JP3994460B2

JP3994460B2 - Novel compound and liquid crystal composition using the same

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Publication number: JP3994460B2
Application number: JP33554696A
Authority: JP
Inventors: 真治小川; 貞夫竹原; 晴義高津
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2016-12-16
Also published as: JPH10175886A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気光学的液晶表示材料として有用な新規化合物及びそれを用いた液晶組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子は、時計、電卓をはじめとして、各種測定機器、自動車用パネル、ワープロ、電子手帳、プリンター、コンピューター、テレビ等に用いられるようになっている。液晶表示方式としては、その代表的なものにＴＮ（捩れネマチック）型、ＳＴＮ（超捩れネマチック）型、ＤＳ（動的光散乱）型、ＧＨ（ゲスト・ホスト）型あるいはＦＬＣ（強誘電性液晶）等が知られているが、このうち現在最もよく用いられているのはＴＮ型及びＳＴＮ型である。また駆動方式としても従来のスタティック駆動からマルチプレックス駆動が一般的になり、更に単純マトリックス方式、最近ではアクティブマトリックス方式が実用化されている。これらのうち、アクティブマトリックス方式によると、最も高画質の表示が可能であり、視野角が広く、高精細化及びカラー化が容易で、動画表示も可能であるので、今後の液晶表示方式の主流になると考えられている。
【０００３】
このアクティブマトリックス表示方式に用いられる液晶材料としては、通常の液晶表示と同様に、種々の特性が要求されているが、特に、（１）温度範囲が広いこと。（２）閾値電圧（Ｖｔｈ）が低いこと。（３）比抵抗が高く、電圧の保持率に優れることが重要である。このうち（１）には（１ａ）ネマチック相上限温度（Ｔn-i）が高いこと、及び（１ｂ）融点が低く、結晶化あるいは析出等の相分離を生じ難いことが含まれる。
【０００４】
現在までのところ、こうした要求特性を単独で満たす液晶化合物は知られておらず、多種の液晶化合物の混合物として用いられているのが実情である。これまで開発されてきた液晶化合物は多岐に及ぶが、上記の条件を比較的満足できる３環性の化合物として、４−フェニルビシクロヘキサン（ＣＣＰ）骨格を有する化合物が比較的よく用いられている。このＣＣＰ骨格を有する化合物は、Ｔn-iが比較的高い特長を有する。しかしながら、その低温特性や他の液晶化合物に対する相溶性に関しては、他の液晶化合物と比較して特に優れていたわけではなかった。ＣＣＰ骨格を有する化合物のこの点を補う化合物として、骨格中にエチレン基を導入した化合物である４−（２−フェニル）エチルビシクロヘキサンも知られており、更に、骨格中にメチレン基を導入した化合物である４−ベンジルビシクロヘキサンも報告している。しかしながら、これらの化合物、特にメチレン骨格を有する化合物の低温特性や他の液晶化合物に対する相溶性は、ＣＣＰ骨格を有する化合物と比較するとかなり改善されてはいるが、Ｔn-iが低くＶｔｈが十分に低下されない等、決して満足のいくものではなかった。
【０００５】
以上のように、上記の特性を兼ね備えたアクティブマトリックス用液晶組成物を得ることはかなり困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、化学的に安定であって、高い比抵抗と電圧保持率を容易に得ることができ、且つそれを添加することによって、液晶相の温度範囲を狭くすることなしに、その閾値電圧を効果的に低減することの可能な液晶化合物を提供することであり、また、その化合物を用いて温度範囲が広く、閾値電圧の低い液晶組成物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、
１．一般式（Ｉ）
【０００８】
【化２】

【０００９】
（式中、Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキル基を表し、ｌは１、２又は３の整数を表し、Ｚは基中に含まれる水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素原子数１〜１０のアルキル基あるいはアルコキシル基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基又はジフルオロメトキシ基を表す。）で表される化合物。
２．一般式（Ｉ）において、Ｚがフッ素原子、トリフルオロメトキシ基を表す上記１記載の化合物。
３．一般式（Ｉ）において、Ｒが炭素原子数３〜７のアルキル基を表し、ｌが１又は２の整数を表す上記１記載の化合物。
４．一般式（Ｉ）において、Ｚがフッ素原子、トリフルオロメトキシ基を表し、Ｒが炭素原子数３〜７のアルキル基を表し、ｌが１又は２の整数を表すことを特徴とする上記１記載の化合物。
５．上記１記載の一般式（Ｉ）で表される新規化合物を少なくとも１種含有する液晶組成物。
を前記解決手段とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一例について説明する。
上記、Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキル基を表すが、炭素原子数３〜７のアルキル基が好ましく、直鎖状アルキル基であることが更に好ましい。ｌは１、２又は３の整数を表すが、１又は２が好ましい。Ｚは基中に含まれる水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい炭素原子数１〜１０のアルキル基あるいはアルコキシル基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基又はジフルオロメトキシ基を表すが、フッ素原子又はトリフルオロメトキシ基が好ましい。
【００１１】
一般式（Ｉ）の化合物は以下のようにして合成することができる。
即ち、
【００１２】
【化３】

【００１３】
（式中、Ｒ、ｌ及びＺは一般式（I）におけると同じ意味を表し、MはMgCl、MgBr、Li等の金属を表す。）
一般式（II）で表されるアルデヒド誘導体及び一般式（III）の有機金属化合物を反応させ、一般式（IV）のアルコール誘導体を得る。
【００１４】
【化４】

【００１５】
（式中、Ｒ、ｌ及びＺは一般式（I）におけると同じ意味を表す。）
これを、ピリジニウムクロロクロメイト（PCC）等の酸化剤用いて一般式（V）のケトン誘導体を得る。
【００１６】
【化５】

