JP5582035B2 - 含窒素複素環を有する５環液晶化合物、液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

含窒素複素環を有する５環液晶化合物、液晶組成物および液晶表示素子 Download PDF

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Description

本発明は表示素子用の材料として有用な新規液晶化合物、液晶組成物に関する。詳しくは液晶相の広い温度範囲、高い透明点、他の液晶化合物との良好な相溶性を有し、大きな屈折率異方性および誘電率異方性を持ち、加えて、液晶表示素子に使用した場合には幅広い温度範囲において使用可能で、低電圧駆動が可能であり、急峻な電気光学特性を得ることができる新規液晶化合物およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
液晶化合物（本願において、液晶化合物なる用語は、液晶相を有する化合物および液晶相を有さないが液晶組成物の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。）を用いた表示素子は、時計、電卓、ワ−プロなどのディスプレイに広く利用されている。これらの表示素子は液晶化合物の屈折率異方性、誘電率異方性などを利用したものである。
液晶表示素子において、液晶の動作モードに基づいた分類は、ＰＣ（phase change）、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（super twisted nematic）、ＢＴＮ（Bistable twisted nematic）、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）、ＯＣＢ（opticallycompensated bend）、ＩＰＳ（in-plane switching）、ＶＡ（vertical alignment）、ＰＳＡ（Polymer sustained alignment）などである。素子の駆動方式に基づいた分類は、ＰＭ（passive matrix）とＡＭ（active matrix）である。ＰＭ（passive matrix）はスタティック（static）とマルチプレックス（multiplex）などに分類され、ＡＭはＴＦＴ（thin film transistor）、ＭＩＭ（metal insulator metal）などに分類される。
これらの液晶表示素子は、適切な物性を有する液晶組成物を含有する。液晶表示素子の特性を向上させるには、この液晶組成物が適切な物性を有するのが好ましい。液晶組成物の成分である液晶化合物に必要な一般的物性は、次のとおりである。
（１）化学的に安定であること、および物理的に安定であること、
（２）高い透明点（液晶相−等方相の相転移温度）を有すること、
（３）液晶相（ネマチック相、スメクチック相等）の下限温度、特にネマチック相の下限温度が低いこと、
（４）他の液晶化合物との相溶性に優れること、
（５）大きな誘電率異方性を有すること、
（６）大きな屈折率異方性を有すること、
である。
（１）のように化学的、物理的に安定な液晶化合物を含む組成物を表示素子に用いると、電圧保持率を高くすることができる。
また、（２）および（３）のように、高い透明点、あるいは液晶相の低い下限温度を有する液晶化合物を含む組成物ではネマチック相の温度範囲を広げることが可能となり、幅広い温度範囲で表示素子として使用することができる。
液晶化合物は、単一の化合物では発揮することが困難な特性を発現させるために、他の多くの液晶化合物と混合して調製した組成物として用いることが一般的である。したがって、表示素子に用いる液晶化合物は、（４）のように、他の液晶化合物等との相溶性が良好であることが好ましい。
近年は特に表示性能、例えばコントラスト、表示容量、応答時間特性等のより高い液晶表示素子が要求されている。さらに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）。

Ｖｔｈ＝π（Ｋ／ε０Δε）１／２

上式において、Ｋは弾性定数、ε０は真空の誘電率である。該式から判るように、Ｖｔｈを低下させるには、Δε（誘電率異方性）の値を大きくするかまたはＫを小さくするかの２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Ｋをコントロールすることは困難であるため、通常はΔε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る。このような事情から（５）のように大きな誘電率異方性を有する液晶化合物の開発が盛んに行われている。
さらに、良好な液晶表示を行うためにはそれを構成する液晶表示素子のセルの厚みと使用される液晶材料のΔｎ（屈折率異方性）の値は一定であることが好ましい ( E.Jakeman, et al., Pyhs.Lett., 39A. 69 ( 1972 ) )。また、液晶表示素子の応答速度は用いられるセルの厚みの二乗に反比例する。その為、動画等の表示にも応用できる高速応答可能な液晶表示素子を製造するには、大きな屈折率異方性を有する液晶組成物を用いなくてはならない。したがって（６）のように大きな屈折率異方性を有する液晶化合物が要求されている。
これまでに、大きな誘電率異方性および屈折率異方性を有する液晶化合物が種々合成されており、そのうちのいくつかは実用的に用いられている。例えば、特許文献１〜６にはＣＦ２Ｏ結合基を有する４環の化合物が示されている。しかし、これらの化合物は透明点が十分に高くない為、それを液晶組成物にしたとき表示素子として使用できる温度範囲が十分に広くない。
さらに、特許文献７〜１０には、テトラヒドロピラン環を含有した、ＣＦ２Ｏ結合基を有する５環の化合物（化合物（Ｓ−１）〜（Ｓ−３））が、特許文献１１および１２にはテトラヒドロピラン環、およびジオキサン環を含有した化合物（化合物（Ｓ−４）および（Ｓ−５））が示されている。しかし、これらの化合物は液晶相の温度範囲が十分に広くなく、屈折率異方性、誘電率異方性も充分に大きくない。
Figure 0005582035
国際公開第９６／１１８９７パンフレット 特開平１０−２０４０１６号公報 英国特許第２２２９４３８号明細書 独国特許出願公開第４０２３１０６号明細書 特開平１０−２５１１８６号公報 国際公開第２００４／０３５７１０パンフレット 国際公開第２００４／０４８５０１パンフレット 特開２００４−３５２７２１公報 国際公開第２００５／０１９３７８パンフレット 国際公開第２００５／０１９３８１パンフレット 国際公開第２００６／１２５５１１パンフレット 国際公開第２００６／１２５５３０パンフレット
本発明の第一の目的は、化合物に必要な一般的物性、熱、光などに対する安定性、液晶相の広い温度範囲、高い透明点を有し、他の液晶化合物との良好な相溶性、大きな光学異方性および誘電率異方性を持つ液晶化合物を提供することである。第二の目的は、この化合物を含有し、液晶相の広い温度範囲、小さな粘度、適切な大きさの屈折率異方性、および低いしきい値電圧を有する液晶組成物を提供することである。第三の目的は、この組成物を含有し、使用できる広い温度範囲、短い応答時間、小さな消費電力、大きなコントラスト、および低い駆動電圧を有する液晶表示素子を提供することである。
本発明は、以下のような液晶化合物、液晶組成物、および液晶組成物を含有する液晶表示素子等を提供する。また、以下に、式（１）で表わされる化合物における末端基、環および結合基等に関して好ましい例も述べる。
［１］ 式（１）で表される化合物。
Figure 0005582035

式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＣＨ＝ＣＨ−により置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、環Ａ５、および環Ａ６は独立して、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレンであり、環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、環Ａ５、および環Ａ６のうち少なくとも１つはピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、およびＺ６は独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）４−、−（ＣＨ２）２ＣＦ２Ｏ−、−（ＣＨ２）２ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ（ＣＨ２）２−、−ＯＣＦ２（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、または−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−であり；Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、およびＬ4は独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１は水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、または炭素数１〜１０のアルキルであり、炭素数２〜１０のアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−または−ＣＨ＝ＣＨ−により置き換えられてもよく、そして、これらにおいて任意の水素はハロゲンにより置き換えられてもよく；ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、およびｑは独立して、０または１であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ＋ｑは３である。
[２] 式（１）において、Ｒ１が炭素数１〜２０のアルキル、炭素数２〜２１のアルケニル、炭素数１〜１９のアルコキシ、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ、または炭素数１〜１９のアルキルチオであり；Ｘ１が水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、炭素数１〜１０のアルキル、炭素数２〜１１のアルケニル、炭素数１〜９のアルコキシ、炭素数２〜１０のアルケニルオキシ、炭素数１〜９のアルキルチオ、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＨ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）３−Ｆ、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＨ２）５−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ（ＣＨ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＨ２）５−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＦ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３である項［１］に記載の化合物。
［３］ 式（１）において、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、およびＺ６が独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２Ｏ−、または−ＯＣＨ２−である項［１］または［２］に記載の化合物。
［４］ 式（１−１）〜（１−３）のいずれか一つで表される項［１］に記載の化合物。
Figure 0005582035

これらの式において、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキル、炭素数２〜１５のアルケニル、炭素数１〜１５のアルコキシ、または炭素数２〜１５のアルケニルオキシであり；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、および環Ａ５は独立して、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレンであり、それぞれの式において、環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、および環Ａ５のうち少なくとも１つは、ピリミジン−２，５−ジイルまたはピリジン−２，５−ジイルであり；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、およびＺ５は独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２Ｏ−、または−ＯＣＨ２−であり；Ｌ1、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４は独立して、水素またはフッ素であり；Ｘ１はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆである。
［５］ 式（１−４）〜（１−６）のいずれか１つで表される項［１］に記載の化合物。
Figure 0005582035

これらの式において、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキル、または炭素数２〜１５のアルケニルであり、；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、および環Ａ５は独立して、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレンであり、それぞれの式において、環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、および環Ａ５のうち少なくとも１つは、ピリミジン−２，５−ジイルまたはピリジン−２，５−ジイルであり；Ｌ1、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４は独立して、水素またはフッ素であり；Ｘ１はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆである。
［６］ 式（１−７）〜（１−１６）のいずれか１つで表される項［１］に記載の化合物。
Figure 0005582035

これらの式において、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキルであり；Ｌ1、Ｌ2、Ｌ３、Ｌ４、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、およびＹ４は独立して、水素またはフッ素であり；Ｘ１はフッ素または−ＯＣＦ３である。
［７］ 式（１−１７）〜（１−２１）のいずれか１つで表される項［１］に記載の化合物。
Figure 0005582035

これらの式において、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキルであり；Ｌ３、Ｌ４、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、およびＹ４は独立して、水素またはフッ素である。
［８］ １成分として、項［１］〜［７］のいずれか１項に記載の化合物を少なくとも１つ含有し、２成分以上からなる液晶組成物。
［９］ 一般式（２）、（３）および（４）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を１成分として含有する、項［８］に記載の液晶組成物。
Figure 0005582035

これらの式において、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ２は、フッ素、塩素、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂ１、環Ｂ２、および環Ｂ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレンであり；Ｚ７、Ｚ８、およびＺ９は独立して、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ５およびＬ６は独立して、水素またはフッ素である。
［１０］ 一般式（５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を１成分として含有する、項［８］に記載の液晶組成物。
Figure 0005582035

これらの式において、Ｒ３は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ３は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；環Ｃ１、環Ｃ２および環Ｃ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；Ｚ９は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ７およびＬ８は独立して、水素またはフッ素であり；ｒは０または１であり、ｓは０または１であり、ｒ＋ｓは、０、１、または２である。
［１１］ 一般式（６）、（７）、（８）、（９）および（１０）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を１成分として含有する、項［８］に記載の液晶組成物。
Figure 0005582035

これらの式において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素
数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｄ１、環Ｄ２、環Ｄ３、および環Ｄ４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ１０、Ｚ１１、Ｚ１２、およびＺ１３は独立して、−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ2）2−、または単結合であり；Ｌ９およびＬ１０は独立して、フッ素または塩素であり；ｔ、ｕ、ｘ、ｙ、およびｚは独立して、０または１であり、ｕ＋ｘ＋ｙ＋ｚは１または２である。
［１２］ 一般式（１１）、（１２）および（１３）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を１成分として含有する、項［８］に記載の液晶組成物。
Figure 0005582035

