JPH08198785A - ビフェニル誘導体 - Google Patents
ビフェニル誘導体Info
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- JPH08198785A JPH08198785A JP1161995A JP1161995A JPH08198785A JP H08198785 A JPH08198785 A JP H08198785A JP 1161995 A JP1161995 A JP 1161995A JP 1161995 A JP1161995 A JP 1161995A JP H08198785 A JPH08198785 A JP H08198785A
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Abstract
にH原子、F原子、n:0、1、J:−CH2CH2−、
単結合、Z:F原子、Cl原子、−CF3、−OCF3、
−OCF2H)で表わされる化合物、これを含有する組
成物及びこれを用いて構成される液晶表示素子。 【効果】 この化合物は、他の液晶材料との相溶性に優
れ、屈折率異方性も小さい。更に、添加により得られる
液晶組成物の誘電率異方性が非常に大きいにもかかわら
ず、抵抗値及び電圧保持率は高いので、低駆動電圧が要
求される液晶表示素子、特にアクティブマトリックス駆
動表示素子の構成材料として非常に有用である。
Description
である新規ビフェニル誘導体及びそれを含有する液晶組
成物、更にそれを用いて構成される液晶素子に関する。
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
ィブマトリックス駆動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駆動方式によると、最
も高画質の表示が可能であり、視野角が広く、高精細
化、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。
いられる液晶材料には、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)比抵抗が高
く、電圧の保持率に優れること、(2)閾値電圧
(Vth)が低いこと、(3)液晶相を示す温度範囲が広
いこと、(4)応答性に優れること、の4点が重要であ
る。
(1)
を、Δεは誘電率異方性をそれぞれ表わす。)で表わさ
れるが、この式からわかるように閾値電圧を低くするた
めには、誘電率異方性(Δε)を大きくすることが重要
である。
めには、ベンゼン環等の芳香環に、極性置換基を分子長
軸方向に導入する必要があり、これまでは4−シアノフ
ェニル基のように極性基としてはシアノ基が用いられる
ことが多かった。しかしながら、このシアノ基を有する
化合物では、高い比抵抗値や電圧保持率を得ることは困
難であり、アクティブマトリックス駆動用として用いる
ことは困難である。そのため、アクティブマトリックス
駆動用としてその誘電率異方性を大きくするためには、
極性基としてフッ素原子を用いた、例えば4−フルオロ
フェニル基や3,4−ジフルオロフェニル基を有する化
合物が用いられるようになっている。
合物の誘電率異方性はシアノ基を有する液晶化合物と比
較するとかなり小さく、これらの混合では組成物の誘電
率異方性を充分大きくすることができず、従って閾値電
圧の充分低い組成物を調製することはかなり困難であっ
た。
率異方性が大きく、低い閾値電圧を得るために適した液
晶化合物として、3,4,5−トリフルオロフェニル基
を有する化合物も報告されている(特開平2−2336
26号公報等に記載)。しかしながら、そこに記載され
ている液晶化合物の誘電率異方性は+10程度であり、
シアノ系の化合物と比べると充分大きくはないのが実情
である。
ニル基を有する化合物も報告されているが(特表平2−
501311号公報等に記載)、その誘電率異方性は4
