JP4048570B2 - Liquid crystal compound having negative dielectric anisotropy value, liquid crystal composition containing the liquid crystal compound, and liquid crystal display device using the liquid crystal composition - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として液晶表示素子、例えば垂直配向方式、ＩＰＳ＝インプレインスイッチング、ＴＦＴ＝薄膜トランジスタ、ＴＮ＝捻れネマティック、又はＳＴＮ＝超捻れネマティック等の各種表示方式、とりわけ垂直配向方式及びＩＰＳ用の液晶組成物に好適な諸物性を発現せしめる新規な液晶性化合物、及びこれを用いた好適な諸物性を有する液晶組成物、並びにこの液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。なお、本願において、液晶性化合物なる用語は、液晶相を示す化合物および液晶相を示さないが液晶組成物の構成成分として有用である化合物の総称として用いられる。本発明で用いる表現「置換されていてもよい」は、「置き換えられてもよい」という意味で用いられる。
【０００２】
【背景技術】
従来、様々な液晶表示方式が提案されてきた。それらの一例として、次のような表示方式が挙げられる（液晶の最新技術、工業調査会編(1983)）。誘電率異方性値が正の液晶組成物を利用する方式として、ＴＮ、ＳＴＮ、又はＴＮをベースにしたＡＭ＝能動マトリックス（ＴＦＴ又はＭＩＭ＝金属・絶縁膜・金属等）等の方式がある。また、誘電率異方性値が負の液晶組成物を利用する方式として、ＥＣＢ＝電界制御複屈折効果（ＨＡＮ＝ハイブリッド分子配列又はＤＡＰ＝垂直分子配列等）、ＤＳ＝動的散乱、ＧＨ＝ゲストホスト、又はＰＣ＝相転移等の方式がある。
これらの方式の内、現在実用化されているものの主流は誘電率異方性値が正の液晶組成物を利用する方式である。これに比べると、誘電率異方性値が負の液晶組成物を利用する方式については、実用化の程度が遅れている。このことと関連して、誘電率異方性値が負の液晶組成物やこれに用いる化合物自体の開発も、誘電率異方性値が正の液晶組成物やこれに用いる化合物の開発と比較すると、十分ではない状況にある。
【０００３】
このような状況の中、最近特に、液晶表示の欠点の一つである視角の狭さを改善するための試みが盛んに行われるようになってきた。その方式の一つが、ＩＰＳである（R.Kiefer et al, JAPAN DISPLAY'92,547(1992)、M.Oh-e et al, ASIA DISPLAY'95,577(1995)、特表平５−５０５２４７号公報、特開平７−１２８６４７号公報等）。ＩＰＳの特徴の一つは、従来の液晶パネルでは上下の基板上にそれぞれ電極が設けられていたのに対し、本方式の液晶パネルでは片側の基板上にのみくし歯形電極を設けられている点である。そして本方式のもう一つの特徴は、誘電率異方性値の正負に関係無く、液晶組成物を利用できる点である。
また、視角の狭さを改善するための試みのもう一つの例として、液晶分子の垂直配向を利用して視角の改善を図った方式が挙げられる（特開平２−１７６６２５号公報等）。本方式の特徴の一つは、誘電率異方性が負の液晶組成物を使用することである。
このような背景から、誘電率異方性値が負である液晶性化合物並びに液晶組成物が強く要望されるようになってきた。
【０００４】
ところで、全ての表示方式において、用いられる液晶組成物は、適切な誘電率異方性値のみならず、その他の特性、例えば屈折率異方性値（△ｎ）、弾性定数比Ｋ₃₃/Ｋ₁₁（Ｋ₃₃：ベンド弾性定数、Ｋ₁₁：スプレイ弾性定数）の値等の諸物性値も最適な値に調整する必要があり、更にまた液晶相が適当な温度範囲にあること、及び低温に於いても低粘度であること等が要求される。
従来より公知の液晶性化合物の中で、単独でこれらの条件を全て満たす化合物はなかった。従って、通常液晶相として使用することができる組成物を得るためには、数種類から二十数種類の液晶相を有する化合物及び必要により更に数種類の液晶相を有しない化合物を混合して調製されている。従って、個々の液晶性化合物は、他の液晶性化合物との相溶性が良好なこと、低温環境下での使用の要求から低温域での相溶性が良好であること等の特性も要求されている。
【０００５】
しかしながら、前記の通り従来の表示方式は誘電率異方性値が正である液晶性化合物を含有する液晶組成物を用いたものが主流であったため、誘電率異方性値が負である化合物や組成物についてはその開発が十分であるとは言えなかった。このため、このように多様化する方式やそれに伴う様々な特性への対応が不十分であった。例えば、
・誘電率異方性値が負であっても、その絶対値が小さい、
・弾性定数が大きいため駆動電圧を下げることができない、
・相溶性が悪いので多量に用いることができない、
・屈折率異方性値の自由な設定が困難である、
・粘度が大きい、
・化学的・物理的安定性が悪い
等と言う問題があった。
【０００６】
本発明以前に９，１０−ジヒドロフェナントレン骨格を有する液晶性化合物については既に報告がなされている（特開昭５７−８１４４１）。しかし、ここに開示された化合物は、例えば適切な誘電率異方性値や屈折率異方性値、小さな弾性定数、良好な相溶性、低い粘度、高い化学的・物理的安定性等の、この化合物を液晶組成物に用いるために必要な物性値は必ずしも満足なものではなく、特に絶対値の大きな負の誘電率異方性は有せず、さらなる改善が求められていた。
また、ここには９，１０−ジヒドロフェナントレン骨格を有する化合物を、誘電率異方性値が負である液晶性化合物へと誘導する発想は存在しない。特に、３，４，５，６位の水素をフッ素置換した化合物は今まで知られていなかった。
このように、本発明の化合物は先行技術からは容易に着想できないものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、特開平２−１７６６２５号公報に記載されているような垂直配向方式、ＩＰＳ、ＥＣＢ（ＨＡＮ又はＤＡＰ等）、ＤＳ、ＧＨ又はＰＣ等、誘電率異方性値が負である化合物や組成物を用いる各種表示方式に使用できるのみならず、ＴＮ、ＳＴＮ、又はＴＮをベースにしたＡＭ（ＴＦＴ又はＭＩＭ）等、誘電率異方性値が正である化合物や組成物を用いる各種表示方式用の液晶組成物の諸特性の調整にも使用することが出来る、前記の問題点を解決した新規な液晶性化合物、これを含有する液晶組成物及び該液晶組成物を用いて作成した液晶表示素子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決する手段】
本発明者らは上記課題の解決のため鋭意研究の結果、請求項１〜４に記載の化合物が絶対値の大きな負の誘電率異方性値を有するのみならず、適切な屈折率異方性値を有し、弾性定数が小さく、相溶性がよく、粘度が低く、化学的・物理的安定性が高いこと、並びに請求項１〜４に記載の化合物を液晶組成物中に用いることで、弾性定数が小さく、誘電率異方性値及び屈折率異方性値の適切な設定ができ、粘度が低く、化学的・物理的安定性に優れた液晶組成物、とりわけ絶対値の大きな負の誘電率異方性値を有する液晶組成物が得られること、及び該組成物を用いて液晶表示素子が得られることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、下記の〔１〕〜〔１４〕の構成を有する。
〔１〕 一般式（２）で表される液晶性化合物。

式（２）中、Ｒ ^１ 及びＹ ^１ は各々独立して炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜１９のアルコキシ基、炭素数２〜２１のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２１のアルキニル基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数２〜１９のアルコキシアルキル基、炭素数２〜１８のアルコキシアルコキシ基、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、シアン酸基、イソシアノ基又はイソチオシアン酸基を表し、前記のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルキニル基、アルキニルオキシ基、アルコキシアルキル基、及びアルコキシアルコキシ基中の１個以上の水素原子はフッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく；Ｘ ^１ 、Ｘ ^２ 、Ｘ ^３ 及びＸ ^４ は各々独立して単結合、−（ＣＨ _２ ） _２ −、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ _２ Ｏ−、−ＯＣＨ _２ −、−（ＣＨ _２ ） _４ −、−（ＣＨ _２ ） _３ Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ _２ ） _３ −、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ _２ ＣＨ _２ −、−ＣＨ _２ ＣＨ＝ＣＨＣＨ _２ −、−ＣＨ _２ ＣＨ _２ ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ _２ Ｏ−、−ＯＣＦ _２ −、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ _２ Ｏ−、−ＯＣＨ _２ ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ _２ ＣＦ _２ −、−ＣＦ _２ ＣＨ _２ −、−（ＣＦ _２ ） _２ −、−（ＣＦ _２ ） _４ −、−（ＣＨ _２ ） _２ ＣＯＯ−、−ＯＣＯ（ＣＨ _２ ） _２ −、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣ≡Ｃ−又は−Ｃ≡ＣＣＨ＝ＣＨ−を表し；環Ａ ^１ 、環Ａ ^２ 、環Ａ ^３ 、環Ａ ^４ 及び環Ａ ^５ は各々独立してトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、シクロヘキサ−１−エン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、ビシクロ〔１．１．１〕ペンタン−１，３−ジイル、又は下記一般式（１）で表される基を表し、これら環Ａ ^１ 、環Ａ ^２ 、環Ａ ^３ 、環Ａ ^４ 及び環Ａ ^５ の内少なくとも１個は一般式（１）で表される基であり、前記の１，４−シクロへキシレン及び１，４−フェニレンにおいては、これらの環を構成する炭素原子の１つまたは２つは酸素原子又は窒素原子で置換されていてもよく、一般式（１）で表される基を除く環の水素原子はハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよく；ａ ^１ 、ａ ^２ 、ａ ^３ 、ａ ^４ 及びａ ^５ は各々独立して０又は１を表すが、ａ ^１ ＋ａ ^２ ＋ａ ^３ ＋ａ ^４ ＋ａ ^５ ≧１であり；また、この化合物を構成する各原子はその同位体で置換されていてもよい。
【００１０】
【化９】

【００１１】
（式中、Ｇは−ＣＨ _２ −、または−ＣＨ _２ ＣＨ _２ −を表す。）
【００１２】
〔２〕 Ｇが−ＣＨ _２ ＣＨ _２ −である第〔１〕項に記載の液晶性化合物。
〔３〕 Ｒ ^１ 及びＹ ^１ が各々独立して炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜１９のアルコキシ基、炭素数２〜２１のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２１のアルキニル基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数２〜１９のアルコキシアルキル基、または炭素数２〜１８のアルコキシアルコキシ基であり、これらの基中の１個以上の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい、第〔１〕項に記載の液晶性化合物。
【００１７】
〔４〕 第〔１〕項に記載の一般式（２）におけるＲ ^１ 及びＹ ^１ が各々独立して炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜１９のアルコキシ基、炭素数２〜２１のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２１のアルキニル基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数２〜１９のアルコキシアルキル基、または炭素数２〜１８のアルコキシアルコキシ基である、第〔２〕項に記載の液晶性化合物。
【００２０】
〔５〕 第〔１〕〜〔４〕項の何れか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする、少なくとも２成分からなる液晶組成物。
〔６〕 第一成分として、第〔１〕〜〔４〕項の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（３）、（４）及び（５）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【００２１】
【化１３】

【００２２】
（式中、Ｒ²は炭素数１〜１０のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない１個以上のメチレン基は酸素原子又は−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、このアルキル基中の１個以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、Ｙ²はフッ素原子、塩素原子、−ＯＣＦ₃、−ＯＣＦ₂Ｈ、−ＣＦ₃、−ＣＦ₂Ｈ、−ＣＦＨ₂、−ＯＣＦ₂ＣＦ₂Ｈ又は−ＯＣＦ₂ＣＦＨＣＦ₃を表し、Ｌ¹及びＬ²は各々独立して水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ¹及びＺ²は各々独立して−（ＣＨ₂）₂−、−（ＣＨ₂）₄−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ₂Ｏ−、−ＯＣＦ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合を表し、環Ｑ¹はトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、又は水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレンを表し、環Ｑ²はトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、又は水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレンを表し、また、これらの化合物を構成する原子はその同位体で置換されていてもよい。）
【００２３】
〔７〕 第一成分として、第〔１〕〜〔４〕項の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（６）及び（７）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【００２４】
【化１４】

【００２５】
（式中、Ｒ³及びＲ⁴は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない１個以上のメチレン基は酸素原子又は−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、このアルキル基中の１個以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、Ｙ³はシアノ基又は−Ｃ≡Ｃ−ＣＮを表し、環Ｑ³はトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル又はピリミジン−２，５−ジイルを表し、環Ｑ⁴はトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、又は水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレンを表し、環Ｑ⁵はトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル又は１，４−フェニレンを表し、Ｚ³は−（ＣＨ₂）₂−、−ＣＯＯ−又は単結合を表し、Ｌ³、Ｌ⁴及びＬ⁵は各々独立して水素原子又はフッ素原子を表し、ｂ、ｃ及びｄは各々独立して０又は１を表し、また、これらの化合物を構成する原子はその同位体で置換されていてもよい。）
【００２６】
〔８〕 第一成分として、第〔１〕〜〔４〕項の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（３）、（４）及び（５）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、一般式（８）、（９）及び（１０）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【００２７】
【化１５】

【００２８】
（式中、Ｒ⁵及びＲ⁶は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない１個以上のメチレン基は酸素原子又は−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、このアルキル基中の１個以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、環Ｑ⁶、環Ｑ⁷及び環Ｑ⁸は各々独立して、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、又は水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレンを表し、Ｚ⁴及びＺ⁵は各々独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ₂）₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合を表し、また、これらの化合物を構成する原子はその同位体で置換されていてもよい。）
【００２９】
〔９〕 第一成分として、第〔１〕〜〔４〕項の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（１１）、（１２）及び（１３）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【００３０】
【化１６】

