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JPH1161132A - アルケニルテルフェニル誘導体 - Google Patents

アルケニルテルフェニル誘導体

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Publication number
JPH1161132A
JPH1161132A JP9230898A JP23089897A JPH1161132A JP H1161132 A JPH1161132 A JP H1161132A JP 9230898 A JP9230898 A JP 9230898A JP 23089897 A JP23089897 A JP 23089897A JP H1161132 A JPH1161132 A JP H1161132A
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JP
Japan
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terphenyl
compound
liquid crystal
substituted
formula
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Granted
Application number
JP9230898A
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English (en)
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JP4193075B2 (ja
Inventor
Shinji Ogawa
真治 小川
Sadao Takehara
貞夫 竹原
Haruyoshi Takatsu
晴義 高津
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的粘性が小さく、Δnが大きいテルフェ
ニル誘導体であって、かつΔεが大きく、液晶性に優れ
た化合物、これを用いて低粘性で液晶温度範囲が広く、
かつ高速応答と低電圧駆動の可能な液晶組成物を提供す
る。 【解決手段】 一般式(I) 【化1】 (R:H原子、C数1〜10のアルキル、m:2〜6、
Z:F原子、Cl原子、トリフルオロメチル、トリフル
オロメトキシ、ジフルオロメトキシ、2,2,2−トリ
フルオロエトキシ基、X1〜X4:独立してH原子、F原
子。)で表される化合物及びこれを含有する液晶組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は新規液晶性化合物で
ある、アルケニルテルフェニル誘導体とそれを含有する
液晶組成物に関する。
【0002】これらは電気光学的液晶表示用、特に低電
圧駆動と高速応答が可能なネマチック液晶材料として有
用である。
【0003】
【従来の技術】液晶表示素子は、時計、電卓をはじめと
して、各種測定機器、自動車用パネル、ワードプロセッ
サー、電子手帳、プリンター、コンピューター、テレビ
等に用いられるようになっている。液晶表示方式として
は、その代表的なものにTN(捩れネマチック)型、S
TN(超捩れネマチック)型、DS(動的光散乱)型、
GH(ゲスト・ホスト)型あるいはFLC(強誘電性液
晶)等があり、また駆動方式としても従来のスタティッ
ク駆動からマルチプレックス駆動が一般的になり、さら
に単純マトリックス方式、最近ではアクティブマトリッ
クス方式が実用化されている。
【0004】これらの表示方式や駆動方式に応じて、液
晶材料としても種々の特性が要求されているが、中でも
応答の高速化と駆動電圧の低下は最近特に重要視されて
いる。
【0005】応答を高速化するために液晶材料に求めら
れる物性は直接的には(i)粘性を小さくするか、あるい
は(ii)弾性定数を大きくすることである。また、間接的
には(iii)セル厚を薄くすることも非常に有効である。
しかしながら、液晶素子においては干渉縞の発生による
着色やむらを防止するために、セル厚(d)と屈折率異
方性(Δn)の積(Δn・d)をある一定の値(0.5、
1.0、1.6、2.2、通常前二者が用いられる。)に設定す
る必要がある。従って、セル厚を薄くするためには液晶
材料として屈折率異方性(Δn)が大きいことが重要で
