專利名稱：氟取代4－鏈烯基苯甲酸及其衍生物、向列液晶組合物和使用該組合物的液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及作為電光學顯示材料有用的氟取代4-鏈烯基苯甲酸及其衍生物，及含苯甲酸氰基苯基酯衍生物的向列液晶組合物和使用該組合物的液晶顯示裝置。
在液晶顯示元件中具有代表的元件有TN-LCD(扭曲向列液晶顯示元件)，它用于鐘表、電子計算器、電子記事本、袖珍計算機、文字處理機、個人計算機等。一方面，隨著OA機處理情報的增加，由Scheffer等[SID’85Digest，第120頁，1985年]、衣川等[SID’86 Digest，第122頁，1986年]開發(fā)的STN(超扭曲向列)-LCD開始廣泛普遍用于便攜終端、電子記事本、袖珍計算機、文字處理機、個人計算機或顯示器顯示等高情報處理用的顯示。
最近，以改善STN-LCD應答特性為目的，提出了動態(tài)尋址驅(qū)動方式[Proe.12th IDRC，第503頁，1992年]和多線尋址驅(qū)動方式[STD’92 Digest，第232頁，1992年]。另外，為了達到更明亮顯示和更高對比度的目的，有人提出利用液晶和位相差板的雙折射性代替濾色鏡層的新的反射型彩色液晶顯示方式[電視學會技術報告，第14卷，第10期，第51頁，1990年]和具有在基板電極側施放小拋物面反射面的液晶顯示裝置。
特別是在顯示面積大型化的用途方面，正在尋求相對于背光照明溫度分布顯示的均一性和高對比度；尋求更穩(wěn)定取向性和溫度依賴性更小的液晶材料，或者尋求為了防止殼厚度的散亂相對于規(guī)定值的雙折射性。為了進行更高的負載驅(qū)動以增加像素數(shù)，也重視相對于此的反應性、灰度等級等。另一方面，在中小型便攜性顯示方面，相對于環(huán)境溫度的顯示穩(wěn)定性成為重點，人們尋求能減低反應性和電功率消耗的更低驅(qū)動電壓的液晶材料，或者尋求在-30-0℃和40-80℃溫度范圍內(nèi)驅(qū)動電壓、陡性和所希望的負載驅(qū)動頻率依賴性等為更小的材料等。更進一步，人們正在尋求一定的液晶電阻值(電阻率)，即有必要避免液晶電阻過低以減少電力消耗，但液晶電阻值也不能過高，以便沒有燒結現(xiàn)象。這樣現(xiàn)在也希望更詳細區(qū)別盡量改進的液晶材料。
如上詳述，對液晶顯示元件的要求可列舉如下更精細的高密度顯示容量；對驅(qū)動電壓和環(huán)繞溫度具有更快的反應速度；具有高穩(wěn)定電化學性能的較低驅(qū)動電壓；更高的灰度等級；對于使用環(huán)境溫度和視野角具有更高的對比度等。為此，現(xiàn)在也正在開發(fā)研究在寬的溫度范圍內(nèi)具有向列性、在低溫保存時維持長時間的向列相、能改善反應性更低的粘性、能達到所希望的驅(qū)動電壓、特別是更低的驅(qū)動電壓的液晶材料。還有人們正在關注將雙折射率、介電常數(shù)各向異性、彈性常數(shù)的設計以及相對于這些的溫度依賴性、雙折射率的光波長依賴性和負載數(shù)的介電常數(shù)各向異性的頻率依賴性等也作為改進手段。
適于上述條件的液晶材料必須綜合具有以下最合適的特性雙折射率、彈性常數(shù)、介電常數(shù)各向異性、更低的粘性、更寬的向列溫度、化學穩(wěn)定性、電穩(wěn)定性(所希望的電阻率)等物理特性和與取向性有關的規(guī)定傾角、更寬的d/p邊緣等各種特性?，F(xiàn)在也要求新的液晶化合物或液晶組合物的方案。
作為與本發(fā)明組A1-A3有關的化合物，例如通式(Ⅰ-1)中化合物記載于德國專利2306739(1973),J.Phys.(Paris),Suppl.36,Cl,387(1975)中，通式(Ⅰ-4)的化合物記載于日本專利公開昭58-83665(1983)、美國專利第4455261號(1984)中，通式(Ⅰ-2)、(Ⅰ-3)、(Ⅰ-5)-(Ⅰ-9)的化合物記載于特表平3-503637、WO89/08102(1989)等中。使用這些化合物的組合物除記載于除上述文獻以外，還記載于日本專利公開平9-157654(1997)等。
作為與本發(fā)明A4-A6組有關的化合物，例如通式(Ⅰ-10)、(Ⅰ-13)化合物記載于日本專利公開平2-225444(1990)、日本專利公開平2-233656(1990)、EP464648(1991)、EP466183(1991)、日本專利公開平4-230352(1992)中，通式(Ⅰ-16)記載于日本專利公開平4-300861(1992)等中。
作為使用上述化合物的組合物，除記載于除上述文獻以外，還記載于日本專利特表昭62-501509(1986)、US4818426(1989)、EP207975B(1990)、日本專利特表昭63-5025969(1987)、日本專利特表平1-500837(1988)、日本專利公開平4-279560(1992)、WO96/32365(1996)、日本專利公開平9-59625(1997)、日本專利公開平9-227866(1997)、日本專利公開平10-88140(1998)、日本專利公開平10-140157(1998)、日本專利公開平10-158651(1998)等中。
但是，在上述技術中，也有一部分不成功的，對解決本發(fā)明的課題來說是不充分的。例如通式(Ⅰ-11)、(Ⅰ-12)中的化合物，通式(Ⅰ-14)、(Ⅰ-15)或通式(Ⅰ-17)、(Ⅰ-18)的化合物是未知的。即使在與組合物有關的技術中，具體地說，雖然能見到一般化合物的組合的記載，但具體實施例卻很少，未公開到本領域人員能夠方便使用的程度，所以該技術的公開還是不充分的。
即使采用了上述技術，依然存在問題。更具體地說，例如，仍渴望得到與介電常數(shù)各向異性Δε大小比較，由較小的粘彈性能可以改善液晶顯示的反應性，對其它液晶材料來說，能降低結晶化或降低易于析出的傾向，通過獲得低溫下穩(wěn)定的向列相在較寬的溫度范圍內(nèi)能驅(qū)動的液晶顯示。另外，例如在文字處理機、個人計算機等信息量多的STN-LCD方面，人們一直尋求對于高負荷化驅(qū)動電壓頻率特性的穩(wěn)定化，或者在攜帶用方面驅(qū)動電壓溫度依賴性的穩(wěn)定化，因此需要更優(yōu)秀的液晶材料。
本發(fā)明就是要解決上述課題。更具體地說，本發(fā)明由于添加介電常數(shù)各向異性大的強P化合物，提供了液晶組合物閾值電壓的降低效果優(yōu)良的，并且與現(xiàn)有液晶材料相溶性優(yōu)良的新的液晶化合物。
更進一步，本發(fā)明在于提供包括少量添加時、也不損害其它特性、能達到本發(fā)明目的的液晶材料。更詳細地，本發(fā)明由于相溶性的改善、低溫保存性的提高等，擴大了液晶顯示特性的動作溫度范圍，改善了驅(qū)動電壓降低及其溫度變化，達到或改善了相對于規(guī)定驅(qū)動電壓較快的反應性。本發(fā)明還提供由于使用此液晶組合物作為構成材料，TN-LCD、STN-LCD等電光學特性得到改善了的液晶顯示裝置。
本發(fā)明為解決上述課題，發(fā)現(xiàn)以下措施1、一種用通式(Ⅰ)表示的化合物
式中R表示為氫原子或C1-7直鏈烷基，X、Y和Z各自獨自地表示氫原子或氟原子。
2、按照上述1所述的用通式(Ⅰ)表示的化合物，其特征在于R為氫原子或CH3。
3、按照上述1所述的化合物，其特征在于X為氟原子，Y為氫原子。
4、一種用通式(Ⅱ)表示的化合物
式中，R表示氫原子或C1-7直鏈烷基，Z表示氫原子或氟原子。
5、一種向列液晶組合物，其特征在于該組合物包含由選自A1-A6組中1、2或3個以上的組形成的液晶成份A，所述的組由通式(Ⅰ-1)-(Ⅰ-18)表示的化合物構成，上述液晶成份A由1～20種化合物形成；組合物中還含有0-95重量％由具有+2以上介電常數(shù)各向異性的化合物構成的液晶成份B，及含0-95重量％由具有-10以上，+2以下介電常數(shù)各向異性的化合物構成的液晶成份C，而且在所述向列液晶組合物中液晶成份B和液晶成份C的總量為30-90重量％，
上式中，R11各自獨立地表示C1-10烷基或烷氧基，R12各自獨立表示C2-10的鏈烯基或鏈烯氧基，所述烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基是未取代的或可以具有1個F、CH3或CF3取代基，以及/或在所述烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基中存在的1個或2個以上的CH2基可以各自獨立地被-O-、-CO-或-COO-取代，并且O原子不相互直接結合，構成這些化合物的原子也可被其同位素取代；液晶成份A的特征在于滿足以下(ⅰ)-(ⅷ)條件中的至少一個條件(ⅰ)上述液晶成份A包含選自由通式(Ⅰ-11)、(Ⅰ-12)、(Ⅰ-14)、(Ⅰ-15)、(Ⅰ-17)、(Ⅰ-18)表示的化合物中的1種或2種以上，在所述液晶成份A中該化合物的含量為5-100重量％；(ⅱ)上述液晶成份A包含1-10種由A5組表示的化合物，包含1-10種由A4組和/或A6組表示的化合物，在所述液晶成份A中兩類化合物的含量為5-100重量％；(ⅲ)上述液晶成份A包含1-10種由A6組表示的化合物，包含1-10種由A4組和/或A5組表示的化合物，在所述液晶成份A中兩類化合物的含量為5-100重量％；(ⅳ)上述液晶成份A包含1-10種由側鏈基有鏈烯基的A4-A6組所表示的化合物，包含1-10種由側鏈有烷基的A1-A3組所表示的化合物，在所述液晶成份A中兩類化合物的含量為5-100重量％；(ⅴ)上述液晶成份A包含1-10種由具有3,5-二氟代-4-氰基苯基的A3組和/或A6組所表示的化合物，包含1-10種由具有3-氟代-4-氰基苯基的A2組和/或A5組表示的化合物，而且在這些所選擇的化合物中至少一種屬于A5組或A6組，在所述液晶成分A中兩類化合物的含量為5-100重量％；(ⅵ)上述液晶成份A包含1-10種由具有3,5-二氟代-4-氰基苯基的A3組和/或A6組表示的化合物，包含1-10種由具有4-氰基苯基的A1組和/或A4組表示的化合物，而且在這些所選擇的化合物中至少一種屬于A4組或A6組，在所述液晶成份A中兩類化合物的含量為5-100重量％；(ⅶ)上述液晶成份A包含1-10種由具有3,5-二氟代-4-氰基苯基的A3組和/或A6組表示的化合物，包含1-10種由具有3-氟4-氰基苯基的A2組和/或A5組表示的化合物，包含1-10種由在其中具有4-氰基苯基的A1組和/或A4組表示的化合物，在所述液晶成份A中這些化合物的含量為5-100重量％；(ⅷ)上述液晶成份A含有1-10種由R12為CH2=CH-,CH2=CH-(CH2)2-、CH2=CH-(CH2)4-、CH3CH=CH-、CH3CH=CH-(CH2)2-或CH3CH=CH-(CH2)4表示的化合物。
6．一種按照上述5所述的向列液晶組合物，其特征在于所述液晶成份B是包含1-15種選自由通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)表示的化合物組中的化合物，
式中R21-R24各自獨立地表示C1-10的烷基或C2-10的鏈烯基，該烷基或鏈烯基是未取代的或可以具有1個F、CH3或CF3取代基，和/或存在于該烷基或鏈烯基中的1個或2個以上CH2基可以各自獨立地被-O-、-CO-或-COO-取代，并且氧原子不相互直接結合；X21-X24各自獨立地表示F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H、NCS或CN；Y21-Y28各自獨立表示H、F、Cl或OCF3；W21-W28各自獨立地表示H、F或Cl、Z21-Z26各自獨立地表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-或-N(O)=N-；Z21、Z24-Z26還可以為-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-；環(huán)A21-A24各自獨立表示反式-1,4-亞環(huán)己基、反式-1,4-亞環(huán)己烯基或反式-1,3-二噁烷-2,5-二基；環(huán)A24還可以是1,4-亞苯基、2或3-氟-1,4-亞苯基、3,5-二氟-1,4-亞苯基，在為反式-1,4-亞環(huán)己基時，該環(huán)中的1個或2個以上氫原子可以被重氫原子取代；k21-k24各自獨立地代表0或1,k23+k24為0或1，而且構成上述通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)化合物中的原子可以被其同位素原子取代。
7．一種按照上述6中所述的向列液晶組合物，其特征在于所述液晶成分B含有1-15種選自下列的化合物在通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)中，R21-R24各自獨立為C2-5鏈烯基的化合物，X21-X24各自獨立地表示F、Cl或-OCF3的化合物；在上述通式(Ⅱ-1)中，Z22表示-(CH2)2或-(CH2)4-的化合物，k21為1的化合物；在上述通式(Ⅱ-2)中，Y23、Y24、W21、W22中的至少一種為F的化合物，k22為1,Z24為-C≡C-的化合物，Z23表示單鍵或-(CH2)2-,Z24為-COO-的化合物；在上述通式(Ⅱ-3)中，Y25、Y26、W23-W26中的至少一種為F的化合物，Z26為-C≡C-的化合物；Z25為單鍵或-C≡C-、Z26為-COO-的化合物；以上述通式(Ⅱ-4)表示的化合物；在上述通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)中，環(huán)A21-A23為反式-1,4-亞環(huán)己基，該環(huán)中的1個或2個以上氫原子被重氫原子取代的化合物。
8．一種按照上述6所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶成份B含有1-15種選自下列一組的化合物，該化合物含量是液晶成份B的10-100重量％在上述通式(Ⅱ-1)中，R21為C2-5烷基或鏈烯基，k21為0、X21為-CN的化合物；k21為1,X21為F或-CN,Y21、Y22各自獨立表示H或F的化合物；在上述通式(Ⅱ-2)中，R22表示C2-5烷基或鏈烯基、k22為0、X22為-CN,Y23、Y24、W21、W22各自獨立表示H或F的化合物；k22為1,Z23表示單鍵、-(CH2)2-或-COO-,Z24為單鍵、-COO-或-C≡C-,X22表示F或-CN,Y23、Y24、W21、W22各自獨立地表示H或F的化合物；在上述通式(Ⅱ-3)中，R23表示C2-5烷基或鏈烯基，Z25和Z26中的一個為單鍵，另一個是單鍵、-COO-或-C≡C-的化合物，Y25、Y26、W23-W26各自獨立地表示H或F的化合物；在上述通式(Ⅱ-4)中，R24為C2-7的烷基或鏈烯基，k23+k24為0的化合物；在上述通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)中，環(huán)A21-A23為反式-1,4-亞環(huán)己基，該環(huán)中的1個或2個以上的氫原子被重氫原子取代的化合物。
9．一種按照上述6所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶成份B含有1-15種選自下列一組的化合物，該化合物含量占液晶成份B的10-100重量％在上述通式(Ⅱ-1)中，R21表示C2-5的烷基或鏈烯基，k21為1,Z21和Z22中的一個為單鍵，另一個為單鍵、-COO-、-(CH2)2-或-(CH2)4,X21為F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H,Y21、Y22中的一個或2個表示F的化合物；在上述通式(Ⅱ-2)中，R22表示C2-5的烷基或鏈烯基，k22為1,Z23為單鍵、-(CH2)2-或-COO-,Z24為單鍵、-COO-或-C≡C-,X22表示F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H,Y23、Y24中的一個或2個為F,W21、W22各自獨立地為表示H或F的化合物；在上述通式(Ⅱ-3)中，R23為C2-5烷基或烯基，Z25和Z26中的一個為單鍵，另一個為單鍵、-COO-或-C≡C-,X23是F,Y25、Y26中的1個或2個為F,W23-W26是H或1個以上是表示F的化合物；在上述通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)中，環(huán)A21-A23為反式-1,4-亞環(huán)己基，該環(huán)中的1個或2個以上的氫原子被重氫原子取代的化合物。
10．一種按照上述5、6、7、8或9所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶成份C含有1-15種選自一組由通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)表示的化合物
式中，R31-R38各自獨立地表示C1-7烷基或烷氧基、或C2-7鏈烯基或鏈烯氧基，該烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基是未取代的或可以具有1個F、CH3或CF3取代基，以及/或存在于該烷基、烷氧基、烯基或烯氧基中的1個或2個以上的CH2基可各自獨立地被-O-、-CO-或-COO-取代，并且使氧原子相互不直接結合，Y31-Y36各自獨立地表示H或F,Y33、Y36也可以是-CH3,W31-W38各自獨立地表示H、F或Cl,Z31-Z36各自獨立地表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-或-N(O)=N-,Z31、Z34-Z36也可以是-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-，環(huán)A31-A35各自獨立地表示反式-1,4-亞環(huán)己基、反式-1,4-亞環(huán)己烯基或反式-1,3-二噁烷-2,5-二基，環(huán)A31、A33-A35也可以是1,4-亞苯基、2或3-氟代-1,4-亞苯基、2,3-二氟代-1,3-亞苯基、3,5-二氟代-1,4-亞苯基，在有反式-1,4-亞環(huán)己基的情況下，該環(huán)中的1個或2個以上的氫原子可被重氫原子取代；k31-k36各自獨立地表示0或1，k34+k35為0或1，另外，構成上述通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)中的化合物中的原子可被其同位素原子取代。
11．一種按照上述10所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶成份C含有1-15種選自由上述通式(Ⅲ-1)表示的化合物、由上述通式(Ⅲ-2)表示的化合物，或由上述通式(Ⅲ-3)表示的化合物，該化合物含量在液晶成份C中占10-100重量％。
