JP4654474B2 - 分岐メチル基を有する液晶性化合物、液晶組成物及び液晶表示素子 - Google Patents
分岐メチル基を有する液晶性化合物、液晶組成物及び液晶表示素子 Download PDFInfo
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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、分岐メチル基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】
【数１】
Ｖth＝π（Ｋ／ε0Δε）
【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。
【０００５】
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ものである（液晶討論会2A07(1995)、ASIA DISPLAY '95、557(1995)、ASIA DISPLAY '95、707(1995)）。そして、この方式の特徴は、誘電率異方性の正負に関係なく各種液晶組成物を利用できる点である。
【０００６】
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を格段に広くしたものである。この方式の特徴の一つは、誘電率異方性値が負の液晶組成物を使用することである。
このような背景から、誘電率異方性値が負である液晶化合物並びに液晶組成物が強く要望されるようになってきた。しかし現在までに知られている化合物の中では、大きな負の誘電率異方性値と小さな光学異方性値を併せ持つ液晶性化合物は知られておらず、このような特性を有する新規な液晶性化合物が待望されていた。
【０００７】
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。
【０００８】
【化６】
【０００９】
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。
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。しかし、光学異方性値と誘電率異方性値はトレード・オフの関係にあり、オーダーパラメーターの減少は誘電率異方性値の大幅な減少をもまねいてしまう。オーダーパラメーターは液晶分子の分子間相互作用の程度を表わすもので、物質固有の値である。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。
【００１０】
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。しかし化学的な安定性が極めて低く、比抵抗値および電圧保持率が極めて低く、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った。
【００１１】
【化７】
【００１２】
一般に液晶性化合物の骨格を構成するフェニレン基の側方位にフッ素原子を導入すると、誘電率異方性値が負に増大する現象は当業者に良く知られている。
しかしながら、より大きな負の誘電率異方性値を要求する為には、粘度の増大、液晶性の低下を覚悟の上で、フッ素原子の代わりにより大きな電子吸引性の置換基である、トリフルオロメチル基等を導入することしか知られていなかった。
【００１３】
【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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題の解決のため鋭意研究の結果、置換フェニレン基の２つ隣の原子にメチル基などの電子供与性の置換基を導入することにより、電子密度が置換フェニレン基側により高くなり、負の誘電率異方性値が大きくなる事を発見し、一般式（１）で表わされる液晶性化合物が所期の特性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は［１］〜［２０］の構成を有する。
【００１５】
[１] 一般式（１）
【化８】
（式中、Ｒ1およびＲ2は各々独立に炭素数１〜１０の直鎖または分岐のアルキル基を示し、これらアルキル基中の任意のメチレン基は酸素原子、−(Ｃ＝Ｏ)−、−ＨＣ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置換されていてもよいが、酸素原子が連続して置換されることはなく、またアルキル基中の１個以上の任意の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく；環Ａ、ＢおよびＣは環中の相隣接しない任意のメチレン基は酸素原子で置換されていてもよいトランス−シクロヘキサン−１,４−ジイル、または１個以上の任意の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１,４−フェニレンでその環中のＣＨはＮで置換されていてもよく；Ｑは、酸素原子、硫黄原子、−(ＣＨ2)2Ｏ−、−Ｏ(ＣＨ2)2−を示し；Ｚ1 、Ｚ2およびＺ3は各々独立に単結合または炭素数１〜４のアルキレン基を示し、これらの基中の任意のメチレン基は−ＣＦ2−、−Ｃ(＝Ｏ)−、酸素原子、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置換されていてもよいが、酸素原子が連続して置換されることはなく；ｌ、ｍおよびｎは０または１の整数を表わし、ｌ、ｍおよびｎが共に１であることはなく；Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4は水素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、フッ素原子または塩素原子を示す。）で表わされる液晶性化合物。
【００１６】
［２］ 一般式（１）において、Ｑが酸素原子あるいは硫黄原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［３］ 一般式（１）において、Ｘ3およびＸ4がフッ素原子である［２］項に記載の液晶性化合物。
［４］ 一般式（１）において、ｌ＝ｍ＝０である［３］項に記載の液晶性化合物。
［５］ 一般式（１）において、ｎ＝０である［４］項に記載の液晶性化合物。
［６］ 一般式（１）において、ｎ＝１であり、Ｚ3が単結合または−(ＣＨ2)2−であり、Ｘ1およびＸ2がフッ素原子である［４］項に記載の液晶性化合物。
［７］ 一般式（１）において、ｌ＝０、ｍ＝１であり、Ｚ2が単結合、−(ＣＨ2)2−、−(ＣＨ2)4−または−ＨＣ＝ＣＨ−である［３］項に記載の液晶性化合物。
［８］ 一般式（１）において、ｎ＝０である［７］項に記載の液晶性化合物。
［９］ 一般式（１）において、ｎ＝１であり、Ｚ3が単結合または−(ＣＨ2)2−であり、Ｘ1およびＸ2がフッ素原子である［７］項に記載の液晶性化合物。
［１０］ 一般式（１）において、ｌ＝ｍ＝１、ｎ＝０であり、Ｚ1およびＺ2が単結合である［３］項に記載の液晶性化合物。
［１１］ ［１］〜［１０］項に記載の液晶性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。
【００１７】
［１２］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種含有し、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
【００１８】
【化９】
【００１９】
これらの式中、Ｒ3は炭素数１〜１０のアルキル基を示し、基中の隣り合わない任意のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、基中の１個以上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 、−ＯＣＦ2Ｈ、−ＣＦ2Ｈ、−ＣＦＨ2、−ＯＣＦ2ＣＦ2Ｈ、−ＯＣＦ2ＣＦＨＣＦ3または−ＣＦ3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；Ｚ5及びＺ6は各々独立して、−ＣＨ2ＣＨ2−、−(ＣＨ2 )4 −、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示し；環Ｄはトランス−シクロヘキサン−１,４−ジイル、１,３−ジオキサン−２,５−ジイル、または１個以上の任意の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１,４−フェニレンを示し；環Ｅはトランス−シクロヘキサン−１,４−ジイルまたは１個以上の任意の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１,４−フェニレンを示す。
【００２０】
［１３］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種含有し、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
【００２１】
【化１０】
【００２２】
これらの式中、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、基中の隣り合わない任意のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、基中の１個以上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；Ｙ2は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮを示し；環Ｆはトランス−シクロヘキサン−１,４−ジイル、１,４−フェニレン、１,３−ジオキサン−２,５−ジイルまたはピリミジン−２,５−ジイルを示し；環Ｇはシクロヘキサン−１,４−ジイル、１個以上の任意の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１,４−フェニレンまたはピリミジン−２,５−ジイルを示し；環Ｈはトランス−シクロヘキサン−１,４−ジイルまたは１,４−フェニレンを示し；Ｚ7は−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＯＯ−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。
【００２３】
［１４］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の化合物を少なくとも１種含有し、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
【００２４】
【化１１】
【００２５】
これらの式中、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メチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、この基中の１個以上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；環Ｉおよび環Ｊ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；Ｚ8およびＺ9は各々独立して−(ＣＨ2)2−、−ＣＯＯ−または単結合を示す。
【００２６】
［１５］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の化合物を少なくとも１種含有し、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
