JP4742207B2 - 負の誘電率異方性を有する２，３−ジフルオロフェニル誘導体、液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規液晶性化合物および液晶組成物に関し、さらに詳しくは、ジフルオロメチレンオキシ部位を有する液晶性化合物、この化合物を含有する液晶組成物およびこの液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子に関する。
【０００２】
【背景技術】
液晶性化合物（本願において、液晶性化合物なる用語は、液晶相を示す化合物および液晶相を示さないが液晶組成物の構成成分として有用である化合物の総称として用いられる）を用いた液晶表示素子は、コンピューター、テレビジョン等のディスプレイに広く活用されている。
液晶組成物には低消費電力化、漏洩電磁波の減少を目的に、駆動電圧を低くすることが求められている。駆動電圧（しきい値電圧）は下式に示されるように、誘電率異方性値と弾性定数との関数であることが知られている（M. F. Leslie, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 12, 57 (1970)）
【０００３】
【式１】
【０００４】
（上式において、Ｖthはしきい値電圧、ε０は真空の誘電率、Ｋは弾性定数、Δεは誘電率異方性をそれぞれ示す）
すなわち、駆動電圧を低くするためには、１）誘電率異方性値を大きくする、２）弾性定数を小さくする、ことが必要である。一般には液晶性化合物の弾性定数の値を調整することは困難とされ、駆動電圧の低電圧化にはもっぱら誘電率異方性値を大きくする方策が採られている。したがって、大きな誘電率異方性値を有する新規液晶性化合物が待望されている。
ところで以前から液晶表示素子の最大の問題点は視野角が狭いという点であり、近年その改善を目的に種々の表示方式が提案されている。１９９５年に提案されたインプレーン・スイッチング（ＩＰＳ）表示素子は、従来の表示素子に比較して視野角を格段に広くした（液晶討論会 2A07 (1995)、 ASIA DISPLAY '95、 557 (1995)、 ASIA DISPLAY '95、 707 (1995)）。そして本方式の特徴は、誘電率異方性値の正負に関係なく各種の液晶組成物を利用できるという点である。
また、１９９７年には垂直配向（ＶＡ）セルを活用した試みが報告され（SID 97 DIGEST、 845 (1997)）、この方式の表示素子も従来の表示素子に比較し視野角が格段に広い。そして本方式の特徴は、誘電率異方性値が負の液晶組成物を利用できる点である。
【０００５】
大きな負の誘電率異方性と比較的小さな光学異方性値を有する化合物として、下記の化合物（１３）が知られている（V. Reiffenrath ら、Liq. Cryst., 5 (1), 159 (1989)）。この化合物の誘電率異方性値は（Δε＝−４．１）、光学異方性値は（Δｎ＝０．１８）であると報告されている。
【０００６】
【化６】
【０００７】
化合物（１３）は大きな誘電率異方性値を示すが、光学異方性値が大きく、ＩＰＳあるいはＶＡモードの要求値を満たすことが出来なかった。
【０００８】
MaierおよびMaeierによれば、誘電率異方性値および光学異方性値はオーダーパラメーターの関数であるとされている（W. Maier and G. Meier、Z. Naturf. (a)、16、262 (1961)）。つまりオーダーパラメーターを減少せしめれば光学異方性値を減少させる事が可能である。一般的に液晶単分子において光学異方性値と誘電率異方性値は比例関係にあり、光学異方性値を減少させようとすると、それにつれて誘電率異方性値の減少も引き起こしてしまう。このため、誘電率異方性値の大幅な減少を引き起こさず光学異方性値のみを低下せしめる特異的な性質を持つ新規化合物が待望されていた。
【０００９】
また、光学異方性値が小さい化合物として、シアノ基が導入された化合物（１４）も知られている（R. Eidenschinkら、Angew. Chem., 96, 151 (1984)）。これは大きな誘電率異方性値と小さな光学異方性値を併せ持つ化合物である。しかし比抵抗値が低く、電圧保持率の温度依存性が極めて大きい為、これを用いたＩＰＳおよびＶＡモードの液晶組成物はコントラストが極めて低かった。ゆえに、ＩＰＳおよびＶＡモードの液晶組成物に用いる液晶性化合物としては不適格である。
【００１０】
【化７】
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記の液晶性化合物に要求される諸特性に鑑み、負に極めて大きな誘電率異方性値と小さな光学異方性値とを同時に有する液晶性化合物、これを含有する液晶組成物および該液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、２つの環構造を−ＣＦ２Ｏ−結合基で架橋した部分構造と、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基なる部分構造を同時に有する２環、３環、４環系化合物が、大きな負の誘電率異方性値を示すばかりか、他の化合物との相溶性に優れ、また高い比抵抗値、及び高い電圧保持率を有し、かつ物理的・化学的にも安定であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は［１］〜［２２］の構成を有する。
［１］ 一般式（１）
【化８】
（ＲａおよびＲｂは各々独立して炭素数１〜１０の直鎖または分岐のアルキル基を示し、これらの基中の任意のメチレン鎖は−Ｏ−、−Ｓ−，−ＣＨ＝ＣＨ−，または−Ｃ≡Ｃ−で置換されてもよいが、−Ｏ−が連続することはなく、これらの基中の任意の水素原子はハロゲン原子に置換されてもよく；環Ａ１〜Ａ４は各々独立してトランス−１，４−シクロヘキシレン、シクロヘキセン−１、４−ジイル、ピリジン−１、４−ジイル、ピリミジン−２、５−ジイルまたは１、４−フェニレンを示すが、これらの環上の少なくとも１つの水素原子はハロゲン原子に置換されてもよく、またシクロヘキサン環の相隣接しない任意のメチレン基は−Ｏ−で置換されてもよく、；Ｙ１，Ｙ２はそれぞれ独立してＦ，Ｃｌを示し；Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３は各々独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−，−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−，−ＯＣＯ−，−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、または−ＯＣＦ２−を示し；ただしｌ，ｍおよびｎはそれぞれ独立して０，１または２を示すが、ｌ＋ｍ＋ｎの合計は３以下である）で表される液晶化合物。
［２］ 一般式（１）において、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［３］ 一般式（１）において、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子であり、環Ａ２がトランス−１，４−シクロヘキシレンである［１］に記載の液晶性化合物。
［４］ 一般式（１）において、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子であり、環Ａ２がシクロヘキセン−１，４−ジイルである［１］に記載の液晶性化合物。
［５］ 一般式（１）において、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子であり、環Ａ２が環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンである［１］に記載の液晶性化合物。
［６］ 一般式（１）において、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０であり、環Ａ１、Ａ２がトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、Ｚ１が単結合であり、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［７］ 一般式（１）において、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０であり、環Ａ１がトランス−１，４−シクロヘキシレン、環Ａ２シクロヘキセン−１，４−ジイルがであり、Ｚ１が単結合で、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［８］ 一般式（１）において、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０であり、環Ａ１がトランス−１，４−シクロヘキシレン、環Ａ２が環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンであり、Ｚ１が単結合、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［９］ 一般式（１）において、ｌ＝ｎ＝０、ｍ＝１であり、環Ａ２がトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、環Ａ３が環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンであり、Ｚ２が単結合、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［１０］ 一般式（１）において、ｌ＝ｎ＝０、ｍ＝１であり、環Ａ２がシクロヘキセン−１，４−ジイルであり、環Ａ３が環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンであり、Ｚ２が単結合、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［１１］ 一般式（１）において、ｌ＝ｍ＝１、ｎ＝０、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［１２］ 一般式（１）において、ｌ＝２、ｍ＝ｎ＝０、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［１３］ ［１］〜［１２］のいずれか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
［１４］ 第一成分として、［１］〜［１２］のいずれか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【化９】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基を示し、この基中の相隣接しない任意の−ＣＨ２−基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されてもよく、また、この基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよく；Ｘ１はフッ素原子、塩素原子、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２Ｈ、−ＣＦ３、−ＣＦ２Ｈ、−ＣＦＨ２、−ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈまたは−ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３を示し；Ｌ１およびＬ２は各々独立して水素原子またはフッ素原子を示し；Ｚ４およびＺ５は各々独立して−（ＣＨ２)２-、−（ＣＨ２)４-、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２-、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示し；環Ａおよび環Ｂはそれぞれ独立してトランス−１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、または水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンを示し、環Ｃはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンを示す。）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種含有することを特徴とする液晶組成物。
［１５］ 第一成分として、［１］〜［１２］に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（５）および（６）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物
【化１０】
（式中、Ｒ２およびＲ３は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基を示し、この基中の相隣接しない任意の−ＣＨ２−は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されてもよく、また、この基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよく；Ｘ２は−ＣＮ基または−Ｃ≡Ｃ−ＣＮを示し；環Ｄはトランス−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−ジイルを示し；環Ｅはトランス−１，４−シクロヘキシレン、水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレン、またはピリミジン−２，５−ジイルを示し；環Ｆはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンを示し；Ｚ６は−（ＣＨ２)２-、−ＣＯＯ−、-ＣＦ２Ｏ-、-ＯＣＦ２−または単結合を示し；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は各々独立して水素原子またはフッ素原子を示し；ｂ、ｃおよびｄは各々独立して０または１を示す。）
［１６］ 第一成分として、［１］〜［１２］に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（７）、（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【化１１】
（式中、Ｒ４およびＲ５は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基を示し、この基中の相隣接しない任意のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されてもよく、また、この基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよく；環Ｇおよび環Ｉは各々独立して、トランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンを示し；Ｌ６およびＬ７は各々独立して水素原子またはフッ素原子を示すが同時に水素原子を示すことはなく；Ｚ７およびＺ８は各々独立して−（ＣＨ２)２-、−ＣＯＯ−または単結合を示す。）
［１７］ 第一成分として、［１］〜［１２］に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、一般式（１０）、（１１）および（１２）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【化１２】
（式中、Ｒ６およびＲ７は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基を示し、この基中の相隣接しない任意の−ＣＨ２−基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されてもよく、また、この基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよく；環Ｊ、環Ｋおよび環Ｍは各々独立して、トランス−１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２，５−ジイル、または水素原子原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンを示し；Ｚ９およびＺ１０は各々独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２)２-、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示す。）
［１８］ 第一成分として、［１］〜［１２］に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（７）（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、前記一般式（１０）、（１１）および（１２）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
［１９］ 第一成分として、［１］〜［１２］に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、前記一般式（７）、（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
