WO2016136330A1 - エタン結合を有する液晶化合物 - Google Patents

エタン結合を有する液晶化合物 Download PDF

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WO2016136330A1
WO2016136330A1 PCT/JP2016/051397 JP2016051397W WO2016136330A1 WO 2016136330 A1 WO2016136330 A1 WO 2016136330A1 JP 2016051397 W JP2016051397 W JP 2016051397W WO 2016136330 A1 WO2016136330 A1 WO 2016136330A1
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liquid crystal
group
general formula
carbon atoms
extrapolation
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PCT/JP2016/051397
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健太 東條
礼貴 細野
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Dic株式会社
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C25/18Polycyclic aromatic halogenated hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells

Definitions

  • the present invention relates to a compound having an ethane bond which is useful as an organic electronic material or medical pesticide, particularly a liquid crystal display element material, and a liquid crystal composition using them.
  • Liquid crystal display elements are used in various measuring instruments, automobile panels, word processors, electronic notebooks, printers, computers, televisions, clocks, advertisement display boards, etc., including watches and calculators.
  • Typical liquid crystal display methods include TN (twisted nematic) type, STN (super twisted nematic) type, vertical alignment type using TFT (thin film transistor), and IPS (in-plane switching) type.
  • There is a drive system such as.
  • the liquid crystal compositions used in these liquid crystal display elements are stable against external factors such as moisture, air, heat, and light, and the liquid crystal phase (nematic phase, smectic phase) in the widest possible temperature range centering on room temperature. Phase, blue phase, etc.), low viscosity, and low driving voltage.
  • the liquid crystal composition is selected from several to several tens of kinds of compounds in order to optimize the dielectric anisotropy ( ⁇ ) and the refractive index anisotropy ( ⁇ n) according to the individual display elements, It
  • the liquid crystal composition When the liquid crystal composition is used as a display element or the like, it is required to exhibit a stable nematic phase in a wide temperature range. In order to maintain a nematic phase in a wide temperature range, it is required that individual components constituting the liquid crystal composition have high miscibility with other components and have a high clearing point (T ni ). . However, compounds exhibiting high T ni generally have high viscosity, and development of compounds having both high T ni and low viscosity is required.
  • R and R ′ each independently represents an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a compound having a high T ni , a low viscosity ( ⁇ ) and a high miscibility with other liquid crystal compounds, and a liquid crystal composition and a liquid crystal comprising the compound as a constituent member It is to provide a display element.
  • the present invention is represented by the general formula (1)
  • R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, and one —CH 2 — present in these groups
  • two or more non-adjacent —CH 2 — may be replaced by —C ⁇ C—, —O—, —S—, —COO—, —OCO— or —CO—
  • the hydrogen atom present in may be replaced by a fluorine atom
  • a 1 and A 2 are each independently (a) a 1,4-cyclohexylene group (one —CH 2 — present in this group or two or more non-adjacent —CH 2 — are — (It may be replaced by O- or -S-.)
  • B) 1,4-phenylene group one —CH ⁇ present in this group or two or more non-adjacent —CH ⁇ may be replaced by —N ⁇ , present in this group
  • One hydrogen atom may be substituted with a
  • X 2 and X 4 represents a fluorine atom
  • n 1 represents 0, 1 or 2
  • n 2 represents 1, 2 or 3
  • n 1 + n 2 represents 2 or 3, but when n 1 is 2 and a plurality of A 1 exist, A 1 1 may be the same or different, and when n 2 is 2 or 3, and a plurality of A 2 are present, A 2 may be the same or different.
  • a liquid crystal composition containing the compound and a liquid crystal display device using the liquid crystal composition are also provided.
  • the novel liquid crystal compound represented by the general formula (1) provided by the present invention can be easily produced industrially, and the obtained compound represented by the general formula (1) has a high T ni. It exhibits a low viscosity and a high miscibility with a liquid crystal composition, and also has a high chemical stability.
  • a low-viscosity liquid crystal composition can be obtained by using the compound represented by the general formula (1) as a component of the liquid crystal composition. For this reason, it is very useful as a component of a liquid crystal composition for a liquid crystal display element that requires a high-speed response.
  • a board having 100 to 105 is called a “back plane”, and a board having 200 to 205 is called a “front plane”. It is a figure of the exposure process using the pattern for columnar spacer preparation formed on a black matrix as a photomask pattern.
  • R 1 and R 2 are preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms in order to reduce the viscosity. Particularly preferred is an alkyl group of ⁇ 5 or an alkenyl group of 2 to 5 carbon atoms. Moreover, it is preferable that it is linear. In order to increase miscibility with other liquid crystal components, it is preferable that R 1 and R 2 are different.
  • a 1 and A 2 are each independently a trans-1,4-cyclohexylene group, an unsubstituted 1,4-phenylene group, a 2-fluoro-1,4-phenylene group or 3 for decreasing the viscosity. It is preferably a -fluoro-1,4-phenylene group, more preferably a trans-1,4-cyclohexylene group. In order to improve miscibility with other liquid crystal components, it may be a trans-1,4-cyclohexylene group, a 2-fluoro-1,4-phenylene group or a 3-fluoro-1,4-phenylene group. preferable.
  • an unsubstituted 1,4-phenylene group and an unsubstituted naphthalene-2,6-diyl group are preferable.
  • At least one of A 1 and A 2 is a trans-1,4-cyclohexylene group, and A 1 Alternatively, at least one of A 2 is preferably an unsubstituted 1,4-phenylene group, 2-fluoro-1,4-phenylene group or 3-fluoro-1,4-phenylene group. More specifically, when n 1 + n 2 represents 2 , either A 1 or A 2 is a trans-1,4-cyclohexylene group and either A 1 or A 2 is absent.
  • a 1 is a trans-1,4-cyclohexylene group
  • a 2 is more preferably an unsubstituted 1,4-phenylene group, a 2-fluoro-1,4-phenylene group or a 3-fluoro-1,4-phenylene group.
  • n 1 + n 2 is 3
  • at least one or more of A 1 or A 2 is trans-1,4-cyclohexylene group
  • at least one of A 1 or A 2 is 2 It is preferably a -fluoro-1,4-phenylene group or a 3-fluoro-1,4-phenylene group.
  • X 2 represents a fluorine atom.
  • X 1 and X 3 are preferably both hydrogen atoms when importance is placed on the viscosity, and fluorine atoms are preferred when importance is placed on miscibility with other liquid crystal components.
  • the total number of fluorine atoms contained in the molecule is 1, 2. Or 3 is preferable, and 1 or 2 is more preferable.
  • X 1 and X 3 are preferably hydrogen atoms
  • X 2 and X 4 are preferably fluorine atoms
  • X 1 , X 3 and X 4 are hydrogen atoms
  • X 2 is a fluorine atom.
  • X 1 , X 2 and X 3 are hydrogen atoms
  • X 4 is preferably a fluorine atom.
  • n 1 is preferably 0 or 1 when emphasizing viscosity, and is preferably 1 or 2 when emphasizing T ni . In order to increase the miscibility with other liquid crystal components, 0 or 1 is preferable.
  • n 2 is preferably 1 when emphasizing viscosity, preferably 1 or 2 when emphasizing T ni, and 1 for increasing miscibility with other liquid crystal components. Preferably there is.
  • n 1 + n 2 is preferably 2 when emphasizing viscosity, and preferably 3 when emphasizing T ni , in order to increase the miscibility with other liquid crystal components. 2 is preferable.
  • n 1 + n 2 is 2, it is preferable that n 1 is 1 and n 2 is 1.
  • n 1 + n 2 is 3, is n 1 is 1, it is preferable that n 2 is 2, n 1 is 0, it is preferred that n 2 is 3.
  • R 1 , R 2 , X 1 , X 2 , X 3 and X 4 are each independently R 1 , R 2 , X 1 , X 2 , X 3 , X in the general formula (1)
  • a 2a , A 2b , A 2c , A 2d1 and A 2d2 each independently represent the same meaning as A 2 in the general formula (1)
  • n d1 and n d2 are each independently Represents 0 or 1, but n d1 + n d2 represents 1.
  • general formula (1a) compounds represented by the following general formulas (1a-1) to (1a-6) are preferable.
  • R 1 and R 2 each independently represent the same meaning as R 1 and R 2 in the general formula (1).
  • general formula (1a-2) is preferable.
  • R 1 and R 2 each independently represent the same meaning as R 1 and R 2 in the general formula (1).
  • general formulas (1b-1) and (1b-2) are preferable.
  • R 1 and R 2 each independently represent the same meaning as R 1 and R 2 in the general formula (1).
  • general formulas (1c-1), (1c-2) and (1c-7) are preferred.
  • R 1 and R 2 each independently represent the same meaning as R 1 and R 2 in the general formula (1).
  • general formulas (1d-1), (1d-2) and (1d-13) are preferred.
  • the lower limit value in the composition is 1% by mass (hereinafter,% in the composition is mass). %), Preferably 2% or more, more preferably 5% or more, and even more preferably 10% or more. Moreover, since it will cause problems, such as precipitation, if there is much content, as an upper limit, it is preferable to contain 70% or less, It is more preferable to contain 60% or less, It is further more preferable to contain 50% or less, 40 % Or less is particularly preferable. Although the compound represented by General formula (1) can also be used by 1 type, you may use 2 or more types of compounds simultaneously.
  • a compound other than the compound represented by the general formula (1) may be used.
  • a compound having a liquid crystal phase a compound having no liquid crystal phase may be used as necessary. It can also be added.
  • the general component (1) At least one compound represented by formula (1), but it is preferable to contain at least one of the following second to fourth components as other components.
  • the second component is a so-called p-type liquid crystal compound having a positive dielectric anisotropy, and examples thereof include compounds represented by the following general formulas (LC1) and (LC2).
  • R LC11 and R LC21 each independently represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and one or more of —CH 2 — in the alkyl group is not directly adjacent to an oxygen atom. And may be substituted with —O—, —CH ⁇ CH—, —CO—, —OCO—, —COO— or —C ⁇ C—, and one or more hydrogen atoms in the alkyl group May be optionally substituted with a halogen atom, and A LC11 and A LC21 are each independently any one of the following structures:
  • one or more —CH 2 — in the cyclohexylene group may be substituted with an oxygen atom, and one or more —CH— in the 1,4-phenylene group may be substituted. May be substituted with a nitrogen atom, and one or more hydrogen atoms in the structure may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, —CF 3 or —OCF 3 ).
  • X LC11, X LC12, X LC21 ⁇ X LC23 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a -CF 3 or -OCF 3
  • Y LC11 and Y LC21 are each independently a hydrogen atom
  • Z LC11 and Z LC21 each independently represent a single bond, —CH ⁇ CH—, —CF ⁇ CF- -C ⁇ C -, - CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - OCF 2 -, - CF 2 O -, - COO- or -OCO- M
  • LC11 and m LC21 each independently represents an integer of 1 to 4, and
  • R LC11 and R LC21 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • Group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms are more preferable, and a straight chain is more preferable, and the alkenyl group most preferably represents the following structure.
  • a LC11 and A LC21 each independently preferably have the following structure.
  • Y LC11 and Y LC21 are each independently preferably a fluorine atom, a cyano group, —CF 3 or —OCF 3 , preferably a fluorine atom or —OCF 3 , and particularly preferably a fluorine atom.
  • Z LC11 and Z LC21 are preferably a single bond, —CH 2 CH 2 —, —COO—, —OCO— , —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 — or —CF 2 O— , —CH 2 CH 2 —, —OCH 2 —, —OCF 2 — or —CF 2 O— are preferred, and a single bond, —OCH 2 — or —CF 2 O— is more preferred.
  • m LC11 and m LC21 are preferably 1, 2 or 3, preferably 1 or 2 when emphasizing storage stability at low temperature and response speed, and 2 or 3 for improving the upper limit of the nematic phase upper limit temperature. Is preferred.
  • LC1 is represented by the following general formula (LC1-a) to general formula (LC1-c)
  • R LC11, Y LC11, X LC11 and X LC12 each independently represent the same meaning as R LC11, Y LC11, X LC11 and X LC12 in the general formula (LC1)
  • a LC1a1, A LC1a2 and A LC1b1 represents a trans-1,4-cyclohexylene group, a tetrahydropyran-2,5-diyl group, or a 1,3-dioxane-2,5-diyl group
  • XLC1b1 , XLC1b2 , XLC1c1 to XLC1c4 Are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, —CF 3 or —OCF 3 ), and are preferably one or more compounds selected from the group consisting of compounds represented by:
  • R LC11 is preferably independently an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, carbon An alkoxy group having 1 to 5 atoms and an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms are more preferable.
  • X LC11 to X LC1c4 are each independently preferably a hydrogen atom or a fluorine atom.
  • Y LC11 is preferably independently a fluorine atom, —CF 3 or —OCF 3 .
  • the general formula (LC1) is changed from the following general formula (LC1-d) to the general formula (LC1-m).
  • R LC11, Y LC11, X LC11 and X LC12 each independently represent the same meaning as R LC11, Y LC11, X LC11 and X LC12 in the general formula (LC1), A LC1d1, A LC1f1, A LC1g1 , A LC1j1 , A LC1k1 , A LC1k2 , A LC1m1 to A LC1m3 are 1,4-phenylene group, trans-1,4-cyclohexylene group, tetrahydropyran-2,5-diyl group, 1,3- It represents dioxane-2,5-diyl group, X LC1d1, X LC1d2, X LC1f1, X LC1f2, X LC1g1, X LC1g2, X LC1h1, X LC1h2, X LC1i1, X LC1i2, X LC1 LC1
  • R LC11 is preferably independently an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, carbon An alkoxy group having 1 to 5 atoms and an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms are more preferable.
  • X LC11 to X LC1m2 are each independently preferably a hydrogen atom or a fluorine atom.
  • Y LC11 is preferably independently a fluorine atom, —CF 3 or —OCF 3 .
  • Z LC1d1 to Z LC1m1 are each independently preferably —CF 2 O— or —OCH 2 —.
  • the general formula (LC2) is changed from the following general formula (LC2-a) to the general formula (LC2-g).
