CN107207459A - 具有苯并噻吩的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 - Google Patents

具有苯并噻吩的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有对热、光等的高稳定性、高透明点、液晶相的低下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性、大的负介电各向异性、适当的弹性常数、与其他液晶性化合物的优异相容性的液晶性化合物，含有所述化合物的液晶组合物及包含所述组合物的液晶显示元件。一种式(1)所表示的化合物。例如，R1为碳数1～10的烷基、碳数1～9的烷氧基、或者碳数2～10的烯基；R2为碳数1～10的烷基、碳数1～9的烷氧基、或者碳数3～10的烯基；环A1为1,4‑亚环己基或者1,4‑亚苯基；环A2为1,4‑亚环己基或者1,4‑亚苯基；Z1及Z2为单键；Z3为‑O‑、或者单键；L1为F、CF3或者CF2H。

Description

具有苯并噻吩的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件
技术领域
本发明涉及一种液晶性化合物、液晶组合物以及液晶显示元件。更详细而言，涉及一种具有7-氟-苯并噻吩的介电各向异性为负的化合物、含有所述化合物的液晶组合物、以及包含所述组合物的液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件被广泛用于个人电脑、电视等的显示器。所述元件利用液晶性化合物的光学各向异性、介电各向异性等。液晶显示元件的运作模式已知有：相变(phasechange，PC)模式、扭曲向列(twisted nematic，TN)模式、超扭曲向列(super twistednematic，STN)模式、双稳态扭曲向列(bistable twisted nematic，BTN)模式、电控双折射(electrically controlled birefringence，ECB)模式、光学补偿弯曲(opticallycompensated bend，OCB)模式、共面切换(in-plane switching，IPS)模式、垂直取向(vertical alignment，VA)模式、边缘场切换(Fringe Field Switching，FFS)模式、聚合物稳定取向(Polymer sustained alignment，PSA)等模式。
这些模式中，已知IPS模式、FFS模式以及VA模式能够改善TN模式、STN模式等运作模式的缺点即视角的狭窄度。具有此种模式的液晶显示元件中主要使用具有负的介电各向异性的液晶组合物。为了进一步提高液晶显示元件的特性，优选所述组合物中所含的液晶性化合物具有下述(1)～(8)所示的物性。
(1)对热、光等的稳定性高，
(2)透明点高，
(3)液晶相的下限温度低，
(4)粘度(η)小，
(5)光学各向异性(Δn)适当，
(6)负介电各向异性(Δε)大，
(7)弹性常数(K33：弯曲弹性常数)适当，
(8)与其他液晶性化合物的相容性优异。
液晶性化合物的物性对元件的特性带来的效果如下所述。如(1)所述，具有对热、光等的高稳定性的化合物增大元件的电压保持率。由此，元件的寿命延长。如(2)所述，具有高透明点的化合物扩大元件的可使用的温度范围。如(3)所述，具有如向列相、层列相等之类的液晶相的低下限温度，特别是向列相的低下限温度的化合物也扩大元件的可使用的温度范围。如(4)所述，粘度小的化合物缩短元件的响应时间。
如(5)所述，具有适当的光学各向异性的化合物提高元件的对比度。根据元件的设计，需要具有大的光学各向异性或者小的光学各向异性，即适当的光学各向异性的化合物。在通过减小元件的单元间隙来缩短响应时间的情况下，宜为具有大的光学各向异性的化合物。如(6)所述具有大的负介电各向异性的化合物降低元件的阈值电压。由此，元件的消耗电力减小。
关于(7)，具有大的弹性常数的化合物缩短元件的响应时间。具有小的弹性常数的化合物降低元件的阈值电压。因此，根据所欲提高的特性而需要适当的弹性常数。优选如(8)所述具有与其他液晶性化合物的优异相容性的化合物。其原因在于，将具有不同物性的液晶性化合物进行混合来调节组合物的物性。
迄今为止，已合成了若干种具有苯并噻吩骨架的液晶性化合物。在专利文献1中，揭示有化合物(A)～化合物(C)等。然而，关于这些化合物，苯并噻吩环上的取代基的位置并非最佳且Δε小等，并不能说充分适合于液晶显示元件中使用的液晶化合物。
对于新颖的化合物可期待现有的化合物中所不具有的优异的物性。对于新颖的化合物可期待在制备液晶组合物时具有所需的在两种物性之间的适当的平衡。根据所述状况，期望开发出关于所述物性(1)～物性(8)而具有优异的物性及适当的平衡的化合物。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2000-328062号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明的第一课题为提供一种液晶性化合物，其具有对热、光等的高稳定性、高透明点、液晶相的低下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性、大的负介电各向异性、适当的弹性常数、与其他液晶性化合物的优异相容性。第二课题为提供一种液晶组合物，其含有所述化合物，且具有向列相的高上限温度、向列相的低下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性、大的负介电各向异性、以及适当的弹性常数。所述课题为提供一种关于至少两种物性而具有适当平衡的液晶组合物。第三课题为提供一种液晶显示元件，其包含所述组合物，且具有可使用元件的广泛温度范围、短的响应时间、大的电压保持率、低的阈值电压、大的对比度比、以及长的寿命。
[解决问题的技术手段]
本发明涉及一种式(1)所表示的化合物、含有所述化合物的液晶组合物、以及包含所述组合物的液晶显示元件。
式(1)中，
R1及R2独立地为氢、卤素、或者碳数1～20的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或者-S-所取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-所取代，这些基团中，至少一个氢可经卤素所取代；
环A1及环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基，这些环上的至少一个氢可经卤素所取代；
Z1及Z2独立地为单键或者碳数1至4的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或者-COO-所取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或者-C≡C-所取代，这些基团中，至少一个氢可经卤素所取代；
Z3为-O-、或者单键；
L1为F、CF3或者CF2H；
a及b独立地为0、1、2、3、或者4，a及b的和为4以下，当a或者b为2以上时，两个环A1、两个环A2、两个Z1、两个Z2可相同，也可不同。
[发明的效果]
本发明的第一优点为提供一种液晶性化合物，其具有对热、光等的高稳定性、高透明点、液晶相的低下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性、大的负介电各向异性、适当的弹性常数、与其他液晶性化合物的优异相容性。第二优点为提供一种液晶组合物，其含有所述化合物，且具有向列相的高上限温度、向列相的低下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性、大的负介电各向异性、以及适当的弹性常数。所述课题为提供一种关于至少两种物性而具有适当平衡的液晶组合物。第三优点为提供一种液晶显示元件，其包含所述组合物，且具有可使用元件的广泛温度范围、短的响应时间、大的电压保持率、低的阈值电压、大的对比度比、以及长的寿命。
具体实施方式
此说明书中的用语的使用方法如下所述。液晶性化合物是具有向列相、层列相等液晶相的化合物以及虽不具有液晶相但作为液晶组合物的成分而有用的化合物的总称。有时将液晶性化合物、液晶组合物、液晶显示元件分别简称为化合物、组合物、元件。液晶显示元件为液晶显示面板以及液晶显示模块的总称。透明点为液晶性化合物的液晶相-各向同性相的转变温度。液晶相的下限温度为液晶性化合物中的固体-液晶相(层列相、向列相等)的转变温度。向列相的上限温度为液晶组合物的向列相-各向同性相的转变温度，有时简称为上限温度。有时将向列相的下限温度简称为下限温度。有时将式(1-1)所表示的化合物简称为化合物(1-1)。所述简称有时也适用于式(2)等所表示的化合物。式(1-1)、式(2)等中，由六边形包围的A1、D1等记号分别对应于环A1、环D1等。将多个环A1记载于1个化学式或者不同化学式中。这些化合物中，任意的两个环A1所表示的两个基团可相同，或也可不同。这一规则也适用于环A2、Z2等记号。另外，当l为2时，也适用于成为两个的环A1。以百分率表示的化合物的量为基于组合物的总重量的重量百分率(重量％)。
“至少一个‘A’可经‘B’所取代”的表述是指，当“A”为1个时，“A”的位置为任意，当“A”的数量为两个以上时，这些“A”的位置也可无限制地选择。“至少一个A可经B、C或者D所取代”的表述是指包括：任意的A经B所取代的情况、任意的A经C所取代的情况、以及任意的A经D所取代的情况、进而多个A经B、C、D的至少两者所取代的情况。例如，至少一个-CH2-可经-O-或者-CH＝CH-所取代的烷基中包含：烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烯基、烯氧基烷基。此外，连续的两个-CH2-经-O-所取代而成为如-O-O-那样的情况欠佳。烷基等中，甲基部分(-CH2-H)的-CH2-经-O-所取代而成为-O-H的情况也欠佳。
2-氟-1,4-亚苯基是指下述两种二价基。氟可为朝左，也可为朝右。这一规则也适用于如四氢吡喃-2,5-二基之类的非对称的二价基。
本发明包含下述项1～项15中记载的内容。
项1.一种式(1)所表示的化合物：
式(1)中，