【００２７】
【化１２】
【００２８】
これらの式中、Ｒ8およびＲ9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−で置換されていてもよく、また、この基中の１個以上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；環Ｋ、環Ｌ、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１個以上の任意の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１,４−フェニレンを示し；Ｚ10およびＺ11は各々独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−(ＣＨ2)2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示す。
【００２９】
［１６］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の化合物を少なくとも１種含有し、第二成分として、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
［１７］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の化合物を少なくとも１種含有し、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
［１８］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の化合物を少なくとも１種含有し、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種含有し、第四成分として、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
［１９］ ［１１］〜［１８］項のいずれか１項に記載の液晶組成物に、さらに１種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。
［２０］ ［１１］〜［１９］項のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いて構成された液晶表示素子。
【００３０】
【発明の実施の形態】
一般式（１）で表わ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）〜（１−10）で表わされる下記の化合物である。
これらの式中Ｒ1、Ｒ2、環Ａ、Ｂ、Ｃは上述した通りであり、Ｔは酸素原子あるいは硫黄原子を示す。
【００３１】
【化１３】
【００３２】
一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2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、ハロゲン置換アルキル基、ハロゲン置換アルケニル基、ハロゲン置換アルコキシ基、ハロゲン置換アルキニル基である。Ｒ1及びＲ2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、Ｒ1及びＲ2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小さな光学異方性値が要求されるので、Ｒ1がアルキル基、またはアルコキシ基である化合物が最適である。
【００３３】
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−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−、−(ＣＨ2)4−、−(ＣＨ2)3Ｏ−、−Ｏ(ＣＨ2)3−、−ＣＨ＝ＣＨ−(ＣＨ2)2−、−(ＣＨ2)2−ＣＨ＝ＣＨ−である。Ｚ1、Ｚ2およびＺ3が各々独立に単結合または−ＣＨ2ＣＨ2−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。
Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4は、水素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、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、化合物はより大きな誘電率異方性を示す。特にＸ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4の全てが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。
【００３４】
環Ａ、ＢおよびＣは、それぞれ独立して、トランス−シクロヘキサン−１,４−ジイル、１,３−ジオキサン−２,５−ジイル、１−テトラヒドロピラン−２,５−ジイル、３−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トランス−シクロヘキサン−１,４−ジイルが最適である。環Ａ、ＢまたはＣとして１,３−ジオキサン−２,５−ジイルが導入された化合物は、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Ａ、ＢまたはＣとしてフッ素置換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−ジイルが導入された化合物は誘電率異方性値がより大きな値を示す。
【００３５】
一般式（１）で表わされる本発明の化合物は、公知の有機合成化学的手法を適切に組み合わせて用いることで製造できる。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。
【００３６】
液晶材料としてよく用いられるカルボン酸誘導体（１）に塩化チオニルを作用させ酸クロリド誘導体（２）を得る。２はメチルマグネシウムブロミドとグリニャール反応を行いケトン（３）を得る。３は、水素化アルミニウムリチウムなどの還元剤にて還元し、アルコール誘導体（４）を得る。他方、市販のハロゲン化ベンゼンにｎ−ブチルリチウムとボロン酸アルキルを反応させ、ボロン酸誘導体（６）を得る。６は過酸化水素水等で酸化し、フェノール誘導体（７）を得る。７は４とトリフェニルホスフィン存在下、ジエチルアゾカルボキシレート（ＤＥＡＤ）を作用させ、目的物である８を得る。
【００３７】
【化１４】
【００３８】
一般式（１）においてＱが硫黄原子の場合、アルコール誘導体（４）に臭化水素酸を作用させ臭化物（９）とする。また他方５は、クロロスルホン酸を作用させ、硫酸存在下、亜鉛にて還元することにより、チオール誘導体（１０）を得る。ここで、１０に水素化ナトリウムを添加し、先の臭化物９を作用させ、目的の１１を得る。
【００３９】
【化１５】
【００４０】
環Ａ、ＢまたはＣとして１,３−ジオキサン−２,５−ジイルまたはテトラヒドロピラン−２,５−ジイルを化合物中に導入する方法は、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。
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。
【００４１】
また、本発明の液晶性化合物は、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。
【００４２】
以下、本発明の液晶組成物について説明する。本発明により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を少なくとも１種含む第一成分のみでもよいが、これに他の成分を加えて使用することにより種々の用途に適した液晶組成物を提供することができる。本発明の液晶組成物は、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。
【００４３】
一般式（１）で示される液晶性化合物に加える第二成分としては既述した一般式（２）、（３）および（４）で示される化合物、一般式（５）および（６）で示される化合物または一般式（７）、（８）および（９）で示される３グループの化合物から選択される。従って、一般式（１）で示される化合物のうちの少なくとも１種と上述した３グループのうちのいずれか１グループのうちの少なくとも１種の化合物を組み合わせるのが好ましい。
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無いことから、各元素の同位体元素からなる類縁体でも差し支えない。
【００４４】
上記第二成分のうち、一般式（２）に含まれる化合物の好適例として次の（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）〜（３−97）、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。
【００４５】
【化１６】
【００４６】
【化１７】
【００４７】
【化１８】
【００４８】
【化１９】
【００４９】
【化２０】
【００５０】
【化２１】
【００５１】
【化２２】
【００５２】
【化２３】
【００５３】
【化２４】
【００５４】
【化２５】
【００５５】
【化２６】
【００５６】
【化２７】
【００５７】
【化２８】
【００５８】
これらの式中、Ｒ3およびＹ1は既述の通りである。
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整する場合、これらの化合物の使用量は、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）で表わされる化合物を粘度調整の目的でさらに含有していても良い。
【００５９】
次に、前記第二成分である一般式（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）〜（５−58）および（６−１）〜（６−３）に示される化合物を挙げることができる。
【００６０】
【化２９】
【００６１】
【化３０】
【００６２】
【化３１】
【００６３】
【化３２】
【００６４】
【化３３】
【００６５】
【化３４】
【００６６】
これらの式中、Ｒ4、Ｒ5およびＹ2は既述の通りである。
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または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。また、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整する場合には一般式（５）および（６）で表わ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。また、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出来る。
【００６７】
本発明の液晶組成物として、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整する場合には一般式（７）〜（９）で示される化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種類の化合物を混合した物が好ましい。第二Ｃ成分である一般式（７）〜（９）で示される化合物の好適例として、それぞれ一般式（７−１）〜（７−３）、（８−１）〜（８−５）および（９−１）〜（９−３）で示される化合物を挙げることができる。
【００６８】
【化３５】