【００１７】
（式中、Ｒ、ｌ及びＺは一般式（I）におけると同じ意味を表す。）
その後、ヒドラジン等を用いてカルボニル基を還元することにより、本発明の一般式（I）の化合物を製造することができる。また、一般式（IV）のアルコール誘導体をトリエチルシラン等の還元剤を用いて直接還元することによっても同様にして製造することができる。
【００１８】
もしくは、
【００１９】
【化６】

【００２０】
（式中、Ｒ、ｌ及びＺは一般式（I）におけると同じ意味を表し、Ｘは臭素原子もしくはヨウ素原子を表す。）
一般式（VI）のGrignard反応剤を一般式（VII）にニッケルもしくはパラジウム触媒存在下に反応させることによっても製造することができる。パラジウム触媒としては例えばジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム(II)等のパラジウム(II)錯体あるいはテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム(0)等のパラジウム(0)錯体が好ましく、ニッケル触媒としては例えばジクロロビス（ジフェニルホスフィノ）プロパンニッケル(II)等のニッケル(II)錯体が好ましい。
【００２１】
斯くして製造された一般式（I）で表される化合物の代表例を第１表に掲げる。
【００２２】
【表１】

【００２３】
（表中、Ｃは結晶相を、Nはネマチック相を、Ｉは等方性液体相を、（）内はモノトロピックな相であることをそれぞれ表す。）
通常の液晶化合物はその中心骨格が、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基に代表されるように、極めて直線性に優れた環構造から構成され、メチレン基を連結基とする化合物や、１，３−フェニレン基を有する化合物はこれまでほとんど注目されていなかった。ところが、第１表からわかるように一般式（I）で表される化合物は、メチレン基という折れ曲がった構造を骨格中に有するにもかかわらず単体でネマチック相を有する化合物をも含み、また、その添加により組成物の閾値電圧を極めて効果的に低減することが可能であり、更に屈折率異方性も低減する効果を有するものである。
【００２４】
従って、一般式（I）で表される化合物は、他のネマチック液晶化合物との混合物の状態で、特にＴＮ型あるいはＳＴＮ型といった電界効果型表示セルの材料として、好適に使用することができる。しかも、一般式（I）で表される化合物は、その分子内にシアノ基やエステル結合などの強い極性基を有さないため、大きい比抵抗と高い電圧保持率を得ることが容易である。そのため、アクティブマトリックス駆動用液晶材料の構成成分として特に適している。本発明はこのように一般式（I）で表される化合物の少なくとも１種類をその構成成分として含有する液晶組成物をも提供するものである。
【００２５】
この組成物中において、一般式（I）で表される化合物と混合して使用することのできるネマチック液晶化合物の好ましい代表例としては、例えば、４−置換安息香酸４−置換フェニル、４−置換シクロヘキサンカルボン酸４−置換フェニル、４−置換シクロヘキサンカルボン酸４’−置換ビフェニリル、４−（４−置換シクロヘキサンカルボニルオキシ）安息香酸４−置換フェニル、４−（４−置換シクロヘキシル）安息香酸４−置換フェニル、４−（４−置換シクロヘキシル）安息香酸４−置換シクロヘキシル、４，４’−置換ビフェニル、１−（４−置換シクロヘキシル）−４−置換ベンゼン、４，４’−置換ビシクロヘキサン、１−［２−（４−置換シクロヘキシル）エチル］−４−置換ベンゼン、１−（４−置換シクロヘキシル）−２−（４−置換シクロヘキシル）エタン、４，４”−置換ターフェニル、４−（４−置換シクロヘキシル）−４’−置換ビフェニル、４−［２−（４−置換シクロヘキシル）エチル］−４’−置換ビフェニル、４−（４−置換フェニル）−４’−置換ビシクロヘキサン、４−［２−（４−置換シクロヘキシル）エチル］−４’−置換ビフェニル、４−［２−（４−置換シクロヘキシル）エチル］シクロヘキシル−４’−置換ベンゼン、４−［２−（４−置換フェニル）エチル］−４’−置換ビシクロヘキサン、１−（４−置換フェニルエチニル）−４−置換ベンゼン、１−（４−置換フェニルエチニル）−４−（４−置換シクロヘキシル）ベンゼン、２−（４−置換フェニル）−５−置換ピリミジン、２−（４’−置換ビフェニリル）−５−置換ピリミジン及び上記各化合物においてベンゼン環が側方置換基を有する化合物等を挙げることができる。
【００２６】
このうちアクティブマトリックス駆動用としては４，４’−置換ビフェニル、１−（４−置換シクロヘキシル）−４−置換ベンゼン、４，４’−置換ビシクロヘキサン、１−［２−（４−置換シクロヘキシル）エチル］−４−置換ベンゼン、１−（４−置換シクロヘキシル）−２−（４−置換シクロヘキシル）エタン、４，４”−置換ターフェニル、４−（４−置換シクロヘキシル）−４’−置換ビフェニル、４−［２−（４−置換シクロヘキシル）エチル］−４’−置換ビフェニル、４−（４−置換フェニル）−４’−置換ビシクロヘキサン、４−［２−（４−置換シクロヘキシル）エチル］−４’−置換ビフェニル、４−［２−（４−置換シクロヘキシル）エチル］シクロヘキシル−４’−置換ベンゼン、４−［２−（４−置換フェニル）エチル］−４’−置換ビシクロヘキサン、１−（４−置換フェニルエチニル）−４−置換ベンゼン、１−（４−置換フェニルエチニル）−４−（４−置換シクロヘキシル）ベンゼン及び上記においてベンゼン環が弗素置換されている化合物が適している。
【００２７】
一般式（I）の化合物を添加することによる閾値電圧の低減効果は以下のように明らかである。
ネマチック液晶材料として現在汎用されおり、特にアクティブマトリックス用として好適な母体液晶（Ｂ）
【００２８】
【化７】