12．一種按照上述10所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶C含有1-15種選自下列一組的化合物在前述通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)中，R31-R34各自獨立地表示C2-5鏈烯基的化合物，R36-R38各自獨立地表示C2-7直鏈烯基或鏈烯氧基的化合物；在前述通式(Ⅲ-1)中，k31為0,Z32表示單鍵或-(CH2)2-的化合物；k31為1的化合物；由前述通式(Ⅲ-2)表示的化合物；在前述通式(Ⅲ-3)中，Y34、Y36、W34-W36中的至少1個為F,Y33表示F或-CH3的化合物；k33為0,Z36為單鍵的化合物；k33為1,Z35表示單鍵、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N(O)=N-、-CH=CH-或-CF=CF-的化合物；Z35表示-COO-或-C≡C-,Z36表-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N(O)=N-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-的化合物；以前述通式(Ⅲ-4)表示的化合物；在前述通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)中，環(huán)A31-A35為反式-1,4-亞環(huán)己基，該環(huán)中的1個或2個以上氫原子是被重氫原子取代的化合物。
13．一種按照上述10所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶成份C含有1-15種選自下列一組的化合物，該化合物的含量在液晶成份C中占10-100重量％在前述通式(Ⅲ-1)中，R31表示C1-5烷基或C2-5鏈烯基，R35表示C1-5烷基或烷氧基，或者C2-5鏈烯基或鏈烯氧基，k31為0、Z32表示單鍵、-COO-或-(CH2)2-的化合物；k31為1，環(huán)A31為反式-1,4-亞環(huán)己基，Z31和Z32中的一個為單鍵，另一個表示單鍵，-COO-或-(CH2)2-的化合物；在前述通式(Ⅲ-2)中，R32表示C1-5烷基或C2-5鏈烯基，R36表示C1-5烷基或烷氧基、或者C2-5鏈烯基或鏈烯氧基，環(huán)A32表示反式-1,4-亞環(huán)己基或反式-1,4-亞環(huán)己烯基，k32為0,Z33表示單鍵、-COO-或-(CH2)2-的化合物；k32為1,Z33和Z34中的一個是單鍵化的合物；在前述通式(Ⅲ-3)中，R33表示C1-5烷基或C2-5鏈烯基，R37表示C1-5烷基或烷氧基、或者是C2-5鏈烯基或鏈烯氧基，k33為0,Z36表示單鍵、-C≡C-或-CH=N-N=CH-的化合物，k33為1,Z35表示單鍵、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-,Z36表示單鍵、-COO-或-C≡C-的化合物；Z35和Z36中的一個為單鍵，另一個表示單鍵或-C≡C-,W34、W35中的至少一個是F的化合物；Y35、Y36中的任何一個是被F、CH3取代的化合物；在前述通式(Ⅲ-4)中，R34表示C1-5烷基或C2-5鏈烯基，R38表示C1-5烷基或烷氧基、或者C2-5鏈烯基或鏈烯氧基，k34+k35為0的化合物。
14．一種按照上述5-13中所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶組合物還含有1-10種具有4個六員環(huán)核構造的化合物，該化合物的液晶相-各向同性液體相轉移溫度在100℃以上。
15．一種按照上述5-14中所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶組合物的雙折射率為0.08-0.195，彈性常數(shù)比K33/K11為1.1-4.0，向列相-各向同性液體相轉移溫度為50-150℃，結晶相、近晶相或玻璃相-向列相轉移溫度為-200℃-0℃。
16．一種按照上述5-15中所述的向列液晶組合物，其特征在于，在所述液晶組合物中包含具有感應螺旋螺距為0.5-1000μm光學活性基的化合物。
17．一種使用上述16所述的向列液晶組合物的有源矩陣變換電路、扭曲向列或超扭曲向列液晶顯示裝置。
以下就本發(fā)明中的一個例子進行說明。
本發(fā)明液晶組合物含有選自由通式(Ⅰ-1)-(Ⅰ-18)表示的化合物形成的液晶成份A作為必要成份，該液晶成份A以構成分類A1-A6組為特征。A1-A6組是將由通式(Ⅰ-1)-(Ⅰ-18)表示的化合物，按極性基團分成具有3,5-二氟代-4-氰基苯基的組，具有3-氟代-4-氰基苯基的組，具有4-氰基苯基的組；也可按側鏈基分類，例如具有鏈烯基的組和例如具有烷基的組。液晶成份A選自A1-A6組。此組的選擇方法根據(jù)目的可以選擇一組、二組、三組以上的組。本發(fā)明是以上述觀點對通式(Ⅰ-1)-(Ⅰ-18)中的化合物進行分類，并使這些組的特征能夠更好地構成液晶成份A，從而能夠達到本發(fā)明的目的。更具體地，由于具有上述特征的液晶成份A，如果在液晶組合物中混合該液晶成份A的話，向列相-各向同性液體轉移溫度比較好，能維持應答性或不使應答性惡化，具有使驅(qū)動電壓降低的效果，具有在現(xiàn)有技術中驅(qū)動電壓降低減小的液晶化合物中不曾有的優(yōu)秀特性。
本發(fā)明液晶組合物具有以下特征，本發(fā)明中的液晶成份A具有介電常數(shù)各向異性Δε非常大的特征。因此本發(fā)明液晶組合物具有能在寬的范圍內(nèi)調(diào)整介電常數(shù)各向異性Δε，能在低電壓下驅(qū)動的特征。一般來說，介電常數(shù)各向異性Δε非常大的化合物具有同時粘度也大的缺陷。但是本發(fā)明中發(fā)現(xiàn)，當該組合物包含上述液晶成份A，含0-95重量％由具有+2以上的介電常數(shù)各向異性的化合物構成的液晶成份B，及含0-95重量％具有由-10-12的介電常數(shù)各向異性的化合物構成的液晶成份C，并且該液晶成份B與該液晶成份C的總和為30-95重量％時，組合物具有相對于介電常數(shù)各向異性的大小而具有較小粘度等效果。另外，液晶成份A，在和上述液晶成份B和液晶成份C的液晶材料進行混合時，能使固體相或近晶相-向列相轉移溫度降低，或延長在低溫條件下的保存時間等，因此，能調(diào)整顯示溫度范圍使變得更寬。
液晶成份A含1種以上選自由通式(Ⅰ-1)-(Ⅰ-18)表示的化合物，根據(jù)目的，優(yōu)選以1種-20種化合物構成。此時，可以同組中選擇1種以上化合物，也可以由同一通式表示的化合物中選擇多個化合物，也可從二個或三個不同種通式中選擇。在不同組中選擇時，也可從二個或三個以上不同種通式中進行選擇。從同一組選擇的化合物可由1種-20種構成，更優(yōu)選由1種-10種構成。
A3組和A6組的化合物，在與其它組化合物嚴格比較的時候，驅(qū)動電壓降低效果優(yōu)良，但向列相-各向同性液體相轉移溫度低，有使應答性惡化的傾向。從而，希望含具有3,5-二氟代-4-氰基苯基的A3組和A6組中的化合物的成分數(shù)盡可能少。具體地說，優(yōu)選由1種-10種構成，再優(yōu)選由1種-5種構成，更加優(yōu)選由3種或2種或1種構成。
以下表示在通式(Ⅰ-1)(Ⅰ-18)表示的化合物中更理想的形式。側鏈基R11的更優(yōu)選形式是以下式(Ⅰ-a)-(Ⅰ-ag)表示，側鏈基R12的更優(yōu)選形式是以下式(Ⅰ-ah)-(Ⅰ-bc)表示。以此基表示的化合物是有用的化合物。(Ⅰ-a) C2H5- (Ⅰ-g) C2H5O- (Ⅰ-m) C2H5COO-(Ⅰ-b) C3H7- (Ⅰ-h) C3H7O- (Ⅰ-n) C3H7COO-(Ⅰ-c) C4H9- (Ⅰ-i) C4H9O- (Ⅰ-o) C4H9COO-(Ⅰ-d) C5H11- (Ⅰ-j) C5H11O- (Ⅰ-p) C5H11COO-(Ⅰ-e) C6H13- (Ⅰ-k) C6H13O- (Ⅰ-q) C6H13COO-(Ⅰ-f) C7H15- (Ⅰ-1) C7H15O- (Ⅰ-r) C7H15COO-(Ⅰ-s) CH3OCH2- (Ⅰ-x) C2H5OCH2- (Ⅰ-ac) C3H7OCH2-(Ⅰ-t) CH3OC2H4- (Ⅰ-y) C2H5OC2H4(Ⅰ-ad) C3H7OC2H4-(Ⅰ-u) CH3OC3H6- (Ⅰ-z) C2H5OC3H6-(Ⅰ-ae) C3H7OC3H6-(Ⅰ-v) CH3OC4H8- (Ⅰ-aa) C2H5OC4H8-(Ⅰ-af) C3H7OC4H8-(Ⅰ-w) CH3OC5H10-(Ⅰ-ab) C2H5OC5H10-(Ⅰ-ag) C3H7OC5H10-(Ⅰ-ah) CH2=CH- (Ⅰ-ao) CH2=CHO-(Ⅰ-ai) CH3CH=CH-(Ⅰ-ap) CH3CH=CHO-(Ⅰ-aj) C2H5CH=CH- (Ⅰ-aq) C2H5CH=CHO-(Ⅰ-ak) C3H7CH=CH- (Ⅰ-ar C3H7CH=CHO-(Ⅰ-al) CH2=CHC2H4- (Ⅰ-as) CH2=CHC2H4O-(Ⅰ-am) CH3CH=CHC2H4- (Ⅰ-at) CH3CH=CHC2H4O-(Ⅰ-an) CH2=CHCH2- (Ⅰ-au) CH2=CHCH2O-(Ⅰ-av) CHF=CH- (Ⅰ-az) CHF=CHC2H4-(Ⅰ-aw) CH2=CF- (Ⅰ-ba) CH2=CFC2H4-(Ⅰ-ax) CF2=CH- (Ⅰ-bb) CF2=CHC2H4-(Ⅰ-ay) CHF=CF-(Ⅰ-bc) CHF=CFC2H4-
以下使用的各種化合物，可以用蒸餾、柱法精制、重結晶等方法除去雜質(zhì)，使用充分精制的物質(zhì)。
更詳細地說，希望液晶成分A使用以下化合物，就能得到本發(fā)明的效果。
在通式(Ⅰ-1)-(Ⅰ-9)中，(Ⅰ-ⅰ)R11表示C2-7烷基的化合物，更具體地是由通式(Ⅰ-1)-(Ⅰ-9)的基本結構，且側鏈基是(Ⅰ-a)-(Ⅰ-l)、(Ⅰ-s)-(Ⅰ-ag)構成的化合物。更優(yōu)選側鏈基為(Ⅰ-a)-(Ⅰ-f)、(Ⅰ-s)-(Ⅰ-x)、(Ⅰ-ac)的化合物，具有使驅(qū)動電壓降低的效果，能調(diào)整彈性常數(shù)及其K33/K11和K33/K22的比，能獲得TN-LCD、STN-LCD等更加改善的電光學特性。
在通式(Ⅰ-10)-(Ⅰ-18)中，(Ⅰ-ⅱ)R12表示C2-7鏈烯基的化合物，具體地說，具有通式(Ⅰ-10)-(Ⅰ-18)的基本結構，側鏈基是(Ⅰ-ah)-(Ⅰ-bc)的化合物。更優(yōu)選側鏈基是(Ⅰ-al)-(Ⅰ-an)、(Ⅰ-as)-(Ⅰ-au)、(Ⅰ-az)-(Ⅰ-bc)中的化合物。特別優(yōu)選含有1種-10種R12由CH2=CH-、CH2=CH-(CH2)2-、CH=CH-(CH2)4-、CH3CH=CH-、CH3CH=CH-(CH2)2-、CH3CH=CH(CH2)4-表示的化合物的向列液晶組合物。由于這些化合物，具有維持向列相-各向同性液體相轉移溫度和應答性，或者不使其惡化，并具有使驅(qū)動電壓降低的效果，以及由于液晶組合物相溶性的改善、低溫保存性的提高，能夠擴大動作溫度范圍，并調(diào)整彈性常數(shù)及其K33/K11和K33/K22的比，因此能夠獲得更好改善了TN-LCD、STN-LCD等的陡性或應答性或者其溫度特性的電光學特性。
在降低驅(qū)動電壓的效果以及其溫度特性，或者相對高負荷化的驅(qū)動電壓頻率特性的穩(wěn)定化方面(Ⅰ-ⅲ)優(yōu)選多使用由具有3,5-二氟代-4-氰基苯基的A3組和/或A6組表示的化合物，及由具有3-氟-4-氰基苯基的A2組和/或A5組表示的化合物。此時，更優(yōu)選選擇R11為(Ⅰ-a)-(Ⅰ-f)、(Ⅰ-s)-(Ⅰ-x)、(Ⅰ-ac)的化合物。R12為(Ⅰ-al)-(Ⅰ-an)、(Ⅰ-as)-(Ⅰ-au)、(Ⅰ-az)-(Ⅰ-bc)的化合物。
以維持向列相-各向同性液體相轉移溫度和應答性，或者不使其惡化并使驅(qū)動電壓降低為目的情況時
(Ⅰ-ⅳ)優(yōu)選多使用由具有3,5-二氟-1,4-亞苯基的通式(Ⅰ-3)、(Ⅰ-6)、(Ⅰ-12)、(Ⅰ-15)的化合物，及由具有3-氟-1,4-亞苯基的通式(Ⅰ-2)、(Ⅰ-5)、(Ⅰ-18)、(Ⅰ-11)、(Ⅰ-14)、(Ⅰ-17)化合物。
包含1種或2種從這些(Ⅰ-ⅰ)-(Ⅰ-ⅳ)小組中選擇的化合物的液晶成份A是優(yōu)選的。特別地，只選擇性地組合側鏈基具有鏈烯基化合物的液晶成份A或同時選擇具有烷基和鏈烯基的化合物的液晶成份A，對于STN-LCD陡性和應答性或其溫度特性是優(yōu)選的。另外，同時選擇具有極性基為3,5-二氟-4-氰基苯基化合物和具有3-氟-4-氰基苯基化合物的液晶成份A，能在改良相溶性問題的同時降低驅(qū)動電壓，所以是優(yōu)選的。從這種觀點出發(fā)，優(yōu)選液晶成份A由具有滿足至少下列條件之一的A1-A6組的構成。
(ⅰ)前述液晶成份A含有1種或2種以上選自通式(Ⅰ-11)、(Ⅰ-12)、(Ⅰ-14)、(Ⅰ-15)、(Ⅰ-17)、(Ⅰ-18)表示的化合物，在液晶成分A中該化合物的含量為5-100重量％。此構成能得到在前述(Ⅰ-ⅱ)-(Ⅰ-ⅳ)小組中所說明的效果。
(ⅱ)前述液晶成份A含有1種-10種由A5組表示的化合物，含有1種-10種由A4組和/或A6組表示的化合物，在前述液晶成份A中的兩類化合物的含量為5-100重量％。
(ⅲ)前述液晶成份A含有1種-10種由A6組表示的化合物，含有1種-10種由A4組和/或A5組表示的化合物，在前述液晶成份A中的兩類化合物含量為5-100重量％。
上述構成著眼于極性基團，使具有3,5-二氟-4-氰基苯基的組與具有3-氟-4-氰基苯基的組和/或具有4-氰基苯基的組組合，同時也著眼于側鏈基，把具有鏈烯基的組作為主成份。此構成就能得到在前述(Ⅰ-ⅱ)-(Ⅰ-ⅳ)小組中說明的效果。
(ⅳ)前述液晶成份A包含1種-10種由側鏈基具有鏈烯基的A4-A6組表示的化合物，含有1種-10種由側鏈基具有烷基的A1-A3組表示的化合物，在前述液晶成份A中的兩類化合物含量為5-100重量％。
(ⅴ)前述液晶成份A，包含1種-10種由具有3,5-二氟-4-氰基苯的A3組和/或A6組表示的化合物，包含1種-10種由具有3-氟-4-氰基苯基A2組和/或A5組表示的化合物，該所選擇的化合物中的至少一種屬于A5組或A6組，在前述液晶成份A中的兩類化合物的含量為5-100重量％。
(ⅵ)前述液晶成份A，含1種-10種由具有3,5-二氟-4-氰基苯基的A3組和/或A6組表示的化合物，包含1種-10種由具有4-氰基苯基的A1組和/或A4組表示的化合物，該所選擇的化合物中的至少一種屬于A4組或A6組，在前述液晶成份A中的兩類化合物的含量為5-100重量％。
上述構成，在著眼于極性基，使具有3,5-二氟-4-氰基苯基的組與具有3-氟-4-氰基苯基的組和/或具有4-氰基苯基的組組合的同時，著眼于側鏈基，并使用具有鏈烯基的組和具有烷基的組。這種構成能得到在前述(Ⅰ-ⅰ)-(Ⅰ-ⅳ)小組中說明的效果。
(ⅶ)前述液晶成份A，包含1種-10種由具有3,5-二氟-4-氰基苯基的A3組和/或A6組表示的化合物，包含1種-10種由具有3-氟-4-氰基苯基的A2組和/或A5組表示的化合物，包含1種-10種由具有4-氰基苯基的A1組和/或A4組表示的化合物，在前述液晶成份A中的這些化合物的含量為5-100重量％。
上述構成著眼于極性基，將具有3,5-二氟-4-氰基苯基的組與具有3-氟-4-氰基苯基的組與具有4-氰基苯基的組組合同時并用。這種構成主要能得到在前述(Ⅰ-ⅳ)小組中說明的效果。
本發(fā)明中的液晶成份A可含有1種以上從A1-A6組中任選的化合物，即使含有1種，就能得到上述效果。根據(jù)所需的目的，優(yōu)選用上述(ⅰ)-(ⅷ)所示的化合物構成。含這種液晶成份A的本發(fā)明液晶組合物，由于相溶性的改善，低溫保存性的提高，能擴大液晶顯示特性的動作溫度范圍，能改善驅(qū)動電壓的降低及其溫度變化，相對于規(guī)定的驅(qū)動電壓，能完成或改善比較快的應答性。將其用作構成材料作成TN-LCD、STN-LCD等液晶顯示裝置，對于更加改善了的電光學特性，特別使在低溫時的溫度依賴性更為理想。
本發(fā)明中液晶組合物，除加入上述液晶成份A以外，還包含1種或2種以上介電常數(shù)各向異性為+2以上的化合物的液晶成分B。在本發(fā)明中所述的具有大于2的介電介各向異性的液晶化合物，具有以下意義。液晶化合物的化學結構呈棒狀，其中央部分具有1至4個六元環(huán)的核構造，位于中央部分長軸方向兩端處的六元環(huán)在相當于液晶分子長軸方向位置處具有被取代的末端基，存在于兩端的末端基至少一個是極性基，即例如，-F、-Cl、-NO2、-CF3、-OCF3、-OCHF2、-CN、-OCN、-NCS等的化合物。由此，能使液晶層的光學各向異性達到規(guī)定的值，能用電驅(qū)動、能使動作溫度范圍擴大。
作為液晶成B，介電常數(shù)各向異性為+2以上的化合物，能至少使用1種以上，3-15種范圍是優(yōu)選的。優(yōu)選適當選擇包含介電常數(shù)為+2-+8的化合物、+8-+13化合物、+14-+18化合物、+18以上的化合物，就能得到規(guī)定的驅(qū)動電壓和應答特性。此時，+2-+13的介電常數(shù)各向異性化合物至多在10種以下范圍內(nèi)混合是優(yōu)選的，+14-+18的化合物至多在8種以下范圍內(nèi)混合，+18以上的化合物至多在10種以下范圍內(nèi)混合。按上述使用液晶成份B，賦予顯示特性的溫度特性更好的效果。更具體地說，和驅(qū)動電壓，陡性有關的對照比、應答性等溫度依賴性更好。
從這種觀點出發(fā)，在用通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)表示的化合物中，更好的基本構造形態(tài)是以下列通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-4g)表示的化合物
另外，側鏈基、R21-R24的式(Ⅱ-51)-(Ⅱ-54)的更好形態(tài)是以下列通式(Ⅱ-5a)-(Ⅱ5bc)表示的化合物。