R1及R2独立地为氢、卤素、或者碳数1～20的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或者-S-所取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-所取代，这些基团中，至少一个氢可经卤素所取代；
环A1及环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基，这些环上的至少一个氢可经卤素所取代；
Z1及Z2独立地为单键或者碳数1至4的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或者-COO-所取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或者-C≡C-所取代，这些基团中，至少一个氢可经卤素所取代；
Z3为-O-、或者单键；
L1为F、CF3或者CF2H；
a及b独立地为0、1、2、3、或者4，a及b的和为4以下，当a或者b为2以上时，任意的两个环A1、任意的两个环A2、任意的两个Z1、或者任意的两个Z2可相同，也可不同。
项2.根据项1所述的化合物，其为式(1-2)所表示的化合物：
式(1-2)中，
R1及R2独立地为氢、卤素、或者碳数1～20的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或者-S-所取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-所取代，这些基团中，至少一个氢可经卤素所取代；
环A1及环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基，这些环上的至少一个氢可经卤素所取代；
Z1及Z2独立地为单键或者碳数1至4的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或者-COO-所取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或者-C≡C-所取代，这些基团中，至少一个氢可经卤素所取代；
Z3为-O-、或者单键；
a及b独立地为0、1、2、3、或者4，a及b的和为4以下，当a或者b为2以上时，两个环A1、两个环A2、以及两个Z1、两个Z2可相同，也可不同。
项3.根据项2所述的化合物，其中
根据项2所述的式(1-2)中，R1及R2独立地为氯、氟、碳数1～10的烷基、碳数1～9的烷氧基、碳数2～10的烯基、碳数1～10的聚氟烷基或者碳数1～9的聚氟烷基；
环A1及环A2独立地有1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、至少一个氢可经卤素所取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基；
Z1及Z2独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-CF2O(CH2)2-、-OCF2(CH2)2-、-CH＝CH-(CH2)2-、或者-(CH2)2-CH＝CH-、；
a及b独立地为0、1、2、3、或者4，a及b的和为4以下。
项4.根据项2或项3所述的化合物，其中
式(1-2)中，a及b的和为0、1、2、或者3；
R1及R2独立地为氯、氟碳数1～10的烷基、碳数1～9的烷氧基、碳数2～10的烯基、碳数1～10的聚氟烷基或者碳数1～9的聚氟烷基；
环A1及环A2独立地有1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、至少一个氢可经卤素所取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基；
Z1及Z2独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-CF2O(CH2)2-、-OCF2(CH2)2-、-CH＝CH-(CH2)2-、或者-(CH2)2-CH＝CH-；
项5.根据项1～项4中任一项所述的化合物，其是由式(1-2-1)～式(1-2-10)的任一者所表示：
式(1-2-1)～式(1-2-10)中，R1及R2独立地为氯、氟、碳数1～10的烷基、碳数1～9的烷氧基、碳数2～10的烯基、碳数1～10的聚氟烷基或者碳数1～9的聚氟烷基；
环A1、环A2、环A3及环A4独立地有1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、至少一个氢经卤素所取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基；
Z1、Z2、Z4、及Z5独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-CF2O(CH2)2-、-OCF2(CH2)2-、-CH＝CH-(CH2)2-、或者-(CH2)2-CH＝CH-。
项6.根据项5所述的化合物，其中
根据项5所述的式(1-2-1)～式(1-2-10)中，R1及R2独立地为为氟、碳数1～10的烷基、碳数1～9的烷氧基、碳数2～10的烯基或者碳数1～9的聚氟烷基；
环A1、环A2、环A3、及环A4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、至少一个氢可经卤素所取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基；
Z1、Z2、Z4、及Z5独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、或者-OCH2-。
项7.根据项6所述的化合物，其是由式(1-2-4)、式(1-2-7)及式(1-2-9)的任一者所表示：
项8.根据项6所述的化合物，其是由式(1-2-1)、式(1-2-5)、式(1-2-8)及式(1-2-10)的任一者所表示，且R1为碳数1～6的烷氧基，
项9.一种液晶组合物，其含有至少一种根据项1～项8中任一项所述的化合物。
项10.根据项9所述的液晶组合物，其还含有选自式(6)～式(12)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(6)～式(12)中，
R13为碳数1～10的烷基或者碳数2～10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-所取代，至少一个氢可经氟所取代；
R14为碳数1～10的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-所取代，至少一个氢可经氟所取代；
R15为氢、氟、碳数1～10的烷基、或者碳数2～10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-所取代，至少一个氢可经氟所取代；
S11为氢或者甲基；
X为-CF2-、-O-、或者-CHF-；
环D1、环D2、环D3、及环D4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、至少一个氢可经氟所取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、或者十氢萘-2,6-二基；
环D5及环D6独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、或者十氢萘-2,6-二基；
Z15、Z16、Z17、及Z18独立地为单键、-CH2CH2-、-COO-、-CH2O-、-OCF2-、或者-OCF2CH2CH2-；
L15及L16独立地为氟或者氯；
j、k、m、n、p、q、r、及s独立地为0或者1，k、m、n、及p的和为1或者2，q、r及s的和为0、1、2、或者3，t为1、2、或者3。
项11.根据项9或项10所述的液晶组合物，其还含有选自式(13)～式(15)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物：
式(13)～式(15)中，
R16及R17独立地为碳数1～10的烷基或者碳数2～10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-所取代，至少一个氢可经氟所取代；
环E1、环E2、环E3、及环E4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、或者嘧啶-2,5-二基；
Z19、Z20、及Z21独立地为单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、或者-COO-。
项12.根据项9～项11中任一项所述的液晶组合物，其还含有选自式(2)～式(4)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物：
式(2)～式(4)中，
R11为碳数1～10的烷基或者碳数2～10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个氢可经氟所取代，至少一个-CH2-可经-O-所取代；
X11为氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、或者-OCF2CHFCF3；
环B1、环B2、及环B3独立地为1,4-亚环己基、至少一个氢可经氟所取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或者嘧啶-2,5-二基；
Z11、Z12、及Z13独立地为单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、或者-(CH2)4-；
L11及L12独立地为氢或者氟。
项13.根据项9～项12中任一项所述的液晶组合物，其还含有至少一种光学活性化合物和/或可聚合的化合物。
项14.根据项9～项13中任一项所述的液晶组合物，其还含有至少一种抗氧化剂和/或紫外线吸收剂。
项15.一种液晶显示元件，其含有根据项9～项14中任一项所述的液晶组合物。
项16.根据项15所述的液晶显示元件，其特征在于：将根据项9～项14中任一项所述的液晶组合物内包于胶囊中。
1-1.化合物(1)
对本发明的化合物(1)进行说明。化合物(1)中的末端基、环结构、键结基等的优选例、以及这些基团对物性带来的效果也适用于化合物(1)的下位式。
