JP4449156B2 - シクロヘキサン誘導体、それを含有する液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶組成物の成分として好適な液晶性化合物のシクロヘキサン誘導体、これを含む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】
液晶表示素子は液晶物質が有する光学（屈折率）異方性および誘電率異方性を利用するもので、表示方式の面から見てねじれネマチック型（ＴＮ型）、スーパーツイストネマチック型（ＳＴＮ型）、動的散乱型（ＤＳ型）、ゲスト・ホスト型（Ｇ−Ｈ型）、ＤＡＰ型等のものがあり、また、駆動方式の面から見てスタティック駆動方式、時分割駆動方式、アクティブマトリックス駆動方式、２周波駆動方式等のものがそれぞれ知られている。これらの液晶表示素子にはその使用用途に応じ性質の異なる種々の液晶物質が用いられている。いずれの液晶物質も共通の性質として水分、空気、熱、光等の外的環境因子に対して安定であり、室温を中心としてできるだけ広い温度範囲で液晶相を示し、低粘性であり、かつ表示素子を駆動させた場合にその駆動電圧を低くなし得ることが必要とされるが、さらに個々の表示素子に応じて望まれる性質、例えば最適な誘電率異方性（△ε）や最適な屈折率異方性（△ｎ）といった特性を有することも必要とされる。
しかし、現在のところ単一化合物ではこの様な条件を全て満たす物質はなく、数種〜二十数種の液晶性化合物（以下、液晶相を有する化合物および他の液晶化合物と混合しても液晶相を損なわない化合物の総称として用いる。）を混合して液晶組成物とし、これを液晶材料として使用しているのが現状である。
そのため、組成物成分として用いられる液晶性化合物は相互に良好な相溶性、特に最近では種々の環境下での使用への要求が増大していることから極低温においても良好な相溶性を示すことが望まれている。
【０００３】
近年は特に表示性能、例えばコントラスト、表示容量、応答時間等のより品質の高い液晶表示素子が要求されており、その要求に応えるためＴＦＴ（薄膜トランジスタ）方式に代表されるアクティブマトリックス方式の表示素子に対する需要が主にテレビジョンやビューファインダー等の表示モード分野で高まっている。
ＳＴＮ方式の表示素子についても、大きい表示容量を持ちながら製造工程が簡単で低コストであることから携帯電話、パーソナルコンピューター等のディスプレー分野に多用されている。
これらの分野における近年の開発傾向は、小型かつ軽量化により携帯可能としたテレビやノート型パーソナルコンピューターに見られるごとく液晶表示素子の小型化や携帯化を中心に進められており、これに伴って使用される液晶材料には駆動電圧の低いもの、すなわちしきい値電圧の低下を可能とする液晶性化合物およびこれを含む低駆動電圧の液晶組成物が要求されるている。
しきい値電圧（Vｔｈ）は、よく知られているように、下式により示される。（H.J.Deuling, et al.,Mol.Cryst.Liq.Cryst.,27 (1975)81）。
V_th=π(K/ε₀△ε)^1/2
上式においてＫは液晶材料の弾性定数、ε₀は真空中の誘電率である。該式から判るように、 V_thを低下させるには、△εを大きくするかまたはＫを小さくするかの二通りの方法が考えられる。しかし、現在の技術では未だ実際に液晶材料の弾性定数Ｋをコントロールすることは困難であるため、通常は△εの大きな液晶材料を用いて要求に対処しているのが現状であり、このような事情から△εの大きな液晶性化合物の開発が盛んに行われてきた。
【０００４】
現在、ＴＦＴ方式の表示素子に使用されている液晶組成物のほとんどはフッ素系の液晶材料から構成されているが、その理由はＴＦＴ方式の表示素子にはその構成上高い電圧保持率（V.H.R）を低い温度依存性下に与えることができる液晶組成物を必要とするが、このような要求を満たす物がフッ素系の液晶性化合物を除いては見いだされていないからである。
液晶性化合物において、その△εを増大させるには、よく知られているようにシアノ基やトリフルオロメチル基といった大きなダイポールモーメントを有する置換基を分子末端基として保有させるか、または化合物を構成する１、４−フェニレン基にダイポールモーメントの向きが末端置換基のそれと同一方向となるようフッ素原子等のハロゲン原子を置換することが効果的である。しかし、一般的に置換したフッ素原子の数と粘性とは比例的な関係があることおよび置換したフッ素原子の数が増えれば液晶相温度範囲が低下することから、粘性の上昇と液晶相温度範囲の低下を共に抑制しながら△εのみを向上させることは困難と考えられてきた。
また、近年は特に反射型ＴＦＴ方式を用いる液晶ディスプレイの開発も活発になっており、この反射型液晶ディスプレイには低△ｎの化合物が求められている。 すでに報告されている化合物としては、ＵＳ特許第４，７９７，２２８号に、式（Ａ）の化合物が、また、特開平２−２３３６２６号公報に式（Ｂ）で表される化合物の開示がある。
【０００５】
【化８】

【０００６】
（各式中、Ｒは直鎖状のアルキル基を示す。）
このうち、式（Ａ）の化合物は比較的安定で信頼性が高いと報告されているが、△εは約３−５程度と比較的小さく、また、これらの化合物のみからなる液晶組成物の△εも小さく駆動電圧を低下させることはできない。この欠点を補うものとして式（Ｂ）の化合物が開発された。これは△εが大きく、低粘性であり、液晶組成物の粘度を上昇させることなく、駆動電圧を低下させることを可能とした。
従って、低粘性で、液晶相温度範囲が低下せず、△εが大きく、しかも△ｎが小さく安定性の高い液晶材料の開発が望まれていた。
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、大きな△εを有しかつ比較的低粘性である新規な液晶性化合物を提供すること、該液晶化合物を含む液晶組成物を提供すること、およびこの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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は前述した課題を解決すべく鋭意検討した結果、公知の液晶性化合物に比べ改善された特性を有する新規な化合物を見いだし、本発明を完成した。
本発明の第一は、
（１）一般式（１）
【０００８】
【化９】