  • R LC21 , Y LC21 , X LC21 to X LC23 each independently represents the same meaning as R LC21 , Y LC21 , X LC21 to X LC23 in the general formula (LC2), and X LC2d1 to X LC2d4 , X LC2e1 to X LC2e4 , X LC2f1 to X LC2f4 and X LC2g1 to X LC2g4 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, —CF 3 or —OCF 3 , and Z LC2a1 , Z LC2b1 , Z LC2c1 , Z LC2d1 , Z LC2e1 , Z LC2f1 and Z LC2g1 are each independently a single bond, —CH ⁇ CH—, —CF ⁇ CF— , —C ⁇ C— , —CH
  • R LC21 is preferably independently an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, carbon An alkoxy group having 1 to 5 atoms and an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms are more preferable.
  • X LC21 to X LC2g4 are each independently preferably a hydrogen atom or a fluorine atom
  • Y LC21 is preferably each independently a fluorine atom, —CF 3 or —OCF 3 .
  • Z LC2a1 to Z LC2g4 are each independently preferably —CF 2 O— or —OCH 2 —.
  • the third component is a so-called n-type liquid crystal compound having a negative dielectric anisotropy, and examples thereof include compounds represented by the following general formulas (LC3) to (LC5).
  • R LC31, R LC32, R LC41 , R LC42, R LC51 and R LC52 is 1 to 15 carbon atoms independently, one in the alkyl group or two or more —CH 2 — may be substituted with —O—, —CH ⁇ CH—, —CO—, —OCO—, —COO— or —C ⁇ C— so that the oxygen atom is not directly adjacent.
  • one or more hydrogen atoms in the group may be optionally substituted by a halogen atom, a LC31, a LC32, a LC41, a LC42, a LC51 and a LC52 each independently any of the following Structure
  • one or more —CH 2 — in the cyclohexylene group may be substituted with an oxygen atom
  • one or more —CH— in the 1,4-phenylene group is Any one of which may be substituted with a nitrogen atom
  • one or more hydrogen atoms in the structure may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, —CF 3 or —OCF 3 ).
  • Z LC31, Z LC32, Z LC41, Z LC42, Z LC51 and Z LC51 each independently represent a single bond
  • -CH CH -, - C ⁇ C -, - CH 2 CH 2 -, - ( CH 2 ) 4 —, —COO—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 — or —CF 2 O—
  • Z 5 represents —CH 2 — or an oxygen atom
  • X LC41 represents Represents a hydrogen atom or a fluorine atom
  • m LC31 , m L C32, m LC41, m LC42, m LC51 and m LC52 each independently represent 0 ⁇ 3, m LC31 + m LC32, m LC41 + m LC42 and m LC51 + m LC52 is 1, 2 or 3,
  • a LC31 ⁇ When a plurality of A LC52 and Z
  • R LC31 to R LC52 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms. Most preferably,
  • a LC31 to A LC52 each independently preferably has the following structure:
  • Z LC31 to Z LC51 each independently has a single bond, —CH 2 O—, —COO—, —OCO— , —CH 2 CH 2 —, —CF 2 O—, —OCF 2 — or —OCH 2 —. preferable.
  • LC3 is the following general formula (LC3-a) and general formula (LC3-b)
  • R LC31 , R LC32 , A LC31 and Z LC31 each independently represent the same meaning as R LC31 , R LC32 , A LC31 and Z LC31 in the general formula (LC3)
  • X LC3b1 to X LC3b6 are Represents a hydrogen atom or a fluorine atom
  • at least one of X LC3b1 and X LC3b2 or X LC3b3 and X LC3b4 represents a fluorine atom
  • m LC3a1 is 1, 2 or 3
  • m LC3b1 is 0 or
  • a plurality of A LC31 and Z LC31 may be the same or different, provided that they are represented by the general formula (LC3-b) in the general formula (LC3-a)
  • a compound selected from the group of compounds represented by the formula: Rukoto is preferable.
  • R LC31 and R LC32 each independently represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 7 carbon atoms. Is preferably represented.
  • a LC31 preferably represents a 1,4-phenylene group, a trans-1,4-cyclohexylene group, a tetrahydropyran-2,5-diyl group, or a 1,3-dioxane-2,5-diyl group. , 4-phenylene group and trans-1,4-cyclohexylene group are more preferable.
  • Z LC31 is a single bond, -CH 2 O -, - COO -, - OCO -, - CH 2 CH 2 - is preferred to represent, and more preferably a single bond.
  • the general formula (LC3-a) preferably represents the following general formula (LC3-a1) to general formula (LC3-a4).
  • R LC31 and R LC32 each independently represent the same meaning as R LC31 and R LC32 in General Formula (LC3).
  • R LC31 and R LC32 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, and R LC31 has 1 carbon atom. More preferably, it represents an alkyl group of ⁇ 7 , and R LC32 represents an alkoxy group of 1 to 7 carbon atoms.
  • the general formula (LC3-b) is preferably represented by the following general formula (LC3-b1) to general formula (LC3-b12).
  • the general formula (LC3-b1), the general formula (LC3-b6), the general formula (LC3-b8) and general formula (LC3-b11) are more preferable, general formula (LC3-b1) and general formula (LC3-b6) are more preferable, and general formula (LC3-b1) is Most preferably it represents.
  • R LC31 and R LC32 each independently represent the same meaning as R LC31 and R LC32 in General Formula (LC3).
  • R LC31 and R LC32 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, and R LC31 has 2 carbon atoms. Or an alkyl group having 3 carbon atoms, and more preferably R LC32 represents an alkyl group having 2 carbon atoms.
  • LC4 is general formula (LC4-a) to general formula (LC4-c)
  • general formula (LC5) is general formula (LC5-a) to general formula (LC5-c).
  • R LC41, R LC42 and X LC41 each independently represent the same meaning as R LC41, R LC42 and X LC41 in the general formula (LC4)
  • R LC51 and R LC52 is the general independently It represents the same meaning as R LC51 and R LC52 in formula (LC5)
  • R LC41, R LC42, R LC51 and R LC52 each independently represents an alkyl group of 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, the number alkenyl group or a carbon atom of 2 to 7 carbon atoms 2 It preferably represents ⁇ 7 alkenyloxy groups.
  • Z LC4a1 to Z LC5c1 each independently preferably represents a single bond, —CH 2 O—, —COO—, —OCO— , —CH 2 CH 2 —, and more preferably represents a single bond.
  • the fourth component is a so-called nonpolar liquid crystal compound having a dielectric anisotropy of about 0, and examples thereof include compounds represented by the following general formula (LC6).
  • R LC61 and R LC62 each independently represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and one or more of —CH 2 — in the alkyl group is not directly adjacent to an oxygen atom. And may be substituted with —O—, —CH ⁇ CH—, —CO—, —OCO—, —COO— or —C ⁇ C—, and one or more hydrogen atoms in the alkyl group May be optionally halogen-substituted, and A LC61 to A LC63 each independently represent
  • one or more —CH 2 CH 2 — in the cyclohexylene group may be substituted with —CH ⁇ CH—, —CF 2 O—, —OCF 2 —, -One or two or more CH groups in the phenylene group may be substituted with a nitrogen atom
  • Z LC61 and Z LC62 each independently represent a single bond, —CH ⁇ CH—, Represents —C ⁇ C—, —CH 2 CH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, —COO—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 — or —CF 2 O—
  • m iii1 represents 0-3.
  • R LC61 and R LC62 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms. Most preferably,
  • a LC61 to A LC63 each independently preferably has the following structure:
  • Z LC61 and Z LC62 are each independently preferably a single bond, —CH 2 CH 2 —, —COO— , —OCH 2 —, —CH 2 O—, —OCF 2 — or —CF 2 O—.
  • R LC61 and R LC62 are each independently an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, or 2 to 7 carbon atoms) It is more preferable that it is 1 type, or 2 or more types of compounds chosen from the group which consists of a compound represented by this.
  • a 2 and R 2 are as defined A 2 and R 2 in the general formula (1), n 3 represents 0 or 1, respectively X 5 and X 6 are independently hydrogen or fluorine And a compound represented by the general formula (3):
  • the organic solvent to be used may be any as long as the reaction can proceed suitably, but an ether solvent such as diethyl ether, diisopropyl ether or tetrahydrofuran, or N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide or Amide solvents such as N-methylpyrrolidinone are preferred, and tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide or N-methylpyrrolidinone is particularly preferred. Moreover, you may mix several solvent as needed.
  • an ether solvent such as diethyl ether, diisopropyl ether or tetrahydrofuran, or N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide or Amide solvents such as N-methylpyrrolidinone are preferred, and tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide or N-methylpyrrolidin
  • the reaction temperature may be any as long as the reaction can proceed suitably, but is preferably a temperature from room temperature to the reflux of the organic solvent, more preferably a temperature from 40 ° C. to the reflux of the organic solvent, 60 ° C. To the temperature at which the solvent is refluxed is particularly preferred.
  • the copper catalyst to be used may be any as long as the reaction can proceed suitably, but copper (I) chloride, copper (I) bromide or copper (I) iodide is preferred, and copper iodide (I More preferably,
  • Any transition metal catalyst may be used as long as it allows the reaction to proceed suitably. Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), palladium (II) acetate, bis (triphenylphosphine) palladium dichloride Palladium such as (II), [1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene] palladium (II) dichloride or bis [di-tert-butyl (4-dimethylaminophenyl) phosphine] palladium (II) dichloride Transition metal catalysts or nickel-based transition metal catalysts are preferred, and tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), palladium (II) acetate, bis [di-tert-butyl (4-dimethylaminophenyl) phosphine] palladium ( II) or dichloride [1,1′-bis (diphenylphosphine) )
  • phosphine-type ligand in order to accelerate
  • Any base can be used as long as it allows the reaction to proceed suitably.
  • Carbonates such as potassium, potassium hydrogen carbonate, sodium carbonate or cesium carbonate are preferred, and triethylamine diisopropylamine is more preferred.
  • Y 1 and Y 2 in the general formula (3) are different.
  • a 1, X 1, X 2, n 1 and R 1 are as defined A 1, X 1, X 2 , n 1 and R 1 in the general formula (1), R 3 and R 4 Each independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the compound represented by the above is reacted in an organic solvent in the presence of a transition metal catalyst and a base.
  • R 1, R 2, A 1, A 2, X 1, R 1 X 2 and n 1 in the general formula (1), R 2, A 1, A 2, X 1, X 2 and n represents the same meaning as 1, X 5, X 6 and n 3 the general formula (2) in the X 5, X 6 and represent the same meaning as n 3.
  • Organic solvent Any organic solvent may be used as long as it allows the reaction to proceed suitably.
  • Ether solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dioxane or tetrahydrofuran, hexane, heptane, toluene or xylene, etc.
  • hydrocarbon solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dioxane or tetrahydrofuran, hexane, heptane, toluene or xylene, etc.
  • hydrocarbon solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dioxane or tetrahydrofuran, hexane, heptane, toluene or xylene, etc.
  • hydrocarbon solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dio
  • the reaction temperature may be any temperature as long as the reaction proceeds suitably, but is preferably a temperature from room temperature to reflux of the organic solvent, more preferably from 40 ° C. to reflux of the organic solvent, 60 ° C. To the temperature until the organic solvent is refluxed is particularly preferred. Any transition metal catalyst may be used as long as it allows the reaction to proceed suitably.
  • phosphine-type ligand in order to accelerate
  • Any base can be used as long as it allows the reaction to proceed appropriately.
  • Alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, Carbonates such as cesium carbonate are preferable, and potassium carbonate or cesium carbonate is more preferable.
  • the compound represented by the general formula (6) is reacted with hydrogen gas in an organic solvent in the presence of a metal catalyst, whereby A 2 bonded to the ethane linking group becomes a 1,4-phenylene group, 2-fluoro- A compound represented by the general formula (1) representing a 1,4-phenylene group or a 3-fluoro-1,4-phenylene group can be obtained.
  • the organic solvent to be used may be any as long as it allows the reaction to proceed suitably, but ether solvents such as diisopropyl ether, diethyl ether, 1,4-dioxane or tetrahydrofuran, hexane, heptane, toluene or xylene, etc. Hydrocarbon solvents, alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol or butanol, and ester solvents such as ethyl acetate or butyl acetate are preferred, and tetrahydrofuran, hexane, heptane, toluene, ethanol or ethyl acetate are preferred. Moreover, it is also preferable to add acids, such as hydrochloric acid, acetic acid, or a sulfuric acid, as needed.
  • acids such as hydrochloric acid, acetic acid, or a sulfuric acid, as needed.
  • the reaction temperature may be any temperature that allows the reaction to proceed suitably, but is preferably 0 ° C. to 80 ° C., more preferably room temperature to 60 ° C.
  • the metal catalyst to be used may be any metal catalyst that allows the reaction to proceed suitably, but is preferably palladium carbon, ruthenium carbon, platinum black or platinum oxide, and more preferably palladium carbon.
  • the hydrogen pressure at the time of reaction may be any as long as it allows the reaction to proceed suitably, but is preferably from atmospheric pressure to 0.5 MPa, and more preferably from 0.2 MPa to 0.5 MPa.
  • any organic solvent may be used as long as the reaction proceeds suitably, but a saturated hydrocarbon solvent such as hexane, heptane, cyclohexane or methylcyclohexane, aromatic such as toluene, xylene or mesitylene.
  • a saturated hydrocarbon solvent such as hexane, heptane, cyclohexane or methylcyclohexane, aromatic such as toluene, xylene or mesitylene.
  • Preferred solvents are ether solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran or 1,4-dioxane, and amide solvents such as N-methylpyrrolidinone such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide.
  • Hydrocarbon solvents or aromatic solvents are more preferable, and toluene and xylene are particularly preferable.
  • the reaction temperature may be any temperature as long as the reaction proceeds suitably, but the temperature from room temperature to the reflux of the organic solvent is preferred, and the temperature from 50 ° C. to the reflux of the organic solvent is more preferred. A temperature from 90 ° C. to the reflux of the organic solvent is particularly preferred.
  • Y 3 has the general formula (It represents the same meaning as Y 3 in (7))).
  • Any organic solvent may be used as long as it allows the reaction to proceed suitably.
  • Ether solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran or 1,4-dioxane, hexane, heptane, cyclohexane, methylcyclohexane
  • Hydrocarbon solvents such as toluene and xylene are preferred, and tetrahydrofuran is preferred.
