JP4419457B2 - Dihydropyran compound, liquid crystal composition containing the compound, and liquid crystal display device containing the liquid crystal composition - Google Patents
Dihydropyran compound, liquid crystal composition containing the compound, and liquid crystal display device containing the liquid crystal composition Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、６−トリフルオロメチル−３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピラン環を含む化合物、これを含有し、そしてネマチック相を有する液晶組成物およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
【０００２】
液晶性化合物の用語は、液晶相を有する化合物および液晶相を有さないが液晶組成物の成分として有用な化合物の総称として用いる。液晶性化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と表記することがある。式（１）から式（１４）で表わされる化合物をそれぞれ化合物（１）から化合物（１４）と表記することがある。式（１）から式（１４）などにおいて、六角形で囲んだＡ１、Ｂ、Ｄ、Ｅなどの構造単位はそれぞれ環Ａ１、環Ｂ、環Ｄ、環Ｅなどを示す。百分率で表した化合物の量は組成物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。
【０００３】
【従来の技術】
液晶表示素子において、液晶の動作モードに基づいた分類は、ＰＣ（phase change）、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（super twisted nematic）、ＢＴＮ（bistable twisted nematic）、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）、ＯＣＢ（optically compensated bend）、ＩＰＳ（in-plane switching）、ＶＡ（vertical alignment）などである。素子の駆動方式に基づいた分類は、ＰＭ（passive matrix）とＡＭ（active matrix）である。ＰＭ（passive matrix）はスタティック（static）とマルチプレックス（multiplex）などに分類され、ＡＭはＴＦＴ（thin film transistor）、ＭＩＭ（metal insulator metal）などに分類される。
【０００４】
これらの素子は、適切な物性を有する組成物を含有する。素子の特性を向上させるには、この組成物が適切な物性を有するのが好ましい。組成物の成分である化合物に必要な一般的物性は、次のとおりである。（１）化学的な安定性と物理的な安定性。（２）高い透明点。透明点は、液晶相−等方相の転移温度である。（３）液晶相の低い下限温度。液晶相は、ネマチック相、スメクチック相などを意味する。（４）小さな粘度。（５）適切な光学異方性。（６）適切な誘電率異方性。大きな誘電率異方性を有する化合物は、大きな粘度を有することが多い。（７）大きな比抵抗。
【０００５】
組成物は多くの化合物を混合して調製される。したがって、化合物は他の化合物とよく混和するのが好ましい。素子を０℃以下で使うこともあるので、このような低い温度で良好な相溶性を有する化合物が好ましい。高い透明点または液晶相の低い下限温度を有する化合物は、組成物におけるネマチック相の広い温度範囲に寄与する。好ましい組成物は、小さな粘度と素子のモードに適した光学異方性を有する。化合物の大きな誘電率異方性は、組成物の低いしきい値電圧に寄与する。このような組成物によって、使用できる温度範囲が広い、応答時間が短い、コントラスト比が大きい、駆動電圧が小さい、消費電力が小さい、電圧保持率が大きいなどの特性を有する素子を得ることができる。
【０００６】
従来の技術は下記のとおりである。さらに好ましい液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子が望まれている。
【０００７】
【特許文献１】
欧州特許出願公開第２７６２０４号明細書
【特許文献２】
米国特許第４７４７８７１号明細書
【特許文献３】
欧州特許出願公開第１１５０９３７号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の目的は、化合物に必要な一般的物性、小さな粘度、適切な光学異方性、適切な誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する液晶性化合物である。第二の目的は、この化合物を含有し、ネマチック相の広い温度範囲、小さな粘度、適切な光学異方性、および低いしきい値電圧を有する液晶組成物である。第三の目的は、この組成物を含有し、短い応答時間、小さな消費電力、大きなコントラスト、および高い電圧保持率を有する液晶表示素子を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の態様は、項１から項２６のとおりである。化合物（１）における末端基、環および結合基に関して好ましい例も述べる。１． 式（１）で表される化合物。
【００１０】
「アルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−ＳｉＨ２−で置き換えられてもよい」の句の意味を一例で示す。Ｃ４Ｈ９−において任意の−ＣＨ２−を−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基の例は、Ｃ３Ｈ７Ｏ−、ＣＨ３−Ｏ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−、Ｈ２Ｃ＝ＣＨ−（ＣＨ２）３−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｏ−などである。このように「任意の」語は、「区別なく選択された少なくとも一つの」を意味する。化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接したＣＨ３−Ｏ−Ｏ−ＣＨ２−よりも、酸素と酸素とが隣接しないＣＨ３−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−の方が好ましい。
【００１１】
好ましいＲａまたはＲｂは、水素、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルキルチオ、アルキルチオアルコキシ、アシル、アシルアルキル、アシルオキシ、アシルオキシアルキル、アルコキシカルボニル、アルコキシカルボニルアルキル、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、アルキニルオキシ、シラアルキル、およびジシラアルキルである。少なくとも一つの水素がハロゲンで置き換えられたこれらの基も好ましい。好ましいハロゲンはフッ素および塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。これらの基において分岐よりも直鎖の方が好ましい。ＲａおよびＲｂが分岐の基であっても光学活性であるときは好ましい。好ましいＲａまたはＲｂは、フッ素、塩素、−ＣＮ、および−Ｃ≡Ｃ−ＣＮでもある。最も好ましいＲａおよびＲｂはアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルケニル、フルオロアルキル、フルオロアルコキシ、フッ素、および−ＣＮである。
【００１２】
アルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。１−プロペニル、１−ブテニル、１−ペンテニル、１−ヘキセニル、３−ペンテニル、３−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。２−ブテニル、２−ペンテニル、２−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。
【００１３】
具体的なＲａまたはＲｂは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、エトキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、プロポキシメチル、ブトキシメチル、ペントキシメチル、ビニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、２−プロペニルオキシ、２−ブテニルオキシ、２−ペンテニルオキシ、１−プロピニル、および１−ペンチニルである。
【００１４】
具体的なＲａまたはＲｂは、２−フルオロエチル、３−フルオロプロピル、２，２，２−トリフルオロエチル、２−フルオロビニル、２，２−ジフルオロビニル、２−フルオロ−２−ビニル、３−フルオロ−１−プロペニル、３，３，３−トリフルオロ−１−プロペニル、４−フルオロ−１−プロペニル、および４，４−ジフルオロ−３−ブテニルである。
【００１５】
具体的なＲａまたはＲｂは、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−ＣＮ、フッ素、および塩素である。
【００１６】
より好ましいＲａまたはＲｂは、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、メトキシメチル、エトキシメチル、プロポキシメチル、ビニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、２−プロペニルオキシ、２−ブテニルオキシ、２−ペンテニルオキシ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−ＣＮ、フッ素、および塩素である。最も好ましいＲａまたはＲｂは、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、メトキシメチル、ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、３−ペンテニル、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＮ、およびフッ素である。
【００１７】
環Ａ１およびＡ２は独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、またはナフタレン−２，６−ジイルであり、これらの環において任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、または−ＳｉＨ２−で置き換えられてもよく、任意の−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、１，４−フェニレンの任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、１，４−シクロヘキシレンの任意の−ＣＨ＜は、−ＳｉＨ＜、または−ＳｉＭｅ＜で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲン、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆで置き換えられてもよい。
【００１８】
「これらの環において任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、または−ＳｉＨ２−で置き換えられてもよく、任意の−（ＣＨ２）２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、１，４−フェニレンの任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、１，４−シクロヘキシレンの任意の−ＣＨ＜は、−ＳｉＨ＜、または−ＳｉＭｅ＜で置き換えられてもよく」の好ましい例は、下記の環（１５−１）〜（１５−５７）である。さらに好ましい例は、環（１５−１）、（１５−２）、（１５−３）、（１５−４）、（１５−１５）、（１５−２３）、（１５−３１）、（１５−３２）、（１５−３３）、（１５−４０）、（１５−４３）、（１５−４８）、および（１５−５３）である。
【００１９】
「これらの環において任意の水素はハロゲン、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆで置き換えられてもよく」の好ましい環の例は、下記の環（１６−１）〜（１６−７１）および環（１７−１）〜（１７−２０）である。さらに好ましい環（１６−１）〜（１６−７１）は、環（１６−１）、（１６−２）、（１６−３）、（１６−４）、（１６−６）、（１６−１０）、（１６−１１）、（１６−１２）、（１６−１３）、（１６−１４）、（１６−１５）、（１６−５４）、（１６−５５）、（１６−５６）、（１６−５７）、（１６−５８）、および（１６−５９）である。さらに好ましい環（１７−１）〜（１７−２０）は、（１７−１）、（１７−２）、（１７−９）、（１７−１０）、（１７−１７）、（１７−１８）、（１７−１９）、および（１７−２０）である。「これらの環において任意の水素はハロゲン、−ＣＦ３・・・で置き換えられてもよく」の句における「これらの環」は、この句の前に記載された総ての環を意味する。
【００２０】
特に好ましい環Ａ１およびＡ２は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル、６−フルオロピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、およびナフタレン−２，６−ジイルである。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はシスよりもトランスが好ましい。１，３−ジオキサン−２，５−ジイルは、４，６−ジオキサン−２，５−ジイルと構造的に同一であるので、後者は例示しなかった。この規則は、２−フルオロ−１，４−フェニレンと２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンの関係などにも適用される。
【００２７】
最も好ましい環Ａ１およびＡ２は、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、およびピリミジン−２，５−ジイルである。
【００２８】
Ｚ１およびＺ２は独立して単結合または炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、または−ＳｉＨ２−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００２９】
好ましいＺ１およびＺ２は、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＯ−、−ＣＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＳｉＨ２−、−ＳｉＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−（ＣＨ２）２ＣＯＯ−、−ＯＣＯ（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２Ｏ−、および−ＯＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ−である。−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２Ｏ−、および−ＯＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ−のような結合基の二重結合の立体配置はシスよりもトランスが好ましい。
【００３０】
さらに好ましいＺ１およびＺ２は、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、および−（ＣＨ２）４−である。最も好ましいＺ１およびＺ２は、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、および−Ｃ≡Ｃ−である。
【００３１】
ｍおよびｎは独立して０、１、２または３であり、そしてｍおよびｎの和は１、２または３である。ｍとｎの和が１である化合物は二環を有する。ｍとｎの和が２である化合物は三環を有する。ｍとｎの和が３である化合物は四環を有する。ｍが２または３であるとき、任意の二つの環Ａ１（または任意の二つのＺ１）は同一であってもよいし、または異なってもよい。ｎが２または３であるとき、任意の二つのＡ２（または任意の二つのＺ２）は同一であってもよいし、または異なってもよい。ｍが２または３であり、二つの環Ａ１の一方が１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルのようなヘテロ環であるとき、他方はへテロ環でない方が好ましい。ｍまたはｎが２または３であるとき、またはｍが１または２であり、そしてｎが１または２であるとき、１つのヘテロ環が同様に好ましい。化合物の物性に大きな差異がないので、化合物（１）は２Ｈ（重水素）、１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。
【００３２】
２． 式（１）において、ｍが０であり、ｎが１、２または３である項１に記載の化合物。
３． 式（１）において、ｍが１、２または３であり、ｎが０である項１に記載の化合物。
【００３３】
４． 式（１）において、ｍが１または２であり、ｎが１または２である項１に記載の化合物。
５． 式（１）において、ｍが１であり、ｎが１である項１に記載の化合物。
【００３４】
６． 下記の式（１−１）から式（１−８）で表される化合物。
式（１−１）から式（１−８）において、ＲａおよびＲｂは独立して水素、炭素数１〜２０のアルキル、フッ素、塩素、−ＣＮ、または−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられもよく；環Ａ１およびＡ２は独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５−トリフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル、６−フルオロピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、またはナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ１およびＺ２は独立して単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＯ−、−ＣＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＳｉＨ２−、−ＳｉＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−（ＣＨ２）２ＣＯＯ−、−ＯＣＯ（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）２ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２Ｏ−、または−ＯＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ−である。
【００３７】
７． 式（１−１）から式（１−８）において、ＲａおよびＲｂが独立してアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルケニル、−ＣＮ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、またはフッ素であり；環Ａ１およびＡ２が独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；Ｚ１およびＺ２が独立して単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−である項６に記載の化合物。
【００３８】
８． 式（１−１）から式（１−８）において、ＲａおよびＲｂが独立してアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、またはアルケニルである項６または７に記載の化合物。
９． 式（１−１）から式（１−８）において、ＲａおよびＲｂの一方がアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、またはアルケニルであり、そして他方が−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３である項６または７に記載の化合物。
【００３９】
１０． 式（１−１）から式（１−８）において、ＲａおよびＲｂの一方がアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、またはアルケニルであり、そして他方がフッ素または塩素である項６または７に記載の化合物。
１１． 式（１−１）から式（１−８）において、ＲａおよびＲｂの一方がアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、またはアルケニルであり、そして他方が−ＣＮである項６または７に記載の化合物。
【００４０】
１２． 式（１−１）から式（１−８）において、環Ａ１およびＡ２が独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンである項６から１１のいずれか１項に記載の化合物。
【００４１】
１３． 式（１−１）から式（１−８）において、環Ａ１およびＡ２の１つが２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンである請求項６から１１のいずれか１項に記載の化合物。
【００４２】
１４． 式（１−１）から式（１−８）において、環Ａ１およびＡ２が独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンである項６から１１のいずれか１項に記載の化合物。
【００４３】
１５． 式（１−１）から式（１−８）において、Ｚ１およびＺ２が独立して単結合または−（ＣＨ２）２−である項６から１４のいずれか１項に記載の化合物。
【００４４】
１６． 項１〜１５のいずれか１項に記載した化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する液晶組成物。
【００４５】
１７． 下記の式（２）、（３）および（４）で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項１６に記載の液晶組成物。
式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ１はフッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３であり；環Ｂおよび環Ｄは独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ３およびＺ４は独立して−（ＣＨ２)２−、−（ＣＨ２)４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
【００４７】
この組成物においては、負に大きな誘電率異方性を有する化合物（１）よりも正に大きな誘電率異方性または小さな誘電率異方性を有する化合物（１）が好ましい。
【００４８】
１８． 下記の式（５）および（６）で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項１６に記載の液晶組成物。
式中、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ５は−（ＣＨ２)２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または単結合であり；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して水素またはフッ素であり；そしてｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【００５０】
この組成物においては、負に大きな誘電率異方性を有する化合物（１）よりも正に大きな誘電率異方性または小さな誘電率異方性を有する化合物（１）が好ましい。
【００５１】
１９． 下記の式（７）、（８）、（９）、（１０）、および（１１）で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項１６に記載の液晶組成物。
【００５２】
この組成物においては、正に大きな誘電率異方性を有する化合物（１）よりも負に大きな誘電率異方性または小さな誘電率異方性を有する化合物（１）が好ましい。
【００５３】
２０． 下記の式（１２）、（１３）および（１４）で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項１６に記載の液晶組成物。
式中、Ｒ６およびＲ７は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；そしてＺ８およびＺ９は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【００５５】
この組成物においては、小さな誘電率異方性を有する化合物（１）よりも正に大きな誘電率異方性または負に大きな誘電率異方性を有する化合物（１）が好ましい。
【００５６】
２１． 項１８に記載の式（５）および（６）で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項１７に記載の組成物。
【００５７】
２２． 項２０に記載の式（１２）、（１３）および（１４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１７に記載の組成物。
【００５８】
２３． 項２０に記載の式（１２）、（１３）および（１４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１８に記載の組成物。
【００５９】
２４． 項２０に記載の式（１２）、（１３）および（１４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１９に記載の組成物。
【００６０】
２５． 少なくとも一つの光学活性化合物をさらに含有する項１６〜２４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００６１】