【００６９】
これらの式中、Ｒ6およびＲ7は既述の通りである。
一般式（７）〜（９）で表わされる化合物は、誘電率異方性値が負の化合物である。一般式（７）で表われる化合物は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）で表わ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。
【００７０】
一般式（７）〜（９）で表わ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）で表わ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）で表わ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）で表わされる化合物の使用量は３０重量％以下が好ましい。
【００７１】
本発明の液晶組成物の第三成分のうち、一般式（10）〜（12）で示される化合物の好適例として、それぞれ一般式（10−１）〜（10−11）、（11−１）〜（11−18）および（12−１）〜（12−６）で示される化合物を挙げることができる。
【００７２】
本発明の一般式（10）〜（12）で示される化合物として好ましくは具体的に以下の化合物を挙げることができる。
【００７３】
【化３６】
【００７４】
【化３７】
【００７５】
【化３８】
【００７６】
【化３９】
【００７７】
これらの式中、Ｒ8およびＲ9は既述の通りである。
一般式（10）〜（12）で表わされる化合物は、誘電率異方性値の絶対値が小さく、中性に近い化合物である。一般式（10）で表わ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）または（12）で表わ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。
【００７８】
一般式（10）〜（11）で表わ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整する場合に、一般式（10）〜（12）で表わ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整する場合には、一般式（10）〜（12）で表わ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。
【００７９】
上述した液晶性化合物を公知の方法、例えば種々の成分を高温下で相互に溶解させる方法等により液晶組成物は調製される。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、最適化された液晶組成物が調製される。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。
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。
【００８０】
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。本発明に係る組成物は、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）用をはじめ、複屈折制御（ＥＣＢ）型やＤＳ型用の液晶組成物としても使用できる。
【００８１】
また、本発明では、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モード用液晶組成物等の特別な場合を除き、通常、液晶組成物のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を調整し、逆ねじれ（reverse twist）を防ぐ目的で、光学活性化合物を添加する。本発明の光学活性化合物は、このような目的で使用するのであれば、公知にされたいずれの光学活性化合物を使用してもかまわないが、好ましくは以下の光学活性化合物を挙げることができる。
【００８２】
【化４０】
【００８３】
【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−４−オキシ−（１−メチル−１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）メチル）エトキシベンゼンの合成
一般式（１）において、Ｒ1がｎ−プロピル基、Ｒ2がエトキシ基、ｌ＝ｍ＝ｎ＝０、環Ｃがトランス−１,４−シクロヘキサン、Ｑが酸素原子、Ｘ3とＸ4が共にフッ素原子である、化合物番号１の化合物。
【００８４】
第１段
５００ｍｌの三口フラスコ中、トランス−４−プロピルシクロヘキサンカルボン酸１２０ｇ（０.７ｍｏｌ）を入れ、氷冷し、塩化チオニル１６６.５ｇ（１.４ｍｏｌ）を徐々に滴下した。同温度にて、１時間攪拌した。その後、室温減圧下にて、塩化チオニルを留去し、トルエン１００ｍｌづつ２回添加し、溶媒置換を行った。それを濃縮し、濃縮物にトルエン２００ｍｌを加え、鉄（III）アセチルアセトナート０.１ｇ加え、メチルマグネシウムブロミド２５０ｇを１０℃以下で徐々に滴下した。滴下終了後、室温にて２時間攪拌した。その後、氷にて再冷却し、飽和塩化アンモニウム水５００ｍｌを徐々に加えた。反応混合物から、酢酸エチル５００ｍｌづつ３回抽出を行い、得られた有機層は、飽和食塩水３００ｍｌづつ３回洗浄し、無水硫酸マグネシウムにて乾燥後、溶液を濃縮した。得られた粗トランス−４−プロピルシクロヘキシルメチルケトンは、１４７.８ｇであった。
【００８５】
第２段
水素化リチウムアルミニウム６.５４ｇ（０.１７２ｍｏｌ）を２ｌの三口フラスコに入れ、氷冷しながらＴＨＦ５０ｍｌを徐々に加えた。その後、第１段で得られた粗トランス−４−プロピルシクロヘキシルメチルケトン４８.４ｇ（０.２８４ｍｏｌ）をＴＨＦ２００ｍｌに溶解した溶液を徐々に滴下した。滴下終了後、２時間攪拌した。その後酢酸エチル３００ｍｌを徐々に加えた。更に水５００ｍｌを加え、反応混合物から、酢酸エチル３００ｍｌずつ３回抽出した。得られた有機層は、飽和食塩水３００ｍｌずつ３回洗浄し、無水硫酸マグネシウムにて乾燥後、濃縮し、粗１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）エタノール４８.２ｇを得た。
【００８６】
第３段
２００ｍｌ三口フラスコに第２段で得られた１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）エタノール３.４１ｇ（０.０２ｍｏｌ）、４−エトキシ−２,３−ジフルオロフェノール３.４８ｇ（０.０２ｍｏｌ）とトリフェニルホスフィン５.２５ｇ（０.０２ｍｏｌ）を入れ、ＴＨＦ５０ｍｌを加え攪拌した。ここにジエチルアゾカルボキシレート３.４８ｇ（０.０２ｍｏｌ）をＴＨＦ２０ｍｌに溶解し、室温で滴下した。反応液を１２時間攪拌し、酢酸エチル１００ｍｌと水１００ｍｌを加えた。反応溶液から酢酸エチル１００ｍｌずつ３回抽出し、飽和食塩水１００ｍｌずつ３回洗浄し、無水硫酸マグネシウムにて乾燥し、粗２,３−ジフルオロ−４−オキシ−（１−メチル−１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）メチル）エトキシベンゼン２.５ｇを得た。粗製物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒：トルエン）にて精製し、１.８ｇを得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）δ：６.６５−６.５８（ｄ，２Ｈ）、４.１７−３.９４（ｑ, ２Ｈ）、４.１７−３.９４（ｍ, １Ｈ）、１.８６−０.８０（ｍ，１１Ｈ）、１.４９−１.３３（ｔ，３Ｈ）、１.２５−１.１８（ｄ，３Ｈ）、０.９４−０.８０（ｔ，３Ｈ）
得られた化合物は液体であった。この化合物の後述した方法で測定した誘電率異方性値は−６.０５（外挿値）光学異方性値は０.０２７（外挿値）であった。
以下同様にして、化合物２〜２００を合成する。
【００８７】
【化４１】
【００８８】
【化４２】
【００８９】
【化４３】
【００９０】
【化４４】
【００９１】
【化４５】
【００９２】
【化４６】
【００９３】
【化４７】
【００９４】
【化４８】
【００９５】
【化４９】
【００９６】
【化５０】
【００９７】
【化５１】
【００９８】
【化５２】
【００９９】
【化５３】
【０１００】
【化５４】
【０１０１】
【化５５】
【０１０２】
【化５６】
【０１０３】
【化５７】
【０１０４】
【化５８】
【０１０５】
【化５９】
【０１０６】
【化６０】
【０１０７】
このように調整される本発明の液晶性化合物を含有するネマチック液晶性組成物として、以下に示すような組成例（組成例１〜１５）を示すことができる。尚、本発明の化合物単体の誘電率異方性は負の値である。この化合物を添加することにより組成物の誘電率異方性を正と負の適当な値に調整することができる。
ただし、組成物例中の化合物は表１に示した取り決めに従い略号で示した。使用例中において、特に断りのない限り、「％」は「重量％」を示し、「部」は液晶組成物１００重量部に対する光学活性化合物の「重量部」を示す。ＴNIはネマチック相から等方相に転移する温度を示す。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
粘度（η）の測定は２０.０℃で行い、光学異方性値（Δｎ）、誘電率異方性値（Δε）、しきい値電圧（Ｖth）およびねじれのピッチ（Ｐ）の測定は、それぞれ２５.０℃で行った。
なお、Δεはすべて液晶表示素子を作成して測定した。即ち、得られた液晶組成物それぞれについて、液晶組成物をホメオトロピック配向させたセルとホモジニアス配向させたセルとを作成し、それぞれから対称軸方向の誘電率と対称軸に垂直な方向の誘電率を測定することによって得た。
【０１１０】
使用例１
３−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
３−ＨＥＢ−Ｏ４ ２８.０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０.０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０.０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８.０％
ＴNI＝５５.２（℃）
η＝２２.９（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.０８２
【０１１１】
使用例２
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ６.０％
３−ＨＨ−２ ５.０％
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％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−２ ２４.０％
ＴNI＝８６.９（℃）
Δｎ＝０.０８２
Δε＝−４.４
【０１１２】
使用例３
１Ｖ２−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
３−ＨＨ−５ 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％
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％
ＴNI＝８６.２（℃）
Δｎ＝０.０７９
Δε＝−３.７
【０１１３】
使用例４