  • the reaction temperature may be any temperature as long as the reaction proceeds suitably, but is preferably ⁇ 60 ° C. to 20 ° C., and more preferably ⁇ 40 ° C. to 0 ° C.
  • alkoxide reagents such as sodium methoxide, sodium ethoxide or potassium tertiary butoxide, butyl lithium, secondary butyl lithium or tertiary butyl.
  • Alkyllithium reagents such as lithium and sodium hydride are preferred, and potassium tertiary butoxide, sodium hydride and butyllithium are more preferred.
  • X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , A 1 , A 2 , n 1 , n 2 , R 1 and R 2 are X 1 , X 2 , X 3 , X in the general formula (1). 4 , A 1 , A 2 , n 1 , n 2 , R 1 and R 2 represent the same meaning).
  • Organic solvent Any organic solvent may be used as long as it allows the reaction to proceed suitably.
  • Ether solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dioxane or tetrahydrofuran, hexane, heptane, toluene or xylene, etc.
  • hydrocarbon solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dioxane or tetrahydrofuran, hexane, heptane, toluene or xylene, etc.
  • hydrocarbon solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dioxane or tetrahydrofuran, hexane, heptane, toluene or xylene, etc.
  • hydrocarbon solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dio
  • the reaction temperature may be any temperature as long as the reaction proceeds suitably, but is preferably a temperature from room temperature to reflux of the organic solvent, more preferably from 40 ° C. to reflux of the organic solvent, 60 ° C. To the temperature until the organic solvent is refluxed is particularly preferred. Any transition metal catalyst may be used as long as it allows the reaction to proceed suitably.
  • phosphine-type ligand in order to accelerate
  • Any base can be used as long as it allows the reaction to proceed appropriately.
  • Alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, Carbonates such as cesium carbonate are preferable, and potassium carbonate or cesium carbonate is more preferable.
  • the compound represented by the general formula (1) can be obtained by reacting the compound represented by the general formula (11) with hydrogen gas in the presence of a metal catalyst in an organic solvent.
  • Any organic solvent may be used as long as it allows the reaction to proceed suitably, but ether solvents such as diisopropyl ether, diethyl ether, 1,4-dioxane or tetrahydrofuran, hexane, heptane, toluene or xylene, etc.
  • Hydrocarbon solvents, alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol or butanol, and ester solvents such as ethyl acetate or butyl acetate are preferred, and tetrahydrofuran, hexane, heptane, toluene, ethanol or ethyl acetate are preferred.
  • acids such as hydrochloric acid, acetic acid, or a sulfuric acid, as needed.
  • the reaction temperature may be any temperature that allows the reaction to proceed suitably, but is preferably 0 ° C. to 80 ° C., more preferably room temperature to 60 ° C.
  • the metal catalyst to be used may be any metal catalyst that allows the reaction to proceed suitably, but is preferably palladium carbon, ruthenium carbon, platinum black or platinum oxide, and more preferably palladium carbon.
  • the hydrogen pressure at the time of reaction may be any as long as it allows the reaction to proceed suitably, but is preferably from atmospheric pressure to 0.5 MPa, and more preferably from 0.2 MPa to 0.5 MPa.
  • the liquid crystal display device using the liquid crystal composition containing the compound of the present invention is useful for achieving both high-speed response and suppression of display failure, and is particularly useful for a liquid crystal display device for active matrix driving.
  • the present invention can be applied to liquid crystal display elements in various modes such as a mode, a PSVA mode, a PSA mode, an IPS mode, an FFS mode, or an ECB mode.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display element including two substrates facing each other, a sealing material provided between the substrates, and liquid crystal sealed in a sealing region surrounded by the sealing material. It is.
  • the TFT layer 102 and the pixel electrode 103 are provided on the substrate a100, the backplane on which the passivation film 104 and the alignment film a105 are provided, and the black matrix 202, the color filter 203, A planarizing film (overcoat layer) 201 and a transparent electrode 204 are provided, an alignment film b205 is provided thereon, a front plane facing the back plane, a sealing material 301 provided between the substrates, and the seal A specific mode of a liquid crystal display element including a liquid crystal layer 303 sealed in a sealing region surrounded by a material and provided with a protrusion 304 on a substrate surface in contact with the sealing material 301 is shown.
  • the substrate a or the substrate b is not particularly limited as long as it is substantially transparent, and glass, ceramics, plastics, or the like can be used.
  • Plastic substrates include cellulose derivatives such as cellulose, triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, polycycloolefin derivatives, polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polypropylene, polyethylene, etc.
  • Inorganic-organic composite materials such as glass fiber-acrylic resin can be used.
  • the function of the barrier film is to reduce the moisture permeability of the plastic substrate and to improve the reliability of the electrical characteristics of the liquid crystal display element.
  • the barrier film is not particularly limited as long as it has high transparency and low water vapor permeability. Generally, vapor deposition, sputtering, chemical vapor deposition method (CVD method) using an inorganic material such as silicon oxide is used. ) Is used.
  • the same material or different materials may be used as the substrate a or the substrate b, and there is no particular limitation.
  • a glass substrate is preferable because a liquid crystal display element having excellent heat resistance and dimensional stability can be produced.
  • a plastic substrate is preferable because it is suitable for a manufacturing method using a roll-to-roll method and is suitable for weight reduction or flexibility. For the purpose of imparting flatness and heat resistance, good results can be obtained by combining a plastic substrate and a glass substrate.
  • a TFT layer 102 and a pixel electrode 103 are provided on a substrate a100. These are manufactured by a normal array process.
  • a backplane is obtained by providing a passivation film 104 and an alignment film a105 thereon.
  • a passivation film 104 (also referred to as an inorganic protective film) is a film for protecting the TFT layer.
  • a nitride film (SiNx), an oxide film (SiOx), or the like is formed by a chemical vapor deposition (CVD) technique or the like.
  • the alignment film a105 is a film having a function of aligning liquid crystals, and a polymer material such as polyimide is usually used in many cases.
  • a coating solution an alignment agent solution composed of a polymer material and a solvent is used. Since the alignment film may hinder the adhesive force with the sealing material, a pattern is applied in the sealing region.
  • a printing method such as a flexographic printing method or a droplet discharge method such as an ink jet is used.
  • the applied alignment agent solution is crosslinked and cured by baking after the solvent is evaporated by temporary drying. Thereafter, an alignment process is performed to provide an alignment function.
  • Alignment treatment is usually performed by a rubbing method.
  • the polymer film formed as described above is rubbed in one direction using a rubbing cloth made of fibers such as rayon, thereby producing liquid crystal alignment ability.
  • a photo-alignment method is a method of generating alignment ability by irradiating polarized light on an alignment film containing an organic material having photosensitivity, and does not cause the generation of scratches or dust on the substrate due to the rubbing method.
  • the organic material in the photo-alignment method include a material containing a dichroic dye.
  • Dichroic dyes include molecular orientation induction or isomerization reaction (eg azobenzene group), dimerization reaction (eg cinnamoyl group), photocrosslinking reaction (eg benzophenone group) due to Weigert effect due to photodichroism.
  • a photo-alignment group that causes a photoreaction that causes liquid crystal alignment ability
  • a photolysis reaction eg, polyimide group
  • the applied alignment agent solution is irradiated with light having an arbitrary deflection (polarized light), whereby an alignment film having alignment ability in an arbitrary direction can be obtained.
  • One front plane is provided with a black matrix 202, a color filter 203, a planarizing film 201, a transparent electrode 204, and an alignment film b205 on a substrate b200.
  • the black matrix 202 is produced by, for example, a pigment dispersion method. Specifically, a color resin solution in which a black colorant is uniformly dispersed for forming a black matrix is applied on a substrate b200 provided with a barrier film 201, thereby forming a colored layer. Subsequently, the colored layer is baked and cured. A photoresist is applied on this and prebaked. After exposing the photoresist through a mask pattern, development is performed to pattern the colored layer. Thereafter, the photoresist layer is peeled off and the colored layer is baked to complete the black matrix 202.
  • a pigment dispersion method Specifically, a color resin solution in which a black colorant is uniformly dispersed for forming a black matrix is applied on a substrate b200 provided with a barrier film 201, thereby forming a colored layer. Subsequently, the colored layer is baked and cured. A photoresist is applied on this and prebaked. After exposing the photore
  • a photoresist type pigment dispersion may be used.
  • a photoresist-type pigment dispersion is applied, pre-baked, exposed through a mask pattern, and then developed to pattern the colored layer. Thereafter, the photoresist layer is peeled off and the colored layer is baked to complete the black matrix 202.
  • the color filter 203 is prepared by a pigment dispersion method, an electrodeposition method, a printing method, a dyeing method, or the like.
  • a pigment dispersion method as an example, a color resin solution in which a pigment (for example, red) is uniformly dispersed is applied onto the substrate b200, and after baking and curing, a photoresist is applied thereon and prebaked. After the photoresist is exposed through a mask pattern, development is performed and patterning is performed. Thereafter, the photoresist layer is peeled off and baked again to complete the (red) color filter 203. There is no particular limitation on the color order to be created. Similarly, a green color filter 203 and a blue color filter 203 are formed.
  • the transparent electrode 204 is provided on the color filter 203 (if necessary, an overcoat layer (201) may be provided on the color filter 203 for surface flattening).
  • the transparent electrode 204 preferably has a high transmittance, and preferably has a low electrical resistance.
  • the transparent electrode 204 is formed by sputtering an oxide film such as ITO.
  • a passivation film may be provided on the transparent electrode 204 for the purpose of protecting the transparent electrode 204.
  • the alignment film b205 is the same as the alignment film a105 described above.
  • the shape of the columnar spacer is not particularly limited, and the horizontal cross section can be various shapes such as a circle and a polygon such as a quadrangle. A polygonal shape is particularly preferable.
  • the protrusion shape is preferably a truncated cone or a truncated pyramid.
  • the material of the columnar spacer is not particularly limited as long as it is a sealing material, an organic solvent used for the sealing material, or a material that does not dissolve in liquid crystal, but it may be a synthetic resin (curable resin) in terms of processing and weight reduction. preferable.
  • the protrusion can be provided on the surface of the first substrate in contact with the sealing material by a photolithography method or a droplet discharge method. For these reasons, it is preferable to use a photocurable resin suitable for a photolithography method or a droplet discharge method.
  • a resin solution for forming columnar spacers (not containing a colorant) is applied on the transparent electrode 204 of the front plane. Subsequently, the resin layer is baked and cured. A photoresist is applied on this and prebaked. After exposing the photoresist through a mask pattern, development is performed to pattern the resin layer. Thereafter, the photoresist layer is peeled off, and the resin layer is baked to complete the columnar spacer.
  • the formation position of the columnar spacer can be determined at a desired position by the mask pattern. Therefore, both the inside of the sealing region of the liquid crystal display element and the outside of the sealing region (sealing material application portion) can be created at the same time.
  • the columnar spacer is preferably formed so as to be positioned on the black matrix so that the quality of the sealing region does not deteriorate.
  • a columnar spacer manufactured by a photolithography method in this way is sometimes called a column spacer or a photospacer.
  • a mixture of a negative water-soluble resin such as PVA-stilbazo photosensitive resin, a polyfunctional acrylic monomer, an acrylic acid copolymer, a triazole initiator, or the like is used.
  • a color resin in which a colorant is dispersed in a polyimide resin there is no particular limitation, and a spacer can be obtained from a known material in accordance with the compatibility with the liquid crystal or the sealing material to be used.
  • a sealing material (301 in FIG. 1) is applied to the surface of the backplane that contacts the sealing material.
  • the material of the sealing material is not particularly limited, and a curable resin composition in which a polymerization initiator is added to an epoxy or acrylic photocurable, thermosetting, or photothermal combination curable resin is used.
  • a curable resin composition in which a polymerization initiator is added to an epoxy or acrylic photocurable, thermosetting, or photothermal combination curable resin is used.
  • fillers made of inorganic or organic substances may be added.
  • the shape of these fillers is not particularly limited, and includes a spherical shape, a fiber shape, and an amorphous shape.
  • a spherical or fibrous gap material having a monodisperse diameter is mixed, or in order to further strengthen the adhesive force with the substrate, a fibrous substance that is easily entangled with the protrusions on the substrate is used. You may mix.
  • the diameter of the fibrous material used at this time is desirably about 1/5 to 1/10 or less of the cell gap, and the length of the fibrous material is desirably shorter than the seal coating width.
  • the material of the fibrous substance is not particularly limited as long as a predetermined shape can be obtained, and synthetic fibers such as cellulose, polyamide, and polyester, and inorganic materials such as glass and carbon can be appropriately selected.
  • the sealing material As a method for applying the sealing material, there are a printing method and a dispensing method, but a dispensing method with a small amount of the sealing material used is desirable.
  • the application position of the sealing material is usually on the black matrix so as not to adversely affect the sealing area.
  • the sealing material application shape is a closed loop shape.
  • the liquid crystal is dropped on the closed loop shape (sealing region) of the front plane coated with the sealing material.
  • a dispenser is used. Since the amount of liquid crystal to be dropped coincides with the volume of the liquid crystal cell, the amount is basically the same as the volume obtained by multiplying the height of the column spacer and the seal application area. However, in order to optimize liquid crystal leakage and display characteristics in the cell bonding process, the amount of liquid crystal to be dropped may be adjusted as appropriate, or the liquid crystal dropping position may be dispersed.
  • the back plane is bonded to the front plane where the sealing material is applied and the liquid crystal is dropped.
  • the front plane and the back plane are adsorbed on a stage having a mechanism for adsorbing a substrate such as an electrostatic chuck, and the alignment film b on the front plane and the alignment film a on the back plane face each other. It is arranged at a position (distance) where the sealing material does not contact the other substrate.
  • the system is depressurized. After decompression is completed, the positions of both substrates are adjusted while confirming the bonding position between the front plane and the back plane (alignment operation).
  • the substrate is brought close to a position where the sealing material on the front plane and the back plane are in contact with each other.
  • the system is filled with an inert gas, and the pressure is gradually returned to normal pressure while releasing the reduced pressure.
  • the front plane and the back plane are bonded together by atmospheric pressure, and a cell gap is formed at the height of the columnar spacer.
  • the sealing material is irradiated with ultraviolet rays to cure the sealing material, thereby forming a liquid crystal cell.