これらの式において、Ｒ６およびＲ７は独立して、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｅ１、環Ｅ２、および環Ｅ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ１４およびＺ１５は独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
［１３］ 項［１０］記載の一般式（５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［９］に記載の液晶組成物。
［１４］ 項［１２］記載の一般式（１１）、（１２）および（１３）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［９］に記載の液晶組成物。
［１５］ 項［１２］記載の一般式（１１）、（１２）および（１３）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１０］に記載の液晶組成物。
［１６］ 項［１２］記載の一般式（１１）、（１２）および（１３）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１１］に記載の液晶組成物。
［１７］ 少なくとも１つの光学活性化合物をさらに含有する、項［８］〜［１６］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
［１８］ 少なくとも１つの酸化防止剤および／または紫外線吸収剤を含む項［８］〜［１７］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
［１９］ 項［８］〜［１８］のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。液晶化合物は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが液晶組成物の成分として有用な化合物の総称である。液晶化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と略すことがある。液晶表示素子は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。ネマチック相の上限温度はネマチック相−等方相の相転移温度であり、そして単に透明点または上限温度と略すことがある。ネマチック相の下限温度を単に下限温度と略すことがある。式（１）で表わされる化合物を化合物（１）と略すことがある。この略記は式（２）などで表される化合物にも適用することがある。式（１）から式（１３）において、六角形で囲んだＢ、Ｄ、Ｅなどの記号はそれぞれ環Ｂ、環Ｄ、環Ｅなどに対応する。百分率で表した化合物の量は組成物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。環Ａ１、Ｙ１、Ｂなど複数の同じ記号を同一の式または異なった式に記載したが、これらの任意の２つは同一であってもよいし、または異なってもよい。
「任意の」は、位置だけでなく個数についても任意であることを示すが、個数が０である場合を含まない。任意のＡがＢ、ＣまたはＤで置き換えられてもよいという表現は、任意のＡがＢで置き換えられる場合、任意のＡがＣで置き換えられる場合および任意のＡがＤで置き換えられる場合に加えて、複数のＡがＢ〜Ｄの少なくとも２つで置き換えられる場合をも含むことを意味する。例えば、任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよいアルキルには、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルケニルオキシアルキルなどが含まれる。なお、本発明においては、連続する２つの−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられて、−Ｏ−Ｏ−のようになることは好ましくない。そして、アルキルにおける末端の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられることも好ましくない。以下に本発明をさらに説明する。
本発明の化合物は、化合物に必要な一般的物性、熱、光などに対する安定性、液晶相の広い温度範囲、高い透明点、他の液晶化合物との良好な相溶性、大きな屈折率異方性および誘電率異方性を有する。本発明の液晶組成物は、これらの化合物の少なくとも一つを含有し、そしてネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な大きさの屈折率異方性および低いしきい値電圧を有する。本発明の液晶表示素子は、この組成物を含有し、そして使用できる広い温度範囲、短い応答時間、小さな消費電力、大きなコントラスト比、および低い駆動電圧を有する。
１−１ 本発明の化合物
本発明の第１の態様は、式（１）で表される化合物に関する。
Figure 0005582035

式（１）においてＲ１は炭素数１〜２０のアルキルであり、炭素数２〜２０のアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＣＨ＝ＣＨ−により置き換えられてもよい。例えば、ＣＨ３−（ＣＨ２）３−において任意の−ＣＨ２−を−Ｏ−、−Ｓ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基の例は、ＣＨ３−（ＣＨ２）２−Ｏ−、ＣＨ３Ｏ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３ＯＣＨ２Ｏ−、ＣＨ３−（ＣＨ２）２−Ｓ−、ＣＨ３Ｓ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３ＳＣＨ２Ｓ−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）３−、ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−などである。
このようなＲ１の例は、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、チオアルキル、チオアルキルアルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル等である。これらの基において分岐よりも直鎖の方が好ましい。Ｒ１が分岐の基であっても光学活性であるときは好ましい。アルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ＝ＣＨＣ４Ｈ９、−Ｃ２Ｈ４ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−Ｃ２Ｈ４ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５のような奇数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、および−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７のような偶数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、高い上限温度または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327に詳細な説明がある。
アルキルとしては、直鎖でも分岐鎖でもよく、アルキルの具体的な例は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−Ｃ４Ｈ９、−Ｃ５Ｈ１１、−Ｃ６Ｈ１３、−Ｃ７Ｈ１５、−Ｃ８Ｈ１７、−Ｃ９Ｈ１９、−Ｃ１０Ｈ２１、−Ｃ１１Ｈ２３、−Ｃ１２Ｈ２５、−Ｃ１３Ｈ２７、−Ｃ１４Ｈ２９、および−Ｃ１５Ｈ３１である。
アルコキシとしては、直鎖でも分岐鎖でもよく、アルコキシの具体的な例は、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣ３Ｈ７、−ＯＣ４Ｈ９、−ＯＣ５Ｈ１１、−ＯＣ６Ｈ１３および−ＯＣ７Ｈ１５、−ＯＣ８Ｈ１７、−ＯＣ９Ｈ１９、−ＯＣ１０Ｈ２１、−ＯＣ１１Ｈ２３、−ＯＣ１２Ｈ２５、−ＯＣ１３Ｈ２７、および−ＯＣ１４Ｈ２９である。
アルコキシアルキルとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルコキシアルキルの具体的な例は、−ＣＨ２ＯＣＨ３、−ＣＨ２ＯＣ２Ｈ５、−ＣＨ２ＯＣ３Ｈ７、−（ＣＨ２）２−ＯＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＯＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−ＯＣ３Ｈ７、−（ＣＨ２）３−ＯＣＨ３、−（ＣＨ２）４−ＯＣＨ３、および−（ＣＨ２）５−ＯＣＨ３である。
アルケニルとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルケニルの具体的な例は、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−（ＣＨ２）３−ＣＨ＝ＣＨ２である。
アルケニルオキシとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルケニルオキシの具体的な例は、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５である。
Ｒ１は、炭素数１〜１５のアルキル、または炭素数２〜１５のアルケニルが好ましい。またＲ１の最も好ましい例は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−Ｃ４Ｈ９、−Ｃ５Ｈ１１、−Ｃ６Ｈ１３、−Ｃ７Ｈ１５、−Ｃ８Ｈ１７、−Ｃ９Ｈ１９、−Ｃ１０Ｈ２１−Ｃ１１Ｈ２３、−Ｃ１２Ｈ２５、−Ｃ１３Ｈ２７、−Ｃ１４Ｈ２９、−Ｃ１５Ｈ３１、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−（ＣＨ２）３−ＣＨ＝ＣＨ２である。
式（１）において、環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、環Ａ５、および環Ａ６は独立して、ピリミジン−２，５−ジイル（１４−１）、ピリジン−２，５−ジイル（１４−２）、１，４−シクロヘキシレン（１４−３）、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル（１４−４）、１，４−フェニレン（１４−５）、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレンであり、環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、環Ａ５、および環Ａ６のうち少なくとも１つは、ピリミジン−２，５−ジイルまたはピリジン−２，５−ジイルである。任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレンの例は、式（１４−６）〜（１４−２２）である。好ましい例は、式（１４−６）〜（１４−１１）で表される基である。
Figure 0005582035
環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、環Ａ５、および環Ａ６の好ましい例は、ピリミジン−２，５−ジイル（１４−１）、ピリジン−２，５−ジイル（１４−２）、１，４−シクロヘキシレン（１４−３）、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル（１４−４）、１，４−フェニレン（１４−５）、２−フルオロ−１，４−フェニレン（１４−６）（１４−７）、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン（１４−８）、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン（１４−１０）、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン（１４−９）（１４−１１）である。
環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、環Ａ５、および環Ａ６の最も好ましい例は、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、および２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンである。
式（１）においてＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、およびＺ６は独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）４−、−（ＣＨ２）２−ＣＦ２Ｏ−、−（ＣＨ２）２−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−（ＣＨ２）２−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−である。
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、およびＺ６の好ましい例は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−である。これらの結合において、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、および−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−のような結合基の二重結合に関する立体配置はシスよりもトランスが好ましい。最も好ましいＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、およびＺ６は、単結合である。
式（１）においてＬ1、Ｌ2、Ｌ3、およびＬ４は独立して、水素またはハロゲンである。また、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、およびＬ4はは独立して水素またはフッ素であることが好ましい。
式（１）においてＸ１は水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、または炭素数１〜１０のアルキルであり、炭素数２〜１０のアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＣＨ＝ＣＨ−により置き換えられてもよく、そして、炭素数１〜１０のアルキル、または炭素数２〜１０のアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−が、−Ｏ−、−Ｓ−または−ＣＨ＝ＣＨ−により置き換えられた基において、任意の水素はハロゲンにより置き換えられてもよい。
任意の水素がハロゲンにより置き換えられたアルキルの具体的な例は、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＨ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）３−Ｆ、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＨ２）５−Ｆ、および−（ＣＦ２）５−Ｆである。
任意の水素がハロゲンにより置き換えられたアルコキシの具体的な例は、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＨ２）５−Ｆ、および−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆである。
任意の水素がハロゲンにより置き換えられたアルケニルの具体的な例は、−ＣＨ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＦ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、および−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３である。
Ｘ１の具体的な例は、水素、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−Ｃ４Ｈ９、−Ｃ５Ｈ１１、−Ｃ６Ｈ１３、−Ｃ７Ｈ１５、−Ｃ８Ｈ１７、−Ｃ９Ｈ１９、−Ｃ１０Ｈ２１、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＨ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）３−Ｆ、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＨ２）５−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣ３Ｈ７、−ＯＣ４Ｈ９、−ＯＣ５Ｈ１１、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ（ＣＨ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＨ２）５−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−（ＣＨ２）３−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＦ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、および−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３である。
好ましいＸ１の例は、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、および−ＯＣＨ２Ｆである。最も好ましいＸ１の例は、フッ素である。
式（１）においてｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐおよびｑは独立して０または１であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ＋ｑは３である。ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐおよびｑの好ましい組み合わせは、式（１−１）のように（ｌ＝ｏ＝ｐ＝１，ｍ＝ｎ＝ｑ＝０）、式（１−２）のように（ｌ＝ｍ＝ｏ＝１，ｎ＝ｐ＝ｑ＝０）、および式（１−３）のように（ｌ＝ｍ＝ｎ＝１，ｏ＝ｐ＝ｑ＝０）である。
１−２ 本発明の化合物の性質およびその調整方法
本発明の化合物（１）をさらに詳細に説明する。化合物（１）は含窒素複素環を有する５環の液晶化合物である。この化合物は、素子が通常使用される条件下において物理的および化学的に極めて安定であり、そして他の液晶化合物との相溶性がよい。この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。この組成物を低い温度で保管しても、この化合物が結晶（またはスメクチック相）として析出することがない。この化合物は、５環化合物であり液晶相の温度範囲が広く透明点が高い。したがって組成物においてネマチック相の温度範囲を広げることが可能となり、幅広い温度範囲で表示素子として使用することができる。また、この化合物大きな屈折率異方性を有する。よって液晶表示素子のセルの厚みに対応した屈折率異方性を有する組成物を提供することが可能であり、高い表示性能を示す液晶表示素子を作成するのに適している。さらにこの化合物は大きな誘電率異方性を持つ為、組成物のしきい値電圧を下げるための成分として有用である。
化合物（１）のｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐおよびｑの組み合わせと、環Ａ１〜Ａ６の種類、左末端基Ｒ１、一番右側のベンゼン環上の基およびその置換位置（Ｌ１、Ｌ２およびＸ１）、あるいは結合基Ｚ１〜Ｚ６を適切に選択することによって、透明点、屈折率異方性、誘電率異方性などの物性を任意に調整することが可能である。ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐおよびｑの組み合わせ、環Ａ１〜Ａ６、左末端基Ｒ１、右末端基Ｘ１、結合基Ｚ１〜Ｚ６、Ｌ１およびＬ２の種類が、化合物（１）の物性に与える効果を以下に説明する。
ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐおよびｑの組み合わせが、式（１−３）のように（ｌ＝ｍ＝ｎ＝１，ｏ＝ｐ＝ｑ＝０）であるときは、液晶相の温度範囲が広く、透明点が高く、屈折率異方性が大きい。式（１−２）のように（ｌ＝ｍ＝ｏ＝１，ｎ＝ｐ＝ｑ＝０）であるときは、他の化合物との相溶性が高く、誘電率異方性が大きい。式（１−１）のように（ｌ＝ｏ＝ｐ＝１，ｍ＝ｎ＝ｑ＝０）であるときは誘電率異方性が大きい。
環Ａ１がピリミジン−２，５−ジイルで、環Ａ２および環Ａ４が、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレンであり、式（１−２）のように（ｌ＝ｍ＝ｏ＝１，ｎ＝ｐ＝ｑ＝０）であるときは他の化合物との相溶性が高く、屈折率異方性、誘電率異方性が大きい。環Ａ１がピリミジン−２，５−ジイルで、環Ａ２および環Ａ３が、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレンであり、式（１−３）のように（ｌ＝ｍ＝ｎ＝１，ｏ＝ｐ＝ｑ＝０）であるときは透明点が高く、屈折率異方性、誘電率異方性が大きい。環Ａ１がピリミジン−２，５−ジイルで、環Ａ４および環Ａ５が、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレンであり、式（１−１）のように（ｌ＝ｏ＝ｐ＝１，ｍ＝ｎ＝ｑ＝０）であるときは誘電率異方性が大きい。環Ａ１が１，４−シクロヘキシレン、環Ａ２がピリミジン−２，５−ジイル、環Ａ３が、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレンであり、式（１−３）のように（ｌ＝ｍ＝ｎ＝１，ｏ＝ｐ＝ｑ＝０）であるときは透明点が高く、他の化合物との相溶性が高い。環Ａ１がピリジン−２，５−ジイルであり、環Ａ２および環Ａ４が、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレンであり、式（１−２）のように（ｌ＝ｍ＝ｏ＝１，ｎ＝ｐ＝ｑ＝０）であるときは他の化合物との相溶性が高い。
Ｒ１が直鎖であるときは液晶相の温度範囲が広くそして粘度が小さい。Ｒ１が分岐鎖であるときは他の液晶化合物との相溶性がよい。Ｒ１が光学活性基である化合物は、キラルドーパントとして有用である。この化合物を組成物に添加することによって、素子に発生するリバース・ツイスト・ドメイン（Reverse twisted domain）を防止することができる。Ｒ１が光学活性基でない化合物は組成物の成分として有用である。Ｒ１がアルケニルであるとき、好ましい立体配置は二重結合の位置に依存する。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、高い上限温度または液晶相の広い温度範囲を有する。
結合基Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、およびＺ６が、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）３−Ｏ−、−Ｏ−（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）２−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ２）２−、または−（ＣＨ２）４−であるときは粘度が小さい。結合基が、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ＝ＣＨ−であるときは粘度がより小さい。結合基が−ＣＨ＝ＣＨ−であるときは液晶相の温度範囲が広く、そして弾性定数比Ｋ３３／Ｋ１１（Ｋ３３：ベンド弾性定数、Ｋ１１：スプレイ弾性定数）が大きい。結合基が−Ｃ≡Ｃ−のときは光学異方性が大きい。Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５およびＺ６が、単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−（ＣＨ２）４−であるときは化学的に比較的安定であって、比較的劣化をおこしにくい。
右末端基Ｘ１が、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆであるときは誘電率異方性が大きい。Ｘ１が、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓまたはアルケニルであるときは光学異方性が大きい。Ｘ１が、フッ素、−ＯＣＦ３、またはアルキルであるときは、化学的に安定である。
Ｌ１およびＬ２が共にフッ素であり、Ｘ１が、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆであるときは、誘電率異方性が大きい。Ｌ１がフッ素でありＸ１が−ＯＣＦ３であるとき、Ｌ１およびＬ２が共にフッ素でありＸ１が−ＯＣＦ３であるとき、またはＬ１、Ｌ２およびＸ１が全てフッ素であるときは、誘電率異方性が大きく、液晶相の温度範囲が広いうえ、化学的に安定であり劣化を起こしにくい。
以上のように、環構造、末端基、結合基などの種類を適当に選択することにより目的の物性を有する化合物を得ることができる。したがって、化合物（１）はＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡなどの素子に用いられる組成物の成分として有用である。
１−３ 化合物（１）の具体例
化合物（１）の好ましい例は、式（１−４）〜（１−６）である。より好ましい例は、式（１−７）〜（１−１６）である。さらに好ましい例は、式（１−１７）〜（１−２１）である。
Figure 0005582035