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）Ｂ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ８.０％
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ８.０％
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％
【０１１４】
使用例５
３−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ６.０％
３−ＨＥＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ９.０％
４−ＨＥＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ９.０％
５−ＨＥＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ９.０％
２−ＢＢ２Ｂ−Ｏ２ ６.０％
３−ＢＢ２Ｂ−Ｏ２ ６.０％
５−ＢＢ２Ｂ−Ｏ１ ６.０％
５−ＢＢ２Ｂ−Ｏ２ ６.０％
１−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ）−５ ７.０％
３−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ）−５ ７.０％
５−Ｂ（Ｆ）ＢＢ−Ｏ２ ７.０％
３−ＢＢ（２Ｆ,３Ｆ）Ｂ−３ ７.０％
ＴNI＝７１.８（℃）
η＝３３.３（ｍＰａ・ｓ）
Δｎ＝０.１５７
【０１１５】
使用例６
３−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５.０％
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％
３−ＢＢ（２Ｆ,３Ｆ）Ｂ−３ ８.０％
５−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ １０.０％
ＴNI＝６８.４（℃）
Δｎ＝０.１２６
Δε＝−４.４
【０１１６】
使用例７
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
１Ｖ２−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０.０％
３−ＨＨ−１Ｏ１ ６.０％
５−ＨＨ−１Ｏ１ ５.０％
３−ＨＨ−ＥＭｅ １２.０％
４−ＨＥＢ−Ｏ１ ９.０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ７.０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ８.０％
３−ＨＨＢ−１ ６.０％
３−ＨＨＢ−３ ６.０％
４−ＨＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ４ ３.０％
６−ＨＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ４ ３.０％
３−ＨＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ５ ４.０％
４−ＨＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ５ ３.０％
５−ＨＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ５ ２.０％
２−ＨＢＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ２ ２.０％
４−ＨＢＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ４ ４.０％
ＴNI＝６１.４（℃）
η＝４６.４（ｍＰａ・ｓ）
Δｎ＝０.０７２
Δε＝−６.２
【０１１７】
使用例８
３−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ 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 ６.０％
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−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−３ ５.０％
３−ＨＨＢ−Ｃ ３.０％
ＴNI＝８３.８（℃）
η＝１７.９（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.１６２
Δε＝６.９
Ｖｔｈ＝２.１９（Ｖ）
上記組成物１００部に、ＣＭ３３を０.８部添加する。
Ｐ＝１１.３μｍ
【０１１８】
使用例９
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ８.０％
５−ｐｙＢ−Ｆ ４.０％
３−ｐｙＢ（Ｆ）−Ｆ ４.０％
２−ＢＢ−Ｃ ５.０％
４−ＢＢ−Ｃ ４.０％
５−ＢＢ−Ｃ ５.０％
２−ｐｙＢ−２ ２.０％
３−ｐｙＢ−２ ２.０％
４−ｐｙＢ−２ ２.０％
６−ｐｙＢ−Ｏ５ ３.０％
６−ｐｙＢ−Ｏ６ ３.０％
６−ｐｙＢ−Ｏ７ ３.０％
６−ｐｙＢ−Ｏ８ ３.０％
３−ｐｙＢＢ−Ｆ ６.０％
４−ｐｙＢＢ−Ｆ ６.０％
５−ｐｙＢＢ−Ｆ ６.０％
３−ＨＨＢ−１ ６.０％
２−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４.０％
２−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４.０％
２−Ｈ２ＢＴＢ−４ ５.０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５.０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ５.０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ５.０％
ＴNI＝８８.７（℃）
η＝３９.７（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.１９９
Δε＝５.８
Ｖｔｈ＝２.４５（Ｖ）
【０１１９】
使用例１０
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
１Ｖ２−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）Ｂ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
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 ４.０％
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 ２.０％
３−ＨＥＢＥＢ−Ｆ ２.０％
３−ＨＥＢＥＢ−１ ２.０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｃ ４.０％
【０１２０】
使用例１１
１Ｖ２−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ 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−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４.０％
３−ＨＨＢ−１ ４.０％
ＴNI＝７７.７（℃）
η＝１３.７（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.１２４
Δε＝６.１
Ｖｔｈ＝２.３３（Ｖ）
【０１２１】
使用例１２
３−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
３−ＨＢ−ＣＬ １０.０％
５−ＨＢ−ＣＬ ４.０％
７−ＨＢ−ＣＬ ４.０％
５−ＨＨ−１Ｏ１ ５.０％
２−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ８.０％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ８.０％
４−ＨＨＢ−ＣＬ ８.０％
５−ＨＨＢ−ＣＬ ８.０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ）−ＣＬ ４.０％
３−ＨＢＢ（Ｆ,Ｆ）−Ｆ １０.０％
５−Ｈ２ＢＢ（Ｆ,Ｆ）−Ｆ ９.０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＶＢ−２ ４.０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４.０％
ＴNI＝６８.６（℃）
η＝２３.６（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.１１４
Δε＝２.９
Ｖｔｈ＝３.１０（Ｖ）
【０１２２】
使用例１３
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ４.０％
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％
５−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％
ＴNI＝８６.０（℃）
η＝２０.６（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.０９２
Δε＝３.０
Ｖｔｈ＝２.９１（Ｖ）
上記組成物１００部に、ＣＮを０.３部添加する。
Ｐ＝７６.４μｍ
【０１２３】
使用例１４
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）Ｂ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ 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％
【０１２４】
使用例１５
３−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ １０.０％
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ９.０％
１Ｖ２−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ 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％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ ５.０％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ５.０％
ＴNI＝７０.０（℃）
η＝４１.８（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.１１１
Δε＝２.４
Ｖｔｈ＝３.２３（Ｖ）
上記組成物１００部に、ＣＭ４３Ｌを０.２部添加する。
Ｐ＝７７.５μｍ
【０１２５】