ある。また、光反射型や光散乱型の液晶表示素子におい
ては屈折率異方性(Δn)が大きいことはコントラスト
を大きくするために特に重要である。
【0006】一方、閾値電圧を低下させて低電圧駆動を
可能とするためには(i)誘電率異方性(Δε)を大きく
すること、あるいは(ii)弾性定数を小さくすることが必
要である。
【0007】従って、高速応答と低電圧駆動を両立させ
るためには、誘電率異方性(Δε)が大きいいわゆるP
型の液晶であって、かつ低粘性であり、屈折率異方性
(Δn)が大きい液晶化合物が重要である。
【0008】また、液晶材料にとって、広い温度範囲を
示すことも常に重要な特性である。しかしながら、こう
した低粘性高ΔnのP型化合物は一般に2環性で液晶性
が低い。そのため組成物中に充分量添加できない、ある
いはその温度補償のため粘性の大きい高温液晶を同時に
用いる必要があるなど、その効果が十分発揮できない場
合が多かった。
【0009】従って、ネマチック相上限温度(TN-I)の
比較的高い3環性の化合物であって、粘性が3環化合物
としては小さく、屈折率異方性(Δn)が大きく、かつ
誘電率異方性(Δε)が大きいP型の液晶化合物が望ま
れている。
【0010】現在、こうした条件を比較的よく満足させ
ている3環性液晶化合物としては例えば、一般式(I
I)
【0011】
【化2】
【0012】(式中、Raはアルキル基を表す。)で表
されるフッ素系シクロヘキシルトラン誘導体をあげるこ
とができる。しかし、この(II)の化合物も特に屈折
率異方性(Δn)に関しては充分大きいとは言えず、そ
のため他の特性を損なうことなく、さらに屈折率異方性
(Δn)が大きい液晶性化合物が望まれている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、以上の目的に応じるため、比較的粘性が小
さく、屈折率異方性(Δn)が大きいテルフェニル誘導
体であって、かつ誘電率異方性(Δε)が大きく、液晶
性に優れた化合物を提供し、さらにこれを用いて低粘性
で液晶温度範囲が広く、かつ高速応答と低電圧駆動の可
能な液晶組成物を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、 1.一般式(I)
【0015】
【化3】
【0016】(式中、Rは水素原子または炭素原子数1
〜10のアルキル基を表し、mは2〜6の整数を表し、
Zはフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、ト
リフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基または
2,2,2−トリフルオロエトキシ基を表し、X1〜X4
はそれぞれ独立的に水素原子またはフッ素原子を表
す。)で表されるアルケニルテルフェニル誘導体。 2.一般式(I)においてm=2であるところの上記1
記載のアルケニルビフェニル誘導体。 3.一般式(I)においてRが水素原子であるところの
上記1または2記載のアルケニルビフェニル誘導体。 4.一般式(I)においてZがフッ素原子あるいはトリ
フルオロメトキシ基であるところの上記1、2または3
記載のアルケニルビフェニル誘導体。 5.上記1記載の一般式(I)で表される化合物を含有
する液晶組成物。を前記課題の解決手段として見出し
た。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一般式(I)で
表される化合物及びこれを含有する液晶組成物における
好ましい一例を示す。
【0018】一般式(I)において、Rは水素原子また
は炭素原子数1〜10のアルキル基を表すが、水素また
は炭素原子数1〜3の直鎖状アルキル基が好ましく、低
粘性を得るためには特に水素が好ましい。また、Rがア
ルキル基を表す場合には、二重結合はトランス配置であ
ることが好ましい。mは2〜6の整数を表すが、2〜4
が好ましく、特に2がさらに好ましい。従って、側鎖全
体としては3−アルケニル基または末端アルケニル基が
好ましく、特に3−ブテニル基が最も好ましい。X1
4はそれぞれ独立的に水素またはフッ素原子を表す
が、しきい値電圧の低減効果を高めるためにはその少な
くとも1個はフッ素であることが好ましく、少なくとも
2個がフッ素であることがさらに好ましい。
【0019】Zはフッ素原子、塩素原子、トリフルオロ
メチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキ
シ基またはトリフルオロエトキシ基を表すが、フッ素及
びトリフルオロメトキシ基が好ましく、特にフッ素原子
が好ましい。
【0020】一般式(I)の化合物は以下の工程に基づ
いて製造することができる。即ち、一般式(III)
【0021】
【化4】
【0022】(式中、R及びmは一般式(I)における
と同じ意味を表し、MtはMgBr、MgCl、Mg
I、Li及びB(OH)2を表すが、 MgBrまたはM
gIが好ましい。)で表される有機金属化合物と一般式
(IV)
【0023】
【化5】
【0024】(式中、X1〜X4及びZは一般式(I)に
おけると同じ意味を表し、Wは臭素原子、ヨウ素原子、
トリフルオロメタンスルホニルオキシ基またはp−トル
エンスルホニルオキシ基等の脱離基を表すが、臭素原子
が好ましい。)で表されるビフェニル誘導体とを遷移金
属触媒存在下に反応させることにより容易に製造するこ
とができる。
【0025】ここで一般式(IV)の化合物はWがヨウ
素原子の場合には一般式(V)
【0026】
【化6】
【0027】(式中、X1〜X4及びZは一般式(I)に
おけると同じ意味を表す。)で表される化合物をヨウ素
/過ヨウ素酸等により直接ヨウ素化することにより得る
ことができる。
【0028】Wが臭素原子の場合には一般式(V)の化
合物の直接臭素化の他、一般式(VI)
【0029】
【化7】
【0030】(式中、X1、X2及びZは一般式(I)に
おけると同じ意味を表し、Mt’は一般式(III)に
おけるMtと同じ意味を表す。)で表される有機金属反
応剤を一般式(VII)
【0031】
【化8】
【0032】(式中、X3、X4は一般式(I)における
と同じ意味を表す。)で表される化合物と前述と同様に
遷移金属触媒存在下に反応させることにより得ることが
できる。
【0033】Wがスルホニルオキシ基の場合には対応す
るフェノール誘導体をスルホニルクロリドまたはスルホ
ン酸無水物と反応させることにより得ることができる。
遷移金属触媒としてはパラジウム系またはニッケル系触
媒が好ましく、特にテトラキストリフェニルホスフィン
パラジウム(0)等のパラジウム(0)錯体、及びジクロロビ
ストリフェニルホスフィンパラジウム(II)等のパラジウ
ム(II)錯体が好ましい。
【0034】斯くして製造された本発明の代表的な化合
物をその相転移温度とともに第1表にまとめて示す。
【0035】
【表1】
【0036】(表中、Crは結晶相を、Nはネマチック
相を、Iは等方性液体相を示し、相転移温度は「℃」で
ある。) 一般式(I)の化合物を液晶組成物中に添加することに
より得られる優れた効果は以下の通りである。
【0037】一般式(I)で表される化合物の中でm=
2である代表的な化合物であり、第1表中に示された式
(I−1)
【0038】
【化9】
【0039】の化合物20重量%及びSTN表示用とし
て好適な汎用のホスト液晶(M)
【0040】
【化10】
【0041】80重量%からなる液晶組成物(M−1)
を調製した。ここでホスト液晶(M)の特性値は以下の
通りである。 TN-I: 54.5℃ 閾値電圧(Vth): 1.60V 粘度(20℃): 21.0cp 誘電率異方性(Δε): 6.70 屈折率異方性(Δn): 0.092 ここで、閾値電圧(Vth)は厚さ8.0μmのTNセル
に封入して20℃で測定した値であり、粘度、誘電率異
方性及び屈折率異方性はすべて20℃における測定値で
ある。
【0042】これに対して(M−1)の特性値は以下の
通りとなった。 TN-I: 62.0℃ 閾値電圧(Vth): 1.53V粘度(20
℃): 30.3cp 誘電率異方性(Δε): 8.44 屈折率異方性(Δn): 0.120 ホスト液晶(M)は2環化合物からなる組成物であるた
め、3環性化合物(I−1)を添加することにより粘度
が増大している。しかしながら、ネマチック相上限温度
は大きく上昇し、閾値電圧もかなり低減することができ
た。しかも屈折率異方性が大きく増大し、セル厚をより
薄くすることが可能となった。
【0043】また、この組成物は−20℃で1ヶ月放置
しても結晶の析出や相分離は生じなかった。一般にテル
フェニル誘導体は他の液晶化合物との相溶性が悪い場合
が多いが、(I−1)の化合物ではその側鎖のアルケニ
ル基の効果により相溶性が改善されたものと考えられ
る。