（これらの式において、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキル、または炭素数２〜１５のアルケニルであり、；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、および環Ａ５は独立して、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレンであり、それぞれの式において環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、および環Ａ５のうち少なくとも１つは、ピリミジン−２，５−ジイルまたはピリジン−２，５−ジイルであり；Ｌ1、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４は独立して、水素またはフッ素であり；Ｘ１は、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆである。）
Figure 0005582035

（これらの式において、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキルであり；Ｌ1、Ｌ2、Ｌ３、Ｌ４、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、およびＹ４は独立して、水素またはフッ素であり；Ｘ１はフッ素または−ＯＣＦ３である。）
Figure 0005582035

（これらの式において、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキルであり；Ｌ３、Ｌ４、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、およびＹ４は独立して、水素またはフッ素である。）
１−４ 化合物（１）の合成
次に、化合物（１）の合成について説明する。化合物（１）は有機合成化学における手法を適切に組み合わせることにより合成できる。出発物に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、オーガニックシンセシス（Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・リアクションズ（Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press）、新実験化学講座（丸善）などに記載されている。
１−４−１ 結合基Ｚ１〜Ｚ６を生成する方法
化合物（１）における結合基Ｚ１〜Ｚ６を生成する方法の一例は、下記のスキームの通りである。このスキームにおいて、ＭＳＧ１またはＭＳＧ２は少なくとも一つの環を有する１価の有機基である。スキームで用いた複数のＭＳＧ１（またはＭＳＧ２）は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物（１Ａ）〜（１Ｊ）は、化合物（１）に相当する。
Figure 0005582035
Figure 0005582035
次に、化合物（１）における結合基Ｚ１〜Ｚ６について、各種の結合の生成方法について、以下の（Ｉ）〜（ＸＩ）項で説明する。
（Ｉ）単結合の生成
アリールホウ酸（１５）と公知の方法で合成される化合物（１６）とを、炭酸塩水溶液とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウムのような触媒の存在下で反応させて化合物（１Ａ）を合成する。この化合物（１Ａ）は、公知の方法で合成される化合物（１７）にｎ−ブチルリチウムを、次いで塩化亜鉛を反応させ、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムのような触媒の存在下で化合物（１６）を反応させることによっても合成される。
（II）−ＣＯＯ−と−ＯＣＯ−の生成
化合物（１７）にｎ−ブチルリチウムを、続いて二酸化炭素を反応させてカルボン酸（１８）を得る。化合物（１８）と、公知の方法で合成されるフェノール（１９）とをＤＣＣ（１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（４−ジメチルアミノピリジン）の存在下で脱水させて−ＣＯＯ−を有する化合物（１Ｂ）を合成する。この方法によって−ＯＣＯ−を有する化合物も合成する。
（III）−ＣＦ２Ｏ−と−ＯＣＦ２−の生成
化合物（１Ｂ）をローソン試薬のような硫黄化剤で処理して化合物（２０）を得る。化合物（２０）をフッ化水素ピリジン錯体とＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンイミド）でフッ素化し、−ＣＦ２Ｏ−を有する化合物（１Ｃ）を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992，827.を参照。化合物（１Ｃ）は化合物（２０）を（ジエチルアミノ）サルファートリフルオリド（ＤＡＳＴ）でフッ素化しても合成される。W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−ＯＣＦ２−を有する化合物も合成する。Peer. Kirsch et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480.に記載の方法によってこれらの結合基を生成させることも可能である。
（IV）−ＣＨ＝ＣＨ−の生成
化合物（１７）をｎ−ブチルリチウムで処理した後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などのホルムアミドと反応させてアルデヒド（２２）を得る。公知の方法で合成されるホスホニウム塩（２１）をカリウムｔｅｒｔ−ブトキシドのような塩基で処理して発生させたリンイリドを、アルデヒド（２２）に反応させて化合物（１Ｄ）を合成する。反応条件によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。
（V）−（ＣＨ２）２−の生成
化合物（１Ｄ）をパラジウム炭素のような触媒の存在下で水素化することにより、化合物（１Ｅ）を合成する。
（VI）−（ＣＨ２）４−の生成
ホスホニウム塩（２１）の代わりにホスホニウム塩（２３）を用い、項（IV）の方法に従って−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−を有する化合物を得る。これを接触水素化して化合物（１Ｆ）を合成する。
（VII）−Ｃ≡Ｃ−の生成
ジクロロパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下で、化合物（１７）に２−メチル−３−ブチン−２−オールを反応させたのち、塩基性条件下で脱保護して化合物（２４）を得る。ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物（２４）を化合物（１６）と反応させて、化合物（１Ｇ）を合成する。
（VIII）−ＣＦ＝ＣＦ−の生成
化合物（１７）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物（２５）を得る。化合物（１６）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと化合物（２５）と反応させて化合物（１Ｈ）を合成する。
（IX）−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−の生成
化合物（２２）を水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤で還元して化合物（２６）を得る。これを臭化水素酸などでハロゲン化して化合物（２７）を得る。炭酸カリウムなどの存在下で、化合物（２７）を化合物（１９）と反応させて化合物（１Ｉ）を合成する。
（X）−（ＣＨ2）3Ｏ−または−Ｏ（ＣＨ2）3−の生成
化合物（２２）の代わりに化合物（２８）を用いて、前項（IX）と同様な方法にて化合物（１Ｊ）を合成する。
１−４−２ 環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３、環Ａ４、環Ａ５および環Ａ６を合成する方法
ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５，６−テトラフルオロ−１，４−フェニレンなどの環に関しては出発物が市販されているか、または合成法がよく知られている。
１−４−３−１ 化合物（１）を合成する方法
式（１）で表される化合物を合成する方法は複数あるが、ここにその例を示す。カルボン酸誘導体（３１）とアルコール誘導体（３２）をＤＣＣ、ＤＭＡＰなどの存在下で脱水縮合させてエステル誘導体（３３）に導いた後、ローソン試薬のような硫黄化剤で処理してチオン−Ｏ−エステル誘導体（３４）に導き、次いでフッ化水素ピリジン錯体とＮＢＳでフッ素化して化合物（１）へと導くことができる。
Figure 0005582035

（これらの式において、環Ａ１〜Ａ６、Ｚ１〜Ｚ6、Ｌ1〜Ｌ4、Ｒ１、Ｘ1、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、およびｑは、項［１］と同一の意味である。）
式（１）において、環Ａ１がピリミジン−２，５−ジイルでＺ１が単結合の場合には、以下の方法で合成できる。式（３５）で表される化合物を酸性条件下で尿素（３６）と反応させ、得られた生成物にオキシ塩化リン等の塩素化試薬を作用させて、２−クロロピリミジン誘導体（３７）を得る。化合物（３７）において、Ｒ１がアルキル基のものは、アルキル鎖長によっては市販されている。P. Kirsch et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2001, 40, 1480.に記載された方法に従いカルボン酸誘導体（３８）に１，３−プロパンジチオールおよびトリフルオロメタンスルホン酸を反応させ、ジチアニリウム塩（３９）を得る。次いで、アルコール誘導体（４０）とトリエチルアミンの混合物に化合物（３９）を滴下し、低温でトリエチルアミン三フッ化水素を反応させ、さらに臭素で処理して化合物（４１）を得る。化合物（４１）とビスピナコラートジボロン（４２）をテトラキストリフェニルフォスフィン等の触媒の存在下、反応させて化合物（４３）を得た後、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム等の触媒の存在下２−クロロピリミジン誘導体（３７）と反応させることにより化合物（１−２２）を得ることができる。
Figure 0005582035

（これらの式において、環Ａ2〜Ａ５、Ｚ2〜Ｚ５、Ｌ1〜Ｌ4、Ｒ１、Ｘ1は項［１］と、同一の意味であり、ｍ、ｎ、ｏ、およびｐは独立して、０または１であり、ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐは２である。）
式（１）において、環Ａ１がピリジン−２，５−ジイルでＺ１が単結合の場合には、以下の方法で合成できる。オキシ塩化リンとＤＭＦを混合させヴィルスマイヤー試薬を調整した後、Ｎ−ベンジルアセトアミド誘導体（４４）と反応させることにより、２−クロロピリジン誘導体（４５）を得ることができる。化合物（４３）と化合物（４５）をテトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム等の触媒の存在下で反応させ化合物（１−２３）を得ることができる。
Figure 0005582035

（これらの式において、環Ａ2〜Ａ５、Ｚ2〜Ｚ6、Ｌ1〜Ｌ4、Ｒ１、Ｘ1は項［１］と同一の意味であり、ｍ、ｎ、ｏ、およびｐは独立して、０または１であり、ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐは２である。）
式（１）において、環Ａ１がピリジン−２，５−ジイルでＺ１が単結合であり、Ｒ１がアルキルである場合には、以下の方法で合成できる。５−ブロモ−２−クロロピリジン（４６）に対しｎ−ブチルリチウムおよびホルミルピペリジンを作用させホルミルピリジン誘導体（４７）を得た後、対応するＷｉｔｔｉｇ試薬を作用させアルケニルピリジン誘導体（４８）へと導く。化合物（４３）と化合物（４８）を反応させ化合物（４９）へと導いた後、接触水素化することによって化合物（１−２４）を得ることができる。
。
Figure 0005582035