式(1)中，R1及R2独立地为氢、卤素、或者碳数1～20的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或者-S-所取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-所取代，这些基团中，至少一个氢可经卤素所取代。这些基团为直链或者分支链，不包含环己基之类的环状基。这些中基团中，直链优于分支链。
烯基中的-CH＝CH-的优选立体构型依存于双键的位置。在-CH＝CHCH3、-CH＝CHC2H5、-CH＝CHC3H7、-CH＝CHC4H9、-C2H4CH＝CHCH3或者-C2H4CH＝CHC2H5之类的在奇数位具有双键的烯基中优选反式构型。在-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH＝CHC2H5或者-CH2CH＝CHC3H7之类的在偶数位具有双键的烯基中优选顺式构型。具有优选的立体构型的烯基化合物具有高透明点或者液晶相的广泛温度范围。《分子晶体与液晶(Molecular Crystals and LiquidCrystals，Mol.Cryst.Liq.Cryst.)》1985年第131期第109页以及《分子晶体与液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals，Mol.Cryst.Liq.Cryst.)》1985年第131期第327页中有详细说明。
R1或者R2的优选例为烷基、烷氧基、烯基、及烯氧基。R1或者R2的进而优选的例子为烷基、烷氧基、及烯基。
烷基的例子为：-CH3、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11、-C6H13、-C7H15、-C8H17、-C9H19、-C10H21、-C11H23、-C12H25、-C13H27、-C14H29、以及-C15H31。
烷氧基的例子为：-OCH3、-OC2H5、-OC3H7、-OC4H9、-OC5H11、-OC6H13、-OC7H15、-OC8H17、-OC9H19、-OC10H21、-OC11H23、-OC12H25、-OC13H27、以及-OC14H29。
烷氧基烷基的例子为：-CH2OCH3、-CH2OC2H5、-CH2OC3H7、-(CH2)2-OCH3、-(CH2)2-OC2H5、-(CH2)2-OC3H7、-(CH2)3-OCH3、-(CH2)4-OCH3、以及-(CH2)5-OCH3。
烯基的例子为：-CH＝CH2、-CH＝CHCH3、-CH2CH＝CH2、-CH＝CHC2H5、-CH2CH＝CHCH3、-(CH2)2-CH＝CH2、-CH＝CHC3H7、-CH2CH＝CHC2H5、-(CH2)2-CH＝CHCH3、以及-(CH2)3-CH＝CH2。
烯氧基的例子为：-OCH2CH＝CH2、-OCH2CH＝CHCH3、以及-OCH2CH＝CHC2H5。
至少一个氢经卤素所取代的烷基的例子为：-CH2F、-CHF2、-CF3、-(CH2)2-F、-CF2CH3、-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3-F、-CF2CH2CH3、-CH2CHFCH3、-CH2CF2CH3、-(CF2)3-F、-CF2CHFCF3、-CHFCF2CF3、-(CH2)4-F、-CF2(CH2)2CH3、-(CF2)4-F、-(CH2)5-F、-(CF2)5-F、-CH2Cl、-CHCl2、-CCl3、-(CH2)2-Cl、-CCl2CH3、-CCl2CH2Cl、-CCl2CHCl2、-CH2CCl3、-CCl2CCl3、-(CH2)3-Cl、-CCl2CH2CH3、-(CCl2)3-Cl、-CCl2CHClCCl3、-CHClCCl2CCl3、-(CH2)4-Cl、-(CCl2)4-Cl、-CCl2(CH2)2CH3、-(CH2)5-Cl、以及-(CCl2)5-Cl。
至少一个氢经卤素所取代的烷氧基的例子为：-OCH2F、-OCHF2、-OCF3、-O-(CH2)2-F、-OCF2CH2F、-OCF2CHF2、-OCH2CF3、-O-(CH2)3-F、-O-(CF2)3-F、-OCF2CHFCF3、-OCHFCF2CF3、-O(CH2)4-F、-O-(CF2)4-F、-O-(CH2)5-F、-O-(CF2)5-F、-OCH2CHFCH2CH3、-OCH2Cl、-OCHCl2、-OCCl3、-O-(CH2)2-Cl、-OCCl2CH2Cl、-OCCl2CHCl2、-OCH2CCl3、-O-(CH2)3-Cl、-O-(CCl2)3-Cl、-OCCl2CHClCCl3、-OCHClCCl2CCl3、-O(CH2)4-Cl、-O-(CCl2)4-Cl、-O-(CH2)5-Cl、以及-O-(CCl2)5-Cl。
至少一个氢经卤素所取代的烯基的例子为：-CH＝CHF、-CH＝CF2、-CF＝CHF、-CH＝CHCH2F、-CH＝CHCF3、-(CH2)2-CH＝CF2、-CH2CH＝CHCF3、-CH＝CHCF2CF3、-CH＝CHCl、-CH＝CCl2、-CCl＝CHCl、-CH＝CHCH2Cl、-CH＝CHCCl3、-(CH2)2-CH＝CCl2、-CH2CH＝CHCCl3、以及-CH＝CHCCl2CCl3。
式(1)中，环A1及环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基，这些环上的至少一个氢可经卤素所取代。
环A1或者环A2的优选例为：1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟所取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、以及5,5,6,6-四氟-1,3-环己二烯-1,4-二基。进而优选的例子为：1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟所取代的1,4-亚苯基以及四氢吡喃-2,5-二基。1,4-亚环己基中存在顺式以及反式的立体构型。就高的上限温度的观点而言，优选反式构型。
至少一个氢经卤素所取代的1,4-亚苯基的优选例为式(A-1)～式(A-17)所表示的基团。为了具有负的大介电各向异性，更优选式(A-1)、式(A-5)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-8)、式(A-9)、式(A-10)、或者式(A-11)所表示的基团。
式(1)中，Z1及Z2独立地为单键或者碳数1至4的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或者-COO-所取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或者-C≡C-所取代，这些基团中，至少一个氢可经卤素所取代。
Z1或者Z2的优选例为：单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-CF2O(CH2)2-、-OCF2(CH2)2-、-CH＝CH-(CH2)2-、以及-(CH2)2-CH＝CH-。更优选的例子为：单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、以及-OCH2-。进而优选的例子为：单键、-(CH2)2-、-CH2O-、以及-OCH2-。
式(1)中，Z3为-O-或者单键。Z3为-O-的化合物的介电各向异性为负且大、上限温度高、折射率各向异性大，因此优选。Z3为单键的化合物的粘度小，因此优选。
式(1)中，a及b独立地为0、1、2、3、或者4，a及b的和为4以下。若考虑到与其他液晶性化合物的相容性，则优选a及b的和为3以下的化合物。当a及b的和为1或者0时，粘度小。当a及b的和为2时，粘度与上限温度的平衡优异。当a及b的和为3时，上限温度高。
式(1)中，L1为F、CF3或者CF2H，当为CF3或者CF2H时，介电各向异性大，当为F时，特性平衡良好。
化合物(1)具有7-L1、2,6-二取代苯并噻吩骨架。因此种结构的效果而具有高透明点、液晶相的低下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性、大的负介电各向异性、适当的弹性常数、与其他液晶性化合物的优异相容性。化合物(1)与如下苯并噻吩化合物相比，所述特性优异，所述苯并噻吩化合物的苯并噻吩骨架的7位的L1以及2,6位的取代基在其他部位被取代。
如上所述，通过适当选择末端基、环结构、键结基等的种类，可获得具有目标物性的化合物。由于化合物的物性不存在大的差异，因此化合物(1)可含有较天然存在比的量更多的2H(氘)、13C等同位素。
1-2.优选的化合物
优选的化合物(1)的例子可列举化合物(1-2-1)～化合物(1-2-10)。进而优选的化合物(1)的例子可列举根据项6及项7所述的化合物。
化合物(1-2-1)～化合物(1-2-10)中，环A3及环A4的优选例、以及这些基团对物性带来的效果与式(1)中的环A1及环A2的相同，另外，Z4及Z5的优选例、以及这些基团对物性带来的效果与式(1)中的Z1及Z2的相同。
1-3.化合物(1)的合成
对化合物(1)的合成法进行说明。化合物(1)可通过将有机合成化学的方法适当组合来合成。在起始物中导入作为目标的末端基、环、以及键结基的方法记载于《有机合成》(Organic Syntheses，约翰威立父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc.))、《有机反应》(Organic Reactions，约翰威立父子出版公司)、《综合有机合成》(Comprehensive OrganicSynthesis，培格曼出版公司(Pergamon Press))、《新实验化学讲座》(丸善)等成书中。
1-3-1.键结基的生成
生成化合物(1)中的键结基的方法的例子如下述流程所述。所述流程中，MSG1(或者MSG2)为具有至少一个环的一价有机基。多个MSG1(或者MSG2)所表示的一价有机基可相同，或也可不同。化合物(1A)～化合物(1D)相当于化合物(1)。
(1)-(CH2)2-的生成