【0044】次に、従来使用されている3環性P型の液
晶化合物である一般式(II)で表される代表的な化合
物(A)
【0045】
【化11】
【0046】20重量%及びホスト液晶(M)80重量
%からなる比較組成物(M−A)の特性値は以下の通り
であった。 TN-I: 64.2℃ 閾値電圧(Vth): 1.61V 粘度(20℃): 26.7cp 誘電率異方性(Δε): 8.53 屈折率異方性(Δn): 0.117 従って、ネマチック相上限温度は(M−1)と比較して
も高くなり、その粘度の上昇も押さえることができた。
しかしながら、屈折率異方性の増大効果は(M−1)に
は及ばなかった。
【0047】次に、3環性化合物からなり温度範囲が広
くかつ低粘性のホスト液晶組成物(N)
【0048】
【化12】
【0049】80重量%及び前述した本発明の式(I−
1)の化合物20重量%からなる液晶組成物(N−1)
を調製した。ここでホスト液晶組成物(N)の物性値は
以下の通りである。
【0050】 TN-I: 116.7℃ 閾値電圧(Vth): 2.14V 粘度(20℃): 19.8cp 誘電率異方性(Δε): 4.8 屈折率異方性(Δn): 0.090 応答時間(τ): 25.3m秒 ここで、閾値電圧(Vth)は厚さ6.0μmのTNセル
に封入して20℃で測定した値であり、誘電率異方性及
び屈折率異方性はすべて20℃における測定値である。
また、応答時間は立ち上がり時間(τr)と立ち下がり
時間(τd)が等しくなる電圧印加時の測定値である。
【0051】これに対して(N−1)の物性値は以下の
ようになった。 TN-I: 107.1℃ 閾値電圧(Vth): 2.09V 誘電率異方性(Δε): 6.7 屈折率異方性(Δn): 0.119 応答時間(τr=τd): 29.0m秒 従って、(I−1)は大きい誘電率異方性(外挿値約1
4.3)を有し、その添加により組成物の閾値電圧を低
減させているにもかかわらず、ネマチック相上限温度も
ほとんど低下させておらず、その粘度の上昇と応答時間
の増大も比較的わずかであることがわかる。さらにその
添加によりホスト液晶の屈折率異方性を大きく増大させ
ることが可能となった。
【0052】次に、前述の化合物(A)20重量%及び
ホスト液晶組成物(N)80重量%からなる比較組成物
(N−A)を調製した。この(N−A)の特性値は以下
の通りであった。
【0053】 TN-I: 110.7℃ 閾値電圧(Vth): 2.07V 誘電率異方性(Δε): 6.53 屈折率異方性(Δn): 0.114 応答時間(τr=τd): 25.8m秒 従って(M−1)と比較すると、ネマチック相上限温度
や応答時間ではよりやや優れ、閾値電圧はほとんど変化
がないが、その屈折率異方性はやはり(M−1)ほど増
大できないことがわかる。
【0054】このように、本発明の一般式(I)の化合
物は、3環性化合物としては低粘性で、屈折率異方性が
大きく応答性に優れ、かつネマチック相温度範囲が広
く、加えて閾値電圧の低い液晶組成物を得る上におい
て、従来の化合物より優れた効果を示すことが明らかで
ある。
【0055】従って、一般式(I)の化合物は、他のネ
マチック液晶化合物との混合物の状態で、TN型あるい
はSTN型等の電界効果型表示セル用として、特に高速
応答と低電圧駆動が可能な液晶材料として好適に使用す
ることができる。またその大きい屈折率異方性を利用し
て、光反射型や光散乱型等の各種表示素子にも好適であ
る。また一般式(I)の化合物は一般式中のZの選択に
よっては分子内に強い極性基を含有することなく、大き
い比抵抗と高い電圧保持率を得ることが容易であり、ア
クティブマトリックス駆動用液晶材料の構成成分として
使用することも可能である。本発明はこのように一般式
(I)で表される化合物の少なくとも1種類をその構成
成分として含有する液晶組成物をも提供するものであ
る。
【0056】この組成物中において、一般式(I)の化
合物と混合して使用することのできるネマチック液晶化
合物の好ましい代表例としては、例えば、4−置換安息
香酸4−置換フェニル、4−置換シクロヘキサンカルボ
ン酸4−置換フェニル、4−置換シクロヘキサンカルボ
ン酸4’−置換ビフェニリル、4−(4−置換シクロヘ
キサンカルボニルオキシ)安息香酸4−置換フェニル、
4−(4−置換シクロヘキシル)安息香酸4−置換フェ
ニル、4−(4−置換シクロヘキシル)安息香酸4−置
換シクロヘキシル、4,4’−置換ビフェニル、1−