【００２９】
（式中、シクロヘキサン環はトランス配置を表す。）は１１６．７℃以下でネマチック相を示し、その誘電率異方性（Δε）は４．７であり、これを用いて作製したセル厚６μｍのＴＮセルの閾値電圧（Ｖｔｈ）は２．１４Ｖである。また、その屈折率異方性（Δｎ）は０．０９０である。
【００３０】
この母体液晶（Ｂ）８５重量％及び第１表（Ｎｏ．１）の化合物１５重量％からなる液晶組成物（Ｍ−１）を調製した。（Ｍ−１）の諸特性を母体液晶（Ｂ）のものと比較すると、そのネマチック相の上限温度は８２．０℃とやや低くなり、そのΔεは３．７と小さくなった。また、（Ｍ−１）を用いて同様にしてセルを作製し、そのＶｔｈを測定したところ１．７３Ｖであり、０．４１Ｖも低減することができた。また、そのΔｎは０．０７４であり、０．０１６小さくなった。更に、この組成物の比抵抗は１０¹²Ωｃｍ以上と大きく、このセルの電圧保持率は高いものであった。
【００３１】
これに対し、（Ｎｏ．１）の化合物と類似構造を有する式（Ｒ−１）
【００３２】
【化８】

【００３３】
の化合物１５重量％及び母体液晶（Ｂ）８５重量％からなる比較組成物（Ｎ−１）を調製した。（Ｍ−１）と比較すると、（Ｎ−１）のネマチック相の上限温度は８０．９℃と低くなり、そのΔεは３．８１と大きくなった。また、同様にしてセルを作製し測定したＶｔｈは、Δεが大きいにも関わらず１．７４Ｖとなり、（Ｍ−１）より大きくなってしまった。また、このΔｎは０．０７４と母体液晶（Ｂ）と同程度であった。
【００３４】
以上の結果から、一般式（I）で表される化合物はアクティブマトリックス用液晶材料として、その閾値電圧の低減に大きな効果を有することが明らかである。
【００３５】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示し、本発明を更に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３６】
なお、相転移温度の測定は温度調節ステージを備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱量計（ＤＳＣ）を併用して行った。また、化合物の構造は核磁気共鳴スペクトル（¹Ｈ−ＮＭＲ）、質量スペクトル（ＭＳ）等により確認した。ＭＳにおけるＭ⁺は親ピークを表す。組成比における「％」は『重量％』を表す。
（実施例１）トランス−４−（３−フルオロベンジル）−トランス−４’−プロピルビシクロヘキサン（第１表Ｎｏ．１の化合物）の合成
【００３７】
【化９】

【００３８】
乾燥したＴＨＦ５ｍｌ中に削り状マグネシウム３．８２ｇを加えた。これに１−ブロモ−３−フルオロベンゼン３０．３ｇのＴＨＦ１５０ｍｌ溶液を、穏やかな還流が持続する速度で滴下した。滴下終了後、更に１時間撹拌した。放冷後、トランス−４−プロピルビシクロヘキサン−トランス−４−カルバルデヒド２２．０ｇのＴＨＦ８０ｍｌ溶液を内温が４０℃を超さないよう注意して１時間で滴下した。室温で更に１時間撹拌した後、撹拌しながら稀塩酸を水層が弱酸性となるまで加えた。酢酸エチルで抽出し、有機層を水、次いで飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を溜去して得られた粗生成物３０．８ｇをジクロロメタン１００ｍｌに溶解し、これをシリカゲル４２ｇを懸濁させたクロロクロム酸ピリジニウム４２．４ｇのジクロロメタン２００ｍｌ溶液に加え、１時間室温で攪拌した。不溶物をセライト濾過して除去し、溶媒を溜去して得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝９）を用いて精製して、（トランス−４’−プロピルビシクロヘキサン−トランス−４−イル）−（３−フルオロフェニル）メタノンの白色結晶２８．３ｇを得た。得られた結晶にジエチレングリコール１００ｍｌ及びヒドラジン水和物１７．１ｇを加え、副生する水を留去しながら１時間加熱撹拌した。室温まで温度を下げた後、水酸化カリウム１７．０ｇを加え１６５℃で４時間加熱撹拌した。水２００ｍｌを加えヘキサンで抽出し、有機層を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を溜去して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン）を用いて精製し、更にエタノール、ヘキサン混合溶媒（１０／１）から再結晶して精製し、トランス−４−（３−フルオロベンジル）−トランス−４’−プロピルビシクロヘキサン８．１ｇを得た。
【００３９】
ＭＳ：ｍ／ｅ＝３３０（Ｍ⁺）
相転移温度は第１表にまとめて示した。
同様にして以下の化合物を合成した。
【００４０】
トランス−１−（３−フルオロベンジル）−トランス−４−エチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−フルオロベンジル）−トランス−４−プロピルシクロヘキサン
トランス−１−（３−フルオロベンジル）−トランス−４−ブチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−フルオロベンジル）−トランス−４−ペンチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−フルオロベンジル）−トランス−４−ヘプチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４−エチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４−プロピルシクロヘキサン
トランス−１−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４−ブチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４−ペンチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４−ヘプチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４−エチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４−プロピルシクロヘキサン
トランス−１−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４−ブチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４−ペンチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４−ヘプチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４−エチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４−プロピルシクロヘキサン
トランス−１−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４−ブチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４−ペンチルシクロヘキサン
トランス−１−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４−ヘプチルシクロヘキサン
トランス−４−（３−フルオロベンジル）−トランス−４’−エチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−フルオロベンジル）−トランス−４’−プロピルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−フルオロベンジル）−トランス−４’−ブチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−フルオロベンジル）−トランス−４’−ペンチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−フルオロベンジル）−トランス−４’−ヘプチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−エチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−プロピルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−ブチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−ペンチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−ヘプチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４’−エチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４’−プロピルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４’−ブチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４’−ペンチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４’−ヘプチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−エチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−プロピルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−ブチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−ペンチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−ヘプチルビシクロヘキサン
トランス−４−（３−フルオロベンジル）−トランス−４’−エチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−フルオロベンジル）−トランス−４’−プロピルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−フルオロベンジル）−トランス−４’−ブチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−フルオロベンジル）−トランス−４’−ペンチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−フルオロベンジル）−トランス−４’−ヘプチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−エチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−プロピルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−ブチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−ペンチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−ヘプチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４’−エチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４’−プロピルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４’−ブチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４’−ペンチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−トリフルオロメチルベンジル）−トランス−４’−ヘプチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−エチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−プロピルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−ブチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−ペンチルテルシクロヘキサン
トランス−４−（３−ジフルオロメトキシベンジル）−トランス−４’−ヘプチルテルシクロヘキサン
（実施例２）液晶組成物の調製（１）
以下の組成からなり、ネマチック液晶用として汎用され、特にアクティブマトリックス用として好適なフッ素系の母体液晶（Ｂ）
【００４１】
【化１０】