２６． 項１６〜２５のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
【００６２】
化合物（２）から化合物（１２）において、好ましい基は次のとおりである。直鎖のアルキルは分岐のアルキルよりも好ましい。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はシスよりもトランスが好ましい。「アルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい」の句の意味は、本発明の態様の項１において述べた。Ｒ１、環Ｂなどの記号を複数の化合物において用いた。これらのＲ１（または環Ｂなど）は同一であってもよいし、互いに異なってもよい。化合物の物性に大きな差異がないので、これらの化合物は２Ｈ（重水素）、１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。
【００６３】
【発明の実施の形態】
【００６４】
第一に、本発明の化合物（１）をさらに説明する。化合物（１）は６−トリフルオロメチル−２，３−ジヒドロ−２Ｈ−ピラン環を有する二環、三環および四環の化合物である。この化合物は、素子が通常使用される条件下において物理的および化学的に極めて安定であり、そして他の液晶性化合物との相溶性がよい、などの物性を有する。
【００６５】
この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。この組成物を低い温度で保管しても、この化合物が結晶（またはスメクチック相）として析出することがない。この化合物は、化合物に必要な一般的物性、適切な光学異方性、そして適切な誘電率異方性を有する。
【００６６】
化合物（１）の末端基、環および結合基を適切に選択することによって、光学異方性、誘電率異方性などの物性を任意に調整することが可能である。末端基ＲａおよびＲｂ、環Ａ１およびＡ２、結合基Ｚ１およびＺ２の種類が、化合物（１）の物性に与える効果を以下に説明する。
【００６７】
化合物（１）は、誘電率異方性が正で大きい、負で大きい、そして小さい、の三つに分類される。大きな誘電率異方性を有する化合物は、組成物のしきい値電圧を下げるための成分である。小さな誘電率異方性を有する化合物は、粘度などを調整するための成分である。このように、「大きい」と「小さい」は相対的な表現である。「小さい」の一例は、約−１から約＋２の範囲である。Ｒａが水素、アルキル、アルコキシなどであり、そしてＲｂが−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、フッ素、−ＣＮなどであるとき、この化合物の誘電率異方性は正で大きい。ＲａおよびＲｂがアルキル、アルコキシなどであるとき、この化合物の誘電率異方性は負で大きいまたは小さい。ＲａおよびＲｂがアルキルであるとき、この化合物の誘電率異方性は約−２から約−３の範囲である。このように化合物（１）は、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンを有しなくても、負の誘電率異方性を有する。（西井様：他の環の種類により誘電率異方性値は変わり、その範囲は−２〜−３を逸脱します。「６−トリフルオロメチル−３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピラン環により発現が期待される誘電率異方性値が−２〜−３」です。
【００６８】
ＲａまたはＲｂが直鎖であるときは液晶相の温度範囲が広くそして粘度が小さい。ＲａまたはＲｂが分岐鎖であるときは他の液晶性化合物との相溶性がよい。ＲａまたはＲｂが光学活性基である化合物は、キラルドーパントとして有用である。この化合物を組成物に添加することによって、素子に発生するリバース・ツイスト・ドメイン（Reverse twisted domain）を防止することができる。ＲａまたはＲｂが光学活性基でない化合物は組成物の成分として有用である。ＲａまたはＲｂがアルケニルであるとき、好ましい立体配置は二重結合の位置に依存する。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、高い上限温度または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327に詳細な説明がある。
【００６９】
環Ａ１またはＡ２において、任意の水素がハロゲンで置き換えられた１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイルまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであるときは誘電率異方性が正に大きい。環Ａ１またはＡ２が、任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリダジン−３，６−ジイルであるときは光学異方性が大きい。環Ａ１またはＡ２が、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレンまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであるときは光学異方性が小さい。
【００７０】
少なくとも二つの環が１，４−シクロヘキシレンであるときは、上限温度が高く、光学異方性が小さく、そして粘度が小さい。少なくとも一つの環が１，４−フェニレンのときは、光学異方性が比較的大きく、そして配向秩序パラメーター（orientational order parameter）が大きい。少なくとも二つの環が１，４−フェニレンであるときは、光学異方性が大きく、液晶相の温度範囲が広く、そして上限温度が高い。
【００７１】
結合基Ｚ１またはＺ２が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−（ＣＨ2）４−であるときは粘度が小さい。結合基が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−であるときは粘度がより小さい。結合基が−ＣＨ＝ＣＨ−であるときは液晶相の温度範囲が広く、そして弾性定数比Ｋ33／Ｋ11（Ｋ33：ベンド弾性定数、Ｋ11：スプレイ弾性定数）が大きい。結合基が−Ｃ≡Ｃ−のときは光学異方性が大きい。
【００７２】
化合物（１）が二環または三環を有するときは粘度が小さい。化合物（１）が三環または四環を有するときは上限温度が高い。以上のように、末端基、環および結合基の種類、環の数を適当に選択することにより目的の物性を有する化合物を得ることができる。したがって、化合物（１）はＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡなどの素子に用いられる組成物の成分として有用である。
【００７３】
化合物（１）の好ましい例は、本発明の項６に記載した化合物（１−１）〜（１−８）である。より好ましい例は、下記の化合物（１−１ａ）〜（１−８ｅ）である。これらの化合物におけるＲａ、Ｒｂ、Ｚ1、およびＺ2の記号の意味は、項６に記載した記号の意味と同一である。
【００７４】
化合物（１）は有機合成化学における手法を適切に組み合わせることにより合成できる。出発物に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、フーベン・ヴァイル（Houben Wyle, Methoden der Organischen Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart）、 オーガニック・シンセセス（Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・リアクションズ（Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press）、新実験化学講座（丸善）などの成書に記載されている。
【００８３】
結合基Ｚ１、またはＺ２を生成する方法の一例に関して、最初にスキームを示し、次に項（Ｉ）〜項（XI）でスキームを説明する。このスキームにおいて、ＭＳＧ１またはＭＳＧ２は少なくとも一つの環を有する１価の有機基である。スキームで用いた複数のＭＳＧ１（またはＭＳＧ２）は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物（１Ａ）から（１Ｌ）は化合物（１）に相当する。
【００８４】
（Ｉ）単結合の生成
アリールホウ酸（２１）と公知の方法で合成される化合物（２２）とを、炭酸塩水溶液とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウムのような触媒の存在下で反応させて化合物（１Ａ）を合成する。この化合物（１Ａ）は、公知の方法で合成される化合物（２３）にｎ−ブチルリチウムを、次いで塩化亜鉛を反応させ、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムのような触媒の存在下で化合物（２２）を反応させることによっても合成される。
【００９７】
（II）−ＣＯＯ−と−ＯＣＯ−の生成
化合物（２３）にｎ−ブチルリチウムを、続いて二酸化炭素を反応させてカルボン酸（２４）を得る。化合物（２４）と、公知の方法で合成されるフェノール（２５）とをＤＤＣ（１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（４−ジメチルアミノピリジン）の存在下で脱水させて−ＣＯＯ−を有する化合物（１Ｂ）を合成する。この方法によって−ＯＣＯ−を有する化合物も合成できる。
【００９８】
（III）−ＣＦ２Ｏ−と−ＯＣＦ２−の生成
化合物（１Ｂ）をローソン試薬のような硫黄化剤で処理して化合物（２６）を得る。化合物（２６）をフッ化水素ピリジン錯体とＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンイミド）でフッ素化し、−ＣＦ２Ｏ−を有する化合物（１Ｃ）を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992，827.を参照。化合物（１Ｃ）は化合物（２６）を（ジエチルアミノ）サルファートリフルオリド（ＤＡＳＴ）でフッ素化しても合成される。W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−ＯＣＦ２−を有する化合物も合成できる。P. Kirsch et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480.に記載の方法によってこれらの結合基を生成させることも可能である。
【００９９】
（IV）−ＣＨ＝ＣＨ−の生成
化合物（２２）をｎ−ブチルリチウムで処理した後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などのホルムアミドと反応させてアルデヒド（２７）を得る。公知の方法で合成されるホスホニウム塩（２８）をカリウムtert-ブトキシドのような塩基で処理して発生させたリンイリドを、アルデヒド（２８）に反応させて化合物（１Ｄ）を合成する。反応条件によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。
【０１００】
（V）−（ＣＨ２）２−の生成
化合物（１Ｄ）をパラジウム炭素のような触媒の存在下で水素化することにより、化合物（１Ｅ）を合成する。
【０１０１】
（VI）−（ＣＨ２）４−の生成
ホスホニウム塩（２８）の代わりにホスホニウム塩（２９）を用い、項（IV）の方法に従って−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−を有する化合物を得る。これを接触水素化して化合物（１Ｆ）を合成する。
【０１０２】
（VII）−Ｃ≡Ｃ−の生成
ジクロロパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下で、化合物（２３）に２−メチル−３−ブチン−２−オールを反応させたのち、塩基性条件下で脱保護して化合物（３０）を得る。ジクロロパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物（３０）を化合物（２２）と反応させて、化合物（１Ｇ）を合成する。
【０１０３】
（VIII）−ＣＦ＝ＣＦ−の生成
化合物（２３）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物（３１）を得る。化合物（２２）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと化合物（３１）と反応させて化合物（１Ｈ）を合成する。
【０１０４】
（IX）−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−の生成
化合物（２７）を水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤で還元して化合物（３２）を得る。これを臭化水素酸などでハロゲン化して化合物（３３）を得る。炭酸カリウムなどの存在下で、化合物（３３）を化合物（２５）と反応させて化合物（１Ｊ）を合成する。
【０１０５】
（X）−（ＣＨ2）3Ｏ−または−Ｏ（ＣＨ2）3−の生成
化合物（２７）の代わりに化合物（３４）を用いて、項（IX）の方法に従って化合物（１Ｋ）を合成する。
【０１０６】
（XI）−（ＣＦ2）2−の生成
J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414.に記載された方法に従い、ジケトン（３７）をフッ化水素触媒の存在下、四フッ化硫黄でフッ素化して−（ＣＦ2）2−を有する化合物（１Ｌ）を得る。
【０１０７】
６−トリフルオロメチル−３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピラン環を生成する方法の一例を下記のスキームに示す。このスキームを説明したあと、スキームにおける出発物を合成する方法の一例を述べる。
【０１０８】
化合物（３７）〜（４３）において、Ｑ１またはＱ２は式（１）の構造単位である。構造単位はスキームに示した。これらの化合物におけるＲａ、Ｒｂ、Ａ1、Ａ2、Ｚ１、およびＺ２の記号の意味は、項１に記載した記号の意味と同一である。
【０１１０】
γ−置換−ブチロラクトン（３８）を、酸性条件下、アルコールと反応させ開環生成物（３９）を合成する。化合物（３９）を、ＤＩＢＡＬ等の還元剤で還元させ、アルデヒド（４０）を合成する。化合物の（４０）の２級水酸基をハロゲン化、例えば、臭素化させ、臭素化物（４１）を合成する。臭素化は中性条件下で行うのが好ましい。具体的には、ジクロロメタン中、トリフェニルホスホニウムブロミドと反応する。または、クロロホルム中、トリフェニルホスフィンおよび四臭化炭素と反応することである。化合物（４０）にグリニヤール試薬、リチウム試薬あるいは銅リチウム試薬等を作用させ、アルコール（４２）を合成する。前述の試薬は化合物（４１）の２級臭素とも反応する可能性がある。従って、化学選択性を向上するために、本反応は低温で行う事が好ましい。具体的には、−７８℃、好ましくは、−１００℃である。化合物（４２）を、トルエン、ベンゼン中、トリフェニルホスフィンの存在下で加熱させ、ホスホニウム塩（４３）を合成する。
【０１１１】
化合物（４３）に、トリフルオロ酢酸無水物を作用させ、トリフルオロ酢酸エステル（４４）を合成する。化合物（４４）に塩基を作用させ、化合物（１）を合成する。塩基としては、水素化ナトリウム、カリウムtert-ブトキシド、ｎ−ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、ＮａＨＭＤＳ（ナトリウムヘキサメチルジシラザン）等が好適である。
【０１１２】
次に、環Ａ１またはＡ２に関する合成法を説明する。１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルなどの環に関しては出発物が市販されているまたは合成法がよく知られている。そこで、下に示した化合物（４６）、（４９）および（５３）について説明する。
【０１１３】
デカヒドロナフタレン−２，６−ジオン（４６）はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイルを有する化合物の出発物である。この化合物（４６）は、特開２０００−２３９５６４号公報に記載された方法に従って、ジオール（４５）を酸化ルテニウム存在下で接触水素還元し、さらに酸化クロムで酸化することによって合成する。
２，３−ビストリフルオロメチルフェニレンの構造単位は、Org. Lett., 2000, 2 (21), 3345の文献に記載された方法で合成する。フラン（４７）と１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロ−２−ブチンとを高温でディールズ・アルダー反応をさせることによってアニリン（４８）を合成する。この化合物は、Org. Synth. Coll., Vol. 2, 1943, 355に記載された方法にしたがってサンド・マイヤー型反応によってヨウ化物（４９）を得る。この化合物は一般的な有機合成化学の手法によって化合物（１）に変換する。
【０１１６】
２−ジフルオロメチル−３−フルオロフェニレンの構造単位は、次のような方法で合成する。化合物（５０）の水酸基を適切な保護基で保護して化合物（５１）を得る。Ｐは保護基を意味する。化合物（５１）にsec-ブチルリチウムを作用させ、続いてＤＭＦを反応させてアルデヒド（５２）を得る。この化合物をＤＡＳＴでフッ素化し、続いて脱保護してフェノール（５３）を得る。この化合物は一般的な有機合成化学の手法によって化合物（１）に変換する。
【０１１８】
第二に、本発明の組成物をさらに説明する。この組成物の成分は化合物（１）から選ばれた複数の化合物のみであってもよい。好ましい組成物は、第一成分として化合物（１）から選択された少なくとも一つの化合物を１〜９９％の割合で含有する。この組成物は、第二成分などとして、化合物（２）〜（１４）の群から選択された化合物を含有する。このような組成物は第一から第十の組成物である。これらの組成物を調製するときには、化合物（１）の誘電率異方性を考慮して成分を選択する。
【０１１９】
誘電率異方性が正で大きい化合物（１）を含有する好ましい組成物において、第二成分などは次のとおりである。第一の組成物の第二成分は、化合物（２）、（３）および（４）の群から選択された少なくとも一つの化合物である。第二の組成物の第二成分は、化合物（５）および（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物である。第三の組成物の第二および第三成分は、それぞれ化合物（２）、（３）および（４）の群から選択された少なくとも一つの化合物および化合物（５）および（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物である。第一、第二および第三の組成物は、液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧などを調整する目的で、化合物（１２）、（１３）および（１４）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。これらの組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物（７）〜（１１）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。これらの組成物は、ＡＭ−ＴＮ素子、ＳＴＮ素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【０１２０】
第四の組成物の第二成分は、化合物（１２）、（１３）および（１４）の群から選択された少なくとも一つの化合物である。この組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物（７）〜（１１）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、ＡＭ−ＴＮ素子、ＳＴＮ素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【０１２１】
誘電率異方性が負で大きい化合物（１）を含有する好ましい組成物において、第二成分などは次のとおりである。第五の組成物の第二成分は、化合物（７）〜（１１）の群から選択された少なくとも一つの化合物である。この組成物は、化合物（１２）、（１３）および（１４）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物（２）〜（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、ＶＡ素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【０１２２】
第六の組成物の第二成分は、化合物（１２）、（１３）および（１４）の群から選択された少なくとも一つの化合物である。この組成物は、化合物（７）〜（１１）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、物性をさらに調整する目的で化合物（２）〜（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、ＶＡ素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【０１２３】
誘電率異方性が小さい化合物（１）を含有する好ましい組成物において、第二成分などは次のとおりである。第七の組成物の第二成分は、化合物（２）、（３）および（４）の群から選択された少なくとも一つの化合物である。。第八の組成物の第二成分は、化合物（５）および（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物である。。第九の組成物の第二および第三成分は、それぞれ化合物（２）、（３）および（４）の群から選択された少なくとも一つの化合物および化合物（５）および（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物である。第七、第八および第九の組成物は、液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧などを調整する目的で、化合物（１２）、（１３）および（１４）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。これらの組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物（７）〜（１１）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。これらの組成物は、ＡＭ−ＴＮ素子、ＳＴＮ素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【０１２４】
第十の組成物の第二成分は、化合物（７）〜（１１）の群から選択された少なくとも一つの化合物である。この組成物は、化合物（１２）、（１３）および（１４）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物（２）〜（６）の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、ＶＡ素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【０１２５】
化合物（２）、（３）および（４）は、誘電率異方性が正で大きいので、ＡＭ−ＴＮ素子用の組成物に主として用いられる。この組成物において、これらの化合物の量は１〜９９％である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。この組成物に化合物（１２）、（１３）または（１４）をさらに添加する場合、この化合物の好ましい量は６０％以下である。より好ましい量は４０％以下である。
【０１２６】
化合物（５）および（６）は、誘電率異方性が正で非常に大きいので、ＳＴＮ素子用の組成物に主として用いられる。この組成物において、これらの化合物の量は１〜９９％である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。この組成物に化合物（１２）、（１３）または（１４）をさらに添加する場合、この化合物の好ましい量は６０％以下である。より好ましい量は４０％以下である。
【０１２７】
化合物（７）〜（１１）は、誘電率異方性が負であるので、ＶＡ素子用の組成物に主として用いられる。これらの化合物の好ましい量は８０％以下である。より好ましい量は４０〜８０％である。この組成物に化合物（１２）、（１３）または（１４）をさらに添加する場合、この化合物の好ましい量は６０％以下である。より好ましい量は４０％以下である。
【０１２８】
化合物（１２）、（１３）および（１４）の誘電率異方性は小さい。化合物（１２）は粘度または光学異方性を調整する目的で主に使用される。化合物（１３）および（１４）は上限温度を上げて液晶相の温度範囲を広げる、または光学異方性を調整する目的で使用される。化合物（１２）、（１３）および（１４）の量を増加させると組成物のしきい値電圧が高くなり、粘度が小さくなる。したがって、組成物のしきい値電圧の要求値を満たすかぎり多量に使用してもよい。
【０１２９】
好ましい化合物（２）〜（１４）は、それぞれ化合物（２−１）〜（２−９）、化合物（３−１）〜（３−９７）、化合物（４−１）〜（４−３３）、化合物（５−１）〜（５−５６）、化合物（６−１）〜（６−３）、化合物（７−１）〜（７−４）、化合物（８−１）〜（８−６）、化合物（９−１）〜（９−４）、化合物（１０−１）、化合物（１１−１）、化合物（１２−１）〜（１２−１１）、化合物（１３−１）〜（１３−２１）、および化合物（１４−１）〜（１４−６）である。これらの化合物において、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ4、Ｒ５、Ｒ6、Ｒ７、Ｘ1、およびＸ２の記号の意味は、化合物（２）〜（１４）におけるこれらの記号の意味と同一である。
【０１３０】
本発明の組成物は公知の方法によって調製される。例えば、成分である化合物を混合し、加熱によって互いに溶解させる。組成物に適当な添加物を加えて組成物の物性を調整してもよい。このような添加物は当業者によく知られている。メロシアニン、スチリル、アゾ、アゾメチン、アゾキシ、キノフタロン、アントラキノン、テトラジンなどの化合物である二色性色素を添加してＧＨ素子用の組成物を調製してもよい。一方、液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与える目的でキラルドーパントが添加される。キラルドーパントの例は上記の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１３）である。