−フルオロフェニル基を有する化合物のそれと同程度に
すぎない。
性を更に大きくするためには、3,4−ジフルオロフェ
ニル基あるいは3,4,5−トリフルオロフェニル基等
を有する液晶化合物の分子内の他のフェニル基に、フッ
素原子を更に同一方向に複数個導入することが考えられ
る。最近、4−置換−2,6,3’,4’,5’−ペン
タフルオロビフェニル骨格を有する式(A)
液晶学会、A−P32、1992年)、それによると式
(A)の化合物は+25もの大きい誘電率異方性を有し
ている。
ルオロビフェニル骨格を有する式(B)
を有し、それをホスト液晶に添加することにより、その
閾値電圧の低下に大きな効果があることを見いだした。
しかしながら、上記の式(A)あるいは式(B)の化合
物は、他の液晶化合物との相溶性が悪く、アクティブマ
トリックス駆動用ホスト液晶への添加量はごく少量に制
限され、これら化合物の特徴を充分にひきだし、且つ閾
値電圧の低い液晶組成物を調製することは困難であっ
た。
動用の液晶材料として、その誘電率異方性が非常に大き
く、添加により閾値電圧を効果的に低下させ、高い比抵
抗と電圧保持率を得ることが可能であり、且つホスト液
晶との相溶性に優れた実用的化合物は知られていなかっ
た。
する課題は、ホスト液晶との相溶性に優れ、誘電率異方
性が非常に大きく、高い比抵抗と電圧保持率を得ること
が可能なビフェニル誘導体である新規化合物を提供する
ことにある。
のアクティブマトリックス駆動に適した液晶組成物を提
供することにある。
決するために、一般式(I)
ル基を表わし、X及びYはそれぞれ独立的に水素原子又
はフッ素原子を表わし、nは0又は1の整数を表わし、
nが1のときJは−CH2CH2−又は単結合を表わし、
Zはフッ素原子、塩素原子、−CF3、−OCF3又は−
OCF2Hを表わし、シクロヘキサン環はトランス配置
である。)で表わされるビフェニル誘導体を提供する。
ち、X及びYの少なくとも一方がフッ素原子であること
が好ましい。また、nが1である場合、液晶性は優れる
が粘性がやや大きくなってしまい、nが0である場合、
液晶性はやや低下するものの粘性が低いので、nが0で
あることが好ましい。また、Zがフッ素原子であること
が好ましい。更に、Rは炭素原子数2〜7の直鎖状アル
キル基であることが好ましい。
は、例えば一般式(IIa)
けると同じ意味を表わす。)で表わされるホウ酸誘導体
及び一般式(IIIb)
けると同じ意味を表わし、Wは臭素原子又はヨウ素原子
を表わす。)で表わされるハロゲン化ベンゼン誘導体と
を触媒存在下に反応させることにより得ることができ
る。触媒としては、パラジウム(0)錯体、パラジウム(I
I)錯体あるいはニッケル(II)錯体等が用いられるが、例
えばテトラキス(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)錯体が好ましい。
誘導体は、対応する一般式(IIh)
けると同じ意味を表わす。)で表わされる1−置換−
3,5−ジフルオロベンゼン誘導体をブチルリチウム等
のアルキルリチウムでリチオ化して、一般式(IIc)
けると同じ意味を表わす。)で表わされるフェニルリチ
ウム誘導体とし、これを一般式(IV)
るホウ酸トリアルキルエステルと反応させ、得られた一
般式(IId)
けると同じ意味を表わし、R’は一般式(IV)におけ
ると同じ意味を表わす。)で表わされるホウ酸エステル
誘導体を、塩酸等で加水分解することにより容易に得る
ことができる。
(IIb)
けると同じ意味を表わし、Wは臭素原子又はヨウ素原子
を表わす。)で表わされる4−ハロ−1−置換−3,5
−ジフルオロベンゼン誘導体及び一般式(IIIa)
けると同じ意味を表わす。)で表わされるホウ酸エステ
ルとを同様に反応させても得ることができる。あるいは
上記の各製造法に於いて、ホウ酸エステルに換えて、フ
ェニルリチウム誘導体あるいはグリニヤール反応剤を用
いることも可能である。ただし、反応の収率、精製の容
易さ等の点で最初に挙げた方法がより好ましい。
