TWI334881B - Liquid crystal composition comprising indan compound - Google Patents
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Description
1334881 玖、發明說明: (一) 發明所屬之技術領域 本發明係有關一種作爲電光學液晶顯示材料有用的向 列型液晶組成物、使用它之液晶顯示元件'及作爲向列型液 晶組成物之構成材料有用的茚滿系化合物。 (二) 先前技術 以扭曲向列型、超扭曲向列型或活性矩陣爲始的液晶顯 不兀件,特別是中小型擴帶型液晶顯示元件中對使用環境溫 度而言顯示安定性爲重要之點,企求應答性或消費電力可減 低的低驅動電壓之液晶材料、或在-3 0〜0 °C或4 0〜8 0 °C之溫 度範圍下驅動電壓、急劇性或負荷驅動之頻率數相關性等較 小等。 特別是液晶相之下限溫度(ΤβΝ)與液晶相上限溫度(Tn.o 差之絕對値的液晶相溫度範圍(△ T)由於在產生液晶顯示元 件之低消費電力特性的屋外使用增加之故,極爲重要。然而 ’習知材料之組合可擴大液晶相溫度範圍、伴隨於此閩電壓 增大、應答速度上升、折射率異方向性(△!〇在作爲向列型 液晶顯示元件之最適範圍外,故目前無法得到充分的液晶相 溫度範圍(國際公開第00- 1 7287號手冊、特開2001 - 1 1450 號公報(6頁))。因此,在不會使反應速度等之液晶各種特性 惡化下,企求開發液晶相溫度廣泛的液晶組成物及開發在屋 外使用的最適液晶材料。 另外,在骨架中具有茚滿之液晶化合物係爲已知,揭示 幾種化合物。然而,使用已經揭示的茚滿衍生物之液晶組成 -6 - 1334881 物會有下述問題點。例如具有5,6-二氟茚滿-2-基之化合物( 國際公開第94/ 18285號手冊(27〜29頁)、特開平6-26 3663 號公報(9〜10頁))其特徵爲不會使△ ε變大,應答速度增大 ,惟液晶相之下限溫度相當高、實用的向列型液晶組成物應 用相當慢。 此外,包含具4,6-二氟茚滿-2,5-二基之發明揭示(歐洲 專利公開637 5 8 5號說明書(自31頁之實施例)、特開平 7-70060號公報(自30頁之實施例))。然而,該引用文獻中 沒有具體揭示在茚滿環之第4位置及第6位置上具有氟原子 之化合物的製法及物性値。該引用文獻中記載可使用作爲向 列型液晶組成物者,惟沒有揭示使該化合物與各種化合物組 合以構成向列型液晶組成物,且使用該液晶組成物時之各種 特徵。另外,使用茚滿系化合物之液晶組成物係爲已知,掲 示較佳化合物之具體例(國際公開第99/19420號手冊(30〜 35頁))。然而,由於此處揭示的化合物不爲在茚滿環之第4 位置及第6位置上具有氟原子,以2位取代基爲主的特殊環 構造係爲具有非環構造者。然而,此處揭示的液晶組成物係 爲強介電性液晶顯示元件使用的液晶組成物,沒有揭示向列 型液晶組成物。 由上述不知道在茚滿環之第4位置及第6位置上具有氟 原子之化合物、及應用該化合物之向列型液晶組成物,故企 求開發使用具有4,6-二氟茚滿-2,5-二基之化合物、液晶相溫 度範圍廣泛、具有優異特性之向列型液晶組成物。 (三)發明內容 -7- 1334881 本發明之課題係提供一種使用4,6 -二氟茚滿系化合物 ’於作爲向列型液晶元件之最適△ η範圍內,應答速度、閾 . 値電壓等液晶各特性不會惡化、液晶相之下限溫度(ΤΝ)低、 · 液晶相之上限溫度(ΤΝ·〇高、液晶相之溫度範圍廣的向列型 · 液晶組成物,且該液晶組成物中使用的具有4,6 -二氟茚滿 -2,5-二基之化合物。 本發明人等爲解決上述課題時,再三深入硏究檢討含有 4,6 -二氟茚滿化合物之向列型液晶組成物的結果,遂而完成 本發明。 φ 換言之’本發明係提供一種含有一種或二種以上在骨架 中具有4,6-二氟茚滿-2,5-二基之化合物,折射率異方向性爲 0.08〜0.15,液晶相上限溫度爲70°C以上,液晶相下限溫度 爲-20 °C以下,液晶相上限溫度與液晶相下限溫度之差爲90 °C以上的向列型液晶組成物,及以它作爲構成材料之液晶顯 示元件。 以及提供一種該液晶組成物中使用的通式(lb)所示4,6-二氟茚滿系化合物, φ
