JP4788062B2 - フッ素原子で置換されたジヒドロピラン誘導体 - 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する。さらに、詳しくは、２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイル部位を持つ新規な液晶性化合物、該化合物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された液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶性化合物（本明細書において、「液晶性化合物」という用語は、液晶相を示す化合物および液晶相は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、コンピューター用モニター、テレビジョン等に広く活用されている。
【０００３】
消費電力の低減のために、駆動電圧が小さい液晶組成物が求められている。駆動電圧〔しきい値電圧Ｖth（しきい電圧値の大小により、駆動電圧の大小を表すのが一般的である）〕は、下式のごとく、誘電率異方性（Δε）値と弾性定数（Ｋ）の関数である（M. F. Leslie, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1970, 12, 57）。
【０００４】
【式１】
（式中、ε0は真空の誘電率を示す）
【０００５】
すなわち、駆動電圧を小さくするためには、１）Δε値を大きくするか、２）Ｋを小さくすることで達成される。一般的に、Ｋを調整することは困難とされ、駆動電圧の低電圧化には、主として、Δε値を大きくする方策がとられている。
【０００６】
液晶表示素子の、解決されるべき最大の問題点は、狭い視野角度である。近年、その改善を目的に、インプレイン・スイッチング表示素子（ＩＰＳ）が１９９５年に、垂直配向（ＶＡ）セルを活用した試みが１９９７年に提案された。（液晶討論会 2A07, 1995、 ASIA DISPLAY '95, 557, 1995、 ASIA DISPLAY '95, 1995、SID97 DIGEST、 1997, 845）。いずれの方式も、負のΔε値と、小さな光学異方性（Δｎ）値を示す液晶性化合物および液晶組成物を活用することを特徴とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記した要求特性に鑑み、負のΔε値と小さなΔｎ値とを併せ持つ液晶性化合物、これを含有する液晶組成物、該液晶組成物を用いて構成された液晶表示素子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題の解決のために鋭意研究した。その結果、２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイル部位を持つ化合物が、負のΔε値と小さなΔｎ値を示し、他の液晶化合物との相溶性に優れ、大きな比抵抗値、大きな電圧保持率を有し、化学的に安定であることを見出し、この知見に基づき本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明は（１）〜（１３）で構成される。
（１）下記一般式（１）で表される液晶化合物。
【００１０】
【化６】
【００１１】
（式中、Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4のいずれかは、上記、式（２）で示される２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイルを示し、残りはハロゲン原子で置換されてもよいトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、シクロヘキセン−１，４−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、トランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイルもしくは１，４−フェニレンを示し； Ｒa、Ｒbは独立して炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐のアルキル基を示し、任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）もしくは−Ｃ≡Ｃ−で置換されてもよいが、−Ｏ−は連続できず、水素原子はハロゲン原子に置換されてもよく； Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3は独立して単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＦ＝ＣＦ−（トランス）もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）を示し； ｍ、ｎは独立して０もしくは１を示す）。
【００１２】
（２）Ｒa、Ｒbが炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐のアルキル基、アルコキシ基またはアルケニル基である前記第１項記載の液晶性化合物。
【００１３】
（３）Ｒa、Ｒbが炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐のアルキル基、アルコキシ基またはアルケニル基であり、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3が独立して単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−，−（ＣＨ2）4−、−ＣＦ2Ｏ−もしくは−ＯＣＦ2−のいずれかである前記第１項記載の液晶性化合物。
【００１４】
（４）前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００１５】
（５）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、下記、一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００１６】
【化７】
【００１７】
（式中、Ｒ1は炭素数１〜１０のアルキル基を示し、基中の隣接しない任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）で置換されてもよく、また、任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよく； Ｘ1はフッ素原子、塩素原子、−ＯＣＦ3、−ＯＣＦ2Ｈ、−ＣＦ3、−ＣＦ2Ｈ、−ＣＦＨ2、−ＯＣＦ2ＣＦ2Ｈもしくは−ＯＣＦ2ＣＦＨＣＦ3 を示し； Ｌ1およびＬ2は独立して水素原子もしくはフッ素原子を示し； Ｚ4、Ｚ5は独立して−（ＣＨ2) 2−、−（ＣＨ2) 4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）もしくは単結合を示し； Ａ、Ｂは独立してトランス−シクロヘキシサン−１，４−ジイル、トランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイルもしくはフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンを示し、Ｃはトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイルもしくはフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンを示す）。
【００１８】
（６）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、下記、一般式（６）、（７）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００１９】
【化８】
【００２０】
（式中、Ｒ2、Ｒ3は独立して炭素数１〜１０のアルキル基を示し、基中の隣接しない任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）で置換されてもよく、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； Ｘ2は、−ＣＮもしくは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮを示し； Ｄはトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、トランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイルもしくはピリミジン−２，５−ジイルを示し； Ｅはトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、フッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンもしくはピリミジン−２，５−ジイルを示し； Ｆはトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイルもしくは１，４−フェニレンを示し； Ｚ6は、−（ＣＨ2) 2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−もしくは単結合を示し； Ｌ3、Ｌ4、Ｌ5は独立して水素原子もしくはフッ素原子を示し； ｂ、ｃ、ｄは独立して０もしくは１を示す）。
【００２１】
（７）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、下記、一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００２２】
【化９】
【００２３】
（式中、Ｒ4、Ｒ5は独立して炭素数１〜１０のアルキル基を示し、基中の隣接しない任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）で置換されてもよく、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； Ｇ、Ｉは独立して、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイルもしくは１，４−フェニレンを示し； Ｌ6、Ｌ7は独立して水素原子もしくはフッ素原子を示すが、同時に水素原子であることはなく； Ｚ7、Ｚ8は独立して−（ＣＨ2) 2−、−ＣＯＯ−もしくは単結合を示す。）。
【００２４】
（８）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、前記第５項記載の、一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第三成分として、下記、一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００２５】
【化１０】
【００２６】
（式中、Ｒ6、Ｒ7は独立して炭素数１〜１０のアルキル基を示し、基中の隣接しない任意の−ＣＨ2−基は、−Ｏ−もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）で置換されてもよく、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；Ｊ、Ｋ、Ｍは独立して、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルもしくは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、Ｚ10は独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2) 2−、−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）もしくは単結合を示す）。
【００２７】
（９）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、前記第７項記載の一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第三成分として、前記第８項記載の一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００２８】
（１０）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、前記第５項記載の一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第三成分として、前記第７項記載の一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００２９】
（１１）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、前記第５項記載の一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第三成分として、前記第６項記載の一般式（６）、（７）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第四成分として、前記第７項記載の一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００３０】
（１２）前記第１項〜第４項のいずれか１項記載の液晶組成物に、１種類以上の光学活性化合物が添加された液晶組成物。
【００３１】
（１３）前記第４項〜第１２項のいずれか１項記載の液晶組成物を用いて構成された液晶表示素子。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の一般式（１）中、Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4のいずれかは、２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイルを示す。 残りはハロゲン原子で置換されてもよいトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、シクロヘキセン−１，４−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、トランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイルもしくは１，４−フェニレンであるが、特に小さなΔｎ値を示す液晶性化合物が要求されるときには、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、シクロヘキセン−１，４−ジイルもしくはトランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイルのみで構成することが好ましい。
【００３３】
