JP4193077B2 - 1,3-phenylene derivatives - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気光学的液晶表示材料として有用な1,3-フェニレン誘導体である新規化合物及びそれを用いた液晶組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子は、時計、電卓をはじめとして、各種測定機器、自動車用パネル、ワープロ、電子手帳、プリンター、コンピューター、テレビ等に用いられるようになっている。液晶表示方式としては、その代表的なものにTN（捩れネマチック）型、STN（超捩れネマチック）型、DS（動的光散乱）型、GH（ゲスト・ホスト）型あるいはFLC（強誘電性液晶）等が知られているが、このうち現在最もよく用いられているのはTN型およびSTN型である。また駆動方式としても従来のスタティック駆動からマルチプレックス駆動が一般的になり、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。これらのうち、アクティブマトリックス方式によると、最も高画質の表示が可能であり、視野角が広く、高精細化及びカラー化が容易で、動画表示も可能であるので、今後の液晶表示方式の主流になると考えられている。
【０００３】
このアクティブマトリックス表示方式に用いられる液晶材料としては、通常の液晶表示と同様に、種々の特性が要求されているが、特に以下の4点は重要である。（1）比抵抗が高く、電圧の保持率に優れること。（2）閾値電圧（Vth）が低いこと。（3）温度範囲が広いこと。（4）適当な屈折率異方性（Δn）を有すること。
【０００４】
通常、液晶表示における閾値電圧は式（1）
【０００５】
【数１】
（式中、ｋは比例定数を、Ｋは弾性定数を、Δεは誘電率異方性をそれぞれ表す。）で表されるが、この式からわかるように閾値電圧を低減するためには弾性定数を小さくするか、あるいは誘電率異方性を大きくする必要がある。誘電率異方性の大きい液晶化合物は一般にシアノ基を有することが多いが、このような化合物では、高い比抵抗値や高い電圧保持率を得ることは困難である。そこで誘電率異方性を大きくするために、フッ素系の液晶材料が用いられているが、シアノ基に匹敵する誘電率異方性を示すためには、液晶骨格中に多数のフッ素原子を導入する必要がある。しかし液晶分子に4個以上のフッ素を効果的に導入するためには、骨格中に通常2個以上のベンゼン環が必要であり、こうした化合物では屈折率異方性が大きすぎる傾向が強く、また他の液晶化合物との相溶性が悪いために析出、相分離を生じやすく、温度範囲の広い組成物を得ることが困難であった。
【０００７】
閾値電圧を低下させるためには弾性定数を小さくすることも有効である。しかしながら、弾性定数の小さい化合物は一般に2環性であり、それを添加することによって、組成物の液晶相の上限温度を大幅に低下させてしまうものがほとんどである。一方、3環性あるいは4環性の化合物では液晶相の上限温度を低下させることは少ないけれども、こうした化合物ではその弾性定数が一般に大きいことが多く、その添加によって閾値電圧は高くなってしまう傾向にあった。
【０００８】
その温度範囲をあまり低くすることなく、閾値電圧を低減することのできる化合物として、本発明者らは、ベンジル（5-置換フェニル）エーテル系化合物を開発し報告（特開平8-67647号公報）している。しかし、この誘導体では、閾値電圧低減効果は大きいものの、応答速度を大幅に低下させてしまう上に、微量の異性体を取り除く製造上の問題点があった。
【０００９】
以上のように、上記の特性を兼ね備えたアクティブマトリックス用液晶組成物を得ることはかなり困難であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、化学的に安定であって、高い比抵抗と電圧保持率が容易に得ることができ、かつそれを添加することによって、液晶相の温度範囲を狭くすることなしに、その閾値電圧を効果的に低減することの可能な化合物を提供することであり、またその化合物を用いて温度範囲が広くかつ閾値電圧の低い液晶組成物、更には、これを用いた液晶表示素子を提供することにある。
【００１１】
【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）
【００１２】
【化２】
（式中、R1は炭素原子数1〜16のアルキル基又はアルコキシル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数3〜16のアルケニルオキシ基あるいは炭素原子数1〜10のアルコキシル基で置換された炭素原子数1〜12のアルキル基を表し、環A及び環Bはそれぞれ独立的にフッ素原子により置換されていてもよい1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基、トランス-1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピラジン-2,5-ジイル基又はピリダジン-3,6-ジイル基を表し、mは0又は1を表し、nは1〜4の整数を表し、X1、X2、X3及びX4はそれぞれ独立的に水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、ジフルオロメトキシ基、2,2,2-トリフルオロエトキシ基、-R2又は-OR2を表し、R2は炭素原子数1〜12の直鎖状アルキル基又は炭素原子数2〜12の直鎖状アルケニル基を表し、Yはフッ素原子を表す。）で表される化合物。
２．R1が炭素原子数1〜12の直鎖状アルキル基又は炭素原子数2〜12の直鎖状アルケニル基を表し、環A及び環Bがそれぞれ独立的にフッ素原子により置換されていてもよい1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、X1、X2、X3及びX4がそれぞれ独立的に水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、-R2又は-OR2を表し、R2が炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基を表すことを特徴とする請求項1記載の一般式（I）で表される化合物。
３．R1が炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基又は炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基を表し、環Aがトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、環Bがフッ素原子により置換されていてもよい1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、X1、X2、X3及びX4がそれぞれ独立的に水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、-R2又は-OR2を表し、R2が炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基を表すことを特徴とする請求項1記載の一般式（I）で表される化合物。
４．R1が炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基又は炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基を表し、環Aがトランス-1,4-シクロヘキシレン基であり、環Bが1,4-フェニレン基であり、nが1であり、X1 が水素原子であり、X2、X3及びX4はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表すことを特徴とする請求項1記載の一般式（I）で表される化合物。
５．R1が炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基又は炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基を表し、環Aがトランス-1,4-シクロヘキシレン基であり、環Bが1,4-フェニレン基であり、nは1であり、X1及びX2が共に水素原子を表し、X3及びX4が共にフッ素原子を表すことを特徴とする請求項1記載の一般式（I）で表される化合物。
６．請求項1乃至5記載の一般式（I）で表される化合物を少なくとも1種含有することを特徴とする液晶組成物。
７．請求項6記載の液晶組成物を用いることを特徴とする液晶表示素子。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一例について以下に説明する。
本発明は、上記課題を解決するために、一般式（I）
【００１５】
【化３】