(4−置換シクロヘキシル)−4−置換ベンゼン、4,
4’−置換ビシクロヘキサン、1−[2−(4−置換シ
クロヘキシル)エチル]−4−置換ベンゼン、1−(4
−置換シクロヘキシル)−2−(4−置換シクロヘキシ
ル)エタン、4,4”−置換ターフェニル、4−(4−
置換シクロヘキシル)−4’−置換ビフェニル、4−
[2−(4−置換シクロヘキシル)エチル]−4’−置
換ビフェニル、4−(4−置換フェニル)−4’−置換
ビシクロヘキサン、4−[2−(4−置換シクロヘキシ
ル)エチル]−4’−置換ビフェニル、4−[2−(4
−置換シクロヘキシル)エチル]シクロヘキシル−4’
−置換ベンゼン、4−[2−(4−置換フェニル)エチ
ル]−4’−置換ビシクロヘキサン、1−(4−置換フ
ェニルエチニル)−4−置換ベンゼン、1−(4−置換
フェニルエチニル)−4−(4−置換シクロヘキシル)
ベンゼン、2−(4−置換フェニル)−5−置換ピリミ
ジン、2−(4’−置換ビフェニリル)−5−置換ピリ
ミジン及び上記各化合物においてベンゼン環が側方置換
基を有する化合物等を挙げることができる。
【0057】このうちアクティブマトリックス駆動用と
しては4,4’−置換ビフェニル、1−(4−置換シク
ロヘキシル)−4−置換ベンゼン、4,4’−置換ビシ
クロヘキサン、1−[2−(4−置換シクロヘキシル)
エチル]−4−置換ベンゼン、1−(4−置換シクロヘ
キシル)−2−(4−置換シクロヘキシル)エタン、
4,4”−置換ターフェニル、4−(4−置換シクロヘ
キシル)−4’−置換ビフェニル、4−[2−(4−置
換シクロヘキシル)エチル]−4’−置換ビフェニル、
4−(4−置換フェニル)−4’−置換ビシクロヘキサ
ン、4−[2−(4−置換シクロヘキシル)エチル]−
4’−置換ビフェニル、4−[2−(4−置換シクロヘ
キシル)エチル]シクロヘキシル−4’−置換ベンゼ
ン、4−[2−(4−置換フェニル)エチル]−4’−
置換ビシクロヘキサン、1−(4−置換フェニルエチニ
ル)−4−置換ベンゼン、1−(4−置換フェニルエチ
ニル)−4−(4−置換シクロヘキシル)ベンゼン及び
上記においてベンゼン環がフッ素置換されている化合物
が適している。
【0058】
【実施例】以下に本発明の実施例を示し、本発明を更に
説明する。しかし、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
【0059】化合物の構造は、核磁気共鳴スペクトル
(NMR)、質量スペクトル(MS)及び赤外吸収スペ
クトル(IR)により確認した。組成物の%は重量%を
表す。(参考例1) 4’−ブロモ−3,4,5−トリ
フルオロビフェニルの合成
【0060】
【化13】
【0061】マグネシウム4.3gを乾燥したTHF1
0mL中に懸濁させた。これに3,4,5−トリフルオ
ロ−1−ブロモベンゼン41gのTHF160mL溶液
を溶媒が穏やかに還流を続ける速度で滴下した。滴下後
さらに1時間攪拌した後、室温まで放冷してグリニヤー
ル反応剤を調製した。次に4−ブロモ−1−ヨードベン
ゼン50gをTHF150mLに溶解し、テトラキスト
リフェニルホスフィンパラジウム(0)1.0gを加え
た。これに上記で調製したグリニヤール反応剤を50℃
以下で1時間かけて滴下した。さらに2時間攪拌した
後、水及び少量の稀塩酸を加え、酢酸エチルで抽出し
た。水、次いで飽和食塩水で洗滌した後、無水硫酸ナト
リウムで脱水乾燥させた。溶媒を溜去して得られた粗生
成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン
/トルエン=95/5)で精製して4’−ブロモ−3,
4,5−トリフルオロビフェニル無色油状物47.6g
を得た。(実施例1) 3,4,5−トリフルオロ−
4”−(3−ブテニル)−p−テルフェニル(第1表
(I−1)の化合物)の合成
【0062】
【化14】
【0063】マグネシウム1.2gを乾燥したTHF2
mL中に懸濁させた。これに4−(3−ブテニル)−1
−ブロモベンゼン10gのTHF40mL溶液を溶媒が
穏やかに還流を続ける速度で滴下した。滴下後さらに1
時間攪拌した後、室温まで放冷してグリニヤール反応剤
を調製した。次に、参考例1で得た4’−ブロモ−3,
4,5−トリフルオロビフェニル12.4gをTHF4
0mLに溶解し、テトラキストリフェニルホスフィンパ
ラジウム(0)1.1gを加えた。これに上記で調製した