(其中’ R係表示碳數1〜12之烷基或碳數2〜12之烯基,η 係表示1或2)。 (四)實施方式 實施發明之最佳形態 -8- 1334881
(其中,R1係表示碳數1〜8之烷基或烷氧基) 此等選自於通式(1)之化合物中至少一攆介 $ A電率異方向 性(△ ε)以1.5以上較佳、更佳者爲2以上。 於本發明之向列型液晶組成物中,以含有Λ 円Λ ε之絕對値 小的通式(II)所示化合物較佳。 R3-B1—υ·Β2—(L2_B3)〇-R4 (||) (其中,R3及R4係各獨立地表示碳數1〜15之 〈院基、碳數2 〜I5之烯基或氫原子,該烷基或烯基可未經取什^ ^ 1飞或具有一個 以上作爲取代基之氟原子、氯原子、甲基或Η氣甲s, 基或烯基中存在的1個以上亞甲基可以-CO-取代,氧原子沒 有互相直接鍵結者可以- S-、-0-、-OCOO-、-〇c〇_或_coo_ 取代, B1、B2及B3係各獨立地表示選自於 (al)反式-1,4 -伸環己基(該基中存在的1個亞甲基或沒有相 鄰的2個以上亞甲基可以-〇·或-S-取代), -13- 1334881 另外’以下述通式所示構造較佳。
Re (IM) RB'~<0^-ChC_O^'r8 (l,*5) )~Re (丨丨·6) Μ
^-Re (丨丨,8) P <1M°) r0^O^〇)^cs(>h〇^r8 (IM1) (其中’ R6及R8係各獨立地表示碳數1〜8之烷基或烷氧基 '碳數2〜8之烯基、碳數3〜16之烯氧基) 選自於通式(II)之化合物的黏性低、藉由含有該物具有 應答速度提高的效果,惟含量多時恐會導致閩値電壓上升情 形。在液晶組成物中含有選自於通式(II)之化合物時,以含 有1種〜6種較佳,更佳者爲1種〜4種。 對通式(II)所示化合物之液晶組成物而言含有率爲1〇 〜80質量%較佳,更佳者爲1〇〜60質量%。 於本發明中以含有△ ε較大的通式(Ilia)、通式(mb)及 通式(IIIc)所示化合物較佳。 1334881
(llla-2a) (ll)s-2c)
(i!la-2b)
(Ula-2e)
(llla-2〇
Ί~Οτ^Οτ
r4 (llla-3i) X3
(llla-^a) (llla-4b)
(llla-4c) X4 X3 (illa-4d) Y4 (llla-3b) r (llla-3d) Y4 (ll!a-3 •Y4 (丨 Ua-3 Y4 (!lla-3
_ 2 0 _ 1334881 (其中,R7係表示碳數1〜8之烷基、碳數1〜8之烷氧基或 碳數2〜8之烯基,X3及X4係各獨立地表示氫原子或氟原子 ,Y4係表示氰基、氟原子' 氯原子 '三氟甲基、氟甲氧基、 二氟甲氧基或三氟甲氧基) 更佳者爲以下述通式所示構造。
(其中,R7係表示碳數1〜8之烷基、碳數1〜8之烷氧基或 碳數2〜8之烯基,X3及X4係各獨立地表示氫原子或氟原子 ,Y4係表示氰基、氟原子、氯原子、三氟甲基、氟甲氧基、 二氟甲氧基或三氟甲氧基) 通式(Illb)之具體構造係以下述通式所示構造較佳, 1334881
22 1334881
(其中,R7係表示碳數1〜8之烷基、碳數1〜8之烷氧基或 碳數2〜8之烯基,Y4係表示氰基、氟原子、氯原子、三氟 甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基或三氟甲氧基) 通式(IIIc)之具體構造以下述通式所示構造較佳。 -23- 1334881
(其中,R7係表示碳數1〜8之烷基、碳數1〜8之烷氧基或 碳數2〜8之烯基,Y4係表示氰基、氟原子、氯原子、三氟 甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基或三氟甲氧基) -24- 1334881 選自於通式(Ilia)、通式(Illb)及通式(IIIc)所示化合物之 化合物,藉由△ ε變大、在向列型液晶組成物中含有該物以 具有閾値電壓降低的效果,惟含量過多時黏性上升、應答速 度降低。含有選自於通式(Ilia)、通式(Illb)及通式(IIIc)所示 化合物時,以含有1〜10種較佳、更佳者爲2〜8種。