  • a heating step is added in some cases to promote curing of the sealing material. A heating process is often added to enhance the adhesive strength of the sealing material and improve the reliability of electrical characteristics.
  • % in the compositions of the following examples and comparative examples means “mass%”.
  • the specific resistance value of the liquid crystal composition was obtained by putting the liquid crystal composition in a measurement cell and measuring the resistance value when a voltage (DC) of 1 V was applied at 25 ° C.
  • the phase transition temperature was measured using a polarizing microscope equipped with a temperature control stage and a differential scanning calorimeter (DSC).
  • T n-i nematic phase - represents the transition temperature of the isotropic phase.
  • step (1-1) 4-bromo-4′-propyltolane (20.0 g), tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (0.77 g) obtained in step (1-1) under a dry nitrogen atmosphere , THF (60 mL) and 2 mol / L potassium carbonate aqueous solution (65 mL) were mixed and heated to 60 ° C. While heating, a solution of 4- (trans-4-ethylcyclohexyl) -2-fluorophenylboric acid (18.4 g) dissolved in THF (55 mL) was added dropwise, and the mixture was further stirred for 2 hours.
  • the reaction mixture was ice-cooled, and water (200 mL) was added to precipitate the target compound.
  • the target compound is filtered, purified by silica gel column chromatography, and then recrystallized from a mixed solvent of toluene and acetone to give 4- [4- (trans-4-ethylcyclohexyl) -2-fluorophenyl] -4 '-Propyltolane (26.1 g) was obtained.
  • step (1-3) 4- [4- (trans-4-ethylcyclohexyl) -2-fluorophenyl] -4′-propyltran (26.1 g) obtained in step (1-2), 5 wt% palladium carbon (Water-containing product) (1.3 g) and THF (260 mL) were charged into an autoclave reactor and stirred at room temperature for 2 hours in a hydrogen atmosphere (0.5 MPa). The reaction solution was filtered to remove the palladium catalyst, and then concentrated under reduced pressure.
  • the obtained residue is purified by silica gel column chromatography and then recrystallized from a mixed solvent of methanol and acetone to give 4- (trans-4-propylcyclohexyl) -2-fluoro-4 ′-[2- ( 21.1 g of 4-propylphenyl) -1-ethyl] biphenyl (a compound in which R 1 in the general formula (1a-2) represents an ethyl group and R 2 represents a propyl group) was obtained.
  • Example 2 80% of the base liquid crystal (H) and 4- (trans-4-ethylcyclohexyl) -2-fluoro-4 ′-[2- (4-propylphenyl) -1-ethyl] biphenyl obtained in Example 1 (A compound in which R 1 in the general formula (1a-2) represents an ethyl group and R 2 represents a propyl group)
  • a liquid crystal composition (MA) comprising 20% was prepared.
  • the values of extrapolation T ni, extrapolation ⁇ , extrapolation ⁇ n, and extrapolation ⁇ 20 of this composition are as follows.
  • the prepared liquid crystal composition (MA) maintained a uniform nematic liquid crystal state for one month or more at room temperature.
  • liquid crystal display device manufactured using the liquid crystal composition (MA) showed excellent display characteristics, maintained stable display characteristics over a long period of time, and showed high reliability.
  • Example 7 Preparation of liquid crystal composition-2 80% of the base liquid crystal (H) and 4- (trans-4-propylcyclohexyl) -2-fluoro-4 ′-[2- (4-ethylphenyl) -1-ethyl] biphenyl obtained in Example 2 ( A liquid crystal composition (MB) comprising 20% of a compound of the general formula (1a-2) in which R 1 is a propyl group and R 2 is an ethyl group was prepared.
  • the values of extrapolation T ni, extrapolation ⁇ , extrapolation ⁇ n, and extrapolation ⁇ 20 of this composition are as follows.
  • Extrapolation T n-i 201.4 °C Extrapolation ⁇ : 0.15 Extrapolation ⁇ n: 0.1921 Extrapolation ⁇ 20 : 33.5 mPa ⁇ s Further, the prepared liquid crystal composition (MB) maintained a uniform nematic liquid crystal state for one month or more at room temperature.
  • liquid crystal display device manufactured using the liquid crystal composition (MB) exhibited excellent display characteristics, maintained stable display characteristics over a long period of time, and exhibited high reliability.
  • Example 8 Preparation of liquid crystal composition-3 80% of the base liquid crystal (H) and 4- (trans-4-propylcyclohexyl) -2-fluoro-4 ′-[2- (4-propylphenyl) -1-ethyl] biphenyl obtained in Example 3 ( A liquid crystal composition (MC) comprising 20% of a compound in which R 1 and R 2 in the general formula (1a-2) both represent a propyl group was prepared.
  • the values of extrapolation T ni, extrapolation ⁇ , extrapolation ⁇ n, and extrapolation ⁇ 20 of this composition are as follows.
  • Extrapolation T n ⁇ i 203.3 ° C.
  • Extrapolation ⁇ 0.20
  • Extrapolation ⁇ n 0.1900
  • Extrapolation ⁇ 20 36.6 mPa ⁇ s
  • the prepared liquid crystal composition (MC) maintained a uniform nematic liquid crystal state at room temperature for one month or longer.
  • Example 9 Preparation of Liquid Crystal Composition-4
  • the base liquid crystal (H) was 85% and 4- (ethylphenyl) -2-fluoro-4 ′-[2- (4-propylphenyl) -1-ethyl] biphenyl obtained in Example 4 (general formula (1b -2)
  • a liquid crystal composition (MD) comprising 15% of a compound in which R 1 represents an ethyl group and R 2 represents a propyl group was prepared.
  • the values of extrapolation T ni, extrapolation ⁇ , extrapolation ⁇ n, and extrapolation ⁇ 20 of this composition are as follows.
  • Example 10 Preparation of Liquid Crystal Composition-5 90% of base liquid crystal (H) and 4- (trans-4-propylcyclohexyl) -2-fluoro-4 ′-[2- (4- (trans-4-ethylcyclohexyl) phenyl) obtained in Example 5
  • a liquid crystal composition (ME) consisting of 10% of (-1-ethyl) biphenyl (a compound in which R 1 in the general formula (1d-2) represents a propyl group and R 2 represents an ethyl group) was prepared.
  • the values of extrapolation T ni, extrapolation ⁇ , extrapolation ⁇ n, and extrapolation ⁇ 20 of this composition are as follows.
  • Extrapolation T n-i 284.6 °C Extrapolation ⁇ : 0.11 Extrapolation ⁇ n: 0.1512 Extrapolation ⁇ 20 : 80.6 mPa ⁇ s Further, the prepared liquid crystal composition (ME) maintained a uniform nematic liquid crystal state at room temperature for one month or longer.
  • Comparative Example 3 Preparation of Liquid Crystal Composition-6 80% of base liquid crystal (H) and 4 ′′-(4-trans-butylcyclohexyl) -2′fluoro-4-propyl-1,1 ′ obtained in Comparative Example 1: 4 ′, 1 ′′ -tel A liquid crystal composition (MF) comprising 20% phenyl was prepared.
  • the values of extrapolation T ni, extrapolation ⁇ , extrapolation ⁇ n, and extrapolation ⁇ 20 of this composition are as follows.
  • Comparative Example 4 Preparation of Liquid Crystal Composition-7 A liquid crystal comprising 90% of the base liquid crystal (H) and 10% of 4- (ethylphenyl) -3-fluoro-4 ′-[2- (4-propylphenyl) -1-ethyl] biphenyl obtained in Comparative Example 2 A composition (MG) was prepared.
  • the values of extrapolation T ni, extrapolation ⁇ , extrapolation ⁇ n, and extrapolation ⁇ 20 of this composition are as follows.
  • Extrapolation T n-i 189.1 °C Extrapolation ⁇ : -0.55 Extrapolation ⁇ n: 0.2893 Extrapolation ⁇ 20 : 49.4 mPa ⁇ s
  • the prepared liquid crystal composition (MG) maintained a uniform nematic liquid crystal state for one month or more at room temperature.

Abstract

 一般式(1)で表される化合物を提供し、併せて当該化合物を含有する液晶組成物及び当該液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。 一般式(1)で表される化合物を液晶組成物の成分として用いることにより、高いTni、低い粘度(η)、大きなΔn、及び液晶組成物への高い混和性を示し、さらに化学的に高い安定性を併せ持つ液晶組成物を得ることができる。このため、高速応答が求められる液晶表示素子用の液晶組成物の構成成分として非常に有用である。

Description

エタン結合を有する液晶化合物
 本発明は有機電子材料や医農薬、特に液晶表示素子用材料として有用なエタン結合を有する化合物及びそれらを用いた液晶組成物に関する。
 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、ワードプロセッサー、電子手帳、プリンター、コンピューター、テレビ、時計、広告表示板等に用いられている。液晶表示方式としては、その代表的なものにTN(ツイステッド・ネマチック)型、STN(スーパー・ツイステッド・ネマチック)型、TFT(薄膜トランジスタ)を用いた垂直配向型やIPS(イン・プレーン・スイッチング)型等の駆動方式がある。これらの液晶表示素子に用いられる液晶組成物は水分、空気、熱、光などの外的要因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(ネマチック相、スメクチック相及びブルー相等)を示し、低粘性であり、かつ駆動電圧が低いことが求められる。更に液晶組成物は個々の表示素子にあわせて誘電率異方性(Δε)及び屈折率異方性(Δn)等を最適な値とするために、数種類から数十種類の化合物を選択し、構成されている。
 液晶組成物を表示素子等として使用する際には、広い温度範囲において安定なネマチック相を示すことが求められる。広い温度範囲にてネマチック相を維持するためには、液晶組成物を構成する個々の成分が他の成分との高い混和性を持つこと、及び高い透明点(Tni)を持つ事が求められる。しかしながら、高いTniを示す化合物は一般的に粘性が高く、高いTniと低い粘性を併せ持つ化合物の開発が求められている。
 これまで、四つの環構造が単結合にて連結された、下記に示すような化合物が報告されているが、Tniが高いものの粘度が比較的高いという課題があった(特許文献1)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(式中、R及びR’はそれぞれ独立して炭素原子数1~9のアルキル基を表す。)
英国特許第2240778号明細書
 本発明が解決しようとする課題は、高いTni、低い粘度(η)及び他の液晶化合物との高い混和性を併せ持つ化合物を提供し、併せて当該化合物を構成部材とする液晶組成物及び液晶表示素子を提供することである。
 前記課題を解決するため、本願発明者らは種々の化合物の検討を行った結果、エタン結合を有する特定の化合物が効果的に課題を解決できることを見出し本願発明の完成に至った。
 本願発明は、一般式(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、R及びRはそれぞれ独立して炭素原子数1から15のアルキル基又は炭素原子数2から15のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する1個の-CH-又は隣接していない2個以上の-CH-は-C≡C-、-O-、-S-、-COO-、-OCO-又は-CO-により置き換えられても良く、これらの基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良く、
及びAはそれぞれ独立して
(a)1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個の-CH-又は隣接していない2個以上の-CH-は-O-又は-S-に置き換えられても良い。)
(b)1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良く、この基中に存在する1つの水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
(c)ナフタレン-2,6-ジイル基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良く、この基中に存在する1つの水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
