tOf TechnicalPapers)》(28,845(1997))中有所報告。WIPS模式工作的液晶顯示元件的結 構已在國際公開91/10936號手冊(專利家族(family):美國專利第5576867說明書)中 有所報告。
[0235][實施例]
[0236] 通過實施例來更詳細地說明本發明。本發明不受運些實施例的限制。
[0237] 1-1.化合物(1-1)的實施例
[023引化合物(1-1)是通過下述順序而合成。所合成的化合物是通過核磁共振(Nuclear MagneticResonance,NMR)分析等方法來鑒定。化合物的物性是通過下述記載的方法來測 定。
[0239]NMR分析
[0240] 測定裝置是使用DRX-500(布魯克-拜厄斯賓度rukerBioSpin)(股)公司制造)。 在Ih-NMR的測定中,使試樣溶解在CDCls等気化溶劑中,測定是在室溫下W500MHz、累計次 數16次的條件進行。使用四甲基硅烷作為內標準。I9F-NMR的測定中,使用CFCls作為內標 準,W累計次數24次進行測定。在核磁共振光譜的說明中,S是指單峰,d是指雙峰,t是指 S重峰,q是指四重峰,quin是指五重峰(quintet),sex是指六重峰(sextet),m是指多重 峰(multiplet),br是指寬廣。
[0241] 測定試樣
[0242] 在測定相結構及轉變溫度時,使用液晶性化合物本身作為試樣。在測定向列相的 上限溫度、粘度、光學各向異性、介電常數各向異性等物性時,使用將化合物混合到母液晶 中而制備的組合物作為試樣。
[0243] 在使用將化合物與母液晶混合的試樣的情況下,利用W下方法進行測定。將15重 量%的化合物與85重量%的母液晶混合而制備試樣。根據該試樣的測定值,按照下式所表 示的外推法來計算外推值,并記載該值。
[0244] <外推值>=(100X<試樣的測定值> - <母液晶的重量% >X<母液晶的測 定值> )/ <化合物的重量%>
[0245] 在即便化合物與母液晶的比例為所述比例、也在25°C下析出結晶(或層列相)的 情況下,將化合物與母液晶的比例依次變更為10重量% :90重量%、5重量% :95重量%、1 重量%:99重量%,W在25°C下不析出結晶(或層列相)的比例來測定試樣的物性。此外, 只要無特別說明,則化合物與母液晶的比例為15重量% :85重量%。
[0246] 母液晶是使用下述母液晶(i)。W重量%表示母液晶(i)的成分的比例。
[0247]
[024引測定方法
[0249] 物性測定是利用下述方法來進行。運些方法大多為社團法人電子信息技術產業協 會(JapanElectronicsandInformationTechnologyIndustriesAssociation;從下簡 稱為巧ITA)審議制定的巧ITA標準CJEITA'ED-2521A)所記載的方法、或對其加W修飾的 方法。測定中所用的TN元件上,未安裝TFT。
[0250] (1)相結構
[0251] 在具備偏光顯微鏡的烙點測定裝置的加熱板(梅特勒(Mettler)公司的FP-52型 熱平臺化Otstage))上放置試樣,一面W3°C/分鐘的速度加熱一面利用偏光顯微鏡來觀 察相狀態及其變化,確定相的種類。
[0巧引 似轉變溫度(°C)
[0巧3] 使用巧金埃爾默(PerkinElmer)公司制造的掃描熱量計DSC-7系統或鉆石 (Diamond)差示掃描量熱值ifferentialscanningcalo;rimetry,DSC)系統,W3°C/分鐘 的速度進行升降溫,通過外推來求出伴隨著試樣的相變化的吸熱峰或發熱峰的起始點,確 定轉變溫度。有時將化合物由固體轉變為層列相、向列相等液晶相的溫度簡稱為"液晶相的 下限溫度"。有時將化合物由液晶相轉變為液體的溫度簡稱為"透明點"。