で表される1,3-フェニレン誘導体を提供する。式中、R1は炭素原子数1〜16のアルキル基又はアルコキシル基、炭素原子数2〜16のアルケニル基、炭素原子数3〜16のアルケニルオキシ基あるいは炭素原子数1〜10のアルコキシル基で置換された炭素原子数1〜12のアルキル基を表すが、炭素原子数1〜12のアルキル基又はアルコキシル基、あるいは炭素原子数2〜12のアルケニル基が好ましく、炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基あるいは炭素原子数2〜7の直鎖状アルケニル基がさらに好ましい。環A及び環Bはそれぞれ独立的にフッ素原子により置換されていてもよい1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基、トランス-1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピラジン-2,5-ジイル基又はピリダジン-3,6-ジイル基を表すが、フッ素原子により置換されていてもよい1,4-フェニレン基、トランス-1,4-シクロヘキシレン基が好ましく、環Aはトランス-1,4-シクロヘキシレン基がさらに好ましく、環Bは1,4-フェニレン基がさらに好ましい。mは0又は1を表す。nは1〜4を表すが、１がより好ましい。X1、X2、X3及びX4はそれぞれ独立的に水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、ジフルオロメトキシ基、2,2,2-トリフルオロエトキシ基、-R2又は-OR2を表し、R2は炭素原子数1〜12の直鎖状アルキル基又は炭素原子数2〜12の直鎖状アルケニル基を表すが、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、-R2又は-OR2を表し、R2が炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基が好ましく、水素原子、フッ素原子、トリフルオロメトキシ基がさらに好ましい。Yはフッ素原子を表す
【００１７】
従って、一般式（I）で表される化合物のうち好ましいのは以下の式（Ia）〜式（Ig）
【００１８】
【化４】
の各化合物であり、この中でも式（Ia）の化合物が特に好ましい。
一般式（I）の化合物は以下のようにして合成することができる。
即ち、一般式（II）
【００２０】
【化５】
（式中、R1、環A、環B、Y、mは一般式（I）におけると同じ意味を表し、Zはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、p-トルエンスルホニル基、メタンスルホニル基あるいはトリフルオロメタンスルホニル基等の脱離基を表す。）で表される化合物に、一般式（III）
【００２２】
【化６】
（式中、X1、X2、X3、X4及びnは一般式（I）におけると同じ意味を表す。）で表されるベンジルアルコール誘導体を塩基存在下にアルコラートとして反応させることにより製造することができる。
【００２４】
反応は非プロトン性極性溶媒中で行うことが好ましく、特にN,N-ジメチルホルムアミド（DMF）、N,N-ジメチルアセトアミド（DMA）が好ましい。
塩基としてはナトリウム等のアルカリ金属、水素化ナトリウム等のアルカリ金属水素化物、ブチルリチウム等の有機金属化合物、リチウムジイソプロピルアミド（LDA）等の金属アミド、ｔ-ブトキシカリウム等のアルコラート等を用いることができる。
【００２５】
あるいは一般式（I）の化合物はまた、一般式（IV）
【００２６】
【化７】
（式中、R1、環A、環B、Y及びmは一般式（I）におけると同じ意味を表す。）で表される5-置換フェノール誘導体を、塩基存在下にアルコラートとして、これを一般式（V）
【００２８】
【化８】
（式中、X1、X2、X3、X4及びnは一般式（I）におけると同じ意味を表し、Zは一般式（II）におけると同じ意味を表す。）で表される化合物と反応させることによっても得ることができる。ここで、一般式（IV）の5-置換フェノール誘導体は、例えば、一般式（II）の化合物とt-ブトキシカリウムを反応させること等により得ることができる。
【００３０】
斯くして製造された本発明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。
一般式（Ｉ）で表される化合物の中で代表的な化合物の一つである式（Ｉａ）
【００３１】
【化９】
の化合物15重量%及びホスト液晶組成物（H）
【００３３】
【化１０】
85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（H）の物性値は以下の通りである。
ネマチック相上限温度（TN-I）： 116.7℃
応答時間（τr=τd）： 25.3m秒
閾値電圧（Vth）： 2.14V
誘電率異方性（Δε）： 4.8
屈折率異方性（Δn）： 0.090
ここで、応答時間は厚さ4.5μmのTNセルに封入した場合に、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。また、測定は20℃で行った。
【００３５】
このとき、(M-1)の物性値は以下の通りであった。
TN-I： 93.3℃
応答時間（τr=τd）： 54.8m秒
閾値電圧（Vth）： 1.95V
誘電率異方性（Δε）： 4.2
屈折率異方性（Δn）： 0.092
この結果から式（Ｉa）の化合物は、閾値電圧低減効果を有することがわかる。
【００３６】
一方、これに対して式（R）
【００３７】
【化１１】
の化合物15重量%及びホスト液晶（H）85重量%からなる液晶組成物(MR-1)を調整した。(MR-1)の物性値は以下の通りであった。
TN-I： 100.5℃
応答時間（τr=τd）： 72.5m秒
閾値電圧（Vth）： 1.53V
誘電率異方性（Δε）： 7.1
屈折率異方性（Δn）： 0.085
式（R）の化合物は、ホスト液晶（H）に添加することにより閾値電圧の低減効果は極めて高いが、応答を大幅に悪化させてしまうことがわかる。本発明に関わる式（Ｉa）の化合物の閾値電圧の改善は式（R）の化合物に比べて劣るものの、応答の悪化は大幅に押さえられている。
【００３９】
さらに、式（R）の化合物では、その合成過程で不純物（R'）
【００４０】
【化１２】
が微量に副生する事が避けられないため、単離収率の低下を招いていた。
しかし、これに対して、一般式（I）の化合物では、上記の式（R'）の化合物に相当する副生成物を生じる可能性が全くないため、単離の工程を短縮することができるという大きな利点を有している。
【００４２】
以上のように、本発明の一般式（I）の化合物は通常の母体液晶に少量添加することによって、応答速度を比較的悪化させることなく、閾値電圧を低減することが可能であり、従来の化合物と比較して製造コストも下げうることがわかる。
【００４３】
従って、一般式（I）で表される化合物は、他のネマチック液晶化合物との混合物の状態で、特にTN型あるいはSTN型といった電界効果型表示セルの材料として、好適に使用することができる。しかも、一般式（I）で表される化合物は、その分子内にシアノ基やエステル結合などの強い極性基を有さないため、大きい比抵抗と高い電圧保持率を得ることが容易である。そのため、アクティブマトリックス駆動用液晶材料の構成成分として特に適している。
【００４４】
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り、更には、これを含有する上記したような液晶表示素子を提供するものである。
【００４５】
この組成物中において、一般式（I）で表される化合物と混合して使用することのできるネマチック液晶化合物の好ましい代表例としては、例えば、4-置換安息香酸4-置換フェニル、4-置換シクロヘキサンカルボン酸4-置換フェニル、4-置換シクロヘキサンカルボン酸4'-置換ビフェニリル、4-（4-置換シクロヘキサンカルボニルオキシ）安息香酸4-置換フェニル、4-（4-置換シクロヘキシル）安息香酸4-置換フェニル、4-（4-置換シクロヘキシル）安息香酸4-置換シクロヘキシル、4,4'-置換ビフェニル、1-（4-置換シクロヘキシル）-4-置換ベンゼン、4,4'-置換ビシクロヘキサン、1-［2-（4-置換シクロヘキシル）エチル］-4-置換ベンゼン、1-（4-置換シクロヘキシル）-2-（4-置換シクロヘキシル）エタン、4,4"-置換ターフェニル、4-（4-置換シクロヘキシル）-4'-置換ビフェニル、4-［2-（4-置換シクロヘキシル）エチル］-4'-置換ビフェニル、4-（4-置換フェニル）-4'-置換ビシクロヘキサン、4-［2-（4-置換シクロヘキシル）エチル］-4'-置換ビフェニル、4-［2-（4-置換シクロヘキシル）エチル］シクロヘキシル-4'-置換ベンゼン、4-［2-（4-置換フェニル）エチル］-4'-置換ビシクロヘキサン、1-（4-置換フェニルエチニル）-4-置換ベンゼン、1-（4-置換フェニルエチニル）-4-（4-置換シクロヘキシル）ベンゼン、2-（4-置換フェニル）-5-置換ピリミジン、2-（4'-置換ビフェニリル）-5-置換ピリミジン及び上記各化合物においてベンゼン環が側方置換基を有する化合物等を挙げることができる。
【００４６】