【０００９】
（式中、Ｒ¹は水素原子または炭素数１〜１５のアルキル基を示し、該基中の相隣合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子、硫黄原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また該基中の一つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、Ｒ²は水素原子、シアノ基、ハロゲン原子または炭素数１〜１５のアルキル基を示し、該アルキル基中の相隣合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子、硫黄原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また該アルキル基中の一つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、Ｌはハロゲン原子または水素原子を示し、Ａ¹、Ａ²、Ａ⁴およびＡ⁵はそれぞれ独立にトランス−１，４−シクロヘキシレン基または１，４−フェニレン基を示し、トランス−１，４−シクロヘキシレン基における一つ以上の−ＣＨ₂−は酸素原子または硫黄原子で置換されていてもよく、また１，４−フェニレン基における一つ以上の＝ＣＨ−は窒素原子で置換されていてもよく、また、１，４−フェニレン環上の一つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、Ａ³はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を示し、該基中の一つ以上の−ＣＨ₂−は酸素原子または硫黄原子で置換されていてもよく、Ｚ¹、Ｚ²、Ｚ³およびＺ⁴はそれぞれ独立に−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−（ＣＨ₂）₄−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＦ₂Ｏ−、−ＯＣＦ₂−、または単結合を示し、Ｑは−ＣＦ₂ＣＨ₂−または−ＣＨ₂ＣＦ₂−を示し、ｋ、ｌ、ｍおよびｎはそれぞれ独立に０または１を示し、ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ≦２ を条件とする）で表される液晶性化合物である。
【００１０】
第一の発明の態様は以下の（２）ないし（１１）項に記される。
（２）第（１）項において、ｋ＝ｌ＝ｍ＝ｎ＝０である液晶性化合物。
（３）第（１）項において、ｋ＋ｌ＝１、かつ、ｍ＝ｎ＝０である液晶性化合物。
（４）第（１）項において、ｋ＝ｌ＝０、かつ、ｍ＋ｎ＝１である液晶性化合物。
（５）第（１）項において、ｋ＋ｌ＝１、ｍ＋ｎ＝１である液晶性化合物。
（６）第（１）項において、ｋ＝ｌ＝０、かつ、ｍ＝ｎ＝１である液晶性化合物。
（７）第（１）項において、Ａ³がトランス−１，４−シクロヘキシレン基である液晶性化合物。
（８）第（１）項において、Ｒ²がフッ素原子である液晶性化合物。
（９）第（１）項において、Ａ³がトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｒ²がフッ素原子である液晶性化合物。
（１０）第（１）項において、ｋ＋ｌ＝１、ｍ＝ｎ＝０、 Ａ¹あるいはＡ²がトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ａ³がトランス−１，４−シクロヘキシレン基であり、Ｚ¹あるいはＺ²が単結合である液晶性化合物。
（１１）第（１）項において、ｋ＋ｌ＝１、ｍ＝ｎ＝０、 Ａ¹あるいはＡ²がトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ａ³がトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｚ¹あるいはＺ²が単結合、Ｒ²およびＬがフッ素原子である液晶性化合物。
【００１１】
本発明の第二は、
第（１）〜（１１）項のいずれか一項に記載の液晶性化合物を少なくと
も一つ含有することを特徴とする液晶組成物、
であり、その態様は、以下の第（１３）〜（１７）項に記載される。
（１３）第（１２）項において、第二成分として、一般式（２）、（３）または（４）
【００１２】
【化１０】

【００１３】
（各式中、Ｒ³、Ｙ¹、Ｌａ、Ｌｂ、 Ｚ⁵およびＺ⁶は各式間で同一または互いに異なっていてもよく、 Ｒ³は炭素数１〜１０のアルキル基であって、該アルキル基中、相隣り合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、また任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよい。Ｙ¹はフッ素原子、塩素原子、ＯＣＦ₃、ＯＣＨＦ₂、ＣＦ₃、ＣＨＦ₂、ＣＦＨ₂、ＯＣＦ₂ＣＨＦ₂またはＯＣＦ₂ＣＨＦＣＦ₃を示し、ＬａおよびＬｂはそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子を示し、Ｚ⁵およびＺ⁶はそれぞれ独立に−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−（ＣＨ₂）₄−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ₂Ｏ−、−ＯＣＦ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示す。六員環Ｂはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基または環上の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレン基を示し、六員環Ｃはトランス−１，４−シクロヘキシレン基または環上の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレン基を示す。これらの式の化合物において、化合物を構成する原子はそれらの同位体から選ばれる物を含んでもよい。）で表される化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
前記の第（１２）項において、第二成分として、一般式（５）または（６）
【００１４】
【化１１】

【００１５】
（これらの式において、Ｒ⁴およびＲ⁵はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキル基を示し、該アルキル基中の相隣り合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられていてもよく、任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。Ｙ²は−ＣＮ基または−Ｃ≡Ｃ−ＣＮ基を示し、六員環Ｅはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、１，４−フェニレン基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基またはピリミジン−２，５−ジイル基を示し、六員環Ｇはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、環上の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレン基またはピリミジン−２，５−ジイル基を示し、六員環Ｈはトランス−１，４−シクロヘキシレン基または１，４−フェニレン基を示し、Ｚ⁷は−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＯＯ−または単結合を示し、Ｌc、ＬdおよびＬeはそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子を示し、ｂ、ｃおよびｄはそれぞれ独立に０または１を示す。これらの各式の化合物において、それらを構成する各原子はそれらの同位体から選ばれる物を含んでいてもよい。）で表わされる化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を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）から（１１）のいずれか１項に記載のシクロヘキサン誘導体を少なくとも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（７）、（８）および（９）
【００１６】
【化１２】

【００１７】
（これらの式において、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｉ、ＪおよびＫは各式の間で互いに同一または相異なっていてもよく、 Ｒ⁶およびＲ⁷はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキル基を表し、該アルキル基中の相隣り合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられていてもよく、また任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。 Ｉ、ＪおよびＫはそれぞれ独立に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基または環上の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレン基を示し、Ｚ⁸およびＺ⁹はそれぞれ独立に、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示す。これらの各式の化合物において、それらを構成する各原子はそれらの同位体から選ばれる物を含んでいてもよい。）で表される化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
（１６）前記の第（１４）項において、第三成分として、一般式（７）、（８）または（９）で表される化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
前記の第（１３）項において、第三成分として式（５）または（６）で
表される化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を含有し、第四成分として、式（７）、（８）または（９）で表される化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
本発明の第三は、
第（１２）〜（１７）項のいずれか一つにおいて、さらに光学活性化合
物を含有することを特徴とする液晶組成物、
であり、本発明の第四は、
（１９）前記の第（１２）〜（１８）項のいずれか一つに記載される液晶組成物を用いて構成される液晶表示素子、
である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一般式（１）で表される液晶性化合物は、１,１−ジフルオロエチレンからなる部分構造を有し、かつ１，４−フェニレン基上に置換したハロゲン原子等の相乗効果により、後記の通りの優れた特性、特に低△ｎと大きな△εを示す。
該化合物は、式中のｌおよびｍを適宜選択することによりさらに次の式（１ａ）〜（１ｆ）で表される化合物の群に展開される。
【００１９】
【化１３】

【００２０】
（これらの式において、 Ａ¹、Ａ²、Ａ³、Ａ⁴、Ａ⁵、Ｌ、Ｒ¹、Ｒ²、Ｑ、Ｚ¹、Ｚ²，Ｚ³およびＺ⁴は前記と同一の意味を表す。）
これらの下位概念の一般式の化合物の中、式（１ａ）でｋ＝ｌ＝ｍ＝ｎ＝０である二環系の化合物は、大きな△εと比較的小さい△ｎとを有しており、低粘性であると共に低温における相溶性が良好である。この化合物を液晶組成物の成分として使用する場合、組成物の△εを維持しながらその粘性を低下させることができるので、高速応答用の組成物を与えることができる。
また、式（１ｂ）でｋ＝１、かつ、ｌ＝ｍ＝ｎ＝０である化合物、もしくは、式（１ｃ）でｋ＝ｌ＝ｎ＝０、かつ、ｍ＝１である、三環系の化合物、および式（１ｄ）または式（１ｅ）で、ｋ＝ｍ＝１、かつｌ＝ｎ＝０であるかｋ＝ｌ＝０、かつｍ＝ｎ＝１である、四環系の化合物は、大きな△εを有しており、比較的低粘性であると共に比較的広い液晶相温度範囲を示す。これらの化合物は、液晶組成物の成分として使用する場合、得られる組成物の誘電率異方性を維持しながらその液晶相温度範囲を高温側に拡大するのに有用である。
【００２１】
上記した下位概念の一般式の化合物の中、式（１ｂ）に含まれる化合物の好適な例として、次の式（１ｂ−１）〜（１ｂ−１６）の化合物を、式（１ｃ）に含まれる化合物の好適な例として次の式（１ｃ−１）〜（１ｃ−２２）の化合物を、式（１ｄ）に含まれる化合物の好適例として次の式（１ｄ−１）〜（１ｄ−２０）の化合物を、式（１ｅ）に含まれる化合物の好適例として次の式（１ｅ−１）〜（１ｅ−２０）の化合物を、式（１ｆ）に含まれる化合物の好適例として次の式（１ｆ−１）〜（１ｆ−１８）の化合物を、それぞれさらに下位の概念の化合物として挙げることができる。
【００２２】
【化１４】