使有机卤化合物(a1)与丁基锂(或者镁)反应，继而使所得的中间体与N,N-二甲基甲酰胺(N,N-dimethylformamide，DMF)等甲酰胺反应，获得醛(a2)。使所述醛(a2)与利用叔丁醇钾等碱对鏻盐(a3)进行处理而得的磷内鎓盐(phosphorus ylide)进行反应，来获得具有双键的化合物(a4)。通过对所述化合物(a4)在碳载钯(Pd/C)之类的催化剂的存在下进行氢化来合成化合物(1A)。
(2)单键的生成
使有机卤化合物(a1)与镁(或者丁基锂)反应来制备格氏试剂(Grignardreagent)(或者锂盐)。使所述格氏试剂(或者锂盐)与硼酸三甲酯等硼酸酯反应，继而在盐酸等酸的存在下进行水解，由此获得二羟基硼烷(a5)。通过使所述化合物(a5)与有机卤化合物(a6)在碳酸盐水溶液中且在四(三苯基膦)钯(Pd(PPh3)4)催化剂的存在下进行反应来合成化合物(1B)。
也可利用如下方法。使丁基锂与有机卤化合物(a6)反应，继而与氯化锌反应。通过使所获得的中间体在双三苯基膦二氯钯(Pd(PPh3)2Cl2)的存在下与化合物(a1)进行反应来合成化合物(1B)。
(3)-CH2O-或者-OCH2-的生成
将二羟基硼烷(a5)以过氧化氢之类的氧化剂进行氧化而获得醇(a7)。将醛(a3)以硼氢化钠等还原剂进行还原而另行获得醇(a8)。将所述醇(a8)以氢溴酸等进行卤化而获得卤化物(a9)。通过使所述卤化物(a9)与刚才所得的醇(a7)在碳酸钾等的存在下进行反应来合成化合物(1C)。
(4)-COO-或者-OCO-的生成
使正丁基锂与化合物(a6)进行反应，继而与二氧化碳进行反应而获得羧酸(a10)。使所述羧酸(a10)与苯酚(a11)在1,3-二环己基碳二酰亚胺(1,3-dicyclohexylcarbodiimide，DCC)及4-二甲基氨基吡啶(4-dimethylamino pyridine，DMAP)的存在下进行脱水，来合成具有-COO-的化合物(1D)。也可利用所述方法来合成具有-OCO-的化合物。
1-3-2.合成例
合成化合物(1)的方法的例子如下所述。这些化合物中，R1、R2、环A1、环A2、Z1、Z2、a、及b的定义与所述的项1相同。将利用公知的方法所合成的化合物(b-1)以仲丁基锂进行锂化(lithiation)，并使其与S以及溴代乙醛缩二乙醇(Bromoacetaldehyde diethylacetal)进行反应而获得(b-2)。通过使其在甲苯或者氯苯中与多磷酸进行反应而获得(b-3)。将(b-3)以二异丙氨基锂(Lithium diisopropylamide，LDA)进行锂化而制成(b-4)，使多种试剂与其反应而获得多种中间体。使用其并利用公知的方法而衍生化合物(1)。
2.组合物(1)
对本发明的液晶组合物(1)进行说明。所述组合物(1)包含至少一种化合物(1)作为成分A。组合物(1)也可包含两种以上的化合物(1)。液晶性化合物的成分可仅为化合物(1)。为了表现出优良的物性，组合物(1)优选以1重量％～99重量％的范围含有化合物(1)的至少一种。介电各向异性为正的组合物中，化合物(1)的优选含量为5重量％～60重量％的范围。介电各向异性为负的组合物中，化合物(1)的优选含量为30重量％以下。组合物(1)也可包含化合物(1)、以及本说明书中未记载的多种液晶性化合物。
优选的组合物包含选自以下所示的成分B、成分C、成分D、以及成分E中的化合物。制备组合物(1)时，例如也可考虑到化合物(1)的介电各向异性来选择成分。适当选择了成分的组合物具有向列相的高上限温度、向列相的低下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性、大的介电各向异性、以及适当的弹性常数。
成分B为化合物(2)～化合物(4)。成分C为化合物(5)。成分D为化合物(6)～化合物(12)。成分E为化合物(13)～化合物(15)。依次对这些成分进行说明。
成分B是在右末端具有卤素或者含氟基的化合物。成分B的优选例可列举：化合物(2-1)～化合物(2-16)、化合物(3-1)～化合物(3-113)、化合物(4-1)～化合物(4-57)。
这些化合物(成分B)中，R11及X11的定义与所述式(2)～式(4)相同。
成分B由于介电各向异性为正，且对热、光等的稳定性非常优异，故而用于制备薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)模式用或者PSA模式用的组合物的情况。相对于组合物的总重量，成分B的含量适合为1重量％～99重量％的范围，优选10重量％～97重量％的范围，更优选40重量％～95重量％的范围。所述组合物可通过进而添加化合物(12)～化合物(14)(成分E)来调整粘度。
成分C是右末端基为-C≡N或者-C≡C-C≡N的化合物。成分C的优选例可列举化合物(5-1)～化合物(5-64)。
这些化合物(成分C)中，R12及X12的定义与所述式(5)相同。
成分C由于介电各向异性为正，且其值大，故而主要用于制备STN模式用、TN模式用或者PSA模式用的组合物的情况。可通过添加所述成分C来增大组合物的介电各向异性。成分C具有扩大液晶相的温度范围、调整粘度、或者调整光学各向异性的效果。成分C也可用于元件的电压-透射率曲线的调整。
在制备STN模式用或者TN模式用的组合物的情况下，相对于组合物的总重量，成分C的含量适合为1重量％～99重量％的范围，优选10重量％～97重量％的范围，更优选40重量％～95重量％的范围。所述组合物可通过添加成分E来调整液晶相的温度范围、粘度、光学各向异性、介电各向异性等。
成分D为化合物(6)～化合物(12)。这些化合物如2、3-二氟-1,4-亚苯基那样，具有侧位经两个卤素所取代的苯环。成分D的优选例可列举：化合物(6-1)～化合物(6-8)、化合物(7-1)～化合物(7-17)、化合物(8-1)、化合物(9-1)～化合物(9-3)、化合物(10-1)～化合物(10-11)、化合物(11-1)～化合物(11-3)、以及化合物(12-1)～化合物(12-3)。
这些化合物(成分D)中，R13、R14及R15的定义与所述式(6)～式(12)相同。
成分D是介电各向异性为负的化合物。成分D主要用于制备VA模式用或者PSA模式用的组合物的情况。成分D中，化合物(6)由于为2环化合物，故而主要具有调整粘度、调整光学各向异性、或者调整介电各向异性的效果。化物(7)及化合物(8)由于为3环化合物，故而具有提高上限温度、增大光学各向异性、或者增大介电各向异性的效果。化合物(9)～化合物(12)具有增大介电各向异性的效果。
在制备VA模式用或者PSA模式用的组合物的情况下，相对于组合物的总重量，成分D的含量优选40重量％以上，更优选50重量％～95重量％的范围。在将成分D添加至介电各向异性为正的组合物中的情况下，相对于组合物的总重量，成分D的含量优选30重量％以下。通过添加成分D，可调整组合物的弹性常数，调整元件的电压-透射率曲线。
成分E是两个末端基为烷基等的化合物。成分E的优选例可列举：化合物(13-1)～化合物(13-11)、化合物(14-1)～化合物(14-19)、以及化合物(15-1)～化合物(15-7)。
这些化合物(成分E)中，R16及R17的定义与所述式(13)～式(15)相同。
成分E由于介电各向异性的绝对值小，故而为接近中性的化合物。化合物(13)主要具有调整粘度或者调整光学各向异性的效果。化合物(14)及化合物(15)具有通过提高上限温度而扩大向列相的温度范围的效果、或者调整光学各向异性的效果。
若使成分E的含量增加，则组合物的粘度变小，但介电各向异性变小。因此，只要满足元件的阈值电压的要求值，则含量越多越好。因此，在制备VA模式用或者PSA模式用的组合物的情况下，相对于组合物的总重量，成分E的含量优选30重量％以上，更优选40重量％以上。
组合物(1)的制备可利用使所需成分在高温下溶解等方法来进行。可根据用途而在所述组合物中添加添加物。添加物的例子为：光学活性化合物、可聚合的化合物、聚合引发剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、泡消剂等。此种添加物已为本领域技术人员所熟知，并记载于文献中。
组合物(1)可还含有至少一种光学活性化合物。可添加公知的手性掺杂剂作为光学活性化合物。所述手性掺杂剂具有如下效果：通过使液晶分子产生螺旋结构来赋予所需的扭转角，从而防止逆扭转。手性掺杂剂的优选例可列举下述的化合物(Op-1)～化合物(Op-18)。化合物(Op-18)中，环J为1,4-亚环己基或者1,4-亚苯基，R24为碳数1至10的烷基。
组合物(1)添加如上所述的光学活性化合物来调整螺旋节距。若为TFT模式用以及TN模式用的组合物，则螺旋节距优选调整为40μm～200μm的范围。若为STN模式用的组合物，则优选调整为6μm～20μm的范围。在BTN模式用的组合物的情况下，优选调整为1.5μm～4μm的范围。出于调整螺旋节距的温度依存性的目的，也可添加两种以上的光学活性化合物。
组合物(1)也可通过添加可聚合的化合物而用于PSA模式。可聚合的化合物的例子为：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙烯基醚、环氧化合物(氧杂环丙烷、氧杂环丁烷)、乙烯基酮等，优选例可列举下述的化合物(M-1)～化合物(M-12)。可聚合的化合物通过紫外线照射等而聚合。也可在光聚合引发剂等适当的引发剂的存在下进行聚合。用以聚合的适当条件、引发剂的适当类型、以及适当量已为本领域技术人员所知，并记载于文献中。
化合物(M-1)～化合物(M-12)中，R20为氢或者甲基；s分别独立地为0或者1；t及u分别独立地为1～10的整数。括弧内的记号F是指分别独立地为氢或者氟。
抗氧化剂对于维持大的电压保持率而言有效。抗氧化剂的优选例可列举：下述的化合物(AO-1)及化合物(AO-2)；易璐诺斯(IRGANOX)415、易璐诺斯(IRGANOX)565、易璐诺斯(IRGANOX)1010、易璐诺斯(IRGANOX)1035、易璐诺斯(IRGANOX)3114、以及易璐诺斯(IRGANOX)1098(商品名：巴斯夫(BASF)公司)。紫外线吸收剂对于防止上限温度下降而言有效。紫外线吸收剂的优选例为：二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、***衍生物等。具体例可列举：下述的化合物(AO-3)及化合物(AO-4)；帝奴彬(TINUVIN)329、帝奴彬(TINUVIN)P、帝奴彬(TINUVIN)326、帝奴彬(TINUVIN)234、帝奴彬(TINUVIN)213、帝奴彬(TINUVIN)400、帝奴彬(TINUVIN)328、以及帝奴彬(TINUVIN)99-2(商品名：巴斯夫公司)；以及1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane，DABCO)。