向列 型液晶組成物係以由通式(Ilia)'通式(Illb)及通式(IIIc)所示 化合物之含有率總和以5〜50質量%較佳、更佳者爲1〇〜50 質量%。 本發明之向列型液晶組成物以含有至少一種通式(la)所 示化合物、且至少含有一種選自於通式(Ilia)、通式(Illb)及 通式(IIIc)所示化合物較佳。以含有至少一種選自於通式(Ia) 所示化合物、且至少含有一種通式(II)所示化合物較佳。以 至少含有一種選自於通式(la)所示化合物、含有至少一種通 式(Ilia)、通式(nib)及通式(me)所示化合物更佳,以含有至 少一種選自於通式(la)所示化合物、含有至少一種通式(Π) 所示化合物、以及含有至少2種以上選自於通式(Ilia)、通 式(Illb)及通式(IIIc)所示化合物最佳。 另外,以含有至少一種選自於通式(la)所示化合物、含 有至少一種通式(Π)所示化合物' 且含有至少一種通式(ilia) 所示之化合物、以及至少一種選自於通式(Illb)及通式(IIIc) 所示之化合物,、且通式(Ilia)、通式(Illb)及通式(IIIc)所示 化合物之含有率總和以1 0〜5 0質量%更佳。 以含有至少一種通式(lb)所示化合物、且該含有率總和 爲5〜50質量%’且含有至少一種通式(iia)之化合物 '該含 1334881 有率總和爲1 0〜6 0質量%,且含有至少一種選自於通式(I π a) '通式(Illb)及通式(IIIc)所示化合物、該含有率總和爲5〜 5 0質量%更佳。 本發明之向列型液晶組成物中△ η以0.0 8〜0.1 4較佳、 更佳者爲0.08〜0.13。 本發明之向列型液晶組成物具有廣泛的液晶相溫度範 圍(液晶相下限溫度與液晶相上限溫度差之絕對値)以液晶 相溫度範圍爲95 °C以上較佳、更佳者爲100 °C以上。而且, 液晶相上限溫度以7(TC以上較佳、更佳者爲80°C以上。另 外,液晶相下限溫度以-20°C以下較佳、更佳者爲-3(TC以下 〇 上述向列型液晶組成物可有用的使用於 AM-LCD(主動 矩陣液晶顯示元件)或STN-LCD(超扭曲向列型液晶顯示元 件),特別是AM-LCD,可使用於透射型或反應型液晶顯示 元件。本發明之向列型液晶組成物除上述化合物外,亦可含 有一般的向列型液晶、層列型液晶、膽固醇型液晶等。 通式(lb)所示化合物可如下述製造。使通式(IV)所示醋 酸酯衍生物使用鋰二異丙醯胺、鋰六甲基二矽烷化物或丁基 鋰等予以乙醇化後,使3,4,5-三氟苯甲基丙醯胺反應,製得 通式(V)所示之化合物。
(其中,R係表示碳數1〜12之烷基或碳數2〜12之烯基,η -26- 1334881 係表示1或2)
F (V) (其中’ R係表示碳數1〜12之烷基或碳數2〜I2之烯基,n 係表示1或2) 使該化合物使用氫氧化鈉、氫氧化鉀等之鹼予以加水分解, 使所得的铵酸使用氯化亞硫醯基等之鹼化劑變換成酸氯化 物後,使氯化鋁等之路易斯酸反應,可製得通式(VI)所示茚 滿酮衍生物。 0 f
(其中,R係表示碳數1〜12之烷基或碳數2〜12之烯基,η 係表示1或2) 使該物使用氫氧化硼鈉或氫氧化鋁鋰等之還原劑,使所得醇 衍生物在Ρ-甲苯磺酸等酸觸媒存在下藉由加熱可製得通式 (VII)所示之茚滿衍生物。使該物在Pd-C、Rh-d、Pt-C、Pd(OH)2 等金屬觸媒存在下藉由加氫可製得目的之通式(lb)所示化合 物。
(其中,R係表示碳數1〜12之烷基或碳數2〜12之烯基,n -27- 1334881 OCFFF -OCF3 n d m - CnH2n + i- C = C- (CH2)m-i_ -O (d m ) n -0(CH2)m.2-C = C- CnH2n+i
(實施例1) 4,5,6-三氟-2-(反式-4-丙基環己基)茚滿(1-1)之合成