【００２３】
【化１５】

【００２４】
【化１６】

【００２５】
【化１７】

【００２６】
【化１８】

【００２７】
【化１９】

【００２８】
【化２０】

【００２９】
【化２１】

【００３０】
【化２２】

【００３１】
【化２３】

【００３２】
（これらの式において、 Ｒ¹、Ｒ²およびＬは前記したのと同一の意味を表わし、１、４−フェニレン基上には一つないし二つ以上のハロゲン原子が置換されていてもよい。）
これらのさらに下位概念の化合物の中、式（１ｂ−１）において特にフッ素原子により置換された物は、その置換の数が増すにつれて△εが大きくなり、また低温相溶性についても向上がみられる。
また、式（１ｂ−９）において特にＬがフッ素原子、さらにＲ²がトリフルオロメトキシ基により置換されたものは、大きな△εを示し、また低温相溶性についても向上する。
【００３３】
本発明により提供される液晶組成物は、第一成分として一般式（１）で表される液晶性化合物を少なくとも一つ含有する。その含有量は、液晶組成物の重量に基づき少なくとも１％であることが優良な特性を発現せしめるために必要である。第一成分の好ましい混合割合は１〜５０重量％、より好ましくは３〜２０重量％である。
本発明の液晶組成物は、（ア）上記の第一成分のみからなる物でもよいが、（イ）これに加えて、第二成分として一般式（２）、（３）または（４）で表される化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を混合した物、（ウ）上記の（ア）に第二成分として一般式（５）または（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を混合した物、（エ）上記の（イ）に第三成分として一般式（７）、（８）または（９）で表される化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を混合した物、（オ）上記の（ウ）に第三成分として一般式（７）、（８）または（９）で表される化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を混合した物、（カ）上記の（イ）に第三成分として式（５）または（６）で表される化合物の群から選ばれる少なくとも一つの化合物を、さらに第四成分として式（７）、（８）または（９）で表される化合物の群から選ばれる少なくとも一つの化合物を混合した物、が好ましい。さらにその他の成分としてらせんピッチ調節剤として光学活性化合物を添加したり、しきい値電圧、液晶温度範囲、△ｎ 、△εおよびを粘度等を調整する目的で公知の化合物を適宜混合することもできる。
【００３４】
上記の第二成分のうち、一般式（２）に含まれる化合物の好適例として次の式（２−１）〜（２−９）で表される化合物を、一般式（３）に含まれる化合物の好適例として式（３−１）〜（３−６３）で表される化合物を、一般式（４）に含まれる化合物の好適例として式（４−１）〜（４−１５）で表される化合物をそれぞれ挙げることができる。
【００３５】
【化２４】

【００３６】
【化２５】

【００３７】
【化２６】

【００３８】
【化２７】

【００３９】
【化２８】

【００４０】
【化２９】

【００４１】
【化３０】

【００４２】
【化３１】

【００４３】
【化３２】

【００４４】
（これらの式において、Ｒ³およびＹ¹は前記した意味を持つ。）
これらの中で、一般式（２）〜（４）で表される化合物は、△εが正であり、熱的安定性や化学的安定性に優れており、電圧保持率が高い（比抵抗値が大きい）といった高信頼性を要求されるＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合には有用な化合物である。
本発明の組成物における該化合物の混合割合は、 ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合、液晶組成物の全重量に対して少なくとも１重量％、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。その際には、式（７）〜（９）で表される化合物を含有してもよい。
上記の一般式（２）〜（４）で表される化合物は、低い電圧で駆動するＳＴＮ表示方式やＴＮ表示方式の液晶組成物を調製する場合にも使用できるが、その際の使用量は液晶組成物の全重量に対して５０重量％以下であることが好ましい。
【００４５】
前記の成分化合物の中、一般式（５）に含まれる化合物の好適例として次の式（５−１）〜（５−４０）、一般式（６）に含まれる化合物の好適例として式（６−１）〜（６−３）、で表される化合物をそれぞれ挙げることができる。
【００４６】
【化３３】

【００４７】
【化３４】

【００４８】
【化３５】

【００４９】
【化３６】

【００５０】
【化３７】

【００５１】
（これらの各式において、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｙ²は前記と同一の意味を持つ。）
これらの一般式（５）または（６）で表される化合物は、△εが正でその値が大きく、得られる組成物を使用した素子のしきい値電圧を低くする目的で使用される。また、電気光学特性曲線における急峻性の改良、△ｎの調整や透明点を高くしてネマチック相範囲を広げる目的にも使用されるもので、特に低い電圧で駆動する液晶表示素子用の液晶組成物を調製する場合に適している。
この化合物は、その使用量を増大させるに従い液晶組成物のしきい値電圧をより低くできるが、一方で粘度の上昇を来す。従って、液晶組成物の粘度が要求物性値を満足する限りは、その使用割合は大きい方が低電圧駆動の観点からは有利である。このような事情から、上記の使用量は、液晶組成物の全重量に対して少なくとも１重量％であり、好ましくは得られる組成物の１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。
前記の成分化合物の中、一般式（７）に含まれる化合物の好適例として次の式（７−１）〜（７−１１）の化合物、一般式（８）に含まれる化合物の好適例として式（８−１）〜（８−１８）の化合物、一般式（９）に含まれる化合物の好適例として式（９−１）〜（９−６）で表される化合物をそれぞれ挙げることができる。
【００５２】
【化３８】

【００５３】
【化３９】

【００５４】
【化４０】

【００５５】
【化４１】

（これらの式において、Ｒ⁶、Ｒ⁷は前記と同一の意味を持つ。）
これら一般式（７）〜（９）で表される化合物は、△εの絶対値が小さく零に近い化合物であり、それらの中で一般式（７）で表される化合物は主として得られる液晶組成物の粘度の調整、もしくは△ｎの調整を目的に、また一般式（８）および（９）の化合物は得られる組成物の透明点を高くして組成物のネマチック相範囲を広げる目的で、もしくは△ｎを調整する目的で使用される。
この化合物は、その使用量を増大させるに従い液晶組成物のしきい値電圧を高くするが、一方で粘度を小さくする。従って、液晶組成物のしきい値電圧が要求物性を満足する限りは、その使用量は多量な程望ましい。
このような事情から、 ＴＦＴ用の液晶組成物のごとく高い信頼性を必要とする場合には、上記の使用量は液晶組成物の全重量に対して４０重量％以下が適し、好ましくは３５重量％以下である。一方、 ＳＴＮ表示方式やＴＮ表示方式の液晶組成物のごとく低いしきい値電圧を必要とする場合には、上記の使用量は液晶組成物の全重量に対して７０重量％以下が適し、好ましくは６０重量％以下である。
【００５６】
本発明の組成物のその他の成分の中、光学活性化合物は特別な場合、例えばＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モード用の液晶組成物に用いられる場合を除き、一般に液晶組成物のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を調整し、以て逆ねじれ（reverse twist）を防ぐ目的で添加される。
この光学活性化合物は、上記目的が達成される限り公知のものから広く選択される。好ましい例として、以下の式（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−８）で表される光学活性化合物を挙げることができる。
【００５７】
【化４２】