【００３１】
（式中、Ｒ⁷及びＲ⁸は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない１個以上のメチレン基は酸素原子又は−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、このアルキル基中の１個以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、環Ｑ⁹及び環Ｑ¹⁰は各々独立して、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル又は１，４−フェニレンを表し、Ｌ⁶及びＬ⁷は各々独立して水素原子又はフッ素原子を表すが同時に水素原子を表すことはなく、Ｚ⁶及びＺ⁷は各々独立して、−（ＣＨ₂）₂−、−ＣＯＯ−又は単結合を表し、また、これらの化合物を構成する原子はその同位体で置換されていてもよい。）
【００３２】
〔１０〕 第一成分として、第〔１〕〜〔４〕項の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（８）、（９）及び（１０）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、前記一般式（１１）、（１２）及び（１３）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
〔１１〕 第一成分として、第〔１〕〜〔４〕項の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（６）及び（７）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、前記一般式（８）、（９）及び（１０）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【００３３】
〔１２〕 第一成分として、第〔１〕〜〔４〕項の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（３）、（４）及び（５）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、前記一般式（６）及び（７）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第四成分として、前記一般式（８）、（９）及び（１０）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
〔１３〕 第〔５〕〜〔１２〕項の何れか１項に記載の液晶組成物に加えて、更に１種類以上の光学活性化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
〔１４〕 第〔５〕〜〔１３〕項の何れか１項に記載の液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子。
【００３４】
第〔９〕項及び第〔１０〕項の発明は、Ｎ型（Δεが負）の液晶組成物に関する発明である。Ｎ型の液晶組成物は、例えば特開平２−１７６６２５号公報に記載されているような垂直配向方式や、ＩＰＳ等、種々の表示方式で駆動できる。また、第〔６〕、〔７〕、〔８〕、〔１１〕及び〔１２〕項の発明はＰ型（Δεが正）の液晶組成物に関する発明であるが、このようなＰ型液晶組成物の成分としてＮ型の化合物を使用することもできる。このことによって、誘電率異方性値を液晶組成物の使用目的に応じて自由に設定できるのみならず、その他の特性、例えば液晶組成物の屈折率異方性値や弾性定数のコントロール等も可能となる。
【００３８】
一般式（２）で表される本発明の化合物の好ましい態様を以下に示す。
一般式（２）で表される化合物のＲ¹及びＹ¹は各々独立して炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜１９のアルコキシ基、炭素数２〜２１のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２１のアルキニル基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数２〜１９のアルコキシアルキル基、炭素数２〜１８のアルコキシアルコキシ基、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、シアン酸基、イソシアノ基、又はイソチオシアン酸基であり、前記のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルキニル基、アルキニルオキシ基、アルコキシアルキル基、及びアルコキシアルコキシ基中の１個以上の水素原子はフッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよい。
【００４０】
Ｒ¹及びＹ¹の例としてより具体的には、以下の基又は原子を示すことができる。
−ＣＨ₃、−Ｃ₂Ｈ₅、−Ｃ₃Ｈ₇、−Ｃ₄Ｈ₉、−Ｃ₅Ｈ₁₁、−Ｃ₆Ｈ₁₃、−Ｃ₇Ｈ₁₅、−Ｃ₈Ｈ₁₇、−Ｃ₉Ｈ₁₉、−Ｃ₁₀Ｈ₂₁、−ＣＦＨ₂、−ＣＦ₂Ｈ、−ＣＦ₃、−ＣＨ₂ＣＨ₂Ｆ、−ＣＨ₂ＣＨＦ₂、−ＣＨ₂ＣＦ₃、−ＣＦ₂ＣＨ₃、−ＣＦ₂ＣＦ₂Ｈ、−ＣＦＨＣＦ₃、−ＣＦ₂ＣＦ₃、−（ＣＨ₂）₂ＣＨ₂Ｆ、−（ＣＨ₂）₂ＣＨＦ₂、−（ＣＨ₂）₂ＣＦ₃、−ＣＨ₂ＣＦ₂ＣＨ₃、−ＣＨ₂ＣＦ₂ＣＦ₃、−ＣＦ₂Ｃ₂Ｈ₅、−Ｃ₃Ｆ₇、−ＣＦ₂ＣＦＨＣＦ₃、−（ＣＨ₂）₃ＣＨ₂Ｆ、−（ＣＨ₂）₄ＣＨ₂Ｆ、−（ＣＨ₂）₅ＣＨ₂Ｆ、−ＣＦ₂Ｃ₃Ｈ₇、−ＣＨ₂ＣＦ₂Ｃ₂Ｈ₅、−（ＣＨ₂）₂ＣＦ₂ＣＨ₃、−ＣＦ₂Ｃ₄Ｈ₉、−ＣＨ₂ＣＦ₂ＣＨ₃、−（ＣＨ₂）₂ＣＦ₂Ｃ₂Ｈ₅、−（ＣＨ₂）₃ＣＦ₂ＣＨ₃、
【００４１】
−ＯＣＨ₃、−ＯＣ₂Ｈ₅、−ＯＣ₃Ｈ₇、−ＯＣ₄Ｈ₉、−ＯＣ₅Ｈ₁₁、−ＯＣ₆Ｈ₁₃、−ＯＣ₇Ｈ₁₅、−ＯＣ₈Ｈ₁₇、−ＯＣ₉Ｈ₁₉、−ＯＣ₁₀Ｈ₂₁、−ＯＣＦＨ₂、−ＯＣＦ₂Ｈ、−ＯＣＦ₃、−ＯＣＨ₂ＣＨ₂Ｆ、−ＯＣＨ₂ＣＨＦ₂、−ＯＣＨ₂ＣＦ₃、−ＯＣＦ₂ＣＨ₃、−ＯＣＦ₂ＣＦ₂Ｈ、−ＯＣＦＨＣＦ₃、−ＯＣＦ₂ＣＦ₃、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＨ₂Ｆ、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＨＦ₂、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＦ₃、−ＯＣＨ₂ＣＦ₂ＣＨ₃、−ＯＣＨ₂ＣＦ₂ＣＦ₃、−ＯＣＦ₂Ｃ₂Ｈ₅、−ＯＣ₃Ｆ₇、−ＯＣＦ₂ＣＦＨＣＦ₃、−Ｏ（ＣＨ₂）₃ＣＨ₂Ｆ、−Ｏ（ＣＨ₂）₄ＣＨ₂Ｆ、−Ｏ（ＣＨ₂）₅ＣＨ₂Ｆ、−ＯＣＦ₂Ｃ₃Ｈ₇、−ＯＣＨ₂ＣＦ₂Ｃ₂Ｈ₅、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＦ₂ＣＨ₃、−ＯＣＦ₂Ｃ₄Ｈ₉、−ＯＣＨ₂ＣＦ₂ＣＨ₃、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＦ₂Ｃ₂Ｈ₅、−Ｏ（ＣＨ₂）₃ＣＦ₂ＣＨ₃、
【００４２】
−ＣＨ＝ＣＨ₂、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ₃、−ＣＨ＝ＣＨＣ₂Ｈ₅、−ＣＨ＝ＣＨＣ₃Ｈ₇、−ＣＨ＝ＣＨＣ₄Ｈ₉、−ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨＣＨ₃、−ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨＣ₂Ｈ₅、−ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨＣ₃Ｈ₇、−ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨＣ₄Ｈ₉、−（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨＣＨ₃、−（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨＣ₂Ｈ₅、−（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨＣ₃Ｈ₇、−（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨＣ₄Ｈ₉、−ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ₂、−（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨ₂、−（ＣＨ₂）₃ＣＨ＝ＣＨ₂、−（ＣＨ₂）₄ＣＨ＝ＣＨ₂、−（ＣＨ₂）₅ＣＨ＝ＣＨ₂、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ＝ＣＨ₂、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ₂、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨ₂、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₃ＣＨ＝ＣＨ₂、−ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨ₂、−（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨ₂、
【００４３】
−ＣＦ＝ＣＦ₂、−ＣＨ＝ＣＦ₂、−ＣＨ＝ＣＨＦ、−ＣＨ₂ＣＦ＝ＣＦ₂、−ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＦＨ、−（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＦ₂、−（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨＦ、−（ＣＨ₂）₃ＣＨ＝ＣＦ₂、−（ＣＨ₂）₃ＣＨ＝ＣＨＦ、−（ＣＨ₂）₄ＣＨ＝ＣＦ₂、−（ＣＨ₂）₄ＣＨ＝ＣＨＦ、−（ＣＨ₂）₅ＣＨ＝ＣＦ₂、−（ＣＨ₂）₅ＣＨ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂Ｃｌ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂ＣＨＦ₂、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂ＣＦ₃、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＨ₂Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＨＦ₂、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＦ₃、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₃ＣＨ₂Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₃ＣＨＦ₂、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₃ＣＦ₃、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₄ＣＨ₂Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₄ＣＨＦ₂、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₄ＣＦ₃、−ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＨ₂Ｆ、−ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂Ｆ、−（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＨ₂Ｆ、−（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂ＣＨ＝ＣＦ₂、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＦ₂、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＦ＝ＣＦ₂、−ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₃ＣＨＦＣＨ₃、
【００４４】
−ＯＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨＣＨ₃、−ＯＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨＣ₂Ｈ₅、−ＯＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨＣ₃Ｈ₇、−ＯＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨＣ₄Ｈ₉、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨＣＨ₃、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨＣ₂Ｈ₅、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨＣ₃Ｈ₇、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨＣ₄Ｈ₉、−ＯＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ₂、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨ₂、−Ｏ（ＣＨ₂）₃ＣＨ＝ＣＨ₂、−Ｏ（ＣＨ₂）₄ＣＨ＝ＣＨ₂、−Ｏ（ＣＨ₂）₅ＣＨ＝ＣＨ₂、−ＯＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨ₂、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨ₂、
【００４５】
−ＯＣＨ₂ＣＦ＝ＣＦ₂、−ＯＣＨ₂ＣＨ＝ＣＦ₂、−ＯＣＨ₂ＣＦ＝ＣＨＦ、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＦ₂、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨＦ、−Ｏ（ＣＨ₂）₃ＣＨ＝ＣＦ₂、−Ｏ（ＣＨ₂）₃ＣＨ＝ＣＨＦ、−Ｏ（ＣＨ₂）₄ＣＨ＝ＣＦ₂、−Ｏ（ＣＨ₂）₄ＣＨ＝ＣＨＦ、−Ｏ（ＣＨ₂）₅ＣＨ＝ＣＦ₂、−Ｏ（ＣＨ₂）₅ＣＨ＝ＣＨＦ、−ＯＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂Ｆ、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₂ＣＨ₂Ｆ、−Ｏ（ＣＨ₂）₂ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂Ｆ、
【００４６】
−Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣＨ₃、−Ｃ≡ＣＣ₂Ｈ₅、−Ｃ≡ＣＣ₃Ｈ₇、−Ｃ≡ＣＣ₄Ｈ₉、−ＣＨ₂Ｃ≡ＣＨ、−ＣＨ₂Ｃ≡ＣＣＨ₃、−ＣＨ₂Ｃ≡ＣＣ₂Ｈ₅、−ＣＨ₂Ｃ≡ＣＣ₃Ｈ₇、−ＣＨ₂Ｃ≡ＣＣ₄Ｈ₉、−（ＣＨ₂）₂Ｃ≡ＣＨ、−（ＣＨ₂）₂Ｃ≡ＣＣＨ₃、−（ＣＨ₂）₂Ｃ≡ＣＣ₂Ｈ₅、−（ＣＨ₂）₂Ｃ≡ＣＣ₃Ｈ₇、−（ＣＨ₂）₂Ｃ≡ＣＣ₄Ｈ₉、−（ＣＨ₂）₃Ｃ≡ＣＨ、−（ＣＨ₂）₃Ｃ≡ＣＣＨ₃、−（ＣＨ₂）₃Ｃ≡ＣＣ₂Ｈ₅、−（ＣＨ₂）₃Ｃ≡ＣＣ₃Ｈ₇、−（ＣＨ₂）₃Ｃ≡ＣＣ₄Ｈ₉、
−Ｃ≡ＣＣＦ₃、−Ｃ≡ＣＣ₂Ｆ₅、−Ｃ≡ＣＣ₃Ｆ₇、−ＣＨ₂Ｃ≡ＣＣＦ₃、−（ＣＨ₂）₂Ｃ≡ＣＣＦ₃、
【００４７】
−ＯＣＨ₂Ｃ≡ＣＨ、−ＯＣＨ₂Ｃ≡ＣＣＨ₃、−ＯＣＨ₂Ｃ≡ＣＣ₂Ｈ₅、−ＯＣＨ₂Ｃ≡ＣＣ₃Ｈ₇、−ＯＣＨ₂Ｃ≡ＣＣ₄Ｈ₉、−Ｏ（ＣＨ₂）₂Ｃ≡ＣＨ、−Ｏ（ＣＨ₂）₂Ｃ≡ＣＣＨ₃、−Ｏ（ＣＨ₂）₂Ｃ≡ＣＣ₂Ｈ₅、−Ｏ（ＣＨ₂）₂Ｃ≡ＣＣ₃Ｈ₇、−Ｏ（ＣＨ₂）₂Ｃ≡ＣＣ₄Ｈ₉、−Ｏ（ＣＨ₂）₃Ｃ≡ＣＨ、−Ｏ（ＣＨ₂）₃Ｃ≡ＣＣＨ₃、−Ｏ（ＣＨ₂）₃Ｃ≡ＣＣ₂Ｈ₅、−Ｏ（ＣＨ₂）₃Ｃ≡ＣＣ₃Ｈ₇、−Ｏ（ＣＨ₂）₃Ｃ≡ＣＣ₄Ｈ₉、
【００４８】
−ＯＣＨ₂Ｃ≡ＣＣＦ₃、−Ｏ（ＣＨ₂）₂Ｃ≡ＣＣＦ₃、−ＣＨ₂ＯＣＨ₃、−ＣＨ₂ＯＣ₂Ｈ₅、−ＣＨ₂ＯＣ₃Ｈ₇、−ＣＨ₂ＯＣ₄Ｈ₉、−ＣＨ₂ＯＣ₅Ｈ₁₁、−（ＣＨ₂）₂ＯＣＨ₃、−（ＣＨ₂）₂ＯＣ₂Ｈ₅、−（ＣＨ₂）₂ＯＣ₃Ｈ₇、−（ＣＨ₂）₂ＯＣ₄Ｈ₉、−（ＣＨ₂）₂ＯＣ₅Ｈ₁₁、−（ＣＨ₂）₃ＯＣＨ₃、−（ＣＨ₂）₃ＯＣ₂Ｈ₅、−（ＣＨ₂）₃ＯＣ₃Ｈ₇、−（ＣＨ₂）₃ＯＣ₄Ｈ₉、−（ＣＨ₂）₃ＯＣ₅Ｈ₁₁、−（ＣＨ₂）₄ＯＣＨ₃、
【００４９】
−ＣＦ_２ＯＣＨ_３、−ＣＦ_２ＯＣ_２Ｈ_５、−ＣＦ_２ＯＣ_３Ｈ_７、−ＣＦ_２ＯＣ_４Ｈ_９、−ＣＦ_２ＯＣ_５Ｈ_１１、−ＣＨ_２ＯＣＦ_３、−ＣＨ_２ＯＣ_２Ｆ_５、−ＯＣＨ_２ＯＣＨ_３、−ＯＣＨ_２ＯＣ_２Ｈ_５、−ＯＣＨ_２ＯＣ_３Ｈ_７、−ＯＣＨ_２ＯＣ_４Ｈ_９、−ＯＣＨ_２ＯＣ_５Ｈ_１１、−Ｏ（ＣＨ_２）_２ＯＣＨ_３、−Ｏ（ＣＨ_２）_２ＯＣ_２Ｈ_５、−Ｏ（ＣＨ_２）_２ＯＣ_３Ｈ_７、−Ｏ（ＣＨ_２）_２ＯＣ_４Ｈ_９、−Ｏ（ＣＨ_２）_２ＯＣ_５Ｈ_１１、−Ｏ（ＣＨ_２）_３ＯＣＨ_３、−Ｏ（ＣＨ_２）_３ＯＣ_２Ｈ_５、−Ｏ（ＣＨ_２）_３ＯＣ_３Ｈ_７、−Ｏ（ＣＨ_２）_３ＯＣ_４Ｈ_９、−Ｏ（ＣＨ_２）_３ＯＣ_５Ｈ_１１、−Ｏ（ＣＨ_２）_４ＯＣＨ_３、−ＯＣＨ _２ ＯＣＦ _３ 、−ＯＣＨ _２ ＯＣ _２ Ｆ _５ 、
【００５１】
水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、シアン酸基、イソシアノ基、及びイソチオシアン酸基。
【００５３】
一般式（２）で表される化合物の負の誘電率異方性値の絶対値をより大きくしたい場合、Ｒ¹及びＹ¹は、炭素原子と水素原子のみから構成される飽和アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルキニル基、アルキニルオキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシアルコキシ基、又は水素原子等の極性の低い置換基であることが好ましい。
【００５４】
一般式（２）で表される化合物のＸ¹、Ｘ²、Ｘ³及びＸ⁴は、単結合、−（ＣＨ₂）₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−（ＣＨ₂）₄−、−（ＣＨ₂）₃Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ₂）₃−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂−、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ₂Ｏ−、−ＯＣＦ₂−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ₂ＣＦ₂−、−ＣＦ₂ＣＨ₂−、−（ＣＦ₂）₂−、−（ＣＦ₂）₄−、−（ＣＨ₂）₂ＣＯＯ−、−ＯＣＯ（ＣＨ₂）₂−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣ≡Ｃ−、又は−Ｃ≡ＣＣＨ＝ＣＨ−である。
【００５５】
一般式（２）で表される化合物の化学的・物理的安定性に特に注目する場合、Ｘ¹、Ｘ²、Ｘ³及びＸ⁴は、単結合、−（ＣＨ₂）₂−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−（ＣＨ₂）₄−、−（ＣＨ₂）₃Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ₂）₃−、−ＣＦ₂Ｏ−、−ＯＣＦ₂−、−ＣＨ₂ＣＦ₂−、−ＣＦ₂ＣＨ₂−、−（ＣＦ₂）₂−、−（ＣＦ₂）₄−、−（ＣＨ₂）₂ＣＯＯ−、又は−ＯＣＯ（ＣＨ₂）₂−であることが好ましい。
【００５６】
一般式（２）で表される化合物の環Ａ^１、環Ａ^２、環Ａ^３、環Ａ^４及び環Ａ^５の内、最低限一つは一般式（１）で表される環である。