(Ⅱ-51)R21- (Ⅱ-52)R22- (Ⅱ-53)R23- (Ⅱ-54)-R24-(Ⅱ-5a)C2H5- (Ⅱ-5g)C2H5O- (Ⅱ-5m)C2H5COO-(Ⅱ-5b)C3H7- (Ⅱ-5h)C3H7O- (Ⅱ-5n)C3H7COO-(Ⅱ-5c)C4H9- (Ⅱ-5i)C4H9O- (Ⅱ-5o)C4H9COO-(Ⅱ-5d)C5H11-(Ⅱ-5j)C5H11O- (Ⅱ-5p)C5H11COO-(Ⅱ-5e)C6H13-(Ⅱ-5k)C5H13O- (Ⅱ-q)C6H13COO-(Ⅱ-5f)C7H15-(Ⅱ-5i)C7H15O- (Ⅱ-5r)C7H15COO-(Ⅱ-5s)CH3OCH2- (Ⅱ-5x)C2H5OCH2- (Ⅱ-jac)C3H7OCH2-(Ⅱ-5t)CH3OC2H4-(Ⅱ-5y)C2H5OC2H4- (Ⅱ-5ad)C3H7OC2H4-(Ⅱ-5u)CH3OC3H6-(Ⅱ-5z)C2H5OC3H6- (Ⅱ-5ae)C3H7OC3H6-(Ⅱ-5v)CH3OC4H8-(Ⅱ-5aa)C2H5OC4H8- (Ⅱ-5af)C3H7OC4H8-(Ⅱ-5w)CH3OC5H10- (Ⅱ-5ab)C2H5OC5H10- (Ⅱ-5ag)C3H7OC5H10-(Ⅱ-5ah)CH2=CH-(Ⅱ-5ao)CH2=CHO-(Ⅱ-5ai)CH3CH=CH- (Ⅱ-5ap)CH3CH=CHO-(Ⅱ-5aj)C2H5CH=CH- (Ⅱ-5aq)C2H5CH=CHO-(Ⅱ-5ak)C3H7CH=CH- (Ⅱ-5ar)C3H7CH=CHO-(Ⅱ-5al)CH2=CHC2H4- (Ⅱ-5as)CH2=CHC2H4O-(Ⅱ-5am)CH3CH2=CHC2H4- (Ⅱ-5at)CH3CH2=CHC2H4O-(Ⅱ-5an)CH2=CHC2H5CH=CH-(Ⅱ-5au)CH2=CHC2H5CH=CHO-(Ⅱ-5av) CHF=CH- (Ⅱ-5az) CHF=CHC2H4-(Ⅱ-5aw) CH2=CF- (Ⅱ-5ba) CH2=CFC2H4-(Ⅱ-5ax) CF2=CH- (Ⅱ-5bb) CF2=CHC2H4-(Ⅱ-5ay) CHF=CF- (Ⅱ-5bc) CHF=CFC2H4-更進一步，具有極性基的1,4-亞苯基的部分結構式(Ⅱ-61)-(Ⅱ-64)的更好形態(tài)是用下列通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)表示的化合物。
以下所使用的化合物，是用蒸餾、柱法精制，重結晶等方法除去雜質(zhì)，使用經(jīng)充分精制的物質(zhì)。
更詳細地說，就是在把通用液晶組合物作為目的的時候，優(yōu)選使用以下化合物作為液晶成份B，使這種液晶成份B與液晶成份A組合，就能獲得本發(fā)明的效果。
在前述通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)中(Ⅱ-aⅰ)R21-R24為C2-5烯基的化合物；具體地說，為通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-4g)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5ah)-(Ⅱ-5bc)、極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-br)的化合物，更優(yōu)選為通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-1l)、(Ⅱ-2i)-(Ⅱ-2ae)的基本構造的化合物，就能使STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等獲得更加改善的電光學特性。
(Ⅱ-aⅱ)X21-X24為F、Cl、或-OCF3的化合物，更具體地說，是具有通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-4g)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6d)-(Ⅱ-6i)、(Ⅱ-6m)-(Ⅱ-6o)的化合物，更優(yōu)選具有通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-1l)、(Ⅱ-2f)-(Ⅱ-2q)、(Ⅱ-2u)-(Ⅱ-2w)、(Ⅱ-2ab)-(Ⅱ-4f)的基本結構，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6d)-(Ⅱ-6i)、(Ⅱ-6m)-(Ⅱ-6o)的化合物，在實際把這些化合物作為主要成份時，有源用的TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等的驅(qū)動電壓降低和高電壓保持率優(yōu)良；另外當實際并用X21-X24為F和CN的化合物作為主要成份的時候，TN-LCD、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等的驅(qū)動電壓、陡性和應答性或其溫度特性優(yōu)良。
在前述通式(Ⅱ-1)的化合物中，(Ⅱ-aⅲ)Z22表示-(CH2)2-或(CH2)4-的化合物，具體地說，具有通式(Ⅱ-1c)、(Ⅱ-1d)、(Ⅱ-1g)、(Ⅱ-1h)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)、極性基部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物。
(Ⅱ-aⅳ)k21表示1的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-1e)-(Ⅱ-1l)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物，這些適用于需要驅(qū)動電壓低，較小的雙折射性的用途。
在前述通式(Ⅱ-2)化合物中(Ⅱ-aⅴ)Y23、W24、W21、W22中的至少一個表示F的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-2a)、(Ⅱ-2c)、(Ⅱ-2f)、(Ⅱ-2i)、(Ⅱ-2l)、(Ⅱ-2o)、(Ⅱ-2r)、(Ⅱ-2u)、(Ⅱ-2x)、(Ⅱ-2y)、(Ⅱ-2ab)、(Ⅱ-2ac)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基部分結構為通式(Ⅱ-6b)、(Ⅱ-6c)、(Ⅱ-6e)、(Ⅱ-6f)、(Ⅱ-6h)、(Ⅱ-6i)、(Ⅱ-6k)、(Ⅱ-6l)、(Ⅱ-6n)、(Ⅱ-6o)、(Ⅱ-6q)、(Ⅱ-6r)的化合物或者通式為(Ⅱ-2b)、(Ⅱ-2d)、(Ⅱ-2e)、(Ⅱ-2g)、(Ⅱ-2h)、(Ⅱ-2j)、(Ⅱ-2k)、(Ⅱ-2m)、(Ⅱ-2n)、(Ⅱ-2p)、(Ⅱ-2q)、(Ⅱ-2s)、(Ⅱ-2t)、(Ⅱ-2v)、(Ⅱ-2w)、(Ⅱ-2z)、(Ⅱ-2aa)、(Ⅱ-2ad)、(Ⅱ-2ae)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物，適用于使驅(qū)動電壓降低的用途。
(Ⅱ-aⅵ)k22為1,Z24為-C≡C-的化合物，具體地說，具有通式(Ⅱ-2o)-(Ⅱ-2q)、(Ⅱ-2ab)-(Ⅱ-2ae)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物，適用于需要驅(qū)動電壓低、較大雙折射性的用途。
(Ⅱ-aⅶ)Z23為單鍵或-(CH2)2-,Z24為-COO-的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-2l)-(Ⅱ-2n)、(Ⅱ-2r)-(Ⅱ-2t)、(Ⅱ-2y)-(Ⅱ-2aa)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-a)-(Ⅱ-6r)的化合物，適用于驅(qū)動電壓低的用途。
在前述通式(Ⅱ-3)的化合物中(Ⅱ-aⅷ)Y25、Y26、W23-W26中的至少一種為F的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-3a)、(Ⅱ-3j)、(Ⅱ-3k)、(Ⅱ-3s)、(Ⅱ-3t)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6b)、(Ⅱ-6c)、(Ⅱ-6e)、(Ⅱ-6f)、(Ⅱ-6h)、(Ⅱ-6i)、(Ⅱ-6k)、(Ⅱ-6l)、(Ⅱ-6n)、(Ⅱ-6o)、(Ⅱ-6q)、(Ⅱ-6r)的化合物，或者具有通式(Ⅱ-3b)-(Ⅱ-3i)、(Ⅱ-3l)-(Ⅱ-3r)、(Ⅱ-3u)-(Ⅱ-3x)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物，適用于使驅(qū)動電壓降低的用途。
(Ⅱ-aⅸ)Z26為-C≡C-的化合物，具體地說，是具有通式(Ⅱ-3k)-(Ⅱ-3r)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物，適用于需要驅(qū)動電壓降低，較大雙折射率的用途。
(Ⅱ-aⅹ)Z25為單鍵或-C≡C-,Z26為-COO-的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-3j)、(Ⅱ-3y)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物。
(Ⅱ-aⅹⅰ)用前述通式(Ⅱ-4)表示的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-4a)-(Ⅱ-4g)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物。
在前述通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)的化合物中(Ⅱ-aⅹⅱ)環(huán)A21-A24為反式-1,4-亞環(huán)己基，此環(huán)中的氫原子被重氫原子取代的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-1l)、(Ⅱ-2i)-(Ⅱ-2ae)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物。
優(yōu)選包含1種或2種選自以這些(Ⅱ-aⅰ)-(Ⅱ-aⅹⅱ)小組表示的化合物的向列液晶組合物。
另外，在以適用于TN-LCD和STN-LCD液晶組合物為目的的情況時，液晶成份B優(yōu)選使用以下化合物，將這種液晶成份B與液晶成份A組合就能得到本發(fā)明的效果。
在前述通式(Ⅱ-1)中，R21是C2-5烷基或鏈烯基，(Ⅱ-bⅰ)k21為0,X21為-CN的化合物，具體地說具有通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-1d)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5d)、(Ⅱ-5ah)-(Ⅱ-5am)、(Ⅱ-5av)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物。
(Ⅱ-bⅱ)k21為1,X21為F或-CN,Y21、Y22為H或F的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-1e)-(Ⅱ-1l)的基本構造，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5d)、(Ⅱ-5ah)-(Ⅱ-5am)、(Ⅱ-5av)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6f)的化合物。
在前述通式(Ⅱ-2)中，R22為C2-5的烷基或鏈烯基，(Ⅱ-bⅲ)k22為0,X22為-CN,Y23、Y24、W21、W22為H或F的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-2a)-(Ⅱ-2h)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5d)、(Ⅱ-5ah)-(Ⅱ-5am)、(Ⅱ-5av)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6c)的化合物。
(Ⅱ-bⅳ)k22為1,Z23為單鍵，-(CH2)2-或-COO-,Z24為單鍵，-COO-或-C≡C-,X22為F或-CN,Y23、Y24、W21、W22為H或F的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-2i)-(Ⅱ-2ae)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5d)、(Ⅱ-5ah)-(Ⅱ-5am)、(Ⅱ-5av)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分構造為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6f)的化合物。
在前述通式(Ⅱ-3)中，R23為C2-5烷基或烯基，(Ⅱ-bⅴ)Z25和Z26中的一個為單鍵，另一個為單鍵、-COO-或-C≡C-的化合物，具體地說是具有(Ⅱ-3a)-(Ⅱ-3x)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5d)、(Ⅱ-5ah)-(Ⅱ-5am)、(Ⅱ-5av)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物。
(Ⅱ-bⅵ)Y25、Y26、W23-W26為H或F的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-3a)-(Ⅱ-3x)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5d)、(Ⅱ-5ah)-(Ⅱ-5am)、(Ⅱ-5av)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物。
(Ⅱ-bⅶ)在前述通式(Ⅱ-4)中，R24為C2-7烷基或烯基，k23+k24表示0的化合物，具體地具有通式(Ⅱ-4a)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5f)、(Ⅱ-5ah)-(Ⅱ-5am)、(Ⅱ-5av)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物。
(Ⅱ-bⅷ)在前述通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)的化合物中，環(huán)A21-A24為反式-1,4-亞環(huán)己基，此環(huán)中的氫原子被重氫原子取代的化合物，具體地說具有通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-1l)、(Ⅱ-2i)-(Ⅱ-2ae)的基本結構，側基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物。
優(yōu)選向列液晶組合物，包含1種或2種選自由這些(Ⅱ-6i)-(Ⅱ-bⅷ)小組表示的化合物，作為液晶成份的該化合物的含量為10-100重量％。
更進一步，在作為適用于有源用TFT-LCD、IPS、PDLC、PN-LCD等液晶組合物為目的的時候，液晶成份B優(yōu)選使用以下化合物，將這種液晶成份B與液晶成份A組合，就能得到本發(fā)明的效果。
(Ⅱ-cⅰ)在前述通式(Ⅱ-1)中，R21為C2-5烷基或烯基，k21為1,Z21或Z22中的一個是單鍵而另一個是單鍵、-COO-、-(CH2)2-或-(CH2)4,X21為F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H2,Y21、Y22中的1個或2個為F的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-1e)-(Ⅱ-1k)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5d)、(Ⅱ-5ah)-(Ⅱ-5am)、(Ⅱ-5ar)-(Ⅱ5bc)，極性基的部分構造為通式(Ⅱ-6d)-(Ⅱ-6r)的化合物。
(Ⅱ-cⅱ)在前述通式(Ⅱ-2)中，R22為C2-5烷基或烯基，k22為1,Z23為單鍵、-(CH2)2-或-COO-,Z24為單鍵、-COO-或-C≡C-,R22為F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H,Y23、Y24中的1個或2個是F,W21、W22為H或F表示的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-2i)-(Ⅱ-2ae)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5d)、(Ⅱ-5ah)-(Ⅱ-5am)、(Ⅱ-5av)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6d)-(Ⅱ-6r)的化合物。
(Ⅱ-cⅲ)在前述通式(Ⅱ-3)中，R23為C2-5烷基或烯基，Z25和Z26中的一個為單鍵，另一個為單鍵，-COO-或-C≡C-,X23為F,Y25、Y26中的一個或2個為F,W23-W28為H或有1個以上為F的化合物，具體地說具有通式(Ⅱ-3a)-(Ⅱ-3x)的基本結構，側基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5d)、(Ⅱ-5ah)-(Ⅱ-5am)、(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6e)、((Ⅱ-6f)的化合物。
(Ⅱ-cⅳ)在前述通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)的化合物中，環(huán)A21-A24為反式-1,4-亞環(huán)己基，此環(huán)中的氫原子被重氫原子取代的化合物，具體地說是具有通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-1l)、(Ⅱ-2i)-(Ⅱ-2ae)的基本結構；側基為(Ⅱ-5a)-(Ⅱ-5bc)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)-(Ⅱ-6r)的化合物。
優(yōu)選向列液晶組合物包含1種或2種以上選自以這些(Ⅱ-cⅰ)-(Ⅱ-cⅳ)小組表示的化合物，作為液晶成份B該化合物的含量為10-100重量％。
在用通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)表示的化合物中，特別優(yōu)選的形式是含以下化合物的液晶成份B。