【００４２】
（式中、シクロヘキサン環はトランス配置を表す。）を調製したところ、１１６．７℃以下でネマチック（Ｎ）相を示した。その物性値及びこれを用いて作製したセル厚６μｍのＴＮセルの閾値電圧（Ｖｔｈ）は以下の通りであった。
【００４３】
誘電率異方性（Δε）４．７
屈折率異方性（Δｎ）０．０９０
閾値電圧（Ｖｔｈ）２．１４Ｖ
この母体液晶（Ｂ）８５％及び実施例１で得た第１表（Ｎｏ．１）の化合物１５％からなる液晶組成物（Ｍ−１）を調製した。この（Ｍ−１）のＮ相の上限温度（Ｔn-i）及びその物性値は以下の通りとなった。
【００４４】
Ｎ相の上限温度（Ｔn-i）８２．０℃
誘電率異方性（Δε）３．７
屈折率異方性（Δｎ）０．０７４
閾値電圧（Ｖｔｈ）１．７３Ｖ
このように、本発明に関わる液晶組成物（Ｍ−１）を母体液晶（Ｂ）と比較すると、Ｎ相の上限温度（Ｔn-i）は少し低くなった。しかしながら、Δεが母体液晶（Ｂ）より小さいにも関わらず、そのＶｔｈは０．４１Ｖ（約２０％）も低減することができた。また、そのΔｎは０．０１６低くなった。更に、この組成物の比抵抗は１０¹²Ωｃｍ以上と大きく、このセルの電圧保持率は非常に高かった。
（比較例１）
（Ｎｏ．１）の化合物と類似構造を有するが、直線状骨格で１，４−フェニレン基を有する式（Ｒ−１）
【００４５】
【化１１】

【００４６】
の化合物１５重量％及び母体液晶（Ｂ）８５重量％からなる液晶組成物（Ｎ−１）を調製した。この（Ｎ−１）のＮ相の上限温度（Ｔn-i）及びその物性値は以下の通りとなった。
【００４７】
Ｎ相の上限温度（Ｔn-i）８０．９℃
誘電率異方性（Δε）３．８１
屈折率異方性（Δｎ）０．０７４
閾値電圧（Ｖｔｈ）１．７４
このようにＮ相の上限温度（Ｔn-i）は（Ｍ−１）より低くなってしまい、そのΔεが大きいにも関わらず、そのＶｔｈは（Ｍ−１）と比較すると若干高くなってしまった。また、そのΔｎは０．０７４であり、母体液晶（Ｂ）と比較してほとんど変わらない値であった。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係わる一般式（I）で表される化合物は、実施例に示したように工業的にも極めて容易に製造でき、熱、光、水等に対し、化学的に安定であり、ネマチック液晶として現在汎用されている母体液晶との相溶性にも優れている。しかも、その母体液晶に少量添加することにより、そのネマチック液晶温度範囲をそれほど低下させることなく、それを用いた液晶セルの閾値電圧（Ｖｔｈ）を効果的に低減することが可能である。また、分子内に強い極性基が存在せず、容易に大きい比抵抗と高い電圧保持率を得ることができる。
従って、温度範囲が広く、且つ低電圧駆動が要求される各種液晶表示素子、特にアクティブマトリックス駆動用として適しており、液晶材料として非常に有用である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel compound useful as an electro-optical liquid crystal display material and a liquid crystal composition using the same.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display elements are used in various measuring instruments, automobile panels, word processors, electronic notebooks, printers, computers, televisions, etc., including watches and calculators. Typical liquid crystal display methods include TN (twisted nematic), STN (super twisted nematic), DS (dynamic light scattering), GH (guest / host), or FLC (ferroelectric liquid crystal). Among them, the TN type and the STN type are most frequently used at present. As a driving method, the conventional static driving to the multiplex driving have become common, and the simple matrix method and recently the active matrix method have been put into practical use. Among these, the active matrix method can display the highest image quality, has a wide viewing angle, can easily achieve high definition and color, and can display moving images. It is thought to be.
[0003]
As a liquid crystal material used in this active matrix display system, various characteristics are required as in the case of a normal liquid crystal display. In particular, (1) the temperature range is wide. (2) The threshold voltage (Vth) is low. (3) It is important that the specific resistance is high and the voltage holding ratio is excellent. Among these, (1) includes (1a) a high nematic phase upper limit temperature (Tn-i), and (1b) a low melting point that hardly causes phase separation such as crystallization or precipitation.
[0004]
To date, no liquid crystal compound that satisfies these required properties alone has been known, and it is actually used as a mixture of various liquid crystal compounds. A wide variety of liquid crystal compounds have been developed so far, but a compound having a 4-phenylbicyclohexane (CCP) skeleton is relatively often used as a tricyclic compound that can satisfy the above-mentioned conditions. This compound having a CCP skeleton has a feature that Tn-i is relatively high. However, its low-temperature characteristics and compatibility with other liquid crystal compounds were not particularly excellent as compared with other liquid crystal compounds. As a compound that compensates for this point of the compound having a CCP skeleton, 4- (2-phenyl) ethylbicyclohexane, which is a compound having an ethylene group introduced into the skeleton, is also known, and a methylene group has been introduced into the skeleton. The compound 4-benzylbicyclohexane is also reported. However, the low-temperature characteristics of these compounds, particularly those having a methylene skeleton, and the compatibility with other liquid crystal compounds are considerably improved as compared with the compounds having a CCP skeleton, but Tn-i is low and Vth is sufficiently high. It was never satisfactory because it was not lowered.
[0005]
As described above, it has been quite difficult to obtain a liquid crystal composition for active matrix having the above characteristics.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is to be chemically stable, easily obtain a high specific resistance and voltage holding ratio, and narrow the temperature range of the liquid crystal phase by adding it. It is to provide a liquid crystal compound capable of effectively reducing the threshold voltage, and to provide a liquid crystal composition having a wide temperature range and a low threshold voltage using the compound. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention
1. Formula (I)
[0008]
[Chemical 2]