この式中のＧは−ＣＨ _２ −、または−ＣＨ _２ ＣＨ _２ −である。即ち、一般式（１）で表される基は３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン−２，７−ジイル、または３，４，５，６−テトラフルオロ−９Ｈ−フルオレン−２，７−ジイルである。
【００５７】
上記以外の環で好ましい環としては、ビシクロ〔１．１．１〕ペンタン−１，３−ジイル、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、シクロヘキサ−１−エン−１，４−ジイル、及び１，４−フェニレンが挙げられ、１，４−シクロへキシレン及び１，４−フェニレンにおいては、これらの環を構成する炭素原子の１つまたは２つは窒素原子又は酸素原子で置換されていてもよく、環上の水素原子はハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよい。
【００５８】
具体的には、１−シアノ−トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、２，２−ジフルオロ−トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、２−フルオロシクロヘキサ−１−エン−１，４−ジイル、２，３−ジフルオロベンゼン−１，４−ジイル、及び２，２−ジクロロビシクロ〔１．１．１〕ペンタン−１，３−ジイルが挙げられる。
更に、環上の水素原子がフッ素原子、塩素原子又はシアノ基で置換されていてもよい環として、以下に示す環も挙げられる。
ビシクロ〔１．１．１〕ペンタン−１，３−ジイル、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、シクロヘキサ−１−エン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ピラジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、及びテトラヒドロピラン−２，５−ジイル。
【００５９】
一般式（２）で表される化合物の化学的・物理的安定性に特に注目する場合、環Ａ^１、環Ａ^２、環Ａ^３、環Ａ^４及び環Ａ^５に好ましい環は、一般式（１）で表される環（例えば３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン−２，７−ジイル）であるが、それら以外の環で、環Ａ^１、環Ａ^２、環Ａ^３、環Ａ^４及び環Ａ^５に好ましい環として以下に示す環が挙げられる。
１−シアノ−トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、２，２−ジフルオロ−トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、２−フルオロシクロヘキサ−１−エン−１，４−ジイル、２，３−ジフルオロベンゼン−１，４−ジイル、又は２，２−ジクロロビシクロ〔１．１．１〕ペンタン−１，３−ジイル等、
環上の水素原子がフッ素原子、塩素原子又はシアノ基で置換されていてもよい環として、ビシクロ〔１．１．１〕ペンタン−１，３−ジイル、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、シクロヘキサ−１−エン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、及び２，３−ジフルオロベンゼン−１，４−ジイル。
【００６０】
一般式（２）で表される化合物の負の誘電率異方性値の絶対値をより大きくしたい場合、環Ａ¹、環Ａ²、環Ａ³、環Ａ⁴及び環Ａ⁵に好ましい環は、一般式（１）で表される環（例えば３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン−２，７−ジイル）であるが、それら以外の環で、環Ａ¹、環Ａ²、環Ａ³、環Ａ⁴及び環Ａ⁵に好ましい環として以下に示す環が挙げられる。
１−シアノ−トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、２，２−ジフルオロ−トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、２−フルオロシクロヘキサ−１−エン−１，４−ジイル、２，３−ジフルオロベンゼン−１，４−ジイル、及び２，２−ジクロロビシクロ〔１．１．１〕ペンタン−１，３−ジイル。
環上の水素原子がフッ素原子、塩素原子又はシアノ基で置換されていてもよい環として、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、シクロヘキサ−１−エン−１，４−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、及びテトラヒドロピラン−２，５−ジイルが挙げられる。
【００６１】
請求項１〜４に記載の本発明の化合物は絶対値の大きな負の誘電率異方性値を有する。このため、本発明の化合物を主として用いることにより、誘電率異方性値が負の液晶組成物を調整することができる。この液晶組成物は、とりわけ特開平２−１７６６２５号公報に記載されているような垂直配向方式や、ＩＰＳ等をはじめとする、誘電率異方性値が負の液晶組成物を使用する素子の作成に有用なものである。また、他の液晶化合物や組成物に本発明の化合物を混合使用することで、誘電率異方性値の適切な設定を行うことができるため、他の液晶性化合物や組成物の適用範囲を広げることができる。
請求項１〜４に記載の本発明の化合物は小さい弾性定数を有し、また、該定数の温度依存性も小さい。従って、本発明の化合物を使用することで駆動電圧の低い新規液晶組成物を調整することができる。
【００６２】
請求項１〜４に記載の本発明の化合物は他の液晶性化合物との良好な相溶性を有している。このため、本発明の化合物を液晶組成物に配合したとき、化合物の析出などの問題が起こり難い。また本発明の化合物を液晶組成物に多量に配合することができ、その結果本発明の化合物の有する優れた特性を液晶組成物に強く反映させることができる。
【００６３】
請求項１〜４に記載の本発明の化合物は、その構造を適切に設計することで所望の大きさの屈折率異方性値を得ることができる。即ち、特に高い屈折率異方性値を必要とする場合は、芳香族環等の共鳴構造を持つ部位を多く含む環を選択すればよい。低い屈折率異方性値を必要とする場合はトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル環等の共鳴構造を持たない部位を多く含む環を選択すればよい。より詳しく説明すれば、一般式（２）で表される本発明の化合物は、Ｒ¹、Ｙ¹、Ｘ¹、Ｘ²、Ｘ³、Ｘ⁴、環Ａ¹、環Ａ²、環Ａ³、環Ａ⁴、環Ａ⁵、ａ¹、ａ²、ａ³、ａ⁴及びａ⁵を適切に選択することで所望の大きさの屈折率異方性値を得ることができる。更に詳しく説明すれば、環Ａ¹、環Ａ²、環Ａ³、環Ａ⁴及び環Ａ⁵ を適切に選択することで屈折率異方性値を調整することができる。即ち、特に高い屈折率異方性値を必要とする場合は、芳香族環等の共鳴構造を持つ部位を多く含む環を選択すればよい。低い屈折率異方性値を必要とする場合はトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル環等の共鳴構造を持たない部位を多く含む環を選択すればよい。
屈折率異方性値を自由に選択することで、液晶パネルの設計の自由度が大きくなる。
【００６４】
請求項１〜４に記載の本発明の化合物は何れも低い粘性を有し、液晶組成物に多量に使用しても、液晶組成物全体の粘度を著しく上昇させることはない。また、粘度の温度依存性、特に低温での温度依存性が極めて小さい。この優れた粘性を有する液晶性化合物を使用することで高速応答性を有する液晶組成物を調整することができる。
請求項１〜４に記載の本発明の化合物は何れも化学的・物理的に安定で、これを使用した液晶組成物の比抵抗値、電圧保持率は高い。紫外線、加熱といった外的要因に対する安定性が高く実用液晶組成物の構成要素として十分な化学的・物理的安定性を持つ。
【００６５】
請求項１〜４に記載の本発明の化合物は環の数を適切に選択することでその相転移温度を調整することができる。即ち、特に高い透明点を必要とする場合には環の数の多い化合物を、特に低い透明点を必要とするときは環の数の少ない化合物を選択すればよい。
【００６６】
このように、請求項１〜４に記載の本発明の化合物は、電気光学表示材料として好適な諸物性を有する。本発明の化合物を使用することで良好な特性を持つ新規液晶組成物を調整することができる。また、用途に応じてその構造を適切に設計することにより、目的の特性を持つ液晶性化合物、それを用いた液晶組成物や液晶表示素子を得ることもできる。
例えば、本発明の化合物は大きな負の誘電率異方性値を表すことを特徴とするが、誘電率異方性値が負の液晶組成物のみに使用することができるにとどまらず、正の誘電率異方性値を持つ組成物に添加してその誘電率異方性値や、その他の特性を調整することもできる。
より詳しく説明すれば、本発明の化合物やこれを用いた液晶組成物は誘電率異方性値が負である化合物や組成物を用いる各種表示方式（例えば、特開平２−１７６６２５号公報に記載されているような垂直配向方式、ＩＰＳ、ＥＣＢ（ＨＡＮ又はＤＡＰ等）、ＤＳ、ＧＨ又はＰＣ等）、とりわけ特開平２−１７６６２５号公報に記載されているような垂直配向方式や、ＩＰＳに使用できる。しかし、それらの方式に使用できるのみならず、誘電率異方性値が正である化合物や組成物を用いる各種表示方式（例えば、ＴＮ、ＳＴＮ、又はＴＮをベースにしたＡＭ（ＴＦＴ又はＭＩＭ）等）用の液晶組成物の諸特性（例えば、誘電率異方性値、弾性定数、屈折率異方性値、粘度、又は化学的・物理的安定性）の改善や調整にも使用することができる。
【００６７】
以下、本発明の液晶組成物に関して説明する。本発明に係る液晶組成物は、請求項１〜４の何れかに記載の化合物の少なくとも１種類を０．１〜９９．９重量％の割合で含有することが、優良な特性を発現せしめるために好ましい。
更に詳しくは、本発明で提供される液晶組成物は、請求項１〜４の何れかに記載の化合物を少なくとも１種類含有する第一成分に加え、液晶組成物の目的に応じて一般式（３）〜（１３）で表される化合物群から選択される化合物を適当な割合で混合することにより完成する。
本発明の液晶組成物に用いられる一般式（３）〜（５）で表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
（Ｒ²及びＹ²は前記と同一の意味を表す。）
【００６８】
【化１７】

【００６９】
【化１８】

【００７０】
【化１９】

【００７１】
一般式（３）〜（５）で表される化合物は誘電率異方性値が正の化合物であり、熱的安定性や化学的安定性が非常に優れており、電圧保持率の高い、あるいは比抵抗値の大きいといった高信頼性が要求されるＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合には、特に好ましい化合物である。
ＴＦＴ用の液晶組成物を調整する場合、一般式（３）〜（５）で表される化合物の使用量は、液晶組成物の全重量に対して０．１〜９９．９重量％の範囲で使用できるが、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。また、一般式（８）〜（１０）で表される化合物を、粘度調整の目的で更に含有してもよい。
ＳＴＮ又はＴＮ用の液晶組成物を調製する場合も一般式（３）〜（５）で表される化合物を使用することができる。その場合５０重量％以下の使用量が好ましい。
【００７２】
本発明の液晶組成物に用いられる一般式（６）〜（７）で表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
（Ｒ³、Ｙ³及びＲ⁴は前記と同一の意味を表す。）
【００７３】
【化２０】

【００７４】
【化２１】

【００７５】
一般式（６）〜（７）で表される化合物は誘電率異方性値が正でその値が大きく、特に液晶組成物のしきい値電圧を小さくする目的で使用される。また、屈折率異方性値の調整、透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的にも使用される。更に、ＳＴＮ又はＴＮ用の液晶組成物のＶ−Ｔ曲線の急峻性を改良する目的にも使用される。
【００７６】
一般式（６）〜（７）で表される化合物は、ＳＴＮ及びＴＮ用の液晶組成物を調製する場合には、特に好ましい化合物である。
一般式（６）〜（７）で表される化合物の使用量を増加させると、液晶組成物のしきい値電圧が小さくなり、粘度が上昇する。従って、液晶組成物の粘度が要求特性を満足する限り、多量に使用した方が低電圧駆動できるので有利である。一般式（６）〜（７）で表される化合物の使用量は、ＳＴＮ又はＴＮ用の液晶組成物を調整する場合には０．１〜９９．９重量％の範囲で使用できるが、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。
【００７７】
本発明の液晶組成物に用いられる一般式（８）〜（１０）で表される化合物として好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
（Ｒ⁵及びＲ⁶は前記と同一の意味を表す。）
【００７８】
【化２２】

【００７９】
一般式（８）〜（１０）で表される化合物は、誘電率異方性の絶対値が小さく、中性に近い化合物である。一般式（８）で表される化合物は主として粘度調整又は屈折率異方性値の調整の目的で使用される。また、一般式（９）及び（１０）で表される化合物は透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的又は屈折率異方性値の調整の目的で使用される。
一般式（８）〜（１０）で表される化合物の使用量を増加させると液晶組成物のしきい値電圧が大きくなり、粘度が小さくなる。従って、液晶組成物のしきい値電圧の要求値を満足している限り、多量に使用することができる。一般式（８）〜（１０）で表される化合物の使用量は、ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合には、好ましくは４０重量％、より好ましくは３５重量％以下である。また、ＳＴＮ又はＴＮ用の液晶組成物を調整する場合には、好ましくは７０重量％以下、より好ましくは６０重量％以下である。
【００８０】
本発明の液晶組成物で用いられる一般式（１１）〜（１３）で表される化合物として好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
（Ｒ⁷及びＲ⁸は前記と同一の意味を表す。）
【００８１】
【化２３】

【００８２】
一般式（１１）〜（１３）で表される化合物は、本発明の請求項１〜４に記載の化合物と同様、誘電率異方性の値が負の化合物であり、Ｎ型の液晶組成物のベース化合物として、あるいはＰ型の液晶組成物の誘電率異方性の制御に用いられる。
その他の用途として、一般式（１１）で表される化合物は２環化合物であり、主としてしきい値電圧の調整、粘度調整又は屈折率異方性値の調整の目的で使用される。一般式（１２）で表される化合物は透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的又は屈折率異方性値の調整の目的で使用される。一般式（１３）で表される化合物はネマチックレンジを広げる目的の他、しきい値電圧を小さくする目的及び屈折率異方性値を大きくする目的で使用される。
【００８３】
一般式（１１）〜（１３）で表される化合物は主としてＮ型の液晶組成物に使用され、その使用量を増加させると液晶組成物のしきい値電圧が小さくなるが、粘度が大きくなる。従って、液晶組成物のしきい値電圧の要求値を満足している限り、少量使用することが望ましい。しかしながら負の誘電率異方性の絶対値が５以下であるので、４０重量％より少なくなると低電圧駆動が出来なくなる場合がある。一般式（１１）〜（１３）で表される化合物の使用量は、Ｎ型のＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合には４０重量％以上が好ましく、より好ましくは５０〜９５重量％である。また、弾性定数をコントロールし、液晶組成物の電圧−透過率曲線（Ｖ−Ｔカーブ）を制御する目的で、一般式（１１）〜（１３）で表される化合物をＰ型の組成物に混合する場合もある。この場合の一般式（１１）〜（１３）で表される化合物使用量は３０重量％以下が好ましい。
【００８４】
また、本発明の液晶組成物には、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）用液晶組成物等の特別な場合を除き、通常、液晶組成物のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を調整し、逆ねじれ（ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｗｉｓｔ）を防ぐ目的で、光学活性化合物を添加する。
本発明は、このような目的で使用される公知の光学活性化合物が何れも使用できるが、好ましい化合物として以下の光学活性化合物を挙げることができる。
【００８５】
【化２４】

【００８６】
本発明の液晶組成物では、通常、これらの光学活性化合物を添加して、ねじれのピッチを調整する。ねじれのピッチは、ＴＦＴ用及びＴＮ用の液晶組成物であれば４０〜２００μｍの範囲に調整するのが好ましい。ＳＴＮ用の液晶組成物であれば６〜２０μｍの範囲に調整するのが好ましい。また、双安定ＴＮ（Ｂｉｓｔａｂｌｅ ＴＮ）用の場合は、１．５〜４μｍの範囲に調整するのが好ましい。また、ピッチの温度依存性を調整する目的で、２種類以上の光学活性化合物を添加してもよい。
【００８７】
本発明の液晶組成物は、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系、又はテトラジン系等の二色性色素を添加してＧＨ用の液晶組成物としても使用できる。あるいは、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰや、液晶中に三次元網目状高分子を作製したポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮＬＣＤ）に代表されるポリマー分散型液晶表示素子（ＰＤＬＣＤ）用の液晶組成物としても使用できる。その他、ＤＳ用の液晶組成物としても使用できる。
【００８８】
本発明の液晶組成物は、慣用な方法で調製される。一般には、種々の成分を高い温度で互いに溶解させる方法がとられている。
【００８９】
請求項１〜４に記載の本発明の化合物は公知の有機合成化学的手法により容易に製造できる。その製造方法の一例を反応式１に示す。
【００９０】
【化２５】