(Ⅱ-ⅰ)R21-R24為C2-7烷基的化合物。R21、R22為CH2=CH-(CH2)p(p=0.2)的烯基化合物。具體地優(yōu)選具有通式(Ⅱ-1a)、(Ⅱ-1e)、(Ⅱ-2a)、(Ⅱ-2c)、(Ⅱ-2d)、(Ⅱ-2i)、(Ⅱ-2l)、(Ⅱ-2o)、(Ⅱ-3a)、(Ⅱ-3l)、(Ⅱ-4a)-(Ⅱ-4c)、(Ⅱ-4e)基本結構的化合物中具有這些基團，使液晶成份B中包含至少一種以上具有烷基和/或烯基的化合物，就能使粘度和彈性降低。
(Ⅱ-dⅱ)選擇X21-X24為F、Cl、-OCF3或-CN表示的化合物，優(yōu)選包含至少一種以上。
(Ⅱ-dⅲ)在重視高速應答的情況時，優(yōu)選在液晶成份B中多用R21-R24為F、-OCF3或-CN表示的通式(Ⅱ-1a)、((Ⅱ-1e)、(Ⅱ-2a)、(Ⅱ-2c)、(Ⅱ-2d)、(Ⅱ-2i)、(Ⅱ-2l)、(Ⅱ-2o)、(Ⅱ-3a)、(Ⅱ-3l)、(Ⅱ-4a)的化合物。
(Ⅱ-dⅳ)在需要更大雙折射率的情況時，優(yōu)選在液晶成份B中多用X22-X24為Cl,-OCF3,-CN表示的通式(Ⅱ-2a)-(Ⅱ-4d)化合物，和/或Z24-Z26為-C≡C-表示的通式(Ⅱ-2f)-(Ⅱ-2h)、(Ⅱ-2o)-(Ⅱ-2q)、(Ⅱ-2ab)-(Ⅱ-2ae)、(Ⅱ-3k)-(Ⅱ-3x)的化合物。
(Ⅱ-dⅴ)在需要更低驅(qū)動電壓的情況時，優(yōu)選在液晶成份B中多用X21-X24為F、Cl、-CN,Y21-U24必須為F的通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-4g)的化合物。
(Ⅱ-dⅵ)可以使用通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)中環(huán)己烷環(huán)中的氫原子被重氫原子取代的化合物，這種化合物在適于液晶組合物的彈性常數(shù)的調(diào)整和取向膜的預傾斜角的調(diào)整方面是有用的，所以優(yōu)選使包含至少一種被重氫原子取代的化合物。
(Ⅱ-dⅶ)通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)、(Ⅱ-4)中k21-k24為0的2環(huán)化合物與在通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)中k21、k22為1的化合物、在通式(Ⅱ-4)中k23+k24為1的化合物和/或通式(Ⅱ-3)的3環(huán)化合物在液晶成份B中的混合比可適當在從k0-100到100-0的范圍內(nèi)選擇。在需要更高向列相-各向向同性液體相轉移溫度的情況時，優(yōu)選多用通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)中k21、k22為1的化合物，通式(Ⅱ-3)的化合物和/或在通式(Ⅱ-4)中k23+k24為1的化合物。
含這些(Ⅱ-aⅰ)-(Ⅱ-dⅶ)化合物的液晶成份B，具有與必須成份液晶成份A良好混合的特征，特別是在適應驅(qū)動電壓目的的調(diào)制及其溫度依存性的改善或應答性的改善方面是有用的。特別地，通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-1g)、通式(Ⅱ-2a)-(Ⅱ-2q)、通式(Ⅱ-2u)-(Ⅱ-2x)，通式(Ⅱ-2ab)-(Ⅱ-2ae)，通式(Ⅱ-3a)-(Ⅱ-3d)，通式(Ⅱ-3l)-(Ⅱ-3r)，通式(Ⅱ-4a)-(Ⅱ-14e)的化合物都具有上述中的至少一種優(yōu)良的效果。基于本發(fā)明的向列液晶組合物的總量，即使含量為0.1-25重量％，或更少，也能得到這種效果。
即使在后面敘述的液晶成份C的含量非常小的時候，也能獲得上述液晶成份B的效果。為了特別地使驅(qū)動電壓降低的目的，可使液晶成份C的含量在10重量％以下。此時，使液晶成份C的粘性盡可能降低是優(yōu)選的，可使驅(qū)動電壓的上升幾乎不存在或限制于小范圍，能有效地改善應答速度。例如，在液晶成份C用量少的情況時，作為用液晶成份B達到這種效果的方法，優(yōu)選液晶成份B中的在通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)中X21-X24為F、Cl、-OCF3化合物或Y21-Y24為F的化合物或Z24、Z25為-COO-、-C≡C-化合物或k11為1的化合物中的任一種化合物。特別優(yōu)選在通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)中，X21-X24為F、Cl、-OCF3、-CN和成/或Y21-Y23為F的化合物。
本發(fā)明液晶組合物，除作為必須成份的液晶成份A以外，優(yōu)選使其包含至多85重量％由具有-10-2的介電常數(shù)各向異性化合物構成的液晶成份C。具有在本發(fā)明中所述的-10-2的介電常數(shù)各向異性液晶化合物中的優(yōu)選化合物如下所示。即，液晶化合物的化學構造呈棒狀，中央部分有具有1個至4個六元環(huán)的核構造，位于中央部分長軸方向兩端處的六元環(huán)，在相當于液晶分子長軸方向的位置具有被取代的末端基，存在于兩端的兩個末端基是非極性基，例如是烷基、烷氧基、烷氧烷基、烯基、烯氧基、烷酰氧基的化合物。液晶成份C在多于1種以上且少于20種以下范圍內(nèi)構成是優(yōu)選的，在多于2種以上且少于12種以下的范圍內(nèi)構成是更優(yōu)選的。
從這種觀點出發(fā)，在通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)表示的化合物中，更優(yōu)選基本結構的形式為在下面用通式(Ⅲ-1a)-(Ⅲ-4o)表示的化合物。本發(fā)明液晶成份C優(yōu)選含10-100重量％選自用通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)表示的化合物。包含這些化合物的液晶成份C，具有與含通式(Ⅰ-1)-(Ⅰ-3)化合物的液晶成份A良好混合的特征，對于改善在低溫時的向列相是有用的，還能調(diào)整所希望的雙折射性，改進TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等的陡性和應答性或其溫度特性。
側鏈基R31-R38的通式(Ⅲ-51)-(Ⅱ-58)的更好形態(tài)是用如下式((Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5bf)表示的化合物。(Ⅲ-51)R31- (Ⅲ-52)R32- (Ⅲ-53)R33-(Ⅲ-54)R34-(Ⅲ-55)R35- (Ⅲ-56)R36- (Ⅲ-57)R37-(Ⅲ-58)R38-(Ⅲ-5a) CH3-(Ⅲ-5h) CH3O- (Ⅲ-5o) CH3COO-(Ⅲ-5b) C2H5- (Ⅲ-5i) C2H5O-(Ⅲ-5p) C2H5COO-(Ⅲ-5c) C3H7- (Ⅲ-5j) C3H7O-(Ⅲ-5q) C3H7COO-(Ⅲ-5d) C4H9- (Ⅲ-5k) C4H9O-(Ⅲ-5r) C4H9COO-(Ⅲ-5e) C5H11- (Ⅲ-5l) C5H11O-(Ⅲ-5s) C5H11COO-(Ⅲ-5f) C6H13- (Ⅲ-5m) C5H13O-(Ⅲ-5t) C5H13COO-(Ⅲ-5g) C7H15- (Ⅲ-5n) C7H15O-(Ⅲ-5u) C7H15COO-(Ⅲ-5v) CH3OCH2- (Ⅲ-5aa) C2H5OCH2-(Ⅲ-5af) C3H7OCH2-(Ⅲ-5w) CH3OC2H4- (Ⅲ-5ab) C2H5OC2H4- (Ⅲ-5ag) C3H7OC2H4-(Ⅲ-5x) CH3OC3H6- (Ⅲ-5ac) C2H5OC3H6- (Ⅲ-5ah) C3H7OC3H6-(Ⅲ-5y) CH3OC4H8- (Ⅲ-5ad) C2H5OC4H8- (Ⅲ-5ai) C3H7OC4H8-(Ⅲ-52) CH3OC5H10-(Ⅲ-5ae) C2H5OC5H10- (Ⅲ-5aj) C3H7OC5H10-(Ⅲ-5ak) CH2=CH- (Ⅲ-5ar) CH2=CHO-(Ⅲ-5al) CH3CH=CH- (Ⅲ-5as) CH3CH=CHO-(Ⅲ-5am) C2H5CH=CH- (Ⅲ-5at) C2H5CH=CHO-(Ⅲ-5an) C3H7CH=CH- (Ⅲ-5au) C3H7CH=CHO-(Ⅲ-5ao) CH2=CHC2H4- (Ⅲ-5av) CH2=CHC2H4O-(Ⅲ-5ap) CH3CH2=CHC2H4-(Ⅲ-5aw) CH3CH2=CHC2H4O-(Ⅲ-5aq) CH2=CHC2H5CH=CH-(Ⅲ-5ax) CH2=CHC2H5CH=CHO-(Ⅲ-5ay) CHF=CH- (Ⅲ-5bc) CHF=CHC2H4-(Ⅲ-5az) CH2=CF- (Ⅲ-5bd) CH2=CFC2H4-(Ⅲ-5ba) CF2=CH- (Ⅲ-5be) CF2=CHC2H4-(Ⅲ-5bb) CHF=CF- (Ⅲ-5bf) CHF=CFC2H4-
在以下使用的各化合物，采用蒸餾、柱法精制、重結晶等方法除去雜質(zhì)，使用充分精制的物質(zhì)。
液晶成份C，可包含由前述通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)表示的化合物，也可以由前述通式(Ⅲ-1)表示的化合物，由前述通式(Ⅲ-2)表示的化合物，由前述通式(Ⅲ-4)表示的化合物、由前述通式(Ⅲ-3)表示的化合物構成，或者可以同時使用這些化合物。包含1種或2種以上選自由前述通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-3)表示的化合物中的任何化合物，作為液晶成份C而且該化合物含量為10-100重量％的向列液晶組合物是更優(yōu)選的。
更詳細地說，在以通用液晶組合物為目的的情況時，液晶成份C優(yōu)選使用以下化合物，將這樣的液晶成份C與液晶成份A，或在使用時與液晶成份B組合，就能得到本發(fā)明的效果。
在前述通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)中，(Ⅲ-aⅰ)R31-R34為C2-5烯基的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-1a)-(Ⅲ-4o)的基本結構，側鏈基R36-R38為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5bf)，側鏈基R31-R34為(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)、(Ⅲ-5ar)-(Ⅲ-5aw)、(Ⅲ-5ay)-(Ⅲ-5bf)的化合物。由于粘度和粘彈性的降低可使應答性提高及使向列相-各向同性液體相轉移溫度得到改良，所以就能使STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等的電光學特性更加改善。
(Ⅲ-aⅱ)R35-R38為C2-7直鏈狀烯基或烯氧基化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-1a)-Ⅲ-4o)的基本結構，側鏈基R31-R34為(Ⅲ-5a)-(Ⅱ-5bf)，側鏈烯R35-R38為(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ5bF)的化合物，由于粘度和粘彈性的降低，可使應答性提高，及使向列相-各向同性液體相轉移溫度得到改善，所以就能使STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等的電光學特性更加改善。
在前述通式(Ⅲ-1)的化合物中，(Ⅲ-aⅲ)k31為0,Z32為單鍵或-(CH2)2-的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-1a)、(Ⅲ-1c)的基本結構，側鏈基為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
(Ⅲ-aⅳ)由k31為1的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-1d)-(Ⅲ-1r)的基本結構，側鏈基為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
(Ⅲ-aⅴ)前述通式(Ⅲ-2)表示的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-2a)-(Ⅲ-2o)的基本結構，側鏈基為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
在前述通式(Ⅲ-3)的化合物中，
(Ⅲ-aⅵ)Y34、Y35、W34-W36中的至少一個為F和/或Y33為F或-CH3的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-3b)、(Ⅲ-3c)、(Ⅲ-3e)-(Ⅲ-3g)、(Ⅲ-3i)-(Ⅲ-3o)、(Ⅲ-3r)-(Ⅲ-3w)、(Ⅲ-3y)-(Ⅲ-3ab)、(Ⅲ-3ad)-(Ⅲ-3aj)、(Ⅲ-3al)-(Ⅲ-3as)、(Ⅲ-3au)-(Ⅲ-3bb)、(Ⅲ-3bk)-(Ⅲ-3bs)、(Ⅲ-3bu)、(Ⅲ-3bv)、(Ⅲ-3by)-(Ⅲ-3ch)、(Ⅲ-3ck)-(Ⅲ-3dc)的基本結構，側鏈基為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
(Ⅲ-aⅶ)k33為0,Z36為單鍵的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-3a)-(Ⅲ-3c)的基本結構，側鏈基為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
(Ⅲ-aⅷ)k33為1,Z35為單鍵、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N(O)=N-、-CH=CH-或-CF=CF-的化合物，具體地是具有例如通式(Ⅲ-3q)-(Ⅲ-3w)、(Ⅲ-3ac)-(Ⅲ-3bc)、(Ⅲ-3be)、(Ⅲ-3bg)、(Ⅲ-3bi)-(Ⅲ-3bs)、(Ⅲ-3bw)、(Ⅲ-3ci)-(Ⅲ-3dc)、(Ⅲ-3de)、(Ⅲ-3dh)的基本結構，側鏈基為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
(Ⅲ-aⅸ)Z36為-COO-或-C≡C-,Z36為-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N(O)=N-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-的化合物，具體地說是具有例如通式(Ⅲ-3bf)、(Ⅲ-3bh)、(Ⅲ-3df)、(Ⅲ-3ag)的基本結構，側鏈基為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
(Ⅲ-aⅹ)由前述通式(Ⅲ-4)表示的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-4a)-(Ⅲ-4o)的基本結構，側鏈基為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
(Ⅲ-aⅹⅰ)在前述通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)的化合物中，選自環(huán)A31-A35為反式-1,4-亞環(huán)己基，其環(huán)中氫原子被重氫原子取代的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-1a)-(Ⅲ-2o)、(Ⅲ-3q)-(Ⅲ-3bi)、(Ⅲ-4c)、(Ⅲ-4d)、(Ⅲ-4h)的基本結構，側鏈基為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
優(yōu)選包含1種或2種選自由上述(Ⅲ-aⅰ)-(Ⅲ-aⅹⅰ)小組表示的化合物的向列液晶組合物。
在由通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)表示的化合物中優(yōu)選形式為含有以下化合物的液晶成份C。
在前述通式(Ⅲ-1)中，R31為C1-5烷基或C2-5的烯基，R35為C1-5烷基，烷氧基、C2-5烯基、烯氧基，
(Ⅲ-bⅰ)k31為0,Z32為單鍵、-COO或-(CH2)2-的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-1a)-(Ⅲ-1c)的基本結構，側鏈基R31為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)的化合物，側鏈基R35為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5g)-(Ⅲ-5l)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)、(Ⅲ-5ar)-(Ⅲ-5aw)、(Ⅲ-5ay)-(Ⅲ-5by)的化合物；(Ⅲ-bⅱ)k31為1，環(huán)A31為反式-1,4-亞環(huán)己基，Z31和Z32中的一個為單鍵，另一個為單鍵，-COO-或-(CH2)2-的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-1d)、(Ⅲ-1g)-(Ⅲ-1j)的基本結構，側鏈基為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)的化合物，側鏈基R35為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5g)-(Ⅲ-5l)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)、(Ⅲ-5ar)-(Ⅲ-5aw)、(Ⅲ-5ay)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
