TWI412577B - 液晶性化合物、液晶組成物以及液晶顯示元件 - Google Patents

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Description

液晶性化合物、液晶組成物以及液晶顯示元件
本發明是有關於一種用作液晶顯示元件用材料的新型液晶性化合物以及含有此化合物的液晶組成物。詳細而言，是有關於一種黏性低、與其他液晶性化合物的相容性良好、而且具有適當大小的折射率異方性值以及介電常數異方性值、當用於液晶顯示元件時可以得到陡峭的電光學特性的新型液晶性化合物、含有此化合物的液晶組成物以及含有此液晶組成物的液晶顯示元件。
在液晶顯示元件中，根據液晶的工作模式進行分類，可分為：相變(phase change，PC)、扭轉向列(twisted nematic，TN)、超扭轉向列(super twisted nematic，STN)、雙穩態扭轉向列(Bistable twisted nematic，BTN)、電控雙折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光學補償彎曲排列(optically compensated bend，OCB)、共面轉換(in-plane switching，IPS)、垂直配向(vertical alignment，VA)等。根據元件的驅動方式進行分類，可分為：被動式矩陣(passive matrix，PM)和主動式矩陣(active matrix，AM)。PM分為靜態驅動(static)和多重驅動(multiplex)等；AM分為薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)和金屬-絕緣體-金屬(metal insulator metal，MIM)等。
上述液晶顯示元件含有具適當物理性質的液晶組成物。為了提高液晶顯示元件的特性，較佳的是，此液晶組 成物具有適當的物理性質。作為液晶組成物之成分的液晶性化合物，其所必需的一般物理性質如下。(1)化學、物理性質穩定；(2)具有高透明點(transparency point)(液晶相-等方相的相變溫度)；(3)液晶相(向列相、近晶相(smectics)等)的下限溫度低，特別是向列相的下限溫度低；(4)黏度小；(5)具有適當的光學異方性；(6)具有適當的介電常數異方性； (7)與其他液晶性化合物的相容性優異。
將含有像(1)那樣化學、物理性質穩定的液晶性化合物之組成物用於顯示元件時，能夠提高電壓保持率。
使用含有像(2)和(3)那樣具高透明點或液晶相的下限溫度低的液晶性化合物之組成物，可以擴大向列相的溫度範圍，可以在廣泛的溫度範圍內用作顯示元件。
而且，將含有像(4)那樣黏度小的化合物之組成物用作顯示元件時，可以提高應答速度；在顯示元件中使用含有像(5)那樣具有適當的光學異方性的化合物之組成物時，可以謀求提高顯示元件的對比度。
此外，當液晶性化合物具有大的介電常數異方性時，可以降低含有此化合物之液晶組成物的啟始電壓(threshold voltage)，還可以降低顯示元件的驅動電壓，減小耗電量。
為了使液晶性化合物表現出以單一化合物難以發揮的特性，通常將其與其他多種液晶性化合物混合配製成組成物。因此，用於顯示元件的液晶性化合物，較佳的是，像(7)那樣與其他液晶性化合物等的相容性良好。
以往，作為可以適用於TN、STN、TFT等液晶顯示元件的液晶性化合物，合成了多種側鏈具有三氟烷基、三氟烯基以及三氟炔基的化合物，其中的若乾種已實際應用。
例如，在國際公開第90/013610號小冊子(pamphlet)中，作為側鏈具有三氟烷基的化合物，公開了下式(S-1)的化合物。但是，將該化合物(S-1)製成液晶組成物時，其介電常數異方性小。
另外，在國際公開第90/013610號小冊子、日本專利特開平7-138196號公報以及日本專利特開2005-298466號公報中，作為側鏈具有三氟烯基的化合物，公開了下式(S-2)~(S-4)的化合物。但是，當將上述化合物製成液晶組成物時，其介電常數異方性均不夠大。另外，化合物(S-3)對熱或光不夠穩定。而且，將化合物(S-4)製成液晶組成物時，其透明點低。
在國際公開第90/013610號小冊子中，作為側鏈具有三氟炔基的化合物，公開了下式(S-5)的化合物。但是，將此化合物製成液晶組成物時，其介電常數異方性也不夠大。
而且，在日本專利特開平10-95977號公報中，作為具有苯乙烯骨架的化合物，公開了下式(S-6)的化合物。但是，將化合物(S-6)製成液晶組成物時，其介電常數異方性 不大。
而且，在國際公開第92/021734號小冊子中，作為具有氟取代的苯乙烯骨架的化合物，公開了下式(S-7)的化合物。但是，化合物(S-7)的顯示液晶性的範圍(液晶態(mesophase)範圍)窄，將其製成液晶組成物時透明點低。
在日本專利特開平2-233626號公報和國際公開第91/013850號小冊子中，作為三氟苯衍生物，公開了下式(S-8)、(S-9)以及(S-10)的化合物。但是，上述化合物的顯示液晶性的範圍(液晶態範圍)均窄，將其製成液晶組成物時，透明點低、介電常數異方性不夠大。
此外，在日本專利特開昭58-92627號公報、國際公開第2004/058723號小冊子、日本專利特開昭57-54124號公報、國際公開第90/09972號小冊子以及Chemistry Letters (2005)，34(12)，1700-1701、Tetrahedron (2004)，60 (51)，11695-11700、Tetrahedron (2003)，59 (38)，7571-7580、Synthesis (1981)，(5)，365-366、Bulletin of the Chemical Society of Japan (1999)，72 (4)，805-819和Bulletin of the Chemical Society of Japan (1989)，62 (4)，1352-1354中，記載著三氟烯基或三氟炔基的構建方法或以上述基團作為前體的反應。但是，均不是以用作液晶性化合物為目的，也沒有公開那樣的化合物結構及特性。
本發明之目的之一在於提供一種對熱和光等穩定、在廣泛的溫度範圍內顯示出液晶相(向列相或近晶相)、黏度小、具有適當的光學異方性及大的介電常數異方性、並且與其他液晶性化合物的相容性優異的液晶性化合物。
本發明之另一目的在於提供一種含有上述液晶性化合物、對熱和光等穩定、黏度小、具有適當的光學異方性及適當的介電常數異方性、啟始電壓低、而且向列相的上限溫度(向列相-等方相的相變溫度)高、向列相的下限溫度低的液晶組成物。
本發明之又一目的在於提供一種含有上述液晶組成物、反應時間(response time)短、耗電少、驅動電壓小、具 有大的對比度、可以在廣泛的溫度範圍內使用的液晶顯示元件。
為了解決上述課題，本發明人進行了深入研究，結果發現：側鏈具有三氟丙烯基(trifluoropropenyl)或三氟丙炔基(trifluoropropynyl)之鹵代苯衍生物具有大的介電常數異方性值，黏性低，化學穩定性高，液晶相溫度範圍廣，並具有適當的折射率異方性值，特別是具有大的介電常數異方性值。進一步發現：使用含有作為此衍生物的化合物之液晶組成物時，可以提高透明點，並可以製作具有陡峭的電光學特性、反應時間短、工作溫度範圍廣且驅動電力小的液晶顯示元件。因此，發現此化合物適用於液晶顯示元件、特別是現在廣泛使用的TN、STN、TFT等模式的液晶顯示元件，從而完成了本發明。
本發明關於下述項1～項29等。
1.式(1)表示的化合物。
式中，R表示：氫、碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為2~12的烯基、碳原子數為1~11的烷氧基或碳原子數為2~11的烯氧基；環A1 、環A2 以及環A3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,4-亞環己烯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基；上述環 中，氫可以被鹵素取代；Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF=CF-、-(CH2 )4 -、-(CH2 )2 CF2 O-、-OCF2 (CH2 )2 -、-CH=CH(CH2 )2 -或-(CH2 )2 CH=CH-; L1 及L2 獨立地表示氫或鹵素，且L1 及L2 中的至少一個為鹵素；W表示-CH=CH-或-C≡C-; n及m獨立地表示0~2的整數，且n與m之和為0~3的整數。
2.如項1所記載之化合物，其中環A1 、環A2 以及環A3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、,14-亞環己烯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基。
3.如項2所記載之化合物，其中Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2O-、-OCH2 -或-CF=CF-。
4.式(1-1)表示的化合物。
式中，R表示：氫、碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為2~12的烯基或碳原子數為1~11的烷氧基；環A1 、環A2 以及環A3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,4-亞環己烯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫 吡喃-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基；Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -或-CF=CF-; W表示-CH=CH-或-C≡C-; L1 為氫、氟或氯； n及m獨立地表示0~2的整數，且n與m之和為0~3的整數。
5.如項4所記載之化合物，其中環A1 、環A2 以及環A3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基。
6.如項4所記載之化合物，其中環A1 、環A2 以及環A3 中的至少一個為1,3-二噁烷-2,5-二基。
7.如項4所記載之化合物，其中環A1 、環A2 以及環A3 中的至少一個為四氫吡喃-2,5-二基。
8.如項4所記載之化合物，其中環A1 、環A2 以及環A3 中的至少一個為嘧啶-2,5-二基。
9.如項5所記載之化合物，其中Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF2 O-或-CH2 O-。
10.如項5所記載之化合物，其中Z1 、Z2 以及Z3 為單鍵。
11.式(1-2)~(1-10)中任一式所表示的化合物。
式中，Ra獨立地表示：氫、碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為2~12的烯基或碳原子數為1~11的烷氧基；Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-COO-或-CF2 O-; X1 、X2 、X3 、X4 、X5 以及X6 獨立地表示氫或氟；W獨立地表示-CH=CH-或-C≡C-。
12.如項11所記載之化合物，其中在式(1-2)~(1-10)中，Z1 、Z2 以及Z3 為單鍵。
13.如項12所記載之化合物，其中在式(1-2)~(1-10)中，X1 為氟，X2 、X3 、X4 、X5 以及X6 為氫。
14.如項12所記載之化合物，其中在式(1-2)~(1-10)中，X1 及X2 為氟，X3 、X4 、X5 以及X6 為氫。
15.如項12所記載之化合物，其中在式(1-2)~(1-10)中，X1 及X3 為氟，X2 、X4 、X5 以及X6 為氫。
16.如項12所記載之化合物，其中在式(1-2)~(1-10) 中，X1 、X2 及X3 為氟，X4 、X5 以及X6 為氫。
17.如項12所記載之化合物，其中在式(1-2)~(1-10)中，W為-CH=CH-。
18.一種液晶組成物，該液晶組成物含有至少一種如項1~17中任一項所記載之化合物。
19.如項18所記載之液晶組成物，其中更含有選自式(2)、(3)以及(4)各自所表示的化合物之組群的至少一種化合物。
式中，R1 獨立地表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基；在烷基以及烯基中，任意的氫可被氟取代，任意的-CH2 -可被-O-取代；M1 獨立地表示：氟、氯、-OCF3 、-OCHF2 、-CF3 、-CHF2 、-CH2 F、-OCF2 CHF2 或-OCF2 CHFCF3 ；環B1 、環B2 以及環B3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基；Z4 及Z5 獨立地表示：-(CH2 )2 -、-(CH2 )4 -、-COO-、 -CF2 O-、-OCF2 -、-CH=CH-或單鍵；L3 及L4 獨立地表示氫或氟。
20.如項18所記載之液晶組成物，其中更含有選自式(5)所表示的化合物之組群的至少一種化合物。
式中，R2 表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基；在烷基以及烯基中，任意的氫可被氟取代，任意的-CH2 -可被-O-取代；M2 表示-C≡N或-C≡C-C≡N；環C1 、環C2 以及環C3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基；Z6 表示：-(CH2 )2 -、-COO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-C≡C-、-CH2 O-或單鍵；L5 及L6 獨立地表示氫或氟；q為0~2的整數，r為0或1。
21.如項18所記載之液晶組成物，其中更含有選自式(6)、(7)、(6)、(9)以及(10)各自所表示的化合物之組群的至少一種化合物。
式中，R3 及R4 獨立地表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基；在烷基及烯基中，任意的氫可被氟取代，任意的-CH2 -可被-O-取代；環D1 及環D2 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,4-亞環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、十氫萘-2,6-二基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基；Z7 及Z8 獨立地表示：-(CH2 )2 -、-COO-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF2 O-、-OCF2 -、-(CH2 )2 CF2 O-、-OCF2 (CH2 )2 -或單鍵；L8 及L9 獨立地表示氯或氟。
22.如項18所記載之液晶組成物，其中更含有選自式(11)、(12)以及(13)各自所表示的化合物之組群的至少一種化合物。
式中，R5 及R6 獨立地表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基；其中，在烷基中任意的氫可被氟取代，任意的-CH2-可被-O-取代；環E1 、環E2 以及環E3 獨立地表示：1,4-亞環己基、嘧啶-2,5-二基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、3-氟-1,4-亞苯基或2,5-二氟-1,4-亞苯基；Z9 及Z10 獨立地表示：-C≡C-、-COO-、-(CH2 )2 -、-CH=CH-或單鍵；Z11 為-COO-或單鍵。
23.如項19所記載之液晶組成物，其中更含有選自如項20所記載之式(5)表示的化合物之組群的至少一種化合物。
24.如項19所記載之液晶組成物，其中更含有選自如項22所記載之式(11)、(12)以及(13)各自所表示的化合物之組群的至少一種化合物。
25.如項20所記載之液晶組成物，其中更含有選自如項22所記載之式(11)、(12)以及(13)各自所表示的化合物之組群的至少一種化合物。
26.如項21所記載之液晶組成物，其中更含有選自如項22所記載之式(11)、(12)以及(13)各自所表示的化合物 之組群的至少一種化合物。
27.如項18~26中任一項所記載之液晶組成物，其中更含有至少一種光學活性化合物。
28.如項18~27中任一項所記載之液晶組成物，其中含有至少一種抗氧化劑及/或紫外線吸收劑。