-29- 1334881 (I-l) 2-(反式-4-丙基環己基)-3-(3,4,5-三氟苯基)丙酸乙酯 之合成 在二異丙胺(4.8g)之四氫呋喃(THF)(50ml)溶液中’在 -7 8°C下加入1.5M 丁基鋰-己烷溶液(31ml) ’在- 78°C下攪拌 30分鐘、在0°C下攪拌15分鐘。冷卻至-78 °C且加入(反式-4-丙基環己基)醋酸乙酯(l〇g)之THF(30ml)溶液。攪拌1小時 後,加入3,4,5-三氟苯甲基丙醯胺(10g)之THF(30mI)溶液, 在3小時內昇溫至室溫。使反應液注入1 0%鹽酸中,以醋酸 乙酯萃取,使有機層以飽和時鹽水洗淨,以硫酸鈉乾燥後予 以濃縮。使殘渣以矽膠柱色層分析法(己烷:醋酸乙酯=9 : 1)精製,製得2-(反式-4-丙基環己基)-3-(3,4,5-三氟苯基)丙 酸乙酯(15.8g)。 (1-2) 2-(反式-4-丙基環己基)-3-(3,4,5-三氟苯基丙酸酯) 之合成 在2-(反式-4-丙基環己基)-3-(3,4,5-三氟苯基)丙酸乙酯 (15g)加入乙醇(i00ml)、水(100ml)、氫氧化鈉(9g),加熱回 流4小時。減壓餾去乙醇(約60ml),加入濃鹽酸,以甲苯萃 取濃縮’製得2-(反式_4-丙基環己基)_3_(3,4,5_三氟苯基) 丙酸粗生成物(12.9g)。 (1-3) 5’6,7-三氟-2(反式-4-丙基環己基)-1-茚滿酮之合成 在2-(反式丙基環己基)_3_(3,4,5_三氟苯基)丙酸粗生 成物(12.3g)中加入二氯甲烷(25ml)與氯化硫醯胺基(2〇1111), 加入回流4小時。使二氯甲烷在常壓下餾去,減壓餾出氯化 硫驢胺基,在殘渣中加入二氯甲烷(5〇ml),調製反式-4- -30- 1334881 丙基環己基)-3-(3,4,5 -三氟苯基)丙酸氯化物之二氯甲烷溶 液。使該物在室溫下30分鐘內滴入氯化鋁(8 g)之二氯甲烷 (20ml)懸浮液。另外,攪拌2小時後,使反應液在冰冷下注 入1 0%鹽酸。使有機層以無水硫酸鈉乾燥後予以濃縮。使殘 渣以矽膠柱色層分析法(己烷:醋酸=20 : 1)精製,製得5,6,7-三氟- 2-(反式-4-丙基環己基)-;!-茚滿酮粗生成物(8.8g、純度 7 3 %)。自乙醇使該物再結晶,製得5,6,7 -三氟-2 -(反式-4 -丙 基環己基)-1-茚滿酮(5g、純度99%)。該化合物以質量分析 時分子量爲310。 (1-4) 4,5,6-三氟-2-(反式-4-丙基環己基)茚滿之合成 在5,6,7-三氟- 2-(反式-4-丙基環己基)-1-茚滿酮(5g)之 乙醇(5 0ml)溶液中加入氫化硼鈉(2g),在室溫下攪拌1小時 。將反應液注入10%鹽酸中,以醋酸乙酯萃取,以飽和食鹽 水洗淨有機層,以無水硫酸鈉乾燥後予以濃縮。在殘渣中加 入甲苯(100ml)與P-甲苯磺酸(1§),加入回流15分鐘。使反 應液回覆至室溫’以10%鹽酸與飽和食鹽水洗淨,以無水硫 酸鈉乾燥後予以濃縮。使殘渣以矽膠柱色層分析法(己烷)精 製’製得4,5,6-三氟-2-(反式-4-丙基環己基)茚滿(4.5g)。該 化合物以質量分析時分子量爲294。 (1-5) 4,5,6-三氟-2-(反式丙基環己基)茚滿之合成 在4,5,6-三氟- 2-(反式-4-丙基環己基)茚滿(4 ·5§)中加入 乙醇(70ml)、醋酸乙酯(30ml)與5%鉑-碳(450mg),在氫氣氣 氛下攪拌1小時。使反應液以氟鎂石過濾,使濾液濃縮,且 使殘渣以政膠柱(己焼)精製,製得4,5,6-三氟- 2- (反式-4-丙 1334881 基環己基)印滿(4.5 g、純度9 9 · 8 % )。該化合物之熔點爲5 2 'H-NMR 3.0(s,1H) > 7.4-8.0(m,5H) M S m/z 2 9 6 (M +) (實施例2) 4,5,6-三氟-2-(反式-4-(反式-4 _丙基環己基)環 己基)茚滿之合成 於實施例1中以(反式-4-(反式-4-丙基環己基)環己基) 醋酸乙酯作爲出發原料取代(反式-4-丙基環己基)醋酸乙酯 ’藉由相同方法同樣地製得4,5,6-三氟-2-(反式-4-(反式-4-丙基環己基)環己基)茚滿。 (實施例3、4及比較例1、2) 廣泛溫度範圍液晶組成物之 調整 於實施例1中使用合成的4,5,6 -三氟- 2- (反式-4-丙基環 己基)茚滿(表中記載爲3-Cy-In6),調整具有廣泛溫度範圍之 向列型液晶組成物(N 〇.1)及(No. 2)。所調整的液晶組成物之 組成如下述表1所示。另外,此等之液晶組成物係在液晶相 溫度範圍在l4〇°C下作成。 