【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併せ持つ液晶組成物の実現を可能にしたのである。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、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等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、分岐メチル基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】
【数１】
Ｖth＝π（Ｋ／ε0Δε）
【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。
【０００５】
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ものである（液晶討論会2A07(1995)、ASIA DISPLAY '95、557(1995)、ASIA DISPLAY '95、707(1995)）。そして、この方式の特徴は、誘電率異方性の正負に関係なく各種液晶組成物を利用できる点である。
【０００６】
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を格段に広くしたものである。この方式の特徴の一つは、誘電率異方性値が負の液晶組成物を使用することである。
このような背景から、誘電率異方性値が負である液晶化合物並びに液晶組成物が強く要望されるようになってきた。しかし現在までに知られている化合物の中では、大きな負の誘電率異方性値と小さな光学異方性値を併せ持つ液晶性化合物は知られておらず、このような特性を有する新規な液晶性化合物が待望されていた。
【０００７】
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。
【０００８】
【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。
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。しかし、光学異方性値と誘電率異方性値はトレード・オフの関係にあり、オーダーパラメーターの減少は誘電率異方性値の大幅な減少をもまねいてしまう。オーダーパラメーターは液晶分子の分子間相互作用の程度を表わすもので、物質固有の値である。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。
【００１０】
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。しかし化学的な安定性が極めて低く、比抵抗値および電圧保持率が極めて低く、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った。
【００１１】
【化７】
一般に液晶性化合物の骨格を構成するフェニレン基の側方位にフッ素原子を導入すると、誘電率異方性値が負に増大する現象は当業者に良く知られている。
しかしながら、より大きな負の誘電率異方性値を要求する為には、粘度の増大、液晶性の低下を覚悟の上で、フッ素原子の代わりにより大きな電子吸引性の置換基である、トリフルオロメチル基等を導入することしか知られていなかった。
【００１３】
【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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題の解決のため鋭意研究の結果、置換フェニレン基の２つ隣の原子にメチル基などの電子供与性の置換基を導入することにより、電子密度が置換フェニレン基側により高くなり、負の誘電率異方性値が大きくなる事を発見し、一般式（１）で表わされる液晶性化合物が所期の特性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は［１］〜［２０］の構成を有する。
【００１５】
[１] 一般式（１）
【化８】
【００１６】
［２］ 一般式（１）において、Ｑが酸素原子あるいは硫黄原子である［１］に記載の液晶性化合物。
［３］ 一般式（１）において、Ｘ3およびＸ4がフッ素原子である［２］項に記載の液晶性化合物。
［４］ 一般式（１）において、ｌ＝ｍ＝０である［３］項に記載の液晶性化合物。
［５］ 一般式（１）において、ｎ＝０である［４］項に記載の液晶性化合物。
［６］ 一般式（１）において、ｎ＝１であり、Ｚ3が単結合または−(ＣＨ2)2−であり、Ｘ1およびＸ2がフッ素原子である［４］項に記載の液晶性化合物。
［７］ 一般式（１）において、ｌ＝０、ｍ＝１であり、Ｚ2が単結合、−(ＣＨ2)2−、−(ＣＨ2)4−または−ＨＣ＝ＣＨ−である［３］項に記載の液晶性化合物。
［８］ 一般式（１）において、ｎ＝０である［７］項に記載の液晶性化合物。
［９］ 一般式（１）において、ｎ＝１であり、Ｚ3が単結合または−(ＣＨ2)2−であり、Ｘ1およびＸ2がフッ素原子である［７］項に記載の液晶性化合物。
［１０］ 一般式（１）において、ｌ＝ｍ＝１、ｎ＝０であり、Ｚ1およびＺ2が単結合である［３］項に記載の液晶性化合物。
［１１］ ［１］〜［１０］項に記載の液晶性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。
【００１７】
［１２］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種含有し、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
【００１８】
【化９】
これらの式中、Ｒ3は炭素数１〜１０のアルキル基を示し、基中の隣り合わない任意のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、基中の１個以上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 、−ＯＣＦ2Ｈ、−ＣＦ2Ｈ、−ＣＦＨ2、−ＯＣＦ2ＣＦ2Ｈ、−ＯＣＦ2ＣＦＨＣＦ3または−ＣＦ3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；Ｚ5及びＺ6は各々独立して、−ＣＨ2ＣＨ2−、−(ＣＨ2 )4 −、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示し；環Ｄはトランス−シクロヘキサン−１,４−ジイル、１,３−ジオキサン−２,５−ジイル、または１個以上の任意の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１,４−フェニレンを示し；環Ｅはトランス−シクロヘキサン−１,４−ジイルまたは１個以上の任意の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１,４−フェニレンを示す。
【００２０】
［１３］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の液晶性化合物を少なくとも１種含有し、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
【００２１】
【化１０】
これらの式中、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、基中の隣り合わない任意のメチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、基中の１個以上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；Ｙ2は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮを示し；環Ｆはトランス−シクロヘキサン−１,４−ジイル、１,４−フェニレン、１,３−ジオキサン−２,５−ジイルまたはピリミジン−２,５−ジイルを示し；環Ｇはシクロヘキサン−１,４−ジイル、１個以上の任意の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１,４−フェニレンまたはピリミジン−２,５−ジイルを示し；環Ｈはトランス−シクロヘキサン−１,４−ジイルまたは１,４−フェニレンを示し；Ｚ7は−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＯＯ−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。
【００２３】
［１４］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の化合物を少なくとも１種含有し、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
【００２４】
【化１１】
これらの式中、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メチレン基は酸素原子または−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよく、また、この基中の１個以上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；環Ｉおよび環Ｊ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；Ｚ8およびＺ9は各々独立して−(ＣＨ2)2−、−ＣＯＯ−または単結合を示す。
【００２６】
［１５］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の化合物を少なくとも１種含有し、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
【００２７】
【化１２】
これらの式中、Ｒ8およびＲ9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−で置換されていてもよく、また、この基中の１個以上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；環Ｋ、環Ｌ、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１個以上の任意の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい１,４−フェニレンを示し；Ｚ10およびＺ11は各々独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−(ＣＨ2)2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示す。
【００２９】
［１６］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の化合物を少なくとも１種含有し、第二成分として、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
［１７］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の化合物を少なくとも１種含有し、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
［１８］ 第一成分として、［１］〜［１０］項に記載の化合物を少なくとも１種含有し、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種含有し、第四成分として、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
