JP3366351B2 - フルオロブタジエン誘導体化合物、それを含有する液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

フルオロブタジエン誘導体化合物、それを含有する液晶組成物および液晶表示素子

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JP3366351B2
JP3366351B2 JP21818892A JP21818892A JP3366351B2 JP 3366351 B2 JP3366351 B2 JP 3366351B2 JP 21818892 A JP21818892 A JP 21818892A JP 21818892 A JP21818892 A JP 21818892A JP 3366351 B2 JP3366351 B2 JP 3366351B2
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英昌 高
修 横小路
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フルオロブタジエン誘
導体化合物からなる液晶表示素子用化合物、それを含有
する液晶組成物および液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、時計,電卓をはじめ、
近年では測定器、自動車用計器、複写器、カメラ、OA
機器用表示装置、家電製品用表示装置等種々の用途に使
用され始めており、広い動作温度範囲、低動作電圧、高
速応答性、高コントラスト比、広視角、化学的安定性等
の種々の性能要求がなされている。
【0003】しかし、現在のところ、これらの特性を単
独の材料ですべて満たす材料はなく、複数の液晶、およ
び非液晶の材料を混合して液晶組成物として要求性能を
満たしている状態である。このため、各種特性のすべて
ではなく、一または二以上の特性に優れた液晶または非
液晶の材料開発が望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】液晶を用いた表示素子
分野においては、その性能向上が望まれており、低電圧
駆動、高精細表示、高コントラスト比、広視角特性、低
温応答特性、広動作温度範囲等が望まれており、これら
はいずれかを向上させると他のいずれかが犠牲になると
いう傾向がある。
【0005】特に、最近、電池駆動においては低電圧駆
動と高速応答、OA機器等においては高精細表示と高速
応答、自動車用表示等においては低温応答または広動作
温度範囲で高速応答というように、その応答速度の向上
が望まれている。
【0006】このためには、いくつかの改善方法が考え
られるが、その一つとして低粘性の液晶組成物の採用が
ある。即ち、液晶組成物の粘性が低下すれば、応答速度
は向上し、低温でも実用的な速度での表示が可能にな
る。また、従来と同じ応答速度でよければ、より低電圧
で駆動できたり、より高いデューティ駆動が可能、即
ち、高精細駆動が可能になる。
【0007】このような目的のため、第16回液晶討論
会で講演されたようなトランス-p,p'-ジ置換ジフルオロ
スチルベン化合物が提案されている。この化合物は以下
の一般式(3) で表される化学構造を有している。
【0008】
【化1】
【0009】ただし、一般式(3) のRA、RBはn-アルキル
基、n-アルコキシ基、またはn-アルコキシカルボニル基
を意味する。
【0010】この一般式(3) の化合物は、低粘性でフッ
素置換されていないスチルベン化合物よりも光に対する
安定性が向上しているものであった。しかし、通常使用
されている一般の液晶化合物に比しては、光に対する安
定性がまだ劣っており、使用環境が限定されたり、紫外
線カットフィルターを併用せざるを得ないことが多かっ
た。
【0011】したがって、低粘性で光に対する安定性が
高い液晶材料が望まれていた。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決すべく、新規な材料を提供するものであり、下記一
般式(1) で表されるフルオロブタジエン誘導体化合物
らなる液晶表示素子用化合物を提供する。 R1-(A1)m-Y1-A2-CF=CF-CF=CF-A3-Y2-(A4)n-R2 (1) ただし、A1、A2、A3、A4は相互に独立してトランス-1,4
- シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキセニレン基また
は1,4-フェニレン基であり、A1、A2、A3、A4は夫々非置
換であるかまたは置換基として1個もしくは2個以上の
ハロゲン原子および/またはシアノ基を有していてもよ
く、A1、A2、A3、A4中に存在する1個もしくは2個以上
のCH基は窒素原子にされていてもよく、A1、A2、A3、A4
中に存在する1個もしくは2個以上のCH2 基は酸素原子
または硫黄原子にされていてもよい。Y1、Y2は相互に独
立して-C≡C-、-CH2CH2-、-CH=CH- 、-OCH2-、-CH2O-ま
たは単結合を示す。m 、n は相互に独立して 0または 1
を示す。R1、R2は相互に独立して炭素数 2〜10のアルキ
ル基、ハロゲン原子またはシアノ基を示す。R1またはR2
がアルキル基の場合には、炭素−炭素結合間に酸素原子
が挿入されていてもよく、この基に隣接する環がある場
合のこの基と該環との間の炭素−炭素結合間に酸素原子
が挿入されていてもよく、また、その炭素−炭素結合の
一部が二重結合にされていてもよく、また、その基中の
水素原子の一部またはすべてがフッ素原子で置換されて
いてもよい。
【0013】また、本発明は、下記一般式(2) で表され
る上記のフルオロブタジエン誘導体化合物からなる液晶
表示素子用化合物を提供する。 R1-A2-CF=CF-CF=CF-A3-R2 (2) ただし、A2、A3、R1、R2については、前記と同じものを
示す。また、上記のフルオロブタジエン誘導体化合物
らなる液晶表示素子用化合物を含有する液晶組成物、お
よび、上記の液晶組成物を電極付の基板間に配した液晶
表示素子を提供する。
【0014】本発明の一般式(1) の化合物は、低粘性で
あり、かつ、他の液晶または非液晶との相溶性に優れ、
化学的にも安定な、特に光に対して安定な材料である。