Ｒa、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もしくはアルキニルオキシ基であるが、これらの基はハロゲン原子で置換された基でもよい。ハロゲン原子は、好ましくは、フッ素原子もしくは塩素原子であり、置換位置はω位が好適であるが、特に好ましくは、炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐のアルキル基、アルコキシ基またはアルケニル基である。
【００３４】
Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3は単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−，−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＦ＝ＣＦ−（トランス）もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）のいずれかを示すが、特に、小さな粘度を示す液晶性化合物が要求される場合、単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＦ＝ＣＦ−（トランス）もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）が好ましく、更に好ましくは、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3は単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−，−（ＣＨ2）4−、−ＣＦ2Ｏ−もしくは−ＯＣＦ2−で、かつ、Ｒa、Ｒbが、炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐のアルキル基、アルコキシ基またはアルケニル基であるときである。
【００３５】
本発明の液晶性化合物は、公知の合成化学的手法を適時用いて製造できる。公知手法は、Organic Synthesis、Organic Reactions、Houben-Weyl；Methoden der Organische Chemie 等を参照し知ることができる。本発明の液晶性化合物は、２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイル部位をその構造中に持つことを特徴とし、該部位の構築が本発明の液晶性化合物の製造において、最も重要である。次に、本発明の液晶性化合物の代表的な製造方法を示す。
【００３６】
【化１１】
【００３７】
（式中、MGは、液晶性化合物の構成要素として一般的に用いられる、有機化合物残基（メソジェニック・グループ）を表す）。
【００３８】
すなわち、Organic Synthesis 1989, 65, 26 の方法に従い、アルデヒド誘導体（１４）とビニルケトン類（１５）とから１，４−ジオン類（１６）を製造する。該１，４−ジオン類（１６）に、アルカリ性の条件下、ジブロモジフルオロメタンを作用させることで、化合物（１７）が製造できる。
【００３９】
該化合物（１７）を環化し、２，２−ジフルオロ−３−ヨード−３，４−ジヒドロピラン誘導体化合物（１８）を製造する。該化合物（１８）を、還元的に脱ハロゲン化し、液晶性化合物（１）が製造できる。
【００４０】
本発明の液晶性化合物は、負のΔε値と小さなΔｎ値を示すので、ＩＰＳ方式、ＶＡ方式用の液晶組成物の構成成分として、好適に使用できる。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で、安定である。また、低温においても、他の液晶性化合物と互いに容易に溶解しあう。
【００４１】
本発明の液晶性化合物は、ＩＰＳ、ＶＡ方式に用いられることを主眼とするが、その他の種類の方式、すなわち、TN、STN、TFT方式にも好適に活用できる。この際、本発明の液晶性化合物は、正のΔε値を持つ液晶組成物の構成要素としても使用できる。
【００４２】
本発明の液晶組成物は、前記、一般式（１）で表される液晶性化合物のみでも構成できるが、第二成分として、前記、一般式（３）、（４）、（５）、（６）、（７）で表される化合物群から選ばれる１種類以上の化合物を混合してもよい。更に、しきい電圧値、ネマチック相温度範囲、Δｎ値、Δε値、粘度を最適化する目的で、前記、一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物群から選ばれる１種類以上の化合物を、第三成分として、混合し構成することもできる。
【００４３】
本発明の液晶組成物に使用される液晶性化合物は、構成元素が対応する同位体元素に置換されていてもよく、物理的特性に差異がない。
【００４４】
前記、一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物の好適例として、（３−１）〜（３−９）、（４−１）〜（４−９７）、（５−１）〜（５−３３）をあげることができる。
【００４５】
【化１２】
【００４６】
【化１３】
【００４７】
【化１４】
【００４８】
【化１５】
【００４９】
【化１６】
【００５０】
【化１７】
【００５１】
【化１８】
【００５２】
【化１９】
【００５３】
【化２０】
【００５４】
【化２１】
【００５５】
【化２２】
【００５６】
【化２３】
【００５７】
【化２４】
【００５８】
【化２５】
【００５９】
【化２６】
【００６０】
【化２７】
【００６１】
【化２８】
【００６２】
（式中、Ｒ1、Ｘ1は、前記、段落番号００１７の記載と同じ意味を表す。）。
【００６３】
前記、一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物は、正のΔε値を持ち、熱的安定性や化学的安定性が非常に優れており、特に大きな電圧保持率、大きな比抵抗値が要求される、ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合に、不可欠である。
【００６４】
ＴＦＴ用液晶組成物を調製する際、化合物（３）、（４）、（５）の使用量は、液晶組成物の全重量に対して１〜９９重量％の範囲が適当であり、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。加えて、前記、一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物を、粘度最適化の目的で、添加してもよい。
【００６５】
前記、一般式（６）、（７）で表される化合物の好適例として、（６−１）〜（６−５８）、（７−１）〜（７−３）をあげることができる。
【００６６】
【化２９】
【００６７】
【化３０】
【００６８】
【化３１】
【００６９】
【化３２】
【００７０】
【化３３】
【００７１】
【化３４】
【００７２】
【化３５】
【００７３】
【化３６】
【００７４】
（式中、Ｒ2，Ｒ3およびＸ2は前記、段落番号００２０の記載と同じ意味を表す。）。
【００７５】
前記、一般式（６）、（７）で表される化合物は、非常に大きな正のΔε値を有し、ＳＴＮ、ＴＮ用の液晶組成物の構成要素として好適に使用できる。該一般式（６）、（７）で表される化合物を使用することで、液晶組成物のしきい電圧値を減少せしめることができる。また、粘度、Δｎ値、ネマチック相温度範囲をも最適化できる。加えて、しきい特性の急峻化も実現できる。ＳＴＮ、ＴＮ用の液晶組成物を調製する際、該一般式（６）、（７）で表される化合物は、０．１〜９９．９重量％の範囲で使用できるが、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。また、しきい電圧値、ネマチック相温度範囲、Δｎ値、Δε値、粘度を最適化する目的で、後述の第三成分をも併用できる。
【００７６】
特に、負のΔε値を持つ液晶組成物を調製する際、前記一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選ばれる化合物（以下第二Ｃ成分）が好適に使用できる。該一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物の好適例として、（８−１）〜（８−３）、（９−１）〜（９−５）、（１０−１）〜（１０−３）があげられる。
【００７７】
【化３７】
【００７８】
（式中、Ｒ4、Ｒ5は前記、段落番号００２３の記載と同じ意味を表す）。
【００７９】
前記、一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物は、負のΔε値を持つ。一般式（８）で表される化合物は２環化合物であり、しきい電圧値、粘度、Δｎ値の最適化のために使用できる。一般式（９）で表される化合物は、透明点を上げてネマチック相温度範囲を広げる目的、しきい電圧値を小さくする目的、Δｎ値を大きくする目的に使用できる。
【００８０】
該一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物は、特に大きな負のΔε値を必要とする液晶組成物に使用される。使用量を増加することでしきい電圧値を小さくできる一方、粘度が大きくなる。従って、しきい電圧値が要求値を満足する範囲で、可能な限り少量を使用することが好ましい。しかし、Δε値の絶対値が５以下であり、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。化合物（８）、（９）、（１０）の使用量は、４０重量％以上が好ましいが、５０〜９５重量％が好適である。また、弾性定数値としきい特性の急峻性を最適化する目的で、該一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物を、正のΔε値を示す液晶組成物に混合して使用することも可能である。この際、該一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物の使用量は、３０重量％以下が好ましい。
【００８１】
前記、一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物の好適例として、（１１−１）〜（１１−１１）、（１２−１）〜（１２−１８）、（１３−１）〜（１３−６）を挙げることができる。
【００８２】
【化３８】
【００８３】
【化３９】
【００８４】
【化４０】
【００８５】
【化４１】
【００８６】
（式中、Ｒ6およびＲ7は前記、段落番号００２６の記載と同じ意味を表す。）。
【００８７】
該一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物は、Δε値が非常に小さい。一般式（１１）で表される化合物は、主として粘度、Δｎ値の最適化の目的で使用される。また、一般式（１２）、（１３）で表される化合物は、透明点を上げてネマチック相温度範囲を拡大する目的、または、Δｎ値の最適化の目的に使用される。
【００８８】
該一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物の使用量を増加することで、液晶組成物のしきい電圧値は大きく、粘度は小さくなる。従って、液晶組成物のしきい電圧値が要求を満足している範囲内で、可能な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際、該一般式（１１）、（１２）、（１３）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。
【００８９】
本発明の液晶組成物は、公知の方法、例えば全ての成分を高温度下で相互に溶解させる方法等により調製できる。また、適当な添加物を加えることで、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知られており、文献などに記載されている。通常、液晶表示素子中で、液晶化合物のらせん構造を誘起し、必要なねじれ角を調整し、逆ねじれを防ぐ効果を発現せしめるために、光学活性化合物が添加される。この目的のために使用できる光学活性化合物を次に例示する。
【００９０】
【化４２】
【００９１】
本発明の液晶組成物は、通常、光学活性化合物を添加し、ねじれのピッチが最適化される。ねじれのピッチはＴＦＴ用、ＴＮ用の液晶組成物であれば４０〜２００μｍが好ましい。ＳＴＮ用の液晶組成物には６〜２０μｍに調整するのが好ましい。また、双安定ＴＮモード用の場合には、１．５〜４μｍが好ましい。また、ピッチの温度依存性を最適化する目的で、２種以上の光学活性化合物を併用してもよい。
【００９２】
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、テトラジン系二色性色素を添加することで、Ｇ−Ｈ型の液晶組成物を調製することもできる。
【００９３】
本発明の液晶組成物は、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。
【００９４】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。実施例中、ＴＨＦはテトラヒドフランを表す。Ｓｍ、ＳｍＢ、Ｉは、それぞれ、スメクッチク相、スメクチックＢ相、等方性液体を示す。
【００９５】
実施例１
２，２−ジフルオロ−３−メチル−６−（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）−３，４−ジヒドロピラン（一般式（１）において、Ａ1、Ａ3 がトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、Ａ4 が２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイル、 Ｒa がペンチル基、Ｒb がメチル基、Ｚ1、Ｚ3 が単結合、ｍ が１、ｎが０である液晶性化合物、化合物番号２−１）の製造
【００９６】
第１段
トランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキサンカルボアルデヒド（７０ｇ、２７７ｍｍｏｌ）、メチルビニルケトン（３０ｇ、４２８ｍｍｏｌ）、 ３−ベンジル−５−（２−ヒドロキシエチル）−４−メチルチアゾリウムクロリド（７．５ｇ、２８ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（１７ｇ、１６８ｍｍｏｌ）、エタノール（４００ｍＬ）の混合物を、８０℃で２０時間攪拌した。
【００９７】
反応混合物を室温まで冷却し、溶媒を減圧下除去した。残査をトルエンに溶解し、５容量％塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物を濾別除去し、濾液から減圧下溶媒を除去した。残査を、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー（トルエン／酢酸エチル ＝ ５／１）、ついで、再結晶（トルエン）により精製し、４０ｇ（１２０ｍｍｏｌ、４３％）の 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３−オキソブチルケトンを得た。
【００９８】
第２段
ジブロモジフルオロメタン（４８．２ｇ、２１５ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ（３００ｍＬ）の混合物に、−７８℃でトリス（ジメチルアミノ）ホスフィン（７０．３ｇ、４３１ｍｍｏｌ）を滴下し、得られた反応混合物を、同温度で１時間攪拌した。この反応混合物に、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３−オキソブチルケトン（３６．０ｇ、１０８ｍｍｏｌ）のＴＨＦ（３００ｍＬ）溶液を滴下し、−７０℃で３時間、室温で１２時間攪拌し、その後５時間環流した。