[0254]結晶是表示作C。在區分結晶種類的情況下,分別表示作Cl或C2。層列相是表示 作S,向列相是表示作N。層列相中,在區分層列A相、層列B相、層列C相或層列F相的情況 下,分別表示作Sa、Sb、Sc或Sp。液體(各向同性)是表示作I。轉變溫度例如是像"C50.0 N100.0I"那樣來表述。運表示由結晶轉變為向列相的轉變溫度為50. (TC,由向列相轉變 為液體的轉變溫度為100. (TC。
[0巧引 做低溫相容性
[0巧6] 制備W化合物的比例成為20重量%、15重量%、10重量%、5重量%、3重量%及 1重量%的方式將母液晶與化合物混合而成的試樣,將試樣放入到玻璃瓶中。將該玻璃瓶 在-10°C或-20°C的冷藏庫(化eezer)中保管一定期間后,觀察結晶(或層列相)是否析出。 [0257] (4)向列相的上限溫度化1或NI;°C)
[0巧引在具備偏光顯微鏡的烙點測定裝置的加熱板上放置試樣,WTC/分鐘的速度進 行加熱。對試樣的一部分由向列相變化為各向同性液體時的溫度進行測定。有時將向列相 的上限溫度簡稱為"上限溫度"。當試樣為化合物與母液晶的混合物時,W記號Li來表示。 當試樣為化合物與成分B等的混合物時,W記號NI來表示。
[0259] (5)向列相的下限溫度化;°C)
[0260] 將具有向列相的試樣在0°C、-10°C、-20°C、-30°C及-40°C的冷藏庫中保管10天 后,觀察液晶相。例如,當試樣在-20°C下保持向列相、且在-30°C下變化為結晶或層列相 時,記載為Tc蘭-20°C。有時將向列相的下限溫度簡稱為"下限溫度"。
[0261] (6)粘度(塊體粘度;n;在20°C下測定祉a?S)
[0262] 使用E型旋轉粘度計來進行測定。
[026引 (7)粘度(旋轉粘度;丫 1;在25°C下測定祉a?S)
[0264] 測定是按照M.今井(M.ImaU等人的《分子晶體與液晶(Molecular化ystalsand ^9111(1化73*曰13)》(¥〇1.259,37(1995))中記載的方法。在兩片玻璃基板的間隔(單元間 隙)為20ym的VA元件中加入試樣。對該元件在30V(伏特,volt)~50V的范圍內WIV 為單位階段性地施加電壓。0. 2秒未施加后,W僅一個矩形波(矩形脈沖;0. 2秒)及未施 加(2秒)的條件反復施加。對因所述施加而產生的暫態電流(transientcurrent)的峰 電流(peakcurrent)及峰時間(peaktime)進行測定。根據運些測定值及M.今井等人的 論文40頁的計算式(8)而獲得旋轉粘度的值。該計算所必需的介電常數各向異性是使用 下述介電常數各向異性的項中測定的值。
[026引做光學各向異性(折射率各向異性;在25°C下測定;An)
[0266] 測定是使用波長589nm的光,利用在目鏡上安裝著偏光板的阿貝折射計來進行。 對主棱鏡的表面朝一個方向進行摩擦后,將試樣滴加到主棱鏡上。折射率(n分)是在偏光 的方向與摩擦的方向平行時測定。折射率(n丄)是在偏光的方向與摩擦的方向垂直時測 定。光學各向異性(An)的值是根據An=n分-n丄的式子而計算。
[0267] (9)介電常數各向異性(Ae;在25°C下測定)
[026引介電常數各向異性的值是根據Ae=e分-£丄的式子而計算。介電常數(£分 及e丄)是像W下那樣測定。
[0269] 1)介電常數(e分)的測定:在經充分清洗的玻璃基板上涂布十八烷基=乙氧基 硅烷化16mL)的乙醇(20mL)溶液。利用旋轉器(spinner)使玻璃基板旋轉后,在150°C下 加熱1小時。在兩片玻璃基板的間隔(單元間隙)為4ym的VA元件中加入試樣,利用通 過紫外線進行硬化的粘接劑將該元件密封。對該元件施加正弦波化5V、IkHz), 2秒后測定 液晶分子的長軸方向的介電常數(e分)。