【0015】本発明の化合物の具体的構造としては、以
下のような化合物がある。その代表的化合物として、環
の数が2個の化合物として以下のような化合物がある。 R1-A2-CF=CF-CF=CF-A3-R2 (2)
【0016】一般式(2) の化合物としては、より具体的
には、以下のような化合物がある。なお、以下の説明に
おいては、一般式(2) の化合物に限らず、「-Ph-」は1,
4-フェニレン基を表し、「-Cy-」はトランス-1,4- シ
ロヘキシレン基を表し、「-Ch-」は1,4-シクロヘキセニ
レン基を表す。 R1-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-R2 (2A)
【0017】
【化2】
【0018】その1,4-フェニレン基の1つまたは2つを
トランス-1,4-クロヘキシレン基や1,4-シクロヘキセ
ニレン基に置換した化合物として以下のような化合物が
ある。 R1-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-R2 (2B)
【0019】
【化3】
【0020】 R1-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-R2 (2C)
【0021】
【化4】
【0022】 R1-Ph-CF=CF-CF=CF-Cy-R2 (2D) R1-Ph-CF=CF-CF=CF-Ch-R2 (2E) R1-Cy-CF=CF-CF=CF-Ch-R2 (2F)
【0023】また、その1,4-フェニレン基一部の水素
原子がフッ素原子に置換されたフェニレン基(以下、
「-PhF- 」で表す)とした化合物として以下のような化
合物がある。 R1-PhF-CF=CF-CF=CF-PhF-R2 (2G)
【0024】
【化5】
【0025】また、環の数が3個の化合物として、以下
のような化合物がある。 R1-A1-A2-CF=CF-CF=CF-A3-R2 (4)
【0026】一般式(4) の化合物としては、より具体的
には以下のような化合物がある。 R1-Ph-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-R2 (4A)
【0027】
【化6】
【0028】 R1-Cy-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-R2 (4B) R1-Ch-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-R2 (4C) R1-Cy-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-R2 (4D) R1-Ch-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-R2 (4E) R1-Ph-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-R2 (4F) R1-Ch-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-R2 (4G) R1-Ph-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-R2 (4H) R1-Cy-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-R2 (4I) R1-Ph-PhF-CF=CF-CF=CF-Ph-R2 (4J) R1-Cy-PhF-CF=CF-CF=CF-Cy-R2 (4K) R1-Ch-PhF-CF=CF-CF=CF-Ch-R2 (4L)
【0029】このほか、3環の化合物の場合、環と環と
の間のY1を単結合以外に変更した以下のような化合物も
ある。
【0030】 R1-Ph-C ≡C-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-R2 (5A) R1-Ph-CH2CH2-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-R2 (5B) R1-Ph-OCH2-Ph-CF=CF-CF=CF-Cy-R2 (5C) R1-Ph-CH2O-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-R2 (5D)
【0031】また、環の数が4個の化合物として、以下
のような化合物がある。 R1-A1-A2-CF=CF-CF=CF-A3-A4-R2 (6)
【0032】一般式(6) の化合物としては、より具体的
には以下のような化合物がある。 R1-Ph-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-Ph-R2 (6A)
【0033】
【化7】
【0034】 R1-Cy-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-Cy-R2 (6B) R1-Ch-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-Ch-R2 (6C) R1-Cy-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-Cy-R2 (6D) R1-Ch-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-Ch-R2 (6E) R1-Ph-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-Ph-R2 (6F) R1-Ch-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-Ch-R2 (6G) R1-Ph-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-Ph-R2 (6H) R1-Cy-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-Cy-R2 (6I) R1-Ph-PhF-CF=CF-CF=CF-PhF-Ph-R2 (6J) R1-Cy-PhF-CF=CF-CF=CF-PhF-Cy-R2 (6K) R1-Ch-PhF-CF=CF-CF=CF-PhF-Ch-R2 (6L) R1-Ph-Ph-CF=CF-CF=CF-Cy-Cy-R2 (6M) R1-Ph-Ph-CF=CF-CF=CF-Ch-Ch-R2 (6N) R1-Cy-Cy-CF=CF-CF=CF-Ch-Ch-R2 (6O) R1-Cy-Ph-CF=CF-CF=CF-Cy-Ph-R2 (6P)