在前述通式(Ⅲ-2)中，R32為C1-5烷基或C2-5烯基，R36為C1-5烷基、烷氧基、C2-5烯基、烯氧基，環(huán)A32為反式-1,4-亞環(huán)己基或反式1,4-亞環(huán)己烯基，(Ⅲ-bⅲ)k32為0,Z33為單鍵、-COO-或-(CH2)2-的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-2a)、(Ⅲ-2d)、(Ⅲ-2e)的基本結構，側鏈基R32為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ5ak)-(Ⅲ-5ap)的化合物，側烯基R36為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5g)-(Ⅲ-5l)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)、(Ⅲ-5ar)-(Ⅲ-5aw)、(Ⅲ-5ay)-(Ⅲ-5bf)的化合物；(Ⅲ-bⅳ)k32為1,Z33和Z34之一是單鍵表示的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-2f)-(Ⅲ-2i)的基本結構，側鏈R32為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)，側鏈R36是(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e),(Ⅲ-5g)-(Ⅲ-5l),(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap),(Ⅲ-5ar)-(Ⅲ-5aw),(Ⅲ-5ay)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
在前述通式(Ⅲ-3)中，R33為C1-5烷基或C2-5烯基，R37為C1-5烷基、烷氧基，C2-5烯基、烯氧基，(Ⅲ-bⅴ)k33為0,Z36為單鍵，-C≡C-或-CH=N-N=CH-的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-3a)-(Ⅲ-3c)、(Ⅲ-3h)-(Ⅲ-3p)的基本結構，側鏈基R33為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)的化合物，側鏈基R37為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5g)-(Ⅲ-5l)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅱ-5ap)、(Ⅲ-5ar)-(Ⅲ-5aw)、(Ⅲ-5ay)-(Ⅲ-5bf)的化合物；(Ⅲ-bⅵ)k33為1,Z35為單鍵，-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-,Z36為單鍵、-COO-或-C≡C-的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-3q)-(Ⅲ-3bb)、(Ⅲ-3bd)-(Ⅲ-3bg)、(Ⅲ-3bj)-(Ⅲ-3ch)、(Ⅲ-3cj)-(Ⅲ-3di)的基本結構、側鏈基R33為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)的化合物、側鏈基R37為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5g)-(Ⅲ-5l)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)、(Ⅲ-5ar)-(Ⅲ-5aw)、(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5bf)的化合物；(Ⅲ-bⅶ)由Z35和Z36中的一個為單鍵，另一個為單鍵或-C≡C-,W34,W35中的至少1個為F的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-3r)、(Ⅲ-3t)、(Ⅲ-3au)、(Ⅲ-3aw)、(Ⅲ-3ay)、(Ⅲ-3bk)、(Ⅲ-3bn)、(Ⅲ-3bo)、(Ⅲ-3bz)、(Ⅲ-3cb)、(Ⅲ-3ce)、(Ⅲ-3cf)、(Ⅲ-3cu)、(Ⅲ-3cx)、(Ⅲ-3cz)的基本結構、側鏈基R33為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)的化合物、側鏈基R37為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5g)-(Ⅲ-5l)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)、(Ⅲ-ar)-(Ⅲ-5aw)、(Ⅲ-5ay)-(Ⅲ-5bf)的化合物；(Ⅲ-bⅷ)Y35、Y36中任一個被F、CH3取代的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-3c)、(Ⅲ-3f)、(Ⅲ-3g)、(Ⅲ-3j)、(Ⅲ-3l)-(Ⅲ-3o)、(Ⅲ-3s)、(Ⅲ-3u)-(Ⅲ-3w)、(Ⅲ-3z)、(Ⅲ-3ab)、(Ⅲ-3ae)、(Ⅲ-3ag)、(Ⅲ-3ai)、(Ⅲ-3aj)、(Ⅲ-3am)、(Ⅲ-3ao)、(Ⅲ-3aq)-(Ⅲ-3as)、(Ⅲ-3av)、(Ⅲ-3ax)、(Ⅲ-3az)-(Ⅲ-3bb)、(Ⅲ-3bl)、(Ⅲ-3bm)、(Ⅲ-3bp)-((Ⅲ-3bs)、(Ⅲ-3bv)、(Ⅲ-3ca)、(Ⅲ-3cc)、(Ⅲ-3cd)、(Ⅲ-3cg)、(Ⅲ-3ch)、(Ⅲ-3cm)-((Ⅲ-3cs)、(Ⅲ-3cv)-(Ⅲ-3cx)、(Ⅲ-3d)-(Ⅲ-3dc)的基本結構，側鏈基R33為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)的化合物，側鏈基R37為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5g)-(Ⅲ-5l)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)、(Ⅲ-5ar)-(Ⅲ-5aw)、(Ⅲ-5ay)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
(Ⅲ-bⅸ)在前述通式(Ⅲ-4)中，R34為C1-5烷基或C2-5烯基，R38為C1-5烷基、烷氧基，C2-5烯基、烯氧基，K34+k35為0的化合物，具體地說是具有通式(Ⅲ-4a)、(Ⅲ-4b)的基本結構，側鏈基R34為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)的化合物，側鏈基R38為(Ⅲ-5a)-(Ⅲ-5e)、(Ⅲ-5g)-(Ⅲ-5l)、(Ⅲ-5ak)-(Ⅲ-5ap)、(Ⅲ-5ar)-(Ⅲ-5aw)、(Ⅲ-5ay)-(Ⅲ-5bf)的化合物。
優(yōu)選包含1種或2種以上選自由這些(Ⅲ-bⅰ)(Ⅲ-bⅸ)小組表示的化合物作為液晶成份C，該化合物含量為10-100重量％的向列液晶組合物。
在用通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)表示的化合物中，特別優(yōu)選形式是含以下化合物的液晶成份C。
作為液晶成份C，含通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)中的化合物，具有能使粘度和粘彈性降低，電阻率和電壓保持率比較高的特征。希望液晶成份C的粘度盡可能低。在本發(fā)明中，優(yōu)選45cp以下，較優(yōu)選30cp以下，更加優(yōu)選20cp以下，特別優(yōu)選15cp以下。從這種觀點出發(fā)，較優(yōu)選的化合物為(Ⅲ-cⅰ)基本結構為由通式(Ⅲ-1a)-(Ⅲ-1f)、(Ⅲ-1k)、(Ⅲ-2a)-(Ⅲ-2f)、(Ⅲ-3a)、(Ⅲ-3h)-(Ⅲ-3j))、(Ⅲ-3o)、(Ⅲ-3p)、(Ⅲ-3q)、(Ⅲ-3ac)、(Ⅲ-3at)-(Ⅲ-3ax)、(Ⅲ-3ba)、(Ⅲ-3bb)、(Ⅲ-3bf)、(Ⅲ-3bg)、(Ⅲ-3bx)-(Ⅲ-3cb)、(Ⅲ-3ct)-(Ⅲ-3cx)表示的化合物。
較優(yōu)選(Ⅲ-cⅱ)在上述(Ⅲ-cⅰ)中，R31-R34為C2-5直鏈烷基或CH2=CH-(CH2)q(q=0、2)的烯基，R35-R38為C1-5直鏈烷基或CH2=CH-(CH2)q(q=0、2)的烯基的化合物。
更優(yōu)選(Ⅲ-cⅲ)兩側鏈基都是烯基，基本結構由通式(Ⅲ-1a)、(Ⅲ-1d)、(Ⅲ-2a)、(Ⅲ-2f)、(Ⅲ-3a)、(Ⅲ-3h)、(Ⅲ-3p)、(Ⅲ-3q)表示的化合物。
本發(fā)明液晶成份C，也可各自單獨由通式(Ⅲ-1)、通式(Ⅲ-2)、通式(Ⅲ-3)、通式(Ⅲ-4)表示的化合物構成，也可由(Ⅲ-cⅳ)化合物和(Ⅲ-cⅴ)化合物一起使用，就能根據(jù)用途，容易使液晶組合物的雙折射率最適合。其中(Ⅲ-cⅳ)用通式(Ⅲ-1)和/或(Ⅲ-2)表示的化合物，特別地通式(Ⅲ-1a)、(Ⅲ-1d)、(Ⅲ-2a)-(Ⅲ-2c)、(Ⅲ-2f)的化合物；(Ⅲ-cⅴ)用通式(Ⅲ-3)和/或通式(Ⅲ-4)表示的化合物，特別地用Z35為單鍵、-C≡C-、-CH=N-N=CH-表示的化合物，具體地說是通式(Ⅲ-3a)、(Ⅲ-3h)、(Ⅲ-3p)、(Ⅲ-3q)、(Ⅲ-3at)、(Ⅲ-4a)、(Ⅲ-4h)中的化合物。通常，通過多用通式(Ⅲ-1)、通式(Ⅲ-2)中的化合物，例如通式(Ⅲ-1a)-(Ⅲ-2f)中的化合物，就能使雙折射率降低，容易達到液晶顯示裝置的顏色不均勻降低，視角特性提高，對比度增加。另外，通過多用通式(Ⅲ-3)中的化合物，例如通式(Ⅲ-3a)-(Ⅲ-3j)的化合物，或者多用通式(Ⅲ-4)中的化合物，例如通式(Ⅲ-4a)-(Ⅲ-4e)的化合物，能使雙折射率增大，就有可能制作液晶層為1-5μm的薄的液晶顯示元件。
含這些(Ⅲ-aⅰ)-(Ⅲ-cⅴ)化合物的液晶成份C具有與必須成分液晶成份A良好混合的特性，在相應于目的雙折射率的調(diào)制，陡性及其溫度依賴性的改善或應答性的改善方面是有用的。這些化合物具有這些效果中的至少一個優(yōu)良效果，并基于本發(fā)明中向列液晶組合物的總量，其含量為0.1-30重量％或更小，就能得到此效果。
與本發(fā)明有關的化合物，其構成原子可有意識地被其同位素原子取代。此時，其中的氫原子被重氫原子取代的化合物是特別優(yōu)選的，表現(xiàn)出對相溶性、彈性常數(shù)、預傾斜角(プレチルト角)、電壓保持率等更好的效果。優(yōu)選形態(tài)是在上述側鏈基、連結基或環(huán)內(nèi)存在的氫原子被重氫原子取代的化合物。更優(yōu)選，如果是側鏈基的話，是取代或未取代的烷基、烯基，如果是環(huán)的話，是取代或未取代的1,4-亞苯基、嘧啶-2,5-二基、反式-1,4-亞環(huán)己基、反式-1,4-亞環(huán)己烯基或反式-1,4-二噁烷-2,5-二基、如果是連接基的話，為-CH2O-、-OCR2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-。特別優(yōu)選烷基、烯基、1,4-亞苯基、反式-1,4-亞環(huán)己基、-(CH2)2-、-(CH2)4-。
現(xiàn)有用于TN-LCD、STN-LCD或TFT-LCD的取向膜，多使用聚酰亞胺類，例如LX1400,SE150,SE610,AL1051,AL3408等。對于取向膜的規(guī)格。與液晶顯示特性、顯示品質(zhì)、可靠性及生產(chǎn)性有密切相關，對于液晶材料，例如預傾斜角特性是重要的。為了獲得所希望的液晶顯示特性和均一的定向性，預傾斜角的大小，有必要適當調(diào)整。例如，在預傾斜角大時，易變成不穩(wěn)定的取向狀態(tài)，在預傾斜角小時，就不滿足充分顯示特性。
本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)預傾斜角可根據(jù)更大的液晶材料和更小的液晶材料進行選擇，并發(fā)現(xiàn)由于這種選擇就能使液晶材料達到所希望的液晶顯示和均勻的定向性。這種技術也能應用于本發(fā)明。例如，液晶成份B含通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)的時候就成為以下狀態(tài)使R21為烯基、X21為F,Cl、-CN,Y21,Y22為F的化合物和/或R21為烷基，X21為F、Cl、-CN,Z22為-C2H4-、-C4H8-的化合物含量多，就能得到更大的預傾斜角；使R21為烯基、C8H28+1-O-CtH2t,X21為F,Y21為F,Y22為H的化合物和/或Z22為-COO-的化合物含量多，就能得到更小的預傾斜角。具體地說在通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)、(Ⅱ-4)中的環(huán)A21-A24和在通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)中的環(huán)A31-A35為環(huán)己烷環(huán)，并且該環(huán)中的氫原子被重氫原子取代的場合，由于取代位置不同，就能大幅度調(diào)整預傾斜角。
在多使用其中的氫原子被重氫原子取代的化合物的時候，相對于雜質(zhì)的混入，就具有維持更高電壓保持率的特別效果，適合于有源用TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等的顯示特性和制造上的利用。這些效果包括考慮了在液晶化合物中發(fā)現(xiàn)的重水性質(zhì)，即反應平衡常數(shù)和速度常數(shù)的差異，低離子移動度、無機物和氧的低溶解性等性質(zhì)。使上述化合物含量相對于液晶組合物總量為10-40重量％或者更多，就能大體得到維持更高電壓保持率。
在本發(fā)明向列液晶組合物中，各液晶成份可以含量如下。液晶成份A,5-70重量％范圍，優(yōu)選5-60重量％范圍，更優(yōu)選5-50重量％范圍。液晶成份B,0-95重量％范圍，優(yōu)選3-80重量％范圍，更優(yōu)選5-60重量％范圍。液晶成份C，至多95重量％范圍，優(yōu)選3-70重量％范圍，更優(yōu)選5-70重量％范圍。通式(Ⅰ-1)-(Ⅰ-18)表示的化合物含量，優(yōu)選單獨使用一種時的用量小于10重量％，超過此用量時，優(yōu)選由2種以上化合物構成。用通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)表示的化合物，具體地說用通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-4g)表示的化合物含量，單獨使用一種時用量優(yōu)選小于30重量％，更優(yōu)選小于25重量％，超過此用量以上由二種以上化合物構成是優(yōu)選的，其相對于液晶成份B的用量為10-100重量％范圍，優(yōu)選50-100重量％范圍，更優(yōu)選75-100重量％范圍。用通式(Ⅲ-1a)-(Ⅲ-4o)表示的化合物，具體地說用通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)表示的化合物含量，單獨使用一種時用量優(yōu)選30重量％以下，更優(yōu)選25重量％以下，超過此用量以上由二種以上化合物構成是優(yōu)選的，其相對于液晶成份C的含量為10-100重量％范圍，優(yōu)選50-100重量％，更優(yōu)選75-100重量％。
本發(fā)明的液晶組合物，除包含用上述通式(Ⅰ-1)-(Ⅲ-4)表示的化合物以外，為了改善液晶組合物的特性，也可包含通常人們所認識的作為向列液晶，蝶狀液晶、膽甾醇型液晶等的液晶化合物。例如，具有四個六元環(huán)的核結構的化合物，可包含1種或2種以上該化合物的液晶相-各向同性液體相轉移溫度為100℃以上的化合物。然而，大量使用這些化合物降低了向列液晶組合物的特性，所以根據(jù)所得到的向列液晶組合物要求的特性，限制了其添加量。
結晶相或蝶狀液晶-向列液晶相轉移溫度優(yōu)選-10℃以下，更優(yōu)選-20℃以下，特別優(yōu)選-30℃以下。向列相-各向同性液體相轉移溫度在50℃以上，優(yōu)選70℃以上，更優(yōu)選80℃-150℃范圍。本發(fā)明液晶組合物的介電常數(shù)各向異性可以在3以上，優(yōu)選4-40范圍，在重視高速應答性情況時為4-16范圍，在需要更低驅(qū)動電壓情況時優(yōu)選為17-30范圍。更小或中等程度的雙折射率優(yōu)選0.08-0.195范圍，更優(yōu)選0.10-0.18范圍。這種向列液晶組合物的特點因為用于扭曲向列或超扭曲向列液晶顯示裝置，所以是有用的。
本發(fā)明液晶組合物，在把相應于驅(qū)動電壓的大小更快的應答性作為目的情況下，可按如下執(zhí)行。在把中等驅(qū)動電壓作為目的的時候，優(yōu)選本發(fā)明液晶組合物的介電常數(shù)各向異性在3-15范圍內(nèi)，在20℃時粘度在8-20c.p.范圍內(nèi)。此時，液晶成份C本身的粘度優(yōu)選25c.p.以下，更優(yōu)選15c.p.以下，特別優(yōu)選10c.p.以下。特別地在把低驅(qū)動電壓作為目的的時候，本發(fā)明液晶組合物的介電常數(shù)各向異性優(yōu)選在15-30范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在18-28范圍內(nèi)。
上述向列液晶組合物，是對高速應答性的TN-LCD和STN-LCD有用的，另外即使不用彩色濾波器，對于能以液晶層和相位差板的雙折射性彩色顯示的液晶顯示元件也是有用的，可用于透過型或反射型液晶顯示元件。這種液晶顯示元件有透明性電極層，至少一面具有透明基板，在此基板間使前述向列液晶組合物中的分子扭曲取向，根據(jù)目的可在30-360°范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選可在90-270°范圍內(nèi)選擇，特別優(yōu)選在45°-135℃范圍內(nèi)或在180-260℃范圍內(nèi)選擇。為此，本發(fā)明液晶組合物可包含具有感應螺族螺距為0.5-1000μm的光學活性基化合物。作為這種化合物，有膽甾醇衍生物，手征性(カイラル)向列、強介電性液晶等，更具體地優(yōu)選使用膽甾基壬酯(コレステリルノナネ-ト)、C-15、CB-15、S-811等。另外隨著溫度的升高，可以知道感應螺旋螺距變長和變短，所以可以單獨使用以上1種或2種，也可組合使用1種或2種以上?；旌狭績?yōu)選0.001重量％-10重量％范圍，更優(yōu)選0.05重量％-3重量％范圍，更加優(yōu)選0.1重量-3重量％。但是這些量根據(jù)上述扭角θ與基板間的厚度d來確定，當然就決定了所定感應螺旋螺距。
由設置在透明性電極基板內(nèi)的取向膜所得的預傾斜角，優(yōu)選在1°-20°范圍內(nèi)選擇。扭角為30°-100°時，優(yōu)選1° -4°的預傾斜角，扭角為100°-180°時，優(yōu)選2°-6°的預傾斜角；扭角為180°-260°時，優(yōu)選3°-12°的預傾斜角；扭角為260°-360°時，優(yōu)選6°-20°的預傾斜角。