【００５８】
これらの光学活性化合物を添加することにより、得られる液晶組成物はねじれのピッチ（pitch）長が調整される。このねじれのピッチ長は、ＳＴＮ用の物であれば一般に６〜２０μｍの範囲に、また双安定ＴＮ（Bistable TN）モード用の物であれば１.５〜４μｍの範囲にそれぞれ調整することが好ましい。
なおその際、ピッチ長の温度依存性を調整する目的で二種以上の光学活性化合物を添加してもよい。
【００５９】
本発明の液晶組成物は、電界効果型および電流効果型のいずれの表示素子にも使用できる。例えば、ねじれネマチックモード、アクティブマトリックス方式と組み合わせたねじれネマチックモード、超ねじれネマチックモードおよび電界制御複屈折モード素子用を初め、さらにメロシアニン系、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、アントラキノン系またはテトラジン系等の二色性色素を添加してゲストホストモード素子用の液晶組成物としても使用できる。また、ポリマー中にカプセル状の液晶組成物が分散した表示素子やスポンジ状のポリマーに液晶組成物が存在する表示素子の用途にも使用できる。
【００６０】
一般式（１）で表される本発明の化合物は、通常の有機合成化学の手法を選択し、それらを組み合わせることにより製造できる。例えばオーガニックシンセシス（John Wiley & Sons, Inc.）、オーガニックリアクションズ（John Wiley & Sons, Inc.）、実験化学講座(丸善株式会社）等に記載された方法を、適当に選択して組み合わせればよい。
【００６１】
例えば、オーガニックリアクションズ第１４巻２７０頁に記載されるWittig試薬（１０）と、カリウム−ｔ−ブトキシドやアルキルリチウムなどの塩基から調製されるイリドにシクロヘキサノン誘導体（１１）を反応させ、オレフィン誘導体（１２）を製造する。次いでオレフィン誘導体（１２）に９−ボラビシクロ［３．３．１］ノナン（以下９−ＢＢＮと略記する）を作用させ続いて、酸化反応を行い、得られたアルコール誘導体（１３）に、例えば、実験化学講座第４版第２３巻２９９頁に記載のSwern酸化を行なってケトン誘導体（１４）とし、これにジエチルアミノサルファートリフルオリド（以下ＤＡＳＴと省略する）を作用させることでケトン誘導体（１４）のフッ素化を行い、目的とする一般式（１）の化合物を製造することができる。
また、別の方法としては、ハロゲン化アルキル誘導体（１５）から調製される、Grignard試薬にアルデヒド誘導体（１６）を反応させ、得られたアルコール誘導体（１７）に上記と同様の酸化およびフッ素化の反応を順次行い、目的とする一般式（１）の化合物を製造することができる。
【００６２】
【化４３】

【００６３】
【化４４】

【００６４】
（上記の式において、 Ａ¹、Ａ²、 Ａ⁴、Ａ⁵、Ｒ¹、 Ｒ²、 Ｚ¹、Ｚ²、Ｚ³、Ｚ⁴、Ｌ、ｋ、ｌ、ｍおよびｎは前記と同じ意味を持つ。）
なお、上記出発物質のうち、Wittig試薬（１０）とハロゲン化アルキル誘導体（１５）はそれぞれ以下の方法により好適に製造することができる。
【００６５】
Wittig試薬（１０）の調製
アルデヒド誘導体（１６）に、メトキシメチルトリフェニルホスホニウムクロリドとカリウム−ｔ−ブトキシドより調製したイリドを作用させ、オレフィン誘導体（１９）を製造する。これを加水分解して、アルデヒド誘導体（２０）とし、続いて還元を行いアルコール誘導体（２１）に導きハロゲン化を行って、ハロゲン化アルキル誘導体（２２）とした後、Wittig試薬（１０）に誘導することができる。
ハロゲン化アルキル誘導体（１５―１）
シクロヘキサノン誘導体（１１）から常法に従いオレフィン誘導体（２３）を製造する。オレフィン誘導体（２３）を塩酸などの酸により加水分解して、アルデヒド誘導体（２４）とし、続いて水素化ホウ素ナトリウムにより還元を行いアルコール誘導体（２５）に導き、臭化水素酸を用いてハロゲン化を行い、ハロゲン化アルキル誘導体（１５―１）に誘導することができる。
【００６６】
【化４５】