[0009]
(In the formula, R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, l represents an integer of 1, 2 or 3, and Z represents carbon in which a hydrogen atom contained in the group may be substituted by a fluorine atom. A compound represented by an alkyl group having 1 to 10 atoms or an alkoxyl group, a fluorine atom, a chlorine atom, a trifluoromethoxy group, a trifluoromethyl group, or a difluoromethoxy group.
2. 2. The compound according to 1 above, wherein in general formula (I), Z represents a fluorine atom or a trifluoromethoxy group.
3. 2. The compound according to 1 above, wherein in general formula (I), R represents an alkyl group having 3 to 7 carbon atoms, and 1 represents an integer of 1 or 2.
4). 2. The general formula (I), wherein Z represents a fluorine atom or a trifluoromethoxy group, R represents an alkyl group having 3 to 7 carbon atoms, and l represents an integer of 1 or 2. Compound.
5). 2. A liquid crystal composition containing at least one novel compound represented by the general formula (I) described in 1 above.
Was the solution.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of the present invention will be described below.
R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkyl group having 3 to 7 carbon atoms, and more preferably a linear alkyl group. l represents an integer of 1, 2 or 3, but 1 or 2 is preferred. Z represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxyl group, a fluorine atom, a chlorine atom, a trifluoromethoxy group, a trifluoromethyl group, or difluoromethoxy, in which a hydrogen atom contained in the group may be substituted by a fluorine atom Represents a group, preferably a fluorine atom or a trifluoromethoxy group.
[0011]
The compound of general formula (I) can be synthesized as follows.
That is,
[0012]
[Chemical 3]

[0013]
(In the formula, R, l and Z have the same meaning as in general formula (I), and M represents a metal such as MgCl, MgBr, Li, etc.)
The alcohol derivative of the general formula (IV) is obtained by reacting the aldehyde derivative represented by the general formula (II) and the organometallic compound of the general formula (III).
[0014]
[Formula 4]

[0015]
(Wherein R, l and Z have the same meaning as in general formula (I).)
Using this, an oxidant such as pyridinium chlorochromate (PCC) is used to obtain a ketone derivative of the general formula (V).
[0016]
[Chemical formula 5]

[0017]
(Wherein R, l and Z have the same meaning as in general formula (I).)
Then, the compound of general formula (I) of this invention can be manufactured by reducing a carbonyl group using hydrazine etc. Alternatively, the alcohol derivative of the general formula (IV) can be produced in the same manner by directly reducing the alcohol derivative using a reducing agent such as triethylsilane.
[0018]
Or
[0019]
[Chemical 6]

[0020]
(In the formula, R, l and Z have the same meaning as in general formula (I), and X represents a bromine atom or an iodine atom.)
It can also be produced by reacting a Grignard reactant of general formula (VI) with general formula (VII) in the presence of a nickel or palladium catalyst. The palladium catalyst is preferably a palladium (II) complex such as dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (II) or a palladium (0) complex such as tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0). The nickel catalyst is preferably, for example, dichlorobis ( Nickel (II) complexes such as diphenylphosphino) propane nickel (II) are preferred.
[0021]
Representative examples of the compound represented by the general formula (I) thus produced are listed in Table 1.
[0022]
[Table 1]