[0270] 2)介電常數(e丄)的測定:在經充分清洗的玻璃基板上涂布聚酷亞胺溶液。對 該玻璃基板進行般燒后,對所得的取向膜進行摩擦處理。在兩片玻璃基板的間隔(單元間 隙)為9ym、扭轉角為80度的TN元件中加入試樣。對該元件施加正弦波化5V、I曲z),2秒后測定液晶分子的短軸方向的介電常數(e丄)。
[02川 (10)彈性常數化及K33;在25°C下測定;pN)
[027引測定時使用東陽技術(ToyoTechnica)股份有限公司制造的EC-I型彈性常數測 定器。在兩片玻璃基板的間隔(單元間隙)為20ym的垂直取向元件中加入試樣。對該元 件施加20V~OV電荷,測定靜電電容及施加電壓。使用《液晶元件手冊》(日刊工業報社)75 頁中的式化98)、式化101)對靜電電容(C)及施加電壓(V)的值進行擬合(fitting),由 式化100)而獲得彈性常數的值。
[027引(11)臨限電壓(Vth;在25°C下測定;V)
[0274] 測定時使用大冢電子股份有限公司制造的液晶顯示器化iquid化ystal Display,LCD)5100型亮度計。光源為面素燈。在兩片玻璃基板的間隔(單元間隙)為4ym、 摩擦方向為反平行(anti-parallel)的正常顯黑模式(normallyblackmode)的VA元件中 加入試樣,使用通過紫外線進行硬化的粘接劑將該元件密封。對該元件施加的電壓化OHz、 矩形波)是自OV起W0.02V為單位階段性地增加至20V為止。此時,對元件自垂直方向照 射光,測定透射元件的光量。制作該光量達到最大時為透射率100%、該光量達到最小時為 透射率0%的電壓-透射率曲線。臨限電壓為透射率成為10%時的電壓。
[0275] (12)電壓保持率(VHR-1 ;在25°C下測定;% )
[0276] 測定時所用的TN元件具有聚酷亞胺取向膜,而且兩片玻璃基板的間隔(單元間 隙)為Siim。該元件是在加入試樣后利用通過紫外線進行硬化的粘接劑而密封。對該TN 元件施加脈沖電壓巧V、60微秒)而充電。利用高速電壓計W16. 7毫秒的期間來測定衰減 的電壓,求出單位周期的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B為未衰減時的面積。電壓保 持率為面積A相對于面積B的百分率。
[0277] (13)電壓保持率(VHR-2 ;在80°C下測定;% )
[0278] 測定時所用的TN元件具有聚酷亞胺取向膜,而且兩片玻璃基板的間隔(單元間 隙)為Siim。該元件是在加入試樣后利用通過紫外線進行硬化的粘接劑而密封。對該TN 元件施加脈沖電壓巧V、60微秒)而充電。利用高速電壓計W16. 7毫秒的期間來測定衰減 的電壓,求出單位周期的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B為未衰減時的面積。電壓保 持率為面積A相對于面積B的百分率。
[027引原料
[0280] 索米克斯(Solmix)(注冊商標)A-Il為乙醇(85. 5% )、甲醇(13. 4% )及異丙醇 (1. 1% )的混合物,是從日本醇銷售(股)獲得。
[0281] [實施例1]
[0282] 化合物(1-1-1)的合成
[0283]
[0284] 第I工序
[0285] 在氮氣環境下,將氨化鋼化24g)及四氨巧喃(Tetr址7化〇化ran,THF) (80ml)放 入到反應器中,冷卻到〇°C。向其中緩慢添加化合物(S-I) (10.Og)的THF(20ml)溶液并攬 拌2小時。將反應混合物升溫到45°C后,在室溫下攬拌18小時。將反應混合物冷卻到(TC, 添加1-氯甲基-4-氣-1,4-二氮雜雙環[2. 2. 2]辛燒二(四氣棚酸)鹽(Selectfluor) (22. 7g)的乙臘(100mL)懸浮液并攬拌2小時后,升溫到室溫。將反應混合物注入到水中, 利用乙酸乙醋來萃取水層。利用水、IN的鹽酸溶液、飽和碳酸氨鋼水、飽和食鹽水對合并的 有機層進行清洗,利用無水硫酸儀進行干燥。將該溶液在減壓下濃縮,利用硅膠柱色譜法 (silicagelcolumnC虹omatography)(體積比,庚燒:乙酸乙醋=4:1)將殘渣純化,獲得 化合物(S-2) (7. 79g;72% )。
