多卤代烷基醚衍生物以及液晶组合物和含有该液晶组合物的液晶显示元件制造技术

本发明专利技术提供一种有很高的电压保持率、低的阈电压、非常低的温度依赖性和大的△ε，并且即使在低温下与各种液晶材料都有很好的相容性的化合物，以及通过使用用于液晶组合物和液晶显示元件的３－氟－４－（１，１２，２－四氟乙氧基）苯基＝４－（反式－４－丙基环己基）苯甲酸酯而得到的液晶组合物和液晶显示元件。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的一个目的是提供一种显示适合作为电光显示材料的物理性能的新的液晶化合物、一种通过使用上述新的液晶化合物而有很好的物理性能的液晶组合物和一种使用所述液晶组合物的液晶显示元件。更具体地说，本专利技术涉及具有下面的八种特性的新的液晶化合物1)与其它的液晶化合物有很好的相容性，2)有很高的介电各向异性值(Δε)，3)有合适量的折射各向异性值(Δn)，4)有低的粘度，5)有高速响应性，6)有低的阈电压，7)化学和物理方面是稳定的，并且是非常可靠的，8)有很宽的显示向列液晶相的温度范围。另外，本专利技术涉及一种通过使用所说的新的液晶化合物而具有很好的特性的新的液晶组合物。在手表、电子计算机、字处理器、电视机等中已经使用利用光学各向异性和介电各向异性的液晶显示元件，其消耗量有逐年增加的趋势。液晶相位于固相和液相之间，液晶相粗略地分成向列相、近晶相和胆甾相。它们当中，最广泛的是使用利用向列相的显示元件。一方面，虽然至今已经设计了很多的显示模式，但是现在主要流行的有三种模式，例如TN显示模式、STN显示模式和TFT显示模式。另外，已经知道的作为驱动模式的有静态驱动模式、时分驱动模式、有源驱动模式和双频驱动模式等。近来，需要显示元件具有较高的显示性能，因此，对有源驱动模式，一般为TFT显示模式的显示元件的需要增加了。在任何类型的显示元件中所用的液晶材料对于外部环境因素例如潮气、空气、热和光应该是稳定的，应在室温的上下尽可能宽的温度范围内显示液晶相，并且应该有低的粘度、低的驱动电压、大的Δε和最佳的Δε。但是，目前没有化合物作为单一的化合物满足所有这些条件，因此，现在使用通过混合几种液晶化合物或者非液晶化合物得到的液晶组合物。TFT显示模式的液晶显示元件所特别需要的特性之一是显示平面有很高的对比度。因此，除了上述的条件之外，为该目的所用的液晶材料需要有高电阻值，即高的电压保持率(V.H.R.)。此外，TFT显示模式的液晶显示元件需要有低的驱动电压，并且与通常所用的液晶材料比较具有较高的Δε的液晶组合物需要满足这些要求。在一般所知道的液晶化合物中，带有氰基的那些化合物是占优势的，为此，在TFT显示模式的液晶显示元件中使用这样的化合物就有一些问题，例如在高温下极低的电压保持率，因为电压保持率有很大的温度依赖性。因此，在TFT显示模式的液晶显示元件中一般不使用含有氰基的液晶化合物，尽管其有很高的Δε。为了改善这种情况，已经开发出了具有很高的Δε，同时又显示很高的电阻率值的液晶材料。作为具有很高的电阻率值的液晶化合物，氟型化合物是很合适的。如下所述，在一般的具有氟原子作为取代基的液晶化合物中，这些化合物是已知的。例如，在日本专利公报平2-40048中公开了由下面的式子(10)表示的化合物。 在工业上已经使用所说的化合物(10)，因为与具有氰基的化合物比较，具有较高的电阻率值，但是它们不能实现足够低的驱动电压，因为低Δε例如约是4。与上述的化合物(10)比较，作为具有较高的Δε的化会物，日本专利申请平2-233626公开了由下式(11)表示的具有三氟苯基作为部分结构的化合物。 但是，所说的化合物没有足够的Δε，例如约8，与上述的式(10)的化合物比较也引入较多的氟原子，因此与式(10)的化合物比较液晶相的温度范围较窄，所以它们不适合用作液晶组合物的一种组分。此外，考虑到清亮点，1-(反式-4(反式-4-丙基环己基)环己基)-2-(3，4，5-三氟苯基)乙烷(11)分别有一个点约60℃，低于相应的单氟化合物，即1-(反式-4-(反式-4-丙基环己基)环己基)-2(4-氟苯基)乙烷，和约25℃，低于相应的二氟化合物，即1-(反式-4-(反式-4-丙基环己基)环己基)-2-(3，4-二氟苯基)乙烷(10)。此外，在日本专利申请公开平4-506361公开了由式(12)和(13)表示的化合物。 这些化合物有比较高的Δε(例如(13)式的化合物是约7)，但是在低温下它们与存在的液晶化合物的相容性很差，所以它们不适合作为液晶组合物的构成组分。为了改善所说的相容性，如在PCT翻译的日本专利申请公开平4-506817中所公开的那样，在化合物的R基即烷基中引入氟原子。该公开的化合物是具有端环己基和苯基的2-或3-环化合物，例如由下面的式(14)表示的化合物。仅仅公开了具有共价键作为键合基团的衍生物，没有公开任何具有其它的基团例如1，2-乙烯基的衍生物。此外，在上述端苯基上的取代基限制到氟原子，没有介绍关于其它的取代基例如氟烷基或者氟烷氧基，并且从说明书中不能找到它们的存在。 此外，这些化合物没有改善相容性，特别是式(14)的化合物不显示任何的液晶相。