【００９９】
反応混合物を室温まで冷却し、不溶物を濾別除去した。得られた濾液を減圧下濃縮した。残査をトルエンに溶解し、水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。硫酸マグネシウムを濾別し、濾液から減圧下溶媒を除去した。残査を、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー（トルエン）、ついで、再結晶（トルエン）により精製し、２２ｇ（６０ｍｍｏｌ、５６％）のトランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル−４，４−ジフルオロ−３−メチルブテ−３−イルケトンを得た。
【０１００】
第３段
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−４，４−ジフルオロ−３−メチルブテ−３−イルケトン（１０ｇ、２７ｍｍｏｌ）、アセトニトリル（５５０ｍＬ）、ピリジン（７．２ｇ、９１ｍｍｏｌ）、ヨウ素（２２ｇ、８７ｍｍｏｌ）の混合物を、室温で２２時間、６０℃で７時間攪拌した。室温まで冷却した反応混合物に、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて攪拌し、生成物をトルエンで抽出した。有機相を水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物を濾別除去し、減圧下濾液から溶媒を除去した。残査を、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー（ヘプタン）により精製し、８．０ｇ（１６ｍｍｏｌ、５９％）の ２，２−ジフルオロ−３−ヨード−３−メチル−６−（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）−３，４−ジヒドロピランを得た。
【０１０１】
第４段
２，２−ジフルオロ−３−ヨード−３−メチル−６−（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）−３，４−ジヒドロピラン（７．７ｇ、１６ｍｍｏｌ）、ベンゼン（２００ｍＬ）の混合物に、トリブチルスズ ヒドリド（１７ｇ、５８ｍｍｏｌ）を加え１時間攪拌した。反応混合物を室温まで冷却し、水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物を濾別除去し、濾液から減圧下溶媒を除去した。残査を、シリカゲルカラムを用いたクロマトグラフィー（ヘプタン）、ついで、再結晶（ヘプタン）により精製して、１．０ｇ（２．７ｍｍｏｌ、１７％）の標題化合物を得た。本化合物の相転移温度、スペクトルデータは下記の通りであった。
【０１０２】
Ｓｍ−Ｉ転移温度： １４３ ℃
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）、δ（ｐｐｍ）： ４．６１（ｍ、１ Ｈ）、２．２６〜２．１７（ｍ、２ Ｈ）、１．９０〜０．７９（ｍ、３５Ｈ）。 19Ｆ−ＮＭＲ（４７０ ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）、δ（ｐｐｍ）： −７７．０（１ Ｆ）、−８２．９（１ Ｆ）。
【０１０３】
実施例２、
２，２−ジフルオロ−３−エチル−６−（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）−３，４−ジヒドロピラン（一般式（１）において、Ａ1、Ａ3 がトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、Ａ4 が２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイル、 Ｒa がペンチル基、Ｒb がエチル基、Ｚ1、Ｚ3 が単結合、ｍ が１、ｎが０である液晶性化合物、化合物番号２−２）の製造
【０１０４】
実施例１で用いたメチルビニルケトンに換え、エチルビニルケトンを用いる以外は、実施例１に準拠して標題化合物を製造した。本化合物の相転移温度、スペクトルデータは下記の通りであった。
【０１０５】
ＳｍＢ−Ｉ転移温度： １４７ ℃
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）、δ（ｐｐｍ）： ４．６２（ｍ、１ Ｈ）、２．２９〜２．２５（ｍ、１ Ｈ）、１．９４〜０．８１（ｍ、３８Ｈ）。19Ｆ−ＮＭＲ（４７０ ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）、δ（ｐｐｍ）： −７６．２（１ Ｆ）、−８１．３（１ Ｆ）。
【０１０６】
実施例１、２と同様にして、化合物１−１〜４−１０が合成できる。なお、実施例１、２の化合物も再掲した。
【０１０７】
【化４３】
【０１０８】
【化４４】
【０１０９】
【化４５】
【０１１０】
【化４６】
【０１１１】
【化４７】
【０１１２】
【化４８】
【０１１３】
【化４９】
【０１１４】
【化５０】
【０１１５】
【化５１】
【０１１６】
【化５２】
【０１１７】
【化５３】
【０１１８】
【化５４】
【０１１９】
【化５５】
【０１２０】
本発明の液晶組成物を、組成物例１〜２１に具体的に例示する。ここで、組成物例に用いた化合物の化学構造は、表１の取り決めに従って表した。化合物の含有量（％）は重量％を意味する。
【０１２１】
組成物例中の組成物の物理特性は、ＮＩ（ネマチック相−等方性液体相転移温度）、２０℃における粘度（η）、２５℃におけるΔｎ、Δε、Ｖthにより特定した。
【０１２２】
【０１２３】
組成物例１
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ７．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ７．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ４ ２８．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８．０％
ＮＩ ＝ ７４．６℃
η ＝ １９．５ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０８６
【０１２４】
組成物例２
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ６．０％
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ 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％
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％
ＮＩ ＝ ８６．３℃
Δｎ ＝ ０．０７４
Δε ＝ −３．７
【０１２５】
組成物例３
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １０．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ６．０％
１Ｏ−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−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−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％
ＮＩ ＝ ７３．０℃
Δｎ ＝ ０．０６８
Δε ＝ −２．８
【０１２６】
組成物例４
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ５．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ５．０％
２Ｏ−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ５．０％
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ５．０％
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ５．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ １０．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ １０．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−５ １３．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−５ １４．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−７ １６．０％
ＮＩ ＝ ４１．０℃
Δｎ ＝ ０．１４２
Δε ＝ −２．５
【０１２７】
組成物例５
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ １５．０％
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−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％
ＮＩ ＝ ７８．２℃
η ＝ ２３．０ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．１４８
【０１２８】
組成物例６
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ １０．０％
２Ｏ−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １０．０％
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ９．０％
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ９．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ８．０％
５−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １６．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ３．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ７．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−０２ １４．０％
ＮＩ ＝ ３９．１℃
η ＝ ２７．３ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０６５
【０１２９】
組成物例７
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ３．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ １５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ９．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ １２．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ １２．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
３−ＨＨＢ−１ ６．０％
ＮＩ ＝ ８６．１℃
η ＝ ３５．６ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０８８
Δε ＝ −３．３
【０１３０】
組成物例８
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １２．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ６．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ １５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ １２．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
６−ＨＥＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ６．０％
ＮＩ ＝ ７６．２℃
η ＝ ３７．８ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０７５
Δε ＝ −３．３
【０１３１】
組成物例９
１Ｏ−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ２０．０％
１Ｏ１−ＨＨ−３ ６．０％
１Ｏ１−ＨＨ−５ 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％
ＮＩ ＝ ６３．０℃
η ＝ ３２．０ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０７３
Δε ＝ −５．１
【０１３２】
組成物例１０
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ３．０％
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−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％
ＮＩ ＝ ８８．９℃
η ＝ １５．７ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．１６０
Δε ＝ ７．１
Ｖth ＝ ２．２１Ｖ
上記組成物１００重量部にＯｐ−４を０．８重量部添加したときのピッチは、１１．３μｍであった。
【０１３３】
組成物例１１
１Ｏ−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ８．０％
２−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５．０％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ４．０％
４−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ １２．０％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ １６．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０．０％
３−ＨＨ−４ ３．０％