［２０］ 第一成分として、［１］〜［１２］に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、前記一般式（５）および（６）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第四成分として、前記一般式（７）、（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
［２１］ ［１３］〜［２０］のいずれか１項に記載の液晶組成物に、さらに１種類以上の光学活性化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
［２２］ ［１３］〜［２１］のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子。
一般式（１）で表される液晶性化合物のうち特に好ましい特性を示す化合物は一般式（１−１）〜（１−６）で表される下記の化合物である。
（式中Ｒａ、Ｒｂ、環Ａ１、Ａ２、Ａ３，Ａ４は前記と同じ意味を示す。）
【００１３】
【化１３】
【００１４】
一般式（１）において、Ｒａ及びＲｂは、好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシアルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基、アルケニルオキシ基、ハロゲン置換アルキル基、ハロゲン置換アルケニル基、ハロゲン置換アルケニルオキシ基、ハロゲン置換アルコキシ基、ハロゲン置換アルキニル基等である。Ｒａ及びＲｂが、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシアルコキシ基、ハロゲン置換アルキル基またはハロゲン置換アルコキシ基である化合物は化学的に安定であり、アルケニル基、またはアルキニル基である化合物はやや大きな光学異方性を示す。
また、Ｒａ及びＲｂがアルキル基、アルコキシ基、またはアルケニル基である化合物は、低い粘性を有するので好ましい。また、ＩＰＳ方式あるいはＶＡ方式の表示素子に使用する場合は、高い化学的な安定性と大きな誘電率異方性値が要求されるので、Ｒｂがアルキル基、アルコキシ基である化合物が最適である。
一般式（１）においてＺ１ 、Ｚ２ およびＺ３は、好ましくは単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、または−ＯＣＦ２−である。Ｚ１、Ｚ２およびＺ３が各々独立に単結合である場合、低い粘性を示すと共に、広い温度範囲でネマチック相を示す。
【００１５】
Ｙ１およびＹ２は、フッ素原子あるいは塩素原子を示すが、特にフッ素原子が好ましく、化合物はより負に大きな誘電率異方性を示す。特にＹ１およびＹ２が共にフッ素原子である場合、最も大きな負の誘電率異方性値を示す。
環Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４は、それぞれ独立して、トランス−１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレンあるいはフッ素置換１，４−フェニレン、ピリダジン−３，６−ジイル、ピリジン−２，５−ジイルまたはピリミジン−２，５−ジイルが最適であるが、粘性の低い化合物を得るにはシクロヘキサン−１，４−ジイルが最適である。環Ａ１、Ａ２またはＡ３が１，３−ジオキサン−２，５−ジイルである化合物は、小さな弾性定数値（Ｋ）を示し、ＩＰＳ方式及びＶＡ方式を含むＴＮモードの液晶表示素子の駆動電圧を低下せしめるので好ましい。又、環Ａ１、Ａ２、Ａ３またはＡ４がフッ素置換１，４−フェニレン、ピリダジン−３，６−ジイル、ピリジン−２，５−ジイルまたはピリミジン−２，５−ジイルである化合物は誘電率異方性値がより大きな値を示す。
一般式（１）で表される化合物は、公知の有機合成化学的手法を適切に組み合わせることにより製造できる。公知の有機化学的手法は、Organic Synthesis、Organic Reactions、新実験化学講座等の成書を参照することで知ることができる。以下にその代表例を示す。
文献公知の方法で製造できるカルボン酸誘導体（１）に種々のフェノールやアルコール（２）を作用させた後、脱水縮合反応を行うことにより、結合基がエステル基である一般式（１）の化合物（３）を合成することができる。脱水縮合反応は公知の脱水剤（例えばジシクロヘキシルカルボジイミド等）によって好適に実施出来るが、カルボン酸誘導体（１）を酸無水物に誘導し、塩基性条件下フェノールやアルコール（２）を作用させることでも好適に合成できる。
エステル誘導体（３）をローソン試薬などの公知の硫黄化剤により化合物（４）へと誘導できる。化合物（４）のチオカルボニル基をフッ化水素ピリジン(M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 827, 1992)、ジエチルアミノサルファトリフルオリド（William H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768）などのフッ素化剤でフッ素化することにより、結合基がＯＣＦ２である一般式（１）の化合物（５）を合成できる。
文献公知の方法で製造できるカルボン酸誘導体（１）を酸塩化物（６）に誘導し、塩化水銀（ＩＩ）存在下トリメチルシリルエノールエーテル（７）を作用させることで（Kenneth J. Shea et al., J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 447) 一般式（１）の環Ａ２が１−シクロヘキセン１，４−ジイルであり、結合基がエステル基である化合物（８）を合成することができる。
エステル誘導体（８）をローソン試薬などの公知の硫黄化剤により化合物（９）へと誘導できる。化合物（９）のチオカルボニル基をフッ素化剤でフッ素化することで一般式（１）の結合基がＯＣＦ２である化合物（１０）を合成できる。
【００１６】
【化１４】
【００１７】
【化１５】
【００１８】
環Ａ１、Ａ２、Ａ３またはＡ４の部位に１，３−ジオキサン−２，５−ジイルを導入するには、H. M. Vorbrodt、 R. Eidenschink らの方法（H. M. Vorbrodt, J. Prakt. Chem., 323, 902 (1981)、 R. Eidenschink, DE-OS3306960(1983)）に従えばよい。
【００１９】
このようにして得られる本発明の液晶性化合物は、大きな負の誘電率異方性値を示すので、液晶表示素子の低電圧駆動が実現できる。
また、液晶性化合物は、液晶表示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十分安定であり、種々の液晶材料と容易に混合し、低温下でも非常に優れた相溶性を有するので、ネマチック液晶組成物の構成成分として極めて優れている。
これらの化合物は大きな負の誘電率異方性値と同時に、比較的小さな光学異方性値を有しており、ＩＰＳ方式およびＶＡ方式用の液晶組成物の構成成分として特に好適に使用することができる。
【００２０】
以下、本発明の液晶組成物に関して説明する。液晶組成物は、一般式（１）で示される化合物を少なくとも１種類含む第一成分のみでもよい。これに加え、第二成分として既述参照の一般式（２）、（３）および（４）からなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物（以下第二Ａ成分と称する）および／または一般式（５）および（６）からなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物（以下第二Ｂ成分と称する）を混合したものが好ましい。さらに、しきい値電圧、液晶相温度範囲、屈折率異方性値、誘電率異方性値および粘度等を調整する目的で、一般式（１０）、（１１）および（１２）からなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物を第三成分として混合することもできる。また、本発明に使用される液晶組成物の各成分は物理特性に大きな差異がないことから、各元素の同位体元素からなる類縁体でも差し支えない。
上記第二Ａ成分のうち、一般式（２）に含まれる化合物の好適例として次の（２−１）〜（２−９）、一般式（３）に含まれる化合物の好適例として（３−１）〜（３−９４）、一般式（４）に含まれる化合物の好適例として（４−１）〜（４−３３）をそれぞれ挙げることができる。
【００２１】
【化１６】
【００２２】
【化１７】
【００２３】
【化１８】
【００２４】
【化１９】
【００２５】
【化２０】
【００２６】
【化２１】
【００２７】
【化２２】
【００２８】
【化２３】
【００２９】
【化２４】
【００３０】
【化２５】
【００３１】
【化２６】
【００３２】
【化２７】
【００３３】
【化２８】
【００３４】
（式中、Ｒ1、Ｘ1は前記と同じ意味を表す。）
これらの一般式（２）〜（４）で示される化合物は、誘電率異方性値が正を示し、熱安定性や化学的安定性が非常に優れているので、主としてＴＦＴ用の液晶組成物に用いられる。ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合、該化合物の使用量は、液晶組成物の全重量に対して１〜９９重量％の範囲が適するが、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。また一般式（１０）〜（１２）で表される化合物を粘度調整の目的でさらに添加してもよい。
【００３５】
次に、前記第二Ｂ成分のうち、一般式（５）および（６）に含まれる化合物の好適例として、それぞれ（５−１）〜（５−４０）および（６−１）〜（６−３）を挙げることができる。
【００３６】
【化２９】
【００３７】
【化３０】
【００３８】
【化３１】
【００３９】
【化３２】
【００４０】
【化３３】
【００４１】
【化３４】
【００４２】
（式中、Ｒ２，Ｒ３およびＸ２は前記と同じ意味を表す。）
一般式（５）および（６）で示される化合物は、誘電率異方性値が正でその値が非常に大きいので主としてＳＴＮ、ＴＮ用の液晶組成物に用いられる。これらの化合物は組成物成分として特にしきい値電圧を小さくする目的で使用される。粘度の調整、屈折率異方性値の調整および液晶相温度範囲を広げる等の目的や、さらに急峻性を改良する目的にも使用される。ＳＴＮまたはＴＮ用の液晶組成物を調製する場合には一般式（５）および（６）で表される化合物の使用量は０．１〜９９．９重量％の範囲が適用できるが好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。しきい値電圧、液晶相温度範囲、屈折率異方性値、誘電率異方性値及び粘度等を調整する目的で後述の第三成分を混合することもできる。
【００４３】
垂直配向モード（ＶＡモード）等に用いられる、誘電率異方性が負の液晶組成物を調製する場合には一般式（７）〜（９）からなる群から選ばれる少なくとも一種類の化合物（以下第二Ｃ成分）を混合した物が好ましい。第二Ｃ成分の一般式（７）〜（９）に含まれる化合物の好適例として、それぞれ（７−１）〜（７−３）、（８−１）〜（８−５）および（９−１）〜（９−３）を挙げることができる。
【００４４】
【化３５】
【００４５】
（式中、Ｒ４，Ｒ５は前記と同じ意味を表す）
一般式（７）〜（９）で表される化合物は、誘電率異方性値が負の化合物である。一般式（７）で表される化合物は２環化合物であるので、主としてしきい値電圧の調整、 粘度調整または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。一般式（８）で表される化合物は透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的の他、しきい値電圧を小さくする目的および屈折率異方性値を大きくする目的で使用される。
一般式（７）〜（９）で表される化合物は主として誘電率異方性の値が負であるＶＡモード用の液晶組成物に使用される。その使用量を増加させると組成物のしきい値電圧が小さくなるが、粘度が大きくなる。従って、しきい値電圧の要求値を満足している限り、少なく使用することが好ましい。しかしながら、誘電率異方性値の絶対値が５以下であるので、４０重量％より少なくなると電圧駆動ができなくなる場合がある。一般式（７）〜（９）で表される化合物の使用量は、ＶＡモード用の組成物を調製する場合には４０重量％以上が好ましいが、５０〜９５重量％が好適である。また弾性定数をコントロールし、組成物の電圧透過率曲線を制御する目的で、一般式（７）〜（９）で表される化合物を誘電率異方性値が正である組成物に混合する場合もある。この場合の一般式（７）〜（９）で表される化合物の使用量は３０重量％以下が好ましい。
【００４６】
本発明の液晶組成物の第三成分のうち、一般式（１０）〜（１２）に含まれる化合物の好適例として、それぞれ（１０−１）〜（１０−１１）、（１１−１）〜（１１−１８）および（１２−１）〜（１２−６）を挙げることができる。
【００４７】
【化３６】
【００４８】
【化３７】
【００４９】
【化３８】
【００５０】
【化３９】
【００５１】
（式中、Ｒ６およびＲ７は前記と同じ意味を表す。）
一般式（１０）〜（１２）で表される化合物は、誘電率異方性値の絶対値が小さく、中性に近い。一般式（１０）で表される化合物は主として粘度調整または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。また一般式（１１）および（１２）で表される化合物は透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。
一般式（１０）〜（１１）で表される化合物の使用量を増加させると液晶組成物のしきい値電圧が大きくなり、粘度が小さくなる。従って、液晶組成物のしきい値電圧要求値を満足している限り、多量に使用することが望ましい。ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合に、一般式（１０）〜（１２）で表される化合物の使用量は、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３５重量％以下である。また、ＳＴＮまたはＴＮ用の液晶組成物を調製する場合には、一般式（１０）〜（１２）で表される化合物の使用量は、好ましくは７０重量％以下、より好ましくは６０重量％以下である。
本発明に従い提供される液晶組成物は、一般式（１）で示される液晶性化合物の少なくとも１種類を０．１〜９９重量％の割合で含有することが、優良な特性を発現せしめるために好ましい。
【００５２】
該液晶組成物はそれ自体公知の方法、例えば種々の成分を高温度下で相互に溶解させる方法等により一般に調製される。また、必要により、適当な添加物を加えることによって、意図する用途に応じた改良がなされ、最適化される。 このような添加物は当該業者によく知られており、文献などに詳細に記載されている。通常、液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を調整し、逆ねじれを防ぐといった効果を有するキラルドープ剤などが添加される。この場合に使用されるキラルドープ剤の例として以下の光学活性化合物を挙げることができる。
【００５３】
【化４０】
【００５４】
本発明の液晶組成物は、通常、これらの光学活性化合物を添加して、ねじれのピッチを調整する。ねじれのピッチはＴＦＴ用およびＴＮ用の液晶組成物であれば４０〜２００μｍの範囲に調整するのが好ましい。ＳＴＮ用の液晶組成物であれば６〜２０μｍの範囲に調整するのが好ましい。また、双安定ＴＮ（Ｂｉｓｔａｂｌｅ ＴＮ）モード用の場合は、１．５〜４μｍの範囲に調整するのが好ましい。また、ピッチの温度依存性を調整する目的で２種以上の光学活性化合物を添加してもよい。
また、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系およびテトラジン系等の二色性色素を添加すれば、ＧＨ型用の液晶組成物として使用することもできる。本発明の組成物は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰや、液晶中に三次元網目状高分子を形成して作製したポリマー分散型液晶表示素子（ＰＤＬＣＤ）、例えばポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮＬＣＤ）に使用できる。そのほかに、複屈折制御（ＥＣＢ）型やＤＳ型用にも使用できる。
【００５５】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
実施例１
２，３−ジフルオロ−１−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）フェニルオキシ）ジフルオロメチル−４−エトキシベンゼンの合成。一般式（１）において、Ｒａがｎ−プロピル基、Ｒｂがエトキシ基、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０、環Ａ１がトランス−１，４−シクロヘキサン、Ｚ１が単結合、Ａ２が１、４−フェニレン基、Ｙ１とＹ２が共にフッ素原子である、化合物番号６６の化合物。
【００５６】
第１段