（これらの式において、環Ａ2〜Ａ５、Ｚ2〜Ｚ6、Ｌ1〜Ｌ4、、Ｘ1は項［１］と同一の意味であり、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキルであり、ｍ、ｎ、ｏ、およびｐは独立して、０または１であり、ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐは２である。）
式（１）において、環Ａ2がピリミジン−２，５−ジイルでＺ2が単結合であり、ｌ＝１である場合には、以下の方法で合成できる。化合物（５０）を酸性条件下で尿素（３６）と反応させ、得られた生成物にオキシ塩化リン等の塩素化試薬を作用させて、２−クロロピリミジン誘導体（５１）を得る。上記化合物（４３）の合成と同様の手法により得られる化合物（５２）と化合物（５１）を反応させて化合物（１−２５）を得ることができる。
Figure 0005582035

（これらの式において、環Ａ１、環Ａ３、環Ａ４、Ｚ１、Ｚ３、Ｚ４、Ｌ1〜Ｌ4、Ｒ１、Ｘ1は項［１］と同一の意味であり、ｎおよびｏは独立して、０または１であり、ｎ＋ｏ＝１である。）
式（１）において、環Ａ１がピリミジン−２，５−ジイル、環Ａ４が１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素により置き換えられた１，４−フェニレン、Ｚ１が単結合、Ｌ３、およびＬ４が共にフッ素である場合には、以下の方法で合成できる。アルコール誘導体（５３）に対して、塩化トリイソプロピルシリル等を作用させ化合物（５４）を得る。ＵＳ６２３１７８５Ｂ１に記載された方法に従い、化合物（５４）にｎ−ブチルリチウム、次いでジブロモジフルオロメタンを反応させて、ブロモジフルオロメタン誘導体（５５）を得た後、フェノール誘導体（５６）を炭酸カリウムなどの塩基の存在下で反応させて化合物（５７）を得る。続いてテトラブチルアンモニウムフルオリド等で脱保護してアルコール誘導体（５８）を得た後、ジメチルアミノピリジン、ピリジンの存在下、トリフルオロメタンスルホン酸無水物を作用させ、化合物（５９）を得る。化合物（５９）とビスピナコラートジボロン（４２）をジクロロビスジフェニルホスフィノフェロセンパラジウム等の触媒の存在下、反応させて化合物（６０）を得た後、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム等の触媒の存在下２−クロロピリミジン誘導体（３７）と反応させることにより化合物（１−２６）を得ることができる。
Figure 0005582035

（これらの式において、環Ａ４は１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素により置き換えられた１，４−フェニレンであり、環Ａ２〜Ａ３、環Ａ５、Ｚ２〜Ｚ５、Ｌ1、Ｌ２、Ｒ１、Ｘ1は項［１］と同一の意味であり、ｍ、ｎ、ｏ、およびｐは独立して、０または１であり、ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐは２である。）
１−４−３−３ 合成原料であるフェノール誘導体（５６）を合成する方法
化合物（１）の合成原料であるフェノール誘導体（５６）は、例えば以下の手法に従って合成する。
式（５６）において、ｏおよびｐが、共に０である場合はブロモベンゼン誘導体（６１）から調製したグリニャール試薬にほう酸トリアルキルを作用させ得られるボロン酸エステル誘導体を過酢酸にて酸化するか（R.L. Kidwell等、オーガニックシンセシス、５巻、Ｐ９１８（１９７３））またはボロン酸エステルの酸加水分解にて容易に得られるボロン酸誘導体（６２）を過酢酸にて酸化することにより、目的のフェノール誘導体（５６−１）を容易に製造することができる。
Figure 0005582035

（この式において、Ｌ１、Ｌ２、およびＸ1は項［１］と同一の意味である。）
式（５６）において、Ｚ４、およびＺ5が共に単結合であり、ｏが１であり、ｐが０である場合、ｏおよびｐが共に１である場合は、例えばボロン酸誘導体（６２）に対し、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウムを触媒として塩基存在下アニソール誘導体（６３）を作用させ、カップリングすることにより化合物（６４）を得る（鈴木章等、有機合成化学協会誌、第４６巻第９号、８４８（１９８８））。次いで三臭化ホウ素を作用させて脱メチル化することにより、目的のフェノール誘導体（５６−２）を合成することができる。
Figure 0005582035

（この式において、環Ａ４は１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素により置き換えられた１，４−フェニレンであり、環Ａ５、Ｌ１、Ｌ２、ｏ、ｐ、およびＸ１は項［１］と同一の意味である。）
式（５６）において、ｏおよびｐが共に０である場合は、以下の手法によっても合成することができる。ベンジルエーテル誘導体（６５）に対しｎ−またはｓｅｃ−ブチルリチウムをＴＨＦ中、−７０℃以下で作用させ、次いでホウ酸トリアルキルを作用させ、得られるホウ酸エステル誘導体またはこのものを酸加水分解して得られるボロン酸誘導体を過酢酸で酸化することによりフェノール誘導体（６６）を得て、これを水素化ナトリウムでフェノラートとした後フルオロアルキルブロミドを作用させエーテル化した後、接触水素還元に付して脱保護することにより、目的のフェノール誘導体（５６−３）を合成することができる。
Figure 0005582035

（式中、Ｌ１およびＬ２は項［１］と同一の意味を表し、Ｒｆはトリフルオロメチル基を除くフルオロアルキル基を示す。）
２ 本発明の組成物
本発明の第２の態様は、式（１）で表される化合物を含む組成物であり、好ましくは、液晶材料に用いることのできる液晶組成物である。本発明の液晶組成物は、前記本発明の式（１）で表される化合物を成分Ａとして含む必要がある。成分Ａと本明細書中で特に成分名を示していないその他の成分との組成物である液晶組成物（ａ）でもよいが、この成分Ａに以下に示す成分Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥから選ばれた成分を加えることにより種々の特性を有する液晶組成物が提供できる。
成分Ａに加える成分として、前記式（２）、（３）および（４）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｂ、または前記式（５）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｃ、または前記式（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｄを混合したものが好ましい。
さらに式（１１）、（１２）および（１３）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｅを混合することによりしきい値電圧、液晶相温度範囲、光学異方性、誘電率異方性、粘度等を調整することができる。
また、本発明に使用される液晶組成物の各成分は、各元素の同位体元素からなる類縁体でもその物理特性に大きな差異がない。
上記成分Ｂのうち、式（２）で表される化合物の好適例として式（２−１）〜（２−１６）、式（３）で表される化合物の好適例として式（３−１）〜（３−１１２）、式（４）で表される化合物の好適例として式（４−１）〜（４−５２）をそれぞれ挙げることができる。
Figure 0005582035
Figure 0005582035
Figure 0005582035
Figure 0005582035
Figure 0005582035
Figure 0005582035
Figure 0005582035
Figure 0005582035

（式中、Ｒ２、Ｘ２は前記と同じ意味を表す）
これらの式（２）〜（４）で表される化合物すなわち成分Ｂは、誘電率異方性が正であり、熱安定性や化学的安定性が非常に優れているので、ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合に用いられる。本発明の液晶組成物における成分Ｂの含有量は、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。また式（１１）〜（１３）で表される化合物(成分Ｅ)をさらに含有させることにより粘度を調整することができる。
前記、式（５）で表される化合物すなわち成分Ｃのうちの好適例として、式（５−１）〜（５−６２）を挙げることができる。
Figure 0005582035
Figure 0005582035
Figure 0005582035

（これらの式において、Ｒ３およびＸ３は前記と同じ意味である）
これらの式（５）で表される化合物すなわち成分Ｃは、誘電率異方性が正でその値が非常に大きいのでＳＴＮ，ＴＮ用の液晶組成物を調製する場合に主として用いられる。この成分Ｃを含有させることにより、組成物のしきい値電圧を小さくすることができる。また、粘度の調整、光学異方性の調整および液晶相温度範囲を広げることができる。さらに急峻性の改良にも利用できる。
成分Ｃの含有量は、ＳＴＮまたはＴＮ用の液晶組成物を調製する場合には、組成物全量に対して好ましくは０．１〜９９．９重量％の範囲、より好ましくは１０〜９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０〜９５重量％の範囲である。また、後述の成分を混合することによりしきい値電圧、液晶相温度範囲、光学異方性、誘電率異方性、粘度などを調整できる。
式（６）〜（８）および式（１０）からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物からなる成分Ｄは、垂直配向モ−ド（ＶＡモ−ド）などに用いられる誘電率異方性が負の本発明の液晶組成物を調製する場合に、好ましい成分である。
この式（６）〜（８）および式（１０）で表される化合物（成分Ｄ）の好適例として、それぞれ式（６−１）〜（６−５）、式（７−１）〜（７−１１）、式（８−１）、および式（１０−１）〜（１０−１１）を挙げることができる。
Figure 0005582035

（式中、Ｒ４，Ｒ５は前記と同じ意味を表す）
これら成分Ｄの化合物は主として誘電率異方性が負であるＶＡモ−ド用の液晶組成物に用いられる。その含有量を増加させると組成物のしきい値電圧が低くなるが、粘度が大きくなるので、しきい値電圧の要求値を満足している限り含有量を少なくすることが好ましい。しかしながら、誘電率異方性の絶対値が５程度であるので、含有量が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。
成分Ｄのうち式（６）で表される化合物は２環化合物であるので、主としてしきい値電圧の調整、粘度の調整または光学異方性の調整の効果がある。また、式（７）および式（８）で表される化合物は３環化合物であるので透明点を高くする、ネマチックレンジを広くする、しきい値電圧を低くする、光学異方性を大きくするなどの効果が得られる。
成分Ｄの含有量は、ＶＡモ−ド用の組成物を調製する場合には、組成物全量に対して好ましくは４０重量％以上であり、より好ましくは５０〜９５重量％の範囲である。また、成分Ｄを混合することにより、弾性定数をコントロ−ルし、組成物の電圧透過率曲線を制御することが可能となる。成分Ｄを誘電率異方性が正である組成物に混合する場合はその含有量が組成物全量に対して３０重量％以下が好ましい。
式（１１）、（１２）および（１３）で表わされる化合物（成分Ｅ）の好適例として、それぞれ式（１１−１）〜（１１−１１）、式（１２−１）〜（１２−１８）および式（１３−１）〜（１３−６）を挙げることができる。
Figure 0005582035
Figure 0005582035