［１９］ ［１１］〜［１８］項のいずれか１項に記載の液晶組成物に、さらに１種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。
［２０］ ［１１］〜［１９］項のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いて構成された液晶表示素子。
【００３０】
【発明の実施の形態】
一般式（１）で表わ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）〜（１−10）で表わされる下記の化合物である。
これらの式中Ｒ1、Ｒ2、環Ａ、Ｂ、Ｃは上述した通りであり、Ｔは酸素原子あるいは硫黄原子を示す。
【００３１】
【化１３】
一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2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、ハロゲン置換アルキル基、ハロゲン置換アルケニル基、ハロゲン置換アルコキシ基、ハロゲン置換アルキニル基である。Ｒ1及びＲ2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、Ｒ1及びＲ2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小さな光学異方性値が要求されるので、Ｒ1がアルキル基、またはアルコキシ基である化合物が最適である。
【００３３】
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−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−、−(ＣＨ2)4−、−(ＣＨ2)3Ｏ−、−Ｏ(ＣＨ2)3−、−ＣＨ＝ＣＨ−(ＣＨ2)2−、−(ＣＨ2)2−ＣＨ＝ＣＨ−である。Ｚ1、Ｚ2およびＺ3が各々独立に単結合または−ＣＨ2ＣＨ2−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。
Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4は、水素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、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、化合物はより大きな誘電率異方性を示す。特にＸ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4の全てが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。
【００３４】
環Ａ、ＢおよびＣは、それぞれ独立して、トランス−シクロヘキサン−１,４−ジイル、１,３−ジオキサン−２,５−ジイル、１−テトラヒドロピラン−２,５−ジイル、３−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トランス−シクロヘキサン−１,４−ジイルが最適である。環Ａ、ＢまたはＣとして１,３−ジオキサン−２,５−ジイルが導入された化合物は、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Ａ、ＢまたはＣとしてフッ素置換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−ジイルが導入された化合物は誘電率異方性値がより大きな値を示す。
【００３５】
一般式（１）で表わされる本発明の化合物は、公知の有機合成化学的手法を適切に組み合わせて用いることで製造できる。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。
【００３６】
液晶材料としてよく用いられるカルボン酸誘導体（１）に塩化チオニルを作用させ酸クロリド誘導体（２）を得る。２はメチルマグネシウムブロミドとグリニャール反応を行いケトン（３）を得る。３は、水素化アルミニウムリチウムなどの還元剤にて還元し、アルコール誘導体（４）を得る。他方、市販のハロゲン化ベンゼンにｎ−ブチルリチウムとボロン酸アルキルを反応させ、ボロン酸誘導体（６）を得る。６は過酸化水素水等で酸化し、フェノール誘導体（７）を得る。７は４とトリフェニルホスフィン存在下、ジエチルアゾカルボキシレート（ＤＥＡＤ）を作用させ、目的物である８を得る。
【００３７】
【化１４】
一般式（１）においてＱが硫黄原子の場合、アルコール誘導体（４）に臭化水素酸を作用させ臭化物（９）とする。また他方５は、クロロスルホン酸を作用させ、硫酸存在下、亜鉛にて還元することにより、チオール誘導体（１０）を得る。ここで、１０に水素化ナトリウムを添加し、先の臭化物９を作用させ、目的の１１を得る。
【００３９】
【化１５】
環Ａ、ＢまたはＣとして１,３−ジオキサン−２,５−ジイルまたはテトラヒドロピラン−２,５−ジイルを化合物中に導入する方法は、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。
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。
【００４１】
また、本発明の液晶性化合物は、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。
【００４２】
以下、本発明の液晶組成物について説明する。本発明により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を少なくとも１種含む第一成分のみでもよいが、これに他の成分を加えて使用することにより種々の用途に適した液晶組成物を提供することができる。本発明の液晶組成物は、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。
【００４３】
一般式（１）で示される液晶性化合物に加える第二成分としては既述した一般式（２）、（３）および（４）で示される化合物、一般式（５）および（６）で示される化合物または一般式（７）、（８）および（９）で示される３グループの化合物から選択される。従って、一般式（１）で示される化合物のうちの少なくとも１種と上述した３グループのうちのいずれか１グループのうちの少なくとも１種の化合物を組み合わせるのが好ましい。
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無いことから、各元素の同位体元素からなる類縁体でも差し支えない。
【００４４】
上記第二成分のうち、一般式（２）に含まれる化合物の好適例として次の（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）〜（３−97）、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。
【００４５】
【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】
これらの式中、Ｒ3およびＹ1は既述の通りである。
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整する場合、これらの化合物の使用量は、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）で表わされる化合物を粘度調整の目的でさらに含有していても良い。
【００５９】
次に、前記第二成分である一般式（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）〜（５−58）および（６−１）〜（６−３）に示される化合物を挙げることができる。
【００６０】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
これらの式中、Ｒ4、Ｒ5およびＹ2は既述の通りである。
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または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。また、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整する場合には一般式（５）および（６）で表わ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。また、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出来る。
【００６７】
本発明の液晶組成物として、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整する場合には一般式（７）〜（９）で示される化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種類の化合物を混合した物が好ましい。第二Ｃ成分である一般式（７）〜（９）で示される化合物の好適例として、それぞれ一般式（７−１）〜（７−３）、（８−１）〜（８−５）および（９−１）〜（９−３）で示される化合物を挙げることができる。
【００６８】
【化３５】
これらの式中、Ｒ6およびＲ7は既述の通りである。
一般式（７）〜（９）で表わされる化合物は、誘電率異方性値が負の化合物である。一般式（７）で表われる化合物は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）で表わ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。
【００７０】
一般式（７）〜（９）で表わ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）で表わ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）で表わ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）で表わされる化合物の使用量は３０重量％以下が好ましい。
【００７１】
本発明の液晶組成物の第三成分のうち、一般式（10）〜（12）で示される化合物の好適例として、それぞれ一般式（10−１）〜（10−11）、（11−１）〜（11−18）および（12−１）〜（12−６）で示される化合物を挙げることができる。
【００７２】
本発明の一般式（10）〜（12）で示される化合物として好ましくは具体的に以下の化合物を挙げることができる。
【００７３】
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
これらの式中、Ｒ8およびＲ9は既述の通りである。
一般式（10）〜（12）で表わされる化合物は、誘電率異方性値の絶対値が小さく、中性に近い化合物である。一般式（10）で表わ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）または（12）で表わ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。
【００７８】
一般式（10）〜（11）で表わ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整する場合に、一般式（10）〜（12）で表わ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整する場合には、一般式（10）〜（12）で表わ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。
【００７９】