【０１４８】
キラルドーパントを組成物に添加してねじれのピッチを調整する。ＴＮ素子およびＴＮ−ＴＦＴ素子用の好ましいピッチは４０〜２００μｍの範囲である。ＳＴＮ素子用の好ましいピッチは６〜２０μｍの範囲である。ＢＴＮ素子用の好ましいピッチは１．５〜４μｍの範囲である。ＰＣ素子用の組成物にはキラルドーパントを比較的多量に添加する。ピッチの温度依存性を調整する目的で少なくとも二つのキラルドーパントを添加してもよい。
【０１４９】
本発明の組成物は、ＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＢＴＮ，ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡなどの素子に使用できる。これらの素子は駆動方式がＰＭであってもよいし、またはＡＭであってもよい。この組成物をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰ（nematic curvilinear aligned phase）素子や、組成物中に三次元の網目状高分子を形成させたＰＤ（polymer dispersed）素子、例えばＰＮ（polymer network）素子にも使用できる。
【０１５０】
【実施例】
実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によって制限されない。（１−１ａ−１）などの化合物番号は、実施例３において表で示した化合物のそれと対応する。化合物の相転移温度において、Ｃ、ＮおよびＩは、それぞれ、結晶、ネマチック相および等方相である。かっこ内の相転移はそれがモノトロピックであることを示す。温度の単位は℃である。得られた化合物は核磁気共鳴スペクトル、質量スペクトルなどで同定した。核磁気共鳴スペクトルにおいて、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｍはマルチプレット、ｑｕｉｎｔはクインテッドである。化合物の量（百分率）は組成物の全重量に基づいた重量％である。
物性値の測定は、日本電子機械工業規格（Standard of Electronic Industries Association of Japan）、ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法に従った。
【０１５１】
ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。
【０１５２】
ネマチック相の下限温度（ＴＣ；℃）：ネマチック相を有する試料を０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、および−４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−２０℃ではネマチック相のままであり、−３０℃では結晶（またはスメクチック相）に変化したとき、ＴＣを＜−２０℃と記載した。
【０１５３】
化合物の相溶性：類似の構造を有する幾つかの化合物を混合してネマチック相を有する母液晶を調製した。測定する化合物とこの母液晶とを混合した組成物を得た。混合する割合の一例は、１５％の化合物と８５％の母液晶である。この組成物を−２０℃、−３０℃のような低い温度で３０日間保管した。この組成物の一部が結晶（またはスメクチック相）に変化したか否かを観察した。必要に応じて混合する割合と保管温度とを変更した。このようにして測定した結果から、結晶（またはスメクチック相）が析出する条件および結晶（またはスメクチック相）が析出しない条件を求めた。これらの条件が相溶性の尺度である。
【０１５４】
粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：粘度の測定にはＥ型粘度計を用いた。
【０１５５】
光学異方性（Δｎ；２５℃で測定）：光学異方性は、波長が５８９ｎｍの光によりアッベ屈折計を用いて測定した。
【０１５６】
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
１）誘電率異方性が正である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ツイスト角が８０度の液晶セルに試料を入れた。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【０１５７】
２）誘電率異方性が負である組成物：ホメオトロピック配向に処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε‖）を測定した。ホモジニアス配向に処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【０１５８】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）
１）誘電率異方性が正である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が（０．５／Δｎ）μｍであり、ツイスト角が８０度である、ノーマリーホワイトモード（normally white mode）の液晶表示素子に試料を入れた。Δｎは上記の方法で測定した光学異方性の値である。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率が９０％になったときの電圧の値を測定した。
【０１５９】
２）誘電率異方性が負である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍであり、ホメオトロピック配向に処理したノーマリーブラックモード（normally black mode）の液晶表示素子に試料を入れた。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率１０％になったときの電圧の値を測定した。
【０１６０】
実施例１
２−ブチル−５−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−６−トリフルオロメチル−３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピラン（１−２ａ−１）の合成
下記の経路に従い化合物（１−２ａ−１）を合成する。
４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−γ−ブチロラクトン（ａ）［２３．８ｇ、０．１ｍｏｌ］および濃硫酸（５ｍＬ）のメタノール（１Ｌ）溶液を、１２時間還流する。反応混合物を、１０℃に冷却し、減圧下でメタノールを除去する。残留物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル、溶出液：ペンタン／ジエチルエーテル）で精製し、４−ヒドロキシ−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ブタン酸メチルエステル（ｂ）を得る。
【０１６２】
化合物（ｂ）[２５．０ｇ、９２ｍｍｏｌ]のＴＨＦ（２５０ｍＬ）溶液を−７８℃に冷却し、ジイソブチル水素化アルミニウム（トルエン溶液、９５ｍｍｏｌ相当）をゆっくり滴下する。反応混合物を、０℃で２時間撹拌する。０℃を保ちつつ、３Ｍ塩酸（２０ｍＬ）を加え、得られた反応混合物を、水（５×５０ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。減圧下、溶媒を除去し、残留物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル、溶出液：ペンタン／トルエン）で精製し、４−ヒドロキシ−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ブタナール（ｃ）を得る。
【０１６３】
トリフェニルホスフィン（１３．１ｇ、４９．９ｍｍｏｌ）のジクロロメタン（１５０ｍＬ）溶液に、−６０℃で臭素（８．０ｇ、４９．９ｍｍｏｌ）を加え、トリフェニルホスホニウム ブロミドの赤色溶液を得る。この溶液を−３０℃とし、化合物（ｃ）[１０．０ｇ、４１．６ｍｍｏｌ]のジクロロメタン（１００ｍＬ）溶液を、ゆっくりと加える。反応混合物を室温で１２時間撹拌し、減圧下溶媒を除去した。残留物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル、溶出液：ペンタン／酢酸エチル）で精製し、４−ブロモ−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ブタナール（ｄ）を得る。
【０１６４】
化合物（ｄ）[７．５０ｇ、２４．７ｍｍｏｌ]のジエチルエーテル（８０ｍＬ）の溶液を−１００℃に冷却し、ｎ−ブチルリチウム（ヘキサン溶液、２５．０ｍｍｏｌ相当）をゆっくり滴下する。反応混合物を、−７８℃で２時間撹拌する。０℃を保ちつつ、飽和塩化アンモニウム水溶液（５０ｍＬ）を加え、得られた反応混合物を、食塩水（５０ｍＬ）で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。減圧下、溶媒を除去し、残留物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル、溶出液：ペンタン／酢酸エチル）で精製し、４−（１−ブロモ−４−ヒドロキシオクチル）−１−ペンチルシクロヘキサン（ｅ）を得る。
【０１６５】
化合物（ｅ）［６．０ｇ、１６．６ｍｍｏｌ］およびトリフェニルホスフィン（４．３６ｇ、１６．６ｍｍｏｌ）のベンゼン（３０ｍＬ）溶液を、封管中で、１２０℃で８時間撹拌する。析出した結晶を集め、０℃に冷やしたベンゼン（３０ｍＬ）で洗浄し、１−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−４−ヒドロキシオクチル トリフェニルホスホニウム ブロミド（ｆ）を得る。
【０１６６】
化合物（ｆ）［３．６０ｇ、５．７７ｍｍｏｌ］のジクロロメタン（３０ｍＬ）溶液に、０℃でトリフルオロ酢酸無水物（９４０ｍｇ、６．０ｍｍｏｌ）を滴下する。反応混合物を室温で５時間撹拌した後、低沸点成分を、バルブ・バルブ蒸留（１３．３Ｐａ）で除去し、残留物としてホスホニウム塩を得る。ここに、ＴＨＦ（３０ｍＬ）を加え、−７８℃まで冷却し、ＮａＨＤＭＳ（６．２ｍｍｏｌ相当）をゆっくり滴下する。反応混合物を徐々に室温に戻し、同温度で１０時間撹拌する。反応混合物にヘキサン（１００ｍＬ）を加えよく撹拌する。分離した有機相を十分水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。溶媒を除去し、残留物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル、溶出液：ヘキサン／酢酸エチル）で精製し、標題化合物（１−２ａ−１）を得る。１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）において、ジヒドロ−２Ｈ−ピラン特有のシグナル（５．６０ｐｐｍ，ｔ，１Ｈ）を観測する。
【０１６７】
実施例２
２−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−５−（３，４，５−トリフルオロフェニル）−６−トリフルオロメチル−３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピラン（１−４ｄ−１）の合成
【０１６８】
実施例１における化合物（ａ）、およびｎ−ＢｕＬｉの代わりに、それぞれ、化合物（ｈ）、およびトランス−４−プロピルシクロヘキシルリチウムを使用し、下記の経路に従い、実施例１と同様な方法で化合物（１−４ｄ−１）を合成する。
【０１７０】
実施例３
実施例１および２、さらに記載した合成法をもとに、下記の化合物（１−１ａ−１）〜（１−８ｅ−２）を合成する。実施例１および２で得られた化合物（１−２ａ−１）および（１−４ｄ−１）も掲載した。
【０１７１】
本発明の代表的な組成物を使用例１〜１９にまとめた。最初に、組成物の成分である化合物とその量（重量％）を示した。化合物は上記の表１の取り決めに従い、左末端基、結合基、環構造、および右末端基の記号によって表示した。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はトランスである。末端基の記号がない場合は、末端基が水素であることを意味する。かっこ中の番号は上の表で示した化合物に対応する。
【０１８７】
使用例１
３−ＨＫｍＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−４ｄ−１） １２％
２−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５−１２） ５％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５−１２） ４％
２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ （５−１１） １６％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１２−５） １０％
３−ＨＨ−４ （１２−１） ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ３％
３−ＨＨＢ−１ （１３−１） ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１３−１） ４％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ （３−３４） ４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ７％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ７％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１３−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１３−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１３−１５） ４％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ （１３−１４） ５％
【０１８９】
使用例２
３−ＫｍＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−４ｄ−１） １２％
２−ＨＢ−Ｃ （５−２） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１２−５） １５％
２−ＢＴＢ−１ （１２−１０） ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ４％
３−ＨＨＢ−１ （１３−１） ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１３−１） ５％
３−ＨＨＢ−３ （１３−１） １４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ４％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ４％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ５％
【０１９０】
使用例３
３−ＨＫｍＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−４ｄ−１） ８％
３−ＫｍＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−５ｇ−１） ８％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５−１２） ４％
３−ＨＢ−Ｃ （５−２） ４％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−２） ４％
１Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−２） ４％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１２−５） ３％
３−ＨＨ−２Ｖ （１２−１） １４％
３−ＨＨ−２Ｖ１ （１２−１） ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （１３−１） １５％
３−ＨＨＢ−１ （１３−１） ５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ７％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１３−１５） ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１３−１５） ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１３−１５） ５％
【０１９１】
使用例４
３−ＫｍＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−５ｇ−１） ６％
５−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５−１２） ５％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−２） ５％
５−ＰｙＢ−Ｃ （５−８） ６％
４−ＢＢ−３ （１２−８） １１％
３−ＨＨ−２Ｖ （１２−１） １０％
５−ＨＨ−Ｖ （１２−１） １１％
Ｖ−ＨＨＢ−１ （１３−１） ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （１３−１） １５％
３−ＨＨＢ−１ （１３−１） ９％
１Ｖ２−ＨＢＢ−２ （１３−４） １０％
３−ＨＨＥＢＨ−３ （１４−６ ５％
【０１９２】
使用例５
３−ＨＫｍＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−４ｄ−１） ５％
３−ＫｍＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−５ｇ−１） ５％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ （５−１１） ６％
３−ＨＢ−Ｃ （５−２） ８％
２−ＢＴＢ−１ （１２−１０） １０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ （１２−１） ３０％
３−ＨＨＢ−１ （１３−１） ４％
ＶＦＦ−ＨＨＢ−１ （１３−１） ８％
ＶＦＦ２−ＨＨＢ−１ （１３−１） １１％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１３−１５） ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１３−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１３−１５） ４％
【０１９３】
使用例６
３−ＨＫｍＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−４ｄ−１） ９％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） １６％
３−ＨＨ−４ （１２−１） １２％
３−ＨＨ−５ （１２−１） ４％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ４％
３−ＨＨＢ−ＣＬ （３−１） ３％
４−ＨＨＢ−ＣＬ （３−１） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） １０％
４−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ６％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ６％
７−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１４−１） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ２％
４−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
【０１９４】
使用例７
３−ＨＫｍＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−４ｄ−１） １０％
３−ＫｍＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−５ｇ−１） １０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ９％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ８％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ８％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） １１％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） １０％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２７） １０％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２７） ３％
５−ＨＨＥＢＢ−Ｆ （４−１３） ２％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ （１４−１） ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１４−１） ４％
上記組成物に光学活性化合物（Ｏｐ−５）を０．２５％添加した
【０１９５】
使用例８
３−ＨＫｍＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−４ｄ−１） １０％
５−ＨＢ−Ｆ （２−１） １２％
６−ＨＢ−Ｆ （２−１） ９％
７−ＨＢ−Ｆ （２−１） ７％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
４−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
５−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ５％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ （３−４） ４％
５−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ （３−４） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ２Ｈ （３−３） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ３ （３−３） ５％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ （３−５） ３％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ５％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ５％
５−ＨＢＢＨ−３ （１４−１） ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ （１４−２） ３％
【０１９６】
使用例９
３−ＨＫｍＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−４ｄ−１） １０％
３−ＫｍＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−５ｇ−１） １０％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） １１％
３−ＨＨ−４ （１２−１） ８％
３−ＨＨＢ−１ （１３−１） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） １５％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ８％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ８％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ３％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ３％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ５％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ６％
【０１９７】
使用例１０
３−ＫｍＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−５ｇ−１） ８％
３−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ６％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ４％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ５％
３−Ｈ２ＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１３） ５％
５−Ｈ４ＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１９） １５％
Ｖ−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
３−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （３−２１） ８％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （３−２１） ７％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２１） ７％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２６） ５％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２６） ５％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ５％