このうちアクティブマトリックス駆動用としては4,4'-置換ビフェニル、1-（4-置換シクロヘキシル）-4-置換ベンゼン、4,4'-置換ビシクロヘキサン、1-［2-（4-置換シクロヘキシル）エチル］-4-置換ベンゼン、1-（4-置換シクロヘキシル）-2-（4-置換シクロヘキシル）エタン、4,4"-置換ターフェニル、4-（4-置換シクロヘキシル）-4'-置換ビフェニル、4-［2-（4-置換シクロヘキシル）エチル］-4'-置換ビフェニル、4-（4-置換フェニル）-4'-置換ビシクロヘキサン、4-［2-（4-置換シクロヘキシル）エチル］-4'-置換ビフェニル、4-［2-（4-置換シクロヘキシル）エチル］シクロヘキシル-4'-置換ベンゼン、4-［2-（4-置換フェニル）エチル］-4'-置換ビシクロヘキサン、1-（4-置換フェニルエチニル）-4-置換ベンゼン、1-（4-置換フェニルエチニル）-4-（4-置換シクロヘキシル）ベンゼン及び上記においてベンゼン環が弗素置換されている化合物が適している。
【００４７】
【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。
【００４８】
なお、相転移温度の測定は温度調節ステージを備えた偏光顕微鏡および示差走査熱量計（DSC）を併用して行った。また、化合物の構造は核磁気共鳴スペクトル（1H-NMR）、質量スペクトル（MS）等により確認した。NMRにおけるCDCl3は溶媒を表し、sは1重線、dは2重線、tは3重線、mは多重線を表し、また例えばttは3重の3重線を表し、Jはカップリング定数を表す。MSにおけるM+は親ピークを表す。
（実施例1） 3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-4'-（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-5-フルオロビフェニルの合成
【００４９】
【化１３】
水素化ナトリウム2.54g（60%）のDMA16ml懸濁液を0℃に冷却し、3,4-ジフルオロベンジルアルコール（この化合物は1-ブロモ-3,4-ジフルオロベンゼンとマグネシウムから調製したグリニヤール反応剤にDMFを反応させ、得られた3,4-ジフルオロベンズアルデヒドを水素化ホウ素ナトリウムで還元することにより得た。）9.17ｇのDMA40mｌ溶液を加え、同温度でさらに30分撹拌した。これに4'-（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-3,5-ジフルオロビフェニルを粉体のまま加え、130℃に加熱し5時間撹拌した。冷却後、水を加え、稀塩酸で中和し、トルエンで抽出した。有機層を水洗後、無水硫酸ナトリウムで脱水乾燥した。溶媒を溜去して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン/トルエン=9/1）で精製して、3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-4'-（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-5-フルオロビフェニル6.5ｇを得た。さらにエタノールから再結晶して精製し、その相転移温度を測定したところ、結晶相からの昇温時75℃で等方性液体相に転移した。
【００５１】
NMR：δ=0.90（t,3H,J=7.6Hz）、δ=1.02（m,2H）、δ=1.18〜1.37（m,7H）、δ=1.85（m,4H）、δ=2.35（tt,1H,J=12Hz,3Hz）、δ=5.06（ｓ,2H）、δ=6.50〜7.30（m,7H）
MS：m/e=438（M+）
上記実施例1において、3,4-ジフルオロベンジルアルコールに換えて、3-フルオロベンジルアルコール、4-フルオロベンジルアルコール、3-トリフルオロメトキシベンジルアルコール、4-トリフルオロメトキシベンジルアルコールあるいは3,4,5-トリフルオロベンジルアルコールを用いて、以下の各化合物を得た。
【００５２】
3-（3-フルオロベンジルオキシ）-4'-（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-5-フルオロビフェニル
3-（4-フルオロベンジルオキシ）-4'-（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-5-フルオロビフェニル
3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-4'-（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-5-フルオロビフェニル
3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-4'-（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-5-フルオロビフェニル
3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）-4'-（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-5-フルオロビフェニル
また、上記実施例1において、4'-（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-3,5-ジフルオロビフェニルに換えて、トランス-4'-エチルトランス-4-(3,5-ジフルオロフェニル)ビシクロヘキサン、トランス-4'-ブチルトランス-4-(3,5-ジフルオロフェニル)ビシクロヘキサンあるいはトランス-4'-ペンチルトランス-4-(3,5-ジフルオロフェニル)ビシクロヘキサンを用いて、以下の各化合物を得た。
【００５３】
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
更に、上記実施例1において、4'-（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-3,5-ジフルオロビフェニルに換えて、トランス-4'-エチルトランス-4-(3,5-ジフルオロフェニル)ビシクロヘキサン、トランス-4'-プロピルトランス-4-(3,5-ジフルオロフェニル)ビシクロヘキサン、トランス-4'-ブチルトランス-4-(3,5-ジフルオロフェニル)ビシクロヘキサンあるいはトランス-4'-ペンチルトランス-4-(3,5-ジフルオロフェニル)ビシクロヘキサンを用い、同様に、上記実施例1において、3,4-ジフルオロベンジルアルコールに換えて、3-フルオロベンジルアルコール、4-フルオロベンジルアルコール、3-トリフルオロメトキシベンジルアルコール、4-トリフルオロメトキシベンジルアルコールあるいは3,4,5-トリフルオロベンジルアルコールを用いて、以下の各化合物を得た。
【００５４】
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
また、上記実施例1において、4'-（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-3,5-ジフルオロビフェニルに換えて、（トランス-4-エチルシクロヘキシル）-3,5-ジフルオロベンゼン、（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-3,5-ジフルオロベンゼン、（トランス-4-ブチルシクロヘキシル）-3,5-ジフルオロベンゼンあるいは（トランス-4-ペンチルシクロヘキシル）-3,5-ジフルオロベンゼンを用い、同様に、上記実施例1において、3,4-ジフルオロベンジルアルコールに換えて、3-フルオロベンジルアルコール、4-フルオロベンジルアルコール、3-トリフルオロメトキシベンジルアルコール、4-トリフルオロメトキシベンジルアルコールあるいは3,4,5-トリフルオロベンジルアルコールを用いて、以下の各化合物を得た。
【００５５】
(トランス-4-エチルシクロヘキシル)-3-（3-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)-3-（3-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)-3-（3-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)-3-（3-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-エチルシクロヘキシル)-3-（4-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)-3-（4-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)-3-（4-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)-3-（4-フルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-エチルシクロヘキシル)-3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)-3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)-3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)-3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-エチルシクロヘキシル)-3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)-3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)-3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)-3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-エチルシクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-エチルシクロヘキシル)-3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)-3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)-3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)-3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）-5-フルオロベンゼン