29.一種液晶顯示元件，該元件中含有如項18~28中任一項所記載之液晶組成物。
本發明之化合物具有液晶性化合物所必需的一般物理性質，對熱、光等穩定，黏度小，具有適當大小的光學異方性及大的介電常數異方性，與其他液晶性化合物的相容性優異。本發明之液晶組成物含有至少一種上述化合物，而且向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低，黏度小，具有適當大小的光學異方性以及低啟始電壓。本發明之液晶顯示元件含有上述組成物，而且可用溫度範圍廣，反應時間短，耗電少，具有大的對比度比及低驅動電壓。因此，可適用於PC模式、TN模式、STN模式、ECB模式、OCB模式、IPS模式、VA模式等顯示模式的液晶顯示元件。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，作詳細說明如下。
此說明書中，用語的使用方法如下。液晶性化合物是指具有向列相、近晶相等液晶相的化合物以及沒有液晶相但作為液晶組成物的成分，是有用的化合物的總稱。有時將液晶性化合物、液晶組成物及液晶顯示元件分別簡寫作 化合物、組成物及元件。液晶顯示元件是指液晶顯示面板及液晶顯示模組的總稱。向列相的上限溫度是指向列相-等方相的相變溫度，而且有時僅簡寫為上限溫度。向列相的下限溫度有時僅簡寫為下限溫度。式(1)表示的化合物有時簡寫為化合物(1)。此簡寫方法有時也適用於式(2)等表示的化合物。式(1)～式(13)中，以六角形圍起來的A1 、B1 、C1 、D1 、E1 等記號分別對應於環A1 、環B1 、環C1 、環D1 、環E1 等。以百分比表示的化合物量是指以組成物的總重量為基準的重量百分比(wt%)。以下進一步說明本發明。
第一，進一步具體說明本發明之化合物(1)。以下，進一步具體說明本發明。應說明的是，在以下說明中，只要沒有特別限定，則以百分比表示的化合物量是指以組成物的總重量為基準的重量百分比(wt%)。
[液晶性化合物(a)] 本發明之液晶性化合物(a)具有下述式(1)所示的結構(以下，將這些化合物也稱作「化合物(1)」)。
式(1)中，R為氫、碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為2~12的烯基、碳原子數為1~11的烷氧基或碳原子數為2~11的烯氧基。
環A1 、環A2 以及環A3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,4-亞環己烯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-2,6-二 基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基；在上述環中，氫可以被鹵素取代。
Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF=CF-、-(CH2 )4 -、-(CH2 )2 CF2 O-、-OCF2 (CH2 )2 -、-CH=CH(CH2 )2 -或-(CH2 )2 CH=CH-。
L1 及L2 獨立地表示氫或鹵素，且L1 及L2 中的至少一個為鹵素。
W表示-CH=CH-或-C≡C-。
n及m獨立地表示0~2的整數，且n與m之和為0~3的整數。
如上所述，化合物(1)具有苯環，上述苯環中3位和5位上的任一個氫或所有的氫被鹵素取代、4位上的氫被三氟丙烯基或三氟丙炔基取代。藉由具有上述結構，而在廣泛的溫度範圍內顯示出液晶性，黏度小，具有適當的光學異方性及適當的介電常數異方性，並且與其他液晶性化合物的相容性優異。特別是在向列相的上限溫度高、介電常數異方性大之方面特別優異。
藉由適當選擇化合物(1)的R、環A1 ～環A3 以及Z1 ~Z3 ，可以任意調整光學異方性、介電常數異方性等物理性質。以下說明化合物(1)中較佳的R、環A1 、環A2 、環A3 、Z1 、Z2 、Z3 及其種類給化合物(1)的物理性質帶來的效果。
在化合物(1)中，當R為直鏈時，液晶相的溫度範圍廣，而且黏度小。當R為支鏈時，化合物(1)與其他液晶性 化合物的相容性好。當R為光學活性基團時，化合物作為手性摻雜劑(chiral dopant)是有用的。藉由向組成物中添加此化合物，能夠防止於元件中產生的反向扭轉區域(Reverse twisted domain)。R不是光學活性基團的化合物，可用作組成物的成分。R為烯基時，較佳的立體構型依賴於雙鍵的位置。具較佳立體構型的烯基化合物具有高的上限溫度或廣泛的液晶相溫度範圍。關於烯基之較佳的立體構型與上限溫度或液晶相之溫度範圍的關係，在Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109以及Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327中有詳細說明。
式(1)中，R為氫、碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為2~12的烯基、碳原子數為1~11的烷氧基或碳原子數為2~11的烯氧基。其中，烯基是指烷基中任意的-(CH2 )2 -被-CH=CH-等取代的基團，以一例來表示。在CH3 (CH2 )3 -中任意的-(CH2 )2 -被-CH=CH-取代的基團的例子有：H2 C=CH-(CH2 )2 -、CH3 -CH=CH-CH2 -等。上述「任意的」一詞是指「無區別地選擇的至少一個的」。從化合物的穩定性方面考慮，與雙鍵相鄰的CH2 =CH-CH=CH-CH2 -CH2 -相比，較佳的是雙鍵不相鄰的CH2 =CH-CH2 -CH2 -CH=CH-。
烯基中-CH=CH-的較佳的立體構型依賴於雙鍵的位置。像-CH=CHCH3 、-CH=CHC3 H7 、-(CH2 )2 CH=CHCH3 以及-(CH2 )4 CH=CHC3 H7 等在奇數位具有雙鍵的烯基中，較佳的是反式構型。像-CH2 CH=CHCH3 、-(CH2 )3 CH=CHC2 H5 以及-(CH2 )5 CH=CHCH3 等在偶數位具有雙鍵的烯基中，較佳的是順式構型。
式(1)中，R中的烷基的例子可以列舉出：-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-C4 H9 、-C5 H11 、-C6 H13 、-C7 H15 、-C8 H17 、-C9 H19 、-C10 H21 等。
烯基的例子可以列舉出：-CH=CH2 、-CH=CHCH3 、-CH2 CH=CH2 、-CH=CHC2 H5 、-CH2 CH=CHCH3 、-(CH2 )2 CH=CH2 、-CH=CHC3 H7 、-CH2 CH=CHC2 H5 、-(CH2 )2 CH=CHCH3 、-(CH2 )3 CH=CH2 、-(CH2 )3 CH=CHC2 H5 、-(CH2 )5 CH=CH2 等。
烷氧基的例子可以列舉出：-OCH3 、-OC2 H5 、-OC3 H7 、-OC4 H9 、-OC5 H11 、-OC6 H13 、-OC7 H15 、-OC8 H17 、-OC9 H19 等。
烯氧基的例子可以列舉出：-OCH2 CH=CH2 、-OCH2 CH=CHCH3 、-OC2 H4 CH=CH2 、-OC2 H4 CH=CHCH3 、-OC3 H6 CH=CH2 、-OC3 H6 CH=CHCH3 、-OCH2 CH=CHC2 H5 、-OCH2 CH=CHC3 H7 等。
較佳的R的例子為：-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-C4 H9 、-C5 H11 、-C6 H13 、-C7 H15 、-CH=CH2 、-CH=CHCH3 、-CH2 CH=CH2 、-CH=CHC2 H5 、-CH2 CH=CHCH3 、-(CH2 )2 CH=CH2 、-CH=CHC3 H7 、-CH2 CH=CHC2 H5 、-(CH2 )2 CH=CHCH3 、-(CH2 )3 CH=CH2 、-OCH3 、-OC2 H5 、-OC3 H7 、-OC4 H9 、-OC5 H11 、-OC6 H13 、-OCH2 CH=CH2 、-OCH2 CH=CHCH3 、-OC2 H4 CH=CH2 、-OC2 H4 CH=CHCH3 、 -OC3 H6 CH=CH2 以及-OC3 H6 CH=CHCH3 。
更佳的R的例子為：-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-C4 H9 、-C5 H11 、-CH=CH2 、-CH=CHCH3 、-(CH2 )2 CH=CH2 、-CH=CHC3 H7 、-(CH2 )2 CH=CHCH3 、-OCH3 、-OC2 H5 、-OC3 H7 、-OC4 H9 、-OCH2 CH=CH2 、-OCH2 CH=CHCH3 以及-OC3 H6 CH=CHCH3 。
最佳的R的例子為：-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-C4 H9 、-C5 H11 、-CH=CH2 、-CH=CHCH3 、-(CH2 )2 CH=CH2 、-CH=CHC3 H7 、-(CH2 )2 CH=CHCH3 、-OC2 H5 以及-OC4 H9 。
式(1)中，環A1 、環A2 以及環A3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,4-亞環己烯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基，在上述環中氫可以被鹵素取代。
較佳的環A1 、環A2 以及環A3 的例子為：下述環(15-1)~(15-36)等。更佳的環A1 、環A2 以及環A3 的例子為：環(15-1)、(15-3)、(15-5)、(15-8)、(15-10)、(15-11)、(15-18)、(15-23)、(15-28)、(15-29)、(15-30)、(15-32)、(15-33)、(15-34)、(15-35)以及(15-36)。
最佳的環A1 、環A2 以及環A3 的例子為：環(15-1)、(15-8)、(15-10)以及(15-11)。
雖然在環(15-1)~(15-5)以及(15-33)~(15-36)中存在立體異構體-反式異構體和順式異構體，但從可以提高上限溫度的角度考慮，較佳的是反式異構體。
當環A1 、環A2 以及環A3 中的任一個或全部為環(15-5)、(15-10)、(15-11)、(15-16)、(15-18)、(15-30)或(15-35)時，介電常數異方性大。
當環A1 、環A2 以及環A3 中的任一個或全部為任意的氫可被鹵素取代的1,4-亞苯基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基時，光學異方性大。當環A1 、環A2 以及環A3 中的任一個或全部為1,4-亞環己基、1,4-亞環己烯基或1,3-二噁烷-2,5-二基時，光學異方性小。
當至少兩個環為1,4-亞環己基時，上限溫度高，光學異方性小，而且黏度小。當至少一個環為1,4-亞苯基時，光學異方性較大，而且配向秩序參數(orientational order parameter)大。當至少兩個環為1,4-亞苯基時，光學異方性大，液晶相的溫度範圍廣，而且上限溫度高。
式(1)中，Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF=CF-、-(CH2 )4 -、-(CH2 )2 CF2 O-、-OCF2 (CH2 )2 -、-CH=CH(CH2 )2 -或-(CH2 )2 CH=CH-。
較佳的Z1 、Z2 以及Z3 為：單鍵、-CH2 CH2 -、-COO-、-OCO-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH=CH-以 及-C≡C-。
更佳的Z1 、Z2 以及Z3 為：單鍵、-CH2 CH2 -、-COO-、-CH2 O-以及-CF2 O-。
最佳的Z1 、Z2 以及Z3 為單鍵。
當Z1 、Z2 以及Z3 中的任一個或全部為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-(CH2 )2 CF2 O-、-OCF2 (CH2 )2 -或-(CH2)4-時，黏度小。當結合基團中的任一個或全部為單鍵、-(CH2 )2 -、-CF2 O-、-OCF2 -或-CH=CH-時，黏度更小。當結合基團中的任一個或全部為單鍵或-(CH2 )2 -時，耐熱性或耐光性優異。當結合基團中的任一個或全部為-CH=CH-時，液晶相的溫度範圍廣，而且彈性常數比K33 /K11 大(K33 ：彎曲彈性常數(bend elastic constant);K11 ：斜展彈性常數(splay elastic constant))。當結合基團中的任一個或全部為-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH(CH2 )2 -或-(CH2 )2 CH=CH-時，光學異方性大。
從可以擴大液晶態範圍、提高上限溫度的角度考慮，-CH=CH-等雙鍵的立體構型較佳的是反式構型。
式(1)中，L1 及L2 獨立地表示氫或鹵素，且L1 及L2 中的至少一個為鹵素。L1 及L2 中的任一個或全部為鹵素，籍此可以增大介電常數異方性。作為鹵素，可以列舉出：氟、氯及溴，從介電常數的角度考慮，較佳的是氟和氯；從穩定性的角度考慮，較佳的是氟。當L1 及L2 中的任一個為氟時，黏度不會上升，介電常數異方性更大，穩定性變高，因此較佳。當L1 和L2 均為氟時，黏度不會上升， 介電常數異方性進一步增大，穩定性變得更高，因此更佳。
式(1)中，n及m獨立地表示0~2的整數，且n與m之和為0~3的整數。當n與m之和為0或1時，黏度小；當n與m之和為1或2時，上限溫度高。
如上所述，藉由適當地選擇末端基團、環結構以及結合基團的種類、環的數目，可以得到具有目標物理性質的化合物。因此，化合物(1)可用作用於PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA等元件的組成物的成分。
化合物(1)之較佳的例子為下述所示的式(1-1)。由於具有上述結構，故在廣泛的溫度範圍內顯示出液晶相，透明點高，黏度小，光學異方性大，介電常數異方性大，並且與其他液晶性化合物的相容性優異。
式中，R為氫、碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為2~12的烯基或碳原子數為1~11的烷氧基；環A1 、環A2 以及環A3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,4-亞環己烯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基；Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -或-CF=CF-; W表示-CH=CH-或-C≡C-; L1 為氫、氟或氯；n及m獨立地表示0~2的整數，且n與m之和為0~3的整數。
式(1-1)中，當R為氫、碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為2~12的烯基或碳原子數為1~11的烷氧基時，在穩定性方面較佳；當R為氫、碳原子數為1~12的烷基時，在穩定性方面更佳。
式(1-1)中，環A1 、環A2 以及環A3 中的任一個或全部為1,4-亞環己基的化合物，其在穩定性優異、具有廣泛的液晶相、透明點高、黏度小方面特別佳。並且由於光學異方性小，因此對間距大的元件有效。
式(1-1)中，環A1 、環A2 以及環A3 中的任一個或全部為1,4-亞苯基的化合物，其在穩定性優異、透明點高、黏度小方面特別佳。並且由於光學異方性大，因此對間距小的元件有效。
式(1-1)中，環A1 、環A2 以及環A3 中的任一個或全部為1,4-亞環己烯基的化合物具有廣泛的液晶相，在透明點高、黏度小方面特別佳。
式(1-1)中，環A1 、環A2 以及環A3 中的至少一個為1,3-二噁烷-2,5-二基的化合物在介電常數異方性大方面特別佳。
式(1-1)中，環A1 、環A2 以及環A3 中的至少一個為四氫吡喃-2,5-二基的化合物，其在介電常數異方性大、與其他液晶性化合物的相容性優異方面特別佳。
式(1-1)中，環A1 、環A2 以及環A3 中的至少一個為嘧啶-2,5-二基的化合物，由於光學異方性大，因此對間距小的元件有效。
式(1-1)中，環A1 、環A2 以及環A3 中的任一個或全部為被氟取代的1,4-亞苯基的化合物，其在與其他液晶性化合物的相容性優異方面特別佳。而且由於光學異方性大，因此對間距小的元件有效。
化合物(1)之更佳的例子為下述化合物(1-2)~(1-10)。由於具有上述結構，故穩定性更優異，在廣泛的溫度範圍內顯示出更廣泛的液晶相，而且黏度不會變大，透明點更高，顯示出適當的光學異方性及更大的介電常數異方性，與其他液晶性化合物的相容性優異。