【０１９８】
使用例１１
３−ＨＫｍＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−４ｄ−１） ８％
３−ＫｍＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−５ｇ−１） ６％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） １７％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３） ３％
３−ＨＨ−４ （１２−１） １０％
３−ＨＨ−５ （１２−１） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１２−５） １５％
３−ＨＨＢ−１ （１３−１） ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１３−１） ５％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ４％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ４％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ４％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ３％
【０１９９】
使用例１２
３−ＨＫｍＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−４ｄ−１） ７％
３−ＫｍＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−５ｇ−１） ４％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ３％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ （２−２） ７％
３−ＨＨ−４ （１２−１） ９％
３−ＨＨ−ＥＭｅ （１２−２） １４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ８％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ８％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） １０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ３％
４−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９１） ５％
５−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９１） ６％
２−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９４） ４％
３−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９４） ５％
５−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９７） ７％
【０２００】
使用例１３
３−ＨＫｍＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−４ｄ−１） １２％
３−ＫｍＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−５ｇ−１） ９％
３−ＨＨ−４ （１２−１） ８％
３−ＨＨＢ−１ （１３−１） ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） １０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ９％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ５％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−８５） ２５％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１４−１） ７％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
【０２０１】
使用例１４
４−ＫｍＨ−５ （１−２ａ−１） ７％
３−ＨＫｍＨ−３ （１−４ａ−１） ５％
３−ＨＫｍＢ（２Ｆ，３Ｆ）−３ （１−４ｅ−１） ５％
３−ＨＨ−４ （１２−１） ５％
３−ＨＨ−５ （１２−１） ５％
３−ＨＨ−Ｏ１ （１２−１） ３％
３−ＨＨ−Ｏ３ （１２−１） ３％
３−ＨＢ−Ｏ１ （１２−１） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１２−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
３−ＨＨＥＨ−３ （１３−２０） ３％
３−ＨＨＥＨ−５ （１３−２０） ２％
４−ＨＨＥＨ−３ （１３−２０） ２％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １２％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １０％
上記組成物に光学活性化合物（Ｏｐ−８）を０．２５％添加した。
【０２０２】
使用例１５
４−ＫｍＨ−５ （１−２ａ−１） １０％
３−ＨＫｍＨ−３ （１−４ａ−１） ４％
３−ＨＨ−４ （１２−１） ５％
３−ＨＨ−５ （１２−１） ５％
３−ＨＨ−Ｏ１ （１２−１） ６％
３−ＨＨ−Ｏ３ （１２−１） ６％
３−ＨＢ−Ｏ１ （１２−１） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１２−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
３−ＨＨＥＨ−３ （１３−２０） ５％
３−ＨＨＥＨ−５ （１３−２０） ５％
４−ＨＨＥＨ−３ （１３−２０） ５％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １２％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １３％
Δｎ＝０．０７５；Δε＝−３．５．
【０２０３】
使用例１６
４−ＫｍＨ−５ （１−２ａ−１） １２％
３−ＨＨ−４ （１２−１） ５％
３−ＨＨ−５ （１２−１） ５％
３−ＨＨ−Ｏ１ （１２−１） ４％
３−ＨＨ−Ｏ３ （１２−１） ４％
３−ＨＢ−Ｏ１ （１２−１） ４％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１２−１） ３％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） ５％
３−ＨＨＥＨ−３ （１３−２０） ５％
３−ＨＨＥＨ−５ （１３−２０） ５％
４−ＨＨＥＨ−３ （１３−２０） ５％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １２％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １３％
Δｎ＝０．０７８；Δε＝−３．９．
【０２０４】
使用例１７
３−ＨＫｍＨ−３ （１−４ａ−１） ８％
３−ＨＨ−４ （１２−１） ５％
３−ＨＨ−５ （１２−１） ５％
３−ＨＨ−Ｏ１ （１２−１） ６％
３−ＨＨ−Ｏ３ （１２−１） ６％
３−ＨＢ−Ｏ１ （１２−１） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１２−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
３−ＨＨＥＨ−３ （１３−２０） ４％
３−ＨＨＥＨ−５ （１３−２０） ３％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １２％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １３％
Δｎ＝０．０７７；Δε＝−４．０．
【０２０５】
使用例１８
３−ＨＫｍＢ（２Ｆ，３Ｆ）−３ （１−４ｅ−１） １３％
３−ＨＨ−４ （１２−１） ５％
３−ＨＨ−５ （１２−１） ５％
３−ＨＨ−Ｏ１ （１２−１） ３％
３−ＨＨ−Ｏ３ （１２−１） ３％
３−ＨＢ−Ｏ１ （１２−１） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１２−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
３−ＨＨＥＨ−３ （１３−２０） ５％
３−ＨＨＥＨ−５ （１３−２０） ５％
４−ＨＨＥＨ−３ （１３−２０） ５％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） ８％
Δｎ＝０．０６８；Δε＝−３．０．
【０２０６】
使用例１９
３−ＨＫｍＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−４ｄ−１） １０％
３−ＫｍＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−５ｇ−１） ８％
２−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５−１２） ５％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５−１２） ４％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ （５−１１） １４％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１２−５） ９％
３−ＨＨ−４ （１２−１） ３％
３−ＰｙＢ（Ｆ）−Ｆ （６−２） ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ３％
３−ＨＨＢ−１ （１３−１） ６％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１３−１） ４％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ （３−３４） ４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ５％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１３−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１３−１５） ４％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ （１３−１４） ５％
３−ＰｙＢＢ−Ｆ （６−３） ４％
【０２０７】
【発明の効果】
化合物（１）は、化合物に必要な一般的な特性、小さな粘度、適切な光学異方性、適切な誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する。この化合物を含有する組成物は、ネマチック相の広い温度範囲、小さな粘度、適切な光学異方性、および低いしきい値電圧を有する。この組成物を含有する素子は、短い応答時間、小さな消費電力、大きなコントラスト、および高い電圧保持率を有する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal compound, a liquid crystal composition, and a liquid crystal display element. More specifically, the present invention relates to a compound containing a 6-trifluoromethyl-3,4-dihydro-2H-pyran ring, a liquid crystal composition containing the compound and having a nematic phase, and a liquid crystal display device containing the composition.
[0002]
The term liquid crystalline compound is used as a general term for a compound having a liquid crystal phase and a compound having no liquid crystal phase but useful as a component of a liquid crystal composition. A liquid crystal compound, a liquid crystal composition, and a liquid crystal display element may be referred to as a compound, a composition, and an element, respectively. The compounds represented by formula (1) to formula (14) may be referred to as compound (1) to compound (14), respectively. In formula (1) to formula (14), etc., A surrounded by a hexagon 1 , B, D, E, etc. are each a ring A 1 , Ring B, ring D, ring E and the like. The amount of the compound expressed as a percentage is a weight percentage (% by weight) based on the total weight of the composition.
[0003]
[Prior art]
In the liquid crystal display element, the classification based on the operation mode of the liquid crystal includes PC (phase change), TN (twisted nematic), STN (super twisted nematic), BTN (bistable twisted nematic), ECB (electrically controlled birefringence), OCB ( optically compensated bend), IPS (in-plane switching), VA (vertical alignment), and the like. The classification based on the element driving method is PM (passive matrix) and AM (active matrix). PM (passive matrix) is classified into static and multiplex, and AM is classified into TFT (thin film transistor) and MIM (metal insulator metal).
[0004]
These devices contain a composition having appropriate physical properties. In order to improve the characteristics of the device, the composition preferably has appropriate physical properties. The general physical properties necessary for the compound that is a component of the composition are as follows. (1) Chemical stability and physical stability. (2) High clearing point. The clearing point is a liquid crystal phase-isotropic phase transition temperature. (3) Low minimum temperature of the liquid crystal phase. The liquid crystal phase means a nematic phase, a smectic phase, or the like. (4) Small viscosity. (5) Appropriate optical anisotropy. (6) Appropriate dielectric anisotropy. A compound having a large dielectric anisotropy often has a large viscosity. (7) Large specific resistance.
[0005]
The composition is prepared by mixing many compounds. Therefore, the compound is preferably miscible with other compounds. Since the device may be used at 0 ° C. or lower, a compound having good compatibility at such a low temperature is preferable. A compound having a high clearing point or a low minimum temperature of the liquid crystal phase contributes to a wide temperature range of the nematic phase in the composition. Preferred compositions have low viscosity and optical anisotropy suitable for the device mode. The large dielectric anisotropy of the compound contributes to the low threshold voltage of the composition. With such a composition, an element having characteristics such as a wide usable temperature range, a short response time, a large contrast ratio, a small driving voltage, a small power consumption, and a large voltage holding ratio can be obtained. .
[0006]
The conventional techniques are as follows. Further preferred liquid crystalline compounds, liquid crystal compositions and liquid crystal display elements are desired.
[0007]
[Patent Document 1]
European Patent Application No. 276204
[Patent Document 2]
US Pat. No. 4,747,871
[Patent Document 3]
European Patent Application No. 1150937
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The first object of the present invention is a liquid crystal having general physical properties necessary for the compound, small viscosity, appropriate optical anisotropy, appropriate dielectric anisotropy, and excellent compatibility with other liquid crystal compounds. It is a sex compound. The second object is a liquid crystal composition containing this compound and having a wide temperature range of a nematic phase, a small viscosity, a suitable optical anisotropy, and a low threshold voltage. A third object is to provide a liquid crystal display element containing this composition and having a short response time, a small power consumption, a large contrast, and a high voltage holding ratio.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The aspect of the present invention for achieving the above object is as described in item 1 to item 26. Preferred examples of the terminal group, ring and bonding group in compound (1) are also described. 1. The compound represented by Formula (1).
[0010]
"Any -CH in alkyl 2 -Is -O-, -S-, -CO-, -CH = CH-, -C≡C-, or -SiH. 2 The meaning of the phrase “may be replaced with −” is shown as an example. C 4 H 9 Any -CH 2 Examples of groups in which — is replaced by —O— or —CH═CH— are C 3 H 7 O-, CH 3 -O- (CH 2 ) 2 -, CH 3 -O-CH 2 -O-, H 2 C = CH- (CH 2 ) 3 -, CH 3 -CH = CH- (CH 2 ) 2 -, CH 3 -CH = CH-CH 2 -O- and the like. Thus, the term “arbitrary” means “at least one selected without distinction”. Considering the stability of the compound, oxygen and oxygen adjacent CH 3 -O-O-CH 2 More than -CH where oxygen and oxygen are not adjacent 3 -O-CH 2 -O- is preferred.
[0011]
Preferred Ra or Rb is hydrogen, alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkoxyalkoxy, alkylthio, alkylthioalkoxy, acyl, acylalkyl, acyloxy, acyloxyalkyl, alkoxycarbonyl, alkoxycarbonylalkyl, alkenyl, alkenyloxy, alkenyloxyalkyl, alkoxy Alkenyl, alkynyl, alkynyloxy, silaalkyl, and disilaalkyl. Also preferred are those groups in which at least one hydrogen has been replaced by a halogen. Preferred halogens are fluorine and chlorine. A more preferred halogen is fluorine. In these groups, straight chain is preferable to branch. Even when Ra and Rb are branched groups, they are preferred when they are optically active. Preferred Ra or Rb are also fluorine, chlorine, -CN, and -C≡C-CN. Most preferred Ra and Rb are alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkenyl, fluoroalkyl, fluoroalkoxy, fluorine, and -CN.
[0012]
The preferred configuration of —CH═CH— in alkenyl depends on the position of the double bond. In alkenyl such as 1-propenyl, 1-butenyl, 1-pentenyl, 1-hexenyl, 3-pentenyl and 3-hexenyl, the trans configuration is preferable. In alkenyl such as 2-butenyl, 2-pentenyl and 2-hexenyl, a cis configuration is preferable.