グリニヤール反応剤を40℃で1時間かけて滴下した。
室温でさらに72時間攪拌した後、水及び少量の稀塩酸
を加え、トルエンで抽出した。水、次いで飽和食塩水で
洗滌した後、無水硫酸ナトリウムで脱水乾燥させた。溶
媒を溜去して得られた粗生成物18.5gをシリカゲル
カラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で精製して3,
4,5−トリフルオロ−4”−(3−ブテニル)−p−
テルフェニルの白色結晶12.0gを得た。これをエタ
ノールから再結晶させてその相転移温度を測定したとこ
ろ、融点(Cr→N)は81℃、透明点(N−I)は8
9.5℃であった。
【0064】同様にして以下の化合物を得た。 3,4,5−トリフルオロ−4”−(4−ペンテニル)
−p−テルフェニル 3,4,5−トリフルオロ−4”−(トランス−3−ペ
ンテニル)−p−テルフェニル 3,4,5−トリフルオロ−4”−(5−ヘキセニル)
−p−テルフェニル 3,4,5−トリフルオロ−4”−(トランス−3−ヘ
キセニル)−p−テルフェニル 3,4−ジフルオロ−4”−(3−ブテニル)−p−テ
ルフェニル 3,4−ジフルオロ−4”−(4−ペンテニル)−p−
テルフェニル 3,4−ジフルオロ−4”−(トランス−3−ペンテニ
ル)−p−テルフェニル 3,4−ジフルオロ−4”−(5−ヘキセニル)−p−
テルフェニル 3,4−ジフルオロ−4”−(トランス−3−ヘキセニ
ル)−p−テルフェニル 3,4,2’−トリフルオロ−4”−(3−ブテニル)
−p−テルフェニル 3,4,2’−トリフルオロ−4”−(4−ペンテニ
ル)−p−テルフェニル 3,4,2’−トリフルオロ−4”−(トランス−3−
ペンテニル)−p−テルフェニル 3,4,2’−トリフルオロ−4”−(5−ヘキセニ
ル)−p−テルフェニル 3,4,2’−トリフルオロ−4”−(トランス−3−
ヘキセニル)−p−テルフェニル 3,4,5,2’−テトラフルオロ−4”−(3−ブテ
ニル)−p−テルフェニル 3,4,5,2’−テトラフルオロ−4”−(4−ペン
テニル)−p−テルフェニル 3,4,5,2’−テトラフルオロ−4”−(トランス
−3−ペンテニル)−p−テルフェニル 3,4,5,2’−テトラフルオロ−4”−(5−ヘキ
セニル)−p−テルフェニル 3,4,5,2’−テトラフルオロ−4”−(トランス
−3−ヘキセニル)−p−テルフェニル 3,4,2’,6’−テトラフルオロ−4”−(3−ブ
テニル)−p−テルフェニル 3,4,2’,6’−テトラフルオロ−4”−(4−ペ
ンテニル)−p−テルフェニル 3,4,2’,6’−テトラフルオロ−4”−(トラン
ス−3−ペンテニル)−p−テルフェニル 3,4,2’,6’−テトラフルオロ−4”−(5−ヘ
キセニル)−p−テルフェニル 3,4,2’,6’−テトラフルオロ−4”−(トラン
ス−3−ヘキセニル)−p−テルフェニル 3,5−ジフルオロ−4−トリフルオロメトキシ−4”
−(3−ブテニル)−p−テルフェニル 3,5−ジフルオロ−4−トリフルオロメトキシ−4”
−(4−ペンテニル)−p−テルフェニル 3,5−ジフルオロ−4−トリフルオロメトキシ−4”
−(トランス−3−ペンテニル)−p−テルフェニル 3,5−ジフルオロ−4−トリフルオロメトキシ−4”
−(5−ヘキセニル)−p−テルフェニル 3,5−ジフルオロ−4−トリフルオロメトキシ−4”
−(トランス−3−ヘキセニル)−p−テルフェニル 3,5−ジフルオロ−4−ジフルオロメトキシ−4”−
(3−ブテニル)−p−テルフェニル 3,5−ジフルオロ−4−ジフルオロメトキシ−4”−
(4−ペンテニル)−p−テルフェニル 3,5−ジフルオロ−4−ジフルオロメトキシ−4”−
(トランス−3−ペンテニル)−p−テルフェニル 3,5−ジフルオロ−4−ジフルオロメトキシ−4”−
(5−ヘキセニル)−p−テルフェニル 3,5−ジフルオロ−4−ジフルオロメトキシ−4”−
(トランス−3−ヘキセニル)−p−テルフェニル 3−フルオロ−4−トリフルオロメトキシ−4”−(3
−ブテニル)−p−テルフェニル 3−フルオロ−4−トリフルオロメトキシ−4”−(4
−ペンテニル)−p−テルフェニル 3−フルオロ−4−トリフルオロメトキシ−4”−(ト
ランス−3−ペンテニル)−p−テルフェニル 3−フルオロ−4−トリフルオロメトキシ−4”−(5
−ヘキセニル)−p−テルフェニル 3−フルオロ−4−トリフルオロメトキシ−4”−(ト