【００９１】
以下に、上記の合成経路について説明する。
式１の化合物は、塩化アルミニウムの存在下、塩化バレリルとのフリーデルクラフツ反応により式２の化合物へと誘導される。
式２の化合物は、水素化硼素ナトリウムによる還元の後、酸性条件下、脱水されて式３の化合物へと誘導される。
式３の化合物は、パラジウムカーボンを触媒に用いた接触還元により、式４の化合物へと誘導される。
式４の化合物は、ｓｅｃ−ブチルリチウムによりリチオ化した後、硼酸トリメチルと反応させて、式５の化合物へと誘導される。
式５の化合物は、過酸化水素による酸化により、式６の化合物へと誘導される。
式６の化合物は、水素化ナトリウムと反応させた後、トランス−４−ブロモメチル−ｎ−プロピルシクロヘキサンと反応させて、式７の目的の化合物へと誘導される。
【００９２】
【実施例】
以下、実施例により本発明の化合物の製造法及び使用例について更に詳細に説明する。なお、本発明は実施例により何等制限を受けるものではない。実施例の説明において、Ｎは規定濃度（グラム当量／ｌ）、Ｍはモル濃度（ｍｏｌ／ｌ）を表し、液晶性化合物のΔε（誘電率異方性値）は、下記の母液晶Ａ８５ｗｔ％と当該化合物１５ｗｔ％とからなる組成物からの外挿値（２５℃において測定）を表し、Δｎ（屈折率異方性値）は、下記の母液晶Ｂ８５ｗｔ％と当該化合物１５ｗｔ％とからなる組成物の実測値（２５℃において測定）を表す。
母液晶Ａの組成
【００９３】
【化２６】

【００９４】
上記の一般式で表され、両末端のアルキル基（Ｒ⁹、Ｒ¹⁰）が異なる５種類のエステル化合物を、下記の割合で混合し母液晶Ａとした。

【００９５】
母液晶Ｂの組成
【００９６】
【化２７】

【００９７】
上記の一般式で表され、末端のアルキル基（Ｒ¹¹、Ｒ¹²）が異なる４種類の化合物を、下記の割合で混合し母液晶Ｂとした。

【００９８】
実施例１
２−（トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）メチルオキシ−３，４，５，６−テトラフルオロ−７−ｎ−ペンチル−９，１０−ジヒドロフェナントレン（７）の合成
第１段
２−ｎ−バレリル−３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（２）の合成
３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（２）（２５２．２ｇ、１．０ｍｏｌ）を二硫化炭素（６００ｍｌ）に溶解し、−１０℃に冷却した。同温度に保ちながら、無水塩化アルミニウム（１２０．０ｇ，０．９０ｍｏｌ）を加え、次いで同温度に保ちながら、塩化バレリル（１３２．６ｇ、１．１ｍｏｌ）を３０分かけて滴下し、同温度で２時間撹拌した。撹拌終了後、冷却下１Ｎの希塩酸（８００ｍｌ）中に反応液を投入し、次いでトルエン（１０００ｍｌ）で抽出した。得られた有機層を水（８００ｍｌ）で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。減圧下で溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒：トルエン）で精製して、２−ｎ−バレリル−３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（２）（８０．９ｇ、０．２４ｍｏｌ；収率２４％）を得た。
ＭＳ／３３６（Ｍ⁺）。
【００９９】
第２段
２−（ペンタ−１−エニル）−３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（３）の合成
第１段で得られた２−ｎ−バレリル−３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（２）（８０．７ｇ、０．２４ｍｏｌ）及びメタノール（３００ｍｌ）の混合物に、−１０℃で水素化硼素ナトリウム（４．０ｇ、０．１１ｍｏｌ）を加え、その後徐々に昇温し、０℃で２時間反応させた。反応終了後、冷却下、反応液に１Ｎの希塩酸（１００ｍｌ）を加え、次いでメタノールを減圧留去した。残渣にトルエン（３００ｍｌ）を加えて抽出した。得られた有機層を水（３００ｍｌ）で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。この有機層にｐ−トルエンスルホン酸１水和物（２．３ｇ、０．０１２ｍｏｌ）を加え、１時間加熱還流させた。反応液を室温まで冷却した後、１Ｎの炭酸水素ナトリウム水溶液（２０ｍｌ）を加えて反応液を中和し、次いで有機層を分取した。得られた有機層を水（３００ｍｌ）で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。減圧下で溶媒を留去して、２−（ペンタ−１−エニル）−３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（３）の粗製物を得た。
【０１００】
第３段
２−ｎ−ペンチル−３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（４）の合成
第２段で得られた２−（ペンタ−１−エニル）−３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（３）の粗製物、５％パラジウムカーボン（４．０ｇ）、エタノール（２００ｍｌ）及びトルエン（２００ｍｌ）の混合物を撹拌下、常温、常圧で５時間水素添加した。反応終了後、濾過によりパラジウムカーボンを除去し、減圧下で濾液から溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒：ヘキサン）で精製して、２−ｎ−ペンチル−３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（４）（１１．７ｇ、０．０３６ｍｏｌ、２からの収率１５％）を得た。
ＭＳ／３２２（Ｍ⁺）。
【０１０１】
第４段
７−（２−ｎ−ペンチル−３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントリル）硼酸（５）の合成
第３段で得られた２−ｎ−ペンチル−３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（４）（１１．６ｇ、０．０３６ｍｏｌ）及びＴＨＦ（テトラヒドロフラン）（６０ｍｌ）の混合物に、−７８℃で１．５６Ｍのｓｅｃ−ブチルリチウムのヘキサン溶液（２５．４ｍｌ、０．０４０ｍｏｌ）を３０分で滴下し、そのまま１時間撹拌した。次いで、同温度で反応液に硼酸トリメチル（５．６ｇ、０．０５４ｍｏｌ）のＴＨＦ（２０ｍｌ）溶液を３０分で滴下し、その後徐々に昇温し室温で２時間反応させた。反応終了後、反応液を２Ｎの希塩酸（８０ｍｌ）に加え、次いでジエチルエーテル（２００ｍｌ）で抽出した。得られた有機層を水（１５０ｍｌ）で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。減圧下で溶媒を留去し、残渣をヘキサンで洗浄して、７−（２−ｎ−ペンチル−３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントリル）硼酸（５）（９．５２ｇ、０．０２６ｍｏｌ、収率７２％）を得た。
ＭＳ／３６６（Ｍ⁺）。
【０１０２】
第５段：２−ｎ−ペンチル−３，４，５，６−テトラフルオロ−７−ヒドロキシ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（６）の合成
第４段で得られた７−（２−ｎ−ペンチル−３，４，５，６−テトラフルオロ−９，１０−ジヒドロフェナントリル）硼酸（５）（９．４７ｇ、０．０２６ｍｏｌ）を蟻酸（５０ｍｌ）に溶解し、氷冷下、３０重量％の過酸化水素水溶液（５．９０ｇ、０．０５２ｍｏｌ）を滴下した。反応液を加熱し、５０℃で２時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、１Ｎのチオ硫酸ナトリウム水溶液（１００ｍｌ）を加えて室温で２時間反応させた。次いで反応液にトルエン（１５０ｍｌ）を加えて抽出し、得られた有機層を水（１００ｍｌ）で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。減圧下で溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒：ジエチルエーテル／エタノール＝２０／１）で精製して、２−ｎ−ペンチル−３，４，５，６−テトラフルオロ−７−ヒドロキシ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（６）（６．０７ｇ、０．０１８ｍｏｌ；収率６９％）を得た。
ＭＳ／３３８（Ｍ⁺）。
【０１０３】
第６段
２−（トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）メチルオキシ−３，４，５，６−テトラフルオロ−７−ｎ−ペンチル−９，１０−ジヒドロフェナントレン（７）の合成
第５段で得られた２−ｎ−ペンチル−３，４，５，６−テトラフルオロ−７−ヒドロキシ−９，１０−ジヒドロフェナントレン（６）（６．０２ｇ、０．０１８ｍｏｌ）、ＴＨＦ（５０ｍｌ）及びＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）の混合物を氷冷し、６０％水素化ナトリウム（１．０８ｇ、００２７ｍｏｌ）を加えた。徐々に室温まで昇温し、水素ガスの発生が終了するまで反応させた。再び氷冷し、トランス−４−ブロモメチル−ｎ−プロピルシクロヘキサン（４．３４ｇ、０．０２０ｍｏｌ）のＴＨＦ（２０ｍｌ）溶液を滴下した後、７０℃まで昇温し３時間反応させた。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、反応液が約３分の１の体積になるまで減圧濃縮した後、水（６０ｍｌ）を加え、次いでトルエン（１２０ｍｌ）で抽出した。得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。減圧下で溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒：トルエン）、次いで再結晶（溶媒：トルエン）で精製して、２−（トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）メチルオキシ−３，４，５，６−テトラフルオロ−７−ｎ−ペンチル−９，１０−ジヒドロフェナントレン（７）（３．３５ｇ、０．００７ｍｏｌ；収率４０％）を得た。
ＭＳ／４７７（Ｍ⁺）、Δε＝−１０．４、Δｎ＝０．１４４。
【０１０４】
実施例１の方法に準じて、以下の化合物の合成ができる。
【０１０５】
【化２８】

【０１０６】
【化２９】

【０１０７】
【化３０】

【０１０８】
【化３１】

【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、絶対値の大きな負の誘電率異方性値を持ち、かつ低粘性で、制御された光学異方性値、高い比抵抗値及び高い電圧保持率を有し、熱や紫外線照射に対しても安定である液晶性化合物、これを含有する液晶組成物及び該液晶組成物を用いて作成した液晶表示素子を提供することが可能となった。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention mainly relates to various display systems such as liquid crystal display elements, for example, vertical alignment system, IPS = in-plane switching, TFT = thin film transistor, TN = twisted nematic, or STN = supertwisted nematic, especially liquid crystal composition for vertical alignment system and IPS. The present invention relates to a novel liquid crystal compound that exhibits various physical properties suitable for a material, a liquid crystal composition having suitable physical properties using the compound, and a liquid crystal display device using the liquid crystal composition. In the present application, the term “liquid crystalline compound” is used as a general term for a compound that exhibits a liquid crystal phase and a compound that does not exhibit a liquid crystal phase but is useful as a component of a liquid crystal composition.The expression “may be substituted” used in the present invention is used to mean “may be substituted”.
[0002]
[Background]
Conventionally, various liquid crystal display methods have been proposed. As an example of these, the following display method can be cited (the latest technology of liquid crystal, edited by the Industrial Research Committee (1983)). As a method using a liquid crystal composition having a positive dielectric anisotropy value, there is a method such as AM = active matrix (TFT or MIM = metal / insulating film / metal, etc.) based on TN, STN, or TN. . Further, as a method using a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy value, ECB = electric field control birefringence effect (HAN = hybrid molecular arrangement or DAP = vertical molecular arrangement, etc.), DS = dynamic scattering, GH = There are methods such as guest host or PC = phase transition.
Among these methods, the one that is currently in practical use is a method that uses a liquid crystal composition having a positive dielectric anisotropy value. Compared with this, the method of using a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy value is delayed in practical use. In this connection, the development of liquid crystal compositions having negative dielectric anisotropy values and the compounds themselves are also compared with the development of liquid crystal compositions having positive dielectric anisotropy values and compounds used therefor. Then, the situation is not enough.
[0003]
Under such circumstances, particularly, attempts to improve the narrowness of the viewing angle, which is one of the drawbacks of the liquid crystal display, have recently been actively made. One of the methods is IPS (R. Kiefer et al, JAPAN DISPLAY '92, 547 (1992), M. Oh-e et al, ASIA DISPLAY '95, 577 (1995), JP-T 5-505247, JP (Kaihei 7-128647). One of the features of IPS is that, in the conventional liquid crystal panel, electrodes are provided on the upper and lower substrates, respectively, whereas in the liquid crystal panel of this method, comb-shaped electrodes are provided on one substrate. It is. Another feature of this method is that the liquid crystal composition can be used regardless of whether the dielectric anisotropy value is positive or negative.
As another example of an attempt to improve the narrowness of the viewing angle, there is a method in which the viewing angle is improved by utilizing the vertical alignment of liquid crystal molecules (JP-A-2-176625, etc.). One of the features of this method is that a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy is used.
Against this background, liquid crystal compounds and liquid crystal compositions having a negative dielectric anisotropy value have been strongly demanded.
[0004]
By the way, in all the display systems, the liquid crystal composition used is not only an appropriate dielectric anisotropy value but also other characteristics such as a refractive index anisotropy value (Δn), an elastic constant ratio K₃₃/ K₁₁(K₃₃: Bend elastic constant, K₁₁: Properties of physical properties such as spray elastic constants) must be adjusted to optimum values, and the liquid crystal phase must be in an appropriate temperature range and low viscosity even at low temperatures. Is done.
None of the conventionally known liquid crystal compounds alone satisfy all of these conditions. Therefore, in order to obtain a composition that can be used as a normal liquid crystal phase, it is prepared by mixing a compound having several to twenty or more liquid crystal phases and, if necessary, a compound not having several liquid crystal phases. . Therefore, the individual liquid crystalline compounds are required to have good compatibility with other liquid crystalline compounds, and characteristics such as good compatibility in the low temperature range from the requirement for use in a low temperature environment. Yes.
[0005]
However, as described above, since the conventional display method mainly uses a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound having a positive dielectric anisotropy value, the compound having a negative dielectric anisotropy value is used. And the composition was not fully developed. For this reason, the method to diversify in this way and the response | compatibility to the various characteristics accompanying it were inadequate. For example,
・ Even if the dielectric anisotropy value is negative, its absolute value is small,
・ The driving voltage cannot be lowered due to the large elastic constant.
・ Cannot be used in large quantities due to poor compatibility.
・ It is difficult to freely set the refractive index anisotropy value.
・ Viscosity is large,
・ Poor chemical and physical stability
There was a problem that said.
[0006]
Prior to the present invention, a liquid crystal compound having a 9,10-dihydrophenanthrene skeleton has already been reported (Japanese Patent Laid-Open No. 57-81441). However, the compounds disclosed herein have suitable dielectric anisotropy values and refractive index anisotropy values, small elastic constants, good compatibility, low viscosity, high chemical and physical stability, etc. The physical properties required to use this compound in a liquid crystal composition are not always satisfactory, and there is no negative dielectric anisotropy having a particularly large absolute value, and further improvement has been demanded.
Further, there is no idea of inducing a compound having a 9,10-dihydrophenanthrene skeleton into a liquid crystal compound having a negative dielectric anisotropy value. In particular, a compound in which hydrogen at positions 3, 4, 5, and 6 is substituted with fluorine has not been known so far.
Thus, the compounds of the present invention are not easily conceivable from the prior art.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to have a negative dielectric anisotropy value such as a vertical alignment method, IPS, ECB (HAN, DAP, etc.), DS, GH, PC, etc. as described in JP-A-2-176625. Not only can it be used for various display methods using a certain compound or composition, but also a compound or composition having a positive dielectric anisotropy value such as AM (TFT or MIM) based on TN, STN, or TN. A novel liquid crystalline compound which can be used for adjusting various properties of liquid crystal compositions for various display systems to be used, which solves the above-mentioned problems, a liquid crystal composition containing the same, and the liquid crystal composition An object of the present invention is to provide a prepared liquid crystal display element.
[0008]
[Means for solving the problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the compounds according to claims 1 to 4 not only have a large negative dielectric anisotropy value but also an appropriate refractive index anisotropy. Having a property value, a small elastic constant, good compatibility, low viscosity, high chemical and physical stability, and using the compound according to claim 1 in a liquid crystal composition. Liquid crystal composition with small elastic constant, dielectric anisotropy value and refractive index anisotropy value, low viscosity, excellent chemical and physical stability, especially negative value with large absolute value The present inventors have found that a liquid crystal composition having a dielectric anisotropy value of 1 is obtained and that a liquid crystal display device can be obtained using the composition, thereby completing the present invention.
[0009]
  That is, the present invention has the following configurations [1] to [14].
[1]Represented by general formula (2)Liquid crystalline compound.