【0035】このほか、4環の化合物の場合、環と環と
の間のY1、Y2を単結合以外に変更した以下のような化合
物もある。
【0036】 R1-Ph-C ≡C-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-C ≡C-Ph-R2 (7A) R1-Ph-CH2CH2-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-CH2CH2-Ph-R2 (7B) R1-Ph-OCH2-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-CH2O-Ph-R2 (7C) R1-Ph-CH2O-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-OCH2-Ph-R2 (7D) R 1 -Ph-C ≡C-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-Cy-R2 (7G) R1-Ph-CH2CH2-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-Cy-R2 (7H) R1-Ph-OCH2-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-Cy-R2 (7I) R1-Ph-CH2O-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-Cy-R2 (7J)
【0037】また、A1〜A4の1,4-フェニレン基、トラン
ス-1,4- シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキセニレン
基の水素原子の一部をハロゲン原子またはシアノ基に置
換してもよく、その一部のCH基を窒素原子に置換しても
よく、また、その一部のCH 2 基を酸素原子または硫黄原
子に置換してもよい。この例として以下のような化合物
もある。
【0038】
【化8】
【0039】本発明の上記のような化合物は、他の液晶
材料または非液晶材料と混合して液晶組成物にすること
により、その液晶組成物を低粘性とすることができ、液
晶表示素子とした場合に高速応答が可能になる。
【0040】本発明の一般式(1) の化合物は、他の液
晶、非液晶に、少なくとも1種を混合することにより液
晶組成物として使用される。
【0041】本発明の化合物と混合させる物質として
は、例えば以下のようなものがある。なお、以下の式で
のRC、RDはアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、
シアノ基等の基を表す。
【0042】RC-Cy-Cy-RD RC-Cy-Ph-RD RC-Ph-Ph-RD
【0043】RC-Cy-COO-Ph-RD RC-Ph-COO-Ph-RD RC-Cy-CH=CH-Ph-RD RC-Ph-CH=CH-Ph-RD RC-Cy-CH2CH2-Ph-RD RC-Ph-CH2CH2-Ph-RD RC-Ph-N=N-Ph-RD RC-Ph-NON-Ph-RD RC-Cy-COS-Ph-RD
【0044】RC-Cy-Ph-Ph-RD RC-Cy-Ph-Ph-Cy-RD RC-Ph-Ph-Ph-RD RC-Cy-COO-Ph-Ph-RD RC-Cy-Ph-COO-Ph-RD RC-Cy-COO-Ph-COO-Ph-RD RC-Ph-COO-Ph-COO-Ph-RD RC-Ph-COO-Ph-OCO-Ph-RD
【0045】
【化9】
【0046】なお、これらの化合物は単なる例示であ
、環構造または末端基の水素原子のハロゲン原子、シ
アノ基、メチル基等への置換、シクロヘキサン環、ベン
ゼン環の他の六員環、五員環等への置換、環の間の結合
基の変更等が可能であり、所望の性能に合わせて種々の
材料が選択使用され
【0047】本発明の組成物は、液晶組成物として、電
極付の基板間に配され、ツイストネマチック方式、ゲス
ト・ホスト方式、動的散乱方式、フェーズチェンジ方
式、DAP方式、二周波駆動方式、強誘電性液晶表示方
式等種々のモードで使用できる。
【0048】具体的には、次のようなものが代表的であ
る。プラスチック、ガラス等の基板上に、必要に応じて
SiO2、Al2O3 等のアンダーコート層やカラーフィルター
層を形成し、In2O3-SnO2(ITO)、SnO2等の電極を設
け、パターニングした後、必要に応じてポリイミド、ポ
リアミド、SiO2、Al2O3 等のオーバーコート層を形成
し、配向処理し、これにシール材を印刷し、電極面が相
対向するように配して周辺をシールし、シール材を硬化
して空セルを形成する。
【0049】この空セルに、本発明の化合物を含む組成
物を注入し、注入口を封止剤で封止して液晶セルを構成
する。この液晶セルに必要に応じて偏光板、カラー偏光
板、光源、カラーフィルター、半透過反射板、反射板、
導光板、紫外線カットフィルター等を積層する、文字・
図形等を印刷する、ノングレア加工する等して液晶表示
素子とする。
【0050】なお、上述の説明は、液晶表示素子の基本
的な構成および製法を示したにすぎ、例えば2層電極
を用いた基板、2層の液晶層を形成した2層液晶セル、
TFT、MIM等の能動素子を形成したアクティブマト
リクス基板を用いたアクティブマトリクス素子等、種々
の構成のものが使用できる。
【0051】本発明の化合物を液晶組成物に用いること
により、高デューティ駆動を行っても、高速応答が期待
できる。このため、近年注目されている高ツイスト角の
スーパーツイスト(STN)型液晶表示素子にも好適で
ある。
【0052】本発明の一般式(1) の化合物は、例えば、
次の方法に従って製造される。
【0053】なお、上記のA1、A2、A3、A4は相互に独立