为了维持大的电压保持率，优选具有位阻的胺之类的光稳定剂。光稳定剂的优选例可列举：下述的化合物(AO-5)及化合物(AO-6)；帝奴彬(TINUVIN)144、帝奴彬(TINUVIN)765、以及帝奴彬(TINUVIN)770DF(商品名：巴斯夫公司)。热稳定剂也对于维持大的电压保持率而言有效，优选例可列举易璐佛斯(IRGAFOS)168(商品名：巴斯夫公司)。消泡剂对于防止起泡而言有效。消泡剂的优选例为：二甲基硅酮油、甲基苯基硅酮油等。
化合物(AO-1)中，R25为碳数1～20的烷基、碳数1～20的烷氧基、-COOR26、或者-CH2CH2COOR26；R26为碳数1～20的烷基。化合物(AO-2)及化合物(AO-5)中，R27为碳数1～20的烷基。化合物(AO-5)中，环K及环L为1,4-亚环己基或者1,4-亚苯基，v为0、1、或者2，R28为氢、甲基或者O·。
组合物(1)若添加部花青系、苯乙烯基系、偶氮系、偶氮甲碱系、氧化偶氮系、喹酞酮系、蒽醌系、四嗪系等二色性色素，则也可用于宾主(guest host，GH)模式。
组合物(1)中，通过适当调整成分化合物的种类及比例，可将上限温度设为70℃以上，且将下限温度设为-10℃以下，因此向列相的温度范围广。从而，包含所述组合物的液晶显示元件可在广泛的温度范围内使用。
组合物(1)中，通过适当调整成分化合物的种类及比例，可将光学各向异性设为0.10～0.13的范围、或者0.05～0.18的范围。同样地，可将介电各向异性调整为-5.0～-2.0的范围。优选的介电各向异性为-4.5～-2.5的范围。具有所述范围的介电各向异性的组合物(1)可适合用于以IPS模式、VA模式、或者PSA模式来运作的液晶显示元件。
3.液晶显示元件
组合物(1)可用于有源矩阵(active matrix，AM)元件。进而也可用于无源矩阵(passive matrix，PM)元件。所述组合物可用于具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、PSA、电场感应光反应取向(field induced photo-reactive alignment，FPA)等模式的AM元件以及PM元件。特优选用于具有TN、OCB、IPS模式或者FFS模式的AM元件。在具有IPS模式或者FFS模式的AM元件中，未施加电压的状态下的液晶分子的排列可相对于面板基板而平行或者垂直。这些元件可为反射型、透射型或者半透射型。优选用于透射型的元件。也可用于非晶硅-TFT元件或者多晶硅-TFT元件。也可用于将所述组合物进行微胶囊化而制作的向列曲线排列相(nematic curvilinear aligned phase，NCAP)型元件、或在组合物中形成有三维网状高分子的聚合物分散(polymer dispersed，PD)型元件。
组合物(1)由于具有负的介电各向异性，故而可适合用于具有VA模式、IPS模式、或者PSA模式等运作模式且以AM方式来驱动的液晶显示元件。所述组合物特别适合用于具有VA模式且以AM方式来驱动的液晶显示元件。
以TN模式、VA模式等来运作的液晶显示元件中，电场的方向相对于液晶层而垂直。另一方面，以IPS模式等来运作的液晶显示元件中，电场的方向相对于液晶层而平行。以VA模式来运作的液晶显示元件的结构报告在K.大室(K.Ohmuro)、S.片冈(S.Kataoka)、T.佐佐木(T.Sasaki)及Y.小池(Y.Koike)的“二次成像传播(Secondary Imagery Dissemination，SID)1997年技术论文摘要(Digest of Technical Papers)”第28期第845页(1997年)中。以IPS模式来运作的液晶显示元件的结构报告在国际公开91/10936号小册子(家族：美国专利第5576867说明书)中。
[实施例]
通过实施例，对本发明进一步详细说明。本发明不受这些实施例的限制。
1-1.化合物(1)的实施例
化合物(1)是通过下述顺序来合成。所合成的化合物利用核磁共振(nuclearmagnetic resonance，NMR)分析等方法来鉴定。利用下述记载的方法来测定化合物的物性。
NMR分析
测定装置使用DRX-500(布鲁克拜厄斯宾(Bruker BioSpin)(股)公司制造)。1H-NMR的测定中，使试样溶解于CDCl3等氘化溶剂中，在室温下、以500MHz、累计次数16次的条件进行测定。使用四甲基硅烷作为内部标准。19F-NMR的测定中，使用CFCl3作为内部标准，以累计次数24次来进行。核磁共振波谱的说明中，s是指单峰(singlet)，d是指双重峰(doublet)，t是指三重峰(triplet)，q是指四重峰(quartet)，quin是指五重峰(quintet)，sex是指六重峰(sextet)，m是指多重峰(multiplet)，br是指宽峰(broad)。
测定试样
测定相结构以及转变温度时，使用液晶性化合物其本身作为试样。测定向列相的上限温度、粘度、光学各向异性、介电各向异性等物性时，使用将化合物混合在母液晶中而制备的组合物作为试样。
在使用将化合物与母液晶混合而成的试样的情况下，以如下方法进行测定。将化合物15重量％与母液晶85重量％混合而制备试样。根据所述试样的测定值，依据下式所表示的外推法来计算外推值，并记载所述值。
〈外推值〉＝(100×〈试样的测定值〉-〈母液晶的重量％〉×〈母液晶的测定值〉)/〈化合物的重量％〉
在即便化合物与母液晶的比例为所述比例，结晶(或者层列相)也在25℃下析出的情况下，将化合物与母液晶的比例以10重量％：90重量％、5重量％：95重量％、1重量％：99重量％的顺序进行变更，以结晶(或者层列相)在25℃下不析出的比例来测定试样的物性。此外，只要无特别说明，则化合物与母液晶的比例为15重量％：85重量％。
母液晶是使用下述的母液晶(i)。将母液晶(i)的成分的比例以重量％表示。
测定方法
以下述方法进行物性的测定。这些方法大多是社团法人电子信息技术产业协会(Japan Electronics and Information Technology Industries Association；以下简称为JEITA)所审议制定的JEITA规格(JEITA·ED-2521A)中记载的方法、或者将其修饰而成的方法。用于测定的TN元件上未安装TFT。
(1)相结构
在具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板(梅特勒(Mettler)公司FP-52型热台)上放置试样，一边以3℃/分钟的速度进行加热，一边利用偏光显微镜来观察相状态及其变化，来确定相的种类。
(2)转变温度(℃)
使用珀金埃尔默(Perkin Elmer)公司制造的扫描热量计DSC-7***、或者DiamondDSC***，以3℃/分钟的速度升降温，通过外推来求出伴随试样的相变化的吸热峰值、或者发热峰值的起始点，决定转变温度。有时将化合物自固体转变为层列相、向列相等液晶相的温度简称为“液晶相的下限温度”。有时将化合物自液晶相转变为液体的温度简称为“透明点”。
结晶表示为C。在对结晶的种类加以区别的情况下，分别表示为C1或者C2。层列相表示为S，向列相表示为N。层列相中，在对层列A相、层列B相、层列C相、或者层列F相加以区别的情况下，分别表示为SA、SB、SC、或者SF。液体(各向同性)表示为I。转变温度例如表述为“C50.0N 100.0I”。其表示，自结晶至向列相的转变温度为50.0℃，自向列相至液体的转变温度为100.0℃。
(3)低温相容性
制备以化合物的比例成为20重量％、15重量％、10重量％、5重量％、3重量％、以及1重量％的方式将母液晶与化合物混合而成的试样，将试样放入至玻璃瓶中。将所述玻璃瓶在-10℃或者-20℃的冷冻器中保管一定时期后，观察结晶(或者层列相)是否析出。
(4)向列相的上限温度(TNI或者NI；℃)
在具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板上放置试样，以1℃/分钟的速度进行加热。测定试样的一部分自向列相变化为各向同性液体时的温度。有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。当试样为化合物与母液晶的混合物时，以TNI的记号表示。当试样为化合物与成分B等的混合物时，以NI的记号表示。
(5)向列相的下限温度(TC；℃)
将具有向列相的试样在0℃、-10℃、-20℃、-30℃、以及-40℃的冷冻器中保管10天后，观察液晶相。例如，当试样在-20℃下为向列相的状态，而在-30℃下变化为结晶或者层列相时，将TC记载为≦-20℃。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。
(6)粘度(容积粘度；η；在20℃下测定；mPa·s)
使用E型旋转粘度计来测定。
(7)粘度(旋转粘度；γ1；在25℃下测定；mPa·s)
依据M.今井(M.Imai)等人的《分子晶体与液晶(Molecular Crystals and LiquidCrystals)》第259期第37页(1995年)中记载的方法来进行测定。在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的VA元件中放入试样。对所述元件在30伏特～50伏特的范围内以1伏特为单位阶段性地施加电压。不施加电压0.2秒后，以仅施加一个矩形波(矩形脉冲；0.2秒)与不施加(2秒)的条件反复施加。对通过所述施加而产生的暂态电流(transient current)的峰值电流(peak current)及峰值时间(peak time)进行测定。根据这些测定值与M.今井等人的论文第40页的计算式(8)来获得旋转粘度的值。所述计算所需的介电各向异性是使用下述介电各向异性的项中测定的值。
(8)光学各向异性(折射率各向异性；在25℃下测定；Δn)
使用波长为589nm的光，利用在目镜上安装有偏光板的阿贝折射计来进行测定。将主棱镜的表面向一个方向摩擦后，将试样滴加至主棱镜上。折射率(n∥)是在偏光的方向与摩擦的方向平行时进行测定。折射率(n⊥)是在偏光的方向与摩擦的方向垂直时进行测定。光学各向异性(Δn)的值是根据式Δn＝n∥-n⊥来计算。
(9)介电各向异性(Δε；在25℃下测定)
介电各向异性的值是根据式Δε＝ε∥-ε⊥来计算。介电常数(ε∥及ε⊥)是以如下方式测定。