【００６７】
【化４６】

【００６８】
（式中、 Ａ¹、Ａ²、Ａ⁴、Ａ⁵、 Ｌ、 Ｚ¹、Ｚ²、Ｚ³、Ｚ⁴、Ｒ¹、Ｒ²、ｋ、ｌｍおよびｎは前記と同一の意味を表す）
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において、Ｃｒは結晶、Ｎはネマチック相、Ｓはスメクチック相、Ｉｓｏは等方性液体をそれぞれ表わし、相転位温度の単位は全て℃である。１Ｈ−ＮＭＲにおいて、ｓは一重線、ｄは二重線、ｔは三重線、ｍは多重線、Ｊはカップリング定数（Ｈｚ）を示す。化合物の含有量は特に記述しない限り重量％を意味する。
【００６９】
実施例１
１，１−ジフルオロ−１−［トランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−２−（３，４−ジフルオロフェニル）エタン（一般式（１）において、ｋ＝１、ｌ＝ｍ＝ｎ＝０、Ｑが −ＣＦ₂ＣＨ₂−、 Ｒ²＝Ｆ、Ｌ＝Ｈで、Ａ¹、Ａ³がトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｚ¹が単結合、Ｒ¹＝Ｃ₅Ｈ₁₁の化合物（Ｎｏ．４６））の製造
【００７０】
１−メトキシ−２−（３，４−ジフルオロフェニル）エテンの製造
撹拌機、温度計、滴下ロートおよび窒素導入管を備えた２L三口フラスコへ窒素雰囲気下で、メトキシメチルトリフェニルホスホニウムクロリド１３３．７g（３９０ｍｍｏｌ）を加え乾燥させた後、ＴＨＦ４５０ｍｌを加えた。−３０℃に冷却した後、カリウム−ｔ−ブトキシド４３．７６g（３９０ｍｍｏｌ）を加え１時間攪拌した。そこへ３，４−ジフルオロベンズアルデヒド４２．６３g（３００ｍｍｏｌ）のＴＨＦ１５０ｍｌ溶液を１時間３０分かけて滴下した。そのまま終夜攪拌し、室温まで昇温させた。水とヘプタンを加え、析出物をセライト濾過し、有機層と水層を分離した。水層をヘプタンで抽出し、抽出液を先の有機層と合わせて水で洗浄し、この有機相を無水硫酸マグネシウムにて乾燥した。この溶液から溶媒を留去し、溶液を濃縮した。この濃縮液をカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒：トルエンとヘプタンの混合溶媒）にて精製し、さらに溶出物を減圧蒸留にて精製し、油状物として目的物４６．７０g（９１％、ｂｐ９８−１00℃／１５Ｔｏｒｒ．，ｃｉｓ：ｔｒａｎｓ＝１：１）を得た。
【００７１】
（３，４−ジフルオロフェニル）アセトアルデヒドの製造
撹拌機および冷却器を備えた１L三口フラスコへ、１−メトキシ−２−（３，４−ジフルオロフェニル）エテン４６．７０g（２７４ｍｍｏｌ）、アセトン６８５ｍｌ、３Ｍ−塩酸１１４ｍｌを加え、２時間加熱還流した。アセトンを留去し、水とエーテルを加えた。有機層と水層を分離し、水層をエーテルで抽出し、先の有機層と合わせ飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムにて乾燥した。乾燥剤を炉別後、溶媒を留去し、溶液を濃縮した後、減圧蒸留にて精製し、油状物として目的物３３．２９g（７８％、ｂｐ９８−１00℃／１６Ｔｏｒｒ．）を得た。
【００７２】
２−（３，４−ジフルオロフェニル）エタノールの製造
撹拌機を備えた１L三口フラスコへ、撹拌下（３，４−ジフルオロフェニル）アセトアルデヒド３３．２９g（２１３ｍｍｏｌ）、エタノール４２６ｍｌを加え、そこへ水素化ホウ素ナトリウム８．８５g（２３４ｍｍｏｌ）を加え、終夜攪拌した。エタノールを留去し、１Ｎ−塩酸とエーテルを加えた。有機層と水層を分離し、水層をエーテルで抽出し、抽出液を先の有機層と合わせ、無水硫酸マグネシウムにて乾燥した。乾燥剤を炉別後、溶媒を留去濃縮し、減圧蒸留にて精製し、油状物として目的物１７．５９g（５２％、ｂｐ１１０−１２１℃／１６−２２Ｔｏｒｒ．）を得た。
【００７３】
３，４−ジフルオロフェネチルエチルブロミドの製造
２−（３，４−ジフルオロフェニル）エタノール１７．５９g（１１１ｍｍｏｌ）、臭化水素１６ｍｌ（１３７ｍｍｏｌ）、濃硫酸６．８ｍｌ（２３４ｍｍｏｌ）をこの順序で加え、３時間加熱還流した。反応混合物を氷浴へ注ぎ、有機層と水層を分離し、水層をエーテルで抽出し、先の有機層と合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムにて乾燥した。溶媒を留去し、濃縮し、減圧蒸留にて精製し、油状物２１．９６g（ｂｐ６８−７０℃／２−４Ｔｏｒｒ．）を得た。この油状物をカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒；ヘキサン：酢酸エチル＝３：１）にて精製し、さらに溶出物を減圧蒸留にて精製し、油状物として目的物１９．７９g（８１％、ｂｐ７３−７５℃／４Ｔｏｒｒ．)を得た。
【００７４】
（３，４−ジフルオロフェニル）エチルトリフェニルホスホニウムブロミドの製造
３，４−ジフルオロフェネチルエチルブロミド１９．６７g（８９ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン２８．０７g（１０７ｍｍｏｌ） 、トルエン１３４ｍｌの混合物を、３６時間加熱還流した。冷却後結晶を傾しゃ法にてトルエンで洗浄し、氷冷しながら減圧乾燥した。
【００７５】
１−（３，４−ジフルオロフェニル）−２−［４―（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシリデン］エタンの製造
３００ｍｌ三口フラスコへ窒素雰囲気下、（３，４−ジフルオロフェニル）エチルトリフェニルホスホニウムブロミド４３．０１g（８９ｍｍｏｌ）を加え乾燥させた後、ＴＨＦ７４ｍｌを加えた。−３０℃に冷却した後、カリウム−ｔ−ブトキシド９．９９g（８９ｍｍｏｌ）のＴＨＦ７０ｍｌ溶液を１５分間かけて滴下し、１時間攪拌した。そこへ４−（トランス―４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキサノン１８．５３g（７４ｍｍｏｌ）のＴＨＦ７４ｍｌ溶液を２５分間かけて滴下した。そのまま終夜攪拌し、室温まで昇温させた。水とトルエンを加えセライト濾過し、有機層と水層を分離した。水層をトルエンで抽出し、先の有機層と合わせ水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムにて乾燥した。抽出液はトリフェニルホスフィンオキシドを濾別して溶媒を留去、濃縮した。この濃縮液をカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒；ヘプタン：酢酸エチル＝２０：１）にて精製し、溶出物１９．６７gを得た。これをヘプタン５０ｍｌ−ソルミックス微量から−３０℃で再結晶し、目的物１４．３１g（５２％、 Ｃｒ３８．４−３８．５Ｉｓｏ)を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（δppm）０．８−２．７（ｍ, ３０Ｈ）, ３．３（ｄ， ２Ｈ, Ｊ＝７．２５Ｈｚ）, , ５．２（ｔ， １Ｈ, Ｊ＝７．２５Ｈｚ） ６．８−７．２（ｍ， ３Ｈ）
【００７６】
１−ヒドロキシ−１−［トランス―４−（トランス―４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−２−（３、４−ジフルオロフェニル）エタンの製造
アルゴン雰囲気で室温で攪拌下に、１−（３，４−ジフルオロフェニル）−２−［４―（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシリデン］エタン１１．２４g（３０ｍｍｏｌ）のＴＨＦ３０ｍｌ溶液へ０．５Ｍ-９-ＢＢＮ（ＴＨＦ溶液）３００ｍｌ（１５０ｍｍｏｌ）を３５分間かけて加え、そのまま終夜攪拌した。エタノール９０ｍｌ、６Ｍ−ＮａＯＨ水溶液３０ｍｌを加え、３０％Ｈ₂Ｏ₂水溶液６０ｍｌを４０分間かけて加えた（この間自然に還流した）。その後５０℃で１時間攪拌した。冷却後１Ｍ−ＨＣｌ水溶液１８０ｍｌ、水、トルエンを加えセライト濾過した。有機層と水層を分離し、水層をトルエンで抽出し、先の有機層と合わせ５％Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃水溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムにて乾燥した。溶媒を留去濃縮し、この濃縮液をカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒；ヘプタン：酢酸エチル＝５：１）にて精製し、さらに溶出物をヘプタン５０ｍｌ-ソルミックス５ｍｌから再結晶し、目的物６．８６g（５８％、Ｃｒ １０８．４−１０９．２ Ｎ １４３．１−１４４．１ Ｉｓｏ)を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（δｐｐｍ）０．６−２．１（ｍ， ３２Ｈ）, ２．４−２．９（ｍ，２Ｈ）, ３．４−３．６（ｍ，１Ｈ）, ６．８−７．２（ｍ， ３Ｈ）
【００７７】
１−オキソ−１−［トランス―４−（トランス―４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−２−（３，４−ジフルオロフェニル）エタンの製造
アルゴン雰囲気で、−６０℃で、攪拌下に、オキザリルクロリド１．４４ｍｌ（１６．５ｍｍｏｌ）の塩化メチレン３８ｍｌ溶液へジメチルスルホキシド２．３４ｍｌ（３３ｍｍｏｌ）を加え、続いて１−ヒドロキシ−１−［トランス―４−（トランス―４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−２−（３，４−ジフルオロフェニル）エタン５．８９g（１５ｍｍｏｌ）の塩化メチレン１６０ｍｌ溶液を１時間かけて加えた。１５分後トリエチルアミン１０．４５ｍｌ（７５ｍｍｏｌ） を加え、２時間５０分間攪拌し徐々に室温まで昇温させた。水７５ｍｌを加えて反応を止めた。有機層と水層を分離し、水層を塩化メチレンで抽出し、先の有機層と合わせ、無水硫酸マグネシウムにて乾燥した。溶媒を留去濃縮し、この濃縮液をカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒；トルエン：ヘプタン＝２：１）にて精製し、さらに溶出物をヘプタン-ソルミックスおよびトルエン-ソルミックスから再結晶し、目的物４．８３g（８２％，Ｃｒ １１１．９−１１２．８ Ｉｓｏ)を得た。
¹Ｈ−ＮＭＲ（δｐｐｍ）０．４−２．５（ｍ，３１Ｈ）, ３．７ （s, ２Ｈ）,６．８−７．２（ｍ，３Ｈ）
【００７８】
１、１−ジフルオロ−１−［トランス―４−（トランス―４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−２−（３，４−ジフルオロフェニル）エタンの製造
１−オキソ−１−［トランス―４−（トランス―４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−２−（３，４−ジフルオロフェニル）エタン６．０５g（１５．５ｍｍｏｌ）、 ＤＡＳＴ２５g（１５５ｍｍｏｌ）のジメトキシエタン４７ｍｌ溶液を室温で８時間攪拌した。反応混合物をエーテルで約３倍に希釈してから、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を徐々に加えて反応を止めた。水とトルエンを加え、有機層と水層を分離し、水層をエーテルで抽出し、先の有機層と合わせ、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し濃縮し、この濃縮液をカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒：ヘプタン）にて精製し、さらに溶出物をヘプタンから再結晶し、目的物０．５５g（９％、Ｃｒ ８４．１−８５．０ Ｎ ９５．３−９５．４ Ｉｓｏ)を得た。
¹Ｈ−ＮＭＲ（δｐｐｍ）０．８−１．８（ｍ， ３１Ｈ）, ３．０（ｔ， ２Ｈ，Ｊ＝１７．１Ｈｚ）, ６．９−７．０ （ｍ， １Ｈ）, ７．１−７．２（ｍ，２Ｈ）
【００７９】
実施例２
１，１−ジフルオロ−１−（３，５−ジフルオロ−４−トリフルオロメトキシフェニル）−２−［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］エタン（一般式（１）においてｋ＝１、ｌ＝ｍ＝ｎ＝０、Ａ¹およびＡ³がトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｑが−ＣＨ₂ＣＦ₂−、Ｒ²＝ＯＣＦ₃、Ｌ＝Ｆ、Ｚ¹が単結合、Ｒ¹＝Ｃ₃Ｈ₇の化合物（Ｎｏ．７３））の製造
【００８０】
先に「化４４」に示したスキームに従いハロゲン化アルキル誘導体（１５）からケトン誘導体（１８）を製造し、これを用いて実施例１に示した方法に準じて目的物１．３gを得た。
【００８１】
実施例３
１，１−ジフルオロ−１−［トランス−４−（５−ペンチル−１，３−ジオキサン−２−イル）シクロヘキシル］−２−（３，４−ジフルオロフェニル）エタン（一般式（１）においてｋ＝１、ｌ＝ｍ＝ｎ＝０、Ａ¹およびＡ³がトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｑが−ＣＦ₂ＣＨ₂−、Ｒ²＝Ｆ、Ｌ＝Ｈ、Ｚ¹が単結合、Ｒ¹＝Ｃ₅Ｈ₁₁の化合物（Ｎｏ．６３））の製造
【００８２】
実施例１において４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキサノンの代わりに、４−（５−ペンチル−１，３−ジオキサン−２−イル）シクロヘキサノンを用いて実施例１に示した方法に準じて目的物１．０ｇを得た。
【００８３】
実施例４
１，１−ジフルオロ−１−［トランス−４−（５−ペンチル−１，３−ジオキサン−２−イル）シクロヘキシル］−２−（３，４、５−トリフルオロフェニル）エタン（一般式（１）においてｋ＝１、ｌ＝ｍ＝ｎ＝０、Ａ¹およびＡ³がトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｑが−ＣＦ₂ＣＨ₂−、Ｒ²＝Ｆ、Ｌ＝Ｆ、Ｚ¹が単結合、Ｒ¹＝Ｃ₅Ｈ₁₁の化合物（Ｎｏ．６６））の製造
【００８４】
実施例１において４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキサノンの代わりに、４−（５−ペンチル−１，３−ジオキサン−２−イル）シクロヘキサノンを用いて実施例１に示した方法に準じて目的物１．０ｇを得た。
【００８５】
実施例１〜４に示した製造方法および公知の有機合成法を適宜選択し、組み合わせることにより、以下に示す化合物（Ｎｏ．１〜５６６）を製造することができる。なお、下記には実施例１〜４で得られた化合物につても合わせて示した。
【００８６】
【化４７】