３−ＨＨＢ−Ｆ ３．０％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ ４．０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ７．０％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ７．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ５．０％
ＮＩ ＝ ７９．９℃
η ＝ ４２．１ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．１３８
Δε ＝ ２７．７
Ｖth ＝ １．１０Ｖ
【０１３４】
組成物例１２
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １０．０％
２−ＨＢ−Ｃ ５．０％
３−ＨＢ−Ｃ １２．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５．０％
２−ＢＴＢ−１ ３．０％
３−ＨＨＢ−１ ８．０％
３−ＨＨＢ−Ｆ ４．０％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＨＢ−３ １４．０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ４．０％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ４．０％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７．０％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
ＮＩ ＝ ９９．１℃
η ＝ ２３．１ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０９５
Δε ＝ ４．４
Ｖth ＝ ２．７１Ｖ
【０１３５】
組成物例１３
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ３．０％
Ｖ２−ＨＢ−Ｃ １２．０％
１Ｖ２−ＨＢ−Ｃ １２．０％
３−ＨＢ−Ｃ ２４．０％
３−ＨＢ（Ｆ）−Ｃ ５．０％
２−ＢＴＢ−１ ２．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＨ−ＶＦＦ ６．０％
２−ＨＨＢ−Ｃ ３．０％
３−ＨＨＢ−Ｃ ６．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ８．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ５．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４．０％
ＮＩ ＝ ８５．９℃
η ＝ １８．６ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．１５４
Δε ＝ ８．７
Ｖth ＝ ２．０９Ｖ
【０１３６】
組成物例１４
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ４．０％
２Ｏ−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ４．０％
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １２．０％
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １２．０％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ６．０％
３−ＨＢ−Ｃ １８．０％
２−ＢＴＢ−１ １０．０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ ６．０％
１−ＢＨＨ−ＶＦＦ ８．０％
１−ＢＨＨ−２ＶＦＦ １１．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５．０％
３−ＨＨＢ−１ ４．０％
ＮＩ ＝ ６２．０℃
η ＝ ２６．６ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．１１１
Δε ＝ ５．０
Ｖth ＝ ２．４４Ｖ
【０１３７】
組成物例１５
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ４．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ８．０％
１Ｏ−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ４．０％
５−ＨＢＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ３．０％
３−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ３．０％
３−ＨＢ−Ｃ １８．０％
２−ＢＴＢ−１ １０．０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ ３０．０％
１−ＢＨＨ−２ＶＦＦ １１．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５．０％
３−ＨＨＢ−１ ４．０％
ＮＩ ＝ ７０．１℃
η ＝ １７．０ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．１０８
Δε ＝ ３．４
Ｖth ＝ ２．９９Ｖ
【０１３８】
組成物例１６
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ８．０％
５−ＨＢ−ＣＬ １６．０％
３−ＨＨ−４ ４．０％
３−ＨＨ−５ ４．０％
３−ＨＨＢ−Ｆ ４．０％
３−ＨＨＢ−ＣＬ ３．０％
４−ＨＨＢ−ＣＬ ４．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ １０．０％
４−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ９．０％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ９．０％
７−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ８．０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ４．０％
５−ＨＢＢＨ−１Ｏ１ ３．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２．０％
４−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
５−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
ＮＩ ＝ １１０．１℃
η ＝ ２３．６ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０９１
Δε ＝ ３．５
Ｖth ＝ ２．７８Ｖ
【０１３９】
組成物例１７
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ５．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ５．０％
５−ＨＢ−Ｆ １２．０％
６−ＨＢ−Ｆ ９．０％
７−ＨＢ−Ｆ ７．０％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７．０％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７．０％
４−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７．０％
５−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ５．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ ４．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ ４．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ３ ５．０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ ３．０％
５−ＨＢＢＨ−３ ３．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ２Ｈ ４．０％
ＮＩ ＝ ８３．７℃
η ＝ １６．５ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０８３
Δε ＝ ３．４
Ｖth ＝ ２．８８Ｖ
【０１４０】
組成物例１８
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ３．０％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５．０％
５−Ｈ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０．０％
３−ＨＨ−４ ２．０％
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％
３−ＨＨＢ−３ ４．０％
ＮＩ ＝ ８６．８℃
η ＝ １９．５ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０９３
Δε ＝ ３．２
Ｖth ＝ ２．７３Ｖ
上記組成物１００重量部にＯｐ−８を０．３重量部添加したときのピッチは、７６．１μｍであった。
【０１４１】
組成物例１９
２Ｏ−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ 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％
ＮＩ ＝ ７４．２℃
η ＝ ３５．１ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０８５
Δε ＝ １２．４
Ｖth ＝ １．６５Ｖ
上記組成物１００重量部にＯｐ−５を０．２５重量部添加したときのピッチは、６２．３μｍであった。
【０１４２】
組成物例２０
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １０．０％
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １０．０％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７．０％
５−ＨＢ−ＣＬ ３．０％
３−ＨＨ−４ ９．０％
３−ＨＨ−ＥＭｅ ３．０％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０．０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ８．０％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ８．０％
４−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
５−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６．０％
２−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４．０％
３−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
５−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７．０％
ＮＩ ＝ ６７．２℃
η ＝ ２３．９ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０６１
Δε ＝ ４．８
Ｖth ＝ １．８１Ｖ
【０１４３】
組成物例２１
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ３．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ８．０％
１Ｏ−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ８．０％
３−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５．０％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５．０％
３−ＨＨ−４ ２．０％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５．０％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １２．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８．０％
３−ＨＨＢ−３ ３．０％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
ＮＩ ＝ ６６．５℃
η ＝ ３３．１ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０９７
Δε ＝ ８．８
Ｖth ＝ １．６６Ｖ
【０１４４】
【発明の効果】
本発明の液晶性化合物は、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。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、小さいしきい電圧値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、これを用いて大きな視野角度を有する液晶表示素子を提供できる。
【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する。さらに、詳しくは、２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイル部位を持つ新規な液晶性化合物、該化合物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された液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶性化合物（本明細書において、「液晶性化合物」という用語は、液晶相を示す化合物および液晶相は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、コンピューター用モニター、テレビジョン等に広く活用されている。
【０００３】