式中，R獨立地表示：氫、碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為2~12的烯基或碳原子數為1~11的烷氧基；Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、 -CH=CH-、-COO-或-CF2 O-; X1 、X2 、X3 、X4 、X5 以及X6 獨立地表示氫或氟；W獨立地表示-CH=CH-或-C≡C-。
化合物(1-2)~(1-10)中，Z1 、Z2 以及Z3 全部為單鍵的化合物，其在穩定性、廣泛溫度範圍內的液晶相、更高的透明點、大的介電常數異方性方面優異。
化合物(1-2)~(1-10)中，X1 為氟且X2 、X3 、X4 、X5 及X6 為氫的化合物、X1 及X2 為氟且X3 、X4 、X5 及X6 為氫的化合物、X1 及X3 為氟且X2 、X4 、X5 及X6 為氫的化合物、以及X1 、X2 及X3 為氟且X4 、X5 及X6 為氫的化合物，在介電常數異方性大、與其他液晶性化合物的相容性良好方面特別優異。
化合物(1-2)~(1-10)中，W為-CH=CH-的化合物在透明點高、與其他液晶相化合物的相容性良好方面特別優異。
在本說明書中，結構明確的化合物(1)可以藉由適當組合有機合成化學中的方法來進行合成。關於向起始原料中引入目標末端基團、環結構及結合基團的方法，記載在有機合成(Organic Syntheses，John Wiley&Sons，Inc)、有機反應(Organic Reactions，John Wiley&Sons，Inc)、綜合有機合成(Comprehensive Organic Synthesis，Pergamon Press)、新實驗化學講座(丸善)等出版物中。
＜結合基團Z1 、Z2 或Z3 的形成＞ 給出結合基團Z1 、Z2 或Z3 的形成方法之一例。形成結合基團的圖解如下所示。此圖解中，MSG1 或MSG2 為 一價有機基團。圖解中使用的多個MSG1 (或MSG2 )可以相同或不同。化合物(1A)~(1K)對應於液晶性化合物(1)。
＜雙鍵的生成其一＞ 使具有一價有機基團MSG2 的有機鹵化合物(a1)與鎂反應，製備格利雅試劑(Grignard reagent)。藉由使製備的 此格利雅試劑與醛衍生物(a4)或(a5)反應，來合成對應的醇衍生物。然後，使用對甲苯磺酸等酸催化劑，進行所得醇衍生物的脫水反應，從而可以合成對應的具有雙鍵的化合物(1A)或(1B)。
＜雙鍵的生成其二＞ 以丁基鋰或鎂處理有機鹵化合物(a1)，使所得化合物與N,N-二甲基甲醯胺(DMF)等甲醯胺進行反應，得到醛(a6)。然後，使所得的醛(a6)與將磷鎓鹽(a7)或(a8)以第三級丁醇鉀(t-BuOK)等鹼進行處理所得的磷葉立德(phosphorus ylide)反應，可以合成對應的具有雙鍵的化合物(1A)或(1B)。應說明的是，在上述反應中，有時會因反應條件而生成順式異構體，因此當需要得到反式異構體時，根據需要利用習知的方法將順式異構體轉變成反式異構體。
＜單鍵的生成其一＞ 使有機鹵化合物(a1)與鎂反應，製備格利雅試劑。藉由使製備的此格利雅試劑與環己酮衍生物(a2)反應，來合成對應的醇衍生物。然後，使用對甲苯磺酸等酸催化劑，進行所得醇衍生物的脫水反應，從而合成對應的具有雙鍵的化合物(a3)。藉由在拉尼鎳(Raney-Ni)等催化劑的存在下將所得化合物(a3)氫化，可以合成化合物(1C)。應說明的是，環己酮衍生物(a2)例如可以按照日本專利特開昭59-7122號公報所記載之方法進行合成。
＜單鍵的生成其二＞ 以丁基鋰或鎂處理具有一價有機基團MSG1 的有機鹵化合物(a9)，使所得化合物與硼酸三甲酯等硼酸酯反應，再經鹽酸等酸水解，從而得到二羥基硼烷衍生物(a10)。然後，藉由使所得(a10)與有機鹵化合物(a1)在例如包括碳酸鹽水溶液和四(三苯基膦)鈀(Pd(PPh3 )4 )的催化劑存在下進行反應，可以合成化合物(1F)。
另外，藉由使丁基鋰與有機鹵化合物(a9)反應，並進一步與氯化鋅反應後，使所得化合物與化合物(a1)在例如雙三苯基膦二氯鈀(Pd(PPh3 )2 Cl2 )催化劑的存在下進行反應，也可以合成化合物(1F)。
＜-(CH2 )2 -的生成＞ 藉由在鈀碳(Pd/C)等催化劑的存在下將化合物(1A)氫化，可以合成化合物(1D)。
＜-(CH2 )4 -的生成＞ 藉由在Pd/C等催化劑的存在下將化合物(1B)氫化，可以合成化合物(1E)。
＜-CH2 O-或-OCH2 -的生成＞ 用過氧化氫等氧化劑氧化二羥基硼烷衍生物(a10)，得到醇衍生物(a11)。另一途徑是：用硼氫化鈉等還原劑還原醛衍生物(a6)，得到化合物(a12)。將所得化合物(a12)經氫溴酸等鹵化，得到有機鹵化合物(a13)。藉由使如此操作而得到的化合物(a11)與化合物(a13)在碳酸鉀等存在下進行反應，可以合成化合物(1G)。
＜-COO-和-OCO-的生成＞ 使正丁基鋰與化合物(a9)反應，接著與二氧化碳反應，得到羧酸衍生物(a14)。使羧酸衍生物(a14)、化合物(a11)和以相同方法得到的醇衍生物(a15)在DCC(1,3-二環己基碳二亞胺)和DMAP(4-二甲胺基吡啶)的存在下脫水，可以合成具有-COO-的化合物(1H)。利用此方法，也可以合成具有-OCO-的化合物。
＜-CF2 O-和-OCF2 -的生成＞ 將化合物(1H)用拉韋松試劑(Lawesson's reagent)等硫化劑進行處理，得到化合物(a16)。將化合物(a16)經氟化氫吡啶錯合物和NBS(N-溴代琥珀醯亞胺)氟化，可以合成具有-CF2 O-的化合物(1I)。參照M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992, 827.。將化合物(a16)經三氟化(二乙胺基)硫(DAST)氟化也可以合成化合物(1I)。參照W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.。利用此方法，也可以合成具有-OCF2 -的化合物。按照Peer. Kirsch et al., Anbew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480.中記載的方法，也可以生成上述結合基團。
＜-C≡C-的生成＞ 在催化劑Pd(Ph3 P)2 Cl2 和鹵化銅的存在下，使2-甲基-3-丁炔-2-醇與化合物(a9)反應，之後在鹼性條件下進行脫保護，得到化合物(a17)。可以在催化劑Pd(Ph3 P)2 Cl2 和鹵化銅的存在下，使化合物(a1)與化合物(a17)反應，來合成化合物(1J)。
＜-CF=CF-的生成＞ 將化合物(a9)用丁基鋰處理後，與四氟乙烯反應，得到化合物(a18)。將化合物(a1)用丁基鋰處理後，使之與化合物(a18)反應，可以合成化合物(1K)。
[液晶性化合物(a)的製造方法] 以下給出液晶性化合物(a)、即式(1)所示的W為-CH=CH-的液晶性化合物(b6)的製造例。其中，在下述反應路徑中，R、環A1 、環A2 、環A3 、Z1 、Z2 、Z3 、L1 、L2 、n以及m的意義同上。
藉由使乙基二苯基次亞膦酸酯(b1)與1,1,1-三氟-2-碘乙烷(b2)反應，得到2,2,2-三氟乙基二苯基氧化膦(b3)。另一途徑是：將化合物(b4)經丁基鋰鋰化，再使其與N,N-二甲基甲醯胺(DMF)反應，得到醛衍生物(b5)。藉由使化合物(b3)和化合物(b5)在氟化四丁基銨(TBAF)的存在下進行反應，可以製造本發明之液晶性化合物(a)之一例-具有三氟丙烯基的化合物(b6)。
進一步給出液晶性化合物(a)、即式(1)所示的W為-C≡C-的液晶性化合物(b9)的製造例。其中，在下述反應路徑中，R、環A1 、環A2 、環A3 、Z1 、Z2 、Z3 、L1 、L2 、n 以及m的意義同上。
使用四溴化碳(CBr4 )和三苯基膦(Ph3 P)將醛衍生物(b5)轉化為苯乙烯衍生物(b7)。藉由使用第三級丁醇鉀(t-BuOK)等鹼使所得化合物(b7)脫溴化氫，得到化合物(b8)。藉由在碘化銅和氟化鉀的存在下使化合物(b8)與三甲基(三氟甲基)矽烷反應，可以製造本發明之液晶性化合物(a)之一例-具有三氟丙炔基的化合物(b9)。
第二，進一步說明本發明之組成物。此組成物之成分可以僅是選自化合物(1)的兩種或兩種以上的多種化合物。較佳的組成物含有1~99%的選自化合物(1)的至少一種化合物。此組成物可以進一步含有選自化合物(2)~(13)之組群的成分。在製備組成物時，考慮化合物(1)的介電常數異方性來選擇成分。
含有介電常數異方性正向大的化合物(1)之較佳組成物如下。此較佳的組成物含有選自化合物(2)、(3)及(4)之組群的至少一種化合物。其他較佳的組成物含有選自化合物(5)之組群的至少一種化合物。其他較佳的組成物含有選自上述兩組群之每一組群的至少兩種化合物。上述組成物可以進一步含有選自化合物(11)、(12)及(13)之組群的至少 一種化合物，以調整液晶相的溫度範圍、黏度、光學異方性、介電常數異方性、啟始電壓等。為了進一步調整物理性質，上述組成物可以進一步含有選自化合物(6)~(10)之組群的至少一種化合物。為了使上述組成物適用於AM-TN元件、STN元件等，其中可以進一步含有其他液晶性化合物、添加劑等化合物。
其他較佳的組成物含有選自化合物(11)、(12)及(13)之組群的至少一種化合物。為了進一步調整物理性質，此組成物可以進一步含有選自化合物(2)、(3)及(4)之組群的至少一種化合物。為了使此組成物適用於AM-TN元件、STN元件等，其中可以進一步含有其他液晶性化合物、添加劑等化合物。
其他較佳的組成物含有選自化合物(11)、(12)及(13)之組群的至少一種化合物。為了進一步調整物理性質，此組成物可以進一步含有選自化合物(5)之組群的至少一種化合物。為了使此組成物適用於AM-TN元件、STN元件等，其中可以進一步含有其他液晶性化合物、添加劑等化合物。
其他較佳的組成物含有選自化合物(6)~(10)之組群的至少一種化合物。此組成物可以進一步含有選自化合物(11)、(12)及(13)之組群的至少一種化合物。為了進一步調整物理性質，此組成物可以進一步含有選自化合物(2)~(5)之組群的至少一種化合物。為了使此組成物適用於VA元件等，其中可以進一步含有其他液晶性化合物、添加劑等化合物。
化合物(2)、(3)以及(4)由於介電常數異方性正向大，因此主要用於AM-TN元件用的組成物。此組成物中，上述化合物的比例為1~99%的範圍。較佳的比例為10~97%的範圍。更佳的比例為20~60%的範圍。向此組成物中進一步添加化合物(11)、(12)或(13)時，此化合物之較佳比例為小於等於60%。更佳的比例為小於等於40%。
化合物(5)由於介電常數異方性正向非常大，因此主要用於STN元件用的組成物。此組成物中，上述化合物的比例為1~99%的範圍。較佳的比例為10~97%的範圍。更佳的比例為40~95%的範圍。向此組成物中進一步添加化合物(11)、(12)或(13)時，此化合物之較佳比例為小於等於60%。更佳的比例為小於等於40%。
化合物(6)~(10)由於介電常數異方性為負，因此主要用於VA元件用的組成物。上述化合物之較佳比例為小於等於80%。更佳的比例為40~80%。向此組成物中進一步添加化合物(11)、(12)或(13)時，此化合物之較佳比例為小於等於60%。更佳的比例為小於等於40%。
化合物(11)、(12)以及(13)的介電常數異方性小。化合物(11)主要是用於調整黏度或光學異方性。化合物(12)及(13)是用於提高上限溫度以擴大液晶相的溫度範圍，或者是用於調整光學異方性。若增加化合物(11)、(12)及(13)的比例，則組成物的啟始電壓變高，黏度變小。因此，只要滿足組成物之啟始電壓的要求值，就可以大量使用。
作為較佳的化合物(2)，可以列舉出：化合物(2-1)~ (2-16)；作為較佳的化合物(3)，可以列舉出：化合物(3-1)~(3-112)；作為較佳的化合物(4)，可以列舉出：化合物(4-1)~(4-52)；作為較佳的化合物(5)，可以列舉出：化合物(5-1)~(5-62)；作為較佳的化合物(6)，可以列舉出：化合物(6-1)~(6-6)；作為較佳的化合物(7)，可以列舉出：化合物(7-1)~(7-16)；作為較佳的化合物(8)，可以列舉出：化合物(8-1)~(8-3)；作為較佳的化合物(9)，可以列舉出：化合物(9-1)~(9-3)；作為較佳的化合物(10)，可以列舉出：化合物(10-1)~(10-3)；作為較佳的化合物(11)，可以列舉出：化合物(11-1)~(11-11)；作為較佳的化合物(12)，可以列舉出：化合物(12-1)~(12-18)；作為較佳的化合物(13)，可以列舉出：化合物(13-1)~(13-6)。
在上述化合物中，記號R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、M1 及M2 的意義與化合物(2)~(13)中的這些記號的意義相同。
本發明之組成物按照習知的方法進行製備。例如，將作為成分的化合物混合，藉由加熱使彼此溶解。可以向組成物中加入適當的添加劑，以調整組成物的物理性質。上述添加劑為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知。可以添加部花青(merocyanine)、苯乙烯基(styryl)、偶氮(azo)、甲亞胺(azomethine)、氧化偶氮基(azoxy)、喹酞酮(quinophthalone)、蒽酮(anthraquinone)、四嗪(tetrazine)等作為化合物的二色性色素，以製備GH元件用的組成物。 另一方面，為了誘起液晶的螺旋結構以給與必需的扭轉角，而添加手性摻雜劑。手性摻雜劑的例子有：例如下述光學活性化合物(Op-1)~(Op-13)。
向組成物中添加手性摻雜劑以調整螺旋間距。TN元 件及TN-TFT元件用的較佳的間距為40~200μm的範圍。STN元件用的較佳的間距為6~20μm的範圍。BTN元件用的較佳的間距為1.5~4μm的範圍。向PC元件用的組成物中添加較多量的手性摻雜劑。為了調整間距的溫度依賴性，可以添加至少兩種手性摻雜劑。
另外，本發明之液晶組成物中，可以進一步添加消泡劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑等添加劑。
當本發明之液晶組成物中添加有消泡劑時，在液晶組成物的搬運中或由該液晶組成物製造液晶顯示元件的製程中可以抑制起泡。
當本發明之液晶組成物中添加有紫外線吸收劑或抗氧化劑時，可以防止液晶組成物或包括該液晶組成物的液晶顯示元件發生劣化。例如，在加熱液晶組成物時，抗氧化劑可以抑制電阻率值的下降。
作為紫外線吸收劑，可以列舉出：二苯甲酮(benzophenone)系紫外線吸收劑、苯甲酸酯(benzoate)系紫外線吸收劑、三唑(triazole)系紫外線吸收劑等。
二苯甲酮系紫外線吸收劑的例子有：2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮。
苯甲酸酯系紫外線吸收劑的例子有：2,4-二第三級丁基苯基-3,5-二第三級丁基-4-羥基苯甲酸酯。
三唑系紫外線吸收劑的例子有：2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯並三唑、2-[2-羥基-3-(3,4,5,6-四羥基鄰苯二甲醯亞胺-甲基)-5-甲基苯基]苯並三唑以及2-(3-第三級丁基-2-羥基-5- 甲基苯基)-5-氯苯並三唑。
抗氧化劑可以列舉出：酚系抗氧化劑、有機硫系抗氧化劑等。
酚系抗氧化劑的例子有：2,6-二第三級丁基-4-甲基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-乙基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-丙基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-丁基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-戊基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-己基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-庚基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-辛基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-壬基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-癸基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-十一烷基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-十二烷基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-十三烷基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-十四烷基苯酚、2,6-二第三級丁基-4-十五烷基苯酚、2,2'-亞甲基雙(6-第三級丁基-4-甲苯酚)、4,4'-亞丁基雙(6-第三級丁基-3-甲苯酚)、2,6-二第三級丁基-4-(2-十八烷氧羰基)乙基苯酚以及季戊四醇四[3-(3,5-二第三級丁基-4-羥苯基)丙酸酯]。