（式中、Ｒ６およびＲ７は前記と同じ意味を表す）
式（１１）〜（１３）で表される化合物（成分Ｅ）は、誘電率異方性の絶対値が小さく、中性に近い化合物である。式（１１）で表される化合物は主として粘度の調整または光学異方性の調整の効果があり、また式（１２）および（１３）で表される化合物は透明点を高くするなどのネマチックレンジを広げる効果、または光学異方性の調整の効果がある。
成分Ｅで表される化合物の含有量を増加させると液晶組成物のしきい値電圧が高くなり、粘度が小さくなるので、液晶組成物のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は多いほうが望ましい。ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合に、成分Ｅの含有量は、組成物全量に対して好ましくは３０重量％以上、より好ましくは５０重量％以上である。また、ＳＴＮまたはＴＮ用の液晶組成物を調製する場合には、成分Ｅの含有量は、組成物全量に対して好ましくは３０重量％以上、より好ましくは４０重量％以上である。
本発明の液晶組成物は、本発明の式（１）で表される化合物の少なくとも１種類を０．１〜９９重量％の割合で含有することが、優良な特性を発現せしめるために好ましい。
本発明の液晶組成物の調製は、公知の方法、例えば必要な成分を高温度下で溶解させる方法などにより一般に調製される。また、用途に応じて当業者によく知られている添加物を添加して、例えばつぎに述べるような光学活性化合物を含む本発明の液晶組成物（ｅ）、染料を添加したＧＨ型用の液晶組成物を調製することができる。通常、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。
本発明の液晶組成物（ｅ）は、前述の本発明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。
光学活性化合物として、公知のキラルド−プ剤を添加する。このキラルド−プ剤は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−プ剤の例として以下の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１３）を挙げることができる。
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本発明の液晶組成物（ｅ）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−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良い。
本発明の液晶組成物は、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、テトラジン系など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。
また、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−分散型液晶表示素子（ＰＤＬＣＤ）例えばポリマ−ネットワ−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。
[[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、本発明はこれら実施例によっては制限されない。なお特に断りのない限り、「％」は「重量％」を意味する。
得られた化合物は、1Ｈ−ＮＭＲ分析で得られる核磁気共鳴スペクトル、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析で得られるガスクロマトグラムなどにより同定したので、まず分析方法について説明をする。
1Ｈ−ＮＭＲ分析：測定装置は、ＤＲＸ−５００（ブルカーバイオスピン（株）社製）を用いた。測定は、実施例等で製造したサンプルを、ＣＤＣｌ3等のサンプルが可溶な重水素化溶媒に溶解し、室温で、５００ＭＨｚ、積算回数２４回の条件で行った。なお、得られた核磁気共鳴スペクトルの説明において、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｍはマルチプレットであることを意味する。また、化学シフトδ値のゼロ点の基準物質としてはテトラメチルシラン（ＴＭＳ）を用いた。
ＧＣ分析：測定装置は、島津製作所製のＧＣ−１４Ｂ型ガスクロマトグラフを用いた。カラムは、島津製作所製のキャピラリーカラムＣＢＰ１−Ｍ２５−０２５（長さ２５ｍ、内径０．２２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）；固定液相はジメチルポリシロキサン；無極性）を用いた。キャリアーガスとしてはヘリウムを用い、流量は１ｍｌ／分に調整した。試料気化室の温度を３００℃、検出器（ＦＩＤ）部分の温度を３００℃に設定した。
試料はトルエンに溶解して、１重量％の溶液となるように調製し、得られた溶液１μｌを試料気化室に注入した。
記録計としては島津製作所製のＣ−Ｒ６Ａ型Chromatopac、またはその同等品を用いた。得られたガスクロマトグラムには、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積値が示されている。
なお、試料の希釈溶媒としては、例えば、クロロホルム、ヘキサンを用いてもよい。また、カラムとしては、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムＤＢ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、Agilent Technologies Inc.製のＨＰ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、Restek Corporation製のＲｔｘ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、SGE International Pty.Ltd製のＢＰ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）などを用いてもよい。
ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は成分化合物の割合に相当する。一般には、分析サンプルの成分化合物の重量％は、分析サンプルの各ピークの面積％と完全に同一ではないが、本発明において上述したカラムを用いる場合には、実質的に補正係数は１であるので、分析サンプル中の成分化合物の重量％は、分析サンプル中の各ピークの面積％とほぼ対応している。成分の液晶化合物における補正係数に大きな差異がないからである。ガスクロマトグラムにより液晶組成物中の液晶化合物の組成比をより正確に求めるには、ガスクロマトグラムによる内部標準法を用いる。一定量正確に秤量された各液晶化合物成分（被検成分）と基準となる液晶化合物（基準物質）を同時にガスクロ測定して、得られた被検成分のピークと基準物質のピークとの面積比の相対強度をあらかじめ算出する。基準物質に対する各成分のピーク面積の相対強度を用いて補正すると、液晶組成物中の液晶化合物の組成比をガスクロ分析からより正確に求めることができる。
［液晶化合物等の物性の測定試料］
液晶化合物の物性を測定する試料としては、化合物そのものを試料とする場合、化合物を母液晶と混合して試料とする場合の２種類がある。
化合物を母液晶と混合した試料を用いる後者の場合には、以下の方法で測定を行う。まず、得られた液晶化合物１５重量％と母液晶８５重量％とを混合して試料を作製する。そして、得られた試料の測定値から、下記式に示す式に基づく外挿法にしたがって、外挿値を計算する。この外挿値をこの化合物の物性値とする。
〈外挿値〉＝（１００×〈試料の測定値〉−〈母液晶の重量％〉×〈母液晶の測定値〉）／〈液晶化合物の重量％〉
液晶化合物と母液晶との割合がこの割合であっても、スメクチック相、または結晶が２５℃で析出する場合には、液晶化合物と母液晶との割合を１０重量％：９０重量％、５重量％：９５重量％、１重量％：９９重量％の順に変更をしていき、スメクチック相、または結晶が２５℃で析出しなくなった組成で試料の物性を測定し上記式にしたがって外挿値を求めて、これを液晶化合物の物性値とする。
測定に用いる母液晶としては様々な種類が存在するが、例えば、母液晶Ａの組成（重量％）は以下のとおりである。
母液晶Ａ：
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［液晶化合物等の物性の測定方法］
物性の測定は後述する方法で行った。これら測定方法の多くは、日本電子機械工業会規格（Standard of Electric Industries Association of Japan）ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。また、測定に用いたＴＮ素子には、ＴＦＴを取り付けなかった。
測定値のうち、液晶化合物そのものを試料とした場合は、得られた値を実験データとして記載した。液晶化合物と母液晶との混合物を試料として用いた場合は、外挿法で得られた値を実験データとして記載した。
相構造および相転移温度（℃）：以下（１）、および（２）の方法で測定を行った。
（１）偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート（メトラー社ＦＰ−５２型ホットステージ）に化合物を置き、３℃／分の速度で加熱しながら相状態とその変化を偏光顕微鏡で観察し、液晶相の種類を特定した。
（２）パーキンエルマー社製走査熱量計ＤＳＣ−７システム、またはＤｉａｍｏｎｄ ＤＳＣシステムを用いて、３℃／分速度で昇降温し、試料の相変化に伴う吸熱ピーク、または発熱ピークの開始点を外挿により求め（on set）、相転移温度を決定した。
以下、結晶はＣと表し、さらに結晶の区別がつく場合は、それぞれＣ1またはＣ2と表した。また、スメクチック相はＳ、ネマチック相はＮと表した。液体（アイソトロピック）はＩと表した。スメクチック相の中で、スメクチックＡ相、スメクチックＢ相、スメクチックＣ相、またはスメクチックＦ相の区別がつく場合は、それぞれＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、またはＳＦと表した。相転移温度の表記として、例えば、「Ｃ ５０．０ Ｎ １００．０ Ｉ」とは、結晶からネマチック相への相転移温度（ＣＮ）が５０．０℃であり、ネマチック相から液体への相転移温度（ＮＩ）が１００．０℃であることを示す。他の表記も同様である。
ネマチック相の上限温度（ＴＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート（メトラー社ＦＰ−５２型ホットステージ）に、試料（液晶化合物と母液晶との混合物）を置き、１℃／分の速度で加熱しながら偏光顕微鏡を観察した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度をネマチック相の上限温度とした。以下、ネマチック相の上限温度を、単に「上限温度」と略すことがある。
低温相溶性：母液晶と液晶化合物とを、液晶化合物が、２０重量％、１５重量％、１０重量％、５重量％、３重量％、および１重量％の量となるように混合した試料を作製し、試料をガラス瓶に入れる。このガラス瓶を、−１０℃または−２０℃のフリーザー中に一定期間保管したあと、結晶もしくはスメクチック相が析出しているかどうか観察をした。
粘度（バルク粘度；η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：液晶化合物と母液晶との混合物を、Ｅ型回転粘度計を用いて測定した。
屈折率異方性（Δｎ）：測定は２５℃の温度下で、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行った。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料（液晶化合物と母液晶との混合物）を主プリズムに滴下した。屈折率（ｎ‖）は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率（ｎ⊥）は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性（Δｎ）の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥の式から計算した。
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ツイスト角が８０度の液晶セルに試料（液晶化合物と母液晶との混合物）を入れた。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−（５−ペンチルピリミジン−２−イル）−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（化合物Ｎｏ．１−２−５）の合成
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［化合物（Ｔ−２）の合成］
窒素雰囲気下の反応器へ、４−ブロモ−３−フルオロフェノール（Ｔ−１） ５０．０ｇ、３，５−ジフルオロフェニルボロン酸 ４５．５ｇ、炭酸カリウム ７２．４ｇ、Ｐｄ（Ｐｈ３Ｐ）２Ｃｌ２ ５．５２ｇ、２−プロパノール ５００ｍｌを加え５時間加熱還流させた。反応液を２５℃まで冷却後、水 ５００ｍｌへ注ぎ込み、混合した。トルエン ５００ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を減圧下、濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；トルエン）による分取操作で精製した。さらにヘプタン／ソルミックスＡ−１１の混合溶媒からの再結晶により精製し、乾燥させ、４−ヒドキシ−２，３’，５’−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（Ｔ−２） ４３．４ｇを得た。化合物（Ｔ−１）からの収率は７４％であった。
［化合物（Ｔ−３）の合成］
窒素雰囲気下の反応器へ、化合物（Ｔ−２） １３．７ｇ、イミダゾール １０．４ｇおよびジクロロメタン ７０．０ｍｌを加えて、０℃まで冷却した。そこへ塩化トリイソプロピルシリル １２．９ｇのジクロロメタン １５．０ｍｌ溶液をゆっくりと滴下し、さらに４時間攪拌した。得られた反応混合物を水で洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；ヘプタン）による分取操作で精製した。溶媒を留去し乾燥させ、４−トリイソプロピルシリルオキシ−２，３’，５’−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（Ｔ−３） ２２．８ｇを得た。化合物（Ｔ−２）からの収率は９８％であった。
［化合物（Ｔ−４）の合成］
窒素雰囲気下の反応器へ、化合物（Ｔ−３）２２．８ｇとＴＨＦ ３５０ｍｌとを加えて、−７４℃まで冷却した。そこへ、１．６０Ｍ ｎ−ブチルリチウム，ｎ−ヘキサン溶液 ３８．７ｍｌを−７４℃から−７０℃の温度範囲で滴下し、さらに６０分攪拌した。続いてジブロモジフルオロメタン １５．１ｇのＴＨＦ ６０．０ｍｌ溶液を−７５℃から−７０℃の温度範囲で滴下し、２５℃に戻しつつ６０分攪拌した。得られた反応混合物を氷水 ４００ｍｌに注ぎ込み、混合した。トルエン ２００ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて水で洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；ヘプタン）による分取操作で精製した。溶媒を留去し乾燥させ、４−ブロモジフルオロメチル−４’−トリイソプロピルシリルオキシ−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（Ｔ−４） ２６．３ｇを得た。化合物（Ｔ−３）からの収率は８６％であった。
［化合物（Ｔ−５）の合成］
窒素雰囲気下の反応器へ、上記で得られた化合物（Ｔ−４）１０．０ｇ、４−ヒドキシ−２，３’，４’，５’−テトラフルオロ−１，１’−ビフェニル ４．６２ｇ、炭酸カリウム １．７６ｇ、ヘプタン １０．０ｍｌ、水 １００ｍｌを加え、過熱還流下で５時間反応させた。反応混合物を２５℃に戻した後、トルエン １００ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行った。得られた有機層を分取し、続いて飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、０．５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液、食塩水で順次洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；ヘプタン）による分取操作で精製し、乾燥させ、４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−トリイソプロピルシリルオキシ−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（Ｔ−５） ７．４９ｇを得た。化合物（Ｔ−４）からの収率は７０％であった。
［化合物（Ｔ−６）の合成］
窒素雰囲気下の反応器へ、化合物（Ｔ−５） ７．４９ｇ、ＴＨＦ １５０ｍｌを加え０℃まで冷却した。そこへ１．００Ｍ テトラブチルアンモニウムフルオリド（ＴＢＡＦ），ＴＨＦ溶液 １３．４ｍｌをゆっくりと滴下し、２５℃に戻しつつ１２０分攪拌した。得られた反応混合物を氷水 ２００ｍｌに注ぎ込み、混合した。トルエン ２００ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて水で洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；トルエン／酢酸エチル＝５：１（容量比））による分取操作で精製した。溶媒を留去し乾燥させ、４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−ヒドロキシ−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（Ｔ−６） ５．６８ｇを得た。化合物（Ｔ−５）からの収率は９９％であった。
［化合物（Ｔ−７）の合成］
窒素雰囲気下の反応器へ、化合物（Ｔ−６） ５．６８ｇ、ジメチルアミノピリジン ２．０２ｇ、およびジクロロメタン ６０．０ｍｌとを加えて、−３０℃まで冷却した。ピリジン １．５０ｍｌ、およびトリフルオロメタンスルホン酸無水物 ３．７４ｇを順次ゆっくりと滴下し更に２時間攪拌した。得られた反応混合物を水で洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；ヘプタン／酢酸エチル＝１０：１（容量比））による分取操作で精製し、乾燥させ、４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−トリフルオロメタンスルホニルオキシ−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（Ｔ−７） ４．２３ｇを得た。化合物（Ｔ−６）からの収率は５９％であった。
［化合物（Ｔ−８）の合成］
窒素雰囲気下の反応器へ、化合物（Ｔ−７） ４．２３ｇ、ビスピナコラートジボロン １．８３ｇ、酢酸カリウム １．９３ｇ、ジクロロビスジフェニルホスフィノフェロセンパラジウム ０．１６０ｇ、およびジオキサン ５０．０ｍｌを加え、加熱還流下で２時間反応させた。反応液を２５℃まで冷却後、水 １００ｍｌへ注ぎ込み、混合した。トルエン １００ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を減圧下、濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；ヘプタン／トルエン＝１：１（容量比））による分取操作で精製し、乾燥させ、ほう酸ピナコールエステル（Ｔ−８） ３．１１ｇを得た。化合物（Ｔ−７）からの収率は６６％であった。
［化合物（Ｎｏ．１−２−５）の合成］
窒素雰囲気下の反応器へ、化合物（Ｔ−８） ３．１１ｇ、２−クロロ−５−ペンチルピリミジン １．０１ｇ、リン酸カリウム ２．１１ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ０．０５７５ｇ、トルエン ３０．０ｍｌおよびエタノール ３０．０ｍｌを加え、加熱還流下で２時間反応させた。反応液を２５℃まで冷却後、水 １００ｍｌへ注ぎ込み、混合した。トルエン １００ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を減圧下、濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；ヘプタン／酢酸エチル＝５：１（容量比））による分取操作で精製した。さらに酢酸エチル／ソルミックスＡ−１１の混合溶媒からの再結晶により精製し、乾燥させ、４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−（５−ペンチルピリミジン−２−イル）−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（Ｎｏ．１−２−５） １．３１ｇを得た。化合物（Ｔ−８）からの収率は４２％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−（５−ペンチルピリミジン−２−イル）−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニルであることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。
化学シフトδ（ｐｐｍ）；８．６６（ｓ，２Ｈ），８．３３（ｄｄ，Ｊ＝８．１０Ｈｚ，Ｊ＝１．３０Ｈｚ，１Ｈ），８．２８（ｄｄ，Ｊ＝１２．１Ｈｚ，１．５０Ｈｚ，１Ｈ），７．５６（ｄｄ，Ｊ＝８．００Ｈｚ，Ｊ＝８．００Ｈｚ，１Ｈ），７．３９（ｄｄ，Ｊ＝８．４０Ｈｚ，Ｊ＝８．４０Ｈｚ，１Ｈ），７．３１（ｄ，Ｊ＝１０．６Ｈｚ，２Ｈ），７．２３−７．１４（ｍ，４Ｈ），２．６６（ｔ，Ｊ＝７．７５Ｈｚ，２Ｈ），１．７３−１．６４（ｍ，２Ｈ），１．４３−１．３４（ｍ，４Ｈ），０．９２（ｔ，６．８０Ｈｚ，３Ｈ）．
得られた化合物（Ｎｏ．１−２−５）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度 ：Ｃ ８３．８ ＳＡ １２４ Ｎ ２３７ Ｉ 。
［液晶化合物（Ｎｏ．１−２−５）の物性］
前述した母液晶Ａとして記載された４つの化合物を混合し、ネマチック相を有する母液晶Ａを調製した。この母液晶Ａの物性は以下のとおりであった。
上限温度（ＴNI）＝７１．７℃；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１３７；誘電率異方性（Δε）＝１１．０。
母液晶Ａ ８５重量％と、実施例１で得られた４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−（５−ペンチルピリミジン−２−イル）−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（Ｎｏ．１−２−５）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｂを調製した。得られた液晶組成物Ｂの物性を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｎｏ．１−２−５）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝１５４℃；屈折率異方性（Δｎ）＝０．２３７；誘電率異方性（Δε）＝５６．６。
これらのことから液晶化合物（Ｎｏ．１−２−５）は、液晶相の温度範囲が広く、特に上限温度（ＴＮＩ）が高く、大きな屈折率異方性を持ち、誘電率異方性が極めて大きい化合物であることがわかった。
４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−（５−ペンチルピリジン−２−イル）−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（化合物Ｎｏ．１−２−８５）の合成
