1、A2およびA4記と同一の意味を表す)
一方、上述の操作で得られる化合物(25)をブチルリチウム等でリチオ化後、二酸化炭素を作用させることでカルボン酸誘導体(26)が製造でき、(26)を前記(1−C)製造の場合と同様に処理することで目的とする化合物(1−D)が製造できる。
【0150】
【化40】
【0151】
(式中、R1、X1、Y1、環A1、A2およびA4記と同一の意味を表す)
また、一般式(1)においてX1、X2あるいはX3がエチニレン基であるもの、例えば一般式(1)において、m=1、n=0、X1が−C≡C−であり、かつX2が−CF2O−である化合物(1−E)およびX2が−COO−である化合物(1−F)については以下の方法にて好適に製造できる。すなわちJ.Org.Chem.,28,2163、3313(1963)記載の方法に従い、アセチレン誘導体(27)を触媒の存在下、化合物(28)に作用し、化合物(29)を製造する。このようにして得られる化合物(29)を前記(1−B)製造の場合と同様に処理することで目的とする化合物(1−E)が製造できる。
【0152】
【化41】
【0153】
(式中、R1、X1、Y1、環A1、A2およびA4記と同一の意味を表す)
一方、上述の操作で得られる化合物(29)をブチルリチウム等でリチオ化後、二酸化炭素を作用させることでカルボン酸誘導体(30)が製造でき、(30)を前記(1−C)製造の場合と同様に処理することで目的とする化合物(1−F)が製造できる。
【0154】
【化42】
【0155】
(式中、R1、X1、Y1、環A1、A2およびA4記と同一の意味を表す)
アセチレン誘導体(27)は対応するビニル誘導体に臭素を付加することで容易に製造できるジブロミド(31)をJ.Org.Chem.,38,1367(1963)の方法に従い塩基で処理することで容易に製造することができる。
【0156】
【化43】
【0157】
(式中、R1および環A1は前記と同一の意味を表す)
また、上述していないその他の化合物についても有機合成の成書あるいは特許公報等に記載の種々の方法を適当に選択、組み合わせることにより好適に製造できる。
【0158】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明の化合物の製造法及び使用例についてさらに詳細に説明する。なお、各実施例中においてCrは結晶を、Nはネマチック相を、Smはスメクチック相を、またIsoは等方性液体を示し、相転移温度の単位はすべて℃である。また、1H−NMRにおいてsは一重線、dは二重線、tは三重線、mは多重線を表し、Jはカップリング定数(Hz)を表す。また、質量スペクトル(GC−MS)においてM+は分子イオンピークを表す。
【0159】
【実施例】
実施例1
2,3−ジフルオロ−4−エトキシフェニル=2−フルオロ−4−(2−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)エチル)ベンゾアート(一般式(1)においてm=1、n=0、環A1がトランス−1,4−シクロヘキシレン基、環A2が1,4−フェニレン基、環A4が2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、X1が−CH2CH2−、X2が−COO−、R1がn-C3H7、Y1がOC2H5であるもの)(化合物No.15)の製造
(第一段)
2,3−ジフルオロフェノール100g(0.77mol)、臭化エチル100g(0.92mol)、炭酸カリウム127g(0.92mol)、ヨウ化カリウム1.0g(6.0mmol)、およびジメチルホルムアミド(DMF)1.3Lを混合し、7時間加熱還流させた。反応終了後、反応液に水1.0Lを加え、次いでトルエン2.0Lで抽出した。得られた有機層を水で1回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、残渣を減圧蒸留して2,3−ジフルオロエトキシベンゼン87.5g(収率71.4%)を得た。
【0160】
(第二段)
第一段で得られた2,3−ジフルオロエトキシベンゼン19.0g(0.12mol)をテトラヒドロフラン(THF)250mlに溶解した溶液に−78℃で1.56Mのn−ブチルリチウムのヘキサン溶液100mlを30分で滴下し、そのまま30分攪拌した。この溶液に、同温度でホウ酸トリメチル25g(0.24mol)のTHF50mlの溶液を10分で滴下し、同温度で3時間攪拌した後、徐々に室温まで昇温した。この溶液に、ギ酸55.2g(1.2mol)を加え、さらに30重量%の過酸化水素水108.8gを30分で滴下し、その後50℃まで昇温しそのまま30分攪拌した。反応液を室温まで放冷した後、15重量%のチオ硫酸ナトリウム水溶液に注ぎ、トルエン400mlで抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去し、残渣をヘプタンから再結晶させて、2,3−ジフルオロ−4−エトキシフェノール9.1g(43.4%)を得た。
【0161】
(第三段)
