具有2,6-二氟苯醚结构的液晶性化合物及其液晶组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及作为有机电子材料、医药/农药、特别是液晶显示元件用材料有用的 具有2, 6-二氟苯醚结构的化合物。
【背景技术】
[0002] 液晶显示元件从时钟、计算器开始，发展到用于各种测定设备、汽车用面板、文字 处理器、电子记事本、打印机、电脑、电视机、时钟、广告显示板等。作为液晶显示方式，其代 表性的方式有TN(扭曲向列）型、STN(超扭曲向列）型、使用TFT(薄膜晶体管）的垂直取向 型、IPS(平面转换）型等。要求这些液晶显示元件中所使用的液晶组合物对水分、空气、热、 光等外界因素稳定，此外，在以室温为中心尽可能宽的温度范围内表现液晶相（向列相、近 晶相和蓝相等），低粘性，并且驱动电压低。进一步，为了配合各显示元件而将介电常数各向 异性（Αε)和折射率各向异性（Δη)等设为最适值，液晶组合物选择数种至数十种化合物 来构成。
[0003] 在ΤΝ型、STN型或IPS型等的水平取向型显示器中使用Δε为正的液晶组合物。 此外，还报道了使△ε为正的液晶组合物在未施加电压时垂直取向，通过施加横向电场来 进行显示的驱动方式，从而使△ε为正的液晶组合物的必要性进一步提高。另一方面，在 所有的驱动方式中，均要求改善响应速度，为了解决该课题，需要粘度与现有液晶组合物相 比低的液晶组合物。为了得到低粘度的液晶组合物，使构成液晶组合物的各极性化合物自 身的粘度降低是有效的。除此之外，通过将所使用的极性化合物的Αε变大，能够使不具 有极性的低粘度化合物的添加比例增加，其结果，能够使液晶组合物的粘度降低。此外，在 将液晶组合物用作显示元件等时，要求在宽的温度范围中表现稳定的向列相。为了在宽的 温度范围中维持向列相，要求构成液晶组合物的各成分具有与其他成分的高混合性。
[0004] 通常已知，为了表现大Δε，大量导入氟原子、氧原子等极性原子是有效的。然而 已知，在单纯增加上述极性基团导入量的情况下，与液晶组合物的混合性降低，会产生析出 等问题。此外，为了得到低粘度的化合物，优选1，4-亚环己基、1，4-亚苯基等环结构不通过 连接基团而使多个环结构直接结合的化合物，即所谓的被称作直环系的化合物。然而，直环 系化合物一般说来大多结晶性高，缺乏与液晶组合物的混合性。为了改善这样的问题，研究 了导入有各种连接基团的化合物。已了解通过导入连接基团，能够改善与液晶组合物的混 合性（专利文献1~8)。进一步，作为兼具低粘度及与液晶组合物的高混合性的化合物，公 开有下述化合物（专利文献9)。然而，其△ε并非足够大。
[0005][化1]
[0006]
[0007] [化 2]
[0008]
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :日本特开平10-101599号公报
[0012] 专利文献2 :日本特表平2-501311号公报
[0013] 专利文献3 :日本特开平9-157202号公报
[0014] 专利文献4 :日本特表2005-517079号公报
[0015] 专利文献5 :日本特开平2-233626号公报
[0016] 专利文献6 :日本特表平4-501575号公报
[0017] 专利文献7 :日本特表平6-504032号公报
[0018] 专利文献 8 :W098/23564 号
[0019] 专利文献 9 :TO2012/161178 号
【发明内容】
[0020] 发明所解决的课题
[0021] 本发明所要解决的课题是，提供一种兼具大△ε、低粘度（η)及与其他液晶化合 物的高混合性的化合物，同时，提供将该化合物作为构成构件的液晶组合物和液晶显示元 件。
[0022] 用于解决课题的方法
[0023] 为了解决上述课题，本申请发明人等对各种化合物进行了研究，结果发现，兼具 2, 6-二氟苯醚结构和1，3-二嗓..烧环或吡喃环的化合物能够有效地解决课题，从而完成了 本申请发明。
[0024] 本申请发明提供通式（1)所表示的化合物，
[0025] [化 3]
[0026]
[0027] (式中，R表示碳原子数1至15的烷基或碳原子数2至15的烯基，存在于这些基 团中的1个-ch2-或不邻接的2个以上的-ch2-可被-〇-、-s-、-coo-、-0C0-或-C0-取代，
[0028] 八^六^六^六^口八卞自独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团：
[0029] (幻1，4-亚环己基（存在于该基团中的1个-〇12-或不邻接的2个以上的-〇12-可 被-〇-或-s-取代。）
[0030] (b) 1，4-亚苯基（存在于该基团中的1个-CH=或不邻接的2个以上的-CH=可 被_N=取代，存在于该基团中的氢原子可被氟原子取代。）
[0031](C)萘-2, 6-二烯基（存在于该基团中的氢原子可被氟原子取代。），
[0032] 选自A\A2和A3中的至少一个基团为
[0033][化 4]
[0034]
[0035](式中，X表示氧原子或-CH2_。）所表示的基团，
[0036] Z1、Z2、Z3、Z4和Z5各自独立地表示-CH20_、-0CH2-、-CF20-、-0CF2-、-CH2CH2-、-CF2CF 2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-Cec-或单键，
[0037]A6 表示
[0038][化 5]
[0039]
[0040](式中，W表示氟原子、氯原子、氰基、_CF3、-0CH2F、_0(：册2或-0CF3,Y1、Y2、Y3、Y4和 Υ5各自独立地表示氟原子、氯原子或氢原子），
[0041] m、n、p、r和s各自独立地表示0或l，m、n和ρ之中至少一个表示l，m+n+p+r+s为 1、2或3。），同时，提供含有该化合物的液晶组合物和使用该液晶组合物的液晶显示元件。 [0042]发明效果
[0043]由本发明提供的、通式（1)所表示的新液晶化合物也能够在工业上容易地制造， 得到的通式（1)所表示的化合物兼具较大的Αε、低粘度及与液晶组合物的高混合性。 [0044]从而，通过将通式（1)所表示的化合物用作液晶组合物的成分，能够得到低粘度、 以宽温度范围表现液晶相的液晶组合物。因此，作为用于要求高速响应的液晶显示元件的 液晶组合物的构成成分非常有用。
【附图说明】