本發(fā)明提供用通式(Ⅰ)表示的苯甲酸苯基酯衍生物及作為其制造中間體有用的通式(Ⅱ)表示的2-氟-4-(3-鏈烯基)苯甲酸。R表示氫原子或C1-7直鏈烷基，優(yōu)選氫原子或甲基。另外，在R表示烷基時優(yōu)選雙鍵異構體為反式構型。X、Y和Z各自獨立表示氟原子或氫原子，為使介電常數(shù)各向異性增大以便提高其極限值電壓降低效果，優(yōu)選X、Y、Z中的1個以上代表氟原子，更優(yōu)選至少2個表示氟原子。另外，當X、Y和Z同時代表氟原子時，因為溶解性和液晶性稍微降低，所以優(yōu)選至少一個為氫原子。從而，當Z表示氟原子時，X為氟原子且Y為氫原子是最優(yōu)選的；當Z表示氫原子時，X和Y同時為氟原子是最優(yōu)選的。
以下敘述用與本發(fā)明有關的通式(Ⅰ)
表示的苯甲酸苯基酯衍生物制造方法的例子。即，用亞硫酰氯等氯化劑把用通式(Ⅱ)
(式中，R和Z的意思如前所述)表示的氟取代-4-(3-鏈烯基)苯甲酸轉變?yōu)橄鄳孽Ｂ?，然后再與用通式(Ⅳ)
(式中，X和Y的意思如前所述)表示的4-氰基苯酚或其氟取代物于吡啶等堿存在下反應，就能容易地得到通式(Ⅰ)表示的化合物?；蛘卟煌ㄟ^將(Ⅱ)轉變?yōu)橄鄳孽Ｂ?，?Ⅱ)和(Ⅳ)在二環(huán)己基碳化二亞胺(DCC)等縮合劑存在下直接反應，也能得到(Ⅰ)。
此時式(Ⅱ)的氟取代4-(3-鏈烯基)苯甲酸根據(jù)其中的Z，可按如下方法制造。
(a)Z代表氟原子的時候，1)使從3,5-二氟-1-溴代苯(Ⅴa)
調(diào)制的格利雅反應試劑或苯基鋰反應試劑與N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等甲?；瘎┓磻缓笥门饸浠c等還原劑處理，就能制得3,5-二氟苯甲醇(Ⅵa)。
或者可以用格利雅反應試劑或苯基鋰反應試劑和代替甲酰化劑的甲醛反應的方法，在一步中得到(Ⅵa)。再溴化此(Ⅵa)就制得3,5-二氟苯甲基溴(Ⅶa)
使式(Ⅶa)和通式(Ⅷa)
(式中，R的意思如前所示，W代表氯原子或溴原子)表示的格利雅反應試劑反應，就能制得由通式(Ⅸa)
(式中，R的意思如前所述。)表示的3,5-二氟-1-(3-鏈烯基)苯?；蛘叽?Ⅷa)，也可采用由通式(Ⅷb)
(式中，R的意思如前所述，W表示氯原子或溴原子。)表示的格利雅反應劑進行反應，隨后使三鍵在液態(tài)氨或低級胺中被轉移還原反應的方法，制得(Ⅸa)，在R表示烷基時，后一方法是優(yōu)選的。在用丁基鋰等烷基鋰使(Ⅸa)鋰化后，使與二氧化碳反應，就能得到在用通式(Ⅱ)表示的氟取代4-(3-鏈烯基)苯甲酸中，Z表示氟原子情況時的2,6-二氟-4-(3-烯基)苯甲酸(Ⅱa)。
(式中，R的意思如前所述)。2)或者使由(Ⅴa)調(diào)制的格利雅反應試劑或苯基鋰反應試劑與由通式(Ⅹ)
(式中，R的意思如前所述，G表示CN、COOR’或COCl)表示的不飽和羧酸衍生物反應，根據(jù)需要水解的方法，就可制得用通式(Ⅺa)
(式中，R的意思如前所示)表示的化合物。使此羰基還原，就可制得前述(Ⅸa)化合物。
(b)Z為氫原子的時候3)使從3-氟-1-溴苯(Ⅴb)
調(diào)制的格利雅反應試劑或苯基鋰反應試劑進行與(a)中的1)同樣的反應，就可得到如下式(Ⅸb)
(式中，R的意思如前所述)表示的化合物。乙?；?Ⅸb)化合物以后，用次氯酸鹽氧化，就可制得在用通式(Ⅱ)表示的氟取代-4-(3-鏈烯基)苯甲酸中，Z表示氫原子時的2-氟-4-(3-烯基)苯甲酸(Ⅱb)
(式中，R的意思如前所述)。
4)或者，也可使(Ⅸb)在路易斯酸存在下與乙二酰氯反應，從(Ⅱb)就可直接得到酰氯。
5)或者，代替3-氟-1-溴苯(Ⅴb)，使用含有被保護的羧基的化合物(Ⅴc)
(式中，P表示如4,4-二甲基-1,3-噁唑啉-2-基一類的羧基的保護基)，與前述的2)或3)相同，可得到由通式(Ⅻb)
(式中，R和P代表的意思如前所述)表示的化合物。再脫保護基，也可得到(Ⅱb)的苯甲酸衍生物。
這些(Ⅱ)的氟取代-4-(3-鏈烯基)苯甲酸和2,6-二氟-4-(3-鏈烯基)苯甲酸是新的化合物，除用于本發(fā)明中的(Ⅰ)化合物以外，作為各種液晶化合物的制造中間體是非常有用的化合物。本發(fā)明也提供這種(Ⅱ)化合物。
由上述制造方法制造的用通式(Ⅰ)表示的化合物的代表例示于表1中，[表1]表1通式(Ⅰ)化合物的相轉移溫度
(在表中，Cr代表結晶相，I代表各向同性液體相。相轉移溫度以“℃”表示)。
本發(fā)明化合物(Ⅰ)的結構特征在于，具有由3-鏈烯基代替烷基的側基。以前已公知許多具有鏈烯基作為側鏈的化合物，已報道過與相應側鏈為烷基的化合物相比具有各種特征，但是很少報道3-烯基直接鍵合在苯甲酸骨架的化合物。更進一步如通式(Ⅰ-6)那樣的強P型化合物，而且在苯甲酸主鏈上導入氟的例子是未知的。由于在本化合物中因其結構而賦予此特征，就有可能解決前述課題。
如在表1中所示的那樣，用通式(Ⅰ)表示的化合物本身在單獨情況下也不表示向列液晶性。然而，在添加到主液晶組合物中的情況的向列相上限溫度(TN-1)的下降程度，至少也與通式(Ⅰ-6)相同，即使與取代氟數(shù)量少的A組相比也不太大，而且熔點比較低，也具有優(yōu)良的與其他液晶組合物的相溶性，所以不擔心發(fā)生析出現(xiàn)象。因而，可以與其他液晶化合物相混的混合物狀態(tài)，特別是作為所謂的TN型和STN型電場效果型顯示元件的材料是十分合適的。
由此，作為能與用通式(Ⅰ)表示的化合物混合使用的向列液晶化合物的優(yōu)選代表例，可列舉如下苯甲酸苯基酯衍生物、環(huán)己烷羧酸苯基酯衍生物、環(huán)己烷羧酸聯(lián)苯-4-基衍生物、環(huán)己烷羰氧基苯甲酸苯基酯衍生物、環(huán)己基苯甲酸苯基酯衍生物、環(huán)己基苯甲酸環(huán)己基酯衍生物、聯(lián)苯衍生物、環(huán)己基苯衍生物、三聯(lián)苯衍生物，二環(huán)己烷衍生物、4-環(huán)己基聯(lián)苯基衍生物、4-苯基二環(huán)己烷衍生物、三環(huán)己烷衍生物、1,2-環(huán)己基乙烷衍生物、1,2-二苯基乙烷衍生物、1,2-二苯基乙炔衍生物、(2-環(huán)己基乙基)苯衍生物、4-苯乙基二環(huán)己烷衍生物、4-(2-環(huán)己基乙基)聯(lián)苯衍生物、1-(4-苯基)環(huán)己基-2-環(huán)己基乙烷衍生物、1-(4-環(huán)己基苯基)-2-苯基乙炔衍生物、苯基嘧啶衍生物、(4-聯(lián)苯基-4-基)嘧啶衍生物、苯基吡啶衍生物、(4-聯(lián)苯-4-基)吡啶衍生物等。
本發(fā)明液晶組合物由包含上述已詳細敘述過的液晶成份A、B、C得到。以下說明作為優(yōu)選例子的向列液晶組合物(1-01)～(1-16)，但本發(fā)明并不限于這些例子。這些例舉的組合物，例如，向列液晶組合物(1-01)-(1-05)、(1-11)-(1-16)可用于TN-LCD，向列液晶組合物(1-06)～(1-09)可用于STN-LCD，向列液晶組合物(1-16)可用于PDLC、PN-LCD。為達到所要求的目的和用途，在這些例子中所示的化合物(1-101)～(1-1610)中的一個或多個化合物、可以用通式(Ⅰ-1)～(Ⅲ-4)表示的化合物代替，更具體地說可以用具有通式(Ⅰ-1)～(Ⅰ-18)基本結構，側鏈基為(Ⅰ-a)～(Ⅰ-bc)化合物；具有通式(Ⅱ-1a)-(Ⅱ-48)的基本結構，側鏈基為(Ⅱ-5a)～(Ⅱ-5r)，極性基的部分結構為通式(Ⅱ-6a)～(Ⅱ-6r)化合物；具有通式(Ⅲ-1a)～(Ⅲ-4o)的基本結構，側鏈基為(Ⅲ-5a)～(Ⅲ-5bf)的化合物替換。下面表示作為優(yōu)選組成例的向列液晶組合物(1-01)～(1-16)。
向列液晶組合物(1-01)
向列液晶組合物(1-02)
向列液晶組合物(1-03)
向列液晶組合物(1-04)
向列液晶組合物(1-05)
向列液晶組合物(1-06)
向列液晶組合物(1-07)
向列液晶組合物(1-08)
向列液晶組合物(1-09)
向列液晶組合物(1-10)
上述向列液晶組合物(1-10)的特性值如下所示TN-1:88.6℃T→N:-70℃Δε:8.6Δn:0.168構成TN-LCD時的閾值電壓(Vth) : 2.01V(8μ)構成TN-LCD時的陡性(γ) : 1.15構成STN-LCD時的閾值電壓(Vth): 2.27V構成STN-LCD時的陡性(γ) : 1.028
向列液晶組合物(1-11)
上述向列液晶組合物(1-11)的特性值如下所示TN-1:70.1℃T→N:-70℃Δε:7.1Δn:0.084構成TN-LCD時的閾值電壓(Vth): 1.66V(8)構成TN-LCD時的陡性(γ) : 1.17
向列液晶組合物(1-13)
向列液晶組合物(1-14)
上述向列液晶組合物(1-14)的特性值如下所示TN-1:97.1℃T→N:-70℃Δε:7.6Δn:0.058構成TN-LCD時的閾值電壓(Vth): 1.78V(8μ)構成TN-LCD時的陡性(γ): 1.15
向列液晶組合物(1-15)
向列液晶組合物(1-16)
目前，液晶顯示裝置的價格競爭處于激烈的狀態(tài)。因此，在液晶材料方面，人們一直尋求如何能簡便地適應各種用途的顯示特性，即所謂由二種液晶材料形成的二瓶(ボトル)和由四種液晶材料形成的四瓶的系統(tǒng)化的液晶材料。其代表特性有閾值電壓、雙折射率、向列相-各向同性液體相轉移溫度。例如，如果其他特性相同、如果使用僅閾值電壓更高的液晶材料及由更低的液晶材料形成的二瓶系統(tǒng)的話，使用的驅(qū)動電子部件等就不受到制約，適當調(diào)合二種類型的液晶材料，就能變得更快更便宜。按上述觀點本發(fā)明是十分有用的，可以使用適當混合向列液晶組合物(1-01)～(1-16)和部分替換得到的組合物。這些使用方法當然都包含于后面所述的實施例中并可以實施。以下是本發(fā)明實施例，用以更進一步地說明本發(fā)明。但是本發(fā)明不受這些實施例的限制。
相轉移溫度的測定使用帶有溫度調(diào)節(jié)等級的偏光顯微鏡和差示掃描量熱計(DSC)。另外，化合物的結構可用核磁共振波譜(1H-NMR、13C-NMR、19F-NMR)、紅外光譜(IR)、質(zhì)譜(MS)等確認。
以下“％”表示“重量％”。
(實施例1)2,6-二氟-4-(3-丁烯基)苯甲酸的合成
(1-a)3,5-二氟苯甲醛的合成使28g鎂懸浮于60ml四氫呋喃(THF)中，以溶劑穩(wěn)定回流的速度滴入含200g 3,5-二氟-1-溴苯的800ml THF溶液。滴完后，再在室溫下攪拌1小時，滴入91g N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。然后再在室溫下攪拌1小時，加入1000ml 1％鹽酸，攪拌1小時。用1000ml醋酸乙酯萃取，用飽和食鹽水洗滌二次，用無水硫酸鈉干燥。蒸去溶劑，制得125克3,5-二氟苯甲醛。
(1-b)3,5-二氟苯甲醇的合成使20g硼氫化鈉懸浮于(部分溶解)80ml乙醇中，用冰冷卻，滴入含125g3,5-二氟苯甲醛的380ml乙醇溶液中。滴入后再攪拌1小時，蒸去溶劑，加400ml水。用700ml醋酸乙酯萃取，用水、飽和食鹽水依次洗滌，用無水硫酸鈉干燥。蒸出溶劑后，制得120g 3,5-二氟苯甲醇。
(1-c)3,5-二氟芐基溴的合成在120g 3,5-二氟苯甲醇中加入120ml 48％氫溴酸。在室溫下滴入120ml硫酸，滴入后再攪拌3小時。將反應溶液注入碎冰內(nèi)，用600ml己烷萃取，依次用水、飽和食鹽水洗滌，用無水硫酸鈉干燥。蒸去溶劑，制得176g3,5-二氟芐基溴。
(1-d)3,5-二氟-1-(3-丁烯基)苯的合成將176g 3,5-二氟芐基溴溶解于300ml THF中，在室溫下滴入450ml氯化烯丙基鎂的THF溶液(2摩爾/升)。再攪拌1小時，加入300ml水。用800ml己烷萃取，用飽和食鹽水洗二次，用無水硫酸鈉干燥。蒸去溶劑后，減壓蒸餾(79-82℃/20mmHg)制得104g 3,5-二氟-1-(3-丁烯基)苯。
(1-e)2,6-二氟-4-(3-丁烯基)苯甲酸的合成使50g 3,5-二氟-1-(3-丁烯基)苯溶解于200ml THF中，冷卻至-60℃。以保持-40℃以下的速度滴入正丁基鋰的己烷溶液(1.59摩爾/升)190ml，滴完后再攪拌1小時。在此溶液中，以內(nèi)溫保持-40℃以下的速度吹入二氧化碳氣體?？吹讲话l(fā)熱后，再攪拌1小時，再恢復到室溫。加入130ml 10％鹽酸，用400ml醋酸乙醋萃取，用飽和食鹽水洗滌二次，用無水硫酸鈉干燥。蒸去溶劑，制得62g 2,6-二氟-4-(3-丁烯基)苯甲酸。
(實施例2)2-氟-4-(3-戊烯基)苯甲酸的合成
(2-a)2-(4-甲?；?-氟)苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉的合成使2-(4-溴-2-氟)苯基-4,4-二甲基-1,3-二噁唑啉(此化合物是用亞硫酰氯使4-溴-2-氟苯甲酸成為酰氯，再使其與2-氨基-2-甲基-1-丙醇反應，再與亞硫酰氯反應而制得的)與THF中的鎂反應，調(diào)制成格利雅試劑。與(1-a)相同，使此物與DMF反應，制得2-(4-甲?；?-氟)苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉的白色結晶物。
(2-b)2-(4-羥甲基-2-氟)苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉的合成同樣用硼氫化鈉還原在(2-a)中得到的2-(4-甲酰基-2-氟)苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉，制得2-(4-羥甲基-2-氟)苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉的白色結晶物。
(2-c)2-(4-溴甲基2-氟)苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉的合成在THF和四溴甲烷的混合液中溶解在(2-b)中得到的2-(4-羥甲基-2-氟)苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉，加入三苯基膦，加熱回流一小時。冷卻后加入己烷進行攪拌，過濾除去析出的三苯基膦。蒸去溶劑后使從己烷重結晶，制得2-(4-溴甲基-2-氟)苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉的白色結晶。
(2-d)2-[4-(3-戊炔-1-基)-2-氟]苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉的合成在2-(4-溴甲基-2-氟)苯基-4,4-二甲基-1,3-唑啉的THF溶液內(nèi)，滴入由1-氯-2-丁炔調(diào)制的格利雅試劑。以下與(1-d)相同，制得2-(4-(3-戊炔-1-基)-2-氟)苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉的白色結晶物。
(2-e)2-[4-(反式-3-戊烯-1-基)-2-氟]苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉的合成將鋰溶解到冷卻到-40℃的液態(tài)氨中，再往其中滴入在(2-d)中得到的2-[4-(3-戊炔-1-基)-2-氟]苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉和叔丁醇的THF溶液。加入氯化銨以后，蒸餾出氨。在甲苯中溶解后，用水洗滌，蒸餾出溶劑，制得2-[反式-4-(3-戊烯-1-基)-2-氟]苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉的白色結晶物。
(2-f)2-氟-4-(反式-3-戊烯-1-基)苯甲酸的合成將在(2-e)中得到的2-[4-(反式-3-戊烯-1-基)-2-氟]苯基-4,4-二甲基-1,3-噁唑啉溶解于乙醇中，加入10％鹽酸，在室溫下攪拌四小時。蒸餾去除大部分乙醇以后，用甲苯萃取，使所得粗生成物從己烷中重結晶，制得2-氟-4-(反式-3-戊烯-1-基)苯甲酸的白色結晶。
(實施例3)2,6-二氟-4-(3-丁烯-1-基)苯甲酸3-氟-4-氰基苯基酯(Ⅰ)-1的合成
把15g在實施例1中得到的2,6-二氟-4-(3-丁烯-1-基)苯甲酸溶解于45ml二氯甲烷中，加入13g亞硫酰氯和0.1ml吡啶，加熱回流6小時。蒸餾掉溶劑，將所得的酰氯與10g 3-氟-4-氰基苯酚一起溶解在60ml二氯甲烷中，在室溫時滴入9g吡啶。滴入后攪拌1小時，加入60ml 10％鹽酸。分離有機層，依次用水，飽和碳酸氫鈉、水，飽和食鹽水洗滌，用無水硫酸鈉干燥。蒸餾除去溶劑，用硅膠柱層析法(甲苯)進行精制，再從己醇中重結晶，制得13g2,6-二氟-4-(3-丁烯-1-基)苯甲酸3-氟-4-氰基苯基酯。
用同樣方法得到以下化合物2,6-二氟-4-(3-丁烯-1-基)苯甲酸4-氰基苯基酯，2,6-二氟-4-(3-丁烯-1-基)苯甲酸3,5-二氟-4-氰基苯基酯，2,6-二氟-4-(反式-3-戊烯-1-基)苯甲酸4-氰基苯基酯，2,6-二氟-4-(反式-3-戊烯-1-基)苯甲酸3-氟-4-氰基苯基酯，2,6-二氟-4-(反式-3-戊烯-1-基)苯甲酸3,5-二氟-4-氰基苯基酯，2,6-二氟-4-反式-3-己烯-1-基)苯甲酸4-氰基苯基酯，2,6-二氟-4-(反式-3-己烯-1-基)苯甲酸3-氟-4-氰基苯基酯，2,6-二氟-4-(反式-3-己烯-1-基)苯甲酸3,5-二氟-4-氰基苯基酯。
(實施例4)2-氟-4-(反式-3-戊烯-1-基)苯甲酸3,5-二氟-4-氰基苯基酯(Ⅰ)-2的合成從在實施例2中得到的2-氟-4-(反式-3-戊烯-1-基)苯甲酸，用和實施例3相同的方法，制得2-氟-4-(反式-3-戊烯-1-基)苯甲酸3,5-二氟-4-氰基苯基酯(Ⅰ)-2。
同樣，制得以下化合物2-氟-4-(反式-3-戊烯-1-基)苯甲酸4-氰基苯基酯，2-氟-4-(反式-3-戊烯-1-基)苯甲酸3-氟-4-氰基苯基酯，2-氟-4-(3-丁烯-1-基)苯甲酸4-氰基苯基酯，2-氟-4-(3-丁烯-1-基)苯甲酸3-氟-4-氰基苯基酯，2-氟-4-(3-丁烯-1-基)苯甲酸3,5-二氟-4-氰基苯基酯，2-氟-4-(反式-3-己烯-1-基)苯甲酸4-氰基苯基酯，2-氟-4-(反式-3-己烯-1-基)苯甲酸3-氟-4-氰基苯基酯，2-氟-4-(反式-3-己烯-1-基)苯甲酸3,5-二氟-4-氰基苯基酯。
以下更詳細地敘述本發(fā)明的組合物，但這些實施例并不限制本發(fā)明。在以下的實施例的組合物中“％”表示“重量％”，-(CH2)2與-C2H4-及-(CH2)4-與-C4H8-是相同的。