[0013]
Specific Ra or Rb is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, heptyloxy, methoxymethyl, methoxyethyl, methoxypropyl, Ethoxymethyl, ethoxyethyl, ethoxypropyl, propoxymethyl, butoxymethyl, pentoxymethyl, vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3 -Pentenyl, 4-pentenyl, 2-propenyloxy, 2-butenyloxy, 2-pentenyloxy, 1-propynyl, and 1-pentynyl.
[0014]
Specific Ra or Rb is 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 2-fluorovinyl, 2,2-difluorovinyl, 2-fluoro-2-vinyl, 3- Fluoro-1-propenyl, 3,3,3-trifluoro-1-propenyl, 4-fluoro-1-propenyl, and 4,4-difluoro-3-butenyl.
[0015]
Specific Ra or Rb is —CF 3 , -CHF 2 , -CH 2 F, -CF 2 CF 3 , -CF 2 CHF 2 , -CF 2 CH 2 F, -CF 2 CF 2 CF 3 , -CF 2 CHFCF 3 , -CHFCF 2 CF 3 , -OCF 3 , -OCHF 2 , -OCH 2 F, -OCF 2 CF 3 , -OCF 2 CHF 2 , -OCF 2 CH 2 F, -OCF 2 CF 2 CF 3 , -OCF 2 CHFCF 3 , -OCHFCF 2 CF 3 , -CN, fluorine, and chlorine.
[0016]
More preferred Ra or Rb is ethyl, propyl, butyl, pentyl, methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, methoxymethyl, ethoxymethyl, propoxymethyl, vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2 -Butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 2-propenyloxy, 2-butenyloxy, 2-pentenyloxy, -OCF 3 , -OCHF 2 , -OCH 2 F, -OCF 2 CF 3 , -OCF 2 CHF 2 , -OCF 2 CH 2 F, -OCF 2 CF 2 CF 3 , -OCF 2 CHFCF 3 , -OCHFCF 2 CF 3 , -CN, fluorine, and chlorine. Most preferred Ra or Rb is ethyl, propyl, butyl, pentyl, methoxy, ethoxy, propoxy, methoxymethyl, vinyl, 1-propenyl, 3-butenyl, 3-pentenyl, -OCF 3 , -OCHF 2 , -CF 3 , -CHF 2 , -CH 2 F, -OCF 2 CHF 2 , -OCF 2 CHFCF 3 , -CN, and fluorine.
[0017]
Ring A 1 And A 2 Is independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, decahydronaphthalene-2,6-diyl, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl, or naphthalene-2,6 -Diyl, and any -CH in these rings 2 -Is -O-, -S-, -CO-, or -SiH. 2 -May be replaced by any-(CH 2 ) 2 -May be replaced by -CH = CH-, any -CH = in 1,4-phenylene may be replaced by -N =, and any -CH <in 1,4-cyclohexylene is -SiH <, or -SiMe <, and any hydrogen in these rings may be halogen, -CF 3 , -CHF 2 , -CH 2 F, -OCF 3 , -OCHF 2 Or -OCH 2 It may be replaced with F.
[0018]
“Any —CH in these rings 2 -Is -O-, -S-, -CO-, or -SiH. 2 -May be replaced by any-(CH 2 ) 2 -May be replaced by -CH = CH-, any -CH = in 1,4-phenylene may be replaced by -N =, and any -CH <in 1,4-cyclohexylene is Preferred examples of “which may be replaced by —SiH <or —SiMe <” are the following rings (15-1) to (15-57). Further preferred examples include rings (15-1), (15-2), (15-3), (15-4), (15-15), (15-23), (15-31), (15 -32), (15-33), (15-40), (15-43), (15-48), and (15-53).
[0019]
"In these rings, any hydrogen is halogen, -CF 3 , -CHF 2 , -CH 2 F, -OCF 3 , -OCHF 2 Or -OCH 2 Examples of preferable rings that may be replaced by F include the following rings (16-1) to (16-71) and rings (17-1) to (17-20). Further preferred rings (16-1) to (16-71) are rings (16-1), (16-2), (16-3), (16-4), (16-6), (16- 10), (16-11), (16-12), (16-13), (16-14), (16-15), (16-54), (16-55), (16-56) , (16-57), (16-58), and (16-59). Further preferred rings (17-1) to (17-20) are (17-1), (17-2), (17-9), (17-10), (17-17), (17-18). ), (17-19), and (17-20). "In these rings, any hydrogen is halogen, -CF 3 "These rings" in the phrase "may be replaced by ..." mean all rings described before the phrase.
[0020]
Particularly preferred ring A 1 And A 2 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro -1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl, 3-fluoropyridine-2,5-diyl, 6-fluoropyridine-2,5-diyl, pyrimidine -2,5-diyl, pyridazine-3,6-diyl, decahydronaphthalene-2,6-diyl, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl, and naphthalene-2,6-diyl It is. The configuration of 1,4-cyclohexylene and 1,3-dioxane-2,5-diyl is preferably trans rather than cis. Since 1,3-dioxane-2,5-diyl is structurally identical to 4,6-dioxane-2,5-diyl, the latter was not exemplified. This rule also applies to the relationship between 2-fluoro-1,4-phenylene and 2,6-difluoro-1,4-phenylene.
[0027]
Most preferred ring A 1 And A 2 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2 , 6-difluoro-1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl, and pyrimidine-2,5-diyl.
[0028]
Z 1 And Z 2 Is independently a single bond or alkylene having 1 to 4 carbon atoms, and in this alkylene, any —CH 2 -Is -O-, -S-, -CH = CH-, -C≡C-, -CO-, or -SiH. 2 -May be replaced, and any hydrogen may be replaced with a halogen.
[0029]
Preferred Z 1 And Z 2 Is a single bond,-(CH 2 ) 2 -, -COO-, -OCO-, -CH 2 O-, -OCH 2 -, -CF 2 O-, -OCF 2 -, -CH = CH-, -CF = CF-, -C≡C-, -CH 2 CO-, -COCH 2 -, -CH 2 SiH 2 -, -SiH 2 CH 2 -,-(CH 2 ) 4 -,-(CH 2 ) 2 COO-, -OCO (CH 2 ) 2 -,-(CH 2 ) 2 CF 2 O-, -OCF 2 (CH 2 ) 2 -, -CH = CH-CH 2 O- and -OCH 2 -CH = CH-. -CH = CH-, -CF = CF-, -CH = CH-CH 2 O- and -OCH 2 Trans is preferable to cis in the configuration of the double bond of the bonding group such as —CH═CH—.
[0030]
Further preferred Z 1 And Z 2 Is a single bond,-(CH 2 ) 2 -, -COO-, -OCO-, -CH 2 O-, -OCH 2 -, -CF 2 O-, -OCF 2 -, -CH = CH-, -CF = CF-, -C≡C-, and-(CH 2 ) 4 -. Most preferred Z 1 And Z 2 Is a single bond,-(CH 2 ) 2 -, -COO-, -OCO-, -CH 2 O-, -OCH 2 -, -CF 2 O-, -OCF 2 -, -CH = CH-, and -C≡C-.
[0031]
m and n are independently 0, 1, 2 or 3, and the sum of m and n is 1, 2 or 3. A compound in which the sum of m and n is 1 has two rings. A compound in which the sum of m and n is 2 has a tricycle. A compound in which the sum of m and n is 3 has four rings. When m is 2 or 3, any two rings A 1 (Or any two Z 1 ) May be the same or different. When n is 2 or 3, any two A 2 (Or any two Z 2 ) May be the same or different. m is 2 or 3, and two rings A 1 Is preferably a heterocycle such as 1,3-dioxane-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, and the other is preferably not a heterocycle. Likewise preferred is one heterocycle when m or n is 2 or 3, or when m is 1 or 2 and n is 1 or 2. Since there is no great difference in the physical properties of the compound, the compound (1) is 2 H (deuterium), 13 An isotope such as C may be included in an amount greater than the natural abundance.
[0032]
2. Item 2. The compound according to item 1, wherein m is 0 and n is 1, 2 or 3 in formula (1).
3. Item 2. The compound according to item 1, wherein m is 1, 2 or 3 and n is 0 in formula (1).
[0033]
4). Item 3. The compound according to item 1, wherein m is 1 or 2, and n is 1 or 2 in formula (1).
5). Item 2. The compound according to item 1, wherein m is 1 and n is 1 in formula (1).
[0034]
6). Compounds represented by the following formulas (1-1) to (1-8).
In formulas (1-1) to (1-8), Ra and Rb are independently hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, fluorine, chlorine, —CN, or —C≡C—CN, Any -CH in alkyl 2 -May be replaced by -O-, -CH = CH-, or -C≡C-, and any hydrogen may be replaced by fluorine; 1 And A 2 Is independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3 -Difluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, 2,3,5-trifluoro-1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl, 3-fluoropyridine-2 , 5-diyl, 6-fluoropyridine-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridazine-3,6-diyl, decahydronaphthalene-2,6-diyl, 1,2,3,4 Tetrahydronaphthalene-2,6-diyl or naphthalene-2,6-diyl; Z 1 And Z 2 Are independently a single bond, — (CH 2 ) 2 -, -COO-, -OCO-, -CH 2 O-, -OCH 2 -, -CF 2 O-, -OCF 2 -, -CH = CH-, -CF = CF-, -CH = CF-, -CF = CH-, -C≡C-, -CH 2 CO-, -COCH 2 -, -CH 2 SiH 2 -, -SiH 2 CH 2 -,-(CH 2 ) 4 -,-(CH 2 ) 2 COO-, -OCO (CH 2 ) 2 -,-(CH 2 ) 2 CF 2 O-, -OCF 2 (CH 2 ) 2 -, -CH = CH-CH 2 O- or -OCH 2 -CH = CH-.
[0037]
7). In formulas (1-1) to (1-8), Ra and Rb are independently alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkenyl, —CN, —OCF 3 , -OCHF 2 , -CF 3 , -CHF 2 , -CH 2 F, -OCF 2 CHF 2 , -OCF 2 CHFCF 3 Or fluorine; ring A 1 And A 2 Are independently 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene 2,6-difluoro-1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl; Z 1 And Z 2 Are independently a single bond,-(CH 2 ) 2 -, -COO-, -OCO-, -CF 2 O-, -OCF 2 Item 7. The compound according to Item 6, wherein-, -CH = CH-, or -C≡C-.
[0038]
8). Item 8. The compound according to item 6 or 7, wherein in formulas (1-1) to (1-8), Ra and Rb are each independently alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, or alkenyl.
9. In formulas (1-1) to (1-8), one of Ra and Rb is alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, or alkenyl, and the other is —OCF 3 , -OCHF 2 , -CF 3 , -CHF 2 , -CH 2 F, -OCF 2 CHF 2 Or -OCF 2 CHFCF 3 Item 6. The compound according to Item 6 or 7, wherein
[0039]
10. Item 8. The compound according to Item 6 or 7, wherein in Formula (1-1) to Formula (1-8), one of Ra and Rb is alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, or alkenyl, and the other is fluorine or chlorine.
11. Item 8. The compound according to item 6 or 7, wherein in formulas (1-1) to (1-8), one of Ra and Rb is alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, or alkenyl, and the other is -CN.
[0040]
12 In formula (1-1) to formula (1-8), ring A 1 And A 2 Are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2,5-difluoro-1,4-phenylene Or the compound according to any one of Items 6 to 11, which is 2,6-difluoro-1,4-phenylene.
[0041]
13. In formula (1-1) to formula (1-8), ring A 1 And A 2 12. The compound according to claim 6, wherein one of the compounds is 2,3-difluoro-1,4-phenylene.
[0042]
14 In formula (1-1) to formula (1-8), ring A 1 And A 2 Are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,5-difluoro-1,4-phenylene, or 2,6-difluoro-1,4- Item 12. The compound according to any one of Items 6 to 11, which is phenylene.
[0043]
15. In Formula (1-1) to Formula (1-8), Z 1 And Z 2 Are independently a single bond or — (CH 2 ) 2 Item 15. The compound according to any one of Items 6 to 14, which is-.
[0044]
16. Item 16. A liquid crystal composition containing at least one compound selected from the group of compounds described in any one of items 1 to 15.
[0045]
17. Item 17. The liquid crystal composition according to item 16, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by the following formulas (2), (3) and (4).
Where R 1 Is alkyl having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkyl, any —CH 2 -May be replaced by -O- or -CH = CH-, and any hydrogen may be replaced by fluorine; X 1 Is fluorine, chlorine, -OCF 3 , -OCHF 2 , -CF 3 , -CHF 2 , -CH 2 F, -OCF 2 CHF 2 Or -OCF 2 CHFCF 3 Ring B and Ring D are independently 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by fluorine; Ring E is 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by fluorine; Z 3 And Z 4 Are independently-(CH 2 ) 2 -,-(CH 2 ) 4 -, -COO-, -CF 2 O-, -OCF 2 -, -CH = CH-, or a single bond; and L 1 And L 2 Are independently hydrogen or fluorine.
[0047]
In this composition, the compound (1) having a positively large dielectric anisotropy or a small dielectric anisotropy is preferable to the compound (1) having a large negative dielectric anisotropy.
[0048]
18. Item 17. The liquid crystal composition according to item 16, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (5) and (6) below.
Where R 2 And R 3 Are independently alkyl having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkyl, any —CH 2 -May be replaced by -O- or -CH = CH-, and any hydrogen may be replaced by fluorine; X 2 Is —CN or —C≡C—CN; ring G is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl Yes; Ring J is 1,4-cyclohexylene, pyrimidine-2,5-diyl or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by fluorine; Ring K is 1,4-cyclohexylene or 1 4-phenylene; Z 5 Is-(CH 2 ) 2 -, -COO-, -CF 2 O-, -OCF 2 -Or a single bond; L 3 , L 4 And L 5 Are independently hydrogen or fluorine; and b, c and d are independently 0 or 1.
[0050]
In this composition, the compound (1) having a positively large dielectric anisotropy or a small dielectric anisotropy is preferable to the compound (1) having a large negative dielectric anisotropy.
[0051]
19. Item 17. The liquid crystal composition according to item 16, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by the following formulas (7), (8), (9), (10), and (11): .
[0052]
In this composition, the compound (1) having a large negative dielectric anisotropy or a small dielectric anisotropy is preferable to the compound (1) having a large positive dielectric anisotropy.
[0053]
20. Item 17. The liquid crystal composition according to item 16, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by the following formulas (12), (13) and (14).
Where R 6 And R 7 Are independently alkyl having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkyl, any —CH 2 -May be replaced by -O- or -CH = CH- and any hydrogen may be replaced by fluorine; ring Q, ring T and ring U are independently 1,4-cyclohexylene, Pyrimidine-2,5-diyl, or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by fluorine; and Z 8 And Z 9 Are independently —C≡C—, —COO—, — (CH 2 ) 2 -, -CH = CH-, or a single bond.
[0055]
In this composition, the compound (1) having a positively large dielectric anisotropy or a negatively large dielectric anisotropy is preferable to the compound (1) having a small dielectric anisotropy.
[0056]
21. Item 18. The composition according to item 17, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (5) and (6) according to item 18.
[0057]
22. Item 18. The composition according to item 17, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (12), (13) and (14) according to item 20.