In formula (2), R ¹ And Y ¹ Are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 19 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 21 carbon atoms, an alkenyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, and an alkynyl group having 2 to 21 carbon atoms. , An alkynyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 2 to 19 carbon atoms, an alkoxyalkoxy group having 2 to 18 carbon atoms, a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a cyanate group, an isocyano group or an isothiocyanate group And one or more hydrogen atoms in the alkyl group, alkoxy group, alkenyl group, alkenyloxy group, alkynyl group, alkynyloxy group, alkoxyalkyl group, and alkoxyalkoxy group are substituted with a fluorine atom or a chlorine atom. May be; X ¹ , X ² , X ³ And X ⁴ Are each independently a single bond, — (CH ₂ ) ₂ -, -CH = CH-, -C≡C-, -COO-, -OCO-, -CH ₂ O-, -OCH ₂ -,-(CH ₂ ) ₄ -,-(CH ₂ ) ₃ O-, -O (CH ₂ ) ₃ -, -CH = CHCH ₂ CH ₂ -, -CH ₂ CH = CHCH ₂ -, -CH ₂ CH ₂ CH = CH-, -CH = CHCH = CH-, -CF ₂ O-, -OCF ₂ -, -CH = CHCH ₂ O-, -OCH ₂ CH = CH-, -CF = CF-, -CH ₂ CF ₂ -, -CF ₂ CH ₂ -,-(CF ₂ ) ₂ -,-(CF ₂ ) ₄ -,-(CH ₂ ) ₂ COO-, -OCO (CH ₂ ) ₂ -, -CH = CHCOO-, -OCOCH = CH-, -CH = CHC≡C- or -C≡CCH = CH-; ring A ¹ , Ring A ² , Ring A ³ , Ring A ⁴ And ring A ⁵ Are each independently trans-cyclohexane-1,4-diyl, cyclohex-1-ene-1,4-diyl, 1,4-phenylene, bicyclo [1.1.1] pentane-1,3-diyl, or Represents a group represented by the following general formula (1), these rings A ¹ , Ring A ² , Ring A ³ , Ring A ⁴ And ring A ⁵ At least one of them is a group represented by the general formula (1). In the above 1,4-cyclohexylene and 1,4-phenylene, one or two carbon atoms constituting these rings are used. One of them may be substituted with an oxygen atom or a nitrogen atom, and a hydrogen atom in a ring other than the group represented by the general formula (1) may be substituted with a halogen atom or a cyano group; ¹ , A ² , A ³ , A ⁴ And a ⁵ Each independently represents 0 or 1, but a ¹ + A ² + A ³ + A ⁴ + A ⁵ ≧ 1; each atom constituting the compound may be substituted with its isotope.
[0010]
[Chemical 9]

[0011]
  (Wherein G is —CH ₂ -, Or -CH ₂ CH ₂ -Represents. )
[0012]
[2]G is -CH ₂ CH ₂ −The liquid crystalline compound according to item [1].
[3]R ¹ And Y ¹ Are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 19 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 21 carbon atoms, an alkenyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, and an alkynyl group having 2 to 21 carbon atoms. , An alkynyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 2 to 19 carbon atoms, or an alkoxyalkoxy group having 2 to 18 carbon atoms, and at least one hydrogen atom in these groups is substituted with a fluorine atom The liquid crystalline compound according to item [1], which may be used.
[0017]
[4]R in the general formula (2) described in the item [1] ¹ And Y ¹ Are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 19 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 21 carbon atoms, an alkenyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, and an alkynyl group having 2 to 21 carbon atoms. The liquid crystalline compound according to item [2], which is an alkynyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 2 to 19 carbon atoms, or an alkoxyalkoxy group having 2 to 18 carbon atoms.
[0020]
[5] A liquid crystal composition comprising at least two components, comprising at least one liquid crystalline compound according to any one of items [1] to [4].
[6] At least one compound according to any one of [1] to [4] is contained as the first component, and general formulas (3), (4) and (5) are contained as the second component. A liquid crystal composition comprising at least one compound selected from the group consisting of:
[0021]
Embedded image

[0022]
(Wherein R²Represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and one or more methylene groups that are not adjacent to each other in the alkyl group may be substituted with an oxygen atom or —CH═CH—, One or more hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, Y²Is a fluorine atom, a chlorine atom, -OCF_Three, -OCF₂H, -CF_Three, -CF₂H, -CFH₂, -OCF₂CF₂H or -OCF₂CFHCF_ThreeRepresents L¹And L²Each independently represents a hydrogen atom or a fluorine atom;¹And Z²Are each independently-(CH₂)₂-,-(CH₂)_Four-, -COO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH = CH- or a single bond, ring Q¹Represents trans-cyclohexane-1,4-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, or 1,4-phenylene in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom;²Represents trans-cyclohexane-1,4-diyl, or 1,4-phenylene in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, and the atoms constituting these compounds are substituted with the isotope thereof. Also good. )
[0023]
[7] A compound comprising at least one compound according to any one of items [1] to [4] as a first component and comprising general formulas (6) and (7) as a second component A liquid crystal composition comprising at least one compound selected from the group.
[0024]
Embedded image

[0025]
(Wherein R^ThreeAnd R^FourEach independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and one or more non-adjacent methylene groups in the alkyl group may be substituted with an oxygen atom or —CH═CH—, One or more hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom, and Y^ThreeRepresents a cyano group or —C≡C—CN, and the ring Q^ThreeRepresents trans-cyclohexane-1,4-diyl, 1,4-phenylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl or pyrimidine-2,5-diyl;^FourRepresents trans-cyclohexane-1,4-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, or 1,4-phenylene in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, and ring Q^FiveRepresents trans-cyclohexane-1,4-diyl or 1,4-phenylene;^ThreeIs-(CH₂)₂-, -COO- or a single bond, L^Three, L^FourAnd L^FiveEach independently represents a hydrogen atom or a fluorine atom, b, c and d each independently represent 0 or 1, and the atoms constituting these compounds may be substituted with the isotopes thereof. )
[0026]
[8] As a first component, at least one compound according to any one of items [1] to [4] is contained, and as the second component, the general formulas (3), (4) and ( 5) containing at least one compound selected from the compound group consisting of 5), and containing at least one compound selected from the compound group consisting of general formulas (8), (9) and (10) as the third component A liquid crystal composition characterized by comprising:
[0027]
Embedded image

[0028]
(Wherein R^FiveAnd R⁶Each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and one or more methylene groups which are not adjacent to each other in the alkyl group may be substituted with an oxygen atom or —CH═CH—, One or more hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom, and the ring Q⁶, Ring Q⁷And ring Q⁸Each independently represents trans-cyclohexane-1,4-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, or 1,4-phenylene in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom;^FourAnd Z^FiveEach independently represents —C≡C—, —COO—, — (CH₂)₂It represents-, -CH = CH- or a single bond, and atoms constituting these compounds may be substituted with the isotope thereof. )
[0029]
[9] As a first component, at least one compound according to any one of [1] to [4] is contained, and as the second component, the general formulas (11), (12) and ( A liquid crystal composition comprising at least one compound selected from the group consisting of 13).
[0030]
Embedded image

[0031]
(Wherein R⁷And R⁸Each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and one or more methylene groups which are not adjacent to each other in the alkyl group may be substituted with an oxygen atom or —CH═CH—, One or more hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom, and the ring Q⁹And ring Q^TenEach independently represents trans-cyclohexane-1,4-diyl or 1,4-phenylene;⁶And L⁷Each independently represents a hydrogen atom or a fluorine atom, but does not represent a hydrogen atom at the same time.⁶And Z⁷Each independently represents — (CH₂)₂It represents-, -COO- or a single bond, and atoms constituting these compounds may be substituted with the isotope thereof. )
[0032]
[10] As a first component, at least one compound according to any one of [1] to [4] is contained, and as the second component, the general formulas (8), (9) and ( At least one compound selected from the compound group consisting of 10), and at least one compound selected from the compound group consisting of the general formulas (11), (12) and (13) as the third component A liquid crystal composition containing the liquid crystal composition.
[11] As a first component, at least one kind of the compound described in any one of the items [1] to [4] is contained, and the second component is composed of the general formulas (6) and (7). Containing at least one compound selected from the compound group, and containing at least one compound selected from the compound group consisting of the general formulas (8), (9) and (10) as a third component; A liquid crystal composition.
[0033]
[12] As a first component, at least one compound according to any one of [1] to [4] is contained, and as the second component, the general formulas (3), (4) and ( 5) containing at least one compound selected from the compound group consisting of 5), containing at least one compound selected from the compound group consisting of the general formulas (6) and (7) as a third component, A liquid crystal composition comprising at least one compound selected from the group consisting of the general formulas (8), (9) and (10) as four components.
[13] A liquid crystal composition comprising one or more optically active compounds in addition to the liquid crystal composition according to any one of items [5] to [12].
[14] A liquid crystal display device comprising the liquid crystal composition according to any one of items [5] to [13].
[0034]
The inventions of [9] and [10] are inventions relating to N-type (Δε is negative) liquid crystal compositions. The N-type liquid crystal composition can be driven by various display methods such as a vertical alignment method as described in JP-A-2-176625 and IPS. The inventions of [6], [7], [8], [11] and [12] are inventions relating to P-type (Δε is positive) liquid crystal compositions. An N-type compound can also be used as a component of the product. This makes it possible not only to freely set the dielectric anisotropy value according to the intended use of the liquid crystal composition, but also to control other characteristics such as the refractive index anisotropy value and elastic constant of the liquid crystal composition. It becomes possible.
[0038]
  The preferable aspect of the compound of this invention represented by General formula (2) is shown below.
R of the compound represented by the general formula (2)¹And Y¹Are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms,An alkoxy group having 1 to 19 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 21 carbon atoms, an alkenyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 21 carbon atoms, an alkynyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, and 2 carbon atoms ˜19 alkoxyalkyl groups, C2-C18 alkoxyalkoxy groups,A hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a cyanate group, an isocyano group, or an isothiocyanate group,One or more hydrogen atoms in the alkyl group, alkoxy group, alkenyl group, alkenyloxy group, alkynyl group, alkynyloxy group, alkoxyalkyl group, and alkoxyalkoxy group may be substituted with a fluorine atom or a chlorine atom. Good.
[0040]
R¹And Y¹More specifically, the following groups or atoms can be shown as examples.
-CH_Three, -C₂H_Five, -C_ThreeH₇, -C_FourH₉, -C_FiveH₁₁, -C₆H₁₃, -C₇H₁₅, -C₈H₁₇, -C₉H₁₉, -C_TenH_{twenty one}, -CFH₂, -CF₂H, -CF_Three, -CH₂CH₂F, -CH₂CHF₂, -CH₂CF_Three, -CF₂CH_Three, -CF₂CF₂H, -CFHCF_Three, -CF₂CF_Three,-(CH₂)₂CH₂F,-(CH₂)₂CHF₂,-(CH₂)₂CF_Three, -CH₂CF₂CH_Three, -CH₂CF₂CF_Three, -CF₂C₂H_Five, -C_ThreeF₇, -CF₂CFHCF_Three,-(CH₂)_ThreeCH₂F,-(CH₂)_FourCH₂F,-(CH₂)_FiveCH₂F, -CF₂C_ThreeH₇, -CH₂CF₂C₂H_Five,-(CH₂)₂CF₂CH_Three, -CF₂C_FourH₉, -CH₂CF₂CH_Three,-(CH₂)₂CF₂C₂H_Five,-(CH₂)_ThreeCF₂CH_Three,
[0041]
-OCH_Three, -OC₂H_Five, -OC_ThreeH₇, -OC_FourH₉, -OC_FiveH₁₁, -OC₆H₁₃, -OC₇H₁₅, -OC₈H₁₇, -OC₉H₁₉, -OC_TenH_{twenty one}, -OCHF₂, -OCF₂H, -OCF_Three, -OCH₂CH₂F, -OCH₂CHF₂, -OCH₂CF_Three, -OCF₂CH_Three, -OCF₂CF₂H, -OCFHCF_Three, -OCF₂CF_Three, -O (CH₂)₂CH₂F, -O (CH₂)₂CHF₂, -O (CH₂)₂CF_Three, -OCH₂CF₂CH_Three, -OCH₂CF₂CF_Three, -OCF₂C₂H_Five, -OC_ThreeF₇, -OCF₂CFHCF_Three, -O (CH₂)_ThreeCH₂F, -O (CH₂)_FourCH₂F, -O (CH₂)_FiveCH₂F, -OCF₂C_ThreeH₇, -OCH₂CF₂C₂H_Five, -O (CH₂)₂CF₂CH_Three, -OCF₂C_FourH₉, -OCH₂CF₂CH_Three, -O (CH₂)₂CF₂C₂H_Five, -O (CH₂)_ThreeCF₂CH_Three,
[0042]
-CH = CH₂, -CH = CHCH_Three, -CH = CHC₂H_Five, -CH = CHC_ThreeH₇, -CH = CHC_FourH₉, -CH₂CH = CHCH_Three, -CH₂CH = CHC₂H_Five, -CH₂CH = CHC_ThreeH₇, -CH₂CH = CHC_FourH₉,-(CH₂)₂CH = CHCH_Three,-(CH₂)₂CH = CHC₂H_Five,-(CH₂)₂CH = CHC_ThreeH₇,-(CH₂)₂CH = CHC_FourH₉, -CH₂CH = CH₂,-(CH₂)₂CH = CH₂,-(CH₂)_ThreeCH = CH₂,-(CH₂)_FourCH = CH₂,-(CH₂)_FiveCH = CH₂, -CH = CHCH = CH₂, -CH = CHCH₂CH = CH₂, -CH = CH (CH₂)₂CH = CH₂, -CH = CH (CH₂)_ThreeCH = CH₂, -CH₂CH = CH (CH₂)₂CH = CH₂,-(CH₂)₂CH = CH (CH₂)₂CH = CH₂,
[0043]
-CF = CF₂, -CH = CF₂, -CH = CHF, -CH₂CF = CF₂, -CH₂CH = CFH,-(CH₂)₂CH = CF₂,-(CH₂)₂CH = CHF,-(CH₂)_ThreeCH = CF₂,-(CH₂)_ThreeCH = CHF,-(CH₂)_FourCH = CF₂,-(CH₂)_FourCH = CHF,-(CH₂)_FiveCH = CF₂,-(CH₂)_FiveCH = CHF, -CH = CHCH₂CH₂F, -CH = CHCH₂CH₂Cl, -CH = CHCH₂CHF₂, -CH = CHCH₂CF_Three, -CH = CH (CH₂)₂CH₂F, -CH = CH (CH₂)₂CHF₂, -CH = CH (CH₂)₂CF_Three, -CH = CH (CH₂)_ThreeCH₂F, -CH = CH (CH₂)_ThreeCHF₂, -CH = CH (CH₂)_ThreeCF_Three, -CH = CH (CH₂)_FourCH₂F, -CH = CH (CH₂)_FourCHF₂, -CH = CH (CH₂)_FourCF_Three, -CH₂CH = CH (CH₂)₂CH₂F, -CH₂CH = CHCH₂CH₂F,-(CH₂)₂CH = CH (CH₂)₂CH₂F,-(CH₂)₂CH = CHCH₂CH₂F, -CH = CHCH₂CH = CF₂, -CH = CH (CH₂)₂CH = CF₂, -CH = CH (CH₂)₂CF = CF₂, -CH = CH (CH₂)_ThreeCHFCH_Three,
[0044]
-OCH₂CH = CHCH_Three, -OCH₂CH = CHC₂H_Five, -OCH₂CH = CHC_ThreeH₇, -OCH₂CH = CHC_FourH₉, -O (CH₂)₂CH = CHCH_Three, -O (CH₂)₂CH = CHC₂H_Five, -O (CH₂)₂CH = CHC_ThreeH₇, -O (CH₂)₂CH = CHC_FourH₉, -OCH₂CH = CH₂, -O (CH₂)₂CH = CH₂, -O (CH₂)_ThreeCH = CH₂, -O (CH₂)_FourCH = CH₂, -O (CH₂)_FiveCH = CH₂, -OCH₂CH = CH (CH₂)₂CH = CH₂, -O (CH₂)₂CH = CH (CH₂)₂CH = CH₂,
[0045]
-OCH₂CF = CF₂, -OCH₂CH = CF₂, -OCH₂CF = CHF, -O (CH₂)₂CH = CF₂, -O (CH₂)₂CH = CHF, -O (CH₂)_ThreeCH = CF₂, -O (CH₂)_ThreeCH = CHF, -O (CH₂)_FourCH = CF₂, -O (CH₂)_FourCH = CHF, -O (CH₂)_FiveCH = CF₂, -O (CH₂)_FiveCH = CHF, -OCH₂CH = CHCH₂CH₂F, -O (CH₂)₂CH = CH (CH₂)₂CH₂F, -O (CH₂)₂CH = CHCH₂CH₂F,
[0046]
-C≡CH, -C≡CCH_Three, -C≡CC₂H_Five, -C≡CC_ThreeH₇, -C≡CC_FourH₉, -CH₂C≡CH, -CH₂C≡CCH_Three, -CH₂C≡CC₂H_Five, -CH₂C≡CC_ThreeH₇, -CH₂C≡CC_FourH₉,-(CH₂)₂C≡CH,-(CH₂)₂C≡CCH_Three,-(CH₂)₂C≡CC₂H_Five,-(CH₂)₂C≡CC_ThreeH₇,-(CH₂)₂C≡CC_FourH₉,-(CH₂)_ThreeC≡CH,-(CH₂)_ThreeC≡CCH_Three,-(CH₂)_ThreeC≡CC₂H_Five,-(CH₂)_ThreeC≡CC_ThreeH₇,-(CH₂)_ThreeC≡CC_FourH₉,
-C≡CCF_Three, -C≡CC₂F_Five, -C≡CC_ThreeF₇, -CH₂C≡CCF_Three,-(CH₂)₂C≡CCF_Three,
[0047]
-OCH₂C≡CH, -OCH₂C≡CCH_Three, -OCH₂C≡CC₂H_Five, -OCH₂C≡CC_ThreeH₇, -OCH₂C≡CC_FourH₉, -O (CH₂)₂C≡CH, —O (CH₂)₂C≡CCH_Three, -O (CH₂)₂C≡CC₂H_Five, -O (CH₂)₂C≡CC_ThreeH₇, -O (CH₂)₂C≡CC_FourH₉, -O (CH₂)_ThreeC≡CH, —O (CH₂)_ThreeC≡CCH_Three, -O (CH₂)_ThreeC≡CC₂H_Five, -O (CH₂)_ThreeC≡CC_ThreeH₇, -O (CH₂)_ThreeC≡CC_FourH₉,
[0048]
-OCH₂C≡CCF_Three, -O (CH₂)₂C≡CCF_Three, -CH₂OCH_Three, -CH₂OC₂H_Five, -CH₂OC_ThreeH₇, -CH₂OC_FourH₉, -CH₂OC_FiveH₁₁,-(CH₂)₂OCH_Three,-(CH₂)₂OC₂H_Five,-(CH₂)₂OC_ThreeH₇,-(CH₂)₂OC_FourH₉,-(CH₂)₂OC_FiveH₁₁,-(CH₂)_ThreeOCH_Three,-(CH₂)_ThreeOC₂H_Five,-(CH₂)_ThreeOC_ThreeH₇,-(CH₂)_ThreeOC_FourH₉,-(CH₂)_ThreeOC_FiveH₁₁,-(CH₂)_FourOCH_Three,
[0049]
    -CF₂OCH₃, -CF₂OC₂H₅, -CF₂OC₃H₇, -CF₂OC₄H₉, -CF₂OC₅H₁₁, -CH₂OCF₃, -CH₂OC₂F₅, -OCH₂OCH₃, -OCH₂OC₂H₅, -OCH₂OC₃H₇, -OCH₂OC₄H₉, -OCH₂OC₅H₁₁, -O (CH₂)₂OCH₃, -O (CH₂)₂OC₂H₅, -O (CH₂)₂OC₃H₇, -O (CH₂)₂OC₄H₉, -O (CH₂)₂OC₅H₁₁, -O (CH₂)₃OCH₃, -O (CH₂)₃OC₂H₅, -O (CH₂)₃OC₃H₇, -O (CH₂)₃OC₄H₉, -O (CH₂)₃OC₅H₁₁, -O (CH₂)₄OCH₃,-OCH ₂ OCF ₃ , -OCH ₂ OC ₂ F ₅ ,
[0051]
A hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a cyanate group, an isocyano group, and an isothiocyanate group.
[0053]
  When it is desired to increase the absolute value of the negative dielectric anisotropy value of the compound represented by the general formula (2), R¹And Y¹Is a saturated alkyl group composed of only carbon and hydrogen atoms, alkoxy group, alkenyl group, alkenyloxy group, alkynyl group, alkynyloxy group, alkoxyalkyl group,An alkoxyalkoxy group or a hydrogen atomIt is preferable that it is a substituent with low polarity, such as.
[0054]
X of the compound represented by the general formula (2)¹, X², X^ThreeAnd X^FourIs a single bond,-(CH₂)₂-, -CH = CH-, -C≡C-, -COO-, -OCO-, -CH₂O-, -OCH₂-,-(CH₂)_Four-,-(CH₂)_ThreeO-, -O (CH₂)_Three-, -CH = CHCH₂CH₂-, -CH₂CH = CHCH₂-, -CH₂CH₂CH = CH-, -CH = CHCH = CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH = CHCH₂O-, -OCH₂CH = CH-, -CF = CF-, -CH₂CF₂-, -CF₂CH₂-,-(CF₂)₂-,-(CF₂)_Four-,-(CH₂)₂COO-, -OCO (CH₂)₂-, -CH = CHCOO-, -OCOCH = CH-, -CH = CHC≡C-, or -C≡CCH = CH-.
[0055]
When paying particular attention to the chemical and physical stability of the compound represented by the general formula (2), X¹, X², X^ThreeAnd X^FourIs a single bond,-(CH₂)₂-, -COO-, -OCO-, -CH₂O-, -OCH₂-,-(CH₂)_Four-,-(CH₂)_ThreeO-, -O (CH₂)_Three-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CH₂-,-(CF₂)₂-,-(CF₂)_Four-,-(CH₂)₂COO- or -OCO (CH₂)₂-Is preferred.
[0056]
  Ring A of the compound represented by the general formula (2)¹, Ring A², Ring A³, Ring A⁴And ring A⁵Of the minimumOne is a ring represented by the general formula (1)It is.