上記実施例1において、4'-（トランス-4-プロピルシクロヘキシル）-3,5-ジフルオロビフェニルに換えて、トランス-4'-エチルトランス-4-(3-フルオロフェニル)ビシクロヘキサン、トランス-4'-プロピルトランス-4-(3-フルオロフェニル)ビシクロヘキサン、トランス-4'-ブチルトランス-4-(3-フルオロフェニル)ビシクロヘキサンあるいはトランス-4'-ペンチルトランス-4-(3-フルオロフェニル)ビシクロヘキサンを用い、同様に、上記実施例1において、3,4-ジフルオロベンジルアルコールに換えて、3-フルオロベンジルアルコール、4-フルオロベンジルアルコール、3-トリフルオロメトキシベンジルアルコール、4-トリフルオロメトキシベンジルアルコール、3,4,5-トリフルオロベンジルアルコールを用いて、以下の各化合物を得た。
【００５６】
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-フルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-フルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-フルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-フルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-フルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-フルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-フルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-フルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（4-トリフルオロメトキシベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4-ジフルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-エチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）ベンゼン
(トランス-4-(トランス-4-ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)-3-（3,4,5-トリフルオロベンジルオキシ）ベンゼン
（実施例2） 液晶組成物の調製
以下の組成からなるホスト液晶組成物（H）
【００５７】
【化１４】
を調製した。ここでホスト液晶（H）の物性値は以下の通りである。
ネマチック相上限温度（TN-I）： 116.7℃
応答時間（τr=τd）： 25.3m秒
閾値電圧（Vth）： 2.14V
誘電率異方性（Δε）： 4.8
屈折率異方性（Δn）： 0.090
ここで、応答時間は厚さ4.5μmのTNセルに封入した場合に、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。また、測定は20℃で行った。
【００５９】
このホスト液晶（H）85重量％及び実施例1で得た式（Ia）
【００６０】
【化１５】
の化合物15重量％からなる液晶組成物（M-1）を調製した。このとき、(M-1)の物性値は以下の通りであった。
TN-I： 93.3℃
応答時間（τr=τd）： 54.8m秒
閾値電圧（Vth）： 1.95V
誘電率異方性（Δε）： 4.2
屈折率異方性（Δn）： 0.092
この結果から式（Ｉa）の化合物は、閾値電圧低減効果を有することがわかる。
（比較例1）
式（Ia）の化合物に換えて、類似した構造を有する式（R）
【００６２】
【化１６】
の化合物15重量％及びホスト液晶（H）85重量％からなる液晶組成物(MR-1)の物性値は以下の通りであった。
TN-I： 100.5℃
応答時間（τr=τd）： 72.5m秒
閾値電圧（Vth）： 1.53V
誘電率異方性（Δε）： 7.1
屈折率異方性（Δn）： 0.085
式（R）の化合物はホスト液晶(H）に添加することにより、閾値電圧の低減効果は極めて高いが、応答速度を大幅に悪化させてしまうことがわかる。本発明に関わる式（Ｉa）の化合物は、閾値電圧の改善は式（R）の化合物に劣るものの、応答の悪化は大幅に押さえられている。
【００６４】
さらに、式（Ia）の化合物は、異性体の生成が無いため単離収率が高くコスト的にも有利という利点を有する。
【００６５】
【発明の効果】
本発明に係わる一般式（Ｉ）で表される化合物は、実施例に示したように工業的にも極めて容易に製造でき、熱、光、水等に対し、化学的に安定であり、ネマチック液晶として現在汎用されている母体液晶との相溶性にも優れている。しかも、その母体液晶に少量添加することにより、そのネマチック液晶温度範囲をそれほど低下させることなく、それを用いた液晶セルの閾値電圧(Vth)を効果的に低減することが可能である。また、分子内に強い極性基が存在せず、容易に大きい比抵抗と高い電圧保持率を得ることができる。
【００６６】
従って、温度範囲が広く、かつ低電圧駆動が要求される各種液晶表示素子、特にアクティブマトリックス駆動用として適しており、液晶材料として非常に有用である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel compound which is a 1,3-phenylene derivative useful as an electro-optical liquid crystal display material and a liquid crystal composition using the same.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display elements are used in various measuring instruments, automobile panels, word processors, electronic notebooks, printers, computers, televisions, etc., including watches and calculators. Typical liquid crystal display methods include TN (twisted nematic), STN (super twisted nematic), DS (dynamic light scattering), GH (guest / host), or FLC (ferroelectric liquid crystal). Among them, the TN type and STN type are the most commonly used at present. As a drive system, a multiplex drive is generally used instead of a conventional static drive, and a simple matrix system and recently an active matrix system have been put into practical use. Among these, the active matrix method can display the highest image quality, has a wide viewing angle, can easily achieve high definition and color, and can display moving images. It is thought to be.