１ｌ三口フラスコ中、２，３−ジフルオロ−４−エトキシ安息香酸（ａ） ６．６０ｇと４−（４−プロピル−１−シクロヘキシル）フェノール（ｂ）７．０６ｇを塩化メチレン４５０ｍＬに溶解させた。そこに４−ジメチルアミノピリジン４．０９ｇを加え、室温で１時間攪拌させた。そこに塩化メチレン１９５ｍＬにＮ、Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミド７．６０ｇを溶解させた溶液を加え、一晩攪拌した。ジエチルエーテルを加え析出した尿素を濾別し、飽和食塩水を加え、１時間攪拌した。分液し、有機層を３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下で留去し、１３．１ｇの４−（４−プロピルシクロヘキシル）フェニル ４−エトキシ−２，３−ジフルオロベンゾアート（ｃ）を得た。
第２段
第１段で得られたベンゾアート（ｃ）１０．０ｇとローソン試薬２０．１ｇとメシチレン１００ｍｌとを窒素置換された３００ｍｌ三口フラスコに入れ、６時間加熱還流した。室温まで冷却し水を加え、分液し水層をトルエンで抽出し、有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、６．１１ｇのＯ−４−（４−プロピルシクロヘキシル）フェニル ４−エトキシ−２，３−ジフルオロチオベンゾアート（ｄ）を得た。
第３段
３００ｍｌ三口フラスコにＮ−ブロモスクシンイミド３．４３ｇと塩化メチレン８０ｍｌを加えて窒素雰囲気下−６０℃で攪拌した。そこにゆっくりと７０％フッ化水素ピリジン８．３ｇを加え、同じ温度で１０分間攪拌した。その後第２段で得られたベンゾアート（ｄ）４．０４ｇを塩化メチレン４０ｍｌに溶解させ、ゆっくりと滴下させ、同じ温度で３時間攪拌した。反応液を室温に戻し、飽和炭酸ナトリウム水溶液を滴下し、一晩攪拌した。分液し水層を塩化メチレンで抽出し有機層と合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧下留去し、３．５３ｇの２，３−ジフルオロ−１−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）フェニルオキシ）ジフルオロメチル−４−エトキシベンゼン（６６）を得た。この化合物はネマチック相を持つ無色結晶であった。
Ｃ ２１．５℃ Ｎ １１８℃ Ｉ
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：７．３８−７．３５（ｑ，１Ｈ），７．２５−７．１５（ｑ，４Ｈ），６．７５−６．７１（ｍ，１Ｈ），４．１６−４．１２（ｑ，２Ｈ），２．４８−２．４１（ｍ，１Ｈ），１．８９−１．８４（ｍ，４Ｈ），１．４８−１．１９（ｍ，１０Ｈ），１．０９−１．０１（ｍ，２Ｈ），０．９１−０．８８（ｔ，３Ｈ）．
【００５７】
【化４１】
【００５８】
実施例２
２，３−ジフルオロ−１−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）１−シクロヘキセニルオキシ）ジフルオロメチル−４−メトキシベンゼンの合成。一般式（１）において、Ｒａがｎ−プロピル基、Ｒｂがメトキシ基、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０、環Ａ１が１，４−シクロヘキサン、Ｚ１が単結合、Ａ２が１−シクロヘキセン−１，４−ジイル、Ｙ１とＹ２が共にフッ素原子である、化合物番号５１の化合物。
【００５９】
第１段
１００ｍｌ三口フラスコ中、２，３−ジフルオロ−４−メトキシ安息香酸（ｅ）７．２０ｇをトルエン３０ｍＬに溶解させ、そこに塩化チオニル６．８７ｇを加え、３時間加熱還流した。トルエン及び塩化チオニルを留去し、４−（４−プロピルシクロヘキシル）−１−トリメチルシリルオキシシクロヘキセン（ｆ）１７．０ｇ、及び塩化水銀（ＩＩ）０．４０ｇを加え、９０℃で２時間加熱攪拌した。室温に戻し水を加え分液し、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、１３．８ｇの４−（４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキセン−１−イル ４−メトキシ−２，３−ジフルオロベンゾアート（ｇ）を得た。
第２段
第１段で得られたベンゾアート（ｇ）１１．７ｇとローソン試薬２４．７ｇとメシチレン１２０ｍｌとを窒素置換された３００ｍｌ三口フラスコに入れ、６時間加熱還流した。室温まで冷却し水を加え、分液し水層をトルエンで抽出し、有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、０．５３ｇのＯ−４−（４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキセン−１−イル ４−メトキシ−２，３−ジフルオロチオベンゾアート（ｈ）を得た。
第３段
３００ｍｌ三口フラスコにＮ−ブロモスクシンイミド０．４６ｇと塩化メチレン１１ｍｌを加えて窒素雰囲気下−６０℃で攪拌した。そこにゆっくりと７０％フッ化水素ピリジン１．１２ｇを加え、同じ温度で１０分間攪拌した。その後第２段で得られたベンゾアート（ｈ）０．５３ｇを塩化メチレン４０ｍｌに溶解させ、ゆっくりと滴下させ、同じ温度で３時間攪拌した。反応液を室温に戻し、飽和炭酸ナトリウム水溶液を滴下し、一晩攪拌した。分液し水層を塩化メチレンで抽出し有機層と合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧下留去し、０．２２ｇの２，３−ジフルオロ−１−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）１−シクロヘキセニルオキシ）ジフルオロメチル−４−メトキシベンゼン（５１）を得た。この化合物はネマチック相を持つ無色結晶であった。
Ｃ ９４℃ Ｎ ９９℃ Ｉ
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：７．３６−７．３２（ｍ，１Ｈ），６．７６−６．７３（ｔ，１Ｈ），４．４７−４．４６（ｑ、１Ｈ）、３．９３（ｓ，３Ｈ），２．４８−２．４１（ｍ，２Ｈ），２．０７−０．９７（ｍ、１９Ｈ）、０．８８−０．８４（ｔ、３Ｈ）．
【００６０】
【化４２】
【００６１】
実施例３
２，３−ジフルオロ−１−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシルオキシ）ジフルオロメチル−４−メトキシベンゼンの合成。一般式（１）において、Ｒａがｎ−プロピル基、Ｒｂがメトキシ基、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０、環Ａ１がトランス−１，４−シクロヘキサン、Ｚ１が単結合、Ａ２がトランス−１，４−シクロヘキサン、Ｙ１とＹ２が共にフッ素原子である、化合物番号４１の化合物。
【００６２】
第１段
１ｌ三口フラスコ中、２，３−ジフルオロ−４−メトキシ安息香酸（ｅ）３０．６ｇとトランス４−（４−トランスプロピルシクロヘキシル）シクロヘキサノール（ｉ）３７．３ｇを塩化メチレン１Ｌに溶解させた。そこに４−ジメチルアミノピリジン１６．４ｇを加え、室温で１時間攪拌させた。そこに塩化メチレン５００ｍＬにＮ、Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミド３１．３ｇを溶解させた溶液を加え、一晩攪拌した。ジエチルエーテルを加え析出した尿素を濾別し、飽和食塩水を加え、１時間攪拌した。分液し、有機層を３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、４１．４ｇのトランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル ４−メトキシ−２，３−ジフルオロベンゾアート（ｊ）を得た。
第２段
第１段で得られたベンゾアート（ｊ）４１．４ｇとローソン試薬９０．２ｇとメシチレン４００ｍｌとを窒素置換された１Ｌ三口フラスコに入れ、６時間加熱還流した。室温まで冷却し水を加え、分液し水層をトルエンで抽出し、有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、２９．８ｇのＯ−トランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル ４−メトキシ−２，３−ジフルオロチオベンゾアート（ｋ）を得た。
第３段
３００ｍｌ三口フラスコにＮ−ブロモスクシンイミド４．４３ｇと塩化メチレン１５０ｍｌを加えて窒素雰囲気下−６０℃で攪拌した。そこにゆっくりと７０％フッ化水素ピリジン１０．７ｇを加え、同じ温度で１０分間攪拌した。その後第２段で得られたベンゾアート（ｋ）５．００ｇを塩化メチレン５０ｍｌに溶解させ、ゆっくりと滴下させ、同じ温度で３時間攪拌した。反応液を室温に戻し、飽和炭酸ナトリウム水溶液を滴下し、一晩攪拌した。分液し水層を塩化メチレンで抽出し有機層と合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧下留去し、３．３４ｇの２，３−ジフルオロ−１−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシルオキシ）ジフルオロメチル−４−メトキシベンゼン（４１）を得た。この化合物は無色結晶であった。
Ｃ １３３℃ Ｉ
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：７．３３−７．３０（ｍ，１Ｈ），６．７６−６．７２（ｍ，１Ｈ），４．３６−４．３０（ｍ、１Ｈ）、３．９４（ｓ，３Ｈ），２．１５−２．１３（ｄ，２Ｈ），１．８３−１．０８（ｍ、２１Ｈ）、０．９１−０．８８（ｔ、３Ｈ）．
【００６３】
【化４３】
【００６４】
実施例４
２，３−ジフルオロ−１−（４−（トランス４−プロピルシクロヘキシル）−（２，３−ジフルオロフェニルオキシ）ジフルオロメチル）−４−エトキシベンゼンの合成。一般式（１）において、Ｒａがｎ−プロピル基、Ｒｂがエトキシ基、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０、環Ａ１がトランス−１，４−シクロヘキサン、Ｚ１が単結合、Ａ２が２，３−ジフルオロ−１、４−フェニレン基、Ｙ１とＹ２が共にフッ素原子である、化合物番号７６の化合物。
【００６５】
第１段
５００ｍｌ三口フラスコ中、２，３−ジフルオロ−４−エトキシ安息香酸（ａ）３．２０ｇと２，３−ジフルオロ−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）フェノール（ｌ）３．８４ｇを塩化メチレン２３０ｍＬに溶解させた。そこに４−ジメチルアミノピリジン０．７０ｇを加え、室温で１時間攪拌させた。そこに塩化メチレン９０ｍＬにＮ、Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミド３．５４ｇを溶解させた溶液を加え、一晩攪拌した。ジエチルエーテルを加え析出した尿素を濾別し、飽和食塩水を加え、１時間攪拌した。分液し、有機層を３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、６．６０ｇの２，３−ジフルオロ−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）フェニル ４−エトキシ−２，３−ジフルオロベンゾアート（ｍ）を得た。
第２段
第１段で得られたベンゾアート（ｍ）６．６０ｇとローソン試薬１２．２ｇとメシチレン７０ｍｌとを窒素置換された３００ｍｌ三口フラスコに入れ、６時間加熱還流した。室温まで冷却し水を加え、分液し水層をトルエンで抽出し、有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、１．９５ｇのＯ−２，３−ジフルオロ−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）フェニル ４−エトキシ−２，３−ジフルオロチオベンゾアート（ｎ）を得た。
第３段
３００ｍｌ三口フラスコにＮ−ブロモスクシンイミド１．５８ｇと塩化メチレン４０ｍｌを加えて窒素雰囲気下−６０℃で攪拌した。そこにゆっくりと７０％フッ化水素ピリジン３．７ｇを加え、同じ温度で１０分間攪拌した。その後第２段で得られたベンゾアート（ｎ）１．７３ｇを塩化メチレン２０ｍｌに溶解させ、ゆっくりと滴下させ、同じ温度で３時間攪拌した。反応液を室温に戻し、飽和炭酸ナトリウム水溶液を滴下し、一晩攪拌した。分液し水層を塩化メチレンで抽出し有機層と合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧下留去し、１．４６ｇの２，３−ジフルオロ−１−（４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−（２，３−ジフルオロフェニルオキシ）ジフルオロメチル）−４−エトキシベンゼン（７６）を得た。この化合物はネマチック相を持つ無色結晶であった。
Ｃ ５９．５℃ Ｎ １１９℃ Ｉ
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：７．４３−７．４０（ｍ，１Ｈ），７．１１−７．７．０９（ｍ，１Ｈ），６．９７−６．９５（ｍ，１Ｈ），６．７９−６．７６（ｍ、１Ｈ）、４．１９−４．１５（ｑ，２Ｈ），２．８４−２．７９（ｍ，１Ｈ），１．８８−１．８６（ｄ、４Ｈ）、１．５０−１．２０（ｍ，１１Ｈ），１．１１−１．０５（ｍ，２Ｈ），０．９２−０．８９（ｔ，３Ｈ）．
【００６６】
【化４４】
【００６７】
以下同様にして、化合物１〜２２０の化合物を合成できる。
【００６８】
【化４５】
【００６９】
【化４６】
【００７０】
【化４７】
【００７１】
【化４８】
【００７２】
【化４９】
【００７３】
【化５０】
【００７４】
【化５１】
【００７５】
【化５２】
【００７６】
【化５３】
【００７７】
【化５４】
【００７８】
【化５５】
【００７９】
【化５６】
【００８０】
【化５７】
【００８１】
【化５８】
【００８２】
【化５９】
【００８３】
【化６０】
【００８４】
【化６１】
【００８５】
【化６２】
【００８６】
【化６３】
【００８７】
【化６４】
【００８８】
【化６５】
【００８９】
【化６６】
【００９０】
このようにして調製される本発明の液晶組成物の例として、以下の組成物例１〜２０を示すことができる。
なお、組成物例中の各化合物は下記表１に示す取り決めに従い、左末端基、結合基、環構造および右末端基の記号により表示した。化合物の含有量は特に規定のない限り重量％を意味する。
また、組成物例の特性データは、ＴＮＩ（ネマチック−等方性液体転移温度または透明点）、η（粘度：測定温度２０．０℃）、Δｎ（屈折率異方性値：測定温度２５．０℃）、Δε（誘電率異方性値：測定温度２５．０℃）およびＶｔｈ（しきい値電圧：測定温度２５．０℃）により示した。
【００９１】
【表１】
【００９２】
使用例１
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ７．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ７．０％
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ７．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ７．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ２ １４．０％
ＴＮＩ＝９１．１（℃）
η＝２７．３（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１０
【００９３】
使用例２
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）ＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）ＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）ＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
３−ＨＨ−２ ５．０％
３−ＨＨ−４ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ５．０％
５−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １１．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １４．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ２４．０％
ＴＮＩ＝７６．５（℃）
Δｎ＝０．０８１
Δε＝−３．８
【００９４】
使用例３
３−ＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
５−ＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＨ−５ ５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ４．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
３−ＨＨＥＨ−５ ５．０％
４−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
【００９５】
使用例４
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ７．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ７．０％