[0045] 图1是本发明的液晶显示元件的截面图。将具备100~105的基板称为"背板"， 将具备200~205的基板称为"前板"。
[0046]图2是使用形成于黑矩阵上的柱状间隔物制作用图案作为光掩模图案的曝光处 理工序的图。
【具体实施方式】
[0047]在通式（1)中，为了使粘度降低，R优选为碳原子数1~8的烷基或碳原子数2~ 8的烯基，特别优选为碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基。此外，优选为直链 状。
[0048] 为了使粘度降低，￥^乂和45各自独立地优选为反式-1，4-亚环己基、非取代 的萘-2, 6-二基或非取代的1，4-亚苯基，进一步优选为反式-1，4-亚环己基，为了使Δε 变大，优选为
[0049] [化 6]
[0050]
，?
[0051] 进一步优选为
[0052] [化 7]
[0053]
[0054] 为了使制成液晶显示元件时的长期可靠性提高，优选不含有氮原子。
[0055]Α1、Α2、Α3之中的至少一个优选为1，3-二像烷-2, 5-二基、或吡喃-1，4-二基，为 了使Αε变大，优选至少一个为1，3-二嘴ν烧-2, 5-二基。
[0056] 为了使△ε变大，X优选为氧原子，为了降低粘度且提高与其他液晶成分的混合 性，优选为-ch2-。
[0057] 为了使粘度降低，A6优选为
[0058] [化 8]
[0059]
[0060]为了使Δε变大，优选为
[0061] [化 9]
[0062]
[0063] 为了使粘度降低，￥1、￥2、￥ 3、￥4和￥5各自独立地优选为氢原子，为了使八￡变大， 优选为氟原子，为了提高与其他液晶成分的混合性，优选为氢原子。因此，在Y3~Y5各自独 立地为氟原子或氢原子的情况下，对于重视粘性及与其他液晶成分的混合性的情况，优选 Υ3表示氟原子、Υ4和Υ5为氢原子，对于使Αε变大的情况，优选γ3和γ4表示氟原子、γ5表 不氟原子或氢原子。
[0064] 为了使Δε变大，W优选为氟原子、氰基、-CF；^ _0CF3，为了使粘度降低，优选为 氟原子。
[0065] 为了使粘度降低，Z1、Z2、Z3和Z4各自独立地优选为-CH20_、-0CH2-、-CF20-、-0CF2 -、-CF=CF-、-C=C-或单键，进一步优选为-CF20-、-0CF2-、-CH2CH2-或单键，特别优选为 单键。
[0066] 关于m、n、p、r和s，在重视η的情况下，优选m+n+p+r+s为1，其中，进一步优选r 和s为0,在重视Τηι和Δε的情况下，优选m+n+p+r+s为2或3。为了提高与液晶组合物 的混合性，优选m+n+p+r+s为1或2。
[0067]另外，在通式（1)所表示的化合物中，不形成杂原子彼此直接结合的结构。
[0068] 以下示出优选化合物的具体例，但本发明不限于这些具体例。
[0069] 在通式⑴中，优选以下的通式（la)~通式（If)所表示的各化合物。
[0070][化10]
[0071]
[0072] (式中，R、A1、A2、A3、A4、A5、W、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、m、η和p各自独立地与上述通式（1) 中的R、A1、A2、A3、A4、A5、W、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、m、η和ρ表示相同的意义。）、
[0073] 作为通式（la)所表示的化合物，更优选下述通式（la-Ι)~通式（la-74)。
[0074][化11]
[0075]
[0076] (式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的意义。）
[0077] [化 12]
[0078]
[0079](式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的意义。）
[0080][化 13]
[0081] F F
[0082] (式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的意义。）
[0083] [化14]
[0084]
[0085](式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的意义。）
[0086] [化15]
[0087] P
[0088] (式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的意义。）
[0089] [化 16]
[0090]
[0091] (式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的意义。）
[0092] [化 17]
[0093]
[0094] (式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的意义。）
[0095] [化 18]
[0096]
[0097] (式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的意义。）
[0098] 作为通式（lb)所表示的化合物，更优选下述通式（lb-Ι)~通式（lb-6)。
[0099] [化 19]
[0100]
[0101](式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的意义。）
[0102] 作为通式（lc)所表示的化合物，更优选下述通式（lc-Ι)~通式（lc-36)。
[0103][化 20]
[0104]
t-
[0105] (式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的意义。）
[0106] [化 21]
[0107]
[0108](式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的意义。）
[0109][化22]
[0110] cr tr
[0111](式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的意义。）
[0112] [化 23]
[0113]
[0114](式中，R和X与上述通式（1)中的R和X表示相同的