からなる群より選ばれる基であり、
、X、X及びXはそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表すが、X及びXがともにフッ素原子を表すことはなく、X及びXがともにフッ素原子を表すことはなく、X又はXの少なくともいずれか一方はフッ素原子を表し、
は0、1又は2を表し、nは1、2又は3を表し、n+nは2又は3を表すが、nが2であってAが複数存在する場合、Aは同一であっても異なっていても良く、nが2又は3であってAが複数存在する場合、Aは同一であっても異なっていても良い。)
で表される化合物を提供し、併せて当該化合物を含有する液晶組成物及び当該液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。
 本発明により提供される、一般式(1)で表される新規液晶化合物は工業的にも容易に製造することができ、得られた一般式(1)で表される化合物は、高いTni、低い粘度及び液晶組成物への高い混和性を示し、さらに化学的に高い安定性を併せ持つ。
 従って、一般式(1)で表される化合物を液晶組成物の成分として用いる事により、低粘度な液晶組成物を得ることができる。このため、高速応答が求められる液晶表示素子用の液晶組成物の構成成分として非常に有用である。
本発明の液晶表示素子の断面図である。100~105を備えた基板を「バックプレーン」、200~205を備えた基板を「フロントプレーン」と称している。 フォトマスクパターンとしてブラックマトリックス上に形成する柱状スペーサ作成用パターンを使用した露光処理工程の図である。
 一般式(1)において、R及びRは粘度を低下させる為には、炭素原子数1~8のアルキル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基であることが好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数2~5のアルケニル基であることが特に好ましい。また、直鎖状であることが好ましい。他の液晶成分との混和性を上昇させるためには、R及びRが異なることが好ましい。
 A及びAは各々独立して、粘度を低下させる為にはトランス-1,4-シクロヘキシレン基、無置換の1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基又は3-フルオロ-1,4-フェニレン基であることが好ましく、トランス-1,4-シクロヘキシレン基であることが更に好ましい。他の液晶成分との混和性を向上させる為には、トランス-1,4-シクロヘキシレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基又は3-フルオロ-1,4-フェニレン基であることが好ましい。Tniを上昇させる為には、無置換の1,4-フェニレン基、無置換のナフタレン-2,6-ジイル基であることが好ましい。液晶表示素子とした際の長期信頼性を向上させるには窒素原子を含有しないことが好ましい。粘度、他の液晶成分との混和性、及びTniをバランスよく向上させる観点からは、A又はAの少なくとも1つ以上がトランス-1,4-シクロヘキシレン基であり、且つ、A又はAの少なくとも1つ以上が無置換の1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基又は3-フルオロ-1,4-フェニレン基であることが好ましい。より具体的には、n+nが2を表す場合、A又はAのいずれか一方がトランス-1,4-シクロヘキシレン基であり、且つA又はAのいずれか一方が無置換の1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基又は3-フルオロ-1,4-フェニレン基であることが好ましく、Aがトランス-1,4-シクロヘキシレン基であり、且つAが無置換の1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基又は3-フルオロ-1,4-フェニレン基であることがより好ましい。また、n+nが3を表す場合、A又はAの少なくとも1つ以上がトランス-1,4-シクロヘキシレン基であることが好ましく、A又はAの少なくとも1つ以上が2-フルオロー1,4-フェニレン基又は3-フルオロ-1,4-フェニレン基であることが好ましい。
 X及びXは、他の液晶成分との混和性を重視する場合は、Xがフッ素原子を表すことが好ましい。X及びXは粘性を重視する場合には共に水素原子である事が好ましく、他の液晶成分との混和性を重視する場合にはフッ素原子である事が好ましい。また、分子中に含まれるフッ素原子の総数が多い場合、Tniの過度の低下、他の液晶成分との混和性の低下を招くことから、分子中に含まれるフッ素原子の総数は1、2、又は3であることが好ましく、1又は2であることがより好ましい。具体的には、X及びXが水素原子であり、X及びXがフッ素原子であることが好ましく、X、X及びXが水素原子であり、Xがフッ素原子であることが好ましく、X、X及びXが水素原子であり、Xがフッ素原子であることが好ましい。
 nは粘度を重視する場合には0又は1であることが好ましく、Tniを重視する場合には1又は2であることが好ましい。他の液晶成分との混和性を高くする為には、0又は1であることが好ましい。
 nは粘度を重視する場合には1であることが好ましく、Tniを重視する場合には1又は2であることが好ましく、他の液晶成分との混和性を高くするためには1であることが好ましい。
 n+nについては、粘度を重視する場合には2であることが好ましく、Tniを重視する場合には3であることが好ましく、他の液晶成分との混和性を高くするためには2であることが好ましい。n+nが2である場合、nが1であり、nが1であることが好ましい。n+nが3である場合、nが1であり、nが2であることが好ましく、nが0であり、nが3であることが好ましい。
 なお、一般式(1)で表される化合物において、ヘテロ原子同士が直接結合する構造となることはない。
 好ましい化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 一般式(1)の中では以下の一般式(1a)~一般式(1d)で表される各化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中、R、R、X、X、X及びXは各々独立して前記一般式(1)における、R、R、X、X、X、Xと同じ意味を表し、A2a、A2b、A2c、A2d1及びA2d2は各々独立して前記一般式(1)におけるAと同じ意味を表し、nd1及びnd2は各々独立して0又は1を表すが、nd1+nd2は1を表す。)
 一般式(1a)としては、以下の一般式(1a-1)~一般式(1a-6)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、R及びRは各々独立して前記一般式(1)における、R及びRと同じ意味を表す。)
 特に、一般式(1a-2)が好ましい。
 一般式(1b)としては、以下の一般式(1b-1)~一般式(1b-8)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式中、R及びRは各々独立して前記一般式(1)における、R及びRと同じ意味を表す。)
 特に、一般式(1b-1)及び(1b-2)が好ましい。
 一般式(1c)としては、以下の一般式(1c-1)~一般式(1c-7)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式中、R及びRは各々独立して前記一般式(1)における、R及びRと同じ意味を表す。)
 特に、一般式(1c-1)、(1c-2)及び(1c-7)が好ましい。
 一般式(1d)としては、以下の一般式(1d-1)~一般式(1d-13)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式中、R及びRは各々独立して前記一般式(1)における、R及びRと同じ意味を表す。)
 特に、一般式(1d-1)、(1d-2)及び(1d-13)が好ましい。
 本発明の液晶組成物において一般式(1)で表される化合物の含有量が少ないとその効果が現れないため、組成物中に下限値として、1質量%(以下組成物中の%は質量%を表す。)以上含有することが好ましく、2%以上含有することが好ましく、5%以上含有することが好ましく、10%以上含有することが更に好ましい。又、含有量が多いと析出等の問題を引き起こすため、上限値としては、70%以下含有することが好ましく、60%以下含有することがより好ましく、50%以下含有することが更に好ましく、40%以下含有することが特に好ましい。一般式(1)で表される化合物は1種のみで使用することもできるが、2種以上の化合物を同時に使用してもよい。
 液晶組成物の物性値を調整するために一般式(1)で表される化合物以外の化合物を使用してもよく、液晶相を持つ化合物以外にも必要に応じて液晶相を持たない化合物を添加することもできる。
 このように、一般式(1)で表される化合物と混合して使用することのできる化合物の好ましい代表例としては、本発明の提供する組成物においては、その第一成分として一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含有するが、その他の成分として特に以下の第二から第四成分から少なくとも1種含有することが好ましい。
 即ち、第二成分は誘電率異方性が正のいわゆるp型液晶化合物であって、以下の一般式(LC1)及び一般式(LC2)で示される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式中、RLC11及びRLC21はそれぞれ独立して炭素原子数1~15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の-CH-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-又は-C≡C-で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、ALC11、及びALC21はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(該構造中、シクロヘキシレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-は酸素原子で置換されていてもよく、1,4-フェニレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の1つ又は2つ以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、-CF又は-OCFで置換されていてもよい。)を表し、XLC11、XLC12、XLC21~XLC23はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、-CF又は-OCFを表し、YLC11及びYLC21はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、-CF、-OCHF、-OCHF又は-OCFを表し、ZLC11及びZLC21はそれぞれ独立して単結合、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-、-COO-又は-OCO-を表し、mLC11及びmLC21はそれぞれ独立して1~4の整数を表し、ALC11、ALC21、ZLC11及びZLC21が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)
 RLC11及びRLC21はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルケニル基がより好ましく、直鎖状であることが更に好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
 ALC11及びALC21はそれぞれ独立して下記の構造が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 YLC11及びYLC21はそれぞれ独立してフッ素原子、シアノ基、-CF又は-OCFが好ましく、フッ素原子又は-OCFが好ましく、フッ素原子が特に好ましい。
 ZLC11及びZLC21は単結合、-CHCH-、-COO-、-OCO-、-OCH-、-CHO-、-OCF-又は-CFO-が好ましく、単結合、-CHCH-、-OCH-、-OCF-又は-CFO-が好ましく、単結合、-OCH-又は-CFO-がより好ましい。
 mLC11及びmLC21は1、2又は3が好ましく、低温での保存安定性、応答速度を重視する場合には1又は2が好ましく、ネマチック相上限温度の上限値を改善するには2又は3が好ましい。
 一般式(LC1)は、下記一般式(LC1-a)から一般式(LC1-c)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(式中、RLC11、YLC11、XLC11及びXLC12はそれぞれ独立して前記一般式(LC1)におけるRLC11、YLC11、XLC11及びXLC12と同じ意味を表し、ALC1a1、ALC1a2及びALC1b1は、トランス-1,4-シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表し、XLC1b1、XLC1b2、XLC1c1~XLC1c4はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、-CF又は-OCFを表す。)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。
 RLC11はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルケニル基がより好ましい。
 XLC11~XLC1c4はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。
 YLC11はそれぞれ独立してフッ素原子、-CF又は-OCFが好ましい。
 また、一般式(LC1)は、下記一般式(LC1-d)から一般式(LC1-m)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式中、RLC11、YLC11、XLC11及びXLC12はそれぞれ独立して前記一般式(LC1)におけるRLC11、YLC11、XLC11及びXLC12と同じ意味を表し、ALC1d1、ALC1f1、ALC1g1、ALC1j1、ALC1k1、ALC1k2、ALC1m1~ALC1m3は、1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表し、XLC1d1、XLC1d2、XLC1f1、XLC1f2、XLC1g1、XLC1g2、XLC1h1、XLC1h2、XLC1i1、XLC1i2、XLC1j1~XLC1j4、XLC1k1、XLC1k2、XLC1m1及びXLC1m2はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、-CF又は-OCFを表し、ZLC1d1、ZLC1e1、ZLC1j1、ZLC1k1、ZLC1m1はそれぞれ独立して単結合、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-、-COO-又は-OCO-を表す。)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であるのが好ましい。
 RLC11はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルケニル基がより好ましい。
 XLC11~XLC1m2はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましい。
 YLC11はそれぞれ独立してフッ素原子、-CF又は-OCFが好ましい。
 ZLC1d1~ZLC1m1はそれぞれ独立して-CFO-、-OCH-が好ましい。
一般式(LC2)は、下記一般式(LC2-a)から一般式(LC2-g)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式中、RLC21、YLC21、XLC21~XLC23はそれぞれ独立して前記一般式(LC2)におけるRLC21、YLC21、XLC21~XLC23と同じ意味を表し、XLC2d1~XLC2d4、XLC2e1~XLC2e4、XLC2f1~XLC2f4及びXLC2g1~XLC2g4はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、-CF又は-OCFを表し、ZLC2a1、ZLC2b1、ZLC2c1、ZLC2d1、ZLC2e1、ZLC2f1及びZLC2g1はそれぞれ独立して単結合、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-OCH-、-CHO-、-OCF-、-CFO-、-COO-又は-OCO-を表す。)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であるのが好ましい。
 RLC21はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数1~5のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルケニル基がより好ましい。
 XLC21~XLC2g4はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子が好ましく、
 YLC21はそれぞれ独立してフッ素原子、-CF又は-OCFが好ましい。
 ZLC2a1~ZLC2g4はそれぞれ独立して-CFO-、-OCH-が好ましい。
 第三成分は誘電率異方性が負のいわゆるn型液晶化合物であって、以下の一般式(LC3)~一般式(LC5)で示される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(式中、RLC31、RLC32、RLC41、RLC42、RLC51及びRLC52はそれぞれ独立して炭素原子数1~15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の-CH-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-又は-C≡C-で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、ALC31、ALC32、ALC41、ALC42、ALC51及びALC52はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
(該構造中シクロヘキシレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-は酸素原子で置換されていてもよく、1,4-フェニレン基中の1つ又は2つ以上の-CH-は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の1つ又は2つ以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、-CF又は-OCFで置換されていてもよい。)のいずれかを表し、ZLC31、ZLC32、ZLC41、ZLC42、ZLC51及びZLC51はそれぞれ独立して単結合、-CH=CH-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-COO-、-OCH-、-CHO-、-OCF-又は-CFO-を表し、Zは-CH-又は酸素原子を表し、XLC41は水素原子又はフッ素原子を表し、mLC31、mLC32、mLC41、mLC42、mLC51及びmLC52はそれぞれ独立して0~3を表し、mLC31+mLC32、mLC41+mLC42及びmLC51+mLC52は1、2又は3であり、ALC31~ALC52、ZLC31~ZLC52が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。)
 RLC31~RLC52は、それぞれ独立して、炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
 ALC31~ALC52はそれぞれ独立して下記の構造が好ましく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 ZLC31~ZLC51はそれぞれ独立して単結合、-CHO-、-COO-、-OCO-、-CHCH-、-CFO-、-OCF-又は-OCH-が好ましい。