1334881 表1 實施例3及4 實施例3(No.l) 實施例4(N〇.2) 2-Dc-Phl-F 15% 2-Dc-Phl‘F 5% 3-Tal-Ph3^F 7% 3-Tal-Ph3-F 7% Odl-Cy-Cy-5 15% 0dl-Cy-Cy-5 15% 3-Cy-Cy-Ph-Phl-F 9% 3-Cy-Cy-Ph-Phl-F 9% 組成 4-Cy-Cy-Ph-Phl -F 9% 4-Cy-Cy-Ph-Phl-F 9% 2-Cy-2-Cy-Cy-Phl-F 10% 2-Cy-2-Cy-Cy-Phl-F 10% 3-Cy-2-Cy-Cy-Phl-F 10% 3-Cy-2-Cy-Cy-Phl-F 10% 25% 3-Cy4n6 35% 爲了比較物性,調整如表2所示比較例1及2之向列型 液晶組成物R- 1及R-2作爲溫度範圍之廣泛液晶組成物。 表2 比較例1及2 比較例1(R2) 比較例4(R2) 2-Dc-Phl-F 25% 2-Dc-Phl-F - 3-Dc-Phl-F 15% 3-Dc-Phl-F - 3-Tal-Ph3-F 7% 3-Tal-Ph3-F 20¼ Odl'Cy-Cy-5 15% Odl-Cy-Cy-5 20% 0d3-Cy-Cy-3 - 0d3-Cy-Cy-3 20% 組成 3-Cy-Cy^Ph-Phl-F 9% 3-Cy-Cy-Ph-Phl-F - 4-Cy-Cy *Ph-Ph 1 -F 9% 4-Cy-Cy-Ph-Phl-F - 2-Cy-2-Cy-Cy-Phl-F 10% 2-Cy-2-Cy-Cy-Phl-F 10% 3-Cy-2-Cy-Cy-Phl-F 10% 3-Cy-2-Cy-Cy-Phl-F 10% Odl-Cy-Cy-Ph-1 - Odl-Cy-Cy*Ph-] 10% 0d3-Cy-Cy-Ph-l - 0d3-Cy-Cy-Ph-l. 10%
實施例3、4及比較例1、2之物性値如表3所示。 -33- 1334881 表3 實施例3、4及比較例1、2之物性 實施例3 實施例4 比較例1 比較例2 ΔΤ 145 145· 138 95 Τκ-. (X) 95 100 S8 95 T-mCC) •50 -45 -50 0 Δ f 6.6 7.0 5.5 4.9 Δη 0.086 · 0.089 0.080 0.078 如表3所示可知,實施例3及4之向列型液晶組成物, 液晶相之下限溫度(T — N)低、液晶相上限溫度(Tn-!)高 '具有 廣泛溫度範圍。 使用該向列型液晶組成物可製作顯示品質優異的TFT 液晶顯示元件。 比較例1之向列型液晶組成物具有與本發明較接近的 構成,且液晶溫度範圍相當接近,惟液晶相上限溫度於實施 例3及4不佳。另外,比較例1之向列型液晶組成物之介電 異方向性比本發明之實施例3及實施例4小,使用比較例1 之向列型液晶組成物製作的TFT液晶顯示元件之閩電壓特 性,比本發明之實施例3及實施例4使用者不佳β 液晶相上限溫度接近實施例之液晶組成物的比較例2, 液晶相上限溫度與實施例1同等’惟由於液晶相下限溫度大 幅上升,可知溫度範圍大爲惡化。 (實施例5 ' 6及比較例3、4) 低黏性液晶組成物之調整 調整表4之向列型液晶組成物(Ν 〇 . 3 )及(Ν 〇 · 4)作爲低黏 性液晶組成物。 -34- 1334881 此等之液晶組成物係以△ ε爲5〜6 '黏性爲1 6 mPa· s爲 目標予以作成。 表4 實施例5及6之組成 實施例5(No.3) 實施例6(No.4) 5-Cy-Cy-OCFFF 9% 5-Cy-Cy-OCFFF 9% 0d3-Ph-t-Ph-0d3 3% 0d3-Ph-t-Ph-0d3 8% Odl-Cy-Cy-5 20% OdlrCy-Cy-5 9% Od3-Cy-Cy-3 10% 0d3-Cy-Cy-3 - Odl-Cy-Cy-Ph-l 7% Odl-Cy-Cy-Ph-1 15% 組成 Odl-Cy-Cy-Phl-f - Odl-Cy-Cy-Phl-f 24% 3-Cy-Ph-Na4-F 16% 3-Cy-Ph-Na4-F - 3-Cy-Cy-Ph-Phl-F 4% 3-Cy-Cy-Ph-Phl-F 4% 4-Cy-Cy-Ph-Phl-F 4% 4-Cy-Cy-Ph-Phl-F 4% 2-Cy-In6 12% 2-Cy-In6 12% 3-Cy-In6 15% 3-Cy-In6 15%