[0003]
As a liquid crystal material used in this active matrix display system, various characteristics are required as in the case of a normal liquid crystal display. In particular, the following four points are important. (1) High specific resistance and excellent voltage holding ratio. (2) The threshold voltage (Vth) is low. (3) Wide temperature range. (4) It has an appropriate refractive index anisotropy (Δn).
[0004]
Normally, the threshold voltage in liquid crystal display is expressed by equation (1)
[0005]
[Expression 1]
(Where k is a proportional constant, K is an elastic constant, and Δε is a dielectric anisotropy.) As can be seen from this expression, an elastic constant is used to reduce the threshold voltage. Needs to be reduced, or the dielectric anisotropy needs to be increased. In general, a liquid crystal compound having a large dielectric anisotropy often has a cyano group, but with such a compound, it is difficult to obtain a high specific resistance value and a high voltage holding ratio. In order to increase the dielectric anisotropy, fluorine-based liquid crystal materials are used, but in order to exhibit a dielectric anisotropy comparable to that of a cyano group, a large number of fluorine atoms are introduced into the liquid crystal skeleton. There is a need to. However, in order to effectively introduce four or more fluorine atoms into liquid crystal molecules, usually two or more benzene rings are required in the skeleton, and such compounds tend to have a refractive index anisotropy that is too large. Due to poor compatibility with other liquid crystal compounds, precipitation and phase separation are likely to occur, and it has been difficult to obtain a composition having a wide temperature range.
[0007]
In order to reduce the threshold voltage, it is also effective to reduce the elastic constant. However, compounds having a small elastic constant are generally bicyclic, and most of them add significantly to lower the maximum temperature of the liquid crystal phase of the composition. On the other hand, tricyclic or tetracyclic compounds rarely lower the maximum temperature of the liquid crystal phase, but such compounds generally have large elastic constants, and their addition tends to increase the threshold voltage. there were.
[0008]
The present inventors have developed and reported a benzyl (5-substituted phenyl) ether-based compound as a compound that can reduce the threshold voltage without reducing the temperature range so much (JP-A-8-67647). is doing. However, although this derivative has a great effect of reducing the threshold voltage, the response speed is greatly reduced, and there is a problem in production that removes a trace amount of isomers.
[0009]
As described above, it has been quite difficult to obtain a liquid crystal composition for active matrix having the above characteristics.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is to be chemically stable, easily obtain a high specific resistance and voltage holding ratio, and narrow the temperature range of the liquid crystal phase by adding it. And a liquid crystal composition having a wide temperature range and a low threshold voltage using the compound, and further using the same. The object is to provide a liquid crystal display element.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention
1. Formula (I)
[0012]
[Chemical 2]
(Where R 1 Is a carbon atom substituted with an alkyl or alkoxyl group having 1 to 16 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 16 carbon atoms, an alkenyloxy group having 3 to 16 carbon atoms or an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms Represents an alkyl group of 1 to 12, wherein ring A and ring B are each independently a 1,4-phenylene group, trans-1,4-cyclohexylene group, trans-1, Represents 3-dioxane-2,5-diyl group, pyridine-2,5-diyl group, pyrimidine-2,5-diyl group, pyrazine-2,5-diyl group or pyridazine-3,6-diyl group, m Represents 0 or 1, n represents an integer of 1 to 4, X 1 , X 2 , X Three And X Four Are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a trifluoromethoxy group, a trifluoromethyl group, a difluoromethoxy group, 2,2,2 -Trifluoroethoxy group, -R 2 Or -OR 2 Represents R 2 Represents a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a linear alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, Y is Fluorine atom Represents. ) A compound represented by
2. R 1 Represents a straight-chain alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a straight-chain alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, and ring A and ring B may each independently be substituted with a fluorine atom. Represents a 4-phenylene group or trans-1,4-cyclohexylene group, and X 1 , X 2 , X Three And X Four Are independently a hydrogen atom, fluorine atom, chlorine atom, trifluoromethoxy group, trifluoromethyl group, -R 2 Or -OR 2 Represents R 2 2. The compound represented by the general formula (I) according to claim 1, wherein represents a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
3. R 1 Represents a linear alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a linear alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, ring A represents a trans-1,4-cyclohexylene group, and ring B is a fluorine atom. Represents an optionally substituted 1,4-phenylene group or trans-1,4-cyclohexylene group, and X 1 , X 2 , X Three And X Four Are independently a hydrogen atom, fluorine atom, chlorine atom, trifluoromethoxy group, trifluoromethyl group, -R 2 Or -OR 2 Represents R 2 2. The compound represented by the general formula (I) according to claim 1, wherein represents a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
4). R 1 Represents a linear alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a linear alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, ring A is a trans-1,4-cyclohexylene group, and ring B is 1,4 -Phenylene group, n is 1, X 1 Is a hydrogen atom and X 2 , X Three And X Four 2. The compound represented by the general formula (I) according to claim 1, wherein each independently represents a hydrogen atom or a fluorine atom.
5. R 1 Represents a linear alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a linear alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, ring A is a trans-1,4-cyclohexylene group, and ring B is 1,4 -Phenylene group, n is 1, X 1 And X 2 Both represent hydrogen atoms and X Three And X Four 2. The compound represented by the general formula (I) according to claim 1, wherein both represent a fluorine atom.
6). 6. A liquid crystal composition comprising at least one compound represented by the general formula (I) according to claim 1.
7). 7. A liquid crystal display device comprising the liquid crystal composition according to claim 6.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of the present invention will be described below.