消費電力の低減のために、駆動電圧が小さい液晶組成物が求められている。駆動電圧〔しきい値電圧Ｖth（しきい電圧値の大小により、駆動電圧の大小を表すのが一般的である）〕は、下式のごとく、誘電率異方性（Δε）値と弾性定数（Ｋ）の関数である（M. F. Leslie, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1970, 12, 57）。
【０００４】
【式１】
【０００５】
すなわち、駆動電圧を小さくするためには、１）Δε値を大きくするか、２）Ｋを小さくすることで達成される。一般的に、Ｋを調整することは困難とされ、駆動電圧の低電圧化には、主として、Δε値を大きくする方策がとられている。
【０００６】
液晶表示素子の、解決されるべき最大の問題点は、狭い視野角度である。近年、その改善を目的に、インプレイン・スイッチング表示素子（ＩＰＳ）が１９９５年に、垂直配向（ＶＡ）セルを活用した試みが１９９７年に提案された。（液晶討論会 2A07, 1995、 ASIA DISPLAY '95, 557, 1995、 ASIA DISPLAY '95, 1995、SID97 DIGEST、 1997, 845）。いずれの方式も、負のΔε値と、小さな光学異方性（Δｎ）値を示す液晶性化合物および液晶組成物を活用することを特徴とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記した要求特性に鑑み、負のΔε値と小さなΔｎ値とを併せ持つ液晶性化合物、これを含有する液晶組成物、該液晶組成物を用いて構成された液晶表示素子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題の解決のために鋭意研究した。その結果、２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイル部位を持つ化合物が、負のΔε値と小さなΔｎ値を示し、他の液晶化合物との相溶性に優れ、大きな比抵抗値、大きな電圧保持率を有し、化学的に安定であることを見出し、この知見に基づき本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明は（１）〜（１３）で構成される。
（１）下記一般式（１）で表される液晶化合物。
【００１０】
【化６】
（式中、Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4のいずれかは、上記、式（２）で示される２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイルを示し、残りはハロゲン原子で置換されてもよいトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、シクロヘキセン−１，４−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、トランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイルもしくは１，４−フェニレンを示し； Ｒa、Ｒbは独立して炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐のアルキル基を示し、任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）もしくは−Ｃ≡Ｃ−で置換されてもよいが、−Ｏ−は連続できず、水素原子はハロゲン原子に置換されてもよく； Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3は独立して単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＦ＝ＣＦ−（トランス）もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）を示し； ｍ、ｎは独立して０もしくは１を示す）。
【００１２】
（２）Ｒa、Ｒbが炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐のアルキル基、アルコキシ基またはアルケニル基である前記第１項記載の液晶性化合物。
【００１３】
（３）Ｒa、Ｒbが炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐のアルキル基、アルコキシ基またはアルケニル基であり、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3が独立して単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−，−（ＣＨ2）4−、−ＣＦ2Ｏ−もしくは−ＯＣＦ2−のいずれかである前記第１項記載の液晶性化合物。
【００１４】
（４）前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００１５】
（５）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、下記、一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００１６】
【化７】
（式中、Ｒ1は炭素数１〜１０のアルキル基を示し、基中の隣接しない任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）で置換されてもよく、また、任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよく； Ｘ1はフッ素原子、塩素原子、−ＯＣＦ3、−ＯＣＦ2Ｈ、−ＣＦ3、−ＣＦ2Ｈ、−ＣＦＨ2、−ＯＣＦ2ＣＦ2Ｈもしくは−ＯＣＦ2ＣＦＨＣＦ3 を示し； Ｌ1およびＬ2は独立して水素原子もしくはフッ素原子を示し； Ｚ4、Ｚ5は独立して−（ＣＨ2) 2−、−（ＣＨ2) 4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）もしくは単結合を示し； Ａ、Ｂは独立してトランス−シクロヘキシサン−１，４−ジイル、トランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイルもしくはフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンを示し、Ｃはトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイルもしくはフッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンを示す）。
【００１８】
（６）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、下記、一般式（６）、（７）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００１９】
【化８】
（式中、Ｒ2、Ｒ3は独立して炭素数１〜１０のアルキル基を示し、基中の隣接しない任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）で置換されてもよく、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； Ｘ2は、−ＣＮもしくは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮを示し； Ｄはトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、トランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイルもしくはピリミジン−２，５−ジイルを示し； Ｅはトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、フッ素原子で置換されてもよい１，４−フェニレンもしくはピリミジン−２，５−ジイルを示し； Ｆはトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイルもしくは１，４−フェニレンを示し； Ｚ6は、−（ＣＨ2) 2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−もしくは単結合を示し； Ｌ3、Ｌ4、Ｌ5は独立して水素原子もしくはフッ素原子を示し； ｂ、ｃ、ｄは独立して０もしくは１を示す）。
【００２１】
（７）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、下記、一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００２２】
【化９】
（式中、Ｒ4、Ｒ5は独立して炭素数１〜１０のアルキル基を示し、基中の隣接しない任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）で置換されてもよく、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； Ｇ、Ｉは独立して、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイルもしくは１，４−フェニレンを示し； Ｌ6、Ｌ7は独立して水素原子もしくはフッ素原子を示すが、同時に水素原子であることはなく； Ｚ7、Ｚ8は独立して−（ＣＨ2) 2−、−ＣＯＯ−もしくは単結合を示す。）。
【００２４】
（８）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、前記第５項記載の、一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第三成分として、下記、一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００２５】
【化１０】
（式中、Ｒ6、Ｒ7は独立して炭素数１〜１０のアルキル基を示し、基中の隣接しない任意の−ＣＨ2−基は、−Ｏ−もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）で置換されてもよく、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；Ｊ、Ｋ、Ｍは独立して、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルもしくは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、Ｚ10は独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2) 2−、−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）もしくは単結合を示す）。
【００２７】
（９）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、前記第７項記載の一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第三成分として、前記第８項記載の一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００２８】
（１０）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、前記第５項記載の一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第三成分として、前記第７項記載の一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００２９】
（１１）第一成分として、前記第１項〜第３項のいずれか１項記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、前記第５項記載の一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第三成分として、前記第６項記載の一般式（６）、（７）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第四成分として、前記第７項記載の一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
【００３０】
（１２）前記第１項〜第４項のいずれか１項記載の液晶組成物に、１種類以上の光学活性化合物が添加された液晶組成物。
【００３１】
（１３）前記第４項〜第１２項のいずれか１項記載の液晶組成物を用いて構成された液晶表示素子。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の一般式（１）中、Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4のいずれかは、２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイルを示す。 残りはハロゲン原子で置換されてもよいトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、シクロヘキセン−１，４−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、トランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイルもしくは１，４−フェニレンであるが、特に小さなΔｎ値を示す液晶性化合物が要求されるときには、トランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、シクロヘキセン−１，４−ジイルもしくはトランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイルのみで構成することが好ましい。
【００３３】
Ｒa、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もしくはアルキニルオキシ基であるが、これらの基はハロゲン原子で置換された基でもよい。ハロゲン原子は、好ましくは、フッ素原子もしくは塩素原子であり、置換位置はω位が好適であるが、特に好ましくは、炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐のアルキル基、アルコキシ基またはアルケニル基である。
【００３４】
Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3は単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−，−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＦ＝ＣＦ−（トランス）もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）のいずれかを示すが、特に、小さな粘度を示す液晶性化合物が要求される場合、単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＦ＝ＣＦ−（トランス）もしくは−ＣＨ＝ＣＨ−（トランス）が好ましく、更に好ましくは、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3は単結合、−ＣＨ2ＣＨ2−，−（ＣＨ2）4−、−ＣＦ2Ｏ−もしくは−ＯＣＦ2−で、かつ、Ｒa、Ｒbが、炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐のアルキル基、アルコキシ基またはアルケニル基であるときである。