第二段で得られた2,3−ジフルオロ−4−エトキシフェノール1.7g(10mmol)、2−フルオロ−4−(2−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)エチル)安息香酸2.9g(10mmol)、DMAP1.3g(11mmol)、及びジクロロメタン100mlを混合した。この混合物にDCC2.27g(11mmol)のジクロロメタン15mlの溶液を氷冷下、10分で滴下しその後室温まで昇温し、そのまま一晩攪拌した。析出した結晶を濾過により除去し、濾液から溶媒を減圧下で留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出溶媒:酢酸エチル)で精製し、さらにヘプタンから再結晶させて、標題化合物2.48g(収率55.3%)を得た。
【0162】
この化合物は液晶相を示し、その転移温度は、C−N点:65.4、N−I点:141.3であった。尚、各種スペクトルデータは上記化合物の構造を支持した。
1H−NMR(CDCl3)
δ(ppm):8.09−7.92(t、1H、J=15.7Hz)、7.11−6.75(m、4H)、4.25−4.02(q、2H、J=21.2Hz)、2.78−2.61(t、2H、J=15.7Hz)、1.81−0.88(m、22H)
質量スペクトル:448(M+)
上記実施例に記載の方法を参考とし、既知の有機合成の手法を選択、組み合わせることで以下に示す化合物を製造することができる。
【0163】
【化44】
【0164】
【化45】
【0165】
(使用例)
以下に示す使用例において、誘電率異方性値△εはセル厚9μmのTNセル(ねじれネマチックセル)を用い、25℃で測定した。
実施例2(使用例1)
4−ブトキシフェニル=4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)カルボキシベンゾアート 27.6%(重量、以下同じ)
4−エトキシフェニル=4−(トランス−4−ブチルシクロヘキシル)カルボキシベンゾアート 20.7%
4−メトキシフェニル=4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)カルボキシベンゾアート 20.7%
4−エトキシフェニル=4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)カルボキシベンゾアート 17.2%
4−エトキシフェニル=4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)カルボキシベンゾアート 13.8%
からなる組成の液晶組成物(以下母液晶Aと称す)のネマチック液晶の透明点(Cp)は74.6℃であり、△εは0.0であった。
【0166】
この母液晶A85重量部と、実施例1で得られた2,3−ジフルオロ−4−エトキシフェニル=2−フルオロ−4−(2−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)エチル)ベンゾアート(化合物No.15)15重量部とを混合し、その物性値を測定した。その結果から外挿して求めた該化合物の物性値は、Cpが129.4℃、△εが−4.17であった。
実施例3(使用例2)
母液晶A90重量部と、2,3−ジフルオロ−4−エトキシフェニル=4−(2−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ビニル)シクロヘキシルカルボキシラート(化合物No.7)10重量部とを混合し、その物性値を測定した。その結果から外挿して求められた該化合物の物性値は、
Cp:187.1℃、△ε:−5.67であった。
【0167】
実施例4(使用例3)
組成例1に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:90.2、△ε:6.8であった。
実施例5(使用例4)
組成例2に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:87.1、△ε:8.5であった。
実施例6(使用例5)
組成例3に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:94.0、△ε:29.8であった。
実施例7(使用例6)
組成例4に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:91.7、△ε:6.1であった。
【0168】
組成例5に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:79.4、△ε:7.2であった。
実施例8(使用例7)
組成例6に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:91.4、△ε:4.5であった。
実施例9(使用例8)
組成例7に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:87.1、△ε:27.9であった。
実施例10(使用例9)
組成例9に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:64.1、△ε:6.0であった。
【0169】
実施例11(使用例10)
組成例10に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:100.7、△ε:7.5であった。
