二氟氧甲烷衍生物和液晶组合物制造技术

为了提供可用作几种液晶显示中低压液晶材料新型化合物，提出了由以下通式（Ⅰ）表示二氟氧甲烷衍生物和含有该化合物的液晶组合物＄其中１，ｍ和ｎ分别是ｎ或１，环Ａ＃－［１］－Ａ＃－［３］独立地表示六元环，如反－１，４－亚环己基和１，４－亚苯基，Ｚ＃－［１］－Ｚ＃－［３］独立地代表键合基，如共价键和－ＣＨ＃－［２］ＣＨ＃－［２］－，Ｌ＃－［１］－Ｌ＃－［４］独立地代表氢原子或卤原子，和Ｘ代表氢原子和ＯＣＦ＃－［３］之类的基团。＄它们在有效基质模式和ＳＴＮ模式之类的几种模式中可用作低压液晶材料。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在几种液晶显示中适用作液晶材料的液晶化合物，即二氟甲烷衍生物；以及含有该衍生物的液晶组合物。液晶显示装置使用光学各向异性和介电各向异性的液晶材料。就显示模式而言，螺旋向列型(TN)、超螺旋向列型(STN)、动态散射模式、宾主(G-H)模式以及DAP模式是已知的。此外，就装置的驱动模式而言，静态驱动模式、时分驱动模式、有效基质驱动模式和双频驱动模式是已知的。尽管用于这类液晶显示的液晶材料性质依其应用而不同，但要求任何液晶材料能稳定地抗外部环境因素，如湿度、空气、热和光，在以室温为中心的尽可能宽的温度显示液晶相，粘度低，以及其驱动电压低。此外，用于液晶显示的液晶材料一般是由几种或十几种液晶化合物构成，以便获得各显示装置所需的最佳介电各向异性(Δε)或光学各向异性(Δn)。因此，对于液晶材料尤其是在几种环境下使用的近期需要考虑，与其它液晶化合物的可混性、特别是低温可混性是非常希望的。另一方面，有效基质模式，特别是TFT(薄膜晶体管)模式近年来普遍被采用，作为电视或取景器的显示模式，这是从对比度、显示能力和响应时间等显示功效考虑。另外，作为个人电脑等显示器，大量采用STN模式，它制做工艺简单，生产成本低廉，同时具有较大的显示能力。作为近年来的趋势，本领域开发正在取得进展，集中在液晶显示装置的小型化或其大小降低到便携程度，以电视为例，其特点是尺寸小、重量轻和携带方便，还有笔记本型个人电脑。材料方面，对于低驱动电压，即低门限电压(IC耐压中心)的液晶化合物和液晶组合物正在进行开发。已经知道，门限电压以下式表示(H.J.Deuling等人，Mol.Cryst.Liq.Cryst.，27(1975)81)Vth＝π(K/ε0Δε)1/2其中K是弹性常数，ε0是真空中的介电常数。由上式可见，一般是使用介电常数(Δε)大的材料，以降低门限电压，所以，实际上正在开发具有较大介电各向异性值的化合物。另一方面，在氟原子作为取代基的液晶化合物中，已知氟原子能提高分子上的取代数以增大各向异性。不过，带有氟原子的化合物的分子上的取代数与粘度成正比，而且本领域专业人员经验上都知道，当氟原子的取代数提高时，介晶范围缩小。因此，认为很难仅提高介电各向异性，同时抑制粘度增大和缩小介晶范围。取代了多个氟原子的常规液晶化合物的例子公开如下 (c)DE4027840A1 (d)JP-A-2-289529 (e) JP-A-5-112778化合物(a)和(b-1)和(b-4)在分子端都具有几个氟原子。化合物介电各向异性值进行比较，并以下述值的顺序排列。(b-3)＞＞(b-1)，(b-2)，(b-4)＞(a)化合物(b-3)在分子骨架之间有一酯键作为连接基。据认为，酯羰基的大的极化对化合物分子主轴的介电常数做出了有效贡献，因此化合物具有极大的介电各向异性。不过，另一方面，(b-3)在响应速度方面不能说是优选化合物，因为该化合物的粘度要比(a)，(b-1)，(b-2)和(b-4)显著地高。对于化合物(c)，不能说是满足要求的化合物，因为它的粘度与(b-3)一样高，而(c)具有比较高的介电各向异性。在这方面，在许多专利公告中已公开分子端具有-CF2O-的化合物作为在液晶化合物分子中具有-CF2O-部分结构的化合物。不过，就具有交联了两个苯环的部分结构作为化合物的结构中连接基的化合物而言，只有以上所示的化合物(d)和(e)分别公开在日本专利申请未决公开号2-289529和5-112778。除此之外，尽管已介绍了化合物的结构式，但化合物的物理数据和评价液晶化合物的有用性的物理特性的具体数值在这些公开文献中没有披露。所以，根本就不知道具有两个苯环与-CF2O-基连接的部分结构的液晶化合物特性。本专利技术人假定，分子主轴方向的介电常数与化合物(d)不重合，因为分子中连接基-CF2O-基的极化朝向分子端氟原子极化相反的方向，因此不能指望有大的介电常数。即使化合物(e)，据认为也不能指望有高的清亮点，因为它是在其骨架结构中的双环化合物，从-CF2O-基极化的贡献看，预计有较大的介电各向异性。