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ７．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ７．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ２ １４．０％
ＴＮＩ＝８４．８（℃）
η＝２７．９（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１０３
【００９６】
使用例５
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ６．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ６．０％
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ６．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ６．０％
３−ＨＨ−２ ５．０％
３−ＨＨ−４ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ５．０％
５−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １１．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １４．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １５．０％
ＴＮＩ＝８６．３（℃）
Δｎ＝０．０８８
Δε＝−４．３
【００９７】
使用例６
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨ−５ ５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ４．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
３−ＨＨＥＨ−５ ５．０％
４−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
ＴＮＩ＝７６．０（℃）
Δｎ＝０．０７７
Δε＝−３．０
【００９８】
使用例７
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ４．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ２ １４．０％
ＴＮＩ＝８６．２（℃）
η＝２６．９（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１０３
【００９９】
使用例８
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ６．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ６．０％
３−ＨＨＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ６．０％
５−ＨＨＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ６．０％
３−ＨＨ−２ ５．０％
３−ＨＨ−４ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ５．０％
５−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １１．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １４．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １５．０％
ＴＮＩ＝８４．２（℃）
Δｎ＝０．０８２
Δε＝−３．９
【０１００】
使用例９
３−ＨＨＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ６．０％
５−ＨＨＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ６．０％
３−ＨＨ−５ ５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ４．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
３−ＨＨＥＨ−５ ５．０％
４−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
ＴＮＩ＝７９．５（℃）
Δｎ＝０．０７５
Δε＝−２．８
【０１０１】
使用例１０
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ７．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ７．０％
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ７．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ７．０％
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ７．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ７．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８．０％
ＴＮＩ＝８９．８（℃）
η＝３１．５（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１１３
【０１０２】
使用例１１
３−ＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
５−ＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨ−２ ５．０％
３−ＨＨ−４ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ５．０％
５−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １１．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １４．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １５．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ２４．０％
【０１０３】
使用例１２
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨ−５ ５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ４．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
３−ＨＨＥＨ−５ ５．０％
４−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
ＴＮＩ＝７９．３（℃）
Δｎ＝０．０７９
Δε＝−３．２
【０１０４】
使用例１３
３−ｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ４．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ １０．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ １０．０％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３ ２５．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−５ １３．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−５ １４．０％
【０１０５】
使用例１４
３−ＨＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）ＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ−３ ８．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ８．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１Ｏ１ ４．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
３−ＨＢＢ−２ ６．０％
５−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
【０１０６】
使用例１５
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ５．０％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ５．０％
３−ＨＢ−Ｃ ２０．０％
Ｖ２−ＨＢ−Ｃ ６．０％
１−ＢＴＢ−３ ５．０％
２−ＢＴＢ−１ １０．０％
１Ｏ１−ＨＨ−３ ３．０％
３−ＨＨ−４ １１．０％
３−ＨＨＢ−１ １１．０％
３−ＨＨＢ−３ ３．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ６．０％
３−ＨＨＢ−Ｃ ３．０％
ＴＮＩ＝８６．６（℃）
η＝１６．１（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１５６
Δε＝６．７
Ｖｔｈ＝２．３６（Ｖ）
上記組成物１００重量部に、ＣＭ３３を０．８重量部添加したときのピッチは１１．２μｍであった。
【０１０７】
使用例１６
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
２Ｏ１−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５．０％
３Ｏ１−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ １２．０％
５Ｏ１−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ４．０％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ １０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ４ ４．０％
３−ＨＨ−ＥＭｅ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １８．０％
７−ＨＥＢ−Ｆ ２．０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ２．０％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ２．０％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ ４．０％
２Ｏ１−ＨＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ２．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＥＢ（Ｆ）−Ｃ ２．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ２．０％
３−ＨＨＢ−Ｆ ４．０％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨＢ−３ ４．０％
３−ＨＥＢＥＢ−Ｆ ２．０％
３−ＨＥＢＥＢ−１ ２．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｃ ４．０％
ＴＮＩ＝７５．３（℃）
η＝３７．９（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１１８
Δε＝２３．９
Ｖｔｈ＝１．０４（Ｖ）
【０１０８】
使用例１７
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ４．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ６．０％
３−ＨＢ−Ｃ １８．０％
２−ＢＴＢ−１ １０．０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ ３０．０％
１−ＢＨＨ−ＶＦＦ ８．０％
１−ＢＨＨ−２ＶＦＦ １１．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５．０％
３−ＨＨＢ−１ ４．０％
ＴＮＩ＝７５．８（℃）
η＝１３．６（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１２２
Δε＝５．９
Ｖｔｈ＝２．２９（Ｖ）
【０１０９】
使用例１８
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５．０％
５−Ｈ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５．０％
２−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ３．０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ６．０％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５．０％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ６．０％
３−ＨＨＢ−１ ８．０％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＨＢ−３ ４．０％
ＴＮＩ＝８９．２（℃）
η＝２０．２（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．０９９
Δε＝２．２
Ｖｔｈ＝３．０５（Ｖ）
上記組成物１００重量部に、ＣＮを０．３重量部添加したときのピッチは７６．３μｍであった。
【０１１０】
使用例１９
３−ＨＨＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ５．０％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １２．０％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０．０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
５−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５．０％
３−ＨＢＣＦ２ＯＢ−ＯＣＦ３ ４．０％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６．０％
ＴＮＩ＝７８．１（℃）
η＝３４．６（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．０８６
Δε＝１２．５
Ｖｔｈ＝１．５７（Ｖ）
【０１１１】
使用例２０
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ５．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ５．０％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ２．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ２．０％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ２．０％
２−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ６．０％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ６．０％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ９．０％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ９．０％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２５．０％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １９．０％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ ５．０％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ５．０％
ＴＮＩ＝９６．８（℃）
η＝３７．０（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１３４