1)介电常数(ε∥)的测定：在经充分洗涤的玻璃基板上涂布十八烷基三乙氧基硅烷(0.16mL)的乙醇(20mL)溶液。利用旋转器使玻璃基板旋转后，在150℃下加热1小时。在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为4μm的VA元件中放入试样，利用以紫外线硬化的黏接剂将所述元件密封。对所述元件施加正弦波(0.5V，1kHz)，2秒后测定液晶分子的长轴方向上的介电常数(ε∥)。
2)介电常数(ε⊥)的测定：在经充分洗涤的玻璃基板上涂布聚酰亚胺溶液。将所述玻璃基板进行煅烧后，对所得的取向膜进行摩擦处理。在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm且扭转角为80度的TN元件中放入试样。对所述元件施加正弦波(0.5V，1kHz)，2秒后测定液晶分子的短轴方向上的介电常数(ε⊥)。
(10)弹性常数(K11及K33；在25℃下测定；pN)
测定时使用东阳特克尼卡(Toyo Technica)股份有限公司制造的EC-1型弹性常数测定器。在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的垂直取向元件中放入试样。对所述元件施加20伏特至0伏特的电荷，测定静电电容以及施加电压。使用《液晶装置手册》(日刊工业新闻社)第75页的式(2.98)、式(2.101)，将静电电容(C)及施加电压(V)的值进行拟合，根据式(2.100)来获得弹性常数的值。
(11)阈值电压(Vth；在25℃下测定；V)
测定时使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为4μm且摩擦方向为反平行的常黑模式(normally blackmode)的VA元件中放入试样，利用以紫外线硬化的黏接剂将所述元件密封。对所述元件施加的电压(60Hz、矩形波)是以0.02V为单位，自0V阶段性地增加至20V。此时，自垂直方向对元件照射光，测定透射元件的光量。制成当所述光量达到最大时透射率为100％，且当所述光量为最小时透射率为0％的电压-透射率曲线。阈值电压是透射率达到10％时的电压。
(12)电压保持率(VHR-1；在25℃下测定；％)
用于测定的TN元件具有聚酰亚胺取向膜，而且两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm。所述元件在放入试样后，利用以紫外线硬化的黏接剂进行密封。对所述TN元件施加脉冲电压(5V、60微秒)来充电。利用高速电压计，在16.7毫秒之间测定所衰减的电压，求出单位周期中的电压曲线与横轴之间的面积A。面积B为未衰减时的面积。电压保持率是面积A相对于面积B的百分率。
(13)电压保持率(VHR-2；在80℃下测定；％)
用于测定的TN元件具有聚酰亚胺取向膜，而且两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm。所述元件在放入试样后，利用以紫外线硬化的黏接剂进行密封。对所述TN元件施加脉冲电压(5V、60微秒)来充电。利用高速电压计，在16.7毫秒之间测定所衰减的电压，求出单位周期中的电压曲线与横轴之间的面积A。面积B为未衰减时的面积。电压保持率为面积A相对于面积B的百分率。
原料
索尔米克斯(solmix)A-11(注册商标)为乙醇(85.5重量％)，甲醇(13.4重量％)及异丙醇(1.1重量％)的混合物，自日本醇销售(股)获取。
[实施例1]
化合物(No.18)的合成
第1步骤
在氮气环境下，向反应器中加入化合物(S-1)(40g)以及四氢呋喃(tetrahydrofuran，THF)(300ml)，冷却至-74℃。向其中滴加仲丁基锂(1M；正己烷、环己烷溶液；313ml)，进而搅拌2小时。继而添加硫粉末(11.8g)，一边恢复至25℃一边搅拌2小时。向其中添加溴代乙醛缩二乙醇(84g)，回流2小时。将反应混合物注入至水中，利用甲苯进行萃取。将有机层以水进行洗涤，以无水硫酸镁加以干燥。将所述溶液在减压下进行浓缩，利用硅胶色谱法(甲苯)将残渣纯化，获得(S-2)(31g)。
第2步骤
在氮气环境下，向反应器中加入化合物(S-2)(31g)、多磷酸(150g)以及甲苯(250ml)，加热回流3小时。将反应混合物注入至水中，利用甲苯进行萃取。将有机层以水进行洗涤，以无水硫酸镁加以干燥。将所述溶液在减压下进行浓缩，利用硅胶色谱法(容积比，甲苯：庚烷＝2：3)将残渣纯化，获得(S-3)(12.9g)。
第3步骤
在氮气环境下，向反应器中加入化合物(S-3)(6g)以及THF(100ml)，冷却至-74℃。向其中滴加LDA(1M；正己烷、THF溶液；37ml)，进而搅拌2小时。继而添加(S-4)(6g)，一边恢复至25℃一边搅拌2小时。将反应混合物注入至水中，利用甲苯进行萃取。将有机层以水进行洗涤，以无水硫酸镁加以干燥，获得(S-5)。其后，利用如上所述的流程中的公知方法，添加P-甲苯磺酸而进行脱水反应，制成(S-6)，以钯碳进行氢化反应以及纯化，获得化合物No.18(1.7g)。此外，只要参考WO 2009150966等中记载的实施例，则可容易地实施此处进行的脱水以及氢化反应。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.32(d,1H),7.03(t,1H),6.91(d,1H),4.17(q,2H),2.78(tt,1H),2.12(dd,2H),1.88(dd,2H),1.60-1.20(m,10H),0.91(t,3H).
化合物(No.18)的物性如下所述。转变温度：C 68.4N 86.0I.TNI＝83.9℃；Δn＝0.153；Δε＝-3.12；η＝31.2mPa·s.
[实施例2]
化合物(No.41)的合成
通过在实施例1中，代替化合物(S-4)而使用化合物(S-7)，来获得化合物(No.41)。
1H-NMR(δppm；CDCL3):7.32(d,1H),7.02(t,1H),6.99(d,1H),4.16(q,2H),2.75(tt,1H),2.13(dd,2H),1.85(d,2H),1.74(t,4H),1.60-1.20(m,18H),0.88(t,3H).
化合物(No.41)的物性如下所述。转变温度：C 95.3N 260.7I.TNI＝210.6℃；Δn＝0.167；Δε＝-3.29；η＝53.4mPa·s.
[实施例3]
化合物(No.43)的合成
第1步骤
在氮气环境下，向反应器中加入化合物(S-3)(3g)以及THF(100ml)，冷却至-74℃。在-74℃至-70℃的温度范围内，向其中滴加二异丙氨基锂(Lithium diisopropylamide)(1M；正己烷溶液；18.34ml)，进而搅拌2小时。继而在-75℃至-70℃的温度范围内，滴加硼酸三异丁酯(4.02g)的THF(10ml)溶液，一边恢复至25℃一边搅拌8小时。将反应混合物注入至盐酸水溶液中，利用乙酸乙酯进行萃取。将一起产生的有机层以水、饱和碳酸氢钠、以及水进行洗涤，以无水硫酸镁加以干燥。将所述溶液在减压下进行浓缩，获得化合物(S-8)(1.9g)。
第2步骤
使(S-8)(1.3g)及(S-9)(1.8g)溶解于甲苯中，添加水、乙醇、Pd(PPh3)4(0.6g)、四正丁基溴化铵(tetra-n-butyl ammonium bromide，TBAB)(0.17g)以及碳酸钾(2.2g)，加热回流6小时。反应结束后利用甲苯进行萃取，以水进行洗涤后，以无水硫酸镁加以干燥，进行减压浓缩而获得淡茶色固体。将所述固体溶解于溶液中，利用硅胶管柱色谱法(以容量比计，庚烷：甲苯＝3：2)、以及再结晶(乙醇)进行处理，以无色结晶的形式获得(No.43)(1.5g)。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.73(d,2H),7.64(d,2H),7.55(d,2H),7.48(d,1H),7.44(d,1H),7.27(d,2H),7.07(t,1H),4.20(q,2H),2.63(t,2H),1.69(sex,2H),1.47(t,3H),0.98(t,3H).
化合物(No.43)的物性如下所述。转变温度：C 205.9S 265.6N 295.5I.TNI＝224.6℃；Δn＝0.587；Δε＝-5.47；η＝109.6mPa·s.此外，测定试样是由1重量％的化合物(No.43)及99重量％的母液晶(i)而制备。
[实施例4]
化合物(No.9)的合成
通过在实施例3中，代替化合物(S-9)而使用化合物(S-10)，来获得化合物(No.9)。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.59(d,2H),7.43(d,1H),7.41(d,1H),7.23(d,2H),7.07(t,1H),4.20(q,2H),2.62(t,2H),1.67(sex,2H),1.47(t,3H),0.97(t,3H).
化合物(No.9)的物性如下所述。转变温度：C 89.5N 99.4I.TNI＝101.9℃；Δn＝0.287；Δε＝-3.83；η＝38.8mPa·s.
[实施例5]
化合物(No.25)的合成
第1步骤
在氮气环境下，向反应器中加入化合物(S-3)(3g)以及THF(100ml)，冷却至-74℃。在-74℃至-70℃的温度范围内，向其中滴加二异丙氨基锂(1M；正己烷溶液；16.82ml)，进而搅拌2小时。继而在-75℃至-70℃的温度范围内，滴加(S-11)(4.99g)的THF(10ml)溶液，一边恢复至25℃一边搅拌8小时。将反应混合物注入至水中，利用甲苯进行萃取，以水进行洗涤后，以无水硫酸镁加以干燥，进行减压浓缩而获得淡茶色固体。利用硅胶管柱色谱法(以容量比计，庚烷：甲苯＝3：1)、以及再结晶(乙醇)对其进行处理，以无色结晶的形式获得(No.25)(3.15g)。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.28(d,1H),7.02(t,1H),6.89(d,1H),4.16(q,2H),2.87(t,2H),1.79(d,2H),1.73(d,2H),1.62(q,2H),1.44(t,3H),1.35-0.79(m,10H),0.88(t,3H).
化合物(No.25)的物性如下所述。转变温度：C 88.2I.TNI＝59.9℃；Δn＝0.133；Δε＝-3.16；η＝38.7mPa·s.