してトランス-1,4- シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘ
キセニレン基または1,4-フェニレン基であり、A1、A2
A3、A4は夫々非置換であるかまたは置換基として1個も
しくは2個以上のハロゲン原子および/またはシアノ基
を有していてもよく、A1、A2、A3、A4中に存在する1個
もしくは2個以上のCH基は窒素原子にされていてもよ
く、A1、A2、A3、A4中に存在する1個もしくは2個以上
のCH2 基は酸素原子または硫黄原子にされていてもよ
い。Y1、Y2は相互に独立して-C≡C-、-CH2CH2-、-CH=CH
- 、-OCH2-、-CH2O-または単結合を示す。また、m 、n
は相互に独立して 0または 1を示す。R1、R2は相互に独
立して炭素数 2〜10のアルキル基またはハロゲン原子を
示す。R1またはR2がアルキル基の場合には、炭素−炭素
結合間に酸素原子が挿入されていてもよく、この基に隣
接する環がある場合のこの基と該環との間の炭素−炭素
結合間に酸素原子が挿入されていてもよく、R1またはR2
がアルキル基の場合には、その基中の水素原子の一部ま
たはすべてがフッ素原子で置換されていてもよい。
【0054】式(8) のクロロトリフルオロエチレンをn-
ブチルリチウムによってリチオ化し、次いで式(9) のク
ロロトリメチルシランと反応させることによって、式(1
0)の1,1,2-トリフルオロ-2- トリメチルシリルエチレン
とする。次に、この化合物(10)を単離することなく、さ
らに式(11)のリチウム化合物と反応させることによっ
て、式(12)のジフルオロエチレン化合物を得る。
【0055】そして、得られた化合物(12)をフッ化カリ
ウムと水にて加水分解して、一般式(13)のジフルオロエ
チレン化合物とする。これと同様にして一般式(14)のジ
フルオロエチレン化合物を得る。これらの2つの化合物
(13)、(14)を、n-ブチルリチウムにてリチオ化した後、
シアン化銅(CuCN)を添加し、カップリング反応させるこ
とによって一般式(1) のフルオロブタジエン誘導体化合
物を得ることができる。
【0056】また、本法にて対称型の、即ちR1-(A1)m-Y
1-A2- とR2-(A4)n-Y2-A3- とが同じである、一般式(1)
のフルオロブタジエン誘導体化合物を得るためには、最
終工程にて化合物(13)のみを用いてカップリング反応さ
せればよい。また、R1またはR2がシアノ基である場合の
合成方法は、R1またはR2が臭素原子またはヨウ素原子で
ある一般式(1) の化合物をCuCNと反応させればよい。
【0057】
【実施例】以下に実施例(例1〜6、例9、例15)、
参考例(例10〜14)および比較例(例16、例1
7)を挙げて説明する。 例1 [第1ステップ] 冷却管およびガス吹き込み管付きの500ml の三ツ口フラ
スコにテトラヒドロフラン(THF) を 100ml入れ、−100
℃に冷却した。ここにクロロトリフルオロエチレンを1
1.7g(0.1mol) 吹き込んだ。次いで、n-ブチルリチウム
のn-ヘキサン溶液(1.61M) 62.1ml(0.1mol)を30分かけて
滴下した。さらに30分撹拌後、クロロトリメチルシラン
10.9g(0.1mol) を滴下した。
【0058】滴下後、さらに 1時間撹拌後、4-n-プロピ
ルヨードベンゼン24.6g(0.1mol) とn-ブチルリチウムの
n-ヘキサン溶液(1.61M) 62.1ml(0.1mol)によって別途合
成した4-n-プロピルフェニルリチウムの THF溶液を−10
0 ℃にて滴下した。さらに 0℃にて 2時間撹拌後、希塩
酸水溶液を加え、有機層を分離した。水層を塩化メチレ
ンで抽出し、有機層を合わせて乾燥後、溶媒を留去し、
(Z)-1,2-ジフルオロ-1-(4-n-プロピルフェニル)-2-トリ
メチルシリルエチレンを19.1g (収率75%)得た。n-C3
H7-Ph-CF=CF-Si(CH3)3
【0059】[第2ステップ] 次に、得られた(Z)-1,2-ジフルオロ-1-(4-n-プロピルフ
ェニル)-2-トリメチルシリルエチレン19.1g(0.075mol)
を50mlのアセトニトリルに溶解し、フッ化カリウム8.70
g(0.15mol)および水4.05g(0.225mol) を加え、70℃にて
1時間反応させた。冷却後、水 200mlを注ぎ、塩化メチ
レンで抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄し、CaCl2
乾燥した。濾過後、溶媒および低沸物を留去し、さらに
減圧蒸留して(E)-1,2-ジフルオロ-1-(4-n-プロピルフェ
ニル) エチレンを11.3g (収率83%)得た。n-C3H7-Ph-
CF=CFH
【0060】[第3ステップ] 次に、得られた(E)-1,2-ジフルオロ-1-(4-n-プロピルフ
ェニル) エチレン11.3g(0.062mol) を50mlの THFに溶解
し、−78℃に冷却した。ここにn-ブチルリチウムのn-ヘ
キサン溶液(1.61M) 38.5ml(0.062mol)を30分かけて滴下
した。さらに30分撹拌後、−78℃にてシアン化銅(CuCN)
を2.77g(0.031mol) 添加した。
【0061】さらに、室温まで昇温し、1昼夜撹拌後、
希アンモニア水溶液を加え、有機層を分離した。水層を
塩化メチレンで抽出し、有機層を合わせて乾燥後、溶媒
を留去し、得られた粗油をシリカゲルカラムクロマトグ
ラフィーにて精製して、トランス-1,2,3,4- テトラフル
オロ-1,4- ビス( 4-n-プロピルフェニル)-1,3-ブタジエ
ンを3.4g(収率30%)得た。 n-C3H7-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-C3H7(n)
【0062】
【化10】
【0063】本化合物の分析結果を以下に示す。19 F NMR(CDCl3)δppm from CFCl3 -145.3ppm(d,JF-F=1
31Hz),-149.0ppm(d,JF-F=131Hz) MSm/e 362
(M+)IR1230cm-1(C-F)
【0064】例1と同様にして、以下の化合物を得るこ