る液晶性化合物の例を、第1表に示す。
相を各々表わす。) 一般式(I)の化合物の構造的に最も大きな特徴の一つ
は、多数のフッ素原子により同方向に置換されたビフェ
ニル骨格を有することにある。このため、一般式(I)
の化合物は、3環性の場合には単独では液晶相を示さな
いが、潜在的に非常に大きい誘電率異方性を有する。そ
のため、ホスト液晶に添加することにより、その誘電率
異方性を増大させ、その閾値電圧の低下に大きな効果を
示すことができる。この効果については比較例として挙
げた式(B)の化合物と大きな差はみられない。しかし
ながら、式(B)の化合物は融点が高く、溶解性や他の
液晶化合物との相溶性が非常に悪いために、ホスト液晶
へは極めて少量しか添加することができず、この優れた
特徴を充分生かすことは困難である。
本発明の一般式(I)の化合物は式(B)の化合物と比
較して非常に融点が低い。これは一般式(I)の化合物
の構造的特徴の一つであるメチレン結合に起因すると考
えられるが、これによって後述するように、本発明の一
般式(I)の化合物は、他の液晶化合物あるいはホスト
液晶等との相溶性に極めて優れるという効果が得られて
いる。そのために、ホスト液晶に充分な量を添加するこ
とができる。
い誘電率異方性を有するにもかかわらず、その分子内に
シアノ基のように非常に強い極性基を含まないので、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。もちろん一般式(I)の
化合物は、TN型あるいはSTN型といった液晶表示に
おいて、単純マトリックス駆動など他の駆動方式による
表示方式においても好適に使用することができ、本発明
はその第二として、一般式(I)の化合物を含有する液
晶組成物を、更にその液晶組成物を構成要素とする液晶
表示素子をも提供するものである。
晶に添加することによる効果は、以下に示すように明ら
かである。 アクティブマトリックス駆動用のホスト液晶(M)
を表わし、「%」は「重量%」を表わす。)のネマチッ
ク相上限温度(TN-I)は116℃であり、その融点は
11℃であった。また、その誘電率異方性(Δε)は+
4.8であり、屈折率異方性(Δn)は0.090であ
った。また、この組成物をセル厚4.5μmのTNセル
に封入して作製した液晶素子の閾値電圧(Vth)を測定
したところ、1.88Vであった。
び第1表中(I−1)の化合物15重量%からなる液晶
組成物(M−1)を調製した。この(M−1)のTN-I
は75.0℃であり、これを室温及び0℃で一ヶ月放置
したが、結晶の析出は観察されなかった。更にこの(M
−1)を−50℃で放置して結晶を析出させ、再度昇温
してその溶解する温度を測定したところ、約26℃であ
った。また、この(M−1)の誘電率異方性は+5.6
とホスト液晶(M)と比較して非常に大きくなり、同様
にして液晶素子を作製して測定した閾値電圧は1.32
Vと、ホスト液晶(M)と比較して大きく低下した。ま
た、この液晶素子の比抵抗値及び電圧保持率を測定した
ところ、非常に高かった。更に、屈折率異方性は0.0
78とホスト液晶(M)と比較しても小さくなった。一
般にビフェニル骨格を有する液晶性化合物の屈折率異方
性は大きいことが多いので、この小さい屈折率異方性も
本発明の化合物の大きな特徴であるといえる。特に現在
のアクティブマトリックス駆動液晶表示においては、い
わゆる”ファーストミニマム”の条件で用いられること
が多く、そのため液晶材料としても、通常屈折率異方性
の小さいものが要求されるので、この特性は好ましいも
のである。
の化合物15重量%及びホスト液晶(M)85重量%か
らなる液晶組成物(M−B)を調製した。この(M−
B)のTN-Iは100.5℃と(M−1)より高くなっ
た。しかしながら、これを室温に放置すると数時間以内
に結晶が析出した。また、その溶解する温度を測定した
ところ70℃以上であり、(M−1)よりかなり高くな
ってしまった。この(M−B)の誘電率異方性は+6.