爲了比較物性,調整表5所示比較例3及4之向列型液 晶組成物R-3及R-4作爲低黏性液晶組成物。 表5 比較例3及4 比較例3(R3) 比較例4(R4) 2-Dc-Phl-F 13% 3-Npl-Ph3-F 11% 3-Tal-Ph3-F 6% 5-Cy-E-Phl-F 6% 2-Cy-Npl-Ph3-F 9% 0dl-Cy-Cy-5 20% 3-Cy-Npl-Ph3-F 9% 0d3-Cy-Cy-3 20% Odl-Cy-Cy-5 20% 3-Cy-Ph-02 3% 組成 0d3-Cy-Cy-3 20% 103-Oc-Cy-Phl-F 10% 3-Cy-Ph-02 5% 3-Cy-2-Cy-E-Phl-F 9% 2-Cy-Cy-Ph-Phl-F 6% 4-Cy-2^Cy-E-Phl-F 9% 3-Cy‘Cy-Ph-Phl-F . 6% 3-Cy-Cy-E-Phl-F 10% 4-Cy-Cy-Ph-Ph 1 -F 6%. Odl-Cy-Cy-Ph-l 2%
實施例5、6及比較例3、4之物性値如表6所示。 -35- 1334881 表6 實施例5、6及比較例3、4之物性 實施例5 實施例6 比較例3 比較例4 ΔΤ 129 128 110 86 Tm (^) 81 79 85 72 T-N CC) 48 •49 -25 -14 Δ £ 5.4 5.0 5.5 5.6 厶η 0.098 0.098 0.097 0.075 η (mPa * 5) 15.6 15-8 | 22.0 16.4 如表6所示,實施例5及6之向列型液晶組成物,低黏 鲁 性之液晶組成物具有充分大的介電異方向性,以及液晶相之 下限溫度(T —N)低、液晶相上限溫度(Tn 〇高、廣泛的液晶相 溫度範圍。 使用向列型液晶組成物’可製作具有高速應答之顯示品 質優異的TFT液晶顯示元件。 比較例3之液晶組成物具有較接近實施例5及6,黏性 爲低黏性系液晶組成物無法降低至必要的數値,液晶相溫度 範圍不佳》 · 如比較例4所示,黏性與實施例5及6之液晶組成物接 近時,可知液晶溫度範圍大幅減小。 (實施例7及比較例5) 液晶組成物之調整 - 調整如下述所示之向列型液晶組成物(Νο·5)且測定該 物性値,結果如表7所示。而且,調整比較例5之向列型液 晶組成物,其物性値倂列於表7所示。 此等之液晶組成物在△ η約爲0.1 2下作成。 "36· 1334881 表7 實施例7及比較例5 實施例7(No.5) 比較例5(RS) 2-Dc*Phl-F 2% 2-Dc-Phl-F 7% 3-Npl-Ph^F - 3-Npl-Ph-F 2% 3-Npl-Ph-lF 3-Npl-Ph-lF 15% Od3-Ph-t-Ph-Od3 13% 0d3-Ph-t-Ph-0d3 4% Odl-Cy-Cy-5 24% Odl-Cy-Cy-5 24% /γιιΡλι 0d3-Cy-Cy-3 9% 0d3-Cy-Cy-3 18% 3-Cy-Phl-Na4-F 16% 3-Cy-Phl-Na4-F 16% 3-Cy-Cy-Ph-Phl-F 6% 3-Cy-Cy-Ph-Phl-F 7% 4-Cy-Cy-Ph-Phl-F 6% 4-Cy-Cy-Ph-Phl-F 7% 3-Cy-In6 24% 3-Cy-Io6 ΔΤ 132 112 Tn-K^C) 82 86 乙 nCC) -50 -26 Δε 5.5 5.5 An 0-119 0.119 η (mPa-s) 15.6 18.2
實施例7之液晶組成物雖爲△ n較大的液晶組成物,惟 在充分廣泛的液晶相溫度範圍時具有低黏性。 於上述中記載說明有關本發明之較佳實施形態,惟此等 爲本發明之典型例,不受此等所限制。在本發明之主旨或範 圍內可進行追加、省略、取代、及其他變更。因此,本發明 不受上述說明所限制,藉由申請專利範圍限制。 產業上利用價値 藉由本發明之向列液晶組成物,可提供一種使用4,6-二氟茚滿系化合物、應答速度、閾値電壓等液晶各特性佳、 液晶相之下限溫度低、液晶相之上限溫度高、液晶相之溫度 範圍廣的向列型液晶組成物。 -37-
Claims (1)