上述した液晶性化合物を公知の方法、例えば種々の成分を高温下で相互に溶解させる方法等により液晶組成物は調製される。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、最適化された液晶組成物が調製される。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。
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。
【００８０】
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。本発明に係る組成物は、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）用をはじめ、複屈折制御（ＥＣＢ）型やＤＳ型用の液晶組成物としても使用できる。
【００８１】
また、本発明では、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モード用液晶組成物等の特別な場合を除き、通常、液晶組成物のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を調整し、逆ねじれ（reverse twist）を防ぐ目的で、光学活性化合物を添加する。本発明の光学活性化合物は、このような目的で使用するのであれば、公知にされたいずれの光学活性化合物を使用してもかまわないが、好ましくは以下の光学活性化合物を挙げることができる。
【００８２】
【化４０】
【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−４−オキシ−（１−メチル−１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）メチル）エトキシベンゼンの合成
一般式（１）において、Ｒ1がｎ−プロピル基、Ｒ2がエトキシ基、ｌ＝ｍ＝ｎ＝０、環Ｃがトランス−１,４−シクロヘキサン、Ｑが酸素原子、Ｘ3とＸ4が共にフッ素原子である、化合物番号１の化合物。
【００８４】
第１段
５００ｍｌの三口フラスコ中、トランス−４−プロピルシクロヘキサンカルボン酸１２０ｇ（０.７ｍｏｌ）を入れ、氷冷し、塩化チオニル１６６.５ｇ（１.４ｍｏｌ）を徐々に滴下した。同温度にて、１時間攪拌した。その後、室温減圧下にて、塩化チオニルを留去し、トルエン１００ｍｌづつ２回添加し、溶媒置換を行った。それを濃縮し、濃縮物にトルエン２００ｍｌを加え、鉄（III）アセチルアセトナート０.１ｇ加え、メチルマグネシウムブロミド２５０ｇを１０℃以下で徐々に滴下した。滴下終了後、室温にて２時間攪拌した。その後、氷にて再冷却し、飽和塩化アンモニウム水５００ｍｌを徐々に加えた。反応混合物から、酢酸エチル５００ｍｌづつ３回抽出を行い、得られた有機層は、飽和食塩水３００ｍｌづつ３回洗浄し、無水硫酸マグネシウムにて乾燥後、溶液を濃縮した。得られた粗トランス−４−プロピルシクロヘキシルメチルケトンは、１４７.８ｇであった。
【００８５】
第２段
水素化リチウムアルミニウム６.５４ｇ（０.１７２ｍｏｌ）を２ｌの三口フラスコに入れ、氷冷しながらＴＨＦ５０ｍｌを徐々に加えた。その後、第１段で得られた粗トランス−４−プロピルシクロヘキシルメチルケトン４８.４ｇ（０.２８４ｍｏｌ）をＴＨＦ２００ｍｌに溶解した溶液を徐々に滴下した。滴下終了後、２時間攪拌した。その後酢酸エチル３００ｍｌを徐々に加えた。更に水５００ｍｌを加え、反応混合物から、酢酸エチル３００ｍｌずつ３回抽出した。得られた有機層は、飽和食塩水３００ｍｌずつ３回洗浄し、無水硫酸マグネシウムにて乾燥後、濃縮し、粗１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）エタノール４８.２ｇを得た。
【００８６】
第３段
２００ｍｌ三口フラスコに第２段で得られた１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）エタノール３.４１ｇ（０.０２ｍｏｌ）、４−エトキシ−２,３−ジフルオロフェノール３.４８ｇ（０.０２ｍｏｌ）とトリフェニルホスフィン５.２５ｇ（０.０２ｍｏｌ）を入れ、ＴＨＦ５０ｍｌを加え攪拌した。ここにジエチルアゾカルボキシレート３.４８ｇ（０.０２ｍｏｌ）をＴＨＦ２０ｍｌに溶解し、室温で滴下した。反応液を１２時間攪拌し、酢酸エチル１００ｍｌと水１００ｍｌを加えた。反応溶液から酢酸エチル１００ｍｌずつ３回抽出し、飽和食塩水１００ｍｌずつ３回洗浄し、無水硫酸マグネシウムにて乾燥し、粗２,３−ジフルオロ−４−オキシ−（１−メチル−１−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）メチル）エトキシベンゼン２.５ｇを得た。粗製物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒：トルエン）にて精製し、１.８ｇを得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）δ：６.６５−６.５８（ｄ，２Ｈ）、４.１７−３.９４（ｑ, ２Ｈ）、４.１７−３.９４（ｍ, １Ｈ）、１.８６−０.８０（ｍ，１１Ｈ）、１.４９−１.３３（ｔ，３Ｈ）、１.２５−１.１８（ｄ，３Ｈ）、０.９４−０.８０（ｔ，３Ｈ）
得られた化合物は液体であった。この化合物の後述した方法で測定した誘電率異方性値は−６.０５（外挿値）光学異方性値は０.０２７（外挿値）であった。
以下同様にして、化合物２〜２００を合成する。
【００８７】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【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】
このように調整される本発明の液晶性化合物を含有するネマチック液晶性組成物として、以下に示すような組成例（組成例１〜１５）を示すことができる。尚、本発明の化合物単体の誘電率異方性は負の値である。この化合物を添加することにより組成物の誘電率異方性を正と負の適当な値に調整することができる。
ただし、組成物例中の化合物は表１に示した取り決めに従い略号で示した。使用例中において、特に断りのない限り、「％」は「重量％」を示し、「部」は液晶組成物１００重量部に対する光学活性化合物の「重量部」を示す。ＴNIはネマチック相から等方相に転移する温度を示す。
【０１０８】
【表１】
粘度（η）の測定は２０.０℃で行い、光学異方性値（Δｎ）、誘電率異方性値（Δε）、しきい値電圧（Ｖth）およびねじれのピッチ（Ｐ）の測定は、それぞれ２５.０℃で行った。
なお、Δεはすべて液晶表示素子を作成して測定した。即ち、得られた液晶組成物それぞれについて、液晶組成物をホメオトロピック配向させたセルとホモジニアス配向させたセルとを作成し、それぞれから対称軸方向の誘電率と対称軸に垂直な方向の誘電率を測定することによって得た。
【０１１０】
使用例１
３−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
３−ＨＥＢ−Ｏ４ ２８.０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０.０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０.０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８.０％
ＴNI＝５５.２（℃）
η＝２２.９（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.０８２
【０１１１】
使用例２
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ６.０％
３−ＨＨ−２ ５.０％
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％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−２ ２４.０％
ＴNI＝８６.９（℃）
Δｎ＝０.０８２
Δε＝−４.４
【０１１２】
使用例３
１Ｖ２−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
３−ＨＨ−５ 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％
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％
ＴNI＝８６.２（℃）
Δｎ＝０.０７９
Δε＝−３.７
【０１１３】
使用例４
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）Ｂ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ８.０％
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ８.０％
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％
【０１１４】
使用例５
３−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ６.０％
３−ＨＥＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ９.０％
４−ＨＥＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ９.０％
５−ＨＥＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ９.０％
２−ＢＢ２Ｂ−Ｏ２ ６.０％
３−ＢＢ２Ｂ−Ｏ２ ６.０％
５−ＢＢ２Ｂ−Ｏ１ ６.０％
５−ＢＢ２Ｂ−Ｏ２ ６.０％
１−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ）−５ ７.０％
３−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ）−５ ７.０％
５−Ｂ（Ｆ）ＢＢ−Ｏ２ ７.０％
３−ＢＢ（２Ｆ,３Ｆ）Ｂ−３ ７.０％
ＴNI＝７１.８（℃）
η＝３３.３（ｍＰａ・ｓ）
Δｎ＝０.１５７
【０１１５】
使用例６
３−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５.０％
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％
３−ＢＢ（２Ｆ,３Ｆ）Ｂ−３ ８.０％
５−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ １０.０％
ＴNI＝６８.４（℃）
Δｎ＝０.１２６
Δε＝−４.４
【０１１６】
使用例７
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
１Ｖ２−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０.０％
３−ＨＨ−１Ｏ１ ６.０％
５−ＨＨ−１Ｏ１ ５.０％
３−ＨＨ−ＥＭｅ １２.０％
４−ＨＥＢ−Ｏ１ ９.０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ７.０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ８.０％
３−ＨＨＢ−１ ６.０％
３−ＨＨＢ−３ ６.０％
４−ＨＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ４ ３.０％