Δε＝６．０
Ｖｔｈ＝２．５２（Ｖ）
上記組成物１００重量部に、ＣＭ４３Ｌを０．２重量部添加したときのピッチは７８．４μｍであった。
【０１１２】
【発明の効果】
本発明の液晶性化合物は極めて大きな負の誘電率異方性値と小さな光学異方性値を同時に有する。また、他の液晶材料との相溶性においても良好な特性を示す。従って 、本発明の液晶性化合物を液晶組成物の成分として用いることにより、低いしきい値電圧と小さな光学異方性値を示す液晶組成物が実現できる。更に、これを用いて優れた液晶表示素子を提供することができる。
本発明の化合物はＩＰＳ方式およびＶＡ方式用のみならずＥＣＢ（複屈折制御）およびＧＨ（ゲスト・ホスト）モード用の液晶組成物の成分としても好適に利用できる。また、ＴＮ（ツイステッド・ネマチック）、ＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマチック）およびＡＭ（アクティブ・マトリックス）方式用の液晶組成物の成分としても好適に利用できる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規液晶性化合物および液晶組成物に関し、さらに詳しくは、ジフルオロメチレンオキシ部位を有する液晶性化合物、この化合物を含有する液晶組成物およびこの液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子に関する。
【０００２】
【背景技術】
液晶性化合物（本願において、液晶性化合物なる用語は、液晶相を示す化合物および液晶相を示さないが液晶組成物の構成成分として有用である化合物の総称として用いられる）を用いた液晶表示素子は、コンピューター、テレビジョン等のディスプレイに広く活用されている。
液晶組成物には低消費電力化、漏洩電磁波の減少を目的に、駆動電圧を低くすることが求められている。駆動電圧（しきい値電圧）は下式に示されるように、誘電率異方性値と弾性定数との関数であることが知られている（M. F. Leslie, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 12, 57 (1970)）
【０００３】
【式１】
（上式において、Ｖthはしきい値電圧、ε０は真空の誘電率、Ｋは弾性定数、Δεは誘電率異方性をそれぞれ示す）
すなわち、駆動電圧を低くするためには、１）誘電率異方性値を大きくする、２）弾性定数を小さくする、ことが必要である。一般には液晶性化合物の弾性定数の値を調整することは困難とされ、駆動電圧の低電圧化にはもっぱら誘電率異方性値を大きくする方策が採られている。したがって、大きな誘電率異方性値を有する新規液晶性化合物が待望されている。
ところで以前から液晶表示素子の最大の問題点は視野角が狭いという点であり、近年その改善を目的に種々の表示方式が提案されている。１９９５年に提案されたインプレーン・スイッチング（ＩＰＳ）表示素子は、従来の表示素子に比較して視野角を格段に広くした（液晶討論会 2A07 (1995)、 ASIA DISPLAY '95、 557 (1995)、 ASIA DISPLAY '95、 707 (1995)）。そして本方式の特徴は、誘電率異方性値の正負に関係なく各種の液晶組成物を利用できるという点である。
また、１９９７年には垂直配向（ＶＡ）セルを活用した試みが報告され（SID 97 DIGEST、 845 (1997)）、この方式の表示素子も従来の表示素子に比較し視野角が格段に広い。そして本方式の特徴は、誘電率異方性値が負の液晶組成物を利用できる点である。
【０００５】
大きな負の誘電率異方性と比較的小さな光学異方性値を有する化合物として、下記の化合物（１３）が知られている（V. Reiffenrath ら、Liq. Cryst., 5 (1), 159 (1989)）。この化合物の誘電率異方性値は（Δε＝−４．１）、光学異方性値は（Δｎ＝０．１８）であると報告されている。
【０００６】
【化６】
化合物（１３）は大きな誘電率異方性値を示すが、光学異方性値が大きく、ＩＰＳあるいはＶＡモードの要求値を満たすことが出来なかった。
【０００８】
MaierおよびMaeierによれば、誘電率異方性値および光学異方性値はオーダーパラメーターの関数であるとされている（W. Maier and G. Meier、Z. Naturf. (a)、16、262 (1961)）。つまりオーダーパラメーターを減少せしめれば光学異方性値を減少させる事が可能である。一般的に液晶単分子において光学異方性値と誘電率異方性値は比例関係にあり、光学異方性値を減少させようとすると、それにつれて誘電率異方性値の減少も引き起こしてしまう。このため、誘電率異方性値の大幅な減少を引き起こさず光学異方性値のみを低下せしめる特異的な性質を持つ新規化合物が待望されていた。
【０００９】
また、光学異方性値が小さい化合物として、シアノ基が導入された化合物（１４）も知られている（R. Eidenschinkら、Angew. Chem., 96, 151 (1984)）。これは大きな誘電率異方性値と小さな光学異方性値を併せ持つ化合物である。しかし比抵抗値が低く、電圧保持率の温度依存性が極めて大きい為、これを用いたＩＰＳおよびＶＡモードの液晶組成物はコントラストが極めて低かった。ゆえに、ＩＰＳおよびＶＡモードの液晶組成物に用いる液晶性化合物としては不適格である。
【００１０】
【化７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記の液晶性化合物に要求される諸特性に鑑み、負に極めて大きな誘電率異方性値と小さな光学異方性値とを同時に有する液晶性化合物、これを含有する液晶組成物および該液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、２つの環構造を−ＣＦ２Ｏ−結合基で架橋した部分構造と、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基なる部分構造を同時に有する２環、３環、４環系化合物が、大きな負の誘電率異方性値を示すばかりか、他の化合物との相溶性に優れ、また高い比抵抗値、及び高い電圧保持率を有し、かつ物理的・化学的にも安定であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は［１］〜［２２］の構成を有する。
［１］ 一般式（１）
【化８】
［２］ 一般式（１）において、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［３］ 一般式（１）において、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子であり、環Ａ２がトランス−１，４−シクロヘキシレンである［１］に記載の液晶性化合物。
［４］ 一般式（１）において、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子であり、環Ａ２がシクロヘキセン−１，４−ジイルである［１］に記載の液晶性化合物。
［５］ 一般式（１）において、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子であり、環Ａ２が環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンである［１］に記載の液晶性化合物。
［６］ 一般式（１）において、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０であり、環Ａ１、Ａ２がトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、Ｚ１が単結合であり、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［７］ 一般式（１）において、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０であり、環Ａ１がトランス−１，４−シクロヘキシレン、環Ａ２シクロヘキセン−１，４−ジイルがであり、Ｚ１が単結合で、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［８］ 一般式（１）において、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０であり、環Ａ１がトランス−１，４−シクロヘキシレン、環Ａ２が環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンであり、Ｚ１が単結合、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［９］ 一般式（１）において、ｌ＝ｎ＝０、ｍ＝１であり、環Ａ２がトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、環Ａ３が環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンであり、Ｚ２が単結合、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［１０］ 一般式（１）において、ｌ＝ｎ＝０、ｍ＝１であり、環Ａ２がシクロヘキセン−１，４−ジイルであり、環Ａ３が環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンであり、Ｚ２が単結合、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［１１］ 一般式（１）において、ｌ＝ｍ＝１、ｎ＝０、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［１２］ 一般式（１）において、ｌ＝２、ｍ＝ｎ＝０、Ｙ１，Ｙ２がフッ素原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［１３］ ［１］〜［１２］のいずれか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
［１４］ 第一成分として、［１］〜［１２］のいずれか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【化９】
［１５］ 第一成分として、［１］〜［１２］に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（５）および（６）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物
【化１０】
［１６］ 第一成分として、［１］〜［１２］に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（７）、（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【化１１】
［１７］ 第一成分として、［１］〜［１２］に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、一般式（１０）、（１１）および（１２）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
【化１２】
［１８］ 第一成分として、［１］〜［１２］に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（７）（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、前記一般式（１０）、（１１）および（１２）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
［１９］ 第一成分として、［１］〜［１２］に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、前記一般式（７）、（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
［２０］ 第一成分として、［１］〜［１２］に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、前記一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、前記一般式（５）および（６）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第四成分として、前記一般式（７）、（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
［２１］ ［１３］〜［２０］のいずれか１項に記載の液晶組成物に、さらに１種類以上の光学活性化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
［２２］ ［１３］〜［２１］のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子。
一般式（１）で表される液晶性化合物のうち特に好ましい特性を示す化合物は一般式（１−１）〜（１−６）で表される下記の化合物である。
（式中Ｒａ、Ｒｂ、環Ａ１、Ａ２、Ａ３，Ａ４は前記と同じ意味を示す。）
【００１３】
【化１３】
一般式（１）において、Ｒａ及びＲｂは、好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシアルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基、アルケニルオキシ基、ハロゲン置換アルキル基、ハロゲン置換アルケニル基、ハロゲン置換アルケニルオキシ基、ハロゲン置換アルコキシ基、ハロゲン置換アルキニル基等である。Ｒａ及びＲｂが、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシアルコキシ基、ハロゲン置換アルキル基またはハロゲン置換アルコキシ基である化合物は化学的に安定であり、アルケニル基、またはアルキニル基である化合物はやや大きな光学異方性を示す。
また、Ｒａ及びＲｂがアルキル基、アルコキシ基、またはアルケニル基である化合物は、低い粘性を有するので好ましい。また、ＩＰＳ方式あるいはＶＡ方式の表示素子に使用する場合は、高い化学的な安定性と大きな誘電率異方性値が要求されるので、Ｒｂがアルキル基、アルコキシ基である化合物が最適である。
一般式（１）においてＺ１ 、Ｚ２ およびＺ３は、好ましくは単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、または−ＯＣＦ２−である。Ｚ１、Ｚ２およびＺ３が各々独立に単結合である場合、低い粘性を示すと共に、広い温度範囲でネマチック相を示す。
【００１５】
Ｙ１およびＹ２は、フッ素原子あるいは塩素原子を示すが、特にフッ素原子が好ましく、化合物はより負に大きな誘電率異方性を示す。特にＹ１およびＹ２が共にフッ素原子である場合、最も大きな負の誘電率異方性値を示す。
環Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４は、それぞれ独立して、トランス−１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレンあるいはフッ素置換１，４−フェニレン、ピリダジン−３，６−ジイル、ピリジン−２，５−ジイルまたはピリミジン−２，５−ジイルが最適であるが、粘性の低い化合物を得るにはシクロヘキサン−１，４−ジイルが最適である。環Ａ１、Ａ２またはＡ３が１，３−ジオキサン−２，５−ジイルである化合物は、小さな弾性定数値（Ｋ）を示し、ＩＰＳ方式及びＶＡ方式を含むＴＮモードの液晶表示素子の駆動電圧を低下せしめるので好ましい。又、環Ａ１、Ａ２、Ａ３またはＡ４がフッ素置換１，４−フェニレン、ピリダジン−３，６−ジイル、ピリジン−２，５−ジイルまたはピリミジン−２，５−ジイルである化合物は誘電率異方性値がより大きな値を示す。
一般式（１）で表される化合物は、公知の有機合成化学的手法を適切に組み合わせることにより製造できる。公知の有機化学的手法は、Organic Synthesis、Organic Reactions、新実験化学講座等の成書を参照することで知ることができる。以下にその代表例を示す。
文献公知の方法で製造できるカルボン酸誘導体（１）に種々のフェノールやアルコール（２）を作用させた後、脱水縮合反応を行うことにより、結合基がエステル基である一般式（１）の化合物（３）を合成することができる。脱水縮合反応は公知の脱水剤（例えばジシクロヘキシルカルボジイミド等）によって好適に実施出来るが、カルボン酸誘導体（１）を酸無水物に誘導し、塩基性条件下フェノールやアルコール（２）を作用させることでも好適に合成できる。
エステル誘導体（３）をローソン試薬などの公知の硫黄化剤により化合物（４）へと誘導できる。化合物（４）のチオカルボニル基をフッ化水素ピリジン(M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 827, 1992)、ジエチルアミノサルファトリフルオリド（William H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768）などのフッ素化剤でフッ素化することにより、結合基がＯＣＦ２である一般式（１）の化合物（５）を合成できる。