[实施例6]
化合物(No.105)的合成
第1步骤
在氮气环境下，向反应器中加入化合物(S-12)(22.9g)、化合物(S-13)(10.0g)、碳酸钾(K2CO3；18.5g)、以及DMF(150ml)，在100℃下搅拌2小时。将反应混合物冷却至25℃后，滤取析出物，并将滤液浓缩。利用硅胶色谱法(庚烷)将残渣纯化，进而利用自乙醇的再结晶进行纯化，获得化合物(S-14)(23.0g)。
第2步骤
在氮气环境下，量取化合物(S-14)(10g)以及THF(100ml)至反应器中，冷却至-74℃。向其中滴加仲丁基锂(1M；正己烷、环己烷溶液；33ml)，进而搅拌2小时。继而添加硫粉末(1.25g)，一边恢复至25℃一边搅拌2小时。向其中添加溴代乙醛缩二乙醇(8.89g)，回流2小时。将反应混合物注入至水中，利用甲苯进行萃取。将有机层以水进行洗涤，以无水硫酸镁加以干燥。将所述溶液在减压下进行浓缩，利用硅胶色谱法(甲苯)将残渣纯化，获得(S-15)(7.8g)。
第3步骤
在氮气环境下，量取化合物(S-15)(7.7g)、多磷酸(20g)以及甲苯(150ml)至反应器中，加热回流3小时。将反应混合物注入至水中，利用甲苯进行萃取。将有机层以水进行洗涤，以无水硫酸镁加以干燥。将所述溶液在减压下进行浓缩，利用硅胶色谱法(容积比，甲苯：庚烷＝2：3)将残渣纯化，获得(S-16)(3.9g)。
第4步骤
在氮气环境下，向反应器中加入化合物(S-16)(3.9g)以及THF(100ml)，冷却至-74℃。在-74℃至-70℃的温度范围内，向其中滴加二异丙氨基锂(LDA、1M；正己烷溶液；16.82ml)，进而搅拌2小时。继而在-75℃至-70℃的温度范围内，滴加碘丙烷(2.4g)的THF(10ml)溶液，一边恢复至25℃一边搅拌8小时。将反应混合物注入至水中，利用甲苯进行萃取，以水进行洗涤后，以无水硫酸镁加以干燥，进行减压浓缩而获得淡茶色固体。利用硅胶管柱色谱法(以容量比计，庚烷：甲苯＝4：1)、以及再结晶(乙醇)对其进行处理，以无色结晶的形式获得(No.105)(2.7g)。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.31(d,1H),7.01(t,1H),6.90(d,1H),3.88(d,2H),2.83(t,2H),1.95(br,2H),1.79-1.69(m,9H),1.30(sex,2H),1.2-0.8(m,13H),1.00(t,3H),0.88(t,3H).
化合物(No.105)的物性如下所述。转变温度：C 74.0N 171.2I.TNI＝145℃；Δn＝0.127；Δε＝-2.0；η＝51.4mPa·s.
[实施例7]
化合物(No.8)的合成
在实施例1的第1步骤以及第2步骤中，代替化合物(S-1)而使用化合物(S-17)来合成(S-18)，在实施例3中，代替化合物(S-9)而使用化合物(S-10)，代替化合物(S-3)而使用(S-18)，由此获得化合物(No.8)。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.62(d,2H),7.45(s,1H),7.45(d,1H),7.24(d,2H),7.15(t,1H),2.72(t,2H),2.62(t,2H),1.68(sex,2H),1.67(sex,2H),0.98(t,3H),0.97(t,3H).
化合物(No.8)的物性如下所述。转变温度：C 56.6S 62.0N 66.5I.TNI＝65.0℃；Δn＝0.260；Δε＝-0.7；η＝40.8mPa·s.
[实施例8]
化合物(No.56)的合成
通过在实施例3中，代替化合物(S-9)而使用化合物(S-19)，来获得化合物(No.56)。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.70(t,1H),7.67(dd,1H),7.54(d,2H),7.48(d,1H),7.43(dd,1H),7.41(dd,1H),7.27(d,2H),7.09(t,1H),4.21(q,2H),2.64(t,2H),1.69(sex,2H),1.47(t,3H),0.98(t,3H).
化合物(No.56)的物性如下所述。转变温度：C 111.2N 263.3I.TNI＝201.7℃；Δn＝0.364；Δε＝-3.80；η＝66.4mPa·s.
[实施例9]
化合物(No.241)的合成
通过在实施例3中，代替化合物(S-9)而使用化合物(S-19)，来获得化合物(No.241)。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.70(t,1H),7.67(dd,1H),7.53(d,2H),7.48(d,1H),7.43(dd,1H),7.40(dd,1H),7.27(d,2H),7.09(t,1H),4.21(q,2H),2.65(t,2H),1.66(quint,2H),1.47(t,3H),1.40-1.30(m,4H),0.91(t,3H).
化合物(No.241)的物性如下所述。转变温度：C 110.3N 249.9I.TNI＝192.7℃；Δn＝0.357；Δε＝-3.70；η＝61.7mPa·s.
[实施例10]
化合物(No.242)的合成
通过在实施例3中，代替化合物(S-9)而使用化合物(S-20)，来获得化合物(No.242)。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.69(t,1H),7.66(dd,1H),7.54(d,2H),7.47(d,1H),7.40(dd,1H),7.37(dd,1H),7.09(t,1H),6.98(d,2H),4.21(q,2H),4.01(t,2H),2.64(t,2H),1.80(quint,2H),1.51(sex,2H),1.48(t,3H,0.99(t,3H).
化合物(No.242)的物性如下所述。转变温度：C 128.5N 281.3I.TNI＝209.7℃；Δn＝0.377；Δε＝-3.86；η＝76.7mPa·s.
[实施例11]
化合物(No.244)的合成
通过在实施例3中，代替化合物(S-9)而使用化合物(S-21)，来获得化合物(No.244)。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.69(t,1H),7.66(dd,1H),7.47(d,1H),7.40(dd,1H),7.37(dd,1H),7.09(t,1H),4.21(q,2H),4.01(t,2H),2.64(t,2H),1.69(sex,2H),1.47(t,3H),0.98(t,3H).
化合物(No.242)的物性如下所述。转变温度：C 56.6N 68.6I.TNI＝88.4℃；Δn＝0.250；Δε＝-3.89；η＝37.4mPa·s.
[实施例12]
化合物(No.14)的合成
通过在实施例3中，代替化合物(S-9)而使用化合物(S-22)，来获得化合物(No.14)。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.54(dd,1H),7.46(d,1H),7.29(td,1H),7.08(t,1H),6.78(td,1H),4.21(q,2H),4.16(q,2H),1.47(t,3H),1.46(t,3H).
化合物(No.56)的物性如下所述。转变温度：C 140.4I.TNI＝154.3℃；Δn＝0.387；Δε＝-10.46；η＝69.6mPa·s.
[实施例13]
化合物(No.243)的合成
通过在实施例3中，代替化合物(S-9)而使用化合物(S-23)，来获得化合物(No.243)。此外，(S-23)可利用日本专利特开2010-270074号公报的实施例中记载的方法等来合成。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.54(dd,1H),7.46(d,1H),7.29(td,1H),7.08(t,1H),6.77(td,1H),4.21(q,2H),3.87(d,2H),1.92(d,2H),1.85-1.75(m,3H),1.47(t,3H),1.35-0.91(m,10H),0.88(t,3H).
化合物(No.56)的物性如下所述。转变温度：C 118.4N 209.5I.TNI＝190.3℃；Δn＝0.267；Δε＝-3.69；η＝79.4mPa·s.
[实施例14]
化合物(No.247)的合成
通过在实施例3中，代替化合物(S-9)而使用化合物(S-24)，来获得化合物(No.247)。此外，(S-24)为市售品。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.56(d,1H),7.51(d,1H),7.28(d,2H),7.13(t,1H),6.98(t,2H),4.23(q,2H),1.40(t,3H).
化合物(No.56)的物性如下所述。转变温度：C 153.6I.TNI＝111.7℃；Δn＝0.337；Δε＝-0.98；η＝77.5mPa·s.
[实施例15]
化合物(No.249)的合成
通过在实施例3中，代替化合物(S-9)而使用化合物(S-25)，来获得化合物(No.249)。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.69(t,1H),7.67(dd,1H),7.52(d,2H),7.47(d,1H),7.42(dd,1H),7.40(dd,1H),7.27(d,2H),7.08(t,1H),4.21(q,2H),2.66(t,2H),1.65(quint,2H),1.48(t,3H),1.37(sex,2H),0.95(t,3H).
化合物(No.249)的物性如下所述。转变温度：C 102.24N 249.2I.TNI＝194.4℃；Δn＝0.350；Δε＝-2.6；η＝62.2mPa·s.
可利用与实施例1～实施例7中记载的合成方法相同的方法，来合成以下所示的化合物(No.1)～化合物(No.240)。
[比较例1]
合成与专利文献2的实施例中记载的化合物类似的比较化合物(C-1)，所述比较化合物(C-1)与化合物(No.9)相比较，6位的环氧基转移至5位，进而在6位上导入有氟。
比较化合物(C-1)的合成
在实施例1的第1步骤～第3步骤中，代替化合物(S-1)而使用(S-19)，由此来合成化合物(S-20)以及化合物(S-21)，在实施例3的第1步骤以及第2步骤中，代替化合物(S-3)而使用化合物(S-21)，以及代替(S-9)而使用(S-10)，由此合成化合物(C-1)。
1H-NMR(δppm；CDCl3):7.58(d,2H),7.37(d,1H),7.24(d,2H),7.05(d,1H),4.16(q,2H),2.62(t,2H),1.67(sex,2H),1.50(t,3H),0.96(t,3H).
化合物(C-1)的物性如下所述。转变温度：C 86.5I.TNI＝41.0℃；Δn＝0.214；Δε＝-3.0；η＝112.7mPa·s.