【００３５】
本発明の液晶性化合物は、公知の合成化学的手法を適時用いて製造できる。公知手法は、Organic Synthesis、Organic Reactions、Houben-Weyl；Methoden der Organische Chemie 等を参照し知ることができる。本発明の液晶性化合物は、２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイル部位をその構造中に持つことを特徴とし、該部位の構築が本発明の液晶性化合物の製造において、最も重要である。次に、本発明の液晶性化合物の代表的な製造方法を示す。
【００３６】
【化１１】
（式中、MGは、液晶性化合物の構成要素として一般的に用いられる、有機化合物残基（メソジェニック・グループ）を表す）。
【００３８】
すなわち、Organic Synthesis 1989, 65, 26 の方法に従い、アルデヒド誘導体（１４）とビニルケトン類（１５）とから１，４−ジオン類（１６）を製造する。該１，４−ジオン類（１６）に、アルカリ性の条件下、ジブロモジフルオロメタンを作用させることで、化合物（１７）が製造できる。
【００３９】
該化合物（１７）を環化し、２，２−ジフルオロ−３−ヨード−３，４−ジヒドロピラン誘導体化合物（１８）を製造する。該化合物（１８）を、還元的に脱ハロゲン化し、液晶性化合物（１）が製造できる。
【００４０】
本発明の液晶性化合物は、負のΔε値と小さなΔｎ値を示すので、ＩＰＳ方式、ＶＡ方式用の液晶組成物の構成成分として、好適に使用できる。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で、安定である。また、低温においても、他の液晶性化合物と互いに容易に溶解しあう。
【００４１】
本発明の液晶性化合物は、ＩＰＳ、ＶＡ方式に用いられることを主眼とするが、その他の種類の方式、すなわち、TN、STN、TFT方式にも好適に活用できる。この際、本発明の液晶性化合物は、正のΔε値を持つ液晶組成物の構成要素としても使用できる。
【００４２】
本発明の液晶組成物は、前記、一般式（１）で表される液晶性化合物のみでも構成できるが、第二成分として、前記、一般式（３）、（４）、（５）、（６）、（７）で表される化合物群から選ばれる１種類以上の化合物を混合してもよい。更に、しきい電圧値、ネマチック相温度範囲、Δｎ値、Δε値、粘度を最適化する目的で、前記、一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物群から選ばれる１種類以上の化合物を、第三成分として、混合し構成することもできる。
【００４３】
本発明の液晶組成物に使用される液晶性化合物は、構成元素が対応する同位体元素に置換されていてもよく、物理的特性に差異がない。
【００４４】
前記、一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物の好適例として、（３−１）〜（３−９）、（４−１）〜（４−９７）、（５−１）〜（５−３３）をあげることができる。
【００４５】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【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、段落番号００１７の記載と同じ意味を表す。）。
【００６３】
前記、一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物は、正のΔε値を持ち、熱的安定性や化学的安定性が非常に優れており、特に大きな電圧保持率、大きな比抵抗値が要求される、ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合に、不可欠である。
【００６４】
ＴＦＴ用液晶組成物を調製する際、化合物（３）、（４）、（５）の使用量は、液晶組成物の全重量に対して１〜９９重量％の範囲が適当であり、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。加えて、前記、一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物を、粘度最適化の目的で、添加してもよい。
【００６５】
前記、一般式（６）、（７）で表される化合物の好適例として、（６−１）〜（６−５８）、（７−１）〜（７−３）をあげることができる。
【００６６】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
（式中、Ｒ2，Ｒ3およびＸ2は前記、段落番号００２０の記載と同じ意味を表す。）。
【００７５】
前記、一般式（６）、（７）で表される化合物は、非常に大きな正のΔε値を有し、ＳＴＮ、ＴＮ用の液晶組成物の構成要素として好適に使用できる。該一般式（６）、（７）で表される化合物を使用することで、液晶組成物のしきい電圧値を減少せしめることができる。また、粘度、Δｎ値、ネマチック相温度範囲をも最適化できる。加えて、しきい特性の急峻化も実現できる。ＳＴＮ、ＴＮ用の液晶組成物を調製する際、該一般式（６）、（７）で表される化合物は、０．１〜９９．９重量％の範囲で使用できるが、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。また、しきい電圧値、ネマチック相温度範囲、Δｎ値、Δε値、粘度を最適化する目的で、後述の第三成分をも併用できる。
【００７６】
特に、負のΔε値を持つ液晶組成物を調製する際、前記一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選ばれる化合物（以下第二Ｃ成分）が好適に使用できる。該一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物の好適例として、（８−１）〜（８−３）、（９−１）〜（９−５）、（１０−１）〜（１０−３）があげられる。
【００７７】
【化３７】
（式中、Ｒ4、Ｒ5は前記、段落番号００２３の記載と同じ意味を表す）。
【００７９】
前記、一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物は、負のΔε値を持つ。一般式（８）で表される化合物は２環化合物であり、しきい電圧値、粘度、Δｎ値の最適化のために使用できる。一般式（９）で表される化合物は、透明点を上げてネマチック相温度範囲を広げる目的、しきい電圧値を小さくする目的、Δｎ値を大きくする目的に使用できる。
【００８０】
該一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物は、特に大きな負のΔε値を必要とする液晶組成物に使用される。使用量を増加することでしきい電圧値を小さくできる一方、粘度が大きくなる。従って、しきい電圧値が要求値を満足する範囲で、可能な限り少量を使用することが好ましい。しかし、Δε値の絶対値が５以下であり、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。化合物（８）、（９）、（１０）の使用量は、４０重量％以上が好ましいが、５０〜９５重量％が好適である。また、弾性定数値としきい特性の急峻性を最適化する目的で、該一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物を、正のΔε値を示す液晶組成物に混合して使用することも可能である。この際、該一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物の使用量は、３０重量％以下が好ましい。
【００８１】
前記、一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物の好適例として、（１１−１）〜（１１−１１）、（１２−１）〜（１２−１８）、（１３−１）〜（１３−６）を挙げることができる。
【００８２】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
（式中、Ｒ6およびＲ7は前記、段落番号００２６の記載と同じ意味を表す。）。
【００８７】
該一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物は、Δε値が非常に小さい。一般式（１１）で表される化合物は、主として粘度、Δｎ値の最適化の目的で使用される。また、一般式（１２）、（１３）で表される化合物は、透明点を上げてネマチック相温度範囲を拡大する目的、または、Δｎ値の最適化の目的に使用される。
【００８８】
該一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物の使用量を増加することで、液晶組成物のしきい電圧値は大きく、粘度は小さくなる。従って、液晶組成物のしきい電圧値が要求を満足している範囲内で、可能な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際、該一般式（１１）、（１２）、（１３）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。
【００８９】
本発明の液晶組成物は、公知の方法、例えば全ての成分を高温度下で相互に溶解させる方法等により調製できる。また、適当な添加物を加えることで、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知られており、文献などに記載されている。通常、液晶表示素子中で、液晶化合物のらせん構造を誘起し、必要なねじれ角を調整し、逆ねじれを防ぐ効果を発現せしめるために、光学活性化合物が添加される。この目的のために使用できる光学活性化合物を次に例示する。
【００９０】
【化４２】
本発明の液晶組成物は、通常、光学活性化合物を添加し、ねじれのピッチが最適化される。ねじれのピッチはＴＦＴ用、ＴＮ用の液晶組成物であれば４０〜２００μｍが好ましい。ＳＴＮ用の液晶組成物には６〜２０μｍに調整するのが好ましい。また、双安定ＴＮモード用の場合には、１．５〜４μｍが好ましい。また、ピッチの温度依存性を最適化する目的で、２種以上の光学活性化合物を併用してもよい。
【００９２】
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、テトラジン系二色性色素を添加することで、Ｇ−Ｈ型の液晶組成物を調製することもできる。
【００９３】
本発明の液晶組成物は、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。
【００９４】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。実施例中、ＴＨＦはテトラヒドフランを表す。Ｓｍ、ＳｍＢ、Ｉは、それぞれ、スメクッチク相、スメクチックＢ相、等方性液体を示す。
【００９５】
実施例１
２，２−ジフルオロ−３−メチル−６−（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）−３，４−ジヒドロピラン（一般式（１）において、Ａ1、Ａ3 がトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、Ａ4 が２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイル、 Ｒa がペンチル基、Ｒb がメチル基、Ｚ1、Ｚ3 が単結合、ｍ が１、ｎが０である液晶性化合物、化合物番号２−１）の製造
【００９６】
第１段
トランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキサンカルボアルデヒド（７０ｇ、２７７ｍｍｏｌ）、メチルビニルケトン（３０ｇ、４２８ｍｍｏｌ）、 ３−ベンジル−５−（２−ヒドロキシエチル）−４−メチルチアゾリウムクロリド（７．５ｇ、２８ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（１７ｇ、１６８ｍｍｏｌ）、エタノール（４００ｍＬ）の混合物を、８０℃で２０時間攪拌した。
【００９７】
反応混合物を室温まで冷却し、溶媒を減圧下除去した。残査をトルエンに溶解し、５容量％塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物を濾別除去し、濾液から減圧下溶媒を除去した。残査を、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー（トルエン／酢酸エチル ＝ ５／１）、ついで、再結晶（トルエン）により精製し、４０ｇ（１２０ｍｍｏｌ、４３％）の 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３−オキソブチルケトンを得た。
【００９８】
第２段
ジブロモジフルオロメタン（４８．２ｇ、２１５ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ（３００ｍＬ）の混合物に、−７８℃でトリス（ジメチルアミノ）ホスフィン（７０．３ｇ、４３１ｍｍｏｌ）を滴下し、得られた反応混合物を、同温度で１時間攪拌した。この反応混合物に、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３−オキソブチルケトン（３６．０ｇ、１０８ｍｍｏｌ）のＴＨＦ（３００ｍＬ）溶液を滴下し、−７０℃で３時間、室温で１２時間攪拌し、その後５時間環流した。
【００９９】
反応混合物を室温まで冷却し、不溶物を濾別除去した。得られた濾液を減圧下濃縮した。残査をトルエンに溶解し、水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。硫酸マグネシウムを濾別し、濾液から減圧下溶媒を除去した。残査を、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー（トルエン）、ついで、再結晶（トルエン）により精製し、２２ｇ（６０ｍｍｏｌ、５６％）のトランス−４−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル−４，４−ジフルオロ−３−メチルブテ−３−イルケトンを得た。
【０１００】
第３段
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−４，４−ジフルオロ−３−メチルブテ−３−イルケトン（１０ｇ、２７ｍｍｏｌ）、アセトニトリル（５５０ｍＬ）、ピリジン（７．２ｇ、９１ｍｍｏｌ）、ヨウ素（２２ｇ、８７ｍｍｏｌ）の混合物を、室温で２２時間、６０℃で７時間攪拌した。室温まで冷却した反応混合物に、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて攪拌し、生成物をトルエンで抽出した。有機相を水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物を濾別除去し、減圧下濾液から溶媒を除去した。残査を、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー（ヘプタン）により精製し、８．０ｇ（１６ｍｍｏｌ、５９％）の ２，２−ジフルオロ−３−ヨード−３−メチル−６−（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）−３，４−ジヒドロピランを得た。