1334881 第92 1 3 3M9號「含茚滿化合物的向列型液晶組成物」專利案
(2010年3月22日修正)
1.一種向列型液晶組成物,其特徵爲含有一種以上具4,6-一氟節滿-2,5 -二基之化合物, 該具4,6-二氟茚滿-2,5-二基之化合物係爲通式(la)所示之 化合物,
(其中,R1係表示碳原子數1〜15之烷基、碳原子數2〜 15之烯基或氫原子,該烷基或烯基可未經取代或具有一 個以上作爲取代基之氟原子、氯原子、甲基或三氟甲基, 該烷基或烯基中存在的1個以上之亞甲基可以-C0-取代 ,氧原子沒有互相直接鍵結者可以- S-、-0-、-0C00-、 -0C0·或-coo-取代, A1係各獨立地表示選自於由 (a 1)反式-1,4-伸環己基(該基中存在的1個亞甲基或沒有 相鄰的2個以上亞甲基可以-0-或-S-取代), (bl)l,4-伸苯基(該基中存在的1個_CH =或沒有相鄰的2 個以上-CH =可以氮原子取代),及 (cl)l,4 -伸環己嫌基、1,4 -伸雙環(2,2,2)辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氫萘 -2,6-二基 所構成的群組之基,且上述之基(al)、基(bl)及基(cl)可 1334881 各以氰基、氟原子或氯原子取代, 1及m係各自獨立,且表示0、1或2,1及m之和爲2以 下, Z1係各自獨立且表示選自於由- COO-、-0C0-'-CH20-、 -OCH2-、-CH2CH2_、-CH = CH-、-C^C-、-(CH2)4-、 -CH = CH-CH2CH2-、-CH2CH2-CH = CH-、單鍵所構成之群組 之基, R2係表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、 氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、2,2,2-三氟乙基或 與R1意義相同 當存在多數A1及Z1時,此等可以相同或不同), 折射率異方向性爲在0.08〜0.15的範圍, 液晶相上限溫度爲7(TC以上, 液晶相下限溫度爲-20°C以下, 液晶相上限溫度與液晶相下限溫度之差爲90 °C以上。 2. 如申請專利範圍第1項之向列型液晶組成物,其中具有該 4,6 -二氟茚滿-2,5 -二基之化合物之含有率爲5〜50質量% 範圍。 3. 如申請專利範圍第1項之向列型液晶組成物,其中含有至 少一種以通式(II)表示之化合物, R3-B1-L1-B2~(L2-B3)〇-R4 (II) (其中,R3及R4係各獨立地表示碳原子數1〜15之烷基、 碳原子數2〜15之烯基或氫原子,該烷基或烯基可未經取 -2- 1334881 代或具有一個以上作爲取代基之氣原子、氯原子、甲基或 三氟甲基,該烷基或烯基中存在的丨個以上亞甲基可以 -co-取代,氧原子沒有互相直接鍵結者可以_s_、_〇_、 -OCOO-、-0C0-或-coo-取代, B1、B2及B3係各獨立地表示選自於由 (a 1)反式-1,4-伸環己基(該基中存在的1個亞甲基或沒有 相鄰的2個以上亞甲基可以-〇-或-S·取代), (bl)l,4-伸苯基(該基中存在的1個_CH =或沒有相鄰的 個以上-CH =可以氮原子取代),及 (cl)l,4-伸環己烯基、1,4-伸雙環(2,2,2)辛基、哌啶-I,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氫萘 -2,6·二基 所構成的群組之基’且上述之基(al)、基(bl)及基(cl)可 各以氰基·、氟原子或氯原子取代, 〇係各獨立地表示〇、1或2, L1、L2及L3係各獨立地表示單鍵、-CH2CH2- ' -(CH2)4-_ 、_0CH2-、-CH20-或-C = C-,存在多數L2及B3時此等可 以相同或不同)。 4.如申請專利範圍第1項之向列型液晶組成物,其中含有至 少一種選自於由通式(nIa)、通式(Illb)及通式(IIIc)所示化 合物所構成的群組之化合物’ ~ 3 - 1334881 ^-C^CKl^p-K2
X2 (Ilia) R5-C1-(K1-C2)p-