【００８７】
【化４８】

【００８８】
【化４９】

【００８９】
【化５０】

【００９０】
【化５１】

【００９１】
【化５２】

【００９２】
【化５３】

【００９３】
【化５４】

【００９４】
【化５５】

【００９５】
【化５６】

【００９６】
【化５７】

【００９７】
【化５８】

【００９８】
【化５９】

【００９９】
【化６０】

【０１００】
【化６１】

【０１０１】
【化６２】

【０１０２】
【化６３】

【０１０３】
【化６４】

【０１０４】
【化６５】

【０１０５】
【化６６】

【０１０６】
【化６７】

【０１０７】
【化６８】

【０１０８】
【化６９】

【０１０９】
【化７０】

【０１１０】
【化７１】

【０１１１】
【化７２】

【０１１２】
【化７３】

【０１１３】
【化７４】

【０１１４】
【化７５】

【０１１５】
【化７６】

【０１１６】
【化７７】

【０１１７】
【化７８】

【０１１８】
【化７９】

【０１１９】
【化８０】

【０１２０】
【化８１】

【０１２１】
【化８２】

【０１２２】
【化８３】

【０１２３】
【化８４】

【０１２４】
【化８５】

【０１２５】
【化８６】

【０１２６】
【化８７】

【０１２７】
【化８８】

【０１２８】
【化８９】

【０１２９】
【化９０】

【０１３０】
【化９１】

【０１３１】
【化９２】

【０１３２】
【化９３】

【０１３３】
【化９４】

【０１３４】
【化９５】

【０１３５】
【化９６】

【０１３６】
【化９７】

【０１３７】
【化９８】

【０１３８】
【化９９】

【０１３９】
【化１００】

【０１４０】
【化１０１】

【０１４１】
【化１０２】

実施例５（使用例１）
４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）ベンゾニトリル ２４％
４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル ３６％
４−（トランス−４−ヘプチルシクロヘキシル）ベンゾニトリル ２５％
４−［４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニル］ベンゾニトリル １５％
からなるネマチック液晶組成物Ａ１は以下の特性を有する。
透明点（Ｔ_NI）：７２．４℃、 △ε：１１．０、 △ｎ：０．１３７、
２０℃における粘度（η20）：２７．０ｍＰａ．ｓ。
この液晶組成物Ａ１の８５重量部を母液晶として、これに実施例１で得られた１，１−ジフルオロ−１−［トランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−２−（３，４−ジフルオロフェニル）エタン（ Ｎｏ．４６の化合物）の１５重量部を混合して液晶組成物Ｂ１を調製し、その物性値を測定したところ、透明点（Ｔ_NI）：７３．０９℃、 △ε：１１．４１、 △ｎ：０．１２７であった。母液晶Ａ１の物性値から外挿した化合物の物性値は以下の通りであった。
透明点（Ｔ_NI）：７７．０、 △ε：１３．７、△ｎ：０．０７０。
また、この組成物Ｂ１を−２０℃のフリーザーに２０日間放置したが、結晶の析出およびスメクチック相の発現は認められなかった。
【０１４２】
比較例１
Ｎｏ．４６の化合物に替えて２−［トランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−１−（３，４−ジフルオロフェニル）エタンを用いる以外は実施例５と同様にして組成物Ｂ２を調製しその物性値を求め、その結果から外挿により求めた化合物の物性値は以下の通りであった。
Ｔ_NI：１０９．０℃、 △ε：６．３３、△ｎ：０．０８３０
また、この組成物Ｂ２を−２０℃のフリーザーに２０日間放置したが、結晶の析出およびスメクチック相の発現は認められなかった。
【０１４３】
以下の実施例（使用例）において、成分化合物は表１にて示される表記法に従って表す。
【０１４４】
【表１】