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［化合物（Ｔ−１０）の合成］窒素雰囲気下の反応器へ、５−ブロモ−２−クロロピリジン（Ｔ−９）１５．０ｇとジエチルエーテル ４５０ｍｌとを加えて、−５０℃まで冷却した。そこへ、１．５７Ｍ ｎ−ブチルリチウム，ｎ−ヘキサン溶液 ５４．６ｍｌを−５０℃から−４５℃の温度範囲で滴下し、さらに９０分攪拌した。続いて反応器を−７０℃まで冷却した後、ホルミルピペリジン ９．７０ｇを−７０℃から−６５℃の温度範囲で滴下し、室温に戻しつつ６０分攪拌した。得られた反応混合物を氷水 ５００ｍｌに注ぎ込み、混合した。ジエチルエーテル ２００ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて水で洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；トルエン）による分取操作で精製した。さらにヘプタンからの再結晶により精製し、溶媒を留去し乾燥させ、２−クロロ−５−ホルミルピリジン（Ｔ−１０） ７．０１ｇを得た。化合物（Ｔ−９）からの収率は６８％であった。
［化合物（Ｔ−１１）の合成］
窒素雰囲気下の反応器へ、ブチルトリフェニルホスホニウムブロミド ２１．１ｇおよびＴＨＦ ９０．０ｍｌを加え、−３０℃まで冷却した。そこへ、カリウム−ｔ−ブトキシド ５．６８ｇをゆっくりと加え、３０分攪拌した。続いて化合物（Ｔ−１０） ５．９８ｇのＴＨＦ ５０．０ｍｌ溶液を−３０℃から−２５℃の温度範囲で滴下し、室温に戻しつつ２時間反応させた。得られた反応混合物を氷水 ２００ｍｌに注ぎ込み、混合した。トルエン ２００ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて水、１Ｎ塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；ヘプタン／酢酸エチル＝１０：１（容量比））による分取操作で精製し、２−クロロ−５−（１−ペンテニル）ピリジン（Ｔ−１１） ６．９６ｇを得た。化合物（Ｔ−１１）からの収率は９９％であった。
［化合物（Ｔ−１２）の合成］
窒素雰囲気化の反応器へ、化合物（Ｔ−８） ２．７７ｇ、化合物（Ｔ−１１） ０．８８７ｇ、リン酸カリウム １．８９ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ０．０５１３ｇ、トルエン ２５．０ｍｌおよびエタノール ２５．０ｍｌを加え、加熱還流下で１時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、水 ５０．０ｍｌへ注ぎ込み、混合した。トルエン ５０ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を減圧下で濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；ヘプタン／酢酸エチル＝５：１（容量比））による分取操作で精製し、乾燥させ、４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−［５−（１−ペンテニル）ピリジン−２−イル］−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（Ｔ−１２） ２．７７ｇを得た。化合物（Ｔ−８）からの収率は９７％であった。
［化合物（Ｎｏ．１−２−８５）の合成］
窒素雰囲気下の反応器へ、化合物（Ｔ−１２） ２．７７ｇ、パラジウムカーボン触媒（５％Ｐｄ／ＣのＮＸタイプ（５０％湿潤品）；エヌ・イー・ケムキャット製 ０．１３９ｇ、トルエン ２５．０ｍｌおよびＩＰＡ ２５．０ｍｌを加え、水素雰囲気下、室温で８時間攪拌した。濾過により触媒を除去した後、減圧下で濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；ヘプタン／酢酸エチル＝５：１（容量比））により精製した。さらに酢酸エチル／ソルミックスＡ−１１の混合溶媒からの再結晶により精製し、４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−（５−ペンチルピリジン−２−イル）−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（化合物Ｎｏ．１−２−８５） ２．００ｇを得た。化合物（Ｔ−１２）からの収率は７２％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−（５−ペンチルピリジン−２−イル）−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニルであることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。
化学シフトδ（ｐｐｍ）；８．５５（ｄ，Ｊ＝１．８５Ｈｚ，１Ｈ），７．９２−７．８４（ｍ，２Ｈ），７．７０（ｄ，Ｊ＝８．１０Ｈｚ，１Ｈ），７．６２（ｄｄ，Ｊ＝８．０５Ｈｚ，Ｊ＝２．１５Ｈｚ，１Ｈ），７．５４（ｄｄ，Ｊ＝８．３０Ｈｚ，Ｊ＝８．３０Ｈｚ，１Ｈ），７．３９（ｄｄ，Ｊ＝８．５０Ｈｚ，８．５０Ｈｚ，１Ｈ），７．２９（ｄ，Ｊ＝１０．６Ｈｚ，２Ｈ），７．２４−７．１４（ｍ，４Ｈ），２．６７（ｔ，Ｊ＝７．８０Ｈｚ，２Ｈ），１．７３−１．６４（ｍ，２Ｈ），１．４３−１．３１（ｍ，４Ｈ），０．９１（ｔ，６．９０Ｈｚ，３Ｈ）．
得られた化合物（Ｎｏ．１−２−８５）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度 ：Ｃ ８９．０ ＳＡ １５４ Ｎ ２２９ Ｉ 。
［液晶化合物（Ｎｏ．１−２−８５）の物性］
母液晶Ａ ８５重量％と、実施例３で得られた４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−（５−ペンチルピリジン−２−イル）−２’，３，５−トリフルオロ−１，１’−ビフェニル（Ｎｏ．１−２−８５）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｃを調製した。得られた液晶組成物Ｃの物性を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｎｏ．１−２−８５）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝１４８℃；屈折率異方性（Δｎ）＝０．２３７；誘電率異方性（Δε）＝４８．６。
これらのことから液晶化合物（Ｎｏ．１−２−８５）は、液晶相の温度範囲が広く、特に上限温度（ＴＮＩ）が高く、大きな屈折率異方性を持ち、誘電率異方性が極めて大きい化合物であることがわかった。
４−［ジフルオロ（３，４，５−トリフルオロフェノキシ）メチル］−４″−（５−ペンチルピリミジン−２−イル）−２′，２″，３，５−テトラフルオロ−１，１′，４′，１″−ターフェニル（化合物Ｎｏ．１−３−５）の合成
Figure 0005582035
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［化合物（Ｎｏ．１−３−５）の合成］
窒素雰囲気下の反応器へ、２−クロロ−５−ペンチルピリミジン ０．２７５ｇ、リン酸カリウム ０．５７３ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ０．０１５６ｇ、トルエン ２０．０ｍｌ、エタノール ２０．０ｍｌ、および化合物（Ｔ−８）の合成と類似の手法により合成した化合物（Ｔ−１３） ０．８４５ｇを加え、加熱還流下で５時間反応させた。反応液を２５℃まで冷却後、水 ５０ｍｌへ注ぎ込み、混合した。トルエン ５０ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を減圧下、濃縮し、残渣をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル；トルエン）による分取操作で精製した。さらに酢酸エチル／ソルミックスＡ−１１の混合溶媒からの再結晶により精製し、乾燥させ、４−［ジフルオロ（３，４，５−トリフルオロフェノキシ）メチル］−４″−（５−ペンチルピリミジン−２−イル）−２′，２″，３，５−テトラフルオロ−１，１′，４′，１″−ターフェニル（Ｎｏ．１−３−５） ０．６７９ｇを得た。化合物（Ｔ−１３）からの収率は７８％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、４−［ジフルオロ（３，４，５−トリフルオロフェノキシ）メチル］−４″−（５−ペンチルピリミジン−２−イル）−２′，２″，３，５−テトラフルオロ−１，１′，４′，１″−ターフェニルであることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。
化学シフトδ（ｐｐｍ）；８．６６（ｓ，２Ｈ），８．３２（ｄｄ，Ｊ＝８．１５Ｈｚ，Ｊ＝１．７０Ｈｚ，１Ｈ），８．２７（ｄｄ，Ｊ＝１２．１Ｈｚ，１．６０Ｈｚ，１Ｈ），７．６０（ｄｄ，Ｊ＝８．０５Ｈｚ，Ｊ＝８．０５Ｈｚ，１Ｈ），７．５８−７．４８（ｍ，３Ｈ），７．２９（ｄ，Ｊ＝１０．７Ｈｚ，２Ｈ），７．０５−６．９７（ｍ，２Ｈ），２．６６（ｔ，Ｊ＝７．８５Ｈｚ，２Ｈ），１．７３−１．６４（ｍ，２Ｈ），１．４４−１．３３（ｍ，４Ｈ），０．９２（ｔ，６．８０Ｈｚ，３Ｈ）．
得られた化合物（Ｎｏ．１−３−５）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度 ：Ｃ １２３ ＳＡ ２５０ Ｎ ２６６ Ｉ 。
［液晶化合物（Ｎｏ．１−３−５）の物性］
母液晶Ａ ９５重量％と、実施例５で得られた４−［ジフルオロ（３，４，５−トリフルオロフェノキシ）メチル］−４″−（５−ペンチルピリミジン−２−イル）−２′，２″，３，５−テトラフルオロ−１，１′，４′，１″−ターフェニル（Ｎｏ．１−３−５）の５重量％とからなる液晶組成物Ｄを調製した。得られた液晶組成物Ｄの物性を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｎｏ．１−３−５）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝１７２℃；屈折率異方性（Δｎ）＝０．２５７；誘電率異方性（Δε）＝４９．９。
これらのことから液晶化合物（Ｎｏ．１−３−５）は、液晶相の温度範囲が広く、特に上限温度（ＴＮＩ）が極めて高く、大きな屈折率異方性を持ち、誘電率異方性が大きい化合物であることがわかった。
実施例１、および記載した合成法をもとに、以下に示す化合物（Ｎｏ．１−１−１）〜（Ｎｏ．１−１−１３６）、（Ｎｏ．１−２−１）〜（Ｎｏ．１−２−１５２）、および（Ｎｏ．１−３−１）〜（Ｎｏ．１−３−２３５）を合成することができる。付記したデータは前記した手法に従い、求めた値である。相転移温度は化合物自体の測定値である。上限温度（ＴNI）、誘電率異方性（Δε）、および屈折率異方性（Δｎ）は、実施例２、４、および６に記載したように化合物を母液晶（Ａ）に混合した試料の測定値を、外挿法に従って換算した外挿値である。
Figure 0005582035
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［比較例１］
比較例としてＷＯ２００５／０１９３７８Ａ１に掲載されている、テトラヒドロピラン環を含有する５環液晶化合物の４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−（５−ペンチルテトラヒドロピラン−２−イル）−２’，３，５，６’−テトラフルオロ−１，１’−ビフェニル（Ｓ−１−１）を合成した。
Figure 0005582035
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、４−［ジフルオロ［（２，３’，４’，５’−テトラフルオロ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）オキシ］メチル］−４’−（５−ペンチルテトラヒドロピラン−２−イル）−２’，３，５，６’−テトラフルオロ−１，１’−ビフェニルであることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。
化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．３８（ｄｄ，Ｊ＝８．６５Ｈｚ，Ｊ＝８．４０Ｈｚ，１Ｈ），７．２３−７．１１（ｍ，６Ｈ），７．０８−７．００（ｍ，２Ｈ），４．２８（ｄｄ，Ｊ＝１１．８Ｈｚ、Ｊ＝１．９５Ｈｚ，１Ｈ），４．１０（ｄｑ，Ｊ＝１１．２Ｈｚ、Ｊ＝２．００Ｈｚ，１Ｈ），３．２１（ｔ，Ｊ＝１１．２Ｈｚ，１Ｈ），２．０５−１．９８（ｍ，１Ｈ），１．９５−１．８８（ｍ，１Ｈ），１．７３−１．６２（ｍ，１Ｈ），１．６０−１．４８（ｍ，１Ｈ），１．４５−１．０９（ｍ，５Ｈ），０．９２（ｔ，Ｊ＝６．８０Ｈｚ，３Ｈ）．
得られた比較例化合物（Ｓ−１−１）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度：Ｃ １０１ Ｎ １９８ Ｉ 。
母液晶Ａ ８５重量％と、比較例化合物（Ｓ−１−１）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｅを調製した。得られた液晶組成物Ｅの物性を測定し、測定値を外挿することで比較例化合物（Ｓ−１−１）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴNI）＝１１８℃；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１７７；誘電率異方性（Δε）＝５２．３。
比較例化合物（Ｓ−１−１）と実施例に示した本発明の化合物（Ｎｏ．１−２−５）、（Ｎｏ.１−２−８５）および（Ｎｏ．１−３−５）とを比較する。まず、それぞれの相転移温度を比較すると（Ｎｏ．１−２−５）、（Ｎｏ.１−２−８５）および（Ｎｏ．１−３−５）の方が液晶相の温度範囲が広い。特に本発明の化合物（Ｎｏ．１−２−５）および（Ｎｏ.１−２−８５）の方が液晶相の下限温度が低く、他の化合物との相溶性が高い。
次に比較例化合物（Ｓ−１−１）と本発明の化合物との物性の外挿値を比較すると、化合物（Ｎｏ．１−２−５）、（Ｎｏ.１−２−８５）および（Ｎｏ．１−３−５）の方が高い透明点を有し、屈折率異方性が大きい。よって化合物（Ｎｏ．１−２−５）、（Ｎｏ.１−２−８５）および（Ｎｏ．１−３−５）の方が幅広い温度範囲において使用可能で、屈折率異方性の大きな優れた液晶化合物であるといえる。
［比較例２］
さらに比較例としてＷＯ９６／１１８９７Ａ１に掲載されている、ＣＦ２Ｏ結合基を有する４環の液晶化合物である４−［ジフルオロ（３，４，５−トリフルオロフェノキシ）メチル］−３，５−ジフルオロ−４’−（４−プロピルシクロヘキシル）−１，１’−ビフェニル（Ｓ−６）を合成した。
Figure 0005582035
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、４−［ジフルオロ（３，４，５−トリフルオロフェノキシ）メチル］−３，５−ジフルオロ−４’−（４−プロピルシクロヘキシル）−１，１’−ビフェニルであることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。
化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．４９（ｄ，Ｊ＝８．２３Ｈｚ，２Ｈ），７．３２（ｄ，Ｊ＝８．２３Ｈｚ，２Ｈ），７．２０（ｄ，Ｊ＝１０．６Ｈｚ，２Ｈ），７．０３−６．９０（ｍ，２Ｈ），２．５３（ｔｔ，Ｊ＝１２．１Ｈｚ，Ｊ＝３．００Ｈｚ，１Ｈ），１．９７−１．８６（ｍ，４Ｈ），１．５１−１．４０（ｍ，２Ｈ），１．４０−１．１８（ｍ，４Ｈ），１．１３−１．０１（ｍ，２Ｈ），０．９１（ｔ，Ｊ＝７．２０Ｈｚ，３Ｈ）．
得られた比較例化合物（Ｓ−６）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度：Ｃ ８２．１ Ｎ １４１ Ｉ 。
母液晶Ａ ８５重量％と、比較例化合物（Ｓ−６）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｆを調製した。得られた液晶組成物Ｆの物性を測定し、測定値を外挿することで比較例化合物（Ｓ−６）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴNI）＝１１０℃；誘電率異方性（Δε）＝２３．４；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１５７。
比較例化合物（Ｓ−６）と実施例に示した本発明の化合物（Ｎｏ．１−２−５）、（Ｎｏ.１−２−８５）および（Ｎｏ．１−３−５）とを比較する。まず、それぞれの相転移温度を比較すると（Ｎｏ．１−２−５）、（Ｎｏ.１−２−８５）および（Ｎｏ．１−３−５）の方が液晶相の温度範囲が広い。
次に比較例化合物（Ｓ−６）と本発明の化合物との物性の外挿値を比較すると、化合物（Ｎｏ．１−２−５）、（Ｎｏ.１−２−８５）および（Ｎｏ．１−３−５）の方が高い透明点を有し、誘電率異方性および屈折率異方性が大きい。よって化合物（Ｎｏ．１−２−５）、（Ｎｏ.１−２−８５）および（Ｎｏ．１−３−５）の方が幅広い温度範囲において使用可能で、誘電率異方性、屈折率異方性の大きな優れた液晶化合物であるといえる。
［比較例３］
さらにＷＯ２００６／１２５５１Ａ１に掲載されている、テトラヒドロピラン環、ジオキサン環を含有する５環の液晶化合物である４−［ジフルオロ（３，４，５−トリフルオロフェノキシ）メチル］−３，５−ジフルオロ−４’−（４−プロピルシクロヘキシル）−１，１’−ビフェニル（Ｓ−４）との相転移温度を比較する。
Figure 0005582035
ＷＯ２００６／１２５５１Ａ１に掲載されている化合物（Ｓ−４）の相転移温度は以下の通りである。
相転移温度：Ｃ ９５ Ｎ ２５１ Ｉ 。
比較例化合物（Ｓ−４）と実施例に示した本発明の化合物（Ｎｏ．１−２−５）および（Ｎｏ.１−２−８５）との相転移温度を比較すると（Ｎｏ．１−２−５）および（Ｎｏ.１−２−８５）の方が、液晶相の下限温度が低い。よって、（Ｎｏ．１−２−５）の方が他の化合物との相溶性が良好であり、より低温で使用することができる優れた液晶化合物であるといえる。また、比較例化合物（Ｓ−４）と実施例に示した本発明の化合物（Ｎｏ．１−３−５）との相転移温度を比較すると（Ｎｏ．１−３−５）の方が、液晶相の上限温度が高い。よって、（Ｎｏ．１−３−５）の方がより高温で使用することができる優れた液晶化合物であるといえる。
さらに本発明の代表的な組成物を［組成例１］〜［組成例１５］にまとめた。最初に、組成物の成分である化合物とその量（重量％）を示した。化合物は表の取り決めに従い、左末端基、結合基、環構造、および右末端基の記号によって表示した。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はトランスである。末端基の記号がない場合は、末端基が水素であることを意味する。各実施例で使用する液晶性化合物の部分に記載した番号は、上述した本発明の液晶性化合物を示す式番号に対応をしている。次に組成物の物性値を示した。ここでの物性値は測定値そのままの値である。
Figure 0005582035
特性の測定は下記の方法にしたがって行うことができる。それらの多くは、日本電子機械工業会規格（Standard of Electric Industries Association of Japan）ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。測定に用いたＴＮ素子には、ＴＦＴを取り付けなかった。
ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。
ネマチック相の下限温度（ＴC；℃）：ネマチック相を有する試料を０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、および−４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−２０℃ではネマチック相のままであり、−３０℃では結晶（またはスメクチック相）に変化したとき、ＴCを≦−２０℃と記載する。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
粘度（バルク粘度；η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：測定にはＥ型回転粘度計を用いた。
粘度（回転粘度；γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：
１）誘電率異方性が正である試料：測定はM. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。ツイスト角が０°であり、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５μｍであるＴＮ素子に試料を入れた。ＴＮ素子に１６ボルトから１９．５ボルトの範囲で０．５ボルト毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文、４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度の測定で使用した素子にて、下記の誘電率異方性の測定方法で求めた。
２）誘電率異方性が負である試料：測定はM. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍのＶＡ素子に試料を入れた。この素子に３０ボルトから５０ボルトの範囲で１ボルト毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文、４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性は、下記の誘電率異方性で測定した値を用いた。
光学異方性（屈折率異方性；Δｎ；２５℃で測定）：測定は、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビング（rubbing）したあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率（ｎ‖）は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率（ｎ⊥）は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥、の式から計算した。試料が組成物のときはこの方法によって光学異方性を測定した。試料が化合物のときは、化合物を適切な組成物に混合したあと光学異方性を測定した。化合物の光学異方性は外挿値である。
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）：試料が化合物のときは、化合物を適切な組成物に混合したあと誘電率異方性を測定した。化合物の誘電率異方性は外挿値である。
１）誘電率異方性が正である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ツイスト角が８０度の液晶セルに試料を入れた。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
２）誘電率異方性が負である組成物：ホメオトロピック配向に処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε‖）を測定した。ホモジニアス配向に処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：試料が化合物のときは、化合物を適切な組成物に混合したあとしきい値電圧を測定した。化合物のしきい値電圧は外挿値である。１）誘電率異方性が正である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が（０．５／Δｎ）μｍであり、ツイスト角が８０度である、ノーマリーホワイトモード（normally white mode）の液晶表示素子に試料を入れた。Δｎは上記の方法で測定した光学異方性の値である。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率が９０％になったときの電圧の値を測定した。
２）誘電率異方性が負である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍであり、ホメオトロピック配向に処理したノーマリーブラックモード（normally black mode）の液晶表示素子に試料を入れた。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率１０％になったときの電圧の値を測定した。