(K3-C3)q-X2 (lllb) R5-d-(K1-C2)p
)-(K3-C3)q-X2 (lllc) X5 (其中,R5係表示碳原子數1〜15之烷基、碳原子數2〜 15之烯基或氫原子,該烷基或烯基可未經取代或具有一 個以上作爲取代基之氟原子、氯原子、甲基或三氟甲基, 該烷基或烯基中存在的1個以上亞甲基可以- CO·取代,氧 原子沒有互相直接鍵結者可以- S-、·0-、-0C00-、-0C0-或-coo-取代, C1、及C2及C3係各獨立,且表示選自於由 (dl)反式-1,4-伸環己基(該基中存在的1個亞甲基或沒有® 相鄰的2個以上亞甲基可以-0-或-S-取代), (el)l,4-伸苯基(該基中存在的1個-CH =或沒有相鄰的2 個以上-CH =可以氮原子取代),及 (£1)1,4-伸環己烯基、1,4-伸雙環(2,2,2)辛基、哌啶_1,4-二基、萘·2,6·二基、十氫萘·2,6-二基及12,3,4-四氫萘 -2,6-二基 所構成的群組之基,且上述之基(dl)、基(el)及基(Π)可 各以氰基、氟原子或氯原子取代, -4 一 1334881 κ1、K2及K3係各獨立地表示單鍵、-ch2CH2_、_(CH2)4_ ' -OCH2- ' -CH2O- ' -COO- ' -OC〇-^-c = C- > χΐ 、 X3 、 X 、Χ及X係各獨立,且表示氫原子或氟原子 P及q係各獨立’且表示〇、1或2,p及q之和爲2以下 X2係表不氫原子、氟原子、氯原子、氰基、三氣甲基、 氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、2,2,2-三氟乙基或φ 碳原子數1〜15之烷基、碳原子數2〜15之烯基或氫原子 ’該烷基或烯基可未經取代或可以具有1個以上作爲取代 基之氟原子、氯原子、甲基或三氟甲基,該烷基或烯基中 存在的1個以上亞甲基可以- CO -取代,氧原子沒有相互直 接鍵結者可以-S-、-0-、-OCOO-、-OCO-或-COO-取代) 0 5. 如申請專利範圍第4項之向列型液晶組成物,其中由通式 (1113)、通式(1111>)及通式(111<:)所成的化合物之含有率總和| 爲在10〜50質量%之範圍。 6. 如申請專利範圍第3項之向列型液晶組成物,其中含有通 式(Ila)所示之化合物,
(其中,R3及R4係表示碳原子數1〜8之烷基或烷氧基、 碳原子數2〜8之烯基、碳原子數3〜8之烯氧基,B3係 表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基,r係表示0或1) 1334881 7‘如申請專利範圍第6項之向列型液晶組成物,其中通式 (IIa)所示化合物之含有率爲在10〜80質量%之範圍。 8.—種化合物’其特徵爲通式(Ib)所示之化合物,
(其中’R係表示碳原子數1〜12之烷基或碳原子數2〜u鲁 之嫌基’ η係表示1或2)。 9 ·如申請專利範圍第4項之向列型液晶組成物,其中具有 4,6-二氟茚滿-2,5_二基之化合物爲通式(Ib)所示之化合物
(其中’R係表示碳原子數1〜12之烷基或碳原子數2〜120 之烯基,η係表示丨或2)。 1 0 ·如申請專利範圍第9項之向列型液晶組成物,其中通式(lb) 所示化合物之含有率爲在5〜50質量%之範圍,
(其中’R係表示碳原子數1〜12之烷基或碳原子數2〜12 之稀基’ η係表示1或2) -6 ~ 1334881 且含有至少一種通式(Ha)所示化合物’其含有率總和爲在 10〜60質量°/〇之範圍,
(其中,R3及R4係表示碳原子數1〜8之烷基或烷氧基、 碳原子數2〜8之烯基、碳原子數3〜8之烯氧基,B3係 表示1,4-伸苯基或反式-l,4-伸環己基,r係表示0或1) 且含有至少一種選自於由通式(Ilia)、通式(Illb)及通式® (IIIc)所構成的群組之化合物、其含有率總和爲在10〜50 質量%之範圍。 1 1 .一種液晶顯示元件,其使用如申請專利範圍第1項之向列 型液晶組成物。 1 2 · —種主動矩陣液晶顯示元件,其使用如申請專利範圍第1 項之向列型液晶組成物。
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