[028引第2工序
[0287]在氮氣環境下,將化合物(S-2) (7. 29g)、甲醇(40ml)及THF(IOml)放入到反應器 中,在室溫下攬拌。向其中逐次少量添加棚氨化鋼化26g)并攬拌2小時。將反應混合物 注入到飽和氯化錠水溶液中,利用酸來萃取水層。利用飽和食鹽水對合并的有機層進行清 洗,利用無水硫酸儀進行干燥。將該溶液在減壓下濃縮,獲得化合物(S-3) (2. 05g;67% )的 粗產物。
[028引第3工序
[0289] 在氮氣環境下,將化合物(S-3) (3.21g)、S乙胺(18.Iml)及N,N-二甲基甲酯胺 (30ml)加入反應器中,在室溫下攬拌。向其中緩慢添加氯S甲基硅烷(8. 28ml)并攬拌1 小時。將反應混合物注入到水中,利用酸來萃取水層。利用水、飽和食鹽水對合并的有機層 進行清洗,利用無水硫酸儀進行干燥。將該溶液在減壓下濃縮,獲得化合物(S-4) (3. 12g; 69% )的粗產物。
[0290] 第4工序
[0291] 在氮氣環境下,將化合物(S-4) (2. 88g)、S氣甲橫酸S甲基娃烷基醋(0. 17ml)及 二氯甲燒(15ml)加入反應器中,冷卻到-70°C。緩慢添加利用眾所周知的方法所合成的化 合物(S-5) (1. 73g)的二氯甲燒(5郵溶液并攬拌2小時。向其中添加化晚(1.OSmU后,升 溫到室溫。將反應混合物注入到飽和碳酸氨鋼水中,利用水、飽和食鹽水對有機層進行清洗 后,利用無水硫酸儀進行干燥。將該溶液在減壓下濃縮,利用硅膠柱色譜法(體積比,庚燒: 乙酸乙醋=10 :1)將殘渣純化。進而通過自庚燒與2-丙醇的混合溶劑(體積比,1 :1)的 再結晶來進行純化,獲得在軸向位上具有氣原子的立體的化合物(1-1-1) (1. 31g;48% )。 [029引化學位移 5(ppm;CDCl3) :7. 42(d,J= 8.IHz, 2H), 7. 18(d,J= 8.I, 2H), 5. 45(s,IH), 4. 23(dd,J= 12. 6,J= 11. 6, 2H), 3. 86 (dd,J= 35.I,J= 12. 6, 2H),2. 58 (t,J= 7. 7Hz, 2H),I. 65-1. 41 (m, 6H),0. 98-0. 89 (m, 6H).
[029引化合物(1-1-1)的物性如下。
[0294]轉變溫度:C82. 7I.
[0295] 上限溫度化1)=-7. 4°C;光學各向異性(An)=0.0657;介電常數各向異性 (AO=-3. 98;粘度(n) =57. 4mPa?S.
[029引[實施例引
[0297]化合物(1-1-4)的合成
[029引
[029引第1工序
[0300] 在氮氣環境下,將化合物(S-4) (2. 42g)、S氣甲橫酸S甲基娃烷基醋(0. 14ml)及 二氯甲燒(15ml)加入反應器中,冷卻到-70°C。緩慢添加利用眾所周知的方法所合成的化 合物(S-6) (1. 65g)的二氯甲燒(IOml)溶液并攬拌2小時。向其中添加化晚(0. 91ml)后,升 溫到室溫。將反應混合物注入到飽和碳酸氨鋼水中,利用水、飽和食鹽水對有機層進行清洗 后,利用無水硫酸儀進行干燥。將該溶液在減壓下濃縮,利用硅膠柱色譜法(體積比,甲苯: 乙酸乙醋=4 :1)將殘渣純化。進而通過自庚燒與乙酸乙醋的混合溶劑(體積比,1 :1)的 再結晶來進行純化,獲得在軸向位上具有氣原子的立體的化合物(1-1-4) (0. 86g;35% )。 [030"化學位移S(卵m;CDCl3):7. 2^dd,J= 1