ランス−3−ヘキセニ ル)−p−テルフェニル3−フルオロ−4−ジフルオロ
メトキシ−4”−(3−ブテニル)−p−テルフェニル 3−フルオロ−4−ジフルオロメトキシ−4”−(4−
ペンテニル)−p−テルフェニル 3−フルオロ−4−ジフルオロメトキシ−4”−(トラ
ンス−3−ペンテニル)−p−テルフェニル 3−フルオロ−4−ジフルオロメトキシ−4”−(5−
ヘキセニル)−p−テルフェニル 3−フルオロ−4−ジフルオロメトキシ−4”−(トラ
ンス−3−ヘキセニル)−p−テルフェニル 4,2’,6’−トリフルオロ−4”−(3−ブテニ
ル)−p−テルフェニル 4,2’,6’−トリフルオロ−4”−(4−ペンテニ
ル)−p−テルフェニル 4,2’,6’−トリフルオロ−4”−(トランス−3
−ペンテニル)−p−テルフェニル 4,2’,6’−トリフルオロ−4”−(5−ヘキセニ
ル)−p−テルフェニル 4,2’,6’−トリフルオロ−4”−(トランス−3
−ヘキセニル)−p−テルフェニル 2’,6’−ジフルオロ−4−トリフルオロメトキシ−
4”−(3−ブテニル)−p−テルフェニル 2’,6’−ジフルオロ−4−トリフルオロメトキシ−
4”−(4−ペンテニル)−p−テルフェニル 2’,6’−ジフルオロ−4−トリフルオロメトキシ−
4”−(トランス−3−ペンテニル)−p−テルフェニ
ル 2’,6’−ジフルオロ−4−トリフルオロメトキシ−
4”−(5−ヘキセニル)−p−テルフェニル 2’,6’−ジフルオロ−4−トリフルオロメトキシ−
4”−(トランス−3−ヘキセニル)−p−テルフェニ
ル 3,4,5,2’,6−ペンタフルオロ−4”−(3−
ブテニル)−p−テルフェニル 3,4,5,2’,6−ペンタフルオロ−4”−(4−
ペンテニル)−p−テルフェニル 3,4,5,2’,6−ペンタフルオロ−4”−(トラ
ンス−3−ペンテニル)−p−テルフェニル 3,4,5,2’,6−ペンタフルオロ−4”−(5−
ヘキセニル)−p−テルフェニル 3,4,5,2’,6−ペンタフルオロ−4”−(トラ
ンス−3−ヘキセニル)−p−テルフェニル (実施例2) 液晶組成物の調製(1) 特にSTN表示用として好適な汎用のホスト液晶(M)
【0065】
【化15】
【0066】を調製した。このホスト液晶(H)は5
4.5℃以下でネマチック相を示した。この組成物の2
0℃における粘度、誘電率異方性(Δε)、これを用い
て作成したセル厚8.0μmのTNセルの閾値電圧(V
th)、そのときの屈折率異方性(Δn)は以下の通り
であった。
【0067】 TN-I: 54.5℃ 閾値電圧(Vth): 1.60V 粘度(20℃): 21.0cp 誘電率異方性(Δε): 6.70 屈折率異方性(Δn): 0.092 ここで閾値電圧、粘度、誘電率異方性及び屈折率異方性
はすべて20℃における測定値である。
【0068】次にこのホスト液晶(M)80重量%及び
本発明の化合物である式(I−1)
【0069】
【化16】
【0070】20重量%からなる液晶組成物(M−1)
を調製した。この組成物の物性値及び電気光学的特性は
以下の通りであった。 TN-I: 62.0℃ 閾値電圧(Vth): 1.53V 粘度(20℃): 30.3cp 誘電率異方性(Δε): 8.44 屈折率異方性(Δn): 0.120 ホスト液晶(M)は2環化合物からなる組成物であるた
め、3環性化合物(I−1)を添加することにより粘度
は増大している。しかしながら、ネマチック相上限温度
は大きく上昇し、閾値電圧もかなり低減することができ
た。しかも屈折率異方性が大きく増大し、セル厚をより
薄くすることが可能となった。
【0071】また、この組成物は−20℃で1ヶ月放置
しても結晶の析出や相分離は生じなかった。一般にテル
フェニル誘導体は他の液晶化合物との相溶性が悪い場合
が多いが、(I−1)の化合物ではその側鎖のアルケニ
ル基の効果により相溶性が改善されたものと考えられ
る。 (比較例1)実施例2において、(I−1)の化合物に
換えて、一般式(II)で表される代表的な化合物であ
る(A)
【0072】
【化17】
【0073】20重量%及びホスト液晶(M)80重量
%からなる比較組成物(M−A)を調製した。この組成
物の特性値は以下の通りであった。
【0074】 TN-I: 64.2℃ 閾値電圧(Vth): 1.61V 粘度(20℃): 26.7cp 誘電率異方性(Δε): 8.53 屈折率異方性(Δn): 0.117 従って、ネマチック相上限温度は(M−1)と比較して