文献公知の方法で製造できるカルボン酸誘導体（１）を酸塩化物（６）に誘導し、塩化水銀（ＩＩ）存在下トリメチルシリルエノールエーテル（７）を作用させることで（Kenneth J. Shea et al., J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 447) 一般式（１）の環Ａ２が１−シクロヘキセン１，４−ジイルであり、結合基がエステル基である化合物（８）を合成することができる。
エステル誘導体（８）をローソン試薬などの公知の硫黄化剤により化合物（９）へと誘導できる。化合物（９）のチオカルボニル基をフッ素化剤でフッ素化することで一般式（１）の結合基がＯＣＦ２である化合物（１０）を合成できる。
【００１６】
【化１４】
【化１５】
環Ａ１、Ａ２、Ａ３またはＡ４の部位に１，３−ジオキサン−２，５−ジイルを導入するには、H. M. Vorbrodt、 R. Eidenschink らの方法（H. M. Vorbrodt, J. Prakt. Chem., 323, 902 (1981)、 R. Eidenschink, DE-OS3306960(1983)）に従えばよい。
【００１９】
このようにして得られる本発明の液晶性化合物は、大きな負の誘電率異方性値を示すので、液晶表示素子の低電圧駆動が実現できる。
また、液晶性化合物は、液晶表示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十分安定であり、種々の液晶材料と容易に混合し、低温下でも非常に優れた相溶性を有するので、ネマチック液晶組成物の構成成分として極めて優れている。
これらの化合物は大きな負の誘電率異方性値と同時に、比較的小さな光学異方性値を有しており、ＩＰＳ方式およびＶＡ方式用の液晶組成物の構成成分として特に好適に使用することができる。
【００２０】
以下、本発明の液晶組成物に関して説明する。液晶組成物は、一般式（１）で示される化合物を少なくとも１種類含む第一成分のみでもよい。これに加え、第二成分として既述参照の一般式（２）、（３）および（４）からなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物（以下第二Ａ成分と称する）および／または一般式（５）および（６）からなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物（以下第二Ｂ成分と称する）を混合したものが好ましい。さらに、しきい値電圧、液晶相温度範囲、屈折率異方性値、誘電率異方性値および粘度等を調整する目的で、一般式（１０）、（１１）および（１２）からなる群から選ばれる少なくとも１種類の化合物を第三成分として混合することもできる。また、本発明に使用される液晶組成物の各成分は物理特性に大きな差異がないことから、各元素の同位体元素からなる類縁体でも差し支えない。
上記第二Ａ成分のうち、一般式（２）に含まれる化合物の好適例として次の（２−１）〜（２−９）、一般式（３）に含まれる化合物の好適例として（３−１）〜（３−９４）、一般式（４）に含まれる化合物の好適例として（４−１）〜（４−３３）をそれぞれ挙げることができる。
【００２１】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
【化２８】
（式中、Ｒ1、Ｘ1は前記と同じ意味を表す。）
これらの一般式（２）〜（４）で示される化合物は、誘電率異方性値が正を示し、熱安定性や化学的安定性が非常に優れているので、主としてＴＦＴ用の液晶組成物に用いられる。ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合、該化合物の使用量は、液晶組成物の全重量に対して１〜９９重量％の範囲が適するが、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。また一般式（１０）〜（１２）で表される化合物を粘度調整の目的でさらに添加してもよい。
【００３５】
次に、前記第二Ｂ成分のうち、一般式（５）および（６）に含まれる化合物の好適例として、それぞれ（５−１）〜（５−４０）および（６−１）〜（６−３）を挙げることができる。
【００３６】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
（式中、Ｒ２，Ｒ３およびＸ２は前記と同じ意味を表す。）
一般式（５）および（６）で示される化合物は、誘電率異方性値が正でその値が非常に大きいので主としてＳＴＮ、ＴＮ用の液晶組成物に用いられる。これらの化合物は組成物成分として特にしきい値電圧を小さくする目的で使用される。粘度の調整、屈折率異方性値の調整および液晶相温度範囲を広げる等の目的や、さらに急峻性を改良する目的にも使用される。ＳＴＮまたはＴＮ用の液晶組成物を調製する場合には一般式（５）および（６）で表される化合物の使用量は０．１〜９９．９重量％の範囲が適用できるが好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。しきい値電圧、液晶相温度範囲、屈折率異方性値、誘電率異方性値及び粘度等を調整する目的で後述の第三成分を混合することもできる。
【００４３】
垂直配向モード（ＶＡモード）等に用いられる、誘電率異方性が負の液晶組成物を調製する場合には一般式（７）〜（９）からなる群から選ばれる少なくとも一種類の化合物（以下第二Ｃ成分）を混合した物が好ましい。第二Ｃ成分の一般式（７）〜（９）に含まれる化合物の好適例として、それぞれ（７−１）〜（７−３）、（８−１）〜（８−５）および（９−１）〜（９−３）を挙げることができる。
【００４４】
【化３５】
（式中、Ｒ４，Ｒ５は前記と同じ意味を表す）
一般式（７）〜（９）で表される化合物は、誘電率異方性値が負の化合物である。一般式（７）で表される化合物は２環化合物であるので、主としてしきい値電圧の調整、 粘度調整または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。一般式（８）で表される化合物は透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的の他、しきい値電圧を小さくする目的および屈折率異方性値を大きくする目的で使用される。
一般式（７）〜（９）で表される化合物は主として誘電率異方性の値が負であるＶＡモード用の液晶組成物に使用される。その使用量を増加させると組成物のしきい値電圧が小さくなるが、粘度が大きくなる。従って、しきい値電圧の要求値を満足している限り、少なく使用することが好ましい。しかしながら、誘電率異方性値の絶対値が５以下であるので、４０重量％より少なくなると電圧駆動ができなくなる場合がある。一般式（７）〜（９）で表される化合物の使用量は、ＶＡモード用の組成物を調製する場合には４０重量％以上が好ましいが、５０〜９５重量％が好適である。また弾性定数をコントロールし、組成物の電圧透過率曲線を制御する目的で、一般式（７）〜（９）で表される化合物を誘電率異方性値が正である組成物に混合する場合もある。この場合の一般式（７）〜（９）で表される化合物の使用量は３０重量％以下が好ましい。
【００４６】
本発明の液晶組成物の第三成分のうち、一般式（１０）〜（１２）に含まれる化合物の好適例として、それぞれ（１０−１）〜（１０−１１）、（１１−１）〜（１１−１８）および（１２−１）〜（１２−６）を挙げることができる。
【００４７】
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
（式中、Ｒ６およびＲ７は前記と同じ意味を表す。）
一般式（１０）〜（１２）で表される化合物は、誘電率異方性値の絶対値が小さく、中性に近い。一般式（１０）で表される化合物は主として粘度調整または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。また一般式（１１）および（１２）で表される化合物は透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。
一般式（１０）〜（１１）で表される化合物の使用量を増加させると液晶組成物のしきい値電圧が大きくなり、粘度が小さくなる。従って、液晶組成物のしきい値電圧要求値を満足している限り、多量に使用することが望ましい。ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合に、一般式（１０）〜（１２）で表される化合物の使用量は、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３５重量％以下である。また、ＳＴＮまたはＴＮ用の液晶組成物を調製する場合には、一般式（１０）〜（１２）で表される化合物の使用量は、好ましくは７０重量％以下、より好ましくは６０重量％以下である。
本発明に従い提供される液晶組成物は、一般式（１）で示される液晶性化合物の少なくとも１種類を０．１〜９９重量％の割合で含有することが、優良な特性を発現せしめるために好ましい。
【００５２】
該液晶組成物はそれ自体公知の方法、例えば種々の成分を高温度下で相互に溶解させる方法等により一般に調製される。また、必要により、適当な添加物を加えることによって、意図する用途に応じた改良がなされ、最適化される。 このような添加物は当該業者によく知られており、文献などに詳細に記載されている。通常、液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を調整し、逆ねじれを防ぐといった効果を有するキラルドープ剤などが添加される。この場合に使用されるキラルドープ剤の例として以下の光学活性化合物を挙げることができる。
【００５３】
【化４０】
本発明の液晶組成物は、通常、これらの光学活性化合物を添加して、ねじれのピッチを調整する。ねじれのピッチはＴＦＴ用およびＴＮ用の液晶組成物であれば４０〜２００μｍの範囲に調整するのが好ましい。ＳＴＮ用の液晶組成物であれば６〜２０μｍの範囲に調整するのが好ましい。また、双安定ＴＮ（Ｂｉｓｔａｂｌｅ ＴＮ）モード用の場合は、１．５〜４μｍの範囲に調整するのが好ましい。また、ピッチの温度依存性を調整する目的で２種以上の光学活性化合物を添加してもよい。
また、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系およびテトラジン系等の二色性色素を添加すれば、ＧＨ型用の液晶組成物として使用することもできる。本発明の組成物は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰや、液晶中に三次元網目状高分子を形成して作製したポリマー分散型液晶表示素子（ＰＤＬＣＤ）、例えばポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮＬＣＤ）に使用できる。そのほかに、複屈折制御（ＥＣＢ）型やＤＳ型用にも使用できる。
【００５５】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
実施例１
２，３−ジフルオロ−１−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）フェニルオキシ）ジフルオロメチル−４−エトキシベンゼンの合成。一般式（１）において、Ｒａがｎ−プロピル基、Ｒｂがエトキシ基、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０、環Ａ１がトランス−１，４−シクロヘキサン、Ｚ１が単結合、Ａ２が１、４−フェニレン基、Ｙ１とＹ２が共にフッ素原子である、化合物番号６６の化合物。
【００５６】
第１段
１ｌ三口フラスコ中、２，３−ジフルオロ−４−エトキシ安息香酸（ａ） ６．６０ｇと４−（４−プロピル−１−シクロヘキシル）フェノール（ｂ）７．０６ｇを塩化メチレン４５０ｍＬに溶解させた。そこに４−ジメチルアミノピリジン４．０９ｇを加え、室温で１時間攪拌させた。そこに塩化メチレン１９５ｍＬにＮ、Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミド７．６０ｇを溶解させた溶液を加え、一晩攪拌した。ジエチルエーテルを加え析出した尿素を濾別し、飽和食塩水を加え、１時間攪拌した。分液し、有機層を３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下で留去し、１３．１ｇの４−（４−プロピルシクロヘキシル）フェニル ４−エトキシ−２，３−ジフルオロベンゾアート（ｃ）を得た。
第２段
第１段で得られたベンゾアート（ｃ）１０．０ｇとローソン試薬２０．１ｇとメシチレン１００ｍｌとを窒素置換された３００ｍｌ三口フラスコに入れ、６時間加熱還流した。室温まで冷却し水を加え、分液し水層をトルエンで抽出し、有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、６．１１ｇのＯ−４−（４−プロピルシクロヘキシル）フェニル ４−エトキシ−２，３−ジフルオロチオベンゾアート（ｄ）を得た。
第３段
３００ｍｌ三口フラスコにＮ−ブロモスクシンイミド３．４３ｇと塩化メチレン８０ｍｌを加えて窒素雰囲気下−６０℃で攪拌した。そこにゆっくりと７０％フッ化水素ピリジン８．３ｇを加え、同じ温度で１０分間攪拌した。その後第２段で得られたベンゾアート（ｄ）４．０４ｇを塩化メチレン４０ｍｌに溶解させ、ゆっくりと滴下させ、同じ温度で３時間攪拌した。反応液を室温に戻し、飽和炭酸ナトリウム水溶液を滴下し、一晩攪拌した。分液し水層を塩化メチレンで抽出し有機層と合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧下留去し、３．５３ｇの２，３−ジフルオロ−１−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）フェニルオキシ）ジフルオロメチル−４−エトキシベンゼン（６６）を得た。この化合物はネマチック相を持つ無色結晶であった。
Ｃ ２１．５℃ Ｎ １１８℃ Ｉ
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：７．３８−７．３５（ｑ，１Ｈ），７．２５−７．１５（ｑ，４Ｈ），６．７５−６．７１（ｍ，１Ｈ），４．１６−４．１２（ｑ，２Ｈ），２．４８−２．４１（ｍ，１Ｈ），１．８９−１．８４（ｍ，４Ｈ），１．４８−１．１９（ｍ，１０Ｈ），１．０９−１．０１（ｍ，２Ｈ），０．９１−０．８８（ｔ，３Ｈ）．
【００５７】
【化４１】
実施例２
２，３−ジフルオロ−１−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）１−シクロヘキセニルオキシ）ジフルオロメチル−４−メトキシベンゼンの合成。一般式（１）において、Ｒａがｎ−プロピル基、Ｒｂがメトキシ基、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０、環Ａ１が１，４−シクロヘキサン、Ｚ１が単結合、Ａ２が１−シクロヘキセン−１，４−ジイル、Ｙ１とＹ２が共にフッ素原子である、化合物番号５１の化合物。
【００５９】
第１段
１００ｍｌ三口フラスコ中、２，３−ジフルオロ−４−メトキシ安息香酸（ｅ）７．２０ｇをトルエン３０ｍＬに溶解させ、そこに塩化チオニル６．８７ｇを加え、３時間加熱還流した。トルエン及び塩化チオニルを留去し、４−（４−プロピルシクロヘキシル）−１−トリメチルシリルオキシシクロヘキセン（ｆ）１７．０ｇ、及び塩化水銀（ＩＩ）０．４０ｇを加え、９０℃で２時間加熱攪拌した。室温に戻し水を加え分液し、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、１３．８ｇの４−（４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキセン−１−イル ４−メトキシ−２，３−ジフルオロベンゾアート（ｇ）を得た。
第２段
第１段で得られたベンゾアート（ｇ）１１．７ｇとローソン試薬２４．７ｇとメシチレン１２０ｍｌとを窒素置換された３００ｍｌ三口フラスコに入れ、６時間加熱還流した。室温まで冷却し水を加え、分液し水層をトルエンで抽出し、有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、０．５３ｇのＯ−４−（４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキセン−１−イル ４−メトキシ−２，３−ジフルオロチオベンゾアート（ｈ）を得た。
第３段
３００ｍｌ三口フラスコにＮ−ブロモスクシンイミド０．４６ｇと塩化メチレン１１ｍｌを加えて窒素雰囲気下−６０℃で攪拌した。そこにゆっくりと７０％フッ化水素ピリジン１．１２ｇを加え、同じ温度で１０分間攪拌した。その後第２段で得られたベンゾアート（ｈ）０．５３ｇを塩化メチレン４０ｍｌに溶解させ、ゆっくりと滴下させ、同じ温度で３時間攪拌した。反応液を室温に戻し、飽和炭酸ナトリウム水溶液を滴下し、一晩攪拌した。分液し水層を塩化メチレンで抽出し有機層と合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧下留去し、０．２２ｇの２，３−ジフルオロ−１−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）１−シクロヘキセニルオキシ）ジフルオロメチル−４−メトキシベンゼン（５１）を得た。この化合物はネマチック相を持つ無色結晶であった。
Ｃ ９４℃ Ｎ ９９℃ Ｉ
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：７．３６−７．３２（ｍ，１Ｈ），６．７６−６．７３（ｔ，１Ｈ），４．４７−４．４６（ｑ、１Ｈ）、３．９３（ｓ，３Ｈ），２．４８−２．４１（ｍ，２Ｈ），２．０７−０．９７（ｍ、１９Ｈ）、０．８８−０．８４（ｔ、３Ｈ）．
【００６０】
【化４２】
実施例３