【０１４５】
実施例６（使用例２）
以下の組成の液晶組成物を調製した。

その諸特性を下に示す。
Ｔ_NI ＝９１．９（℃）
η ＝２８．４（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１４９
Δε ＝９．４
Ｖｔｈ＝１．７８（Ｖ）
【０１４６】
上記組成物１００部にカイラルドーパントを０．８部添加したときのらせんピッチは１０．５μｍであった。
実施例７（使用例３）
以下の液晶組成物を調製した。
３−ＨＨＣＦ２ＭｅＢ（Ｆ）−Ｆ（Ｎｏ．５６１） ３．０％

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝９１．８（℃）
η ＝８９．６（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１３０
Δε ＝２９．９
Ｖｔｈ＝０．８７（Ｖ）
【０１４７】
実施例８（使用例４）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝９３．１（℃）
η ＝３６．７（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．２０１
Δε ＝７．１
Ｖｔｈ＝２．１１（Ｖ）
【０１４８】
実施例９（使用例５）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
ＮＩ ＝６７．２（℃）
η ＝４７．６（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１１４
Δε ＝１３．１
Ｖｔｈ＝１．２５（Ｖ）
【０１４９】
実施例１０（使用例６）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝８２．２（℃）
η ＝２９．４（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１２７
Δε ＝９．７
Ｖｔｈ＝１．７３（Ｖ）
【０１５０】
実施例１１（使用例７）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝８０．９（℃）
η ＝３９．８（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１０５
Δε ＝２１．８
Ｖｔｈ＝１．１３（Ｖ）
【０１５１】
実施例１２（使用例８）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝８９．９（℃）
η ＝４５．６（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１２９
Δε ＝２５．３
Ｖｔｈ＝１．０６（Ｖ）
【０１５２】
実施例１３（使用例９）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝６５．５（℃）
η ＝２９．４（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１０７
Δε ＝１０．２
Ｖｔｈ＝１．３１（Ｖ）
【０１５３】
実施例１４（使用例１０）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝６７．７（℃）
η ＝２１．９（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１５３
Δε ＝６．４
Ｖｔｈ＝１．８０（Ｖ）
【０１５４】
実施例１５（使用例１１）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝１００．３（℃）
η ＝２４．１（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．０９４
Δε ＝５．４
Ｖｔｈ＝２．３０（Ｖ）
【０１５５】
実施例１６（使用例１２）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝９８．９（℃）
η ＝１９．６（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１２９
Δε ＝９．０
Ｖｔｈ＝２．０７（Ｖ）
【０１５６】
実施例１７（使用例１３）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝９２．０（℃）
η ＝３４．９（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１２５
Δε ＝１０．９
Ｖｔｈ＝１．７４（Ｖ）
【０１５７】
実施例１８（使用例１４）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝９３．１（℃）
η ＝１８．８（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１１１
Δε ＝５．２
Ｖｔｈ＝２．２２（Ｖ）
【０１５８】
実施例１９（使用例１５）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝１０２．０（℃）
η ＝２０．８（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１２３
Δε ＝８．３
Ｖｔｈ＝２．０５（Ｖ）
【０１５９】
実施例２０（使用例１６）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝１００．０（℃）
η ＝２１．３（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１９１
Δε ＝７．５
Ｖｔｈ＝１．９７（Ｖ）
【０１６０】
実施例２１（使用例１７）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝８４．６（℃）
η ＝２０．９（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１１８
Δε ＝６．３
Ｖｔｈ＝２．０８（Ｖ）
【０１６１】
実施例２２（使用例１８）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝９９．８（℃）
η ＝２６．２（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．０９３
Δε ＝５．３
Ｖｔｈ＝２．２０（Ｖ）
【０１６２】
実施例２３（使用例１９）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝８３．３（℃）
η ＝２９．１（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１１４
Δε ＝６．９
Ｖｔｈ＝１．８８（Ｖ）
【０１６３】
実施例２４（使用例２０）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
ＮＩ ＝１１４．７（℃）
η ＝３１．７（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．０８８
Δε ＝６．５
Ｖｔｈ＝２．１３（Ｖ）
【０１６４】
実施例２５（使用例２１）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝９１．９（℃）
η ＝５２．４（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１０３
Δε ＝１３．８
Ｖｔｈ＝１．５０（Ｖ）
【０１６５】
実施例２６（使用例２２）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝７７．７（℃）
η ＝２２．３（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．０８９
Δε ＝６．２
Ｖｔｈ＝１．８８（Ｖ）
【０１６６】
実施例２７（使用例２３）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝９６．８（℃）
η ＝３７．６（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．１２８
Δε ＝８．２
Ｖｔｈ＝１．８７（Ｖ）
【０１６７】
実施例２８（使用例２４）
以下の液晶組成物を調製した。

その特性を次に示す。
Ｔ_NI＝７４．１（℃）
η ＝４２．５（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．０８５
Δε ＝１４．１
Ｖｔｈ＝１．２４（Ｖ）
【０１６８】
実施例２９（使用例２５）
以下の液晶組成物を調製した。

その諸特性を次に示す。
Ｔ_NI＝８７．７（℃）
η ＝２５．２（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．０９０
Δε ＝５．４
Ｖｔｈ＝２．１７（Ｖ）
【０１６９】
実施例３０（使用例２６）
以下の液晶組成物を調製した。

その諸特性を次に示す。
Ｔ_NI＝７１．６（℃）
η ＝３５．１（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．０７６
Δε ＝１１．４
Ｖｔｈ＝１．３６（Ｖ）
【０１７０】
実施例３１（使用例２７）
以下の液晶組成物を調製した。

その諸特性を次に示す。
Ｔ_NI＝７２．５（℃）
η ＝４８．４（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．０７８
Δε ＝１６．２
Ｖｔｈ＝１．１７（Ｖ）
【０１７１】
実施例３２（使用例２８）
以下の液晶組成物を調製した。

その諸特性を次に示す。
Ｔ_NI＝６７．６（℃）
η ＝２８．７（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．０９５
Δε ＝９．４
Ｖｔｈ＝１．４６（Ｖ）
【０１７２】
実施例３３（使用例２９）
以下の液晶組成物を調製した。

その諸特性を次に示す。
Ｔ_NI＝７３．１（℃）
η ＝２３．４（ｍＰａ・s）
Δｎ ＝０．０８４
Δε ＝５．９
Ｖｔｈ＝１．８７（Ｖ）
【０１７３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の液晶化合物は大きな△εを有する上に比較的小さい△ｎを有しており、低粘性であると共に低温においても他の液晶組成物との相溶性に優れている。また化学的にも安定である。従って、本発明の液晶化合物を液晶組成物の成分として添加した場合好適な諸特性を示す液晶組成物を提供することができる。

Claims (19)

1. 一般式（１）
   

   