[0058]
23. Item 19. The composition according to item 18, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (12), (13) and (14) according to item 20.
[0059]
24. Item 20. The composition according to item 19, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (12), (13) and (14) according to item 20.
[0060]
25. Item 25. The liquid crystal composition according to any one of items 16 to 24, further containing at least one optically active compound.
[0061]
26. Item 26. A liquid crystal display device comprising the liquid crystal composition according to any one of items 16 to 25.
[0062]
In the compounds (2) to (12), preferred groups are as follows. Linear alkyl is preferred over branched alkyl. The configuration of 1,4-cyclohexylene and 1,3-dioxane-2,5-diyl is preferably trans rather than cis. "Any -CH in alkyl 2 The meaning of the phrase “-may be replaced by —O— or —CH═CH—” is described in Section 1 of the embodiment of the present invention. R 1 Symbols such as ring B were used in several compounds. These R 1 (Or ring B, etc.) may be the same or different from each other. Since there is no big difference in the physical properties of the compounds, these compounds 2 H (deuterium), 13 An isotope such as C may be included in an amount greater than the natural abundance.
[0063]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0064]
First, the compound (1) of the present invention will be further described. Compound (1) is a bicyclic, tricyclic or tetracyclic compound having a 6-trifluoromethyl-2,3-dihydro-2H-pyran ring. This compound has physical properties such as being physically and chemically very stable under conditions in which the device is normally used, and having good compatibility with other liquid crystal compounds.
[0065]
A composition containing this compound is stable under conditions in which the device is normally used. Even when the composition is stored at a low temperature, the compound does not precipitate as crystals (or a smectic phase). This compound has general physical properties necessary for the compound, appropriate optical anisotropy, and appropriate dielectric anisotropy.
[0066]
It is possible to arbitrarily adjust physical properties such as optical anisotropy and dielectric anisotropy by appropriately selecting the terminal group, ring and bonding group of compound (1). Terminal groups Ra and Rb, ring A 1 And A 2 , Linking group Z 1 And Z 2 The effect of these types on the physical properties of the compound (1) will be described below.
[0067]
The compound (1) is classified into three types, which are positive and large in dielectric anisotropy, negative and large, and small. A compound having a large dielectric anisotropy is a component for lowering the threshold voltage of the composition. A compound having a small dielectric anisotropy is a component for adjusting viscosity and the like. Thus, “large” and “small” are relative expressions. An example of “small” is in the range of about −1 to about +2. Ra is hydrogen, alkyl, alkoxy, etc., and Rb is —OCF 3 , -OCHF 2 , Fluorine, —CN, etc., the dielectric anisotropy of this compound is positive and large. When Ra and Rb are alkyl, alkoxy or the like, the dielectric anisotropy of this compound is negative and large or small. When Ra and Rb are alkyl, the dielectric anisotropy of this compound ranges from about -2 to about -3. Thus, the compound (1) has a negative dielectric anisotropy even if it does not have 2,3-difluoro-1,4-phenylene. (Nishii: Dielectric anisotropy varies depending on the type of other ring, and the range deviates from -2 to -3. The expected dielectric anisotropy value is -2 to -3 ".
[0068]
When Ra or Rb is linear, the temperature range of the liquid crystal phase is wide and the viscosity is small. When Ra or Rb is a branched chain, the compatibility with other liquid crystal compounds is good. A compound in which Ra or Rb is an optically active group is useful as a chiral dopant. By adding this compound to the composition, a reverse twisted domain generated in the device can be prevented. A compound in which Ra or Rb is not an optically active group is useful as a component of the composition. When Ra or Rb is alkenyl, the preferred configuration depends on the position of the double bond. An alkenyl compound having a preferred configuration has a high maximum temperature or a wide temperature range of the liquid crystal phase. Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109 and Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327 have detailed descriptions.
[0069]
Ring A 1 Or A 2 In the case of 1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl or 1,3-dioxane-2,5-diyl in which arbitrary hydrogen is replaced by halogen, the dielectric anisotropy is positively large. Ring A 1 Or A 2 Is optically anisotropic when any hydrogen is 1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, or pyridazine-3,6-diyl, optionally substituted with halogen The nature is great. Ring A 1 Or A 2 Is 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene or 1,3-dioxane-2,5-diyl, the optical anisotropy is small.
[0070]
When at least two rings are 1,4-cyclohexylene, the maximum temperature is high, the optical anisotropy is small, and the viscosity is small. When at least one ring is 1,4-phenylene, the optical anisotropy is relatively large and the orientational order parameter is large. When at least two rings are 1,4-phenylene, the optical anisotropy is large, the temperature range of the liquid crystal phase is wide, and the maximum temperature is high.
[0071]
Bonding group Z 1 Or Z 2 Is a single bond,-(CH 2 ) 2 -, -CH 2 O-, -CF 2 O-, -OCF 2 -, -CH = CH-, -CF = CF-, or-(CH 2 ) 4 When it is-, the viscosity is small. The bonding group is a single bond, — (CH 2 ) 2 -, -OCF 2 -, -CF 2 When O- or -CH = CH-, the viscosity is smaller. When the bonding group is —CH═CH—, the temperature range of the liquid crystal phase is wide, and the elastic constant ratio K 33 / K 11 (K 33 : Bend elastic constant, K 11 : Splay elastic constant) is large. When the bonding group is —C≡C—, the optical anisotropy is large.
[0072]
When compound (1) has two or three rings, the viscosity is small. When compound (1) has a tricyclic or tetracyclic ring, the maximum temperature is high. As described above, a compound having desired physical properties can be obtained by appropriately selecting the types of terminal groups, rings and bonding groups, and the number of rings. Therefore, the compound (1) is useful as a component of a composition used for devices such as PC, TN, STN, ECB, OCB, IPS, and VA.
[0073]
Preferred examples of compound (1) are compounds (1-1) to (1-8) described in item 6 of the present invention. More preferred examples are the following compounds (1-1a) to (1-8e). Ra, Rb, Z in these compounds 1 , And Z 2 The meaning of the symbol is the same as the meaning of the symbol described in Item 6.
[0074]
Compound (1) can be synthesized by appropriately combining techniques in organic synthetic chemistry. Methods for introducing the desired end groups, rings and linking groups into the starting materials are described in Houben Wyle (Methoden der Organischen Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart), Organic Syntheses (Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc. ), Organic Reactions (John Wiley & Sons, Inc), Comprehensive Organic Synthesis (Pergamon Press), and New Experimental Chemistry Course (Maruzen).
[0083]
Bonding group Z 1 Or Z 2 With respect to an example of a method for generating, a scheme is first shown, and then the scheme is described in terms (I) to (XI). In this scheme, MSG 1 Or MSG 2 Is a monovalent organic group having at least one ring. Multiple MSGs used in the scheme 1 (Or MSG 2 ) May be the same or different. Compounds (1A) to (1L) correspond to compound (1).
[0084]
(I) Generation of a single bond
The compound (1A) is synthesized by reacting the arylboric acid (21) with the compound (22) synthesized by a known method in the presence of a carbonate aqueous solution and a catalyst such as tetrakis (triphenylphosphine) palladium. This compound (1A) is obtained by reacting compound (23) synthesized by a known method with n-butyllithium and then with zinc chloride, and in the presence of a catalyst such as dichlorobis (triphenylphosphine) palladium. ) Is also reacted.
[0097]
(II) Formation of -COO- and -OCO-
Compound (23) is reacted with n-butyllithium and subsequently with carbon dioxide to obtain carboxylic acid (24). Compound having —COO— by dehydrating compound (24) and phenol (25) synthesized by a known method in the presence of DDC (1,3-dicyclohexylcarbodiimide) and DMAP (4-dimethylaminopyridine) Synthesize (1B). A compound having —OCO— can also be synthesized by this method.
[0098]
(III) -CF 2 O- and -OCF 2 − Generation
Compound (1B) is treated with a sulfurizing agent such as Lawson's reagent to give compound (26). Compound (26) is fluorinated with hydrogen fluoride pyridine complex and NBS (N-bromosuccinimide), and -CF 2 A compound (1C) having O- is synthesized. See M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992, 827. Compound (1C) can also be synthesized by fluorinating compound (26) with (diethylamino) sulfur trifluoride (DAST). See WH Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768. -OCF by this method 2 A compound having-can also be synthesized. These linking groups can also be generated by the method described in P. Kirsch et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480.
[0099]
(IV) Formation of —CH═CH—
Compound (22) is treated with n-butyllithium and then reacted with formamide such as N, N-dimethylformamide (DMF) to give aldehyde (27). Phosphoryl ylide generated by treating a phosphonium salt (28) synthesized by a known method with a base such as potassium tert-butoxide is reacted with aldehyde (28) to synthesize compound (1D). Since a cis isomer is generated depending on the reaction conditions, the cis isomer is isomerized to a trans isomer by a known method as necessary.
[0100]
(V)-(CH 2 ) 2 − Generation
Compound (1E) is synthesized by hydrogenating compound (1D) in the presence of a catalyst such as palladium on carbon.
[0101]
(VI)-(CH 2 ) 4 − Generation
Substituting phosphonium salt (29) for phosphonium salt (28) and following the procedure of paragraph (IV) for-(CH 2 ) 2 A compound having —CH═CH— is obtained. This is catalytically hydrogenated to synthesize compound (1F).
[0102]
(VII) Formation of —C≡C—
In the presence of a catalyst of dichloropalladium and copper halide, compound (23) is reacted with 2-methyl-3-butyn-2-ol and then deprotected under basic conditions to obtain compound (30). . Compound (1G) is synthesized by reacting compound (30) with compound (22) in the presence of a catalyst of dichloropalladium and copper halide.
[0103]
(VIII) Formation of -CF = CF-
The compound (23) is treated with n-butyllithium and then reacted with tetrafluoroethylene to obtain the compound (31). Compound (22) is treated with n-butyllithium and then reacted with compound (31) to synthesize compound (1H).
[0104]
(IX) -CH 2 O- or -OCH 2 − Generation
Compound (27) is reduced with a reducing agent such as sodium borohydride to obtain compound (32). This is halogenated with hydrobromic acid or the like to obtain compound (33). Compound (1J) is synthesized by reacting compound (33) with compound (25) in the presence of potassium carbonate or the like.
[0105]
(X)-(CH 2 ) Three O- or -O (CH 2 ) Three − Generation
Compound (1K) is synthesized according to the method of Item (IX) using Compound (34) instead of Compound (27).
[0106]
(XI)-(CF 2 ) 2 − Generation
According to the method described in J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414., diketone (37) is fluorinated with sulfur tetrafluoride in the presence of a hydrogen fluoride catalyst to produce-(CF 2 ) 2 Compound (1L) having — is obtained.
[0107]
An example of a method for producing a 6-trifluoromethyl-3,4-dihydro-2H-pyran ring is shown in the following scheme. After describing this scheme, an example of a method for synthesizing the starting materials in the scheme is described.
[0108]
In compounds (37) to (43), Q 1 Or Q 2 Is a structural unit of formula (1). The structural unit is shown in the scheme. Ra, Rb, A in these compounds 1 , A 2 , Z 1 , And Z 2 The meaning of the symbol is the same as the meaning of the symbol described in Item 1.
[0110]
Gamma-substituted butyrolactone (38) is reacted with an alcohol under acidic conditions to synthesize a ring-opening product (39). Compound (39) is reduced with a reducing agent such as DIBAL to synthesize aldehyde (40). The secondary hydroxyl group of (40) of the compound is halogenated, for example, brominated to synthesize brominated product (41). The bromination is preferably carried out under neutral conditions. Specifically, it reacts with triphenylphosphonium bromide in dichloromethane. Alternatively, react with triphenylphosphine and carbon tetrabromide in chloroform. The compound (40) is reacted with a Grignard reagent, a lithium reagent, or a copper lithium reagent to synthesize an alcohol (42). The aforementioned reagent may also react with the secondary bromine of compound (41). Therefore, in order to improve chemical selectivity, this reaction is preferably performed at a low temperature. Specifically, it is -78 degreeC, Preferably, it is -100 degreeC. The compound (42) is heated in the presence of triphenylphosphine in toluene and benzene to synthesize a phosphonium salt (43).
[0111]
Trifluoroacetic anhydride is allowed to act on compound (43) to synthesize trifluoroacetic acid ester (44). A base is allowed to act on compound (44) to synthesize compound (1). As the base, sodium hydride, potassium tert-butoxide, n-butyllithium, tert-butyllithium, NaHMDS (sodium hexamethyldisilazane) and the like are suitable.
[0112]
Next, ring A 1 Or A 2 The synthesis method for will be described. 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, pyridine-2 , 5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl and the like, starting materials are commercially available or synthetic methods are well known. Therefore, the compounds (46), (49) and (53) shown below will be described.
[0113]
Decahydronaphthalene-2,6-dione (46) is a starting material for compounds having decahydronaphthalene-2,6-diyl. This compound (46) is synthesized by catalytic hydrogen reduction of diol (45) in the presence of ruthenium oxide and oxidation with chromium oxide according to the method described in JP-A-2000-239564.
The structural unit of 2,3-bistrifluoromethylphenylene is synthesized by the method described in the literature of Org. Lett., 2000, 2 (21), 3345. Aniline (48) is synthesized by subjecting furan (47) and 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butyne to a Diels-Alder reaction at high temperature. This compound gives the iodide (49) by a Sand-Meier type reaction according to the method described in Org. Synth. Coll., Vol. 2, 1943, 355. This compound is converted into the compound (1) by a general method of synthetic organic chemistry.
[0116]
The structural unit of 2-difluoromethyl-3-fluorophenylene is synthesized by the following method. Compound (51) is obtained by protecting the hydroxyl group of compound (50) with an appropriate protecting group. P means a protecting group. Compound (51) is allowed to react with sec-butyllithium and subsequently reacted with DMF to obtain aldehyde (52). This compound is fluorinated with DAST followed by deprotection to give phenol (53). This compound is converted into the compound (1) by a general method of synthetic organic chemistry.
[0118]
Secondly, the composition of the present invention will be further described. The component of this composition may be only a plurality of compounds selected from the compound (1). A preferred composition contains 1 to 99% of at least one compound selected from the compound (1) as the first component. This composition contains a compound selected from the group of compounds (2) to (14) as a second component or the like. Such compositions are the first to tenth compositions. When preparing these compositions, components are selected in consideration of the dielectric anisotropy of the compound (1).
[0119]
In a preferred composition containing the compound (1) having a large positive dielectric anisotropy, the second component and the like are as follows. The second component of the first composition is at least one compound selected from the group of compounds (2), (3) and (4). The second component of the second composition is at least one compound selected from the group of compounds (5) and (6). The second and third components of the third composition are selected from at least one compound selected from the group of compounds (2), (3) and (4) and from the group of compounds (5) and (6), respectively. At least one compound. The first, second and third compositions are the compounds (12), (13) for the purpose of adjusting the temperature range, viscosity, optical anisotropy, dielectric anisotropy, threshold voltage and the like of the liquid crystal phase. ) And (14) may further contain at least one compound selected from the group. These compositions may further contain at least one compound selected from the group of the compounds (7) to (11) for the purpose of further adjusting the physical properties. These compositions may further contain compounds such as other liquid crystal compounds and additives for the purpose of adapting to AM-TN devices, STN devices and the like.