２，３−ジフルオロ−１−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシルオキシ）ジフルオロメチル−４−メトキシベンゼンの合成。一般式（１）において、Ｒａがｎ−プロピル基、Ｒｂがメトキシ基、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０、環Ａ１がトランス−１，４−シクロヘキサン、Ｚ１が単結合、Ａ２がトランス−１，４−シクロヘキサン、Ｙ１とＹ２が共にフッ素原子である、化合物番号４１の化合物。
【００６２】
第１段
１ｌ三口フラスコ中、２，３−ジフルオロ−４−メトキシ安息香酸（ｅ）３０．６ｇとトランス４−（４−トランスプロピルシクロヘキシル）シクロヘキサノール（ｉ）３７．３ｇを塩化メチレン１Ｌに溶解させた。そこに４−ジメチルアミノピリジン１６．４ｇを加え、室温で１時間攪拌させた。そこに塩化メチレン５００ｍＬにＮ、Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミド３１．３ｇを溶解させた溶液を加え、一晩攪拌した。ジエチルエーテルを加え析出した尿素を濾別し、飽和食塩水を加え、１時間攪拌した。分液し、有機層を３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、４１．４ｇのトランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル ４−メトキシ−２，３−ジフルオロベンゾアート（ｊ）を得た。
第２段
第１段で得られたベンゾアート（ｊ）４１．４ｇとローソン試薬９０．２ｇとメシチレン４００ｍｌとを窒素置換された１Ｌ三口フラスコに入れ、６時間加熱還流した。室温まで冷却し水を加え、分液し水層をトルエンで抽出し、有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、２９．８ｇのＯ−トランス−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル ４−メトキシ−２，３−ジフルオロチオベンゾアート（ｋ）を得た。
第３段
３００ｍｌ三口フラスコにＮ−ブロモスクシンイミド４．４３ｇと塩化メチレン１５０ｍｌを加えて窒素雰囲気下−６０℃で攪拌した。そこにゆっくりと７０％フッ化水素ピリジン１０．７ｇを加え、同じ温度で１０分間攪拌した。その後第２段で得られたベンゾアート（ｋ）５．００ｇを塩化メチレン５０ｍｌに溶解させ、ゆっくりと滴下させ、同じ温度で３時間攪拌した。反応液を室温に戻し、飽和炭酸ナトリウム水溶液を滴下し、一晩攪拌した。分液し水層を塩化メチレンで抽出し有機層と合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧下留去し、３．３４ｇの２，３−ジフルオロ−１−（４−（４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシルオキシ）ジフルオロメチル−４−メトキシベンゼン（４１）を得た。この化合物は無色結晶であった。
Ｃ １３３℃ Ｉ
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：７．３３−７．３０（ｍ，１Ｈ），６．７６−６．７２（ｍ，１Ｈ），４．３６−４．３０（ｍ、１Ｈ）、３．９４（ｓ，３Ｈ），２．１５−２．１３（ｄ，２Ｈ），１．８３−１．０８（ｍ、２１Ｈ）、０．９１−０．８８（ｔ、３Ｈ）．
【００６３】
【化４３】
実施例４
２，３−ジフルオロ−１−（４−（トランス４−プロピルシクロヘキシル）−（２，３−ジフルオロフェニルオキシ）ジフルオロメチル）−４−エトキシベンゼンの合成。一般式（１）において、Ｒａがｎ−プロピル基、Ｒｂがエトキシ基、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０、環Ａ１がトランス−１，４−シクロヘキサン、Ｚ１が単結合、Ａ２が２，３−ジフルオロ−１、４−フェニレン基、Ｙ１とＹ２が共にフッ素原子である、化合物番号７６の化合物。
【００６５】
第１段
５００ｍｌ三口フラスコ中、２，３−ジフルオロ−４−エトキシ安息香酸（ａ）３．２０ｇと２，３−ジフルオロ−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）フェノール（ｌ）３．８４ｇを塩化メチレン２３０ｍＬに溶解させた。そこに４−ジメチルアミノピリジン０．７０ｇを加え、室温で１時間攪拌させた。そこに塩化メチレン９０ｍＬにＮ、Ｎ−ジシクロヘキシルカルボジイミド３．５４ｇを溶解させた溶液を加え、一晩攪拌した。ジエチルエーテルを加え析出した尿素を濾別し、飽和食塩水を加え、１時間攪拌した。分液し、有機層を３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、６．６０ｇの２，３−ジフルオロ−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）フェニル ４−エトキシ−２，３−ジフルオロベンゾアート（ｍ）を得た。
第２段
第１段で得られたベンゾアート（ｍ）６．６０ｇとローソン試薬１２．２ｇとメシチレン７０ｍｌとを窒素置換された３００ｍｌ三口フラスコに入れ、６時間加熱還流した。室温まで冷却し水を加え、分液し水層をトルエンで抽出し、有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、１．９５ｇのＯ−２，３−ジフルオロ−４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）フェニル ４−エトキシ−２，３−ジフルオロチオベンゾアート（ｎ）を得た。
第３段
３００ｍｌ三口フラスコにＮ−ブロモスクシンイミド１．５８ｇと塩化メチレン４０ｍｌを加えて窒素雰囲気下−６０℃で攪拌した。そこにゆっくりと７０％フッ化水素ピリジン３．７ｇを加え、同じ温度で１０分間攪拌した。その後第２段で得られたベンゾアート（ｎ）１．７３ｇを塩化メチレン２０ｍｌに溶解させ、ゆっくりと滴下させ、同じ温度で３時間攪拌した。反応液を室温に戻し、飽和炭酸ナトリウム水溶液を滴下し、一晩攪拌した。分液し水層を塩化メチレンで抽出し有機層と合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、３規定塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧下留去し、１．４６ｇの２，３−ジフルオロ−１−（４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）−（２，３−ジフルオロフェニルオキシ）ジフルオロメチル）−４−エトキシベンゼン（７６）を得た。この化合物はネマチック相を持つ無色結晶であった。
Ｃ ５９．５℃ Ｎ １１９℃ Ｉ
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）δ：７．４３−７．４０（ｍ，１Ｈ），７．１１−７．７．０９（ｍ，１Ｈ），６．９７−６．９５（ｍ，１Ｈ），６．７９−６．７６（ｍ、１Ｈ）、４．１９−４．１５（ｑ，２Ｈ），２．８４−２．７９（ｍ，１Ｈ），１．８８−１．８６（ｄ、４Ｈ）、１．５０−１．２０（ｍ，１１Ｈ），１．１１−１．０５（ｍ，２Ｈ），０．９２−０．８９（ｔ，３Ｈ）．
【００６６】
【化４４】
以下同様にして、化合物１〜２２０の化合物を合成できる。
【００６８】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
【化５２】
【化５３】
【化５４】
【化５５】
【化５６】
【化５７】
【化５８】
【化５９】
【化６０】
【化６１】
【化６２】
【化６３】
【化６４】
【化６５】
【化６６】
このようにして調製される本発明の液晶組成物の例として、以下の組成物例１〜２０を示すことができる。
なお、組成物例中の各化合物は下記表１に示す取り決めに従い、左末端基、結合基、環構造および右末端基の記号により表示した。化合物の含有量は特に規定のない限り重量％を意味する。
また、組成物例の特性データは、ＴＮＩ（ネマチック−等方性液体転移温度または透明点）、η（粘度：測定温度２０．０℃）、Δｎ（屈折率異方性値：測定温度２５．０℃）、Δε（誘電率異方性値：測定温度２５．０℃）およびＶｔｈ（しきい値電圧：測定温度２５．０℃）により示した。
【００９１】
【表１】
使用例１
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ７．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ７．０％
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ７．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ７．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ２ １４．０％
ＴＮＩ＝９１．１（℃）
η＝２７．３（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１０
【００９３】
使用例２
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）ＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）ＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）ＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
３−ＨＨ−２ ５．０％
３−ＨＨ−４ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ５．０％
５−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １１．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １４．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ２４．０％
ＴＮＩ＝７６．５（℃）
Δｎ＝０．０８１
Δε＝−３．８
【００９４】
使用例３
３−ＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
５−ＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＨ−５ ５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ４．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
３−ＨＨＥＨ−５ ５．０％
４−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
【００９５】
使用例４
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ７．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ７．０％
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ７．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ７．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ２ １４．０％
ＴＮＩ＝８４．８（℃）
η＝２７．９（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１０３
【００９６】
使用例５
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ６．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ６．０％
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ６．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ６．０％
３−ＨＨ−２ ５．０％
３−ＨＨ−４ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ５．０％
５−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １１．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １４．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １５．０％
ＴＮＩ＝８６．３（℃）
Δｎ＝０．０８８
Δε＝−４．３
【００９７】
使用例６
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨ−５ ５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ４．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
３−ＨＨＥＨ−５ ５．０％
４−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
ＴＮＩ＝７６．０（℃）
Δｎ＝０．０７７
Δε＝−３．０
【００９８】
使用例７
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ４．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ２ １４．０％
ＴＮＩ＝８６．２（℃）
η＝２６．９（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１０３
【００９９】
使用例８
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ６．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ６．０％
３−ＨＨＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ６．０％
５−ＨＨＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ６．０％
３−ＨＨ−２ ５．０％
３−ＨＨ−４ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ５．０％
５−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １１．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １４．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １５．０％
ＴＮＩ＝８４．２（℃）
Δｎ＝０．０８２
Δε＝−３．９
【０１００】
使用例９
３−ＨＨＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ６．０％
５−ＨＨＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ６．０％
３−ＨＨ−５ ５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ４．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
３−ＨＨＥＨ−５ ５．０％
４−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
ＴＮＩ＝７９．５（℃）
Δｎ＝０．０７５
Δε＝−２．８
【０１０１】
使用例１０
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ７．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ７．０％
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ７．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ７．０％
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ７．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ７．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８．０％
ＴＮＩ＝８９．８（℃）
η＝３１．５（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１１３
【０１０２】
使用例１１
３−ＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
５−ＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨ−２ ５．０％
３−ＨＨ−４ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ５．０％