[0023]
(In the table, C represents a crystalline phase, N represents a nematic phase, I represents an isotropic liquid phase, and () represents a monotropic phase.)
A normal liquid crystal compound is composed of a ring structure having extremely excellent linearity such as a central skeleton represented by a 1,4-phenylene group and a trans-1,4-cyclohexylene group, and a methylene group is connected to a linking group. The compound and the compound having a 1,3-phenylene group have received little attention so far. However, as can be seen from Table 1, the compound represented by the general formula (I) also includes a compound having a nematic phase alone despite having a bent structure called a methylene group in the skeleton. The addition can reduce the threshold voltage of the composition very effectively, and also has the effect of reducing the refractive index anisotropy.
[0024]
Therefore, the compound represented by the general formula (I) can be suitably used as a material for a field effect display cell such as a TN type or STN type in a mixture with other nematic liquid crystal compounds. Moreover, since the compound represented by the general formula (I) does not have a strong polar group such as a cyano group or an ester bond in the molecule, it is easy to obtain a large specific resistance and a high voltage holding ratio. Therefore, it is particularly suitable as a constituent component of the active matrix driving liquid crystal material. The present invention also provides a liquid crystal composition containing at least one compound represented by the general formula (I) as a constituent component.
[0025]
In this composition, preferred representative examples of the nematic liquid crystal compound that can be used by mixing with the compound represented by the general formula (I) include, for example, 4-substituted phenyl, 4-substituted phenyl, 4-substituted benzoic acid Cyclohexanecarboxylic acid 4-substituted phenyl, 4-substituted cyclohexanecarboxylic acid 4′-substituted biphenylyl, 4- (4-substituted cyclohexanecarbonyloxy) benzoic acid 4-substituted phenyl, 4- (4-substituted cyclohexyl) benzoic acid 4-substituted Phenyl, 4- (4-substituted cyclohexyl) benzoic acid 4-substituted cyclohexyl, 4,4′-substituted biphenyl, 1- (4-substituted cyclohexyl) -4-substituted benzene, 4,4′-substituted bicyclohexane, 1- [2- (4-Substituted cyclohexyl) ethyl] -4-substituted benzene, 1- (4-substituted cyclohexyl) -2- (4-substituted cyclohexyl) ethane, 4,4 "-substituted terphenyl, 4- (4-substituted cyclohexyl) -4'-substituted biphenyl, 4- [2- (4-substituted cyclohexyl) ethyl] -4'-substituted Biphenyl, 4- (4-substituted phenyl) -4'-substituted bicyclohexane, 4- [2- (4-substituted cyclohexyl) ethyl] -4'-substituted biphenyl, 4- [2- (4-substituted cyclohexyl) ethyl ] Cyclohexyl-4′-substituted benzene, 4- [2- (4-substituted phenyl) ethyl] -4′-substituted bicyclohexane, 1- (4-substituted phenylethynyl) -4-substituted benzene, 1- (4- Substituted phenylethynyl) -4- (4-substituted cyclohexyl) benzene, 2- (4-substituted phenyl) -5-substituted pyrimidine, 2- (4′-substituted biphenylyl) -5-substituted pyrimidine In addition, in each of the above compounds, a compound in which the benzene ring has a lateral substituent can be exemplified.
[0026]
Among these, for active matrix driving, 4,4′-substituted biphenyl, 1- (4-substituted cyclohexyl) -4-substituted benzene, 4,4′-substituted bicyclohexane, 1- [2- (4-substituted cyclohexyl) Ethyl] -4-substituted benzene, 1- (4-substituted cyclohexyl) -2- (4-substituted cyclohexyl) ethane, 4,4 "-substituted terphenyl, 4- (4-substituted cyclohexyl) -4'-substituted biphenyl 4- [2- (4-substituted cyclohexyl) ethyl] -4′-substituted biphenyl, 4- (4-substituted phenyl) -4′-substituted bicyclohexane, 4- [2- (4-substituted cyclohexyl) ethyl] -4'-substituted biphenyl, 4- [2- (4-substituted cyclohexyl) ethyl] cyclohexyl-4'-substituted benzene, 4- [2- (4-substituted phenyl) ethyl] -4'-substituted bicyclohexane, 1- (4-substituted phenylethynyl) -4-substituted benzene, 1- (4-substituted phenylethynyl) -4- (4-substituted cyclohexyl) benzene and the above, the benzene ring is substituted with fluorine Suitable compounds are suitable.
[0027]
The effect of reducing the threshold voltage by adding the compound of the general formula (I) is clear as follows.
A matrix liquid crystal (B) that is currently widely used as a nematic liquid crystal material and is particularly suitable for use in an active matrix
[0028]
[Chemical 7]

[0029]
(Wherein the cyclohexane ring represents a trans configuration) shows a nematic phase at 116.7 ° C. or less, and its dielectric anisotropy (Δε) is 4.7, and the cell thickness produced using this is 6 μm. The threshold voltage (Vth) of the TN cell is 2.14V. The refractive index anisotropy (Δn) is 0.090.
[0030]
A liquid crystal composition (M-1) comprising 85% by weight of the base liquid crystal (B) and 15% by weight of the compound of Table 1 (No. 1) was prepared. When the characteristics of (M-1) were compared with those of the base liquid crystal (B), the upper limit temperature of the nematic phase was slightly lowered to 82.0 ° C., and the Δε was reduced to 3.7. Further, a cell was prepared in the same manner using (M-1), and its Vth was measured. As a result, it was 1.73 V and could be reduced by 0.41 V. Further, the Δn was 0.074, which was 0.016 smaller. Furthermore, the specific resistance of this composition was as large as 10 ¹² Ωcm or more, and the voltage holding ratio of this cell was high.
[0031]
On the other hand, Formula (R-1) having a similar structure to the compound of (No. 1)
[0032]
[Chemical 8]

[0033]
A comparative composition (N-1) comprising 15% by weight of the above compound and 85% by weight of the base liquid crystal (B) was prepared. Compared to (M-1), the upper limit temperature of the nematic phase of (N-1) was as low as 80.9 ° C., and its Δε was as large as 3.81. In addition, Vth obtained by measuring and measuring the cell in the same manner was 1.74 V despite Δε being large, which was larger than (M−1). Further, this Δn was 0.074, which was similar to that of the base liquid crystal (B).
[0034]
From the above results, it is clear that the compound represented by the general formula (I) has a great effect on reducing the threshold voltage as a liquid crystal material for active matrix.
[0035]
【Example】
The following examples further illustrate the present invention. However, the present invention is not limited to these examples.
[0036]
The phase transition temperature was measured using a polarizing microscope equipped with a temperature control stage and a differential scanning calorimeter (DSC). Further, the structure of the compound was confirmed by nuclear magnetic resonance spectrum ( ¹ H-NMR), mass spectrum (MS) and the like. M ^{+ in} MS represents the parent peak. “%” In the composition ratio represents “% by weight”.
Example 1 Synthesis of trans-4- (3-fluorobenzyl) -trans-4′-propylbicyclohexane (the compound of Table 1 No. 1)
[Chemical 9]