In order to solve the above problems, the present invention provides a general formula (I)
[0015]
[Chemical 3]
A 1,3-phenylene derivative represented by the formula: Where R 1 Is a carbon atom substituted with an alkyl or alkoxyl group having 1 to 16 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 16 carbon atoms, an alkenyloxy group having 3 to 16 carbon atoms or an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms Represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an alkoxyl group, or an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, and a linear alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or A straight chain alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms is more preferred. Ring A and Ring B are each independently a 1,4-phenylene group, trans-1,4-cyclohexylene group, trans-1,3-dioxane-2,5-diyl group which may be substituted with a fluorine atom Represents a pyridine-2,5-diyl group, a pyrimidine-2,5-diyl group, a pyrazine-2,5-diyl group or a pyridazine-3,6-diyl group, which may be substituted with a fluorine atom 1 1,4-phenylene group and trans-1,4-cyclohexylene group are preferable, ring A is more preferably trans-1,4-cyclohexylene group, and ring B is more preferably 1,4-phenylene group. m represents 0 or 1. n represents 1 to 4, and 1 is more preferable. X 1 , X 2 , X Three And X Four Are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a trifluoromethoxy group, a trifluoromethyl group, a difluoromethoxy group, 2,2,2 -Trifluoroethoxy group, -R 2 Or -OR 2 Represents R 2 Represents a straight-chain alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a straight-chain alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a trifluoromethoxy group, a trifluoromethyl group,- R 2 Or -OR 2 Represents R 2 Is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, or a trifluoromethoxy group. Y is Fluorine atom Represents
[0017]
Therefore, among the compounds represented by the general formula (I), the following formulas (Ia) to (Ig) are preferable.
[0018]
[Formula 4]
Of these, the compounds of formula (Ia) are particularly preferred.
The compound of general formula (I) can be synthesized as follows.
That is, the general formula (II)
[0020]
[Chemical formula 5]
(Where R 1 , Ring A, ring B, Y, m represent the same meaning as in general formula (I), Z represents a fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, p-toluenesulfonyl group, methanesulfonyl group or trifluoromethanesulfonyl A leaving group such as a group is represented. ) Is represented by the general formula (III)
[0022]
[Chemical 6]
(Where X 1 , X 2 , X Three , X Four And n represent the same meaning as in general formula (I). ) Is reacted as an alcoholate in the presence of a base.
[0024]
The reaction is preferably carried out in an aprotic polar solvent, and N, N-dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMA) are particularly preferred.
As the base, an alkali metal such as sodium, an alkali metal hydride such as sodium hydride, an organic metal compound such as butyl lithium, a metal amide such as lithium diisopropylamide (LDA), an alcoholate such as t-butoxy potassium, etc. may be used. it can.
[0025]
Alternatively, the compound of general formula (I) can also be represented by general formula (IV)
[0026]
[Chemical 7]
(Where R 1 , Ring A, ring B, Y and m have the same meaning as in general formula (I). In the presence of a base to form an alcoholate, which is represented by the general formula (V)
[0028]
[Chemical 8]
(Where X 1 , X 2 , X Three , X Four And n have the same meaning as in general formula (I), and Z has the same meaning as in general formula (II). It can also be obtained by reacting with a compound represented by Here, the 5-substituted phenol derivative of the general formula (IV) can be obtained, for example, by reacting the compound of the general formula (II) with t-butoxy potassium.
[0030]
The excellent effects obtained by adding the thus-produced compound of the present invention to the liquid crystal composition are as follows.
Formula (Ia) which is one of representative compounds among the compounds represented by formula (I)
[0031]
[Chemical 9]
15% by weight of the compound and host liquid crystal composition (H)
[0033]
Embedded image
A liquid crystal composition (M-1) consisting of 85% by weight was prepared.
Here, the physical properties of the host liquid crystal (H) are as follows.
Nematic phase upper limit temperature (T NI ): 116.7 ℃
Response time (τr = τd): 25.3ms
Threshold voltage (Vth): 2.14V
Dielectric anisotropy (Δε): 4.8
Refractive index anisotropy (Δn): 0.090
Here, the response time is a measured value at the time of voltage application when the rise time (τr) and the fall time (τd) are equal when sealed in a 4.5 μm thick TN cell. The measurement was performed at 20 ° C.
[0035]
At this time, the physical properties of (M-1) were as follows.
T NI : 93.3 ℃
Response time (τr = τd): 54.8ms
Threshold voltage (Vth): 1.95V
Dielectric anisotropy (Δε): 4.2
Refractive index anisotropy (Δn): 0.092
From this result, it can be seen that the compound of the formula (Ia) has a threshold voltage reducing effect.
[0036]
On the other hand, the equation (R)
[0037]
Embedded image
A liquid crystal composition (MR-1) comprising 15% by weight of the above compound and 85% by weight of the host liquid crystal (H) was prepared. The physical properties of (MR-1) were as follows.
T NI : 100.5 ℃
Response time (τr = τd): 72.5ms
Threshold voltage (Vth): 1.53V
Dielectric Anisotropy (Δε): 7.1
Refractive index anisotropy (Δn): 0.085
It can be seen that the compound of the formula (R) is extremely effective in reducing the threshold voltage when added to the host liquid crystal (H), but the response is greatly deteriorated. Although the improvement of the threshold voltage of the compound of the formula (Ia) according to the present invention is inferior to that of the compound of the formula (R), the deterioration of the response is greatly suppressed.
[0039]
Furthermore, in the compound of formula (R), impurities (R ′)
[0040]
Embedded image
As a result, it was inevitable that by-products were produced as a by-product, resulting in a decrease in the isolation yield.
However, in the case of the compound of the general formula (I), there is no possibility of generating a by-product corresponding to the compound of the above formula (R ′), so that the isolation step can be shortened. It has a great advantage.
[0042]
As described above, by adding a small amount of the compound of the general formula (I) of the present invention to a normal base liquid crystal, the threshold voltage can be reduced without relatively deteriorating the response speed. It can be seen that the manufacturing cost can be reduced as compared with the compound.
[0043]
Therefore, the compound represented by the general formula (I) can be suitably used as a material for a field effect display cell such as a TN type or STN type in a mixture with other nematic liquid crystal compounds. Moreover, since the compound represented by the general formula (I) does not have a strong polar group such as a cyano group or an ester bond in the molecule, it is easy to obtain a large specific resistance and a high voltage holding ratio. Therefore, it is particularly suitable as a constituent component of the active matrix driving liquid crystal material.
[0044]
The present invention also provides a liquid crystal composition containing at least one compound represented by the general formula (I) as a constituent component, and further, a liquid crystal as described above containing the same. A display element is provided.