とができる n -C5H11-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-C5H11(n) F -Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-F n -C3H7O-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-OC3H7(n) CH2=CH-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-CH=CH2
【0065】 1の第1ステップにおいて、4-n-プロピルヨードベン
ゼンのかわりに4-n-プロピルシクロヘキシルブロミドを
20.5g(0.1mol) 用いる以外は例1と同様に反応を行い、
トランス-1,2,3,4- テトラフルオロ-1,4- ビス( トラン
ス-4-n- プロピルシクロヘキシル)-1,3-ブタジエンを4.
67g (収率25%)得た。 n-C3H7-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-C3H7(n)
【0066】
【化11】
【0067】本化合物の分析結果を以下に示す。 MSm/e 374(M+)IR1230cm-1(C-F)
【0068】例2と同様にして、以下の化合物を得るこ
とができる n -C5H11-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-C5H11(n) F -Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-F n -C3H7O-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-OC3H7(n) CH2=CH-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-CH=CH2
【0069】 1の第1ステップにおいて、4-n-プロピルヨードベン
ゼンのかわりに4-n-プロピル-1- ヨードシクロヘキセ
25.0g(0.1mol) 用いる以外は例1と同様に反応を行
い、トランス-1,2,3,4- テトラフルオロ-1,4- ビス(4-n
- プロピルシクロヘキセン-1- イル)-1,3-ブタジエンを
4.44g (収率24%)得た。 n-C3H7-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-C3H7(n)
【0070】
【化12】
【0071】本化合物の分析結果を以下に示す。 MSm/e 370(M+)IR1230cm-1(C-F)
【0072】例3と同様にして、以下の化合物を得るこ
とができる n -C5H11-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-C5H11(n) F -Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-F n -C3H7O-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-OC3H7(n) CH2=CH-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-CH=CH2
【0073】 1の第3ステップにおいて、4-n-プロピルシクロヘキ
シルリチウム(0.062mol)から合成した(E)-1,2-ジフルオ
ロ-1-(4-n-プロピルシクロヘキシル)エチレンを併用す
ることを除いて例1と同様に反応を行い、トランス-1,
2,3,4- テトラフルオロ-1-(4-n-プロピルフェニル)-4-
( トランス-4-n- プロピルシクロヘキシル)-1,3-ブタジ
エンを2.94g (収率 8%)得た。 n-C3H7-Ph-CF=CF-CF=CF-Cy-C3H7(n)
【0074】
【化13】
【0075】本化合物の分析結果を以下に示す。 MSm/e 368(M+)IR1230cm-1(C-F)
【0076】例4と同様にして、以下の化合物を得るこ
とができる n -C5H11-Ph-CF=CF-CF=CF-Cy-CH 3 C H2=CH-Ph-CF=CF-CF=CF-Cy-CH=CH 2 F -Ph-CF=CF-CF=CF-Cy-F
【0077】 1の第1ステップにおいて、4-n-プロピルヨードベン
ゼンのかわりに1,4-ジブロモベンゼンを23.6g(0.1mol)
用いる以外は例1と同様に反応を行い、トランス-1,2,
3,4- テトラフルオロ-1,4- ビス(2- ブロモフェニル)
ブタジエンを4.80g (収率22%)得た。 Br-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-Br
【0078】
【化14】
【0079】本化合物の分析結果を以下に示す。 MSm/e 436(M+)IR1230cm-1(C-F)
【0080】5と同様にして、以下の化合物を得るこ
とができる。 Br-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-Br Br-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-Br
【0081】6 冷却管付きの 300mlの三ツ口フラスコに、CuCN 0.90g
(0.01mol) および無水ジメチルスルホキシド(DMSO)50ml
を入れ、90℃に加熱し溶解させた。次いで、撹拌下、
にて得られたトランス-1,2,3,4- テトラフルオロ-1,4
- ビス(4- ブロモフェニル)-1,3-ブタジエン2.18g(0.00
5mol) のDMSO溶液を滴下する。その後さらに 150℃にて
1時間撹拌後、室温まで冷却した。
【0082】水 200mlを注ぎ、塩化メチレンで抽出し、
有機層を飽和食塩水で洗浄し、塩化カルシウムで乾燥し
た。濾過後、溶媒を留去し、得られた固体をシリカゲル
カラムクロマトグラフィーにて精製して、トランス-1,
2,3,4- テトラフルオロ-1,4-ビス(4- アノフェニル)-
1,3-ブタジエンを1.31g (収率80%)得た。 NC-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-CN
【0083】
【化15】