若将所述化合物(C-1)与本发明的化合物(No.9)进行比较，则本发明的化合物(No.9)显示出负的大介电各向异性(Δε＝-3.83)，显示出高上限温度(TNI＝101)，显示出小的粘度(η＝38.8)，显示出大的光学各向异性(Δn＝0.287)。
1-2.组合物(1)的实施例
通过实施例，对本发明的液晶组合物(1)进行详细说明。实施例中的化合物是基于下述表的定义，由记号来表示。表1中，与1,4-亚环己基有关的立体构型为反式。实施例中位于记号后的括弧内的编号与化合物的编号相对应。(-)的记号是指其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基于液晶组合物的总重量的重量百分率(重量％)。最后，总结组合物的物性值。依据从前记载的方法来测定物性，并不对测定值进行外推，而是直接记载。
表1使用记号的化合物的表述法
R-(A1)-Z1-·····-Zn-(An)-R′
[实施例16]
NI＝96.5℃；η＝38.8mPa·s；Δn＝0.186；Δε＝7.2.
[实施例17]
[实施例18]
NI＝83.4℃；η＝25.4mPa·s；Δn＝0.117；Δε＝5.4.
[实施例19]
NI＝120.2℃；η＝21.6mPa·s；Δn＝0.094；Δε＝3.5.
[实施例20]
[实施例21]
NI＝84.5℃；η＝15.1mPa·s；Δn＝0.097；Δε＝4.1.
[实施例22]
NI＝80.3℃；η＝21.9mPa·s；Δn＝0.112；Δε＝8.0.
[实施例23]
[实施例24]
[实施例25]
[实施例26]
[实施例27]
[实施例28]
[实施例29]
NI＝89.2℃；η＝26.5mPa·s；Δn＝0.127；Δε＝5.7.
[实施例30]
NI＝89.0℃；η＝16.2mPa·s；Δn＝0.102；Δε＝4.4.
[实施例31]
NI＝84.4℃；η＝21.5mPa·s；Δn＝0.076；Δε＝6.0.
[实施例32]
NI＝99.7℃；η＝40.7mPa·s；Δn＝0.199；Δε＝7.7.
[产业上的可利用性]
本发明的液晶性化合物具有对热、光等的高稳定性、高透明点、液晶相的低下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性、大的负介电各向异性、适当的弹性常数、与其他液晶化合物的优异相容性。本发明的液晶组合物含有所述化合物，且具有向列相的高上限温度、向列相的低下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性、大的负介电各向异性、以及适当的弹性常数。所述组合物关于至少两种物性而具有适当的平衡。本发明的液晶显示元件包含所述组合物，且具有可使用元件的广泛温度范围、短的响应时间、大的电压保持率、低的阈值电压、大的对比度比、以及长的寿命。因此，所述元件可广泛用于个人电脑、电视等的显示器。

Claims (16)

1.一种化合物，其由式(1)所表示：
式(1)中，
R1及R2独立地为氢、卤素、或者碳数1～20的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或者-S-所取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-所取代，所述基团中，至少一个氢可经卤素所取代；
环A1及环A2独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、2，6，7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷-1，4-二基、萘-2，6-二基、吡啶-2，5-二基，所述环上的至少一个氢可经卤素所取代；
Z1及Z2独立地为单键或者碳数1至4的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或者-COO-所取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或者-C≡C-所取代，所述基团中，至少一个氢可经卤素所取代；
Z3为-O-、或者单键；
L1为F、CF3或者CF2H；
a及b独立地为0、1、2、3、或者4，a及b的和为4以下，当a或者b为2以上时，任意的两个环A1、任意的两个环A2、任意的两个Z1、或者任意的两个Z2可相同，也可不同。
2.根据权利要求1所述的化合物，其为式(1-2)所表示的化合物：
式(1-2)中，
R1及R2独立地为氢、卤素、或者碳数1～20的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或者-S-所取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-所取代，所述基团中，至少一个氢可经卤素所取代；
环A1及环A2独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、2，6，7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷-1，4-二基、萘-2，6-二基、吡啶-2，5-二基，所述环上的至少一个氢可经卤素所取代；
Z1及Z2独立地为单键或者碳数1至4的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或者-COO-所取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或者-C≡C-所取代，所述基团中，至少一个氢可经卤素所取代；
Z3为-O-、或者单键；
a及b独立地为0、1、2、3、或者4，a及b的和为4以下，当a或者b为2以上时，两个环A1、两个环A2、以及两个Z1、两个Z2可相同，也可不同。
3.根据权利要求2所述的化合物，其中
根据权利要求2所述的式(1-2)中，R1及R2独立地为氯、氟、碳数1～10的烷基、碳数1～9的烷氧基、碳数2～10的烯基、碳数1～10的聚氟烷基或者碳数1～9的聚氟烷基；
环A1及环A2独立地有1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、至少一个氢可经卤素所取代的1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基；
Z1及Z2独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-CF2O(CH2)2-、-OCF2(CH2)2-、-CH＝CH-(CH2)2-、或者-(CH2)2-CH＝CH-、；
a及b独立地为0、1、2、3、或者4，a及b的和为4以下。
4.根据权利要求2或3所述的化合物，其中
式(1-2)中，a及b的和为0、1、2、或者3；
R1及R2独立地为氯、氟碳数1～10的烷基、碳数1～9的烷氧基、碳数2～10的烯基、碳数1～10的聚氟烷基或者碳数1～9的聚氟烷基；
环A1及环A2独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、至少一个氢可经卤素所取代的1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基；
Z1及Z2独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-CF2O(CH2)2-、-OCF2(CH2)2-、-CH＝CH-(CH2)2-、或者-(CH2)2-CH＝CH-；
5.根据权利要求1～4中任一项所述的化合物，其是由式(1-2-1)～式(1-2-10)的任一者所表示：
式(1-2-1)～式(1-2-10)中，R1及R2独立地为氯、氟、碳数1～10的烷基、碳数1～9的烷氧基、碳数2～10的烯基、碳数1～10的聚氟烷基、或者碳数1～9的聚氟烷基；
环A1、环A2、环A3及环A4独立地有1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、至少一个氢经卤素所取代的1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基；
Z1、Z2、Z4、及Z5独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CH2)4-、-(CH2)2CF2O-、-(CH2)2OCF2-、-CF2O(CH2)2-、-OCF2(CH2)2-、-CH＝CH-(CH2)2-、或者-(CH2)2-CH＝CH-。
6.根据权利要求5所述的化合物，其中
根据权利要求5所述的(1-2-1)～(1-2-10)中，R1及R2独立地为为氟、碳数1～10的烷基、碳数1～9的烷氧基、碳数2～10的烯基、或者碳数1～9的聚氟烷基；
环A1、环A2、环A3、及环A4独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、至少一个氢可经卤素所取代的1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基；
Z1、Z2、Z4、及Z5独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、或者-OCH2-。
7.根据权利要求6所述的化合物，其是由式(1-2-4)、式(1-2-7)及式(1-2-9)的任一者所表示：
8.根据权利要求6所述的化合物，其是由式(1-2-1)、式(1-2-5)、式(1-2-8)及式(1-2-10)的任一者所表示，且R1为碳数1～6的烷氧基，
9.一种液晶组合物，其含有至少一种根据权利要求1～8中任一项所述的化合物。
10.根据权利要求9所述的液晶组合物，其还含有选自式(6)～式(12)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(6)～式(12)中，
R13为碳数1～10的烷基或者碳数2～10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-所取代，至少一个氢可经氟所取代；
R14为碳数1～10的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-所取代，至少一个氢可经氟所取代；
R15为氢、氟、碳数1～10的烷基、或者碳数2～10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-所取代，至少一个氢可经氟所取代；
S11为氢或者甲基；
X为-CF2-、-O-、或者-CHF-；
环D1、环D2、环D3、及环D4独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、至少一个氢可经氟所取代的1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基、或者十氢萘-2，6-二基；
环D5及环D6独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基、或者十氢萘-2，6-二基；
Z15、Z16、Z17、及Z18独立地为单键、-CH2CH2-、-COO-、-CH2O-、-OCF2-、或者-OCF2CH2CH2-；
L15及L16独立地为氟或者氯；
j、k、m、n、p、q、r、及s独立地为0或者1，k、m、n、及p的和为1或者2，q、r、及s的和为0、1、2、或者3，t为1、2、或者3。
11.根据权利要求9或10所述的液晶组合物，其还含有选自式(13)～式(15)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物，
式(13)～式(15)中，
R16及R17独立地为碳数1～10的烷基或者碳数2～10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-所取代，至少一个氢可经氟所取代；
环E1、环E2、环E3、及环E4独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，5-二氟-1，4-亚苯基、或者嘧啶-2，5-二基；
Z19、Z20、及Z21独立地为单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、或者-COO-。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的液晶组合物，其还含有选自式(2)～式(4)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物：
式(2)～式(4)中，
R11为碳数1～10的烷基或者碳数2～10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个氢可经氟所取代，至少一个-CH2-可经-O-所取代；
X11为氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、或者-OCF2CHFCF3；
环B1、环B2、及环B3独立地为1，4-亚环己基、至少一个氢可经氟所取代的1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、或者嘧啶-2，5-二基；
Z11、Z12、及Z13独立地为单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、或者-(CH2)4-；
L11及L12独立地为氢或者氟。
13.根据权利要求9～12中任一项所述的液晶组合物，其还含有至少一种光学活性化合物和/或能够聚合的化合物。
14.根据权利要求9～13中任一项所述的液晶组合物，其还含有至少一种抗氧化剂和/或紫外线吸收剂。
15.一种液晶显示元件，其含有根据权利要求9～14中任一项所述的液晶组合物。
16.根据权利要求15所述的液晶显示元件，其特征在于：将根据权利要求9～14中任一项所述的液晶组合物内包于胶囊中。
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