６−ＨＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ４ ３.０％
３−ＨＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ５ ４.０％
４−ＨＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ５ ３.０％
５−ＨＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ５ ２.０％
２−ＨＢＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ２ ２.０％
４−ＨＢＥＢ（２ＣＮ,３ＣＮ）−Ｏ４ ４.０％
ＴNI＝６１.４（℃）
η＝４６.４（ｍＰａ・ｓ）
Δｎ＝０.０７２
Δε＝−６.２
【０１１７】
使用例８
３−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ 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 ６.０％
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−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−３ ５.０％
３−ＨＨＢ−Ｃ ３.０％
ＴNI＝８３.８（℃）
η＝１７.９（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.１６２
Δε＝６.９
Ｖｔｈ＝２.１９（Ｖ）
上記組成物１００部に、ＣＭ３３を０.８部添加する。
Ｐ＝１１.３μｍ
【０１１８】
使用例９
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ８.０％
５−ｐｙＢ−Ｆ ４.０％
３−ｐｙＢ（Ｆ）−Ｆ ４.０％
２−ＢＢ−Ｃ ５.０％
４−ＢＢ−Ｃ ４.０％
５−ＢＢ−Ｃ ５.０％
２−ｐｙＢ−２ ２.０％
３−ｐｙＢ−２ ２.０％
４−ｐｙＢ−２ ２.０％
６−ｐｙＢ−Ｏ５ ３.０％
６−ｐｙＢ−Ｏ６ ３.０％
６−ｐｙＢ−Ｏ７ ３.０％
６−ｐｙＢ−Ｏ８ ３.０％
３−ｐｙＢＢ−Ｆ ６.０％
４−ｐｙＢＢ−Ｆ ６.０％
５−ｐｙＢＢ−Ｆ ６.０％
３−ＨＨＢ−１ ６.０％
２−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４.０％
２−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４.０％
２−Ｈ２ＢＴＢ−４ ５.０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５.０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ５.０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ５.０％
ＴNI＝８８.７（℃）
η＝３９.７（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.１９９
Δε＝５.８
Ｖｔｈ＝２.４５（Ｖ）
【０１１９】
使用例１０
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
１Ｖ２−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）Ｂ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
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 ４.０％
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 ２.０％
３−ＨＥＢＥＢ−Ｆ ２.０％
３−ＨＥＢＥＢ−１ ２.０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｃ ４.０％
【０１２０】
使用例１１
１Ｖ２−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ 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−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４.０％
３−ＨＨＢ−１ ４.０％
ＴNI＝７７.７（℃）
η＝１３.７（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.１２４
Δε＝６.１
Ｖｔｈ＝２.３３（Ｖ）
【０１２１】
使用例１２
３−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ７.０％
３−ＨＢ−ＣＬ １０.０％
５−ＨＢ−ＣＬ ４.０％
７−ＨＢ−ＣＬ ４.０％
５−ＨＨ−１Ｏ１ ５.０％
２−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ８.０％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ８.０％
４−ＨＨＢ−ＣＬ ８.０％
５−ＨＨＢ−ＣＬ ８.０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ）−ＣＬ ４.０％
３−ＨＢＢ（Ｆ,Ｆ）−Ｆ １０.０％
５−Ｈ２ＢＢ（Ｆ,Ｆ）−Ｆ ９.０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＶＢ−２ ４.０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４.０％
ＴNI＝６８.６（℃）
η＝２３.６（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.１１４
Δε＝２.９
Ｖｔｈ＝３.１０（Ｖ）
【０１２２】
使用例１３
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ４.０％
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％
５−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％
ＴNI＝８６.０（℃）
η＝２０.６（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.０９２
Δε＝３.０
Ｖｔｈ＝２.９１（Ｖ）
上記組成物１００部に、ＣＮを０.３部添加する。
Ｐ＝７６.４μｍ
【０１２３】
使用例１４
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）Ｂ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ 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％
【０１２４】
使用例１５
３−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ １０.０％
５−Ｈ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ９.０％
１Ｖ２−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ ５.０％
５−ＨＨ１（Ｍｅ）ＯＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ 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％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ ５.０％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ５.０％
ＴNI＝７０.０（℃）
η＝４１.８（ｍＰａ・s）
Δｎ＝０.１１１
Δε＝２.４
Ｖｔｈ＝３.２３（Ｖ）
上記組成物１００部に、ＣＭ４３Ｌを０.２部添加する。
Ｐ＝７７.５μｍ
【０１２５】
【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併せ持つ液晶組成物の実現を可能にしたのである。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、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等の成分としても好適に利用できる。
Claims (13)
- 一般式（１）
- 一般式（１）において、ｌ＝０、ｍ＝１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、ｎ＝０である請求項２に記載の液晶性化合物。
- 一般式（１）において、ｎ＝１である請求項２に記載の液晶性化合物。
- 請求項１〜４に記載の液晶性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。
- 第一成分として、請求項１〜４に記載の液晶性化合物を少なくとも１種含有し、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１〜４に記載の液晶性化合物を少なくとも１種含有し、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１〜４に記載の化合物を少なくとも１種含有し、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１〜４に記載の化合物を少なくとも１種含有し、第二成分として、請求項６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１〜４に記載の化合物を少なくとも１種含有し、第二成分として、請求項７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種含有し、第三成分として、請求項９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１〜４に記載の化合物を少なくとも１種含有し、第二成分として、請求項８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種含有し、第三成分として、請求項９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１〜４に記載の化合物を少なくとも１種含有し、第二成分として、請求項６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種含有し、第三成分として、請求項７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種含有し、第四成分として、請求項９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種含有することを特徴とする液晶組成物。
- 請求項６〜１２のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いて構成された液晶表示素子。
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