专利名称：介电常数异向性为负的液晶性化合物、使用其的液晶组成物及液晶显示元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可用作液晶显示元件用材料的新颖的液晶性化合物及含有该化合物的液晶组成物。详细而言，涉及一种具有较低的粘度、与其他液晶性化合物的良好的相容性，且具有适当大小的光学异向性及介电常数异向性，于使用于液晶显示元件中的情形时具有陡峭的电光学特性的新颖的液晶性化合物及含有该化合物的液晶组成物以及含有该液晶组成物的液晶显示元件。
背景技术：
含有液晶性化合物的显示元件可广泛用于时钟、计算器、文书处理器等的显示器中。该些显示元件利用了液晶性化合物的光学异向性、介电常数异向性等。液晶相有向列型液晶相、层列型液晶相、胆固醇型液晶相，但最广泛使用的是利用了向列型液晶相者。而且，显示方式有动态散射(DS)、配向相变形(DAP)、宾主(GH)、扭转向列(TN)、超扭转向列(STN)、薄膜晶体管(TFT)、垂直配向(VA)、横向电场切换(IPS)、聚合物稳定配向(PSA)模式等。于该些显示方式中所使用的液晶性化合物，于以室温为中心的较广的温度范围内显示出液晶相，于使用显示元件的条件下非常稳定，另外必须具有用以使显示元件驱动所需的充分的特性，但目前为止尚未发现以单一的液晶性化合物满足该条件者。因此，现状是藉由混合数种至数十种的液晶性化合物而调制具有所要求的特性的液晶组成物。要求该些液晶组成物于使用显示元件的条件下对通常存在的水分、光、热、空气稳定，且对电场或电磁放射亦稳定，另外对混合的化合物亦化学性质稳定。而且，于液晶组成物中，需要其光学异向性(Δη)及介电常数异向性(Δ ε )等特性依存于显示方式或显示元件的形状而具有适当的值。另外，重要的是液晶组成物中的各成分相互的间具有良好的溶解性。为了进行良好的液晶显示，较佳的是构成其的液晶显示元件的单元厚度与所使用的液晶组成物的光学异向性的值固定(Ε.杰克曼(E. Jakeman)等人、物理通信(Pyhs. Lett.)，39A. 69(1972)).而且，液晶显示元件的响应速度与所使用的单元的厚度的平方成反比。因此，为了制造可进行亦可应用于动态影像(dynamic image)等的显示的高速响应的液晶显示元件，必须具有具较大的光学异向性值的液晶组成物。作为具有较大的光学异向性值的液晶性化合物，进行了各种化合物的开发，通常情况下，具有如此大的光学异向性的化合物通常具有高度共轭的分子结构，但存在所述化合物与其他液晶性化合物的相容性差的倾向，难以作为具有良好的电气特性(electrical property)的液晶组成物的构成成分而使用。另外，对薄膜晶体管方式的液晶显示元件等的作为要求较高的绝缘性(比电阻) 的液晶组成物的构成成分而使用的液晶性化合物，要求较高的稳定性。而且，于上述运作模式中，已知IPS、VA、PSA模式等是利用了液晶分子的垂直配向性的运作模式，可改善TN、STN模式等先前的显示模式的缺点，即视角狭窄。
而且，自先前以来便开始大量研究苯环上的氢经氟取代的液晶性化合物作为可用于该些运作模式的液晶显示元件中的具有负介电常数异向性的液晶组成物的成分(参照专利文献1-8)。例如，于专利文献1中研究了苯环上的氢经氟取代、且于侧链上具有烷基的化合物(s-1)，而且，于专利文献2中研究了苯环上的氢经氟取代、且于侧链上具有烯基的化合物(s-2)。
权利要求
1.一种化合物，所述化合物以式(i)所表示\_,zwo^Py^》.....+<^^or2 0)式中，R1及R2独立为碳数为1 8的烷基或碳数为2 8的烯基； 环A1为反式-1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、或1，4-亚苯基； 环A2为反式-1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、2-氟-1，4-亚苯基、3-氟-1，4-亚苯 基、2，3- 二氟-1，4-亚苯基、2-氟-3-氯-1，4-亚苯基、或2-氯-3-氟-I，4-亚苯基； Q1及Q2独立为氟或氯；以及 h为0、1或2，于h为2时，环A2可相同亦可不同。