実施例12(使用例11)
組成例11に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:96.6、△ε:6.4であった。
実施例13(使用例12)
組成例12に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:79.8、△ε:6.2であった。
実施例14(使用例13)
組成例13に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:94.5、△ε:3.8であった。
実施例15(使用例14)
組成例15に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:88.5、△ε:2.9であった。
【0170】
実施例16(使用例15)
組成例16に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:86.5、△ε:5.4であった。
実施例17(使用例16)
組成例18に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:76.8、△ε:12.6であった。
実施例18(使用例17)
組成例21に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:82.4、△ε:−1.8であった。
実施例19(使用例18)
組成例22に示した液晶組成物の物性値を測定した。その結果、Cp:77.3、△ε:−2.1であった。
【0171】
実施例20(使用例19)
3−H2BCF2OBH−3 4.0%
2−HB(F)OCF2BH−5 3.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 3.0%
7−HB(F,F)−F 3.0%
3−HB−O2 7.0%
2−HHB(F)−F 10.0%
3−HHB(F)−F 10.0%
5−HHB(F)−F 10.0%
2−HBB(F)−F 9.0%
3−HBB(F)−F 9.0%
5−HBB(F)−F 6.0%
2−HBB−F 4.0%
3−HBB−F 4.0%
5−HBB−F 3.0%
3−HBB(F,F)−F 5.0%
5−HBB(F,F)−F 10.0%
TNI=93.0(℃)
η=24.1(mPa・s)
Δn=0.113
Δε=5.8
Vth=1.99(V)
【0172】
実施例21(使用例20)
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 15.0%
3−HEB−O4 24.0%
4−HEB−O2 17.0%
5−HEB−O1 17.0%
3−HEB−O2 15.0%
5−HEB−O2 12.0%
TNI=82.4(℃)
η=29.1(mPa・s)
Δn=0.093
【0173】
実施例22(使用例21)
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 5.0%
3−HH−2 5.0%
3−HH−4 6.0%
3−HH−O1 4.0%
3−HH−O3 5.0%
5−HH−O1 4.0%
3−HB(2F,3F)−O2 12.0%
5−HB(2F,3F)−O2 11.0%
3−HHB(2F,3F)−O2 4.0%
5−HHB(2F,3F)−O2 15.0%
3−HHB(2F,3F)−2 24.0%
TNI=84.6(℃)
Δn=0.083
Δε=−3.9
【0174】
実施例23(使用例22)
5−HVHEB(2F,3F)−O2 5.0%
3−HH−5 5.0%
3−HH−4 5.0%
3−HH−O1 6.0%
3−HH−O3 6.0%
3−HB−O1 5.0%
3−HB−O2 5.0%
3−HB(2F,3F)−O2 10.0%
5−HB(2F,3F)−O2 10.0%
3−HHB(2F,3F)−O2 12.0%
5−HHB(2F,3F)−O2 8.0%
3−HHB(2F,3F)−2 4.0%
2−HHB(2F,3F)−1 4.0%
3−HHEH−3 5.0%
3−HHEH−5 5.0%
4−HHEH−3 5.0%
TNI=85.5(℃)
Δn=0.079
Δε=−3.4
【0175】
実施例24(使用例23)
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
3−BB(2F,3F)−O2 12.0%
3−BB(2F,3F)−O4 10.0%
5−BB(2F,3F)−O4 10.0%
2−BB(2F,3F)B−3 25.0%
3−BB(2F,3F)B−5 13.0%
5−BB(2F,3F)B−5 14.0%
5−BB(2F,3F)B−7 6.0%
TNI=72.5(℃)
Δn=0.188
Δε=−3.6
【0176】
実施例25(使用例24)
5−HBCF2OBH−3 3.0%
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 4.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 4.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 4.0%