7で、同様にして液晶素子を作製して測定した閾値電圧
は1.50Vであり(M−1)程低下しなかった。ま
た、屈折率異方性は0.093でホスト液晶(M)より
高くなってしまった。
物を用いることにより、従来の式(B)の化合物では得
られなかったVthの低いアクティブマトリックス用液晶
組成物を容易に得られることがわかる。
般式(I)で表わ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。
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フッ素置換されている化合物
が適している。
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。
ペクトル(NMR)、赤外吸収スペクトル(IR)、質
量スペクトル(MS)等により行った。また、化合物及
び液晶組成物の相転移温度は、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。液晶組成物における「%」は「重量%」を表わ
す。 (実施例1) 2,6,3’,4’,5’−ペンタフ
ルオロ−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシ
ル)メチルビフェニル(第1表中の(I−1)の化合
物)の合成 (1) 3,5−ジフルオロ−1−(トランス−4−
プロピルシクロヘキシル)メチルベンゼンの合成
ン(THF)15mlに懸濁させた。これにトランス−
4−プロピルシクロヘキシルメチルブロミド30.0g
のTHF120ml溶液を穏やかな還流が持続する速度
で滴下し、更に室温で30分間攪拌してグリニヤール反
応剤を調製した。過剰のマグネシウムを濾別し、1−ブ
ロモ−3,5−ジフルオロベンゼン17.6g及び塩化
[1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ニ
ッケル(II)1.0gのTHF70ml溶液に30分間
で滴下し、室温で3時間攪拌した。反応終了後、希塩酸
を加えて中和し、ヘキサンで抽出し、有機層を水、次い
で飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥
し、溶媒を溜去して得られた粗生成物を蒸留(b.p=
140℃/1mmHg)により精製して、3,5−ジフ
ルオロ−1−(トランス−4−プロピルシクロヘキシ
ル)メチルベンゼン7.4gを得た。 (2) 2,6−ジフルオロ−4−(トランス−4−プ
ロピルシクロヘキシル)メチルフェニルホウ酸の合成
−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メチルベ
ンゼン7.4gをTHF30mlに溶解し、−50℃に
冷却した。これにn−ブチルリチウム(1.6M、n−
ヘキサン溶液)20mlをゆっくり滴下し、更に同温度
で30分間攪拌した。これにホウ酸トリイソプロピル1
1.0gのTHF40ml溶液を30分間で滴下し、1
時間かけて0℃まで昇温した後、0℃で更に2時間攪拌
した。反応終了後、10%塩酸50mlを加え、5〜1
0℃で1時間攪拌した。これを室温に戻し、トルエンで
抽出し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、次いで水で洗
滌した後、無水硫酸ナトリウムで脱水した。溶媒を溜去
して、2,6−ジフルオロ−4−(トランス−4−プロ
ピルシクロヘキシル)メチルフェニルホウ酸の白色結晶
8.7gを得た。 (3) 2,6,3’,4’,5’−ペンタフルオロ
−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メチ
ルビフェニルの合成
−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メチルフ
ェニルホウ酸8.7g及び1−ブロモ−3,4,5−ト
リフルオロベンゼン12.4gをベンゼン50ml及び
エタノール25mlに溶解し、炭酸ナトリウム水溶液
(2N)50mlを加えた。ここに、テトラキス(トリ
フェニルホスフィン)パラジウム(0)0.7gを加え、
8時間加熱還流させた。反応終了後、室温まで放冷した
後、ヘキサンを加え、水層を分離し、水層はヘキサンで
更に抽出して有機層を併せた。溶媒を溜去した後、カラ
ムクロマトグラフィー(ヘキサン)を用いて精製し、更
にエタノールから3回再結晶して2,6,3’,4’,
5’−ペンタフルオロ−4−(トランス−4−プロピル
シクロヘキシル)メチルビフェニル(融点:68.7
℃)1.5gを得た。この化合物の相転移温度は第1表
に示した。
ランス−4−エチルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6,3’,4’,5’−ペンタフルオロ−4−(ト
ランス−4−ブチルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6,3’,4’,5’−ペンタフルオロ−4−(ト
ランス−4−ペンチルシクロヘキシル)メチルビフェニ
ル 2,6,3’,4’−テトラフルオロ−4−(トランス
−4−エチルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6,3’,4’−テトラフルオロ−4−(トランス
−4−プロピルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6,3’,4’−テトラフルオロ−4−(トランス
−4−ブチルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6,3’,4’−テトラフルオロ−4−(トランス
−4−ペンチルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6,4’−トリフルオロ−4−(トランス−4−エ
チルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6,4’−トリフルオロ−4−(トランス−4−プ
ロピルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6,4’−トリフルオロ−4−(トランス−4−ブ
チルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6,4’−トリフルオロ−4−(トランス−4−ペ
ンチルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6−ジフルオロ−4’−トリフルオロメトキシ−4
−(トランス−4−エチルシクロヘキシル)メチルビフ
ェニル 2,6−ジフルオロ−4’−トリフルオロメトキシ−4
−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メチルビ
フェニル 2,6−ジフルオロ−4’−トリフルオロメトキシ−4
−(トランス−4−ブチルシクロヘキシル)メチルビフ
ェニル 2,6−ジフルオロ−4’−トリフルオロメトキシ−4
−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)メチルビ
フェニル 2,6−ジフルオロ−4’−トリフルオロメチル−4−
(トランス−4−エチルシクロヘキシル)メチルビフェ
ニル 2,6−ジフルオロ−4’−トリフルオロメチル−4−
(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メチルビフ
ェニル 2,6−ジフルオロ−4’−トリフルオロメチル−4−
(トランス−4−ブチルシクロヘキシル)メチルビフェ
ニル 2,6−ジフルオロ−4’−トリフルオロメチル−4−
(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)メチルビフ
ェニル 2,6−ジフルオロ−4’−クロロ−4−(トランス−
4−エチルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6−ジフルオロ−4’−クロロ−4−(トランス−
4−プロピルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6−ジフルオロ−4’−クロロ−4−(トランス−
4−ブチルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6−ジフルオロ−4’−クロロ−4−(トランス−
4−ペンチルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−トリフルオロメト
キシ−4−(トランス−4−エチルシクロヘキシル)メ
チルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−トリフルオロメト
キシ−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)
メチルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−トリフルオロメト
キシ−4−(トランス−4−ブチルシクロヘキシル)メ
チルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−トリフルオロメト
キシ−4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)
メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメトキシ−4−(トランス−4−エチルシクロヘキ
シル)メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメトキシ−4−(トランス−4−プロピルシクロヘ
キシル)メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメトキシ−4−(トランス−4−ブチルシクロヘキ
シル)メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメトキシ−4−(トランス−4−ペンチルシクロヘ
キシル)メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメチル−4−(トランス−4−エチルシクロヘキシ
ル)メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメチル−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキ
シル)メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメチル−4(トランス−4−ブチルシクロヘキシ
ル)メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメチル−4(トランス−4−ペンチルシクロヘキシ
ル)メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−クロロ−
4−(トランス−4−エチルシクロヘキシル)メチルビ
フェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−クロロ−
4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メチル
ビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−クロロ−
4−(トランス−4−ブチルシクロヘキシル)メチルビ
フェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−クロロ−
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)メチル
ビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−クロロ−4−(ト