【０１０１】
第４段
２，２−ジフルオロ−３−ヨード−３−メチル−６−（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）−３，４−ジヒドロピラン（７．７ｇ、１６ｍｍｏｌ）、ベンゼン（２００ｍＬ）の混合物に、トリブチルスズ ヒドリド（１７ｇ、５８ｍｍｏｌ）を加え１時間攪拌した。反応混合物を室温まで冷却し、水洗し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。不溶物を濾別除去し、濾液から減圧下溶媒を除去した。残査を、シリカゲルカラムを用いたクロマトグラフィー（ヘプタン）、ついで、再結晶（ヘプタン）により精製して、１．０ｇ（２．７ｍｍｏｌ、１７％）の標題化合物を得た。本化合物の相転移温度、スペクトルデータは下記の通りであった。
【０１０２】
Ｓｍ−Ｉ転移温度： １４３ ℃
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）、δ（ｐｐｍ）： ４．６１（ｍ、１ Ｈ）、２．２６〜２．１７（ｍ、２ Ｈ）、１．９０〜０．７９（ｍ、３５Ｈ）。 19Ｆ−ＮＭＲ（４７０ ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）、δ（ｐｐｍ）： −７７．０（１ Ｆ）、−８２．９（１ Ｆ）。
【０１０３】
実施例２、
２，２−ジフルオロ−３−エチル−６−（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）−３，４−ジヒドロピラン（一般式（１）において、Ａ1、Ａ3 がトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル、Ａ4 が２，２−ジフルオロ−３，４−ジヒドロピラン−３，６−ジイル、 Ｒa がペンチル基、Ｒb がエチル基、Ｚ1、Ｚ3 が単結合、ｍ が１、ｎが０である液晶性化合物、化合物番号２−２）の製造
【０１０４】
実施例１で用いたメチルビニルケトンに換え、エチルビニルケトンを用いる以外は、実施例１に準拠して標題化合物を製造した。本化合物の相転移温度、スペクトルデータは下記の通りであった。
【０１０５】
ＳｍＢ−Ｉ転移温度： １４７ ℃
1Ｈ−ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）、δ（ｐｐｍ）： ４．６２（ｍ、１ Ｈ）、２．２９〜２．２５（ｍ、１ Ｈ）、１．９４〜０．８１（ｍ、３８Ｈ）。19Ｆ−ＮＭＲ（４７０ ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）、δ（ｐｐｍ）： −７６．２（１ Ｆ）、−８１．３（１ Ｆ）。
【０１０６】
実施例１、２と同様にして、化合物１−１〜４−１０が合成できる。なお、実施例１、２の化合物も再掲した。
【０１０７】
【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】
本発明の液晶組成物を、組成物例１〜２１に具体的に例示する。ここで、組成物例に用いた化合物の化学構造は、表１の取り決めに従って表した。化合物の含有量（％）は重量％を意味する。
【０１２１】
組成物例中の組成物の物理特性は、ＮＩ（ネマチック相−等方性液体相転移温度）、２０℃における粘度（η）、２５℃におけるΔｎ、Δε、Ｖthにより特定した。
【０１２２】
組成物例１
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ７．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ７．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ４ ２８．０％
４−ＨＥＢ−Ｏ２ ２０．０％
５−ＨＥＢ−Ｏ１ ２０．０％
３−ＨＥＢ−Ｏ２ １８．０％
ＮＩ ＝ ７４．６℃
η ＝ １９．５ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０８６
【０１２４】
組成物例２
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ６．０％
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ 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％
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％
ＮＩ ＝ ８６．３℃
Δｎ ＝ ０．０７４
Δε ＝ −３．７
【０１２５】
組成物例３
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １０．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ６．０％
１Ｏ−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−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−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％
ＮＩ ＝ ７３．０℃
Δｎ ＝ ０．０６８
Δε ＝ −２．８
【０１２６】
組成物例４
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ５．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ５．０％
２Ｏ−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ５．０％
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ５．０％
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ５．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ １０．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ １０．０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−５ １３．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−５ １４．０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−７ １６．０％
ＮＩ ＝ ４１．０℃
Δｎ ＝ ０．１４２
Δε ＝ −２．５
【０１２７】
組成物例５
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ １５．０％
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−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％
ＮＩ ＝ ７８．２℃
η ＝ ２３．０ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．１４８
【０１２８】
組成物例６
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ １０．０％
２Ｏ−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １０．０％
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ９．０％
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ９．０％
３−ＨＨ−Ｏ１ ８．０％
５−ＨＨ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １６．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ３．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ５．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ ７．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−０２ １４．０％
ＮＩ ＝ ３９．１℃
η ＝ ２７．３ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０６５
【０１２９】
組成物例７
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ３．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ １５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ９．０％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ １２．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ １２．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
３−ＨＨＢ−１ ６．０％
ＮＩ ＝ ８６．１℃
η ＝ ３５．６ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０８８
Δε ＝ −３．３
【０１３０】
組成物例８
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １２．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ６．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ６．０％
３−ＨＢ−Ｏ１ １５．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １２．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ １２．０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ １３．０％
６−ＨＥＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ ６．０％
ＮＩ ＝ ７６．２℃
η ＝ ３７．８ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０７５
Δε ＝ −３．３
【０１３１】
組成物例９
１Ｏ−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ４．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ２０．０％
１Ｏ１−ＨＨ−３ ６．０％
１Ｏ１−ＨＨ−５ 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％
ＮＩ ＝ ６３．０℃
η ＝ ３２．０ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０７３
Δε ＝ −５．１
【０１３２】
組成物例１０
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ３．０％
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−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％
ＮＩ ＝ ８８．９℃
η ＝ １５．７ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．１６０
Δε ＝ ７．１
Ｖth ＝ ２．２１Ｖ
上記組成物１００重量部にＯｐ−４を０．８重量部添加したときのピッチは、１１．３μｍであった。
【０１３３】
組成物例１１
１Ｏ−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ８．０％
２−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ５．０％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ ４．０％
４−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ １２．０％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ １６．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０．０％
３−ＨＨ−４ ３．０％
３−ＨＨＢ−Ｆ ３．０％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ４．０％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ ４．０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ７．０％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ７．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ５．０％
ＮＩ ＝ ７９．９℃
η ＝ ４２．１ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．１３８
Δε ＝ ２７．７
Ｖth ＝ １．１０Ｖ
【０１３４】
組成物例１２
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １０．０％
２−ＨＢ−Ｃ ５．０％
３−ＨＢ−Ｃ １２．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５．０％
２−ＢＴＢ−１ ３．０％
３−ＨＨＢ−１ ８．０％
３−ＨＨＢ−Ｆ ４．０％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ５．０％
３−ＨＨＢ−３ １４．０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ４．０％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ４．０％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７．０％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