3−BB(2F,3F)−O2 10.0%
5−BB−5 9.0%
5−BB−O6 9.0%
5−BB−O8 8.0%
1−BEB−5 6.0%
3−BEB−5 6.0%
5−BEB−5 3.0%
3−HEB−O2 20.0%
5−BBB(2F,3F)−7 9.0%
3−H2BB(2F)−5 5.0%
TNI=79.1(℃)
Δn=0.145
Δε=−3.1
【0177】
実施例26(使用例25)
3−H2BCF2OBH−5 3.0%
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 9.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 9.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 9.0%
3−HB−O1 15.0%
3−HB−O2 6.0%
3−HEB(2F,3F)−O2 9.0%
4−HEB(2F,3F)−O2 9.0%
5−HEB(2F,3F)−O2 4.0%
2−BB2B−O2 6.0%
1−B2BB(2F)−5 7.0%
5−B(3F)BB−O2 7.0%
3−BB(2F,3F)B−3 7.0%
TNI=84.5(℃)
Δn=0.145
η=32.0(mPa・s)
【0178】
実施例27(使用例26)
5−HVHEB(2F,3F)−O2 3.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 3.0%
3−HB−O1 9.0%
3−HB−O2 9.0%
3−HB−O4 9.0%
2−BTB−O1 5.0%
1−BTB−O2 5.0%
3−BTB(2F,3F)−O2 13.0%
5−BTB(2F,3F)−O2 13.0%
3−B(2F,3F)TB(2F,3F)−O4 4.0%
5−B(2F,3F)TB(2F,3F)−O4 4.0%
3−HBTB−O1 5.0%
3−HBTB−O3 5.0%
3−HHB(2F,3F)−O2 6.0%
5−HBB(2F,3F)−O2 4.0%
5−BPr(F)−O2 3.0%
TNI=82.4(℃)
Δn=0.210
【0179】
実施例28(使用例27)
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
3−HB−O2 10.0%
5−HB−3 8.0%
5−BB(2F,3F)−O2 10.0%
3−HB(2F,3F)−O2 10.0%
5−HB(2F,3F)−O2 8.0%
3−HHB(2F,3F)−O2 7.0%
5−HHB(2F,3F)−O2 4.0%
5−HHB(2F,3F)−1O1 4.0%
2−HHB(2F,3F)−1 5.0%
3−HBB−2 6.0%
3−BB(2F,3F)B−3 8.0%
5−B2BB(2F,3F)B−O2 10.0%
TNI=69.9(℃)
Δn=0.143
Δε=−3.9
【0180】
実施例29(使用例28)
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 3.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 3.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 3.0%
3−HB−O2 20.0%
1O1−HH−3 6.0%
1O1−HH−5 5.0%
3−HH−EMe 12.0%
4−HEB−O1 9.0%
4−HEB−O2 7.0%
5−HEB−O1 8.0%
3−HHB−1 3.0%
4−HEB(2CN,3CN)−O4 3.0%
6−HEB(2CN,3CN)−O4 3.0%
3−HEB(2CN,3CN)−O5 4.0%
4−HEB(2CN,3CN)−O5 3.0%
5−HEB(2CN,3CN)−O5 2.0%
2−HBEB(2CN,3CN)−O2 2.0%
4−HBEB(2CN,3CN)−O4 4.0%
TNI=63.9(℃)
Δn=0.073
η=43.3(mPa・s)
Δε=−5.7
【0181】
実施例30(使用例29)
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 5.0%
1V2−BEB(F,F)−C 5.0%
3−HB−C 20.0%
V2−HB−C 6.0%
1−BTB−3 5.0%
2−BTB−1 10.0%
1O1−HH−3 3.0%
3−HH−4 11.0%
3−HHB−1 11.0%
3−HHB−3 3.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
3−HB(F)TB−2 6.0%
3−HHB−C 3.0%
TNI=88.1(℃)
η=17.9(mPa・s)
Δn=0.156
Δε=7.1
Vth=2.09(V)
上記組成物100重量部に対し光学活性化合物CM−33を0.8重量部添加した組成物のピッチを以下に示す。
P=11.0μm
【0182】
実施例31(使用例30)
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 5.0%
5−PyB−F 4.0%
3−PyB(F)−F 4.0%