[0045]
In this composition, preferable representative examples of the nematic liquid crystal compound that can be used by mixing with the compound represented by the general formula (I) include, for example, 4-substituted phenyl, 4-substituted phenyl, 4-substituted benzoic acid Cyclohexanecarboxylic acid 4-substituted phenyl, 4-substituted cyclohexanecarboxylic acid 4'-substituted biphenylyl, 4- (4-substituted cyclohexanecarbonyloxy) benzoic acid 4-substituted phenyl, 4- (4-substituted cyclohexyl) benzoic acid 4-substituted Phenyl, 4- (4-substituted cyclohexyl) benzoic acid 4-substituted cyclohexyl, 4,4'-substituted biphenyl, 1- (4-substituted cyclohexyl) -4-substituted benzene, 4,4'-substituted bicyclohexane, 1- [2- (4-substituted cyclohexyl) ethyl] -4-substituted benzene, 1- (4-substituted cyclohexyl) -2- (4-substituted cyclohexyl) ethane, 4,4 "-substituted terphenyl, 4- (4- Substituted cyclohexyl) -4'- Substituted biphenyl, 4- [2- (4-substituted cyclohexyl) ethyl] -4'-substituted biphenyl, 4- (4-substituted phenyl) -4'-substituted bicyclohexane, 4- [2- (4-substituted cyclohexyl) Ethyl] -4'-substituted biphenyl, 4- [2- (4-substituted cyclohexyl) ethyl] cyclohexyl-4'-substituted benzene, 4- [2- (4-substituted phenyl) ethyl] -4'-substituted bicyclohexane 1- (4-substituted phenylethynyl) -4-substituted benzene, 1- (4-substituted phenylethynyl) -4- (4-substituted cyclohexyl) benzene, 2- (4-substituted phenyl) -5-substituted pyrimidine, Examples include 2- (4′-substituted biphenylyl) -5-substituted pyrimidines and compounds in which the benzene ring has a lateral substituent in each of the above compounds.
[0046]
Among them, 4,4'-substituted biphenyl, 1- (4-substituted cyclohexyl) -4-substituted benzene, 4,4'-substituted bicyclohexane, 1- [2- (4-substituted cyclohexyl) are used for active matrix drive. Ethyl] -4-substituted benzene, 1- (4-substituted cyclohexyl) -2- (4-substituted cyclohexyl) ethane, 4,4 "-substituted terphenyl, 4- (4-substituted cyclohexyl) -4'-substituted biphenyl , 4- [2- (4-substituted cyclohexyl) ethyl] -4'-substituted biphenyl, 4- (4-substituted phenyl) -4'-substituted bicyclohexane, 4- [2- (4-substituted cyclohexyl) ethyl] -4'-substituted biphenyl, 4- [2- (4-substituted cyclohexyl) ethyl] cyclohexyl-4'-substituted benzene, 4- [2- (4-substituted phenyl) ethyl] -4'-substituted bicyclohexane, 1 -(4-substituted phenylethynyl) -4-substituted benzene, 1- (4-substituted phenylethynyl) -4- (4-substituted cyclohexyl) Sil) benzene and compounds in which the benzene ring is substituted with fluorine are suitable.
[0047]
【Example】
The following examples further illustrate the present invention. However, the present invention is not limited to these examples.
[0048]
The phase transition temperature was measured using a polarizing microscope equipped with a temperature control stage and a differential scanning calorimeter (DSC). The structure of the compound is the nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H-NMR), mass spectrum (MS), etc. CDCl in NMR Three Represents a solvent, s represents a single line, d represents a double line, t represents a triple line, m represents a multiple line, and for example, tt represents a triple triplet, and J represents a coupling constant. . M in MS + Represents the parent peak.
Example 1 Synthesis of 3- (3,4-difluorobenzyloxy) -4 ′-(trans-4-propylcyclohexyl) -5-fluorobiphenyl
[0049]
Embedded image
A DMA16ml suspension of 2.54g (60%) sodium hydride is cooled to 0 ° C and 3,4-difluorobenzyl alcohol (this compound is a Grignard reagent prepared from 1-bromo-3,4-difluorobenzene and magnesium) The resulting 3,4-difluorobenzaldehyde was reduced with sodium borohydride.) 9.17 g of DMA40ml solution was added and stirred at the same temperature for another 30 minutes. To this was added 4 ′-(trans-4-propylcyclohexyl) -3,5-difluorobiphenyl as a powder, heated to 130 ° C. and stirred for 5 hours. After cooling, water was added, neutralized with dilute hydrochloric acid, and extracted with toluene. The organic layer was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. The crude product obtained by distilling off the solvent was purified by silica gel column chromatography (hexane / toluene = 9/1) to give 3- (3,4-difluorobenzyloxy) -4 ′-(trans-4 6.5 g of -propylcyclohexyl) -5-fluorobiphenyl was obtained. Furthermore, it was purified by recrystallization from ethanol, and its phase transition temperature was measured. As a result, the crystal phase transformed to an isotropic liquid phase at 75 ° C. when the temperature was raised.
[0051]
NMR: δ = 0.90 (t, 3H, J = 7.6 Hz), δ = 1.02 (m, 2H), δ = 1.18-1.37 (m, 7H), δ = 1.85 (m, 4H), δ = 2.35 (tt , 1H, J = 12Hz, 3Hz), δ = 5.06 (s, 2H), δ = 6.50-7.30 (m, 7H)
MS: m / e = 438 (M + )
In Example 1 above, instead of 3,4-difluorobenzyl alcohol, 3-fluorobenzyl alcohol, 4-fluorobenzyl alcohol, 3-trifluoromethoxybenzyl alcohol, 4-trifluoromethoxybenzyl alcohol, or 3,4,5 The following compounds were obtained using -trifluorobenzyl alcohol.
[0052]
3- (3-Fluorobenzyloxy) -4 '-(trans-4-propylcyclohexyl) -5-fluorobiphenyl
3- (4-Fluorobenzyloxy) -4 '-(trans-4-propylcyclohexyl) -5-fluorobiphenyl
3- (3-Trifluoromethoxybenzyloxy) -4 '-(trans-4-propylcyclohexyl) -5-fluorobiphenyl
3- (4-Trifluoromethoxybenzyloxy) -4 '-(trans-4-propylcyclohexyl) -5-fluorobiphenyl
3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) -4 '-(trans-4-propylcyclohexyl) -5-fluorobiphenyl
In Example 1 above, trans-4′-ethyltrans-4- (3,5-difluorophenyl) bicyclohexane was used instead of 4 ′-(trans-4-propylcyclohexyl) -3,5-difluorobiphenyl. , Trans-4'-butyltrans-4- (3,5-difluorophenyl) bicyclohexane or trans-4'-pentyltrans-4- (3,5-difluorophenyl) bicyclohexane, Got.