【0084】本化合物の分析結果を以下に示す。 MSm/e 328(M+)IR1230cm-1(C-F),2230cm-1(C
≡N)
【0085】例6と同様にして、以下の化合物を得るこ
とができる。 NC-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-CN NC-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-CN
【0086】
【0087】
【0088】
【0089】
【0090】
【0091】
【0092】
【0093】
【0094】 1の第1ステップにおいて、4-n-プロピルヨードベン
ゼンのかわりに4-( トランス-4-n- プロピルシクロヘキ
シル) ヨードベンゼンを32.8g(0.1mol) 用いて反応を行
い、1と同様にしてトランス-1,2,3,4- テトラフルオ
ロ-1,4- ビス[4-(トランス-4- プロピルシクロヘキシ
ル) フェニル]-1,3-ブタジエンを6.6g(収率25%)得
た。 n-C3H7-Cy-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-Cy-C3H7(n)
【0095】
【化18】
【0096】本化合物の分析結果を以下に示す。 MSm/e 526(M+)IR1230cm-1(C-F)
【0097】9と同様にして、以下の化合物を得るこ
とができる。 n-C3H7-Ph-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-Ph-C3H7(n) n-C3H7-Ph-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-Ph-C3H7(n) n-C3H7-Cy-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-Cy-C3H7(n) n-C3H7-Ph-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-Ph-C3H7(n) n-C3H7-Ch-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-Ch-C3H7(n) n-C3H7-Ch-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-Ch-C3H7(n)
【0098】10 アルゴン雰囲気下、還流管付きの 100ml三ツ口フラスコ
にマグネシウム0.13g(0.0055mol)および乾燥THF 10mlを
入れた。次いで、1-ブロモプロパンを数滴加え、さらに
4-メチルフェネチルブロミド1.01g(0.0055mol)を発熱が
続く速度で滴下した。滴下終了後、さらに 1時間還流を
続けた後、室温まで放冷した。
【0099】別途、アルゴン雰囲気下、還流管付きの 1
00ml三ツ口フラスコ中に、例5にて得られたトランス-
1,2,3,4- テトラフルオロ-1,4- ビス(4- ブロモフェニ
ル)-1,3-ブタジエン1.09g(0.0025mol)および1,3-ビス(
ジフェニルホスフィノ) プロパンジクロロニッケル [Ni
Cl 2 (dppp)]0.1gを含む乾燥THF 溶液20mlを入れ、この中
に上記溶液を滴下漏斗を用いて滴下した。
【0100】滴下後さらに室温にて24時間撹拌した後、
水20mlを加えた。さらに20%塩酸20mlを加えて有機層を
分離し、水洗、乾燥後、溶媒を留去した。得られた粗生
成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し
て、トランス-1,2,3,4- テトラフルオロ-1,4- ビス[4-
(4-メチルフェネチル) フェニル])-1,3- ブタジエンを
0.58g (収率45%)得た。 CH3-Ph-CH2CH2-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-CH2CH2-Ph-CH3
【0101】
【化19】
【0102】本化合物の分析結果を以下に示す。 MSm/e 514(M+)IR1230cm-1(C-F)
【0103】10と同様にして、以下の化合物を得る
ことができる。 CH3-Ph-CH2CH2-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-CH2CH2-Ph-CH3 CH3-Ph-CH2CH2-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-CH2CH2-Ph-CH3 CH3O-Ph-CH2CH2-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-CH2CH2-Ph-OCH3
【0104】11 10において、4-メチルフェネチルブロミドのかわり
に1-ブロモ-2-(4-メチルフェニル) エテンを1.08g(0.00
55mol)用いる以外は例10と同様に反応を行い、トラン
ス-1,2,3,4- テトラフルオロ-1,4- ビス[4-(2-p-メチル
フェニルエテニル) フェニル]-1,3-ブタジエンを0.64g
(収率50%)得た。 CH3-Ph-CH=CH-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-CH=CH-Ph-CH3
【0105】
【化20】
【0106】本化合物の分析結果を以下に示す。 MSm/e 510(M+)IR1230cm-1(C-F)
【0107】11と同様にして、以下の化合物を得る
ことができる。 CH3-Ph-CH=CH-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-CH=CH-Ph-CH3 CH3-Ph-CH=CH-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-CH=CH-Ph-CH3 CH3O-Ph-CH=CH-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-CH=CH-Ph-OCH3
【0108】12 1の第1ステップにおいて、4-n-プロピルヨードベン
ゼンのかわりに、4-ブロモ-4'-メチルトランを27.1g(0.