2−BB−C 5.0%
4−BB−C 4.0%
5−BB−C 5.0%
2−PyB−2 2.0%
3−PyB−2 2.0%
4−PyB−2 2.0%
6−PyB−O5 3.0%
6−PyB−O6 3.0%
6−PyB−O7 3.0%
6−PyB−O8 3.0%
3−PyBB−F 6.0%
4−PyBB−F 6.0%
5−PyBB−F 6.0%
3−HHB−1 6.0%
3−HHB−3 3.0%
2−H2BTB−2 4.0%
2−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−2 5.0%
3−H2BTB−3 5.0%
3−H2BTB−4 5.0%
TNI=94.3(℃)
η=39.7(mPa・s)
Δn=0.197
Δε=6.6
Vth=2.23(V)
【0183】
実施例32(使用例31)
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 3.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 3.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 3.0%
2O1−BEB(F)−C 5.0%
3O1−BEB(F)−C 12.0%
5O1−BEB(F)−C 4.0%
1V2−BEB(F,F)−C 10.0%
3−HEB−O4 4.0%
3−HH−EMe 6.0%
3−HB−O2 18.0%
7−HEB−F 2.0%
3−HHEB−F 2.0%
5−HHEB−F 2.0%
3−HBEB−F 4.0%
2O1−HBEB(F)−C 2.0%
3−HB(F)EB(F)−C 2.0%
3−HBEB(F,F)−C 2.0%
3−HHB−F 4.0%
3−HHB−O1 4.0%
3−HEBEB−F 2.0%
3−HEBEB−1 2.0%
3−HHB(F)−C 4.0%
TNI=78.3(℃)
η=40.6(mPa・s)
Δn=0.116
Δε=24.3
Vth=0.95(V)
【0184】
実施例33(使用例32)
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 3.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 3.0%
7−HB(F)−F 5.0%
5−H2B(F)−F 5.0%
3−HB−O2 10.0%
3−HH−4 5.0%
2−HHB(F)−F 10.0%
3−HHB(F)−F 10.0%
5−HHB(F)−F 10.0%
3−H2HB(F)−F 5.0%
2−HBB(F)−F 3.0%
3−HBB(F)−F 3.0%
5−HBB(F)−F 6.0%
2−H2BB(F)−F 5.0%
3−H2BB(F)−F 6.0%
3−HHB−1 2.0%
3−HHB−O1 5.0%
3−HHB−3 4.0%
TNI=85.2(℃)
η=25.9(mPa・s)
Δn=0.093
Δε=3.4
Vth=2.62(V)
上記組成物100重量部に対し光学活性化合物CNを0.3部添加した組成物のピッチを以下に示す。
P=75μm
【0185】
実施例34(使用例33)
5−HVHEB(2F,3F)−O2 5.0%
3−HB−CL 10.0%
5−HB−CL 4.0%
7−HB−CL 4.0%
1O1−HH−5 5.0%
2−HBB(F)−F 8.0%
3−HBB(F)−F 8.0%
5−HBB(F)−F 14.0%
4−HHB−CL 8.0%
5−HHB−CL 3.0%
3−H2HB(F)−CL 4.0%
3−HBB(F,F)−F 10.0%
5−H2BB(F,F)−F 9.0%
3−HB(F)VB−2 4.0%
3−H2BTB−2 4.0%
TNI=91.2(℃)
η=20.8(mPa・s)
Δn=0.128
Δε=4.8
Vth=2.35(V)
【0186】
実施例35(使用例34)
3−H2BCF2OBH−3 2.0%
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 4.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 4.0%
5−HB−F 12.0%
6−HB−F 9.0%
7−HB−F 7.0%
2−HHB−OCF3 2.0%
3−HHB−OCF3 7.0%
4−HHB−OCF3 7.0%
3−HH2B−OCF3 4.0%
5−HH2B−OCF3 4.0%
3−HHB(F,F)−OCF3 5.0%
3−HBB(F)−F 10.0%
5−HBB(F)−F 10.0%
3−HH2B(F)−F 3.0%
3−HB(F)BH−3 3.0%
5−HBBH−3 3.0%
3−HHB(F,F)−OCF2H 4.0%
TNI=87.2(℃)
η=18.6(mPa・s)
Δn=0.096
Δε=4.6
Vth=2.37(V)
【0187】
実施例36(使用例35)
3−H2B(F)EB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HVHEB(2F,3F)−O2 5.0%
5−HBCF2OB(2F,3F)−O2 5.0%
2−HHB(F)−F 2.0%
3−HHB(F)−F 2.0%