實施例中，液晶組合物的物理特性和構成TN-LCD的液晶顯示裝置的顯示特性如下TN-1向列相-各向同性液體相轉移溫度(℃)T→N固體相或配向相-向列相轉移溫度(℃)Δε在20℃時的介電常數(shù)各向異性Δn在20℃時的雙折射率η在20℃時的粘度(c.p.)Vth構成TN-LCD時的在20℃的閾值電壓(V)γ在20℃時的陡性、飽和電壓(Vsat)與Vth的比τr=τd在20℃時，把從0V開始施加規(guī)定電壓時的立起(立ち上がり)時間作為τr，把施加規(guī)定電壓后無施加電壓時的立下(立ち下がリ)時間作為τd的時候，兩者變得相等的時間。
組合物化學穩(wěn)定性的試驗將2g液晶組合物放入安瓿管內(nèi)，真空脫氣后，進行氮氣置換處理，封閉安瓿管，在150℃下加熱1小時。測定此液晶組合物試驗前的電阻率、加熱促進試驗后的電阻率、試驗前的電壓保持率、加熱促進試驗后電壓保持率。
另外，可將在實施例中所示化合物中的1種或數(shù)種化合物根據(jù)所要達到的目的和用途，和通式(Ⅰ-1)～(Ⅲ-4)表示的化合物替換使用。以下例子表示此種情況時的具體化合物。液晶成分A通式(Ⅰ-10)的例子化合物(2-11)側鏈基(Ⅰ-ah)基本構造(Ⅰ-10)通式(Ⅰ-13)的例子化合物(2-12)側鏈基(Ⅰ-ah)基本構造(Ⅰ-13)通式(Ⅰ-16)的例子化合物(2-13)側鏈基(Ⅰ-ah)基本構造(Ⅰ-16)液晶成分B通式(Ⅱ-1)的例子化合物(2-21)側鏈基(Ⅱ-5a)基本構造(Ⅱ-1a)極性基(Ⅱ-6a)通式(Ⅱ-2)的例子化合物(2-22)側鏈基(Ⅱ-5a)基本構造(Ⅱ-2a)極性基(Ⅱ-6a)通式(Ⅱ-3)的例子化合物(2-23)側鏈基(Ⅱ-5a)基本構造(Ⅱ-3a)極性基(Ⅱ-6a)通式(Ⅱ-4)的例子化合物(2-24)側鏈基(Ⅱ-5a)基本構造(Ⅱ-4a)極性基(Ⅱ-6a)液晶成分C通式(Ⅲ-1)的例子化合物(2-31)側鏈基(Ⅲ-5b)基本構造(Ⅲ-1a)側鏈基(Ⅲ-5b)通式(Ⅲ-2)的例子化合物(2-32)側鏈基(Ⅲ-5b)基本構造(Ⅲ-2a)側鏈基(Ⅲ-5b)通式(Ⅲ-3)的例子化合物(2-33)側鏈基(Ⅲ-5b)基本構造(Ⅲ-3a)側鏈基(Ⅲ-5b)通式(Ⅲ-4)的例子化合物(2-34)側鏈基(Ⅲ-5b)基本構造(Ⅲ-4a)側鏈基(Ⅲ-5b)化合物的定義液晶成分A
液晶成分B
液晶成分C
(實施例5和比較例1)調(diào)制與本發(fā)明有關的通式(Ⅲ-1b)表示的化合物，形成的以下組成的主(host)液晶組合物(H)
調(diào)制“等量混合物”。此混合物相當于本發(fā)明中的液晶成份C。測定此組合物的各特性，結果如下。
TN-1:72.5℃T→N:+17.℃Δε:-1.3Δn:0.085Vth:-調(diào)制由90％的上述主液晶(H)和10％現(xiàn)用的下述化合物(A)
組成的液晶組合物(H-A)用作比較，測定此組合物的各特性，結果如下TN-1:65.5℃Δε:3.0
Δn:0.093Vth:2.38V然后，在(H)中加入同量(10％)在第1表中所示的本發(fā)明組合物(Ⅰ)-1，調(diào)制成液晶組合物(H-1)，測定此組合物的各特性，結果如下。
TN-1:62.0℃Δε:2.6Δn:0.088Vth:1.96V與本發(fā)明有關的(H-1)的TN-1為62.0℃，與組合物(H-A)相比變得稍低。雖然介電常數(shù)各向異性(Δε)變小10％以上，但是證實了閾值電壓(Vtb)也被降低0.4V以上。另一方面應答沒有變得遲緩。然后將此(H-1)放置在0℃，即使放置一周時間，也沒能觀察到結晶析出和相分離。再放置在-40℃，使結晶化，測定其熔點為4℃。
(比較例2)與前述實施例5和比較例1相同，將同量(10％)的現(xiàn)用的下述化合物(B)
加入到主液晶(H)中，調(diào)制成用于比較的液晶組合物(H-B)。測定該組合物的各種特性，結果如下TN-1:64.1℃Δε:3.4Δn:0.091Vth:2.30V(H-B)的TN-1為64.1℃，與(H-A)比稍低，與(H-1)相比變得稍高。閾值電壓即使與(H-A)相比，也只降低了一點，證實了遠遠不及(H-1)。
(比較例3)與前述相同，將同量(10％)現(xiàn)用過的下述化合物(C)
加入到主液晶(H)中，調(diào)制比較用的液晶組合物(H-C)。測定該組合物的各性能，結果如下。
TN-1:63.0℃Δε:3.5Δn:0.089Vth:2.15V(H-C)的TN-1為63.0℃，與(H-1)幾乎相同。(H-C)的介電常數(shù)各向異性非常大，因此該極限值電壓與(H-A)和(H-B)比較得到很大改進。然而，與(H-1)比較的話，雖然具有更大的介電常數(shù)各向異性，但是證實了其閾值電壓約高0.2V，在其降低效果方面是遠遠不及的。再將此(H-C)放置在℃，三天內(nèi)結晶化，測定其熔點，較高，為18℃。
從以上看出，本發(fā)明通式(Ⅰ)的化合物與過去用的強P型苯甲酸苯基酯衍生物相比較，具有優(yōu)良的閾值電壓降低的效果，而且其相溶性也很好。
(實施例6)下面在(H)中加入同量(10％)在第1表中所示的本發(fā)明化合物(Ⅰ)-2，調(diào)制成液晶組合物(H-2)。測定該組合物的各特性，結果如下，TN-1:66.0℃Δε:3.7Δn:0.091Vth:1.89V此(H-2)的TN-1為62.5℃，與(H-1)相比稍高?？梢娊殡姵?shù)各向異性(Δε)比(H-1)大，該閾值電壓(Vth)進一步被大大降低。將此(H-2)放置在0℃下，即使放置1周時間也沒能觀察到結晶的析出和相分離。
(實施例7和比較例4)
在主液晶(H)中，分別混合相當于在本發(fā)明中作為必須成份的液晶成份A的式(Ⅰ)-1化合物和與含有式(Ⅰ)-3化合物的本發(fā)明液晶組合物相比較用的式(D)、式(E)化合物，
調(diào)制成本發(fā)明以外的液晶組合物。就含式(Ⅰ)-1化合物的液晶組合物而言，分別調(diào)制成式(Ⅰ)-1化合物含量對于前述主液晶(H)為10重量％，15重量％、20重量％、25重量％和30重量％的五種液晶組合物。含式(D)的液晶組合物的情況也按照式(Ⅰ)-1的情況同樣調(diào)制液晶組合物。另外，就含有式(Ⅰ)-3化合物的液晶組合物而言，分別調(diào)制成式(Ⅰ)-3化合物的含量對前述主液晶(H)為10重量％、15重量％和20重量％的三種液晶組合物。含有式(E)液晶組合物的情況也按照式(Ⅰ)-3的情況同樣調(diào)制液晶組合物。
分別測定上述調(diào)制的液晶組合物在20℃時的粘度和門限值電壓，測定結果示于附
圖1中。
從第1圖所示的結果看出，在由液晶成份C形成的主液晶(H)中，加入相當于在本發(fā)明向列液晶組合物中作為必須成份A的式(Ⅰ)-1或(Ⅰ)-3的化合物所得到的本發(fā)明的向列液晶組合物，與含有比較化合物(D)或(E)的本發(fā)明以外的液晶組合物相比，確認對驅(qū)動電壓的大小具有更小的粘性。
由具有-10-2介電常數(shù)各向異性的二種以上化合物形成的液晶成份C的粘度越小，上述效果越易達到。液晶成份C本身的粘度優(yōu)選25c.p.以下，更優(yōu)選15c.p.以下，進一步優(yōu)選10c.p.以下，特別優(yōu)選8c.p.以下。特別是在把側鏈基具有烯基的通式(Ⅰ-10)～(Ⅰ-18)化合物作為液晶成份A使用的時候，作為液晶成份C的通式(Ⅲ-1a)～(Ⅲ-1d)、(Ⅲ-2a)、(Ⅲ-2f)、(Ⅲ-3a)、(Ⅲ-3h)化合物，特別優(yōu)選含有并使用小組(Ⅲ-aⅰ)～(Ⅲ-aⅴ)、(Ⅲ-bⅰ)～(Ⅲ-bⅲ)、(Ⅲ-cⅰ)～(Ⅲ-cⅲ)化合物作為具體化合物時，在粘性改性方面是優(yōu)選的。由于這樣使用，包含A4-A6組化合物的向列液晶組合物的粘性得到進一步的改善。
(實施例8)
向列液晶組合物(3-01)
調(diào)制由上述組成的向列組合物(3-01)，測定該組合物的各特性，結果如下。
TN-1:85.2℃T→N:-30.0℃Vth:1.61VΔε:7.2Δn:0.169η:20.0c.p.
試驗前的電阻率8.4×1012Ω·cm加熱促進試驗后的電阻率4.0×1012Ω·cm由于這種向列液晶組合物的加熱促進試驗后的電阻率高，所以可認為具有熱穩(wěn)定性。把此組合物作為構成材料制作扭曲向列和超扭曲向列的液晶顯示裝置的時候，可確認是不發(fā)生閃爍的優(yōu)良材料。
更進一步，在此向列液晶組合物中添加手性物質(zhì)“S-811”(默克制造)，調(diào)制成混合液晶。另一方面，在對置平面透明電極上，布置“サンエバ-610”(日產(chǎn)化學社制造)的有機膜，形成取向膜，制作扭角220度的STN-LCD顯示用的單元(セル)。將上述混合液晶注入這個單元中，構成液晶顯示裝置，測定顯示特性。結果，就得到了閾值電壓降低，高時分離特性優(yōu)良，畫面的閃爍和串線現(xiàn)象得到改善，具有快速應答性，具有所謂視差小視角特性的特別效果的STN-LCD顯示特性的液晶顯示裝置。
由于添加手性物質(zhì)，使混合液晶固有螺旋螺距P和顯示用池的厚度d成為Δn·d=0.85、d/P=0.53。
另外，構成單元厚d3.0μm的TN-LCD，測定其顯示特性時，閾值電壓1.39V，應答速度1.2msec。這樣可以得到表示TN-LCD顯示特性的液晶顯示裝置。
把本實施例向列液晶組合物的化合物(3-0103)改變成下述化合物側鏈基(Ⅰ-al)，基本結構(Ⅰ-16)，制作向列液晶組合物(3-01-01)。以下把這樣制作的向列液晶組合物記作為“組合物(3-01-01)=化合物(3-0103)→化合物側鏈基(Ⅰ-al)基本結構(Ⅰ-16)”。組合物(3-01-02)=合物(3-0103)→化合物側鏈基(Ⅰ-al)基本結構(Ⅰ-16)極性基組合物(3-01-03)=化合物(3-0103)→化合物側鏈基(Ⅰ-am)基本結構(Ⅰ-16)極性基組合物(3-01-04)=化合物(3-0103)→化合物側鏈基(Ⅰ-am)基本結構(Ⅰ-16)極性基組合物(3-01-05)=合物(3-0103)→化合物側鏈基(Ⅰ-al)基本結構(Ⅰ-17)極性基組合物(3-01-06)=化合物(3-0103)→化合物側鏈基(Ⅰ-am)基本結構(Ⅰ-18)極性基組合物(3-01-07)=化合物(3-0103)→化合物側鏈基(Ⅰ-am)基本結構(Ⅰ-19)極性基這些向列液晶組合物(3-01-01)-(3-01-07)的顯示特性與本實施例相同，能得到良好的結果。(實施例9)
向列液晶組合物(3-02)
調(diào)制上述組成的液晶組合物(3-02)。測定此組合物的各特性，結果如下。
TN-1:100.0℃T→N:-40.0℃Vth:1.80VΔε:6.9Δn:0.114η:12.3c.p.
試驗前的電阻率4.1×1013Ω·cm加熱促進試驗后的電阻率1.0×1013Ω·cm由于此向列液晶組合物的加熱促進試驗后的電阻率高，所以可認為具有熱穩(wěn)定性。把此組合物作為構成材料，制作扭曲向列和超扭曲向列液晶顯示裝置的時候，可確認是不發(fā)生閃爍的優(yōu)良材料。
用這樣制作的TN-LCD，測定其電光學特性在-10℃～60℃下的溫度依賴性的時候，測定值是1.7mv/℃，即得到優(yōu)良顯示特性的液晶顯示裝置。
(實施例10)
向列液晶組合物(3-03)
調(diào)制由上述[化76]組成的液晶組合物(3-03)，測定此組合物的各特性，結果如下。
TN-1:74.0℃T→N:-20.0℃Vth:1.32VΔε:10.8Δn:0.130η:13.9c.p.
更進一步，在此向列液晶組合物中添加手性物質(zhì)“S-811”(默克公司制造)，調(diào)制成混合液晶。另一方面，在對置平面透明電極上，布置“サンエバ-610”(日產(chǎn)化學社制造)的有機膜，形成取向膜，制作扭角220度的STN-LCD顯示用的單元。將上述混合液晶注入這個單元中，構成液晶顯示裝置，測定顯示特性。結果，就得到了閾值電壓低，高時分離特性優(yōu)良，畫面的閃爍和串線現(xiàn)象得到改善，具有快速應答性，具有所謂視差小視角特性的特別效果的STN-CD顯示特性的液晶顯示裝置。
另外由于添加手性物質(zhì)使混合液晶固有螺旋螺距P和顯示用單元的厚度d成為Δn·d=0.85、d/P=0.53。
(實施例11)
向列液晶組合物(3-04)
調(diào)制上述組成的向列液晶組合物(3-04)，測定該組合物的各特性，結果如下。
TN-1:82.1℃T→N:-30.0℃Vth:0.81VΔε:21.2Δn:0.107η:36.5c.p.
試驗前的電阻率8.0×1011Ω·cm加熱促進試驗后的電阻率3.2×1011Ω·cm由于這種向列液晶組合物的加熱促進試驗后的電阻率高，所以可認為具有熱穩(wěn)定性。把該組合物作為構成材料，制作扭曲向列和超扭曲向列的液晶顯示裝置，可確認是不發(fā)生閃爍的優(yōu)良材料。
使用此方法制作的TN-LCD，測定其電光學特性在-10℃～40℃時溫度依存性，測得值是1.0mv/℃，即得到優(yōu)良顯示特性的液晶顯示裝置，在低溫時的應答性也良好。
(實施例12)
向列液晶組合物(3-05)
調(diào)制上述組成的向列液晶組合物(3-05)。測定該組合物的各特性，結果如下。
TN-1:83.0℃T→N:-70.0℃Vth:1.32VΔε:10.0Δn:0.094η:19.1c.p.
試驗前的電阻率4.1×1012Ω·cm加熱促進試驗后的電阻率1.0×1012Ω·cm該向列液晶組合物由于加熱促進試驗后的電阻率高，所以可認為具有熱穩(wěn)定性。把該組合物作為構成材料，制作具有“サンエバ-610”取向膜的液晶顯示單元，具有高傾角。
(實施例13)
向列液晶組合物(3-08)
調(diào)制上述組成的液晶組合物(3-08)，測定該組合物的各特性，結果如下。
TN-1:91.7℃T→N:-50.0℃Vth:1.32VΔε:18.9Δn:0.145η:44.8c.p.
更進一步，在此向列液晶組合物中添加手性物質(zhì)“S-811”(メルク社制造)，調(diào)制成混合液晶。另一方面，在對置平面透明電極上，布置“サンエバ-610”(日產(chǎn)化學社制造)的有機膜，形成取向膜，制作扭角240度的STN-LCD顯示用的單元。將上述混合液晶注入單元中，構成液晶顯示裝置，測定顯示特性。結果，就得到了門限值電壓低，高時分離特性優(yōu)良，畫面的閃爍和串線現(xiàn)象得到改善，具有快速應答性，具有所謂視差小視角特性的特別效果的STN-LCD顯示特性的液晶顯示裝置。
另外由于添加手性物質(zhì)使混合液晶固有螺旋螺距P和顯示用盒的厚度d成為Δn·d=0.85、d/P=0.53。
扭角240度時的STN-LCD顯示特性Vth:0.98Vγ:1.027Δ(Vth)/Δ(T):1.3mV/℃以下，與實施例8相同制作下述向列液晶組合物。組合物(3-08-01)=化合物(3-0808)→化合物側鏈基(Ⅰ-al)基本構造(Ⅰ-16)極性基組合物(3-08-02)=化合物(3-0808)→化合物側鏈基(Ⅰ-am)基本構造(Ⅰ-16)極性基組合物(3-08-03)=化合物(3-0808)→化合物側鏈基(Ⅰ-an)基本構造(Ⅰ-16)極性基組合物(3-08-04)=化合物(3-0808)→化合物側鏈基(Ⅰ-al)基本構造(Ⅰ-17)極性基組合物(3-08-05)=化合物(3-0808)→化合物側鏈基(Ⅰ-am)基本構造(Ⅰ-17)極性基組合物(3-08-06)=化合物(3-0808)→化合物側鏈基(Ⅰ-an)基本構造(Ⅰ-17)極性基組合物(3-08-07)=化合物(3-0808)→化合物側鏈基(Ⅰ-d)基本構造(Ⅰ-7)極性基組合物(3-08-08)=化合物(3-0808)→化合物側鏈基(Ⅰ-al)基本構造(Ⅰ-15)極性基組合物(3-08-09)=化合物(3-0808)→化合物側鏈基(Ⅰ-am)基本構造(Ⅰ-15)極性基組合物(3-08-10)=化合物(3-0808)→化合物側鏈基(Ⅰ-an)基本構造(Ⅰ-15)極性基這些向列液晶組合物(3-08-01)～(3-08-10)的顯示特性與本實施例相同，能得到良好結果。其中，組合物(3-08-02)、組合物(3-08-05)、組合物(3-08-09)顯示更好的特性。
(實施例14)
向列液晶組合物(3-09)
調(diào)制上述組成的向列液晶組合物(3-09)。測定該組合物的各特性，結果如下。
TN-1:89.1℃T→N:-50.0℃Vth:1.12VΔε:16.7Δn:0.144η:32.1c.p.
更進一步，在此向列液晶組合物中添加手性物質(zhì)“S-811”(默克公司制造)，調(diào)制成混合液晶。另一方面，在對置平面透明電極上，布置“サンエバ-610”(日產(chǎn)化學社制造)的有機膜，形成取向膜，制作扭角240度的STN-LCD顯示用的單元。將上述混合液晶注入這個單元中，構成液晶顯示裝置，測定顯示特性。結果，就得到了閾值電壓低，高時分離特性優(yōu)良，畫面的閃爍和串線現(xiàn)象得到改善，具有快速應答性，具有所謂視差小視角特性的特別效果的STN-LCD顯示特性的液晶顯示裝置。
另外由于添加手性物質(zhì)使混合液晶固有螺旋螺距P和顯示用盒的厚度d成為Δn·d=0.85、d/P=0.53。
扭角240度時的STN-LCD顯示特性Vth:0.99Vγ:1.029Δ(Vth)/Δ(T):1.2mV/℃以下，與實施例8相同，制作下列向列液晶組合物。組合物(3-09-01)=化合物(3-0904)→化合物側鏈基(Ⅰ-al)基本構造(Ⅰ-16)極性基組合物(3-09-02)=化合物(3-0904)→化合物側鏈基(Ⅰ-am)基本構造(Ⅰ-16)極性基組合物(3-09-03)=化合物(3-0904)→化合物側鏈基(Ⅰ-an)基本構造(Ⅰ-16)極性基組合物(3-09-04)=化合物(3-0901)→化合物側鏈基(Ⅰ-al)基本構造(Ⅰ-10)極性基組合物(3-09-05)=化合物(3-0901)→化合物側鏈基(Ⅰ-am)基本構造(Ⅰ-10)極性基組合物(3-09-06)=化合物(3-0901)→化合物側鏈基(Ⅰ-an)基本構造(Ⅰ-10)極性基組合物(3-09-07)=化合物(3-0905)→化合物側鏈基(Ⅰ-al)基本構造(Ⅰ-17)極性基組合物(3-09-08)=化合物(3-0905)→化合物側鏈基(Ⅰ-am)基本構造(Ⅰ-17)極性基組合物(3-09-09)=化合物(3-0905)→化合物側鏈基(Ⅰ-an)基本構造(Ⅰ-17)極性基組合物(3-09-10)=化合物(3-905)→化合物側鏈基(Ⅰ-am)基本構造(Ⅰ-14)極性基這些向列液晶組合物(3-09-01)～(3-09-10)的顯示特性，與本實施例相同，能得到良好結果。其中，組合物(3-09-01)、組合物(3-09-02)、組合物(3-09-08)顯示其閾值電壓，溫度依賴性和頻率依賴性更好。
(實施例16)
向列液晶組合物(3-10)
調(diào)制上述組成的向列液晶組合物(3-10)，測定該組合物的各特性，結果如下。
TN-1:89.0℃T→N:-50.0℃Vth:1.13VΔε:16.9Δn:0.144η:33.6c.p.