G in this formula is —CH ₂ -, Or -CH ₂ CH ₂ -. That is, the group represented by the general formula (1) is3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene-2,7-diyl,Or 3,4,5,6-tetrafluoro-9H-fluorene-2,7-diyl.
[0057]
  Preferred rings other than the above include bicyclo [1.1.1] pentane-1,3-diyl, trans-cyclohexane-1,4-diyl, cyclohex-1-ene-1,4-diyl, and 1 , 4-phenylene,In 1,4-cyclohexylene and 1,4-phenylene,Make up these ringsOne or two of the carbon atoms are replaced by nitrogen or oxygen atomsThe hydrogen atom on the ring may be substituted with a halogen atom or a cyano group.
[0058]
  Specifically, 1-cyano-trans-cyclohexane-1,4-diyl, 2,2-difluoro-trans-cyclohexane-1,4-diyl, 2-fluorocyclohex-1-ene-1,4-diyl 2,2-difluorobenzene-1,4-diyl, and 2,2-dichlorobicyclo [1.1.1] pentane-1,3-diyl.
  Furthermore, the ring shown below is mentioned as a ring in which the hydrogen atom on the ring may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom or a cyano group.
  Bicyclo [1.1.1] pentane-1,3-diyl, trans-cyclohexane-1,4-diyl, cyclohex-1-ene-1,4-diyl, 1,4-phenylene, 1,3-dioxane- 2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, pyrazine-2,5-diyl,Pyridazine-3,6-diyl and tetrahydropyran-2,5-diyl.
[0059]
  When paying particular attention to the chemical and physical stability of the compound represented by the general formula (2), ring A¹, Ring A², Ring A³, Ring A⁴And ring A⁵Preferred ring for the ring is a ring represented by the general formula (1) (for example, 3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene-2,7-diyl). , Ring A¹, Ring A², Ring A³, Ring A⁴And ring A⁵Preferred examples of the ring include the following rings.
  1-cyano-trans-cyclohexane-1,4-diyl, 2,2-difluoro-trans-cyclohexane-1,4-diyl, 2-fluorocyclohex-1-ene-1,4-diyl, 2,3- Difluorobenzene-1,4-diyl, 2,2-dichlorobicyclo [1.1.1] pentane-1,3-diyl, etc.
  As a ring in which a hydrogen atom on the ring may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom or a cyano group, bicyclo [1.1.1] pentane-1,3-diyl, trans-cyclohexane-1,4-diyl, Cyclohex-1-ene-1,4-diyl, 1,4-phenylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, pyridazine-3, 6-diyl,Tetrahydropyran-2,5-diyl and 2,3-difluorobenzene-1,4-diyl.
[0060]
When the absolute value of the negative dielectric anisotropy value of the compound represented by the general formula (2) is to be increased, ring A¹, Ring A², Ring A^Three, Ring A^FourAnd ring A^FivePreferred ring for the ring is a ring represented by the general formula (1) (for example, 3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene-2,7-diyl). , Ring A¹, Ring A², Ring A^Three, Ring A^FourAnd ring A^FivePreferred examples of the ring include the following rings.
1-cyano-trans-cyclohexane-1,4-diyl, 2,2-difluoro-trans-cyclohexane-1,4-diyl, 2-fluorocyclohex-1-ene-1,4-diyl, 2,3- Difluorobenzene-1,4-diyl and 2,2-dichlorobicyclo [1.1.1] pentane-1,3-diyl.
As a ring in which a hydrogen atom on the ring may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom or a cyano group, trans-cyclohexane-1,4-diyl, cyclohex-1-ene-1,4-diyl, pyridazine-3, Examples include 6-diyl and tetrahydropyran-2,5-diyl.
[0061]
The compounds of the present invention according to claims 1 to 4 have a negative dielectric anisotropy value having a large absolute value. Therefore, a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy value can be adjusted by mainly using the compound of the present invention. This liquid crystal composition is a device that uses a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy value, such as a vertical alignment method described in JP-A-2-176625, IPS, and the like. It is useful for creation. In addition, since the dielectric anisotropy value can be appropriately set by mixing and using the compound of the present invention in another liquid crystal compound or composition, the application range of other liquid crystal compounds or compositions can be set. Can be spread.
The compounds of the present invention according to claims 1 to 4 have a small elastic constant, and the temperature dependence of the constant is also small. Therefore, a novel liquid crystal composition having a low driving voltage can be prepared by using the compound of the present invention.
[0062]
The compounds of the present invention according to claims 1 to 4 have good compatibility with other liquid crystal compounds. For this reason, when the compound of this invention is mix | blended with a liquid crystal composition, problems, such as precipitation of a compound, do not occur easily. In addition, the compound of the present invention can be blended in a large amount in the liquid crystal composition, and as a result, the excellent characteristics of the compound of the present invention can be strongly reflected in the liquid crystal composition.
[0063]
The compound of the present invention according to claims 1 to 4 can obtain a refractive index anisotropy value having a desired size by appropriately designing the structure. That is, when a particularly high refractive index anisotropy value is required, a ring containing many sites having a resonance structure such as an aromatic ring may be selected. When a low refractive index anisotropy value is required, a ring containing a lot of sites not having a resonance structure such as a trans-cyclohexane-1,4-diyl ring may be selected. More specifically, the compound of the present invention represented by the general formula (2) is represented by R¹, Y¹, X¹, X², X^Three, X^Four, Ring A¹, Ring A², Ring A^Three, Ring A^Four, Ring A^Five, A¹, A², A^Three, A^FourAnd a^FiveBy appropriately selecting, a refractive index anisotropy value having a desired size can be obtained. More specifically, ring A¹, Ring A², Ring A^Three, Ring A^FourAnd ring A^Five The refractive index anisotropy value can be adjusted by appropriately selecting. That is, when a particularly high refractive index anisotropy value is required, a ring containing many sites having a resonance structure such as an aromatic ring may be selected. When a low refractive index anisotropy value is required, a ring containing a lot of sites not having a resonance structure such as a trans-cyclohexane-1,4-diyl ring may be selected.
By freely selecting the refractive index anisotropy value, the degree of freedom in designing the liquid crystal panel is increased.
[0064]
All of the compounds of the present invention according to claims 1 to 4 have a low viscosity, and even when used in a large amount in a liquid crystal composition, the viscosity of the entire liquid crystal composition is not significantly increased. Further, the temperature dependency of the viscosity, particularly the temperature dependency at a low temperature, is extremely small. By using the liquid crystalline compound having this excellent viscosity, a liquid crystal composition having high-speed response can be prepared.
The compounds of the present invention described in claims 1 to 4 are both chemically and physically stable, and the specific resistance value and voltage holding ratio of a liquid crystal composition using the compound are high. High stability against external factors such as ultraviolet rays and heating, and sufficient chemical and physical stability as a component of practical liquid crystal compositions.
[0065]
The compound of the present invention according to claims 1 to 4 can adjust the phase transition temperature by appropriately selecting the number of rings. That is, a compound having a large number of rings may be selected particularly when a high clearing point is required, and a compound having a small number of rings may be selected particularly when a low clearing point is required.
[0066]
Thus, the compound of the present invention according to claims 1 to 4 has various physical properties suitable as an electro-optical display material. By using the compound of the present invention, a novel liquid crystal composition having good characteristics can be prepared. In addition, by appropriately designing the structure according to the application, a liquid crystalline compound having desired characteristics, a liquid crystal composition using the same, and a liquid crystal display device can be obtained.
For example, the compound of the present invention is characterized by exhibiting a large negative dielectric anisotropy value, but it can be used only for a liquid crystal composition having a negative dielectric anisotropy value, and is positive. It can be added to a composition having a dielectric anisotropy value to adjust the dielectric anisotropy value and other characteristics.
More specifically, the compound of the present invention and the liquid crystal composition using the same are described in various display systems using a compound or composition having a negative dielectric anisotropy value (for example, described in JP-A-2-176625). Used for vertical alignment method, IPS, ECB (HAN or DAP, etc.), DS, GH, PC, etc., especially vertical alignment method as described in JP-A-2-176625, and IPS it can. However, various display systems that use not only those methods but also compounds or compositions having a positive dielectric anisotropy value (for example, TN, STN, or TN-based AM (TFT or MIM)) Etc.) for improving and adjusting various properties of liquid crystal compositions (for example, dielectric anisotropy value, elastic constant, refractive index anisotropy value, viscosity, or chemical / physical stability). Can do.
[0067]
Hereinafter, the liquid crystal composition of the present invention will be described. The liquid crystal composition according to the present invention contains at least one kind of the compound according to any one of claims 1 to 4 in a proportion of 0.1 to 99.9% by weight in order to develop excellent characteristics. Is preferable.
More specifically, the liquid crystal composition provided by the present invention has a general formula (in accordance with the purpose of the liquid crystal composition) in addition to the first component containing at least one compound according to any one of claims 1 to 4. It is completed by mixing a compound selected from the compound group represented by 3) to (13) at an appropriate ratio.
Preferred examples of the compounds represented by the general formulas (3) to (5) used in the liquid crystal composition of the present invention include the following compounds.
(R²And Y²Represents the same meaning as described above. )
[0068]
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[0069]
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[0070]
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[0071]
The compounds represented by the general formulas (3) to (5) are compounds having a positive dielectric anisotropy value, have excellent thermal stability and chemical stability, and have a high voltage holding ratio. Alternatively, it is a particularly preferable compound when preparing a liquid crystal composition for TFT which requires high reliability such as a large specific resistance value.
When adjusting the liquid crystal composition for TFT, the usage-amount of the compound represented by General formula (3)-(5) is the range of 0.1-99.9 weight% with respect to the total weight of a liquid crystal composition. However, it is preferably 10 to 97% by weight, more preferably 40 to 95% by weight. Moreover, you may further contain the compound represented by General formula (8)-(10) for the purpose of viscosity adjustment.
When preparing a liquid crystal composition for STN or TN, compounds represented by the general formulas (3) to (5) can be used. In that case, the amount used is preferably 50% by weight or less.
[0072]
Preferred examples of the compound represented by the general formulas (6) to (7) used in the liquid crystal composition of the present invention include the following compounds.
(R^Three, Y^ThreeAnd R^FourRepresents the same meaning as described above. )
[0073]
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[0074]
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[0075]
The compounds represented by the general formulas (6) to (7) have a positive dielectric anisotropy value and a large value, and are used particularly for the purpose of reducing the threshold voltage of the liquid crystal composition. It is also used for the purpose of expanding the nematic range such as adjusting the refractive index anisotropy value and increasing the clearing point. Furthermore, it is used for the purpose of improving the steepness of the VT curve of the liquid crystal composition for STN or TN.
[0076]
The compounds represented by the general formulas (6) to (7) are particularly preferable compounds when preparing liquid crystal compositions for STN and TN.
When the amount of the compound represented by the general formulas (6) to (7) is increased, the threshold voltage of the liquid crystal composition is decreased and the viscosity is increased. Therefore, as long as the viscosity of the liquid crystal composition satisfies the required characteristics, it is advantageous to use a large amount because it can be driven at a low voltage. The amount of the compounds represented by the general formulas (6) to (7) can be used in the range of 0.1 to 99.9% by weight when adjusting the liquid crystal composition for STN or TN, but preferably Is 10 to 97% by weight, more preferably 40 to 95% by weight.
[0077]
Preferred examples of the compounds represented by the general formulas (8) to (10) used in the liquid crystal composition of the present invention include the following compounds.
(R^FiveAnd R⁶Represents the same meaning as described above. )
[0078]
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[0079]
The compounds represented by the general formulas (8) to (10) have a small absolute value of dielectric anisotropy and are close to neutrality. The compound represented by the general formula (8) is mainly used for the purpose of adjusting the viscosity or adjusting the refractive index anisotropy value. The compounds represented by the general formulas (9) and (10) are used for the purpose of expanding the nematic range such as increasing the clearing point or adjusting the refractive index anisotropy value.
Increasing the amount of the compounds represented by the general formulas (8) to (10) increases the threshold voltage of the liquid crystal composition and decreases the viscosity. Therefore, as long as the required value of the threshold voltage of the liquid crystal composition is satisfied, it can be used in a large amount. The amount of the compounds represented by the general formulas (8) to (10) is preferably 40% by weight, more preferably 35% by weight or less when preparing a liquid crystal composition for TFT. Moreover, when adjusting the liquid crystal composition for STN or TN, it is preferably 70% by weight or less, more preferably 60% by weight or less.
[0080]
Preferred examples of the compounds represented by the general formulas (11) to (13) used in the liquid crystal composition of the present invention include the following compounds.
(R⁷And R⁸Represents the same meaning as described above. )
[0081]
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[0082]
The compounds represented by the general formulas (11) to (13) are compounds having a negative value of dielectric anisotropy as in the compounds according to claims 1 to 4 of the present invention, and an N-type liquid crystal composition. It is used as a base compound of a product or for controlling the dielectric anisotropy of a P-type liquid crystal composition.
As another application, the compound represented by the general formula (11) is a bicyclic compound, and is mainly used for the purpose of adjusting the threshold voltage, adjusting the viscosity, or adjusting the refractive index anisotropy value. The compound represented by the general formula (12) is used for the purpose of expanding the nematic range such as increasing the clearing point or adjusting the refractive index anisotropy value. The compound represented by the general formula (13) is used not only for the purpose of expanding the nematic range but also for the purpose of reducing the threshold voltage and the value of refractive index anisotropy.
[0083]
The compounds represented by the general formulas (11) to (13) are mainly used in N-type liquid crystal compositions. Increasing the amount of use decreases the threshold voltage of the liquid crystal composition but increases the viscosity. . Therefore, it is desirable to use a small amount as long as the threshold voltage requirement of the liquid crystal composition is satisfied. However, since the absolute value of the negative dielectric anisotropy is 5 or less, if it is less than 40% by weight, low voltage driving may not be possible. The amount of the compounds represented by the general formulas (11) to (13) is preferably 40% by weight or more, more preferably 50 to 95% by weight when preparing a liquid crystal composition for an N-type TFT. is there. In addition, for the purpose of controlling the elastic constant and controlling the voltage-transmittance curve (VT curve) of the liquid crystal composition, the compounds represented by the general formulas (11) to (13) are converted into P-type compositions. Sometimes mixed. In this case, the amount of the compound represented by the general formulas (11) to (13) is preferably 30% by weight or less.
[0084]
In addition, except for special cases such as OCB (Optically Compensated Birefringence) liquid crystal composition, the liquid crystal composition of the present invention usually adjusts the necessary twist angle by inducing the helical structure of the liquid crystal composition, An optically active compound is added for the purpose of preventing reverse twist.
In the present invention, any of the known optically active compounds used for such purposes can be used, and preferred optically active compounds include the following.
[0085]
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[0086]
In the liquid crystal composition of the present invention, these optically active compounds are usually added to adjust the twist pitch. The twist pitch is preferably adjusted in the range of 40 to 200 μm in the case of a liquid crystal composition for TFT and TN. If it is the liquid crystal composition for STN, it is preferable to adjust to the range of 6-20 micrometers. Further, in the case of bistable TN (Bistable TN), it is preferable to adjust to a range of 1.5 to 4 μm. Two or more kinds of optically active compounds may be added for the purpose of adjusting the temperature dependence of the pitch.
[0087]
The liquid crystal composition of the present invention can also be used as a liquid crystal composition for GH by adding a dichroic dye such as merocyanine, styryl, azo, azomethine, azoxy, quinophthalone, anthraquinone, or tetrazine. Can be used. Alternatively, NCAP produced by microencapsulating nematic liquid crystals, and liquid crystals for polymer dispersed liquid crystal display elements (PDLCDs) represented by polymer network liquid crystal display elements (PNLCDs) produced by producing three-dimensional network polymers in liquid crystals It can also be used as a composition. In addition, it can be used as a liquid crystal composition for DS.
[0088]
The liquid crystal composition of the present invention is prepared by a conventional method. In general, a method is used in which various components are dissolved together at a high temperature.
[0089]
The compound of this invention of Claims 1-4 can be easily manufactured by a well-known organic synthetic chemistry method. An example of the production method is shown in Reaction Scheme 1.
[0090]
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[0091]
Hereinafter, the synthesis route will be described.
formula1The compound of the formula is formed by the Friedel-Crafts reaction with valeryl chloride in the presence of aluminum chloride.2To the compound of
formula2After reduction with sodium borohydride, the compound of3To the compound of
formula3The compound of the formula is obtained by catalytic reduction using palladium carbon as a catalyst.4To the compound of
formula4After lithiation with sec-butyllithium, the compound is reacted with trimethylborate to give the formula5To the compound of
formula5The compound of6To the compound of
formula6Is reacted with sodium hydride and then with trans-4-bromomethyl-n-propylcyclohexane to give a compound of formula7To the desired compound.
[0092]
【Example】
Hereinafter, the production methods and use examples of the compounds of the present invention will be described in more detail by way of examples. In addition, this invention does not receive a restriction | limiting at all by an Example. In the description of the examples, N represents the specified concentration (gram equivalent / l), M represents the molar concentration (mol / l), and Δε (dielectric anisotropy value) of the liquid crystal compound is the following base liquid crystal A85 wt%. And an extrapolated value (measured at 25 ° C.) from a composition comprising 15 wt% of the compound, and Δn (refractive index anisotropy value) is a composition comprising 85 wt% of the following mother liquid crystal B and 15 wt% of the compound. The actual measurement value (measured at 25 ° C.) of the object is represented.
Composition of mother liquid crystal A
[0093]
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[0094]
It is represented by the above general formula, and an alkyl group (R⁹, R^Ten) Different ester compounds were mixed at the following ratios to obtain mother liquid crystals A.