ランス−4−エチルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−クロロ−4−(ト
ランス−4−プロピルシクロヘキシル)メチルビフェニ
ル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−クロロ−4−(ト
ランス−4−ブチルシクロヘキシル)メチルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−クロロ−4−(ト
ランス−4−ペンチルシクロヘキシル)メチルビフェニ
ル (実施例2) 2,6,3’,4’,5’−ペンタフ
ルオロ−4−[トランス−(トランス−4−プロピルビ
シクロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニルの合成 実施例1に於いて、3,5−ジフルオロ−1−(トラン
ス−4−プロピルシクロヘキシル)メチルベンゼンに換
えて、トランス−4−(3,5−ジフルオロフェニル)
メチル−トランス−4’−プロピルビシクロヘキサンを
用いた他は実施例1と同様にして、2,6,3’,
4’,5’−ペンタフルオロ−4−[トランス−(トラ
ンス−4−プロピルビシクロヘキサン)−4−イル]メ
チルビフェニルを得た。
ランス−(トランス−4−エチルビシクロヘキサン)−
4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’,4’,5’−ペンタフルオロ−4−[ト
ランス−(トランス−4−ブチルビシクロヘキサン)−
4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’,4’,5’−ペンタフルオロ−4−[ト
ランス−(トランス−4−ペンチルビシクロヘキサン)
−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’,4’−テトラフルオロ−4−[トランス
−(トランス−4−エチルビシクロヘキサン)−4−イ
ル]メチルビフェニル 2,6,3’,4’−テトラフルオロ−4−[トランス
−(トランス−4−プロピルビシクロヘキサン)−4−
イル]メチルビフェニル 2,6,3’,4’−テトラフルオロ−4−[トランス
−(トランス−4−ブチルビシクロヘキサン)−4−イ
ル]メチルビフェニル 2,6,3’,4’−テトラフルオロ−4−[トランス
−(トランス−4−ペンチルビシクロヘキサン)−4−
イル]メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメトキシ−4−[トランス−(トランス−4−エチ
ルビシクロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメトキシ−4−[トランス−(トランス−4−プロ
ピルビシクロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメトキシ−4−[トランス−(トランス−4−ブチ
ルビシクロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメトキシ−4−[トランス−(トランス−4−ペン
チルビシクロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−トリフルオロメト
キシ−4−[トランス−(トランス−4−エチルビシク
ロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−トリフルオロメト
キシ−4−[トランス−(トランス−4−プロピルビシ
クロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−トリフルオロメト
キシ−4−[トランス−(トランス−4−ブチルビシク
ロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−トリフルオロメト
キシ−4−[トランス−(トランス−4−ペンチルビシ
クロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメチル−4−[トランス−(トランス−4−エチル
ビシクロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメチル−4−[トランス−(トランス−4−プロピ
ルビシクロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメチル−4−[トランス−(トランス−4−ブチル
ビシクロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’,5’−テトラフルオロ−4’−トリフル
オロメチル−4−[トランス−(トランス−4−ペンチ
ルビシクロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−トリフルオロメチ
ル−4−[トランス−(トランス−4−エチルビシクロ
ヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−トリフルオロメチ
ル−4−[トランス−(トランス−4−プロピルビシク
ロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−トリフルオロメチ
ル−4−[トランス−(トランス−4−ブチルビシクロ
ヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル 2,6,3’−トリフルオロ−4’−トリフルオロメチ
ル−4−[トランス−(トランス−4−ペンチルビシク
ロヘキサン)−4−イル]メチルビフェニル (実施例3) 液晶組成物の調製 アクティブマトリックス駆動用として好適なホスト液晶
(M)
を表わす。)を調製した。このホスト液晶(M)のネマ
チック相上限温度(TN-I)、融点(M.P.)、誘電
率異方性(Δε)、屈折率異方性(Δn)及びこの組成
物をセル厚4.5μmのTNセルに封入して作製した液