更進一步，在此向列液晶組合物中添加手性物質(zhì)“S-811”(メルケ社制造)，調(diào)制成混合液晶。另一方面，在對置平面透明電極上，布置“サンエバ-610”(日產(chǎn)化學社制造)的有機膜，形成取向膜，制作扭角240度的STN-LCD顯示用的單元。將上述混合液晶注入這個單元中，構成液晶顯示裝置，測定顯示特性。結果，就得到了閾值電壓低，高時分離特性優(yōu)良，畫面的閃爍和串線現(xiàn)象得到改善，具有快速應答性，具有所謂視差小視角特性的特別效果的STN-LCD顯示特性的液晶顯示裝置。
另外由于添加手性物質(zhì)使混合液晶固有螺旋螺距P和顯示用盒的厚度d成為Δn·d=0.85、d/P=0.53。
扭角240度時的STN-LCD顯示特性Vth:1.13Vγ:1.031Δ(Vth)/Δ(T):1.3mV/℃(實施例17)本發(fā)明向列液晶組合物(1-16)進一步具有以下特征。測定向列液晶組合物的雙折射率的波長分散，光波波長400nm對光波波長為650nm的比為1.15以上。此液晶材料，由于隨著光波波長的不同呈現(xiàn)更大的相位差，所以不用彩色過濾層就可以進行彩色顯示，是對利用液晶與相位差板的雙折射性的新型反射型彩色液晶顯示方式有用的材料。
(實施例18)本發(fā)明向列液晶組合物，特別是(1-10)、(1-11)、(1-13)、(1-14)、(3-02)、(3-03)、(3-09)、(3-10)進一步具有以下特征。
把用這些液晶組合物的液晶構成因子S=(η×<a>3)-1{式中，η表示液晶組合物的粘度(單位c.p.),<a>表示液晶組合物的平均分子長(單位)}定義的緩和頻數(shù)看作ωd=2×1012×S-1.4031，與表示并驅(qū)動該液晶組合物有關的幀頻數(shù)和/或?qū)⒂秘摵蓴?shù)規(guī)定的，實際上附加于液晶層上的實行頻數(shù)作為F時，在驅(qū)動溫度范圍內(nèi)為1.0×102≥ωd/F≥5.0×10-1。由此，在對應于各種的時分割的頻數(shù)范圍內(nèi)驅(qū)動電壓不變動，或者由于時分割數(shù)(負荷數(shù))的增大，可使在低溫區(qū)域驅(qū)動電壓急劇增加的現(xiàn)象得以改善。可認為這樣的特征是由于液晶成份的構成造成的。因而，使用本發(fā)明的液晶組合物就能得到改善顯示特性的液晶顯示裝置。特別是在信息量多的TN-LCD、STN-LCD型液晶顯示裝置中能得到良好驅(qū)動特性和顯示特性。
本發(fā)明向列液晶組合物，即使加入量很少，在不損害其他特性的情況下，能提供完成發(fā)明目的的液晶材料。更詳細地說，本發(fā)明可以提供即使在低溫也具有能驅(qū)動的溫度范圍，以及對于驅(qū)動電壓的大小具有更快速的應答性，而且即使以更低的電壓也能驅(qū)動的向列液晶組合物。因而，由于使用本發(fā)明的液晶組合物，就能得到顯示畫面的閃爍、串線現(xiàn)象得到改善的液晶顯示裝置。另外，在雙折射率大的時候，能降低液晶層的厚度d并能改善應答特性，特別是在情報量多的TN-LCD、STN-LCD型液晶顯示裝置中，能得到良好驅(qū)動特性和顯示特性。圖1表示在實施例7和比較例4中測定的在20℃時的粘度(η)和閾值電壓(Vth)。
權利要求
1.一種用通式(Ⅰ)表示的化合物
式中R表示為氫原子或C1-7直鏈烷基，X、Y和Z各自獨自地表示氫原子或氟原子。
2.按照權利要求1所述的用通式(Ⅰ)表示的化合物，其特征在于R為氫原子或CH3。
3.按照權利要求1所述的化合物，其特征在于X為氟原子，Y為氫原子。
4.一種用通式(Ⅱ)表示的化合物
式中，R表示氫原子或C1-7直鏈烷基，Z表示氫原子或氟原子。
5.一種向列液晶組合物，其特征在于該組合物包含由選自A1-A6組中1、2或3個以上的組形成的液晶成份A，所述的組由通式(Ⅰ-1)-(Ⅰ-18)表示的化合物構成，上述液晶成份A由1～20種化合物形成；組合物中還含有0-95重量％由具有+2以上介電常數(shù)各向異性的化合物構成的液晶成份B，及含0-95重量％由具有-10以上，+2以下介電常數(shù)各向異性的化合物構成的液晶成份C，而且在所述向列液晶組合物中液晶成份B和液晶成份C的總量為30-90重量％，
上式中，R11各自獨立地表示C1-10烷基或烷氧基，R12各自獨立表示C2-10的鏈烯基或鏈烯氧基，所述烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基是未取代的或可以具有1個F、CH3或CF3取代基，以及/或在所述烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基中存在的1個或2個以上的CH2基可以各自獨立地被-O-、-CO-或-COO-取代，并且O原子不相互直接結合，構成這些化合物的原子也可被其同位素取代；液晶成份A的特征在于滿足以下(ⅰ)-(ⅷ)條件中的至少一個條件(ⅰ)上述液晶成份A包含選自由通式(Ⅰ-11)、(Ⅰ-12)、(Ⅰ-14)、(Ⅰ-15)、(Ⅰ-17)、(Ⅰ-18)表示的化合物中的1種或2種以上，在所述液晶成份A中該化合物的含量為5-100重量％；(ⅱ)上述液晶成份A包含1-10種由A5組表示的化合物，包含1-10種由A4組和/或A6組表示的化合物，在所述液晶成份A中兩類化合物的含量為5-100重量％；(ⅲ)上述液晶成份A包含1-10種由A6組表示的化合物，包含1-10種由A4組和/或A5組表示的化合物，在所述液晶成份A中兩類化合物的含量為5-100重量％；(ⅳ)上述液晶成份A包含1-10種由側鏈基有鏈烯基的A4-A6組所表示的化合物，包含1-10種由側鏈有烷基的A1-A3組所表示的化合物，在所述液晶成份A中兩類化合物的含量為5-100重量％；(ⅴ)上述液晶成份A包含1-10種由具有3,5-二氟代-4-氰基苯基的A3組和/或A6組所表示的化合物，包含1-10種由具有3-氟代4-氰基苯基的A2組和/或A5組表示的化合物，而且在這些所選擇的化合物中至少一種屬于A5組或A6組，在所述液晶成分A中兩類化合物的含量為5-100重量％；(ⅵ)上述液晶成份A包含1-10種由具有3,5-二氟代-4-氰基苯基的A3組和/或A6組表示的化合物，包含1-10種由具有4-氰基苯基的A1組和/或A4組表示的化合物，而且在這些所選擇的化合物中至少一種屬于A4組或A6組，在所述液晶成份A中兩類化合物的含量為5-100重量％；(ⅶ)上述液晶成份A包含1-10種由具有3,5-二氟代-4-氰基苯基的A3組和/或A6組表示的化合物，包含1-10種由具有3-氟-4-氰基苯基的A2組和/或A5組表示的化合物，包含1-10種由在其中具有4-氰基苯基的A1組和/或A4組表示的化合物，在所述液晶成份A中這些化合物的含量為5-100重量％；(ⅷ)上述液晶成份A含有1-10種由R12為CH2=CH-,CH2=CH-(CH2)2-、CH2=CH-(CH2)4-、CH3CH=CH-、CH3CH=CH-(CH2)2-或CH3CH=CH-(CH2)4表示的化合物。
6．一種按照權利要求5所述的向列液晶組合物，其特征在于所述液晶成份B是包含1-15種選自由通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)表示的化合物組中的化合物，
式中R21-R24各自獨立地表示C1-10的烷基或C2-10的鏈烯基，該烷基或鏈烯基是未取代的或可以具有1個F、CH3或CF3取代基，和/或存在于該烷基或鏈烯基中的1個或2個以上CH2基可以各自獨立地被-O-、-CO-或-COO-取代，并且氧原子不相互直接結合；X21-X24各自獨立地表示F、Cl、CF3、OCF3、OCF2H、NCS或CN；Y21-Y28各自獨立表示H、F、Cl或OCF3；W21-W28各自獨立地表示H、F或Cl、Z21-Z26各自獨立地表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-或-N(O)=N-；Z21、Z24-Z26還可以為-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-；環(huán)A21-A24各自獨立表示反式-1,4-亞環(huán)己基、反式-1,4-亞環(huán)己烯基或反式-1,3-二噁烷-2,5-二基；環(huán)A24還可以是1,4-亞苯基、2或3-氟-1,4-亞苯基、3,5-二氟-1,4-亞苯基，在為反式-1,4-亞環(huán)己基時，該環(huán)中的1個或2個以上氫原子可以被重氫原子取代；k21-k24各自獨立地代表0或1,k23+k24為0或1，而且構成上述通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)化合物中的原子可以被其同位素原子取代。
7．一種按照權利要求6中所述的向列液晶組合物，其特征在于所述液晶成分B含有1-15種選自下列的化合物在通式(Ⅱ-1)-(Ⅱ-4)中，R21-R24各自獨立為C2-5鏈烯基的化合物，X21-X24各自獨立地表示F、Cl或-OCF3的化合物；在上述通式(Ⅱ-1)中，Z22表示-(CH2)2或-(CH2)4-的化合物，k21為1的化合物；在上述通式(Ⅱ-2)中，Y23、Y24、W21、W22中的至少一種為F的化合物，k22為1,Z24為-C≡C-的化合物，Z23表示單鍵或-(CH2)2-,Z24為-COO-的化合物；在上述通式(Ⅱ-3)中，Y25、Y26、W23-W26中的至少一種為F的化合物，Z26為-C≡C-的化合物，Z25為單鍵或-C≡C-、Z26為-COO-的化合物；以上述通式(Ⅱ-4)表示的化合物；在上述通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)中，環(huán)A21-A23為反式-1,4-亞環(huán)己基，該環(huán)中的1個或2個以上氫原子被重氫原子取代的化合物。
8．一種按照權利要求6所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶成份B含有1-15種選自下列一組的化合物，該化合物含量是液晶成份B的10-100重量％在上述通式(Ⅱ-1)中，R21為C2-5烷基或鏈烯基，k21為0、X21為-CN的化合物；k21為1,X21為F或-CN,Y21、Y22各自獨立表示H或F的化合物；在上述通式(Ⅱ-2)中，R22表示C2-5烷基或鏈烯基、k22為0、X22為-CN,Y23、Y24、W21、W22各自獨立表示H或F的化合物；k22為1,Z23表示單鍵、-(CH2)2-或-COO-,Z24為單鍵、-COO-或-C=C-,X22表示F或-CN,Y23、Y24、W21、W22各自獨立地表示H或F的化合物；在上述通式(Ⅱ-3)中，R23表示C2-5烷基或鏈烯基，Z25和Z26中的一個為單鍵，另一個是單鍵、-COO-或-C≡C-的化合物，Y25、Y26、W23-W26各自獨立地表示H或F的化合物；在上述通式(Ⅱ-4)中，R24為C2-7的烷基或鏈烯基，k23+k24為0的化合物；在上述通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)中，環(huán)A21-A23為反式-1,4-亞環(huán)己基，該環(huán)中的1個或2個以上的氫原子被重氫原子取代的化合物。
9．一種按照權利要求6所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶成份B含有1-15種選自下列一組的化合物，該化合物含量占液晶成份B的10-100重量％在上述通式(Ⅱ-1)中，R21表示C2-5的烷基或鏈烯基，k21為1,Z21和Z22中的一個為單鍵，另一個為單鍵、-COO-、-(CH2)2-或-(CH2)4,X21為F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H,Y21、Y22中的一個或2個表示F的化合物；在上述通式(Ⅱ-2)中，R22表示C2-5的烷基或鏈烯基，k22為1,Z23為單鍵、-(CH2)2-或-COO-,Z24為單鍵、-COO-或-C≡C-,X22表示F、Cl、CF3、OCF2或OCF2H,Y23、Y24中的一個或2個為F,W21、W22各自獨立地為表示H或F的化合物；在上述通式(Ⅱ-3)中，R23為C2-5烷基或烯基，Z25和Z26中的一個為單鍵，另一個為單鍵、-COO-或-C≡C-,X23是F,Y25、Y26中的1個或2個為F,W23-W26是H或1個以上是表示F的化合物；在上述通式(Ⅱ-1)、(Ⅱ-2)中，環(huán)A21-A23為反式-1,4-亞環(huán)己基，該環(huán)中的1個或2個以上的氫原子被重氫原子取代的化合物。
10．一種按照權利要求5、6、7、8或9所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶成份C含有1-15種選自一組由通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)表示的化合物
式中，R31-R38各自獨立地表示C1-7烷基或烷氧基、或C2-7鏈烯基或鏈烯氧基，該烷基、烷氧基、鏈烯基或鏈烯氧基是未取代的或可以具有1個F、CH3或CF3取代基，以及/或存在于該烷基、烷氧基、烯基或烯氧基中的1個或2個以上的CH2基可各自獨立地被-O-、-CO-或-COO-取代，并且使氧原子相互不直接結合，Y31-Y36各自獨立地表示H或F,Y33、Y36也可以是-CH3,W31-W38各自獨立地表示H、F或Cl,Z31-Z36各自獨立地表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-或-N(O)=N-,Z31、Z34-Z36也可以是-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-，環(huán)A31-A35各自獨立地表示反式-1,4-亞環(huán)己基、反式-1,4-亞環(huán)己烯基或反式-1,3-二噁烷-2,5-二基，環(huán)A31、A33-A35也可以是1,4-亞苯基、2或3-氟代-1,4-亞苯基、2,3-二氟代-1,3-亞苯基、3,5-二氟代-1,4-亞苯基，在有反式-1,4-亞環(huán)己基的情況下，該環(huán)中的1個或2個以上的氫原子可被重氫原子取代；k31-k36各自獨立地表示0或1,k34+k35為0或1，另外，構成上述通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)中的化合物中的原子可被其同位素原子取代。
11．一種按照權利要求10所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶成份C含有1-15種選自由上述通式(Ⅲ-1)表示的化合物、由上述通式(Ⅲ-2)表示的化合物，或由上述通式(Ⅲ-3)表示的化合物，該化合物含量在液晶成份C中占10-100重量％。
12．一種按照權利要求10所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶C含有1-15種選自下列一組的化合物在前述通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)中，R31-R34各自獨立地表示C2-5烯基的化合物，R36-R38各自獨立地表示C2-7直鏈烯基或鏈烯氧基的化合物；在前述通式(Ⅲ-1)中，k31為0,Z32表示單鍵或-(CH2)2-的化合物；k31為1的化合物；由前述通式(Ⅲ-2)表示的化合物；在前述通式(Ⅲ-3)中，Y34、Y36、W34-W36中的至少1個為F,Y33表示F或-CH3的化合物；k33為0,Z36為單鍵的化合物；k33為1,Z35表示單鍵、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N(O)=N-、-CH=CH-或-CF=CF-的化合物；Z35表示-COO-或-C≡C-,Z36表示-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH=CH-、-CH=N-、-CH=N-N=CH-、-N(O)=N-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-的化合物；以前述通式(Ⅲ-4)表示的化合物；在前述通式(Ⅲ-1)-(Ⅲ-4)中，環(huán)A31-A35為反式-1,4-亞環(huán)己基，該環(huán)中的1個或2個以上氫原子是被重氫原子取代的化合物。
13．一種按照權利要求10所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶成份C含有1-15種選自下列一組的化合物，該化合物的含量在液晶成份C中占10-100重量％在前述通式(Ⅲ-1)中，R31表示C1-5烷基或C2-5鏈烯基，R35表示C1-5烷基或烷氧基，或者C2-5鏈烯基或鏈烯氧基，k31為0、Z32表示單鍵、-COO-或-(CH2)2-的化合物；k31為1，環(huán)A31為反式-1,4-亞環(huán)己基，Z31和Z32中的一個為單鍵，另一個表示單鍵，-COO-或-(CH2)2-的化合物；在前述通式(Ⅲ-2)中，R32表示C1-5烷基或C2-5鏈烯基，R36表示C1-5烷基或烷氧基、或者C2-5鏈烯基或鏈烯氧基，環(huán)A32表示反式-1,4-亞環(huán)己基或反式-1,4-亞環(huán)己烯基，k32為0,Z33表示單鍵、-COO-或-(CH2)2-的化合物；k32為1,Z33和Z34中的一個是單鍵化的合物；在前述通式(Ⅲ-3)中，R33表示C1-5烷基或C2-5鏈烯基，R37表示C1-5烷基或烷氧基、或者是C2-5鏈烯基或鏈烯氧基，k33為0,Z36表示單鍵、-C≡C-或-CH=N-N=CH-的化合物，k33為1,Z35表示單鍵、-(CH2)2-、-COO-或-C≡C-,Z36表示單鍵、-COO-或-C≡C-的化合物；Z35和Z36中的一個為單鍵，另一個表示單鍵或-C≡C-,W34、W35中的至少一個是F的化合物；Y35、Y36中的任何一個是被F、CH3取代的化合物；在前述通式(Ⅲ-4)中，R34表示C1-5烷基或C2-5鏈烯基，R38表示C1-5烷基或烷氧基、或者C2-5鏈烯基或鏈烯氧基，k34+k35為0的化合物。
14．一種按照權利要求5-13中所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶組合物還含有1-10種具有4個六員環(huán)核構造的化合物，該化合物的液晶相-各向同性液體相轉移溫度在100℃以上。
15．一種按照權利要求5-14中所述的向列液晶組合物，其特征在于，所述液晶組合物的雙折射率為0.08-0.195，彈性常數(shù)比K33/K11為1.1-4.0，向列相-各向同性液體相轉移溫度為50-150℃，結晶相、近晶相或玻璃相-向列相轉移溫度為-200℃-0℃。
16．一種按照權利要求5-15中所述的向列液晶組合物，其特征在于，在所述液晶組合物中包含具有感應螺旋螺距為0.5-1000μm光學活性基的化合物。
17．一種使用權利要求16所述的向列液晶組合物的有源矩陣變換電路、扭曲向列或超扭曲向列液晶顯示裝置。
全文摘要
作為電光學顯示裝置有用的氟取代4－鏈烯基苯甲酸及其衍生物，及含苯甲酸氰基苯基酯衍生物的向列液晶組合物和使用該組合物的液晶顯示裝置。
文檔編號C07C63/04GK1227838SQ9812696
公開日1999年9月8日 申請日期1998年11月27日 優(yōu)先權日1997年11月28日
發(fā)明者竹內(nèi)清文, 高津晴義, 竹原貞夫, 大澤政志 申請人:大日本油墨化學工業(yè)株式會社