[0095]
Composition of mother liquid crystal B
[0096]
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[0097]
A terminal alkyl group (R¹¹, R¹²) Are mixed to obtain mother liquid crystals B at the following ratios.

[0098]
Example 1
2- (trans-4-n-propylcyclohexyl) methyloxy-3,4,5,6-tetrafluoro-7-n-pentyl-9,10-dihydrophenanthrene (7)
1st stage
2-n-valeryl-3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene (2)
3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene (2) (252.2 g, 1.0 mol) was dissolved in carbon disulfide (600 ml) and cooled to -10 ° C. Anhydrous aluminum chloride (120.0 g, 0.90 mol) was added while maintaining the same temperature, and then valeryl chloride (132.6 g, 1.1 mol) was added dropwise over 30 minutes while maintaining the same temperature. Stir for 2 hours. After completion of stirring, the reaction solution was poured into 1N dilute hydrochloric acid (800 ml) under cooling, and then extracted with toluene (1000 ml). The obtained organic layer was washed with water (800 ml) and then dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, the residue was purified by silica gel column chromatography (elution solvent: toluene), and 2-n-valeryl-3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene (2) (80.9 g, 0.24 mol; yield 24%).
MS / 336 (M⁺).
[0099]
Second stage
2- (pent-1-enyl) -3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene (3)
2-n-valeryl-3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene obtained in the first stage (2) (80.7 g, 0.24 mol) and methanol (300 ml) were added sodium borohydride (4.0 g, 0.11 mol) at −10 ° C., then gradually warmed to 2 ° C. at 2 ° C. Reacted for hours. After completion of the reaction, 1N diluted hydrochloric acid (100 ml) was added to the reaction solution under cooling, and then methanol was distilled off under reduced pressure. Toluene (300 ml) was added to the residue for extraction. The obtained organic layer was washed with water (300 ml) and then dried over anhydrous magnesium sulfate. P-Toluenesulfonic acid monohydrate (2.3 g, 0.012 mol) was added to the organic layer, and the mixture was heated to reflux for 1 hour. After cooling the reaction solution to room temperature, 1N aqueous sodium hydrogen carbonate solution (20 ml) was added to neutralize the reaction solution, and then the organic layer was separated. The obtained organic layer was washed with water (300 ml) and then dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure to give 2- (pent-1-enyl) -3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene (3) Was obtained.
[0100]
3rd stage
2-n-pentyl-3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene (4)
2- (Pent-1-enyl) -3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene obtained in the second stage (3), A mixture of 5% palladium carbon (4.0 g), ethanol (200 ml) and toluene (200 ml) was hydrogenated at room temperature and normal pressure for 5 hours with stirring. After completion of the reaction, palladium carbon was removed by filtration, the solvent was distilled off from the filtrate under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel column chromatography (elution solvent: hexane) to give 2-n-pentyl-3,4, 5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene (4) (11.7 g, 0.036 mol,2Yield of 15%).
MS / 322 (M⁺).
[0101]
4th stage
7- (2-n-pentyl-3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthryl) boric acid (5)
2-n-pentyl-3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthrene obtained in the third stage (4) (11.6 g, 0.036 mol) and THF (tetrahydrofuran) (60 ml) at −78 ° C. with 1.56 M sec-butyllithium hexane solution (25.4 ml, 0.040 mol) in 30 minutes. The solution was added dropwise and stirred as it was for 1 hour. Next, a solution of trimethyl borate (5.6 g, 0.054 mol) in THF (20 ml) was added dropwise to the reaction solution at the same temperature over 30 minutes, and then the temperature was gradually raised and reacted at room temperature for 2 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was added to 2N dilute hydrochloric acid (80 ml) and then extracted with diethyl ether (200 ml). The obtained organic layer was washed with water (150 ml) and then dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, the residue was washed with hexane, and 7- (2-n-pentyl-3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthryl) boric acid (5) (9.52 g, 0.026 mol, yield 72%).
MS / 366 (M⁺).
[0102]
5th stage: 2-n-pentyl-3,4,5,6-tetrafluoro-7-hydroxy-9,10-dihydrophenanthrene (6)
7- (2-n-pentyl-3,4,5,6-tetrafluoro-9,10-dihydrophenanthryl) boric acid (obtained in the fourth stage)5) (9.47 g, 0.026 mol) was dissolved in formic acid (50 ml), and a 30 wt% aqueous hydrogen peroxide solution (5.90 g, 0.052 mol) was added dropwise under ice cooling. The reaction solution was heated and reacted at 50 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, 1N aqueous sodium thiosulfate solution (100 ml) was added, and the mixture was reacted at room temperature for 2 hours. Next, toluene (150 ml) was added to the reaction solution for extraction, and the obtained organic layer was washed with water (100 ml) and then dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel column chromatography (elution solvent: diethyl ether / ethanol = 20/1) to give 2-n-pentyl-3,4,5,6-tetrafluoro- 7-hydroxy-9,10-dihydrophenanthrene (6) (6.07 g, 0.018 mol; yield 69%).
MS / 338 (M⁺).
[0103]
6th stage
2- (trans-4-n-propylcyclohexyl) methyloxy-3,4,5,6-tetrafluoro-7-n-pentyl-9,10-dihydrophenanthrene (7)
2-n-pentyl-3,4,5,6-tetrafluoro-7-hydroxy-9,10-dihydrophenanthrene obtained in the fifth stage (6) (6.02 g, 0.018 mol), THF (50 ml) and N, N-dimethylformamide (50 ml) were ice-cooled and 60% sodium hydride (1.08 g, 0027 mol) was added. The temperature was gradually raised to room temperature, and the reaction was continued until the generation of hydrogen gas was completed. The solution was ice-cooled again, and a solution of trans-4-bromomethyl-n-propylcyclohexane (4.34 g, 0.020 mol) in THF (20 ml) was added dropwise, and the mixture was heated to 70 ° C. and reacted for 3 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, concentrated under reduced pressure until the reaction solution had a volume of about one third, water (60 ml) was added, and then extracted with toluene (120 ml). The obtained organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by silica gel column chromatography (elution solvent: toluene) and then recrystallized (solvent: toluene) to give 2- (trans-4-n-propylcyclohexyl) methyloxy- 3,4,5,6-tetrafluoro-7-n-pentyl-9,10-dihydrophenanthrene (7) (3.35 g, 0.007 mol; yield 40%).
MS / 477 (M⁺), Δε = −10.4, Δn = 0.144.
[0104]
According to the method of Example 1, the following compounds can be synthesized.
[0105]
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[0106]
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[0107]
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[0108]
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[0110]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has a negative dielectric anisotropy value having a large absolute value, a low viscosity, a controlled optical anisotropy value, a high specific resistance value, and a high voltage holding ratio. In addition, it has become possible to provide a liquid crystal compound that is stable against heat and ultraviolet irradiation, a liquid crystal composition containing the same, and a liquid crystal display device formed using the liquid crystal composition.