[0120]
The second component of the fourth composition is at least one compound selected from the group of compounds (12), (13) and (14). This composition may further contain at least one compound selected from the group of the compounds (7) to (11) for the purpose of further adjusting the physical properties. This composition may further contain compounds such as other liquid crystalline compounds and additives for the purpose of adapting to AM-TN devices, STN devices and the like.
[0121]
In a preferred composition containing the compound (1) having a negative and large dielectric anisotropy, the second component and the like are as follows. The second component of the fifth composition is at least one compound selected from the group of compounds (7) to (11). This composition may further contain at least one compound selected from the group of compounds (12), (13) and (14). This composition may further contain at least one compound selected from the group of the compounds (2) to (6) for the purpose of further adjusting the physical properties. This composition may further contain compounds such as other liquid crystal compounds and additives for the purpose of adapting to VA devices and the like.
[0122]
The second component of the sixth composition is at least one compound selected from the group of compounds (12), (13) and (14). This composition may further contain at least one compound selected from the group of the compounds (7) to (11). This composition may further contain at least one compound selected from the group of the compounds (2) to (6) for the purpose of further adjusting the physical properties. This composition may further contain compounds such as other liquid crystal compounds and additives for the purpose of adapting to VA devices and the like.
[0123]
In a preferred composition containing the compound (1) having a small dielectric anisotropy, the second component and the like are as follows. The second component of the seventh composition is at least one compound selected from the group of compounds (2), (3) and (4). . The second component of the eighth composition is at least one compound selected from the group of compounds (5) and (6). . The second and third components of the ninth composition are selected from at least one compound selected from the group of compounds (2), (3) and (4) and from the group of compounds (5) and (6), respectively. At least one compound. The seventh, eighth and ninth compositions are compounds (12), (13) for the purpose of adjusting the temperature range, viscosity, optical anisotropy, dielectric anisotropy, threshold voltage, etc. of the liquid crystal phase. ) And (14) may further contain at least one compound selected from the group. These compositions may further contain at least one compound selected from the group of the compounds (7) to (11) for the purpose of further adjusting physical properties. These compositions may further contain compounds such as other liquid crystal compounds and additives for the purpose of adapting to AM-TN devices, STN devices and the like.
[0124]
The second component of the tenth composition is at least one compound selected from the group of compounds (7) to (11). This composition may further contain at least one compound selected from the group of compounds (12), (13) and (14). This composition may further contain at least one compound selected from the group of the compounds (2) to (6) for the purpose of further adjusting the physical properties. This composition may further contain compounds such as other liquid crystal compounds and additives for the purpose of adapting to VA devices and the like.
[0125]
Compounds (2), (3) and (4) have a positive and large dielectric anisotropy, and are therefore mainly used in compositions for AM-TN devices. In this composition, the amount of these compounds is 1-99%. A preferred amount is 10-97%. A more preferred amount is 40 to 95%. When compound (12), (13) or (14) is further added to this composition, the preferred amount of this compound is 60% or less. A more preferred amount is 40% or less.
[0126]
Since the compounds (5) and (6) have a positive dielectric anisotropy and are very large, they are mainly used in compositions for STN devices. In this composition, the amount of these compounds is 1-99%. A preferred amount is 10-97%. A more preferred amount is 40 to 95%. When compound (12), (13) or (14) is further added to this composition, the preferred amount of this compound is 60% or less. A more preferred amount is 40% or less.
[0127]
Compounds (7) to (11) have a negative dielectric anisotropy and are therefore mainly used in compositions for VA devices. The preferred amount of these compounds is 80% or less. A more preferred amount is 40 to 80%. When compound (12), (13) or (14) is further added to this composition, the preferred amount of this compound is 60% or less. A more preferred amount is 40% or less.
[0128]
The dielectric anisotropy of the compounds (12), (13) and (14) is small. The compound (12) is mainly used for the purpose of adjusting viscosity or optical anisotropy. Compounds (13) and (14) are used for the purpose of increasing the maximum temperature to widen the temperature range of the liquid crystal phase or adjusting the optical anisotropy. Increasing the amount of compounds (12), (13) and (14) increases the threshold voltage of the composition and decreases the viscosity. Accordingly, a large amount may be used as long as the threshold voltage requirement of the composition is satisfied.
[0129]
Preferred compounds (2) to (14) are the compounds (2-1) to (2-9), the compounds (3-1) to (3-97), and the compounds (4-1) to (4-33), respectively. , Compounds (5-1) to (5-56), compounds (6-1) to (6-3), compounds (7-1) to (7-4), compounds (8-1) to (8- 6), compounds (9-1) to (9-4), compound (10-1), compound (11-1), compounds (12-1) to (12-11), compound (13-1) to (13-21) and compounds (14-1) to (14-6). In these compounds, R 1 , R 2 , R 3 , R Four , R 5 , R 6 , R 7 , X 1 And X 2 The meaning of the symbol is the same as the meaning of these symbols in the compounds (2) to (14).
[0130]
The composition of the present invention is prepared by a known method. For example, the component compounds are mixed and dissolved in each other by heating. Appropriate additives may be added to the composition to adjust the physical properties of the composition. Such additives are well known to those skilled in the art. A composition for a GH device may be prepared by adding a dichroic dye which is a compound such as merocyanine, styryl, azo, azomethine, azoxy, quinophthalone, anthraquinone, and tetrazine. On the other hand, a chiral dopant is added for the purpose of inducing a helical structure of the liquid crystal to give a necessary twist angle. Examples of the chiral dopant are the optically active compounds (Op-1) to (Op-13).
[0148]
A chiral dopant is added to the composition to adjust the twist pitch. A preferred pitch for TN elements and TN-TFT elements is in the range of 40-200 μm. A preferred pitch for STN elements is in the range of 6-20 μm. A preferred pitch for the BTN device is in the range of 1.5-4 μm. A relatively large amount of chiral dopant is added to the composition for the PC element. At least two chiral dopants may be added for the purpose of adjusting the temperature dependence of the pitch.
[0149]
The composition of the present invention can be used for devices such as PC, TN, STN, BTN, ECB, OCB, IPS, and VA. These elements may be driven by PM or AM. NCAP (nematic curvilinear aligned phase) elements produced by microencapsulating this composition, and PD (polymer dispersed) elements in which a three-dimensional network polymer is formed in the composition, for example, PN (polymer network) elements Can also be used.
[0150]
【Example】
The invention is explained in more detail by means of examples. The present invention is not limited by these examples. Compound numbers such as (1-1a-1) correspond to those of the compounds shown in the table in Example 3. At the phase transition temperature of the compound, C, N and I are a crystal, a nematic phase and an isotropic phase, respectively. A phase transition in parentheses indicates that it is monotropic. The unit of temperature is ° C. The obtained compound was identified by nuclear magnetic resonance spectrum, mass spectrum and the like. In the nuclear magnetic resonance spectrum, s is a singlet, d is a doublet, t is a triplet, q is a quartet, m is a multiplet, and quint is quinted. The amount (percentage) of the compound is% by weight based on the total weight of the composition.
The physical property values were measured in accordance with the method described in Standard of Electronic Industries Association of Japan, EIAJ ED-2521A, or a modified method thereof.
[0151]
Maximum temperature of nematic phase (NI; ° C.): A sample was placed on a hot plate of a melting point measuring apparatus equipped with a polarizing microscope and heated at a rate of 1 ° C./min. The temperature was measured when a part of the sample changed from a nematic phase to an isotropic liquid.
[0152]
Nematic phase minimum temperature (T C ; ° C.): A sample having a nematic phase was stored in a freezer at 0 ° C., −10 ° C., −20 ° C., −30 ° C., and −40 ° C. for 10 days, and then the liquid crystal phase was observed. For example, when a sample remains in a nematic phase at −20 ° C. and changes to a crystal (or smectic phase) at −30 ° C., T C Was described as <−20 ° C.
[0153]
Compound compatibility: A mother liquid crystal having a nematic phase was prepared by mixing several compounds having a similar structure. A composition in which the compound to be measured and this mother liquid crystal were mixed was obtained. An example of the mixing ratio is 15% compound and 85% mother liquid crystal. This composition was stored at a low temperature such as −20 ° C. and −30 ° C. for 30 days. It was observed whether a part of this composition was changed to a crystal (or smectic phase). The mixing ratio and storage temperature were changed as necessary. From the measurement results, the conditions under which crystals (or smectic phases) precipitate and the conditions under which crystals (or smectic phases) do not precipitate were determined. These conditions are a measure of compatibility.
[0154]
Viscosity (η; measured at 20 ° C .; mPa · s): An E-type viscometer was used to measure the viscosity.
[0155]
Optical anisotropy (Δn; measured at 25 ° C.): Optical anisotropy was measured using an Abbe refractometer with light having a wavelength of 589 nm.
[0156]
Dielectric anisotropy (Δε; measured at 25 ° C)
1) Composition having a positive dielectric anisotropy: A sample was placed in a liquid crystal cell in which the distance (gap) between two glass substrates was about 9 μm and the twist angle was 80 degrees. 20 volts was applied to the cell, and the dielectric constant (ε 率) in the major axis direction of the liquid crystal molecules was measured. 0.5 V was applied, and the dielectric constant (ε⊥) in the minor axis direction of the liquid crystal molecules was measured. The value of dielectric anisotropy was calculated from the equation: Δε = ε∥−ε⊥.
[0157]
2) Composition having a negative dielectric anisotropy: A sample was placed in a liquid crystal cell treated in a homeotropic alignment, and 0.5 volt was applied to measure the dielectric constant (ε ボ ル ト). A sample was put in a liquid crystal cell treated to homogeneous alignment, and a dielectric constant (ε⊥) was measured by applying 0.5 volts. The value of dielectric anisotropy was calculated from the equation: Δε = ε∥−ε⊥.
[0158]
Threshold voltage (Vth; measured at 25 ° C; V)
1) A composition having a positive dielectric anisotropy: a normally white mode (normally white mode) in which a distance (gap) between two glass substrates is (0.5 / Δn) μm and a twist angle is 80 degrees. A sample was put in a liquid crystal display element in white mode). Δn is a value of optical anisotropy measured by the above method. A rectangular wave having a frequency of 32 Hz was applied to this element. The voltage of the rectangular wave was increased and the value of the voltage when the transmittance of light passing through the element reached 90% was measured.
[0159]
2) Composition having a negative dielectric anisotropy: For a normally black mode liquid crystal display element in which the distance (gap) between two glass substrates is about 9 μm and is processed in a homeotropic alignment. A sample was placed. A rectangular wave having a frequency of 32 Hz was applied to this element. The voltage of the rectangular wave was raised, and the value of the voltage when the transmittance of light passing through the element reached 10% was measured.
[0160]
Example 1
Synthesis of 2-butyl-5- (trans-4-pentylcyclohexyl) -6-trifluoromethyl-3,4-dihydro-2H-pyran (1-2a-1)
Compound (1-2a-1) is synthesized according to the following route.
A solution of 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -γ-butyrolactone (a) [23.8 g, 0.1 mol] and concentrated sulfuric acid (5 mL) in methanol (1 L) is refluxed for 12 hours. The reaction mixture is cooled to 10 ° C. and methanol is removed under reduced pressure. The residue is purified by column chromatography (silica gel, eluent: pentane / diethyl ether) to give 4-hydroxy-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) butanoic acid methyl ester (b).
[0162]
A solution of compound (b) [25.0 g, 92 mmol] in THF (250 mL) is cooled to −78 ° C., and diisobutylaluminum hydride (toluene solution, equivalent to 95 mmol) is slowly added dropwise. The reaction mixture is stirred at 0 ° C. for 2 hours. While maintaining 0 ° C., 3M hydrochloric acid (20 mL) is added and the resulting reaction mixture is washed with water (5 × 50 mL) and dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent is removed under reduced pressure, and the residue is purified by column chromatography (silica gel, eluent: pentane / toluene) to give 4-hydroxy-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) butanal (c).
[0163]
Bromine (8.0 g, 49.9 mmol) is added to a solution of triphenylphosphine (13.1 g, 49.9 mmol) in dichloromethane (150 mL) at −60 ° C. to give a red solution of triphenylphosphonium bromide. The solution is brought to −30 ° C. and a solution of compound (c) [10.0 g, 41.6 mmol] in dichloromethane (100 mL) is slowly added. The reaction mixture was stirred at room temperature for 12 hours and the solvent was removed under reduced pressure. The residue is purified by column chromatography (silica gel, eluent: pentane / ethyl acetate) to give 4-bromo-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) butanal (d).
[0164]
A solution of compound (d) [7.50 g, 24.7 mmol] in diethyl ether (80 mL) is cooled to −100 ° C., and n-butyllithium (hexane solution, corresponding to 25.0 mmol) is slowly added dropwise. The reaction mixture is stirred at −78 ° C. for 2 hours. Saturated aqueous ammonium chloride (50 mL) is added while maintaining 0 ° C., and the resulting reaction mixture is washed with brine (50 mL) and dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent was removed under reduced pressure, and the residue was purified by column chromatography (silica gel, eluent: pentane / ethyl acetate) to give 4- (1-bromo-4-hydroxyoctyl) -1-pentylcyclohexane (e). obtain.
[0165]
A solution of compound (e) [6.0 g, 16.6 mmol] and triphenylphosphine (4.36 g, 16.6 mmol) in benzene (30 mL) is stirred in a sealed tube at 120 ° C. for 8 hours. The precipitated crystals are collected and washed with benzene (30 mL) cooled to 0 ° C. to obtain 1- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4-hydroxyoctyl triphenylphosphonium bromide (f).
[0166]
To a solution of compound (f) [3.60 g, 5.77 mmol] in dichloromethane (30 mL) is added dropwise trifluoroacetic anhydride (940 mg, 6.0 mmol) at 0 ° C. After stirring the reaction mixture at room temperature for 5 hours, the low-boiling components are removed by bulb-bulb distillation (13.3 Pa) to obtain a phosphonium salt as a residue. To this, THF (30 mL) is added, cooled to −78 ° C., and NaHDMS (corresponding to 6.2 mmol) is slowly added dropwise. The reaction mixture is gradually returned to room temperature and stirred at the same temperature for 10 hours. Add hexane (100 mL) to the reaction mixture and stir well. The separated organic phase is thoroughly washed with water and dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent is removed, and the residue is purified by column chromatography (silica gel, eluent: hexane / ethyl acetate) to give the title compound (1-2a-1). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ), A signal (5.60 ppm, t, 1H) peculiar to dihydro-2H-pyran is observed.
[0167]
Example 2
Synthesis of 2- (trans-4-propylcyclohexyl) -5- (3,4,5-trifluorophenyl) -6-trifluoromethyl-3,4-dihydro-2H-pyran (1-4d-1)
[0168]
In place of compound (a) and n-BuLi in Example 1, compound (h) and trans-4-propylcyclohexyllithium were used respectively, and a compound was obtained in the same manner as in Example 1 according to the following route. (1-4d-1) is synthesized.
[0170]
Example 3
The following compounds (1-1a-1) to (1-8e-2) are synthesized based on Examples 1 and 2 and the synthesis method further described. The compounds (1-2a-1) and (1-4d-1) obtained in Examples 1 and 2 were also listed.