[0038]
3.82 g of shaved magnesium was added to 5 ml of dry THF. A solution of 30.3 g of 1-bromo-3-fluorobenzene in 150 ml of THF was added dropwise thereto at such a rate that gentle reflux was maintained. After completion of dropping, the mixture was further stirred for 1 hour. After allowing to cool, 2 ml of trans-4-propylbicyclohexane-trans-4-carbaldehyde in 80 ml of THF was added dropwise over 1 hour taking care that the internal temperature does not exceed 40 ° C. After further stirring for 1 hour at room temperature, dilute hydrochloric acid was added with stirring until the aqueous layer became slightly acidic. The mixture was extracted with ethyl acetate, and the organic layer was washed with water and then with saturated brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. 30.8 g of the crude product obtained by distilling off the solvent was dissolved in 100 ml of dichloromethane, and this was added to a solution of 42.4 g of pyridinium chlorochromate suspended in 42 g of silica gel in 200 ml of dichloromethane and stirred for 1 hour at room temperature. did. The insoluble matter was removed by filtration through Celite, and the oil obtained by distilling off the solvent was purified using silica gel column chromatography (hexane / ethyl acetate = 9) to give (trans-4′-propylbicyclohexane). 28.3 g of white crystals of -trans-4-yl)-(3-fluorophenyl) methanone were obtained. To the obtained crystals, 100 ml of diethylene glycol and 17.1 g of hydrazine hydrate were added, and the mixture was heated and stirred for 1 hour while distilling off by-produced water. After the temperature was lowered to room temperature, 17.0 g of potassium hydroxide was added, and the mixture was heated and stirred at 165 ° C. for 4 hours. 200 ml of water was added and extracted with hexane, and the organic layer was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. The crude product obtained by distilling off the solvent was purified using silica gel column chromatography (hexane), further purified by recrystallization from a mixed solvent of ethanol and hexane (10/1), and trans-4- ( 8.1 g of 3-fluorobenzyl) -trans-4'-propylbicyclohexane was obtained.
[0039]
MS: m / e = 330 (M ⁺ )
The phase transition temperatures are summarized in Table 1.
The following compounds were synthesized in the same manner.
[0040]
Trans-1- (3-fluorobenzyl) -trans-4-ethylcyclohexanetrans-1- (3-fluorobenzyl) -trans-4-propylcyclohexanetrans-1- (3-fluorobenzyl) -trans-4-butyl Cyclohexanetrans-1- (3-fluorobenzyl) -trans-4-pentylcyclohexanetrans-1- (3-fluorobenzyl) -trans-4-heptylcyclohexanetrans-1- (3-trifluoromethoxybenzyl) -trans- 4-ethylcyclohexanetrans-1- (3-trifluoromethoxybenzyl) -trans-4-propylcyclohexanetrans-1- (3-trifluoromethoxybenzyl) -trans-4-butylcyclohexanetrans-1- (3-trifluoro Methoxybenzyl) -trans-4-pentylcyclohexanetrans-1- (3-trifluoromethoxybenzyl) -trans-4-heptylcyclohexanetrans-1- (3-trifluoromethylbenzyl) -trans-4-ethylcyclohexanetrans- 1- (3-trifluoromethylbenzyl) -trans-4-propylcyclohexanetrans-1- (3-trifluoromethylbenzyl) -trans-4-butylcyclohexanetrans-1- (3-trifluoromethylbenzyl) -trans -4-pentylcyclohexanetrans-1- (3-trifluoromethylbenzyl) -trans-4-heptylcyclohexanetrans-1- (3-difluoromethoxybenzyl) -trans-4-ethylcyclohexanetrans- -(3-Difluoromethoxybenzyl) -trans-4-propylcyclohexanetrans-1- (3-difluoromethoxybenzyl) -trans-4-butylcyclohexanetrans-1- (3-difluoromethoxybenzyl) -trans-4-pentyl Cyclohexanetrans-1- (3-difluoromethoxybenzyl) -trans-4-heptylcyclohexanetrans-4- (3-fluorobenzyl) -trans-4′-ethylbicyclohexanetrans-4- (3-fluorobenzyl) -trans -4′-propylbicyclohexanetrans-4- (3-fluorobenzyl) -trans-4′-butylbicyclohexanetrans-4- (3-fluorobenzyl) -trans-4′-pentylbicyclohexanetrans-4- ( 3-full Robenzyl) -trans-4′-heptylbicyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethoxybenzyl) -trans-4′-ethylbicyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethoxybenzyl) -trans-4′- Propylbicyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethoxybenzyl) -trans-4'-butylbicyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethoxybenzyl) -trans-4'-pentylbicyclohexanetrans-4- ( 3-trifluoromethoxybenzyl) -trans-4′-heptylbicyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethylbenzyl) -trans-4′-ethylbicyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethylbenzyl)- Trans-4'-propylbisi Rhohexanetrans-4- (3-trifluoromethylbenzyl) -trans-4′-butylbicyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethylbenzyl) -trans-4′-pentylbicyclohexanetrans-4- (3 -Trifluoromethylbenzyl) -trans-4'-heptylbicyclohexanetrans-4- (3-difluoromethoxybenzyl) -trans-4'-ethylbicyclohexanetrans-4- (3-difluoromethoxybenzyl) -trans-4 '-Propylbicyclohexanetrans-4- (3-difluoromethoxybenzyl) -trans-4'-butylbicyclohexanetrans-4- (3-difluoromethoxybenzyl) -trans-4'-pentylbicyclohexanetrans-4- ( 3-difluoromethoxybe Gil) -trans-4'-heptylbicyclohexanetrans-4- (3-fluorobenzyl) -trans-4'-ethyltercyclohexanetrans-4- (3-fluorobenzyl) -trans-4'-propyltercyclohexanetrans -4- (3-fluorobenzyl) -trans-4'-butyltercyclohexanetrans-4- (3-fluorobenzyl) -trans-4'-pentyltercyclohexanetrans-4- (3-fluorobenzyl) -trans- 4'-heptyl tercyclohexane trans-4- (3-trifluoromethoxybenzyl) -trans-4'-ethyl tercyclohexane trans-4- (3-trifluoromethoxybenzyl) -trans-4'-propyl tercyclohexane trans- 4- (3-trifluoromethoate Xylbenzyl) -trans-4′-butyltercyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethoxybenzyl) -trans-4′-pentyltercyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethoxybenzyl) -trans-4′- Heptyltercyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethylbenzyl) -trans-4'-ethyltercyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethylbenzyl) -trans-4'-propyltercyclohexanetrans-4- ( 3-trifluoromethylbenzyl) -trans-4′-butyltercyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethylbenzyl) -trans-4′-pentyltercyclohexanetrans-4- (3-trifluoromethylbenzyl)- Trans-4'-F Tyltercyclohexanetrans-4- (3-difluoromethoxybenzyl) -trans-4′-ethyltercyclohexanetrans-4- (3-difluoromethoxybenzyl) -trans-4′-propyltercyclohexanetrans-4- (3- Difluoromethoxybenzyl) -trans-4′-butyltercyclohexanetrans-4- (3-difluoromethoxybenzyl) -trans-4′-pentyltercyclohexanetrans-4- (3-difluoromethoxybenzyl) -trans-4′- Heptyl tercyclohexane (Example 2) Preparation of liquid crystal composition (1)
Fluorine-based base liquid crystal (B) having the following composition and widely used for nematic liquid crystal and particularly suitable for active matrix
[0041]
[Chemical Formula 10]