5−HHB(F)−F 2.0%
2−HBB(F)−F 6.0%
3−HBB(F)−F 6.0%
5−HBB(F)−F 10.0%
3−H2BB(F)−F 9.0%
3−HBB(F,F)−F 25.0%
5−HBB(F,F)−F 19.0%
1O1−HBBH−4 2.0%
1O1−HBBH−5 2.0%
TNI=94.7(℃)
η=31.6(mPa・s)
Δn=0.131
Δε=7.0
Vth=1.95(V)
比較例1
本発明の化合物と比する較化合物として、従来の技術の項に示した特公昭62−39136号記載の化合物(c−1)(R=C3H7、R’=CH3)を特許記載の製造方法にて合成した。
【0188】
【化46】
【0189】
母液晶B85重量部と化合物(c−1)15重量部とを混合して調製した液晶組成物の物性値を測定した。また、調製した液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置し、放置開始から液晶組成物中に結晶の析出(またはスメクチック相の出現)するまでの日数を測定して、相溶性を判断した。この結果を表2に示した(括弧内の数値は母液晶からの外挿で求めた各化合物の物性値である)。
【0190】
【表2】
【0191】
比較例1では母液晶Bに比べ粘性が低下しているものの、しきい値電圧(Vth)が0.18V上昇している。このように化合物(c−1)は、しきい値電圧が著しく高くなるという欠点によって、低電圧駆動用の液晶組成物に使用できないことが判る。
比較例2
母液晶A85重量部と化合物(c−1)15重量部とを混合して液晶組成物を調製し、物性値を測定した。実施例2(使用例1)、実施例3(使用例2)の結果と併せて表3に示す。
【0192】
【表3】
【0193】
IPS駆動において重要視される特性である負の誘電率異方性値においては、外挿法で求めた化合物(c−1)の誘電率異方性値が1.4であるのに対し、実施例2、3の化合物ではそれぞれ−4.17、−5.67と著しく大きな負の値を示した。また、外挿法で求めた化合物(c−1)の透明点が160.7℃であるのに対し、実施例2、3の化合物ではそれぞれ129.4℃、187.1℃と近似した値である。
以上のように本発明の液晶性化合物は、誘電率異方性値を大きく減少させる効果において非常に有効であり、IPS駆動に十分対応できる特性を有している。
【0194】
【発明の効果】
以上の実施例および比較例から明らかなように本発明の液晶性化合物は
1)組成物の透明点を向上させる効果
2)組成物の粘度を低減させる効果
3)組成物の誘電率異方性を低下(しきい値電圧を上昇)させない効果
の総合的なバランスに優れ、さらにIPS駆動に十分対応できる低粘性で大きな負の誘電率異方性を持つ液晶性化合物であり、既知の液晶性化合物には見られない非常に有用な特徴を有する。
Claims (15)
- 一般式(1)
m及びnは0または1を示すが、m+n=1であり、
X1は1,2−エチレン基またはビニレン基を示し、X2またはX3は−COO−を示し、
環A1〜環A3はそれぞれ、環上のCH2基が酸素原子で置換されていてもよいトランス−1,4−シクロヘキシレン基または1個以上の水素原子がフッ素原子または塩素原子で置換されてもよい1,4−フェニレン基を示し、環A4は2,3−ジフルオロ−1,4フェニレン基を示す。
但し、X1が1,2−エチレン基である場合は、環A2または環A3は基中の1個以上の水素原子がフッ素原子で置換された1,4−フェニレン基を示す。)で示される液晶性化合物。 - 一般式(1)において、X 1 がビニレン基であり、mが1であり、そして環A2が1,4−フェニレン基である請求項1に記載の液晶性化合物。
- 一般式(1)において、X 1 がビニレン基であり、mが1であり、そして環A2がトランス−1,4−シクロへキシレン基である請求項1に記載の液晶性化合物。
- 一般式(1)において、X1が1,2−エチレン基であり、mが1であり、そして環A 2 が3−フルオロ−1,4−フェニレン基である請求項1に記載の液晶性化合物。
- 請求項1に記載の一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする、少なくとも2成分からなる液晶組成物。
- 第一成分として請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として一般式(2)、(3)、及び(4)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
L1及びL2は互いに独立して水素原子またはフッ素原子を示し、
Z1及びZ2は互いに独立して1,2−エチレン基、ビニレン基、1,4−ブチレン基、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、または単結合を示し、
環Bはトランス−1,4−シクロへキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、または水素原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フェニレンを示し、
環Cはトランス−1,4−シクロへキシレン、または水素原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フェニレンを示し、