1mol) 用いる以外は1と同様に反応を行い、トランス
-1,2,3,4- テトラフルオロ-1,4- ビス[4-(2-p-トルイル
エチニル) フェニル]-1,3-ブタジエンを5.1g(収率20
%)得た。CH3-Ph-C≡C-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-C ≡C-Ph-C
H3
【0109】
【化21】
【0110】本化合物の分析結果を以下に示す。 MSm/e 506(M+)IR1230cm-1(C-F)
【0111】12と同様にして、以下の化合物を得る
ことができる。 CH3-Ph-C≡C-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-C ≡C-Ph-CH3 CH3-Ph-C≡C-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-C ≡C-Ph-CH3 CH3O-Ph-C ≡C-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-C ≡C-Ph-OCH3
【0112】13 1の第1ステップにおいて、4-n-プロピルヨードベン
ゼンのかわりに4-ヨードフェニルテトラヒドロピラニル
エーテルを30.4g(0.1mol) 用いる以外は例1と同様に反
応を行い、最後に酸で処理することによって、トランス
-1,2,3,4- テトラフルオロ-1,4- ビス(4- ヒドロキシフ
ェニル)-1,3-ブタジエンを3.41g (収率22%)得た。
【0113】次いで、得られたトランス-1,2,3,4- テト
ラフルオロ-1,4- ビス(4- ヒドロキシフェニル)-1,3-ブ
タジエン1.55g(0.005mol) 、炭酸カリウム1.52g および
アセトンを30ml加え、さらに室温下でα- ブロモ-p- キ
シレンを2.79g 滴下した。 4時間還流させた後、冷却
し、濾過後、溶媒を留去し、得られた粗結晶をシリカゲ
ルカラムクロマトグラフィーにて精製して、トランス-
1,2,3,4- テトラフルオロ-1,4- ビス[4-(4-メチルベン
ジルオキシ) フェニル] ブタジエンを2.28g (収率88
%)得た。 CH3-Ph-CH2O-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-OCH2-Ph-CH3
【0114】
【化22】
【0115】本化合物の分析結果を以下に示す。 MSm/e 518(M+)IR1230cm-1(C-F)
【0116】13と同様にして、以下の化合物を得る
ことができる。 CH3-Ph-CH2O-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-OCH2-Ph-CH3 CH3-Ph-CH2O-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-OCH2-Ph-CH3 CH3O-Ph-CH2O-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-OCH2-Ph-OCH3
【0117】14 13で得られたトランス-1,2,3,4- テトラフルオロ-
1,4- ビス(4- ヒドロキシフェニル)-1,3-ブタジエン1.5
5g(0.005mol) を20mlの塩化メチレンに溶解し、室温下ピ
リジンを0.87g 加え、 0℃に冷却後、さらにp-トルイル
酸クロリドを1.70g 滴下した。
【0118】室温下にて 1時間撹拌し、冷却後、希塩酸
を加え、濾過後、溶媒を留去して得られた粗結晶をシリ
カゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して、トラン
ス-1,2,3,4- テトラフルオロ-1,4- ビス[4-(4-メチルベ
ンゾイルオキシ)-1,3-ブタジエンを2.46g (収率90%)
得た。 CH3-Ph-COO-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-OCO-Ph-CH3
【0119】
【化23】
【0120】本化合物の分析結果を以下に示す。 MSm/e 546(M+)IR1230cm-1(C-F),1720cm-1(C
=O)
【0121】14と同様にして、以下の化合物を得る
ことができる。 CH3-Ph-COO-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-OCO-Ph-CH3 CH3-Ph-COO-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-OCO-Ph-CH3 CH3O-Ph-COO-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-OCO-Ph-OCH3
【0122】その他、上記の例と同様にして以下のよ
うな化合物も合成できる。 n-C3H7-Ph-Ph-CF=CF-CF=CF-Cy-Cy-C3H7(n) n-C3H7-Ph-Cy-CF=CF-CF=CF-Ph-Cy-C3H7(n) n-C3H7-Cy-Cy-CF=CF-CF=CF-Ch-Ch-C3H7(n) CH3-Ph-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-Cy-C3H7(n) CH3O-Ph-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-Ch-CH3
【0123】CH3-Ph-C≡C-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-Ph-CH3 CH3-Ph-C≡C-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-C ≡C-Cy-CH3 CH3-Ph-CH2O-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-Ph-CH3 CH3-Ph-CH2O-Ch-CF=CF-CF=CF-Ch-OCH2-Cy-CH3 CH3-Ph-COO-Cy-CF=CF-CF=CF-Cy-Ph-CH3 CH3-Ph-COO-Ch-CF=CF-CF=CF-Cy-OCO-Ph-CH3 CH3O-Ph-COO-Ph-CF=CF-CF=CF-Ph-OCO-Ph-C3H7(n)