５−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １１．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １４．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １５．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ２４．０％
【０１０３】
使用例１２
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨ−５ ５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ６．０％
３−ＨＨ−Ｏ３ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ ４．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
３−ＨＨＥＨ−５ ５．０％
４−ＨＨＥＨ−３ ５．０％
ＴＮＩ＝７９．３（℃）
Δｎ＝０．０７９
Δε＝−３．２
【０１０４】
使用例１３
３−ｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ４．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ １０．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ １０．０％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３ ２５．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−５ １３．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−５ １４．０％
【０１０５】
使用例１４
３−ＨＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）ＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ−３ ８．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ８．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ４．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１Ｏ１ ４．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
３−ＨＢＢ−２ ６．０％
５−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １０．０％
【０１０６】
使用例１５
３−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ５．０％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ５．０％
３−ＨＢ−Ｃ ２０．０％
Ｖ２−ＨＢ−Ｃ ６．０％
１−ＢＴＢ−３ ５．０％
２−ＢＴＢ−１ １０．０％
１Ｏ１−ＨＨ−３ ３．０％
３−ＨＨ−４ １１．０％
３−ＨＨＢ−１ １１．０％
３−ＨＨＢ−３ ３．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ６．０％
３−ＨＨＢ−Ｃ ３．０％
ＴＮＩ＝８６．６（℃）
η＝１６．１（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１５６
Δε＝６．７
Ｖｔｈ＝２．３６（Ｖ）
上記組成物１００重量部に、ＣＭ３３を０．８重量部添加したときのピッチは１１．２μｍであった。
【０１０７】
使用例１６
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
２Ｏ１−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５．０％
３Ｏ１−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ １２．０％
５Ｏ１−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ４．０％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ １０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ４ ４．０％
３−ＨＨ−ＥＭｅ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １８．０％
７−ＨＥＢ−Ｆ ２．０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ２．０％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ２．０％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ ４．０％
２Ｏ１−ＨＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ２．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＥＢ（Ｆ）−Ｃ ２．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ２．０％
３−ＨＨＢ−Ｆ ４．０％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨＢ−３ ４．０％
３−ＨＥＢＥＢ−Ｆ ２．０％
３−ＨＥＢＥＢ−１ ２．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｃ ４．０％
ＴＮＩ＝７５．３（℃）
η＝３７．９（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１１８
Δε＝２３．９
Ｖｔｈ＝１．０４（Ｖ）
【０１０８】
使用例１７
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ４．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ４．０％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ６．０％
３−ＨＢ−Ｃ １８．０％
２−ＢＴＢ−１ １０．０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ ３０．０％
１−ＢＨＨ−ＶＦＦ ８．０％
１−ＢＨＨ−２ＶＦＦ １１．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５．０％
３−ＨＨＢ−１ ４．０％
ＴＮＩ＝７５．８（℃）
η＝１３．６（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１２２
Δε＝５．９
Ｖｔｈ＝２．２９（Ｖ）
【０１０９】
使用例１８
３−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ５．０％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５．０％
５−Ｈ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５．０％
２−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ３．０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ６．０％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５．０％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ６．０％
３−ＨＨＢ−１ ８．０％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＨＢ−３ ４．０％
ＴＮＩ＝８９．２（℃）
η＝２０．２（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．０９９
Δε＝２．２
Ｖｔｈ＝３．０５（Ｖ）
上記組成物１００重量部に、ＣＮを０．３重量部添加したときのピッチは７６．３μｍであった。
【０１１０】
使用例１９
３−ＨＨＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ５．０％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １２．０％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０．０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
５−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５．０％
３−ＨＢＣＦ２ＯＢ−ＯＣＦ３ ４．０％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６．０％
ＴＮＩ＝７８．１（℃）
η＝３４．６（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．０８６
Δε＝１２．５
Ｖｔｈ＝１．５７（Ｖ）
【０１１１】
使用例２０
５−ＨＢＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ５．０％
５−ＨｃｈＯＣＦ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ ５．０％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ２．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ２．０％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ２．０％
２−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ６．０％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ６．０％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ９．０％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ９．０％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２５．０％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １９．０％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ ５．０％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ５．０％
ＴＮＩ＝９６．８（℃）
η＝３７．０（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０．１３４
Δε＝６．０
Ｖｔｈ＝２．５２（Ｖ）
上記組成物１００重量部に、ＣＭ４３Ｌを０．２重量部添加したときのピッチは７８．４μｍであった。
【０１１２】
【発明の効果】
本発明の液晶性化合物は極めて大きな負の誘電率異方性値と小さな光学異方性値を同時に有する。また、他の液晶材料との相溶性においても良好な特性を示す。従って 、本発明の液晶性化合物を液晶組成物の成分として用いることにより、低いしきい値電圧と小さな光学異方性値を示す液晶組成物が実現できる。更に、これを用いて優れた液晶表示素子を提供することができる。
本発明の化合物はＩＰＳ方式およびＶＡ方式用のみならずＥＣＢ（複屈折制御）およびＧＨ（ゲスト・ホスト）モード用の液晶組成物の成分としても好適に利用できる。また、ＴＮ（ツイステッド・ネマチック）、ＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマチック）およびＡＭ（アクティブ・マトリックス）方式用の液晶組成物の成分としても好適に利用できる。
Claims (21)
- 一般式（１）
- 一般式（１）において、環Ａ２がトランス−１，４−シクロヘキシレンである請求項１に記載の液晶性化合物。
- 一般式（１）において、環Ａ２がシクロヘキセン−１，４−ジイルである請求項１に記載の液晶性化合物。
- 一般式（１）において、環Ａ２が環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンである請求項１に記載の液晶性化合物。
- 一般式（１）において、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０であり、環Ａ１、Ａ２がトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、Ｚ１が単結合である請求項１に記載の液晶性化合物。
- 一般式（１）において、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０であり、環Ａ１がトランス−１，４−シクロヘキシレン、環Ａ２がシクロヘキセン−１，４−ジイルである請求項１に記載の液晶性化合物。
- 一般式（１）において、ｌ＝１，ｍ＝ｎ＝０であり、環Ａ１がトランス−１，４−シクロヘキシレン、環Ａ２が環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンであり、Ｚ１が単結合である請求項１に記載の液晶性化合物。
- 一般式（１）において、ｌ＝ｎ＝０、ｍ＝１であり、環Ａ２がトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、環Ａ３が環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンであり、Ｚ２が単結合である請求項１に記載の液晶性化合物。
- 一般式（１）において、ｌ＝ｎ＝０、ｍ＝１であり、環Ａ２がシクロヘキセン−１，４−ジイルであり、環Ａ３が環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンであり、Ｚ２が単結合である請求項１に記載の液晶性化合物。
- 一般式（１）において、ｌ＝ｍ＝１、ｎ＝０である請求項１に記載の液晶性化合物。
- 一般式（１）において、ｌ＝２、ｍ＝ｎ＝０である請求項１に記載の液晶性化合物。
- 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（５）および（６）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、一般式（７）、（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、請求項１３記載の一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、一般式（１０）、（１１）および（１２）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、請求項１５記載の一般式（７）（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、請求項１６記載の一般式（１０）、（１１）および（１２）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、請求項１３記載の一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、請求項１５記載の一般式（７）、（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種類含有し、第二成分として、請求項１３記載の一般式（２）、（３）および（４）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第三成分として、請求項１４記載の一般式（５）および（６）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有し、第四成分として、請求項１５記載の一般式（７）、（８）および（９）からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする液晶組成物。
- 請求項１２〜１９のいずれか１項に記載の液晶組成物に、さらに１種類以上の、以下に示す構造の光学活性化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
- 請求項１２〜２０のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子。
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