   （式中、Ｒ¹は水素原子または炭素数１〜１５のアルキル基を示し、該基中の相隣合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子、硫黄原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また該基中の一つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、Ｒ²は水素原子、シアノ基、ハロゲン原子または炭素数１〜１５のアルキル基を示し、該アルキル基中の相隣合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子、硫黄原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また該アルキル基中の一つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、Ｌはハロゲン原子または水素原子を示し、Ａ¹、Ａ²、Ａ⁴およびＡ⁵はそれぞれ独立にトランス−１，４−シクロヘキシレン基または１，４−フェニレン基を示し、トランス−１，４−シクロヘキシレン基における一つ以上の−ＣＨ₂−は酸素原子または硫黄原子で置換されていてもよく、また１，４−フェニレン基における一つ以上の＝ＣＨ−は窒素原子で置換されていてもよく、また、１，４−フェニレン環上の一つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、Ａ³はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を示し、該基中の一つ以上の−ＣＨ₂−は酸素原子または硫黄原子で置換されていてもよく、Ｚ¹、Ｚ²、Ｚ³およびＺ⁴はそれぞれ独立に−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−（ＣＨ₂）₄−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＦ₂Ｏ−、−ＯＣＦ₂−、または単結合を示し、Ｑは−ＣＦ₂ＣＨ₂−または−ＣＨ₂ＣＦ₂−を示し、ｋ、ｌ、ｍおよびｎはそれぞれ独立に０または１を示し、ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ≦２ を条件とする。）で表される液晶性化合物。
2. 請求項１において、ｋ＝ｌ＝ｍ＝ｎ＝０である液晶性化合物。
3. 請求項１において、ｋ＋ｌ＝１、かつ、ｍ＝ｎ＝０である液晶性化合物。
4. 請求項１において、ｋ＝ｌ＝０、かつ、ｍ＋ｎ＝１である液晶性化合物。
5. 請求項１において、ｋ＋ｌ＝１、ｍ＋ｎ＝１である液晶性化合物。
6. 請求項１において、ｋ＝ｌ＝０、かつ、ｍ＝ｎ＝１である液晶性化合物。
7. 請求項１において、Ａ³がトランス−１，４−シクロヘキシレン基である液晶性化合物。
8. 請求項１において、Ｒ²がフッ素原子である液晶性化合物。
9. 請求項１において、Ａ³がトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｒ²がフッ素原子である液晶性化合物。
10. 請求項１において、ｋ＋ｌ＝１、ｍ＝ｎ＝０、Ａ¹あるいはＡ²がトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ａ³がトランス−１，４−シクロヘキシレン基であり、Ｚ¹あるいはＺ²が単結合である液晶性化合物。
11. 請求項１において、ｋ＋ｌ＝１、ｍ＝ｎ＝０、Ａ¹あるいはＡ²がトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ａ³がトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｚ¹あるいはＺ²が単結合、Ｒ²およびＬがフッ素原子である液晶性化合物。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシクロヘキサン誘導体を少なくとも一つ含有することを特徴とする液晶組成物。
13. 請求項１２において、第二成分として、一般式（２）、（３）または（４）
    

    

    （これらの式において、Ｒ³、Ｙ¹、Ｌａ、Ｌｂ、 Ｚ⁵およびＺ⁶は各式間で同一または互いに異なっていてもよく、 Ｒ³は炭素数１〜１０のアルキル基であって、該アルキル基中の相隣り合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、また、該基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、Ｙ¹はフッ素原子、塩素原子、ＯＣＦ₃、ＯＣＨＦ₂、ＣＦ₃、ＣＨＦ₂、ＣＨ₂Ｆ、ＯＣＦ₂ＣＨＦ₂またはＯＣＦ₂ＣＨＦＣＦ₃を示し、ＬａおよびＬｂはそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子を示し、Ｚ⁵およびＺ⁶はそれぞれ独立に−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−（ＣＨ₂）₄−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ₂Ｏ−、−ＯＣＦ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示し、環Ｂはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基または環上の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレン基を示し、環Ｃはトランス−１，４−シクロヘキシレン基または環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレン基を示す。上記の各式の化合物において、それらを構成する各原子はそれらの同位体から選ばれるものを含んでいてもよい。）で表される化合物の群から選択される化合物を少なくとも一つ含有することを特徴とする液晶組成物。
14. 請求項１２において、第二成分として一般式（５）または一般式（６）
    

    

    （これらの式において、Ｒ⁴およびＲ⁵はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキル基を示し、該アルキル基中の相隣り合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられていてもよく、また、該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、Ｙ²は−ＣＮ基または−Ｃ≡Ｃ−ＣＮ基を示し、環Ｅはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、１，４−フェニレン基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基またはピリミジン−２，５−ジイル基を示し、環Ｇはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレン基またはピリミジン−２，５−ジイル基を示し、環Ｈはトランス−１，４−シクロヘキシレン基または１，４−フェニレン基を示し、Ｚ⁷は−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＯＯ−または単結合を示し、Ｌc、ＬdおよびＬeはそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子を示し、ｂ、ｃおよびｄはそれぞれ独立に０または１を示す。上記の各式の化合物において、それらを構成する各原子はそれらの同位体から選ばれた物を含んでいてもよい。）で表される化合物の群から選ばれる少なくとも一つの化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
15. 請求項１３において、第三成分として、一般式（７）、（８）または（９）
    

    

    （これらの式において、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｉ、ＪおよびＫは各式間で同一または互いに異なっていてもよく、 Ｒ⁶およびＲ⁷はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキル基を示し、該アルキル基中の相隣り合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられていてもよく、また、該基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、Ｉ、ＪおよびＫはそれぞれ独立に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基または環上の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレン基を示し、Ｚ⁸およびＺ⁹はそれぞれ独立に、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示す。上記の各式の化合物において、それらを構成する各原子はそれらの同位体から選ばれる物を含んでいてもよい。）で表される化合物群から選択される少なくとも一つの化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
16. 請求項１４において、第三成分として、一般式（７）、（８）または（９）
    

    

    （これらの式において、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｉ、ＪおよびＫは各式間で同一または互いに異なっていてもよく、 Ｒ⁶およびＲ⁷はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキル基を示し、該アルキル基中の相隣り合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられていてもよく、また、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、 Ｉ、ＪおよびＫはそれぞれ独立に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基または環上の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレン基を示し、Ｚ⁸およびＺ⁹はそれぞれ独立に、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示す。各式の化合物において、それらを構成する各原子はそれらの同位体から選ばれる物を含んでいてもよい。）で表される化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
17. 請求項１３において、第三成分として一般式（５）または（６）
    

    

    （これらの式において、Ｒ⁴およびＲ⁵はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキル基を示し、該アルキル基中の相隣り合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられていてもよく、また、該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、Ｙ²は−ＣＮ基または−Ｃ≡Ｃ−ＣＮを示し、環Ｅはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、１，４−フェニレン基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基またはピリミジン−２，５−ジイル基を示し、環Ｇはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、環上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレン基またはピリミジン−２，５−ジイル基を示し、環Ｈはトランス−１，４−シクロヘキシレン基または１，４−フェニレン基を示し、Ｚ⁷は−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＯＯ−または単結合を示し、Ｌc、ＬdおよびＬeはそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子を示し、ｂ、ｃおよびｄはそれぞれ独立に０または１を示す。上記の各式の化合物において、それらを構成する各原子はそれらの同位体から選ばれる物を含んでいてもよい。）で表される化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を含有し、第四成分として、一般式（７）、（８）または（９）
    

    

    （これらの式において、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｉ、ＪおよびＫは各式間で同一または互いに異なっていてもよく、 Ｒ⁶およびＲ⁷はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキル基を示し、該アルキル基中の相隣り合わない一つ以上のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられていてもよく、また該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、 Ｉ、ＪおよびＫはそれぞれ独立に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基または環上の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１，４−フェニレン基を示し、Ｚ⁸およびＺ⁹はそれぞれ独立に、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示す。上記の各式の化合物において、それらを構成する各原子はそれらの同位体から選ばれる物を含んでいてもよい。）で表される化合物の群から選択される少なくとも一つの化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
18. 光学活性化合物をさらに含有する請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の液晶組成物。
19. 請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の液晶組成物を用いて構成される液晶表示素子。