有機硫系抗氧化劑的例子有：二月桂基-3,3'-硫代丙酸酯、二肉豆蔻基-3,3'-硫代丙酸酯、二硬脂醯基-3,3'-硫代丙酸酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)以及2-巰基苯並咪唑。
紫外線吸收劑、抗氧化劑等所代表的添加劑的添加量可以為不損及本發明之目的、且能夠達到添加添加劑之目的的量的範圍。
例如，添加紫外線吸收劑或抗氧化劑時，其添加比例 以本發明之液晶組成物的總重量為基準，通常為10~500ppm的範圍，較佳的是30~300ppm的範圍，更佳的是40~200ppm的範圍。
[液晶組成物的製造方法] 本發明之液晶組成物可如下製備：當構成各成分的化合物為液體時，可藉由將各化合物混合、振盪來進行製備；當構成各成分的化合物包括固體時，將各化合物混合，藉由加熱溶解使彼此成為液體，之後振盪來進行製備。本發明之液晶組成物也可以利用其他習知的方法進行製備。
[液晶顯示元件] 本發明之液晶組成物，不僅可用於具有PC模式、TN模式、STN模式、OCB模式等工作模式且以AM方式驅動的液晶顯示元件，還可用於具有PC模式、TN模式、STN模式、OCB模式、VA模式、IPS模式等工作模式且以被動式矩陣(PM)方式驅動的液晶顯示元件。
上述AM方式以及PM方式的液晶顯示元件也可適用於反射型、透過型、半透過型等任一種類型的液晶顯示器等。
本發明之液晶組成物還可用於：使用添加有導電劑之液晶組成物的動態散射(dynamic scattering，DS)模式元件、將液晶組成物微囊化而製作的曲線定向向列相(nematic curvilinear aligned phase，NCAP)元件或液晶組成物中形成有三維網狀高分子的聚合物分散(polymer dispersed，PD)元件，例如聚合物網路(polymer network， PN)元件。
應說明的是，在以TN模式、VA模式等驅動的液晶顯示元件中，電場方向與液晶層垂直。另一方面，在以IPS模式等驅動的液晶顯示元件中，電場方向與液晶層平行。應說明的是，以VA模式驅動的液晶顯示元件的結構報導在K. Ohmuro，S. Kataoka, T. Sasaki and Y. Koike, SID' 97 Digest of Technical Papers, 28, 845 (1997)中，以IPS模式驅動的液晶顯示元件的結構報導在國際公開91/10936號小冊子(family:US5576867)中。
[液晶性化合物(a)的實施例] 以下，藉由實施例來進一步詳細說明本發明，但本發明並不受限於這些實施例。應說明的是，只要沒有特別說明，則「%」是指「重量百分比(wt%)」。
所得化合物是根據由1 H-NMR分析得到的核磁共振圖譜、由氣相色譜法(GC)分析得到的氣相色譜圖等進行鑒定，因此首先對分析方法進行說明。
1 H-NMR分析：測定裝置使用DRX-500(Bruker．Biospin(股)公司製)。測定時，將實施例等中製造的樣品溶解於CDCl3 等樣品可溶的氘化溶劑中，在室溫、500MHz、累計次數為24次的條件下進行測定。應說明的是，在所得核磁共振圖譜的說明中，s為單線峰(singlet)，d為雙線峰(doublet)，t為三線峰(triplet)，q為四線峰(quartet)，m為多重峰(multiplet)。另外，使用四甲基矽烷(TMS)作為化學偏移δ值之零點的標準物質。
GC分析：測定裝置使用島津製作所製的GC-14B型氣相色譜儀。柱使用島津製作所製的毛細管柱CBP1-M25-025(長為25m，內徑為0.25mm，膜厚為0.25μm；固定液相為二甲基聚矽氧烷；無極性)。載氣使用氦，流量調整至1ml/分鐘。試樣氣化室的溫度設定為300℃，檢測器(FID)部分的溫度設定為300℃。
將試樣溶解於甲苯中，調整為1wt%的溶液，將1μl所得溶液注入到試樣氣化室中。
記錄儀使用島津製作所製的C-R6A型Chromatopac或其同等品。在所得氣相色譜圖中顯示出成分化合物所對應的峰的保留時間以及峰面積值。
應說明的是，作為試樣的稀釋溶劑，例如可以使用氯仿、己烷。柱可以使用Agilent Technologies Inc.製的毛細管柱DB-1(長度為30m，內徑為0.25mm，膜厚為0.25μm)、Agilent Technologies Inc.製的HP-1(長度為30m，內徑為0.32mm，膜厚為0.25μm)、Restek Corporation製的Rtx-1(長度為30m，內徑為0.32mm，膜厚為0.25μm)、SGE International Pty. Ltd製的BP-1(長度為30m，內徑為0.32mm，膜厚為0.25μm)等。
氣相色譜圖中的峰面積比對應於成分化合物的比例。通常，分析樣品之成分化合物的重量百分比(wt%)與分析樣品之各峰的面積百分比並不完全相同，但在本發明中，當使用上述柱時，補正係數實質上為1，因此分析樣品中的成分化合物之重量百分比與分析樣品中的各峰之面積百分 比大致對應。這是由於作為成分的液晶性化合物中的補正係數不存在大的差異的緣故。為了藉由氣相色譜圖更正確地求出液晶組成物中的液晶性化合物之組成比，採用氣相色譜圖的內標法。對正確稱量的一定量各液晶性化合物成分(被檢成分)和作為基準的液晶性化合物(基準物質)同時進行氣相色譜測定，預先算出所得被檢成分之峰與基準物質之峰的面積比的相對強度。若使用相對於基準物質的各成分之峰面積的相對強度進行補正，則可以藉由氣相色譜分析更正確地求出液晶組成物中的液晶性化合物之組成比。
[液晶性化合物等的物理性質值的測定試樣] 作為測定液晶性化合物的物理性質值的試樣，有以下兩種情況：以化合物本身作為試樣；以及將化合物和母液晶混合作為試樣。
在後一種情況下、即，使用將化合物和母液晶混合的試樣時，按照以下方法進行測定。首先，將15wt%的所得液晶性化合物和85wt%的母液晶混合來製作試樣。然後，按照下式所示的外插法，由所得試樣的測定值計算外插值。將此外插值作為此化合物的物理性質值。
＜外插值＞=(10＜試樣的測定值＞-＜母液晶的wt%＜母液晶的測定值＞)/＜液晶性化合物的wt%＞
即使液晶性化合物與母液晶的比例為此比例，但近晶相或結晶在25℃也會析出，在此情況下，將液晶性化合物與母液晶的比例依次變更為10wt%:90wt%、5wt%:95 wt%、1wt%:99wt%，以近晶相或結晶在25℃不會析出之組成測定試樣的物理性質值，根據上式求出外插值，將其作為液晶性化合物的物理性質值。
用於測定的母液晶有多種，例如，母液晶A的組成(wt%)如下。
母液晶A：
[液晶性化合物等的物理性質值的測定方法] 物理性質值的測定按下述方法來進行。這些測定方法大多是日本電子機械工業會規格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ․ED-2521A中記載的方法或對其進行修飾的方法。另外，在用於測定的TN元件中並沒有安裝TFT。
測定值中，當以液晶性化合物本身作為試樣時，記錄所得值作為實驗資料。當以液晶性化合物與母液晶的混合物作為試樣時，記錄由外插法得到的值作為實驗資料。
相結構及相變溫度(℃)：按以下(1)及(2)的方法進行測定。
(1)將化合物放在具備偏光顯微鏡之熔點測定裝置的熱板(梅特勒-托利多公司FP-52型熱工作臺(hot-stage))上，一邊以3℃/分鐘的速度進行加熱，一邊用偏光顯微鏡觀察相狀態及其變化，特定液晶相的種類。
(2)使用PerkinElmer公司製掃描量熱計DSC-7系統或Diamond DSC系統，以3℃/分鐘的速度進行升降溫，藉由外插求出隨著試樣的相變化而出現的吸熱峰或發熱峰的起始點(on set)，確定相變溫度。
以下，將結晶記作C，為進一步區別結晶時，分別記作C1 或C2 。另外，近晶相記作S，向列相記作N。液體(等方性的)記作Iso。在近晶相中，為區別近晶B相或近晶A相時，分別記作SB 或SA 。作為相變溫度的表記，例如，「C 50.0N 100.0 Iso」表示由結晶到向列相的相變溫度(CN)為50.0℃、由向列相到液體的相變溫度(NI)為100.0℃。其他表記亦同。
向列相的上限溫度(TNI ;℃)：將試樣(液晶性化合物與母液晶的混合物)放在具備偏光顯微鏡之熔點測定裝置的熱板(梅特勒-托利多FP-52型熱工作臺)上，一邊以1℃/分鐘的速度進行加熱，一邊觀察偏光顯微鏡。將一部分試樣由向列相變為等方性液體時的溫度作為向列相的上限溫度。以下有時會將向列相的上限溫度僅簡寫為「上限溫度」。
低溫相容性：將母液晶和液晶性化合物混合來製作試樣，使液晶性化合物的量為20wt%、15wt%、10wt%、5 wt%、3wt%以及1wt%，並將試樣裝入玻璃瓶中。將此玻璃瓶在-10℃或-20℃的冷凍機中保管一定時間後，觀察是否析出結晶或近晶相。
粘度(η;20℃下測定；mPa．s)：使用E型旋轉粘度計測定液晶性化合物與母液晶的混合物。
光學異方性(折射率異方性；25℃下測定；Δn)：在25℃的溫度下，使用波長為589nm的光，以目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計進行測定。單方向擦拭主棱鏡的表面後，向主棱鏡上滴加試樣(液晶性化合物與母液晶的混合物)。當偏光方向與擦拭方向平行時測定折射率(n∥)。當偏光方向與擦拭方向垂直時測定折射率(n⊥)。光學異方性(Δn)值由式Δn=n∥-n⊥算出。
介電常數異方性(Δε;25℃下測定)：將試樣(液晶性化合物與母液晶的混合物)裝入兩塊玻璃基板的間隔(gap)為約9μm、扭轉角(twist angle)為80度的液晶盒中。對此盒施加20伏的電壓，測定液晶分子在長軸方向的介電常數(ε∥)。對此盒施加0.5伏的電壓，測定液晶分子在短軸方向的介電常數(ε⊥)。介電常數異方性值由式Δε=ε∥-ε⊥算出。
【實施例1】
反式-4'-[3,5-二氟-4-(3,3,3-三氟丙烯基)苯基]-反式-4-丙基雙環己烷(trans-4'-[3,5-difluoro-4-(3,3,3,-trifluoro propenyl)phenyl]-trans-4-propylbicyclohexyl)(No.2.23)的合成
第1製程 向氬氣環境的反應器中裝入20.0g的乙基二苯基次亞膦酸酯(b1)和36.5g的1,1,1-三氟-2-碘乙烷(b2)，於室溫下攪拌4天。所得混合物藉由以乙酸乙酯為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化，藉由從甲苯和庚烷的混合溶劑(甲苯：庚烷=1:1(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到12.6g的2,2,2-三氟乙基二苯基氧化膦(b3)。由化合物(b1)計算的產量為51.2%。
第2製程 向氮氣環境下的反應器中加入11.5g充分乾燥的鎂和100ml的THF，加熱至52℃。在43℃~48℃的溫度範圍內向其中緩慢滴加91.3g的溶解於300ml THF中的1-溴-3,5-二氟苯(T1)，再攪拌120分鐘。接下來，在35℃~45 ℃的溫度範圍內緩慢滴加100.0g的溶解於100ml THF中的反式-4'-丙基二環己基-4-酮(T2)，再攪拌30分鐘。將所得反應混合物冷卻至30℃，之後添加到裝有於0℃下冷卻的900ml的1N鹽酸和800ml甲苯的容器中混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層，進行萃取操作。分離收集所得的有機層，用水、2N的氫氧化鈉水溶液、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。之後，減壓下蒸餾除去溶劑，得到142.0g的4-(3,5-二氟苯基)-反式-4'-丙基二環己基-4-醇(T3)。所得化合物(T3)為黃色固體。
第3製程 將131.0g的化合物(T3)、2.6g的對甲苯磺酸(p-TsOH)及400ml的甲苯混合，一邊除去餾出的水，一邊將此混合物加熱回流2小時。將反應混合物冷卻至30℃後，向所得液體中加入300ml的水和200ml的甲苯，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用2N的氫氧化鈉水溶液、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。之後，減壓下蒸餾除去溶劑，將所得殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從乙酸乙酯和庚烷的混合溶劑(乙酸乙酯：庚烷=1:3(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到87.4g的4-(3,5-二氟苯基)-反式-4'-丙基二環己基-3-烯(T4)。由化合物(T2)計算的產量為66.2%。
第4製程 將62.9g的化合物(T4)、180ml的甲苯、180ml的Solmix A-11(日本ァルコ-ル販賣(股)公司製)以及3.0g的拉尼鎳混合，在氫氣環境下攪拌48小時。濾除拉尼鎳後，將所得濾液在減壓下濃縮。所得殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從Solmix A-11和庚烷的混合溶劑(Solmix A-11：庚烷=1:2(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到40.9g的反式-4'-(3,5-二氟苯基)-反式-4-丙基雙環己烷(T5)。由化合物(T4)計算的產量為64.6%。
第5製程 在氮氣環境下，將9.0g的化合物(T4)和60ml的THF混合，冷卻至-65℃。之後，在-65℃~-55℃的溫度範圍內滴加21.1ml的1.6M正丁基鋰-正己烷溶液，再於-70℃下攪拌90分鐘。接下來，在-60℃~-52℃的溫度範圍內滴加4.1g的DMF，再於-10℃下攪拌30分鐘。之後，將反應液注入到於0℃下冷卻的100ml的1N鹽酸和200ml甲苯的混合液中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。 將所得溶液在減壓下濃縮，藉由將所得殘餘物從庚烷中再結晶來進行純化，之後乾燥，得到9.5g的2,6-二氟-反式-4-(反式-4'-丙基二環己基-4-基)苯甲醛(T6)。由化合物(T5)計算的產量為87.6%。
第6製程 在氮氣環境下，向反應器中加入61.6g的分子篩4A(molecular sieve 4A，MS4A)和77.2g的1.0M氟化四丁基銨THF溶液(TBAF)，室溫下攪拌20小時。之後，在20℃~27℃的溫度範圍內滴加100ml的溶解有3.2g的化合物(T6)及4.4g的化合物(b3)的THF溶液，再於室溫下攪拌1小時。從所得的反應液中濾除MS4A，向濾液中加入500ml的水和300ml的甲苯，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。之後，減壓下蒸餾除去溶劑，得到4.3g的淡黃色固體。所得殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化，藉由從Solmix A-11和庚烷的混合溶劑(Solmix A-11：庚烷=1:2(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到1.7g的反式-4'-[3,5-二氟-4-(3,3,3-三氟丙烯基)苯基]-反式-4-丙基雙環己烷(No.2.23)。由化合物(T6)計算的產量為48.1%。
所得化合物(No.2.23)的相變溫度如下。
相變溫度：C 106.9N 170.6 Iso。
1 H-NMR分析的化學位移δ (ppm)如下，可以判定所得化合物為反式-4'-[3,5-二氟-4-(3,3,3-三氟丙烯基)苯基]-反式-4-丙基雙環己烷。應說明的是，測定溶劑為CDCl3 。
化學位移δ (ppm);7.21-7.17 (m,1H), 6.69 (d,2H), 6.54-6.47 (m,1H), 2.43 (tt,1H), 1.91-1.84 (m,4H), 1.78-1.71 (m,4H), 1.40-1.23 (m,4H), 1.19-0.95 (m,9H), 0.89-0.82 (m,5H).