も高くなり、その粘度の上昇も押さえることができた。
しかしながら、屈折率異方性の増大効果は(M−1)に
は及ばなかった。 (実施例3) 液晶組成物の調製(2) 3環性化合物からなり、温度範囲が広くかつ低粘性のホ
スト液晶組成物(N)
【0075】
【化18】
【0076】を調製した。このホスト液晶(N)は11
6.7℃以下でネマチック相を示し、その融点は11℃
である。このホスト組成(N)の物性値は以下の通りで
ある。
【0077】 閾値電圧(Vth): 2.14V 粘度(20℃): 19.8cp 誘電率異方性(Δε): 4.8 屈折率異方性(Δn): 0.090 応答時間(τ): 25.3m秒 ここで、閾値電圧(Vth)は厚さ6.0μmのTNセ
ルに封入して20℃で測定した値であり、誘電率異方性
及び屈折率異方性はすべて20℃における測定値であ
る。また、応答時間は立ち上がり時間(τr)と立ち下
がり時間(τd)が等しくなる電圧印加時の測定値であ
る。
【0078】次にこのホスト液晶(N)80重量%及び
本発明の化合物である式(I−1)の化合物20重量%
からなる液晶組成物(N−1)を調製した。この組成物
の物性値及び電気光学的特性は以下の通りであった。
【0079】 TN-I: 107.1℃ 閾値電圧(Vth): 2.09V 誘電率異方性(Δε): 6.7 屈折率異方性(Δn): 0.119 応答時間(τr=τd): 29.0m秒 従って、(I−1)は大きい誘電率異方性(外挿値約1
4.3)を有し、その添加により組成物の閾値電圧を低
減させているにもかかわらず、ネマチック相上限温度も
ほとんど低下させておらず、その粘度の上昇と応答時間
の増大も比較的わずかであることがわかる。さらにその
添加によりホスト液晶の屈折率異方性を著しく増大させ
ている。 (比較例2)実施例3において、式(I−1)の化合物
に換えて、式(A)の化合物20重量%及びホスト液晶
(N)80重量%からなる比較組成物(N−A)を調製
した。
【0080】この組成物の特性値は以下の通りであっ
た。 TN-I: 110.7℃ 閾値電圧(Vth): 2.07V 誘電率異方性(Δε): 6.53 屈折率異方性(Δn): 0.114 応答時間(τr=τd): 25.8m秒 従って(M−1)と比較すると、ネマチック相上限温度
や応答時間では(M−1)よりやや優れ、閾値電圧はほ
とんど変化がないが、その屈折率異方性はやはり(M−
1)ほど増大できないことがわかる。
【0081】
【発明の効果】本発明により提供される、一般式(I)
のアルケニルテルフェニル誘導体は、実施例にも示した
ように工業的にも容易に製造することができ、無色で
光、熱、水等に対し化学的にも極めて安定である。また
液晶性に優れ、3環性化合物としては低粘性であり、従
来の液晶組成物に対する相溶性にも優れる。しかも屈折
率異方性が極めて大きく、誘電率異方性も大きい。
【0082】従って、温度範囲が広く、高速応答性に優
れ、かつ低電圧駆動が必要な液晶表示用組成物の構成材
料として有用である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、Rは水素原子または炭素原子数1〜10のアル
    キル基を表し、mは2〜6の整数を表し、Zはフッ素原
    子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメ
    トキシ基、ジフルオロメトキシ基または2,2,2−ト
    リフルオロエトキシ基を表し、X1〜X4はそれぞれ独立
    的に水素原子またはフッ素原子を表す。)で表されるア
    ルケニルテルフェニル誘導体。
  2. 【請求項2】 一般式(I)においてm=2であるとこ
    ろの請求項1記載のアルケニルビフェニル誘導体。
  3. 【請求項3】 一般式(I)においてRが水素原子であ
    るところの請求項1または2記載のアルケニルビフェニ
    ル誘導体。
  4. 【請求項4】 一般式(I)においてZがフッ素原子あ
    るいはトリフルオロメトキシ基であるところの請求項
    1、2または3記載のアルケニルビフェニル誘導体。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の一般式(I)で表される
    化合物を含有する液晶組成物。
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