電圧保持率（ＶＨＲ；２５℃で測定；％）：測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）は６μｍである。この素子は試料を入れたあと紫外線によって重合する接着剤で密閉した。このＴＮ素子にパルス電圧（５Ｖで６０マイクロ秒）を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で１６．７ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Ａを求めた。面積Ｂは減衰しなかったときの面積である。電圧保持率は面積Ｂに対する面積Ａの百分率である。
らせんピッチ（２０℃で測定；μｍ）：らせんピッチの測定には、カノのくさび型セル法を用いた。カノのくさび型セルに試料を注入し、セルから観察されるディスクリネーションラインの間隔（ａ；単位はμｍ）を測定した。らせんピッチ（Ｐ）は、式Ｐ＝２・ａ・ｔａｎθから算出した。θは、くさび型セルにおける２枚のガラス板の間の角度である。
成分または液晶化合物の割合（百分率）は、液晶化合物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。組成物は、液晶化合物などの成分の重量を測定してから混合することによって調製される。したがって、成分の重量％を算出するのは容易である。
［組成例１］
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−５） １０％
２−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５−１４） ５％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５−１４） ４％
４−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５−１４） １２％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ （５−１５） １１％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１１−５） １０％
３−ＨＨ−４ （１１−１） ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ３％
３−ＨＨＢ−１ （１２−１） ３％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１２−１） ４％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ （３−３７） ４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ７％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ７％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１２−１６） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１２−１６） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１２−１６） ４％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ （１２−１７） ５％
ＮＩ＝９６．１℃；Δｎ＝０．１５４；Δε＝３０．２；Ｖｔｈ＝１．０３Ｖ．
［組成例２］
５−ＰｒＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−８５） ４％
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−３−５） ４％
２−ＨＢ−Ｃ （５−１） ５％
３−ＨＢ−Ｃ （５−１） １２％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１１−５） １５％
２−ＢＴＢ−１ （１１−１０） ３％
３−ＨＨＢ−１ （１２−１） ８％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ４％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１２−１） ５％
３−ＨＨＢ−３ （１２−１） １０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ２％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ４％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ５％
ＮＩ＝１００．５℃；Δｎ＝０．１１１；Δε＝８．１；Ｖｔｈ＝１．９０Ｖ．
［組成例３］
５−ＨＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−３−１０５）４％
５−ＰｒＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−３−７１） ４％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５−１４） ８％
３−ＨＢ−Ｃ （５−１） ８％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−１） ８％
１Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−１） ８％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１１−５） ３％
３−ＨＨ−２Ｖ （１１−１） １４％
３−ＨＨ−２Ｖ１ （１１−１） ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （１２−１） １５％
３−ＨＨＢ−１ （１２−１） ５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ３％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１２−１６） ２％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１２−１６） ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１２−１６） ５％
［組成例４］
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−５） ５％
５−ＰｒＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−８５） ５％
５−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５−１４） ５％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−１） １１％
５−ＰｙＢ−Ｃ （５−９） ６％
４−ＢＢ−３ （１１−８） １１％
３−ＨＨ−２Ｖ （１１−１） １０％
５−ＨＨ−Ｖ （１１−１） １１％
Ｖ−ＨＨＢ−１ （１２−１） ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （１２−１） １０％
３−ＨＨＢ−１ （１２−１） ９％
１Ｖ２−ＨＢＢ−２ （１２−４） ５％
３−ＨＨＥＢＨ−３ （１３−６） ５％
ＮＩ＝９０．４℃；Δｎ＝０．１２４；Δε＝９．６；Ｖｔｈ＝１．６４Ｖ．
［組成例５］
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−３−５） ４％
５−ＨＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−３−１０５）４％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ （５−１５） ６％
３−ＨＢ−Ｃ （５−１） １８％
２−ＢＴＢ−１ （１１−１０） １０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ （１１−１） ２６％
ＶＦＦ−ＨＨＢ−１ （１２−１） ８％
ＶＦＦ２−ＨＨＢ−１ （１２−１） ７％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１２−１６） ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１２−１６） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１２−１６） ４％
３−ＨＨＢ−１ （１２−１） ４％
［組成例６］
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−５） ５％
５−ＰｒＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−８５） ４％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−２） １６％
３−ＨＨ−４ （１１−１） １２％
３−ＨＨ−５ （１１−１） ４％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ４％
３−ＨＨＢ−ＣＬ （３−１） ３％
４−ＨＨＢ−ＣＬ （３−１） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
４−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ９％
７−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ８％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１３−１） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ２％
４−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
ＮＩ＝１１９．４℃；Δｎ＝０．１０５；Δε＝７．９；Ｖｔｈ＝１．８７Ｖ．
［組成例７］
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−５） ８％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ９％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ８％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ８％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ２１％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ２０％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２７） ６％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
５−ＨＨ２ＢＢ−Ｆ （４−１３） ２％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ （１３−１） ２％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１３−１） ２％
ＮＩ＝９８．１℃；Δｎ＝０．１２３；Δε＝１２．９；Ｖｔｈ＝１．４７Ｖ．
上記組成物１００重量部に光学活性化合物（Ｏｐ−５）を０．２５重量部添加したときのピッチは６３．５μｍであった。
［組成例８］
５−ＰｒＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−８５） ５％
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−３−５） ５％
５−ＨＢ−Ｆ （２−２） １２％
６−ＨＢ−Ｆ （２−２） ９％
７−ＨＢ−Ｆ （２−２） ７％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
４−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
５−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ５％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ （３−４） ４％
５−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ （３−４） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ３ （３−３） ５％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ５％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ５％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ （３−５） ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ （１３−２） ３％
５−ＨＢＢＨ−３ （１３−１） ３％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ２Ｈ （３−３） ４％
ＮＩ＝９２．５℃；Δｎ＝０．１０３；Δε＝８．６；Ｖｔｈ＝１．８９Ｖ．
［組成例９］
５−ＨＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−３−１０５）３％
５−ＰｒＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−３−７１） ５％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−２） １１％
３−ＨＨ−４ （１１−１） ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ２０％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） １２％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ８％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ５％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ３％
５−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ３％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３９） ３％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３９） ５％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３９） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ６％
３−ＨＨＢ−１ （１２−１） ５％
［組成例１０］
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−５） ５％
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−３−５） ３％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２１） ７％
５−Ｈ４ＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１９） １５％
３−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （３−２１） ８％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （３−２１） １０％
３−ＨＢ−ＣＬ （２−２） ３％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−２） ４％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２６） ５％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２６） ５％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ５％
３−Ｈ２ＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１３） ５％
Ｖ−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３９） ５％
ＮＩ＝７８．５℃；Δｎ＝０．１０８；Δε＝１２．１；Ｖｔｈ＝１．６３Ｖ．
［組成例１１］
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−５） ５％
５−ＰｒＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−８５） ５％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−２） １２％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−４） ３％
３−ＨＨ−４ （１１−１） １０％
３−ＨＨ−５ （１１−１） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１１−５） １０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ６％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ−１ （１２−１） ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１２−１） ５％
ＮＩ＝８５．１℃；Δｎ＝０．０９０；Δε＝７．７；Ｖｔｈ＝１．５０Ｖ．
［組成例１２］
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−３−５） ５％
５−ＰｒＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−３−７１） ５％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ （２−３） ７％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−２） ３％
３−ＨＨ−４ （１１−１） ９％
３−ＨＨ−ＥＭｅ （１１−２） １８％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ５％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ８％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ８％
４−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１０３） ５％
５−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１０３） ６％
２−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１０６） ４％
３−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１０６） ５％
５−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１０９） ７％
［組成例１３］
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−５） １０％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９７） ２８％
３−ＨＨ−４ （１１−１） ８％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） １０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ９％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） １５％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ４％
３−ＨＨＢ−１ （１２−１） ３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１３−１） ７％
ＮＩ＝９１．５℃；Δｎ＝０．１２８；Δε＝１２．６；Ｖｔｈ＝１．１７Ｖ．
［組成例１４］
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−５） ５％
５−ＰｒＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−８５） ５％
５−ＨＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−３−１０５）５％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−２） １３％
３−ＰｙＢ（Ｆ）−Ｆ （２−１５） １０％
５−ＰｙＢ（Ｆ）−Ｆ （２−１５） １０％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ７％
３−ＰｙＢＢ−Ｆ （３−８０） ６％
４−ＰｙＢＢ−Ｆ （３−８０） ７％
５−ＰｙＢＢ−Ｆ （３−８０） ７％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１１−５） ５％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−２ （１３−５） １０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３ （１３−５） １０％
［組成例１５］
５−ＰｙＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （１−２−５） １０％
３−ＨＨ−Ｖ （１１−１） ３０％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９７） １８％
３−ＨＨＢ−１ （１２−１） ２％
２−ＨＢＢ−Ｆ （３−２２） ３％
３−ＨＢＢ−Ｆ （３−２２） ４％
３−ＨＨＢ−ＣＬ （３−１） ２％
１−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （１２−６） ６％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （１２−６） ６％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （１２−６） ３％
２−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ２％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ４％
４−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−４６） １０％
ＮＩ＝９１．２℃；Δｎ＝０．１４６；Δε＝１２．３；Ｖｔｈ＝１．４５Ｖ；η＝２５．８ｍＰａ・ｓｅｃ．
化合物に必要な一般的物性、熱、光などに対する安定性、液晶相の広い温度範囲、高い透明点、他の液晶化合物との良好な相溶性、大きな屈折率異方性および誘電率異方性を有する液晶化合物である。この液晶性化合物を含有する液晶組成物である。この液晶組成物を含有するので、使用できる広い温度範囲、短い応答時間、小さな消費電力、大きなコントラスト、および低い駆動電圧を有する液晶表示素子となり、時計、電卓、ワ−プロなどのディスプレイに利用できる。