【實施例2】
液晶性化合物(No.2.23)的物理性質 將上述作為母液晶A而記載的5種化合物混合，製備具有向列相的母液晶A。此母液晶A的物理性質如下。
上限溫度(TNI )=71.7℃；光學異方性(Δn)=0.137；介電常數異方性(Δε)=11.0。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的實施例1所得之反式-4'-[3,5-二氟-4-(3,3,3-三氟丙烯基)苯基]-反式-4-丙基雙環己烷(No.2.23)的液晶組成物B。測定所得液晶組成物B的物理性質值，藉由將測定值外插，算出液晶性化合物(No.2.23)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=127.0℃；光學異方性(Δn)=0.150；介電常數異方性(Δε)=19.4。
由此結果可知：液晶性化合物(No.2.23)的上限溫度(TNI )高，光學異方性(Δn)大，介電常數異方性(Δε)大。
【實施例3】
3,5,2'-三氟-4'-(反式-4-丙基環己基)-4-(3,3,3-三氟丙烯基)聯苯(No.2.47)的合成
第1製程 向氮氣環境下的反應器中加入12.6g充分乾燥的鎂和100ml的THF，加熱至48℃。在45℃~55℃的溫度範圍內向其中緩慢滴加100.0g的溶解於500ml THF中的化合物(T1)，再攪拌120分鐘。向另一反應器中加入300ml的THF和80.8g的硼酸三甲酯，在-70℃下攪拌。在-70℃~-60℃的溫度範圍內向其中緩慢滴加先前所得之格利雅試劑的THF溶液，再於0℃下攪拌120分鐘。將所得反應混合物注入到裝有於0℃下冷卻的3000ml的1N鹽酸和3000ml乙酸乙酯的容器中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層，進行萃取操作。分離收集所得的有機層，用食鹽水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。之後，減壓下蒸餾除去溶劑，得到52.5g的3,5-二氟苯基硼酸(T7)。所得化合物(T7)為黃色固體。
第2製程 向氮氣環境下的反應器中加入20.8g充分乾燥的鎂和200ml的THF，加熱至55℃。在47℃~58℃的溫度範圍內向其中緩慢滴加149.8g的溶解於400ml THF中的1-溴-3-氟苯(T8)，再攪拌60分鐘。之後，在55℃~59℃的溫度範圍內緩慢滴加100.0g的溶解於100ml THF中的4-丙基環己酮(T9)，再攪拌30分鐘。將所得反應混合物冷卻至30℃，之後注入到裝有於0℃下冷卻的2000ml的1N鹽酸和1500ml甲苯的容器中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層，進行萃取操作。分離收集所得的有機層，用水、2N的氫氧化鈉水溶液、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。之後，減壓下蒸餾除去溶劑，得到171.6g的1-(3-氟苯基)-4-丙基環己醇(T10)。
第3製程 將171.6g的化合物(T10)、2.0g的對甲苯磺酸(p-TsOH)及800ml的甲苯混合，一邊除去餾出的水，一邊將此混合物加熱回流2小時。將反應混合物冷卻至30℃後，向所得液體中加入700ml的水和200ml的甲苯，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用2N的氫氧化鈉水溶液、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。之後，減壓下蒸餾除去溶劑，所得殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化，之後乾燥，得到108.0g的1-氟-3-(4-丙基環六-1-烯基)苯(T11)。由化合物(T9)計算的產量為69.4%。
第4製程 將108.0g的化合物(T11)、300ml的甲苯、300ml的Solmix A-11以及2.0g的5% Pd/C混合，在氫氣環境下攪拌24小時。濾除5% Pd/C後，將所得濾液在減壓下濃縮。所得殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化，得到106.5g的無色透明液體。將106.5g的該液體和400ml的1,2-二氯乙烷(EDC)混合，在10℃下攪拌。向其中加入19.3g的氯化鋁，攪拌60分鐘。將反應混合液注入到裝有1000ml的1N鹽酸和400ml的EDC的容器中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層，進行萃取操作。分離收集所得的有機層，用水、2N的氫氧化鈉水溶液、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。之後，減壓下蒸餾除去溶劑，所得殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化，之後乾燥，得到76.5g的1-氟-3-(反式-4-丙基環己基)苯(T12)。由化合物(T11)計算的產量為70.3%。
第5製程 在氮氣環境下，將76.5g的化合物(T11)和500ml的THF混合，冷卻至-73℃。之後，在-73℃~-65℃的溫度範圍內滴加382ml的1.0M第二級丁基鋰-環己烷-正己烷溶液，再於-70℃下攪拌120分鐘。接下來，在-75℃~-58℃的溫度範圍內滴加114.6g的溶解於200ml THF中的碘，再於-10℃下攪拌60分鐘。之後，將反應液注入到於0℃下冷卻的1500ml的水和1000ml甲苯的混合液中，混合。 之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用5%的硫代硫酸鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，所得殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化，之後乾燥，得到63.8g的2-氟-1-碘-4-(反式-4-丙基環己基)苯(T13)。由化合物(T12)計算的產量為53.0%。
第6製程 在氮氣環境下，向反應器中加入50.0g的化合物(T13)、39.9g的碳酸鉀、0.6g的5% Pd/C及200ml的Solmix A-11，在63℃下攪拌。在63℃~73℃的溫度範圍內向其中滴加溶解於100ml Solmix A-11中的化合物(T7)，再加熱回流2小時。將反應液冷卻至25℃後，濾除碳酸鉀及5% Pd/C，向濾液中加入500ml的甲苯和500ml的水，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，所得殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從Solmix A-11和庚烷的混合溶劑(Solmix A-11：庚烷=1:2(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到35.3g的2,3',5'-三氟-4-(反式-4-丙基環己基)聯苯(T14)。由化合物(T13)計算的產量為73.6%。
所得化合物(T14)的相變溫度如下。
相變溫度：C 60.2 Iso。
第7製程 在氮氣環境下，將15.0g的化合物(T14)和100ml的THF混合，冷卻至-65℃。之後，在-65℃~-55℃的溫度範圍內滴加34.5ml的1.6M正丁基鋰-正己烷溶液，再於-65℃下攪拌60分鐘。接下來，在-60℃~-55℃的溫度範圍內滴加6.6g的DMF，再於0℃下攪拌60分鐘。將所得反應混合物注入到於0℃下冷卻的200ml的1N鹽酸和200ml甲苯的混合液中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，所得殘餘物藉由從庚烷和THF的混合溶劑(庚烷：THF=3:1(體積比))中再結晶來進行純化，之後乾燥，得到10.6g的3,5,2'-三氟-4'-(反式-4-丙基環己基)聯苯-4-甲醛(T15)。由化合物(T14)計算的產量為65.3%。
所得化合物(T15)的相變溫度如下。
相變溫度：C 113.7 Iso。
第8製程 在氮氣環境下，向反應器中加入112.4g的分子篩4A(MS4A)和140ml的1.0M氟化四丁基銨THF溶液(TBAF)，室溫下攪拌20小時。之後，在10℃~17℃的溫度範圍內滴加90ml的溶解有5.1g的化合物(T15)及6.0g的化合物(b3)的THF溶液，再於室溫下攪拌1小時。從所 得反應混合物中濾除MS4A，向濾液中加入500ml的水和500ml的甲苯，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。之後，減壓下蒸餾除去溶劑，所得殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從Solmix A-11和庚烷的混合溶劑(Solmix A-11：庚烷=1:2(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到3.1g的3,5,2'-三氟-4'-(反式-4-丙基環己基)-4-(3,3,3-三氟丙烯基)聯苯(No.2.47)。由化合物(T15)計算的產量為51.6%。
所得化合物(No.2.47)的相變溫度如下。
相變溫度：C1 45.8 C2 82.3 N 123.8 Iso。
1 H-NMR分析的化學位移δ (ppm)如下，可以判定所得化合物為3,5,2'-三氟-4'-(反式-4-丙基環己基)-4-(3,3,3-三氟丙烯基)聯苯。應說明的是，測定溶劑為CDCl3 。
化學位移δ (ppm);7.33 (t,1H), 7.24 (dd,1H), 6.17 (d,2H), 7.09-7.01 (m,2H), 6.63-6.56 (m,1H), 2.53-2,48 (m,1H), 1.93-1.87 (m,4H), 1.54-1.20 (m,7H), 1.10-1.01 (m,2H), 0.90 (t,3H).
【實施例4】
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的實施例3所得之3,5,2'-三氟-4'-(反式-4-丙基環己基)-4-(3,3,3-三氟丙烯基)聯苯(No.2.47)的液晶組成物C。測定所得液晶組成物 C的物理性質值，藉由將測定值外插，算出液晶性化合物(No.2.47)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=94.4℃；光學異方性(Δn)=0.190；介電常數異方性(Δε)=24.3。
由此結果可知：液晶性化合物(No.2.47)的上限溫度(TNI )高，光學異方性(Δn)大，介電常數異方性(Δε)大。
【實施例5】
3,5,2'-三氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.2.108)的合成
第1製程 在氮氣環境下，向反應器中加入200.0g的4-丙基苯基硼酸(T16)、177.8g的1-溴-3-氟苯(T8)、281.9g的碳酸鉀、7.2g的Pd(Ph3 P)2 Cl2 、600ml的甲苯和600ml的Solmix A-11，加熱回流2小時。將反應液冷卻至25℃後，注入到2000ml的水和1000ml的甲苯中，混合。之後，靜置，使 其分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從Solmix A-11中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到175.5g的3-氟-4'-丙基聯苯(T17)。由化合物(T8)計算的產量為80.3%。
第2製程 向氮氣環境下的反應器中加入化合物(T17)和1000ml的THF，冷卻至-71℃。在-71℃~-62℃的溫度範圍內向其中滴加1000ml的1.0M第二級丁基鋰-環己烷-正己烷溶液，再攪拌120分鐘。接下來，在-70℃~-59℃的溫度範圍內滴加127.6g的硼酸三甲酯，再攪拌180分鐘。將所得反應混合物回復至0℃後，注入到裝有於0℃下冷卻的3000ml的1N鹽酸和3000ml乙酸乙酯的容器中，混合。 之後，靜置，使分離成有機層和水層，進行萃取操作。分離收集所得的有機層，用食鹽水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。之後，減壓下蒸餾除去溶劑，得到115.9g的苯基硼酸衍生物(T18)。
第3製程 在氮氣環境下，向反應器中加入74.8g的1-溴-3,5-二氟苯(T1)、107.1g的碳酸鉀、1.4g的Pd(Ph3 P)2 Cl2 和400ml的Solmix A-11，在60℃下攪拌。在63℃~65℃的溫度範圍內向其中滴加溶解於500ml Solmix A-11中的化合物 (T18)，再加熱回流2小時。將反應液冷卻至25℃後，注入到1000ml的甲苯和1000ml的水的混合液中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，殘餘物藉由以庚烷和甲苯的混合溶劑(庚烷：甲苯=4:1(體積比))為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從Solmix A-11和庚烷的混合溶劑(Solmix A-11：庚烷=1:2(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到72.7g的3,5,2'-三氟-4"-丙基-[1,1';4',1"]三聯苯(T19)。 由化合物(T18)計算的產量為57.5%。
所得化合物(T19)的相變溫度如下。
相變溫度：C 57.7 SA 62.4 Iso。
第4製程 在氮氣環境下，將26.1g的化合物(T19)和200ml的THF混合，冷卻至-70℃。之後，在-70℃~-63℃的溫度範圍內滴加60ml的1.6M正丁基鋰-正己烷溶液，再於-65℃下攪拌120分鐘。接下來，在-65℃~-55℃的溫度範圍內滴加11.7g的DMF，再於0℃下攪拌60分鐘。之後，注入到於0℃下冷卻的400ml的1N鹽酸和300ml甲苯的混合溶液中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，所得殘餘物藉由從庚烷和 THF的混合溶劑(庚烷：THF=1:1(體積比))中再結晶來進行純化，之後乾燥，得到19.5g的3,5,2'-三氟-4"-丙基-[1,1';4',1"]三聯苯-4-甲醛(T20)。由化合物(T19)計算的產量為68.9%。
第5製程 在氮氣環境下，向反應器中加入116.4g的分子篩4A(MS4A)和145ml的1.0M氟化四丁基銨THF溶液(TBAF)，室溫下攪拌20小時。之後，在5℃~10℃的溫度範圍內滴加90ml的溶解有5.2g的化合物(T20)及6.0g的化合物(b3)的THF溶液，再於室溫下攪拌1小時。從所得反應混合液中濾除MS4A，向濾液中加入500ml的水和500ml的甲苯，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥，接下來，在減壓下蒸餾除去溶劑。所得殘餘物藉由以庚烷和甲苯的混合溶劑(庚烷：甲苯=4:1(體積比))為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從Solmix A-11和乙酸乙酯的混合溶劑(Solmix A-11：乙酸乙酯=1:2(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到3.8g的3,5,2'-三氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.2.108)。由化合物(T20)計算的產量為62.2%。
所得化合物(No.2.108)的相變溫度如下。
相變溫度：C 88.0 SA 155.4 Iso。
1 H-NMR分析的化學位移δ (ppm)如下，可以判定所得化合物為3,5,2'-三氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯。應說明的是，測定溶劑為CDCl3 。
化學位移δ (ppm);7.53 (d,2H), 7.50-7.46 (m,2H), 7.42-7.40 (m,1H), 7.29 (d, 2H), 7.26-7.22 (m,3H), 6.66-6.58 (m,1H),2.65 (t,2H), 1.73-1.65 (m,2H), 0.98 (t,3H).