如上说明，-CF2O-连接基的作用以及化合物(d)和(e)的作用，特别是有关介电各向异性和粘度的关系的知识根本就不知道，这是实际情况。本专利技术的一个目的是提供一种新型的液晶化合物，它具有大的介电各向异性且粘度极低，是在包括有效基质模式和STN模式在内的几种模式中用作低电压的液晶化合物；以及提供一种含有液晶化合物的液晶组合物。本专利技术人对于由苯甲酸苯酯衍生物衍生的新型二氟氧甲烷衍生物的物理特性进行了研究，结果发现随二氟甲氧基(连接基)中两个氟原子的极化偶极移动方向有效地影响了二氟氧甲烷衍生物中分子的主轴方向介电常数的增大，因此该衍生物具有大的介电各向异性，而且尽管其分子中存在氟原子，该衍生物粘度极低。还发现，其中选择氟取代基作为其末端取代基的化合物和其中选择一个以氰基为代表的其它取代基的其它化合物是新的有用的低电压液晶化合物，前者是在有效的基质模式中，而后者是在包括STN模式在内的几种模式中，从而完成了本专利技术。本申请要求保护的专利技术归纳如下(1)一种以通式(I)表示的二氟氧甲烷衍生物 其中各l，m和n是0或1，环A1和A2独立地代表反式-1，4-亚环己基，1，4-亚苯基，其中六元环中的一个多个氢原子可以被卤原子取代，反式-1，3-二噁烷-2，5-二基，或嘧啶-2，5-二基，环A3代表1，4-亚苯基，其中六元环中的一个或多个氢原子可以被卤原子取代，反式-1，3-二噁烷-2，5-二基，或嘧啶-2，5-二基，Z1，Z2和Z3独立地代表一个共价键，-CCH2-，-COO-，-CF2O-，-OCF2-，-CH2O-，-OCH2-，-CH＝CH-或-C≡C-，L1，L2，L3和L4分别代表氢原子或卤原子，X是卤原子，CN，CF3，OCF3，OCHF2，OCH2F，或具有1-10个碳原子的直链或支链烷基、链烯基或烷氧基，且R是具有1-10个碳原子的直链或支链烷基或链烯基，在R中一个或不相邻的两个或多个CH2基可以被氧原子取代，条件是除了Z2是-F2O-或-OCF2-的情况外，否则X为烷基、链烯基或烷氧基。(2)按照上述(1)项所述的二氟氧甲烷衍生物，其中在通式(I)中，l＝1，m＝0，n是0或1，Z1是共价键或-CH2CH2-，Z2和Z3均为共价键，A1是反式-1，4-亚环己基，A3是1，4-亚苯基，且R是具有1-10个碳原子的直链烷基或链烯基。(3)按照上述(1)或(2)项所述的二氟氧甲烷衍生物，其中L3和L4中至少有一个是卤原子。(4)按照上述(1)项所述的二氟氧甲烷衍生物，其中在通式(I)中，l＝m＝n＝0，且所有Z1，Z2，和Z3为共价键。(5)按照上述(1)项所述的二氟氧甲烷衍生物，其中在通式(I)中l是1，m＝n＝0，且Z2和Z3均为共价键。(6)按照上述(1)-(5)任一项所述的二氟氧甲烷衍生物，其中在通式(I)中所有L3，L4和X均为氟原子。(7)按照上述(5)项所述的二氟氧甲烷衍生物，其中在通式(I)中X是OCF3。(8)按照上述(5)项所述的二氟氧甲烷衍生物，其中在通式(I)中X是CN。(9)按照上述(1)项所述的二氟氧甲烷衍生物，其中在通式(I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以通式（Ⅰ）表示的二氟氧甲烷衍生物： ＊＊＊ （Ⅰ） 其中各ｌ，ｍ和ｎ是０或１，环Ａ↓［１］和Ａ↓［２］独立地代表反式－１，４－亚环己基，１，４－亚苯基，其中六元环中的一个多个氢原子可以被卤原子取代，反式－１，３－二＊烷－２，５－二基，或嘧啶－２，５－二基，环Ａ↓［３］代表１，４－亚苯基，其中六元环中的一个或多个氢原子可以被卤原子取代，反式－１，３－二＊烷－２，５－二基，或嘧啶－２，５－二基，Ｚ↓［１］，Ｚ↓［２］和Ｚ↓［３］独立地代表一个共价键，－ＣＣＨ↓［２］－，－ＣＯＯ－，－ＣＦ↓［２］Ｏ－，－ＯＣＦ↓［２］－，－ＣＨ↓［２］Ｏ－，－ＯＣＨ↓［２］－，－ＣＨ＝ＣＨ－或－Ｃ≡Ｃ－，Ｌ↓［１］，Ｌ↓［２］，Ｌ↓［３］和Ｌ↓［４］分别代表氢原子或卤原子，Ｘ是卤原子，ＣＮ，ＣＦ↓［３］，ＯＣＦ↓［３］，ＯＣＨＦ↓［２］，ＯＣＨ↓［２］Ｆ，或具有１－１０个碳原子的直链或支链烷基、链烯基或烷氧基，且Ｒ是具有１－１０个碳原子的直链或支链烷基或链烯基，在Ｒ中一个或不相邻的两个或多个ＣＨ↓［２］基可以被氧原子取代，条件是除了Ｚ↓［２］是－Ｆ↓［２］Ｏ－或－ＯＣＦ↓［３］的情况外，否则Ｘ为烷基、链烯基或烷氧基。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：松井秋一，宫泽和利，大西德幸，长谷场康宏，后藤泰行，中川悦男，泽田信一，
申请(专利权)人：智索公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]