Claims (14)

一般式（２）で表される液晶性化合物。

式（２）中、Ｒ ^１ 及びＹ ^１ は各々独立して炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜１９のアルコキシ基、炭素数２〜２１のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２１のアルキニル基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数２〜１９のアルコキシアルキル基、炭素数２〜１８のアルコキシアルコキシ基、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、シアン酸基、イソシアノ基又はイソチオシアン酸基を表し、前記のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルキニル基、アルキニルオキシ基、アルコキシアルキル基、及びアルコキシアルコキシ基中の１個以上の水素原子はフッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく；Ｘ ^１ 、Ｘ ^２ 、Ｘ ^３ 及びＸ ^４ は各々独立して単結合、−（ＣＨ _２ ） _２ −、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ _２ Ｏ−、−ＯＣＨ _２ −、−（ＣＨ _２ ） _４ −、−（ＣＨ _２ ） _３ Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ _２ ） _３ −、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ _２ ＣＨ _２ −、−ＣＨ _２ ＣＨ＝ＣＨＣＨ _２ −、−ＣＨ _２ ＣＨ _２ ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ _２ Ｏ−、−ＯＣＦ _２ −、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ _２ Ｏ−、−ＯＣＨ _２ ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ _２ ＣＦ _２ −、−ＣＦ _２ ＣＨ _２ −、−（ＣＦ _２ ） _２ −、−（ＣＦ _２ ） _４ −、−（ＣＨ _２ ） _２ ＣＯＯ−、−ＯＣＯ（ＣＨ _２ ） _２ −、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣ≡Ｃ−又は−Ｃ≡ＣＣＨ＝ＣＨ−を表し；環Ａ ^１ 、環Ａ ^２ 、環Ａ ^３ 、環Ａ ^４ 及び環Ａ ^５ は各々独立してトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、シクロヘキサ−１−エン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、ビシクロ〔１．１．１〕ペンタン−１，３−ジイル、又は下記一般式（１）で表される基を表し、これら環Ａ ^１ 、環Ａ ^２ 、環Ａ ^３ 、環Ａ ^４ 及び環Ａ ^５ の内少なくとも１個は一般式（１）で表される基であり、前記の１，４−シクロへキシレン及び１，４−フェニレンにおいては、これらの環を構成する炭素原子の１つまたは２つは酸素原子又は窒素原子で置換されていてもよく、一般式（１）で表される基を除く環の水素原子はハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよく；ａ ^１ 、ａ ^２ 、ａ ^３ 、ａ ^４ 及びａ ^５ は各々独立して０又は１を表すが、ａ ^１ ＋ａ ^２ ＋ａ ^３ ＋ａ ^４ ＋ａ ^５ ≧１であり；また、この化合物を構成する各原子はその同位体で置換されていてもよい。

（式中、Ｇは−ＣＨ _２ −、または−ＣＨ _２ ＣＨ _２ −を表す。） Represented by general formula (2)Liquid crystalline compound.

In formula (2), R ¹ And Y ¹ Are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 19 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 21 carbon atoms, an alkenyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, and an alkynyl group having 2 to 21 carbon atoms. , An alkynyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 2 to 19 carbon atoms, an alkoxyalkoxy group having 2 to 18 carbon atoms, a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a cyanate group, an isocyano group or an isothiocyanate group And one or more hydrogen atoms in the alkyl group, alkoxy group, alkenyl group, alkenyloxy group, alkynyl group, alkynyloxy group, alkoxyalkyl group, and alkoxyalkoxy group are substituted with a fluorine atom or a chlorine atom. May be; X ¹ , X ² , X ³ And X ⁴ Are each independently a single bond, — (CH ₂ ) ₂ -, -CH = CH-, -C≡C-, -COO-, -OCO-, -CH ₂ O-, -OCH ₂ -,-(CH ₂ ) ₄ -,-(CH ₂ ) ₃ O-, -O (CH ₂ ) ₃ -, -CH = CHCH ₂ CH ₂ -, -CH ₂ CH = CHCH ₂ -, -CH ₂ CH ₂ CH = CH-, -CH = CHCH = CH-, -CF ₂ O-, -OCF ₂ -, -CH = CHCH ₂ O-, -OCH ₂ CH = CH-, -CF = CF-, -CH ₂ CF ₂ -, -CF ₂ CH ₂ -,-(CF ₂ ) ₂ -,-(CF ₂ ) ₄ -,-(CH ₂ ) ₂ COO-, -OCO (CH ₂ ) ₂ -, -CH = CHCOO-, -OCOCH = CH-, -CH = CHC≡C- or -C≡CCH = CH-; ring A ¹ , Ring A ² , Ring A ³ , Ring A ⁴ And ring A ⁵ Are each independently trans-cyclohexane-1,4-diyl, cyclohex-1-ene-1,4-diyl, 1,4-phenylene, bicyclo [1.1.1] pentane-1,3-diyl, or Represents a group represented by the following general formula (1), these rings A ¹ , Ring A ² , Ring A ³ , Ring A ⁴ And ring A ⁵ At least one of them is a group represented by the general formula (1). In the above 1,4-cyclohexylene and 1,4-phenylene, one or two carbon atoms constituting these rings are used. One of them may be substituted with an oxygen atom or a nitrogen atom, and a hydrogen atom in a ring other than the group represented by the general formula (1) may be substituted with a halogen atom or a cyano group; ¹ , A ² , A ³ , A ⁴ And a ⁵ Each independently represents 0 or 1, but a ¹ + A ² + A ³ + A ⁴ + A ⁵ ≧ 1; each atom constituting the compound may be substituted with its isotope.

  (Where G is-CH ₂ -, Or -CH ₂ CH ₂ -Represents. ) Ｇが−ＣＨ _２ ＣＨ _２ −である請求項１に記載の液晶性化合物。The liquid crystalline compound according to claim 1, wherein G is —CH ₂ CH ₂ — . ＲR ^１1 及びＹAnd Y ^１1 が各々独立して炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜１９のアルコキシ基、炭素数２〜２１のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２１のアルキニル基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数２〜１９のアルコキシアルキル基、または炭素数２〜１８のアルコキシアルコキシ基であり、これらの基中の１個以上の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい、請求項１に記載の液晶性化合物。Are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 19 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 21 carbon atoms, an alkenyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, and an alkynyl group having 2 to 21 carbon atoms. , An alkynyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 2 to 19 carbon atoms, or an alkoxyalkoxy group having 2 to 18 carbon atoms, and at least one hydrogen atom in these groups is substituted with a fluorine atom The liquid crystalline compound according to claim 1, which may be used. 請求項１に記載の一般式（２）におけるＲR in general formula (2) according to claim 1 ^１1 及びＹAnd Y ^１1 が各々独立して炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜１９のアルコキシ基、炭素数２〜２１のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２１のアルキニル基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数２〜１９のアルコキシアルキル基、または炭素数２〜１８のアルコキシアルコキシ基である、請求項２に記載の液晶性化合物。Are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 19 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 21 carbon atoms, an alkenyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, and an alkynyl group having 2 to 21 carbon atoms. The liquid crystalline compound according to claim 2, which is an alkynyloxy group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 2 to 19 carbon atoms, or an alkoxyalkoxy group having 2 to 18 carbon atoms. 請求項１〜４の何れか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする、少なくとも２成分からなる液晶組成物。  A liquid crystal composition comprising at least two components, comprising at least one liquid crystalline compound according to claim 1. 第一成分として、請求項１〜４の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（３）、（４）及び（５）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。

（式中、Ｒ^２は炭素数１〜１０のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない１個以上のメチレン基は酸素原子又は−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、このアルキル基中の１個以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、Ｙ^２はフッ素原子、塩素原子、−ＯＣＦ_３、−ＯＣＦ_２Ｈ、−ＣＦ_３、−ＣＦ_２Ｈ、−ＣＦＨ_２、−ＯＣＦ_２ＣＦ_２Ｈ又は−ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＦ_３を表し、Ｌ^１及びＬ^２は各々独立して水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ^１及びＺ^２は各々独立して−（ＣＨ_２）_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合を表し、環Ｑ^１はトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、又は水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレンを表し、環Ｑ^２はトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、又は水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレンを表し、また、これらの化合物を構成する各原子はその同位体で置換されていてもよい。）As a 1st component, at least 1 type of the compound of any one of Claims 1-4 is contained, and it selects from the compound group which consists of general formula (3), (4) and (5) as a 2nd component A liquid crystal composition comprising at least one compound to be produced.

(In the formula, R ² represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and one or more methylene groups not adjacent to each other in the alkyl group may be substituted with an oxygen atom or —CH═CH—, , One or more hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom, and Y ² represents a fluorine atom, a chlorine atom, —OCF ₃ , —OCF ₂ H, —CF ₃ , —CF ₂ H, -CFH _2, represent -OCF ₂ CF ₂ H or -OCF ₂ CFHCF _3, ^{L 1} and ^{L 2} represents a hydrogen atom or a fluorine atom each independently, ^{Z 1} and ^{Z 2} are each independently - (CH ₂ ) _2— , — (CH ₂ ) ₄ —, —COO—, —CF ₂ O—, —OCF ₂ —, —CH═CH— or a single bond, and ring Q ¹ is trans-cyclohexane-1,4 -Diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl Or a hydrogen atom represents which may be optionally 1,4-phenylene substituted by fluorine atoms, the ring Q ² is trans - cyclohexane-1,4-diyl, or a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom 1, 4- Represents 4-phenylene, and each atom constituting these compounds may be substituted with an isotope thereof. 第一成分として、請求項１〜４の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（６）及び（７）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。

（式中、Ｒ^３及びＲ^４は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない１個以上のメチレン基は酸素原子又は−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、このアルキル基中の１個以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、Ｙ^３はシアノ基又は−Ｃ≡Ｃ−ＣＮを表し、環Ｑ^３はトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル又はピリミジン−２，５−ジイルを表し、環Ｑ^４はトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、又は水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレンを表し、環Ｑ^５はトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル又は１，４−フェニレンを表し、Ｚ^３は−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＯＯ−又は単結合を表し、Ｌ^３、Ｌ^４及びＬ^５は各々独立して水素原子又はフッ素原子を表し、ｂ、ｃ及びｄは各々独立して０又は１を表し、また、これらの化合物を構成する原子はその同位体で置換されていてもよい。）A compound selected from the group consisting of general formulas (6) and (7) as the second component, containing at least one compound according to any one of claims 1 to 4 as the second component. A liquid crystal composition containing at least one kind.

(Wherein R ³ and R ⁴ each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and one or more methylene groups not adjacent to each other in the alkyl group are substituted with an oxygen atom or —CH═CH—). One or more hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom, Y ³ represents a cyano group or —C≡C—CN, and ring Q ³ is trans Represents cyclohexane-1,4-diyl, 1,4-phenylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl or pyrimidine-2,5-diyl, wherein ring Q ⁴ is trans-cyclohexane-1,4-diyl , Pyrimidine-2,5-diyl, or 1,4-phenylene in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, and ring Q ⁵ represents trans-cyclohexane-1,4-diyl or 1,4-phenylene. Z ³ Represents — (CH ₂ ) ₂ —, —COO— or a single bond, L ³ , L ⁴ and L ⁵ each independently represents a hydrogen atom or a fluorine atom, and b, c and d each independently represents 0. Or 1 and the atoms constituting these compounds may be substituted with the isotopes thereof. 第一成分として、請求項１〜４の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、請求項６に記載の一般式（３）、（４）及び（５）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、一般式（８）、（９）及び（１０）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。

（式中、Ｒ^５及びＲ^６は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない１個以上のメチレン基は酸素原子又は−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、このアルキル基中の１個以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、環Ｑ^６、環Ｑ^７及び環Ｑ^８は各々独立して、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、又は水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレンを表し、Ｚ^４及びＺ^５は各々独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合を表し、また、これらの化合物を構成する原子はその同位体で置換されていてもよい。）As a 1st component, at least 1 type of the compound as described in any one of Claims 1-4 is contained, General formula (3), (4) and (5) of Claim 6 is contained as a 2nd component. Containing at least one compound selected from the compound group consisting of, and containing at least one compound selected from the compound group consisting of general formulas (8), (9) and (10) as the third component A liquid crystal composition characterized by the above.

Wherein R ⁵ and R ⁶ each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and one or more methylene groups not adjacent to each other in the alkyl group are substituted with an oxygen atom or —CH═CH—. One or more hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom, and ring Q ⁶ , ring Q ⁷ and ring Q ⁸ are each independently trans-cyclohexane. -1,4-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, or 1,4-phenylene in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, Z ⁴ and Z ⁵ each independently represent —C≡ C—, —COO—, — (CH ₂ ) ₂ —, —CH═CH— or a single bond is represented, and the atoms constituting these compounds may be substituted with isotopes thereof. 第一成分として、請求項１〜４の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（１１）、（１２）及び（１３）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。

（式中、Ｒ^７及びＲ^８は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない１個以上のメチレン基は酸素原子又は−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、このアルキル基中の１個以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、環Ｑ^９及び環Ｑ^１０は各々独立して、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル又は１，４−フェニレンを表し、Ｌ^６及びＬ^７は各々独立して水素原子又はフッ素原子を表すが同時に水素原子を表すことはなく、Ｚ^６及びＺ^７は各々独立して、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＯＯ−又は単結合を表し、また、これらの化合物を構成する原子はその同位体で置換されていてもよい。）As a 1st component, at least 1 type of the compound of any one of Claims 1-4 is contained, and it selects from the compound group which consists of general formula (11), (12) and (13) as a 2nd component A liquid crystal composition comprising at least one compound to be produced.

(Wherein R ⁷ and R ⁸ each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and one or more methylene groups not adjacent to each other in the alkyl group are substituted with an oxygen atom or —CH═CH—). One or more hydrogen atoms in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom, and ring Q ⁹ and ring Q ¹⁰ are each independently trans-cyclohexane-1,4. -Represents diyl or 1,4-phenylene, L ⁶ and L ⁷ each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom, but at the same time do not represent a hydrogen atom, Z ⁶ and Z ⁷ each independently represent- (CH ₂ ) ₂ —, —COO— or a single bond is represented, and atoms constituting these compounds may be substituted with the isotope thereof. 第一成分として、請求項１〜４の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、請求項８に記載の一般式（８）、（９）及び（１０）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、請求項９に記載の一般式（１１）、（１２）及び（１３）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。As a 1st component, at least 1 type of the compound as described in any one of Claims 1-4 is contained, General formula (8), (9) and (10) of Claim 8 is contained as a 2nd component. A compound selected from the compound group consisting of general formulas (11), (12) and (13) according to claim 9, comprising at least one compound selected from the compound group consisting of A liquid crystal composition containing at least one kind. 第一成分として、請求項１〜４の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、請求項７に記載の一般式（６）及び（７）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、請求項８に記載の一般式（８）、（９）及び（１０）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。A compound group comprising at least one compound according to any one of claims 1 to 4 as a first component, and comprising the general formulas (6) and (7) according to claim 7 as a second component. Containing at least one compound selected from the group consisting of at least one compound selected from the compound group consisting of the general formulas (8), (9) and (10) according to claim 8 as a third component A liquid crystal composition characterized by comprising: 第一成分として、請求項１〜４の何れか１項に記載の化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、請求項６に記載の一般式（３）、（４）及び（５）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、請求項７に記載の一般式（６）及び（７）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第四成分として、請求項８に記載の一般式（８）、（９）及び（１０）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。As a 1st component, at least 1 type of the compound as described in any one of Claims 1-4 is contained, General formula (3), (4) and (5) of Claim 6 is contained as a 2nd component. And at least one compound selected from the group consisting of the general formulas (6) and (7) according to claim 7 as a third component. A liquid crystal composition comprising at least one compound selected from the group consisting of general formulas (8), (9) and (10) according to claim 8 as a fourth component. 請求項５〜１２の何れか１項に記載の液晶組成物に加えて、更に１種類以上の光学活性化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。  A liquid crystal composition comprising one or more optically active compounds in addition to the liquid crystal composition according to any one of claims 5 to 12. 請求項５〜１３の何れか１項に記載の液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子。  The liquid crystal display element comprised using the liquid-crystal composition of any one of Claims 5-13.