【實施例6】
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的實施例5所得之3,5,2'-三氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.2.108)的液晶組成物D。測定所得液晶組成物D的物理性質值，藉由將測定值外插，算出液晶性化合物(No.2.108)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=99.7℃；光學異方性(Δn)=0.270；介電常數異方性(Δε)=30.3。
由此結果可知：液晶性化合物(No.2.108)的上限溫度(TNI )高，光學異方性(Δn)大，介電常數異方性(Δε)大。
【實施例7】
3,2'-二氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.2.88)的合成
第1製程 在氮氣環境下，向反應器中加入22.9g的苯基硼酸衍生物(T18)、15.0g的4-溴-2-氟苯甲醛(T21)、5.1g的碳酸鉀、11.8g的碳酸鈉、0.3g的5% Pd/C、60ml的甲苯及60ml的異丙醇(IPA)，加熱回流9小時。將反應液冷卻至25℃後，注入到100ml的甲苯和100ml的水的混合液中，混合。之後，靜置，使其分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，殘餘物藉由以甲苯為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從THF和庚烷的混合溶劑(THF：庚烷=1:2(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到19.9g的3,2'-二氟-4"-丙基-[1,1';4',1"]三聯苯-4-甲醛(T22)。由化合物(T21)計算的產量為80.1%。
第2製程 在氮氣環境下，向反應器中加入22.0g的分子篩4A(MS4A)和44.0ml的1.0M氟化四丁基銨THF溶液(TBAF)，室溫下攪拌13小時。之後，在20℃~25℃的溫度範圍內滴加50ml的溶解有5.0g的化合物(T22)及5.1g的化合物(b3)的THF溶液，再於室溫下攪拌1小時。從所得反應混合液中濾除MS4A，向濾液中加入200ml的水和200ml的甲苯，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫 酸鎂乾燥，接下來，在減壓下蒸餾除去溶劑。所得殘餘物藉由以庚烷和甲苯的混合溶劑(庚烷：甲苯=4:1(體積比))為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從Solmix A-11和甲苯的混合溶劑(Solmix A-11：甲苯=2:1(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到1.7g的3,2'-二氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.2.88)。由化合物(T22)計算的產量為28.8%。
所得化合物(No.2.88)的相變溫度如下。
相變溫度：C 76.9 SA 184.2 Iso。
1 H-NMR分析的化學位移δ (ppm)如下，可以判定所得化合物為3,2'-二氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯。應說明的是，測定溶劑為CDCl3 。
化學位移δ (ppm);7.53-7.37 (m,8H), 7.32-7.27 (m,3H), 6.42-6.35 (m,1H), 2.65 (t, 2H), 1.73-1.66 (m,2H), 0.98 (t,3H).
【實施例8】
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的實施例7所得之3,2'-二氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.2.88)的液晶組成物E。測定所得液晶組成物E的物理性質值，藉由將測定值外插，算出液晶性化合物(No.2.88)的物理性質值的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=101.7℃；光學異方性(Δn)=0.277；介電常數異方性(Δε)=23.2。
由此結果可知：液晶性化合物(No.2.88)的上限溫度(TNI )高，光學異方性(Δn)大，介電常數異方性(Δε)大。
【實施例9】
3,5-二氟-4'-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)聯苯(No.1.63)的合成
第1製程 在氮氣環境下，向反應器中加入100.0g的4-丙基苯基硼酸(T16)、98.1g的1-溴-2,3-二氟苯(T23)、140.4g的碳酸鉀、3.6g的Pd(Ph3 P)2 Cl2 、300ml的甲苯和300ml的Solmix A-11，加熱回流2小時。將反應液冷卻至25℃後，注入到1000ml的水和500ml的甲苯中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化，之後乾燥，得到101.0g的3,5-二氟-4'-丙基聯苯(T24)。由化合物(T23)計算的產量為85.6%。
第2製程 在氮氣環境下，將30.0g的化合物(T24)和150ml的 THF混合，冷卻至-70℃。之後，在-70℃~-60℃的溫度範圍內滴加84ml的1.6M正丁基鋰-正己烷溶液，再於-70℃下攪拌120分鐘。接下來，在-70℃~-60℃的溫度範圍內滴加14.2g的DMF，再於-30℃下攪拌60分鐘。之後，注入到於0℃下冷卻的300ml的1N鹽酸和200ml甲苯的混合液中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，所得殘餘物藉由從庚烷中再結晶來進行純化，之後乾燥，得到31.8g的3,5-二氟-4'-丙基聯苯-4-甲醛(T25)。由化合物(T24)計算的產量為94.8%。
第3製程 在氮氣環境下，向反應器中加入50.0g的分子篩4A(MS4A)和77ml的1.0M氟化四丁基銨THF溶液(TBAF)，室溫下攪拌20小時。之後，在20℃~25℃的溫度範圍內滴加50ml的溶解有5.0g的化合物(T25)及6.6g的化合物(b3)的THF溶液，再於室溫下攪拌1小時。從所得反應混合液中濾除MS4A，向濾液中加入200ml的水和200ml的乙酸乙酯，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。接下來，在減壓下蒸餾除去溶劑。所得殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從Solmix A-11中再結晶來進一步純化， 之後乾燥，得到3.9g的3,5-二氟-4'-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)聯苯(No.1.63)。由化合物(T25)計算的產量為61.6%。
所得化合物(No.1.63)的相變溫度如下。
相變溫度：C 40.6 Iso。
1 H-NMR分析的化學位移δ (ppm)如下，可以判定所得化合物為3,5-二氟-4'-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)聯苯。應說明的是，測定溶劑為CDCl3 。
化學位移δ (ppm);7.47 (d,2H), 7.28-7.22 (m,3H), 7.19-7.15 (m,2H), 6.61-6.54 (m,1H), 2.64 (t, 2H), 1.72-1.64 (m,2H), 0.97 (t,3H).
【實施例10】
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的實施例9所得之3,5-二氟-4'-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)聯苯(No.1.63)的液晶組成物F。測定所得液晶組成物F的物理性質值，藉由將測定值外插，算出液晶性化合物(No.1.63)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=-22.3℃；光學異方性(Δn)=0.157；介電常數異方性(Δε)=21.7。
由此結果可知：液晶性化合物(No.1.63)的介電常數異方性(Δε)大。
【實施例11】
3,5,2'-三氟-4"-(反式-4-戊基環已基)-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.3.13)的合成
第1製程 在氮氣環境下，向反應器中加入50.0g的1-碘-4-(反式-4-戊基環己基)苯(T26)、21.5g的3-氟苯基硼酸(T27)、58.0g的碳酸鉀、2.95g的Pd(Ph3 P)2 Cl2 、200ml的水、200ml的甲苯和200ml的Solmix A-11，加熱回流8小時。將反應液冷卻至25℃，之後注入到1000ml的水和500ml的甲苯中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從乙酸乙酯和Solmix A-11的混合溶劑(乙酸乙酯：Solmix A-11=1:1(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到37.3g的3-氟-4'-(反式-4-戊基環己基)聯苯(T28)。由化合物(T26)計算的產量為82.0%。
第2製程 在氮氣環境下，將37.3g的化合物(T28)和500ml的THF混合，冷卻至-70℃。之後，在-70℃~-60℃的溫度範圍內滴加135ml的1.02M第二級丁基鋰-環己烷溶液，再於-70℃下攪拌180分鐘。接下來，在-70℃~-60℃的溫度範圍內滴加250ml的溶解有37.8g碘的THF溶液，再於-30℃下攪拌60分鐘。之後，注入到於0℃下冷卻的1000ml的水和750ml甲苯的混合液中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用飽和硫代硫酸鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，所得殘餘物藉由以庚烷和甲苯的混合溶劑(庚烷：甲苯=3:1(體積比))為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從乙酸乙酯和Solmix A-11的混合溶劑(乙酸乙酯：Solmix A-11=1:1(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到45.1g的3-氟-4-碘-4'-(反式-4-戊基環己基)聯苯(T29)。由化合物(T28)計算的產量為87%。
第3製程 在氮氣環境下，向反應器中加入30.0g的化合物(T29)、11.6g的化合物(T7)、27.6g的碳酸鉀、0.28g的5% Pd/C、200ml的水、200ml的甲苯和200ml的Solmix A-11，加熱回流11小時。將反應液冷卻至25℃，之後注入到1000ml的水和500ml的甲苯中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水洗滌，並用無水硫酸鎂 乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從乙酸乙酯和Solmix A-11的混合溶劑(乙酸乙酯：Solmix A-11=1:1(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到24.9g的3,5,2'-三氟-4"-(反式-4-戊基環己基)-[1,1';4',1"]三聯苯(T30)。由化合物(T29)計算的產量為86%。
第4製程 在氮氣環境下，將10.0g的化合物(T30)和250ml的THF混合，冷卻至-70℃。之後，在-70℃~-60℃的溫度範圍內滴加16ml 1.57M的正丁基鋰-己烷溶液，再於-70℃下攪拌60分鐘。接下來，在-70℃~-60℃的溫度範圍內滴加25ml的溶解有3.4g DMF的THF溶液，再於-60℃下攪拌60分鐘。之後，注入到於0℃下冷卻的600ml的1N鹽酸和300ml甲苯的混合液中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，所得殘餘物藉由以甲苯為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從甲苯和庚烷的混合溶劑(甲苯：庚烷=1:1(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到7.6g的3,5,2'-三氟-4"-(反式-4-戊基環己基)-[1,1';4',1"]三聯苯-4-甲醛(T31)。由化合物(T30)計算的產量為72%。
第5製程 在氮氣環境下，向反應器中加入94.4g的分子篩4A (MS4A)和118ml 1.0M的氟化四丁基銨THF溶液(TBAF)，室溫下攪拌20小時。之後，在20℃~25℃的溫度範圍內滴加200ml的溶解有5.5g的化合物(T31)和5.1g的化合物(b3)的THF溶液，再於室溫下攪拌1小時。從所得反應混合液中濾除MS4A，向濾液中加入500ml的水和500ml的甲苯，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行操作以萃取到有機層中。分離收集所得的有機層，用水、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥，接下來在減壓下蒸餾除去溶劑。所得殘餘物藉由以庚烷為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從Solmix A-11和庚烷的混合溶劑(Solmix A-11：庚烷=1:1(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到2.6g的3,5,2'-三氟-4"-(反式-4-戊基環己基)-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.3.13)。由化合物(T31)計算的產量為41%。
所得化合物(No.3.13)的相變溫度如下。
相變溫度：C 97.4N 292.0 Iso。
1 H-NMR分析的化學位移δ (ppm)如下，可以判定所得化合物為3,5,2'-三氟-4"-(反式-4-戊基環己基)-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯。應說明的是，測定溶劑為CDCl3 。
化學位移δ (ppm);7.54 (d,2H), 7.50-7.46 (m,2H), 7.40 (d,1H), 7.32 (d, 2H), 7.29-7.23 (m,3H), 6.66-6.58 (m,1H), 2.52 (tt,1H), 1.91 (t,4H), 1.53-1.46 (m,2H), 1.33-1.22 (m,9H), 1.09 (t,2H), 0.90 (t,3H).
【實施例12】
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的實施例11所得之3,5,2'-三氟-4"-(反式-4-戊基環己基)-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.3.13)的液晶組成物G。測定所得液晶組成物G的物理性質值，藉由將測定值外插，算出液晶性化合物(No.3.13)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=207.0℃；光學異方性(Δn)=0.270；介電常數異方性(Δε)=17.7。
由此結果可知：液晶性化合物(No.3.13)的上限溫度(TNI )非常高，光學異方性(Δn)大，介電常數異方性(Δε)大。
【實施例13】
3,5,2'-三氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙炔基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.5.47)的合成
第1製程 在氮氣環境下，向反應器中加入13.0g的化合物(T20)、23.1g的三苯基膦和130ml的EDC，於0℃下攪拌。在0℃~5℃的溫度範圍內向其中滴加14.6g的溶解於30 ml EDC中的四溴化碳，再於5℃下攪拌60分鐘。接下來，在0℃~10℃的溫度範圍內滴加20ml的丙酮，再繼續在0℃~10℃的溫度範圍內滴加200ml的水。從所得反應液中分離收集有機層，用飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，殘餘物藉由以庚烷和甲苯的混合溶劑(庚烷：甲苯=1:1(體積比))為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化，之後乾燥，得到16.9g的4-(2,2-二溴乙烯基)-3,5,2'-三氟-4"-丙基-[1,1';4',1"]三聯苯(T32)。由化合物(T20)計算的產量為90.2%。
第2製程 向氮氣環境下的反應器中加入16.0g的化合物(T32)、20ml的庚烷和200ml的甲苯，在0℃下攪拌。在0℃~5℃的溫度範圍內分3次加入3.9g的第三級丁醇鉀，再於5℃下攪拌60分鐘。將所得反應液注入到於0℃的200ml水中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層，進行萃取操作。分離收集所得的有機層，用水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。之後，在減壓下蒸餾除去溶劑，殘餘物藉由以庚烷和甲苯的混合溶劑(庚烷：甲苯=1:1(體積比))為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從Solmix A-11和乙酸乙酯的混合溶劑(Solmix A-11：乙酸乙酯=1:2(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到11.4g的4-溴乙炔基-3,5,2'-三氟-4"-丙基-[1,1';4',1"]三聯苯(T33)。由化合物(T32)計算的產量為 84.7%。
第3製程 在氮氣環境下，向反應器中加入6.0g的碘化銅(I)、1.5g的氟化鉀及50ml的DMF，室溫下攪拌。向其中加入8.9g的三甲基(三氟甲基)矽烷，再攪拌60分鐘。接下來，在20℃~25℃的溫度範圍內滴加9.0g的溶解於50mlNMP中的化合物(T33)，再於室溫下攪拌20小時。將所得反應混合液注入到於0℃下冷卻的300ml的水和300ml甲苯的混合液中，混合。之後，靜置，使分離成有機層和水層兩層，進行萃取到有機層的操作。分離收集所得的有機層，用5%的氨水溶液、水、0.5N的鹽酸、飽和碳酸氫鈉水溶液和水洗滌，並用無水硫酸鎂乾燥。將所得溶液在減壓下濃縮，殘餘物藉由以庚烷和甲苯的混合溶劑(庚烷：甲苯=4:1(體積比))為展開溶劑、以矽膠為填充劑的柱層析進行分離、純化。藉由從Solmix A-11和乙酸乙酯的混合溶劑(Solmix A-11：乙酸乙酯=1:2(體積比))中再結晶來進一步純化，之後乾燥，得到0.83g的3,5,2'-三氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙炔基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.5.47)。 由化合物(T33)計算的產量為9.5%。
所得化合物(No.5.47)的相變溫度如下。
相變溫度：C 119.5 SA 125.3 Iso。
1 H-NMR分析的化學位移δ (ppm)如下，可以判定所得化合物為3,5,2'-三氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙炔基)-[1,1';4',1"]三聯苯。應說明的是，測定溶劑為CDCl3 。
化學位移δ (ppm);7.53 (d,2H), 7.50-7.46 (m,2H), 7.43-7.40 (m,1H), 7.30-7.25 (m,4H), 2.65 (m, 2H), 1.73-1.65 (m,2H), 0.98 (t,3H).