Claims (15)

  1. 式（１−５）で表される化合物。
    Figure 0005582035

    この式において、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキル、または炭素数２〜１５のアルケニルであり、；環Ａ１ は、ピリミジン−２，５−ジイルまたはピリジン−２，５−ジイルであり、環Ａ ２ および環Ａ ４ は独立して、１，４−フェニレンまたは任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレンであり、；Ｌ1、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４は独立して、水素またはフッ素であり；Ｘ１はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆである。
  2. 式（１−９）〜（１−１０）のいずれか１つで表される請求項１に記載の化合物。
    Figure 0005582035
    Figure 0005582035

    これらの式において、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキルであり；Ｌ1、Ｌ2、Ｌ３、Ｌ４、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、およびＹ４は独立して、水素またはフッ素であり；Ｘ１はフッ素または−ＯＣＦ３である。
  3. 式（１−１８）で表される請求項１に記載の化合物。
    Figure 0005582035

    この式において、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキルであり；Ｌ３、Ｌ４、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、およびＹ４は独立して、水素またはフッ素である。
  4. １成分として、請求項１〜３のいずれか１項に記載の化合物を少なくとも１つ含有し、２成分以上からなる液晶組成物。
  5. 一般式（２）、（３）および（４）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を１成分として含有する、請求項４に記載の液晶組成物。
    Figure 0005582035

    これらの式において、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ２は、フッ素、塩素、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂ１、環Ｂ２、および環Ｂ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレンであり；Ｚ７、Ｚ８、およびＺ９は独立して、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ５およびＬ６は独立して、水素またはフッ素である。
  6. 一般式（５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を１成分として含有する、請求項４に記載の液晶組成物。
    Figure 0005582035

    これらの式において、Ｒ３は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ３は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；環Ｃ１、環Ｃ２および環Ｃ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；Ｚ９は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ７およびＬ８は独立して、水素またはフッ素であり；ｒは０または１であり、ｓは０または１であり、ｒ＋ｓは、０、１、または２である。
  7. 一般式（６）、（７）、（８）、（９）および（１０）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を１成分として含有する、請求項４に記載の液晶組成物。
    Figure 0005582035

    これらの式において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｄ１、環Ｄ２、環Ｄ３、および環Ｄ４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ１０、Ｚ１１、Ｚ１２、およびＺ１３は独立して、−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ2）2−、または単結合であり；Ｌ９およびＬ１０は独立して、フッ素または塩素であり；ｔ、ｕ、ｘ、ｙ、およびｚは独立して、０または１であり、ｕ＋ｘ＋ｙ＋ｚは１または２である。
  8. 一般式（１１）、（１２）および（１３）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を１成分として含有する、請求項４に記載の液晶組成物。
    Figure 0005582035

    これらの式において、Ｒ６およびＲ７は独立して、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｅ１、環Ｅ２、および環Ｅ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ１４およびＺ１５は独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
  9. 請求項６記載の一般式（５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項５に記載の液晶組成物。
  10. 請求項８記載の一般式（１１）、（１２）および（１３）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項５に記載の液晶組成物。
  11. 請求項８記載の一般式（１１）、（１２）および（１３）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項６に記載の液晶組成物。
  12. 請求項８記載の一般式（１１）、（１２）および（１３）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項７に記載の液晶組成物。
  13. 少なくとも１つの光学活性化合物をさらに含有する、請求項４〜１２のいずれか１項に記載の液晶組成物。
  14. 少なくとも１つの酸化防止剤および／または紫外線吸収剤を含む請求項４〜１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
  15. 請求項４〜１４のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
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