[0042]
(In the formula, the cyclohexane ring represents a trans configuration.) When prepared, the nematic (N) phase was exhibited at 116.7 ° C. or lower. The physical property values and the threshold voltage (Vth) of a TN cell having a cell thickness of 6 μm produced using the physical property values were as follows.
[0043]
Dielectric Anisotropy (Δε) 4.7
Refractive index anisotropy (Δn) 0.090
Threshold voltage (Vth) 2.14V
A liquid crystal composition (M-1) comprising 85% of the base liquid crystal (B) and 15% of the compound of Table 1 (No. 1) obtained in Example 1 was prepared. The upper limit temperature (Tn-i) of N phase of (M-1) and its physical property values are as follows.
[0044]
N phase upper limit temperature (Tn-i) 82.0 ℃
Dielectric Anisotropy (Δε) 3.7
Refractive index anisotropy (Δn) 0.074
Threshold voltage (Vth) 1.73V
Thus, when the liquid crystal composition (M-1) according to the present invention was compared with the base liquid crystal (B), the upper limit temperature (Tn-i) of the N phase was slightly lowered. However, although Δε was smaller than the base liquid crystal (B), the Vth could be reduced by 0.41 V (about 20%). In addition, the Δn became 0.016 lower. Furthermore, the specific resistance of this composition was as large as 10 ¹² Ωcm or more, and the voltage holding ratio of this cell was very high.
(Comparative Example 1)
Formula (R-1) having a similar structure to the compound of (No. 1) but having a 1,4-phenylene group in a linear skeleton
[0045]
Embedded image

[0046]
A liquid crystal composition (N-1) comprising 15% by weight of the above compound and 85% by weight of the base liquid crystal (B) was prepared. The upper limit temperature (Tn-i) of N phase of (N-1) and its physical property values are as follows.
[0047]
N phase upper limit temperature (Tn-i) 80.9 ℃
Dielectric Anisotropy (Δε) 3.81
Refractive index anisotropy (Δn) 0.074
Threshold voltage (Vth) 1.74
Thus, the upper limit temperature (Tn-i) of the N phase is lower than (M-1), and its Vth is slightly higher than (M-1) despite its large Δε. It was. Further, the Δn was 0.074, which was a value almost unchanged as compared with the base liquid crystal (B).
[0048]
【The invention's effect】
The compound represented by the general formula (I) according to the present invention can be produced very easily industrially as shown in the examples, and is chemically stable to heat, light, water, etc., and nematic. It is also excellent in compatibility with base liquid crystals that are currently widely used as liquid crystals. Moreover, by adding a small amount to the base liquid crystal, it is possible to effectively reduce the threshold voltage (Vth) of the liquid crystal cell using the nematic liquid crystal without significantly reducing the temperature range of the nematic liquid crystal. Moreover, there is no strong polar group in the molecule, and a large specific resistance and a high voltage holding ratio can be easily obtained.
Therefore, it is suitable for various liquid crystal display elements that require a wide temperature range and low voltage driving, particularly for active matrix driving, and is very useful as a liquid crystal material.

Claims

Formula (I)

(Wherein R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, l represents an integer of 1, 2 or 3, and Z represents a fluorine atom or a trifluoromethoxy group ).

The compound according to claim 1, wherein in general formula (I), R represents an alkyl group having 3 to 7 carbon atoms, and l represents an integer of 1 or 2.

2. In general formula (I), Z represents a fluorine atom or a trifluoromethoxy group, R represents an alkyl group having 3 to 7 carbon atoms, and l represents an integer of 1 or 2. The described compound.

A liquid crystal composition containing at least one novel compound represented by formula (I) according to claim 1.