【實施例14】
製備含有95wt%的母液晶A和5wt%的實施例13所得之3,5,2'-三氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙炔基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.5.47)的液晶組成物H。測定所得液晶組成物H的物理性質值，藉由將測定值外插，算出液晶性化合物(No.5.47)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=85.7℃；光學異方性(Δn)=0.277；介電常數異方性(Δε)=31.6。
由此結果可知：液晶性化合物(No.5.47)的上限溫度(TNI )高，光學異方性(Δn)大，介電常數異方性(Δε)大。
【實施例15】
利用與實施例1、3、5、7、9、11以及13所記載之合成方法相同之方法，可以合成以下所示的化合物(No.1.1)~(No.1.124)、(No.2.1)~(No.2.242)、(No.3.1)~(No.3.126)、(No.4.1)~(No.4.112)、(No.5.1)~(No.5.228)以及(No.6.1)~(No.6.126)。附注資料為按照上述方法求出的值。相變溫度為化合物自身的測定值。上限溫度(TNI )、介電常數異方性(Δε)及光學異方性(Δn)，是按照實施例2、4、6、8、10、12以及14所記載之方式，將化合物混合到母液晶(A)中，將混合試樣的測定值藉由外插法進行換算的外插值。
應說明的是，3,5,2'-三氟-4"-戊基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[,11';4',1"]三聯苯(No.2.110)，是以4-戊基苯基硼酸(T34)代替化合物(T16)作為起始原料，利用實施例5所示之方法進行合成。
1 H-NMR分析的化學位移δ (ppm)如下，可以判定所得化合物為3,5,2'-三氟-4"-戊基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.2.110)。應說明的是，測定溶劑為CDCl3 。
化學位移δ (ppm);7.53 (d,2H), 7.50-7.45 (m,2H), 7.42-7.39 (m,1H), 7.28 (d,2H), 7.25-7.22 (m,3H), 6.65-6.58 (m,1H), 2.66 (t, 2H), 1.69-1.63 (m,2H), 1.40-1.32 (m,4H), 0.91 (t,3H).
另外，3,5,2',2"-四氟-4"-(反式-4-戊基環己基)-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯(No.3.15)，是以2-氟-1-碘-4-(反式-4-戊基環己基)苯(T35)代替化合物(T26)作為起始原料，利用實施例11所示之方法進行合成。
1 H-NMR分析的化學位移δ (ppm)如下，可以判定所得化合物為3,5,2',2"-四氟-4"-(反式-4-戊基環己基)-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[,11';4',1"]三聯苯(No.3.15)。應說明的是，測定溶劑為CDCl3 。
化學位移δ (ppm);7.50-7.36 (m,4H), 7.28-7.23 (m,3H), 7.12 (d,1H), 7.06 (d,1H), 6.64-6.58 (m,1H), 2.52 (tt,1H), 1.92 (t,4H), 1.51-1.43 (m,2H), 1.35-1.22 (m, 9H), 1.11-1.07 (m,2H), 0.90 (t,3H).
[比較例1]
作為比較例，合成具有三氟烷基的反式-4'-[3,5-二氟-4-(3,3,3-三氟丙基)苯基]-反式-4-丙基雙環己烷(S-11)。
所得比較例化合物(S-11)的相變溫度如下。
相變溫度：C1 49.6 C2 79.7N 120.9 Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(S-11)的液晶組成物I。測定所得液晶組成物I的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(S-11)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=91.0℃；光學異方性(Δn)=0.090；介電常數異方性(Δε)=13.4。
將比較例化合物(S-11)與實施例1及2所示的本發明之液晶性化合物(No.2.23)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.23)在液晶相的溫度範圍廣、具高透明點、光學異方性大及介電常數異方性大之方面優異。
[比較例2]
作為比較例，合成具有全氟丙烯基的反式-4'-(3,5-二氟-4-五氟丙烯基苯基)-反式-4-丙基雙環己烷(S-12)。
所得比較例化合物(S-12)的相變溫度如下。
相變溫度：C 72.6 Sm 97.1N 155.8 Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(S-12)的液晶組成物J。測定所得液晶組成物J的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(S-12)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=103.0℃；光學異方性(Δn)=0.110；介電常數異方性(Δε)=17.5。
將比較例化合物(S-12)與實施例1及2所示的本發明之液晶性化合物(No.2.23)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.23)是向列相的溫度範圍廣、具高透明點、光學異方性大且介電常數異方性大的優異的化合物。
[比較例3]
作為比較例，合成日本專利特開平2-233626號公報及國際公開第91/013850號小冊子所記載之化合物-反式-4'-(3,4,5-三氟苯基)-反式-4-丙基雙環己烷(S-8)。
所得比較例化合物(S-8)的相變溫度如下。
相變溫度：C 64.3N 93.9 Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(S-8)的液晶組成物K。測定所得液晶組成物K的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(S-8)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=76.4℃；光學異方性(Δn)=0.079；介電常數異方性(Δε)=11.0。
將比較例化合物(S-8)與實施例1及2所示的本發明之液晶性化合物(No.2.23)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.23)是液晶相的溫度範圍廣、具高透明點、光學異方性大且介電常數異方性大的優異的化合物。
[比較例4]
作為比較例，合成沒有被三氟丙烯基取代的反式-4'-(3,5-二氟苯基)-反式-4-丙基雙環己烷(T5)。
所得比較例化合物(T5)的相變溫度如下。
相變溫度：C 58.2N 87.5 Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(T5)的液晶組成物L。測定所得液晶組成物L的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(T5)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=69.7℃；光學異方性(Δn)=0.084；介電常數異方性(Δε)=2.90。
將比較例化合物(T5)與實施例1及2所示的本發明之 液晶性化合物(No.2.23)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.23)是液晶相的溫度範圍廣、具高透明點、光學異方性大且介電常數異方性大的優異的化合物。
[比較例5]
作為比較例，合成被三氟丙烯基取代、但在側方位氟未被取代的反式-4-丙基-反式-4'-[(4-(3,3,3-三氟丙烯基)苯基)]雙環己烷(S-13)。
所得比較例化合物(S-13)的相變溫度如下。
相變溫度：C 125.0N 182.8 Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(S-13)的液晶組成物M。測定所得液晶組成物M的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(S-13)的物理性質的外插值。該值如下。
光學異方性(Δn)=0.147；介電常數異方性(Δε)=10.7。
將比較例化合物(S-13)與實施例1及2所示的本發明之液晶性化合物(No.2.23)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.23)在液晶相的溫度範圍廣、介電常數異方性大之方面優異。
[比較例6]
作為比較例，合成酷似於國際公開第90/013610號小冊子所記載之化合物(S-1)的化合物：反式-4-丙基-反式-4'-[(4-(3,3,3-三氟丙基)苯基)]雙環己烷(S-14)。
所得比較例化合物(S-14)的相變溫度如下，僅有近晶B相。
相變溫度：C 70.2 SB 179.0 Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(S-14)的液晶組成物N。測定所得液晶組成物N的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(S-14)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=123.7℃；光學異方性(Δn)=0.097；介電常數異方性(Δε)=5.0。
將比較例化合物(S-14)與實施例1及2所示的本發明之液晶性化合物(No.2.23)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.23)在具有向列相方面及具高透明點、光學異方性大及介電常數異方性大之方面優異。
[比較例7]
作為比較例，合成酷似於日本專利特開平10-95977號公報所記載之化合物(S-6)的化合物-反式-4'-(4-丙烯基苯基)-反式-4-丙基雙環己烷(S-15)。
所得比較例化合物(S-15)的相變溫度如下。
相變溫度：C1 64.0 C2 75.0 C3 87.3 SB 119.2N 265.4 Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(S-15)的液晶組成物O。測定所得液晶組成物O的物理 性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(S-15)的物理性質的外插值。該值如下。
光學異方性(Δn)=0.177；介電常數異方性(Δε)=3.6。
將比較例化合物(S-15)與實施例1及2所示的本發明之液晶性化合物(No.2.23)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.23)在向列相的下限溫度低及介電常數異方性大之方面優異。
[比較例8]
作為比較例，合成被三氟烷基取代的3,5,2'-三氟-4'-(反式-4-丙基環己基)-4-(3,3,3-三氟丙基)聯苯(S-16)。
所得比較例化合物(S-16)的相變溫度如下。
相變溫度：C 73.9 (N 69.7) Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(S-16)的液晶組成物P。測定所得液晶組成物P的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(S-16)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=57.7℃；光學異方性(Δn)=0.124；介電常數異方性(Δε)=16.9。
將比較例化合物(S-16)與實施例3及4所示的本發明之液晶性化合物(No.2.47)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.47)在液晶相的溫度範圍廣、具高透明點、光學異方性大及介電常數異方性大之方面優異。
[比較例9]
作為比較例，合成日本專利特開平2-233626號公報及國際公開第91/013850號小冊子所記載之化合物3,4,5,2'-四氟-4'-(反式-4-丙基環己基)聯苯(S-9)。
所得比較例化合物(S-9)的相變溫度如下。
相變溫度：C 62.9 Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(S-9)的液晶組成物Q。測定所得液晶組成物Q的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(S-9)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=28.4℃；光學異方性(Δn)=0.110；介電常數異方性(Δε)=17.0。
將比較例化合物(S-9)與實施例3及4所示的本發明之液晶性化合物(No.2.47)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.47)在液晶相的溫度範圍廣、具高透明點、光學異方性大及介電常數異方性大之方面優異。
[比較例10]
作為比較例，合成未被三氟丙烯基取代的2,3',5'-三氟-4-(反式-4-丙基環己基)聯苯(T14)。
所得比較例化合物(T14)的相變溫度如下。
相變溫度：C 60.2 Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(T14)的液晶組成物R。測定所得液晶組成物R的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(T14)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=25.0℃；光學異方性(Δn)=0.124；介電常數異方性(Δε)=6.9。
將比較例化合物(T14)與實施例3及4所示的本發明之液晶性化合物(No.2.47)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.47)在液晶相的溫度範圍廣、具高透明點、光學異方性大及介電常數異方性大之方面優異。
[比較例11]
作為比較例，合成被三氟烷基取代的化合物3,5,2'-三氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙基)-[1,1';4',1"]三聯苯(S-17)。
所得比較例化合物(S-17)的相變溫度如下。
相變溫度：C 79.5 SA 125.8 Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(S-17)的液晶組成物S。測定所得液晶組成物S的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(S-17)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=67.0℃；光學異方性(Δn)=0.197；介電常數異方性(Δε)=21.6。
將比較例化合物(S-17)與實施例5、6、13及14所示的本發明之液晶性化合物(No.2.108)及(No.5.47)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.108)及(No.5.47)在具高透明點、光學異方性大及介電常數異方性大之方面優異。
[比較例12]
作為比較例，合成日本專利特開平2-233626號公報及國際公開第91/013850號小冊子所記載之化合物3,4,5,2'-四氟-4"-丙基-[1,1';4',1"]三聯苯(S-18)。
所得比較例化合物(S-18)的相變溫度如下。
相變溫度：C 63.3 Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(S-18)的液晶組成物T。測定所得液晶組成物T的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(S-18)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=37.0℃；光學異方性(Δn)=0.184；介電常數異方性(Δε)=21.7。
將比較例化合物(S-18)與實施例5、6、13及14所示的本發明之液晶性化合物(No.2.108)及(No.5.47)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.108)及(No.5.47)在液晶相的溫度範圍廣、具高透明點、光學異方性大及介電常數異方性大之方面優異。
[比較例13]
作為比較例，合成沒有被三氟丙烯基或三氟丙炔基取代的3,5,2'-三氟-4"-丙基-[1,1';4',1"]三聯苯(T19)。
所得比較例化合物(T19)的相變溫度如下。
相變溫度：C 57.7 SA 62.4 Iso。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(T19)的液晶組成物U。測定所得液晶組成物U的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(T19)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=27.0℃；光學異方性(Δn)=0.197；介電常數異方性(Δε)=9.0。
將比較例化合物(T19)與實施例5、6、13及14所示的本發明之液晶性化合物(No.2.108)及(No.5.47)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.108)及(No.5.47)在液晶相的溫度範圍廣、具高透明點、光學異方性大及介電常數異方性大之方面優異。
[比較例14]
作為比較例，合成被三氟丙烯基取代、但在側方位氟未被取代的化合物2'-氟-4"-丙基-4-(3,3,3-三氟丙烯基)-[1,1';4',1"]三聯苯(S-19)。
所得比較例化合物(S-19)的相變溫度如下。
相變溫度：C 102.9 SE 129.8 SA 218.8 Iso。
製備含有95wt%的母液晶A和5wt%的比較例化合物(S-19)的液晶組成物V。測定所得液晶組成物V的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(S-19)的物理性質的外插值。該值如下。
上限溫度(TNI )=117.7℃；光學異方性(Δn)=0.277；介電常數異方性(Δε)=15.9。
將比較例化合物(S-19)與實施例5、6、7及8所示的本發明之液晶性化合物(No.2.108)及(No.2.88)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.108)及液晶性化合物(No.2.88)在液晶相的下限溫度低以及介電常數異方性大之方面優異。
[比較例15]
作為比較例，合成被丙烯基取代的化合物3,5,2'-三氟-4"-戊基-4-丙烯基-[1,1';4',1"]三聯苯(S-20)。
製備含有85wt%的母液晶A和15wt%的比較例化合物(S-20)的液晶組成物W。測定所得液晶組成物W的物理性質值，藉由將測定值外插，算出比較例化合物(S-20)的物理性質的外插值。該值如下。
介電常數異方性(Δε)=7.6。
將比較例化合物(S-20)與實施例15所示的本發明之液晶性化合物(No.2.110)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.110)在介電常數異方性大之方面優異。
[實施例16]