 一般式(LC3)は、下記一般式(LC3-a)及び一般式(LC3-b)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(式中、RLC31、RLC32、ALC31及びZLC31はそれぞれ独立して前記一般式(LC3)におけるRLC31、RLC32、ALC31及びZLC31と同じ意味を表し、XLC3b1~XLC3b6は水素原子又はフッ素原子を表すが、XLC3b1及びXLC3b2又はXLC3b3及びXLC3b4のうちの少なくとも一方の組み合わせは共にフッ素原子を表し、mLC3a1は1、2又は3であり、mLC3b1は0又は1を表し、ALC31及びZLC31が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。ただし、一般式(LC3-a)において一般式(LC3-b)で表される群より選ばれる化合物を除く。)で表される化合物群から選ばれる1種又は2種以上の化合物であることが好ましい。
LC31及びRLC32はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基又は炭素原子数2~7のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。
LC31は、1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基を表すことが好ましく、1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基を表すことがより好ましい。
LC31は単結合、-CHO-、-COO-、-OCO-、-CHCH-を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。
一般式(LC3-a)としては、下記一般式(LC3-a1)~一般式(LC3-a4)を表すことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(式中、RLC31及びRLC32はそれぞれ独立して前記一般式(LC3)におけるRLC31及びRLC32と同じ意味を表す。)
 RLC31及びRLC32はそれぞれ独立して、炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、RLC31が炭素原子数1~7のアルキル基を表し、RLC32が炭素原子数1~7のアルコキシ基を表すことがより好ましい。
 一般式(LC3-b)としては、下記一般式(LC3-b1)~一般式(LC3-b12)を表すことが好ましく、一般式(LC3-b1)、一般式(LC3-b6)、一般式(LC3-b8)、一般式(LC3-b11)を表すことがより好ましく、一般式(LC3-b1)及び一般式(LC3-b6)を表すことがさらに好ましく、一般式(LC3-b1)を表すことが最も好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(式中、RLC31及びRLC32はそれぞれ独立して前記一般式(LC3)におけるRLC31及びRLC32と同じ意味を表す。)
 RLC31及びRLC32はそれぞれ独立して、炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、RLC31が炭素原子数2又は3のアルキル基を表し、RLC32が炭素原子数2のアルキル基を表すことがより好ましい。
 一般式(LC4)は下記一般式(LC4-a)から一般式(LC4-c)、一般式(LC5)は下記一般式(LC5-a)から一般式(LC5-c)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
(式中、RLC41、RLC42及びXLC41はそれぞれ独立して前記一般式(LC4)におけるRLC41、RLC42及びXLC41と同じ意味を表し、RLC51及びRLC52はそれぞれ独立して前記一般式(LC5)におけるRLC51及びRLC52と同じ意味を表し、ZLC4a1、ZLC4b1、ZLC4c1、ZLC5a1、ZLC5b1及びZLC5c1はそれぞれ独立して単結合、-CH=CH-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-COO-、-OCH-、-CHO-、-OCF-又は-CFO-を表す。)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であるのがより好ましい。
 RLC41、RLC42、RLC51及びRLC52はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基又は炭素原子数2~7のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。
 ZLC4a1~ZLC5c1はそれぞれ独立して単結合、-CHO-、-COO-、-OCO-、-CHCH-を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。
 第四成分は誘電率異方性が0程度である、いわゆる非極性液晶化合物であり、以下の一般式(LC6)で示される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
(式中、RLC61及びRLC62はそれぞれ独立して炭素原子数1~15のアルキル基を表し、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の-CH-は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-又は-C≡C-で置換されてよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよく、ALC61~ALC63はそれぞれ独立して下記
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
(該構造中シクロヘキシレン基中の1つ又は2つ以上の-CHCH-は-CH=CH-、-CFO-、-OCF-で置換されていてもよく、1,4-フェニレン基中1つ又は2つ以上のCH基は窒素原子で置換されていてもよい。)のいずれかを表し、ZLC61及びZLC62はそれぞれ独立して単結合、-CH=CH-、-C≡C-、-CHCH-、-(CH-、-COO-、-OCH-、-CHO-、-OCF-又は-CFO-を表し、miii1は0~3を表す。ただし、一般式(LC1)~一般式(LC6)で表される化合物、及び一般式(1)を除く。)
 RLC61及びRLC62は、それぞれ独立して、炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
 ALC61~ALC63はそれぞれ独立して下記の構造が好ましく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 ZLC61及びZLC62はそれぞれ独立して単結合、-CHCH-、-COO-、-OCH-、-CHO-、-OCF-又は-CFO-が好ましい。
 一般式(LC6)は、一般式(LC6-a)から一般式(LC6-m)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
(式中、RLC61及びRLC62はそれぞれ独立して炭素原子数1~7のアルキル基、炭素原子数1~7のアルコキシ基、炭素原子数2~7のアルケニル基又は炭素原子数2~7のアルケニルオキシ基を表す。)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であるのがより好ましい。
 本発明において、一般式(1)で表される化合物は、以下のようにして製造することができる。勿論本発明の趣旨及び適用範囲は、これら製造例により制限されるものではない。
(製法1)
 一般式(2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
(式中、A及びRは一般式(1)におけるA及びRと同じ意味を表し、nは0又は1を表し、X及びXはそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表すが共にフッ素原子であることはない。)で表される化合物と、一般式(3)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
(式中、X及びXは一般式(1)におけるX及びXと同じ意味を表し、Y及びYはそれぞれ独立して塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基を表す。)で表される化合物を、有機溶媒中において遷移金属触媒、銅触媒及び塩基の存在下反応させることで、一般式(4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
(式中、A、R、X及びXは一般式(1)におけるA、R、X及びXと同じ意味を表し、n、X及びXは一般式(2)におけるn、X及びXと同じ意味を表し、Yは一般式(3)におけるYと同じ意味を表す。)で表される化合物を得ることが出来る。
 使用する有機溶媒としては、反応を好適に進行させることが出来ればいずれでも構わないが、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル又はテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒又はN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド又はN-メチルピロリジノン等のアミド系溶媒が好ましく、テトラヒドロフラン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド又はN-メチルピロリジノンが特に好ましい。また、必要に応じて複数の溶媒を混合してもよい。
 反応温度は、反応を好適に進行させることが出来ればいずれでも構わないが、室温から有機溶媒が還流するまでの温度が好ましく、40℃から有機溶媒が還流するまでの温度が更に好ましく、60℃から溶媒が還流するまでの温度が特に好ましい。
 使用する銅触媒としては、反応を好適に進行させることが出来ればいずれでも構わないが、塩化銅(I)、臭化銅(I)又はヨウ化銅(I)が好ましく、ヨウ化銅(I)であることが更に好ましい。
 使用する遷移金属触媒としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、酢酸パラジウム(II)、二塩化ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、二塩化[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)又は二塩化ビス[ジ-tert-ブチル(4-ジメチルアミノフェニル)ホスフィン]パラジウム(II)等のパラジウム系遷移金属触媒又はニッケル系遷移金属触媒が好ましく、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、酢酸パラジウム(II)、二塩化ビス[ジ-tert-ブチル(4-ジメチルアミノフェニル)ホスフィン]パラジウム(II)又は二塩化[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)が更に好ましい。また、反応の進行を促進するため、必要に応じてホスフィン系配位子を加えても良い。
使用する塩基としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、アンモニア水溶液、トリエチルアミン又はジイソプロピルアミン等のアミン系試薬、ピリジン又は2,6-ジメチルピリジン等のピリジン系試薬、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム又は炭酸セシウム等の炭酸塩が好ましく、トリエチルアミンジイソプロピルアミンが更に好ましい。
 目的とする一般式(4)で表される化合物を効率よく得るためには、一般式(3)におけるY及びYが異なることが好ましい。
 続いて、一般式(4)で表される化合物を、一般式(5)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
(式中、A、X、X2、及びRは一般式(1)におけるA、X、X2、及びRと同じ意味を表し、R及びRは各々独立して直鎖であっても又は分岐していても良い炭素数1から5のアルキル基を表す。)で表される化合物を、有機溶媒中において遷移金属触媒及び塩基の存在下反応させる事で、一般式(6)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
(式中、R、R、A、A、X、X及びnは一般式(1)におけるR、R、A、A、X、X及びnと同じ意味を表し、X、X及びnは一般式(2)におけるX、X及びnと同じ意味を表す。)で表される化合物を得ることが出来る。
 使用する有機溶媒としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,4-ジオキサン又はテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ヘキサン、ヘプタン、トルエン又はキシレン等の炭化水素系溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のN-メチルピロリジノン等のアミド系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール又はイソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒が好ましく、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノールが更に好ましい。
 反応温度は、反応を好適に進行する温度であればいずれでも構わないが、室温から有機溶媒が還流するまでの温度が好ましく、40℃から有機溶媒が還流するまでの温度が更に好ましく、60℃から有機溶媒が還流するまでの温度が特に好ましい。
使用する遷移金属触媒としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、酢酸パラジウム(II)、二塩化ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、二塩化[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)又は二塩化ビス[ジ-tert-ブチル(4-ジメチルアミノフェニル)ホスフィン]パラジウム(II)等のパラジウム系遷移金属触媒又はニッケル系遷移金属触媒が好ましく、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、酢酸パラジウム(II)、二塩化ビス[ジ-tert-ブチル(4-ジメチルアミノフェニル)ホスフィン]パラジウム(II)又は二塩化[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)が更に好ましい。また、反応の進行を促進するため、必要に応じてホスフィン系配位子を加えても良い。
使用する塩基としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化アルカリ金属類、炭酸ナトリウム炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸セシウム等の炭酸塩類が好ましく、炭酸カリウム又は炭酸セシウムである事が更に好ましい。また、必要に応じて水溶液として使用することも好ましい。
続いて、一般式(6)で表される化合物を有機溶媒中、金属触媒存在下、水素ガスと反応させる事でエタン連結基と結合するAが1,4-フェニレン基、2-フルオロ-1,4-フェニレン基又は3-フルオロ-1,4-フェニレン基を表す一般式(1)で表される化合物を得ることが出来る。
 使用する有機溶剤としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、ジイソプロピルエーテル、ジエチルエーテル、1,4-ジオキサン又はテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ヘキサン、ヘプタン、トルエン又はキシレン等の炭化水素系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール又はブタノール等のアルコール系溶媒、酢酸エチル又は酢酸ブチル等のエステル系溶媒が好ましく、テトラヒドロフラン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、エタノール又は酢酸エチルが好ましい。また、必要に応じて塩酸、酢酸又は硫酸等の酸を添加する事も好ましい。
 反応温度としては、反応を好適に進行させる温度であればいずれでも構わないが、0℃から80℃が好ましく、室温から60℃が更に好ましい。
 使用する金属触媒としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、パラジウム炭素、ルテニウム炭素、白金黒又は酸化白金が好ましく、パラジウム炭素が更に好ましい。
 反応する際の水素圧は、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、大気圧から0.5MPaであることが好ましく、0.2MPaから0.5MPaであることが更に好ましい。
(製法2)
一般式(7)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
(式中、X及びXは一般式(1)におけるX及びXと同じ意味を表し、Y及びYはそれぞれ独立して塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を表す。)で表される化合物を有機溶媒中又は無溶媒条件においてトリフェニルホスフィンと反応させる事で、一般式(8)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
(式中、X及びXは一般式(1)におけるX及びXと同じ意味を表し、Y及びYは一般式(7)におけるY及びYと同じ意味を表す。)で表される化合物を得ることが出来る。
 有機溶媒を使用する場合には、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン又はメチルシクロヘキサン等の飽和炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン又はメシチレン等の芳香族系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン又は1,4-ジオキサン等のエーテル系溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のN-メチルピロリジノン等のアミド系溶媒が好ましく、飽和炭化水素系溶媒又は芳香族系溶媒が更に好ましく、トルエン、キシレンであることが特に好ましい。
 反応温度としては、反応を好適に進行させる温度であればいずれの温度でも構わないが、室温から有機溶媒が還流するまでの温度が好ましく、50℃から有機溶媒が還流するまでの温度が更に好ましく、90℃から有機溶媒が還流するまでの温度であることが特に好ましい。
 続いて、一般式(8)で表される化合物を有機溶媒中塩基と反応させてリンイリド試薬を調製したのち、一般式(9)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
(式中、A、n及びRは、一般式(1)におけるA、n及びRと同じ意味を表す。)で表される化合物と反応させる事で、一般式(10)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
(式中、X、X、A、n及びRは一般式(1)におけるX、X、A、n及びRと同じ意味を表し、Yは一般式(7)におけるYと同じ意味を表す。)で表される化合物を得ることが出来る。
 使用する有機溶媒としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン又は1,4-ジオキサン等のエーテル系溶媒、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン又はキシレン等の炭化水素系溶媒であることが好ましく、テトラヒドロフランであることが好ましい。また、必要に応じて複数の溶媒を混合して使用することも好ましい。
 反応温度は、好適に反応を進行させる温度であればいずれの温度でも構わないが、-60℃から20℃であることが好ましく、-40℃から0℃であることが更に好ましい。
 使用する塩基としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド又はカリウムターシャリーブトキシド等の
アルコキシド系試薬、ブチルリチウム、セカンダリーブチルリチウム又はターシャリーブチルリチウム等のアルキルリチウム系試薬、水素化ナトリウムであることが好ましく、カリウムターシャリーブトキシド、水素化ナトリウム、ブチルリチウムであることが更に好ましい。
 続いて、一般式(10)で表される化合物と、一般式(5)で表される化合物を有機溶媒中において遷移金属触媒及び塩基の存在下反応させる事で、一般式(11)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