【0124】15 メルク社製液晶組成物「ZLI-1565」80wt%に、本発明
1の化合物を20wt%加えて液晶組成物とした。比較例
として、メルク社製液晶組成物「ZLI-1565」のみの液晶
組成物(例16)およびメルク社製液晶組成物「ZLI-15
65」80wt%にトランス-4,4'-ビス-(n-プロピル) ジフル
オロスチルベンを20wt%加えた液晶組成物(例17)を
作成した。これらを偏光板付きの液晶セルに封入して、
STN型液晶表示素子を作成した。
【0125】例15および例17の液晶表示素子の素子
の表示特性はほぼ同程度であり、例16の素子に比べて
高速応答が得られた。次いで、例15および例17の液
晶表示素子を紫外線カーボンアークランプで 200時間照
射した。照射後、各素子内の液晶組成物を分析した。
【0126】その結果、例15の液晶組成物の場合に
は、ほとんど新たな化合物の生成は認められなかった。
一方、例17の液晶組成物の場合には、シス-4,4'-ビス
-(n-プロピル) ジフルオロスチルベンの発生が確認され
た。
【0127】
【発明の効果】本発明の一般式(1) で表される化合物
は、粘性が低く、液晶組成物として用いることにより、
少量の添加でも応答速度が向上、低電圧駆動、高デュ
ーティ駆動、広温度域動作等が可能になる。
【0128】また、紫外線等に対する耐久性もジフルオ
ロスチルベンタイプの液晶よりも高く、その低粘性の特
徴を充分活かすことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C07C 43/225 C07C 43/225 C 69/65 69/65 69/734 69/734 Z 69/75 69/75 A D 69/753 69/753 D 69/757 69/757 C 69/76 69/76 A Z 69/767 69/767 69/773 69/773 69/78 69/78 69/86 69/86 69/92 69/92 69/94 69/94 255/46 255/46 255/51 255/51 C07D 211/14 C07D 211/14 211/38 211/38 211/62 211/62 239/26 239/26 239/30 239/30 319/06 319/06 C09K 19/16 C09K 19/16 19/20 19/20 19/30 19/30 19/34 19/34 G02F 1/13 500 G02F 1/13 500 (72)発明者 入澤 潤 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社 中央研究所内 (72)発明者 相原 徹人 神奈川県横浜市泉区新橋町16−2 (56)参考文献 Ukr.Fiz.Zh.(Russ. Ed),VOl.23,No.2(1987) p.337−p.338 Zh.Org.Khim.,Vol. 26,No.7(1990)p.1533−p. 1539 Zh.Obshch.Khim.,V ol.38,No.7(1968)p.1500− p.1503 Izv.Akad.Nauk.SSS R,Ser.Khim.,Vol.7 (1990)p.1547−p.1549 Teor.Eksp.Khim.,V ol.18,No.6(1982)p.745− p.750 Zh.Strukt.Khim.,V ol.13,No.6(1972)p.1065− p.1072 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) CA(STN) CAOLD(STN) REGISTRY(STN)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式(1) で表されるフルオロブタジ
    エン誘導体化合物からなる液晶表示素子用化合物。 R1-(A1)m-Y1-A2-CF=CF-CF=CF-A3-Y2-(A4)n-R2 (1) ただし、A1、A2、A3、A4は相互に独立してトランス-1,4
    - シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキセニレン基また
    は1,4-フェニレン基であり、A1、A2、A3、A4は夫々非置
    換であるかまたは置換基として1個もしくは2個以上の
    ハロゲン原子および/またはシアノ基を有していてもよ
    く、A1、A2、A3、A4中に存在する1個もしくは2個以上
    のCH基は窒素原子にされていてもよく、A1、A2、A3、A4
    中に存在する1個もしくは2個以上のCH2 基は酸素原子
    または硫黄原子にされていてもよい。 Y1、Y2は相互に独立して-C≡C-、-CH2CH2-、-CH=CH- 、
    -OCH2-、-CH2O-または単結合を示す。 m 、n は相互に独立して 0または 1を示す。 R1、R2は相互に独立して炭素数 2〜10のアルキル基、ハ
    ロゲン原子またはシアノ基を示す。R1またはR2がアルキ
    ル基の場合には、炭素−炭素結合間に酸素原子が挿入さ
    れていてもよく、この基に隣接する環がある場合のこの
    基と該環との間の炭素−炭素結合間に酸素原子が挿入さ
    れていてもよく、また、その炭素−炭素結合の一部が二
    重結合にされていてもよく、また、その基中の水素原子
    の一部またはすべてがフッ素原子で置換されていてもよ
    い。
  2. 【請求項2】下記一般式(2) で表される請求項1記載の
    フルオロブタジエン誘導体化合物からなる液晶表示素子
    用化合物。 R1-A2-CF=CF-CF=CF-A3-R2 (2) ただし、A2、A3、R1、R2については、前記と同じものを
    示す。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載のフルオロブタジエ
    ン誘導体化合物からなる液晶表示素子用化合物を含有す
    る液晶組成物。
  4. 【請求項4】請求項3記載の液晶組成物を電極付の基板
    間に配した液晶表示素子。
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