ＮＩ ＝ ９９．１℃
η ＝ ２３．１ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０９５
Δε ＝ ４．４
Ｖth ＝ ２．７１Ｖ
【０１３５】
組成物例１３
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ３．０％
Ｖ２−ＨＢ−Ｃ １２．０％
１Ｖ２−ＨＢ−Ｃ １２．０％
３−ＨＢ−Ｃ ２４．０％
３−ＨＢ（Ｆ）−Ｃ ５．０％
２−ＢＴＢ−１ ２．０％
３−ＨＨ−４ ５．０％
３−ＨＨ−ＶＦＦ ６．０％
２−ＨＨＢ−Ｃ ３．０％
３−ＨＨＢ−Ｃ ６．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ８．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ５．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４．０％
ＮＩ ＝ ８５．９℃
η ＝ １８．６ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．１５４
Δε ＝ ８．７
Ｖth ＝ ２．０９Ｖ
【０１３６】
組成物例１４
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ４．０％
２Ｏ−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ４．０％
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １２．０％
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １２．０％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ６．０％
３−ＨＢ−Ｃ １８．０％
２−ＢＴＢ−１ １０．０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ ６．０％
１−ＢＨＨ−ＶＦＦ ８．０％
１−ＢＨＨ−２ＶＦＦ １１．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５．０％
３−ＨＨＢ−１ ４．０％
ＮＩ ＝ ６２．０℃
η ＝ ２６．６ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．１１１
Δε ＝ ５．０
Ｖth ＝ ２．４４Ｖ
【０１３７】
組成物例１５
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ４．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ８．０％
１Ｏ−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ４．０％
５−ＨＢＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ３．０％
３−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ３．０％
３−ＨＢ−Ｃ １８．０％
２−ＢＴＢ−１ １０．０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ ３０．０％
１−ＢＨＨ−２ＶＦＦ １１．０％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５．０％
３−ＨＨＢ−１ ４．０％
ＮＩ ＝ ７０．１℃
η ＝ １７．０ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．１０８
Δε ＝ ３．４
Ｖth ＝ ２．９９Ｖ
【０１３８】
組成物例１６
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ８．０％
５−ＨＢ−ＣＬ １６．０％
３−ＨＨ−４ ４．０％
３−ＨＨ−５ ４．０％
３−ＨＨＢ−Ｆ ４．０％
３−ＨＨＢ−ＣＬ ３．０％
４−ＨＨＢ−ＣＬ ４．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ １０．０％
４−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ９．０％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ９．０％
７−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ８．０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ４．０％
５−ＨＢＢＨ−１Ｏ１ ３．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２．０％
４−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
５−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
ＮＩ ＝ １１０．１℃
η ＝ ２３．６ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０９１
Δε ＝ ３．５
Ｖth ＝ ２．７８Ｖ
【０１３９】
組成物例１７
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ５．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ５．０％
５−ＨＢ−Ｆ １２．０％
６−ＨＢ−Ｆ ９．０％
７−ＨＢ−Ｆ ７．０％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７．０％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７．０％
４−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７．０％
５−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ５．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ ４．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ ４．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ３ ５．０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ １０．０％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ ３．０％
５−ＨＢＢＨ−３ ３．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ２Ｈ ４．０％
ＮＩ ＝ ８３．７℃
η ＝ １６．５ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０８３
Δε ＝ ３．４
Ｖth ＝ ２．８８Ｖ
【０１４０】
組成物例１８
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ３．０％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５．０％
５−Ｈ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ ５．０％
３−ＨＢ−Ｏ２ １０．０％
３−ＨＨ−４ ２．０％
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％
３−ＨＨＢ−３ ４．０％
ＮＩ ＝ ８６．８℃
η ＝ １９．５ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０９３
Δε ＝ ３．２
Ｖth ＝ ２．７３Ｖ
上記組成物１００重量部にＯｐ−８を０．３重量部添加したときのピッチは、７６．１μｍであった。
【０１４１】
組成物例１９
２Ｏ−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ 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％
ＮＩ ＝ ７４．２℃
η ＝ ３５．１ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０８５
Δε ＝ １２．４
Ｖth ＝ １．６５Ｖ
上記組成物１００重量部にＯｐ−５を０．２５重量部添加したときのピッチは、６２．３μｍであった。
【０１４２】
組成物例２０
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １０．０％
Ｖ２−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ １０．０％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７．０％
５−ＨＢ−ＣＬ ３．０％
３−ＨＨ−４ ９．０％
３−ＨＨ−ＥＭｅ ３．０％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０．０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ８．０％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ８．０％
４−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
５−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６．０％
２−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４．０％
３−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
５−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７．０％
ＮＩ ＝ ６７．２℃
η ＝ ２３．９ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０６１
Δε ＝ ４．８
Ｖth ＝ １．８１Ｖ
【０１４３】
組成物例２１
５−ＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−３ ３．０％
５−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−２ ８．０％
１Ｏ−ＨＨＤｖ（２Ｆ，２Ｆ）−１ ８．０％
３−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５．０％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＣＦ２ＯＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５．０％
３−ＨＨ−４ ２．０％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５．０％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １２．０％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８．０％
３−ＨＨＢ−３ ３．０％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５．０％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３．０％
ＮＩ ＝ ６６．５℃
η ＝ ３３．１ｍＰａ・s
Δｎ ＝ ０．０９７
Δε ＝ ８．８
Ｖth ＝ １．６６Ｖ
【０１４４】
【発明の効果】
本発明の液晶性化合物は、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。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、小さいしきい電圧値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、これを用いて大きな視野角度を有する液晶表示素子を提供できる。
Claims (11)
- 下記一般式（１）で表される液晶性化合物。
- 請求項１記載の液晶性化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、下記一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、下記一般式（６）、（７）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、下記一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、請求項３に記載の一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第三成分として、下記一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、請求項５に記載の一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第三成分として、請求項６に記載の一般式（１１）、（１２）、（１３）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、請求項３に記載の一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第三成分として、請求項５に記載の一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
- 第一成分として、請求項１記載の液晶性化合物を１種類以上、第二成分として、請求項３に記載の一般式（３）、（４）、（５）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第三成分として、請求項５に記載の一般式（６）、（７）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上、第四成分として、請求項５に記載の一般式（８）、（９）、（１０）で表される化合物群から選択される化合物を１種類以上含有する液晶組成物。
- 請求項２〜９のいずれか１項記載の液晶組成物に、１種類以上の光学活性化合物が添加された液晶組成物。
- 請求項２〜１０のいずれか１項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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