[0053]
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
Furthermore, in Example 1 above, trans-4′-ethyltrans-4- (3,5-difluorophenyl) bicyclohexane was used instead of 4 ′-(trans-4-propylcyclohexyl) -3,5-difluorobiphenyl. Trans-4'-propyltrans-4- (3,5-difluorophenyl) bicyclohexane, trans-4'-butyltrans-4- (3,5-difluorophenyl) bicyclohexane or trans-4'-pentyltrans -4- (3,5-difluorophenyl) bicyclohexane, and similarly, in Example 1 above, instead of 3,4-difluorobenzyl alcohol, 3-fluorobenzyl alcohol, 4-fluorobenzyl alcohol, 3- The following compounds were obtained using trifluoromethoxybenzyl alcohol, 4-trifluoromethoxybenzyl alcohol or 3,4,5-trifluorobenzyl alcohol.
[0054]
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
Further, in Example 1 above, instead of 4 ′-(trans-4-propylcyclohexyl) -3,5-difluorobiphenyl, (trans-4-ethylcyclohexyl) -3,5-difluorobenzene, (trans-4 -Propylcyclohexyl) -3,5-difluorobenzene, (trans-4-butylcyclohexyl) -3,5-difluorobenzene or (trans-4-pentylcyclohexyl) -3,5-difluorobenzene, and In Example 1, instead of 3,4-difluorobenzyl alcohol, 3-fluorobenzyl alcohol, 4-fluorobenzyl alcohol, 3-trifluoromethoxybenzyl alcohol, 4-trifluoromethoxybenzyl alcohol, or 3,4,5- The following compounds were obtained using trifluorobenzyl alcohol.
[0055]
(Trans-4-ethylcyclohexyl) -3- (3-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-propylcyclohexyl) -3- (3-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-butylcyclohexyl) -3- (3-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-pentylcyclohexyl) -3- (3-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-ethylcyclohexyl) -3- (4-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-propylcyclohexyl) -3- (4-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-butylcyclohexyl) -3- (4-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-pentylcyclohexyl) -3- (4-fluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-ethylcyclohexyl) -3- (3-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-propylcyclohexyl) -3- (3-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-butylcyclohexyl) -3- (3-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-pentylcyclohexyl) -3- (3-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-ethylcyclohexyl) -3- (4-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-propylcyclohexyl) -3- (4-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-butylcyclohexyl) -3- (4-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-pentylcyclohexyl) -3- (4-trifluoromethoxybenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-ethylcyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-propylcyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-butylcyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-pentylcyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-ethylcyclohexyl) -3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-propylcyclohexyl) -3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-butylcyclohexyl) -3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
(Trans-4-pentylcyclohexyl) -3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) -5-fluorobenzene
In the above Example 1, instead of 4 ′-(trans-4-propylcyclohexyl) -3,5-difluorobiphenyl, trans-4′-ethyltrans-4- (3-fluorophenyl) bicyclohexane, trans-4 '-Propyltrans-4- (3-fluorophenyl) bicyclohexane, trans-4'-butyltrans-4- (3-fluorophenyl) bicyclohexane or trans-4'-pentyltrans-4- (3-fluorophenyl) In the same manner as in Example 1 above, instead of 3,4-difluorobenzyl alcohol, 3-fluorobenzyl alcohol, 4-fluorobenzyl alcohol, 3-trifluoromethoxybenzyl alcohol, 4-trifluoro The following compounds were obtained using methoxybenzyl alcohol and 3,4,5-trifluorobenzyl alcohol.
[0056]
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-fluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-fluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-fluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-fluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-fluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-fluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-fluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-fluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-trifluoromethoxybenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-trifluoromethoxybenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-trifluoromethoxybenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3-trifluoromethoxybenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-trifluoromethoxybenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-trifluoromethoxybenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-trifluoromethoxybenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (4-trifluoromethoxybenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4-difluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) benzene
(Trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) -3- (3,4,5-trifluorobenzyloxy) benzene
(Example 2) Preparation of liquid crystal composition
Host liquid crystal composition (H) comprising the following composition
[0057]
Embedded image
Was prepared. Here, the physical properties of the host liquid crystal (H) are as follows.
Nematic phase upper limit temperature (T NI ): 116.7 ℃
Response time (τr = τd): 25.3ms
Threshold voltage (Vth): 2.14V
Dielectric anisotropy (Δε): 4.8
Refractive index anisotropy (Δn): 0.090
Here, the response time is a measured value at the time of voltage application when the rise time (τr) and the fall time (τd) are equal when sealed in a 4.5 μm thick TN cell. The measurement was performed at 20 ° C.
[0059]
85% by weight of the host liquid crystal (H) and the formula (Ia) obtained in Example 1
[0060]
Embedded image
A liquid crystal composition (M-1) comprising 15% by weight of the above compound was prepared. At this time, the physical properties of (M-1) were as follows.
T NI : 93.3 ℃
Response time (τr = τd): 54.8ms
Threshold voltage (Vth): 1.95V
Dielectric anisotropy (Δε): 4.2
Refractive index anisotropy (Δn): 0.092
From this result, it can be seen that the compound of the formula (Ia) has a threshold voltage reducing effect.
(Comparative Example 1)
Instead of the compound of formula (Ia), formula (R) having a similar structure
[0062]
Embedded image
The physical properties of the liquid crystal composition (MR-1) comprising 15% by weight of the compound and 85% by weight of the host liquid crystal (H) were as follows.
T NI : 100.5 ℃
Response time (τr = τd): 72.5ms
Threshold voltage (Vth): 1.53V
Dielectric Anisotropy (Δε): 7.1
Refractive index anisotropy (Δn): 0.085
It can be seen that the addition of the compound of the formula (R) to the host liquid crystal (H) has a very high effect of reducing the threshold voltage, but greatly deteriorates the response speed. Although the compound of the formula (Ia) according to the present invention is inferior to the compound of the formula (R) in improving the threshold voltage, the deterioration of the response is largely suppressed.
[0064]
Furthermore, the compound of the formula (Ia) has an advantage that the isolation yield is high and the cost is advantageous because there is no isomer formation.
[0065]
【The invention's effect】
The compounds represented by the general formula (I) according to the present invention can be produced very easily industrially as shown in the Examples, are chemically stable to heat, light, water, etc., and are nematic. It is also excellent in compatibility with base liquid crystals that are currently widely used as liquid crystals. Moreover, by adding a small amount to the base liquid crystal, it is possible to effectively reduce the threshold voltage (Vth) of a liquid crystal cell using the nematic liquid crystal without significantly reducing the temperature range of the nematic liquid crystal. Moreover, there is no strong polar group in the molecule, and a large specific resistance and a high voltage holding ratio can be easily obtained.
[0066]
Therefore, it is suitable for various liquid crystal display elements that require a wide temperature range and low voltage driving, particularly for active matrix driving, and is very useful as a liquid crystal material.
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