(式中、X、X、X、X、A、A、n、n、R及びRは一般式(1)におけるX、X、X、X、A、A、n、n、R及びRと同じ意味を表す。)で表される化合物を得ることが出来る。
 使用する有機溶媒としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,4-ジオキサン又はテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ヘキサン、ヘプタン、トルエン又はキシレン等の炭化水素系溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のN-メチルピロリジノン等のアミド系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール又はイソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒が好ましく、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノールが更に好ましい。
 反応温度は、反応を好適に進行する温度であればいずれでも構わないが、室温から有機溶媒が還流するまでの温度が好ましく、40℃から有機溶媒が還流するまでの温度が更に好ましく、60℃から有機溶媒が還流するまでの温度が特に好ましい。
使用する遷移金属触媒としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、酢酸パラジウム(II)、二塩化ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、二塩化[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)又は二塩化ビス[ジ-tert-ブチル(4-ジメチルアミノフェニル)ホスフィン]パラジウム(II)等のパラジウム系遷移金属触媒又はニッケル系遷移金属触媒が好ましく、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、酢酸パラジウム(II)、二塩化ビス[ジ-tert-ブチル(4-ジメチルアミノフェニル)ホスフィン]パラジウム(II)又は二塩化[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)が更に好ましい。また、反応の進行を促進するため、必要に応じてホスフィン系配位子を加えても良い。
使用する塩基としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化アルカリ金属類、炭酸ナトリウム炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸セシウム等の炭酸塩類が好ましく、炭酸カリウム又は炭酸セシウムである事が更に好ましい。また、必要に応じて水溶液として使用することも好ましい。
続いて、一般式(11)で表される化合物を有機溶媒中、金属触媒存在下、水素ガスと反応させる事で一般式(1)で表される化合物を得ることが出来る。
 使用する有機溶媒としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、ジイソプロピルエーテル、ジエチルエーテル、1,4-ジオキサン又はテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ヘキサン、ヘプタン、トルエン又はキシレン等の炭化水素系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール又はブタノール等のアルコール系溶媒、酢酸エチル又は酢酸ブチル等のエステル系溶媒が好ましく、テトラヒドロフラン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、エタノール又は酢酸エチルが好ましい。また、必要に応じて塩酸、酢酸又は硫酸等の酸を添加する事も好ましい。
 反応温度としては、反応を好適に進行させる温度であればいずれでも構わないが、0℃から80℃が好ましく、室温から60℃が更に好ましい。
 使用する金属触媒としては、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、パラジウム炭素、ルテニウム炭素、白金黒又は酸化白金が好ましく、パラジウム炭素が更に好ましい。
 反応する際の水素圧は、反応を好適に進行させるものであればいずれでも構わないが、大気圧から0.5MPaであることが好ましく、0.2MPaから0.5MPaであることが更に好ましい。
 本発明の化合物を含有する液晶組成物を用いた液晶表示素子は、高速応答と表示不良の抑制を両立させた有用なものであり、特に、アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に有用であり、VAモード、PSVAモード、PSAモード、IPSモード、FFSモード又はECBモード用等の種々のモードの液晶表示素子に適用できる。
 以下、図面を参照しつつ、本発明に係る液晶表示装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
 図1は、互いに対向する二つの基板と、前記基板間に設けられたシール材と、前記シール材に囲まれた封止領域に封入された液晶とを備えている液晶表示素子を示す断面図である。
 具体的には、基板a100上に、TFT層102、画素電極103を設け、その上からパッシベーション膜104及び配向膜a105を設けたバックプレーンと、基板b200上に、ブラックマトリックス202、カラーフィルタ203、平坦化膜(オーバーコート層)201、透明電極204を設け、その上から配向膜b205を設け、前記バックプレーンと対向させたフロントプレーンと、前記基板間に設けられたシール材301と、前記シール材に囲まれた封止領域に封入された液晶層303とを備え、前記シール材301が接する基板面には突起304が設けられている液晶表示素子の具体的態様を示している。
前記基板a又は前記基板bは、実質的に透明であれば材質に特に限定はなく、ガラス、セラミックス、プラスチック等を使用することができる。プラスチック基板としてはセルロ-ス、トリアセチルセルロ-ス、ジアセチルセルロ-ス等のセルロ-ス誘導体、ポリシクロオレフィン誘導体、ポリエチレンテレフタレ-ト、ポリエチレンナフタレ-ト等のポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリビニルアルコ-ル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレ-ト、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、更にガラス繊維-エポキシ樹脂、ガラス繊維-アクリル樹脂などの無機-有機複合材料などを用いることができる。
 なおプラスチック基板を使用する際には、バリア膜を設けることが好ましい。バリア膜の機能は、プラスチック基板が有する透湿性を低下させ、液晶表示素子の電気特性の信頼性を向上することにある。バリア膜としては、それぞれ、透明性が高く水蒸気透過性が小さいものであれば特に限定されず、一般的には酸化ケイ素などの無機材料を用いて蒸着やスパッタリング、ケミカルベーパーデポジション法(CVD法)によって形成した薄膜を使用する。
 本発明においては、前記基板a又は前記基板bとして同素材を使用しても異素材を使用してもよく特に限定はない。ガラス基板を用いれば耐熱性や寸法安定性の優れた液晶表示素子を作製することができて好ましい。またプラスチック基板であれば、ロールツウロール法による製造方法に適し且つ軽量化あるいはフレキシブル化に適しており好ましい。また、平坦性及び耐熱性付与を目的とするならば、プラスチック基板とガラス基板とを組み合わせると良い結果を得ることができる。
 バックプレーンには、基板a100上に、TFT層102及び画素電極103を設けている。これらは通常のアレイ工程にて製造される。この上にパッシベーション膜104及び配向膜a105を設けてバックプレーンが得られる。
 パッシベーション膜104(無機保護膜ともいう)はTFT層を保護するための膜で、通常は窒化膜(SiNx)、酸化膜(SiOx)等を化学的気相成長(CVD)技術等により形成する。
 また、配向膜a105は、液晶を配向させる機能を有する膜であり、通常ポリイミドのような高分子材料が用いられることが多い。塗布液には、高分子材料と溶剤からなる配向剤溶液が使われる。配向膜はシール材との接着力を阻害する可能性があるため、封止領域内にパターン塗布する。塗布にはフレキソ印刷法のような印刷法、インクジェットのような液滴吐出法が用いられる。塗布された配向剤溶液は仮乾燥により溶剤が蒸発した後、ベーキングにより架橋硬化される。この後、配向機能を出すために、配向処理を行う。
 配向処理は通常ラビング法にて行われる。前述のように形成された高分子膜上を、レーヨンのような繊維から成るラビング布を用いて一方向にこすることにより液晶配向能が生じる。
 また、光配向法を用いることもある。光配向法は、光感受性を有する有機材料を含む配向膜上に偏光を照射することにより配向能を発生させる方法であり、ラビング法による基板の傷や埃の発生が生じない。光配向法における有機材料の例としては二色性染料を含有する材料がある。二色性染料としては、光二色性に起因するワイゲルト効果による分子の配向誘起もしくは異性化反応(例:アゾベンゼン基)、二量化反応(例:シンナモイル基)、光架橋反応(例:ベンゾフェノン基)、あるいは光分解反応(例:ポリイミド基)のような、液晶配向能の起源となる光反応を生じる基(以下、光配向性基と略す)を有するものを用いることができる。塗布された配向剤溶液は仮乾燥により溶剤が蒸発した後、任意の偏向を有する光(偏光)を照射することで、任意の方向に配向能を有する配向膜を得ることができる。
 一方のフロントプレーンは、基板b200上に、ブラックマトリックス202、カラーフィルタ203、平坦化膜201、透明電極204、配向膜b205を設けている。
 ブラックマトリックス202は、例えば、顔料分散法にて作製する。具体的にはバリア膜201を設けた基板b200上に、ブラックマトリックス形成用に黒色の着色剤を均一分散させたカラーレジン液を塗布し、着色層を形成する。続いて、着色層をベーキングして硬化する。この上にフォトレジストを塗布し、これをプリベークする。フォトレジストにマスクパターンを通して露光した後に、現像を行って着色層をパターニングする。この後、フォトレジスト層を剥離し、着色層をベーキングしてブラックマトリックス202が完成する。
 あるいは、フォトレジスト型の顔料分散液を使用してもよい。この場合は、フォトレジスト型の顔料分散液を塗布し、プリベークしたのち、マスクパターンを通して露光した後に、現像を行って着色層をパターニングする。この後、フォトレジスト層を剥離し、着色層をベーキングしてブラックマトリックス202が完成する。
 カラーフィルタ203は、顔料分散法、電着法、印刷法あるいは染色法等にて作成する。顔料分散法を例にとると、(例えば赤色の)顔料を均一分散させたカラーレジン液を基板b200上に塗布し、ベーキング硬化後、該上にフォトレジストを塗布しプリベークする。フォトレジストにマスクパターンを通して露光した後に現像を行い、パターニングする。この後フォトレジスト層を剥離し、再度ベーキングすることで、(赤色の)カラーフィルタ203が完成する。作成する色順序に特に限定はない。同様にして、緑カラーフィルタ203、青カラーフィルタ203を形成する。
 透明電極204は、前記カラーフィルタ203上に(必要に応じて前記カラーフィルタ203上に表面平坦化のためにオーバーコート層(201)を設けてもよい。)設ける。透明電極204は透過率が高い方が好ましく、電気抵抗が小さいほうが好ましい。透明電極204はITOなどの酸化膜をスパッタリング法などによって形成する。
 また、前記透明電極204を保護する目的で、透明電極204の上にパッシベーション膜を設ける場合もある。
 配向膜b205は、前述の配向膜a105と同じものである。
 以上本発明で使用する前記バックプレーン及び前記フロントプレーンについての具体的態様を述べたが、本願においては該具体的態様に限定されることはなく、所望される液晶表示素子に応じた態様の変更は自由である。
 前記柱状スペーサーの形状は特に限定されず、その水平断面を円形、四角形などの多角形など様々な形状にすることができるが、工程時のミスアラインマージンを考慮して、水平断面を円形または正多角形にすることが特に好ましい。また該突起形状は、円錐台または角錐台であることが好ましい。
 前記柱状スペーサーの材質は、シール材もしくはシール材に使用する有機溶剤、あるいは液晶に溶解しない材質であれば特に限定されないが、加工及び軽量化の面から合成樹脂(硬化性樹脂)であることが好ましい。一方、前記突起は、フォトリソグラフィによる方法や液滴吐出法により、第一の基板上のシール材が接する面に設けることが可能である。このような理由から、フォトリソグラフィによる方法や液滴吐出法に適した、光硬化性樹脂を使用することが好ましい。
 例として、前面柱状スペーサーをフォトリソグラフィ法によって得る場合について説明する。
 前記フロントプレーンの透明電極204上に、柱状スペーサー形成用の(着色剤を含まない)レジン液を塗布する。続いて、このレジン層をベーキングして硬化する。この上にフォトレジストを塗布し、これをプリベークする。フォトレジストにマスクパターンを通して露光した後に、現像を行ってレジン層をパターニングする。この後、フォトレジスト層を剥離し、レジン層をベーキングして柱状スペーサーが完成する。
 柱状スペーサーの形成位置はマスクパターンによって所望の位置に決めることができる。従って、液晶表示素子の封止領域内と封止領域外(シール材塗布部分)との両方を同時に作成することができる。また柱状スペーサーは封止領域の品質が低下することがないように、ブラックマトリックスの上に位置するように形成させることが好ましい。このようにフォトリソグラフィ法によって作製された柱状スペーサーのことを、カラムスペーサ又はフォトスペーサと呼ぶことがある。
 前記スペーサーの材質は、PVA-スチルバゾ感光性樹脂などのネガ型水溶性樹脂や多官能アクリル系モノマー、アクリル酸共重合体、トリアゾール系開始剤などの混合物が使用される。あるいはポリイミド樹脂に着色剤を分散させたカラーレジンを使う方法もある。本発明においては特に限定はなく、使用する液晶やシール材との相性に従い公知の材質でスペーサーを得ることができる。
 このようにして、フロントプレーン上の封止領域となる面に柱状スペーサーを設けた後、該バックプレーンのシール材が接する面にシール材(図1における301)を塗布する。
 シール材の材質は特に限定はなく、エポキシ系やアクリル系の光硬化性、熱硬化性、光熱併用硬化性の樹脂に重合開始剤を添加した硬化性樹脂組成物が使用される。また、透湿性や弾性率、粘度などを制御するために、無機物や有機物よりなるフィラー類を添加することがある。これらフィラー類の形状は特に限定されず、球形、繊維状、無定形などがある。さらに、セルギャップを良好に制御するために単分散径を有する球形や繊維状のギャップ材を混合したり、基板との接着力をより強化するために、基板上突起と絡まりやすい繊維状物質を混合しても良い。このとき使用する繊維状物質の直径はセルギャップの1/5~1/10以下程度が望ましく、繊維状物質の長さはシール塗布幅よりも短いことが望ましい。
 また、繊維状物質の材質は所定の形状が得られるものであれば特に限定されず、セルロース、ポリアミド、ポリエステルなどの合成繊維やガラス、炭素などの無機材料を適宜選ぶことが可能である。
 シール材を塗布する方法としては、印刷法やディスペンス法があるが、シール材の使用量が少ないディスペンス法が望ましい。シール材の塗布位置は封止領域に悪影響を及ぼさないように通常ブラックマトリックス上とする。次工程の液晶滴下領域を形成するため(液晶が漏れないように)、シール材塗布形状は閉ループ形状とする。
 前記シール材を塗布したフロントプレーンの閉ループ形状(封止領域)に液晶を滴下する。通常はディスペンサーを使用する。滴下する液晶量は液晶セル容積と一致させるため、柱状スペーサーの高さとシール塗布面積とを掛け合わせた体積と同量を基本とする。しかし、セル貼り合わせ工程における液晶漏れや表示特性の最適化のために、滴下する液晶量を適宜調整することもあれば、液晶滴下位置を分散させることもある。
 次に、前記シール材を塗布し液晶を滴下したフロントプレーンに、バックプレーンを貼り合わせる。具体的には、静電チャックのような基板を吸着させる機構を有するステージに前記フロントプレーンと前記バックプレーンとを吸着させ、フロントプレーンの配向膜bとバックプレーンの配向膜aとが向きあい、シール材ともう一方の基板が接しない位置(距離)に配置する。この状態で系内を減圧する。減圧終了後、フロントプレーンとバックプレーンとの貼り合せ位置を確認しながら両基板位置を調整する(アライメント操作)。貼り合せ位置の調整が終了したら、フロントプレーン上のシール材とバックプレーンとが接する位置まで基板を接近させる。この状態で系内に不活性ガスを充填させ、徐々に減圧を開放しながら常圧に戻す。このとき、大気圧によりフロントプレーンとバックプレーンが貼り合わされ、柱状スペーサーの高さ位置でセルギャップが形成される。この状態でシール材に紫外線を照射してシール材を硬化することによって液晶セルを形成する。この後、場合によって加熱工程を加え、シール材硬化を促進する。シール材の接着力強化や電気特性信頼性の向上のために、加熱工程を加えることが多い。
 以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「%」は『質量%』を意味する。液晶組成物の比抵抗値は、測定用セルに液晶組成物を入れ、電圧(DC)1V印加時の抵抗値を25℃にて測定して得た。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。
 Tn-iはネマチック相-等方相の転移温度を表す。
 化合物記載に下記の略号を使用する。
  DMF:N,N-ジメチルホルムアミド
THF:テトラヒドロフラン
  Me:メチル基、Et:エチル基、Pr:n-プロピル基、Bu:n-ブチル基
(実施例1)4-(trans-4-エチルシクロヘキシル)-2-フルオロ-4‘-[2-(4-プロピルフェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1a-2)のRがエチル基、Rがプロピル基を表す化合物)の製造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
(1-1) 乾燥窒素雰囲気下、4-ヨードブロモベンゼン(101.0g)、ヨウ化銅(I)(2.72g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(8.25g)、DMF(400mL)及びトリエチルアミン(200mL)を混合し、75℃に加熱した。加熱下、4-プロピルフェニルアセチレン(51.5g)をDMF(200mL)に溶解させた溶液を滴下した後、さらに3時間撹拌した。反応液を室温まで冷却した後、水(400mL)及びトルエン(400mL)を加えて分液した。有機層を飽和食塩水(400mL)で2回洗浄したのち、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。硫酸ナトリウムをろ過し、減圧濃縮したのち、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。さらに、アセトン及びメタノールの混合溶媒から再結晶する事で、4-ブロモ-4’-プロピルトラン(94.6g)を得た。
(1-2) 乾燥窒素雰囲気下、工程(1-1)で得られた4-ブロモ-4’-プロピルトラン(20.0g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.77g)、THF(60mL)及び2mol/L炭酸カリウム水溶液(65mL)を混合し、60℃に加熱した。加熱下、4-(trans-4-エチルシクロヘキシル)-2-フルオロフェニルホウ酸(18.4g)をTHF(55mL)に溶解させた溶液を滴下したのち、さらに2時間撹拌した。反応液を氷冷したのち、水(200mL)を加える事で目的化合物を析出させた。目的化合物を濾過したのち、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製したのち、トルエン及びアセトンの混合溶媒から再結晶する事で4-[4-(trans-4-エチルシクロヘキシル)-2-フルオロフェニル]-4’-プロピルトラン(26.1g)を得た。
(1-3) 工程(1-2)で得られた4-[4-(trans-4-エチルシクロヘキシル)-2-フルオロフェニル]-4’-プロピルトラン(26.1g)、5wt%パラジウム炭素(含水品)(1.3g)及びTHF(260mL)をオートクレーブ反応器に仕込み、水素雰囲気下(0.5MPa)、室温に於いて2時間撹拌した。反応液を濾過する事でパラジウム触媒を除去したのち、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製したのち、メタノール及びアセトンの混合溶媒から再結晶する事で、4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)-2-フルオロ-4’-[2-(4-プロピルフェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1a-2)のRがエチル基、Rがプロピル基を表す化合物)を21.1g得た。