2.一种化合物，所述化合物以式(1)所表示
3.如权利要求2所述的化合物，其以式(1-a)所表示
4.如权利要求3所述的化合物，其中环A1为1，4-亚环己烯基。
5.如权利要求3或4所述的化合物，其中R1及R2的其中一个为碳数为2 8的直链
6.如权利要求2所述的化合物，其以式(1-b)所表示
7.如权利要求6所述的化合物，其中环A1及环A2均为反式-1，4-亚环己基，Q1及Q2均为氟。
8.如权利要求2所述的化合物，其以式(1-c)所表示式中，R1及R2独立为碳数为1 8的直链烷基或碳数为2 8的直链烯基； 环A1为反式-1，4-亚环己基或1，4_亚环己烯基； Q1及Q2独立为氟或氯；以及 Q3及Q4独立为氢、氟、或氯，Q3及Q4的其中一个为氟。
9.如权利要求8所述的化合物，其中环A1为反式-1，4-亚环己基，Q1、Q2及Q4为氟，Q3为氢。
10.如权利要求8所述的化合物，其中环A1为反式-1，4-亚环己基，Q1、Q2、Q3及Q4为風ο
11.如权利要求1所述的化合物，其以式(i-d)所表示式中，R1及R2独立为碳数为1 8的直链烷基、或碳数为2 8的直链烯基；Q1及Q2独立为氟或氯；以及Q3及Q4独立为氢、氟、或氯，Q3及Q4的其中一个为氟。
12.一种液晶组成物，其特征在于所述液晶组成物含有至少一种如权利要求1至11 中任一项所述的化合物。
13.如权利要求12所述的液晶组成物，其还含有选自通式O)、通式C3)及通式(4)所表示的化合物的群组的至少一种化合物式中，R3独立为碳数为1 10的烷基或碳数为2 10的烯基，于所述基中，任意的氢亦可经氟取代，任意的-CH2-亦可经-0-取代； X1为氟或氯；
14.如权利要求12所述的液晶组成物，其还含有选自通式( 所表示的化合物的群组的至少一种化合物
15.如权利要求12所述的液晶组成物，其还含有选自通式(6)、通式(7)、通式(8)、通式(9)、通式(10)及通式(11)所表示的化合物的群组的至少一种化合物
16.如权利要求12所述的液晶組成物，其还含有选自通式(12)、通式(1 及通式(14) 所表示的化合物的群组的至少ー种化合物
17.如权利要求15所述的液晶组成物，其还含有选自如权利要求16所述的通式(12)、 通式(1 及通式(14)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
18.如权利要求12至17中任一项所述的液晶组成物，其还含有至少一种光学活性化合物和/或可聚合的化合物。
19.如权利要求12至18中任一项所述的液晶组成物，其还含有至少一种抗氧化剂和/ 或紫外线吸收剂。
20.一种液晶显示元件，所述液晶显示元件含有如权利要求12至19中任一项所述的液晶组成物。
全文摘要
提供一种具有液晶性化合物所必须的一般物性、对热、光等的稳定性、较小的粘度、适当大小的折射率异向性值、适当大小的介电常数异向性值、陡峭的电光学特性、向列相的较广的温度范围、及与其他液晶性化合物的优异的相容性的液晶性化合物，特别是一种具有向列相的较广的温度范围的液晶性化合物。一种化合物，所述化合物以式(i)所表示例如，R1及R2为碳数为1～8的烷基或碳数为2～8的烯基；环A1为反式-1，4-亚环己基或1，4-亚苯基；环A2为反式-1，4-亚环己基或2，3-二氟-1，4-亚苯基；Q1及Q2为氟或氯；h为0、1或2。
文档编号C09K19/18GK102574759SQ201080043640
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月27日 优先权日2009年10月1日
发明者小林雅秀, 山下淳一, 藤森飒雅香 申请人:捷恩智株式会社, 捷恩智石油化学株式会社