因此，至今还不知道有具有高Δε和很好的相容性的化合物，在使用具有高的Δε的液晶化合物作为组合物的组分的情况下，混合比不能增加，在目前的条件下，可能要限制组合物的Δε的大小。因此，在期待与常规的液晶化合物具有很好的相容性的液晶化合物。本专利技术的一个目的是要解决上述的现有技术的缺点，提供一种新颖的液晶化合物，该化合物有宽的液晶温度范围、低的阈电压、高的稳定性和很好的与其它的液晶化合物的相容性，提供含有所说的化合物的液晶组合物以及使用所说的组合物的液晶显示元件。为了解决上述的问题，我们专利技术人进行了研究，找到了与已知的液晶组合物比较具有新的结构和很好的特性的化合物。即本专利技术有下面的结构-。由通式(1)表示的化合物 (其中，R1代表具有1-20个碳原子的烷基，其中，在所说的基团上的一个或者多个亚甲基可以被氧原子、-NR-(R是H或CH3)或者CH＝CH-取代，在所说的基团上的一个或者多个氢原子可以被氟原子或者氯原子取代，条件是2个或者多个亚甲基不能连续地被氧原子取代，Y1代表卤原子、CN、CF3、CHF2或者1-5个碳原子的烷氧基，其中至少1个氢原子被氟原子取代，1个或者多个氢原子可以进一步被氯原子取代，Z1、Z2和Z3各自独立地表示一个共价键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-COO-或-CF2O-，条件是Z1、Z2和Z3中的至少1个是-COO-或-CF2O-，环A1、A2、A3和A4各自独立地表示反式-1，4-亚环己基、3-亚环己烯-1，4-基、3-氟-3-亚环己烯-1，4-基、嘧啶-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、反式-1-硅杂-1，4-亚环己基、反式-4-硅杂-1，4-亚环己基或者1，4-亚苯基，其中1个或者多个氢原子可以被氟原子或者氯原子取代，m和n表示0或者1，条件是(a)当Z1、Z2或Z3是CF2O-，2个直接与其键合选自A1、A2、A3和A4的基团是1，4-亚苯基，其中氢原子可以被氟原子取代时，那么Y1代表有2-5个碳原子的烷氧基，其中至少1个氢原子被氟原子取代，1个或者多个氢原子可以进一步被氯原子取代，和(b)当Z1、Z2或Z3是-COO-时，那么Y1代表有2-5个碳原子的烷氧基，其中至少1个氢原子被氟原子取代，1个或者多个氢原子可以进一步被氯原子取代，并且构成该化合物的所有的原子可以被同位素取代。根据项的化合物，其中，在通式(1)中m＝n＝0，Z1是-COO-。根据项的化合物，其中，在通式(1)中m＝n＝0，Z1是-CF2O-，环A1是任何反式-1，4-亚环己基、本文档来自技高网...

【技术保护点】
由通式（１）表示的化合物： ＊＊＊ （１） （其中，Ｒ↑［１］代表具有１－２０个碳原子的烷基，其中，在所说的基团上的一个或者多个亚甲基可以被氧原子、－ＮＲ－（Ｒ是Ｈ或ＣＨ↓［３］）或者－ＣＨ＝ＣＨ－取代，在所说的基团上的一个或者多个氢原子可以被氟原子或者氯原子取代，条件是２个或者多个亚甲基不能连续地被氧原子取代， Ｙ↑［１］代表卤原子、ＣＮ、ＣＦ↓［３］、ＣＨＦ↓［２］或者１－５个碳原子的烷氧基，其中至少１个氢原子被氟原子取代，１个或者多个氢原子可以进一步被氯原子取代， Ｚ↑［１］、Ｚ↑［２］和Ｚ↑［３］各自独立地表示一个共价键、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＯＯ－或－ＣＦ↓［２］Ｏ－，条件是Ｚ↑［１］、Ｚ↑［２］和Ｚ↑［３］中的至少１个是－ＣＯＯ－或－ＣＦ↓［２］Ｏ－，环Ａ↑［１］、Ａ↑［２］、Ａ↑［３］和Ａ↑［４］各自独立地表示反式－１，４－亚环己基、３－亚环己烯－１，４－基、３－氟－３－亚环己烯－１，４－基、嘧啶－２，５－二基、１，３－二＊烷－２，５－二基、反式－１－硅杂－１，４－亚环己基、反式－４－硅杂－１，４－亚环己基或者１，４－亚苯基，其中１个或者多个氢原子可以被氟原子或者氯原子取代，ｍ和ｎ表示０或者１，条件是 （ａ）当Ｚ↑［１］、Ｚ↑［２］或Ｚ↑［３］是－ＣＦ↓［２］Ｏ－和选自直接与其键合的环Ａ↑［１］、Ａ↑［２］、Ａ↑［３］和Ａ↑［４］的２个基团是１，４－亚苯基，其中氢原子可以被氟原子取代时，那么Ｙ↑［１］代表有２－５个碳原子的烷氧基，其中至少１个氢原子被氟原子取代，或者１个或者多个氢原子可以进一步被氯原子取代，和 （ｂ）当Ｚ↑［１］、Ｚ↑［２］或Ｚ↑［３］是－ＣＯＯ－时，那么Ｙ↑［１］代表有２－５个碳原子的烷氧基，其中至少１个氢原子被氟原子取代，１个或者多个氢原子可以进一步被氯原子取代，并且构成该化合物的所有的原子可以被同位素取代。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤从道，柴田晃一，松井秋一，宫和利，竹内弘行，久恒康典，竹下房幸，中川悦男，小林加津彦，富嘉刚，
申请(专利权)人：智索股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]