相転移温度(℃):Cr 68.6 N 190.5 Iso
MS m/z:428[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.47(2H,dd,J=1.40Hz,J=8.02Hz),7.35(1H,t,J=8.12Hz),7.27(2H,d,J=8.16Hz),7.13(4H,d,J=5.24Hz),7.06-6.98(2H,m),2.93(4H,s),2.57(2H,t,J=7.52Hz),2.50(1H,tt,J=3.24Hz,J=12.0Hz),1.92(4H,t,J=12.1Hz),1.62(2H,sex,J=7.44Hz),1.51-1.40(2H,m),1.31-1.18(3H,m),1.10-1.00(2H,m),0.94(3H,t,J=7.3Hz),0.92(3H,t,J=7.44Hz)
(実施例2)4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)-2-フルオロ-4‘-[2-(4-エチルフェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1a-2)のRがプロピル基、Rがエチル基を表す化合物)の製造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 実施例1に記載の方法と同様にして製造する事で、4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)-2-フルオロ-4‘-[2-(4-エチルフェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1a-2)のRがプロピル基、Rがエチル基を表す化合物)を9.2g得た。
相転移温度(℃):Cr 75.6 N 211.6 Iso
MS m/z:428[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.47(2H,dd,J=1.42Hz,J=8.02Hz),7.35(1H,t,J=8.12Hz),7.28(2H,d,J=8.16Hz),7.15(4H,s),7.06-6.98(2H,m),2.94(4H,s),2.64(2H,t,J=7.49Hz),2.50(1H,tt,J=3.24Hz,J=12.0Hz),1.90(4H,t,J=12.1Hz),1.51-1.29(5H,m),1.24(3H,t,J=7.54Hz),1.18-1.19(2H,m),1.10-1.01(2H,m),0.91(3H,t,J=7.44Hz)
(実施例3)4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)-2-フルオロ-4‘-[2-(4-プロピルフェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1a-2)のR及びRが共にプロピル基を表す化合物)の製造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 実施例1に記載の方法と同様にして製造する事で、4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)-2-フルオロ-4’-[2-(4-プロピルフェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1a-2)のR及びRが共にプロピル基を表す化合物)を9.2g得た。
相転移温度(℃):Cr 90.4 N 213.1 Iso
MS m/z:428[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.47(2H,d,J=18.00Hz),7.36(1H,t,J=8.08Hz),7.27(2H,d,J=8.04Hz),7.13(4H,d,J=5.40Hz),7.06-6.98(2H,m),2.93(4H,s),2.56(2H,t,J=7.56Hz),2.50(1H,tt,J=3.29Hz,J=12.0Hz),1.90(4H,t,J=15.0Hz)1.63(2H,sex,J=7.64Hz),1.51-1.41(2H,m),1.38-1.89(5H,m),1.10-1.00(2H,m),0.95(3H,t,J=7.32Hz),0.90(3H,t,J=7.24Hz)
HNMR(CDCl、TMS内部標準)
(実施例4)4-(エチルフェニル)-2-フルオロ-4’-[2-(4-プロピルフェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1b-2)のRがエチル基、Rがプロピル基を表す化合物)の製造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049

 実施例1に記載の方法と同様にして製造する事で、4-(エチルフェニル)-2-フルオロ-4’-[2-(4-プロピルフェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1b-2)のRがエチル基、Rがプロピル基を表す化合物)を23.6g得た。
相転移温度(℃):Cr 111.0 SmA 130.9 N 219.7 Iso
MS m/z:422[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.54(4H,t,J=8.12Hz),7.50-7.37(3H,m),7.31(4H,d,J=7.96Hz),7.14(4H,d,J=5.96Hz),2.95(4H,s),2.71(2H,t,J=7.56Hz),2.57(2H,t,J=7.60Hz),1.64(2H,sex,J=7.52Hz),1.29(3H,t,J=7.56Hz),0.95(3H,t,J=7.24Hz)
(実施例5)4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)-2-フルオロ-4’-[2-(4-(trans-4-エチルシクロヘキシル)フェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1d-2)のRがプロピル基、Rがエチル基を表す化合物)の製造
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 実施例1に記載の方法と同様にして製造する事で、4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)-2-フルオロ-4’-[2-(4-(trans-4-エチルシクロヘキシル)フェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1d-2)のRがプロピル基、Rがエチル基を表す化合物)を3.4g得た。
MS m/z:510[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.47(2H,dd,J=1.41Hz,J=8.01Hz),7.33(1H,t,J=8.11Hz),7.28(2H,d,J=8.16Hz),7.15(4H,s),7.06-6.98(2H,m),2.94(4H,s),2.55-1.53(1H,m),2.50(1H,tt,J=3.24Hz,J=12.0Hz),1.90(4H,t,J=12.1Hz),1.55-1.23(9H,m),1.20-1.01(11H,m),0.97(3H,t,J=7.53Hz),0.90(3H,t,J=7.45Hz)
(比較例1)4’’-(4-trans-ブチルシクロヘキシル)-2’フルオロ-4-プロピル-1,1‘:4’,1’’-テルフェニルの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 英国特許第2240778号明細書に記載の方法と同様にして、4’’-(4-trans-ブチルシクロヘキシル)-2’フルオロ-4-プロピル-1,1‘:4’,1’’-テルフェニルを合成した。
相転移温度(℃): Cr 154 SmA 234 N 302 Iso
MS m/z:428[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.55(2H,d,J=8.16Hz),7.52(2H,d,J=6.80Hz),7.48(1H,d,J=8.08Hz),8.04(1H,dd,J=1.68Hz,J=8.04Hz),7.37(1H,dd,J=1.44Hz,J=12.1Hz),7.31(2H,d,J=8.12Hz),7.28(2H,d,J=8.20Hz),2.64(2H,d,J=7.44Hz),2.52(1H,tt,J=3.28Hz,J=12.1Hz),1.91(4H,t,J=9.88Hz),1.69(2H,sex,J=7.64Hz),1.51-1.45(2H,m),1.32-1.23(8H,m),1.11-1.02(2H,m),0.99(3H,t,J=7.28Hz),0.91(3H,t,J=6.96Hz)
(比較例2)4-(エチルフェニル)-3-フルオロ-4’-[2-(4-プロピルフェニル)-1-エチル]ビフェニルの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 英国特許第2240778号明細書に記載の方法と同様にして、4-(エチルフェニル)-3-フルオロ-4’-[2-(4-プロピルフェニル)-1-エチル]ビフェニルを合成した。
MS m/z:422[M
HNMR(CDCl、TMS内部標準)δ(ppm)=7.56(4H,t,J=8.10Hz),7.48-7.40(3H,m),7.31(4H,d,J=7.95Hz),7.14(4H,d,J=5.99Hz),2.93(4H,s),2.70(2H,t,J=7.49Hz),2.57(2H,t,J=7.60Hz),1.62(2H,sex,J=7.55Hz),1.29(3H,t,J=7.58Hz),0.95(3H,t,J=7.21Hz)
(実施例6)液晶組成物の調製-1
 以下の組成からなるホスト液晶組成物(H)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
を調製した。
この母体液晶(H)80%と、実施例1で得られた4-(trans-4-エチルシクロヘキシル)-2-フルオロ-4‘-[2-(4-プロピルフェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1a-2)のRがエチル基、Rがプロピル基を表す化合物)20%からなる液晶組成物(M-A)を調製した。この組成物の外挿Tn-i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
  外挿Tn-i:183.9℃
  外挿Δε:0.25
  外挿Δn:0.1886
  外挿η20:46.5mPa・s
 また、調製した液晶組成物(M-A)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
 さらに、液晶組成物(M-A)を用いて作製した液晶表示装置は、優れた表示特性を示し、長期にわたり安定な表示特性を保ち、高い信頼性を示した。
(実施例7)液晶組成物の調製―2
母体液晶(H)80%と、実施例2で得られた4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)-2-フルオロ-4‘-[2-(4-エチルフェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1a-2)のRがプロピル基、Rがエチル基を表す化合物)20%からなる液晶組成物(M-B)を調製した。この組成物の外挿Tn-i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
  外挿Tn-i:201.4℃
  外挿Δε:0.15
  外挿Δn:0.1921
  外挿η20:33.5mPa・s
 また、調製した液晶組成物(M-B)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
 さらに、液晶組成物(M-B)を用いて作製した液晶表示装置は、優れた表示特性を示し、長期にわたり安定な表示特性を保ち、高い信頼性を示した。
(実施例8)液晶組成物の調製―3
母体液晶(H)80%と、実施例3で得られた4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)-2-フルオロ-4‘-[2-(4-プロピルフェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1a-2)のR及びRが共にプロピル基を表す化合物)20%からなる液晶組成物(M-C)を調製した。この組成物の外挿Tn-i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
  外挿Tn-i:203.3℃
  外挿Δε:0.20
  外挿Δn:0.1900
  外挿η20:36.6mPa・s
 また、調製した液晶組成物(M-C)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
 さらに、液晶組成物(M-C)を用いて作製した液晶表示装置は、優れた表示特性を示し、長期にわたり安定な表示特性を保ち、高い信頼性を示した。
(実施例9)液晶組成物の調製―4
母体液晶(H)85%と、実施例4で得られた4-(エチルフェニル)-2-フルオロ-4’-[2-(4-プロピルフェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1b-2)のRがエチル基、Rがプロピル基を表す化合物)15%からなる液晶組成物(M-D)を調製した。この組成物の外挿Tn-i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
  外挿Tn-i:196.8℃
  外挿Δε:-0.39 
  外挿Δn:0.2884
  外挿η20:40.3mPa・s
 また、調製した液晶組成物(M-D)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
 さらに、液晶組成物(M-D)を用いて作製した液晶表示装置は、優れた表示特性を示し、長期にわたり安定な表示特性を保ち、高い信頼性を示した。
(実施例10)液晶組成物の調製―5
母体液晶(H)90%と、実施例5で得られた4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)-2-フルオロ-4’-[2-(4-(trans-4-エチルシクロヘキシル)フェニル)-1-エチル]ビフェニル(一般式(1d-2)のRがプロピル基、Rがエチル基を表す化合物)10%からなる液晶組成物(M-E)を調製した。この組成物の外挿Tn-i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
  外挿Tn-i:284.6℃
  外挿Δε:0.11
  外挿Δn:0.1512
  外挿η20:80.6mPa・s
 また、調製した液晶組成物(M-E)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
 さらに、液晶組成物(M-E)を用いて作製した液晶表示装置は、優れた表示特性を示し、長期にわたり安定な表示特性を保ち、高い信頼性を示した。
(比較例3)液晶組成物の調製―6
母体液晶(H)80%と、比較例1で得られた4’’-(4-trans-ブチルシクロヘキシル)-2’フルオロ-4-プロピル-1,1‘:4’,1’’-テルフェニル20%からなる液晶組成物(M-F)を調製した。この組成物の外挿Tn-i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
  外挿Tn-i:239.7℃
  外挿Δε:0.26
  外挿Δn:0.2471
  外挿η20:55.5mPa・s
 また、調製した液晶組成物(M-F)は、測定翌日に個体が析出していることが確認された。
 実施例7で得られた本願化合物の外挿Tn-iと外挿η20を比較すると、実施例7で得られた本願化合物は比較例3の化合物と比べてやや低いTn-iを示すものの、大きくη20を低下させることが可能であることが判明した。また、本願化合物は安定したネマチック液晶状態を保持していたことから、他の液晶組成物との混和性に優れることが分かった。
(比較例4)液晶組成物の調製―7
母体液晶(H)90%と、比較例2で得られた4-(エチルフェニル)-3-フルオロ-4’-[2-(4-プロピルフェニル)-1-エチル]ビフェニル10%からなる液晶組成物(M-G)を調製した。この組成物の外挿Tn-i、外挿Δε、外挿Δn、外挿η20の値は以下のとおりである。
  外挿Tn-i:189.1℃
  外挿Δε:-0.55 
  外挿Δn:0.2893
  外挿η20:49.4mPa・s
 また、調製した液晶組成物(M-G)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
 実施例9で得られた本願化合物の外挿Tn-iと外挿η20を比較すると、実施例9で得られた本願化合物は比較例4の化合物と比べてほぼ同程度のTn-iを示すが、η20を低下させることが可能であることが判明した。このことから、本願化合物のフッ素置換位置は比較例化合物のフッ素置換位置に比べて粘性を低下させるという効果が認められた。

Claims (8)

  1. 一般式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、R及びRはそれぞれ独立して炭素原子数1から15のアルキル基又は炭素原子数2から15のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する1個の-CH-又は隣接していない2個以上の-CH-は-C≡C-、-O-、-S-、-COO-、-OCO-又は-CO-により置き換えられても良く、これらの基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良く、
    及びAはそれぞれ独立して
    (a)1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個の-CH-又は隣接していない2個以上の-CH-は-O-又は-S-に置き換えられても良い。)
    (b)1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良く、この基中に存在する1つの水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
    (c)ナフタレン-2,6-ジイル基(この基中に存在する1個の-CH=又は隣接していない2個以上の-CH=は-N=に置き換えられても良く、この基中に存在する1つの水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
    からなる群より選ばれる基であり、
    、X、X及びXはそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表すが、X及びXがともにフッ素原子を表すことはなく、X及びXがともにフッ素原子を表すことはなく、X又はXの少なくともいずれか一方はフッ素原子を表し、
    は0、1又は2を表し、nは1、2又は3を表し、n+nは2又は3を表すが、nが2であってAが複数存在する場合、Aは同一であっても異なっていても良く、nが2又は3であってAが複数存在する場合、Aは同一であっても異なっていても良い。)
    で表される化合物。
  2. 一般式(1)において、A及びA
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    から選ばれる基を表す、請求項1から3のいずれか一項に記載の化合物。
  3. 一般式(1)において、R及びRが炭素原子数1から6の無置換のアルキル基又は炭素原子数2から6の無置換のアルケニル基を表す請求項1又は請求項2記載の化合物。
  4. 一般式(1)中のフッ素原子の合計数が、1又は2である請求項1~3のいずれか一項記載の化合物。
  5. 一般式(1)において、n及びnが1を表す請求項1~4のいずれか一項記載の化合物。
  6. 一般式(1)において、A又はAの少なくとも1つが
    (a)1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個の-CH-又は隣接していない2個以上の-CH-は-O-又は-S-に置き換えられても良い。)
    を表す請求項1~5のいずれか一項記載の化合物。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の化合物を一種又は二種以上含有する組成物。
  8. 請求項7記載の組成物を使用した液晶表示素子。
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