また、これらの化合物を構成する各原子はその同位体で置換されていてもよい。) - 第一成分として請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として一般式(5)及び(6)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
Y3は、CN基または−C≡C−CNを示し、
環Dはトランス−1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ピリミジン−2,5−ジイル、または1,3−ジオキサン−2,5−ジイルを示し、
環Eはトランス−1,4−シクロへキシレン、水素原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フェニレン、またはピリミジン−2,5−ジイルを示し、
環Fはトランス−1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、
Z3は1,2−エチレン基、−COO−、または単結合を示し、
L3、L4、及びL5は互いに独立して水素原子またはフッ素原子を示し、
a、b、及びcは互いに独立して0または1を示し、
また、これらの化合物を構成する各原子はその同位体で置換されていてもよい。) - 第一成分として請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として一般式(7)、(8)、及び(9)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
環G、環I、及び環Jは互いに独立して、トランスー1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、または1個以上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フェニレンを示し、
Z4及びZ5は互いに独立して、−C≡C−、−COO−、−CH2CH2−、−CH=CH−、または単結合を示し、
また、これらの化合物を構成する各原子はその同位体で置換されていてもよい。) - 第一成分として請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として一般式(10)、(11)、及び(12)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
環Kはトランスー1,4−シクロヘキシレン、または1,4−フェニレンを示し、Z6及びZ7は互いに独立して、−CH2CH2−、−CH2O−、または単結合を示し、
また、これらの化合物を構成する各原子はその同位体で置換されていてもよい。) - 第一成分として請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として請求項8に記載の一般式(7)、(8)及び(9)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有し、第三成分として請求項9に記載の一般式(10)、(11)、及び(12)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として請求項6に記載の一般式(2)、(3)、及び(4)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有し、第三成分として請求項8に記載の一般式(7)、(8)、及び(9)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として請求項7に記載の一般式(5)及び(6)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有し、第三成分として請求項8に記載の一般式(7)、(8)、及び(9)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶性化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分として請求項6に記載の一般式(2)、(3)、及び(4)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有し、第三成分として請求項7に記載の一般式(5)及び(6)からなる化合物群から選択される化合物を1種類含有し、第四成分として請求項8に記載の一般式(7)、(8)、及び(9)からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
- 請求項5〜13のいずれか1項に記載の液晶組成物に加えて、さらに1種以上の光学活性化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
- 請求項5〜14のいずれかに記載の液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子。
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