晶素子の20℃における閾値電圧(Vth)を測定したと
ころ以下の通りであった。
た、2,6,3’,4’,5’−ペンタフルオロ−4−
(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メチルビフ
ェニル(第1表中(I−1)の化合物)
を調製し、同様にしてその物性値等を測定したところ以
下の通りであった。 TN-I: 75℃ Δε: +5.6 Δn: 0.078 Vth: 1.32V 従って、ネマチック相上限温度はやや低下するものの、
Δεは大きく増大していることがわかる。そのためVth
は約0.56Vも低下させることができた。また、その
Δnはかなり小さくすることができた。
したが、一ヶ月放置しても結晶の析出は観察されなかっ
た。また、−50℃で放置したところ結晶化したが、こ
れを再度昇温して析出結晶が完全に溶解する温度を測定
したところ、約26℃であった。従って、本発明の化合
物はホスト液晶に対する相溶性に非常に優れていること
が理解できる。 (比較例)ホスト液晶(M)85重量%及び(I−1)
の化合物と類似構造を有する式(B)
キシル)−2,6,3’,4’,5’−ペンタフルオロ
ビフェニル15重量%からなる液晶組成物(M−B)を
調製し、同様にしてその物性値等を測定したところ以下
の通りであった。
くなり、Vthも(M−1)ほどではないが低下した。た
だし、Δnはホスト液晶(M)よりも更に大きくなっ
た。
ると数時間以内に結晶が析出してしまった。これを再度
昇温して、析出した結晶が完全に溶解する温度を測定し
たところ70℃以上であり、(M−1)と比較すると非
常に高くなってしまった。このことから、式(B)の化
合物はホスト液晶との相溶性が非常に悪く、実用的では
ないことが理解できる。
表わされる液晶性化合物は、他の液晶化合物やホスト液
晶組成物との相溶性に優れている。また、分子内にシア
ノ基等の強極性基が存在しないので、高い比抵抗と電圧
保持率が得られるにもかかわらず、非常に大きい誘電率
異方性を示す。従ってそれを液晶組成物構成成分として
使用することにより、その閾値電圧を大きく低下するこ
とが可能である。また、ビフェニル骨格を有するにもか
かわらず、屈折率異方性は比較的小さい。従って、各種
液晶表示素子、特にアクティブマトリックス駆動用液晶
表示素子の材料として非常に適している。
Claims (7)
- 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、Rは炭素原子数1〜10のアルキル基を表わ
し、X及びYはそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原
子を表わし、nは0又は1の整数を表わし、nが1のと
きJは−CH2CH2−又は単結合を表わし、Zはフッ素
原子、塩素原子、−CF3、−OCF3又は−OCF2H
を表わし、シクロヘキサン環はトランス配置である。)
で表わされる化合物。 - 【請求項2】 一般式(I)において、X及びYの少な
くとも一方がフッ素原子であることを特徴とする請求項
1記載の化合物。 - 【請求項3】 一般式(I)において、nが0であるこ
とを特徴とする請求項2記載の化合物。 - 【請求項4】 一般式(I)において、Zがフッ素原子
であることを特徴とする請求項3記載の化合物。 - 【請求項5】 一般式(I)において、Rが炭素原子数
2〜7の直鎖状アルキル基であることを特徴とする請求
項4記載の化合物。 - 【請求項6】 請求項1、2、3、4又は5記載の一般
式(I)で表わされる化合物を含有する液晶組成物。 - 【請求項7】 請求項6記載の液晶組成物を用いて構成
される液晶表示素子。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP01161995A JP3728764B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | ビフェニル誘導体 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01161995A JP3728764B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | ビフェニル誘導体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08198785A true JPH08198785A (ja) | 1996-08-06 |
JP3728764B2 JP3728764B2 (ja) | 2005-12-21 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3728764B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015527980A (ja) * | 2012-07-06 | 2015-09-24 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung | ビメソゲン化合物およびメソゲン媒体 |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP01161995A patent/JP3728764B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2015527980A (ja) * | 2012-07-06 | 2015-09-24 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung | ビメソゲン化合物およびメソゲン媒体 |
US9914876B2 (en) | 2012-07-06 | 2018-03-13 | Merck Patent Gmbh | Bimesogenic compounds and mesogenic media |
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