[0171]
Representative compositions of the present invention are summarized in Use Examples 1-19. First, compounds that are components of the composition and their amounts (% by weight) are shown. The compounds were indicated by the symbols of the left terminal group, the linking group, the ring structure, and the right terminal group according to the convention in Table 1 above. The configuration of 1,4-cyclohexylene and 1,3-dioxane-2,5-diyl is trans. If there is no end group symbol, it means that the end group is hydrogen. The numbers in parentheses correspond to the compounds shown in the table above.
[0187]
Example 1
3-HKmB (F, F) -F (1-4d-1) 12%
2-BEB (F) -C (5-12) 5%
3-BEB (F) -C (5-12) 4%
2-BEB (F, F) -C (5-11) 16%
3-HB-O2 (12-5) 10%
3-HH-4 (12-1) 3%
3-HHB-F (3-1) 3%
3-HHB-1 (13-1) 8%
3-HHB-O1 (13-1) 4%
3-HBEB-F (3-34) 4%
3-HHEB-F (3-10) 7%
5-HHEB-F (3-10) 7%
3-H2BTB-2 (13-15) 4%
3-H2BTB-3 (13-15) 4%
3-H2BTB-4 (13-15) 4%
3-HB (F) TB-2 (13-14) 5%
[0189]
Example 2
3-KmHB (F, F) -F (1-4d-1) 12%
2-HB-C (5-2) 5%
3-HB-O2 (12-5) 15%
2-BTB-1 (12-10) 3%
3-HHB-F (3-1) 4%
3-HHB-1 (13-1) 8%
3-HHB-O1 (13-1) 5%
3-HHB-3 (13-1) 14%
3-HHEB-F (3-10) 4%
5-HHEB-F (3-10) 4%
2-HHB (F) -F (3-2) 7%
3-HHB (F) -F (3-2) 7%
5-HHB (F) -F (3-2) 7%
3-HHB (F, F) -F (3-3) 5%
[0190]
Example 3
3-HKmB (F, F) -F (1-4d-1) 8%
3-KmHB (F, F) -F (1-5g-1) 8%
3-BEB (F) -C (5-12) 4%
3-HB-C (5-2) 4%
V-HB-C (5-2) 4%
1V-HB-C (5-2) 4%
3-HB-O2 (12-5) 3%
3-HH-2V (12-1) 14%
3-HH-2V1 (12-1) 7%
V2-HHB-1 (13-1) 15%
3-HHB-1 (13-1) 5%
3-HHEB-F (3-10) 7%
3-H2BTB-2 (13-15) 6%
3-H2BTB-3 (13-15) 6%
3-H2BTB-4 (13-15) 5%
[0191]
Example 4
3-KmHB (F, F) -F (1-5g-1) 6%
5-BEB (F) -C (5-12) 5%
V-HB-C (5-2) 5%
5-PyB-C (5-8) 6%
4-BB-3 (12-8) 11%
3-HH-2V (12-1) 10%
5-HH-V (12-1) 11%
V-HHB-1 (13-1) 7%
V2-HHB-1 (13-1) 15%
3-HHB-1 (13-1) 9%
1V2-HBB-2 (13-4) 10%
3-HHEBH-3 (14-6 5%
[0192]
Example 5
3-HKmB (F, F) -F (1-4d-1) 5%
3-KmHB (F, F) -F (1-5g-1) 5%
1V2-BEB (F, F) -C (5-11) 6%
3-HB-C (5-2) 8%
2-BTB-1 (12-10) 10%
5-HH-VFF (12-1) 30%
3-HHB-1 (13-1) 4%
VFF-HHB-1 (13-1) 8%
VFF2-HHB-1 (13-1) 11%
3-H2BTB-2 (13-15) 5%
3-H2BTB-3 (13-15) 4%
3-H2BTB-4 (13-15) 4%
[0193]
Example 6
3-HKmB (F, F) -F (1-4d-1) 9%
5-HB-CL (2-1) 16%
3-HH-4 (12-1) 12%
3-HH-5 (12-1) 4%
3-HHB-F (3-1) 4%
3-HHB-CL (3-1) 3%
4-HHB-CL (3-1) 4%
3-HHB (F) -F (3-2) 10%
4-HHB (F) -F (3-2) 6%
5-HHB (F) -F (3-2) 6%
7-HHB (F) -F (3-2) 5%
5-HBB (F) -F (3-23) 4%
1O1-HBBH-5 (14-1) 3%
3-HHBB (F, F) -F (4-6) 2%
4-HHBB (F, F) -F (4-6) 3%
5-HHBB (F, F) -F (4-6) 3%
3-HH2BB (F, F) -F (4-15) 3%
4-HH2BB (F, F) -F (4-15) 3%
[0194]
Example 7
3-HKmB (F, F) -F (1-4d-1) 10%
3-KmHB (F, F) -F (1-5g-1) 10%
3-HHB (F, F) -F (3-3) 9%
3-H2HB (F, F) -F (3-15) 8%
4-H2HB (F, F) -F (3-15) 8%
5-H2HB (F, F) -F (3-15) 8%
3-HBB (F, F) -F (3-24) 11%
5-HBB (F, F) -F (3-24) 10%
3-H2BB (F, F) -F (3-27) 10%
5-HHBB (F, F) -F (3-27) 3%
5-HHEBB-F (4-13) 2%
3-HH2BB (F, F) -F (4-15) 3%
1O1-HBBH-4 (14-1) 4%
1O1-HBBH-5 (14-1) 4%
0.25% of optically active compound (Op-5) was added to the composition.
[0195]
Example 8
3-HKmB (F, F) -F (1-4d-1) 10%
5-HB-F (2-1) 12%
6-HB-F (2-1) 9%
7-HB-F (2-1) 7%
2-HHB-OCF3 (3-1) 7%
3-HHB-OCF3 (3-1) 7%
4-HHB-OCF3 (3-1) 7%
5-HHB-OCF3 (3-1) 5%
3-HH2B-OCF3 (3-4) 4%
5-HH2B-OCF3 (3-4) 4%
3-HHB (F, F) -OCF2H (3-3) 4%
3-HHB (F, F) -OCF3 (3-3) 5%
3-HH2B (F) -F (3-5) 3%
3-HBB (F) -F (3-23) 5%
5-HBB (F) -F (3-23) 5%
5-HBBH-3 (14-1) 3%
3-HB (F) BH-3 (14-2) 3%
[0196]
Example 9
3-HKmB (F, F) -F (1-4d-1) 10%
3-KmHB (F, F) -F (1-5g-1) 10%
5-HB-CL (2-1) 11%
3-HH-4 (12-1) 8%
3-HHB-1 (13-1) 5%
3-HHB (F, F) -F (3-3) 8%
3-HBB (F, F) -F (3-24) 15%
5-HBB (F, F) -F (3-24) 8%
3-HHEB (F, F) -F (3-12) 8%
4-HHEB (F, F) -F (3-12) 3%
2-HBEB (F, F) -F (3-36) 3%
3-HBEB (F, F) -F (3-36) 5%
3-HHBB (F, F) -F (4-6) 6%
[0197]
Example 10
3-KmHB (F, F) -F (1-5g-1) 8%
3-HB-CL (2-1) 6%
5-HB-CL (2-1) 4%
3-HHB-OCF3 (3-1) 5%
3-H2HB-OCF3 (3-13) 5%
5-H4HB-OCF3 (3-19) 15%
V-HHB (F) -F (3-2) 5%
3-HHB (F) -F (3-2) 5%
5-HHB (F) -F (3-2) 5%
3-H4HB (F, F) -CF3 (3-21) 8%
5-H4HB (F, F) -CF3 (3-21) 7%
5-H2HB (F, F) -F (3-15) 5%
5-H4HB (F, F) -F (3-21) 7%
2-H2BB (F) -F (3-26) 5%
3-H2BB (F) -F (3-26) 5%
3-HBEB (F, F) -F (3-36) 5%
[0198]
Usage example 11
3-HKmB (F, F) -F (1-4d-1) 8%
3-KmHB (F, F) -F (1-5g-1) 6%
5-HB-CL (2-1) 17%
7-HB (F, F) -F (2-3) 3%
3-HH-4 (12-1) 10%
3-HH-5 (12-1) 5%
3-HB-O2 (12-5) 15%
3-HHB-1 (13-1) 8%
3-HHB-O1 (13-1) 5%
2-HHB (F) -F (3-2) 4%
3-HHB (F) -F (3-2) 4%
5-HHB (F) -F (3-2) 4%
3-HHB (F, F) -F (3-3) 4%
3-H2HB (F, F) -F (3-3) 4%
4-H2HB (F, F) -F (3-3) 3%
[0199]
Use example 12
3-HKmB (F, F) -F (1-4d-1) 7%
3-KmHB (F, F) -F (1-5g-1) 4%
5-HB-CL (2-1) 3%
7-HB (F) -F (2-2) 7%
3-HH-4 (12-1) 9%
3-HH-EMe (12-2) 14%
3-HHEB-F (3-10) 8%
5-HHEB-F (3-10) 8%
3-HHEB (F, F) -F (3-12) 10%
4-HHEB (F, F) -F (3-12) 3%
4-HGB (F, F) -F (3-91) 5%
5-HGB (F, F) -F (3-91) 6%
2-H2GB (F, F) -F (3-94) 4%
3-H2GB (F, F) -F (3-94) 5%
5-GHB (F, F) -F (3-97) 7%
[0200]
Example 13
3-HKmB (F, F) -F (1-4d-1) 12%
3-KmHB (F, F) -F (1-5g-1) 9%
3-HH-4 (12-1) 8%
3-HHB-1 (13-1) 6%
3-HHB (F, F) -F (3-3) 10%
3-H2HB (F, F) -F (3-15) 9%
3-HBB (F, F) -F (3-24) 5%
3-BB (F, F) XB (F, F) -F (3-85) 25%
1O1-HBBH-5 (14-1) 7%
2-HHBB (F, F) -F (4-6) 3%
3-HHBB (F, F) -F (4-6) 3%
3-HH2BB (F, F) -F (4-15) 3%
[0201]
Example 14
4-KmH-5 (1-2a-1) 7%
3-HKmH-3 (1-4a-1) 5%
3-HKmB (2F, 3F) -3 (1-4e-1) 5%
3-HH-4 (12-1) 5%
3-HH-5 (12-1) 5%
3-HH-O1 (12-1) 3%
3-HH-O3 (12-1) 3%
3-HB-O1 (12-1) 5%
3-HB-O2 (12-1) 5%
3-HB (2F, 3F) -O2 (7-1) 10%
5-HB (2F, 3F) -O2 (7-1) 10%
3-HHEH-3 (13-20) 3%
3-HHEH-5 (13-20) 2%
4-HHEH-3 (13-20) 2%
2-HHB (2F, 3F) -1 (8-1) 4%
3-HHB (2F, 3F) -2 (8-1) 4%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (8-1) 12%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (8-1) 10%
0.25% of optically active compound (Op-8) was added to the composition.
[0202]
Example 15
4-KmH-5 (1-2a-1) 10%
3-HKmH-3 (1-4a-1) 4%
3-HH-4 (12-1) 5%
3-HH-5 (12-1) 5%
3-HH-O1 (12-1) 6%
3-HH-O3 (12-1) 6%
3-HB-O1 (12-1) 5%
3-HB-O2 (12-1) 5%
3-HB (2F, 3F) -O2 (7-1) 10%
3-HHEH-3 (13-20) 5%
3-HHEH-5 (13-20) 5%
4-HHEH-3 (13-20) 5%
2-HHB (2F, 3F) -1 (8-1) 4%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (8-1) 12%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (8-1) 13%
Δn = 0.075; Δε = −3.5.
[0203]
Use Example 16
4-KmH-5 (1-2a-1) 12%
3-HH-4 (12-1) 5%
3-HH-5 (12-1) 5%
3-HH-O1 (12-1) 4%
3-HH-O3 (12-1) 4%
3-HB-O1 (12-1) 4%
3-HB-O2 (12-1) 3%
3-HB (2F, 3F) -O2 (7-1) 10%
5-HB (2F, 3F) -O2 (7-1) 5%
3-HHEH-3 (13-20) 5%
3-HHEH-5 (13-20) 5%
4-HHEH-3 (13-20) 5%
2-HHB (2F, 3F) -1 (8-1) 4%
3-HHB (2F, 3F) -2 (8-1) 4%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (8-1) 12%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (8-1) 13%
Δn = 0.078; Δε = −3.9.
[0204]
Use case 17
3-HKmH-3 (1-4a-1) 8%
3-HH-4 (12-1) 5%
3-HH-5 (12-1) 5%
3-HH-O1 (12-1) 6%
3-HH-O3 (12-1) 6%
3-HB-O1 (12-1) 5%
3-HB-O2 (12-1) 5%
3-HB (2F, 3F) -O2 (7-1) 10%
5-HB (2F, 3F) -O2 (7-1) 10%
3-HHEH-3 (13-20) 4%
3-HHEH-5 (13-20) 3%
2-HHB (2F, 3F) -1 (8-1) 4%
3-HHB (2F, 3F) -2 (8-1) 4%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (8-1) 12%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (8-1) 13%
Δn = 0.077; Δε = −4.0.
[0205]
Example 18
3-HKmB (2F, 3F) -3 (1-4e-1) 13%
3-HH-4 (12-1) 5%
3-HH-5 (12-1) 5%
3-HH-O1 (12-1) 3%
3-HH-O3 (12-1) 3%
3-HB-O1 (12-1) 5%
3-HB-O2 (12-1) 5%
3-HB (2F, 3F) -O2 (7-1) 10%
5-HB (2F, 3F) -O2 (7-1) 10%
3-HHEH-3 (13-20) 5%
3-HHEH-5 (13-20) 5%
4-HHEH-3 (13-20) 5%
2-HHB (2F, 3F) -1 (8-1) 4%
3-HHB (2F, 3F) -2 (8-1) 4%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (8-1) 10%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (8-1) 8%
Δn = 0.068; Δε = −3.0.
[0206]
Use example 19
3-HKmB (F, F) -F (1-4d-1) 10%
3-KmHB (F, F) -F (1-5g-1) 8%
2-BEB (F) -C (5-12) 5%
3-BEB (F) -C (5-12) 4%
1V2-BEB (F, F) -C (5-11) 14%
3-HB-O2 (12-5) 9%
3-HH-4 (12-1) 3%
3-PyB (F) -F (6-2) 3%
3-HHB-F (3-1) 3%
3-HHB-1 (13-1) 6%
3-HHB-O1 (13-1) 4%
3-HBEB-F (3-34) 4%
3-HHEB-F (3-10) 5%
5-HHEB-F (3-10) 5%
3-H2BTB-2 (13-15) 4%
3-H2BTB-3 (13-15) 4%
3-HB (F) TB-2 (13-14) 5%
3-PyBB-F (6-3) 4%
[0207]
【The invention's effect】
The compound (1) has general properties necessary for the compound, small viscosity, appropriate optical anisotropy, appropriate dielectric anisotropy, and excellent compatibility with other liquid crystal compounds. The composition containing this compound has a wide temperature range of the nematic phase, a small viscosity, a suitable optical anisotropy, and a low threshold voltage. A device containing this composition has a short response time, a small power consumption, a large contrast, and a high voltage holding ratio.
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