為了確認低溫相容性，將母液晶A和液晶性化合物(No.2.88)混合來製作試樣，使液晶性化合物(No.2.88)的量為15wt%、10wt%、5wt%及3wt%，並將試樣裝入玻璃瓶中。將此玻璃瓶在-20℃的冷凍機中保管30天後，觀察結晶或近晶相是否會析出。其結果，液晶性化合物(No.2.88)的量為15wt%的試樣有結晶析出，但液晶性化合物(No.2.88)的量為10wt%的試樣，其向列相保持原樣，且沒有結晶析出。
[實施例17]
為了確認低溫相容性，將母液晶A和液晶性化合物(No.2.108)混合來製作試樣，使液晶性化合物(No.2.108)的量為15wt%、10wt%、5wt%及3wt%，並將試樣裝入玻璃瓶中。將此玻璃瓶在-20℃的冷凍機中保管30天後，觀察結晶或近晶相是否會析出。其結果，液晶性化合物(No.2.108)的量為15wt%的試樣，其向列相保持原樣，且沒有結晶析出。
[比較例16]
為了確認低溫相容性，將母液晶A和比較例化合物(S-19)混合來製作試樣，使比較例化合物(S-19)的量為15wt%、10wt%、5wt%及3wt%，並將試樣裝入玻璃瓶中。將此玻璃瓶在-20℃的冷凍機中保管30天後，觀察結晶或近晶相是否會析出。其結果，比較例化合物(S-19)的量為5wt%的試樣有結晶析出，但比較例化合物(S-19)的量為3wt%的試樣，其向列相保持原樣，且沒有結晶析出。
將比較例化合物(S-19)與實施例16及17所示的本發明之液晶性化合物(No.2.88)以及液晶性化合物(No.2.108)進行比較，可知：液晶性化合物(No.2.88)以及液晶性化合物(No.2.108)在低溫相容性方面優異。
[實施例18]
進一步將本發明之代表性組成物匯總於組成物例1~14中。首先，顯示出作為組成物之成分的化合物及其量(wt%)。按照表1的規定，化合物用左末端基團、結合基團、環結構及右末端基團等記號表示。1,4-亞環己基及1,3-二噁烷-2,5-二基的立體構型為反式構型。沒有末端基團之記號時，意思是指末端基團為氫。接下來顯示組成物的物理性質值。其中的物理性質值為測定值原值。
特性值的測定可以按下述方法進行。這些測定方法大多是日本電子機械工業會規格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ．ED-2521A中所記載的方法或對其進行修飾的方法。用於測定的TN元件中並沒有安裝TFT。
向列相的上限溫度(NI;℃)：將試樣放在具備偏光顯微鏡之熔點測定裝置的熱板上，以1℃/分鐘的速度進行加熱。測定一部分試樣由向列相變成等方性液體時的溫度。有時將向列相的上限溫度簡寫作「上限溫度」。
向列相的下限溫度(Tc ;℃)：將具有向列相的試樣於0℃、-10℃、-20℃、-30℃以及-40℃的冷凍機中保管10天後，觀察液晶相。例如，當試樣在-20℃下保持向列相原狀且在-30℃下變成結晶(或近晶相)時，記作Tc≦-20℃。有時將向列相的下限溫度簡寫作「下限溫度」。
粘度(η；在20℃下測定；mPa．s)：使用E型旋轉粘度計進行測定。
旋轉黏度(γ1；在25℃下測定；mPa．s): 1)介電常數異方性為正的試樣：按照M. Imai et al.，Molecular Crystals and Liquid Crystals，Vol. 259，37 (1995)所記載之方法進行測定。將試樣放入扭轉角為0∘且兩塊玻璃基板的間隔(cell gap)為5μm的TN元件中。針對上述TN元件，在16伏～19.5伏的範圍內，以0.5伏為間隔階段性地施加電壓。在0.2秒的未施加電壓後，僅一個矩形波(矩形脈衝：0.2秒)和未施加(2秒)的條件下反覆施加電壓。測定藉由此電壓施加而產生的過渡電流(transient current)之峰值電流(peak current)和達峰時間(peak time)。由上述測定值和M. Imai等人的論文之第40頁的計算式(8)求出旋轉黏度值。關於此計算中所必需的介電常數異方性值，藉由使用此旋轉黏度測定中使用的元件，按照下述介 電常數異方性的測定方法而求得。
2)介電常數異方性為負的試樣：按照M. Imai et al.，Molecular Crystals and Liquid Crystals，Vol. 259, 37 (1995)所記載之方法進行測定。將試樣放入兩塊玻璃基板的間隔(cell gap)為20μm的VA元件中。針對此元件，在30伏～50伏的範圍內，以1伏為間隔階段性地施加電壓。在0.2秒的未施加後，僅1個矩形波(矩形脈衝；0.2秒)和未施加(2秒)的條件下反覆施加電壓。測定藉由此電壓施加而產生的過渡電流(transient current)之峰值電流(peak current)和達峰時間(peak time)。由上述測定值和M. Imai等人的論文之第40頁的計算式(8)求出旋轉黏度值。此計算所必需的介電常數異方性使用下述介電常數異方性中測定的值。
光學異方性(折射率異方性；Δn；在25℃下測定)：使用波長為589nm的光，利用於目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計進行測定。單方向擦拭主棱鏡的表面，之後向主棱鏡上滴加試樣。在偏光方向與擦拭方向平行時測定折射率(n║)。在偏光方向與擦拭方向垂直時測定折射率(n⊥)。 光學異方性值由式Δn=n║-n⊥算出。當試樣為組成物時，按照此方法測定光學異方性。當試樣為化合物時，將化合物混合到適當的組成物中，之後測定光學異方性。化合物的光學異方性為外插值。
介電常數異方性(Δε；在25℃下測定)：當試樣為化合物時，將化合物混合到適當的組成物中，之後測定介電常數異方性。化合物的介電常數異方性為外插值。
1)介電常數異方性為正的組成物：將試樣裝入兩塊玻璃基板的間隔(gap)為約9μm、扭轉角為80度的液晶盒中。對此盒施加20伏的電壓，測定液晶分子在長軸方向的介電常數(ε║)。對此盒施加0.5伏的電壓，測定液晶分子在短軸方向的介電常數(ε⊥)。介電常數異方性值由式Δε=ε║-ε⊥算出。
2)介電常數異方性為負的組成物：將試樣裝入處理成垂直配向的液晶盒中，並施加0.5伏的電壓，測定介電常數(ε║)。將試樣裝入處理成沿面配向的液晶盒中，並施加0.5伏的電壓，測定介電常數(ε⊥)。介電常數異方性值由式Δε=ε║-ε⊥算出。
啟始電壓(Vth；在25℃下測定；V)：當試樣為化合物時，將化合物混合到適當的組成物中，之後測定啟始電壓。化合物的啟始電壓為外插值。
1)介電常數異方性為正的組成物：將試樣放入兩塊玻璃基板的間隔(gap)為(0.5/Δn)μm、扭轉角為80度之常白模式(normally white mode)的液晶顯示元件中。Δn為按上述方法測定的光學異方性值。對此元件施加頻率為32Hz的矩形波。升高矩形波的電壓，測定透過元件之光的透過率為90%時的電壓值。
2)介電常數異方性為負的組成物：將試樣放入兩塊玻璃基板的間隔(gap)為約9μm、處理成垂直配向之常黑模式(normally black mode)的液晶顯示元件中。對此元件施加頻率為32Hz的矩形波。升高矩形波的電壓，測定透過元件 之光的透過率為10%時的電壓值。
電壓保持率(VHR；在25℃下測定；%)：用於測定的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，並且兩塊玻璃基板的間隔(cell gap)為6μm。此元件在裝入試樣後，以利用紫外線進行聚合的黏合劑密封。對此TN元件施加脈衝電壓(5伏，60毫秒)進行充電。在16.7毫秒期間使用高速電壓計測定衰減電壓，求出單位週期中電壓曲線與橫軸間的面積A。面積B為未衰減時的面積。電壓保持率為面積A相對於面積B的百分比。
螺旋間距(在20℃下測定；μm)：在螺旋間距的測定中，使用卡諾的楔形盒法(wedge type cell method of Cano)。將試樣注入卡諾(Cano)的楔形盒中，測定從盒觀察到的判別線的間隔(a；單位為μm)。螺旋間距(P)由式P=2．a．tan θ算出。θ為楔形模盒中兩塊玻璃板間的角度。
成分或液晶性化合物的比例(百分比)是以液晶性化合物的總重量為基準的重量百分比(wt%)。先測定液晶性化合物等成分的重量，之後混合來製備組成物。因此，容易算出成分的重量百分比。
[組成例1]
NI=92.9℃；△n=0.149；△ε=28.1；Vth=1.09V.
[組成例2]
NI=96.8℃；△n=0.113；Aε=6.9；Vth=2.14V.
[組成例3]
NI=93.8℃；△n=0.146；△ε=10.7；Vth=1.68V.
[組成例4]
[組成例5]
[組成例6]
NI=114.3℃；△n=0.103；△ε=5.4；Vth==2.19V.
向100重量份組成例6的組成物中添加0.25重量份的光學活性化合物(Op-05)時，間距為60.5μm。
[組成例7]
[組成例8]
[組成例9]
[組成例10]
[組成例11]
[組成例12]
[組成例13]
[組成例14]
得到了對光等穩定、在廣泛的溫度範圍內顯示出液晶相、黏度小、具有適當的光學異方性及大的介電常數異方性、並且與其他液晶性化合物的相容性優異的液晶性化合物，因此藉由使用含有上述化合物的液晶組成物，可以用於反應時間短、耗電少、驅動電壓小、具有大的對比度、並且可以在廣泛的溫度範圍內使用的液晶顯示元件。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (27)

  1. 一種式(1)表示的化合物： 式中，R表示：氫、碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為2~12的烯基、碳原子數為1~11的烷氧基或碳原子數為2~11的烯氧基；環A1 、環A2 以及環A3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,4-亞環己烯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基；在上述環中氫可以被鹵素取代；Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF=CF-、-(CH2 )4 -、-(CH2 )2 CF2 O-、-OCF2 (CH2 )2 -、-CH=CH(CH2 )2 -或-(CH2 )2 CH=CH-；L1 及L2 為鹵素；W表示-CH=CH-或-C≡C-；n及m獨立地表示0~2的整數，且n與m之和為0~3的整數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中環A1 、環A2 以及環A3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,4-亞環己烯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之化合物，其中Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -或-CF=CF-。
  4. 一種式(1-1)表示的化合物： 式中，R表示：氫、碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為2~12的烯基或碳原子數為1~11的烷氧基；環A1 、環A2 以及環A3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,4-亞環己烯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基；Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -或-CF=CF-；W表示-CH=CH-或-C≡C-；L1 為氟或氯；n及m獨立地表示0~2的整數，且n與m之和為0~3的整數。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之化合物，其中環A1 、環A2 以及環A3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之化合物，其中環A1 、 環A2 以及環A3 中的至少一個為1,3-二噁烷-2,5-二基。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之化合物，其中環A1 、環A2 以及環A3 中的至少一個為四氫吡喃-2,5-二基。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之化合物，其中環A1 、環A2 以及環A3 中的至少一個為嘧啶-2,5-二基。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之化合物，其中Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF2 O-或-CH2 O-。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之化合物，其中Z1 、Z2 以及Z3 為單鍵。
  11. 一種式(1-2)~(1-10)中任一式所表示的化合物： 式中，Ra獨立地表示：氫、碳原子數為1~12的烷基、碳原子數為2~12的烯基或碳原子數為1~11的烷氧基；Z1 、Z2 以及Z3 獨立地表示：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-COO-或-CF2 O-； X1 、X2 、X3 、X4 、X5 以及X6 獨立地表示氫或氟；W獨立地表示-CH=CH-或-C≡C-。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之化合物，其中在式(1-2)~(1-10)中，Z1 、Z2 以及Z3 為單鍵。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之化合物，其中在式(1-2)~(1-10)中，X1 為氟，X2 、X3 、X4 、X5 以及X6 為氫。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之化合物，其中在式(1-2)~(1-10)中，X1 及X2 為氟，X3 、X4 、X5 以及X6 為氫。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之化合物，其中在式(1-2)~(1-10)中，X1 及X3 為氟，X2 、X4 、X5 以及X6 為氫。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之化合物，其中在式(1-2)~(1-10)中，X1 、X2 及X3 為氟，X4 、X5 以及X6 為氫。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之化合物，其中在式(1-2)~(1-10)中，W為-CH=CH-。
  18. 一種液晶組成物，該組成物含有至少一種如申請專利範圍第4項所述之化合物。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之液晶組成物，更包括選自式(2)、(3)以及(4)各自所表示的化合物之組群的至少一種化合物， 式中，R1 獨立地表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基；在烷基以及烯基中，任意的氫可被氟取代，任意的-CH2 -可被-O-取代；M1 獨立地表示：氟、氯、-OCF3 、-OCHF2 、-CF3 、-CHF2 、-CH2 F、-OCF2 CHF2 或-OCF2 CHFCF3 ；環B1 、環B2 以及環B3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基；Z4 及Z5 獨立地表示：-(CH2 )2 -、-(CH2 )4 -、-COO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH=CH-或單鍵；L3 及L4 獨立地表示氫或氟。
  20. 如申請專利範圍第18項或第19項所述之液晶組成物，更包括選自式(5)所表示的化合物之組群的至少一種化合物， 式中，R2 表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基；在烷基以及烯基中，任意的氫可被氟取代，任意的-CH2 -可被-O-取代；M2 表示-C≡N或-C≡C-C≡N；環C1 、環C2 以及環C3 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基；Z6 表示：-(CH2 )2 -、-COO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-C≡C-、-CH2 O-或單鍵；L5 及L6 獨立地表示氫或氟；q為0~2的整數，r為0或1。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之液晶組成物，更包括選自式(6)、(7)、(8)、(9)以及(10)各自所表示的化合物之組群的至少一種化合物， 式中，R3 及R4 獨立地表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基；在烷基及烯基中，任意的氫可被氟取代，任意的-CH2 -可被-O-取代；環D1 及環D2 獨立地表示：1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、1,4-亞環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、十氫萘-2,6-二基或任意的氫被氟取代的1,4-亞苯基；Z7 及Z8 獨立地表示：-(CH2 )2 -、-COO-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF2 O-、-OCF2 -、-(CH2 )2 CF2 O-、-OCF2 (CH2 )2 -或單鍵；L8 及L9 獨立地表示氯或氟。
  22. 如申請專利範圍第18項或第19項所述之液晶組成物，更包括選自式(11)、(12)以及(13)各自所表示的化合物之組群的至少一種化合物， 式中，R5 及R6 獨立地表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基；其中在烷基中任意的氫可被氟取代，任意的-CH2-可被-O-取代；環E1 、環E2 以及環E3 獨立地表示：1,4-亞環己基、嘧啶-2,5-二基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、3-氟-1,4-亞苯基或2,5-二氟-1,4-亞苯基；Z9 及Z10 獨立地表示：-C≡C-、-COO-、-(CH2 )2 -、-CH=CH-或單鍵；Z11 為-COO-或單鍵。
  23. 如申請專利範圍第20項所述之液晶組成物，更包括選自式(11)、(12)以及(13)各自所表示的化合物之組群的至少一種化合物， 式中，R5 及R6 獨立地表示碳原子數為1~10的烷基 或碳原子數為2~10的烯基；其中在烷基中任意的氫可被氟取代，任意的-CH2-可被-O-取代；環E1 、環E2 以及環E3 獨立地表示：1,4-亞環己基、嘧啶-2,5-二基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、3-氟-1,4-亞苯基或2,5-二氟-1,4-亞苯基；Z9 及Z10 獨立地表示：-C≡C-、-COO-、-(CH2 )2 -、-CH=CH-或單鍵；Z11 為-COO-或單鍵。
  24. 如申請專利範圍第21項所述之液晶組成物，更包括選自式(11)、(12)以及(13)各自所表示的化合物之組群的至少一種化合物， 式中，R5 及R6 獨立地表示碳原子數為1~10的烷基或碳原子數為2~10的烯基；其中在烷基中任意的氫可被氟取代，任意的-CH2-可被-O-取代；環E1 、環E2 以及環E3 獨立地表示：1,4-亞環己基、嘧啶-2,5-二基、1,4-亞苯基、2-氟-1,4-亞苯基、3-氟-1,4-亞苯基或2,5-二氟-1,4-亞苯基；Z9 及Z10 獨立地表示：-C≡C-、-COO-、-(CH2 )2 -、-CH=CH-或單鍵；Z11 為-COO-或單鍵。
  25. 如申請專利範圍第18項所述之液晶組成物，更包括至少一種光學活性化合物。
  26. 如申請專利範圍第18項所述之液晶組成物，更包括至少一種抗氧化劑及/或紫外線吸收劑。
  27. 一種液晶顯示元件，該元件中含有如申請專利範圍第18項所述之液晶組成物。
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